본 논문에서는 적응형 파티클 필터를 활용한 Wi-Fi 왕복시간 및 수신신호세기 측정값 기반 복합측위 방법을 소개하고 기존 핑거프린트 방법과 비교하여 측위 성능을 분석하고자 한다. 2018년 구글은 안드로이드 9 (API 수준 29) 이상의 단말 (스마트폰)에서 IEEE 802.11mc 표준에 기반한 Wi-Fi 왕복시간 기반 거리정보를 API로 제공하고 있다. 상기 표준 규격 상 Wi-Fi 왕복시간 기반 거리정보는 1~2 m의 위치 정확도를 제공 할 수 있으며, 기존 수신신호세기 대비 개선된 위치 정확도를 지원할 수 있다고 언급하고 있다. 다만 비가시환경이 일반적인 실내 환경에서 Wi-Fi 왕복시간 기반 거리정보는 신호 감쇄 및 멀티패스 등으로 인한 거리오차가 발생할 수 있기 때문에, 실내 환경에 강건한 위치정보 제공을 위해서는 상호 보완할 수 있는 수신신호세기와의 결합을 통한 측위 성능 개선 방법이 필요하다. 본 논문에서는 Wi-Fi RTT 지원 AP가 설 치된 실내 테스트베드 환경에서 차원이 상이한 측정정보간 결합이 용이한 적응형 파티클 필터를 적용하여 측정정보 (RTT 단독, RSSI 단독, RTT/RSSI 융복합) 조합별 수평 및 수직 측위 성능을 분석하고자 한다. 또한 Wi-Fi AP 설치 개수, Wi-Fi RTT 지원 AP와 단말 (스마트폰)간 비가시 환경 등이 측위 성능에 미치는 영향도 분석하고자 한다.

Performance Analysis on Wi-Fi RTT/RSSI Hybrid Localization Using Adaptive Particle Filter Localization

Young-Su Cho*, Chul-Hyun Hwang, Kyoung-Sic Kim

In this paper, a hybrid localization method combining Wi-Fi round trip time (RTT) and received signal strength indication (RSSI) measurements using an adaptive particle filter is introduced, and the positioning performance is analyzed in comparison with the existing fingerprint method. In 2018, Google is providing Wi-Fi RTT based distance information based on the IEEE 802.11mc standard as an API in Android 9 (API level 29) or higher terminals (Smartphone). According to the standard, Wi-Fi RTT based distance information can provide location accuracy of 1 to 2 meters, and it is mentioned that it can support improved location accuracy compared to the existing RSSI. However, since distance information based on Wi-Fi RTT may cause distance errors due to signal attenuation and multipath in an indoor environment where non line of sight (NLOS) environments are common, it is necessary to combine Wi-Fi RTT with RSSI measurements in order to provide robust location information to the indoor environment. We propose an adaptive particle filter that makes it easy to combine different dimensions of measurement information and analyze horizontal and vertical location performance by measurement type (RTT only, RSSI only, RTT/RSSI both). In addition, the effect of the number of Wi-Fi APs installed and the NLOS environment between the Wi-Fi RTT-supported AP and the terminal (smartphone) on the positioning performance is also analyzed.

Keywords: Wi-Fi, RTT, hybrid, adaptive, particle-filter

Speaker 조영수* 한국전자통신연구원