KR101547825B1 - RTT(round trip time)를 이용한 위치측위 방법 및 장치 - Google Patents

RTT(round trip time)를 이용한 위치측위 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101547825B1
KR101547825B1 KR1020140155366A KR20140155366A KR101547825B1 KR 101547825 B1 KR101547825 B1 KR 101547825B1 KR 1020140155366 A KR1020140155366 A KR 1020140155366A KR 20140155366 A KR20140155366 A KR 20140155366A KR 101547825 B1 KR101547825 B1 KR 101547825B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
positioning
data
time
rtt
signal
Prior art date
Application number
KR1020140155366A
Other languages
English (en)
Inventor
박영몽
송병구
강문경
Original Assignee
(주)휴빌론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)휴빌론 filed Critical (주)휴빌론
Application granted granted Critical
Publication of KR101547825B1 publication Critical patent/KR101547825B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/10Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/38Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using adjustment of real or effective orientation of directivity characteristic of an antenna or an antenna system to give a desired condition of signal derived from that antenna or antenna system, e.g. to give a maximum or minimum signal
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RTT를 위한 송신기의 수신 안테나를 별도로 구성하지 않고 송신기의 관리용 수신 안테나를 이용하여 RTT의 조사 요청 신호를 수신함에 의해 위치측위를 수행하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 위치 추정을 위한 RFID 수신 안테나와 관리 수신 안테나를 하나의 안테나로 통합함으로써, 전력 절약 효과를 가져오는 동시에 송신기의 안테나 모듈을 줄임에 의해 RFID를 이용한 위치측위 시스템 구축을 위한 비용을 절감할 수 있도록 한다.

Description

RTT(round trip time)를 이용한 위치측위 방법 및 장치{POSITIONING METHOD AND APPARATUS BY USING ROUND-TRIP TIME}
본 발명은 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RTT를 위한 송신기의 수신 안테나를 별도로 구성하지 않고 송신기의 관리용 수신 안테나를 이용하여 RTT의 조사 요청 신호를 수신함에 의해 위치측위를 수행하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
위치정보 추정 기술은 자산이나 사람들의 위치를 실시간으로 추적하고 트래킹 할 수 있는 기술로 다양한 분야에서 유용하게 활용할 수 있는 서비스이다. GPS 위성 정보를 이용한 자동차 네비게이션 기술 등의 보편화된 서비스에서부터 액티브(active) RFID 기술 등의 전용 특수 단말을 이용하여 이동 물체에 대한 실내외 위치측위 기술까지 다양한 분야에서 유용하게 활용되고 있다.
위치측위 서비스를 위한 추정 방식에는 수신 신호의 세기 측정값(RSSI)에 기반한 핑거 프린트 방식과 송수신 전파 시간을 측정한 삼각측량 방식을 많이 사용한다. 신호 세기 측정값 기술(RSSI)은 무선 랜 시스템 기반에서 널리 사용하고 있는 방식이고, 송수신 전파 시간을 측정하는 삼각측량 방식은 각 신호의 도착 시간을 측정하는 방식으로서, 특수 단말은 이용한 위치 추정에서 많이 사용하는 방식이다.
무선 랜 환경에서 RSSI를 이용한 핑거 프린트 방식은 기존에 설치되어 있는 무선 랜 환경을 이용하여 미리 다수개의 위치를 데이터베이스화하고 선정한 위치에서 수집된 신호 세기 정보를 이동 물체의 위치 추정에 이용하는 방식이다. 이때, 미리 수집된 각각의 지점을 참조 위치라 한다. 이러한 방식의 장점은 기존의 무선 랜 환경을 이용한 위치 추정이 가능하게 되어, 초기 인프라의 구축이 비교적 저렴하다는 점이다. 그러나 뛰어난 측위 성능을 위해서는 높은 밀도의 무선 접속점의 인프라 구축이 필요하지만 밀도가 높을수록 각 무선 접속점의 신호 간섭 및 변화 주기가 짧아져 무선 인프라의 환경이 자주 변화하는 특징이 있다. 때문에 RSSI를 이용한 위치측위 방식은 실제 환경에 적용하기 어려운 단점이 있다.
삼각측량 방식은 이동 단말과 수신 장치 사이의 조사 신호(Probe packet)의 도달 시간을 측정하여 두 장치 사이의 거리를 측정하는 방식이다. 각 태그는 주기적인 조사 요청 신호에 송신 시간(t1)을 적어 방송하면 조사 신호를 수신한 각각의 리더는 송신 시간과 수신 시간(t2)의 차를 이용해 리더와 태그 장치의 거리를 추정한다. 때문에 각 태그와 리더에서는 정밀한 시각 동기가 선행되어야 한다. 하지만 이런 시각 동기화 역시 독립적으로 많은 관련 연구가 진행될 만큼 시스템 구축을 위한 비용이 큰 것이 사실이다. 이러한 단점에도 불구하고 핑커 프린트 방식보다 비교적 적은 수신기를 이용하여 위치측위를 수행하며 뛰어난 위치 추정이 가능하다. 또한 수신기의 수가 적고 측위 방식이 비교적 간단하기 때문에 유지/보수의 비용이 적어 실제 환경으로의 적용 또한 비교적 간단하다.
삼각측량을 이용한 위치 추정 방식의 시스템은 정밀한 시각 동기화로 인해 기술 개발에 많은 어려움이 있다. 때문에 시각 동기화를 배제한 위치측위 시스템의 연구개발을 진행하고 있고, 그 중 하나는 송수신기 사이의 RTT(round trip time)를 이용한 위치 추정 방식으로 조사 요청 신호의 송수신 시간을 리더와 태그에서 각각 쓰는 방식과는 달리 리더에서만 송신 시간과 측위 시간을 확인하고 그 정보를 위치 추정에 사용한다. 리더는 태그에게 조사 요청 신호를 보내기 직전 송신 시간을 확인하고 조사 신호를 수신한 태그는 조사 응답 신호를 리더에게 전송한다. 조사 응답 신호를 수신한 리더는 수신한 시간을 다시 확인함으로써 두 장치 사이의 RTT(round trip time)을 계산한다. 이 방식은 조사 요청 신호와 응답 신호를 리더에서만 확인하고 개별 리더와 태그 사이의 거리를 각각 추정하기 때문에 두 장치 사이의 정밀한 시각 동기화가 필요하지 않다. 하지만 RTT 방식은 위치 추정을 위하여 두 장치가 유니캐스트로 조사 신호 교환을 해야 하고 이 경우 태그는 항상 수신 채널을 스캔하며 조사 신호를 기다려야 하기 때문에 전원의 낭비가 초래될 가능성이 크다. 만약 태그가 외부 전원의 공급 없이 자체 전원만으로 운용될 경우 짧은 전원 수명이 문제가 될 수 있다. 이러한 배터리 문제는 항만 물류 환경에서 위치측위를 위해 사용하는 태그의 단가를 높여 측위 대상이 수백, 수천 개가 되는 환경에서의 시스템 구축을 방해하는 요소가 된다. 특히 시각 동기화 기반의 삼각 측량 방식에서는 태그의 Tx 신호만으로 측위가 가능한데 반해, RTT 방식은 태그의 Rx 및 Tx 신호를 모두 처리해야 하기 때문에 태그 단가의 상승을 가져온다.
KR 10-2005-0063522 A KR 10-2012-0122806
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 위치 추정을 위한 RFID 수신 안테나와 관리용 수신 안테나를 하나의 안테나로 통합함으로써, 전력 절약 효과를 가져오는 동시에 송신기의 안테나 모듈을 줄임에 의해 RFID를 이용한 위치측위 시스템 구축을 위한 비용을 절감하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적으로 달성하기 위해 본 발명에 따른, 위치 수행 장치가 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 방법은, (a) 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하는 단계; (b) 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 단계; (c) 상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임)을 포함하는 위치측위용 데이터를 응답 신호로서 수신하는 단계; 및 (d) 상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이하 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는,
d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
에 의해 산출되고, 여기서
tRTT = t3 - (t1 + t2 )
이며, 여기서 t3는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치측위용 데이터 요청 시각이다.
상기 단계(b)의 전송은, 지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어진다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 위치측위 수행 장치가 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 방법은, (a) 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하는 단계; (b) 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 단계; (c) 상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임)과 상기 위치측위용 데이터 요청 신호의 클럭 오차(α)를 포함하는 위치측위용 데이터를 응답 신호로서 수신하는 단계; 및 (d) 상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이하 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는,
d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
에 의해 산출되고, 여기서
tRTT = t3 - (t1 + t2 +α)
이며, 여기서 t3는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치측위용 데이터 요청 시각, α는 상기 위치측위용 데이터 요청 신호가 임의번째(k) 일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 위치측위용 데이터 요청 신호의 검출(detecting) 신호이거나 주파수 오차 신호이다.
상기 위치측위 수행 장치와 임의의 간격으로 위치한 임의의 위치측위 수행 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 수신되는 위치측위용 데이터 신호에는 상기 위치측위 수행 장치와 상기 임의의 위치측위 수행 장치 사이만큼의 거리 오차(β)를 포함한다.
상기 거리 오차(β)는 상기 위치측위용 데이터 신호가 임의번째(k)일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 거리값이다.
상기 클럭 오차(α) 및 거리 오차(β)는 칼만 필터로 보정한다.
상기 단계(b)의 전송은, 지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 장치는, 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다) 및, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)로부터 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이라 한다)을 파악하고 저장하는 시간 체크모듈; 위치측위용 데이터 제공 장치에 위치측위 데이터를 요청하는 신호를 생성하는 위치측위용 데이터 요청 신호 생성모듈; 상기 위치측위용 데이터 요청 신호를 상기 위치측위용 데이터 제공 장치의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나; 상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)을 포함하는 위치 측위용 데이터를 수신하는 위치측위용 데이터 수신 안테나; 상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '안테나 수신 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 거리 산출모듈; 및 RTT를 이용한 위치측위 수행 장치의 상기 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위 수행을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함한다.
상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는
d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
에 의해 산출되고, 여기서
tRTT = t3 - (t1 + t2)
이며, 여기서 t3는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치 측위용 데이터 요청 시각이다.
상기 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나로부터의 전송은, 지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 장치로서, 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다) 및, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)로부터 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이라 한다)을 파악하고 저장하는 시간 체크모듈; 위치측위용 데이터 제공 장치에 위치측위 데이터를 요청하는 신호를 생성하는 위치측위용 데이터 요청 신호 생성모듈; 상기 위치측위용 데이터 요청 신호를 상기 위치측위용 데이터 제공 장치의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나; 상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)과 상기 위치측위용 데이터 요청 신호의 클럭 오차(α)를 포함하는 위치 측위용 데이터를 수신하는 위치측위용 데이터 수신 안테나; 상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '안테나 수신 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 거리 산출모듈; 및 RTT를 이용한 위치측위 수행 장치의 상기 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위 수행을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함하는, RTT를 이용한 위치측위 수행장치.
상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는
d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
에 의해 산출되고, 여기서
tRTT = t3 - (t1 + t2 +α)
이며, 여기서 t3 는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치 측위용 데이터 요청 시각, α는 상기 위치측위용 데이터 요청 신호가 임의번째(k) 일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 위치측위용 데이터 요청 신호의 검출(detecting) 신호이거나 주파수 오차 신호이다.
상기 위치측위 수행 장치와 임의의 간격으로 위치한 임의의 위치측위 수행장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 수신되는 위치측위용 데이터 신호에 상기 위치측위 수행 장치와 상기 임의의 위치측위 수행 장치 사이만큼의 거리 오차(β)를 포함한다.
상기 거리 오차(β)는 상기 위치 측위용 데이터 신호가 임의번째(k)일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 거리값인 것이다.
상기 클럭 오차(α) 및 거리 오차(β)는 칼만 필터로 보정된다.
상기 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나로부터의 전송은,
지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 위치측위용 데이터 제공 장치가 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 위한 측위 데이터를 위치측위 수행 장치에 제공하는 방법은, (a) 상기 위치측위 수행 장치로부터 위치측위 데이터를 요청하는 신호를, 상기 위치측위용 송신 장치의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신하는 단계, (b) 상기 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신한 시각을 파악하여 저장하는 단계; (c) 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스를 수행하는 단계; (d) 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 전송하는 시점의 시각을 파악하여 저장하는 단계; (e) 상기 (b), (d)의 데이터로부터, 상기 (c)의 프로세서 수행 시간(이하 '프로세싱 타임' 이라 한다)을 산출하는 단계; 및 (f) 상기 단계 (e)에서 산출된 프로세스 수행 시간을 포함하는 위치측위용 데이터를, RTLS(real time location service) 데이터를 송신하기 위한 Tx 안테나를 통해 상기 위치측위 수행 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 단계(a)의 수신은, 지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루언진다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, RTT(round trip time)를 이용한 위치측위용 데이터를 제공하는 장치는, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치의 관리 데이터의 송수신 및 위치측위 수행 장치로부터 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신하는 역할을 수행하는 관리 데이터 송수신용 안테나; 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스를 수행하는 응답 프로세싱 모듈; 상기 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신한 시각 및 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 전송하는 시점의 시각을 파악하여, 이로부터 상기 응답 프로세싱 모듈의 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)을 산출하는 프로세싱 타임 산출모듈; 상기 위치측위 수행 장치에 상기 프로세싱 타임을 포함하는 위치측위용 데이터를 응답 신호로서 송신하는 위치측위용 데이터 송신 안테나; 및 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공 장치의 상기 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함한다.
상기 관리 데이터 송수신 안테나의 신호 수신은, 지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 위치 추정을 위한 RFID 수신 안테나와 관리 수신 안테나를 하나의 안테나로 통합함으로써, 전력 절약 효과를 가져오는 동시에 송신기의 안테나 모듈을 줄임에 의해 RFID를 이용한 위치측위 시스템 구축을 위한 비용을 절감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 방법을 나타내는 시퀀스 다이어그램.
도 2는 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 방법 중α 를 나타낸 시퀀스 다이어그램.
도 3은 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 방법 중 β를 나타낸 시퀀스 다이어그램.
도 4는 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 장치의 구성을 도시한 도면.
도 5은 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위용 데이터를 제공하는 장치의 구성을 도시한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발병자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 방법을 나타내는 시퀀스 다이어그램이다.
RTT를 이용한 위치측위 수행장치(이하 '위치측위 수행 장치'라 한다) 1,2,....,N(100)은 위치 측위용 데이터 요청신호를 보내기 직전, 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다)(t1)을 파악하여 저장한다(S101). 이후 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를, RTT를 이용하여 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하, "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)(200)의 관리 데이터 송수신용 안테나(240, 도 3 참조)에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)에 전송한다.(S102). 이러한 전송은, 지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어질 수 있으며, 이외에도 다양한 근거리 통신 방식을 이용할 수 있다. 위치측위용 데이터 제공 장치(200)는, RFID 액티브 태그 등의 장치일 수 있다.
본 발명에서 제안하는 특징 중 하나는, 수신기(위치측위 수행 장치(100))와 전송기(위치측위용 데이터 제공 장치(200))의 거리를 측정하기 위해 RTT를 위한 위치측위용 데이터 제공 장치(200)의 수신 안테나를 별도로 구성하지 않고, 전술한 바와 같이, 위치측위용 데이터 제공 장치(200)의, 관리를 위한 Rx 안테나(관리 데이터 송수신용 안테나(240, 도 3 참조)를 이용하여 RTT의 조사 요청(위치측위용 데이터 요청) 신호를 수신(S102)한다는 것이다.
외부에서 전력을 공급받지 않고 내부의 밧데리를 이용해 전력을 공급 받는 무선 장치의 경우 밧데리 성능은 큰 이슈가 된다. 무선 통신 장치는 일반적으로 꺼짐, 수면, 준비, 송신등 다섯 단계 중 하나의 물리적인 단계에 놓이게 되는데, 위치측위용 데이터 제공 장치(200)가 RTT를 위한 위치측위 수행과정의 데이터를 수신하기 위한 별도의 Rx 안테나를 가진다면(즉, 이 경우 Rx 용, Tx 용, 관리 데이터 송수신용 등 3개의 안테나 필요), 주기적인 Rx 데이터 수신을 위한 주파수 채널 스캐닝을 수행하는 준비 단계를 가져야 하므로 매우 비 효율적인 전력 소비를 보여주게 된다.
이에 따라 본 발명에서는 위치측위용 데이터 제공 장치(200)에서, 위치 추정을 위한 RFID의 수신 안테나(Rx 안테나)와 관리를 위한 수신용 안테나를 하나의 인터페이스, 즉 하나의 안테나(관리 데이터 송수신용 안테나(240))로 통합함으로써 전력 절약 효과를 기대할 수 있고, 따라서 위치측위용 데이터 제공 장치(200)의 안테나 모듈을 줄이면서 원가 절감 효과로 인한 RFID의 대중화에 기여할 수 있다.
이를 위해 전술한 바와 같이 위치측위 수행 장치(100)는 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를, 위치측위용 데이터 제공 장치(200)의 관리 데이터 송수신용 안테나(240, 도 3 참조)에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)에 전송하는 것이며(S102), 이러한 전송은, 지그비(zigbee) 방식 등의 다양한 근거리 무선 통신으로 이루어질 수 있는 것이다.
이후 위치측위용 데이터 제공 장치(200)는, 상기 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신한 시각을 파악하여 저장하고, 상기 위치측위용 수행 장치(100)에 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스를 수행한 후, 상기 위치측위 수행 장치(100)에 응답 신호를 전송하는 시점의 시각을 파악하여 저장한다. 이로부터, 프로세스 수행 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)(t2)을 산출한다(S103).
단계 S103에서 산출된 프로세싱 타임을 포함하는 위치측위용 데이터를, RTLS(real time location service)데이터를 송신하기 위한 Tx 안테나(위치측위용 데이터 송신 안테나(250), 도 3 참조)를 통해 상기 위치측위 수행 장치(100)로 전송한다(S104). 이와 같이 프로세싱 타임을 포함하는 위치측위용 데이터를 위치측위용 데이터 제공 장치(200)로부터 응답 신호로서 위치측위용 수행 장치(100)가 수신한 경우(S104), 위치측위 수행 장치(100)는 그 수신 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하고(S105), 이로부터 상기 위치측위 수행 장치(100)와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)간의 거리를 산출한다(S106)
이러한 상기 위치측위 수행 장치(100)와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)간의 거리(d)는,
d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
에 의해 산출되고, 여기서
tRTT = t3 - (t1 + t2)
이며, 여기서 t3는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치측위용 데이터 요청 시각이다.
여기서, 또 다른 실시예로 상기 t2는 도면 2에 도시된 바와 같이 보정될 시간 오차를 포함하고 있으며, 보정될 시간 오차(α)는 상기 위치측위 수행 장치(100)로부터 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)가 수신한, 위치측위용 데이터 요청 신호 수신시 발생할 수 있는 클럭 오차이며, 이는 신호 검출(detecting) 및 클럭 주파수 오차일 수 있다. 따라서,
tRTT = t3 - (t1 + t2 + α)
로 나타낼 수 있다.
여기서, α는 상기 위치측위용 데이터 요청 신호가 임의번째(k)일 경우, 임의번째 이전(k-1)의 위치측위용 데이터 요청 신호 시간이다.
상기 위치측위 수행 장치 N(100)로부터 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)로 임의번째(k)의 위치측위용 데이터 요청 신호를 보냈을 경우
tRTT(n,k) = t3(n,k) - t1(n,k) - t2 - α(n,k-1)
이고,
α(n,k) = (t3(n,k) - t1(n,k) - t2 - 2C
Figure 112015029632743-pat00185
로 계산되며, α에 대한 보정은 칼만 필터 등을 이용한다.
도 3은 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 방법 중 β를 나타낸 시퀀스 다이어그램으로, 위치측위 수행 장치1(100)과 위치측위 수행 장치2(100) 사이에 발생하는 거리 오차가 β이며, 상기 위치측위 수행장치1(100)로부터 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)가 수신한 위치측위용 데이터 요청 신호에 대하여 위치측위 수행 장치1(100)과 위치 측위용 데이터 제공 장치간 거리(d1)는,
d1 = 3 * 108 (m/sec) * (t3 - t1 - (t2 + α)) / 2
이고, 위치측위 수행 장치2(100)로부터 상기 위치측위용 데이터 제공 장치(200)가 위치 측위용 데이터 요청 신호를 수신하지 않았지만 상기 위치측위 수행 장치2(100)와 위치측위용 데이터 제공 장치(200)간 거리(d2)는
3 * 108 (m/sec) * (t5 - (t4 + β)) = (d1 - D12) + 3 * 108 (m/sec) * (t2 + α) +d2
에 의하여,
d2 = 3 * 108 (m/sec) * (t5 - (t4 + β) - (t2 + α)) - d1 + D12
로 산출되며,
n번의 위치측위 수행장치와 위치측위용 데이터 제공 장치간 거리(dn)는
dn = 3 * 108 (m/sec) * (t4(βn) - t3(n) + β) - (t2 + α) - d1 + D1n
임을 알 수 있고, α와 β는
α(n,k) = (t3(n,k) - t1(n,k) - t2 - 2C
Figure 112015029632743-pat00186
α(n,k) = (t5(n,k) - t4(n,k)) - t2 - 2C
Figure 112015029632743-pat00187
로 계산되며, α, β 에 대한 보정은 칼만 필터 등을 이용한다.
이와 같이 각 위치측위 수행 장치(100) 들에서 산출된 거리값들에 의해, 위치측위용 데이터 제공 장치(200)의 위치를 산출할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 장치(100)의 구성을 도시한 도면이다.
위치측위가 수행되는 프로세스에 관하여는 도 1를 참조하여 상세히 전술한 바 있으므로, 이하에서는 그러한 과정을 수행하는, RTT를 이용한 위치측위를 수행하는 장치(100)의 각 모듈 별 기능을 중심으로 간략히 기술하기로 한다.
제어부(110)는 RTT를 이용한 위치측위 수행 장치(100)의 이하 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위 수행을 위한 일련의 처리를 수행한다.
시간 체크모듈(120)은 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다)(t1) 및, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하, '위치측위용 데이터 제공장치'라 한다)로부터 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이라 한다)(t3)을 파악하고 이를 저장하도록 한다.
위치측위용 데이터 요청 신호 생성모듈(130)은 위치측위용 데이터 제공 장치에 위치측위 데이터를 요청하는 신호를 생성한다.
거리 산출모듈(140)은 상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '데이터 수신 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출한다. 이때 상기 위치 측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는,
d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
에 의해 산출됨은 도 1을 참조하여 전술한 바와 같다,
위치측위용 데이터 요청 송신 안테나(150)는 상기 위치측위용 데이터 요청 신호를 상기 위치측위용 데이터 제공 장치의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송한다.
이때, 상기 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나(150)로부터의 전송은, 지그비(zigbee) 방식 등의 근거리 무선 통신으로 이루어질 수 있음은 전술한 바와 같다.
위치측위용 데이터 수신 안테나(160)는 상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신시 이에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)(t2)와 클럭 오차(α)를 포함하는 위치측위용 데이터를 수신한다.
도 5는 본 발명에 따른 RTT를 이용한 위치측위용 데이터를 제공하는 장치(200)의 구성을 도시한 도면이다.
위치측위가 수행되는 프로세스에 관하여는 도 1을 참조하여 상세히 전술한 바와 있으므로, 이하에서는 그러한 과정을 수행하는, RTT를 이용한 위치측위용 데이터를 제공하는 장치(200)의 각 모듈 별 기능을 중심으로 간략히 기술하기로 한다.
제어부(210)는 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공 장치(200)의 이하 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공을 위한 일련의 처리를 수행한다.
응답 프로세스 모듈(220)은 위치측위 수행 장치(100)에 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스를 수행한다.
프로세싱 타임 산출모듈(230)은 위치측위 수행 장치(100)로부터 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신한 시각 및 위치측위 수행 장치(100)에 응답 신호를 전송하는 시점의 시각을 파악하여, 이로부터 상기 응답 프로세싱 모듈의 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)(t2)을 산출한다.
관리 데이터 송수신용 안테나(240)는 위치측위용 데이터 제공 장치(200)의 관리 데이터 송수신 및, 위치측위 수행 장치(100)로부터 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신하는 역할을 수행한다. 이때, 관리 데이터 송수신용 안테나(240)가 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신하는 방식은, 지그비(zigbee)방식 등의 근거리 무선 통신으로 이루어질 수 있다.
위치측위용 데이터 송신 안테나(250)는 위치측위 수행 장치(100)에 상기 프로세싱 타임을 포함하는 위치측위용 데이터를 응답 신호로서 송신하는 역할을 수행한다.
100: RTT를 이용한 위치측위 수행 장치
200: RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공장치

Claims (22)

  1. 위치측위 수행 장치가 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 방법으로서,
    (a) 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하는 단계;
    (b) 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 단계;
    (c) 상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임)을 포함하는 위치측위용 데이터를 응답 신호로서 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이하 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 단계
    를 포함하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는,
    d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
    에 의해 산출되고, 여기서
    tRTT = t3 - (t1 + t2)
    이며, 여기서 t3는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치측위용 데이터 요청 시각인 것을 특징으로 하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(b)의 전송은,
    지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  4. 위치측위 수행 장치가 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 방법으로서,
    (a) 현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하는 단계;
    (b) 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 단계;
    (c) 상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임)과 상기 위치측위용 데이터 요청 신호의 클럭 오차(α)를 포함하는 위치측위용 데이터를 응답 신호로서 수신하는 단계; 및
    (d) 상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이하 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 단계를 포함하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는,
    d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
    에 의해 산출되고, 여기서
    tRTT = t3 - (t1 + t2 + α)
    이며, 여기서 t3 는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치측위용 데이터 요청 시각, α는 상기 위치측위용 데이터 요청 신호가 임의번째(k) 일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 위치측위용 데이터 요청 신호의 검출(detecting) 신호이거나 주파수 오차 신호인 것을 특징으로 하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 위치측위 수행 장치와 임의의 간격으로 위치한 임의의 위치측위 수행 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 수신되는 위치측위용 데이터 신호에는 상기 위치측위 수행 장치와 상기 임의의 위치측위 수행 장치 사이만큼의 거리 오차(β)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 거리 오차(β)는 상기 위치측위용 데이터 신호가 임의번째(k)일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 거리값인 것
    을 특징으로 하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  8. 청구항 4에 있어서,
    상기 클럭 오차(α) 및 거리 오차(β)는 칼만 필터로 보정하는 것
    을 특징으로 하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 단계(b)의 전송은,
    지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는, 위치측위 수행 장치의 RTT를 이용한 위치측위 수행 방법.
  10. RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 장치로서,
    현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다) 및, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)로부터 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이라 한다)을 파악하고 저장하는 시간 체크모듈;
    위치측위용 데이터 제공 장치에 위치측위 데이터를 요청하는 신호를 생성하는 위치측위용 데이터 요청 신호 생성모듈;
    상기 위치측위용 데이터 요청 신호를 상기 위치측위용 데이터 제공 장치의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나;
    상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)을 포함하는 위치 측위용 데이터를 수신하는 위치측위용 데이터 수신 안테나;
    상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '안테나 수신 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 거리 산출모듈; 및
    RTT를 이용한 위치측위 수행 장치의 상기 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위 수행을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함하는, RTT를 이용한 위치측위 수행장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는
    d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
    에 의해 산출되고, 여기서
    tRTT = t3 - (t1 + t2)
    이며, 여기서 t3는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치 측위용 데이터 요청 시각인 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위 수행 장치.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나로부터의 전송은,
    지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위 수행 장치.
  13. RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 수행하는 장치로서,
    현재 시각(이하 '위치측위용 데이터 요청 시각'이라 한다) 및, 위치측위용 데이터를 제공하는 송신 장치(이하 "위치측위용 데이터 제공 장치"라 한다)로부터 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '위치측위용 데이터 수신 시각'이라 한다)을 파악하고 저장하는 시간 체크모듈;
    위치측위용 데이터 제공 장치에 위치측위 데이터를 요청하는 신호를 생성하는 위치측위용 데이터 요청 신호 생성모듈;
    상기 위치측위용 데이터 요청 신호를 상기 위치측위용 데이터 제공 장치의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신할 수 있는 형태로, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 전송하는 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나;
    상기 위치측위용 데이터 제공 장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 요청에 대한 응답을 위해 소요된 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)과 상기 위치측위용 데이터 요청 신호의 클럭 오차(α)를 포함하는 위치 측위용 데이터를 수신하는 위치측위용 데이터 수신 안테나;
    상기 위치측위용 데이터를 수신한 시각(이하 '안테나 수신 시각'이라 한다)을 파악하여 저장하고, 이로부터 상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치측위용 데이터 제공 장치 간의 거리를 산출하는 거리 산출모듈; 및
    RTT를 이용한 위치측위 수행 장치의 상기 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위 수행을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부
    를 포함하는, RTT를 이용한 위치측위 수행장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 위치측위 수행 장치와 상기 위치 측위용 데이터 제공 장치 간의 거리는
    d = 3 * 108 (m/sec) * tRTT / 2
    에 의해 산출되고, 여기서
    tRTT = t3 - (t1 + t2 + α)
    이며, 여기서 t3는 상기 위치측위용 데이터 수신 시각, t2는 상기 프로세싱 타임, t1은 상기 위치측위 수행 장치가 파악하여 저장한 상기 위치 측위용 데이터 요청 시각, α는 상기 위치측위용 데이터 요청 신호가 임의번째(k) 일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 위치측위용 데이터 요청 신호의 검출(detecting) 신호이거나 주파수 오차 신호인 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위 수행 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 위치측위 수행 장치와 임의의 간격으로 위치한 임의의 위치측위 수행장치로부터, 상기 위치측위용 데이터 제공 장치에 수신되는 위치측위용 데이터 신호에 상기 위치측위 수행 장치와 상기 임의의 위치측위 수행 장치 사이만큼의 거리 오차(β)를 포함하는 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위 수행 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 거리 오차(β)는 상기 위치 측위용 데이터 신호가 임의번째(k)일 경우, 상기 임의번째 이전(k-1)의 거리값인 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위 수행 장치.
  17. 청구항 13에 있어서
    상기 클럭 오차(α) 및 거리 오차(β)는 칼만 필터로 보정되는 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위 수행 장치.
  18. 청구항 13에 있어서,
    상기 위치측위용 데이터 요청 송신 안테나로부터의 전송은,
    지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위 수행 장치.
  19. 위치측위용 데이터 제공 장치가 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위를 위한 측위 데이터를 위치측위 수행 장치에 제공하는 방법으로서,(a) 상기 위치측위 수행 장치로부터 위치측위 데이터를 요청하는 신호를, 상기 위치측위용 송신 장치의 관리 데이터 송수신용 안테나에서 수신하는 단계;(b) 상기 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신한 시각을 파악하여 저장하는 단계;(c) 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스를 수행하는 단계;(d) 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 전송하는 시점의 시각을 파악하여 저장하는 단계;(e) 상기 (b), (d)의 데이터로부터, 상기 (c)의 프로세서 수행 시간(이하 '프로세싱 타임' 이라 한다)을 산출하는 단계; 및 (f) 상기 단계 (e)에서 산출된 프로세스 수행 시간을 포함하는 위치측위용 데이터를, RTLS(real time location service) 데이터를 송신하기 위한 Tx 안테나를 통해 상기 위치측위 수행 장치로 전송하는 단계를 포함하는, 위치측위용 데이터 제공 장치의 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 단계(a)의 수신은,
    지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 위치측위용 데이터 제공 장치의 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공 방법.
  21. RTT(round trip time)를 이용한 위치측위용 데이터를 제공하는 장치로서,
    상기 위치측위용 데이터 제공 장치의 관리 데이터의 송수신 및 위치측위 수행 장치로부터 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신하는 역할을 수행하는 관리 데이터 송수신용 안테나; 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스를 수행하는 응답 프로세싱 모듈; 상기 위치측위용 데이터를 요청하는 신호를 수신한 시각 및 상기 위치측위 수행 장치에 응답 신호를 전송하는 시점의 시각을 파악하여, 이로부터 상기 응답 프로세싱 모듈의 응답 신호를 제공하기 위한 프로세스 처리 시간(이하 '프로세싱 타임'이라 한다)을 산출하는 프로세싱 타임 산출모듈; 상기 위치측위 수행 장치에 상기 프로세싱 타임을 포함하는 위치측위용 데이터를 응답 신호로서 송신하는 위치측위용 데이터 송신 안테나; 및 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공 장치의 상기 각 구성요소를 제어하여 RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함하는, RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 관리 데이터 송수신 안테나의 신호 수신은,
    지그비(zigbee) 방식의 근거리 무선 통신으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, RTT를 이용한 위치측위용 데이터 제공 장치.
KR1020140155366A 2014-04-21 2014-11-10 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위 방법 및 장치 KR101547825B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140047233 2014-04-21
KR20140047233 2014-04-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101547825B1 true KR101547825B1 (ko) 2015-08-27

Family

ID=54062095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140155366A KR101547825B1 (ko) 2014-04-21 2014-11-10 RTT(round trip time)를 이용한 위치측위 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101547825B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10887723B2 (en) 2017-12-22 2021-01-05 Qualcomm Incorporated Millimeter wave ranging with six degrees of freedom

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006145222A (ja) 2004-11-16 2006-06-08 Matsushita Electric Works Ltd 測距システム、及び測距方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006145222A (ja) 2004-11-16 2006-06-08 Matsushita Electric Works Ltd 測距システム、及び測距方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10887723B2 (en) 2017-12-22 2021-01-05 Qualcomm Incorporated Millimeter wave ranging with six degrees of freedom

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109212471B (zh) 一种定位基站、系统和方法
RU2713477C1 (ru) Система позиционирования
KR100671283B1 (ko) 순차 송수신 방식을 이용한 비동기 무선 측위 시스템 및방법
US10142778B2 (en) Direction finding for legacy bluetooth devices
US20170123039A1 (en) Ultra wideband (uwb)-based high precision positioning method and system
US8547870B2 (en) Hybrid positioning mechanism for wireless communication devices
JP2010151807A (ja) 無線測位装置及び座標構成方法
CN105467358A (zh) 一种室内定位方法及装置
KR101836837B1 (ko) 측위 시스템 내 시간 차이 보상 방법 및 그에 따른 측위 시스템
KR20100006961A (ko) 단방향 측정 기법을 이용한 위치 추정 방법 및 시스템
US9897684B2 (en) Systems and methods for estimating a position of a receiver in a network of beacons
US20180329023A1 (en) System and method for wireless time-of-arrival localization
Chen et al. Smartphone-based indoor positioning technologies
Wang et al. Prototyping and experimental comparison of IR-UWB based high precision localization technologies
CN104185273A (zh) 基于测距的无锚节点式定位方法、系统和设备
WO2013181247A1 (en) Ultrasound-based localization of client devices with inertial navigation supplement in distributed communication systems and related devices and methods
KR20150041240A (ko) 인프라 없는 환경에서의 근거리 무선통신망 기반 협업 위치 측정 방법 및 시스템
CN102395198A (zh) 无线传感网络基于信号强度的节点定位方法及装置
WO2020006123A1 (en) Method and apparatus for determining a position of a terminal
CN104849741A (zh) 基于gps和射频技术的混合定位方法
CN102573055A (zh) 一种无线传感网络中的节点定位方法
CN102572695B (zh) 一种基于Zigbee技术的定位系统
Robert et al. Sub 10µW wake-up-receiver based indoor/outdoor asset tracking system
US20140225780A1 (en) Using time-difference-of-arrival to detect a position of a target transmitter
CN112799014A (zh) 基于椭球交汇的超宽带定位系统、方法、无线终端及服务器

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180821

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190819

Year of fee payment: 5