KR101850390B1

KR101850390B1 - 이동 단말기 및 이동 단말기의 무선 ａｐ 절대좌표 산출방법, 이동 단말기를 이용한 무선 ａｐ 절대좌표 산출시스템

Info

Publication number: KR101850390B1
Application number: KR1020110116628A
Authority: KR
Inventors: 구자형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2011-11-02
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2018-04-19
Also published as: US20140248905A1; KR20130048673A; US9320011B2

Abstract

본 발명은 무선 AP로부터 무선신호를 수신받는 것이 가능한 이동 단말기 및 이의 무선 AP 절대좌표 산출방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기는 본체, 상기 본체에 장착되어, 상기 본체의 절대좌표를 수집하는 위치정보부, 외부의 무선 AP와 상기 본체 사이에 송수신되는 무선신호를 이용하여, 상기 무선 AP와 상기 본체 사이의 상대적인 거리정보를 산출하는 무선 통신부, 상기 거리정보와 상기 무선 AP의 상대좌표를 이용하여, 상기 본체의 상대좌표를 검출하는 검출부 및 상기 본체의 상대좌표와 상기 본체의 절대좌표를 이용하여, 상기 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동 단말기 및 이동 단말기의 무선 ＡＰ 절대좌표 산출방법, 이동 단말기를 이용한 무선 ＡＰ 절대좌표 산출시스템{MOBILE TERMINAL AND COMPUTING METHOD FOR ABSOLUTE COORDINATE OF WIRELESS ACCESS POINT, SYSTEM FOR ABSOLUTE COORDINATE OF WIRELESS ACCESS POINT USING MOBILE TERMINAL}

본 발명은 무선 AP로부터 무선신호를 수신받는 것이 가능한 이동 단말기 및 이의 무선 AP 절대좌표 산출방법에 관한 것이다.

이동 단말기는 다양한 기능을 수행할 수 있도록 구성될 수 있다. 그러한 다양한 기능들의 예로 데이터 및 음성 통신 기능, 카메라를 통해 사진이나 동영상을 촬영하는 기능, 음성 저장 기능, 스피커 시스템을 통한 음악 파일의 재생 기능, 이미지나 비디오의 디스플레이 기능 등이 있다. 일부 이동 단말기는 게임을 실행할 수 있는 추가적 기능을 포함하고, 다른 일부 이동 단말기는 멀티미디어 기기로서 구현되기도 한다. 더욱이 최근의 이동 단말기는 방송이나 멀티캐스트(multicast) 신호를 수신하여 비디오나 텔레비전 프로그램을 시청할 수 있다.

또한, 상기 이동 단말기의 기능 지지 및 증대를 위한 노력들이 계속되고 있다. 상술한 노력은 이동 단말기를 형성하는 구조적인 구성요소의 변화 및 개량뿐만 아니라 소프트웨어나 하드웨어의 개량도 포함한다.

또한, 이러한 이동 단말기에서는 무선 AP(Access Point)와의 무선통신을 통하여, 데이터 통신이 가능하다. 한편, 위와 같은 이동 단말기 또는 특정 시스템에서, 무선 AP의 실제좌표(또는 절대좌표)를 알고 있는 경우, 와이파이 포지셔닝 시스템(WiFi Positioning System)이 가능하다. 그러나, 위와 같이, 무선 AP의 실제좌표를 얻는 것은 현실적으로 어려움이 있다.

본 발명의 일 목적은 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능한 이동 단말기 및 이의 무선 AP 절대좌표 산출방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 서로 다른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능한 무선 AP 절대좌표 산출 시스템 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기는 본체, 상기 본체에 장착되어, 상기 본체의 절대좌표를 수집하는 위치정보부, 외부의 무선 AP와 상기 본체 사이에 송수신되는 무선신호를 이용하여, 상기 무선 AP와 상기 본체 사이의 상대적인 거리정보를 산출하는 무선 통신부, 상기 거리정보와 상기 무선 AP의 상대좌표를 이용하여, 상기 본체의 상대좌표를 검출하는 검출부 및 상기 본체의 상대좌표와 상기 본체의 절대좌표를 이용하여, 상기 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 무선 통신부는 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 적어도 하나의 무선 AP와 무선신호를 송수신하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 무선통신부는 상기 무선신호에 대응되는 거리정보를 산출하고, 상기 산출된 거리정보를 상기 절대좌표 및 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 상기 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP와 매칭시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 복수개의 무선 AP로부터 무선신호가 수신되면, 상기 무선통신부는 상기 복수개의 무선신호에 각각 대응되는 복수개의 거리정보를 산출하고, 상기 산출된 복수개의 거리정보를 상기 지점에 대응하는 절대좌표 및 상기 복수개의 무선 AP와 매칭시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 본체의 절대좌표는 적어도 세개의 서로 다른 위치에서 수집되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 기 설정된 상대좌표 영역 상에는 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 상기 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP가 기 배치되어 있고, 상기 검출부는 상기 절대좌표에 매칭된 거리정보 이용하여, 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 상기 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP의 상대좌표에서 상기 매칭된 거리정보만큼 떨어진 곳에 위치하는 상기 본체의 상대좌표를 검출하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 검출부는 상기 검출된 상대좌표를 상기 절대좌표와 매칭시키는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는 상기 검출된 상대좌표를 상기 검출부에 의해 매칭된 절대좌표로 변환시키는 변환 파라미터를 산출하고, 상기 상대좌표는 적어도 세개인 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 변환 파라미터는 상기 상대좌표 영역 상에 배치되어 있는 무선 AP의 상대좌표 개수와 대응되는 크기를 갖는 행렬인 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 변환 파라미터는 크기행렬, 각도 행렬 및 위치이동 행렬 중 적어도 하나로 이루어지며, 상기 크기행렬, 각도행렬 및 위치이동 행렬의 크기는 상기 무선 AP의 상대좌표 개수에 대응되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 상대 좌표 영역 상에 배치되어 있는 무선 AP의 절대좌표는 상기 상대 좌표 영역 상에 배치되어 있는 무선 AP의 상대좌표와 상기 변환 파라미터를 이용한 기 설정된 연산과정에 의해 산출되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 기 설정된 연산과정은 상기 크기 행렬, 상기 무선AP의 상대좌표 및 상기 각도 행렬을 순차적으로 곱셈하고, 상기 곱셈의 결과 값에 상기 위치이동 행렬을 가산하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 위치정보부는 복수개의 서로 다른 위치에서 상기 본체의 절대좌표를 각각 수집하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 수집된 복수개의 절대좌표에 각각 대응하는 지점에서 수신되는 무선신호는 동일한 무선 AP로부터 수신되거나 적어도 하나는 다른 무선 AP로부터 수신되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 거리정보는 상기 무선AP로부터 수신되는 무선신호의 세기 및 상기 상기 무선 AP로부터 수신되는 무선신호의 도달시간 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 무선 AP절대좌표 산출방법은 적어 세개의 서로 다른 위치에서 본체의 절대좌표를 수집하는 단계, 외부의 무선 AP로부터 상기 본체로 수신되는 무선신호를 이용하여, 상기 무선 AP와 상기 본체 사이의 상대적인 거리정보를 산출하는 단계, 상기 거리정보와 기 설정된 상기 무선 AP의 상대좌표를 이용하여, 상기 수집된 절대좌표에 대응되는 상기 본체의 상대좌표를 검출하는 단계 및 상기 본체의 상대좌표 및 상기 본체의 상대좌표에 대응되는 상기 본체의 절대좌표를 이용하여, 상기 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 거리정보를 산출하는 단계에서는 상기 산출된 거리정보가 상기 절대좌표 및 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 상기 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP와 매칭되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예에 있어서, 상기 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 단계는 상기 본체의 상대좌표가 상기 본체의 상대좌표에 대응되는 절대좌표로 변환되기 위한 변환 파라미터를 산출하는 단계 및 기 설정된 연산방법을 이용하여, 상기 산출된 변환 파라미터를 기 설정된 무선 AP의 상대좌표에 적용시키는 단계를 포함하며, 상기 변환 파라미터는 상기 본체의 절대좌표 개수에 대응하는 크기를 갖는 행렬인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기 및 무선 AP 절대좌표 산출방법은 이동 단말기의 절대좌표를 상대좌표로 변환하기 위한 변환파라미터를 무선 AP 상대좌표에 적용함으로써, 무선 AP의 절대좌표를 쉽게 구할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기 및 무선 AP의 절대좌표 산출방법은 무선 AP의 절대좌표를 산출함으로써, 무선망 포지셔닝 시스템을 구축할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 나타내는 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 이동 단말기가 동작 가능한 통신 시스템의 개념도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 거리정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 명세서 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 거리정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 상대좌표를 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10a, 도 10b, 도 10c 및 도 10d는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 상대좌표를 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 시스템의 블록도이다.
도 14는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 15는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 16은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 서로 다른 층에 있는 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 서로 다른 층에 있는 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 나타내는 블록도이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

상기 이동통신 모듈(112)은 화상통화모드 및 음성통화모드를 구현하도록 이루어진다. 화상통화모드는 상대방의 영상을 보면서 통화하는 상태를 지칭하고, 음성통화모드는 상대방의 영상을 보지 않으면서 통화를 하는 상태를 지칭한다. 화상통화모드 및 음성통화모드를 구현하기 위하여 이동통신 모듈(112)은 음성 및 영상 중 적어도 하나를 송수신하도록 형성된다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 여기에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라는(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153) 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디(body)의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치스크린의 근처에 근접 센서가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음향 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identify module; SIM), 범용 사용자 인증 모듈(universal subscriber identity module; USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동 단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동 단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동 단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

또한, 상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

또한, 상기 제어부(180)는 상기 이동 단말기의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 어플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행할 수 있다. 또한, 상기 제어부(180)는 상기 잠금 상태에서 상기 디스플레이부(이하, '터치 스크린'이라 함, 151)를 통해 감지되는 터치 입력에 근거하여 상기 잠금 상태에서 표시되는 잠금화면을 제어할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시 예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다.

소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

이하, 상기 도 1에서 살펴본 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기 또는 이동 단말기의 구성요소들이 배치된 이동 단말기 또는 이동 단말기의 구조를 살펴본다.

도 2a는 본 발명의 이동 단말기 또는 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도이다.

도 2a는 본 발명과 관련된 이동 단말기 또는 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도이다.

개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

도시에 의하면, 단말기 본체(100)(이하, '바디'라 한다)는 전면, 측면 및 후면을 구비한다. 또한 바디는 길이방향을 따라 형성되는 양단을 구비한다.

바디(100)는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시 예에서, 케이스는 전면(이하, '프론트 케이스'라 한다, 101)과 후면(이하, '리어 케이스'라 한다, 102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다.

케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 바디(100)는 주로 프론트 케이스(101)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(152)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(131)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다. 이에 반해, 마이크(122)는 바디(100)의 타단에 배치된다.

사용자 입력부(130)는 이동 단말기의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131, 132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131, 132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2조작 유닛(132)은 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

도 2b를 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해 리어케이스(102)에는 음향 출력부(152')가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부(152')는 음향 출력부(152, 도 2a 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디에는 이동 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

또한, 리어 케이스(102)에는 터치를 감지하기 위한 터치 패드(135)가 추가로 장착될 수 있다. 터치 패드(135) 또한 디스플레이부(151)와 마찬가지로 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이부(151)가 양면에서 시각 정보를 출력하도록 구성된다면, 터치 패드(135)를 통해서도 상기 시각 정보를 인지할 수 있게 된다. 상기 양면에 출력되는 정보는 상기 터치 패드(135)에 의해 모두 제어될 수도 있다. 이와 달리, 터치 패드(135)에는 디스플레이가 추가로 장착되어, 리어 케이스(102)에도 터치 스크린이 배치될 수도 있다.

또한, 단말기 바디의 리어 케이스(102)에는 카메라가(121') 추가로 장착될 수 있다. 상기 카메라(121') 프론트 케이스에 장착된 카메라(121, 도 2a 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라(121)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.

예를 들어, 카메라(121)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라(121')는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지도록 이루어질 수 있다. 카메라(121')는 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디(100)에 설치될 수도 있다.

상기 카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치된다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울은 사용자가 카메라(121')를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

단말기 바디의 후면에는 음향 출력부(252')가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부(252')는 음향 출력부(252, 도 2a 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

리어 케이스(102)에는 터치를 감지하기 위한 터치 패드(135)가 추가로 장착될 수 있다. 터치 패드(135) 또한 디스플레이부(151)와 마찬가지로 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이부(151)가 양면에서 시각 정보를 출력하도록 구성된다면, 터치 패드(135)를 통해서도 상기 시각 정보를 인지할 수 있게 된다. 상기 양면에 출력되는 정보는 상기 터치 패드(135)에 의해 모두 제어될 수도 있다. 이와 달리, 터치 패드(135)에는 디스플레이가 추가로 장착되어, 리어 케이스(102)에도 터치 스크린이 배치될 수도 있다.

터치 패드(135)는 프론트 케이스(101)의 디스플레이부(151)와 상호 관련되어 작동한다. 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)의 후방에 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)와 동일하거나 작은 크기를 가질 수 있다.

한편, 도 3은 본 발명에 따른 이동 단말기(100)가 동작 가능한 통신 시스템의 개념도이다.

통신 시스템은, 서로 다른 무선 인터페이스 및/또는 물리 계층을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 통신 시스템에 의해 이용 가능한 무선 인터페이스에는, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access, TDMA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 범용 이동통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications Systems, UMTS)(특히, LTE(Long Term Evolution)), 이동통신 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 등이 포함될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위하여, CDMA에 한정하여 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명은, CDMA 무선 통신 시스템을 포함한 모든 통신 시스템 적용될 수 있음은 당연하다.

도 3에 도시된 바와 같이, CDMA 무선 통신 시스템은, 복수의 단말기들(100), 복수의 기지국(Base Station, BS)(270), 기지국 제어부(Base Station Controllers, BSCs)(275), 이동 스위칭 센터(Mobile Switching Center, MSC)(280)를 포함할 수 있다. MSC(280)는, 일반 전화 교환망(Public Switched Telephone Network, PSTN)(290)과 연결되도록 구성되고, BSCs(275)와도 연결되도록 구성된다. BSCs(275)는, 백홀 라인(backhaul line)을 통하여, BS(270)와 짝을 이루어 연결될 수 있다. 백홀 라인은, E1/T1, ATM, IP, PPP, Frame Relay, HDSL, ADSL 또는 xDSL 중 적어도 하나에 따라서 구비될 수 있다. 따라서, 복수의 BSCs(275)가 도 3에 도시된 시스템에 포함될 수 있다.

각각의 BS(270)는, 적어도 하나의 섹터를 포함할 수 있고, 각각의 섹터는, 전방향성 안테나 또는 BS(270)로부터 방사상의 특정 방향을 가리키는 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 각각의 섹터는, 다양한 형태의 안테나를 두 개 이상 포함할 수도 있다. 각각의 BS(270)는, 복수의 주파수 할당을 지원하도록 구성될 수 있고, 복수의 주파수 할당 각각은, 특정 스펙트럼(예를 들어, 1.25MHz, 5MHz 등)을 갖는다.

섹터와 주파수 할당의 교차는, CDMA 채널이라고 불릴 수 있다. BS(270)은, 기지국 송수신 하부 시스템(Base Station Transceiver Subsystem, BTSs)이라고 불릴수 있다. 이러한 경우, "기지국"이라는 단어는, 하나의 BSC(275) 및 적어도 하나의 BS(270)를 합하여 불릴 수도 있다. 기지국은, 또한 "셀 사이트"를 나타낼 수도 있다. 또는, 특정 BS(270)에 대한 복수의 섹터들 각각은, 복수의 셀 사이트로 불릴 수도 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 방송 송신부(Broadcasting Transmitter, BT)(295)는, 시스템 내에서 동작하는 단말기들(100)에게 방송 신호를 송신한다. 도 1에 도시된 방송 수신 모듈(111)은, BT(295)에 의해 전송되는 방송 신호를 수신하기 위해 단말기(100) 내에 구비된다.

뿐만 아니라, 도 3에서는, 여러 개의 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, GPS) 위성(300)을 도시한다. 상기 위성들(300)은, 복수의 단말기(100) 중 적어도 하나의 단말기의 위치를 파악하는 것을 돕는다. 도 3에서는 두 개의 위성이 도시되어 있지만, 유용한 위치 정보는, 두 개 이하 또는 이상의 위성들에 의해 획득될 수도 있다. 도 1에 도시된 위치정보 모듈(115)은, 원하는 위치 정보를 획득하기 위하여 위성들(300)과 협력한다. 여기에서는, GPS 추적 기술뿐만 아니라 위치를 추적할 수 있는 모든 기술들을 이용하여 위치를 추적할 수 있다. 또한, GPS 위성들(300) 중 적어도 하나는, 선택적으로 또는 추가로 위성 DMB 전송을 담당할 수도 있다.

무선 통신 시스템의 전형적인 동작 중, BS(270)는, 다양한 단말기들(100)로부터 역 링크 신호를 수신한다. 이때, 단말기들(100)은, 호를 연결 중이거나, 메시지를 송수신 중이거나 또는 다른 통신 동작을 수행하고 있다. 특정 기지국(270)에 의해 수신된 역 링크 신호들 각각은, 특정 기지국(270)에 의해 내에서 처리된다. 상기 처리 결과 생성된 데이터는, 연결된 BSC(275)로 송신된다. BSC(275)는, 기지국들(270) 간의 소프트 핸드오프(soft handoff)들의 조직화를 포함하여, 호 자원 할당 및 이동성 관리 기능을 제공한다. 또한, BSCs(275)는, 상기 수신된 데이터를 MSC(280)로 송신하고, MSC(280)는, PSTN(290)과의 연결을 위하여 추가적인 전송 서비스를 제공한다. 유사하게, PSTN(290)은 MSC(280)와 연결하고, MSC(280)는 BSCs(275)와 연결하고, BSCs(275)는 단말기들(100)로 순 링크 신호를 전송하도록 BS들(270)을 제어한다.

또한, 위에서 살펴본 것과 같은 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것이 가능한 이동단말기는 서로 다른 복수개의 지점에서 수집된 위치정보를 이용하여, 상기 이동단말기로 무선신호를 전송하는 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법에 대하여, 살펴본다.

도 4는 본 발명에 따른 이동 단말기(100)의 일 실시 예를 간략하게 보여주는 블록도이다. 여기에서, 도 1을 참조하여 이미 설명된 내용은 생략하기로 한다. 도 4를 참조하면, 이동 단말기(100)는 제어부(180), 무선통신부(110), 위치정보부(115), 메모리(160) 및 검출부(182)를 포함할 수 있다.

위치정보부(115)는 이동 단말기(이하, '본체'라 함)에 장착되어, 도 3에서 살펴본, 위치 확인 시스템(Global Positioning System, Gps)을 이용하여, 본체의 절대좌표를 수집한다.

여기에서, 절대좌표(absolute coordinate)는 주소 가능점의 위치가 지정된 좌표계 원점을 기준으로 하여 표현되는 좌표로서, 본체가 위치하는 실제좌표이다.

여기에서, 위치정보부(115)는 제어부(180)에 의해 기 설정되어진 간격으로 본체가 위치하는 곳에 대응되는 절대좌표를 수집하거나, 본체가 특정조건을 만족하는 지점에 위치하는 경우 본체의 절대좌표를 수집할 수 있다. 또한, 위의 절대좌표와 같은 위치정보는 이동 단말기에서 위치정보가 필요한 어플리케이션이 실행되는 경우, 수집될 수 있고, 제어부(180)는 이렇게 수집된 위치정보를 메모리(160)에 저장하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는데 이용할 수 있다.

또한, 위치정보부(115)는 본체의 위치이동에 근거하여, 본체의 절대좌표를 수집하는 것이 가능하다. 또한, 위치정보부(115)는 수집된 복수개의 절대좌표를 메모리(160) 등에 저장할 수 있다.

한편, 무선 통신부(110)는 외부의 무선 AP와 본체 사이에 송신 또는 수신되는 무선신호를 이용하여, 상기 무선 AP와 본체 사이의 상대적인 거리정보를 산출할 수 있다.

여기에서, 외부의 무선 AP(wireless access point)는 이동 단말기 같은 무선기기들을 임의의 네트워크에 접속할 수 있도록 네트워크와 무선기기들을 중계하는 역할을 하는 것으로서, 와이파이 또는 블루트스 관련 표준을 이용하여, 무선기기들을 네트워크와 연결할 수 있도록 중계자 역할을 한다.

상기 외부의 무선 AP들은 이동 단말기(또는 본체)와 이격된 곳에 위치하는 것으로서, 위에서 살펴본 것과 같이, 무선신호를 이용하여, 이동 단말기가 접속하고자 하는 임의의 네트워크에 접속할 수 있도록 한다. 이때에, 이동 단말기는 먼저, 무선 AP와 접속이 필요하고, 접속을 위해 이동 단말기와 무선 AP간에 무선신호를 송신 또는 수신한다.

즉, 이동 단말기에 포함된 무선 통신부(110)는 현재 위치하는 곳 주변에 있는 무선 AP들과 무선신호를 송수신할 수 있고, 반드시 무선 AP를 이용하여, 특정 네트워크에 접속하는 경우가 아니라도, 주변에 무선 AP가 존재하는 경우, 자동으로 무선신호를 송신 또는 수신할 수 있다.

또한, 위에서 살펴본, 무선 AP에서 무선신호를 이동 단말기로 전송하기 위해서는 이동 단말기가 무선 AP로부터 소정거리 내에 위치한다. 여기에서, 소정거리는 무선 AP의 특성에 따라 다양할 수 있다.

또한, 무선 AP와 이동 단말기 간의 거리가 짧을수록 무선 AP에서 전송되는 무선신호의 신호강도는 강하고, 무선신호가 무선 AP에서 이동 단말기로 전송되는 속도도 빠를 수 있다.

즉, 이동 단말기에서 수신되는 무선신호의 강도가 강할수록, 상기 무선신호를 이동 단말기로 전송한 무선 AP는 이동 단말기로부터 가깝게 위치한다고 추정할 수 있다.

또한, 무선 통신부(110)는 이동 단말기로 무선신호를 전송한 무선 AP의 이름을 추출하거나, 임의로 식별자를 부여할 수 있다. 따라서, 복수개의 무선 AP로부터 무선신호가 전송되더라도, 복수개의 무선 AP를 각각 구분하는 것이 가능하다.

위에서 살펴본 것과 같이, 적어도 하나의 무선 AP로부터 무선신호를 전송받는 것이 가능한, 무선 통신부(110)는 위치정보부(115)에서 본체의 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP의 정보(또는, 식별정보)를 기억하는 것이 가능하다. 나아가, 무선 통신부(110)는 본체의 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 본체로 전송되는 무선신호의 세기를 측정하는 것이 가능하고, 이러한 무선신호가 본체로 도달되는 시간을 측정하는 것이 가능하다.

따라서, 이러한, 무선신호 정보(무선신호 세기 정보 또는 무선신호 도달시간 정보)를 이용하여, 본체와 무선 AP간의 상대적인 거리정보를 산출하는 것이 가능하다. 한편, 본체와 무선 AP간의 상대적인 거리정보와 대응되는 지점은 위치정보부(115)에 의해 본체의 절대좌표가 수집되는 위치와 대응되는 지점으로서, 상기 절대좌표와 상기 거리정보에 대응되는 지점은 일치할 수도 있고, 근소한 차이를 갖을 수 있다.

한편, 무선통신부(110) 또는 제어부(180)는 위에서 살펴본, 무선 AP의 식별정보와 무선신호 정보를 매칭하고, 상기 무선신호가 전송된 지점에 대응되는 본체의 절대좌표를 함께 매칭한다. 이렇게 매칭된, 절대좌표, 무선신호 정보, 무선 AP의 식별정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

한편, 본체의 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 본체로 전송되는 무선신호는 복수개일 수 있다. 즉, 본체는 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 복수개의 무선 AP로부터 무선신호를 전송받을 수 있다.

위에서 살펴본 것과 같이, 위치정보부(115) 및 무선 통신부(110)를 통해 본체의 절대좌표, 무선신호 정보, 무선 AP의 정보, 무선 AP와 본체의 상대적인 거리정보가 얻어지면 검출부(182)는 무선 AP와 본체 사이의 상대적인 거리정보를 이용하여, 본체의 상대좌표를 검출할 수 있다.

여기에서, 본체의 상대좌표는 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP 간의 상대적인 거리관계를 나타내는 좌표로서, 무선 AP의 상대좌표는 상대좌표 영역 상에 미리 지정되어 있다. 여기에서, 무선 AP의 상대좌표를 얻는 방법에는 "Autonomous Construction of a WiFi Access Point map Using Multidimensional Scaling" 등 외에도 다양한 알고리즘이 존재하며, 본 명세서에서는 무선 AP의 상대좌표를 얻는 구체적인 방법에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

검출부(182)는 본체의 절대좌표가 수집된 위치에 대응되는 지점에서 수집된 무선신호의 정보를 이용하여 및 이러한 무선신호를 전송한 무선 AP에 대한 본체의 상대좌표를 검출한다.

즉, 본체의 상대좌표는 이에 대응하는 본체의 절대좌표와 대응하는 동시에, 이러한 절대좌표와 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP의 상대좌표로부터, 상기 무선신호의 세기 또는 도달시간 대응되는 만큼 이격된 곳에 위치한다.

또한, 본체의 절대좌표와 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP가 복수개인 경우, 검출부(182)는 이러한 복수개의 무선 AP와의 상대적인 거리관계를 모두 만족하는 상대좌표를 검출한다.

검출부(182)는 이러한, 본체의 상대좌표를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출할 수 있도록, 적어도 세개의 본체의 상대좌표를 검출한다. 이는, 위치정보부(115)에서 적어도 세개의 본체의 절대좌표를 수집해야하는 것을 의미한다.

또한, 검출부(182)는 위치정보부(115)에서 수집된 절대좌표를 모두 이용하는 것도 가능하나, 계산의 효율성을 위하여, 필요한 정보만을 선택할 수 있다.

이상에서 살펴본 것과 같이, 검출부(182)에 의해, 적어도 세개의 본체의 상대좌표가 검출되면, 제어부(180)는 적어도 세개의 상대좌표가, 이러한 적어도 세개의 상대좌표에 각각 대응되는 절대좌표로 변환되기 위한, 변환파라미터를 산출한다.

그리고, 제어부(180)는 산출된 변환파라미터를 적어도 세개의 본체의 상대좌표와 대응되는 각각의 절대좌표와 대응되는 위치에서 본체로 무선신호를 전송한 무서 AP의 상대좌표에 적용함으로써, 무선 AP의 절대좌표를 산출한다.

여기에서, 산출되는 무선 AP의 절대좌표의 개수는 적어도 세개의 상대좌표와 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP의 개수와 대응되는 것으로서, 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP가 한개인 경우, 산출되는 무산 AP의 절대좌표의 개수도 하나일 수 있다.

예를 들어, 본체의 제1 절대좌표에 대응되는 지점에서 'a1 무선 AP'에서 무선신호를 전송받고, 제2 절대좌표에 대응되는 지점에서 'a1 무선 AP 및 a2 무선 AP'에서 무선신호를 전송받고, 제3 절대좌표에 대응되는 지점에서 'a3 무선 AP'에서 무선신호를 전송받은 경우 가정해본다. 또한, 상대좌표 영역 상에는 a1 무선 AP, a2 무선 AP, a3 무선 AP 와 각각 대응되는 무선 AP의 상대좌표 영역 상에 매칭되어 있다.

이러한 경우, 제어부(180)는 제1 내지 제3 절대좌표와 각각 대응되는 제1 내지 제3 상대좌표 및 상기 제1 내지 제3 절대좌표를 이용하여, 상기 제1 내지 제3 절대좌표와 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 a1 무선 AP, a2 무선 AP, a3 무선 AP의 절대좌표를 산출할 수 있다.

이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 이동 단말기에서는 본체의 절대좌표 및 상대좌표를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능하다.

이하에서는, 위와 같은 구성요소들을 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법에 대하여 더욱 구체적으로 살펴본다.

도 5는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기의 제어방법을 설명하기 위한 개념도이다.

먼저, 위치정보부(115, 도 4 참조)는 본체의 절대좌표를 수집한다(S100). 여기에서, 본체의 절대좌표는 적어도 세개의 위치에서 수집되며, 도 6에 도시된 것과 같이, 본체의 위치이동 예를 들어, 사용자가, m1에서 m2로, 그리고 m3로 위치이동 함에 대응하여, 위치정보부(115)는 m1, m2, m3 각각에 위치하는 본체(210a, 210b고 210c)의 절대좌표를 수집한다.

다음으로, 무선 통신부(110)는 본체로 수신되는 무선신호를 이용하여, 상기 무선신호를 본체로 전송하는 무선 AP와 상기 무선신호가 수신된 지점에 위치한 본체 사이의 상대적인 거리정보를 산출한다(S200, 도 5 참조).

예를 들어, 도 6에 도시된 것과 같이, 사용자가 m1에 위치하는 경우, 본체(210a)는 a1 무선 AP(221) 및 a2 무선 AP(222)로부터 무선신호를 전송받는다.

이 경우, 무선 통신부(110, 도 4 참조)는 a1 무선 AP(221) 및 a2 무선 AP(222)로 부터 본체(210a)로 각각 전송되는 무선신호의 세기 또는 도달시간을 이용하여, a1 무선 AP(221) 및 a2 무선 AP(223)와 본체(210a) 사이의 상대적인 거리정보를 산출한다.

또한, m2 위치에서는 a1 무선 AP(221), a2 무선 AP(222) 및 a3 무선 AP(223)로 부터 본체(210b)로 각각 전송되는 무선신호의 세기 또는 도달시간을 이용하여, a1 무선 AP(221), a2 무선 AP (222)및 a3 무선 AP(223)와 본체(210b) 사이의 상대적인 거리정보가 산출된다.

마찬가지로, m3 위치에서는 a3 무선 AP(223)로부터 본체(210c)로 전송되는 무선신호의 세기 또는 도달시간을 이용하여, a3 무선 AP(223)와 본체(210c)사이의 상대적인 거리정보가 산출된다.

도 5에서 살펴본 S200 단계에서, 무선 통신부(110)를 통해, 본체와 무선 AP사이의 상대적인 거리정보를 산출하는 방법에 대하여, 도 6, 도 7 및 도 8과 함께 더욱 자세히 살펴보기로 한다.

도 7은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 거리정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 8은 본 명세서 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 거리정보를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

이하, 설명에서는 기 수집된 세개의 절대좌표를 이용하는 방법을 예를 들어 설명한다.

먼저, S100 단계(도 5 참조)에서, 적어도 세개의 위치(m1, m2, m3, 도 6 참조)에서 본체(210a, 210b, 210c, 도 6 참조)의 제1, 제2 및 제3 절대좌표가 수집되면, 무선 통신부(110, 도 4 참조)는 제1, 제2 및 제3 절대좌표가 수집된 m1, m2, 및 m3 각각에 대응되는 지점에서 수신되는 무선신호의 세기 또는 무선신호가 도달되는 시간을 측정한다.

여기에서, 상기 m1 위치에서 수신되는 무선신호는 복수개의 무선 AP로부터 복수개의 무선신호가 수신될 수도 있고, 단일의 무선 AP로부터 하나의 무선신호가 수신될 수 있다.

또한, 무선 통신부(110)는 본체로 무선신호가 수신되는 즉시, 무선신호의 세기 또는 도달되는 시간을 측정할 수 있고, 사용자 또는 제어부(180)에 의한 제어명령에 근거하여, 무선신호의 세기 또는 도달되는 시간을 측정할 수 있다. 앞서 살펴본 것과 같이, 무선 통신부는 무선 AP의 정보 및 무선신호를 매칭시켜 저장할 수 있다.

더욱 구체적으로 살펴보면, 무선 통신부(110)는 제1 절대좌표가 수집된 위치(m1의 위치, 도 6 참조)와 대응되는 지점에서 수신되는 무선신호의 세기 또는 무선신호가 도달되는 시간을 측정한다(S211, 도 7 참조).

즉, 무선 통신부(110)는 제1 절대좌표가 수집된 위치(m1의 위치, 도 6참조)와 대응되는 지점에서 a1 무선 AP(221) 및 a2 무선 AP(222)로부터 본체(210a)로 수신되는 무선신호의 세기 또는 무선신호가 도달되는 시간을 측정한다.

위와 같은 방법과 마찬가지로, 무선 통신부(110)는 제2 절대좌표가 수집된 위치(m2의 위치, 도 6참조)와 대응되는 지점에서 a1 무선 AP(221), a2 무선 AP(222) 및 a3 무선 AP(223)로부터 본체(210b)로 수신되는 무선신호의 세기 또는 무선신호가 도달되는 시간을 측정한다(S212). 또한, 무선 통신부(110)는 제3 절대좌표가 수집된 위치(m3의 위치, 도 6참조)와 대응되는 지점에서 a3 무선 AP(223)로부터 본체(210c)로 수신되는 무선신호의 세기 또는 무선신호가 도달되는 시간을 측정한다(S213).

다음으로, 무선 통신부(110)는 위의 S211, S212, S213 단계에서 측정된 무선신호 세기 및 도달되는 시간을 이용하여, 각각의 절대좌표에 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP와의 상대적인 거리를 산출한다.

먼저, 무선 통신부(110)는 제1 절대좌표(m1의 위치, 도 6참조)에 대응되는 지점에서 본체(210a)로 무선신호를 전송한 a1 무선 AP(221) 및 a2 무선 AP(222)와 본체(210a)의 상대적인 거리를 산출한다(S214).

예를 들어, 도 8에 도시된 표와 같이, m1 위치에서 a1 무선 AP(221)로부터 수신된 무신신호의 세기(본 예에서는 무선신호 세기를 측정한 것으로 가정한다)가 강한 경우, 무선 통신부(110)는 이를 '20'으로 기록하고, a2 무선 AP(222)로 부터 수신된 무선신호의 세기가 a1 무선 AP(221)에서 수신된 무선신호의 세기보다 반정도 약한 경우, 이를 '10'으로 기록한다. 그리고, a3 무선 AP로부터 수신된 무선신호가 없는 경우, 이를 '0'으로 기록한다.

즉, 도 8에 도시된 표에는, 무선 AP의 절대좌표를 산출하기 위해 사용되는 본체의 절대좌표에서 수신된 무선 AP가 표시되고, 이러한, 무선 AP로부터 수신된 무선신호의 정보가 표시된다.

그리고, 기록된 무선신호 정보를 고려하여, 표에 기록되어 있는 무선 AP와 본체의 상대적인 거리를 산출하는 것이 가능하다.

이와 마찬가지로, 무선 통신부(110)는 제2 절대좌표(m2의 위치, 도 6참조)에 대응되는 지점에서 본체(210b)로 무선신호를 전송한 a1 무선 AP(221), a2 무선 AP(222) 및 a3 무선 AP(223)와 본체(210b)의 상대적인 거리를 산출한다(S215). 또한, 무선 통신부(110)는 제3 절대좌표(m3의 위치, 도 6참조)에 대응되는 지점에서 본체(210c)로 무선신호를 전송한 a3 무선 AP(223)와 본체(210c)의 상대적인 거리를 산출한다(S216).

마찬가지로, m2, m3 위치에 각각 대응하는 무선신호 세기는 도 8에 도시된 표에 모두 기록되고, 도 8에 무선신호 세기를 이용하여, 본체와 무선 AP사이의 상대적인 거리를 산출한다.

예를 들어, m1 위치에서 본체(210)는 a1 무선 AP(221)와는 가깝고, a2 무선 AP(222)와는 a1 무선 AP(221)보다는 멀게 있으며, a3 무선 AP(223) 로부터는 가장 멀게 위치한다.

한편, 본 발명에서는 도 8과 같이, 표를 이용하여, 상대적인 거리를 산출하는 방법에 대하여 살펴보았으나, 이는 이해를 돕기 위한 것으로서, 반드시 표를 이용하여 상대적인 거리정보가 산출되지 않을 수 있다. 다만, 이러한, 동일 지점에서 수신된 신호의 세기 차이, 또는 신호가 도달되는 시간의 차이에 따라, 상기 동일 지점에서 복수개의 무선 AP들과의 상대적인 거리관계를 도출할 수 있음을 보여주기 위함이다. 또한, 이와 같이, 상대적인 거리정보를 산출하는 방법을 다차원척도분석법(multi-dimensional scaling: MDS)라고 하며, 이는n개의 대상물에 대해서 대상 상호간의 비유사성 또는 유사성이 주어졌을 때, 비유사성에 합치할 것 같은 점간 거리를 갖는 n개의 점을 어느 차원의 공간 속에 자리잡게 하는 방법의 일종이다. 따라서, 무선 AP와 본체 간의 상대적인 거리는 이러한 다차원척도분석법을 통해 산출된 수 있다.

한편, S211 내지 S216 단계에서 살펴본 것과 같이, 무선신호의 세기 또는 무선신호가 도달되는 신호정보를 이용하여, 무선 AP와 본체사이의 상대적인 거리가 산출되면, 이러한, 거리정보와 무선 AP의 상대좌표를 이용하여, 본체의 상대좌표가 검출된다(S300, 도 5 참조)

본체의 상대좌표를 검출하는 방법에 대하여, 도 9, 도 10a, 도 10b, 도 10c 및 도 10d와 함께 더욱 구체적으로 살펴본다.

도 9는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 상대좌표를 검출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 10a, 도 10b, 도 10c 및 도 10d는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 상대좌표를 검출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

여기에서, 무선 AP는 앞에서 설명한 것과 같이, 제1 내지 제3 절대좌표에 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP로서, 단수이거나, 복수개일 수 있다. 또한, 아래의 설명에서 무선 AP의 상대좌표는 기 설정된 방법에 의하여 미리 산출되어 있다고 가정한다.

먼저, 검출부(182)는 제1 절대좌표(m1의 위치, 도 6 참조)에 대응되는 지점에서, 본체(210a)로 무선신호를 전송한 무선 AP(221, 222)의 상대좌표를 고려하여, S200단계에서 산출된 거리정보 만큼 떨어진 곳에 제1 상대좌표를 검출한다(S311).

예를 들어, 도 10a를 참조하여, 상대좌표 영역 상에서, 본체의 상대좌표를 산출하는 방법을 살펴본다.

상대좌표 영역 상에는, 제1 내지 제3 절대좌표와 대응되는 지점에서 본체로 무선신호를 전송한 a1, a2, a3 무선 AP(221, 222, 223)와 각각 대응되는 b1, b2, b3 무선 AP(221', 222', 223') 무선 AP가 각각 매칭되어 있다.

그러면, 검출부(182)는 앞서 도 8에서 살펴본, 이미 산출된 거리정보를 이용하여, 상대좌표 영역 상에 상기 거리정보를 반영한다.

따라서, 제1 절대좌표가 수집된 위치 m1(210a)에 대응되는 제1 상대좌표 지점(e1) 에서 본체(210a')의 상대좌표는 b1 무선 AP(221')와는 가깝고, b2 무선 AP(222')와는 먼 거리에 위치한다.

이와 같은 방식으로, 검출부(182)는 제2 절대좌표(m2의 위치, 도 6 참조)에 대응되는 지점에서, 본체(210b)로 무선신호를 전송한 무선 AP(221, 222, 223, 도 6 참조)의 상대좌표를 고려하여, S200단계에서 산출된 거리정보 만큼 떨어진 곳에 제2 상대좌표를 검출한다(S312).

또한, 마찬가지로, 검출부(182)는 제3 절대좌표(m3의 위치, 도 6 참조)에 대응되는 지점에서, 본체(210c, 도 6 참조)로 무선신호를 전송한 무선 AP(223, 도 6 참조)의 상대좌표를 고려하여, S200단계에서 산출된 거리정보 만큼 떨어진 곳에 제3 상대좌표를 검출한다(S313).

이렇게 하여, 제2 상대좌표는(e2, 210b') 도 10b 에 도시된 것과 같이, 도 8에서 산출된 무선 AP들 과의 상대적인 거리정보가 반영되어, 상대좌표 영역 상에, 제2 상대좌표(e2, 210b')가 검출된다. 마찬가지로, 제3 상대좌표(e3, 210c')는 도 10c에 도시된 것과 같이, 도 8에서 산출된 무선 AP들과의 상대적인 거리정보가 반영되어, 상대좌표 영역 상에, 제3 상대좌표(e3, 210c')가 검출된다.

위와 같은 과정을 거쳐, 검출부(182)는 최종적으로, 도 10d에 도시된 것과 같이, 제1, 제2 및 제3 절대좌표(m1, m2, m3, 도 6 참조)에 각각 대응되는 제1, 제2 및 제3 상대좌표(e1, e2, e3)를 검출할 수 있다.

또한, 상대좌표 영역 상에서, 본체들 사이의 거리는 이미 검출된 본체들의 절대좌표 정보를 참조할 수 있다.

위에서 살펴본, S311, S312, S313 단계를 거쳐, 본체의 상대좌표가 검출되면, 제어부(180)는 검출된 본체의 상대좌표와, 미리 수집된 본체의 절대좌표를 이용하여, 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP들의 절대좌표를 산출한다(S400).

본체의 상대좌표들이 본체의 절대좌표로 변환되기 위한, 변환 파라미터를 알고 있다면, 이러한 변환 파라미터를 무선 AP들의 상대좌표에 동일하게 적용하는 경우, 무선 AP들도 각자의 절대좌표로 변환될 수 있다. 이는, 본체의 상대좌표들이, 무선 AP와의 상대적인 거리정보를 이용하여, 산출되었기 때문이다.

또한, 아래의 실시 예에서는 동일한 층에 존재하는 무선 AP들에 대하여, 설명하지만, 본 발명은 반드시 동일 층에 존재하는 무선 AP들의 절대좌표를 산출하는 것에 제한되지 않고, 복수의 층에 존재하는 무선 AP들의 절대좌표를 산출하는 것도 가능하다. 그에 대한 방법은 후술한다.

무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법에 대하여, 더욱 구체적으로 살펴보기위하여, 도 11 및 도 12를 참조한다.

도 11은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 12는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기에서 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

먼저, 제1 내지 제3 상대좌표를 도 12에 도시된 것과 같이, 각각 e1, e2, e3라 하고, 이에 각각 대응되는 제1 내지 제3 절대좌표를 각각 m1, m2, m3 라 한다.

그리고, a1, a2 및 a3 무선 AP(221', 222', 223')의 상대좌표를 각각 (b1, b2, b3)라 하고, 이에 각가 대응되는 a1, a2 및 a3 무선 AP(221, 222, 223)의 절대좌표를 각각(a1, a2, a3)라 한다.

먼저, 검출부(182)는 제1 내지 제3 상대좌표(e1, e2, e3)각 각각 제1 내지 제3 절대좌표(m1, m2, m3)로 변환되기 위한 크기행렬(Sc), 각도 행렬(Rc) 및 위치이동행렬(Tc)을 포함하는 변환 파라미터를 산출한다(S411).

위와 같이, 제1 내지 제3 상대좌표(e1, e2, e3)가 각각 제1 내지 제3 절대좌표(m1, m2, m3)로 변환되기 위한 변환 파라미터를 산출하는 방법에는 Procrustes Analysis 등 다양한 알고리즘이 존재하며, 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

그리고, 위에서 구한 행렬들을 무선 AP의 상대좌표(b1, b2, b3)행렬(Ym)에순차적으로 연산하여, 무선 AP의 절대좌표(a1, a2, a3)행렬(Zm)을 산출한다(S412, S413).

연산 순서는 아래의 수학식 [1]과 같다.

[수학식 1]

여기에서, Zm은 무선 AP의 절대좌표 행렬이고, Sc는 크기행렬, Ym은 무선 AP의 상대좌표 행렬, Rc는 각도행렬, Tc는 위치이동 행렬을 각각 나타낸다.

상기 행렬들을 좀 더 자세히 살펴보면, 아래의 수학식 [2]와 같다.

[수학식 2]

여기에서, S는 수학식 1에서 Sc 행렬의 성분이고, R은 수학식 1에서 Rc 행렬의 성분이고, T1, T2는 수학식 1에서 Tc행렬의 성분이다.

또한, Xa1, Ya1, Xa2, Ya2, Xa3, Ya3는 수학식 1에서 Zm 행렬의 성분이고, xb1, yb1, xb2, yb2, xb3, yb3은 수학식 1에서 Ym 행렬의 성분이다.

수학식 2의 행렬에서 알 수 있듯이, Ym 행렬의 크기는 무선 AP의 개수와 대응하고, Sc, Rc, Tc 행렬의 크기 또한, 무선 AP의 개수와 대응되며, Sc, Rc는 이를 만족하는 대각행렬이다.

한편, 상기 수학식 1 및 2는 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 일 실시 예에 대해 살펴본 것으로서, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법은 이외에도 다양한 연산과정을 통해 무선 AP의 절대좌표가 산출되는 것이 가능하다.

이상에서 살펴본 것과 같이, 일련의 연산과정을 거쳐, 본체의 상대좌표를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출함으로써, 정확한 무선 AP의 절대좌표 위치를 이용하여, 다양한 서비스를 제공받거나, 제공할 수 있다.

즉, 위와 같이, 무선 AP의 절대좌표를 알고 있는 경우에는, 새로운 무선 AP를 설치하고자 할때, 설치할 적절한 위치를 파악할 수 있다. 또한, WiFi Positioning System을 구축하는데 이용하여, 여러 무선기기들을 효율적으로 관리하는 것이 가능하다.

또한, 위의 실시 예에서는 하나의 단말기에서 상기 과정을 모두 진행하는 방법에 대하여 살펴보았다. 그러나, 본 명세서에서는 복수개의 단말기로부터 수집된 위치정보를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능하다.

즉, A와 B라는 단말기에서, 각각 위치정보를 수집한 뒤, B단말기에서 수집된 위치정보를 A단말기와 공유를 통해, 획득할 수 있다.

이 경우, B단말기는 위치정보를 수집한 지점에서 수신된 무선신호 정보를 함께 A단말기에 전송해야 한다. 여기에서 무선신호 정보는 무선 AP의 정보 및 무선신호의 세기 또는 도달시간 정보가 포함되어 있다.

또한, 단말기 사이에 위치정보 등을 공유하는 방법외에도, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 시스템에 의해서 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능하다.

이 경우, 시스템은 적어도 하나의 단말기로부터 위치정보를 수집하고, 위치정보가 수집된 지점에서 수신되는 무선신호를 수집할 수 있다.

그리고, 이러한 시스템은 여러개의 무선 AP와의 통신을 통해 각종 정보를 공유할 수 있다.

이하에서, 상기 시스템에 대하여, 도 13, 도 14 및 도 15와 함께 더욱 구체적으로 살펴본다.

도 13은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 시스템의 블록도이고, 도 14는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 또한, 도 15는 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 13에 도시된 것과 같이, 무선 AP절대좌표 산출 시스템(330)은 제어부(331), 위치정보부(332), 거리정보부(333), 메모리(334, 상대좌표부(335)를 포함할 수 있다.

여기에서, 위치정보부(332)는 도 15에 도시된 것과 같이, 적어도 하나의 이동 단말기(310a, 310b, 311)로부터 적어도 세개의 절대좌표를 수집한다(A100, 도 14 참조).

그리고, 거리정보부(333)는 상기 이동 단말기(310a, 310b, 311)로 무선신호를 전송한 무선 AP(320a, 320b, 320c, 320d)에서 전송되는 무선신호 세기 또는 무선신호의 도달시간을 이용하여, 이동 단말기와 무선 AP사이의 상대적인 거리정보를 산출한다(A200, 도 14 참조)(이에 대한, 자세한 설명은 도 4 내지 도 8에 대한 설명을 참조한다).

한편, 상기 거리정보부(333)는 상기 거리정보를 직접산출할 수도 있지만, 이동 단말기에서 이미 산출된 정보를 수집하여, 수집된 정보를 이용하는 것도 가능하다.

다음으로, 상대좌표부(335)는 무선 AP(320a, 320b, 320c, 320d)의 상대좌표와 상기 거리정보부(333)의 거리정보를 이용하여, 이동 단말기(310a, 310b, 311)의 상대좌표를 산출한다(A300, 도 14 참조).

다음으로, 제어부(331)는 이동 단말기(310a, 310b, 311)의 상대좌표와 절대좌표를 이용하여, 이동단말기의 상대좌표가 절대좌표로 변환되기 위한 파라미터를 산출하고, 산출된 파라미터를 무선 AP의 상대좌표에 적용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출한다(A400, 도 14 참조)(이에 대한 자세한 설명은 도 9 내지 도 12에 대한 설명을 참조한다).

이상에서 살펴본 것과 같이, 무선 AP의 절대좌표는 이동 단말기 내에서만 산출되는 것이 아니라, 외부의 무선 AP 절대좌표 산출시스템을 이용하여 산출하는 것이 가능하다. 즉, 이동 단말기의 절대좌표 및 상대좌표, 무선신호세기 정보를 알고 있는 경우라면, 이동 단말기 또는 외부의 시스템에서 모두 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능하다.

한편, 위에서는 단일의 층에 존재하는 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법에 살펴보았다. 그러나, 앞에서도 언급한 것과 같이, 본 발명에서는 서로 다른 층에 존재하는 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능하며, 이를 위해서는 무선 AP의 상대좌표를 구하는데, 몇가지 과정을 더 거쳐야 한다.

이와 관련하여, 도 16과 함께, 구체적으로 살펴본다.

도 16은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 서로 다른 층에 있는 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

일반적으로 이동 단말기로 전송되는 무선신호는 이동 단말기가 존재하는 층과 이웃 층들의 무선 AP로부터의 무선신호가 포함된다. 그러므로, 이동 단말기는 다른 층들의 무선 AP들간의 상이도를 얻게된다. 이동 단말기는 여러 층에서 수집한 무선 신호를 모두 함께 처리한 다음, 인터-플로어 AP들과 인트라-플로어 무선 AP들간의 상이도를 포함하는 상이도 행렬을 생성한다.

한편, 무선 AP들로부터 전송되는 신호들은 여러 경로를 따라 서로 다른 층에 있는 이동 단말기로 도달하는데, 이러한 무선신호들은 층을 직접 통과하거나, 창문 밖을 우회하여 이동 단말기로 도달할 수 있다.

따라서, 인터- 플로어 무선 AP 들간의 상이도에는 서로 다른 형태의 감쇠가 포함되어 있으며, 이는 실제 거리와 그 상이도 간의 일관성을 유지할 수 없게 될 수 도 있다. 결과적으로, 추정 형상은 쉽게 왜곡될 수 있으므로, 이를 극복하기 위하여, 멀티 플로어 무선 AP 포지셔닝, 즉 서로 다른 층에 존재하는 무선 AP의 상대좌표를 산출하는 방법을 적용할 수 있다.

먼저, 여러 층에 포함된 무선 AP로부터 이동 단말기로 수집된 무선신호를 함께 처리하여, 상이도를 생성한다(B100).

다음으로, 3차원 거리정보를 상이도에 적용하여, 무선 AP의 3차원 위치를 결정한다(B200).

다음으로, 층들의 수가 k인 경우, 무선 AP의 3차원 위치에 근거하여, 무선 AP들을 k개의 클러스터로 클러스터링 한다(B300). 여기에서, 층수 k는 주어진 것으로 가정하고, 전체 층으로부터 무선신호를 전송받은 경우에는 k는 빌딩의 전체 층수이다.

다음으로, 동일 클로스터에 포함된 무선 AP들은 동일 층에 위치하는 판단하고, 동일 클러스터에 포함된 무선 AP들의 상대좌표를 획득한다(S400).

즉, 서로 다른 층에 포함된 무선 AP들을 클러스터링하여, 복수개의 클러스터로 구분하고, 동일 클러스터에 포함된 무선 AP들의 상대좌표를 산출할 수 있다.

그러면, 무선 AP와 이동 단말기의 3차원 좌표를 고려하지 않고, 2차원 좌표상에서 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 것이 가능하다.

이제까지, 본 명세서에서는 ⅰ) 하나의 이동 단말기에서, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법, ⅱ) 서로 다른 이동 단말기에서 수집된 위치정보를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법, ⅲ) 적어도 하나의 이동 단말기에서 수집된 위치정보를 수집하여, 무선 AP절대좌표 산출시스템에서 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법, ⅳ) 서로 다른 층에 존재하는 무선 AP들의 상대좌표를 2차원으로 변환하는 방법에 대하여 살펴보았다.

상기 ⅰ), ⅱ), ⅲ) 및 ⅳ)에서 살펴보았듯이, 본 발명에서는 이동 단말기의 절대좌표 및 상대좌표를 산출하는 것이 가능하면, 무선 AP의 절대좌표를 언제든지 산출할 수 있다.

이렇게, 무선 AP들의 절대적인 위치들을 획득하게 되면, 이동 단말기의 위치들을 상기 무선 AP의 절대적인 위치에 근거하여, 추정할 수 있다.

다음으로, 본 발명에서 제안된 방법을 실증하기 위해, 2개의 빌딩에서 실제로 무선 AP의 절대좌표를 검출하는 방법에 대한 측정을 수행한 결과에 대하여 살펴본다.

도 17은 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 따른 이동 단말기를 이용하여, 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 17의 (a) 및 (b)는 안드로이드 1.5에서 동작되는 HTC Hereo 에서 10층에서 14층까지 연속되는 5개 층에 대한 무선신호를 수집한 A 빌딩을 나타낸 것이다. 각 층의 면적은 35mX50m 이고, 높이는 대략 3m이다. 외벽은 유리로 둘러싸여 있고, 각층의 중앙부에는 화장실, 엘리베이터, 계단 및 회의실이 있으며, 주로 콘크리트로 건축되었다. 사람들이 근무하는 장소는 연성 파티션으로 구분되어 있다. 각 층에는 대략 6대의 벽에 부착되는 WiFi AP가 있다.

도 17의 (c)는 3가지 스마트폰 즉 안드로이드 1.5에서 동작되는 HTC Hero, 안드로이드 2.1에서 동작되는 모토롤라 DroidX 및 안드로이드 2.3에서 동작되는 삼성 Nexus S로 단일 층에 대한 무선 스캔을 수집한 빌딩 B를 나타낸 것이다.

각 층의 면적은 27m x 37m이고 높이는 대략 3m이며, 사람들이 근무하는 장소는 연성 파티션으로 구분되어 있다. 9대의 WiFi AP들이 천장에 부착되어 있다. 각 층을 A, B, C의 3 영역으로 나누어 협력의 효과을 분석하였다.

각각의 스캔(또는 '무선신호 수집', 이하, 스캔이라 창함)은 BSSID(Basic Service Sei Identifier), SSID(Service set Identifier), RSS(Rido Scan Strength: 무선신호 세기) 및 스캔 시간으로 구성되어 있다. 대부분의 스캔을 대략 보통의 보폭으로 걸으면서 수집하였다. 스마트폰은 손이나 바지 주머니에 위치하였고, 일부 스캔은 성능 분석에 사용했던 사전 검증자료와 함께 수집하였다.

단지 BSSID와 RSS가 실험에 사용되었다. 2개의 BSSID를 갖는 많은 무선 AP들이 있었다. 여기서는 2개의 BSSID를 하나로 취급하였다. 평가를 위한 목적으로, WiFi AP의 실제 위치들을 수동으로 검출하였다. 표 1은 수집된 무선 스캔들을 요약한 것이다.

[표 1]

표 1을 살펴보면, 총, 45220의 무선 스캔이 빌딩 A에서 수집되었으며, 스캔당 평균 3.7개의 AP들이 있음을 알 수 있다. 빌딩 B에서는 1826의 무선 스캔을 수집하였다. NexusS에서는 모든 AP들이 매 무선 스캔에 있음을 볼 수 있다.

수집된 스캔을 윈도우 XP (CPU: Intel Core2 Duo CPU 1.83 GHz; 메모리 크기: 2GB)로 동작하는 노트북 컴퓨터에서 처리하였다. C 프로그램으로 상이도를 추정하기 위한 프로그램을 실행하였다. MDS(다차원척도분석법: Multi-Dimensional Scaling)의 툴로서 디폴트로 비계량 MDS를 수행하는 Matlab 함수 mdscale을 사용하였다. MDS의 결과는 WiFi AP들의 상대적 형상들이다. 또한 Procrustes 분석을 위한 Matlab 함수 procrustes를 사용하였다.

- 빌딩 A에서의 상대적 AP포지셔닝

상대적 AP 포지셔닝의 실험에서 상대적인 형상의 정확도에 유의하였다. 빌딩 A에서 각각의 AP로부터의 가장 강한 신호는 -23dMm과 -48dBm 사이에 있다. 가장 약한 신호 강도는 -96dBm이다. 최대 신호 강도가 -50dBm보다 약한 AP들은 다른 층에 위치하였다고 가정하였다. 제안된 알고리즘의 성능은 상이도를 획득하는 방법에 의해 영향을 받는다. 5 레벨의 양자화 RSS를 상이도로 사용하였다. 상기 상이도를 계산하기 위해 사용되는 절차의 개요는 다음과 같다.

먼저 스캔의 가장 강한 RSS는 상기 실행에서 -50dBm인 임계값보다 크다는 것을 확인하였다. 이는 상기 스캔이 AP 부근에서 수집되었음을 의미한다. 상기 조건을 만족하는 경우 상기 스캔의 모든 AP에 대한 상이도를 계산하였다. 또는 상기 스캔을 폐기하였다. 정적 양자화에서는 RSS가 -47dBm, -63dBm, -75dBm, -83dBm 및 -90dBm보다 큰 경우 상이도는 각각 1, 2, 3, 4 및 5로 설정되었다. 동적 양자화에서는 최대 및 최소 RSS로부터 각 AP에 대한 임계값을 동적으로 결정하였다. 이 과정을 모든 스캔에 대해 반복하였다. 다른 스캔에서 더 작은 상이도를 발견하는 경우, 상이도를 새로운 값으로 갱신하였다.

계산된 상이도는 많은 수의 p _ij 및 p _ji 의 불일치 쌍(mismatched pair)을 포함하였다. 많은 요인들이 이러한 현상을 초래한다. 무전 전파의 대칭성은 AP 하드웨어가 동일할지라도 환경적인 영향으로 인해 보장되지는 않는다.

본 발명의 경우, AP 간의 상이도는 스마트폰에 의해 간접적으로 측정된다. p _ij 는 AP i와 가장 근접한 거리에서 측정된 스캔으로부터 계산할 수 있다. 반면에 pji는 AP j와 가장 근접한 측정으로부터 계산할 수 있다. 상기 2개 스캔의 위치는 동일한 기하학적 조건을 갖지 않을 수도 있다. 상기 두 스캔 중 하나는 상기 2개 AP를 연결하는 라인에 더 가까울 수 있으며, 그 상이도는 더 작은 값을 가질 수 있다. 따라서 상기 2개의 상이도가 다른 경우에는 더 작은 값을 그 상이도로 취한다.

상대적 AP 포지셔닝의 정확도를 평가하기 위해, Oracle로 불리우는 AP들의 실제 위치로 Procrutes 분석을 수행하여 상대 위치로 변환하였다.

[표 2]

상기 표 2를 살펴보면, 각각의 바(bar)는 추정 AP 위치의 최대, 평균 및 최소 오차를 나타낸다. 실선은 정적 양자화의 결과를 나타내고, 점선은 동적 양자화의 결과를 나타낸다. 정적 양자화의 평균 오차는 7.3m이고 동적 양자화의 평균 오차는 6.8m이다. 짝수 층의 성능이 홀수 층의 성능보다 좋은 이유는 2가지이다. 첫째는 AP의 컨벡스 헐(convex hull) 크기로 정의한 유효 영역의 차이이다. 짝수 층의 유효 영역이 홀수 층의 유효 영역보다 훨씬 작다. 이는 하나의 AP에 얼마나 많은 AP들이 연결되어 있는지를 나타내는 실제 접속도를 구별하게 하며, MDS의 성능은 접속도가 증가할수록 증가한다. 둘째는 짝수 층의 토폴로지가 유용하기 때문이다. 짝수 층의 토폴리지는 둥글지만 홀수 층의 토폴로지는 더 복잡하다. 짝수 층의 배치를 조사하여 중앙부의 많은 콘크리트 벽을 발견하였으며, 콘크리트는 무선 신호가 관통하기 어려운 구조물이다. 중앙부의 2개의 AP가 근접해 있을찌라도 이들 간의 근소한 상이도를 구별하기 힘들다.

AP 간의 Euclidean 거리를 RSS로 추정할 수 없기 때문에 정적 양자화를 사용하여 AP 간의 근접도를 추정하였다. 그러나 정적 양자화 방법은 도메인 지식(즉, AP의 전송 전력 및 신호 감쇠)에 근거하는 양자화 임계값을 수동으로 결정할 필요가 있다. 부정확한 도메인 지식으로는 임계값을 주위 환경에 적절히 반영할 수 없다. 빌딩 A에서 몇 가지 양자화 경우로 실험하였는데, Q4, Q5, Q6 및 Q7의 4가지 양자화 레벨을 테스트하였다. 표 2는 그 결과를 나타내고 있다. 임계값을 설정하기 위해 스마트폰에 의해 검출되는 최대 및 최소 RSS 값을 미리 알아야 하며 이 과정은 사실상 실용적이 아니다. 정적 양자화를 위해 이들의 적절한 값을 가정할 필요가 있다. 최대 및 최소 RSS 값은 각각 정적 Q1에서 0dBm 및 -100dBm이고 정적 Q2에서 -20dBm 및 -100dBm이다. 연속적인 경우, 식 2를 이용하여 RSS를 실제 거리로 변환하였다. 변수들은 전체 무선 스캔을 분석하여 얻었으며 상기 분석을 위해 이들의 위치와 함께 무선 스캔을 수집하였다. 사용된 변수값들은 각각 AP로부터 1m의 Po에 대해서는 -27dBm, 3.4 및 9dBm, 음영 잡음의 경로 손실 지수 및 표준 편차 n이다. 정적 양자화에서 가정되는 RSS의 범위는 직접 그 성능에 영향을 미친다. 그러나 양자화 레벨에 관하여는 상당한 성능 개선을 발견할 수 없었다. 동적 Q에서 RSS의 범위에 관한 지식이 없는 것으로 가정되었으나 그 성능은 연속적인 경우와 유사하다. 동적 양자화 방식은 사이트 고유의 무선 특성 지식의 요구사항을 성공적으로 제거한다.

멀티-플로어 AP 포지셔닝의 실행 가능성을 입증하기 위해 연속되는 5개 층에서 수집된 모든 스캔을 동시에 처리하여 상이도 행렬을 산출하였다. 3차원 MDS를 상기 상이도 행렬에 적용한 다음, AP의 추정 위치들을 5개의 클러스터로 구분하였다. Matlab 함수 cluster를 클러스터링을 위해 사용하였다. 놀랍게도 클러스터링 결과는 실제 층들과 100% 일치하였다. 이러한 결과는 여러 층에서 수집된 무선 스캔만을 이용하여 높은 정확도로 AP의 층을 구별할 수 있음을 입증한다.

- 빌딩 B에서 상대적 AP 포지셔닝

빌딩 B에서 3가지 다른 스마트폰, HTC Hero, Motorola DroidX 및 삼성 NexusS로 무선 스캔을 동일한 루트를 따르지만 다른 날에 수집하였다. 상기 스캔으로 상대적 AP 포지셔닝을 수행하였으며 그 결과를 표 3에 나타내었다.

정적 양자화에서 평균 오차는 4.1m이고 동적 양자화에서 평균 오차는 3.5m로 약 13% 감소하였다. 최악의 경우 상기 추정의 오차는 동적 양자화에서 또한 감소하였다.

빌딩 A의 결과 6.7m와 비교하면, 빌딩 B의 결과 3.5m는 여러 이유에서 많이 개선된 것이다. 먼저, WiFi AP의 밀도가 37m x 27m에 9개의 AP로 빌딩 B에서 높다. 이전 연구에 따르면 AP 포지셔닝의 정확도는 사이트에서 AP의 수가 증가할수록 개선된다. 둘째로, 빌딩 B의 구조는 빌딩 A보다 단순하다. 빌딩 A의 중앙부에는 여러 개의 콘크리트가 있으며, 이는 무선 신호가 관통하기 힘든 구조이다.

상기 3개의 장치 중에서 동적 양자화의 평균 오차가 2.8m인 HTC Hero에서 가장 좋은 결과를 얻었다. Motorola DroidX 및 삼성 NexusS로도 유사한 결과를 얻었다. 이는 HTC Hero가 다른 장치들보다 AP 포지셔닝을 추정하는 면에서 더 낫다는 점을 의미하지 않는다. 실제로 결과는 눈에 띄게 차이나지 않는다.

거리 범위는 3m 내지 33m이고, RSS 범위는 -65dBm 내지 -93dBm이다. WiFi AP의 최대 전력은 매우 약하므로 정적 양자화에서 상이도 행렬이 3 이하인 값은 없다. 3가지 장치의 분포도는 유사한 패턴을 나타내고 있다. 유사한 폼 팩터로 장치간 무선 특성의 차이가 아주 크지 않기 때문에 협력적으로 사용할 수 있다고 생각된다.

-협력적 WiFi AP매핑

빌딩 B(도 17의 (c) 참조)를 3 영역 A, B 및 C로 구분하였으며 각 장치는 하나의 영역에서 이동할 수 있다고 가정한다. 이는 사람들의 실제 이동이 특별한 지역으로 한정되므로 타당한 가정이다. 이러한 상황을 모방하기 위해 각 장치의 무선 스캔을 그 영역에 따라 3개의 집합으로 나누고 한 영역의 무선 스캔으로만 AP 포지셔닝을 수행하였다. 표 3은 동적 양자화를 이용한 결과를 나타낸 것이다. Hero로 영역 A에서만 무선 스캔을 수직한 경우, AP 포지셔닝 오차는 8.4m였다. 전체의 경우 평균 오차는 6.1m였다. 이 결과는 전체 영역에서 무선 스캔을 수집한 경우와 비교할 때 거의 2배나 불량한 수치이다.

협력의 효과를 확인하기 위해 하나의 집합의 다른 영역들로부터 무선 스캔을 수집하였다. 단지 하나의 장치만이 하나의 영역에서 사용된다고 가정하면, 총 6개의 조합을 얻을 수 있다. 표 4는 협력적 AP 포지셔닝의 결과를 나타낸 것이다. 케이스 6에서는 NexusS로 영역 A에서, DroidX로 영역 B에서, Hero로 영역 C에서 무선 스캔을 수집하였으며, 가장 좋은 경우 추정 오차는 동적 양자화에서 3.1m였다. 평균 오차는 동적 양자화에서 3.4m였으며 이는 전체 영역의 무선 스캔을 하나의 장치가 수집하는 결과와 유사한 것이다. 이러한 결과는 일반적인 스마트폰 사용자들의 협력이 단지 하나의 스마트폰이 전체 관심 지점에 걸쳐 무선 스캔을 수집하는 경우와 비교할 때 정확도에서 눈에 띄는 손실 없이 AP 포지셔닝을 달성할 수 있음을 나타내고 있다.

[표 3 및 표 4]

이상에서, 일반적인 스마트폰 사용자들에 의해 수집된 무선 스캔을 이용하여 무감독 방식으로 WiFi AP들의 위치를 측정하는 방법을 제시하였다. 이러한 작업은 사전 검증 자료 조사의 필요성을 제거할 수 있게 하므로 일반 사람들의 참여를 촉진시키게 된다. WiFi AP의 추정 위치는 WiFi 포지셔닝 시스템의 구축이나 WiFi 무선망의 관리 등 여러 목적으로 사용될 수 있다.

또한, 본 명세서에 개시된 일 실시 예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.

상기와 같이 설명된 이동 단말기는 상기 설명된 실시 예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시 예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 AP 절대좌표 산출 시스템은 이동 단말기, 상기 이동 단말기의 절대좌표를 수집하는 위치정보부, 적어도 하나의 무선 AP로부터 상기 이동 단말기로 수신된 무선신호 정보를 이용하여, 상기 무선 AP와 상기 이동 단말기 사이의 상대적인 거리정보를 산출하는 거리정보부, 상기 거리정보와 기 설정된 상기 무선AP의 상대좌표를 이용하여, 상기 이동 단말기의 상대좌표를 검출하는 상대좌표부

상기 이동 단말기의 상대좌표와 상기 이동 단말기의 절대좌표를 이용하여, 상기 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 AP 절대좌표 산출 시스템.

Claims

본체;
상기 본체에 장착되어, 상기 본체의 절대좌표를 수집하는 위치정보부;
외부의 무선 AP와 상기 본체 사이에 송수신되는 무선신호를 이용하여, 상기 무선 AP와 상기 본체 사이의 상대적인 거리정보를 산출하는 무선 통신부;
상기 거리정보와 상기 무선 AP의 상대좌표를 이용하여, 상기 본체의 상대좌표를 검출하는 검출부; 및
상기 본체의 상대좌표와 상기 본체의 절대좌표를 이용하여, 상기 무선 AP의 절대좌표를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서, 상기 무선 통신부는
상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 적어도 하나의 무선 AP와 무선신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제2항에 있어서,
상기 무선통신부는 상기 무선신호에 대응되는 거리정보를 산출하고,
상기 산출된 거리정보를 상기 절대좌표 및 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 상기 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP와 매칭시키는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제3항에 있어서,
상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 복수개의 무선 AP로부터 무선신호가 수신되면,
상기 무선통신부는 상기 복수개의 무선신호에 각각 대응되는 복수개의 거리정보를 산출하고,
상기 산출된 복수개의 거리정보를 상기 지점에 대응하는 절대좌표 및 상기 복수개의 무선 AP와 매칭시키는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제4항에 있어서,
상기 본체의 절대좌표는 적어도 세개의 서로 다른 위치에서 수집되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제4항에 있어서,
기 설정된 상대좌표 영역 상에는 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 상기 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP가 기 배치되어 있고,
상기 검출부는
상기 절대좌표에 매칭된 거리정보 이용하여, 상기 절대좌표가 수집된 위치와 대응되는 지점에서 상기 본체로 무선신호를 전송한 무선 AP의 상대좌표에서 상기 매칭된 거리정보만큼 떨어진 곳에 위치하는 상기 본체의 상대좌표를 검출하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제6항에 있어서, 상기 검출부는
상기 검출된 상대좌표를 상기 절대좌표와 매칭시키는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제7항에 있어서, 상기 제어부는
상기 검출된 상대좌표를 상기 검출부에 의해 매칭된 절대좌표로 변환시키는 변환 파라미터를 산출하고,
상기 상대좌표는 적어도 세개인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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제1항에 있어서, 상기 위치정보부는
복수개의 서로 다른 위치에서 상기 본체의 절대좌표를 각각 수집하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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제1항에 있어서,
상기 거리정보는 상기 무선AP로부터 수신되는 무선신호의 세기 및 상기 상기 무선 AP로부터 수신되는 무선신호의 도달시간 중 적어도 하나를 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
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