KR100714120B1 - 원격 유닛의 위치파악 방법 및 장치 - Google Patents

원격 유닛의 위치파악 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100714120B1
KR100714120B1 KR1020067012099A KR20067012099A KR100714120B1 KR 100714120 B1 KR100714120 B1 KR 100714120B1 KR 1020067012099 A KR1020067012099 A KR 1020067012099A KR 20067012099 A KR20067012099 A KR 20067012099A KR 100714120 B1 KR100714120 B1 KR 100714120B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nodes
subset
determining
location
estimates
Prior art date
Application number
KR1020067012099A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060101543A (ko
Inventor
키카이 시
네이여 에스. 코레알
지안 후앙
Original Assignee
모토로라 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 모토로라 인코포레이티드 filed Critical 모토로라 인코포레이티드
Publication of KR20060101543A publication Critical patent/KR20060101543A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100714120B1 publication Critical patent/KR100714120B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0284—Relative positioning
    • G01S5/0289—Relative positioning of multiple transceivers, e.g. in ad hoc networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

원격 유닛(혹은 노드)의 위치파악 방법 및 장치가 본 명세서에 제공된다. 동작 동안, 위치 파악 기기(106)는 노드들(104)에서의 참조 노드들(105)까지의 거리들을 결정하여 위치 미파악 노드들(104)의 대강의 위치를 결정할 것이다. 또한, 각 노드에 대한 위치파악에 있어 에러 추정이 결정된다. 비교적 낮은 에러 추정들을 갖는 제 1 부분집합의 노드들은 참조 노드들로 "승급"되고, 높은 에러 추정들을 갖는 제 2 부분집합의 노드들은 새로 승급된 참조 노드들까지의 거리에 기초하여 다시 위치파악된다.
위치 추정, 기하학적 위치파악 기술, 참조 노드, 원격 유닛

Description

원격 유닛의 위치파악 방법 및 장치{Method and apparatus for locating a remote unit}
본 발명은 일반적으로 위치파악에 관한 것으로, 특히 원격 유닛의 위치파악 방법 및 장치에 관한 것이다.
대상의 위치파악 능력을 요하는 다양한 시스템들이 제안되었다. 예를 들면, 자산 관리에서, 사무실 건물 영역 내의 대상들(예를 들면, 랩탑 컴퓨터들)의 위치를 파악하는 것이 바람직할 것이다. 또한, 응급 서비스 목적으로 셀룰라 폰 사용자의 위치를 파악할 수 있는 것이 바람직하다.
GPS(Global Positioning System)는 대상의 위치를 결정하는 종래기술 시스템의 한 예이다. GPS는 위치를 파악하는데 매우 정확할 수 있으나, GPS의 단점은 도시의 협곡이나 건물 내에서, GPS 위성으로부터의 신호들이 차단될 수 있다는 것이다. 또한, GPS 위치파악 회로는 공간을 낭비하고 고가일 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 취해지는 한 방법은 송신기들을 내장한 대상들의 위치를 파악하기 위해 고정된 위치들에 있는 한 그룹의 수신기들을 이용하는 것이다. 고정된 수신기들은 한 그룹의 수신기들 중 하나 이상의 수신기로부터 수신된 신호들에 기초하여 각 대상의 위치를 결정하는데 도움을 주는 중앙 컴퓨터에 연결 된다. 이러한 기술은 구현이 용이하며 상당히 저렴하지만, 계산적으로 매우 복잡할 수 있어 다른 위치파악 기술들에 비해 매우 정확한 위치 추정을 제공하지 못한다. 명백히, 구현하는데 비용이 많이 드는 정확한 위치파악 기술들과, 덜 정확한 저렴한 기술들간에 절충이 존재한다. 그러므로, 보다 정확하고/덜 복잡한 위치 결정이 행해질 수 있도록 상술된 저렴한 방법을 개선시키는 것이 이로울 것이다. 채용되는 이러한 임의의 기술은 또한, 노드들이 2이상의 "홉(hop)"에 의해서 분리될 수 있는 애드-혹 네트워크(ad-hoc network)들에서 동작할 수 있어야 한다. 그러므로, 비교적 저렴하면서도 정확한 위치 추정을 제공하는 디바이스 위치파악 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재한다.
상술된 필요성을 해결하기 위해서, 원격 유닛(혹은 노드)의 위치파악 방법 및 장치가 본 명세서에 제공된다. 동작 동안, 위치 발견 기기는 노드들에서의 참조 노드들까지의 거리들을 결정하여 위치 미파악 노드들의 대강의 위치를 결정할 것이다. 또한, 각 노드의 위치에서 에러 추정이 결정된다. 비교적 낮은 에러 추정들을 갖는 제 1 부분집합의 노드들은 참조 노드들로 "승급"되고, 높은 에러 추정들을 갖는 제 2 부분집합의 노드들은 새로 승급된 참조 노드들까지의 거리에 기초하여 다시 위치파악된다.
본 발명은 원격 유닛의 위치파악 방법을 포함한다. 방법은 복수의 노드들에 대한 위치 추정들을 결정하는 단계; 상기 위치 추정들에서 에러들을 결정하는 단계; 및 상기 위치 추정들에서의 상기 에러들에 기초하여 제 1 및 제 2 부분집합의 노드들을 결정하는 단계를 포함한다. 제 1 부분집합의 노드들은 상기 위치 추정들에서 낮은 에러값을 갖는 노드들을 포함하고, 제 2 부분집합의 노드들은 상기 위치 추정들에서 높은 에러값들을 포함한다. 마지막으로, 상기 제 2 부분집합의 노드들은 상기 제 1 부분집합의 노드들을 이용함으로써 다시 위치파악된다.
또한, 본 발명은 원격 유닛의 위치파악 방법을 포함한다. 방법은 위치가 이미 알려진 참조 노드들까지의 거리들을 결정하여 복수의 노드들에 대한 위치 추정들을 결정하는 단계를 포함한다. 위치 추정들에서의 에러들이 결정되고, 제 1 및 제 2 부분집합의 노드들이 결정된다. 제 1 부분집합의 노드들은 위치 추정들에 대해 낮은 에러들을 갖는 노드들을 포함하고, 제 2 부분집합의 노드들은 위치 추정들에 대해 높은 에러들을 갖는 노드들을 포함한다. 제 1 부분집합의 노드들은 참조 노드들로 승급되고, 제 2 부분집합의 노드들은 참조 노드들까지의 거리들을 결정함으로써 다시 위치파악된다.
또한, 본 발명은 복수의 노드들에 대한 위치 추정들을 결정하고, 상기 위치 추정들에서의 에러들을 결정하고, 상기 에러들에 기초하여 제 1 및 제 2 부분집합의 노드들을 결정하고, 상기 제 1 부분집합의 노드들을 이용하여 상기 제 2 부분집합의 노드들의 위치를 다시 파악하는 논리 회로로서, 상기 제 1 부분집합의 노드들은 낮은 에러값을 갖는 노드들을 포함하고 상기 제 2 부분집합의 노드들은 높은 에러값들을 갖는 노드들을 포함하는, 상기 논리 회로를 포함하는 위치 파악 장치(LFE; Location Finding Equipment)를 포함한다.
도 1은 서로의 위치를 결정하는데 연루된 다수의 무선 디바이스들이 놓여져 있는 사무실 건물의 전형적인 평면도.
도 2는 노드의 실제 위치가 노드의 추정된 위치를 결정하는데 있어 에러에 어떻게 영향을 미치는지를 도시한 도면.
도 3 및 도 4는 시스템 내의 노드들의 위치를 도시한 도면.
도 5는 다른 이웃 노드들까지의 거리를 결정하게 장치된 노드의 블록도.
도 6은 도 1의 위치 발견 장치의 블록도.
도 7은 LFE(106)의 동작을 도시한 흐름도.
도 8 내지 도 10은 멀티-홉 통신 시스템 내 노드들의 위치를 도시한 도면.
동일 구성 요소에 동일 참조 부호를 지정한 도면들로 돌아가면, 도 1은 서로의 위치를 결정하는데 연루된 다수의 무선 디바이스들(104, 105)이 놓여져 있는 사무실 건물의 실내의 평면도(100)이다. 평면도(100)는 복수의 사무실들(103)(하나만이 부호 표시됨)을 둘러싸는 주변 벽(102)을 포함한다.
평면도(100) 상에 도시된 원형의 대상들(104)(하나만이 부호 표시됨)은 무선 디바이스들(원격 혹은 이동 유닛)을 나타내며, 그 위치들은 알려져 있지 않으며 결정될 것이다. 무선 디바이스들(104)은 예를 들면, 랩탑 컴퓨터들, 혹은 셀룰라 전화들을 포함하는 무선 통신 디바이스들과 같은 값비싼 자산들에 부착된 트랜시버 보안 태그들을 포함할 수 있다. 사각형 대상들(105)(하나만이 부호 표시됨)은 참조 디바이스들, 혹은 노드들을 나타낸다. 디바이스들(105)의 위치는 알려져 있거나, 혹은 어떤 측정 정확도(예를 들면, GPS를 통해서) 내에서 용이하고 정확하게 결정될 수 있다. 참조 디바이스들(105)은 디바이스들(104)의 위치들을 결정하는데 이용된다. 중앙 처리 노드(106)는 하기에 보다 상세히 설명될 디바이스들(104-105)의 위치를 결정하는데 연루된 계산들을 수행하는 위치 파악 기기(LFE)로서 역할을 한다.
도 1이 2차원 공간 내에 존재하는 무선 디바이스들(104-105)을 도시하고 있더라도, 당업자는 무선 디바이스들(104-105)이 3차원 공간을 포함하여 다른 환경들에 놓여질 수 있음을 알 것이라는 것에 유의한다. 예를 들면, 무선 디바이스들(104)은 골프 코스 상에 놓여져 있는 무선 트랜시버들을 구비한 골프 카트들을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 무선 디바이스들(104)은 창고 내에 놓여져 있는 재고를 포함할 수 있다. 무선 디바이스들(104)이 동작하는 환경에 상관없이, 참조 노드들(105)은 디바이스들(104)의 위치 파악에 도움을 주기 위해 이미 알려진 위치들에 배치된다. 또한, 도 1은 참조 노드들(105)에 무관하게 존재하는 LFE(106)를 도시하고 있는데, 그러나 당업자는 참조 노드들(105)은 이하 기술되는 위치 추정을 수행하는데 필요한 회로를 포함할 수 있음을 알 것이다.
상술한 바와 같이, 무선 디바이스들(104)의 위치를 파악하기 위한 다양한 시스템들이 제안되었다. 디바이스들(104)의 정확한 위치파악에는 고가의 회로가 필요하다는 점에서 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 디바이스들(104)의 위치를 파악하기 위해, 위치파악된 디바이스들(105)을 이용하는 위치파악 기술이 사용된다. 종래 기술의 위치파악 기술들을 개선하기 위해서, 디바이스들(104)의 부 분집합이 먼저 위치파악되어, 나머지 디바이스들(104)의 위치파악에 이용된다. 디바이스들의 부분집합은 어떤 위치 추정에서 최저 에러를 갖도록 선택되고 일단 위치파악되면, 디바이스들의 부분집합은 나머지 위치파악되지 않은 디바이스들의 위치를 파악하는데 이용된다.
어떤 위치파악 기술을 기술하기에 앞서, 다음은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 디바이스들의 위치를 파악하는데 이용되는 기술들의 적합한 이해를 위해 필요한 배경 정보를 설명한다.
도 2는 노드의 실제 위치가 노드의 추정된 위치를 결정하는데 있어 에러에 어떻게 영향을 미치는지를 도시한 것이다. 특히, 도 2는 2개의 노드들(203, 204)의 위치를 파악하려고 시도하는 2개의 참조 노드들(201, 202)을 도시하고 있다. 위치파악 동안에, 각 참조 노드(201, 202)는 자신부터, 위치파악되는 특정 노드까지의 거리를 결정하려고 시도한다. 각 참조 노드(201)는 어떤 정확도 이내로 노드들(203, 204)까지의 이 거리(혹은 범위)를 결정할 수 있을 것이다. 특히, 각 범위의 결정은 연관된 에러(205, 206)(반드시 같지는 않다)를 가질 것이다. 따라서, 참조 노드(201)에 대해서, 어떠한 범위 추정은 연관된 에러(205)를 포함할 것이고, 참조 노드(202)에 대해서, 어떠한 범위 추정은 연관된 에러(206)를 포함할 것이다. 원리적으로, 어떠한 위치 추정은 범위 추정들의 교차에 기초할 것이기 때문에, 각 위치파악은 각 참조 노드의 조합된 에러들에 기초하는 연관된 에러를 갖게 될 것이다. 따라서, 노드(203)의 위치파악은 영역(207)으로 경계를 이룬 에러를 가질 것이며, 노드(204)의 위치파악은 영역(208)으로 경계를 이룬 에러를 가질 것이다.
명백한 바와 같이, 노드(203)의 위치파악에 연관된 에러는 노드(204)의 위치파악에 연관된 에러보다 훨씬 작다. 그러므로, 어떤 위치 추정에서 최소 에러를 갖는 디바이스들의 위치를 파악하는 위치파악 기술을 사용하고 이어서 이외 위치 미파악 디바이스들의 위치를 파악하기 위해 이들 디바이스들을 사용함으로써, 노드들(104)의 위치를 파악하는데 있어 전체 에러는 최소로 될 수 있다.
도시한 바와 같이, 도 3은 위치가 알려지지 않은 복수의 디바이스들(104)을 포함한다. 또한, 도 3은 위치가 알려진 복수의 참조 디바이스들(105)을 포함한다. 마지막으로, 도 3은 LFE(106)을 포함한다. 위에 논한 바와 같이, LFE(106)는 디바이스들(104)의 위치를 파악하는데 필요한 계산들을 수행한다. 도 3의 디바이스들(104-106)은 서로의 통신범위 내에 있는 것으로 가정한다.
동작 동안, 디바이스들(104, 105)은 이웃하는 디바이스들에 대한 범위 추정들을 LFE(106)에 제공한다. 범위 추정들은 Patwari 등에 의한, 발명의 명칭이 위치 추정 방법 및 장치(METHOD AND APPARATUS FOR LOCATION ESTIMATION)인 미국 특허 출원 번호 제 6,473,038호에 기술된 바와 같이, 이웃 전송의 신호 강도(예를 들면, 수신 신호 강도 표시(RSSI))를 단순히 분석함으로써 결정될 수 있고, 혹은 이웃하는 노드들간에 전송되는 신호들의 전파 지연을 결정함으로써 결정될 수 있다. 노드들(104-105)간의 전파 지연들은 노드들(104-105)간의 거리들에 정비례할 것이다. 노드들(104-105)간의 거리들을 결정하는데 사용되는 기술에 상관없이, 노드들(104-105)은 신호 강도, 혹은 전파 정보를 LFE(105)에 보내며, LFE(105)는 노드들(104)의 위치를 정확하게 결정한다.
위치파악 동안, LFE(106)는 먼저, 노드들(104-105)에 의해 제공된 범위 추정들을 분석함으로써 모든 디바이스들(104)에 대한 대강의 위치를 결정한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 디바이스들(104)의 대강의 위치를 결정함에 있어 기하학에 기초한 위치파악 알고리즘이 이용된다. 특히, 노드(104)와 한 쌍의 참조 노드들(105)간의 거리들(x1, x2)을 알고 있을 때, 노드(104)의 위치는 반지름 x1 및 x2을 가진 두 개의 원들-각각은 고정된 기지국들 중 하나를 중심에 둠-의 교차점을 결정함으로써 계산될 수 있다. 통상적으로 제 3 참조 노드(105)는 3개의 원들의 유일한 교차점에서 각 노드(104)를 명백하게 위치파악하는데 필요하다. 이 방법을 사용하여 정확하게 위치를 계산하기 위해서, 신호가 참조 노드들(105)로부터 방출되는 순간과 위치파악할 노드(104)에 도착하는 순간을 LFE(106)가 알 필요가 있다. 이 방법이 적합하게 작용되게 하기 위해서, 노드에서 참조 노드로의 3개의 신호 경로들 각각을 따른 총 시간 지연의 정확한 측정이 필요하다.
일단 모든 디바이스들(104)에 대한 대강의 위치가 결정되면, 노드들(104)에 대해 위치의 보다 정확한 결정이 행해진다. 특히, 어떤 위치 추정에서 가장 유리한 예측된 에러를 갖는 디바이스들(104)의 부분집합이 위치파악된다. 어떤 위치 추정에서 예측 에러를 결정하는데 있어 많은 기술들이 존재하지만, 본 발명의 바람직한 실시예에서 위치파악에서 예측 에러는 GDOP(Geometric Dilution of Precision)에 기초한다. 특히, 각각의 대강 위치파악된 노드(104)마다 GDOP가 결정되고, 최상의 GDOP를 갖는 노드들(104)이 보다 정확하게 위치파악된다. 각 노드(104)에 대한 GDOP 값들의 결정은 이 기술에 공지되어 있고, N. Levanon in "Lowest GDOP in 2-D Scenarios", pages 149-155, IEEE Proc.-Radar, Sonar Navig., Vol. 147, No. 3, June 2000에 기술되어 있다.
디바이스들(104)의 부분집합의 위치가 일단 결정되면, 디바이스들(104)의 부분집합은 참조 디바이스들(105)로 "승급"되고, 증가된 세트의 참조 디바이스들(승급된 참조 디바이스들 및 구 참조 디바이스들)을 사용하는 새로운 반복은 유리한 GDOP를 갖는 위치 미파악 디바이스들(104)의 새로운 부분집합을 선택하고, 프로세스는 LFE(106)가 점진적으로 노드들을 승급하고 새로운 거리들을 계산하는 것을 모든 위치 미파악 디바이스들(104)의 위치를 판정할 때까지 계속한다. 이 프로세스는 도 3 및 도 4에 도시되었다. 도 3에 도시한 바와 같이, 위치 미파악 디바이스들(301)은 이들의 위치에 의해 가장 유리한 GDOP가 되기 때문에 위치파악하기로 한 것이었다. 디바이스들(301)이 위치파악되고(도 4) 다른 위치 미파악 디바이스들(104)을 위치파악하는데 이용된다.
도 5는 다른 이웃한 노드들까지의 거리를 결정하여 LFE(106)에 "범위 추정"을 제공하게 장치된 노드(501)의 블록도이다. 노드(501)는 참조 노드가 될 수도 있고, 혹은 위치 미파악 노드일 수도 있다. 노드(501)가 취하는 형태에 상관없이, 노드(501)는 안테나(503), 트랜시버(504), 및 범위 회로(505)를 구비한다. 노드(501)가 다른 노드들에 대한 범위를 결정하기를 원할 때, 노드(501)는 공중파 신호(506)를 다른 이웃한 노드들에 송신하고, 유사하게 다른 이웃 노드들로부터 송신된 공중파 통신신호(506)를 수신한다. 일단 트랜시버(504)에 의해 수신되면, 공중파 신호(506)는 내부 시계를 통해 시간 스탬프되고, 신호의 수신시간 및 송신시간에 관 한 데이터가 회로(505)에 전달된다.
범위 정보를 결정하기 위해 회로(505)가 신호 강도 기술을 이용하고 있다면, 회로(505)는 RSSI에 기초하여 특정 노드에 대한 범위를 결정하고 이 정보를(트랜시버(504)를 통해) LFE(106)에 전달한다. 유사하게, 회로(505)가 범위 정보를 결정하기 위해 도착시간 기술을 이용하고 있다면, 회로(505)는 이웃 노드들간에 송신된 신호들의 전파 지연으로부터 범위를 결정하여, 범위 정보를 LFE(106)에 전달한다.
도 6은 LFE(106)의 블록도이다. 동작에서, 트랜시버(604)는 노드들(104, 105)로부터 공중파 통신신호(506)를 수신한다. 논리 회로(605)는 범위 정보를 결정하기 위해서 수신된 신호를 분석한다. 이 정보는 데이터베이스(602)에 저장된다. 이에 따라, 데이터베이스(602)는 모든 모드들(104, 105)에 대해서 이들의 이웃 노드들에 대한 범위 정보를 포함한다. 논리 회로(605)는 각 노드(104)의 위치를 대강, 정확하게 판정하기 위해서 위에 논한 바와 같이 이 정보를 이용한다. 이것은 도 7에 도시한 바와 같이 달성된다.
도 7은 LFE(106)의 동작을 나타낸 흐름도이다. 논리 흐름은 단계 701에서 시작하고 여기서 논리 회로(505)는 모든 위치 미파악 디바이스들(104)(복수의 노드들)에 대한 대강의 위치 추정들을 판정한다. 위에 논한 바와 같이, 기하학 기반의 위치파악 알고리즘은 노드들(104-105)에 의해 제공된 범위 추정들에 근거해서 대강의 위치 추정들을 결정하는 데에 이용된다. 특히, 복수의 노드들에 대한 대강의 위치 추정들을 결정하는 단계는 복수의 노드들부터 위치가 알려진 참조 노드들까지의 거리들을 판정하는 단계 및 참조 노드들까지의 이들의 거리들에 기초해서 복수의 노드들을 위치파악하기 위해 기하학적 위치파악 기술을 이용하는 단계를 포함한다.
디바이스들(104)의 대강의 위치를 알게 되면, 이들의 대강의 위치에서 추정된 에러에 기초하여 디바이스들(104)의 부분집합이 선택된다(단계 703). 특히, 단계 703에서, 디바이스(104) 마다 대강의 위치에서의 에러가 결정되고, 대강의 위치 추정들에서 가장 작은 에러를 갖는 디바이스들(104)을 포함한 디바이스들(104)의 부분집합이 선택된다. 이에 따라, 단계 703에서, 제 1 부분집합의 노드들은 이들의 위치 추정들에서 낮은 에러값들을 갖는 노드들을 포함하고, 제 2 부분집합의 노드들은 이들의 위치 추정들에서 높은 에러값들을 가진 노드들을 포함한다. 나머지 디바이스들(104)을 위치파악하는데 있어 전체 에러를 최소화할 디바이스들의 부분집합을 결정하는데 몇몇 기술들이 이용될 수 있을지라도, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 가장 유리한 GDOP를 가져올 디바이스들(104)의 부분집합이 선택된다.
논리 흐름은 단계 705로 계속되며 여기서 제 1 부분집합의 디바이스들(104)은 참조 디바이스들(104)로 승급되고, 논리 흐름은 단계 707로 계속하여 여기서 모든 위치 미파악 디바이스들(104)이 위치파악되었는지가 결정된다. 그렇지 않다면, 논리 흐름은 이전에 위치파악된 디바이스들을 위치파악된 혹은 참조 디바이스로서 분류한 채로, 단계 701로 리턴한다(아니면 단계 703으로). 즉, 단계 701로 리턴함으로써 큰 에러값들(제 2 부분집합의 노드들)을 갖는 노드들은 참조 노드들(104)까지의 그들의 거리들에 기초하여 다시 위치파악되는데, 그러나 이번에는 위치파악은 최근에 승급된 참조 노드들을 이용할 수 있다. 위치 미파악 디바이스들(104)을 대충 위치파악하고 다른 위치 미파악 디바이스들의 위치를 결정함에 있어 대충적으로 위치파악된 디바이스들의 부분집합을 이용함으로써, 보다 정확한 위치파악 기술이 실현된다.
모든 디바이스들(104-106)이 서로간의 송신범위 내에 있는 예가 위에 주어졌으나, 이것은 반드시 그러할 필요는 없다. 예를 들면, 위의 기술들은 노드들이 반드시 서로간의 범위 내에 있을 필요가 없는 멀티-홉 네트워크에서 사용될 수 있다. 이러한 시나리오에서 참조 노드들(105)은 이들이 서로간에 그리고 다른 위치 미파악 디바이스들(104)과 통신할 수 있게 충분히 가깝게 위치한다. 이것을 도 8에 도시하였다. 명백한 바와 같이, 참조 노드들(105)(하나만 부호 표시됨)은 위치 미파악 노드들(104)(하나만이 부호 표시됨)에 비해 충분히 가깝게 위치하여 있다. 위에 기술된 기술과 유사하게, 참조 노드들(105)의 통신범위 내에 있는 디바이스들(104)의 대충의 위치를 추정하기 위해 상대적 위치파악 알고리즘이 사용된다. 이들 디바이스들의 부분집합(이들의 추정된 위치에서 최소의 에러를 갖는 유닛들로서 선택된)은 다른 대충적으로 위치파악된 디바이스들을 보다 정확하게 위치파악하는데 사용되는 참조 디바이스들로 승급된다. 특히, 위에 논한 바와 같이, 참조 디바이스들(105)은 비참조 디바이스들(104)을 기하학적으로 위치파악하기 위해서 비참조 디바이스들(104)로부터 송신된 신호들을 분석한다. 모든 위치파악된 디바이스들은 다른 위치 미파악 디바이스들(104)을 위치파악할 목적으로 참조 디바이스들(105)이 된다. 프로세서는 모든 위치 미파악 노드들이 참조 노드들로 승급될 때까지 계속된다.
위의 기술을 도 8, 9 및 10에 도시하였다. 명백한 바와 같이, 제 1 반복 동 안에, 도 8의 노드(801)는 도 9에서 참조 노드들(901)로 "승급"되었다. 노드들(901)은 위치 미파악 노드들(104)의 추가 부분집합을 위치파악하는 것을 도울 것이다. 다음 반복에서, 노드들(1001)은 참조 노드들로 "승급"되었다. 사이클은 모든 노드들이 위치파악되거나 "승급"될 때까지 계속된다. 위치파악들에서 최소의 예측 에러들을 갖는 노드들의 부분집합을 이용하는 것 외에도, 어떤 방향으로 노드들의 위치파악을 전파하기 위해서 노드들의 부분집합이 선택될 수 있는 것에 유의한다. 예를 들면, 어떤 영역 내 노드들이 위치파악될 것이 요구된다면, 그 영역의 방향에 놓인 시스템에 참조 노드들이 추가될 수 있다. 점점 더 반복들이 완료됨에 따라, 원하는 영역이 커버된다.
고밀도 네트워크에서, 계산상의 복잡성을 줄이기 위해 추가의 단계들이 취해지는 것에 유의한다. 특히, 많은 노드들이 참조 노드들(105)로 승급될 수 있기 때문에, 노드들(104)의 위치파악 동안에 참조 노드들(105)의 부분집합을 이용하는 것이 필요할 수 있다. 위치파악 절차는 특히 고밀도 네트워크에 대해선 추가의 단계들이 부가되면서 위에 기술된 것과 유사하다. 특히, 참조 노드 선택 절차는 반복 절차와 함께 수행된다. 이에 따라, 고밀도 네트워크에서, 참조 노드들(105)의 부분집합은 노드들(104)에 대한 위치 추정을 수행하기 위해 선택된다.
본 발명을 특정의 실시예를 참조로 특히 도시하고 기술하였으나, 당업자들은 본 발명의 정신 및 범위 내에서 형태 및 상세에 각종 변경들이 행해질 수 있음을 알 것이다. 예를 들면, 이러한 변경들은 다음의 청구항들의 범위 내에 포함된다.

Claims (10)

  1. 원격 유닛의 위치파악 방법에 있어서,
    복수의 노드들에 대한 위치 추정들을 결정하는 단계;
    상기 위치 추정들에서 에러들을 결정하는 단계;
    상기 위치 추정들에서의 상기 에러들에 기초하여 제 1 및 제 2 부분집합의 노드들을 결정하는 단계로서, 상기 제 1 부분집합의 노드들은 상기 위치 추정들에서 낮은 에러값들을 갖는 노드들을 포함하며, 상기 제 2 부분집합의 노드들은 상기 위치 추정들에서 높은 에러값들을 갖는 노드들을 포함하는, 상기 제 1 및 제 2 부분집합의 노드들을 결정하는 단계; 및
    상기 제 1 부분집합의 노드들을 이용하여 상기 제 2 부분집합의 노드들을 다시 위치파악하는 단계를 포함하는, 원격 유닛의 위치파악 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들에 대한 위치 추정들을 결정하는 단계는 기하학적 위치파악 기술을 통해 상기 복수의 노드들에 대한 위치 추정들을 결정하는 단계를 포함하는, 원격 유닛의 위치파악 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들에 대한 상기 위치 추정들을 결정하는 단계는,
    상기 복수의 노드들부터 이미 위치가 알려진 참조 노드들까지의 거리들을 결정하는 단계; 및
    상기 참조 노드들까지의 거리들에 기초하여 상기 복수의 노드들의 위치를 파악하기 위해 기하학적 위치파악 기술을 이용하는 단계를 포함하는, 원격 유닛의 위치파악 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들에 대한 상기 위치 추정들을 결정하는 단계는,
    상기 복수의 노드들로부터 위치가 이미 알려진 한 부분집합의 참조 노드들까지의 거리들을 결정하는 단계로서, 상기 부분집합의 참조 노드들은 계산적 복잡성을 줄이기 위해 선택되는, 상기 거리 결정 단계; 및
    상기 부분집합의 참조 노드들까지의 거리들에 기초하여 상기 복수의 노드들의 위치를 파악하기 위해 기하학적 위치파악 기술을 이용하는 단계를 포함하는, 원격 유닛의 위치파악 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 추정에서의 에러들을 결정하는 단계는 상기 위치 추정들을 위해 GDOP(Geometric Dilution of Precision)을 결정하는 단계를 포함하는, 원격 유닛의 위치파악 방법.
  6. 위치 파악 기기(LFE; Location Finding Equipment)에 있어서,
    복수의 노드들에 대한 위치 추정들을 결정하고, 상기 위치 추정들에 대한 에러값들을 결정하고, 상기 에러값들에 기초하여 제 1 및 제 2 부분집합의 노드들을 결정하고, 상기 제 1 부분집합의 노드들을 이용하여 상기 제 2 부분집합의 노드들의 위치를 다시 파악하는 논리 회로로서, 상기 제 1 부분집합의 노드는 상기 위치 추정들에 대해 낮은 에러값을 갖는 노드들을 포함하고, 상기 제 2 부분집합의 노드는 상기 위치 추정들에 대해 높은 에러값들을 갖는 노드들을 포함하는, 논리 회로; 및
    위치 추정들을 저장하는 데이터베이스를 포함하는, 위치 파악 기기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들에 대한 상기 위치 추정들은 기하학적 위치파악 기술을 통해서 결정되는, 위치 파악 기기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들에 대한 상기 위치 추정들은 위치가 이미 알려진 참조 노드들까지의 거리를 통해 결정되는, 위치 파악 기기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 노드들에 대한 상기 위치 추정들은 위치가 이미 알려진 한 부분 집합의 참조 노드들까지의 거리를 통해 결정되며, 상기 부분집합의 참조 노드들은 계산적 복잡성을 줄이기 위해 선택되는, 위치 파악 기기.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 에러값들은 상기 위치 추정들에 대한 GDOP(Geometric Dilution of Precision) 값들을 포함하는, 위치 파악 기기.
KR1020067012099A 2003-12-19 2004-12-17 원격 유닛의 위치파악 방법 및 장치 KR100714120B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US53145303P 2003-12-19 2003-12-19
US60/531,453 2003-12-19
US11/001,797 2004-12-02
US11/001,797 US6996403B2 (en) 2003-12-19 2004-12-02 Method and apparatus for locating a remote unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060101543A KR20060101543A (ko) 2006-09-25
KR100714120B1 true KR100714120B1 (ko) 2007-05-04

Family

ID=34680774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067012099A KR100714120B1 (ko) 2003-12-19 2004-12-17 원격 유닛의 위치파악 방법 및 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6996403B2 (ko)
KR (1) KR100714120B1 (ko)
DE (1) DE112004002467B4 (ko)
WO (1) WO2005062817A2 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3709093B2 (ja) * 1999-03-10 2005-10-19 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 移動体通信システムおよびその方法
KR100577682B1 (ko) * 2004-06-04 2006-05-10 삼성전자주식회사 노드들로 구성된 통신 시스템에서 거리 추정 장치 및 방법
US7317925B2 (en) * 2005-07-25 2008-01-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for determining the location of a node in a wireless system
US8320562B2 (en) * 2006-04-10 2012-11-27 Digital Lobe, Llc Methods for creating secret keys based upon one or more shared characteristics and systems thereof
KR101017137B1 (ko) * 2008-06-27 2011-02-25 한국산업기술대학교산학협력단 골프 차량용 무선 위치관리 장치 및 동작방법
US8717952B2 (en) * 2008-08-20 2014-05-06 Mitsubishi Electric Corporation Wireless terminal positioning system, method of positioning wireless terminal, environment measurement system, facility management system, method of measuring environment, and method of deciding destination of wireless mobile terminal
US8509731B2 (en) * 2009-11-06 2013-08-13 Research In Motion Limited Location determination for mobile devices in emergency situations
FR2958111A1 (fr) * 2010-03-29 2011-09-30 Commissariat Energie Atomique Procede de determination de parametres de disposition absolue d'objets, programme d'ordinateur associe et installation de controle
WO2013091147A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Intel Corporation Method and apparatus for wireless location tracking
US10285075B2 (en) * 2013-06-06 2019-05-07 The Boeing Company Device identification via peer exchange
CN105323845A (zh) * 2014-08-01 2016-02-10 电信科学技术研究院 一种进行移动终端定位的方法及装置
JP6796410B2 (ja) * 2016-06-28 2020-12-09 ブリヂストンスポーツ株式会社 測位システム
US10206193B2 (en) 2016-08-31 2019-02-12 At&T Intellectual Property, L.P. Mobile device location based on detection of radiation sources
US11800484B2 (en) * 2020-11-24 2023-10-24 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) User equipment (UE) positioning
US20230345204A1 (en) * 2022-04-26 2023-10-26 Qualcomm Incorporated Scheduled positioning of target devices using mobile anchor devices

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040005899A1 (en) * 2000-04-03 2004-01-08 Joseph Nir Distributed location system

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6408246B1 (en) * 2000-10-18 2002-06-18 Xircom Wireless, Inc. Remote terminal location algorithm
GB0029739D0 (en) * 2000-12-06 2001-01-17 Univ Surrey Mobile positioning using integrated ad-hoc network
US6473038B2 (en) * 2001-01-05 2002-10-29 Motorola, Inc. Method and apparatus for location estimation
EP1293800A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-19 Alcatel Method for determining the position of a station in a wireless network, and station adapted for carrying out said method
US6728545B1 (en) * 2001-11-16 2004-04-27 Meshnetworks, Inc. System and method for computing the location of a mobile terminal in a wireless communications network
DE10222140A1 (de) * 2002-05-17 2003-11-27 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Positionsbestimmung in einem Mobilfunksystem
US7480511B2 (en) * 2003-09-19 2009-01-20 Trimble Navigation Limited Method and system for delivering virtual reference station data

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040005899A1 (en) * 2000-04-03 2004-01-08 Joseph Nir Distributed location system

Also Published As

Publication number Publication date
WO2005062817A2 (en) 2005-07-14
US6996403B2 (en) 2006-02-07
DE112004002467T5 (de) 2006-10-19
DE112004002467B4 (de) 2015-04-09
WO2005062817A3 (en) 2005-12-01
US20050135319A1 (en) 2005-06-23
KR20060101543A (ko) 2006-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6956527B2 (en) Wireless network access point configuration
Minami et al. DOLPHIN: A practical approach for implementing a fully distributed indoor ultrasonic positioning system
KR100714120B1 (ko) 원격 유닛의 위치파악 방법 및 장치
EP2045613B1 (en) Computing geographical location of a mobile receiver using network measurement reports
RU2362213C2 (ru) Выбор навигационного решения, используемого при установлении местоположения устройства в системе беспроводной связи
Yu 3-D localization error analysis in wireless networks
EP2588879B1 (en) Determination of positions of wireless transceivers to be added to a wireless communication network
CN102803985B (zh) 定位电磁信号源
US10567918B2 (en) Radio-location method for locating a target device contained within a region of space
US20070049286A1 (en) System and method for determining position of mobile communication device by grid-based pattern matching algorithm
US20070090995A1 (en) System and method for position detection of a terminal in a network
TW200428017A (en) A method and system for locating a mobile radio receiver in a radio system with multiple transmitters
US9660740B2 (en) Signal strength distribution establishing method and wireless positioning system
US20140256352A1 (en) Method for measuring position of user terminal
US20170131402A1 (en) System and Method for Augmented Localization of WiFi Devices
US20060274676A1 (en) Method and apparatus for determining the location of a node in a wireless system
CN114430814A (zh) 用于用户设备定位的方法、装置和计算机程序
US20150003265A1 (en) A-priori information in indoor positioning
Alikhani et al. Fast fingerprinting based indoor localization by Wi-Fi signals
CN112272782A (zh) 使用附近的超声信号对移动设备进行临时定位
Ma et al. Novel fingerprinting mechanisms for indoor positioning
KR20120102277A (ko) 수신 신호 세기에 따른 기지국 위치의 위상 변화를 이용한 네트워크 측위 판단방법
KR20120013495A (ko) 측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법
Koushanfar et al. Location discovery in ad-hoc wireless sensor networks
US20060221864A1 (en) Method and apparatus for determining a best technique to use when locating a node

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120329

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130329

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160411

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170413

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180413

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190411

Year of fee payment: 13