KR101879627B1 - 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템 및 방법 - Google Patents

가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템은, 미리 정해진 시간 간격으로 비콘신호를 방사하는 스마트 비콘, 통신 반경을 복수의 섹터로 구분하고, 상기 스마트 비콘으로부터 방사되는 상기 비콘신호를 상기 복수의 섹터 중 어느 섹터로 수신하는지에 대한 측정정보를 생성하는 섹터 AP 및 상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하고, 상기 동일한 비콘신호가 복수 개로 중복되어 수신되는 것으로 확인되면, 미리 설정된 기준에 따라 복수의 비콘신호 중 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호를 추출하고, 추출된 비콘신호의 신호세기 및 방향성을 분석하여 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 관리서버를 포함한다. 본 발명에 따르면, 섹터 AP는 섹터별로 비콘신호를 수신하기 위하여 섹터간의 차폐를 위한 기구적인 구조의 도입을 통해 후방 방사에 의한 간섭을 최소화하고, 이에 따라 섹터별로 안정된 신호를 수신할 수 있으며, 결과적으로 위치 측위를 위한 안정된 신호를 수신할 수 있다.

Description

가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템 및 방법 {REAL TIME LOCATING SYSTEM AND METHOD BASED ON NEAR FIELD COMMUNICATION USING VARIABLE TRANSMISSION OUTPUT AND DIRECTIONAL ANTENNAS}
본 발명은 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 비콘으로부터 송출되는 비콘 신호의 방향성을 판단하여 실시간 측위 시스템의 정확성을 향상시키는 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템 및 방법에 관한 것이다.
건축 기술의 빠른 발전과 이동통신을 비롯한 ICT 기술의 확산으로 인해, 실외공간에서 이루어지던 다양한 활동들이 점차 실내에서 진행되고 있다. 이로 인해, 일상 생활에서 실내공간이 차지하는 비율은 점차 높아지고 있으며, 더불어 내비게이션 등과 같이 실외공간을 대상으로 제공되어 오던 서비스들이 점차 실내공간을 대상으로 확장되어 가고 있다.
종래의 비콘을 이용한 위치 측위 서비스는 크게 체크포인트(Check Point), 존(Zone), 실시간 위치(Track) 방식 등 3가지 방식으로 구분된다.
체크포인트 방식은 비콘 1대의 신호를 받아서 그 위치를 통과한 경우 그 대상물이 그 위치를 통과한 정보를 기록하는 것으로 RFID 태그가 RFID 리더를 통과했을 때의 위치정보를 확인하는 방식이다. 또한, 존 방식은 비콘 1대, 혹은 여러 대가 신호 범위별로 배치되어 있고, 대상물이 특정 비콘 주변에 놓여 있을 때, 그 비콘 위치 주변에 있다는 정보를 기록하는 것이며, 대부분의 BLE 비콘이 존 방식을 사용하고 있다. 그리고, 실시간 위치 방식은 여러 대의 비콘이 실내에 신호 범위별로 배치되어 있고, 대상물이 3대 이상의 비콘으로부터 ID신호와 신호세기를 수신해 그 위치를 측위 알고리즘으로 계산, 위치를 파악하는 방식이다.
상기에 언급한 종래의 비콘을 활용한 측위 기술은, 위치를 알고 있는 고정 비콘과 비콘을 수신할 수 있는 스마트 폰을 이용하여 이동하는 스마트 폰의 위치를 측위하기 위한 기술에 국한되어 있다. 스마트 폰의 대중화 추세에 따라 대중적인 서비스를 제공하기 위해 이러한 방법은 매우 유용하고 비용이 적게 드는 방법임은 분명하나, 위치 측위 연산이 스마트 폰에서 이루어 진다는 단점을 가지고 있다. 따라서, 위치를 파악하고자 하는 대상이 스마트 폰이 아닌 경우 적용하기 어려울 뿐 아니라, 위치를 파악하고자 하는 스마트 폰은 현재 위치를 무선 네트워크를 통해서 계속 전송해야 하는 문제가 있다.
이 때문에, 비콘이 매우 유용한 위치 파악 기술임에도 불구하고 상품 또는 점포에 대한 정보 발송, 쿠폰 발행 등 마케팅 수단의 하나로 활용도가 제한되고 있는 현실이다.
한국공개특허 제10-2013-0017575호 한국등록특허 제10-1365780호
본 발명의 일측면은 비콘신호의 방향성을 결정하고, 왜곡된 비콘신호를 필터링하여 비콘의 실시간 측위의 정확성을 향상시킬 수 있는 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템은, 미리 정해진 시간 간격으로 비콘신호를 방사하는 스마트 비콘, 통신 반경을 복수의 섹터로 구분하고, 상기 스마트 비콘으로부터 방사되는 상기 비콘신호를 상기 복수의 섹터 중 어느 섹터로 수신하는지에 대한 측정정보를 생성하는 섹터 AP 및 상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하고, 상기 동일한 비콘신호가 복수 개로 중복되어 수신되는 것으로 확인되면, 미리 설정된 기준에 따라 복수의 비콘신호 중 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호를 추출하고, 추출된 비콘신호의 신호세기 및 방향성을 분석하여 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 관리서버를 포함한다.
상기 섹터 AP는, 소정의 방위각을 갖는 복수의 지향성 안테나 및 상기 지향성 안테나가 배치된 각도에 대한 정보를 수집하는 지자기 센서를 포함할 수 있다.
상기 섹터 AP는, 서로 다른 각도로 배치되는 상기 복수의 지향성 안테나를 이용하여 상기 통신 반경을 상기 방위각에 따라 복수의 섹터로 구분하고, 상기 측정정보는, 상기 복수의 지향성 안테나 중 어느 지향성 안테나가 상기 비콘신호를 수신하는지에 대한 방향정보가 포함된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측정정보는 상기 지향성 안테나가 배치된 각도에 대한 정보인 각도정보를 포함하고, 상기 관리서버는, 상기 측정정보에 포함된 상기 각도정보가 미리 설정된 각도정보와 상이한 경우, 상기 미리 설정된 각도정보를 상기 측정정보에 포함된 각도정보로 갱신할 수 있다.
상기 측정정보는 상기 스마트 비콘의 고유식별정보를 포함하고, 상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하는 것은, 상기 측정정보에 포함된 상기 고유식별정보를 분석하여, 미리 설정된 시간 구간 내에 수집된 복수의 측정정보 중 동일한 고유식별정보를 포함하는 측정정보가 하나 이상 존재하는 것으로 확인되면, 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 복수 개로 중복되어 수신되는 것으로 판단할 수 있다.
상기 미리 설정된 시간 구간은, 상기 스마트 비콘이 상기 비콘신호를 방사하는 시간 간격보다 짧은 시간 구간인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측정정보는 상기 비콘신호의 송신 출력 세기 정보를 더 포함하고, 상기 미리 설정된 기준에 따라 복수의 비콘신호 중 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호를 추출하는 것은, 미리 설정된 시간 구간 내에 수집된 복수의 측정정보 중 동일한 고유식별정보를 포함하는 측정정보 각각에 포함된 상기 송신 출력 세기 정보를 서로 비교한 결과에 따라 복수의 측정정보 중 어느 하나의 측정정보를 추출하고, 상기 어느 하나의 측정정보에 대응되는 비콘신호를 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호로 추출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 추출된 비콘신호의 신호세기 및 방향성을 분석하여 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 것은, 상기 측정정보를 기초로 상기 비콘신호의 송신 출력 세기 정보에 따른 거리정보를 산출하고, 상기 비콘신호를 상기 복수의 섹터 중 어느 섹터로 수신하는지에 대한 방향정보를 추출하여, 상기 거리정보 및 상기 방향정보를 기초로 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 스마트 비콘은, 미리 정해진 시간 간격으로 미리 설정된 패턴에 따라 상기 비콘신호의 송신 출력을 가변하여 전송하며, 상기 미리 정해진 시간 간격 또는 상기 미리 설정된 패턴은 상기 스마트 비콘의 현재 위치에 따라 가변될 수 있다.
상기 관리서버는, 상기 미리 설정된 패턴이 상기 스마트 비콘의 현재 위치에 따라 가변되도록, 지역별 전파환경에 따라 서로 다른 패턴을 설정하여 상기 섹터 AP로 전송하고, 상기 섹터 AP는, 상기 스마트 비콘이 상기 통신반경 내에 진입하면 상기 관리서버에 의해 설정된 패턴을 상기 스마트 비콘으로 전송할 수 있다.
상기 미리 설정된 패턴이 제1 패턴인 경우 상기 관리서버는, 상기 제1 패턴에 따라 송신 출력이 가변된 상기 비콘신호에 대한 측정정보를 수신하고, 상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하되, 상기 동일한 비콘신호에 대한 측정정보가 중복되어 수신된 횟수가 미리 설정된 임계값을 초과하는 경우, 상기 제1 패턴과 상이한 제2 패턴에 따라 송신 출력이 가변되도록 제어하는 제어신호를 상기 섹터 AP로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 방법은, 섹터 AP가 스마트 비콘으로부터 방사되는 비콘신호를 수신하면, 상기 비콘신호를 복수의 섹터 중 어느 섹터로 수신하는지에 대한 측정정보를 생성하여 관리서버로 전송하는 단계, 상기 관리서버가 상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하고, 상기 동일한 비콘신호가 복수 개로 중복되어 수신되는 것으로 확인되면, 미리 설정된 기준에 따라 복수의 비콘신호 중 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호를 추출하는 단계 및 추출된 비콘신호에 대한 측정정보를 이용하여 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 섹터 AP는, 서로 다른 방향으로 배치되는 복수의 지향성 안테나를 이용하여 상기 섹터 AP의 통신 반경을 상기 지향성 안테나의 방위각에 따라 복수의 섹터로 구분하고, 상기 복수의 지향성 안테나 중 어느 하나의 지향성 안테나가 상기 비콘신호를 수신하면, 상기 어느 하나의 지향성 안테나가 통신하는 섹터를 상기 스마트 비콘이 위치하는 섹터로 판단하여 상기 비콘신호의 방향성을 결정할 수 있다.
상기 측정정보는 상기 지향성 안테나가 배치된 각도에 대한 정보인 각도정보를 포함하고, 상기 관리서버는, 상기 측정정보에 포함된 상기 각도정보가 미리 설정된 각도정보와 상이한 경우, 상기 미리 설정된 각도정보를 상기 측정정보에 포함된 각도정보로 갱신할 수 있다.
상기 스마트 비콘은, 소정 시간 간격으로 미리 설정된 패턴에 따라 상기 비콘신호의 송신 출력을 가변하여 전송하며, 상기 미리 설정된 패턴은 상기 스마트 비콘의 현재 위치에 따라 가변될 수 있다.
상기 관리서버는, 상기 미리 설정된 패턴이 상기 스마트 비콘의 현재 위치에 따라 가변되도록, 지역별 전파환경에 따라 서로 다른 패턴을 설정하여 상기 섹터 AP로 전송하고, 상기 섹터 AP는, 상기 스마트 비콘이 상기 섹터 AP의 통신반경 내에 진입하면 상기 관리서버에 의해 설정된 패턴을 상기 스마트 비콘으로 전송할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 비콘으로부터 방사되는 비콘신호의 방향성을 결정하여 비콘의 실시간 측위의 정확성을 향상시킬 수 있으며, 반사 혹은 굴절된 비콘신호를 필터링하여 왜곡된 비콘신호를 이용하여 위치를 측정하는 현상을 사전에 방지할 수 있다. 또한, 섹터 AP의 방향각이 변경되는 경우, 변경된 방향각을 고려하여 비콘신호의 방향성을 산출할 수 있어 신뢰성 있는 실시간 측위 시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 내지 도 3은 도 1의 섹터 AP의 구체적인 기능의 일 예가 도시된 도면이다.
도 4 내지 도 5는 도 1의 관리서버의 구체적인 구성 및 기능을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 방법의 개략적인 흐름을 나타내는 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템의 개략적인 구성이 도시된 도면이다.
구체적으로, 본 발명에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템(1)은, 스마트 비콘(10), 섹터 AP(20) 및 관리서버(30)를 포함한다.
스마트 비콘(10)은 이동하는 혹은 고정된 대상에 부착되어, 부착된 대상의 이동을 감지하거나 위치를 파악하는 근거리 무선통신 장치이다. 대상이라 함은 본 발명에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템(1)을 통해 감시하고자 하는 객체로, 사람 동물, 사물, 전자장치 등 그 종류에 제한을 두지 않는다.
또한, 스마트 비콘(10)은 근거리 무선통신을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 즉, 스마트 비콘(10)은 블루투스, ZigBee, RFID Wi-Fi, UWB 등 기 공지된 다양한 근거리 무선통신 기법 중 어느 하나의 통신기법을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 이하, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 스마트 비콘(10)은 저전력 블루투스(BLE) 기술을 이용하여 소정 시간 간격으로 비콘신호를 방사하는 것으로 정의하여 설명하기로 한다. 하지만, 스마트 비콘(10)의 근거리 무선통신 방식은 저전력 블루투스 방식으로만 제한되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다양한 근거리 무선통신 기법이 적용될 수 있음은 물론이다.
섹터 AP(20)는 스마트 비콘(10)에 의해 방사된 비콘신호를 수신하는 장치이다. 구체적으로, 섹터 AP(20)는 통신 반경 내에 위치하는 스마트 비콘(10)으로부터 방사되는 비콘신호를 수신하여, 수신된 비콘신호가 어떠한 스마트 비콘(10)으로부터 방사된 신호인지를 구분할 수 있다. 섹터 AP(20)는 수신된 비콘신호를 분석하여, 비콘신호에 포함된 스마트 비콘(10)에 대한 고유식별정보를 추출할 수 있다. 섹터 AP(20)는 추출된 고유식별정보를 기초로, 통신 반경 내에 위치한 복수의 스마트 비콘(10) 중 수신된 비콘신호에 대응되는 스마트 비콘(10)을 구분할 수 있다.
또한, 섹터 AP(20)는 수신된 비콘신호의 방향성을 결정할 수 있다. 섹터 AP(20)는 통신 반경을 복수의 섹터로 구분하여 수신되는 비콘신호가 어느 섹터를 통해 수신된 것인지를 확인함으로써 비콘신호의 방향성을 결정할 수 있다. 섹터 AP(20)는 적어도 두 개의 지향성 안테나가 구비될 수 있다.
지향성 안테나는 특정 방위각으로만 전파를 송수신하는 특성을 가진 안테나이다. 섹터 AP(20)는 이러한 특징을 가진 지향성 안테나를 적어도 두 개 구비하여, 통신반경을 적어도 두 개의 섹터로 구분할 수 있다. 즉, 섹터 AP(20)에 구비되는 지향성 안테나의 개수에 따라 섹터 AP(20)가 구분하는 섹터의 개수가 결정될 수 있다. 예를 들어, 섹터 AP(20)에 방위각이 120도인 지향성 안테나가 세 개 구비되는 경우, 섹터 AP(20)는 통신반경을 방위각인 120도에 의해 세 개의 섹터로 구분할 수 있다. 이와 유사하게, 섹터 AP(20)에 방위각이 90도인 지향성 안테나가 네 개 구비되는 경우, 섹터 AP(20)는 통신반경을 방위각인 90도에 의해 네 개의 섹터로 구분할 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 하나의 섹터 AP(20)에 각각 120도의 방위각을 갖는 세 개의 지향성 안테나가 구비되고, 이에 따라 섹터 AP(20)는 통신 반경을 방위각을 기준으로 세 개의 섹터로 구분하는 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 하지만, 섹터 AP(20)에 구비되는 지향성 안테나의 개수는 상술한 예시에 한정되는 것은 아니며, 통신 환경에 따라 지향성 안테나의 개수가 다양하게 변경될 수도 있다. 또한, 하나의 섹터 AP(20)는 서로 다른 방위각을 가지는 지향성 안테나가 구비되거나, 섹터 AP(20)별로 구비되는 지향성 안테나의 개수가 서로 상이할 수도 있다.
이러한 섹터 AP(20)는 섹터별로 비콘신호를 수신하기 위하여, 섹터간의 차폐를 위한 기구적인 구조의 도입을 통해 후방 방사에 의한 간섭을 최소화할 수 있다. 따라서, 섹터 AP(20)는 섹터별로 안정된 신호를 수신할 수 있으며, 결과적으로 위치 측위를 위한 안정된 신호를 수신할 수 있다.
또한, 섹터 AP(20)는 통신반경 내에 위치한 스마트 비콘(10)으로부터 비콘신호를 수신하는 경우, 비콘신호에 포함된 고유식별정보, 비콘신호의 세기 및 비콘신호의 방향정보를 포함하는 측정정보를 후술하는 관리서버(30)로 전송할 수 있다. 섹터 AP(20)의 구체적인 기능은 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
관리서버(30)는 섹터 AP(20)로부터 수신되는 측정정보를 이용하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출할 수 있다. 관리서버(30)는 미리 구현된 알고리즘에 따라 측정정보를 분석하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출할 수 있다. 여기서, 미리 구현된 알고리즘은 Cell-ID 방식, RSSI방식, ToA(Time of Arrival) 방식, TDoA(Time Difference of Arrival) 방식, AoA(Angle of Arrival) 방식, Fingerprint 방식 등과 같이, 기 공지된 위치 측정 알고리즘 중 어느 하나의 방식일 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의와 블루투스 통신의 특성을 고려하여 관리서버(30)는 수신 신호 강도값인 RSSI(Received Signal Strength Indication) 방식을 이용하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출하는 것으로 정의한다. 하지만, 관리서버(30)의 측위 방식은 이에 한정되는 것은 아니며, 사용 환경을 고려하여 다양한 방식으로 측위 방법을 변경하여 적용할 수 있다.
이와 같은 관리서버(30)는 복수의 섹터 AP(20)로부터 수신되는 측정정보를 필터링하고, 필터링된 측정정보를 이용하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출하며, 섹터 AP(20)를 관리할 수 있다. 관리서버(30)의 구체적인 기능은 도 4를 참조하여 후술하기로 한다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 섹터 AP(20)의 구체적인 기능의 일 예가 도시된다.
도 1에서 설명한 바와 같이, 섹터 AP(20)는 소정의 방위각을 갖는 지향성 안테나가 두 개 이상 구비될 수 있다. 예를 들어, 섹터 AP(20)에 120도의 방위각을 갖는 지향성 안테나가 세 개 구비되는 경우, 섹터 AP(20)는 통신 반경을 세 개의 섹터로 구분할 수 있다.
섹터 AP(20)는 구비된 지향성 안테나를 이용하여 비콘신호의 방향성을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 지향성 안테나(21)가 비콘신호를 수신하는 경우, 섹터 AP(20)는 제1 지향성 안테나(21)의 통신 범위인 제1 섹터에 스마트 비콘(10)이 위치한 것으로 판단할 수 있다.
섹터 AP(20)는 수신된 비콘신호를 분석하여 획득한 정보와, 비콘신호의 방향성에 대한 정보를 포함하는 측정정보를 생성하여 관리서버(30)로 전송할 수 있다. 여기서, 비콘신호를 분석하여 획득한 정보는 스마트 비콘(10)의 고유식별정보, 비콘신호의 송신 출력(방사 시의 출력 세기)를 포함할 수 있다. 또한, 비콘신호의 방향성에 대한 정보는, 수신된 비콘신호가 섹터 AP(20)에 구비된 복수의 지향성 안테나들 중 어느 지향성 안테나로 수신된 신호인지를 구분하는 정보일 수 있다. 즉, 섹터 AP(20)는 수신된 비콘신호가 어느 섹터로부터 수신된 신호인를 나타내는 정보를 측정정보에 포함시켜 관리서버(30)에 전송할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 섹터 AP(20)는 구비된 섹터 안테나가 위치하는 방향에 대한 정보를 측정하여 측정정보에 더 포함시킬 수 있다. 본 발명에 따른 섹터 AP(20)는 지향성 안테나를 이용하기 때문에, 섹터 AP(20)가 설치된 방향을 지속적으로 관리할 필요가 있다.
예를 들어, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 섹터 AP(20)는 최초 설치 시 제1 지향성 안테나(21)가 0°, 제2 지향성 안테나(22)가 120°, 제3 지향성 안테나(23)가 240°방향을 향하도록 설치될 수 있다. 이 경우, 스마트 비콘(10)으로부터 수신된 비콘신호는 제1 지향성 안테나(21)에 의해 수신되며, 따라서 섹터 AP(20)는 스마트 비콘(10)이 제1 섹터에 위치한 것으로 판단할 수 있다.
이때, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 섹터 AP(20)가 외력에 등에 의해 최초 설치된 각도가 변경되는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 섹터 AP(20)가 외력에 의해 최초 설치된 각도로부터 90°로 회전된 경우, 제1 지향성 안테나(21)는 90°, 제2 지향성 안테나(22)는 210°, 제3 지향성 안테나(23)는 330°방향을 향하게 된다. 이러한 경우, 스마트 비콘(10)은 도 3의 (a)의 위치와 동일한 위치에서 비콘신호를 전송하더라도, 방향이 변경된 섹터(20)는 제3 지향성 안테나(23)를 통해 비콘신호를 수신하게 되므로, 섹터 AP(20)는 스마트 비콘(10)이 제3 섹터에 위치한 것으로 판단할 수 있다. 결과적으로, 섹터 AP(20)는 스마트 비콘(10)은 이동되지 않았음에도 제1 섹터에서 제3 섹터로 이동한 것으로 판단하여 위치 측정이 부정확해지는 결과를 초래할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 섹터 AP(20)는 설치된 방향에 대한 정보를 지속적으로 관리해야될 필요가 있다.
이를 위해, 섹터 AP(20) 내부에는 지자기 센서(Geo-Magnetic Field 센서)가 구비될 수 있다.
지자기 센서는 지구 자기장 방향을 감지, 이를 전기 신호로 내보내는 센서로‘전자 나침반'으로도 불린다. 반도체 소자에 전류를 흘려보내 자기장을 만들어, 전압을 변화시키는 방식이 일반적이다.
일 예로, 지자기 센서는 지향성 안테나의 개수와 일대일로 대응되도록 구비될 수 있다. 이 경우, 지자기 센서는 각각의 지향성 안테나에 대한 방향 정보를 센싱할 수 있다. 다른 예로, 지자기 센서는 복수의 지향성 안테나 중 어느 하나의 지향성 안테나에만 구비될 수 있다. 또 다른 예로, 하나의 지자기 센서가 복수의 지향성 안테나의 방향 정보를 수집하도록 설계되거나, 하나의 지자기 센서가 섹터 AP(20)의 방향 정보를 수집하도록 설계될 수도 있다.
섹터 AP(20)는 소정 시간 간격으로 지자기 센서로부터 설치 방향에 대한 정보를 수집하여 측정정보에 더 포함시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 1의 관리서버(30)의 구체적인 구성이 도시된다.
구체적으로, 본 발명에 따른 관리서버(30)는 섹터 AP 정합 모듈(31), 측위 모듈(32), 섹터 AP 관리 모듈(33), 제어모듈(34) 및 오픈 API 모듈(35)을 포함한다.
섹터 AP 정합 모듈(31)은 섹터 AP(20)와 통신을 수행할 수 있다. 섹터 AP 정합 모듈(31)은 섹터 AP(20)와 통신하여 섹터 AP(20)에 의해 생성된 측정정보를 수신할 수 있다. 그리고, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 측정정보에 포함된 섹터 AP(20)에 대한 ID정보를 분석하여 수신된 측정정보가 관리서버(30)에서 관리하는 복수의 섹터 AP들 중 어느 섹터 AP로부터 전송된 정보인지를 판단할 수 있다.
또한, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 비콘신호가 중복되어 수신되는 경우, 수신된 측정정보를 이용하여 중복된 복수 개의 비콘신호 중 왜곡없이 수신된 비콘신호를 필터링할 수 있다.
스마트 비콘(10)으로 방사되는 비콘신호가 왜곡 없이 단일한 비콘신호로 섹터 AP(20)에 도달하는 경우, 섹터 AP(20)는 비콘신호에 대한 하나의 측정정보만을 생성할 수 있다. 하지만, 상술한 예시는 이상적인 환경을 가정한 경우에 제한된 것으로, 전파신호는 사용환경에 따라 전파차단(shadowing), 반사(reflection), 굴절(refraction), 흡수(absorption) 등 다양한 요인들에 의해 왜곡될 수 있다. 이에 따라, 동일한 비콘 신호가 서로 다른 경로로 중복되어 섹터 AP(20)에 도달하는 경우가 발생할 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 전파의 왜곡을 가져올 수 있는 물질을 제거하거나, 왜곡을 방지하는 차단벽을 설치하는 방안에 대한 연구가 진행된 바 있으나, 이를 상용 환경에 적용하기에는 많은 제약이 따른다. 또한 이러한 전파의 비균질적인 감쇄나 반사, 굴절 등은 매우 자연스러운 현상으로, 오히려 이를 막기위한 인위적인 노력은 오히려 또 다른 왜곡을 초래할 수도 있다.
따라서, 본 발명에 따른 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 비콘신호가 복수 개로 중복되어 수신되는 경우, 왜곡이 발생하지 않거나 왜곡이 최소화된 비콘신호를 필터링할 수 있다.
도 5를 함께 참조하여 섹터 AP 정합 모듈(31)에서 비콘신호를 필터링하는 일 예를 설명하기로 한다.
섹터 AP(20)는 스마트 비콘(10)으로부터 수신된 하나의 비콘 신호를 복수 개로 수신할 수 있다. 스마트 비콘(10)은 비콘 신호를 방향성 없이 방사하고, 방사된 신호는 반사, 굴절 등의 요인에 의해 다양한 경로로 섹터 AP(20)에 도달할 수 있다. 도시된 실시예에서, 스마트 비콘(10)에서 방사된 신호가 왜곡 없이 정상적으로 섹터 AP(20)에 수신된 비콘신호를 제1 비콘신호로 가정하고, 스마트 비콘(10)에서 방사된 신호가 왜곡되어 도달된 비콘신호를 제2 비콘신호 및 제3 비콘신호라 가정한다. 도시된 바와 같이, 제1 비콘신호는 제1 지향성 안테나(21)에 의해 수신되고, 제2 비콘신호는 제3 지향성 안테나(23)에 의해 수신되며, 제3 비콘신호는 제2 지향성 안테나(22)에 의해 수신될 수 있다. 섹터 AP(20)는 각각의 비콘신호에 대한 방향성을 결정하고, 제1 비콘신호에 대한 제1 측정정보와, 제2 비콘신호에 대한 제2 측정정보와, 제3 비콘신호에 대한 제3 측정정보를 생성하여 관리서버(30)로 전송할 수 있다.
이때, 관리서버(30)의 섹터 AP 정합 모듈(31)이 제1 측정정보, 제2 측정정보 및 제3 측정정보를 수신하면, 이들이 동일한 비콘신호에 대한 측정정보인지를 확인할 수 있다.
구체적으로, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 각각의 측정정보를 분석하여, 측정정보에 포함된 스마트 비콘(10)의 고유식별정보를 추출하여 동일한 고유식별정보를 갖는 측정정보를 그룹화할 수 있다. 그리고, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 그룹으로 분류된 측정정보 중 미리 설정된 시간 구간 내에 수신된 측정정보들을 동일한 비콘신호에 대한 중복된 측정정보로 결정할 수 있다. 여기서, 미리 설정된 시간 구간은 스마트 비콘(10)이 비콘신호를 전송하는 주기보다 짧도록 설정될 수 있다. 즉, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 하나의 송신주기 동안 수집된 측정정보를 동일한 비콘신호에 대한 측정정보로 판단할 수 있다.
이후, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 비콘신호에 대하여 복수의 측정정보가 수집되는 경우, 각각의 송신 출력을 비교하여 왜곡없는 비콘신호를 선택하기 위한 필터링 과정을 수행할 수 있다.
구체적으로, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 비콘신호에 대한 측정정보가 중복되어 수신되는 경우, 중복된 측정정보 중 어느 하나의 측정정보를 추출하고, 추출된 어느 하나의 측정정보에 대응되는 비콘신호를 후보 비콘신호로 선택하는 전처리 과정을 수행할 수 있다. 그리고, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 소정 주기 동안 수집되는 복수의 후보 비콘신호들에 대한 정보를 비교하여, 복수의 후보 비콘신호중 어느 하나의 비콘신호를 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호로 추출하는 후처리 과정을 수행할 수 있다.
먼저, 섹터 AP 정합 모듈(31)에 수행되는 전처리 과정을 구체적으로 살펴보면, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 중복되어 수신된 측정정보에 포함된 비콘신호의 수신 신호 세기를 서로 비교한 결과에 따라 동일한 비콘신호에 대한 복수의 측정정보 중 어느 하나의 측정정보를 추출할 수 있다. 구체적으로, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 제1 비콘신호에 대한 제1 측정정보와, 제2 비콘신호에 대한 제2 측정정보와, 제3 비콘신호에 대한 제3 측정정보를 분석하여, 제1 비콘신호의 수신 신호 세기와, 제2 비콘신호의 수신 신호 세기와, 제3 비콘신호의 수신 신호 세기 중 수신된 신호 세기가 가장 큰 신호를 후보 비콘신호로 선택할 수 있다.
이후, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 전처리 과정에서 선택된 후보 비콘신호들 중 어느 하나의 후보 비콘신호를 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호로 추출하는 후처리 과정을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 측정정보는 스마트 비콘(10)이 비콘신호를 방사할 때의 송신출력에 대한 정보를 포함하고 있다. 섹터 AP 정합 모듈(31)은 전처리 과정이 수행되는 소정 주기 동안 선택된 복수의 후보 비콘신호를 수집할 수 있다. 섹터 AP 정합 모듈(31)은 수집된 어느 하나의 후보 비콘신호에 대한 측정정보를 분석하여, 출력 시의 송신출력과, 수신 시의 신호 세기를 비교할 수 있다. 섹터 AP 정합 모듈(31)은 송신 시의 신호세기와 수신 시의 신호세기의 차이값을 산출할 수 있다. 섹터 AP 정합 모듈(31)은 어느 하나의 후보 비콘신호에 대한 차이값을 다른 후보 비콘신호에 대한 차이값과 비교하여, 차이값이 가장 작은 후보 비콘신호를 추출할 수 있다. 섹터 AP 정합 모듈(31)은 추출된 차이값이 가장 작은 측정정보와 관련된 후보 비콘신호를 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호, 즉 왜곡없이 수신된 비콘신호에 대한 측정정보로 결정할 수 있다.
이와 같이, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 비콘신호가 왜곡에 의해 서로 다른 경로로 복수 개로 수신되는 경우, 왜곡 없는 비콘신호를 선택하기 위한 필터링 과정을 수행할 수 있다. 다시 말해, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 비콘신호에 대하여 측정정보가 복수 개로 수신되는 경우, 복수의 측정정보 중 왜곡없는 비콘신호에 대한 측정정보를 추출할 수 있다.
측위 모듈(32)은 필터링된 측정정보를 이용하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출할 수 있다. 측위 모듈(32)은 수신 신호 강도값인 RSSI를 이용하여 섹터 AP(20)와 스마트 비콘(10)간의 거리를 산출할 수 있다. RSSI를 이용한 거리 측정 방법은 잘 알려진 종래의 기술이므로, 구체적인 산출 과정에 대한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 본 발명에 따른 섹터 AP(20)는 비콘신호의 방향성을 설정할 수 있으므로, 비콘신호의 방향과 거리를 함께 고려하여 스마트 비콘(10)의 위치를 더욱 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 측위 모듈(32)은 복수의 섹터 AP(20)로부터 수신되는 복수의 측정정보를 이용하여 스마트 비콘(10)의 실시간 이동경로를 표시할 수 있다.
섹터 AP 관리 모듈(33)은 관리서버(30)가 관리하는 모든 섹터 AP(20)에 대한 정보를 관리할 수 있다. 섹터 AP 관리 모듈(33)은 섹터 AP(20)로부터 주기적으로 상태정보를 수신할 수 있다. 섹터 AP 관리 모듈(33)은 수신된 상태정보를 분석하여, 특정 섹터 AP(20)가 비정상적으로 동작하거나 동작하지 않는 것으로 확인되면 해당 섹터 AP(20)로 제어신호를 전송하여 섹터 AP(20)의 구동을 초기화시킬 수 있다.
또한, 섹터 AP 관리 모듈(33)은 섹터 AP(20)로부터 섹터 AP(20)가 설치된 방향에 대한 정보를 주기적으로 수집하여 섹터 AP(20)의 방향 정보를 관리할 수 있다. 섹터 AP 관리 모듈(33)은 현재 수집된 방향 정보가 이전 시점에 저장된 방향 정보와 상이한 경우, 방향 정보를 갱신할 수 있다. 측위 모듈(32)은 섹터 AP 관리 모듈(33)에서 관리되는 섹터 AP(20)의 갱신된 방향 정보를 함께 고려하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출할 수 있다. 따라서, 상술한 도 3에 개시된 일 예와 같이, 섹터 AP(20)가 설치된 방향이 변경되더라도 갱신된 방향정보에 따라 비콘신호의 방향성을 신뢰성 있게 측정할 수 있다.
제어 모듈(34)은 관리서버(30)의 전반적인 동작을 제어하는 모듈이다.
또한, 제어 모듈(34)은 스마트 비콘(10)의 송신 패턴을 제어할 수 있다.
스마트 비콘(10)은 소정 시간 간격으로 비콘신호를 방사할 수 있다. 이와 동시에, 본 발명에 따른 스마트 비콘(10)은 미리 설정된 패턴에 따라 송신 출력을 가변하여 비콘신호를 송출할 수 있다. 즉, 스마트 비콘(10)은 소정 시간(주기) 간격으로 미리 설정된 패턴에 따라 비콘신호의 신호 세기를 주기별로 가변하여 송출할 수 있다.
스마트 비콘(10)은 미리 설정된 패턴을 섹터 AP(20)로부터 수신할 수 있다. 섹터 AP(20)는 통신 환경에 따라 서로 다른 송신 패턴이 저장될 수 있다. 예를 들어, 스마트 비콘(10)이 수신 감도가 낮은 전파 환경에 진입하면, 해당 구역을 관리하는 제1 섹터 AP로부터 제1 패턴을 수신하며, 스마트 비콘(10)은 제1 패턴에 따라 송신 출력을 주기적으로 가변하여 비콘신호를 방사할 수 있다. 여기서, 제1 패턴은 비콘신호의 송신 출력을 점차적으로 증가시키는 패턴일 수 있다. 반면, 스마트 비콘(10)이 왜곡 요인이 많은 전파 환경에 진입하면, 해당 구역을 관리하는 제2 섹터 AP로부터 제2 패턴을 수신하고, 스마트 비콘(10)은 해당 구역 내에서는 제2 패턴에 따라 송신 출력을 주기적으로 가변하여 비콘신호를 방사할 수 있다. 여기서, 제2 패턴은 송신 출력을 점차적으로 감소시키는 패턴일 수 있다.
이와 같이, 제어 모듈(34)은 스마트 비콘(10)의 송신 패턴이 스마트 비콘(10)의 현재 위치에 따라 가변될 수 있도록, 지역별 전파 환경에 따라 서로 다른 송신 패턴을 설정하여 각각의 섹터 AP(20)로 전송할 수 있다.
몇몇 다른 실시예에서, 제어 모듈(34)은 미리 설정된 패턴에 따라 방사되는 비콘신호에 대한 중복되는 비콘신호의 개수에 따라 미리 설정된 패턴을 다른 패턴으로 변경하는 제어신호를 스마트 비콘(10)이 위치한 영역에 배치된 섹터 AP(20)로 전송할 수 있다.
예를 들어, 스마트 비콘(10)이 미리 설정된 제1 패턴에 따라 송신 출력을 가변하여 비콘신호를 송출하면, 해당 지역에 배치된 섹터 AP(20)는 다양한 경로로 왜곡되어 수신되는 중복된 비콘신호를 관리서버(30)로 전송할 수 있다. 이때, 관리서버(30)의 섹터 AP 정합 모듈(31)은 중복된 비콘신호의 개수를 카운팅하여 제어 모듈(34)로 전송할 수 있다. 제어 모듈(34)은 중복된 비콘신호의 개수가 미리 설정된 기준값 이상인 것으로 확인되면 해당 영역에 위치한 스마트 비콘(10)이 제1 패턴 대신 제2 패턴으로 비콘신호를 방사하도록 제어할 수 있다.
오픈 API 모듈(35)은 관리서버(30)에 저장된 스마트 비콘(10)의 위치정보를 외부 서버에 제공할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템(1)에 의해 산출된 스마트 비콘(10)의 위치정보는 다른 정보와 연동되어 다양한 서비스에 포함되어 제공될 수 있다. 이를 위해, 오픈 API 모듈(35)은 외부 시스템과의 연동을 위해 Open API를 제공할 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 방법의 개략적인 흐름이 도시된다.
먼저, 섹터 AP(20)가 스마트 비콘(10)으로부터 방사되는 비콘신호를 수신하여 비콘신호의 방향성을 결정할 수 있다(110).
스마트 비콘(10)은 미리 설정된 패턴에 따라 송신 출력을 주기적으로 가변하여 비콘신호를 방사할 수 있다.
또한, 섹터 AP(20)는 두 개 이상의 지향성 안테나를 이용하여 비콘신호를 수신하며, 이에 따라 수신되는 비콘신호가 어떤 지향성 안테나로 수신되었는지에 따라 비콘신호의 방향성을 결정할 수 있다. 섹터 AP(20)는 비콘신호에 포함된 스마트 비콘(10)의 고유식별정보, 송신 출력의 신호세기 및 자체적으로 측정한 비콘신호의 방향성을 포함하는 측정정보를 생성하여 관리서버(30)로 전송할 수 있다.
관리서버(30)는 동일한 비콘신호가 중복되어 수신되는지를 확인할 수 있다(120).
관리서버(30)는 수신되는 측정정보에 포함된 스마트 비콘(10)의 고유식별정보를 분석하여, 미리 설정된 시간 구간 내에 수집된 측정정보들 중 동일한 고유식별정보가 포함된 측정정보를 그룹화할 수 있다.
관리서버(30)는 동일한 비콘신호가 중복되어 수신되는 것으로 확인되면, 중복된 비콘신호들 중 왜곡없이 수신된 비콘신호를 필터링할 수 있다(130).
즉, 섹터 AP 정합 모듈(31)은 동일한 비콘신호에 대하여 측정정보가 복수 개로 수신되는 경우, 복수의 측정정보 중 왜곡없는 비콘신호에 대한 측정정보를 추출할 수 있다. 측정정보를 필터링 하는 방법은 도 3 내지 도 5를 참조하여 상술하였으므로 구체적인 과정은 생략하기로 한다.
이후, 관리서버(30)는 단일화된 비콘신호에 대한 측정정보를 이용하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출할 수 있다(140).
위치정보를 산출하는 과정에서, 관리서버(30)는 섹터 AP(20)가 설치된 방향 정보를 함께 고려하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출할 수 있다. 관리서버(30)는 섹터 AP(20)에 내장된 지자기 센서를 이용하여 섹터 AP(20)에 설계된 지향성 안테나의 방향을 측정하고, 이를 이용하여 섹터 AP(20)의 설치 방향에 대한 방향정보를 주기적으로 수집할 수 있다. 관리서버(30)는 섹터 AP(20)의 방향정보가 변경되는 경우 방향정보를 갱신하고, 갱신된 방향정보를 참조하여 스마트 비콘(10)의 위치정보를 산출할 수 있다.
이와 같은, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 방법을 제공하는 기술은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드 뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 스마트 비콘
20: 섹터 AP
30: 관리서버

Claims (11)

  1. 미리 정해진 시간 간격으로 비콘신호를 방사하는 스마트 비콘;
    통신 반경을 복수의 섹터로 구분하고, 상기 스마트 비콘으로부터 방사되는 상기 비콘신호를 상기 복수의 섹터 중 어느 섹터로 수신하는지에 대한 측정정보를 생성하는 섹터 AP; 및
    상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하고, 상기 동일한 비콘신호가 복수 개로 중복되어 수신되는 것으로 확인되면, 중복되어 수신된 복수의 비콘신호 중 수신 신호 세기가 가장 큰 신호를 후보 비콘신호로 선택하고, 후보 비콘신호를 선택하는 과정을 소정 주기 동안 수행하여 수집된 복수의 후보 비콘신호 각각에 대하여 송신 시의 신호세기와 수신 시의 신호세기의 차이값을 산출하고, 각각의 후보 비콘신호에 대한 차이값을 비교하여 차이값이 가장 작은 후보 비콘신호를 복수의 후보 비콘신호 중 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호로 추출하고, 추출된 비콘신호의 신호세기 및 방향성을 분석하여 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 관리서버를 포함하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 섹터 AP는,
    소정의 방위각을 갖는 복수의 지향성 안테나; 및
    상기 지향성 안테나가 배치된 각도에 대한 정보를 수집하는 지자기 센서를 포함하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 섹터 AP는,
    서로 다른 각도로 배치되는 상기 복수의 지향성 안테나를 이용하여 상기 통신 반경을 상기 방위각에 따라 복수의 섹터로 구분하고,
    상기 측정정보는,
    상기 복수의 지향성 안테나 중 어느 지향성 안테나가 상기 비콘신호를 수신하는지에 대한 방향정보가 포함된 것을 특징으로 하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 측정정보는 상기 지향성 안테나가 배치된 각도에 대한 정보인 각도정보를 포함하고,
    상기 관리서버는,
    상기 측정정보에 포함된 상기 각도정보가 미리 설정된 각도정보와 상이한 경우, 상기 미리 설정된 각도정보를 상기 측정정보에 포함된 각도정보로 갱신하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 측정정보는 상기 스마트 비콘의 고유식별정보를 포함하고,
    상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하는 것은,
    상기 측정정보에 포함된 상기 고유식별정보를 분석하여, 미리 설정된 시간 구간 내에 수집된 복수의 측정정보 중 동일한 고유식별정보를 포함하는 측정정보가 하나 이상 존재하는 것으로 확인되면, 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 복수 개로 중복되어 수신되는 것으로 판단하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 미리 설정된 시간 구간은,
    상기 스마트 비콘이 상기 비콘신호를 방사하는 시간 간격보다 짧은 시간 구간인 것을 특징으로 하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 추출된 비콘신호의 신호세기 및 방향성을 분석하여 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 것은,
    위치정보를 산출하기 위한 비콘신호로 추출된 어느 하나의 후보 비콘신호에 대한 상기 측정정보를 기초로 상기 비콘신호의 송신 출력 세기 정보에 따른 거리정보를 산출하고, 상기 비콘신호를 상기 복수의 섹터 중 어느 섹터로 수신하는지에 대한 방향정보를 추출하여, 상기 거리정보 및 상기 방향정보를 기초로 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 것을 특징으로 하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 스마트 비콘은,
    미리 정해진 시간 간격으로 미리 설정된 패턴에 따라 상기 비콘신호의 송신 출력을 가변하여 전송하며,
    상기 미리 정해진 시간 간격 또는 상기 미리 설정된 패턴은 상기 스마트 비콘의 현재 위치에 따라 가변되는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 시스템.
  11. 섹터 AP가 스마트 비콘으로부터 방사되는 비콘신호를 수신하면, 상기 비콘신호를 복수의 섹터 중 어느 섹터로 수신하는지에 대한 측정정보를 생성하여 관리서버로 전송하는 단계;
    상기 관리서버가 상기 측정정보를 이용하여 동일한 상기 비콘신호가 서로 다른 경로를 통해 중복되어 수신되는지 여부를 확인하고, 상기 동일한 비콘신호가 복수 개로 중복되어 수신되는 것으로 확인되면, 미리 설정된 기준에 따라 복수의 비콘신호 중 위치정보를 산출하기 위한 비콘신호를 추출하는 단계; 및
    추출된 비콘신호에 대한 측정정보를 이용하여 상기 스마트 비콘의 실시간 위치정보를 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 스마트 비콘은,
    섹터 AP별로 미리 정해진 시간 간격으로 미리 설정된 송신 패턴에 따라 상기 비콘신호의 송신 출력을 가변하여 전송하며,
    상기 관리서버는,
    특정 송신 패턴에 따라 방사되는 비콘신호를 수신하는 과정에서 중복되는 비콘신호의 개수가 미리 설정된 기준값 이상인 것으로 확인되면, 상기 스마트 비콘으로부터 상기 특정 송신 패턴과는 다른 송신 패턴으로 비콘신호가 방사되도록 제어하는, 가변 송신 출력 및 지향성 안테나를 이용한 근거리 무선통신 기반의 실시간 측위 방법.
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