KR100233249B1 - 공통 영역 근사화를 이용한 이동국 위치 결정 방법 - Google Patents

공통 영역 근사화를 이용한 이동국 위치 결정 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 공통 영역 근사화를 이용한 이동국 위치 결정 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 실제 전파 환경으로 인해 생기는 간접파가 위치 결정에 미치는 큰 영향을 감소시키기 위해 이동국의 존재 가능한 영역을 직사각형으로 근사화 하여 그 중심을 이동국의 위치로 추정하는 위치 결정 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 이동국과 상기 이동국 주변의 기지국들 사이의 의사거리를 측정하는 제 1 단계; 측정한 의사 거리와 상기 각 기지국들의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국이 존재 가능한 공통 영역들을 구하여 소정의 형상으로 근사화하는 제 2 단계; 근사화한 상기 공통 영역들의 공통 부분을 상기 이동국이 존재 가능한 영역으로 결정하는 제 3 단계; 및 상기 이동국이 존재 가능한 영역의 중심을 상기 이동국의 위치로 결정하는 제 4 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 이동통신 시스템의 위치 추적 서비스에 이용됨.

Description

공통 영역 근사화를 이용한 이동국 위치 결정 방법
본 발명은 이동통신 시스템 등의 위치 추적 시스템 등에 이용되는 이동국 위치 결정 방법에 관한 것으로, 특히 이동국과 기지국 사이에서 전자파의 전파 시간에 대한 정보로부터 얻어진 이동국과 기지국들 사이의 의사거리(Pseudo-range)를 이용하여 위치를 결정하는데 있어서, 이동국이 존재 가능한 영역을 좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하며 이동국의 위치를 근사화된 직사각형의 중심으로 추정하므로써, 종래의 방식에 비해 위치 결정시 간접파(Non-line-of-sight signal)가 미치는 큰 영향을 감소시켜 위치 에러를 줄일 수 있는 이동국 위치 결정 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기술이 발전하면서 다양한 종류의 서비스 제공이 요구되고 있으며, 위치 정보 제공과 응급 구조 등의 다양한 응용 서비스를 제공해 줄 수 있는 위치 추적 시스템에 대한 관심과 연구가 지속되고 있다. 현재 널리 사용되고 있는 GPS(Global Positioning System)는 수신기의 가격이 비싸고, 도심 환경하에서 전파를 받을 수 없는 지역이 존재한다는 단점이 있다. 따라서, GPS를 대체할 방법에 관한 영구가 활발히 진행중이며, 그 대안으로서 셀룰라 시스템 환경하에서의 위치 추적 시스템에 관한 연구가 이루어지고 있다.
도 1 은 삼변측량법(Trilateration)을 이용한 종래의 위치 결정 방법의 일예시도로서, 의사거리를 이용한 위치 결정 방법의 하나인 삼변측량법(Trilateration)을 이용한 위치 결정 방법이다.
삼변측량법을 이용한 종래의 위치 결정 방법은 이동국(104) 주변의 각 기지국 A(101), 기지국 B(102) 그리고 기지국 C(103)에서 측정한 의사거리(Ra : 기지국A에서 측정한 의사거리, Rb : 기지국B에서 측정한 의사거리, Rc : 기지국C에서 측정한 의사거리)와 각 기지국의 위치들을 이용하여 위치를 결정하는 위치 결정 방법으로, 각 기지국의 위치를 원의 중심으로 하며, 측정한 이동국과의 의사거리를 반경으로 하는 원들의 교점을 이동국의 위치로 추정하는 위치 결정 방법이다.
이러한 삼변측량법을 이용한 종래의 위치 결정 방법은 이동국과 주변의 각 기지국 사이에 측정된 의사거리에 오차가 없고, 전파가 직접파(Line-of-sight signal)인 경우에는 한 점에서 만나게 된다. 그러나, 의사거리에 측정 에러가 존재하거나 전파가 간접파인 경우에는 원들의 교점은 일치하지 않게 된다. 이러한 경우에는 각 두 원들에 의해서 생긴 교점들의 평균값을 이동국의 위치(114)로 추정하여 결정한다. 즉 도 1 에서 원들의 교점 P1(105), P2(106) 그리고 P3(107)의 평균 위치를 이동국의 위치(114)로 결정한다.
도 2 는 공통현들의 교점을 이용한 종래의 위치 결정 방법의 일예시도로서, 공통현을 이용하여 공통현들의 교점들의 평균값을 이동국의 위치로 결정하는 위치 결정 방법이다.
공통현들의 교점을 이용한 종래의 위치 결정 방법은 도 1 에서 설명한 방법에서와 같이 이동국(204)과 주변의 기지국 A(201), 기지국 B(202) 그리고 기지국 C(203) 사이에서 측정한 의사거리와 기지국들의 위치에 관한 정보들을 이용한다. 각 기지국의 위치를 원의 중심으로 하며, 의사 거리를 반경으로 하는 원들을 고려하였을 때, 각 두 개의 원들에 의해서 생기는 공통현들, 즉 기지국 A(201)와 기지국 B(202)에 의한 공통현(206)과 기지국 A(201)와 기지국 C(203)에 의한 공통현(207) 그리고 기지국 B(202)와 기지국 C(203)에 의한 공통현(208)들의 교점들의 평균값을 이동국의 위치(214)로 추정하여 결정한다.
전술한 방법외의 종래의 위치 결정 방법은, 이동국과 기지국 사이의 의사거리를 간접파가 아닌 직접파로 간주하고, 다음의 (수학식1)과 같은 이동국과 기지국 사이의 관계식을 추정 알고리즘(Estimation algorithm)을 이용하여 푸는 방법도 있다.
Figure 1019970058623_B1_M0001
단, ( X,Y )는 이동국의 추정 위치, ( Xi,Yi )는 기지국 i의 위치, 그리고 Ri 는 기지국 i에서 측정한 의사거리이다.
그러나, 실제 전파의 환경을 고려할 때, 기지국 사이에서는 직접파만이 존재하는 것이 아니라 주변의 건물과 지형으로 말미암아 간접파도 함께 존재한다. 이러한 간접파는 이동국과 기지국 사이의 의사거리를 증가시키며, 추정된 위치에 대해 실제 위치와의 오차를 증가시키는 역할을 하게 된다. 한편, 일반적으로 이동국과 기지국 사이의 의사거리가 증가할수록 직접파일 가능성보다 간접파일 가능성이 증가한다.
즉, 도 2 에 설명된 방법에서는 도 3 에서와 같이 기지국 A(301)와 이동국(304) 사이에는 직접파가 전달되지만, 기지국 B(302)에서 이동국(304)까지의 거리를 볼때 주변의 환경으로 인해서 전파의 이동거리 D_nlos(305)가 이동국(304)과 기지국 B(302) 사이의 직선 거리 D_los(306)보다 훨씬 큰 경우를 생각해보면 두 원 사이의 공통현(309)이 반경이 작은 원에 이르는 거리 Da(307)보다 반경이 큰 원에 이르는 거리 Db(308)가 더 작다. 이동국의 위치는 공통현들의 교점에 의해서 결정되어지므로, 공통현이 반경이 더 큰 원에 가깝다는 점에서 이동국의 위치 결정에 있어 직접파의 영향보다 간접파의 영향이 더 크게 작용하는 문제점이 있었다. 그리고, 도 1 에서 설명한 방법도 도 2 와 유사한 개념의 방법이므로 동일한 문제점을 가지고 있다고 볼 수 있다.
따라서, 간접파가 존재하는 실제 환경에서 보다 정확한 위치 추적을 위해서는 간접파가 위치 결정에 미치는 영향을 감소시키는 방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 이동국 주변의 기지국들의 위치와 기지국들에서 측정한 의사거리를 이용하여 이동국의 존재 가능한 영역을 직사각형으로 근사화하고, 추정한 영역의 중심을 이동국의 위치로 결정하므로써 위치 추정 에러의 원인이 되었던 간접파의 큰 영향을 감소시켜, 직접파뿐만 아니라 간접파도 함께 존재하는 실제의 무선 환경하에서 이동국의 실제 위치와 추정한 이동국 위치의 거리 차이를 나타내는 위치 추정 에러를 종래의 방식에 비해서 크게 감소시킨 이동국 위치 결정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 삼변측량법(Trilateration)을 이용한 종래의 위치 결정 방법의 일예시도.
도 2 는 공통현들의 교점을 이용한 종래의 위치 결정 방법의 일예시도.
도 3 은 종래의 위치 결정 방법에서 간접파가 위치 결정에 미치는 큰 영향에 대한 설명도.
도 4 는 본 발명이 적용되는 위치 추적 서비스를 위한 이동통신 시스템의 일실시예 구성도.
도 5 는 두 개의 기지국만을 고려한 경우에 본 발명에 따른 이동국 위치 결정 방법에 대한 설명도.
도 6 은 세 개의 기지국을 고려한 경우에 본 발명에 따른 위치 결정 방법에 대한 설명도.
도 7 은 본 발명에 따른 이동국 위치 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
401 내지 403 : 기지국 404 : 이동국
405 : 기지국 제어기 406 : 이동통신 교환기
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 첫 번째 방법은, 이동국과 상기 이동국 주변의 기지국들 사이의 의사거리를 측정하는 제 1 단계; 측정한 의사 거리와 상기 각 기지국들의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국이 존재 가능한 공통 영역들을 구하여 소정의 형상으로 근사화하는 제 2 단계; 근사화한 상기 공통 영역들의 공통 부분을 상기 이동국이 존재 가능한 영역으로 결정하는 제 3 단계; 및 상기 이동국이 존재 가능한 영역의 중심을 상기 이동국의 위치로 결정하는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 두 번째 방법은, 이동국과 상기 이동국 주변의 두 기지국 사이의 의사거리를 측정하는 제 1 단계; 측정한 의사 거리와 상기 두 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국이 존재 가능한 공통 영역을 구하여 소정의 형상으로 근사화하는 제 2 단계; 및 상기 근사화한 영역의 중심을 상기 이동국의 위치로 결정하는 제 3 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 첫 번째와 두 번째 방법은, 상기 측정된 의사거리에 포함된 측정 오차의 영향을 줄이면서 측정된 의사거리 데이터를 이용하기 위해서 상기 측정된 의사거리에 보상거리를 더하는 단계를 더 포함한다.
이하, 첨부된 도 4 이하를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.
도 4 는 본 발명이 적용되는 위치 추적 서비스를 위한 셀룰라 시스템의 일실시예 구성도이다.
이동국과 주변 기지국들 사이의 의사거리 정보를 얻기 위해서는 이동국과 주변의 모든 기지국들 사이에 동기가 이루어지거나 이동국이 주변의 각 지지국과 신호를 송수신할 때 각 기지국에 대해 동기가 이루어져야 한다. 동기가 이루어지면 이동국에서 기지국으로 전파를 송신한 시각과 해당 기지국에서 측정한 전파의 수신 시각에 관한 정보를 이용하여 지연된 시간(Delay time)을 구하고 전파의 이동 거리, 즉 의사거리를 산출할 수 있다.
이동국(404)에서 이동통신 교환기(Mobile Switching Center)(406)로 위치 추적 서비스를 요청하면, 이동통신 교환기(406)에서 위치 추적 요청 신호를 기지국 제어기(Base Station Controller)(405)로 전송한다. 위치 추적 요청 신호는 기지국 제어기(405)의 호 제어 프로세서(CCP : Call Control Processor)에 의해 제어되며, CIN(Communication Interconnection Network)에 의해 기지국(401 내지 403)과 기지국 제어기(405)의 서브시스템 사이에 형성되는 데이터 전송 경로를 통해서 기지국(401 내지 403)으로 전송된다. 기지국(401 내지 403)에 수신된 신호는 순방향 링크를 통해서 이동국(404)으로 전송되며, 기지국(401 내지 403)과 동기가 이루어진 이동국(404)은 수신된 위치 추적 요청 신호에 대해 역방향 채널을 통해 응답 신호를 기지국(401 내지 403)으로 전송한다. 기지국(401 내지 403)은 이동국(404)에서 응답 신호를 송신한 시간과 이동국(404)의 응답 신호를 수신한 시간에 관한 정보를 기지국 제어기(405)로 전송한다. 이러한 시간 정보를 이용하여 기지국 제어기(405) 또는 이동통신 교환기(406)에서 송수신 시간의 차로부터 산출된 의사거리 정보를 이용하여 위치 결정을 하게 된다.
도 5 는 두 개의 기지국만을 고려한 경우에 본 발명에 따른 이동국 위치 결정 방법에 대한 설명도이다.
본 발명은 이동통신 시스템에서 위치 추적 서비스를 제공하는데 있어 실제 전파 환경으로 인해 생기는 간접파(Non-line-of-sight signal)가 위치 결정에 미치는 큰 영향을 감소시키기 위해 이동국의 존재 가능한 영역을 직사각형으로 근사화 하여 그 중심을 이동국의 위치로 추정하는 위치 결정 방법이다.
이러한 이동국의 존재 가능한 영역의 근사화를 통한 이동국의 위치 결정 방법을 이차원 평면상에서 이동국 주변의 두 기지국에 대해서만 살펴보면 도 5 와 같다.
도 5 에 표현된 두 개의 원은 각각 기지국 A(501)와 기지국 B(502)의 위치를 원의 중심으로 하며, 각 기지국에서 측정한 이동국(504)까지의 의사거리를 반경으로 하는 원을 나타낸다. 만약, 의사거리 측정시에 오류가 없고 기지국(501,502)과 이동국(504) 사이의 전파가 다른 방해물로 인해 꺾여서 오지 않는 직접파라면 두 원은 서로 외접하게 되어 한 점에서 만나게 된다. 그러나, 실제 측정 오차와 각 기지국 A(501) 및 기지국 B(502)와 이동국(504) 사이의 간접파의 영향으로 말미암아 한점에서 접하게 되지 않고 두 원에 포함되는 공통 영역(570)이 생기게 된다. 이러한 공통 영역(570)은 이동국의 존재 가능한 영역을 의미하는데 이러한 영역을 표현하는 것은 어렵다. 따라서, 본 발명에서는 두 원들 사이의 공통영역(570)을 두 기지국에 대해서 기본적으로 고려되는 4개의 점들과 함께 추가적으로 고려되는 8개의 점들을 이용하여 직사각형(580)으로 근사화시킨다.
두 원들 사이에서 이동국(504)이 존재 가능한 직사각형(580)의 근사화된 영역을 추정하기 위해 기본적으로 고려되는 4개의 점들은 두 원이 만나서 생기는 두 개의 교점 C1(506)과 C2(507), 그리고 두 원의 호와 두 원의 중심을 잇는 직선(505)이 만나는 두 개의 점들 D1(508)과 D2(509)이다. 이러한 기본적인 4개의 점들은 두 원이 서로 만나는 경우에만 고려되며, 한 원이 다른 원에 포함되는 경우에는 고려되지 않는다. 추가적으로 고려되는 점들은 각 원주 위의 점들중에서 좌표축의 방향으로 좌표값이 최대인 점들과 최소인 점들이며, 이는 기본적으로 고려되는 4개의 점들에 의해서 표현되지 않는 공통 영역을 추가하여 두 원에 의한 공통 영역(570)을 좀 더 정확히 표현하기 위해서 고려되는 점들이다.
즉, 두 기지국을 기지국 A(501) 및 기지국 B(502)라 하고, 각 기지국의 이차원 위치, 즉 원의 중심의 위치를 각각(Xa,Ya) 및 (Xb,Yb)라 하며, 기지국 A 및 기지국 B에서 측정한 의사거리를 각각 Ra 및 Rb라 할 때, 다음과 같은 8개의 점들을 추가적으로 고려한다.
기지국 A(501)에서 고려하는 4개의 점들
점 Al(511)의 좌표 → (Xa+Ra,Ya)
점 A2(512)의 좌표 → (Xa-Ra,Ya)
점 A3(513)의 좌표 → (Xa,Ya+Ra)
점 A4(514)의 좌표 → (Xa,Ya-Ra)
기지국 B(502)에서 고려하는 4개의 점들
점 B1(521)의 좌표 → (Xb+Rb,Yb)
점 B2(522)의 좌표 → (Xb-Rb,Yb)
점 B3(523)의 좌표 → (Xb,Yb+Rb)
점 B4(524)의 좌표 → (Xb,Yb-Rb)
이러한 두 기지국(501,502) 사이에 고려되는 8개의 추가적인 점들중에서 다음의 관계를 만족시키는 점들을 선택하여 기본적으로 고려되는 4개의 점들과 함께 이동국(504)의 존재 가능한 영역을 근사화하는데 사용한다.
즉, 추가적으로 고려되는 점들중에서 선택되는 점들은 기지국 A(501)에서는 4개의 점들 A1(511), A2(512), A3(513) 그리고 A4(514)중에서 기지국 B(502)까지의 거리가 기지국 B(502)에서 측정한 의사거리 Rb보다 짧은 점들이며, 기지국 B(502)에서는 네 개의 점들 B1(521), B2(522), B3(523) 그리고 B4(524)중에서 기지국 A(501)까지의 거리가 기지국 A(501)에서 측정한 의사거리 Ra보다 짧은 점들이다. 도 5 에서 이러한 조건을 만족하는 점들은 A1(511)과 A3(513) 그리고 B2(522)이다. 즉, 각 원에서 고려되는 4개의 점들중에서 다른 원에 포함되는 점들을 선택하여 기본적으로 고려되는 4개의 점들과 함께 공통 영역(570)을 표현하는데 사용한다.
이동국의 존재 가능한 영역의 근사화는 추가적으로 고려되는 8개의 점들중에서 위의 관계를 만족시키는 점들과 기본적으로 고려되는 4개의 점들에 의해서 직시각형(580)으로 근사화되는데, 직사각형(580)은 이러한 점들중에서 각 좌표계의 방향으로 최대값과 최소값으로 구성된다. 즉, 직사각형(580)의 꼭지점들의 좌표를 각각 (Xmax,Ymax)(551), (Xmax,Ymin)(552), (Xmin,Ymax)(553) 그리고 (Xmin,Ymin)(554)이라 할 때, Xmin과 Xmax는 각각 C1(506), C2(507), D1(508), D2(509) 그리고 추가적으로 고려되는 8개의 점들중에서 조건을 만족하는 점들의 X축 좌표값의 최소값과 최대값이며, Ymin과 Ymax는 이러한 점들에 대해 Y축 방향의 최소값과 최대값이다. 이동국의 추정 위치(584)는 공통 영역(570)이 근사화된 직사각형(580)의 중심으로 정한다. 이때, 이동국의 위치를 공통 영역(570)이 근사화된 직사각형(580)의 중심으로 정하므로써, 이동국의 위치는 종래의 방식과는 달리 간접파일 가능성이 높은 반경이 큰 원에 매우 가깝게 결정되지 않게 된다. 따라서, 이동국의 위치 결정에 미치는 간접파의 큰 영향을 줄이게 된다.
본 발명은 세 기지국 이상에서 의사거리를 측정한 경우에도 위치 결정이 가능하다. 도 5 에서와 같이 각 두 기지국들의 쌍에 대해서 두 원의 공통 영역(570)을 좌표계의 방향으로 직사각형(580)으로 근사화한 후에, 이러한 직사각형들의 공통 부분을 이동국의 존재 가능한 영역으로 추정하여 그 중심(584)을 이동국의 위치로 결정한다.
도 6 은 세 개의 기지국을 고려한 경우에 본 발명에 따른 위치 결정 방법에 대한 설명도로서, 각 두 개의 원들에 의해 근사화된 세 개의 직사각형들, 즉 기지국 A(601)와 기지국 B(602)에 의한 직사각형(680), 기지국 A(601)와 C(603)에 의한 직사각형(681) 그리고 기지국 B(602)와 기지국 C(603)에 의한 직사각형(682)들의 공통 영역(683)을 이동국의 존재 가능한 영역으로 추정하며, 그 중심(684)을 이동국의 위치로 추정한다. 도 6 에서 각각의 직사각형은 각 두 개의 기지국에 의해서 형성되는 이동국의 존재 가능한 영역이며, 이렇게 형성된 세 개의 직사각형들의 공통 영역인 빗금친 영역(683)이 이동국이 최종적으로 존재 가능한 영역이 되며, 이러한 빗금친 직사각형의 중심(684)을 이동국의 추정 위치로 결정한다.
도 7 은 본 발명에 따른 이동국 위치 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
본 발명은 이동국 주변의 기지국들에서 측정한 이동국과 기지국 사이에서의 전파가 이동한 거리, 즉 의사거리(Pseudo-range)와 기지국들의 위치 좌표값들의 데이터를 이용하여 이동국이 존재 가능한 영영을 설정한 후에 그 영역을 직사각형으로 근사화하여 직사각형의 중심점을 이동국의 위치로 추정하므로써, 실제 이동국의 위치와 추정한 이동국의 위치의 차이인 위치 에러를 감소시키는 위치 결정 방법이다.
이를 좀더 상세히 살펴보면, 본 발명은 주변의 기지국에서 측정한 모든 의사거리 데이터를 위치 결정에 이용하며, 측정 에러로 인한 위치 에러를 감소시키기 위해서 보상거리를 측정한 의사거리에 더해서 사용한다. 위치 결정을 위해서 이동국 주변의 기지국들중에서 의사거리를 측정한 기지국들의 각 두 쌍에 대해서 최대 12개의 점들을 고려하여 두 원에 의해서 생기는 공통 영역을 좌표계의 방향으로 간단한 직사각형으로 근사화한다. 기지국들의 각 두 쌍의 조합에 의해서 생기는 공통 영역들을 근사화한 직사각형들의 공통 부분을 이동국이 존재 가능한 영역으로 결정하며, 이러한 이동국의 존재 가능한 영역의 중심을 이동국의 위치로 결정하여 종래의 위치 결정 방법에서 위치 에러의 큰 요인이 되었던 간접파가 위치 결정에 미치는 큰 영향을 줄여서 위치 에러를 감소시켜 보다 정확한 위치 추적 서비스를 제공한다.
다음으로 도 7 을 참조하여 그 구체적인 절차를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 이동통신 시스템에서 위치 추적을 위해서 이동국과 주변의 기지국들 사이에서 의사거리를 측정한다(701). 이때, 이동국과 두 기지국들 사이에서 측정 오차로 인해서 두원이 만나지 않는 경우에도 측정된 정보를 이용하여 위치 추정을 하며, 위치 에러를 감소시키기 위해 다음의 (수학식2)와 같은 보상거리를 측정한 의사 거리에 더해서 사용한다(702). 보상거리를 Rg , i번째 기지국에서 측정한 의사거리를 Ri 라 할 때, 보상거리 Rg 를 다음의 (수학식2)와 같이 정의하여 각 기지국에서 측정한 의사거리 Ri 에 더해서 사용한다.
Ri<=Ri+Rg for all i.
단,
Figure 1019970058623_B1_M0002
의사 거리와 각 기지국들의 위치를 이용하여 각 두 기지국들의 조합에 대해서 공통 영역들을 좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하며(703), 이러한 직사각형들의 공통된 부분을 이동국의 존재 가능한 영역으로 결정하며(704), 그 직사각형의 공통부분의 중심을 이동국의 위치로 결정한다(705).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 간접파일 가능성이 높은 의사거리가 큰 기지국의 위치를 중심으로 하는 원에 매우 가깝게 이동국의 추정 위치가 결정되었던 종래의 방법과는 달리, 간접파가 존재하는 실제 환경에서 직사각형으로 근사화된 이동국의 존재 가능한 영역의 중심을 이동국의 위치로 추정하므로써, 위치 결정에 미치는 간접파의 영향을 줄여서 위치 추정 에러를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 기지국에서 측정한 의사거리에 오차가 존재하는 경우에도 공통 영역이 존재하도록 모든 의사거리에 보상거리를 더해주므로써, 측정한 모든 데이터를 사용할 수 있으며, 근사화한 이동국이 존재 가능한 영역의 범위를 이용하여 추정한 위치에 대해 실제 위치와의 차이가 어느 정도인지 대략적으로 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 이동국과 상기 이동국 주변의 기지국들 사이의 의사거리를 측정하는 제 1 단계;
    측정한 의사 거리와 상기 각 기지국들의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국이 존재 가능한 공통 영역들을 구하여 소정의 형상으로 근사화하는 제 2 단계;
    근사화한 상기 공통 영역들의 공통 부분을 상기 이동국이 존재 가능한 영역으로 결정하는 제 3 단계; 및
    상기 이동국이 존재 가능한 영역의 중심을 상기 이동국의 위치로 결정하는 제 4 단계
    를 포함하는 이동국 위치 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정된 의사거리에 포함된 측정 오차의 영향을 줄이면서 측정된 의사거리 데이터를 이용하기 위해서 상기 측정된 의사거리에 보상거리를 더하는 제 5 단계
    를 더 포함하는 이동국 위치 결정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 소정 형상으로 근사화하는 과정은,
    좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 측정한 의사 거리와 상기 각 기지국들의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국이 존재 가능한 공통 영역들을 구하는 과정은,
    상기 각 기지국들을 각각 기지국쌍으로 하여, 쌍으로 된 두 기지국의 위치를 각각 원의 중심으로 하며, 각 기지국에서 측정한 이동국까지의 의사거리를 반경으로 하는 원을 형성한 후에, 형성된 두 원에 공통으로 포함되는 공통 영역을 구하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공통 영역들을 좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하는 과정은,
    상기 두 원이 만나서 생기는 두 개의 교점, 상기 두 원의 호와 상기 두 원의 중심을 잇는 직선이 만나는 두 개의 점들, 및 각 원주 위의 점들중에서 좌표축의 방향으로 좌표값이 최대인 점들과 최소인 점들을 고려하여 상기 공통 영역들을 좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 보상거리는,
    보상거리를 Rg , i번째 기지국에서 측정한 의사거리를 Ri 라 할 때, Ri<=Ri+Rg for all i이고,
    Figure 1019970058623_B1_M0003
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
  7. 이동국과 상기 이동국 주변의 두 기지국 사이의 의사거리를 측정하는 제 1 단계;
    측정한 의사 거리와 상기 두 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국이 존재 가능한 공통 영역을 구하여 소정의 형상으로 근사화하는 제 2 단계; 및
    상기 근사화한 영역의 중심을 상기 이동국의 위치로 결정하는 제 3 단계
    를 포함하는 이동국 위치 결정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 측정된 의사거리에 포함된 측정 오차의 영향을 줄이면서 측정된 의사거리 데이터를 이용하기 위해서 상기 측정된 의사거리에 보상거리를 더하는 제 4 단계
    를 더 포함하는 이동국 위치 결정 방법.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 소정 형상으로 근사화하는 과정은,
    좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 측정한 의사 거리와 상기 두 기지국의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국이 존재 가능한 공통 영역을 구하는 과정은,
    상기 두 기지국을 쌍으로 하여, 상기 두 기지국의 위치를 각각 원의 중심으로 하며, 각 기지국에서 측정한 이동국까지의 의사거리를 반경으로 하는 원을 형성한 후에, 형성된 두 원에 공통으로 포함되는 공통 영역을 구하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 공통 영역들을 좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하는 과정은,
    상기 두 원이 만나서 생기는 두 개의 교점, 상기 두 원의 호와 상기 두 원의 중심을 잇는 직선이 만나는 두 개의 점들, 및 각 원주 위의 점들중에서 좌표축의 방향으로 좌표값이 최대인 점들과 최소인 점들을 고려하여 상기 공통 영역을 좌표계의 방향으로 직사각형으로 근사화하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상거리는,
    보상거리를 Rg , i번째 기지국에서 측정한 의사거리를 Ri 라 할 때, Ri<=Ri+Rg for all i이고,
    Figure 1019970058623_B1_M0003
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 이동국 위치 결정 방법.
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