KR101055898B1 - 무선 통신 시스템에서의 거리 측정 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신을 수행하는 기준 노드와 대상 노드 간의 거리 측정 장치 및 방법에 관한 것으로, 기준 노드 식별 정보 및 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 외부로 송출하고, 브로드캐스팅 신호에 대응하여 적어도 하나의 대상 노드로부터 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 수신하여, 브로드캐스팅 신호의 송출 시간과 확인 응답 신호의 수신 시간을 기초로 대상 노드와의 거리를 측정한다. 이와 같이, 기준 노드가 복수의 대상 노드와의 거리 측정을 위한 응답 요청 신호를 동시에 송출함으로써, 기준 노드와 대상 노드 간의 거리 측정을 위한 신호 송수신 절차가 줄어들게 되어 이동 노드인 기준 또는 대상 노드의 전원을 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 거리 측정 장치 및 방법{Apparatus and method of detecting distance in wireless communication System}
본 발명은 무선 통신 시스템 내의 이동 노드의 위치를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동 노드와 고정 노드 간에 무선 신호가 송수신되는 시간 정보를 이용하여 거리를 측정하는 양방향 거리 측정(Two-way ranging) 방법을 이용한 거리 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전에 따라, 이동통신 시스템, 무선 또는 유선 통신 시스템, 개인 통신 시스템, 무선 근거리 시스템(WLAN), 초광대역(UWB) 시스템, RFID(Radio Frequency IDentification) 시스템 및 지그비(ZigBee) 시스템 등의 다양한 무선 통신 시스템에서 무선 장치의 위치를 측정하는 기술이 활발하게 개발되고 있다. 이와 같은, 무선 장치의 위치를 측정하는 기술은 시스템 보안, 시스템 문제 해결 및 시스템 서비스 품질 보장을 위해 매우 중요한 기술이다.
종래에는, 무선 장치의 위치를 측정하는 위치 측정 시스템에서 무선 신호를 송수신하는 기준 노드와 대상 노드 간에 거리 측정을 위하여, 기준 노드가 적어도 하나의 대상 노드 측으로 스캐닝 절차를 수행한 후 응답하는 대상 노드에 한해서 다시 레인징 절차를 수행하였다.
구체적으로, 종래의 위치 측정 시스템의 기준 노드는 주변의 대상 노드 중 현재 통신이 가능한 대상 노드를 선택하기 위해 스캐닝(scanning) 신호를 송출한다. 그러면, 상기 스캐닝 신호를 수신한 적어도 하나의 대상 노드들은 각각 상이한 식별 정보(예를 들어, 각 대상 노드 별 ID)를 포함하는 응답 신호를 상기 기준 노드 측으로 전송한다. 그리고, 상기 응답 신호를 수신한 기준 노드는 상기 적어도 하나의 대상 노드 별 식별 정보를 이용하여 거리 측정을 위한 레인징(Ranging) 요청 메시지를 각 대상 노드로 전송하고, 해당 대상 노드들로부터 각각 레인징 응답 메시지를 수신하여 각 대상 노드와의 거리를 측정함으로써, 적어도 하나의 대상 노드의 위치 측정을 수행하였다.
그런데, 이와 같은 종래의 위치 측정 시스템에서는 기준 노드가 적어도 하나의 대상 노드와의 스캐닝 절차를 수행한 이후에 검색이 완료된 대상 노드 별로 레인징 절차를 수행함으로써, 기준 노드와 대상 노드 간 거리 측정을 위한 신호의 송수신 횟수가 많아지게 된다. 따라서, 기준 노드 또는 대상 노드 중 어느 하나가 이동 단말인 경우 이동 단말에서 안정적인 동작을 위해 중요한 요소 중 하나인 전원 사용의 효율성이 저하되는 문제가 있었다.
또한, 종래의 위치 측정 시스템에서는 기준 노드가 복수의 대상 노드와의 레인징 절차를 순차적으로 수행함으로써, 기준 노드의 주변에 인식되는 대상 노드가 많을수록 각 대상 노드 별 거리 측정 시간 지연이 발생하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 기준 노드와 대상 노드 간 스캐닝 및 레인징 절차를 한 번에 수행할 수 있는 거리 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 대상 노드와의 거리 측정을 위한 응답 요청 신호를 적어도 하나의 대상 노드로 동시에 송출할 수 있는 기준 노드의 거리 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 기준 노드의 응답 요청 신호에 대응하여 거리 측정 시 적용될 확인 응답을 전송하는 대상 노드의 거리 측정 응답 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 거리 측정 장치는, 복수의 대상 노드로 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 송출하고, 상기 브로드캐스팅 신호의 송출 시간을 저장하는 송신부; 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하여 상기 복수의 대상 노드 중 적어도 하나의 대상 노드로부터 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 확인 응답 신호의 수신 시간과 상기 브로드캐스팅 신호의 송출 시간에 기초하여 상기 적어도 하나의 대상 노드와의 각 거리를 측정하는 거리 측정 처리부를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 거리 측정 응답 장치는, 상기 기준 노드로부터 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 수신하는 수신 부; 상기 응답 요청 식별 정보를 확인하여, 대상 노드 식별 정보 및 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하는 응답 처리 시간 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 생성하는 거리 측정 응답 처리부; 및 상기 생성한 확인 응답 신호를 상기 기준 노드로 전송하는 송신부를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 방법은, 기준 노드 식별 정보 및 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 외부로 송출하는 단계; 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하여 적어도 하나의 대상 노드로부터 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 수신하는 단계; 및 상기 브로드캐스팅 신호의 송출 시간과 상기 확인 응답 신호의 수신 시간을 기초로 대상 노드와의 거리를 측정하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 거리 측정 응답 방법은, 기준 노드 식별 정보 및 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 수신하는 단계; 상기 응답 요청 식별 정보가 거리 측정을 위한 응답 요청을 구분하기 위한 식별 정보이면, 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 생성하는 단계; 및 상기 기준 노드 식별 정보를 이용하여 상기 생성한 확인 응답 신호를 상기 기준 노드로 전송하는 단계를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 기준 노드가 복수의 대상 노드와의 거리 측정을 위한 응답 요청 신호를 동시에 송출함으로써, 기준 노드와 대상 노드 간의 거리 측정을 위한 신호 송수신 절차가 줄어들게 되어 이동 노드인 기준 또는 대상 노드의 전원을 효율적으로 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면, 기준 노드의 검색 및 거리 측정을 위한 응답 요청 신호와 대상 노드의 확인 응답 신호에 기초하여 기준 노드와 검색된 대상 노드 간 거리를 측정함으로써, 대상 노드의 검색 및 거리 측정을 동시에 수행할 수 있어 거리 측정의 소요 시간을 감소시킬 수 있다.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.
그리고, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 시스템의 구성을 나타내는 구성도 이다.
그리고, 도 2는 도 1에서 나타낸 기준 노드와 대상 노드 간의 거리 측정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 시스템은, 기준 노드(100) 및 복수의 대상 노드(200)를 포함한다. 이때, 도 1에서는 복수의 대상 노드(200)를 제1 내지 제5 대상 노드(210, 220, 230, 240, 250)로 구분하여 나타내었다. 그리고, 기준 노드(100) 및 복수의 대상 노드(200)는 각각 신호 송수신을 위한 주소 즉, 식별 ID가 설정되어 있다.
도 1에서는 기준 노드(100)가 고정 노드이고 복수의 대상 노드(200)를 이동 노드로 나타내었으나, 본 발명의 실시예에 따른 기준 노드(100) 및 복수의 대상 노드(200)는 어느 하나가 이동 노드일 때 나머지 노드가 고정 노드일 수 있다. 즉, 기준 노드(100)가 고정 노드이면 복수의 대상 노드(200)가 이동 노드이며, 복수의 대상 노드(200)가 고정 노드이면 기준 노드(100)가 이동 노드이다.
예를 들어, 기준 노드(100) 및 대상 노드(200)는 각각 RFID 리더기 및 RFID 태그일 수 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 시스템은 무선 통신을 수행하는 또 다른 기준 노드(100) 및 대상 노드(200)를 포함할 수 있음이 당연하다.
본 발명의 실시예에 따른 기준 노드(100)는 거리 측정을 위한 응답 요청 정보를 포함하는 브로드캐스팅 패킷을 생성하여, 복수의 대상 노드(200)로 브로드캐스팅 패킷을 송출한다.
그리고, 복수의 대상 노드(200)는 각각 동일하거나 다른 시점에 상기 브로드캐스팅 신호를 수신하여, 그에 상응하는 확인 응답 패킷을 생성하여 기준 노드(100)로 전송한다.
구체적으로, 도 2에서 나타낸 바와 같이 기준 노드(100)는 생성된 브로드캐 스팅 패킷을 T0 시점에 복수의 대상 노드(200)에 동시에 송출하며, 복수의 대상 노드(200) 는 각각 상이한 시점에 상기 브로드캐스팅 패킷을 수신하게 된다. 이와 같은, 브로드캐스팅 패킷은 RF 신호 형식의 브로드캐스팅 신호로 송출된다.
이때, 도 2에서는 제1 대상 노드(210)가 Tn 시점에 상기 브로드캐스팅 신호(도 2에서는, 'BS'로 나타냄)를 수신하고, 제2 대상 노드(220)가 Tn+1 시점에 상기 브로드캐스팅 신호를 수신하며, 제3 대상 노드(230)가 Tn+2 시점에 상기 브로드캐스팅 신호를 수신하는 것으로 나타내었다.
이와 같이, 상이한 시점에 상기 브로드캐스팅 신호를 수신한 복수의 대상 노드(200)들은 각각 상이한 응답 처리 시간 동안 상기 수신한 브로드캐스팅 신호에 대응하는 확인 응답 신호를 생성하여 기준 노드(100)로 전송한다.
이때, 도 2에서는 제1 대상 노드(210)가 T0 시점에 상기 브로드캐스팅 신호를 수신한 후 T_reply1 기간 동안 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하는 응답 처리를 수행하여 제1 대상 노드(210) 식별 ID를 포함하는 확인 응답 패킷를 생성하고, 생성한 확인 응답 패킷을 Tm 시점에 전송하는 것을 나타내었다. 이때, 상기 생성한 확인 응답 패킷은 RF 신호 형식으로 변환되어 확인 응답 신호(도 2에서는, 'RS'로 나타냄)가 전송된다.
이와 같은 방식으로, 제2 및 제3 대상 노드(220, 230)는 각각 T_reply2 및 T_reply3 기간 동안 확인 응답 패킷을 생성하여 Tm+1 및 Tm+2 시점에 각각 확인 응답 신호를 전송하는 것을 나타내었다. 이처럼, 제1 내지 제3 대상 노드(210, 220, 230)로부터 전송된 확인 응답 신호는 기준 노드(100)에 각각 Tk, Tk+1 및 Tk+2 시점에 수신된다.
이와 같은, 확인 응답 신호를 수신한 기준 노드(100)는 상기 브로드캐스팅 신호를 송출한 시간(T0) 및 각 대상 노드(210, 220, 230)으로부터 상기 확인 응답 신호를 수신한 시간(Tk, Tk+1, Tk+2)을 기초로하여 상기 브로드캐스팅 신호에 대한 신호 왕복 시간을 계산할 수 있다. 이때, 기준 노드(100)는 계산한 신호 왕복 시간을 이용하여 각 대상 노드와의 거리를 측정한다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기준 노드와 대상 노드 간의 거리 측정 방법 및 상기 거리 측정을 위한 대상 노드의 신호 처리 방법에 대해서 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 응답 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 장치(300)는 수신부(310), 거리 측정 응답 처리부(320), 저장부(330) 및 송신부(340)를 포함한다. 이때, 거리 측정 장치(300)는 대상 노드(200)에 포함되는 구성이다.
수신부(310)는 기준 노드(100)로부터 송출된 브로드캐스팅 신호를 수신하여, 수신한 브로드캐스팅 신호에 포함된 기준 노드(100)의 기준 노드 식별 ID 및 상기 브로드캐스팅 신호가 거리 측정을 위한 응답 요청임을 판별하기 위한 응답 요청 식별 정보를 검출한다.
이때, 수신부(310)는 상기 기준 노드 식별 ID 및 응답 요청 식별 정보와 더 불어 상기 브로드캐스팅 신호를 수신한 수신 시간 정보를 저장부(330)에 저장한 후 거리 측정을 위한 응답 요청 발생을 거리 측정 응답 처리부(320)로 전송한다.
거리 측정 응답 처리부(320)는 상기 거리 측정을 위한 응답 요청 발생을 수신하여 저장부(330)에 저장된 상기 시간 정보와 대상 노드 식별 정보를 획득하고, 상기 획득한 시간 정보와 대상 노드 식별 정보 및 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하는 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 패킷을 생성한다. 이때, 상기 수신 확인 정보는 상기 브로드캐스팅 신호를 성공적으로 수신하였음을 알리는 ACK 정보이다.
이때, 거리 측정 응답 처리부(320)는 상기 확인 응답 패킷의 특정 필드에 상기 확인 응답 패킷이 거리 측정을 위한 확인 응답 패킷임을 구분하기 위한 응답 식별 정보를 삽입한다. 이와 같은, 응답 식별 정보는 상기 확인 응답 패킷이 일반적인 정보 데이터에 대한 수신 확인을 위한 응답 패킷인지 또는 거리 측정을 위한 응답 패킷인지를 구분하기 위한 식별 정보이다.
저장부(330)는 대상 노드를 식별하기 위해 기설정된 대상 노드 식별 ID를 저장하고 있으며, 상기 수신부(310)를 통해 검출된 기준 노드(100)의 기준 노드 식별 ID와 상기 브로드캐스팅 신호를 수신한 시간 정보를 매칭하여 저장한다.
송신부(340)는 거리 측정 응답 처리부(320)가 생성한 확인 응답 패킷에 현재 시간 정보 즉, 확인 응답 패킷을 전송하는 전송 시간 정보를 더 추가한 확인 응답 신호를 상기 기준 노드 식별 ID를 이용하여 기준 노드(100)로 전송한다.
이때, 상기 브로드캐스팅 신호의 수신 시간 정보 및 상기 전송 시간 정보는 상기 브로드캐스팅 신호에 대응한 거리 측정 응답 장치(300)의 응답 처리 수행 시간을 나타내는 응답 처리 시간 정보가 된다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 대상 노드(200)는 상기 대상 노드 식별 정보와 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 패킷을 기준 노드(100)가 대상 노드(200)와의 거리를 측정하는 조건으로 제공할 수 있으며, 상기 응답 처리 시간 정보 및 응답 식별 정보를 상기 확인 응답 패킷에 더 추가하여 전송할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 응답 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 기준 노드(100)로부터 거리 측정을 위한 응답 요청 브로드캐스팅 신호를 수신하여, 브로드캐스팅 신호에 포함된 식별 정보를 검출한다(S401). 이때, 상기 식별 정보는 기준 노드(100)의 기준 노드 식별 ID 및 응답 요청 식별 정보를 포함한다.
상기 응답 요청 브로드캐스팅 신호를 수신한 시간 정보와 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 패킷을 생성한다(S402).
그런 다음, 상기 확인 응답 패킷의 특정 필드에 응답 식별 정보를 삽입하고(S403), 상기 응답 식별 정보를 포함하는 확인 응답 패킷에 전송 시간 정보를 추가한 확인 응답 신호를 기준 노드(100)로 전송한다(S404).
이처럼, 기준 노드(100)의 거리 측정을 위한 브로드캐스팅 신호에 대응하여 대상 노드 식별 정보, 응답 식별 정보, 수신 시간 정보 및 전송 시간 정보를 포함하는 확인 응답을 전송함으로써, 기준 노드(100)와 스캐닝 및 레인징 절차에 따른 신호 송수신 절차가 줄어들게 된다. 따라서, 대상 노드(100)가 배터리 등의 휴대 전원을 사용하는 이동 노드인 경우 전원 사용량을 감소시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 5에서 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 장치(500)는 송신부(510), 수신부(520), 거리 측정 처리부(530) 및 저장부(540)를 포함한다. 이때, 거리 측정 장치(500)는 본 발명의 실시예에 따른 기준 노드(100)에 포함되는 구성이다.
송신부(510)는 복수의 대상 노드(200) 중 무선 통신이 가능한 대상 노드(200)를 검색하기 위해 응답 요청 브로드캐스팅 신호를 송출한다. 이때, 송신부(510)는 상기 응답 요청 브로드캐스팅 신호가 거리 측정을 위한 응답 요청임을 알리기 위한 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 패킷을 생성하여 브로드캐스팅 신호를 외부로 송출한다. 그리고, 송신부(510)는 상기 브로드캐스팅 신호를 송출한 시간 정보 즉, 송출 시간 정보를 저장부(540)에 저장한다.
수신부(520)는 적어도 하나의 대상 노드(200)로부터 상기 송출한 브로드캐스팅 신호에 대응하는 확인 응답 신호를 수신한 후, 상기 확인 응답 신호를 수신한 수신 시간 정보를 저장부(540)에 저장한다. 이때, 수신부(520)는 상기 확인 응답 신호에 포함된 응답 식별 정보를 확인하여 상기 확인 응답 신호가 상기 응답 요청 브로드캐스팅에 대응하는 응답인지 확인한다.
그리고, 수신부(520)는 상기 확인 응답 신호에 포함된 각 정보 즉, 대상 노 드 식별 정보, 수신 확인 정보 및 응답 처리 시간 정보를 검출하여 저장부(540)에 저장한 후 거리 측정 처리부(530)로 확인 응답 신호 수신 발생을 알린다. 여기서, 검출한 응답 처리 시간 정보는 대상 노드(200)가 상기 브로드캐스팅 신호를 수신한 수신 시간 정보 및 상기 확인 응답 신호를 송출한 송출 시간 정보를 포함한다.
이때, 수신부(520)는 적어도 하나의 대상 노드(200)들로부터 수신되는 각 확인 응답 신호를 순차적으로 수신하여 저장부(540)에 저장하며, 각 확인 응답 신호로부터 검출된 식별 정보들은 상기 대상 단말 식별 정보 별로 매칭하여 저장한다.
거리 측정 처리부(530)는 수신부(520)로부터 확인 응답 신호를 수신하여, 상기 브로드캐스팅 신호를 송출한 송출 시간 정보와 상기 확인 응답 신호를 수신한 수신 시간 정보를 이용하여 해당 대상 노드(200)와의 거리를 측정한다.
구체적으로, 거리 측정 처리부(530)는 상기 확인 응답 신호가 수신된 순차에 따라 저장부(540)로부터 해당 대상 노드 식별 정보에 매칭된 수신 확인 정보 및 응답 처리 시간 정보를 획득하고, 상기 응답 요청 브로드캐스팅 신호가 송출된 송출 시간 정보 및 상기 확인 응답 신호가 수신된 수신 시간 정보를 획득한다.
그리고, 거리 측정 처리부(530)는 상기 송출 시간 정보 및 상기 확인 응답 신호 수신 시간 정보의 차를 이용하여 신호 왕복 시간을 계산하고, 상기 신호 왕복 시간과 상기 해당 대상 노드(200)의 응답 처리 시간 정보를 이용하여 실제 신호 전송 시간을 계산한다. 그리고, 거리 측정 처리부(530)는 상기 계산한 신호 전송 시간을 이용하여 해당 대상 노드(200)와의 거리를 측정한다.
거리 측정 처리부(530)가 상기 신호 전송 시간을 계산하는 방법은 아래 수학 식 1과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112008068848354-pat00001
예를 들어, 도 2에서 설명한 기준 노드(100)와 제1 대상 노드(210)의 거리 측정 시, 거리 측정 처리부(530)는 상기 수학식 1에 따라 상기 응답 요청 브로드캐스팅 신호를 송출한 시간(T0)와 제1 대상 노드(210)로부터 확인 응답 신호를 수신한 시간(Tk) 간의 차를 계산하여 신호 왕복 시간(즉, T_round1)을 확인하여 제1 대상 노드(210)와의 거리를 측정한다.
또한, 거리 측정 처리부(530)는 상기 신호 왕복 시간으로부터 제1 대상 노드(210)의 응답 처리 시간을 제한 값을 2로 나눈 값을 신호 전송 시간으로 계산하고, 계산한 신호 전송 시간을 이용하여 제1 대상 노드(210)와의 거리를 측정할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 처리부(530)는 자체적으로 타이머를 포함하여, 상기 응답 요청 브로드캐스팅 신호를 송출한 시간으로부터 일정 시간 내에 수신되는 확인 응답 신호에 대해서만 상기 거리 측정을 수행할 수 있다.
저장부(540)는 송신부(510)의 제어에 따라 상기 응답 요청 브로드캐스팅 신호의 송출 시간을 저장하고 있으며, 수신부(520)의 제어에 따라 상기 확인 응답 신호의 수신 시간을 해당 대상 노드의 식별 정보에 매칭하여 저장하고 있다. 또한, 저장부(540)는 기설정된 기준 노드(100)의 식별 정보 즉, 식별 ID를 저장하고 있 다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
먼저, 무선 통신이 가능한 대상 노드(200)의 검색 및 거리 측정을 위해 기준 노드 식별 정보 및 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 패킷을 생성하여 송출한다(S601). 이때, 상기 브로드캐스팅 패킷을 송출한 송출 시간을 저장한다. 또한, 상기 브로드캐스팅 패킷은 RF 신호 형식으로 외부로 송출되며, 기 설정된 일정 주기마다 송출될 수 있다.
그런 다음, 적어도 하나의 대상 노드(200)로부터 상기 브로드캐스팅 패킷에 대응하는 확인 응답 신호를 수신하고(S602), 상기 확인 응답 신호에 포함된 대상 노드 식별 정보, 수신 확인 정보 및 응답 처리 시간 정보를 확인한다(S603). 이때, 상기 확인 응답 신호에 포함된 각 정보 및 상기 확인 응답 신호를 수신한 수신 시간 정보를 매칭하여 저장한다.
그런 후, 상기 브로드캐스팅 패킷의 송출 시간 정보 및 상기 확인 응답 신호를 수신한 수신 시간 정보에 기초하여 해당 대상 노드와의 거리를 측정한다(S604). 이때, 상기 응답 처리 시간 정보에는 해당 대상 노드가 상기 브로드캐스팅 패킷을 수신한 수신 시간 정보 및 상기 확인 응답 신호를 송출한 송출 시간 정보가 포함되어 있으며, 상기 응답 처리 시간 정보를 상기 대상 노드와의 거리 측정에 적용할 수 있다.
이와 같이, 복수의 대상 노드(200)로 상기 응답 요청 브로드캐스팅 신호를 송출하고, 그에 대한 응답으로 적어도 하나의 대상 노드(200)로부터 수신 확인 정보 및 응답 처리 시간 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 수신하여 거리를 측정함으로써, 무선 통신이 가능한 대상 노드(200)마다 거리 측정을 위한 응답 요청 및 응답 수신 시 발생할 수 있는 시간 지연을 방지할 수 있다.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 시스템의 구성을 나타내는 구성도 이다.
도 2는 도 1에서 나타낸 기준 노드와 대상 노드 간의 거리 측정 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 응답 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 응답 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 거리 측정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

Claims (17)

  1. 복수의 대상 노드와 무선 통신을 수행하는 기준 노드의 거리 측정 장치에 있어서,
    상기 복수의 대상 노드로 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 송출하고, 상기 브로드캐스팅 신호의 송출 시간을 저장하는 송신부;
    상기 브로드캐스팅 신호에 대응하여 상기 복수의 대상 노드 중 적어도 하나의 대상 노드로부터 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 수신하는 수신부; 및
    상기 확인 응답 신호의 수신 시간과 상기 브로드캐스팅 신호의 송출 시간에 기초하여 상기 적어도 하나의 대상 노드와의 각 거리를 측정하는 거리 측정 처리부를 포함하는 거리 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 거리 측정 처리부는,
    상기 브로드캐스팅 신호의 송출 시간과 상기 확인 응답 신호의 수신 시간 간의 차를 상기 대상 노드와의 신호 왕복 시간으로 계산하여 상기 대상 노드와의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 확인 응답 신호는,
    상기 대상 노드의 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하는 응답 처리 시간 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 거리 측정 처리부는,
    상기 응답 처리 시간 정보에 기초하여 상기 대상 노드와의 신호 전송 시간을 계산하고, 상기 신호 전송 시간에 기초하여 상기 대상 노드와의 거리 측정을 수행하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 거리 측정 처리부는,
    적어도 하나의 상기 확인 응답 신호 중 소정의 시간 내에 수신되는 확인 응답 신호에 대응하여 상기 대상 노드와의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 거리 측정 처리부는,
    상기 수신 확인 정보가 ACK 정보인 확인 응답 신호에 대응하여 상기 대상 노드와의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 거리 측정 처리부는,
    상기 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호에 대응하는 확인 응답 신호를 구분하기 위한 응답 식별 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 이용하여 상기 대상 노드와의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
  8. 삭제
  9. 기준 노드와 무선 통신을 수행하는 대상 노드의 거리 측정 응답 장치에 있어서,
    상기 기준 노드로부터 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 수신하는 수신부;
    상기 응답 요청 식별 정보를 확인하여, 대상 노드 식별 정보 및 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하는 확인 응답 신호를 생성하는 거리 측정 응답 처리부; 및
    상기 생성한 확인 응답 신호에 상기 브로드캐스팅 신호의 수신 시간 정보 및 송출 시간 정보를 포함하는 응답 처리 시간 정보를 추가하여 상기 기준 노드로 전송하는 송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 응답 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 확인 응답 신호는,
    상기 브로드캐스팅 신호에 상응하는 확인 응답 신호와 타 데이터 수신 확인 요청 신호에 상응하는 확인 응답 신호를 구분하기 위한 응답 식별 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 응답 장치.
  11. 기준 노드 식별 정보 및 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 외부로 송출하는 단계;
    상기 브로드캐스팅 신호에 대응하여 적어도 하나의 대상 노드로부터 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 브로드캐스팅 신호의 송출 시간과 상기 확인 응답 신호의 수신 시간을 기초로 대상 노드와의 거리를 측정하는 단계를 포함하는 거리 측정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 대상 노드와의 거리를 측정하는 단계는,
    상기 송출 시간과 상기 수신 시간의 차를 신호 왕복 시간으로 계산하는 단계; 및
    상기 신호 왕복 시간에 기초하여 상기 대상 노드와의 거리를 측정하는 단계 를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 확인 응답 신호는,
    상기 대상 노드의 상기 브로드캐스팅 신호 수신 시간 정보 및 상기 확인 응답 신호 송출 시간 정보를 포함하는 응답 처리 시간 정보 및 상기 브로드캐스팅 신호에 상응하는 확인 응답 신호를 구분하기 위한 응답 식별 정보 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 대상 노드와의 거리를 측정하는 단계에서,
    상기 수신한 확인 응답 신호 중 소정의 시간 내에 수신한 확인 응답 신호에 대응하는 대상 노드와의 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
  15. 기준 노드 식별 정보 및 응답 요청 식별 정보를 포함하는 브로드캐스팅 신호를 수신하는 단계;
    상기 응답 요청 식별 정보가 거리 측정을 위한 응답 요청을 구분하기 위한 식별 정보이면, 대상 노드 식별 정보 및 수신 확인 정보를 포함하는 확인 응답 신호를 생성하는 단계;
    상기 생성한 확인 응답 신호에 상기 브로드캐스팅 신호에 대응하는 확인 응답 신호를 구분하기 위한 응답 식별 정보 및 상기 브로드캐스팅 신호의 수신 시간 정보와 상기 확인 응답 신호의 송출 시간 정보를 포함하는 응답 처리 시간 정보 중 적어도 하나를 추가하는 단계; 및
    상기 기준 노드 식별 정보를 이용하여 상기 생성한 확인 응답 신호를 상기 기준 노드로 전송하는 단계를 포함하는 거리 측정 응답 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 확인 응답 신호는,
    기설정된 필드에 ACK 정보를 삽입한 패킷 신호인 것을 특징으로 하는 거리 측정 응답 방법.
  17. 삭제
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