KR101813505B1 - 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a) 휴대 단말에서 송출한 무선랜 신호에 기초하여 생성된 단말 감지 데이터를 연결된 2 이상의 무선랜 중계기로부터 핑거프린트 생성기가 수신하는 단계; 및 (b) 상기 핑거프린트 생성기가 상기 수신된 단말 감지 데이터 중 동일한 휴대 단말의 무선랜 신호로부터의 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성하는 단계;를 포함하는 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법과 시스템에 관한 발명이다.

Description

무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템{FINGERPRINT UTILIZATION METHOD AND SYSTEM IN WIRELESS LAN INFRASTRUCTURE}

본 발명은 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로는 휴대 단말이 송출하는 무선랜 신호를 수신하는 무선랜 네트워크 인프라가 휴대 단말의 무선랜 신호로부터 핑거프린트를 구성하고 구성된 핑거프린트를 이용하여 휴대 단말의 위치를 추정할 수 있는, 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템에 관한 것이다.

최근 무선랜 신호를 이용한 실내에서의 다양한 위치인식 기법이 개발되고 있다. 이러한 위치인식 기법은 크게 네트워크를 통해서 수집되는 정보를 중심으로 위치를 추정 또는 인식하는 네트워크 인프라 기반 위치인식 기법과 단말에서 얻어진 정보를 중심으로 위치를 추정하는 단말 기반 위치인식 기법으로 나눌 수 있다.

네트워크 인프라 기반 위치인식 기법은 무선신호의 처리 방식에 따라, 중계기(무선랜 중계기)가 단말로부터 받아들이는 신호의 각도 정보를 활용하는 AOA(Angle of Arrival) 기법이나 중계기가 단말로부터 신호를 수신하는 시간차인 TDOA(Time Difference of Arrival)에 기반한 삼변 측위 기법 등이 있다.

그리고 단말 기반 위치인식 기법에는 중계기의 설치 위치 정보가 주어지는 경우 삼변 측위 기법을 사용할 수 있으며, 그렇지 않은 경우 핑거프린팅 방식을 사용하는 것이 보통이다. 핑거프린트는 특정 단말에서 수신된 무선 신호의 특성을 지칭하며, 구체적 예를 들면, 단말이 수신한 무선랜 신호로부터 추출되는 무선 AP의 식별자(ID; 보통 MAC 주소)와 수신 신호 세기의 쌍으로 이루어진 리스트로 표현된다.

핑거프린팅 방식에서는, 사전에 핑거프린트와 수집된 위치의 쌍으로 구성된 라디오 맵이 구축된 상태에서, 단말에서 핑거프린트를 수집하면 이 핑거프린트와 유사한 핑거프린트를 라디오 맵에서 검색하고 검색된 핑거프린트에 연결된(맵핑된) 위치 정보를 참조하여 단말의 위치를 추정한다. 핑거프린팅 방식은 라디오 맵의 구축에 많은 시간과 비용이 소요됨에도 삼변 측위 기법에 비해 정확도가 우수하여 널리 사용되어 왔다.

그런데, 기존 핑거프린팅 방식에서는 단말이 핑거프린트의 수집을 수행해야 하므로 위치 인식을 위해서는 단말의 개입이 필연적이다. 단말이 무선랜 신호로부터 무선 AP의 식별자를 추출하고 수신 신호 세기를 측정하여 핑거프린트를 구성하며, 이를 라디오 맵을 보유한 위치 서버로 보고하는 등의 과정이 필요하다.

기존 핑거프린팅 방식은 이와 같이 핑거프린트의 수집 및 보고 등을 위해 필요한 애플리케이션이 단말에 설치되어 있어야 하고 해당 애플리케이션의 구동이 필요하며, 아울러 이러한 과정에서 단말의 배터리 소모를 유발하는 단점이 있다.

본 발명은, 상술한 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 휴대 단말의 개입을 없애거나 최소화하면서도 무선랜 환경에서 핑거프린팅 방식으로 휴대 단말의 측위가 가능토록 하는 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 휴대 단말에 핑거프린팅 방식의 측위을 위한 애플리케이션의 설치나 구동이 필요 없는 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법은 (a) 휴대 단말에서 송출한 무선랜 신호에 기초하여 생성된 단말 감지 데이터를 연결된 하나 이상의 무선랜 중계기로부터 핑거프린트 생성기가 수신하는 단계 및 (b) 핑거프린트 생성기가 수신된 하나 이상의 단말 감지 데이터 중 동일한 휴대 단말의 무선랜 신호로부터의 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성하는 단계를 포함한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템은 하나 이상의 무선랜 중계기에 연결된 핑거프린트 생성기를 포함하고, 핑거프린트 생성기는 휴대 단말에서 송출한 무선랜 신호에 기초하여 생성된 단말 감지 데이터를 연결된 하나 이상의 무선랜 중계기로부터 수신하는 통신부 및 수신된 하나 이상의 단말 감지 데이터 중 동일한 휴대 단말의 무선랜 신호로부터의 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성하는 제어부를 포함한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템은 무선랜 네트워크 인프라에서 휴대 단말의 핑거프린트를 구성하고 구성된 핑거프린트에 따라 휴대 단말의 위치를 무선랜 네트워크 인프라가 알 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템은 휴대 단말의 개입을 최소화하거나 없애면서 핑거프린트를 자동 수집할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템은 휴대 단말에 핑거프린트의 수집 또는 보고를 위한 애플리케이션의 설치나 구동이 필요 없는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템은 임의의 휴대 단말로부터 자동 수집된 핑거프린트를 위치 라벨링하여 라디오 맵을 자동 구축하고 갱신할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같은 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법 및 시스템은 네트워크 인프라 기반 위치인식 기법에 핑거프린팅 기법을 추가하고 위치 추정을 위한 여러 기법간의 전환을 통해 휴대 단말의 보다 정확한 위치 추정이 가능한 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템의 예시적인 시스템 블록도를 도시한 도면이다.
도 2는 핑거프린트 생성기의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 3은 핑거프린트 활용 서버의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.
도 4는 무선랜 인프라에서의 핑거프린트의 이용을 위한 예시적인 제어 흐름을 도시한 도면이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술 되어 있는 상세한 설명을 통하여 더욱 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 핑거프린트 이용 방법과 핑거프린트 이용 시스템에서 '이용'은 핑거프린트 자체의 수집 및 갱신도 포함할 수 있는 광의의 개념이다.

도 1은 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템의 예시적인 시스템 블록도를 도시한 도면이다.

도 1에 따르면 핑거프린트 이용 시스템은 하나 이상의 휴대 단말(100), 하나 이상의 무선랜 중계기(200), 하나 이상의 핑거프린트 생성기(300) 및 핑거프린트 활용 서버(400)를 포함한다.

핑거프린트 이용 시스템은 복수의 무선랜 네트워크와 광대역 네트워크를 포함하고 각각의 무선랜 네트워크는 하나 이상의 무선랜 중계기(200)와 핑거프린트 생성기(300)를 포함하여 구성되고 각각의 휴대 단말(100)은 이 무선랜 네트워크에 접속 가능하다.

도 1의 예시적인 시스템은 설계 변형에 따라 특정 장치(기기)의 개수가 변경되거나 생략될 수도 있다.

도 1의 각 장치들을 살펴보면, 휴대 단말(100)은 사용자가 휴대 가능한 단말이다. 휴대 단말(100)은 적어도 무선랜(WLAN, Wireless Local Area Network)을 통해 네트워크에 접속가능한 단말로서, 예를 들어 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북 등 일 수 있다. 휴대 단말(100)은 특정 위치에서 임의의 무선랜 중계기(200)에 접속하고 접속된 무선랜 중계기(200)를 거쳐 네트워크로 각종 데이터를 송수신할 수 있다.

휴대 단말(100)은 주기적으로 송출하는 무선 중계기(200)의 비콘 신호를 이용해 무선랜 중계기(200)의 베이직 서비스 셋트 식별자(BSSID, Basic Service Set Identification)를 인식할 수 있으며, 베이직 서비스 셋트 식별자의 인식으로 해당 BSS(Basic Service Set)의 무선랜 중계기(200)로 접속을 요청하는 패킷을 무선랜 모듈을 통해 송출할 수 있고, 무선랜 중계기(200)와 각종 패킷을 송수신할 수 있다. 휴대 단말(100)이 특정 무선랜 중계기(200)에 접속됨에 따라, 휴대 단말(100)은 사용자의 요구 등에 따라 각종 데이터를 접속된 무선랜 중계기(200)의 무선채널을 통해 송수신할 수 있다.

이와 같이, 휴대 단말(100)은 특정 무선랜을 인식하거나 특정 무선랜에 접속하기 위해서 또는 접속된 무선랜을 통해 데이터를 송수신하기 위해 무선랜의 표준에 따른 무선신호를 무선랜 안테나를 통해 송출하고 수신할 수 있다.

무선랜 중계기(200)는 무선랜 신호의 통신 패킷을 중계한다. 무선랜 중계기(200)는 수신된 무선신호의 통신 패킷을 광대역 네트워크로 전송하거나 광대역 네트워크로부터 수신된 데이터(통신 패킷)를 무선신호로 출력할 수 있다. 또는 무선랜 중계기(200)는 수신된 무선신호의 데이터를 다른 무선채널을 통해 무선신호로 송출할 수 있다. 무선랜 중계기(200)는 통상 무선 AP(Access Point)로 지칭되는 것이다.

본 발명에 따른 무선랜 중계기(200)(들)는 무선랜 신호(데이터)의 중계 외에, 임의의 휴대 단말(100)에 의해 송출된 무선랜 신호를 이용하여 핑거프린트를 생성하는 과정에 관여하도록 구성된다. 핑거프린트의 구성을 위해 무선랜 중계기(200)는 휴대 단말(100)로부터 송출된 무선랜 신호로부터 신호세기를 측정하고 측정된 무선랜 신호의 신호세기와, 휴대 단말(100)의 식별자(예를 들어 MAC 주소 또는 IP 주소)를 포함하는 '단말 감지 데이터'를 생성한다.

생성된 단말 감지 데이터는 이후 살펴볼 핑거프린트 생성기(300)로 전달된다. 단말 감지 데이터는 무선랜 중계기(200)의 식별자(예를 들어 MAC 주소 또는 IP 주소나 약속된 형태의 시리얼 번호 등) 및/또는 무선랜 신호의 인식 시각을 더 포함할 수 있다.

핑거프린트 생성기(300)는 하나 이상의 무선랜 중계기(200)에 유선 케이블 등을 통해 연결되어 임의의 휴대 단말(100)을 대상으로 한 핑거프린트를 생성한다. 핑거프린트 생성기(300)는 복수의 무선랜 중계기(200)에 연결되어 하나 또는 복수의 무선 근거리 네트워크를 구성하고 각 무선랜 중계기(200)를 제어하는 기능을 가진 무선랜 제어기(미도시)에 함께 구성될 수 있다. 또는 무선랜 제어기가 핑거프린트 생성기(300)와 별도로 존재할 수도 있다.

핑거프린트 생성기(300)는 연결된 하나 이상의 무선랜 중계기(200)의 각각으로부터 단말 감지 데이터를 수신하고 단말 감지 데이터에 포함된 휴대 단말(100)의 식별자, 신호 세기, 인식 시각 등을 이용하여 단말 감지 데이터를 필터링하고 핑거프린트를 구성할 수 있다.

핑거프린트 생성기(300)에서 수신되는 단말 감지 데이터는 휴대 단말(100)의 식별자, 이 휴대 단말(100)이 송출한 무선신호를 해당 무선랜 중계기(200)에서 측정한 무선랜 신호의 신호세기를 포함하며, 핑거프린트 생성기(300)는 수신되는 단말 감지 데이터로부터 휴대 단말(100)의 식별자, 무선랜 중계기(200)에서 측정한 무선랜 신호의 신호세기, 무선랜 중계기(200)의 식별자, 및/또는 무선랜 신호의 인식 시각을 추출하거나 결정할 수 있다.

각 핑거프린트는 특정한 단일의 휴대 단말(100)을 대상으로 것으로서, 여러 무선랜 중계기(200)에서 특정 단일의 휴대 단말(100)로부터의 무선랜 신호를 수신한 것에 기반하며, 각 무선랜 중계기(200)의 식별자와 각 무선랜 중계기(200)에서 측정한 무선랜 신호의 신호세기 쌍을 하나 이상 포함한다.

생성된 핑거프린트는 이후 각종 서비스를 위해 핑거프린트 활용 서버(400)로 핑거프린트 생성기(300)에 의해 전송될 수 있다.

핑거프린트 생성기(300)에 대해서는 도 2 및 도 4를 통해 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

핑거프린트 활용 서버(400)는 생성된 핑거프린트를 무선랜 네트워크 인프라 상에서 이용 가능토록 하는 서버이다. 예를 들어 핑거프린트 활용 서버(400)는 핑거프린트가 수집된 임의의 휴대 단말(100)의 위치를 추정하기 위한 위치 서버이거나 핑거프린트를 통해 라디오 맵을 구성하고 갱신하기 위한 라디오 맵 서버이거나 이 두 기능을 동시에 수행하기 위한 서버일 수 있으며, 이 둘은 서로 분리된 서버일 수도 있다.

구축된 라디오 맵은 수집된 핑거프린트와 이 수집된 핑거프린트의 수집 위치를 나타내는 위치 라벨의 쌍을 복수 개 포함한다. 구축된 라디오 맵을 이용해 임의의 휴대 단말(100)에 관하여 생성된 핑거프린트로부터 이 휴대 단말(100)의 위치를 인식하거나 추정할 수 있다.

이와 같이 핑거프린트 활용 서버(400)는 수집된 핑거프린트로써 라디오 맵을 구성 및 갱신할 수 있으며, 수집된 핑거프린트로써 임의의 휴대 단말(100)의 위치를 추정할 수 있다. 그 외, 핑거프린트 활용 서버(400)는 핑거프린트 기반의 위치 인식 외에 다른 네트워크 인프라 기반의 위치인식 기법을 더 활용할 수 있고 휴대 단말(100)의 1차 추정 위치에 따라 더 정확한 위치인식 기법으로 전환하여 현재 위치를 추정할 수 있다.

핑거프린트 활용 서버(400)는 다양한 하드웨어를 이용하여 구성될 수 있고 단일 서버로 구성되거나 복수의 서버로 구성될 수 있다. 핑거프린트 활용 서버(400)는 하나 이상의 PC, 워크스테이션 및/또는 메인 프레임 등을 이용하여 구성될 수 있다.

핑거프린트 활용 서버(400)에 대해서는 도 3 및 도 4를 통해서 좀 더 상세히 살펴보도록 한다.

도 2는 핑거프린트 생성기(300)의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.

도 2에 따르면 핑거프린트 생성기(300)는 통신부(310), 저장부(330), 연결부(350) 및 제어부(370)를 포함한다. 도 2는 바람직하게는 기능 블록도를 나타내며 대응하는 하드웨어 블록을 각 기능 블록들은 구비할 수 있다.

통신부(310)는 복수의 무선랜 중계기(200)에 연결되어 무선랜 중계기(200)로부터 단말 감지 데이터를 수신한다. 단말 감지 데이터는 휴대 단말(100)에 의해서 송출된 무선랜 신호에 기초하여 무선랜 중계기(200)에 의해 생성된다. 통신부(310)는 연결된 무선랜 중계기(200)의 각각으로부터 동일한 휴대 단말(100)을 대상으로 한 단말 감지 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 통신부(310)는 임의의 휴대 단말(100)에 대해서 생성된 핑거프린트 데이터를 통신 패킷으로 핑거프린트 활용 서버(400)로 전송할 수 있다.

통신부(310)는 유선 케이블에 연결되어 무선랜 중계기(200)로부터의 유선의 통신 패킷을 수신하거나 약속된 포맷에 따른 데이터(단말 감지 데이터)를 수신할 수 있다. 통신부(310)는 광대역 네트워크에 연결되고 광대역 네트워크로 핑거프린트 데이터를 포함하는 통신 패킷을 송출할 수 있다.

통신부(310)는 유선 랜 등과 같은 근거리 통신 네트워크와 인터페이스하기 위한 통신 모듈을 구비하고 게이트웨이 등을 통해 광대역 네트워크와 통신 패킷을 송수신할 수 있다. 그 외, 핑거프린트 생성기(300)가 무선랜 제어기로서의 역할을 겸하는 경우, 통신부(310)는 제어부(370)의 제어에 따라 무선랜 중계기(200)를 제어하기 위한 제어 신호(데이터)를 연결된 무선랜 중계기(200)로 전송하고 상태 데이터 등을 무선랜 중계기(200)로부터 수신할 수 있다. 또한, 통신부(310)는 광대역 네트워크와 무선랜 중계기(200) 사이의 데이터(통신 패킷)를 라우팅하는 기능을 겸할 수도 있다.

저장부(330)는 각종 데이터와 프로그램을 저장한다. 저장부(330)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및/또는 하드디스크 등과 같은 대용량 저장매체를 구비하여 제어부(370)에서 이용되는 각종 데이터와 제어부(370)에서 구동될 수 있는 각종 프로그램을 저장한다.

예를 들어, 저장부(330)는 제어부(370)에서 수행될 수 있는 핑거프린트 생성 프로그램을 저장한다. 이 핑거프린트 생성 프로그램은 무선랜 중계기(200)로부터 단말 감지 데이터를 수신하고 수신된 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성(구성)하고 생성된 핑거프린트를 핑거프린트 활용 서버(400)로 전송할 수 있다.

또한, 저장부(330)는 하나 이상의 단말 감지 데이터와 생성되었거나 생성중인 핑거프린트를 (임시로) 저장한다. 그 외 저장부(330)는 송수신되는 패킷 데이터를 임시로 저장하거나 광대역 네트워크와의 사이에 송수신되는 패킷 데이터를 임시로 저장할 수 있다.

연결부(350)는 핑거프린트 생성기(300) 내의 블록 간에 데이터를 송수신한다. 연결부(350)는 예를 들어 병렬 버스이거나 시리얼 버스일 수 있다. 연결부(350)는 제어부(370)에 의해서 제어되어 다른 블록으로(부터)의 데이터를 송수신할 수 있다.

제어부(370)는 통신부(310)를 통해 수신된 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성하고 생성된 핑거프린트를 통신부(310)를 통해 핑거프린트 활용 서버(400)로 전송할 수 있다.

이를 위해, 제어부(370)는 프로그램 코드를 수행할 수 있는 실행 유닛을 하나 이상 포함하여 저장부(330)에 저장되어 있는 프로그램을 로딩하고 로딩된 프로그램의 프로그램 코드를 실행할 수 있다.

예를 들어, 제어부(370)는 핑거프린트 생성 프로그램을 수행하고 핑거프린트 생성 프로그램의 수행에 따라 각각의 무선랜 중계기(200)로부터 단말 감지 데이터를 수신하고 수신된 단말 감지 데이터를 각 무선랜 중계기(200)의 식별자와 인식 시각과 함께(맵핑하여) 저장한다. 무선랜 중계기(200)의 식별자와 인식 시각은 단말 감지 데이터에 포함되거나 다양한 방식으로 인식 가능하다.

제어부(370)는 저장부(330)에 저장되어 있고 임의의 무선랜 중계기(200)로부터 수신된 단말 감지 데이터에서 휴대 단말(100)의 식별자와 신호세기를 추출하고 다른 무선랜 중계기(200)(들)로부터의 단말 감지 데이터에서 동일한 휴대 단말(100)의 식별자가 존재하는 지를 검색하여 식별한다. 이후, 제어부(370)는 식별된 휴대 단말(100)별로 핑거프린트를 생성한다.

좀 더 구체적으로 살펴보면, 제어부(370)는 저장된 단말 감지 데이터에서 동일한 휴대 단말(100)에 대한 것이면서 설정된 지정 시간동안(예를 들어 0.5초, 1초 등)에 또는 동시에 감지한 단말 감지 데이터들을 검색하거나 분류한다.

핑거프린트 생성기(300)의 제어부(370)는 감지 시각을 이용하여 지정 시간동안 특정한 휴대 단말(100)로부터 무선랜 신호를 감지한 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성한다. 핑거프린트는 각 무선랜 중계기(200)의 식별자와 각 무선랜 중계기(200)에서 측정한 휴대 단말(100)로부터의 무선랜 신호의 신호세기의 쌍(pair)을 하나 이상 포함하며, 또한 휴대 단말(100)의 식별자 및/또는 감지 시각(또는 감지 시각의 평균)을 더 포함할 수 있다.

핑거프린트의 생성에 따라 제어부(370)는 저장부(330)에 임시로 이 핑거프린트를 저장하고 이후 통신부(310)를 통해 핑거프린트 활용 서버(400)로 생성된 핑거프린트를 전송할 수 있다.

핑거프린트의 생성에 이용되는 단말 감지 데이터를 각 무선랜 중계기(200)가 생성하기 위하여, 특정 휴대 단말(100)로부터의 무선랜 신호를 수신하고 신호세기를 측정할(이하 이러한 것을 '감지'라고 지칭할 수도 있다) 때에 감지 시점을 동기화하거나 설정된 시간 범위내에서 수행되도록 하는 것이 좋다.

휴대 단말(100)이 무선랜에 접속중일 때, 핑거프린트 생성기(200)는 감지 시점을 지정하는 명령을 연결된 모든 무선랜 중계기(200)로 전송하거나, 휴대 단말(100)로부터 특정 패킷을 수신할 때 감지하도록 하는 명령을 연결된 모든 무선랜 중계기(200)로 전송할 수 있다. 이때 휴대 단말(100)이 사용중인 채널의 식별 정보를 부가적으로 알려줄 수 있다.

또한, 휴대 단말(100)이 무선랜에 접속하고 있지 않을 때, 핑거프린트 생성기(300)는 어느 한 무선랜 중계기(200)에 대하여 휴대 단말(100)의 응답을 요구하는 메시지를 휴대 단말(100)로 전송토록 하며, 연결된 모든 무선랜 중계기(200)에 대해서는 해당 휴대 단말(100)의 응답에 따른 무선랜 신호를 감지토록 하는 명령을 내릴 수 있다. 이러한 과정은 휴대 단말(100)의 어소시에이션(Association) 또는 핸드 오버(Hand over) 등을 위하여 무선랜 표준에 규정된 절차에 따른 것이거나, 휴대 단말(100)과 무선랜 중계기(200) 사이 무선랜의 표준에 규정된 제어 정보의 송수신 과정에 따른 것일 수 있다.

휴대 단말(100)은 신호 세기의 측정이나 핑거프린트의 생성 과정에 직접 관여하지 않고 일상적인 메시지의 송수신 절차나 제어 정보의 송수신 절차를 수행할 뿐이다. 이에 따라 휴대 단말(100)에 핑거프린팅 방식의 측위을 위한 애플리케이션의 설치나 구동이 필요 없으며, 휴대 단말의 개입을 없애거나 최소화할 수 있다.

그 외, 제어부(370)는 무선랜 중계기(200)로부터 수신된 통신 패킷을 광대역 네트워크로 전송하거나 광대역 네트워크로부터 수신된 통신 패킷을 임의의 하나 또는 복수의 무선랜 중계기(200)로 전송하는 기능을 함께 구비할 수 있다.

또한, 제어부(370)는 무선랜 중계기(200)를 제어하는 기능을 함께 가질 수 있다. 예를 들어 제어부(370)는 여러 무선랜 중계기(200) 중 특정 휴대 단말(100)과 인터페이스하기 위한 무선랜 중계기(200)를 선택하고 선택된 무선랜 중계기(200)로 하여금 특정 휴대 단말(100)과 통신 패킷을 전송토록 할 수 있다.

핑거프린트 생성기(300)에 관련해서는 도 4를 통해서 좀 더 살펴보도록 한다.

도 3은 핑거프린트 활용 서버(400)의 예시적인 블록도를 도시한 도면이다.

핑거프린트 활용 서버(400)는 통신 유닛(410), 저장 유닛(430), 연결 유닛(450) 및 제어 유닛(470)을 포함한다. 도 3은 기능 블록도를 나타내며 대응하는 하드웨어 블록을 각 기능 블록들은 구비할 수 있다. 핑거프린트 활용 서버(400)는 다양한 하드웨어를 이용하여 구성될 수 있다. 예를 들어 핑거프린트 활용 서버(400)는 하나 이상의 PC, 워크스테이션 및/또는 메인 프레임 등을 이용하여 구성될 수 있다. 도 3에 도시되지 않은 다른 블록들이 설계 변형에 따라 이 블록도에 더 포함될 수도 있다.

핑거프린트 활용 서버(400)는 제공 기능에 따라 독립적으로 동작하는 별도의 서버로 구성될 수 있다. 예를 들어 핑거프린트 활용 서버(400)는 휴대 단말(100)의 위치를 추정하는 위치 서버이거나 및/또는 라디오 맵을 구축하거나 갱신할 수 있는 라디오 맵 서버일 수 있다.

도 3을 통해서 핑거프린트 활용 서버(400)를 살펴보면, 통신 유닛(410)은 핑거프린트 생성기(300), 나아가 휴대 단말(100)과 데이터를 송수신하기 위한 인터페이스이다. 통신 유닛(410)은 유선랜 인터페이스 등을 통해서 네트워크에 연결되어 각종 데이터나 요청을 나타내는 통신 패킷을 수신하고 수신된 통신 패킷에 대응한 응답 패킷 등을 네트워크를 통해서 출력할 수 있다.

예를 들어, 통신 유닛(410)은 연결된 하나 이상의 핑거프린트 생성기(300) 각각으로부터 핑거프린트 생성기(300)에 의해서 생성된 핑거프린트를 수신하고 수신된 핑거프린트를 제어 유닛(470)이나 저장 유닛(430) 등으로 전송할 수 있다.

저장 유닛(430)은 각종 데이터와 프로그램을 저장한다. 저장 유닛(430)은 하드 디스크 등과 같은 대용량 저장 매체를 구비하여 각종 데이터를 저장한다. 또한, 저장 유닛(430)은 하나 이상의 하드 디스크를 이용하여 데이터베이스(431)를 구성할 수 있다.

데이터베이스(431)는 각종 정보를 체계적으로 액세스할 수 있도록 구성된다. 예를 들어 데이터베이스(431)는 위치 라벨이 결정되지 않은 핑거프린트 시퀀스 DB와, 핑거프린트 및 위치가 맵핑된 라디오 맵 DB를 포함할 수 있으며, 나아가 사용자 DB 및/또는 지도 DB 등을 더 포함할 수 있다.

라디오 맵 DB는 복수의 엔트리로 구성되고 각 엔트리는 핑거프린트와 대응하는 위치 정보의 쌍(pair)을 포함한다. 핑거프린트는 무선랜 중계기(200)의 식별자와 이 무선랜 중계기(200)에서 측정한 무선랜 신호에 대한 신호세기의 쌍(pair)을 하나 이상 포함한다. 라디오 맵 DB는 휴대 단말(100)의 위치 추정에 이용된다. 라디오 맵 DB는 새로운 핑거프린트에 대한 위치가 결정됨에 따라 보다 더 정확한 위치 추정을 위해 갱신될 수 있다. 위치 정보는 대응하는 핑거프린트가 수집된 위치를 나타내는 데이터로서 맵상의 좌표 정보 등일 수 있다. 위치 정보는 자동으로 또는 수동으로 지정될 수 있다.

핑거프린트 시퀀스 DB는 아직 위치가 결정되지 않은 핑거프린트들의 DB로서, 각 엔트리에는 복수의 핑거프린트와 각 핑거프린트가 인식된 시각(구체적으로 휴대 단말을 감지한 시각이나 시각들의 평균일 수 있다)을 포함하며, 휴대 단말(100)의 식별자는 각 핑거프린트내에 또는 별도로 포함될 수 있다.

핑거프린트 시퀀스 DB에 저장되어 있는 핑거프린트 시퀀스는 단일의 휴대 단말(100)에 의해서 송출된 무선랜 신호를 대상으로 수집된 일련의 핑거프린트를 포함하며, 각각의 핑거프린트들은 인식된 시각의 순서에 따라 나열될 수 있다. 핑거프린트 시퀀스는 이후 위치 라벨링에 이용될 수 있다.

사용자 DB는 본 발명에 따른 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템의 사용자를 관리하기 위한 DB이다. 예를 들어 사용자 DB는 본 이용 시스템에서 인식가능한 휴대 단말(100)의 사용자를 관리할 수 있다. 사용자 DB는 복수의 엔트리로 구성되고 각각의 엔트리는 휴대 단말(100)의 식별자들을 저장한다. 휴대 단말(100)의 식별자들은 예를 들어 MAC 주소, IP 주소, 및/또는 휴대 전화번호 등일 수 있다.

또한, 사용자 DB의 엔트리는 사용자에 관련된 각종 정보를 저장할 수 있다. 특정 정보는 위치 추정 설정 여부, 위치 추정에 따른 서비스 안내 여부 등과 같은 각종 설정 정보를 저장할 수 있다. 사용자 엔트리를 이용하여 위치 추정된 특정 사용자를 위한 추정된 특정 위치에서의 안내 서비스를 제공할 수 있다. 사용자 DB의 엔트리는 휴대 단말(100)의 현재 위치를 나타내는 위치 데이터와 현재 위치 추정에 이용되는 위치 추정 기법 등을 저장할 수 있다.

위치 데이터는 맵상의 좌표로 표현될 수 있고 위치 추정 기법은 핑거프린트에 기반한 위치 추정 기법을 나타내거나 AOA(Angle of Arrival)에 기반한 위치 추정 기법을 나타내거나 삼변 위치 추정 기법 등을 나타낸다.

지도 DB는 특정 지역 또는 장소의 지도 데이터를 포함하고 지도 데이터는 건물이나 공간의 형태나 구조 등을 나타낼 수 있다. 지도 데이터는 특정 공간(예를 들어 직사각형 또는 다각형이나 원형의 좌표 공간 등)의 LOS(Line of Sight) 정보를 저장한다. LOS 정보는 위치 추정 기법의 선택에 이용될 수 있다.

휴대 단말(100)이 위치한 공간(지점)이 오픈된 공간과 같이 LOS가 확보된 공간인 경우에는 AOA 기법이나 삼변 위치 추정 기법이 우수한 성능을 나타낼 수 있고 위치한 공간이 복도, 계단 등이어서 LOS가 확보되지 않은 공간인 경우에는 핑거프린팅 기법을 이용하여 위치 추정하는 것이 위치 추정의 정확도를 높일 수 있다.

연결 유닛(450)은 핑거프린트 활용 서버(400) 내의 블록 간 데이터를 송수신한다. 연결 유닛(450)은 근거리 네트워크, 병렬 버스, 시리얼 버스 등을 이용하여 구성된다.

제어 유닛(470)은 하나 이상의 실행 유닛을 구비하여 저장 유닛(430)에 저장되어 있는 프로그램을 로딩하고 실행 유닛을 통해서 프로그램의 명령어 코드를 실행한다.

제어 유닛(470)은 특정 핑거프린트 생성기(300)로부터 핑거프린트를 수신함에 따라 이를 저장 유닛(430)에 임시로 저장하고 수신된 핑거프린트를 활용하여 각종 처리와 서비스를 제공할 수 있다.

제어 유닛(470)은 수신된 핑거프린트로써 무선랜 신호를 송출한 휴대 단말(100)의 위치를 추정할 수 있다.

먼저, 제어 유닛(470)은 라디오 맵 DB에서 수신된 핑거프린트와 유사한 핑거프린트를 검색하고 유사한 핑거프린트(들)를 이용하여 수신된 핑거프린트에 대응하는 휴대 단말(100)의 위치를 추정한다. 예를 들어 제어 유닛(470)은 수신된 핑거프린트의 무선랜 중계기(200)의 식별자와 신호세기를 라디오 맵 DB의 핑거프린트들의 무선랜 중계기(200)의 식별자 및 신호세기와 비교하고 유사도가 설정된 임계치 이상인 하나 이상의 핑거프린트를 라디오 맵 DB에서 추출할 수 있다. 제어 유닛(470)은 임계치 이상의 핑거프린트에 대응하는 위치의 평균값 등으로 휴대 단말(100)의 위치를 추정하여 이용할 수 있다. 만일, 유사도가 모두 임계치 이하인 경우에 제어 유닛(470)은 라디오 맵 DB을 통해 위치 추정이 불가능한 것으로 결정할 수 있다. 라디오 맵을 통한 위치 추정이 불가능한 경우에 제어 유닛(470)은 AOA 위치 추정 기법이나 삼변 위치 추정 기법(으로 전환하여)에서 핑거프린트에 대응하는 휴대 단말(100)의 위치를 추정할 수 있다.

실시 형태에 따라, LOS 정보를 이용하여 다른 위치 추정 기법으로 전환하는 것으로 할 수 있다. 위치 핑거프린트 간의 유사도 비교로 휴대 단말(100)의 현재 위치가 1차 추정된 경우에, 제어 유닛(470)은 1차 추정된 위치에 대응하는 LOS 정보를 지도 DB에서 추출한다. 예를 들어 제어 유닛(470)은 지도 DB에서 추정된 현재 위치에 대응하는(포함하는) 공간을 결정하고 결정된 공간의 LOS 정보를 확인한다. LOS 정보는 해당 공간에서의 LOS 확보 여부를 적어도 나타낸다.

제어 유닛(470)은 현재 추정된 위치에 대응하는 LOS 정보로부터 LOS 확보 여부를 결정하고 만일 LOS가 확보된 공간에 추정 위치가 속하는 경우, 제어 유닛(470)은 AOA 기반의 위치 추정 기법이나 삼변 위치 추정 기법으로 전환하여 휴대 단말(100)의 현재 위치를 추정(2차 추정)할 수 있다.

추정된 현재 위치와 사용된 위치 추정 기법은 휴대 단말(100)의 식별자에 대응하는 사용자 DB의 엔트리에 갱신 저장될 수 있다.

이와 같이, 제어 유닛(470)은 핑거프린트를 매개로 휴대 단말(100)의 위치를 추정한다. 또한 실시 형태에 따라 1차 추정된 위치에 의해 위치 추정 기법을 동적으로 전환할 수 있다.

또한, 제어 유닛(470)은 핑거프린트 시퀀스를 구성하고 구성된 핑거프린트 시퀀스를 이용하여 핑거프린트 수집 위치를 라벨링하고 위치가 라벨링된 핑거프린트를 라디오 맵 DB에 추가 또는 변경하여 라디오 맵 DB를 갱신할 수 있다.

예를 들어, 제어 유닛(470)은 핑거프린트 생성기(300)로부터 수신된 핑거프린트에서 휴대 단말(100)의 식별자를 이용하여 단일의 휴대 단말(100)을 대상으로 한 복수의 핑거프린트로 핑거프린트 시퀀스를 구성한다. 구성되는 핑거프린트 시퀀스는 동일한 휴대 단말(100)에 대하여 시간 간격을 두고 수집된 핑거프린트의 집합이며, 포함된 무선랜 중계기(200)와 신호세기가 변화하면서 나타날 수 있다.

제어 유닛(470)은 핑거프린트 시퀀스를 기반으로 핑거프린트 수집 위치를 라벨링한다. 라벨링에 의한 위치는 핑거프린트 시퀀스의 각 핑거프린트에 맵핑되어 라디오 맵 DB에 저장된다.

제어 유닛(470)은 핑거프린트의 수집 위치가 마킹되지 않은 핑거프린트 시퀀스를 기반으로 학습을 통해 다양한 기법을 이용하여 수집 위치를 라벨링하고 그에 따라 라디오 맵을 구성하고 갱신할 수 있다. 예를 들어 자율 학습을 통해 수집 위치를 라벨링하거나 관리자 등의 설정이나 보조 등으로 수행되는 반 자율 학습 기법을 통해 수집 위치를 라벨링할 수 있다. 핑거프린트 시퀀스를 이용하여 수집 위치를 라벨링하는 한 기법의 예를 살펴보면 다음과 같다.

제어 유닛(470)은 핑거프린트 시퀀스에 대응하는 대략적인 위치를 결정하고 결정된 위치의 지도 데이터를 추출한다. 예를 들어 제어 유닛(470)은 핑거프린트 시퀀스의 변화하는 위치 중 평균 위치로 지도 DB에서 대응하는 건물이나 공간 영역을 결정하고 해당 건물이나 지도 데이터를 추출한다. 또는 제어 유닛(470)은 핑거프린트 시퀀스에 나타난 무선랜 중계기(200)의 설치 위치를 특정하고 특정된 위치의 지도 데이터를 추출한다.

이후, 핑거프린트 시퀀스를 이용하여 추출된 지도 데이터 내에서의 핑거프린트 수집 위치를 제어 유닛(470)이 결정한다. 예를 들어 제어 유닛(470)은 지도 데이터를 여러 공간 영역으로 분할한다. 분할되는 공간 영역은 사용자의 걷는 속도를 기준으로 결정되고 예를 들어 2~3 미터 또는 3~4 미터를 한 변으로 하는 다각형일 수 있다.

제어 유닛(470)은 분할된 공간 영역에 대응하는 위치상태를 분할된 공간 영역의 개수 만큼 가지는 FSA(Finite State Automata)로 표현되고 FSA에서 이용될 학습 모델의 초기 파라미터를 구성한다. 분할된 공간 영역 간에 걸어서 도달 가능한 경우에 대응하는 위치상태 간에는 이전 확률로 연결되고 인접하는 공간 영역에 대응하는 위치상태 간에는 에지로 연결된다.

제어 유닛(470)은 무선랜 중계기(200)를 분할된 공간 영역 상에 배치(랜덤하게 또는 고정되어)하고 무선랜 중계기(200)의 배치 결과와 무선랜 신호 전파 모델(무선랜 중계기(200)의 거리에 반비례하여 신호세기가 정해지는 모델)로부터 분할된 공간 영역 각각에 대한 무선랜 핑거프린트 대표값(이하 '대표 무선랜 핑거프린트'라 지칭한다)을 부여하여 학습 모델 초기 파라미터를 구성한다.

이후, 제어 유닛(470)은 최적 모델 파라미터 설정을 위한 탐색(부분 탐색)을 수행한다. 최적 모델 파라미터 설정을 위해 제어 유닛(470)은 앞서 설정된 대표 무선랜 핑거프린트들을 기초로 하여, 분할된 공간 영역의 위치상태 간 이전 확률들을 결정하고 핑거프린트 시퀀스 DB의 위치 라벨링이 되지 않은 핑거프린트 시퀀스의 핑거프린트들(이하 '수집 핑거프린트'라고도 지칭한다)을 학습 모델의 분할된 공간 영역의 위치상태들에 배치한다. 그리고 제어 유닛(470)은 각 위치상태들에서 수집 핑거프린트들이 관측될 확률을 계산한다.

각각의 위치상태별로 부분 탐색이 이루어지고 제어 유닛(470)은 EM(Expectation Maximization) 알고리즘, Viterbi Training으로 알려진 Segmental K Means 알고리즘 등을 이용한 학습을 통해 탐색 수행할 수 있다.

이후, 제어 유닛(470)은 부분 탐색을 통해 모델 파라미터가 구성된 학습 모델에 대해 최적 모델 파라미터 설정을 위한 전체 탐색을 수행하고 그 결과 위치상태들 각각에 대해 대표 무선랜 핑거프린트들을 변경한다. 제어 유닛(470)은 A^* 알고리즘, Hill Climbing 알고리즘, 유전자 알고리즘, Memetic 알고리즘 등을 이용한 학습을 통해 전체 탐색 및 대표 무선랜 핑거프린트들을 변경 가능하다.

제어 유닛(470)은 부분 탐색과 전체 탐색을 반복적으로 수행하고 이를 통해 위치상태들에 대한 대표 무선랜 핑거프린트들을 변경하고 대표 핑거프린트 변경에 의해 수집 핑거프린트들이 배치된 위치상태가 변경되는 과정을 반복한다.

반복 과정은 모델 파라미터가 변경되지 않는 상태(즉, 모델 파라미터가 최적이 된 경우) 또는 모델 파라미터가 미미하게 변경된 상태가 될 때까지 계속된다.

반복 과정의 종료에 따라, 제어 유닛(470)은 대표 무선랜 핑거프린트의 위치를 라벨링하고 수집 핑거프린트의 위치를 라벨링할 수 있다.

핑거프린트 시퀀스의 수집 위치가 라벨링됨에 따라 위치 라벨링된 핑거프린트는 라디오 맵 DB에 추가되어 라디오 맵 DB가 갱신된다. 위치 라벨링된 핑거프린트 시퀀스는 핑거프린트 시퀀스 DB에서 삭제될 수 있다. 또한, 기존 위치 라벨링된 핑거프린트들(예를 들어 특정 건물을 대상으로 한 핑거프린트들)은 동일한 건물(지도 데이터)을 대상으로 수집된 수집 핑거프린트와 함께 최적 모델 파라미터를 찾을 수 있도록 이용되고 그에 따라 보다더 정확한 위치 정보로 변경될 수 있다.

이후, 라디오 맵에 추가된 핑거프린트와 유사하고 핑거프린트 생성기(300)로부터 수신되는 핑거프린트는 라디오 맵에 추가된 핑거프린트를 이용하여 위치 추정될 수 있다.

도 4는 무선랜 인프라에서의 핑거프린트의 이용을 위한 예시적인 제어 흐름을 도시한 도면이다. 이미 도 1 내지 도 3을 통해 핑거프린트 이용을 위한 핑거프린트 생성기(300) 및 핑거프린트 활용 서버(400)에서의 구체적인 제어와 동작을 살펴보았으므로 여기서는 각 기기간의 신호(데이터) 송수신을 위주로 하여 살펴보도록 한다. 여기서 무선랜 중계기(200)에서 이루어지는 동작과 데이터 송수신은 무선랜 중계기(200)의 프로세서에 의한 제어로 이루어지고 핑거프린트 생성기(300)에서 이루어지는 동작과 데이터 송수신은 제어부(370)에 의한 제어로 이루어지고 핑거프린트 활용 서버(400)에서 이루어지는 동작과 데이터 송수신은 제어 유닛(470)에 의한 제어로 이루어진다.

먼저, 2 이상의 무선랜 중계기(200)(N 개의 무선랜 중계기(200), N은 2 이상의 정수)는 특정 위치나 공간 영역에 분산 설치되고 무선랜을 통한 통신 패킷을 중계한다. 무선랜 중계기(200)들은 주기적으로 비콘 무선신호를 송출할 수 있다. 비콘 무선신호는 임의의 휴대 단말(100)에 의한 무선랜 접속에 필요한 BSSID를 포함할 수 있다.

무선랜 중계기(200)를 통해 광대역 네트워크에 접속하고 있거나 접속하고자 하거나 무선랜 중계기(200)에 대하여 응답을 송출하고자 하는 임의의 휴대 단말(100)은 무선랜 패킷을 구성하고 무선랜 패킷을 안테나를 통해 송출한다.

복수의 무선랜 중계기(200)는 설치된 위치에 따라 구비된 안테나를 통해 휴대 단말(100)에 의해 송출된 무선랜 신호를 인식(① 참조)할 수 있다.

동일한 휴대 단말(100)에 의해 송출된 무선랜 신호를 인식한 복수의 무선랜 중계기(200) 각각은 단말 감지 데이터를 생성(② 참조)하고 생성된 단말 감지 데이터를 핑거프린트 생성기(300)로 전송(③ 참조)한다. 설치된 여러 무선랜 중계기(200) 중 하나 이상의 무선랜 중계기(200)(M개의 무선랜 중계기(200), M은 1 이상이고 N과는 다를 수 있음)가 휴대 단말(100) 사이의 거리나 위치에 따라 이 휴대 단말(100)의 무선랜 신호를 인식할 수 있고 다른 특정 무선랜 중계기(200)는 무선랜 신호를 인식하지 않을 수 있다.

단말 감지 데이터는 휴대 단말(100)의 식별자를 포함하고 무선랜 신호의 신호세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator)를 포함한다. 단말 감지 데이터를 생성하기 위해 각각의 무선랜 중계기(200)는 무선랜 신호로부터 패킷을 추출하고 이 패킷으로부터 소스 주소를 추출하여 휴대 단말(100)의 식별자를 결정하고, 무선랜 신호를 대상으로 측정한 무선신호 자체의 신호 세기를 신호세기 데이터로 설정할 수 있다. 그 외, 단말 감지 데이터는 무선랜 중계기(200)의 식별자 및 무선랜 신호의 인식 시각을 명시적 또는 비명시적으로 포함할 수 있다.

① 내지 ③의 과정은 임의의 휴대 단말(100)로부터의 무선랜 신호가 인식됨에 따라 반복적으로 수행된다. 그에 따라 하나의 무선랜 중계기(200)에서 인식된 동일한 휴대 단말(100)의 무선랜 신호는 사용자가 무선랜 중계기(200) 근처에 위치함에 따라 지속적으로 수신될 수 있고 사용자의 위치 변경에 따라 무선랜 신호를 인식한 무선랜 중계기(200)의 식별자와 신호세기는 달라질 수 있다.

① 내지 ③의 과정을 통해 휴대 단말(100)에서 송출된 단일의 무선랜 신호 또는 시간상 근접한 다른 무선랜 신호는 복수의 무선랜 중계기(200)에 의해 동시에 인식될 수 있고 해당 무선랜 신호에 대한 각각의 무선랜 중계기(200)에서의 신호세기가 측정된다.

무선랜 신호를 인식한 각각의 무선랜 중계기(200)들(M)은 단말 감지 데이터를 연결된 핑거프린트 생성기(300)로 전송하고 핑거프린트 생성기(300)는 임의의 휴대 단말(100)에서 송출한 무선랜 신호에 기초하여 생성된 단말 감지 데이터를 무선랜 중계기(200)로부터 수신(③ 참조)한다.

핑거프린트 생성기(300)는 수신된 단말 감지 데이터를 각각의 무선랜 중계기(200)의 식별자에 맵핑시켜 저장부(330)에 임시 저장하고 여러 무선랜 중계기(200)로부터의 단말 감지 데이터들 중 동일한 휴대 단말(100)의 무선랜 신호로부터의 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성(④ 참조)한다.

좀 더 구체적인 핑거프린트 생성 예를 살펴보면, 핑거프린트 생성기(300)는 아직 핑거프린트로 생성되지 않고 임의의 무선랜 중계기(200)에 맵핑되어 임시 저장된 단말 감지 데이터(설명의 이해를 위해 이하 '제1 단말 감지 데이터'로 지칭할 수도 있음)에서 휴대 단말(100)의 식별자를 추출한다. 핑거프린트 생성기(300)는 다른 무선랜 중계기(200)에 맵핑된 다른 단말 감지 데이터에서 제1 단말 감지 데이터의 휴대 단말(100)의 식별자와 동일한 식별자를 가진 단말 감지 데이터로서 제 1 단말 감지 데이터의 인식 시각과 동시 또는 지정된 시간 이내(예를 들어 0.1 초, 0.5 초 등)의 단말 감지 데이터(설명의 이해를 위해 이하 '제2 단말 감지 데이터'로 지칭할 수도 있음)를 결정한다.{상기한 과정은 예시일 뿐으로, 예를 들면, 핑거프린트 생성기가 핑거프린트를 수신하여 임시 저장할 때부터 휴대 단말의 식별자별로 분류하여 저장할 수도 있다.}

결정된 제1 단말 감지 데이터 나아가 하나 이상의 제2 단말 감지 데이터를 이용하여 동일한 휴대 단말(100)의 무선랜 신호를 대상으로 핑거프린트 생성기(300)는 핑거프린트를 생성한다.

생성되는 핑거프린트는 이 휴대 단말(100)의 무선랜 신호를 대상으로 무선랜 중계기(200)에서 측정한 신호 세기와 무선랜 중계기(200)의 식별자로 구성되는 쌍을, 결정된 제1 단말 감지 데이터 나아가 하나 이상의 제2 단말 감지 데이터의 개수에 따라 하나 이상 포함한다.

핑거프린트 생성기(300)는 제1 단말 감지 데이터에서 신호세기 데이터를 추출하고 제1 단말 감지 데이터에 대응하는 무선랜 중계기(200)의 식별자를 하나의 쌍으로 구성하고 제2 단말 감지 데이터(들)에서 신호세기 데이터를 추출하고 제2 단말 감지 데이터(들) 각각에 대응하는 무선랜 중계기(200)의 식별자를 또한 쌍으로 구성한다. 핑거프린트 생성기(300)는 구성된 하나 이상의 쌍을 포함하는 핑거프린트를 생성한다.

이와 같이, 핑거프린트 생성기(300)는 복수의 무선랜 중계기(200)로부터 수신되고 휴대 단말(100)의 식별자를 포함하는 단말 감지 데이터들 중에서 단일의 휴대 단말(100)을 대상으로 지정된 시간동안에 또는 동시에 감지된 단말 감지 데이터를 이용하여 신호세기 및 무선랜 중계기(200)의 식별자 쌍을 복수 개 포함하는 핑거프린트를 생성한다.

핑거프린트 생성기(300)는 생성된 핑거프린트를 핑거프린트 활용 서버(400)로 전송(⑤ 참조)하고 핑거프린트 활용 서버(400)는 이 핑거프린트를 수신한다. 수신되는 핑거프린트는 휴대 단말(100)의 식별자를 더 포함할 수 있고 휴대 단말(100)의 식별자는 MAC 주소이거나 IP 주소 등일 수 있다.

일 실시 형태로서, 핑거프린트를 수신한 핑거프린트 활용 서버(400)는 핑거프린트를 이용하여 핑거프린트에 대응하는 위치를 추정(⑥)한다. 예를 들어 핑거프린트 활용 서버(400)는 핑거프린트에 대응하는 휴대 단말(100)의 현재 위치를 현재 수집된 핑거프린트를 이용하여 추정할 수 있고 추정된 위치에서 이루어질 수 있는 각종 서비스가 핑거프린트 활용 서버(400) 또는 다른 임의의 서버에 의해서 제공될 수 있다.

과정 ① 내지 ⑥은 반복적으로 또는 복수 회 수행된다. 그에 따라 핑거프린트 활용 서버(400)는 여러 휴대 단말(100) 각각의 현재 위치를 추정하거나 단일 휴대 단말(100)의 시간 경과에 따라 변화된 현재 위치를 트랙킹하거나 추정할 수 있다.

위치 추정을 위해, 핑거프린트 활용 서버(400)는 저장 유닛(430)의 라디오 맵 DB에서 핑거프린트 생성기(300)로부터 수신된 핑거프린트와 유사한 핑거프린트를 검색하고 검색된 유사 핑거프린트들을 이용하여 휴대 단말(100)의 위치를 추정한다.

다른 실시 형태로서, 핑거프린트 활용 서버(400)는 단일의 휴대 단말(100)을 대상으로 한 일련의 핑거프린트를 이용하여 핑거프린트 시퀀스를 구성하고 구성된 핑거프린트 시퀀스를 핑거프린트 시퀀스 DB에 저장(⑦ 참조)한다. 핑거프린트 시퀀스의 핑거프린트들은 지정된 시간동안(예를 들면 1분, 5분 등)에 동일한 휴대 단말(100)에 의해서 송출된 무선랜 신호들에 대해서 생성된다.

이후, 핑거프린트 시퀀스 DB가 축적됨에 따라, 핑거프린트 활용 서버(400)는 핑거프린트 시퀀스를 이용하여 핑거프린트 수집 위치를 라벨링하고 위치가 라벨링된 핑거프린트로써 라디오 맵 DB를 갱신(⑧ 참조)할 수 있다.

핑거프린트 활용 서버(400)는, 앞서 도 3과 그 설명을 통해 살펴본 바와 같이, 수집 위치가 마킹되지 않은 핑거프린트 시퀀스를 기반으로 학습을 통해 수집 위치를 다양한 기법을 이용하여 라벨링하고 그에 따라 라디오 맵을 갱신 또는 구성할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

100 : 휴대 단말 200 : 무선랜 중계기
300 : 핑거프린트 생성기
310 : 통신부 330 : 저장부
350 : 연결부 370 : 제어부
400 : 핑거프린트 활용 서버
410 : 통신 유닛 430 : 저장 유닛
431 : 데이터베이스
450 : 연결 유닛 470 : 제어 유닛

Claims (14)

1. 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법으로서,
   (a) 휴대 단말에서 송출한 무선랜 신호에 기초하여 생성된 단말 감지 데이터를 연결된 2 이상의 무선랜 중계기로부터 핑거프린트 생성기가 수신하는 단계; 및
   (b) 상기 핑거프린트 생성기가 상기 수신된 단말 감지 데이터 중 동일한 휴대 단말의 무선랜 신호로부터의 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성하는 단계;를 포함하며,
   상기 핑거프린트 생성기는 상기 2 이상의 무선랜 중계기에 연결되어 상기 2 이상의 무선랜 중계기를 제어하는 기능을 가진 무선랜 제어기로서,
   상기 무선랜 제어기는,
   i) 휴대 단말이 무선랜에 접속중일 때, 감지 시점을 지정하는 명령을 연결된 모든 무선랜 중계기로 전송하거나, 휴대 단말로부터 특정 패킷을 수신할 때 감지토록 하는 명령을 연결된 모든 무선랜 중계기로 전송하거나 - 이때 휴대 단말이 사용중인 채널의 식별 정보를 알려준다 -
   ii) 휴대 단말이 무선랜에 접속하고 있지 않을 때, 어느 한 무선랜 중계기에 대하여 응답을 요구하는 메시지를 휴대 단말로 전송토록 하며, 연결된 모든 무선랜 중계기에 대해서는 휴대 단말의 상기 응답에 따른 무선랜 신호를 감지토록 하는 명령을 전송하는,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 무선랜 중계기로부터 수신되는 상기 단말 감지 데이터는 휴대 단말의 식별자 및 무선랜 신호의 신호세기를 포함하고,
   상기 생성되는 핑거프린트는 무선랜 신호의 신호세기와 무선랜 중계기의 식별자 쌍을 하나 이상 포함하는,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서,
   상기 핑거프린트 생성기가 생성된 핑거프린트를 핑거프린트 활용 서버로 전송하는 단계; 및
   상기 핑거프린트 활용 서버가 수신된 상기 전송받은 핑거프린트를 이용하여 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는 단계;를 더 포함하는,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 위치를 추정하는 단계는 상기 전송받은 핑거프린트와 유사한 하나 이상의 핑거프린트를 라디오 맵에서 검색하고 검색된 하나 이상의 핑거프린트로 상기 휴대 단말의 위치를 추정하는,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법.
6. 제2항에 있어서,
   상기 핑거프린트 생성기가 생성된 핑거프린트를 핑거프린트 활용 서버로 전송하는 단계; 및
   상기 핑거프린트 활용 서버가 휴대 단말의 위치를 1차 추정하며 1차 추정된 위치에 대응하는 LOS(Line Of Sight) 정보에 따라 선택되는 위치 추정 기법에 따라 휴대 단말의 위치를 2차 추정하는 단계;를 더 포함하며,
   선택되는 상기 위치 추정 기법은 핑거프린트에 기반한 위치 추정 기법이거나 AOA(Angle of Arrival)에 기반한 위치 추정 기법이거나 삼변 위치 추정 기법인,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법.
7. 제1항에 있어서,
   (c) 상기 핑거프린트 생성기가 생성된 핑거프린트를 핑거프린트 활용 서버로 전송하는 단계;를 더 포함하고,
   상기 단계(a) 내지 단계(c)는 단일의 휴대 단말에 대하여 복수 개의 핑거프린트를 생성하기 위해 복수 회 수행되고,
   상기 핑거프린트 이용 방법은,
   상기 핑거프린트 활용 서버가 핑거프린트 시퀀스를 구성하고 저장하는 단계;를 더 포함하고,
   상기 핑거프린트 시퀀스의 각각은 지정된 시간 동안에 동일한 휴대 단말에 의해서 송출된 무선랜 신호들에 의해서 생성되는 일련의 핑거프린트들을 포함하는,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법.
8. 제7항에 있어서,
   상기 핑거프린트 활용 서버가 상기 핑거프린트 시퀀스를 이용하여 핑거프린트 수집 위치를 라벨링하고 라벨링된 핑거프린트로써 라디오 맵을 갱신하는 단계;를 더 포함하는,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 방법.
9. 무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템으로서,
   2 이상의 무선랜 중계기에 연결된 핑거프린트 생성기;를 포함하고,
   상기 핑거프린트 생성기는,
   휴대 단말에서 송출한 무선랜 신호에 기초하여 생성된 단말 감지 데이터를 연결된 2 이상의 무선랜 중계기로부터 수신하는 통신부; 및
   상기 수신된 단말 감지 데이터 중 동일한 휴대 단말의 무선랜 신호로부터의 단말 감지 데이터를 이용하여 핑거프린트를 생성하는 제어부;를 포함하며,
   상기 핑거프린트 생성기는 상기 2 이상의 무선랜 중계기에 연결되어 상기 2 이상의 무선랜 중계기를 제어하는 기능을 가진 무선랜 제어기로서,
   상기 무선랜 제어기는,
   i) 휴대 단말이 무선랜에 접속중일 때, 감지 시점을 지정하는 명령을 연결된 모든 무선랜 중계기로 전송하거나, 휴대 단말로부터 특정 패킷을 수신할 때 감지토록 하는 명령을 연결된 모든 무선랜 중계기로 전송하거나 - 이때 휴대 단말이 사용중인 채널의 식별 정보를 알려준다 -
   ii) 휴대 단말이 무선랜에 접속하고 있지 않을 때, 어느 한 무선랜 중계기에 대하여 응답을 요구하는 메시지를 휴대 단말로 전송토록 하며, 연결된 모든 무선랜 중계기에 대해서는 휴대 단말의 상기 응답에 따른 무선랜 신호를 감지토록 하는 명령을 전송하는,
   무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템.
10. 제9항에 있어서,
    상기 무선랜 중계기로부터 수신되는 단말 감지 데이터는 휴대 단말의 식별자 및 무선랜 신호의 신호세기를 포함하고,
    상기 생성되는 핑거프린트는 상기 무선랜 신호의 신호세기 및 무선랜 중계기의 식별자 쌍을 하나 이상 포함하는,
    무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서,
    휴대 단말의 위치를 추정할 수 있는 핑거프린트 활용 서버;를 더 포함하고,
    상기 핑거프린트 생성기는 통신부를 통해 생성된 핑거프린트를 상기 핑거프린트 활용 서버로 전송하고,
    상기 핑거프린트 활용 서버는 수신된 핑거프린트와 유사한 하나 이상의 핑거프린트를 라디오 맵에서 검색하고 검색된 하나 이상의 핑거프린트로써 휴대 단말의 위치를 추정하는,
    무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템.
13. 제10항에 있어서,
    휴대 단말의 위치를 추정하는 핑거프린트 활용 서버;를 더 포함하고,
    상기 핑거프린트 생성기가 생성된 핑거프린트를 핑거프린트 활용 서버로 전송하고,
    상기 핑거프린트 활용 서버는 휴대 단말의 위치를 1차 추정하며 1차 추정된 위치에 대응하는 LOS(Line Of Sight) 정보에 따라 선택되는 위치 추정 기법에 따라 휴대 단말의 위치를 2차 추정하며,
    선택되는 상기 위치 추정 기법은 핑거프린트에 기반한 위치 추정 기법이거나 AOA(Angle of Arrival)에 기반한 위치 추정 기법이거나 삼변 위치 추정 기법인,
    무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템.
14. 제9항에 있어서,
    핑거프린트와 위치 정보 쌍의 라디오 맵을 구성하는 핑거프린트 활용 서버;를 더 포함하고,
    상기 핑거프린트 생성기가 생성된 핑거프린트들을 상기 핑거프린트 활용 서버로 전송하고,
    상기 핑거프린트 활용 서버는, 단일 휴대 단말을 대상으로 하여 수신된 복수 개의 핑거프린트를 핑거프린트 시퀀스로 구성하고, 상기 핑거프린트 시퀀스를 이용하여 핑거프린트 수집 위치를 라벨링하고 위치가 라벨링된 핑거프린트로써 상기 라디오 맵을 갱신하는,
    무선랜 인프라에서의 핑거프린트 이용 시스템.

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