KR101152384B1 - 액세스 포인트 측위 시스템 및 방법 - Google Patents

액세스 포인트 측위 시스템 및 방법 Download PDF

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박종태
석기정
천승만
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

액세스 포인트 측위 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명에 따른 액세스 포인트 측위 시스템은 무선 네트워크 신호를 송수신하는 액세스 포인트와, 위치정보를 획득하기 위한 GPS 모듈과, 상기 액세스 포인트에 접속하기 위한 무선랜 모듈과, 상기 무선랜 모듈로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호를 기초로 상기 액세스 포인트의 존재 가능한 유효거리를 계산하는 연산부를 포함하는 복수의 모바일 장치와, 상기 복수의 모바일 장치로부터 상기 무선 네트워크 신호를 통해 상기 위치정보 및 상기 유효거리를 전송받아 이를 바탕으로 상기 액세스 포인트의 존재영역을 결정하는 위치정보 서버를 포함한다.

Description

액세스 포인트 측위 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING LOCATION OF ACCESS POINT}
본 발명은 액세스 포인트 측위 시스템 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로 GPS 위치 정보 및 RSSI를 이용하여 정밀하게 액세스 포인트의 위치를 측정할 수 있는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근 통신 환경은 사용자가 언제나 어디서나 어떠한 장치를 통해서든 항상 인터넷에 연결될 수 있는 유비쿼터스 컴퓨팅 환경으로 진화하고 있다. 이러한 네트워크 패러다임의 변화에 따라 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 지원하는 다양한 액세스 네트워크 기술이 등장하였다. 액세스 네트워크 기술의 종류로는 3G, WiFi, WiBro 기술 등이 있다. 최근에 출시되고 있는 Smartphone은 3G, WiFi, GPS등의 인터페이스를 기본으로 장착하고 있다. 사용자는 이러한 액세스 네트워크 기술을 사용하여 다양한 응용 서비스, 예를 들어 인터넷 접속 서비스, 파일 다운로드 서비스, 온라인 게임 등을 제공 받을 수 있다.
3세대 이동 통신 기술 (3G)은 국제전기통신 연합의 규격으로 2GHz의 주파수를 사용하며, 모바일 장치의 높은 이동성 지원과 넓은 전송 범위, 약 1 km를 가진다. 하지만 3G의 데이터 전송 속도는 약 384 Kbps 내지 2 Mbps로 다중 사용자에게 높은 대역폭을 제공하지 못한다. 또한 사용자가 3G 네트워크를 통해 높은 대역폭을 요구하는 데이터 서비스 이용에 많은 데이터 요금을 부담해야 한다.
반면에 WiFi (IEEE802.11)는 802.11g (54 Mbps), 802.11n (600 Mbps)로 높은 대역폭을 지원하며 비용 또한 저렴하다. 하지만 WLAN 기술은 802.11g의 경우 유효거리가 100m 이내이고, 802.11n의 경우 300m로 제한되어 있다. 이로 인해 사용자가 WLAN를 통해 다양한 응용 서비스를 제공받기 위해서는 WLAN의 액세스 포인트(Access Point: AP)를 지도에서 찾아 무선 전파 가능 영역으로 들어가야 한다. 이와 같은 번거로움을 해소하기 위해 사용자에게 액세스 포인트의 위치를 알려 주는 위치 기반 서비스 (Location-based Service: LBS)가 필요하게 되었다. 이러한 LBS는 지도에 액세스 포인트의 위치를 위도와 경도의 좌표로 표시하여 사용자에게 제공하는 것이다. 이러한 서비스를 제공하기 위해 많은 액세스 포인트 측위 기술이 제안된 바 있으나, 정확성이 떨어지고 오차가 많으며 측정에 있어서 제약사항이 존재하기 때문에, 보다 정밀한 액세스 포인트 측위 기술이 필요하다.
본 발명은 각 모바일 장치에 내장된 GPS 모듈 및 WLAN 모듈에 의해 측정된 복수의 데이터를 바탕으로 정밀한 액세스 포인트 측위가 가능한 액세스 포인트 측위 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 측정된 복수의 데이터를 바탕으로 액세스 포인트를 측위함에 있어서, 신경망 이론을 통해 오차를 보정함으로써 보다 정밀한 액세스 포인트 측위가 가능한 액세스 포인트 측위 시스템 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 시스템은 무선 네트워크 신호를 송수신하는 액세스 포인트와, 위치정보를 획득하기 위한 GPS 모듈과, 상기 액세스 포인트에 접속하기 위한 무선랜 모듈과, 상기 무선 랜 모듈로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호를 기초로 상기 액세스 포인트의 존재 가능한 유효거리를 계산하는 연산부를 포함하는 복수의 모바일 장치와, 상기 복수의 모바일 장치로부터 상기 무선 네트워크 신호를 통해 상기 위치정보 및 상기 유효거리를 수신하여 이를 바탕으로 상기 액세스 포인트의 존재영역을 결정하는 위치정보 서버를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 시스템은 무선 네트워크 신호를 송수신하는 액세스 포인트와, 위치정보를 획득하기 위한 GPS 모듈과, 상기 액세스 포인트에 접속하기 위한 무선랜 모듈과, 상기 무선랜 모듈로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호를 기초로 상기 액세스 포인트의 존재 가능한 유효거리를 계산하는 연산부를 포함하는 복수의 모바일 장치와, 상기 복수의 모바일 장치로부터 상기 무선 네트워크 신호를 통해 상기 위치정보 및 상기 유효거리를 수신하고, 상기 위치정보를 기초로 상기 복수의 모바일 장치의 각 위치를 파악하고, 상기 유효거리를 기초로 상기 액세스 포인트의 존재가능영역을 결정하는 위치정보 서버를 포함하되, 상기 존재가능영역의 개수는 상기 복수의 모바일 장치의 개수와 동일하게 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 복수의 모바일 장치로부터 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 전송 받는 단계와, 상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 복수의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 복수의 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역을 상기 액세스 포인트의 존재영역으로 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 모바일 장치에서 감지된 GPS 신호 및 무선 네트워크 신호를 기초로 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 결정하는 제1 단계와, 상기 모바일 장치로부터 위치정보 서버로 상기 위치정보 및 유효거리를 전송하는 제2 단계와, 상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 제3 단계와, 상기 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역을 상기 액세스 포인트의 존재영역으로 결정하는 제4 단계와, 상기 존재영역의 면적이 요구면적을 초과하는 경우, 상기 존재영역의 면적이 요구면적 이하 가 될 때까지, 상기 모바일 장치와 다른 추가 모바일 장치를 기초로 상기 제1 단계 내지 제4 단계를 반복하는 제5 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 한 쌍의 모바일 장치로부터 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 수신하는 단계와, 상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 한 쌍의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 한 쌍의 존재가능영역이 서로 중첩되지 않을 경우 상기 한 쌍의 존재가능영역의 중심을 지나는 사다리꼴 형태로 상기 액세스 포인트의 존재영역을 확장하여 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 한 쌍의 모바일 장치로부터 전송된 위치정보 및 유효거리로부터 한 쌍의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 한 쌍의 존재가능영역의 교점의 좌표를 계산하고, 상기 교점을 연결하는 액세스 포인트의 제1 존재영역을 직사각형 형태로 결정하는 단계와, 상기 제1 존재영역의 면적을 계산하여, 상기 면적이 요구면적을 초과하는 경우, 상기 한 쌍의 모바일 장치와 다른 추가 모바일 장치로부터 위치정보 및 유효거리를 수신하고, 이를 기초로 새로운 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 제1 존재영역과 새로운 액세스 포인트 존재가능영역의 교점을 연결하는 제2 존재영역을 결정하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 액세스 포인트 측위 시스템 및 방법에 따르면 종래의 액세스 포인트 측위 방법에 비해 액세스 포인트의 위치 정밀도가 향상되어 사용자에게 보다 정확한 정보를 전달할 수 있는 장점이 있으며, 사용자는 이를 바탕으로 액세스 포인트의 정확한 위치를 파악하여 무선 네트워크를 사용하여 원하는 정보에 보다 빠르게 접근할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트 측위 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트의 존재가능영역 및 존재영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트의 존재가능영역이 중첩되지 않을 경우의 존재영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트의 존재영역의 보정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 액새스 포인트의 존재영역의 신경망 이론에 의한 보정 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치의 개수 증가에 따른 액세스 포인트의 존재영역의 면적 추이를 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트 측위 시스템의 개략도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 시스템은 무선 네트워크 신호(11)를 송수신하는 액세스 포인트(10)와, 위치정보를 획득하기 위한 GPS 모듈(21)과, 상기 액세스 포인트(10)에 접속하기 위한 무선랜 모듈(22)과, 상기 무선랜 모듈(22)로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호(11)를 기초로 상기 액세스 포인트(10)의 존재 가능한 유효거리를 계산하는 연산부(23)를 포함하는 복수의 모바일 장치(20)와, 상기 복수의 모바일 장치(20)로부터 상기 무선 네트워크 신호(11)를 통해 상기 위치정보 및 상기 유효거리를 수신하여 이를 바탕으로 상기 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)을 결정하는 위치정보 서버(30)를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 시스템은 무선 네트워크 신호(11)를 송수신하는 액세스 포인트(10)와, 위치정보를 획득하기 위한 GPS 모듈(21)과, 상기 액세스 포인트(10)에 접속하기 위한 무선랜 모듈(22)과, 상기 무선랜 모듈(22)로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호(11)를 기초로 상기 액세스 포인트(10)의 존재 가능한 유효거리를 계산하는 연산부(23)를 포함하는 복수의 모바일 장치(20)와, 상기 복수의 모바일 장치(20)로부터 상기 무선 네트워크 신호(11)를 통해 상기 위치정보 및 상기 유효거리를 수신하고, 상기 위치정보를 기초로 상기 복수의 모바일 장치의 각 위치를 파악하고, 상기 유효거리를 기초로 상기 액세스 포인트(10)의 존재가능영역(AP_EXIST)을 결정하는 위치정보 서버(30)를 포함하되, 상기 존재가능영역(AP_EXIST)의 개수는 상기 복수의 모바일 장치(20)의 개수와 동일하게 형성된다.
먼저, 액세스 포인트(10)는 WLAN를 통해 표준 IEEE802.11의 무선 네트워크를 제공하는 중심점으로서, WLAN을 사용하기 위한 모듈을 포함하는 모바일 디바이스 예를 들어, 스마트폰, PDA 또는 랩탑 컴퓨터와 같은 디바이스가 상기 액세스 포인트(10)에 접속하여 무선 네트워크를 사용함으로써 다양한 응용 서비스를 제공받을 수 있다. 특히 앞서 설명한 바와 같이, 3G 망에 비해 높은 대역폭을 지원하기 때문에 인터넷 접속 또는 데이터 다운로드 시간을 단축시킬 수 있다.
다만, 액세스 포인트(10)의 경우 현재 WiFi의 802.11n의 경우 최대 300m 이내에 접근해야지만 무선 네트워크를 사용할 수 있는데, 이와 같은 최대 유효거리는 모바일 장치와 액세스 포인트(10) 사이에 벽 또는 기둥 등의 장애물이 존재할 경우 더 짧아질 수 있다.
따라서, 사용자는 정확한 액세스 포인트(10)의 위치를 파악하여, 해당 액세스 포인트(10)의 유효거리 내로 진입함으로써 안정적인 무선 네트워크를 사용할 수 있게 된다.
이와 같이 액세스 포인트(10)의 정밀한 위치를 측정하기 위해서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 시스템은 복수의 모바일 장치(20)로부터 필요한 데이터를 수집한다.
모바일 장치(20)는 위치정보를 획득하기 위한 GPS 모듈(21)과, 상기 액세스 포인트(10)에 접속하기 위한 무선랜 모듈(22)과, 상기 무선랜 모듈(22)로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호(11)를 기초로 상기 액세스 포인트(10)의 존재 가능한 유효거리를 계산하는 연산부(23)를 포함할 수 있다.
GPS 모듈(21)은 모바일 장치(20) 자체의 위치를 파악하기 위해 사용된다. GPS 모듈(21)로부터 획득된 모바일 장치(20) 자체의 위치정보는 위치정보 서버(30)로 전송되며, 위치정보 서버(30)에서 모바일 장치(20)의 위치 분포를 파악하고 상기 모바일 장치(20)로부터 액세스 포인트(10)의 위치를 역으로 계산하게 된다. GPS 모듈(21)에는 제한이 없으며 일반적인 칩 형태의 모듈이 사용될 수 있다.
무선랜 모듈(22)은 액세스 포인트(10)와 통신하기 위한 것으로, 일반적인 무선랜 카드 타입 또는 칩셋 타입의 무선랜 모듈(22)이 사용될 수 있다. 무선랜 모듈(22)은 IEEE802.11 중에서 802.11b, g, n 의 규격 중에서 하나 이상을 지원하는 타입일 수 있다.
연산부(23)는 무선랜 모듈(22)로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호(11)를 기초로 상기 액세스 포인트(10)의 존재 가능한 유효거리를 계산한다. 구체적으로, 연산부(23)는 dBm 단위의 상기 무선 네트워크 신호(11)의 강도를 기초로 모바일 장치(20)로부터 액세스 포인트(10)가 얼마만큼 멀리 위치하는지를 의미하는 유효거리를 계산할 수 있다. 유효거리는 바람직하게 아래 식 1에 표현된 프리스(Friis)의 공식에 의해 유도될 수 있다.
Figure 112010080556908-pat00001
상기 식 1에서 d는 모바일 장치(20)와 액세스 포인트(10) 간의 거리, λ는 전파의 파장, c는 전파의 속도, f는 주파수, L은 모바일 장치(20)가 송신한 신호의 전송 손실로 나타낸다. 식 1에서 L이 커지게 되면 d가 커지게 된다, 즉, 모바일 장치(20)와 액세스 포인트(10)가 서로 멀리 떨어질수록 신호의 세기가 약해진다. 따라서 이를 이용하여 유효거리(d)를 계산할 수 있다.
위치정보 서버(30)는 모바일 장치(20)로부터 위치정보 및 유효거리 데이터를 수신한다. 모바일 장치(20)는 액세스 포인트(10)와 연결된 상태이므로 액세스 포인트(10)의 무선 네트워크 신호(11)를 이용하여 위치정보 서버(30)로 데이터를 전송할 수 있다.
위치정보 서버(30)는 복수의 모바일 장치(20)로부터 상기 데이터를 수신할 수 있으며, 수신된 데이터를 바탕으로 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)을 결정한다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트의 존재가능영역 및 존재영역을 설명하기 위한 도면으로서, 위치정보 서버(30) 내부에서 수행되는 연산과정을 평면적으로 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 복수의 모바일 장치로부터 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 전송받는 단계와, 상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 복수의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 복수의 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역을 상기 액세스 포인트의 존재영역으로 결정하는 단계를 포함한다.
먼저, 위치정보 서버(30)는 수신된 위치정보를 바탕으로 평면 상에 모바일 장치(20)의 위치를 표시할 수 있다. 모바일 장치(20)의 위치는 XY평면 상에서 (x, y) 좌표값으로 표현될 수 있다. 모바일 장치(20)의 위치를 중심으로 유효거리를 반경(r)으로 하는 원형의 영역을 도시한다. 상기 원 영역은 액세스 포인트(10)의 존재가능영역(AP_EXIST)을 의미한다. 즉, 단일한 모바일 장치(20)로 수신된 신호는 방향에 무관하기 때문에 원형으로 표시되며, 하나의 모바일 장치(20)로부터 결정되는 존재가능영역(AP_EXIST)은 (x, y, r) 좌표로 표시될 수 있다.
도 2에 도시된 예에서, 좌측 모바일 장치(20a)의 중심점은 (xa, ya)이며, 반경은 ra로 표시된다. 우측 모바일 장치(20b)의 각 중심점은 (xb, yb)이며, 반경은 rb로 표시된다.
다음으로, 추가적인 모바일 장치(20)의 위치를 중심으로 다른 유효거리를 반경으로 하는 다른 원형의 영역을 도시한다. 하나의 액세스 포인트(10)에서 송출 또는 수신된 신호가 복수의 모바일 장치(20)에서 수신 또는 송출되었다면 이론적으로 도 2에 도시된 바와 같이 복수의 존재가능영역(AP_EXIST)의 중첩된 영역이 발생하게 된다. 이와 같이 중첩된 영역은 보다 정밀하고 보다 범위가 좁혀진 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)을 나타낸다.
존재가능영역(AP_EXIST)의 개수는 모바일 장치(20)의 개수와 동일하게 형성된다. 즉, 하나의 모바일 장치(20)에서 획득한 데이터로 하나의 존재가능영역(AP_EXIST)을 도시할 수 있다.
도시된 예에서, 상기 두 개의 원은 각각 액세스 포인트(10)의 존재가능영역(AP_EXIST)을 나타낸다. 상기 2개의 존재가능영역(AP_EXIST)의 교차 영역을 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)으로 정의할 수 있다.
복수의 존재가능영역(AP_EXIST)이 서로 중첩되는 영역인 존재영역(AP_AREA)은 실질적으로는 볼록렌즈 형상과 유사한 형태이지만, 오차범위를 고려하여 이보다 넓은 직사각형 형태로 선택될 수 있다.
복수의 모바일 장치(20)는 3개 이상일 수 있으며, 모바일 장치(20)의 개수가 증가하게 되면 그에 따라 액세스 포인트(10)의 위치를 결정하기 위한 데이터가 증가하게 되므로 위치정보 서버(30)에 의해 결정되는 존재영역(AP_AREA)의 정밀도가 향상될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트의 존재가능영역이 중첩되지 않을 경우의 존재영역을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 한 쌍의 모바일 장치로부터 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 전송 받는 단계와, 상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 한 쌍의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 한 쌍의 존재가능영역이 서로 중첩되지 않을 경우 상기 한 쌍의 존재가능영역의 중심을 지나는 사다리꼴 형태로 상기 액세스 포인트의 존재영역을 확장하여 결정하는 단계를 포함한다.
도시된 바와 같이 위치정보 서버(30)는 복수의 존재가능영역(AP_EXIST)이 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않는 경우, 상기 존재가능영역(AP_EXIST)의 중심을 지나는 사다리꼴 형태(도시된 예에서는 직사각형)로 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)을 확장하여 결정할 수 있다.
이와 같은 경우는 실제로 액세스 포인트(10)가 모바일 장치(20)의 사이에 위치하고 있으나, 벽 구조물과 같은 장애물에 의해 신호 강도가 저하되어 유효거리(d)가 실제보다 더 작게 나올 때 발생할 수 있다.
따라서, 이와 같은 경우에도 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)을 결정할 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 각 존재가능영역(AP_EXIST1, AP_EXIST2)의 중심을 지나는 선분을 포함하는 사다리꼴(도시된 예에서는 직사각형) 형태로 존재영역(AP_AREA)을 넓게 설정한다.
이러한 경우에 특히, 추가적인 모바일 장치(20)로부터 추가 데이터를 수신하여 해당 존재영역(AP_AREA)의 범위를 보다 정밀하게 보정하는 작업이 필요하다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트의 존재영역의 보정 과정을 설명하기 위한 도면이다. 앞서 설명한 바와 같이 모바일 장치(20)의 표본 개수가 증가하게 되면 이에 따라 수집되는 위치정보 및 유효거리 데이터가 증가하게 되며 이를 기초로 존재영역(AP_AREA)을 정밀도 높게 추출할 수 있다.
즉, 도시된 바와 같이, (a)의 예에서 액세스 포인트(10)의 범위 내에 존재하는 2개의 모바일 장치(20)로부터 데이터를 수집하여 이를 바탕으로 존재가능영역(AP_EXIST)을 2개 도시할 경우, 이들의 중첩 영역인 존재영역(AP_AREA)은 가장 넓게 형성된다.
다음으로 (b)의 예에서 액세스 포인트(10)의 범위 내에 존재하는 3개의 모바일 장치(20)로부터 데이터를 수집하여 이를 바탕으로 존재가능영역(AP_EXIST)을 3개 도시할 경우, 이들의 중첩 영역인 존재영역(AP_AREA)는 (a)에 비해 축소되어 형성되기 때문에 (a)에 비해 정밀도가 높다.
다음으로 (c)의 예에서 액세스 포인트(10)의 범위 내에 존재하는 4개의 모바일 장치(20)로부터 데이터를 수집하여 이를 바탕으로 존재가능영역(AP_EXIST)을 4개 도시할 경우, 이들의 공통적인 중첩 영역인 존재영역(AP_AREA)는 가장 좁게 형성되므로 정밀도가 가장 높고, 오차가 작다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트의 존재영역의 신경망 이론에 의한 보정 과정을 설명하기 위한 도면이다. 보다 구체적으로 본 발명의 실시예들에서 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)을 축소보정하는 방법으로, 위치정보 서버(30)는 신경망 이론을 사용할 수 있다.
신경망(Neural Network)은 뇌 기능의 특성 몇 가지를 컴퓨터 시뮬레이션으로 표현하는 것을 목표로 하는 수학 모델이다. 신경망은 시냅스의 결합으로 네트워크를 형성한 인공 뉴런이 학습을 통해 시냅스의 결합 세기를 변화시켜 문제 해결 능력을 가지는 모델을 의미한다.
신경망 중 다층 퍼셉트론(Multi-layer Perception)은 입력층과 출력층 사이에 하나 이상의 중간층이 존재하는 신경망을 나타낸다. 다층 퍼셉트론은 역전파(Back -propagation) 학습 알고리즘을 통해 학습될 수 있다. 역전파 학습 알고리즘은 입력층, 중간층, 출력층으로 구성되며, 신호의 흐름은 입력층, 중간층, 출력층 순으로 전달되며, 출력층으로부터 출력된 값과 원하는 출력값을 비교하여 중간층으로 웨이트(Weight)를 회귀(Recurrent)하여 또 다른 입력 값에 웨이트를 적용시켜 원하는 출력값을 유도하는 구조를 가지며, 이를 회귀 신경망이라고도 부른다.
이와 같은 신경망 이론을 적용한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 한 쌍의 모바일 장치로부터 전송된 위치정보 및 유효거리로부터 한 쌍의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 한 쌍의 존재가능영역의 교점의 좌표를 계산하고, 상기 교점을 연결하는 액세스 포인트의 제1 존재영역을 직사각형 형태로 결정하는 단계와, 상기 제1 존재영역의 면적을 계산하여, 상기 면적이 요구면적을 초과하는 경우, 상기 한 쌍의 모바일 장치와 다른 추가 모바일 장치로부터 위치정보 및 유효거리를 수신하고, 이를 기초로 새로운 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계와, 상기 제1 존재영역과 새로운 액세스 포인트 존재가능영역의 교점을 연결하는 제2 존재영역을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저 도 5의 (a)에서와 같이 한 쌍의 존재가능영역(AP_EXIST1, AP_EXIST2)에 의해 기 결정된 액세스 포인트(10)의 제1 존재영역(AP_AREA1)의 범위를 결정한다. 제1 존재영역(AP_AREA1)을 결정하는 방법에 대해서는 앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어 한 쌍의 존재가능영역(AP_EXIST1, AP_EXIST2)의 교점(P1, P2)을 연결하는 직사각형 형태로 결정할 수 있다.
다음으로 (b)에서와 같이 결정된 제1 존재영역(AP_AREA1)을 추출하고 해당 존재영역의 면적이 소정의 면적 범위 내에 포함되는지를 판단한다. 즉, 사용자가 신뢰할 수 있는 제1 존재영역(AP_AREA1)의 면적값을 미리 정해놓고, 해당 면적값에 도달하지 않으면, 이를 축소보정하기 위한 일련의 과정을 수행하게 된다. 예를 들어 제1 존재영역(AP_AREA1)의 면적은 50㎡ 이하로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 존재영역(AP_AREA1)의 면적이 50㎡를 넘는 경우, 이는 신뢰할 수 있는 범위를 초과하는 것이므로, (c)에서와 같이 추가적인 모바일 장치(20)로부터 입수된 데이터를 바탕으로 추가적인 존재가능영역(AP_EXIST3)을 결정한다. 데이터의 신뢰성 향상을 위해, 기존의 모바일 장치 및 추가적인 모바일 장치의 위치정보는 서로 상이할 수 있다. 즉, 서로 다른 위치에서 측정된 위치정보 및 유효거리를 기초로 존재가능영역을 도시하면, 보다 정밀한 결과를 얻을 수 있다.
이어서, (d)에서와 같이, 기결정된 제1 존재영역(AP_AREA)과 새로운 존재가능영역(AP_EXIST3)의 중첩된 영역을 액세스 포인트의 제2 존재영역(AP_AREA2)으로 결정하여 액세스 포인트(10)가 존재할 수 있는 범위를 보정한다.
도시되지는 않았으나, 새롭게 결정된 액세스 포인트 존재영역(AP_AREA2)의 면적이 소정의 면적 이하에 속하는지, 예를 들어 존재영역의 면적이 50㎡ 이하인지를 판단하고, 여전히 50㎡을 초과하는 경우 상기 (c) 및 (d)의 과정을 반복 수행하여 존재영역(AP_AREA2)이 원하는 신뢰구간의 범위에 속하도록 축소보정을 반복하여 수행할 수 있다.
상기 방법 이외에도, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액세스 포인트 측위 방법은 모바일 장치에서 감지된 GPS 신호 및 무선 네트워크 신호를 기초로 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 결정하는 제1 단계와, 상기 모바일 장치로부터 위치정보 서버로 상기 위치정보 및 유효거리를 전송하는 제2 단계와, 상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 제3 단계와, 상기 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역을 상기 액세스 포인트의 존재영역으로 결정하는 제4 단계와, 상기 존재영역의 면적이 요구면적을 초과하는 경우, 상기 존재영역의 면적이 요구면적 이하로 될 때까지, 상기 모바일 장치와 다른 추가 모바일 장치를 기초로 상기 제1 단계 내지 제4 단계를 반복하는 제5 단계를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 모바일 장치(20)의 개수 증가에 따른 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)의 면적 추이를 나타내는 그래프이다. 앞서 설명한 바와 같이 액세스 포인트(10)의 유효범위 내에 속하는 모바일 장치(20)의 개수가 많을수록, 신뢰도 높은 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)을 결정할 수 있다.
도시된 그래프를 살펴보면, 가로축은 모바일 장치(20)의 개수 즉, 존재가능영역(AP_EXIST)의 개수를 나타내며, 세로축은 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)의 면적(㎡)을 나타낸다.
가로축으로 값이 증가할수록 세로축의 값이 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 모바일 장치(20)의 개수가 증가할수록 중첩영역인 액세스 포인트(10)의 존재영역(AP_AREA)의 면적이 크게 감소하기 때문에 액세스 포인트(10)의 측위 정밀도가 크게 상승한다.
따라서, 종래의 액세스 포인트 측위 방법에 비해 보다 정밀한 액세스 포인트(10)의 위치 정보를 사용자에게 제공할 수 있으며, 사용자는 이를 바탕으로 액세스 포인트(10)의 정확한 위치를 파악하여 무선 네트워크를 사용하여 원하는 정보에 보다 빠르게 접근할 수 있다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 액세스 포인트
11: 무선 네트워크 신호
20: 모바일 장치
21: GPS 모듈
22: 무선랜 모듈
23: 연산부
30: 위치정보 서버

Claims (24)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 무선 네트워크 신호를 송수신하는 액세스 포인트;
    위치정보를 획득하기 위한 GPS 모듈과, 상기 액세스 포인트에 접속하기 위한 무선랜 모듈과, 상기 무선랜 모듈로부터 획득한 상기 무선 네트워크 신호를 기초로 상기 액세스 포인트의 존재 가능한 유효거리를 계산하는 연산부를 포함하는 복수의 모바일 장치; 및
    상기 복수의 모바일 장치로부터 상기 무선 네트워크 신호를 통해 상기 위치정보 및 상기 유효거리를 전송받고, 상기 위치정보를 기초로 상기 복수의 모바일 장치의 각 위치를 파악하고, 상기 유효거리를 기초로 상기 액세스 포인트의 존재가능영역을 결정하는 위치정보 서버;를 포함하되,
    상기 존재가능영역의 개수는 상기 복수의 모바일 장치의 개수와 동일하게 형성되는 액세스 포인트 측위 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 존재가능영역은 상기 모바일 장치의 위치를 중심으로 하는 원 형태로 결정되는 액세스 포인트 측위 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 위치정보 서버는 상기 복수의 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역을 상기 액세스 포인트의 존재영역으로 결정하는 액세스 포인트 측위 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 서로 중첩되는 영역은 직사각형 형태로 선택되는 액세스 포인트 측위 시스템.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 위치정보 서버는 상기 복수의 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역이 존재하지 않는 경우, 상기 존재가능영역의 중심을 지나는 사다리꼴 형태로 상기 액세스 포인트의 존재영역을 확장하여 결정하는 액세스 포인트 측위 시스템.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 모바일 장치는 3개 이상인 액세스 포인트 측위 시스템.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 위치정보 서버는 신경망 이론을 사용하여 상기 액세스 포인트의 존재영역을 반복적으로 축소보정하는 액세스 포인트 측위 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 존재영역의 면적은 50㎡ 이하인 액세스 포인트 측위 시스템.
  12. 복수의 모바일 장치로부터 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 전송받는 단계;
    상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 복수의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계;
    상기 복수의 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역을 상기 액세스 포인트의 존재영역으로 결정하는 단계를 포함하는 액세스 포인트 측위 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 유효거리는 상기 액세스 포인트로부터 송출되는 dBm 단위의 무선 네트워크 신호의 강도를 기초로 계산되는 액세스 포인트 측위 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 존재가능영역은 상기 모바일 장치의 위치를 중심으로 하는 원 형태로 결정되고, 상기 원의 반경은 상기 유효거리로 결정되는 액세스 포인트 측위 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 존재영역은 직사각형 형태로 선택되는 액세스 포인트 측위 방법.
  16. 모바일 장치에서 감지된 GPS 신호 및 무선 네트워크 신호를 기초로 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 결정하는 제1 단계;
    상기 모바일 장치로부터 위치정보 서버로 상기 위치정보 및 유효거리를 전송하는 제2 단계;
    상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 제3 단계;
    상기 존재가능영역이 서로 중첩되는 영역을 상기 액세스 포인트의 존재영역으로 결정하는 제4 단계;
    상기 존재영역의 면적이 요구면적을 초과하는 경우, 상기 존재영역의 면적이 요구면적 이하로 될때까지, 상기 모바일 장치와 다른 추가 모바일 장치를 기초로 상기 제1 단계 내지 제4 단계를 반복하는 제5 단계를 포함하는 액세스 포인트 측위 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 요구면적은 50㎡ 이하인 액세스 포인트 측위 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 모바일 장치 및 추가 모바일 장치의 위치정보는 서로 상이한 액세스 포인트 측위 방법.
  19. 한 쌍의 모바일 장치로부터 위치정보 및 액세스 포인트까지의 유효거리를 전송받는 단계;
    상기 위치정보 및 유효거리를 기초로 한 쌍의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계;
    상기 한 쌍의 존재가능영역이 서로 중첩되지 않을 경우 상기 한 쌍의 존재가능영역의 중심을 지나는 사다리꼴 형태로 상기 액세스 포인트의 존재영역을 확장하여 결정하는 단계를 포함하는 액세스 포인트 측위 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 유효거리는 상기 액세스 포인트로부터 송출되는 dBm 단위의 무선 네트워크 신호의 강도를 기초로 계산되는 액세스 포인트 측위 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 존재가능영역은 상기 모바일 장치의 위치를 중심으로 하는 원 형태로 결정되고, 상기 원의 반경은 상기 유효거리로 결정되는 액세스 포인트 측위 방법.
  22. 한 쌍의 모바일 장치로부터 전송된 위치정보 및 유효거리로부터 한 쌍의 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계;
    상기 한 쌍의 존재가능영역의 교점의 좌표를 계산하고, 상기 교점을 연결하는 액세스 포인트의 제1 존재영역을 직사각형 형태로 결정하는 단계;
    상기 제1 존재영역의 면적을 계산하여, 상기 면적이 요구면적을 초과하는 경우, 상기 한 쌍의 모바일 장치와 다른 추가 모바일 장치로부터 위치정보 및 유효거리를 전송받고, 이를 기초로 새로운 액세스 포인트 존재가능영역을 결정하는 단계;
    상기 제1 존재영역과 새로운 액세스 포인트 존재가능영역의 교점을 연결하는 제2 존재영역을 결정하는 단계를 포함하는 액세스 포인트 측위 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 요구면적은 50㎡ 이하인 액세스 포인트 측위 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 제2 존재영역은 직사각형 형태로 결정되는 액세스 포인트 측위 방법.
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