KR101388433B1 - Cooperative positioning method using mobile station, base station and mobile station using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모바일 스테이션을 이용한 협동 위치 인식 방법, 그 방법을 이용한 베이스 스테이션 밀 모바일 스테이션에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 스테이션(mobile station)의 위치를 인식하는 방법은, 복수의 베이스 스테이션(base station)에서 가시선(line of sight, LOS)이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하며, 복수의 베이스 스테이션과 변환된 임시 베이스 스테이션을 이용하여 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행한다.The present invention relates to a cooperative position recognition method using a mobile station, a base station mill mobile station using the method, and a method for recognizing a location of a mobile station according to an embodiment of the present invention includes a plurality of bases. Select a common mobile station where a line of sight (LOS) is detected at the base station, convert the selected mobile station into a temporary base station, and use a plurality of base stations and the converted temporary base station to Perform wireless location awareness for the mobile station.

Description

모바일 스테이션을 이용한 협동 위치 인식 방법, 그 방법을 이용한 베이스 스테이션 및 모바일 스테이션{Cooperative positioning method using mobile station, base station and mobile station using the same}Cooperative positioning method using mobile station, base station and mobile station using the method {Cooperative positioning method using mobile station, base station and mobile station using the same}

본 발명은 무선 위치 인식 기술에 관한 것으로, 특히 베이스 스테이션과 모바일 스테이션이 혼재되어 있는 환경에서 이들 스테이션들이 협동하여 공간 내에 위치한 특정 장치의 위치를 인식하는 방법, 그 방법을 이용한 베이스 스테이션 및 모바일 스테이션에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a wireless location recognition technology, and more particularly, to a method of recognizing the location of a specific device located in a space in cooperation with a base station and a mobile station, and to a base station and a mobile station using the method. It is about.

최근 정보통신 기술의 발전과 첨단 장치들의 보급으로 보다 활발한 정보 획득 및 공유가 가능하게 되었으며, 이 중심에는 유비쿼터스(ubiquitous) 컴퓨팅이 위치하고 있다. 이러한 유비쿼터스 컴퓨팅은 수많은 지능형 컴퓨터들이 일상 생활 속으로 자연스럽게 스며들어, 네트워크 또는 컴퓨터와 유기적으로 결합하여 언제 어디서나 객체를 인지하고, 필요한 정보나 서비스를 즉시 제공함으로써 삶의 질을 향상하도록 도와주는 컴퓨팅 환경을 말한다.Recently, with the development of information and communication technology and the spread of advanced devices, more active information acquisition and sharing is possible, and ubiquitous computing is located at the center. This ubiquitous computing creates a computing environment in which many intelligent computers naturally permeate into everyday life, organically combining with a network or computer to recognize the object anytime, anywhere, and improve the quality of life by immediately providing the necessary information or services. Say.

유비쿼터스 환경에서 사용자 위주의 다양한 응용 서비스들을 효과적으로 지원하기 위해서는 실내/외 환경에서 객체에 대한 정확하고 빠른 위치 정보의 획득이 요구된다. 일반적으로 객체의 위치를 확인하기 위하여 사용하는 기술로 GPS(Global Positioning System)이 있다. 그러나, GPS는 위성을 이용하기 때문에 위성으로부터 수신할 수 없는 영역에서의 위치 측위는 기술적으로 불가능하거나, 가능하더라도 정확도가 매우 낮아지는 특성으로 인해 실내 환경에서 사용하기에 부적합하다는 약점을 가진다. 따라서, 위성 정보를 이용할 수 없거나 실내 환경에서는 객체의 위치 정보를 얻기 위한 효과적인 위치 인식 기술이 요구된다. 특히, 복수의 베이스 스테이션(base station)과 모바일 스테이션(mobile station)이 혼재되어 있는 환경에서 공간 내에 위치한 특정 장치의 위치를 보다 정확하게 인식하기 위한 기술이 요구되는 바이다. 이하에서 인용되는 비특허문헌에는 이러한 이동체의 위치를 인식하고 추척하는 다양한 기술들을 소개하고 있다.In order to effectively support various user-oriented application services in the ubiquitous environment, accurate and fast location information acquisition of objects is required in indoor / outdoor environments. In general, GPS (Global Positioning System) is a technique used to identify the position of the object. However, since GPS uses satellites, positioning in an area that cannot be received from satellites is technically impossible or disadvantageously unsuitable for use in indoor environments due to its very low accuracy. Therefore, an effective location recognition technique for obtaining location information of an object is required in a satellite environment where no satellite information is available or in an indoor environment. In particular, in an environment where a plurality of base stations and mobile stations are mixed, a technique for more accurately recognizing the location of a specific device located in a space is required. Non-patent literature cited below introduces various techniques for recognizing and tracking the position of such moving bodies.

이동체 추적 기법들, 이종찬, 이문호, 전자공학회지 제40권 제4호 (2003. 4) pp.30-4, 대한전자공학회, 2003. Moving Object Tracking Techniques, Jong Chan Lee, Moon Ho Lee, Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics Vol. 40, No. 4 (2003. 4) pp.30-4, The Institute of Electronics Engineers, 2003.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 베이스 스테이션과 모바일 스테이션이 혼재되어 있는 환경에서 종래의 무선 위치 인식 기술들이 적어도 3개 이상의 베이스 스테이션을 요구하는 한계를 극복하고, 넓은 공간에 배치되어 있는 베이스 스테이션의 위치 인식 처리 가능 영역의 제약으로 인해 보다 정확한 위치 인식이 불가능한 약점을 해소하며, 무선 위치 인식의 성능 향상을 위해 베이스 스테이션의 수를 증설할 경우 설비 비용이 능가하는 문제점을 해결하고자 한다.The technical problem to be solved by the present invention is to overcome the limitation that the conventional wireless location recognition technology requires at least three or more base stations in a mixed base station and mobile station, It is intended to solve the problem that the installation cost can be overcome when the number of base stations is increased to improve the performance of wireless location recognition due to the limitation of the location recognition processing area.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 스테이션(mobile station)의 위치를 인식하는 방법은, 복수의 베이스 스테이션(base station)에서 가시선(line of sight, LOS)이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하는 단계; 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 단계; 및 상기 복수의 베이스 스테이션과 상기 변환된 임시 베이스 스테이션을 이용하여 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행하는 단계;를 포함한다.In order to solve the above technical problem, a method of recognizing a location of a mobile station according to an embodiment of the present invention, the line of sight (LOS) is detected at a plurality of base stations (base station) Selecting a common mobile station; Converting the selected mobile station into a temporary base station; And performing wireless location recognition on another mobile station using the plurality of base stations and the converted temporary base station.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법에서, 상기 공통의 모바일 스테이션을 선택하는 단계는, 상기 복수의 베이스 스테이션이 각각 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선(non line of sight, NLOS) 정보를 탐지하는 단계; 및 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 주위의 모바일 스테이션 중 상기 복수의 베이스 스테이션 모두에 대해 가시선 정보가 공통으로 탐지되는 모바일 스테이션을 선택하는 단계;를 포함한다.In the method of recognizing the location of the mobile station according to one embodiment, the step of selecting a common mobile station, the plurality of base stations, respectively, the non-line of sight (non line of sight, NLOS) information; And selecting a mobile station in which line of sight information is commonly detected for all of the plurality of base stations among the surrounding mobile stations based on the detection result.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법에서, 상기 공통의 모바일 스테이션을 선택하는 단계는, 상기 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 상기 복수의 베이스 스테이션에 의한 가시선 영역을 최대화시킬 수 있는 모바일 스테이션을 상기 공통의 모바일 스테이션으로 선택한다.In the method of recognizing the location of the mobile station according to an embodiment, the step of selecting the common mobile station, a mobile that can maximize the line of sight area by the plurality of base stations by the conversion of the temporary base station Select a station as the common mobile station.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법에서, 상기 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 복수인 경우, 해당 모바일 스테이션의 기하학적 정밀도 저하율(geometric dilution of precision, GDOP)이 최소인 모바일 스테이션을 선택한다.In the method of recognizing the location of the mobile station according to an embodiment, when there are a plurality of common mobile stations where the line of sight is detected, the mobile station having the minimum geometric dilution of precision (GDOP) of the mobile station is minimum. Select.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법에서, 상기 선택된 모바일 스테이션이 임시 베이스 스테이션으로 변환된 후, 상기 임시 베이스 스테이션이 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하는 단계;를 더 포함한다.In the method for recognizing the location of the mobile station according to an embodiment, after the selected mobile station is converted to a temporary base station, the temporary base station detects the visible and invisible information about the surrounding mobile station; It further includes.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법에서, 상기 복수의 베이스 스테이션과 상기 변환된 임시 베이스 스테이션에 기초하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 과정을 반복하는 단계;를 더 포함함으로써, 상기 무선 위치 인식을 위해 협력하는 임시 베이스 스테이션의 개수를 증가시킨다.In the method of recognizing the location of the mobile station according to an embodiment, selecting a common mobile station for detecting a visible line based on the plurality of base stations and the converted temporary base station, and the selected mobile station as a temporary base Repeating the process of converting to a station; thereby increasing the number of temporary base stations cooperating for the wireless location recognition.

또한, 이하에서는 상기 기재된 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.Further, the following provides a computer readable recording medium having recorded thereon a program for executing a method for recognizing the position of the mobile station described above on a computer.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 베이스 스테이션은, 무선 신호를 이용하여 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하고, 주위의 베이스 스테이션과 통신하는 통신부; 및 모바일 스테이션의 위치를 인식하기 위한 신호 처리를 수행하는 처리부;를 포함하고, 상기 처리부는, 상기 통신부를 통해 탐지된 가시선 정보와 주위의 베이스 스테이션으로부터 수신된 가시선 정보에 기초하여 자신을 포함한 복수의 베이스 스테이션 모두에서 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 명령을 상기 선택된 모바일 스테이션에 전송함으로써, 상기 주위의 베이스 스테이션 및 상기 변환된 임시 베이스 스테이션과 함께 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행한다.In order to solve the above technical problem, the base station according to an embodiment of the present invention, the wireless unit detects the visible and invisible line information for the mobile station around, and the communication unit for communicating with the base station around; And a processing unit configured to perform signal processing for recognizing a location of the mobile station, wherein the processing unit includes a plurality of processing units including a line of sight based on the line of sight information detected through the communication unit and the line of sight information received from surrounding base stations. Selecting a common mobile station where a visible line is detected at both base stations, and transmitting a command to the selected mobile station to convert the selected mobile station into a temporary base station, thereby converting the surrounding base station and the converted temporary base station; Perform wireless location awareness for other mobile stations together.

일 실시예에 따른 상기 베이스 스테이션에서, 상기 처리부는, 상기 베이스 스테이션 자신을 기준으로 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하고, 상기 주위의 베이스 스테이션을 기준으로 주위의 모바일 스테이션에 대해 탐지된 가시선 및 비가시선 정보를 상기 통신부를 통해 수신하며, 상기 탐지 결과 및 수신 결과에 기초하여 상기 복수의 베이스 스테이션 모두에 대해 가시선 정보가 공통으로 탐지되는 모바일 스테이션을 선택한다.In the base station according to one embodiment, the processor detects the visible and invisible information about the surrounding mobile station on the basis of the base station itself, and for the surrounding mobile station on the basis of the surrounding base station Receives the detected visible and invisible information through the communication unit, and selects a mobile station for which the visible line information is commonly detected for all the base stations based on the detection result and the reception result.

일 실시예에 따른 상기 베이스 스테이션에서, 상기 처리부는, 상기 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 상기 복수의 베이스 스테이션에 의한 가시선 영역을 최대화시킬 수 있는 모바일 스테이션을 상기 공통의 모바일 스테이션으로 선택한다.In the base station according to an embodiment, the processor selects the mobile station as the common mobile station, which can maximize the visible line area by the plurality of base stations by the conversion of the temporary base station.

일 실시예에 따른 상기 베이스 스테이션에서, 상기 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 복수인 경우, 해당 모바일 스테이션의 기하학적 정밀도 저하율이 최소인 모바일 스테이션을 선택한다.In the base station according to an embodiment, when there are a plurality of common mobile stations in which the visible line is detected, the mobile station having the lowest geometrical accuracy reduction rate of the mobile station is selected.

일 실시예에 따른 상기 베이스 스테이션에서, 상기 처리부는, 상기 복수의 베이스 스테이션과 상기 변환된 임시 베이스 스테이션에 기초하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 통신부를 통해 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 명령을 전송하는 과정을 반복함으로써, 상기 무선 위치 인식을 위해 협력하는 임시 베이스 스테이션의 개수를 증가시킨다.In the base station, the processor selects a common mobile station where a visible line is detected based on the plurality of base stations and the converted temporary base station, and selects the selected mobile station through the communication unit. By repeating the process of transmitting a command to convert to a temporary base station, the number of temporary base stations cooperating for the radio location recognition is increased.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 스테이션은, 베이스 스테이션으로부터 명령을 수신하고, 무선 신호를 이용하여 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하며, 주위의 베이스 스테이션과 통신하는 통신부; 및 상기 수신된 명령에 따라 자신을 모바일 스테이션에서 임시 베이스 스테이션으로 변환하며, 상기 통신부를 통해 탐지된 가시선 정보와 주위의 베이스 스테이션이 탐지한 가시선 정보에 기초하여 상기 주위의 베이스 스테이션과 함께 다른 모바일 스테이션의 위치를 인식하기 위한 신호 처리를 수행하는 처리부;를 포함한다.In order to solve the above technical problem, the mobile station according to an embodiment of the present invention, receives a command from the base station, detects the visible and invisible information about the surrounding mobile station using a wireless signal, A communication unit communicating with the base station; And converts itself from the mobile station to the temporary base station according to the received command and based on the visible line information detected through the communication unit and the visible line information detected by the surrounding base station, the other mobile station together with the surrounding base station. It includes; a processing unit for performing a signal processing for recognizing the position of the.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션에서, 상기 임시 베이스 스테이션은, 주위의 베이스 스테이션에서 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션 중에서 선택되는 것으로, 상기 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 상기 임시 베이스 스테이션인 자신을 포함하는 복수의 베이스 스테이션에 의한 가시선 영역을 최대화시킨다.In the mobile station according to an embodiment, the temporary base station is selected from a common mobile station where a visible line is detected at a surrounding base station, and includes itself as the temporary base station by conversion of the temporary base station. Maximize the line of sight area by the plurality of base stations.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션에서, 상기 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 복수인 경우, 상기 임시 베이스 스테이션은, 복수의 모바일 스테이션 중에서 기하학적 정밀도 저하율이 최소인 것이 선택된다.In the mobile station according to an embodiment, when there are a plurality of common mobile stations in which the visible line is detected, the temporary base station is selected to have the lowest geometrical precision drop rate among the plurality of mobile stations.

일 실시예에 따른 상기 모바일 스테이션에서, 상기 처리부는, 상기 주위의 베이스 스테이션과 상기 임시 베이스 스테이션인 자신에 기초하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 통신부를 통해 상기 선택된 모바일 스테이션을 또 다른 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 명령을 전송하는 과정을 반복함으로써, 상기 무선 위치 인식을 위해 협력하는 임시 베이스 스테이션의 개수를 증가시킨다.In the mobile station according to an embodiment, the processor selects a common mobile station where a visible line is detected based on the surrounding base station and the temporary base station itself, and selects the selected mobile station through the communication unit. By repeating the process of transmitting a command to convert to another temporary base station, the number of temporary base stations cooperating for the wireless location recognition is increased.

본 발명의 실시예들은 복수의 베이스 스테이션에서 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환함으로써 베이스 스테이션의 개수가 부족한 경우에도 모바일 스테이션으로부터 필요한 수만큼의 베이스 스테이션을 확보할 수 있고, 공간 내에 배치되어 있는 다수의 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 활용함으로써 넓은 영역에 걸쳐 모바일 스테이션의 위치를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 그로 인해 고가의 베이스 스테이션의 증설 없이도 효율적으로 정밀한 무선 위치 인식의 수행이 가능하다.The embodiments of the present invention can secure the required number of base stations from a mobile station even when the number of base stations is insufficient by converting a common mobile station where a visible line is detected in a plurality of base stations into a temporary base station. By utilizing a number of mobile stations located within the temporary base station, the mobile station can not only detect the location of the mobile station over a large area, but also efficiently perform precise wireless location recognition without adding an expensive base station. Do.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 스테이션(mobile station)의 위치를 인식하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 협동 위치 인식 방법을 이용하여 베이스 스테이션이 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 과정을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 임시 베이스 스테이션 변환의 반복을 이용하여 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 3의 협동 위치 인식 방법을 이용하여 임시 베이스 스테이션을 변환하고, 이를 통해 가시선 영역을 확장하는 과정을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 위치 인식을 위한 베이스 스테이션 및 모바일 스테이션을 도시한 블록도이다.1 is a flowchart illustrating a method of recognizing a location of a mobile station according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are diagrams illustrating a process of a base station recognizing a position of a mobile station using the cooperative position recognition method of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of recognizing a location of a mobile station using repetition of a temporary base station transformation according to another embodiment of the present invention.
4A to 4G are views illustrating a process of converting a temporary base station using the cooperative position recognition method of FIG. 3 according to another embodiment of the present invention and extending a visible line region through the cooperative location recognition method.
5 is a block diagram illustrating a base station and a mobile station for cooperative position recognition according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들을 설명하기에 앞서 본 발명의 실시예들이 구현되는 환경과 종래의 기술 수단에 대해 간략히 소개하고, 실시예들이 구현되는 환경에서 발생하고 있는 구현상의 문제점을 제시하고자 한다.Before describing embodiments of the present invention, it is intended to provide a brief introduction to the environment in which the embodiments of the present invention are implemented and conventional technical means, and to present implementation problems occurring in the environment in which the embodiments are implemented.

위치 인식 기술 분야에서 위치를 추정하는 대표적인 알고리즘으로는 삼각측량법(Trilateration)과 전경 분석측량법(Scene Analysis)이 알려져 있다. 그러나, 종래의 전통적인 삼각측량법은 다수(적어도 3개 이상일 것을 요구한다.)의 베이스 스테이션으로부터 정보를 수신하여 모바일 스테이션의 위치를 평가하는데, 최소의 베이스 스테이션이 활용될 수 없는 환경에서는 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 기존의 전통적인 전경 분석측량법은 초기 구축비용이 많이 들며, 환경 변화에 능동적으로 대응하지 못하는 문제점이 있다.Representative algorithms for position estimation in the field of position recognition technology are known as trilateration and foreground analysis. However, conventional triangulation methods receive information from a number of base stations (which require at least three or more) to evaluate the location of the mobile station, where the location of the mobile station is not available in a minimal base station. There is a problem that it is difficult to recognize. In addition, the existing conventional foreground analysis method has a high initial construction cost, there is a problem that does not actively respond to environmental changes.

한편, 무선 통신 환경에서 베이스 스테이션과 모바일 스테이션이 위치하는 환경은 서로 간에 방해물이 전혀 없어 가시선(line of sight, LOS)이 감지되는 LOS 환경과 서로 간에 방해물이 존재하여 가시선이 감지되지 않는 NLOS(non line of sight) 환경으로 구분될 수 있다.On the other hand, in the wireless communication environment, the base station and the mobile station are located in an LOS environment where line of sight (LOS) is detected because there are no obstacles to each other, and an NLOS (non-visible line of sight) that is not detected due to obstacles between each other. line of sight).

앞서 2차원 공간 내에서 무선 위치 인식을 수행함에 있어서, 베이스 스테이션의 수가 적어 위치 인식이 어려움을 지적한 바 있다. 특히, 이러한 무선 위치 인식 과정에서 가시선이 활용될 경우에 각각의 베이스 스테이션들이 비가시선 영역에 위치한다면 가시 영역 내에 베이스 스테이션의 증설 없이는 무선 위치 인식이 곤란할 것이다. 예를 들어, 가시선 영역 내에 베이스 스테이션이 2개밖에 없다면, 이들 2개의 베이스 스테이션만으로는 특정 디바이스의 위치를 특정할 수 없다. 왜냐하면, 통상적으로 무선 위치 인식을 위해 사용하는 베이스 스테이션과 모바일 스테이션 간의 전파 도달 시간을 이용하는 TOA(time of arrival) 또는 전파 도달 시간의 차를 이용하는 TDOA(time difference of arrival time) 등의 기술들을 활용하더라도 2개의 기준 위치(베이스 스테이션의 위치를 의미한다.)만으로는 추정하고자 하는 디바이스의 위치가 특정될 수 없기 때문이다.In the above, in performing the wireless location recognition in the two-dimensional space, it has been pointed out that the location recognition is difficult due to the small number of base stations. In particular, when the visible line is utilized in the wireless location recognition process, if each base station is located in the invisible region, it will be difficult to recognize the wireless position without the base station being expanded in the visible region. For example, if there are only two base stations in the line of sight, these two base stations alone cannot specify the location of a particular device. This is because even if a technique such as a time of arrival (TOA) using a propagation arrival time between a base station and a mobile station used for wireless location recognition or a time difference of arrival time (TDOA) using a difference in propagation arrival time is used. This is because the position of the device to be estimated cannot be specified by only two reference positions (meaning the position of the base station).

따라서, 이하에서 기술되는 본 발명의 실시예들은 이렇게 베이스 스테이션의 개수가 부족한 환경에서 가시선 영역 내에 위치하는 모바일 스테이션을 활용하여 마치 베이스 스테이션처럼 동작하게 하는 변환 기술을 제안한다. 즉, 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션(temporary base station)으로 변환하고, 기존의 베이스 스테이션과 더불어 무선 위치 인식을 수행하도록 한다. 이를 위해, 이하에서 도면을 참조하여 소개되는 본 발명의 실시예들은 모바일 스테이션들 중에서 어떠한 것을 임시 베이스 스테이션의 후보로서 선택할지를 제시하고, 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하여 협동하여 무선 위치 인식을 수행하는 기술적 수단을 제시하도록 한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 명칭 및 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.Accordingly, embodiments of the present invention described below propose a conversion technique to operate like a base station by utilizing a mobile station located in the visible region in an environment where the number of base stations is insufficient. That is, the mobile station is converted into a temporary base station, and wireless location recognition is performed along with the existing base station. To this end, embodiments of the present invention, which are introduced below with reference to the drawings, suggest which of the mobile stations to select as candidates for the temporary base station, convert the selected mobile station into a temporary base station, and cooperate with each other to achieve wireless location recognition. Provide technical means to perform. In the following description and the accompanying drawings, detailed description of well-known functions or constructions that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. It is to be noted that the same components are denoted by the same names and reference numerals as possible throughout the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 스테이션(mobile station)의 위치를 인식하는 방법을 도시한 흐름도로서 다음과 같은 단계들을 포함한다.1 is a flowchart illustrating a method of recognizing a location of a mobile station according to an embodiment of the present invention, which includes the following steps.

110 단계에서는, 복수의 베이스 스테이션(base station)에서 가시선(line of sight, LOS)이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택한다. 각각의 베이스 스테이션은 자신을 중심으로 가신선이 감지되는 영역에 속하는 모바일 스테이션을 탐색하게 되는데, 이렇게 각각의 베이스 스테이션들이 탐지한 가시선이 감지되는 모바일 스테이션들 중, 공통의 모바일 스테이션이 임시 베이스 스테이션의 후보로서 선택된다. 왜냐하면, 이렇게 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 무선 위치 인식을 위해 베이스 스테이션의 역할을 수행하여야 하기 때문이다.In step 110, a common mobile station in which a line of sight (LOS) is detected at a plurality of base stations is selected. Each base station searches for a mobile station belonging to an area where a hidden line is detected around itself. Among the mobile stations where visible lines detected by each base station are detected, a common mobile station is a temporary base station. It is selected as a candidate. This is because a common mobile station in which line of sight is sensed should play the role of a base station for wireless location recognition.

보다 구체적으로, 110 단계는, 복수의 베이스 스테이션이 각각 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선(non line of sight, NLOS) 정보를 탐지하고, 탐지 결과에 기초하여 주위의 모바일 스테이션 중 복수의 베이스 스테이션 모두에 대해 가시선 정보가 공통으로 탐지되는 모바일 스테이션을 선택함으로써 수행된다. 결과적으로 이렇게 선택된 공통의 모바일 스테이션은 위치 인식을 위한 임시 베이스 스테이션 후보가 된다. 또한, 이렇게 선택된 공통의 모바일 스테이션은, 이후 120 단계를 통해 설명할 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 복수의 베이스 스테이션에 의한 가시선 영역을 최대화시킬 수 있는 모바일 스테이션에 해당한다. 따라서, 110 단계를 통한 공통의 모바일 스테이션의 선택으로 인해 베이스 스테이션의 가시선 영역이 확장되는 결과를 가져올 수 있다.More specifically, in step 110, a plurality of base stations each detects line of sight and non line of sight (NLOS) information of surrounding mobile stations, and based on the detection result, the plurality of base stations of the surrounding mobile stations. This is done by selecting a mobile station where line of sight information is commonly detected for all stations. As a result, this selected common mobile station becomes a temporary base station candidate for location recognition. In addition, the selected common mobile station corresponds to a mobile station capable of maximizing a line of sight area by a plurality of base stations by conversion of a temporary base station, which will be described later through step 120. Accordingly, the selection of the common mobile station in step 110 may result in the line of sight area of the base station being expanded.

120 단계에서는, 110 단계를 통해 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환한다. 구현의 관점에서 모바일 스테이션은 베이스 스테이션과는 달리 그 위치가 고정되지 않은 다양한 이동 단말의 형태로서 구현될 수 있으며, 컴퓨팅 성능의 향상으로 인해 통신 기능을 구비하고, 소프트웨어로서 구현된 일련의 명령을 처리할 수 있는 연산 장치에 의해 임시 베이스 스테이션으로서 동작하게 된다. 즉, 120 단계는, 110 단계를 통해 베이스 스테이션이 임시 베이스 스테이션으로서 동작하기를 원하는 모바일 스테이션을 선택하고, 해당 모바일 스테이션에 변환 명령을 전송함으로써 수행될 수 있다. 이러한 변환 명령을 수신한 모바일 스테이션은 미리 설정된 명령에 따라 임시 베이스 스테이션으로서 동작할 수 있도록 모드 전환을 수행하고, 이후 130 단계를 통해 다른 베이스 스테이션과 함께 협동으로 무선 위치 인식을 처리하게 된다.In step 120, the selected mobile station is converted into a temporary base station in step 110. In terms of implementation, a mobile station may be implemented in the form of various mobile terminals whose position is not fixed, unlike a base station, and has a communication function due to an improvement in computing performance, and processes a series of instructions implemented as software. The computing device can operate as a temporary base station. That is, step 120 may be performed by selecting a mobile station that the base station wants to operate as a temporary base station through step 110 and transmitting a conversion command to the mobile station. The mobile station receiving the conversion command performs mode switching to operate as a temporary base station according to a preset command, and then cooperatively processes the wireless location recognition with another base station in step 130.

이상의 과정을 통해 본 발명의 실시예에 따른 위치 인식 방법에서는 복수의 베이스 스테이션(적어도 2개의 베이스 스테이션)과 추가된 임시 베이스 스테이션(적어도 1개의 베이스 스테이션)이 활용될 수 있으므로, 도합 적어도 3개의 베이스 스테이션을 가시선 영역에서 가동 가능하다. 따라서, 부족한 베이스 스테이션의 개수를 보충하여 무선 위치 인식을 수행할 수 있게 된다.In the above-described process, since a plurality of base stations (at least two base stations) and an additional temporary base station (at least one base station) can be utilized in the location recognition method according to the embodiment of the present invention, at least three bases in total The station is movable in the line of sight. Therefore, the wireless location recognition can be performed by replenishing the insufficient number of base stations.

130 단계에서는, 복수의 베이스 스테이션(기존의 베이스 스테이션을 의미한다.)과 120 단계를 통해 변환된 임시 베이스 스테이션을 이용하여 협동으로 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행한다. 이를 위해 110 단계를 통해 선택된 모바일 스테이션이 임시 베이스 스테이션으로 변환되는 120 단계가 성공적으로 수행된 후, 임시 베이스 스테이션이 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하는 과정을 수행하는 것이 바람직하다. 즉, 임시 베이스 스테이션 역시 위치 인식을 위해 보통의 베이스 스테이션과 동일한 기초 정보를 수집하는 과정이 요구된다.In step 130, wireless location recognition for other mobile stations is collaboratively performed using a plurality of base stations (the existing base stations) and the temporary base stations converted in step 120. To this end, after step 120 in which the selected mobile station is converted into a temporary base station through step 110 is successfully performed, it is preferable that the temporary base station performs a process of detecting visible and invisible information about surrounding mobile stations. . That is, the temporary base station also needs to collect the same basic information as the normal base station for location recognition.

구체적으로, 복수의 베이스 스테이션이 각각 주위의 모바일 스테이션에 대해 탐지한 가시선 및 비가시선 정보와 120 단계를 통해 변환된 임시 베이스 스테이션이 주위의 모바일 스테이션에 대해 탐지한 가시선 및 비가시선 정보에 기초하여 무선 위치 인식을 수행하게 된다.Specifically, based on the visible and invisible information detected by the plurality of base stations with respect to the surrounding mobile stations, and the visible and invisible information detected by the temporary base station converted to the surrounding mobile stations through step 120, Location recognition will be performed.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 협동 위치 인식 방법을 이용하여 베이스 스테이션이 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 과정을 예시한 도면이다. 도 2a 내지 도 2d에서 MS는 모바일 스테이션을 나타내고,BS는 베이스 스테이션을 나타내며, TBS는 임시 베이스 스테이션을 나타낸다. 예시된 도면에서는 최초에 총 3개의 베이스 스테이션이 활용되며, 이러한 베이스 스테이션 이외에 추가적으로 활용될 수 있는 임시 베이스 스테이션을 확보하는 과정을 순차적으로 도시하고 있다.2A to 2D are diagrams illustrating a process of a base station recognizing a position of a mobile station using the cooperative position recognition method of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. In Figures 2A-2D, MS denotes a mobile station, BS denotes a base station, and TBS denotes a temporary base station. In the illustrated drawing, a total of three base stations are initially used, and a process of securing a temporary base station that can be additionally used in addition to the base station is sequentially illustrated.

도 2a에서는 BS1, BS2, BS3의 베이스 스테이션들 각각이 자신을 중심으로 주위의 모바일 스테이션들에 대한 가시선, 비가시선, 기하학적 정밀도 저하율(geometric dilution of precision, GDOP)을 탐지하여 해당 정보를 보유하고 있다. 가시선과 비가시선은 상대적인 위치 관계에 따라 달라질 수 있는 것이므로 각각의 베이스 스테이션마다 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보는 상이할 수 있다. 예를 들어, BS1에서 측정한 MS2의 가시선 정보는 '1(가시선이 존재함)'로 설정되어 있으나, 이에 반해 BS3에서 측정한 MS2의 가시선 정보는 '0(가시선이 존재하지 않음)'으로 설정되어 있음을 알 수 있다.In FIG. 2A, each of the base stations of BS 1 , BS 2 , and BS 3 detects the visible line, the invisible line, and the geometric dilution of precision (GDOP) of surrounding mobile stations. Holds. Since the visible line and the invisible line may vary according to the relative positional relationship, the visible line and the invisible line information about the surrounding mobile stations may be different for each base station. For example, the visible line information of MS 2 measured by BS 1 is set to '1 (visible line present)', whereas the visible line information of MS 2 measured by BS 3 is' 0 (no visible line present) You can see that it is set to '.'

도 2b에서는 각각의 베이스 스테이션들이 탐지한 가시선 정보에 기초하여 공통의 모바일 스테이션을 선택한다. 이를 위해 각각의 베이스 스테이션들은 자신이 탐지한 가시선 정보를 다른 베이스 스테이션들과 통신을 통해 공유함으로써 공통의 모바일 스테이션이 무엇인지를 판단할 수 있다. 도 2b에 표시된 바와 같이 MS1의 가시선 정보는 모두 '1'로 설정되어 있으므로, MS1이 공통의 모바일 스테이션임을 알 수 있다. 즉, MS1은 3개의 베이스 스테이션 모두에 대해 가시선 영역 내에 존재하는 모바일 스테이션임을 의미한다.In FIG. 2B, a common mobile station is selected based on the visible line information detected by each base station. To this end, each base station can determine what a common mobile station is by sharing its detected line of sight information with other base stations through communication. FIG line of sight information of the MS 1 as shown in 2b because they are all set to '1', it can be seen that the MS 1 is a common mobile station. That is, MS 1 means that the mobile station exists within the line of sight for all three base stations.

한편, 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 복수인 경우가 문제가 될 수 있다. 물론 복수의 모바일 스테이션 모두를 임시 베이스 스테이션의 후보로서 선택할 수도 있으나, 이 경우에는 가장 성능 향상에 유리한 후보 하나만을 선택하여 임시 베이스 스테이션으로서 설정할 수도 있다. 이 경우, 복수의 모바일 스테이션의 기하학적 정밀도 저하율(geometric dilution of precision, GDOP)이 최소인 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션의 후보로서 선택하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 기하학적 정밀도 저하율이 낮을수록 위치 측정에 따른 오차가 작아질 수 있으므로, 이상적인 레인징(ranging)이 가능하기 때문이다.On the other hand, there may be a problem when there are a plurality of common mobile stations in which the visible line is detected. Of course, all of the plurality of mobile stations may be selected as candidates for the temporary base station, but in this case, only one candidate that is most advantageous for performance improvement may be selected and set as a temporary base station. In this case, it is preferable to select a mobile station having a minimum geometric dilution of precision (GDOP) of a plurality of mobile stations as candidates for the temporary base station. This is because the lower the geometrical accuracy reduction rate, the smaller the error due to the position measurement, and thus, ideal ranging is possible.

도 2c에서는 도 2b를 통해 선택된 MS1를 임시 베이스 스테이션으로 변환하였음을 도시하였다. 이렇게 모드가 전환된 임시 베이스 스테이션은 이제 모바일 스테이션이 아닌 베이스 스테이션으로서 동작하게 된다.In FIG. 2C, the selected MS 1 is converted into a temporary base station through FIG. 2B. The temporary base station in this mode switch now operates as a base station rather than as a mobile station.

도 2d에서는 종래의 베이스 스테이션들과 임시 베이스 스테이션이 함께 무선 위치 인식을 수행하는 과정을 예시하였다. 이를 위해 새롭게 베이스 스테이션으로서 동작하는 임시 베이스 스테이션 TBS1 역시 종래의 베이스 스테이션 BS1 및 BS2와 마찬가지로 가시선, 비가시선 및 기하학적 정밀도 저하율을 탐지하여 저장하게 된다.In FIG. 2D, a process of performing wireless location recognition between the conventional base stations and the temporary base station is illustrated. For this purpose, the temporary base station TBS 1, which is newly operated as a base station, detects and stores the visible line, the invisible line, and the geometrical accuracy deterioration rate, similarly to the conventional base stations BS 1 and BS 2 .

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 임시 베이스 스테이션 변환의 반복을 이용하여 모바일 스테이션의 위치를 인식하는 방법을 도시한 흐름도로서, 앞서 소개한 도 1의 위치 인식 방법에 기초하여 위치 인식이 가능한 감지 영역을 확장하는 방법을 제안하고 있다.3 is a flowchart illustrating a method of recognizing a location of a mobile station using repetition of a temporary base station transformation according to another embodiment of the present invention. A method for extending the detection area is proposed.

310 단계에서, 각각의 베이스 스테이션은 자신을 중심으로 주변에 위치한 모바일 스테이션에 대한 가시선(LOS), 비가시선(NLOS) 및 기하학적 정밀도 저하율(GDOP) 값을 탐지한다.In step 310, each base station detects line of sight (LOS), invisible line (NLOS) and geometrical deterioration rate (GDOP) values for mobile stations located around it.

320 단계에서, 베이스 스테이션은 310 단계를 통해 탐지된 가시선 값에 기초하여 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행한다. 이 경우는 무선 위치 인식을 위해 가시선 영역 내에서 활용 가능한 베이스 스테이션(임시 베이스 스테이션을 포함할 수 있다.)이 최소 3개 이상인 경우를 가정한다.In step 320, the base station performs wireless location recognition for the mobile station based on the visible line value detected in step 310. In this case, it is assumed that there are at least three base stations (which may include a temporary base station) available in the visible region for wireless location recognition.

만약 최소 베이스 스테이션의 수가 부족할 경우에는 추가 위치 인식 수행을 위해 330 단계를 거쳐 340 단계로 진행한다. 또한, 최소 베이스 스테이션의 수가 부족하지 않은 경우에도 보다 정밀한 위치 인식을 위해 추가적인 베이스 스테이션의 확보가 필요하다면 340 단계로 진행할 수도 있을 것이다.If the minimum number of base stations is insufficient, the process proceeds to step 330 through step 330 to perform additional location recognition. In addition, even if the minimum number of base stations is not insufficient, if it is necessary to secure additional base stations for more precise location recognition, the process may proceed to step 340.

340 단계에서는, 앞서 도 1을 통해 기술한 바에 따른 임시 베이스 스테이션 변환 방법을 이용하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환한다. 그런 다음, 다시 320 단계에서는 추가된 임시 베이스 스테이션과 더불어 기존의 베이스 스테이션이 함께 협동하여 주위의 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행할 수 있다.In operation 340, the common mobile station where the visible line is detected is converted into a temporary base station by using the temporary base station conversion method as described above with reference to FIG. 1. Then, in step 320 again, the existing base station may cooperate with the added temporary base station to perform wireless location recognition of the surrounding mobile station.

이상의 320 단계 내지 340 단계는 반복적으로 수행될 수 있으며, 이에 따라 변환되는 임시 베이스 스테이션의 개수 또한 증가할 수 있다. 요약하건대, 도 3에 도시된 실시예는, 복수의 베이스 스테이션과 변환된 임시 베이스 스테이션에 기초하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 과정을 반복하는 과정을 통해 무선 위치 인식을 위해 협력하는 임시 베이스 스테이션의 개수를 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 과정을 반복하는 과정은, 상기 임시 베이스 스테이션 변환을 반복할 때마다 반복 회수를 계수하여 상기 변환된 임시 베이스 스테이션의 변환 깊이(transform depth)로 기록함으로써 임시 베이스 스테이션의 추가 과정에 대한 정보로 활용할 수 있다.Steps 320 to 340 may be repeatedly performed, and thus the number of temporary base stations converted may also increase. In summary, the embodiment shown in FIG. 3 selects a common mobile station where a visible line is detected based on a plurality of base stations and the converted temporary base station, and converts the selected mobile station into a temporary base station. The iterative process may increase the number of temporary base stations cooperating for wireless location recognition. The repeating of converting the selected mobile station into a temporary base station may include counting the number of repetitions each time the temporary base station transformation is repeated and recording the converted depth of the converted temporary base station. By doing so, it can be used as information about adding a temporary base station.

상기된 바와 같이, 도 3을 통해 제안되는 실시예에 따른 무선 위치 인식 방법은 필요한만큼 충분한 수의 임시 베이스 스테이션을 확보하는 것이 가능하며, 이를 통해 무선 위치 인식의 정밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, the wireless location recognition method according to the embodiment proposed through FIG. 3 can secure a sufficient number of temporary base stations as necessary, thereby improving the accuracy of the wireless location recognition.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도 3의 협동 위치 인식 방법을 이용하여 임시 베이스 스테이션을 변환하고, 이를 통해 가시선 영역을 확장하는 과정을 예시한 도면이다. 도 4a 내지 도 4g에는 주어진 공간 내에 기본적으로 4개의 베이스 스테이션(BS1, BS2, BS3, BS4)이 위치해 있으며, 또한 다수의 모바일 스테이션이 배치되어 있다. 도면 상에 표시되는 영역에는 장애물이 존재하며, 그에 따라 각 베이스 스테이션별로 형성되는 가시선 영역(LOS)과 비가시선 영역(NLOS)이 나타나게 된다.4A to 4G are views illustrating a process of converting a temporary base station using the cooperative position recognition method of FIG. 3 according to another embodiment of the present invention and extending a visible line region through the cooperative location recognition method. 4A to 4G are basically four base stations BS 1 , BS 2 , BS 3 , BS 4 in a given space, and also a plurality of mobile stations. Obstacles exist in an area displayed on the drawing, and thus, a visible line area LOS and an invisible line area NLOS formed for each base station appear.

도 4a 내지 도 4d는 각각 4개의 베이스 스테이션(BS1, BS2, BS3, BS4)에 대한 가시선 영역과 비가시선 영역을 구분하여 도시한 것으로, 각각의 베이스 스테이션별로 장애물의 상대적인 위치 관계가 다르므로 형성되는 가시선 영역 및 비기시선 영역 또한 달라진다. 이제 이렇게 탐지된 가시선 영역에 기초하여 본 발명의 실시예들이 제안하고 있는 공통의 모바일 스테이션을 발견하는 과정을 설명하면 다음과 같다.4A to 4D illustrate visible and non-visible areas for four base stations BS 1 , BS 2 , BS 3 , and BS 4 , respectively, and the relative positional relationship of obstacles is determined for each base station. Since it is different, the visible line region and the non-visual line region formed are also different. Now, a process of discovering a common mobile station proposed by embodiments of the present invention based on the detected visible region is as follows.

도 4e는 앞서 설명한 도 4a 내지 도 4d의 가시선 영역의 공통 영역을 표시한 것이다. 즉, 도 4e의 가시선 영역(410)은 4개의 베이스 스테이션(BS1, BS2, BS3, BS4) 모두에 있어서 공통의 가시선 영역에 해당한다. 따라서, 도 4e의 가시선 영역(410)에 위치하는 모바일 스테이션이 임시 베이스 스테이션의 후보가 될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 이러한 임시 베이스 스테이션의 후보 중, 임의의 모바일 스테이션이 선택될 수도 있으나, 기하학적 정밀도 저하율을 검사하여 가장 레인징 성능이 우수하게 나타날 수 있는 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 선택할 수도 있다. 도 4e에서는, 하나의 모바일 스테이션(420)이 임시 베이스 스테이션으로 선택되었다고 가정하자.FIG. 4E illustrates a common area of the visible line area of FIGS. 4A to 4D described above. That is, the visible line area 410 of FIG. 4E corresponds to a common visible line area in all four base stations BS 1 , BS 2 , BS 3 , and BS 4 . Thus, a mobile station located in the line of sight area 410 of FIG. 4E may be a candidate for a temporary base station. As described above, any mobile station may be selected among the candidates of the temporary base station, but the mobile station may be selected as the temporary base station by checking the geometrical accuracy drop rate, which may exhibit the best ranging performance. In FIG. 4E, assume that one mobile station 420 has been selected as the temporary base station.

이제, 도 4f에 도시된 바와 같이 이렇게 선택된 모바일 스테이션은 임시 베이스 스테이션(TBS1)으로 변환된다. 도 4e와 도 4f를 비교하면, 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 가시선 영역이 확장된 것을 알 수 있다. 즉, 임시 베이스 스테이션에 의해 종래의 음영 지역이 상당 부분 제거되었으며, 이를 통해 모바일 스테이션의 위치 인식이 보다 용이해졌음을 확인할 수 있다.The mobile station thus selected is now converted to a temporary base station TBS 1 as shown in FIG. 4F. Comparing FIG. 4E with FIG. 4F, it can be seen that the visible line region is expanded by the conversion of the temporary base station. In other words, a large portion of the conventional shadow area has been removed by the temporary base station, and it can be confirmed that location recognition of the mobile station is made easier.

한편, 앞서 도 3을 통해 본 발명의 실시예들은, 임시 베이스 스테이션 변환의 과정을 반복하여 임시 베이스 스테이션을 추가적으로 확보하는 방법을 제시하였다. 도 4f에서도 이러한 과정을 반복함으로써 또 다른 임시 베이스 스테이션을 추가할 수 있다. 이렇게 선택된 임시 베이스 스테이션(430)이 도 4f에 표시되었다.Meanwhile, the exemplary embodiments of the present invention described above with reference to FIG. 3 suggest a method of additionally securing a temporary base station by repeating a process of converting a temporary base station. By repeating this process in FIG. 4F, another temporary base station can be added. The temporary base station 430 thus selected is shown in FIG. 4F.

도 4g에는 도 4f를 통해 추가적으로 선택된 임시 베이스 스테이션(TBS2)이 변환을 통해 무선 위치 인식 과정에 참여하고 있음을 도시하고 있다. 또한, 이러한 임시 베이스 스테이션의 추가에 의해 도 4g의 가시선 영역은 더욱 확장되었음을 도시하고 있다. 즉, 도 4e, 도 4f 및 도 4g를 거치면서, 가시선 영역은 점진적으로 확장되고 있으며, 반면, 음영 지역(비가시선 영역)은 지속적으로 감소하고 있음을 알 수 있다.FIG. 4G illustrates that the temporary base station TBS 2 additionally selected through FIG. 4F participates in the wireless location recognition process through conversion. In addition, the addition of the temporary base station shows that the line of sight area of FIG. 4G is further expanded. That is, it can be seen that the visible line region is gradually expanding while the shaded region (the invisible line region) continues to decrease through FIGS. 4E, 4F, and 4G.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 협동 위치 인식을 위한 베이스 스테이션(10) 및 모바일 스테이션(20)을 도시한 블록도로서, 설명의 편의상 각각 2개의 기능 블록만을 도시하였다.FIG. 5 is a block diagram illustrating a base station 10 and a mobile station 20 for cooperative position recognition according to an embodiment of the present invention, and only two functional blocks are shown for convenience of description.

베이스 스테이션(10)은 무선 신호를 이용하여 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하고, 주위의 베이스 스테이션과 통신하는 통신부(13)와 모바일 스테이션의 위치를 인식하기 위한 신호 처리를 수행하는 처리부(15)를 포함한다.The base station 10 detects visible and invisible information about the surrounding mobile stations by using a wireless signal, and performs signal processing for recognizing the location of the mobile station and the communication unit 13 communicating with the surrounding base stations. It includes a processing unit 15 to.

베이스 스테이션(10)의 통신부(13)는 무선 위치 인식 기술 분야에서 가시선 및 비가시선 정보를 탐지할 수 있는 다양한 탐지 기술이 활용될 수 있으며, 그 구체적인 기술적 수단에 대한 설명은 본 발명의 본질을 해칠 우려가 있으므로 여기서는 생략하도록 한다. 또한, 베이스 스테이션(10)의 통신부(13)는 주위의 베이스 스테이션 및 변환된 임시 베이스 스테이션과 함께 자신이 탐지한 정보를 상호 교환하여야 하므로, 이를 위한 통신 수단을 구비한다.The communication unit 13 of the base station 10 may use various detection technologies capable of detecting visible and invisible information in the wireless location recognition technology field, and a description of the specific technical means may damage the essence of the present invention. This may be omitted here. In addition, since the communication unit 13 of the base station 10 must exchange information detected by itself with the surrounding base station and the converted temporary base station, there is provided a communication means for this.

베이스 스테이션(10)의 처리부(15)는, 상기 통신부(13)를 통해 탐지된 가시선 정보와 주위의 베이스 스테이션으로부터 수신된 가시선 정보에 기초하여 자신을 포함한 복수의 베이스 스테이션 모두에서 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션(20)을 선택한다. 그런 다음, 베이스 스테이션(10)의 처리부(15)는, 상기 선택된 모바일 스테이션(20)을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 명령을 상기 선택된 모바일 스테이션(20)에 전송함으로써, 상기 주위의 베이스 스테이션 및 상기 변환된 임시 베이스 스테이션(20)과 함께 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행할 수 있다.The processor 15 of the base station 10 may have a common line of sight detected by all of the plurality of base stations including itself based on the line of sight information detected through the communication unit 13 and the line of sight information received from the surrounding base station. Select mobile station 20. Then, the processing unit 15 of the base station 10 transmits a command to convert the selected mobile station 20 into a temporary base station to the selected mobile station 20, thereby converting the surrounding base station and the conversion. With the temporary base station 20, it is possible to perform wireless location recognition for other mobile stations.

보다 구체적으로, 베이스 스테이션(10)의 처리부(15)는, 상기 베이스 스테이션 자신(10)을 기준으로 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하고, 상기 주위의 베이스 스테이션을 기준으로 주위의 모바일 스테이션에 대해 탐지된 가시선 및 비가시선 정보를 상기 통신부를 통해 수신하며, 상기 탐지 결과 및 수신 결과에 기초하여 상기 복수의 베이스 스테이션 모두에 대해 가시선 정보가 공통으로 탐지되는 모바일 스테이션(10)을 임시 베이스 스테이션 후보로서 선택한다. 즉, 베이스 스테이션(10)의 처리부(15)는, 상기 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 상기 복수의 베이스 스테이션에 의한 가시선 영역을 최대화시킬 수 있는 모바일 스테이션을 상기 공통의 모바일 스테이션으로 선택하게 되는 것이다.More specifically, the processor 15 of the base station 10 detects the visible and invisible information about the surrounding mobile station based on the base station itself 10, and detects the surrounding based on the surrounding base station. Receives the visible and invisible line information detected for the mobile station of the mobile station through the communication unit, and based on the detection result and the reception result of the mobile station 10 that the line of sight information is commonly detected for all of the plurality of base stations Select as a temporary base station candidate. That is, the processor 15 of the base station 10 selects the mobile station as the common mobile station that can maximize the visible line area by the plurality of base stations by the conversion of the temporary base station.

한편, 만약 상기 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 복수인 경우 베이스 스테이션(10)의 처리부(15)는, 해당 모바일 스테이션의 기하학적 정밀도 저하율이 최소인 모바일 스테이션을 선택함으로써 레인징 성능의 최적화를 꾀할 수 있다.On the other hand, if there are a plurality of common mobile stations in which the visible line is detected, the processor 15 of the base station 10 may optimize the ranging performance by selecting a mobile station having a minimum geometrical accuracy reduction rate of the mobile station. Can be.

또한, 베이스 스테이션(10)의 처리부(15)는, 상기 복수의 베이스 스테이션과 상기 변환된 임시 베이스 스테이션(20)에 기초하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 통신부(13)를 통해 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 명령을 전송하는 과정을 반복함으로써, 상기 무선 위치 인식을 위해 협력하는 임시 베이스 스테이션의 개수를 증가시킬 수도 있다.In addition, the processor 15 of the base station 10 selects a common mobile station where a visible line is detected based on the plurality of base stations and the converted temporary base station 20, and selects the communication unit 13. By repeating the process of transmitting a command for converting the selected mobile station into a temporary base station through, the number of temporary base stations cooperating for the wireless location recognition may be increased.

모바일 스테이션(20) 역시 통신부(23)와 처리부(25)를 포함한다.The mobile station 20 also includes a communication unit 23 and a processing unit 25.

모바일 스테이션(20)의 통신부(23)는, 베이스 스테이션(10)으로부터 명령을 수신하고, 무선 신호를 이용하여 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하며, 주위의 베이스 스테이션과 통신하는 역할을 수행한다. 모바일 스테이션(20)의 통신부(23)는 무선 위치 인식 기술 분야에서 가시선 및 비가시선 정보를 탐지할 수 있는 다양한 탐지 기술이 활용될 수 있다. 또한, 모바일 스테이션(20)의 통신부(23)는 주위의 베이스 스테이션으로부터 명령을 수신하거나, 자신이 탐지한 정보를 상호 교환하여야 하므로, 이를 위한 통신 수단을 구비한다.The communication unit 23 of the mobile station 20 receives a command from the base station 10, detects line of sight and invisible information about the surrounding mobile station using a radio signal, and communicates with the surrounding base station. Play a role. The communication unit 23 of the mobile station 20 may use various detection technologies capable of detecting visible and invisible information in the wireless location recognition technology field. In addition, the communication unit 23 of the mobile station 20 is provided with a communication means for receiving a command from the surrounding base station or exchange information detected by itself.

모바일 스테이션(20)의 처리부(25)는, 상기 수신된 명령에 따라 자신을 모바일 스테이션에서 임시 베이스 스테이션으로 변환하며, 상기 통신부(23)를 통해 탐지된 가시선 정보와 주위의 베이스 스테이션이 탐지한 가시선 정보에 기초하여 상기 주위의 베이스 스테이션과 함께 다른 모바일 스테이션의 위치를 인식하기 위한 신호 처리를 수행한다. 물론, 상기된 임시 베이스 스테이션은, 주위의 베이스 스테이션에서 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션 중에서 선택되는 것으로, 상기 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 상기 임시 베이스 스테이션인 자신을 포함하는 복수의 베이스 스테이션에 의한 가시선 영역을 최대화시킬 수 있는 것에 해당한다.The processing unit 25 of the mobile station 20 converts itself from the mobile station to the temporary base station according to the received command, and the visible line information detected through the communication unit 23 and the visible line detected by the surrounding base stations. Based on the information, signal processing for recognizing the position of another mobile station together with the surrounding base station is performed. Of course, the temporary base station described above is selected from a common mobile station in which a visible line is detected in a surrounding base station, and is converted by the plurality of base stations including itself as the temporary base station by conversion of the temporary base station. This corresponds to being able to maximize the line of sight.

또한, 상기 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 복수인 경우, 상기 임시 베이스 스테이션은, 복수의 모바일 스테이션 중에서 기하학적 정밀도 저하율이 최소인 것이 선택될 수 있다.In addition, when there are a plurality of common mobile stations in which the visible line is sensed, the temporary base station may be selected to have the lowest geometrical precision reduction rate among the plurality of mobile stations.

나아가, 상기 모바일 스테이션(20)의 처리부(25)는, 상기 주위의 베이스 스테이션과 상기 임시 베이스 스테이션인 자신에 기초하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 통신부(23)를 통해 상기 선택된 모바일 스테이션을 또 다른 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 명령을 전송하는 과정을 반복함으로써, 상기 무선 위치 인식을 위해 협력하는 임시 베이스 스테이션의 개수를 증가시킬 수 있다.Furthermore, the processing unit 25 of the mobile station 20 selects a common mobile station where a visible line is detected based on the surrounding base station and the temporary base station itself, and the communication unit 23 selects the common mobile station. By repeating the process of transmitting a command for converting the selected mobile station into another temporary base station, the number of temporary base stations cooperating for the wireless location recognition can be increased.

상기된 본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 베이스 스테이션에서 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환함으로써 베이스 스테이션의 개수가 부족한 경우에도 모바일 스테이션으로부터 필요한 수만큼의 베이스 스테이션을 확보할 수 있고, 공간 내에 배치되어 있는 다수의 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 활용함으로써 넓은 영역에 걸쳐 모바일 스테이션의 위치를 감지할 수 있을 뿐만 아니라, 그로 인해 고가의 베이스 스테이션의 증설 없이도 효율적으로 정밀한 무선 위치 인식의 수행이 가능하다. 알려진 바와 같이 위치 인식 기술에서는 베이스 스테이션의 개수가 많을수록 위치 인식의 정확도가 향상된다. 따라서, 본 발명의 실시예들이 제안하는 바와 같이 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 활용함으로써 상대적으로 적은 비용으로도 다수의 베이스 스테이션을 확보하는 효과를 얻을 수 있으며, 그 결과 위치 인식의 정밀도 향상을 가져올 수 있다.According to the embodiments of the present invention described above, by converting a common mobile station where a visible line is detected in a plurality of base stations into a temporary base station, even if the number of base stations is insufficient, the required number of base stations is obtained from the mobile station. By using multiple mobile stations placed in the space as temporary base stations, it is possible to detect the position of mobile stations over a large area, thereby efficiently and precisely positioning wireless devices without expensive base station expansion. Recognition can be performed. As is known, in a location recognition technique, the greater the number of base stations, the better the accuracy of location recognition. Therefore, as proposed by the embodiments of the present invention, by utilizing the mobile station as a temporary base station, it is possible to obtain an effect of securing a plurality of base stations at a relatively low cost, and as a result, it is possible to improve the accuracy of location recognition. have.

한편, 본 발명의 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현하는 것이 가능하다. 이 때, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다.Meanwhile, the embodiments of the present invention can be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. At this time, the computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현하는 것을 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술 분야의 프로그래머들에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device and the like, and also a carrier wave (for example, transmission via the Internet) . In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over network-connected computer systems so that computer readable codes can be stored and executed in a distributed manner. In addition, functional programs, codes, and code segments for implementing the present invention can be easily deduced by programmers skilled in the art to which the present invention belongs.

이상에서 본 발명에 대하여 그 다양한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명에 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to various embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

10 : 베이스 스테이션
13 : 베이스 스테이션의 통신부 15 : 베이스 스테이션의 처리부
20 : 모바일 스테이션
23 : 모바일 스테이션의 통신부 25 : 모바일 스테이션의 처리부10: Base Station
13 communication unit of the base station 15 processing unit of the base station
20: mobile station
23: communication unit of the mobile station 25: processing unit of the mobile station

Claims (10)

모바일 스테이션(mobile station)의 위치를 인식하는 방법에 있어서,
복수의 베이스 스테이션(base station)이 각각 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선(line of sight, LOS) 및 비가시선(non line of sight, NLOS) 정보를 탐지하고, 상기 탐지 결과에 기초하여 상기 주위의 모바일 스테이션 중 상기 복수의 베이스 스테이션 모두에 대해 가시선 정보가 공통으로 탐지되는 모바일 스테이션을 선택하는 단계;
상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 단계; 및
상기 복수의 베이스 스테이션과 상기 변환된 임시 베이스 스테이션을 이용하여 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행하는 단계;를 포함하는 방법.In the method for recognizing the location of a mobile station,
A plurality of base stations respectively detects line of sight (LOS) and non line of sight (NLOS) information for surrounding mobile stations, and based on the detection result, the surrounding mobile stations Selecting a mobile station in which line of sight information is commonly detected for all of the plurality of base stations;
Converting the selected mobile station into a temporary base station; And
Performing wireless location recognition for another mobile station using the plurality of base stations and the converted temporary base station. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 공통의 모바일 스테이션을 선택하는 단계는,
상기 임시 베이스 스테이션의 변환에 의해 상기 복수의 베이스 스테이션에 의한 가시선 영역을 최대화시킬 수 있는 모바일 스테이션을 상기 공통의 모바일 스테이션으로 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
Selecting the common mobile station,
And selecting a mobile station as the common mobile station that can maximize the line of sight area by the plurality of base stations by the transformation of the temporary base station. 제 1 항에 있어서,
상기 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션이 복수인 경우,
해당 모바일 스테이션의 기하학적 정밀도 저하율(geometric dilution of precision, GDOP)이 최소인 모바일 스테이션을 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
When there are a plurality of common mobile stations where the line of sight is detected,
Selecting a mobile station having a minimum geometric dilution of precision (GDOP) of the mobile station. 제 1 항에 있어서,
상기 선택된 모바일 스테이션이 임시 베이스 스테이션으로 변환된 후, 상기 임시 베이스 스테이션이 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하는 단계;를 더 포함하는 방법.The method according to claim 1,
After the selected mobile station is converted to a temporary base station, the temporary base station detecting line of sight and invisible information about surrounding mobile stations; 제 5 항에 있어서,
상기 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행하는 단계는,
상기 복수의 베이스 스테이션이 각각 주위의 모바일 스테이션에 대해 탐지한 가시선 및 비가시선 정보와 상기 변환된 임시 베이스 스테이션이 주위의 모바일 스테이션에 대해 탐지한 가시선 및 비가시선 정보에 기초하여 무선 위치 인식을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.6. The method of claim 5,
Performing wireless location recognition for the other mobile station,
Performing wireless location recognition based on the visible and invisible information detected by the plurality of base stations with respect to surrounding mobile stations, and the visible and invisible information detected by the converted temporary base station with respect to neighboring mobile stations. Characterized in that the method. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 베이스 스테이션과 상기 변환된 임시 베이스 스테이션에 기초하여 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고, 상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 과정을 반복하는 단계;를 더 포함함으로써, 상기 무선 위치 인식을 위해 협력하는 임시 베이스 스테이션의 개수를 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 1,
Selecting a common mobile station where a visible line is detected based on the plurality of base stations and the converted temporary base station, and repeating the process of converting the selected mobile station into a temporary base station; Increasing the number of temporary base stations cooperating for wireless location awareness. 제 7 항에 있어서,
상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 과정을 반복하는 단계는,
상기 임시 베이스 스테이션 변환을 반복할 때마다 반복 회수를 계수하여 상기 변환된 임시 베이스 스테이션의 변환 깊이(transform depth)로 기록하는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 7, wherein
Repeating the step of converting the selected mobile station into a temporary base station,
Each time the temporary base station transformation is repeated, the number of iterations is counted and recorded as a transform depth of the transformed temporary base station. 무선 신호를 이용하여 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하고, 주위의 베이스 스테이션과 통신하는 통신부; 및
모바일 스테이션의 위치를 인식하기 위한 신호 처리를 수행하는 처리부;를 포함하고,
상기 처리부는,
상기 통신부를 통해 탐지된 가시선 정보와 주위의 베이스 스테이션으로부터 수신된 가시선 정보에 기초하여 자신을 포함한 복수의 베이스 스테이션 모두에서 가시선이 감지되는 공통의 모바일 스테이션을 선택하고,
상기 선택된 모바일 스테이션을 임시 베이스 스테이션으로 변환하는 명령을 상기 선택된 모바일 스테이션에 전송함으로써, 상기 주위의 베이스 스테이션 및 상기 변환된 임시 베이스 스테이션과 함께 다른 모바일 스테이션에 대한 무선 위치 인식을 수행하는 것을 특징으로 하는 베이스 스테이션.A communication unit for detecting line of sight and invisible information about a surrounding mobile station using a wireless signal and communicating with surrounding base stations; And
And a processor configured to perform signal processing for recognizing a location of the mobile station.
Wherein,
Selecting a common mobile station in which a visible line is detected in all the base stations including the self based on the visible line information detected through the communication unit and the visible line information received from the surrounding base station,
Transmitting a command to convert the selected mobile station to a temporary base station to the selected mobile station, thereby performing wireless location recognition of another mobile station with the surrounding base station and the converted temporary base station. Base station. 베이스 스테이션으로부터 명령을 수신하고, 무선 신호를 이용하여 주위의 모바일 스테이션에 대한 가시선 및 비가시선 정보를 탐지하며, 주위의 베이스 스테이션과 통신하는 통신부; 및
상기 수신된 명령에 따라 자신을 모바일 스테이션에서 임시 베이스 스테이션으로 변환하며, 상기 통신부를 통해 탐지된 가시선 정보와 주위의 베이스 스테이션이 탐지한 가시선 정보에 기초하여 상기 주위의 베이스 스테이션과 함께 다른 모바일 스테이션의 위치를 인식하기 위한 신호 처리를 수행하는 처리부;를 포함하는 모바일 스테이션.A communication unit for receiving a command from a base station, detecting visible and invisible information about a surrounding mobile station using a wireless signal, and communicating with a surrounding base station; And
And converts itself from the mobile station to the temporary base station according to the received command and based on the visible line information detected through the communication unit and the visible line information detected by the surrounding base station, together with the surrounding base station of the other mobile station. And a processor configured to perform signal processing for recognizing a location.
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