KR101405899B1 - 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법 및 장치 - Google Patents

전파 환경 정보를 이용한 측위 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

전파 환경 정보를 이용한 측위 방법 및 장치를 개시한다.
셀 ID 별로 구분된 각각의 격자 셀을 저장하되, 상기 각각의 격자 셀에 전파 환경 정보 및 기 설정된 위치 값을 매칭하여 저장하는 데이터베이스; 단말기로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신하는 통신부; 상기 데이터베이스로부터 상기 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인하는 격자 셀 확인부; 확인 결과, 상기 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 상기 매칭되는 격자 셀과 상기 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 산출부; 및 산출된 상기 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 상기 단말기로 전송하는 위치 정보 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치를 제공한다.

Description

전파 환경 정보를 이용한 측위 방법 및 장치{Method And Apparatus for Determining Position by Using Radio Environment Information}
본 실시예는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 네트워크 기반의 측위 시 정밀하고 안정적인 측위 서비스 제공하기 위해 아직 전파 환경 정보의 파라미터가 수집되지 않은 네트워크(예컨대, 4G 네트워크)에서도 격자 셀 기반의 측위 기술의 연속성을 확보하여 측위 정확도를 향상시키도록 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선통신 서비스가 제공되고 있다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 써킷(Circuit) 데이터, 패킷(Packet) 데이터 등과 같은 데이터를 송신하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.
이동통신 단말기를 이용한 다양한 무선 인터넷 서비스 중 특히, 위치기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 넓은 활용성 및 편리함으로 크게 각광받고 있다. 위치기반 서비스는 휴대폰 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등 이동통신 단말기의 위치를 파악하고, 파악된 위치와 관련된 부가 정보를 제공하는 통신 서비스를 말한다. 위치기반 서비스 제공을 위한 위치 측정 기술은 이동통신 단말기의 위치를 측정하기 위하여 이동통신망의 기지국의 셀 반경인 전파환경을 이용하여 소프트웨어적으로 위치를 확인하는 네트워크 기반(Network Based) 방식과 이동통신 단말기에 탑재된 GPS(Global Positioning System) 수신기를 이용한 핸드셋 기반(Handset Based) 방식, 그리고 이들 두 가지 방식을 혼합한 혼합(Hybrid) 방식으로 분류된다.
이러한, 네트워크 기반 측위는 측위를 위한 별도의 데이터베이스가 필요하며, 관련 정보가 충분히 확보가 되어야 하나, 최근 상용화되고 있는 4G 네트워크의 경우 상용 시점에 데이터베이스 생성에 필요한 로그 정보들이 부족할 것으로 예상되는 문제가 있다.
본 실시예는 네트워크 기반의 측위 시 정밀하고 안정적인 측위 서비스 제공하기 위해 아직 전파 환경 정보의 파라미터가 수집되지 않은 네트워크(예컨대, 4G 네트워크)에서도 격자 셀 기반의 측위 기술의 연속성을 확보하여 측위 정확도를 향상시키도록 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법 및 장치를 제공하는 데 주된 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 셀 ID 별로 구분된 각각의 격자 셀을 저장하되, 상기 각각의 격자 셀에 전파 환경 정보 및 기 설정된 위치 값을 매칭하여 저장하는 데이터베이스; 단말기로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신하는 통신부; 상기 데이터베이스로부터 상기 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인하는 격자 셀 확인부; 확인 결과, 상기 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 상기 매칭되는 격자 셀과 상기 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 산출부; 및 산출된 상기 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 상기 단말기로 전송하는 위치 정보 제공부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치를 제공한다.
또한, 본 실시에의 다른 측면에 의하면, 단말기로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신하는 통신 과정; 데이터베이스로부터 상기 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인하는 격자 셀 확인 과정; 확인 결과, 상기 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 상기 매칭되는 격자 셀과 상기 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 산출 과정; 및 산출된 상기 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 상기 단말기로 전송하는 위치 정보 제공 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 네트워크 기반의 측위 시 정밀하고 안정적인 측위 서비스 제공하기 위해 아직 전파 환경 정보의 파라미터가 수집되지 않은 네트워크(예컨대, 4G 네트워크)에서도 격자 셀 기반의 측위 기술의 연속성을 확보하여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 최근 상용화되고 있는 4G 네트워크에 대한 네트워크 기반 측위 시 측위 성능을 확보하기 위해, 측위 요청 호에 대해 데이터베이스에 로그 정보가 충분히 확보된 경우에는 격자 셀 측위를 수행하고, 로그 정보가 충분하지 않은 경우에는 삼각 측위 기법을 수행하는 형태의 혼합(Hybrid) 측위를 수행하여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 실시예에 의하면, 격자 셀 측위 방식에서 산출된 결과값과 삼각 측위 방식의 결과값 중에서 어느 하나를 선택하고자 하는 것이 아니라, 기 설정된 조건에 따라 하나의 측위 산출 시 두 가지 방법의 혼합 형태의 측위를 수행하여 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전파 환경 정보를 이용한 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 2는 본 실시예에 따른 네트워크를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 3은 본 실시예에 따른 측위 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,
도 4는 본 실시예에 따른 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 5는 본 실시예에 따른 복합 측위 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 6은 본 실시예에 따른 데이터베이스를 나타낸 예시도,
도 7은 본 실시예에 따른 대표 격자 셀을 이용하여 측위하는 방법을 설명하기 위한 예시도,
도 8은 본 실시예에 따른 커버리지 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 격자 셀 구분을 설명하기 위한 예시도,
도 9는 본 실시예에 따른 격자 셀 개수에 따른 동작 알고리즘을 나타낸 예시도,
도 10은 본 실시예에 따른 삼각 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시예에 기재된 격자 셀은 일종의 파일롯 셀(pCell: pilot Cell)으로서, 네트워크 기반의 측위 기술을 말한다. 이러한, 격자 셀은 위치 측위 서비스 대상 지역을 정해진 크기의 격자 단위로 분할하고 각 격자를 격자 셀로 정의하여 정의된 격자 셀 별로 측위 결과를 격자 셀 데이터베이스로 구축해두고 이를 위치 결정에 이용하는 측위 방식이며, 다른 측위 방식 보다 비교적 높은 정확도의 측위 결과를 제공해줄 수 있는 방식의 측위를 말한다. 즉, 격자 셀이란 대상 지역을 정사각형(예컨대, 50 m × 50 m) 모양의 논리적인 단위(각각을 격자 셀로 정의)로 나누고, 각각의 격자 셀 범위 안에서 단말기(110)가 수신한 전파 환경 정보의 파라미터를 각각의 격자 셀로 데이터베이스화한 것을 말한다.
도 1은 본 실시예에 따른 전파 환경 정보를 이용한 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 전파 환경 정보를 이용한 측위 시스템은 단말기(110), 네트워크(120), 측위 장치(130) 및 데이터베이스(140)를 포함한다. 본 실시예에서는 전파 환경 정보를 이용한 측위 시스템이 단말기(110), 네트워크(120), 측위 장치(130) 및 데이터베이스(140)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 전파 환경 정보를 이용한 측위 시스템에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
단말기(110)는 통상적인 음성 통화 및 데이터 통신을 수행하기 위한 무선통신 모듈을 구비한 단말기로서, 구비된 무선통신 모듈을 이용하여 네트워크(120)와 연동하며 무선 통신으로 통상적인 음성 통화 및 데이터 통신을 수행한다. 또한, 단말기(110)는 GPS 모듈을 구비하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 단말기(110)는 구비된 GPS 모듈을 이용하여 하나 이상의 GPS(Global Positioning System) 인공위성으로부터 수신한 GPS 전파 신호로부터 항법 데이터(Navigation Data)를 추출하여 네트워크(120)를 통해 위치 산출 장치로 전송할 수 있다. 또한, 단말기(110)는 무선랜 모듈을 구비한 단말기로서, 탑재된 무선랜 모듈을 이용하여 주변에 인식(스캔)되는 AP를 통해 무선랜 네트워크(126)에 접속하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기이다. 즉, 이러한, 단말기(110)는 무선통신 모듈, GPS 모듈 및 무선랜 모듈 중 하나 이상의 모듈이 탑재하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
단말기(110)는 사용자의 키 조작에 따라 네트워크(120)를 경유하여 각종 데이터를 송수신할 수 있는 단말기를 말하는 것이며, 태블릿 PC(Tablet PC), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 스마트폰(Smart Phone), 개인휴대용 정보단말기(PDA: Personal Digital Assistant) 및 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등 중 어느 하나일 수 있다.
단말기(110)는 외부 장치에 접속하기 위한 브라우저와 프로그램을 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하고 있는 단말기를 의미한다. 즉, 단말기(110)는 외부 장치와 서버-클라이언트 통신이 가능하다면 그 어떠한 단말기도 가능하며, 노트북 컴퓨터, 이동통신 단말기, PDA 등 여하한 통신 컴퓨팅 장치를 모두 포함하는 넓은 개념이다. 본 실시예에서는 단말기(110)가 측위 장치(130)와 별도의 장치로 구현된 것으로 기재하고 있으나, 실제 발명의 구현에 있어서, 단말기(110)는 측위 장치(130)를 모두 포함하는 형태의 자립형(Stand Alone) 장치로 구현될 수 있을 것이다.
본 실시예에 따른 단말기(110)는 위치 기반 애플리케이션을 탑재하여 위치 기반 서비스를 제공받을 수 있다. 즉, 단말기(110)는 사용자의 조작 또는 명령에 의해 위치 기반 애플리케이션을 구동하며, 위치 기반 애플리케이션을 통해 위치 기반 서비스를 수행할 수 있다. 이러한 위치 기반 애플리케이션에 대해 보다 구체적으로 설명하자면, 위치 기반 애플리케이션은 단말기(110)가 스마트 폰인 경우 애플리케이션 스토어를 통해 다운로드된 후 인스톨된 애플리케이션을 말하며, 단말기(110)가 피쳐 폰(Feature Phone)인 경우 통신사 서버를 통해 다운로드된 VM(Virtual Machine) 상에서 구동되는 애플리케이션을 말한다.
한편, 본 실시예에 따른 단말기(110)에 위치 기반 애플리케이션이 탑재되는 형태에 설명하자면, 단말기(110)는 위치 기반 애플리케이션을 임베디드(Embeded) 형태로 탑재한 상태로 구현되거나, 단말기(110) 내에 탑재되는 OS(Operating System)에 임베디드 형태로 탑재되거나, 사용자의 조작 또는 명령에 의해 단말기(110) 내의 OS에 인스톨되는 형태로 탑재될 수 있다. 전술한 방식으로 단말기(110)에 탑재된 위치 기반 애플리케이션은 단말기(110)에 탑재된 기본 애플리케이션(예컨대, 문자 발송 애플리케이션, 음성 호 송수신 애플리케이션, 데이터 송수신 애플리케이션, 메신저 애플리케이션 등)과 연동하도록 구현될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기본 애플리케이션과 연동없이 독립적으로 기능으로 운용되도록 구현될 수 있다.
한편, 단말기(110)와 측위 장치(130)는 측위 프로토콜을 이용하여 통신할 수 있는데, 이러한 측위 프로토콜은 위치 측위를 위한 애플리케이션 계층의 규격을 표준화하고 있는 프로토콜을 말한다. 즉, 측위 프로토콜은 단말기(110)와 측위 장치(130) 간에 GPS 신호 및 무선랜 신호를 송수신이 가능하다면, 그 어떠한 측위 프로토콜이라도 이용이 가능할 것이다. 측위 프로토콜은 IS-801(Interim Standard-801), RRLP(Radio Resource Location Services Protocol), RRC(Radio Resource Control), SUPL(Secure User Plane Location) 등이 이용될 수 있다. 한편, 측위 프로토콜로 SUPL(Secure User Plane Location) 2.0이 이용되어, 단말기(110)와 측위 장치(130) 간에 GPS 신호 및 무선랜 신호를 함께 송수신할 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, SUPL이란, 위치 측위를 제공하는 데 있어서 위치 측위와 관련한 데이터를 측위 장치(130)와 단말기(110) 간에 데이터 전송 경로로 직접 주고 받도록 하여 기존 위치 측위 절차를 수행할 경우 필요했던 각 네트워크 노드들 간의 통신을 지양하는 방식으로서, 위치 추적에 필요한 노드(Node)들을 구현하는 비용을 절감하고 보다 정확한 위치 측위 서비스를 제공할 수 있도록 한 프로토콜이다. 한편, SUPL 2.0이 이용되는 경우, 단말기(110)는 SUPL 2.0을 이용하여 RTD(Round Trip Delay)를 측정할 수 있다. 즉, 단말기(110)는 무선랜 신호를 이용하여 통신할 때 무선랜 파라미터를 설정할 때 로케이션 ID(Location ID), 멀티플 로케이션 Ids(Multiple Location Ids)의 로케이션 ID를 설정하고, WLAN AP Info로 RTD Value, RTD Units, RTD Accuracy를 포함하는 RTD(Round Trip Delay)를 측정할 수 있다.
네트워크(120)는 3G 네트워크(122), 4G 네트워크(124), 무선랜 네트워크(126)를 비롯한, 제 N 네트워크(동기 네트워크(Synchronous Network), 인터넷 네트워크, 인트라넷 네트워크, 위성 통신 네트워크 등)(128)를 포함한 다양한 유무선 통신 기술을 이용하여 통신 프로토콜로 데이터를 송수신할 수 있는 망을 말한다. 이러한, 네트워크(120)에 대해서는 이하 도 2를 통해 구체적으로 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신하고, 데이터베이스(140)로부터 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인하고, 확인 결과, 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 매칭되는 격자 셀과 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출하며, 산출된 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 단말기(110)로 전송한다. 한편, 측위 장치(130)는 셀 ID 별로 구분된 각각의 격자 셀을 저장하되, 각각의 격자 셀에 전파 환경 정보 및 기 설정된 위치 값을 매칭하여 저장하는 데이터베이스(140)를 포함하여 하나의 장치로 구현될 수 있다. 즉, 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)를 내부 또는 외부에 구현할 수 있다.
이하, 측위 장치(130)가 동작하는 과정에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하며, 확인된 개수, 매칭되는 격자 셀, 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 이때, 측위 장치(130)는 확인된 개수(전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수)가 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 전체가 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값을 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 한편, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀 중 대표 격자 셀과 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 삼각 측위를 통해 위치 정보를 산출하되, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간 또는 신호 세기를 이용한다. 또한, 측위 장치(130)는 확인된 개수(전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수)가 적어도 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 중 일부만 전파 환경 정보와 매칭되는 정보가 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 측위 장치(130)는 확인된 개수(전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수)가 두 개 미만 존재하되, 두 개 미만의 격자 셀에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다.
이하, 측위 장치(130)가 대표 격자 셀을 이용하여 측위를 수행하는 과정에 대해 설명하도록 한다. 측위 장치(130)는 매칭되는 격자 셀의 커버리지(700)를 확인하고, 커버리지(700) 중 기 설정된 조건과 매칭되는 대표 격자 셀(710)을 선택한다. 여기서, 대표 격자 셀(710)은 커버리지(700) 중 센터 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 1 대표 격자 셀, 커버리지(700) 내의 위도 평균값과 경도 평균값을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 2 대표 격자 셀, 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 신호 세기를 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 3 대표 격자 셀을 포함한다. 이때, 제 2 대표 격자 셀은 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 위도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 위도 평균값으로 설정한 값을 가지며, 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 경도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 경도 평균값으로 설정한 값을 가진다.
이후, 측위 장치(130)는 기 설정된 조건 정보에 따라 제 1 대표 격자 셀, 제 2 대표 격자 셀 및 제 3 대표 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다. 이하, 측위 장치(130)가 대표 격자 셀을 이용하여 측위를 수행하는 과정에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기 미만인 경우, 단말기(110)와 커버리지(700) 내의 전송기 간의 거리가 먼 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다. 또한, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기를 초과하는 경우, 단말기(110)와 커버리지(700) 내의 전송기 간의 거리가 가까운 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다.
한편, 측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 수신된 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 미만인 경우, 해당 전송기 식별 정보를 기반으로 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 수신된 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 이상인 경우, 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 신호 지연에 의한 삼각 측위 또는 신호 세기에 의한 삼각 측위를 수행한다.
데이터베이스(140)는 각각의 셀 ID를 갖는 격자 셀로 구분되되, 각각의 격자 셀에 네트워크(120)를 기반으로 수집된 전파 환경 정보의 파라미터를 매칭하여 저장한다. 여기서, 전파 환경 정보의 파라미터는 해당 전송기에 대한 전송기 식별 정보, 전송기별 수신 신호세기 정보(RSSI: Received Signal Strength Indicator), SSID(Service Set Identifier), 전송기 채널(Channel) 정보 및 전송기 주파수(Frequency) 정보 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함한다. 이러한 데이터베이스는 측위 장치(130)의 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.
데이터베이스(140)는 매번 측위된 측위 결과인 측위 결과 데이터를 기본 데이터로서 셀 ID별로 구분된 격자 셀을 저장하고 있으며, 각각의 격자 셀에 무선랜 전파 환경 정보의 파라미터를 매칭하여 저장한다. 한편, 데이터베이스(140)는 위치 측정 서비스 대상 지역을 정해진 크기의 격자 단위로 분할하고 각 격자를 격자 셀로 정의하여 정의된 격자 셀 별로 측위 결과와 무선랜 전파 환경 정보를 저장한 DB로 구축할 수도 있다.
여기서, 격자 셀은 특정 지역을 기 설정된 사이즈로 구분한 셀이며, 특정 지역에 위치하는 무선국에 대한 섹터 번호 및 PSC를 근거로 한 셀 ID를 포함한다. 즉, 격자 셀은 NxM의 사이즈로 설정될 수 있다. 예를 들어, 격자 셀이 100x100, 50x50, 30x30, 25x25, 20x20, 10x10, 5x5 및 1x1 등의 정사각형 형태로 설정될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 향후 최적화 작업을 통해 각 환경에 적합한 다양한 형태로 설정될 수 있다.
데이터베이스(140)가 저장하는 격자 셀 측위 방식의 데이터에 대해 구체적으로 설명하자면, 데이터베이스(140)는 매번 측위된 측위 결과인 측위 결과 데이터를 기본 데이터로서 셀 ID별로 구분된 격자 셀과 함께, 기본 데이터를 대표할 수 있는 기준 데이터도 저장하고 있다. 여기서, 기준 데이터는 격자 셀 측위 시 패턴 정합성 고려시 비교되는 데이터로서 측위 정확도에 큰 영향을 끼치는 데이터로서 데이터베이스를 갱신할 때 갱신되는 데이터이다. 일반적으로 데이터베이스 갱신을 위해, 새롭게 측정된 측위 결과 데이터를 이미 저장되어 있는 많은 기본 데이터와 함께 산술 평균하여 기준 데이터를 갱신한다. 이와 같은 데이터 갱신 방식으로 인해, 새롭게 측정된 측위 결과 데이터가 갱신된 기준 데이터에 반영되는 정도가 미미할 수 있다. 특히, 데이터베이스에 이미 저장되어 있던 기본 데이터의 수가 매우 많을 경우에는, 데이터베이스를 갱신하더라도 새롭게 측정된 측위 결과 데이터는 기준 데이터의 갱신에 거의 영향을 끼치지 않게 된다.
이러한, 측위 방식이 보다 정확한 측위 결과를 제공하기 위해서는 데이터베이스가 항상 최신의 데이터(예를 들어, 전송기 식별 정보, SSID, 신호세기 등)로 유지되도록 데이터베이스를 갱신해야 한다. 하지만, 일반적인 측위 방식에서의 전술한 데이터베이스 갱신 방식에 대한 특징으로 인해 일반적인 데이터베이스 갱신 방식은 무선환경, 측위 시스템 상태 등과 같은 측위 환경의 변화를 충분히 반영하지 못할 수 있다. 예를 들어, 측위 서비스가 이루어지는 측위 시스템 또는 무선환경이 지속적으로 빈번하게 변화되는 상황이라면, 과거에 데이터베이스에 기 저장된 기준 데이터보다는 현재 측정된 측위 결과 데이터가 더욱 정확한 측위 결과를 제공할 수 있다. 이런 경우에는 데이터베이스에 기 저장된 기준 데이터를 갱신할 때 현재 측정된 측위 결과 데이터를 더욱 높은 수준으로 반영함으로써 데이터베이스에 저장되는 기준 데이터가 현재의 측위 환경의 변화되는 상황을 적응적으로 따라갈 수 있게 해주어야 할 것이다.
도 2는 본 실시예에 따른 네트워크를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 네트워크(120)는 3G 네트워크(122), 4G 네트워크(124), 무선랜 네트워크(126)를 포함한다.
3G 네트워크(122)는 제 1 전송기(210), 데이터 처리기(212), 데이터 게이트웨이(214), 3G 과금 게이트웨이(216)를 포함한다. 도 2에서는 3G 네트워크(122)가 제 1 전송기(210), 데이터 처리기(212), 데이터 게이트웨이(214), 3G 과금 게이트웨이(216)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 3G 네트워크(122)에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
도 2에 도시된 3G 네트워크(122)와 연결된 UTRAN은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access Network를 말하며, GERAN은 GSM(Global System for Mobile communications) EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution) Radio Access Network를 말한다. UTRAN, GERAN은 3G 네트워크(122)에 포함된다.
단말기(110)는 3G 네트워크(122)와 4G 네트워크(124) 모두를 지원하므로 3G 네트워크(122)에서 단말기(110)는 Uu 인터페이스를 통해 UTRAN과 통신하고, Um 인터페이스를 통해 GERAN와 통신한다. UTRAN은 Iu-ps 인터페이스를 통해 데이터 처리기(212)와 통신하고, Iu-cs 인터페이스를 통해 교환기와 통신한다. GERAN는 Gb 인터페이스를 통해 데이터 처리기(212)와 통신하고, A 인터페이스를 통해 교환기와 통신한다. 단말기(110)는 3G 네트워크(122)와 4G 네트워크(124) 모두를 지원하므로 데이터 처리기(212)는 Gn 인터페이스를 통해 데이터 게이트웨이(214)와 통신하고, Gs 인터페이스를 통해 교환기와 통신한다.
제 1 전송기(210)는 3G 네트워크(122) 내의 전송기를 말하며, 3G 네트워크(122) 내에서 위치 등록, 무선 채널 할당, 핸드오프 등 무선 호 처리에 필요한 제반 기능 등을 수행한다. 여기서, 제 1 전송기(210)는 노드 B인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제 1 전송기(210)는 3G 네트워크(122) 내에서 신호 채널 중 트래픽 채널을 통해 단말기(110)로부터 통화 요청 신호를 수신하고, 기저대역 신호처리, 유무선 변환, 무선 신호의 송수신 등을 수행하는 장치이다. 이러한, 제 1 전송기(210)는 신호 채널 중 트래픽 채널을 통해 단말기(110)로부터 통화 요청 신호 또는 트래픽 요청 신호를 수신하고, 수신된 통화 요청 신호 또는 트래픽 요청 신호를 전송 제어기를 통해 컨텐츠 제공 장치로 전송할 수 있다. 여기서, 제 1 전송기(210)는 전송기인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, UTRAN, GERN으로 확장 적용될 수 있다.
데이터 처리기(212)는 이동 중인 단말기(110)로 데이터 패킷을 전송하며, 단말기(110)로 전송된 데이터 패킷에 대한 통화 내역 정보 및 과금 데이터를 생성하여 3G 과금 게이트웨이(216)로 전송하는 기능을 수행한다. 여기서, 데이터 처리기(212)는 설치된 지역에 따라 복수의 데이터 처리기로 구분될 수 있다. 여기서, 데이터 처리기(212)는 SGSN(Support GPRS Serving Node)로 구현되는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
데이터 게이트웨이(214)는 기간망과 외부 패킷 데이터 망 간의 접속 기능을 담당하는 노드로서, 데이터 처리기(212)로부터 수신되는 패킷 데이터를 적당한 패킷 데이터 프로토콜(PDP) 형식(예컨대, IP, X.25)으로 변환하여 전송하며, 착신 패킷 데이터의 PDP(Packet Data Protocol) 주소를 수신자의 전 지구적 이동 통신 시스템(GSM) 주소로 변환한다. 또한, 데이터 게이트웨이(214)는 데이터 처리기(212)의 위치 레지스터에 있는 현 사용자의 데이터 처리기의 주소와 사용자 프로파일을 저장하고 인증과 요금 부과 기능도 수행한다. 이러한, 데이터 게이트웨이(214)는 GGSN(Gateway GPRS Support Node)인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
3G 과금 게이트웨이(216)는 복수 개의 서로 다른 데이터 처리기(212)로부터 해외 가입자의 단말기(110)가 이동 중 수신한 데이터 패킷에 대한 각각의 통화 내역 정보 및 과금 데이터를 수집하며, 통화 내역 정보를 검사하여 동일한 과금 ID(Charing ID)를 갖는 과금 데이터를 하나의 데이터로 통합한 통합 과금 데이터를 생성하며, 통합 과금 데이터를 과금 센터로 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 3G 과금 게이트웨이(216)는 동일한 과금 ID를 갖는 모든 과금 데이터의 데이터 패킷량을 취합하여 통합 과금 데이터를 생성하는 기능을 수행한다. 또한, 3G 과금 게이트웨이(216)는 단말기(110)의 핸드오버(HandOver)에 따라 복수의 데이터 처리기(212) 중 적어도 하나 이상의 데이터 처리기로부터 각각의 통화 내역 정보 및 과금 데이터를 수집한다. 또한, 3G 과금 게이트웨이(216)는 통화 내역 정보의 식별자(IMSI: International Mobile Subscriber Identity) 및 과금 ID를 이용하여 통합 과금 데이터를 생성하는 기능을 수행한다. 한편, 과금 ID는 데이터 처리기(212)에서 단말기(110)의 과금 데이터 생성 시 데이터 게이트웨이(214)로부터 할당받는 값을 말한다. 즉, 과금 ID는 동일한 가입자가 동일한 데이터 게이트웨이(214) 내에서 복수 개의 데이터 처리기(212)를 이동한 경우에도 변경되지 않는 값이다.
이러한, 3G 과금 게이트웨이(216)는 컨텐츠 제공 장치에서 단말기(110)로 전송되는 컨텐츠에 대한 컨텐츠 사용량 정보 및 그에 따른 과금을 수행하는 장치를 말한다. 즉, 3G 과금 게이트웨이(216)는 단말기(110)가 컨텐츠 제공 장치로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 컨텐츠 사용량 정보를 갱신하고, 갱신된 정보를 토대로 단말기(110)의 소요 비용을 과금한 결과를 수집한다.
이하 4G 네트워크(124)에 대해 설명한다. 4G 네트워크(124)는 제 2 전송기(220), 제어 처리부(222), 트래픽 처리부(224), 패킷 처리부(226), 4G 과금 게이트웨이(228)를 포함한다. 도 2에서는 4G 네트워크(124)가 제 2 전송기(220), 제어 처리부(222), 트래픽 처리부(224), 패킷 처리부(226), 4G 과금 게이트웨이(228)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 4G 네트워크(124)에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
도 2에 도시된 4G 네트워크(124)와 연결된 E-UTRAN은 Evolved-UTRAN를 말한다. E-UTRAN은 4G 네트워크(124)에 포함된다. 단말기(110)는 3G 네트워크(122)와 4G 네트워크(124) 모두를 지원하므로 4G 네트워크(124)에서 단말기(110)는 LTE-Uu 인터페이스를 통해 E-UTRAN과 통신하고, E-UTRAN은 S1-U 인터페이스를 통해 제어 처리부(222)와 통신한다.
e노드 B란 LTE(Long Term Evolution)를 지원하는 장비로서, 전송 신호의 RF화, 송수신, 신호세기, 품질측정, 기저대역 신호처리 및 채널 카드(Channel Card)(채널 카드 자원관리) 등의 기능을 수행하는 장치이다. 또한, 제 2 전송기(220)와 EPC(Evolved Packet Core)(즉, 제어 처리부(222), 트래픽 처리부(224) 및 패킷 처리부(226))를 합쳐서 EPS(Evolved Packet System)라고 칭할 수 있다. 즉, 제 2 전송기(220)는 4G 네트워크(124)인 LTE 네트워크 내의 전송기를 말하며, 4G 네트워크(124) 내에서 위치 등록, 무선 채널 할당, 핸드오프 등 무선 호 처리에 필요한 제반 기능 등을 수행한다. 여기서, 제 2 전송기(220)는 e노드 B인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제 2 전송기(220)는 4G 네트워크(124) 내에서 신호 채널 중 트래픽 채널을 통해 단말기(110)로부터 통화 요청 신호를 수신하고, 기저대역 신호처리, 유무선 변환, 무선 신호의 송수신 등을 수행하는 장치이다. 이러한, 제 2 전송기(220)는 신호 채널 중 트래픽(Traffic) 채널을 통해 단말기(110)로부터 통화 요청 신호 또는 트래픽 요청 신호를 수신하고, 수신된 통화 요청 신호 또는 트래픽 요청 신호를 전송 제어기를 통해 컨텐츠 제공 장치로 전송할 수 있다. 여기서, 제 2 전송기(220)는 전송기인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, E-UTRAN로 확장 적용될 수 있다.
제어 처리부(222), 트래픽 처리부(224) 및 패킷 처리부(226)를 포함하여 패킷 코어라 칭할 수 있다. 이러한, 패킷 코어는 EPC를 말한다. 제어 처리부(222)는 기본적으로 단말기(110)에 대한 이동성 관리(Mobility Management)를 수행하는 기능을 수행한다. 여기서, 제어 처리부(222)는 MME(Mobile Management Entity)인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제어 처리부(222)는 위치등록 및 페이징(Paging), 인증 등의 호 제어를 담당하고, 호 제어부에 대한 합법적 감청 기능 및 데이터 호 제어 기능을 수행한다. 또한, 제어 처리부(222)는 가입자 정보 및 단말기(110)의 이동성을 관리하는 노드로서 세션(Session) 관리, 아이들(Idle) 가입자 관리, 페이징(Paging), 가입자 인증 기능 등을 담당한다.
트래픽 처리부(224)는 S-GW(Serving Gateway)인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 트래픽 처리부(224)는 액세스(Access)망에 대한 게이트웨이며 3G 네트워크(122) 내에서의 이동성을 관리한다. 또한, 트래픽 처리부(224)는 호 트래픽에 대한 합법적 감청 등을 처리하며, 트래픽 처리 기능을 수행한다. 이러한, 트래픽 처리부(224)는 설정된 세션에 따라 페이로드 트래픽(Payload Traffic)을 처리하는 세션 컨트롤(Session Control) 및 사용자 플랜(User Plane) 노드로서 제 2 전송기(220)와 연동하며 인터(Inter) 핸드오버를 지원하고 패킷 처리부(226)와 PDP 컨텍스트(Context)를 설정하고 터널링(Tunneling)을 이용하여 PDU(Packet Data Unit)를 전달한다. 한편, 트래픽 처리부(224)와 제어 처리부(222)의 분리 구현을 통해 트래픽 증가 또는 제어 신호 증가에 따른 유연한 확장가능하다.
패킷 처리부(226)는 P-GW(PDN Gateway)인 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 패킷 처리부(226)는 IMS(IP Multimedia Subsystem), 인터넷 등 PDN(Packet Data Network)에 대한 게이트웨이며 Non-3GPP망에 대한 이동성을 관리하며, 정책에 따른 과금을 수행하며 유해 패킷 차단 등을 담당한다. 또한, 패킷 처리부(226)는 단말기(110)의 IP를 할당하고 외부 인터넷망 및 Non-3GPP망과 연동하는 세션 컨트롤 및 사용자 플랜으로서 패킷 서비스를 위해 트래픽 처리부(224) 및 외부망과 라우팅(Routing) 정보를 유지하며 터널링 및 IP 라우팅 기능을 갖는다. 또한, 패킷 처리부(226)는 트래픽 처리부(224) 및 외부망으로 PDU를 전달한다.
4G 과금 게이트웨이(228)는 컨텐츠 제공 장치에서 단말기(110)로 전송되는 컨텐츠에 대한 컨텐츠 사용량 정보 및 그에 따른 과금을 수행하는 장치를 말한다. 즉, 4G 과금 게이트웨이(228)는 단말기(110)가 컨텐츠 제공 장치로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 컨텐츠 사용량 정보를 갱신하고, 갱신된 정보를 토대로 단말기(110)의 소요 비용을 과금한 결과를 수집한다.
도 3은 본 실시예에 따른 측위 장치를 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3의 실질적으로 데이터베이스(140)를 탑재한 측위 장치(130)의 내부 도면을 나타내고 있으며, 이러한 데이터베이스(140)를 탑재한 측위 장치(130)는 별도의 장치로 구현될 수 있다.
본 실시예에 따른 측위 장치(130)는 통신부(310), 격자 셀 확인부(320), 위치 산출부(330), 개수 확인부(340), 대표 격자 셀 선택부(350) 및 위치 정보 제공부(360)를 포함한다. 본 실시예에서는 측위 장치(130)가 통신부(310), 격자 셀 확인부(320), 위치 산출부(330), 개수 확인부(340), 대표 격자 셀 선택부(350) 및 위치 정보 제공부(360)만을 포함하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 측위 장치(130)에 포함되는 구성 요소에 대하여 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.
통신부(310)는 단말기(110)로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신한다. 격자 셀 확인부(320)는 데이터베이스(140)로부터 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인한다.
위치 산출부(330)는 격자 셀 확인부(320)의 확인 결과, 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 매칭되는 격자 셀과 전파 환경 정보 중 적어도 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 위치 산출부(330)는 개수 확인부(340)를 통해 확인된 개수, 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀, 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다.
이하, 위치 산출부(330)가 동작하는 과정에 대해 구체적으로 설명하도록 한다. 위치 산출부(330)는 개수 확인부(340)를 통해 확인된 개수가 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 전체가 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값을 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 위치 산출부(330)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀 중 대표 격자 셀과 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 삼각 측위를 통해 위치 정보를 산출하되, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간 또는 신호 세기를 이용한다. 또한, 위치 산출부(330)는 개수 확인부(340)를 통해 확인된 개수가 적어도 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 중 일부만 전파 환경 정보와 매칭되는 정보가 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 위치 산출부(330)는 개수 확인부(340)를 통해 확인된 개수가 두 개 미만 존재하되, 두 개 미만의 격자 셀에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다.
한편, 위치 산출부(330)는 격자 셀 확인부(320)의 확인 결과, 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 미만인 경우, 해당 전송기 식별 정보를 기반으로 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 위치 산출부(330)는 격자 셀 확인부(320)의 확인 결과, 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 이상인 경우, 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 신호 지연에 의한 삼각 측위 또는 신호 세기에 의한 삼각 측위를 수행한다. 개수 확인부(340)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인한다.
대표 격자 셀 선택부(350)는 매칭되는 격자 셀의 커버리지(700)를 확인하고, 커버리지(700) 중 기 설정된 조건과 매칭되는 대표 격자 셀을 선택한다. 여기서, 대표 격자 셀(710)은 커버리지(700) 중 센터 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 1 대표 격자 셀, 커버리지(700) 내의 위도 평균값과 경도 평균값을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 2 대표 격자 셀, 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 신호 세기를 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 3 대표 격자 셀을 포함한다. 이때, 제 2 대표 격자 셀은 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 위도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 위도 평균값으로 설정한 값을 가지며, 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 경도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 경도 평균값으로 설정한 값을 가진다.
또한, 대표 격자 셀 선택부(350)는 기 설정된 조건 정보에 따라 제 1 대표 격자 셀, 제 2 대표 격자 셀 및 제 3 대표 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다. 또한, 대표 격자 셀 선택부(350)는 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기 미만인 경우, 단말기(110)와 커버리지(700) 내의 전송기 간의 거리가 먼 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다. 대표 격자 셀 선택부(350)는 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기를 초과하는 경우, 단말기(110)와 커버리지 내의 전송기 간의 거리가 가까운 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다. 위치 정보 제공부(360)는 산출된 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 단말기(110)로 전송한다.
데이터베이스(140)는 셀 ID 별로 구분된 각각의 격자 셀을 저장하되, 각각의 격자 셀에 전파 환경 정보 및 기 설정된 위치 값을 매칭하여 저장한다. 이러한 데이터베이스(140)는 측위 장치(130) 내부 또는 외부에 구현될 수 있다.
도 4는 본 실시예에 따른 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신한다(S410). 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)로부터 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인한다(S420). 단계 S420에서, 측위 장치(130)는 셀 ID 별로 구분된 각각의 격자 셀을 저장하되, 각각의 격자 셀에 전파 환경 정보 및 기 설정된 위치 값을 매칭하여 저장하는 데이터베이스(140)를 포함하여 하나의 장치로 구현될 수 있다. 즉, 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)를 내부 또는 외부에 구현할 수 있다.
단계 S420의 확인 결과, 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀과 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다(S430). 단계 S430에서 측위 장치(130)는 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하며, 확인된 개수, 매칭되는 격자 셀, 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 이때, 측위 장치(130)는 확인된 개수가 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 전체가 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값을 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 한편, 측위 장치(130)는 매칭되는 격자 셀 중 대표 격자 셀과 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 삼각 측위를 통해 위치 정보를 산출하되, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간 또는 신호 세기를 이용한다. 또한, 측위 장치(130)는 격자 셀이 적어도 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 중 일부만 전파 환경 정보와 매칭되는 정보가 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 측위 장치(130)는 격자 셀이 두 개 미만 존재하되, 두 개 미만의 격자 셀에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다.
측위 장치(130)는 산출된 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 단말기(110)로 전송한다(S440).
도 4에서는 단계 S410 내지 단계 S440을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S410 내지 단계 S440 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 도 4에 기재된 본 실시예에 따른 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.
도 5는 본 실시예에 따른 복합 측위 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신한다(S510). 측위 장치(130)는 데이터베이스(140)로부터 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인한다(S520).
단계 S520의 확인 결과, 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 미존재하는 경우, 측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 수신된 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수(두 개) 이상인지의 여부를 확인한다(S530). 단계 S530의 확인 결과, 단말기(110)로부터 수신된 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수(두 개) 이상인 경우, 측위 장치(130)는 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 신호 지연에 의한 삼각 측위 또는 신호 세기에 의한 삼각 측위를 수행한다(S532). 한편, 단계 S530의 확인 결과, 단말기(110)로부터 수신된 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수(두 개) 미만인 경우, 측위 장치(130)는 해당 전송기 식별 정보를 기반으로 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다(S534). 즉, 단계 S534에서 측위 장치(130)는 해당 전송기 식별 정보를 단말기(110)의 위치 정보로 산출할 수 있다.
한편, 단계 S520의 확인 결과, 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하며, 확인된 개수가 두 개 이상 존재하는지의 여부를 확인한다(S540). 단계 S540의 확인 결과, 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수가 두 개 미만인 경우, 측위 장치(130)는 두 개 미만의 격자 셀에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다(S542).
한편, 단계 S540의 확인 결과, 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수가 두 개 이상인 경우, 측위 장치(130)는 두 개 이상의 격자 셀 전체가 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는지의 여부를 확인한다(S550). 단계 S550의 확인 결과, 두 개 이상의 격자 셀 전체가 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는 경우, 측위 장치(130)는 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값을 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다(S552). 한편, 단계 S550의 확인 결과, 두 개 이상의 격자 셀 전체가 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있지 않은 경우, 측위 장치(130)는 격자 셀이 적어도 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 중 일부만 전파 환경 정보와 매칭되는 정보가 있는 것으로 판단하여, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다(S554).
도 5에서는 단계 S510 내지 단계 S554를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 5에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S510 내지 단계 S554 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 5는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본 실시예에 따른 데이터베이스를 나타낸 예시도이다.
도 6에 도시된 데이터베이스(140)는 격자 셀 ID 별로 구분된 격자 셀과 해당 격자 셀에 전파 환경 정보의 파라미터를 매칭하여 저장한다. 전파 환경 정보의 파라미터는 중계하는 전송기에 대한 전송기 식별 정보, 전송기 식별 정보별 수신 신호 세기, 전송기 채널정보, 전송기 주파수 정보 및 단말기(110)가 측정한 RTD 중 적어도 하나 이상의 정보를 포함한다.
즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터베이스(140)는 물리적인 구조를 참조하면, 위치 측정 서비스 대상 지역을 정해진 크기의 격자 단위로 분할하고 각 격자를 격자 셀로 정의하여 정의된 격자 셀 별로 측위 결과를 격자 셀 데이터베이스로 구축된다. 도 6에 도시된 격자 셀은 특정 지역을 기 설정된 사이즈로 구분한 셀이며, 특정 지역에 위치하는 전송기에 대한 전송기 섹터 번호 및 PSC를 근거로한 격자 셀 ID를 포함한다. 즉, 격자 셀은 NxM의 사이즈로 설정될 수 있다. 예를 들어, 격자 셀이 100x100, 50x50, 30x30, 25x25, 20x20, 10x10, 5x5 및 1x1 등의 정사각형 형태로 설정될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 향후 최적화 작업을 통해 각 환경에 적합한 다양한 형태로 설정될 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 데이터베이스(140)의 논리적인 구조를 참조하면, 기본적으로 데이터베이스는 현재 서비스 중인 시스템의 정보, 인접 전송기의 파일롯 신호, 신호 세기(Ec/lo) 등이다. 현재 서비스 중인 시스템의 정보는 시스템 ID(SID: System ID, 이하 "SID"라 칭함), 네트워크 ID(NID: Network ID, 이하 "NID"라 칭함), 기지국 ID(BSID: Base Station ID, 이하 "BSID"라 칭함) 및 현재 서비스 중인 기지국 섹터 번호(Ref_PN: Reference PN, 이하 "Ref_PN"이라 칭함), Ref_PN 내의 파일롯 페이즈, 신호 세기 등을 포함한다.
이러한, 데이터베이스(140)는 데이터베이스 관리 프로그램(DBMS)을 이용하여 컴퓨터 시스템의 저장공간(하드디스크 또는 메모리)에 구현된 일반적인 데이터구조를 의미하는 것으로, 데이터의 검색(추출), 삭제, 편집, 추가 등을 자유롭게 행할 수 있는 데이터 저장형태를 뜻하는 것으로, 오라클, 인포믹스, 사이베이스, DB2와 같은 관계형 데이터베이스 관리 시스템이나, 겜스톤, 오리, O2 등과 같은 객체 지향 데이터베이스 관리 시스템(OODBMS) 및 엑셀론(Excelon), 타미노(Tamino), 세카이주(Sekaiju) 등의 XML 전용 데이터베이스를 이용하여 본 발명의 일 실시예의 목적에 맞게 구현될 수 있고, 자신의 기능을 달성하기 위하여 적당한 필드 또는 엘리먼트들을 가지고 있다. 는 데이터베이스 관리 프로그램(DBMS)을 이용하여 컴퓨터 시스템의 저장공간(하드디스크 또는 메모리)에 구현된 일반적인 데이터구조를 의미하는 것으로, 데이터의 검색(추출), 삭제, 편집, 추가 등을 자유롭게 행할 수 있는 데이터 저장형태를 뜻하는 것으로, 오라클, 인포믹스, 사이베이스, DB2와 같은 관계형 데이터베이스 관리 시스템이나, 겜스톤, 오리, O2 등과 같은 객체 지향 데이터베이스 관리 시스템 및 엑셀론, 타미노, 세카이주 등의 XML 전용 데이터베이스를 이용하여 본 발명의 일 실시예의 목적에 맞게 구현될 수 있고, 자신의 기능을 달성하기 위하여 적당한 필드 또는 엘리먼트들을 가지고 있다.
도 7은 본 실시예에 따른 대표 격자 셀을 이용하여 측위하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7의 (a)는 A 기지국의 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 존재하고, B 기지국의 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, C 기지국의 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하는 경우를 말한다. 즉, A 기지국의 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 존재하는 경우, 해당 격자 셀의 커버리지(700) 중 대표 격자 셀(710)과 B 기지국 및 C 기지국을 꼭지점으로 삼각 측량을 수행할 수 있으며, 이러한 경우 단말기(110)의 실제 위치를 '★'로 가정하는 경우, A 기지국, B 기지국 및 C 기지국을 꼭지점으로 삼각 측량을 수행하는 경우, '●'로 단말기(110)의 위치 정보가 산출되는 것이 A 기지국의 격자 셀 커버리지(700) 중 대표 격자 셀(710)과 B 기지국 및 C 기지국을 꼭지점으로 삼각 측량을 수행하는 경우, '■'로 단말기(110)의 위치 정보가 산출될 수 있는 것이다.
측위 장치(130)가 대표 격자 셀을 이용하여 측위를 수행하는 과정에 대해 설명하도록 한다. 측위 장치(130)는 매칭되는 격자 셀의 커버리지(700)를 확인하고, 커버리지(700) 중 기 설정된 조건과 매칭되는 대표 격자 셀(710)을 선택한다. 여기서, 대표 격자 셀은 커버리지(700) 중 센터 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 1 대표 격자 셀, 커버리지(700) 내의 위도 평균값과 경도 평균값을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 2 대표 격자 셀, 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 신호 세기를 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 3 대표 격자 셀을 포함한다. 이때, 제 2 대표 격자 셀은 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 위도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 위도 평균값으로 설정한 값을 가지며, 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 경도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 경도 평균값으로 설정한 값을 가진다.
이후, 측위 장치(130)는 기 설정된 조건 정보에 따라 제 1 대표 격자 셀, 제 2 대표 격자 셀 및 제 3 대표 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다. 이하, 측위 장치(130)가 도 7에 도시된 대표 격자 셀(710)을 이용하여 측위를 수행하는 과정에 대해 설명하도록 한다. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기 미만인 경우, 단말기(110)와 커버리지(700) 내의 전송기 간의 거리가 먼 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다. 또한, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기를 초과하는 경우, 단말기(110)와 커버리지(700) 내의 전송기 간의 거리가 가까운 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택한다.
한편, 측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 수신된 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 미만인 경우, 해당 전송기 식별 정보를 기반으로 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 수신된 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 이상인 경우, 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 신호 지연에 의한 삼각 측위 또는 신호 세기에 의한 삼각 측위를 수행한다.
반면, 도 7의 (b)는 A 기지국의 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, B 기지국의 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, C 기지국의 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀이 미존재하는 경우를 말한다. 즉, 단말기(110)의 실제 위치를 '★'로 가정하는 경우, A 기지국, B 기지국 및 C 기지국을 꼭지점으로 삼각 측량을 수행하는 경우, '●'로 단말기(110)의 위치 정보가 산출되므로, A 기지국의 격자 셀 커버리지(700) 중 대표 격자 셀(710)과 B 기지국 및 C 기지국을 꼭지점으로 삼각 측량을 수행하는 경우, '■'로 산출되는 단말기(110)의 위치 정보와 정확도에서 차이가 발생하는 것이다.
도 8은 본 실시예에 따른 커버리지 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 격자 셀 구분을 설명하기 위한 예시도이다.
대표 격자 셀(710)은 커버리지(700) 중 센터 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 1 대표 격자 셀, 커버리지(700) 내의 위도 평균값과 경도 평균값을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 2 대표 격자 셀, 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 신호 세기를 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한 제 3 대표 격자 셀을 포함한다. 이때, 제 2 대표 격자 셀은 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 위도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 위도 평균값으로 설정한 값을 가지며, 커버리지(700) 내의 각각의 격자 셀의 경도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 경도 평균값으로 설정한 값을 가진다.
또한, 제 3 대표 격자 셀은 도 8에 도시된 바와 같이, 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 신호 세기를 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정한다.
즉, 제 3 대표 격자 셀은 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨이 'aa ~ bb'인 경우 커버리지 대표 값을 'X1, Y1'을 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정될 수 있다. 또한, 제 3 대표 격자 셀은 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨이 'cc ~ dd'인 경우 커버리지 대표 값을 'X2, Y2'를 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정될 수 있다. 또한, 제 3 대표 격자 셀은 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨이 'ee ~ ff'인 경우 커버리지 대표 값을 'X3, Y3'을 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정될 수 있다. 또한, 제 3 대표 격자 셀은 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨이 'gg ~ hh'인 경우 커버리지 대표 값을 'X4, Y4'을 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정될 수 있다. 또한, 제 3 대표 격자 셀은 커버리지(700) 중 기 설정된 신호 세기 레벨이 'ii ~ jj'인 경우 커버리지 대표 값을 'X5, Y5'을 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀(710)로 설정될 수 있다.
즉, 측위 장치(130)는 단말기(110)로부터 수신한 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기([aa ~ bb], [cc ~ dd], [ee ~ ff], [gg ~hh], [ii ~ jj])를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기 미만인 경우, 단말기(110)와 커버리지(700) 내의 전송기 간의 거리가 먼 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀([X1,Y1], [X2,Y2], [X3,Y3], [X4,Y4], [X5,Y5] 중 어느 하나) 중 어느 하나를 선택한다. 또한, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기([aa ~ bb], [cc ~ dd], [ee ~ ff], [gg ~hh], [ii ~ jj])를 확인하고, 확인된 신호 세기가 기 설정된 신호 세기를 초과하는 경우, 단말기(110)와 커버리지(700) 내의 전송기 간의 거리가 가까운 것으로 판단하여 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀([X1,Y1], [X2,Y2], [X3,Y3], [X4,Y4], [X5,Y5] 중 어느 하나) 중 어느 하나를 선택한다.
도 9는 본 실시예에 따른 격자 셀 개수에 따른 동작 알고리즘을 나타낸 예시도이다.
측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀을 확인한 결과, 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 매칭되는 격자 셀과 전파 환경 정보 중 적어도 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 또한, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수 확인을 통해 확인된 개수, 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀, 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 이를 도 9를 통해 설명하자면 다음과 같다.
1. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '1 개'이되, '1 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 존재하지 않는 경우, '1 개'의 전송기 식별 정보를 기반으로 측위를 수행한다.
2. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '1 개'이되, '1 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 존재하는 경우, '1 개'의 격자 셀 내에 존재하는 위치 값을 기반으로 측위를 수행한다.
3. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '2 개'이되, '2 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 존재하지 않는 경우, '2 개'의 전송기 식별 정보를 기반으로 측위를 수행한다.
4. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '2 개'이되, '2 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 '1 개'만 존재하는 경우, '1 개'의 전송기 식별 정보와 '1 개'의 격자 셀 내에 존재하는 위치 값을 기반으로 측위를 수행한다.
5. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '2 개'이되, '2 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 존재하는 경우, '2 개'의 격자 셀 내에 존재하는 위치 값을 기반으로 측위를 수행한다.
6. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '3 개'이되, '3 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 존재하지 않는 경우, '3 개'의 전송기 식별 정보를 기반으로 측위를 수행한다.
7. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '3 개'이되, '3 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 '1 개'만 존재하는 경우, '2 개'의 전송기 식별 정보와 '1 개'의 격자 셀 내에 존재하는 위치 값을 기반으로 측위를 수행한다.
8. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '3 개'이되, '3 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 '2 개'만 존재하는 경우, '1 개'의 전송기 식별 정보와 '2 개'의 격자 셀 내에 존재하는 위치 값을 기반으로 측위를 수행한다.
9. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 해당하는 전송기 식별 정보의 개수가 '3 개'이되, '3 개'의 전송기 식별 정보에 매칭되는 무선 환경 정보가 데이터베이스(140)의 격자 셀 내에 '3 개' 모두 존재하는 경우, '3 개'의 격자 셀 내에 존재하는 위치 값을 기반으로 측위를 수행한다.
도 10은 본 실시예에 따른 삼각 측위를 설명하기 위한 예시도이다.
측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀의 존재 여부를 확인한 결과, 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 매칭되는 격자 셀과 전파 환경 정보 중 적어도 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 이때, 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하여 확인된 개수, 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀, 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하여 확인된 개수가 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 전체가 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값을 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다.
측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀 중 대표 격자 셀과 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 삼각 측위를 통해 위치 정보를 산출하되, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간 또는 신호 세기를 이용한다. 이때, 측위 장치(130)는 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간을 이용하여 삼각 측위를 수행하거나, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 세기를 이용하여 삼각 측위를 수행할 수 있다.
측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하여 확인된 개수가 적어도 두 개 이상 존재하되, 두 개 이상의 격자 셀 중 일부만 전파 환경 정보와 매칭되는 정보가 있는 경우, 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보와 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하여 확인된 개수가 두 개 미만 존재하되, 두 개 미만의 격자 셀에 해당하는 위치 값과 전파 환경 정보를 이용하여 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다. 측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀의 존재 여부를 확인한 결과, 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 미만인 경우, 해당 전송기 식별 정보를 기반으로 단말기(110)의 위치 정보를 산출한다.
측위 장치(130)는 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀의 존재 여부를 확인한 결과, 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 이상인 경우, 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 신호 지연에 의한 삼각 측위 또는 신호 세기에 의한 삼각 측위를 수행한다. 이때, 측위 장치(130)는 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간을 이용하여 삼각 측위를 수행하거나, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 전파 환경 정보에 포함되는 신호 세기를 이용하여 삼각 측위를 수행할 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 전파 환경 정보를 이용한 측위 분야에 적용되어, 아직 로그 정보가 구축되지 않은 네트워크(예컨대, 4G 네트워크)에서도 격자 셀 기반의 측위 기술의 연속성 확보할 수 있도록 하는 효과를 발생하는 유용한 발명이다.
110: 단말기 120: 네트워크
130: 측위 장치 210: 통신부
220: 격자 셀 확인부 230: 위치 산출부
240: 개수 확인부 250: 위치 정보 제공부

Claims (20)

  1. 셀 ID 별로 구분된 각각의 격자 셀을 저장하되, 상기 각각의 격자 셀에 전파 환경 정보 및 기 설정된 위치 값을 매칭하여 저장하는 데이터베이스;
    단말기로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신하는 통신부;
    상기 데이터베이스로부터 상기 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인하는 격자 셀 확인부;
    확인 결과, 상기 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 상기 매칭되는 격자 셀과 상기 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 산출부; 및
    산출된 상기 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 상기 단말기로 전송하는 위치 정보 제공부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하는 개수 확인부를 추가로 포함하되,
    상기 위치 산출부는 상기 확인된 개수, 상기 매칭되는 격자 셀, 상기 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    상기 확인된 개수가 두 개 이상 존재하되, 상기 두 개 이상의 격자 셀 전체가 상기 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는 경우, 상기 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값을 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    상기 매칭되는 격자 셀 중 대표 격자 셀과 상기 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 삼각 측위를 통해 상기 위치 정보를 산출하되, 상기 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간 또는 신호 세기를 이용하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    상기 확인된 개수가 적어도 두 개 이상 존재하되, 상기 두 개 이상의 격자 셀 중 일부만 상기 전파 환경 정보와 매칭되는 정보가 있는 경우, 상기 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값과 상기 전파 환경 정보를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    상기 격자 셀이 두 개 미만 존재하되, 상기 두 개 미만의 격자 셀에 해당하는 위치 값과 상기 전파 환경 정보를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 매칭되는 격자 셀의 커버리지를 확인하고, 상기 커버리지 중 기 설정된 조건과 매칭되는 상기 대표 격자 셀을 선택하는 대표 격자 셀 선택부
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 대표 격자 셀은,
    상기 커버리지 중 센터 격자 셀을 대표 격자 셀로 설정한 제 1 대표 격자 셀;
    상기 커버리지 내의 위도 평균값과 경도 평균값을 대표 격자 셀로 설정한 제 2 대표 격자 셀; 및
    상기 커버리지 중 기 설정된 신호 세기 레벨에 따른 신호 세기를 갖는 격자 셀을 대표 격자 셀로 설정한 제 3 대표 격자 셀
    을 포함하는 특징으로 하는 측위 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 대표 격자 셀은,
    상기 커버리지 내의 각각의 격자 셀의 위도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 상기 위도 평균값으로 설정하고, 상기 커버리지 내의 각각의 격자 셀의 경도 값의 총 합을 해당 섹터의 격자 개수(n)로 나눈 값을 상기 경도 평균값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 대표 격자 셀 선택부는,
    기 설정된 조건 정보에 따라 상기 제 1 대표 격자 셀, 상기 제 2 대표 격자 셀 및 상기 제 3 대표 격자 셀 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 대표 격자 셀 선택부는,
    상기 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 상기 확인된 신호세기가 기 설정된 신호 세기 미만인 경우, 상기 단말기와 상기 커버리지 내의 전송기 간의 거리가 먼 것으로 판단하여 상기 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 대표 격자 셀 선택부는,
    상기 전파 환경 정보에 포함된 신호 세기를 확인하고, 상기 확인된 신호세기가 기 설정된 신호 세기를 초과하는 경우, 상기 단말기와 상기 커버리지 내의 전송기 간의 거리가 가까운 것으로 판단하여 상기 제 3 대표 격자 셀에 포함된 격자 셀 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    확인 결과, 상기 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 상기 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 미만인 경우, 해당 전송기 식별 정보를 기반으로 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    확인 결과, 상기 매칭되는 격자 셀이 미존재하고, 상기 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보가 기 설정된 개수 이상인 경우, 상기 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 신호 지연에 의한 삼각 측위 또는 신호 세기에 의한 삼각 측위를 수행하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  15. 단말기로부터 전파 환경 정보를 포함한 측위 요청 메시지를 수신하는 통신 과정;
    데이터베이스로부터 상기 전파 환경 정보에 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는지 여부를 확인하는 격자 셀 확인 과정;
    확인 결과, 상기 매칭되는 격자 셀이 적어도 하나 존재하는 경우, 상기 매칭되는 격자 셀과 상기 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 산출 과정; 및
    산출된 상기 위치 정보를 포함한 측위 응답 메시지를 상기 단말기로 전송하는 위치 정보 제공 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 매칭되는 격자 셀의 개수를 확인하는 개수 확인 과정을 추가로 포함하되,
    상기 측위 수행 과정은 상기 확인된 개수, 상기 매칭되는 격자 셀, 상기 전파 환경 정보 중 적어도 하나 이상의 정보에 근거하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 측위 수행 과정은,
    상기 확인된 개수가 두 개 이상 존재하되, 상기 두 개 이상의 격자 셀 전체가 상기 전파 환경 정보와 매칭되는 정보를 갖고 있는 경우, 상기 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값을 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 측위 수행 과정은,
    상기 매칭되는 격자 셀 중 대표 격자 셀과 상기 전파 환경 정보에 포함된 전송기 식별 정보를 꼭지점으로 삼각 측위를 통해 상기 위치 정보를 산출하되, 상기 전파 환경 정보에 포함되는 신호 지연 시간 또는 신호 세기를 이용하는 것을 특징으로 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 측위 수행 과정은,
    상기 격자 셀이 적어도 두 개 이상 존재하되, 상기 두 개 이상의 격자 셀 중 일부만 상기 전파 환경 정보와 매칭되는 정보가 있는 경우, 상기 두 개 이상의 격자 셀 각각에 해당하는 위치 값과 상기 전파 환경 정보를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 위치 산출부는,
    상기 격자 셀이 두 개 미만 존재하되, 상기 두 개 미만의 격자 셀에 해당하는 위치 값과 상기 전파 환경 정보를 이용하여 상기 단말기의 위치 정보를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 환경 정보를 이용한 측위 방법.
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