KR101390722B1 - 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치 - Google Patents

핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 복수의 액세스 포인트 및 일정 거리로 배열된 복수의 샘플 포인트를 이용하여 측위를 수행하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법에 있어서, 상기 복수의 샘플 포인트 중 임의 노드와 인접한 순서의 제1 내지 제3 샘플 포인트를 상기 핑거프린팅 기법을 통해 검출하는 단계와, 상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 및 상기 샘플 포인트 간의 거리를 이용하여, 보정 좌표를 연산하는 단계, 및 상기 제1 샘플 포인트의 좌표에 상기 보정 좌표를 반영하여 상기 임의 노드의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, RSS 기반의 핑거프린팅 무선측위 기법을 이용하여 임의 노드의 위치를 정확하게 추정하고 추정된 위치 정보의 영역을 기반으로 주파수를 효과적으로 할당할 수 있다. 또한, 샘플 포인트들의 RSS 벡터값 비율을 이용한 측위 기법을 사용하여 임의 노드의 방향성도 추정할 수 있었기 때문에 연산량을 줄일 수 있는 동시에 고정밀의 위치 정보를 제공할 수 있다.

Description

핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치{Wireless localization method using fingerprinting localization algorithms and apparatus thereof}
본 발명은 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RSS(Received Signal Strenth) 기반의 핑거프린팅(Fingerprinting) 무선측위 기법을 이용하여 임의 노드의 위치를 추정하고 추정된 위치 정보를 이용하여 영역별로 주파수를 할당할 수 있는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
이동통신 기술의 혁신적인 발달과 더불어 스마트 폰 사용자의 급증으로 인해 위치 기반 서비스(Location Based Service; LBS)의 제공을 위한 무선측위 (Wireless Localization) 기술 및 다양한 애플리케이션이 개발되고 있다. 일찍이 이러한 위치 정보 제공을 위한 기술로는 위성망을 이용한 GPS(Global Positioning System)와 이동통신망 기반의 광역 무선측위 기술이 있으며, 근래에는 실내외에서 WLAN(Wireless Local Area Network), ZigBee, Bluetooth 등을 이용한 무선측위 기법의 연구가 활발히 진행되고 있다.
특히, 최근에는 기계와 IT 기술이 결합하여 사람과 사물에 대한 각종 정보를 제공해 주는 M2M(Machine-to-Machine) 통신에서도 무선측위를 이용한 실시간 위치 정보를 제공하는 것이 중요한 역할로 고려되고 있다. 미래의 공장 환경은 점차 지능형 자율 생산으로 진행되고 있으며, 이 공장의 관리자는 M2M 통신 및 무선측위 기술을 이용하여 공장 내 기기들의 동작 상태와 위치, 환경을 인지하고 관리하는 것을 목표로 하고 있다. 하지만, M2M 공장 환경에서 사용할 수 있는 WLAN, Bluetooth, ZigBee 등은 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역을 공유하여 사용하고 있기 때문에 기기들 간에 주파수 간섭이 발생하게 되며, 이러한 간섭 현상으로 인하여 통신 불능이나 통신 오류로 인한 품질 저하 및 지연 등 성능 저하를 발생시킬 수 있다.
이렇게 M2M 통신 환경에서 발생하는 신호 주파수 간섭을 효율적으로 관리할 수 있는 기법들에 대해 연구가 필요한 실정이다. 기존의 전형적인 주파수 간섭 관리 방법으로 인지 라디오(Cognitive Radio), 전력 제어(Power Control), 빔 형성(Beamforming) 등의 기법 등이 있다.
우선, 인지 라디오 기술은 주파수를 할당받은 1차 사용자(Primary User)가 해당 주파수를 사용하지 않을 경우, 2차 사용자(Secondary User)가 1차 사용자에게 간섭을 주지 않고 해당 주파수를 사용할 수 있는 기법이다. 이 기법을 통해 비어있는 주파수 대역을 적절하게 사용함으로써 주파수 자원 부족의 문제를 완화시킬 수 있으며, 상황 인지적인 능력에 의해 한정된 주파수 자원을 시간, 공간(Space), 지역(Region)에 따라 재사용할 수 있어 간섭을 피하면서 주파수를 효율적으로 관리할 수 있다. 그리고 주어진 환경에 능동적으로 대처할 수 있기 때문에 인지 라디오 시스템을 사용하는 사용자에게 주어진 환경 상황에서 최대의 서비스 품질(Quality of Service)을 보장할 수 있는 장점이 있어 최근 차세대 무선통신 분야에서 각광받고 있다. 하지만 주파수 간섭 관리를 위하여 넓은 주파수 대역을 빠짐없이 감지하고 비어있는 주파수 대역을 사용한다는 것은 시스템의 복잡도를 크게 높일 수 있다.
다음으로 전력제어 기술은 주파수 간섭을 억제시킬 수 있는 가장 간단한 방식으로, 요구되는 통신 품질을 만족시킬 만큼의 최저 송신 전력으로 신호를 송출하도록 송신 전력을 조절하는 기법이다. 이 기술은 현재 대부분의 무선통신 시스템에서 사용되고 있으며, 특히 이동통신 시스템에서 셀 간의 간섭을 방지하기 위한 기법으로 널리 쓰이고 있다.
마지막으로, 빔 형성 기법은 스마트 안테나(Smart Antenna)의 한 방식으로서 안테나의 빔이 해당 단말에게만 국한되어 조향되도록 하는 기술이다. 이 기법은 원하는 이동 단말이나 목표물의 방향으로 빔을 형성하고, 원하지 않거나 방해하는 목표물이나 이동단말의 빔 패턴은 제거하면서 안테나의 방사 패턴을 만드는 기법이다. 하지만 기존의 기법들은 셀룰러 네트워크 환경에서 많이 사용되고 있으며, 시스템의 연산량이 많을 뿐만이 아니라, 실내 공장 환경에서 사용하는 M2M 장비에 별도의 장비를 탑재해야 하기 때문에 경제성이 떨어진다는 단점이 있다.
따라서, 최근 실내 무선측위 기술로 각광받고 있는 핑거프린팅 기법을 주파수 관리 기법에 적용한다면 무선 측위 성능의 향상을 통해 주파수 간섭을 효율적으로 관리할 수 있을 것이다. 본 발명의 배경이 되는 기술은 국내특허공개 제2011-0116565호에 개시되어 있다.
본 발명은 핑거프린팅 무선측위 기법을 이용하여 임의 노드의 위치를 추정하고 추정된 위치 정보를 이용하여 영역별로 주파수를 할당할 수 있는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 복수의 액세스 포인트 및 일정 거리로 배열된 복수의 샘플 포인트를 이용하여 측위를 수행하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법에 있어서, 상기 복수의 샘플 포인트 중 임의 노드와 인접한 순서의 제1 내지 제3 샘플 포인트를 상기 핑거프린팅 기법을 통해 검출하는 단계와, 상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 및 상기 샘플 포인트 간의 거리를 이용하여, 보정 좌표를 연산하는 단계, 및 상기 제1 샘플 포인트의 좌표에 상기 보정 좌표를 반영하여 상기 임의 노드의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법을 제공한다.
여기서, 상기 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법은 상기 임의 노드에 대하여 상기 추정된 위치에 대응하는 주파수를 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보정 좌표를 연산하는 단계는, 상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값을 이용하여, 상기 제1 샘플 포인트의 위치에 대한 상기 임의 노드의 x축 및 y축 방향의 위치 차이 값에 대응하는 RSSx 값 및 RSSy 값을 추정하는 단계, 및 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값에 대한 상기 RSSx 값의 비율에 상기 샘플 포인트 간의 거리 값을 반영하여 x축에 대한 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00001
를 연산하고, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값에 대한 상기 RSSy 값의 비율에 상기 샘플 포인트 간의 거리 값을 반영하여 y축에 대한 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00002
를 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 추정된 RSSx 값 및 RSSy 값은 아래의 수학식으로 정의될 수 있다.
Figure 112012099432149-pat00003
,
Figure 112012099432149-pat00004
여기서, RSSCD는 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, RSSDU는 상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, RSSCU는 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값을 나타낸다.
또한, 상기 x축에 대한 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00005
와 y축에 대한 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00006
는 아래의 수학식으로 연산될 수 있다.
Figure 112012099432149-pat00007
여기서, RSSBD는 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, d는 상기 샘플 포인트 간의 간격을 나타낸다.
그리고, 상기 임의 노드의 위치는 아래의 수학식을 이용하여 추정할 수 있다.
Figure 112012099432149-pat00008
여기서,
Figure 112012099432149-pat00009
는 추정된 임의 노드의 위치, D(xD,yD)는 상기 제1 샘플 포인트의 위치, ±는 상기 제1 내지 제3 샘플 포인트에 대한 상기 임의 노드의 상대적 위치에 따라 상기
Figure 112012099432149-pat00010
및
Figure 112012099432149-pat00011
값에 대해 + 또는 -로 개별적으로 적용되는 값이다.
그리고, 본 발명은 복수의 액세스 포인트 및 일정 거리로 배열된 복수의 샘플 포인트를 이용하여 측위를 수행하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치에 있어서, 상기 복수의 샘플 포인트 중 임의 노드와 인접한 순서의 제1 내지 제3 샘플 포인트를 상기 핑거프린팅 기법을 통해 검출하는 샘플포인트 검출부와, 상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 및 상기 샘플 포인트 간의 거리를 이용하여, 보정 좌표를 연산하는 보정좌표 연산부, 및 상기 제1 샘플 포인트의 좌표에 상기 보정 좌표를 반영하여 상기 임의 노드의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치를 제공한다.
여기서, 상기 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치는, 상기 임의 노드에 대하여 상기 추정된 위치에 대응하는 주파수를 할당하는 주파수 할당부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치에 따르면, RSS 기반의 핑거프린팅 무선측위 기법을 이용하여 임의 노드의 위치를 정확하게 추정하고 추정된 위치 정보의 영역을 기반으로 주파수를 효과적으로 할당할 수 있다. 또한, 샘플 포인트들의 RSS 벡터값 비율을 이용한 측위 기법을 사용하여 임의 노드의 방향성도 추정할 수 있었기 때문에 연산량을 줄일 수 있는 동시에 고정밀의 위치 정보를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 일반적인 핑거 프린팅 무선측위 기법을 설명하는 구성도이다.
도 2는 핑거프린팅 정밀도 향상을 위한 일반적인 기법을 설명하는 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3을 이용한 무선 측위 방법의 흐름도이다.
도 5는 도 4의 S410~S430 단계를 설명하는 도면이다.
도 6은 샘플 포인트 거리에 따른 DB의 양을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에서 핑거프린팅 샘플 포인트 거리에 따른 MDE 성능을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 실시예에서 핑거프린팅 샘플 포인트 거리에 따른 채널 간섭률을 도시한 것이다.
그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은 지능형 공장 내 M2M(Machine-to-Machine) 통신 환경에서의 효율적인 주파수 간섭 관리를 위하여, RSS(Received Signal Strength; 수신신호 세기) 기반의 핑거프린팅(Fingerprinting) 무선측위 기법을 이용하여 임의 노드의 위치를 추정하고, 추정된 위치 정보를 이용하여 영역별로 주파수를 할당한다. 이에 따라, 주파수가 혼재되어 있는 공장 환경에서 무선기기들 간의 상호 간섭으로 인한 오류 발생을 최소화하고 주파수를 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 적용되는 일반적인 핑거 프린팅 무선측위 기법을 설명하는 구성도이다. 도 1의 (a)를 참조하면, 4개의 액세스 포인트(AP)에 의해 100m×100m (100×100㎡) 크기의 사각형 영역이 형성되며, 그 내부에는 복수의 샘플 포인트(미도시)들이 일정 간격(ex, 수 미터 간격)으로 매트릭스 형태로 배열된다. 핑거프린팅 기법은 이러한 복수의 액세스 포인트와, 일정 거리로 배열된 복수의 샘플 포인트(미도시)를 이용하여 측위를 수행한다. 여기서, ★ 지점은 측위 대상이 되는 임의 노드의 위치에 해당된다. 액세스 포인트들에 의한 사각형 영역은 4개의 영역으로 구분되고, 각 영역은 다시 4개의 서브 영역으로 분할되어 있다. 각각의 서브 영역은 주파수 할당을 위한 영역으로서 A, B, C, D로 구분되어 있다.
상기 핑거프린팅 기법은 확률론적 모델링에 의하여 위치를 추정하는 방식으로서, 우선 잡음 및 주위 환경의 정보를 DB에 저장하고, 이를 이용하여 단말기 위치를 추정하게 된다. 이 기법은 오프라인과 온라인의 총 두 단계로 이루어진다.
첫 번째 오프라인 단계는 지역 탐색을 통해 주어진 환경에서 각 샘플 포인트에 따른 RSS 값을 측정하여 DB를 구축하는 단계이다. 도 1의 (b)는 샘플 포인트와 각각의 AP(#1~#4) 사이의 RSS 값을 RSS 벡터값으로 획득하여 m개의 샘플 포인트마다 DB를 구축한 것이다. 각 샘플 포인트의 좌표는 (X1,Y1),(X2,Y2), ... ,(Xm,Ym)로 표현되어 있다.
두 번째 온라인 단계는 다수의 각 AP로부터 임의 노드(별표 표시 지점)로 전송된 신호들에 대한 RSS 값을 핑거프린팅 벡터값으로 측정하고, 이렇게 측정된 RSS 벡터값과 DB에 저장된 각 샘플 포인트에서의 RSS 벡터값을 비교하여, 최소 유클리디안(Euclidean) 거리를 갖는 해당 샘플 포인트의 위치를 임의 노드의 위치로 추정하는 단계이다.
여기서, RSS 측정값을 얻기 위한 경로 감쇄(Pass Loss) 모델은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure 112012099432149-pat00012
여기서, Prx는 수신 신호의 세기, Ptx는 전송 신호의 세기, K는 환경에 따른 상수, d0는 참조 거리(1m로 미리 설정), η는 경로 감쇄 계수, Ψ는 페이딩 영향이다.
그리고, 유클리디안 거리를 이용하여 임의 노드의 위치를 추정하는 식은 수학식 2와 같다.
Figure 112012099432149-pat00013
여기서,
Figure 112012099432149-pat00014
는 추정된 위치, N은 샘플 포인트 개수, DBi는 오프라인 단계에서 취득한 각 샘플 포인트에서의 RSS 벡터값, Unknown은 위치를 알고자 하는 상기 임의 노드에서의 RSS 벡터값이다. 이상과 같은 핑거프린팅 기법은 공지된 기술로서 보다 상세한 설명은 생략한다.
추정된 위치 정보에 따른 주파수 할당 과정은 다음과 같다. 이를 위해 M2M 무선통신을 위해 IEEE 802.11b와 같은 WLAN을 사용하다고 가정한다. 이 경우 앞서와 같은 무선 측위 단계에서 추정된 위치 정보를 이용하여 IEEE 802.11b 규격에서 사용 가능한 채널 총 14개 중 12개의 채널을 표 1(영역별 채널 할당 계획)과 같이 도1의 각 영역별로 할당할 수 있다. 그리고 이러한 할당 계획을 이용하여 도 1에서와 같이 추정된 위치에 따라 주파수를 할당하게 된다. 주파수 할당을 위한 영역은 A, B, C, D로 구분하고 있다.
영역 WLAN 가용 채널
A 1 2 3
B 4 5 6
C 7 8 9
D 10 11 12
하지만, 이러한 주파수 간섭 관리 기법은, 무선측위 오차로 인하여 추정된 위치가 실제 위치와 다른 영역일 경우 노드 간의 주파수 간섭이 발생할 수 있다.
또한, 핑거프린팅 무선측위 기법은 위치를 추정할 때마다 매번 DB를 새로 검색해야 하기 때문에 DB의 양이 많을수록 시스템의 복잡도는 증가하게 되는데, 시스템의 복잡도를 줄이기 위한 방안으로 샘플 포인트를 줄이게 된다면 가장 가까운 1개의 샘플 포인트를 임의 노드의 위치로 추정하게 되어, 측위 오차뿐만이 아니라 주파수 간섭도 증가하게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 핑거프린팅의 정밀도를 향상을 위한 기법을 적용하여 주파수 간섭의 성능을 측정하고자 한다.
핑거프린팅 정밀도 향상을 위한 기법으로서 종래에는 일반적으로 K-NN 알고리즘을 이용하고 있다. K-NN 알고리즘은 학습 데이터와 새로운 데이터와의 Euclidean 거리를 통해 새로운 데이터와 근접한 k개의 학습 데이터를 결정할 수 있다. 따라서, 이 알고리즘을 이용하여 1개의 샘플 포인트의 좌표만을 결정하는 것이 아니라 k개의 샘플 포인트를 이용하여 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어 k=3으로 설정하면 3개 샘플 포인트 좌표의 평균값을 위치로 결정할 수 있다.
도 2는 핑거프린팅 정밀도 향상을 위한 일반적인 기법을 설명하는 구성도이다. 여기서, 샘플 포인트 A, B, C, D는 임의 노드 U(★; 측위 대상 노드)와 근접해 있으며, 임의 노드 U는 항상 4개의 샘플 포인트 안에 존재하게 된다. 물론 임의 노드가 이동하면 또 다른 4개의 샘플 포인트 안에 존재하게 될 것이다. 그리고 임의 노드와 각각의 샘플 포인트와의 거리를 Euclidean 거리로 계산했을 때의 거리 간격은 D < C < B < A의 순서라고 가정한다.
이때, 도 2의 (a)와 같은 일반적인 기법은 1개의 샘플 포인트에 대한 좌표만을 DB가 가지고 있기 때문에, 임의 노드 U(★)는 자신과 가장 근접해 있는 1개의 샘플 포인트 D의 위치에 있는 것으로 추정하게 된다. 이는 1-NN에 해당한다.
하지만, 도 2의 (b)와 같은 3-NN 평균 기법은 임의 노드 U(★)와 근접해 있는 3개의 샘플 포인트 B, C, D를 고려하며, 추정된 노드의 위치
Figure 112012099432149-pat00015
(☆)는 수학식 3과 같이 3개의 샘플포인트의 평균 좌표로 계산된다.
Figure 112012099432149-pat00016
도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 비해 확률적으로 측위 오차가 감소될 것으로 예상할 수 있다. 그러나 3-NN 평균 기법 또한 임의 노드가 항상 3개의 샘플 포인트의 중간(평균 위치;☆)에 있는 것으로 추정하기 때문에, 여전히 고정밀의 위치 정보를 제공하기는 어렵다. 만약, 도 2의 (b)에 도시된 4개의 분할 영역 중 도면과 같이 우측 하단의 4번째 영역 안에 임의 노드가 있고, 수학식 3을 이용하여 이 임의 노드의 위치를 추정하게 되면, 항상 세 개의 샘플 포인트의 중간 지점만을 추정된 위치로 연산하게 된다. 이 때문에, 상기 4번째 영역 내부에서의 임의 노드가 이동하는 방향 즉, 임의 노드의 방향성에 대해서는 전혀 알 수가 없는 문제점이 있다.
따라서, 상술한 기법들의 문제를 개선하기 위하여, 본 실시예에서는 도 2의 방법과는 달리 샘플 포인트들의 RSS 값의 비율을 이용하는 측위 방법을 사용한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치의 구성도이다. 상기 장치(100)는 샘플포인트 검출부(110), 보정좌표 연산부(120), 위치 추정부(130), 주파수 할당부(140)를 포함한다. 이러한 본 실시예에 따른 장치(100)는 복수의 액세스 포인트, 그리고 일정 거리로 배열된 복수의 샘플 포인트를 이용하여 측위를 수행하는 RSS 기반의 핑거프린팅 기법을 이용한 것이다.
상기 샘플포인트 검출부(110)는 복수의 샘플 포인트 중 임의 노드와 인접한 순서의 제1 내지 제3 샘플 포인트를 핑거프린팅 기법을 통해 검출한다.
상기 보정좌표 연산부(120)는 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 및 샘플 포인트 간의 거리를 이용하여, 보정 좌표를 연산한다.
상기 위치 추정부(130)는 상기 제1 샘플 포인트의 좌표에 상기 보정 좌표를 반영하여 상기 임의 노드의 위치를 추정한다.
상기 주파수 할당부(140)는 상기 임의 노드에 대하여 상기 추정된 위치에 대응하는 주파수를 할당한다. 즉, 임의 노드가 위치한 영역에 대응하는 주파수를 할당한다. 이를 위해 각 영역별로 그에 대응하는 주파수 할당 정보를 미리 갖고 있다. 이러한 주파수 할당은 기 공지된 방식으로서 상세한 설명은 생략한다.
도 4는 도 3을 이용한 무선 측위 방법의 흐름도이다. 도 5는 도 4의 S410~S430 단계를 설명하는 도면이다.
도 5의 경우 앞서 도 2의 기법과 동일하게, 샘플 포인트 A, B, C, D에 따른 사각형 영역 안에 측위 대상 노드인 임의 노드(U)(★)가 존재하며, 각 샘플 포인트들과 임의 노드(U) 사이의 RSS 값은 미리 계산하여 알고 있다고 가정한다. 그리고, 앞서와 마찬가지로 3-NN을 이용하여 임의 노드 U와 가장 근접해 있는 3개 샘플 포인트를 선정하며, 각각의 RSS 벡터값을 기반으로 위치를 추정하도록 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 관하여 도 4 및 도 5를 참조로 하여 상세히 설명한다.
우선, 샘플포인트 검출부(110)는 복수의 샘플 포인트(도 5의 A,B,C,D) 중 임의 노드(U)와 인접한 순서의 제1 내지 제3 샘플 포인트(D,C,B)를 상기 핑거프린팅 기법을 통해 검출한다(S410). 이에 따라, 임의 노드(U)와 인접한 순서로 제1 샘플 포인트(D), 제2 샘플 포인트(C), 제3 샘플 포인트(B)를 각각 검출한다.
다음, 보정좌표 연산부(120)는 임의 노드(U)와 제1 샘플 포인트(D) 사이의 RSS 값(RSSDU), 임의 노드(U)와 제2 샘플 포인트(C) 사이의 RSS 값(RSSCU), 제1 샘플 포인트(D) 및 제2 샘플 포인트(C) 사이의 RSS 값(RSSCD), 제1 샘플 포인트(D) 및 제3 샘플 포인트(B) 사이의 RSS 값(RSSBD), 및 샘플 포인트 간의 거리를 이용하여, 보정 좌표를 연산한다(S420). 여기서, 샘플 포인트들은 모두 일정 간격(ex, 1m 간격)으로 배열되어 있으므로 샘플 포인트 간의 거리 d는 일정한 값을 갖는다.
이러한 S420 단계를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5의 경우, 각 샘플 포인트 간, 임의 노드와 샘플 포인트 간의 관계를 거리적 개념이 아닌 RSS 적인 개념으로 도시한 것이다. 이는 일반적으로 수신신호 세기(RSS)가 거리에 따라 비선형적 특성을 보이나, 일정 거리(ex, 10m) 이내에서는 비교적 선형적 특성을 보이기 때문이다. 즉, 본 실시예는 일정 범위 이내에서 신호 세기는 거리에 따라 선형적인 특성을 갖는다는 점을 이용하여 임의 노드의 무선 측위를 위해 RSS 개념을 적용한다.
우선, 임의 노드(U)의 좌표를 구하기 위해서는 임의 노드(U)와 가장 가까운 샘플 포인트 즉, 제1 샘플 포인트(D)와의 RSS 값을 계산해야 한다. 즉, 도 5에 도시된 RSSx 값 및 RSSy 값을 추정해야 한다. 여기서, RSSx 값은 제1 샘플 포인트(D)의 위치에 대한 임의 노드(U)의 x축 방향의 위치 차이 값에 대응하는 RSS 값이다. RSSy 값은 제1 샘플 포인트(D)의 위치에 대한 임의 노드(U)의 y축 방향의 위치 차이 값에 대응하는 RSS 값이다.
RSSx 값 및 RSSy 값을 추정하기 위해, 사전에 아래의 수학식 4 및 수학식 5와 같은 정의를 내린다. 이러한 수학식 4 및 수학식 5는 도 5에 도시된 두 개의 삼각형에 대해 피타고라스 정리를 적용하여 얻어지는 것이다.
Figure 112012099432149-pat00017
여기서, RSSDU는 상기 임의 노드(U)와 제1 샘플 포인트(D) 사이의 RSS 값이다.
Figure 112012099432149-pat00018
여기서, RSSCD는 상기 제1 샘플 포인트(D) 및 제2 샘플 포인트(C) 사이의 RSS 값, RSSCU는 상기 임의 노드(U)와 제2 샘플 포인트(C) 사이의 RSS 값이다.
이와 같은 두 개의 2차 연립 방적식을 풀어 정리하면, 수학식 6 및 수학식 7과 같이 RSSx 값 및 RSSy 값을 연산할 수 있다.
Figure 112012099432149-pat00019
Figure 112012099432149-pat00020
이렇게 얻게 된 RSS 값들은 수학식 8과 같이 각 좌표 평면의 RSS 값으로 나누어진 후에 실제 좌표의 척도인 미터 단위로 변환된다.
Figure 112012099432149-pat00021
수학식 8과 같이, 제1 샘플 포인트(D)와 제2 샘플 포인트(C) 사이의 RSS 값인 RSSCD 값에 대한 RSSx 값의 비율을 구한 다음, 여기에 샘플 포인트 간의 거리 값(d)(ex, 1m)을 반영하면, x축에 대한 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00022
를 연산할 수 있다. 즉, 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00023
는 수학식 6에 따른 RSSx 값을 RSSCD 값으로 나눈 다음, d 값을 곱하여 실제 미터 단위로 환산된다.
또한, 상기 제1 샘플 포인트(D) 및 제3 샘플 포인트(B) 사이의 RSS 값인 RSSBD 값에 대한 RSSy 값의 비율을 구한 다음, 여기에 샘플 포인트 간의 거리 값(d)을 반영하면, y축에 대한 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00024
를 연산할 수 있다. 즉, 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00025
는 수학식 7에 따른 RSSy 값을 RSSBD 값으로 나눈 다음, d 값을 곱하여 실제 미터 단위로 환산된다.
상기와 같이 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00026
를 연산한 이후에는 상기 임의 노드(U)에 대한 위치를 추정한다. 즉, 위치 추정부(130)는 임의 노드(U)와 가장 가까운 제1 샘플 포인트(D)의 좌표 D(xD,yD)에 상기 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00027
를 반영하여 임의 노드(U)의 위치를 추정한다(S430). 이는 수학식 9를 참조한다.
Figure 112012099432149-pat00028
여기서,
Figure 112012099432149-pat00029
는 추정된 임의 노드(U)의 위치, ±는 제1 내지 제3 샘플 포인트(D,C,B)에 대한 임의 노드(U)의 상대적 위치에 따라
Figure 112012099432149-pat00030
및
Figure 112012099432149-pat00031
값에 대해 + 또는 -로 개별적으로 적용되는 값이다.
도 5의 실시예의 경우, 임의 노드의 추정된 x 좌표 값은 xD값에
Figure 112012099432149-pat00032
를 차감(-)하여 연산하고, 추정된 y 좌표 값은 yD 값에
Figure 112012099432149-pat00033
을 가산(+)하여 연산한다. 즉, 수학식 9에서 ±는 임의 노드(U)와 3개의 샘플 포인트의 위치에 따라 적응적으로 계산한다.
이후, 주파수 할당부(140)는 상기 임의 노드(U)에 대하여, 상기 추정된 위치
Figure 112012099432149-pat00034
에 대응하는 주파수를 할당한다(S440). 주파수 할당은 도 1을 통해 설명한 바 있다.
이상과 같은 본 실시예에 따르면, 샘플 포인트들의 RSS 벡터값 비율을 이용한 측위 기법을 사용하므로 기존의 도 2의 (a), (b)의 방법보다 고정밀의 위치 정보를 제공할 수 있으며, 임의 노드의 이동 시에 그 방향성도 정밀하게 추정할 수 있다.
또한 이하의 모의실험 성능 평가를 통해 본 실시예에 따른 기법이 다른 기법들보다 고정밀의 측위 성능을 얻는다는 점을 뒷받침할 수 있다. 본 실시예에 대한 모의 실험 환경은 다음과 같다.
다양한 핑거프린팅 알고리즘을 이용한 주파수 간섭 관리의 성능을 평가하기 위하여 MATLAB을 이용한 모의실험을 수행하였다. 성능 지표로는 샘플 포인트 거리에 따라 무선측위 과정에서 발생하는 평균 거리 오차(Mean Distance Error; MDE)와 채널 간섭률(Channel Interference Ratio)이다.
모의실험을 위해서 도 1과 같은 100×100㎡의 정방형 공간을 고려하였으며, DB에 저장될 핑거프린팅 샘플 포인트 간의 거리는 1~10m까지 1m 간격으로 변경하면서 수학식 1의 모델을 이용하여 RSS를 측정하였다.
이때, RSS의 참조 거리(수학식 1의 d0)는 1m로 설정하였으며, 경로 감쇄 계수(수학식 1의 η)는 2로 설정하였다. AP는 도 1과 같이 4개로 구성하였으며, 이들의 좌표는 각각 (0,100), (100,100), (0,0), (100,0)이다. 1개의 AP 당 4개의 영역으로 분할하였으며, 각각의 영역은 25m 간격의 정사각형 모양을 고려하였다. 그리고 각각의 영역 당 1개의 채널을 사용할 수 있다고 가정하였는데, 만일 위치 추정에 오차가 생겨서 다른 영역으로 추정할 경우에는 채널 간섭이 일어난다고 가정하였다. 측위 대상에 해당되는 임의 노드의 위치는 랜덤하게 배치되며, 무선 측위를 하여 위치를 추정하는 전 과정을 50,000번 수행하였다.
모의 실험 결과를 알아보면 다음과 같다.
먼저, 샘플 거리에 따른 샘플 포인트의 개수를 설명한다. 앞서 언급한 바와 같이 핑거프린팅의 샘플 포인트 거리에 따른 DB의 양은 시스템의 연산량에 영향을 미지기 때문에, 우선적으로 샘플 포인트 거리에 따른 샘플 포인트의 개수를 계산하였다.
도 6은 샘플 포인트 거리에 따른 DB의 양을 도시한 것이다. 도 6에서 볼 수 있듯이 샘플 포인트의 거리가 1m일 경우에는 10,000개의 샘플 포인트가 필요하기 때문에 DB의 복잡도가 높아질 수 있다. 하지만, 2m 이상일 경우에는 샘플 포인트가 현저히 적어진 것을 확인할 수 있어 1m일 경우보다 효율적으로 DB를 구축할 수 있다. 하지만, DB에 저장되는 위치 좌표가 적을 경우에는 샘플 포인트 거리가 멀어짐에 따라 무선측위 오차가 커지게 되기 때문에 적절한 샘플 포인트 거리가 필요하다고 결론을 내릴 수 있다.
다음, 샘플 포인트의 거리에 따른 MDE(평균 거리 오차) 비교 결과이다.
아래의 수학식 10은 고려된 모든 무선측위 기법들의 성능 평가 척도인 MDE를 계산하는 식으로서, M개 임의 노드의 실제 위치 (x,y)와 추정 위치
Figure 112012099432149-pat00035
사이의 거리 오차의 평균을 나타낸다. 참고로, 수학식 10의 추정 위치
Figure 112012099432149-pat00036
는 앞서 수학식 7에 따른 보정 좌표
Figure 112012099432149-pat00037
와는 상이한 것으로서, 수학식 9에서와 같이 최종적으로 추정된 위치를 의미하는 것이다.
Figure 112012099432149-pat00038
도 7은 본 발명의 실시예에서 핑거프린팅 샘플 포인트 거리에 따른 MDE 성능을 도시한 것이다. 도 7에서 'Conventional', '3-NN Average'는 각각 도 2의 (a), (b)에 따른 기법을 사용한 경우이다.
샘플 포인트 거리가 멀어질수록 모든 기법들의 전체적인 MDE 성능은 저하되는 것을 확인할 수 있다. 그러나 본 실시예의 기법(Proposed)은 일반적인 기법(conventional)보다 샘플 포인트 1m 거리에서는 0.1, 10m 거리에서는 1m 이상의 향상을 얻음을 알 수 있다. 이것은 일반적인 기법(conventional)은 임의 노드에 대한 RSS 값과 가장 근접한 1개의 샘플 포인트 위치를 단말기의 위치로 추정하는 반면에, 제안된 본 실시예에 따른 기법(proposed)은 3개의 샘플 포인트를 이용하여 그 오차의 발생을 효율적으로 줄였기 때문인 것으로 분석할 수 있다.
특히, 샘플 포인트 거리가 10m일 경우에는 DB 정보가 적어 측위 오차가 증가할 수 있는데, 본 실시예에 따른 기법(proposed)의 10m에서의 MDE 성능은 일반적인 기법(conventional)의 7m일 때의 성능과 거의 동일함으로써 DB의 연산량을 줄일 수 있다. 결과적으로, 본 실시예는 적은 DB 정보로도 보다 고정밀의 위치 정보를 제공할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 측위 정밀도가 높은 2~4m 구간에서도, 본 실시예의 기법(proposed)의 4m에서의 MDE 성능이 일반적인 기법(conventional)의 2m에서의 MDE 성능과 거의 동일한 것을 알 수 있다. 따라서 본 실시예의 경우, 샘플 포인트의 간격을 넓힐 수 있어 더 적은 개수의 샘플 포인트로 보다 정밀한 위치 정보를 제공할 수 있고, 10m인 경우보다 연산량 측면에서 더 많은 이득을 얻으면서도 고정밀의 위치 정보를 제공할 수 있다.
한편, 샘플 포인트 RSS 값의 비율을 실제 거리로 환산하여 추정한 본 실시예의 기법(Proposed)이 평균값을 이용한 기법(3-NN Average)보다 약 0.2m 정도만의 향상을 보임으로써 이 2가지 기법이 유사한 성능을 보인다고 생각할 수 있다. 하지만 앞서 언급한 바와 같이 '3-NN Average' 기법은 임의 노드와 가장 근접한 3개의 샘플 포인트의 평균값을 이용하기 때문에 노드의 추정 위치가 항상 3개 샘플 포인트의 중앙에 위치하게 되는 문제가 있다. 반면, 본 실시예에 따른 'Proposed' 기법은 추정 위치의 정확도를 향상시켜서 임의 노드의 방향성을 추정할 수 있다. 따라서, 실질적으로 'Proposed' 기법이 '3-NN Average' 기법보다 고정밀의 위치 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다.
다음은 샘플 거리에 따른 채널 간섭률 비교 결과를 설명한다. 도 8은 본 발명의 실시예에서 핑거프린팅 샘플 포인트 거리에 따른 채널 간섭률을 도시한 것이다. 여기서, CIR 값이 작을수록 성능이 우수한 것을 의미한다.
앞서 MDE 성능과 같이, 샘플 포인트 거리가 멀어질수록 채널 간섭률이 전체적으로 증가하는 것을 관측할 수 있다. 특히, 모의실험 환경에서 영역을 25m 간격의 정사각형으로 구성하고 있어, 샘플 포인트 거리가 5m 간격인 경우, 일반적인 기법(conventional)에서는 채널 간섭률이 현저하게 증가한 것을 확인할 수 있다. 그러나, 본 실시예에 따른 기법(Proposed)의 경우 영역 가장자리(Edge)의 영향을 덜 받기 때문에 이러한 현상은 보이지 않는 것을 관측하였다.
또한, 본 실시예의 기법(Proposed)이 일반적인 기법(conventional)보다 채널 간섭률이 약 2~9% 정도 감소하였음을 관측할 수 있다. 또한, 본 실시예의 기법(Proposed)은 평균값을 이용한 기법(3-NN Average)보다 약 1%point 정도 향상된 특성을 관측할 수 있는데, 이는 앞서 설명한 바와 같이 본 실시예는 방향성을 가지고 임의 노드에 접근하며 고정밀의 위치 정보를 제공하기 때문이다.
이러한 모든 모의실험 결과를 통해, 본 실시예에 따른 기법이 일반적인 기법보다 MDE 성능 및 채널 간섭율이 향상될 뿐만이 아니라 DB의 연산량을 효율적으로 줄일 수 있어 시스템의 복잡도를 낮출 수 있음을 확인할 수 있다.
이상과 같은 본 발명은 지능형 공장 환경에서의 효율적인 M2M 통신을 위하여 핑거프린팅 무선측위 기술을 이용한 영역 기반의 주파수 간섭 관리 기법을 제공한다. 본 실시예를 이용한 주파수 간섭 관리 기법을 이용하면, 관리자가 공장 안의 기계들의 동작 상태나 환경을 인지할 때 필요한 주파수들 사이의 간섭을 효율적으로 관리할 수 있으며 지속적인 위치 추정을 통해 위험 상황의 경고 및 이에 대한 대처도 수행할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 무선측위 알고리즘의 모의실험 결과를 통해 본 기법이 일반적인 기법보다 측위 정밀도가 약 0.1~1.6m 정도가 향상되었고, 주파수 간섭율 또한 평균적으로 약 2~4%point 정도 낮출 수 있었다. 특히, 본 실시예에 따른 기법은 '3-NN Average' 기법보다 측위 정밀도가 약 0.2m 정도의 향상을 보였으며, 임의 노드의 방향성도 추정할 수 있기 때문에, 연산량을 효율적으로 줄이면서 고정밀의 위치 정보를 제공할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치
110: 샘플포인트 검출부 120: 보정좌표 연산부
130: 위치 추정부 140: 주파수 할당부

Claims (12)

  1. 복수의 액세스 포인트 및 일정 거리로 배열된 복수의 샘플 포인트를 이용하여 측위를 수행하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법에 있어서,
    상기 복수의 샘플 포인트 중 임의 노드와 인접한 순서의 제1 내지 제3 샘플 포인트를 상기 핑거프린팅 기법을 통해 검출하는 단계;
    상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 및 상기 샘플 포인트 간의 거리를 이용하여, 상기 제1 샘플 포인트의 좌표를 보정하기 위한 보정 좌표를 연산하는 단계; 및
    상기 제1 샘플 포인트의 좌표에 상기 보정 좌표를 반영하여 상기 임의 노드의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 임의 노드에 대하여 상기 추정된 위치에 대응하는 주파수를 할당하는 단계를 더 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정 좌표를 연산하는 단계는,
    상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값을 이용하여, 상기 제1 샘플 포인트의 위치에 대한 상기 임의 노드의 x축 및 y축 방향의 위치 차이 값에 대응하는 RSSx 값 및 RSSy 값을 추정하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값에 대한 상기 RSSx 값의 비율에 상기 샘플 포인트 간의 거리 값을 반영하여 x축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00039
    를 연산하고, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값에 대한 상기 RSSy 값의 비율에 상기 샘플 포인트 간의 거리 값을 반영하여 y축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00040
    를 연산하는 단계를 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법.
  4. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 3에 있어서,
    상기 추정된 RSSx 값 및 RSSy 값은 아래의 수학식으로 정의되는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법:
    Figure 112012099432149-pat00041
    ,
    Figure 112012099432149-pat00042

    여기서, RSSCD는 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, RSSDU는 상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, RSSCU는 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값을 나타낸다.
  5. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 4에 있어서,
    상기 x축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00043
    와 y축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00044
    는 아래의 수학식으로 연산되는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법:
    Figure 112012099432149-pat00045

    여기서, RSSBD는 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, d는 상기 샘플 포인트 간의 간격을 나타낸다.
  6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 5에 있어서,
    상기 임의 노드의 위치는 아래의 수학식을 이용하여 추정하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 방법:
    Figure 112012099432149-pat00046

    여기서,
    Figure 112012099432149-pat00047
    는 추정된 임의 노드의 위치, D(xD,yD)는 상기 제1 샘플 포인트의 위치, ±는 상기 제1 내지 제3 샘플 포인트에 대한 상기 임의 노드의 상대적 위치에 따라 상기
    Figure 112012099432149-pat00048
    및
    Figure 112012099432149-pat00049
    값에 대해 + 또는 -로 개별적으로 적용되는 값이다.
  7. 복수의 액세스 포인트 및 일정 거리로 배열된 복수의 샘플 포인트를 이용하여 측위를 수행하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치에 있어서,
    상기 복수의 샘플 포인트 중 임의 노드와 인접한 순서의 제1 내지 제3 샘플 포인트를 상기 핑거프린팅 기법을 통해 검출하는 샘플포인트 검출부;
    상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 및 상기 샘플 포인트 간의 거리를 이용하여, 상기 제1 샘플 포인트의 좌표를 보정하기 위한 보정 좌표를 연산하는 보정좌표 연산부; 및
    상기 제1 샘플 포인트의 좌표에 상기 보정 좌표를 반영하여 상기 임의 노드의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 임의 노드에 대하여 상기 추정된 위치에 대응하는 주파수를 할당하는 주파수 할당부를 더 포함하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 보정좌표 연산부는,
    상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값을 이용하여, 상기 제1 샘플 포인트의 위치에 대한 상기 임의 노드의 x축 및 y축 방향의 위치 차이 값에 대응하는 RSSx 값 및 RSSy 값을 추정한 다음,
    상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값에 대한 상기 RSSx 값의 비율에 상기 샘플 포인트 간의 거리 값을 반영하여 x축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00050
    를 연산하고, 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값에 대한 상기 RSSy 값의 비율에 상기 샘플 포인트 간의 거리 값을 반영하여 y축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00051
    를 연산하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치.
  10. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 9에 있어서,
    상기 추정된 RSSx 값 및 RSSy 값은 아래의 수학식으로 정의되는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치:
    Figure 112012099432149-pat00052
    ,
    Figure 112012099432149-pat00053

    여기서, RSSCD는 상기 제1 및 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값, RSSDU는 상기 임의 노드와 제1 샘플 포인트 사이의 RSS 값, RSSCU는 상기 임의 노드와 제2 샘플 포인트 사이의 RSS 값을 나타낸다.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 10에 있어서,
    상기 x축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00054
    와 y축에 대한 보정 좌표
    Figure 112012099432149-pat00055
    는 아래의 수학식으로 연산되는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치:
    Figure 112012099432149-pat00056

    여기서, RSSBD는 상기 제1 및 제3 샘플 포인트 사이의 RSS 값, d는 상기 샘플 포인트 간의 간격을 나타낸다.
  12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    청구항 11에 있어서,
    상기 임의 노드의 위치는 아래의 수학식을 이용하여 추정하는 핑거프린팅 기법을 이용한 무선 측위 장치:
    Figure 112012099432149-pat00057

    여기서,
    Figure 112012099432149-pat00058
    는 추정된 임의 노드의 위치, D(xD,yD)는 상기 제1 샘플 포인트의 위치, ±는 상기 제1 내지 제3 샘플 포인트에 대한 상기 임의 노드의 상대적 위치에 따라 상기
    Figure 112012099432149-pat00059
    및
    Figure 112012099432149-pat00060
    값에 대해 + 또는 -로 개별적으로 적용되는 값이다.
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