位置推定のための角度に基づくNLOS誤差軽減法

摘要

In the applications of ubiquitous sensor networks, it is important to estimate sensor nodes location accurately. In an NLOS environment, a location estimation error occurs. This paper proposes a simple error mitigation technique based on the AOA (angle-of-arrival) from anchors as well as the distance to the anchors. In the proposed algorithm, first, a sensor node location is estimated using a distance data set which includes data from NLOS paths; next, NLOS paths are identified by the measured angle; finally, the location is recalculated using a data set in which the data from the identified NLOS paths is omitted. It is shown that the estimation performance improves as the angle spread of AOA of an NLOS path increases. To overcome performance degradation due to smaller angle spread, we also propose a modified algorithm which automatically selects either the estimation based on only the distance or that based on both the distance and AOA. The effectiveness of the proposed technique is shown through the performance comparison with a conventional technique using only the distance.%ユビキタスセンサネットワークを用いたアプリケーションにおいて，センサノードの位置を正確に推定することは重要である.しかし，NLOS環境下ではセンサノードの位置推定に誤差を生じる.本稿では，アンカーとセンサノード間の距離データに加え，角度データを利用する簡易な位置推定誤差軽減法を提案する.提案法は，NLOS誤差を含む距離データから位置を推定した後.角度データを用いてNLOSを識別し，それを除いた距離データで再推定するものである.NLOS到来波の到来角度広がりが広いほど位置推定誤差が軽減されることを示している.また，NLOSの到来角度広がりが小さい場合の性能劣化を防ぐために，距離データだけを利用した推定結果と角度データも利用した推定結果を状況に応じて自動的に切り替えることのできるアルゴリズムを提案している.従来の距離データだけを用いるNLOS識別法と性能比較を行い，提案手法の有効性を示している.