KR102078156B1 - 섹터안테나를 이용한 단말의 위치 추정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 단말로부터 소정의 공간에 설치된 액세스 포인트(Access Point)의 섹터 안테나로부터 수신되는 제1 신호의 수신 세기 정보인 제1 신호 세기 정보 및 상기 액세스 포인트의 상기 섹터 안테나로부터 수신되는 제2 신호의 수신 세기 정보인 제2 신호 세기 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보에 기초하여 데이터베이스에 저장된 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하는 단계; 상기 검색 결과에 기초하여 상기 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 단말의 위치를 추정하는 방법을 개시한다.

Description

섹터안테나를 이용한 단말의 위치 추정 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING POSITION OF TERMINAL USING SECTOR ANTENNA}

본 개시는 단말의 위치 추정 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 섹터 안테나를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. IoT는 각종 사물에 센서와 통신 기능을 내장하여 인터넷에 연결하는 기술로써, 무선 통신을 통해 사물을 연결하고, 인터넷으로 연결된 사물들이 데이터를 송수신하고, 데이터를 분석하고, 분석한 정보를 사용자에게 제공하거나 직접 사용한다.

IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.

IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안기술과 같은 기술 요소들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다. 특히 다양한 사물이 인터넷에 연결되는 IoT 환경에서는 사물의 위치를 추정하여 효율적인 데이터의 송수신 및 적합한 서비스의 제공할 수 있다.

예를 들어, 네비게이션 서비스, 자율 주행 서비스, 지역 광고 서비스 제공과 같은 다양한 위치 기반 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서는 사물의 위치를 정확하게 추정하는 것이 중요하다.

일반적으로, 사물의 위치 추정은 위성 기반 위치 확인 시스템(GPS: Global Positioning System)을 이용한다. 다만, 실내 환경에서는 GPS 수신기가 GPS 위성 신호를 안정적으로 수신할 수 없어 사물의 위치를 추정하기 어렵다는 문제점이 있다.

이에 따라 최근에는 실내 환경에 위치한 사물의 위치를 추정하기 위해 무선랜(Wireless LAN: WLAN)을 통한 위치 추정 기법을 이용하고 있다. 그러나 실내 환경에서는 무선랜 전파의 굴절, 회절, 반사 때문에 정확한 위치를 추정하기 어렵다는 문제가 있었다.

따라서, 실내 환경에서 정확도가 높은 개선된 위치 추정 방법의 개발이 요구되고 있다.

본 개시에서는 실내 환경에서 정확도가 높은 위치 추정 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 단말의 위치를 추정하는 방법에 있어서, 단말로부터 소정의 공간에 설치된 액세스 포인트(Access Point)의 섹터 안테나로부터 수신되는 제1 신호의 수신 세기 정보인 제1 신호 세기 정보 및 상기 액세스 포인트의 상기 섹터 안테나로부터 수신되는 제2 신호의 수신 세기 정보인 제2 신호 세기 정보를 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보에 기초하여 데이터베이스에 저장된 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하는 단계; 및 상기 검색 결과에 기초하여 상기 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하며, 상기 핑거프린팅 맵은, 상기 액세스 포인트가 위치한 상기 소정의 공간 내의 적어도 하나의 위치에서의 측정된 신호 세기 정보를 포함할 수 있다.

상기 방법은, 상기 단말로부터 상기 단말이 획득한 상기 액세스 포인트의 식별 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 핑거프린팅 맵을 검색하는 단계는, 상기 액세스 포인트의 식별 정보에 기초하여 결정된 상기 핑거프린팅 맵을 검색하는 것일 수 있다.

상기 섹터 안테나는, 제1 지향성 안테나 및 제2 지향성 안테나를 포함하고, 상기 제1 신호는 상기 제1 지향성 안테나를 통해 상기 단말에 전송되고, 상기 제2 신호는 상기 제2 지향성 안테나를 통해 상기 단말에 전송되는 것일 수 있다.

상기 제1 신호는 상기 제2 신호와 상이한 신호이고, 상기 제1 지향성 안테나와 상기 제2 지향성 안테나는 상이한 방향으로 신호를 전송하도록 설정된 것일 수 있다.

상기 액세스 포인트가 송신하는 제1 신호 및 제2 신호의 세기는 소정의 시간마다 변경되고, 상기 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하는 단계는, 상기 변경된 제1 신호 및 제2 신호 세기에 따라 검색할 핑거 프린팅 맵을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 핑거프린팅 맵을 검색하는 것일 수 있다.

본 개시의 일 실시예에 따라 상기 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체가 제공된다.

본 개시의 일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치에 있어서, 상기 장치는 통신부; 저장부; 및 단말로부터 소정의 공간에 설치된 액세스 포인트(Access Point)의 섹터 안테나로부터 수신되는 제1 신호의 수신 세기 정보인 제1 신호 세기 정보 및 상기 액세스 포인트의 상기 섹터 안테나로부터 수신되는 제2 신호의 수신 세기 정보인 제2 신호 세기 정보를 수신하고, 상기 수신된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보에 기초하여 저장된 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하고, 상기 검색 결과에 기초하여 상기 단말의 위치를 추정하는 제어부를 포함하며, 상기 핑거프린팅 맵은, 상기 액세스 포인트가 위치한 상기 소정의 공간 내의 적어도 하나의 위치에서의 측정된 신호 세기 정보를 포함할 수 있다.

본 개시의 실시예들은 실내 환경에서 더 정확하게 단말의 위치를 추정할 수 있는 위치 추정 방법을 제공한다.

도 1은 일부 실시예에 따른 단말의 위치를 추정하는 시스템을 도시한다.
도 2는 일부 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한다.
도 3은 일부 실시예에 따른 위치 추정 장치의 구성을 도시한다.
도 4는 일부 실시예에 따른 위치 추정 장치가 단말의 위치를 추정하는 방법의 순서도이다.
도 5 및 도 6은 일부 실시예에 따른, 단말의 위치를 추정하는 방법의 시스템 흐름도이다.
도 7은 일부 실시예에 따른 단말의 방위각을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 일부 실시예에 따른 섹터 안테나를 이용한 단말의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시예를 상세하게 설명한다. 또한, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치를 구성하고 사용하는 방법을 상세히 설명한다. 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하의 본 명세서에서 단말의 위치 추정이라 획득한 정보에 기초하여 단말이 실제 위치한 곳을 추정하는 동작일 수 있다. 즉, 단말의 위치 추정이란 단말의 위치를 측정하는 개념을 포함할 수 있다.

이하의 본 명세서에서 섹터 안테나라 함은, 적어도 하나의 지향성(방향성) 안테나를 포함하는 안테나로써, 특정 방향(각도)로 송수신되는 신호에 대해 안테나 이득을 조절하는 안테나일 수 있다.

이하의 본 명세서에서 핑거프린팅 맵이라 함은 소정의 지역에서 액세스 포인트가 위치한 상기 소정의 공간 내의 적어도 하나의 위치에서의 측정된 신호 세기 정보를 포함하는 데이터일 수 있다.

도 1은 일부 실시예에 따른 단말의 위치를 추정하는 시스템을 도시한다.

도 1을 참조하면, 위치 추정 시스템(1000)은 액세스 포인트(Access Point: AP)(100), 단말(200) 및 위치 추정 장치(300)를 포함할 수 있다. 물론 위치 추정 시스템(1000)은 도 1의 예시에 제한되는 것은 아니며, 도 1에 도시된 구성보다 더 많은 구성이 포함되거나 도 1에 도시된 구성보다 더 적은 구성이 포함될 수도 있다. 예를 들면, 위치 추정 시스템(1000)은 복수의 액세스 포인트를 포함할 수도 있고, 복수의 단말을 포함할 수도 있으며, 복수의 위치 추정 장치를 포함할 수도 있으며, 상기 예시에 제한되지 않는다.

일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트(100)는 단말(200)이 네트워크에 접속할 수 있도록 상호 접속점을 구성하는 장치로써, 액세스 포인트(100)는 단말(200)과 모든 무선 통신 방식을 이용하여 연결될 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트(100)는 중계기, 기지국, 피어투피어(Peer to Peer) 통신 방식에서의 통신 연결 디바이스를 포함할 수 있으며, WLAN(Wireless Local Area Network)를 구성하는 디바이스일 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 모든 무선 통신 방식이라 함은 소정의 통신 규격, 소정의 주파수 대역, 소정의 프로토콜 또는 소정의 채널을 통한 통신 등 모든 통신 방식을 포함할 수 있다. 예를 들면, 블루투스, BLE, Wi-Fi, Zigbee, 3G, LTE, 5G, 초음파, UWB(Ultra Wide Band), NFC(Near Field Communication)를 통한 통신 방식 등을 포함할 수 있으며, 근거리 통신, 원거리 통신을 모두 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되지 않는다.

일부 실시예에 따르면 근거리 통신 방식이라 함은, 통신을 수행하는 디바이스(단말 또는 서버)가 소정의 범위 내에 있을 때에만 통신이 가능한 통신 방식을 의미할 수 있으며, 예를 들어, 근거리 통신 방식은 블루투스, NFC 등을 포함할 수 있다. 원거리 통신 방식이라 함은, 통신을 수행하는 디바이스가 거리와 관계 없이 통신이 가능한 통신 방식을 의미할 수 있다. 예를 들어, 원거리 통신 방식은 SMS, 전화와 같은 셀룰러 네트워크(3G, LTE)를 이용한 통신 방식을 포함할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되지 않는다.

일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트(100)는 소정의 위치에 설치될 수 있으며, 액세스 포인트(100)는 부여된 식별 정보(예를 들면, ID(Identification))을 포함할 수 있다. 또한 액세스 포인트(100)는 적어도 하나의 섹터 안테나를 포함할 수 있으며, 섹터 안테나를 이용하여 동일하거나 상이한 신호를 송신, 출력, 브로드캐스트 또는 멀티캐스트할 수 있다.

일부 실시예에 따르면 단말(200)은 액세스 포인트(100)를 통해 네트워크에 접속하는 디바이스로써, 소정의 서비스 제공을 요청하거나, 소정의 서비스를 제공받는 디바이스일 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 단말은 퍼스널 컴퓨터(Personal Computer) 태블릿(Tablet), 휴대폰(Cellular Phone), 노트북, 스마트 폰, TV, 멀티미디어 시스템 뿐만 아니라, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, MP3 플레이어, 디지털 카메라, 냉장고, 세탁기, 청소기 등의 다양한 디바이스를 포함할 수 있으며, 상기 예시에 제한되지 않는다.

일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치(300)는 서비스 사업자 서버, 관리자 서버를 지칭할 수 있다. 즉, 위치 추정 장치(300)는 서버일 수 있으며, 서버라 함은, 단일 서버, 서버의 집합체, 클라우드 서버등을 포함할 수 있다. 서비스 사업자가 제공하는 서비스는 위치 기반 서비스일 수 있으나, 상기 예시에 제한되지 않으며, VOIP 서비스, 컨텐트 제공 서비스, 광고 제공 서비스 등 다양한 서비스를 제공할 수도 있다.

일부 실시예에 따르면, 단말(200)을 보유한 사용자가 액세스 포인트(100)가 위치한 실내 공간에 진입하고, 소정의 서비스의 제공을 요청할 수 있다. 위치 추정 장치(300)는 단말(200)이 액세스 포인트(100)로부터 수신하는 신호의 세기에 기초하여 단말(200)의 위치를 추정할 수 있다. 위치 추정 장치(300)는 단말(200)로부터 액세스 포인트(100)의 식별 정보를 수신할 뿐만 아니라, 단말(200)이 액세스 포인트(100)가 포함하는 섹터 안테나를 통해 수신한 신호 세기를 수신할 수 있다. 위치 추정 장치(300)는 액세스 포인트(100)의 식별 정보 및 단말(200)이 수신한 신호 세기에 기초하여 단말(200)의 위치를 추정할 수 있다.

또한 단말(200)은 위치 추정 장치(300)로부터 액션 요청을 수신하고, 위치 추정 장치(300)에게 방위각 정보, 신호 세기 정보를 송신할 수 있으며, 위치 추정 장치(300)는 방위각 정보 및 신호 세기 정보에 기초하여 단말의 위치를 추정할 수도 있다. 이는 이하에서 더 자세히 설명한다.

도 2는 일부 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한다.

도 2에 도시된 바와 같이 일부 실시예에 따른 단말(200)은 통신부(210), 센서부(220), 촬영부(230), 입력부(240), 저장부(250), 표시부(260) 및 제어부(270)를 포함할 수 있다. 그러나 도 2에 도시된 구성 요소가 모두 단말(200)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 2에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 단말(200)이 구현될 수도 있고, 도 2에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 단말(200)이 구현될 수도 있다.

일부 실시예에 따르면, 통신부(210)는 모든 통신 방식을 이용하여 외부 장치(액세스 포인트(100), 위치 추정 장치(300) 등)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신부(210)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 자기장 통신부(Near Field Communication), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 통신부(210)는 적어도 하나의 모듈 또는 칩으로 구현될 수 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 통신부(210)는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 여기에서, 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 센서부(220)는 지자기 센서(Magnetic sensor), 가속도 센서(Acceleration sensor), 온/습도 센서, 적외선 센서, 자이로스코프 센서, 위치 센서(예컨대, GPS), 기압 센서, 근접 센서, 및 RGB 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 각 센서들의 기능은 그 명칭으로부터 당업자가 직관적으로 추론할 수 있으므로, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

일부 실시예에 따르면, 촬영부(230)는 사용자의 입력에 따라 촬영 동작을 수행할 수 있으며, 예를 들면, 카메라 일 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 입력부(240)는, 사용자가 단말(200)을 제어하기 위한 데이터를 입력하는 수단을 의미한다. 예를 들어, 입력부(240)에는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(접촉식 정전 용량 방식, 압력식 저항막 방식, 적외선 감지 방식, 표면 초음파 전도 방식, 적분식 장력 측정 방식, 피에조 효과 방식 등), 조그 휠, 조그 스위치 등이 있을 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

일부 실시예에 따르면, 저장부(250)는 단말(200)의 동작 수행을 위한 프로그램, 동작 수행에 따른 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(250)는 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 메모리는 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(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), 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.

일부 실시예에 따르면, 표시부(260)는 제어부(270)의 제어에 의해 다양한 정보를 표시 또는 출력할 수 있다. 표시부(260)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전기영동 디스플레이(electrophoretic display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이와 터치패드가 레이어 구조를 이루어 터치 스크린으로 구성되는 경우, 디스플레이는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 또한 표시부(260)는 LED 램프, 진동 모터, 스피커, 플래쉬 등을 포함할 수 있으며, 상기 예시에 제한되지 않는다.

일부 실시예에 따르면 제어부(270)는 통상적으로 단말(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(270)는 단말(200)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 단말(200)이 포함하는 구성요소들을 전반적으로 제어할 수 있다. 제어부(270)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제어부(270)는 통신부(210)를 제어함으로써 액세스 포인트(100)의 섹터 안테나를 통해 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 제1 신호의 수신 세기 정보인 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호의 수신 세기 정보인 제2 신호 세기 정보를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 제어부(270)는 통신부(210)를 제어함으로써 액세스 포인트(100)로부터 수신한 식별 정보를 위치 추정 장치(300)로 제공할 수 있다. 또한 일부 실시예에 따르면, 통신부(210)는 제어부(270)의 제어에 따라 위치 추정 장치(300)로부터 액션 요청을 수신하고, 방위각 정보 및 신호 세기 정보를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 액션 요청은 단말(200)로 액세스 포인트(100)를 촬영하거나, 단말(200)을 액세스 포인트 방향으로 향하도록 위치시킬 것을 요청하는 것일 수 있다. 액션 요청은 표시부(260)를 통해 출력될 수 있다.

도 3은 일부 실시예에 따른 위치 추정 장치의 구성을 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이 일부 실시예에 따른 위치 추정 장치(300)는 통신부(310), 저장부(320) 및 제어부(330)를 포함할 수 있다. 그러나 도 3에 도시된 구성 요소가 모두 위치 추정 장치(300)의 필수 구성 요소인 것은 아니다. 도 3에 도시된 구성 요소보다 많은 구성 요소에 의해 위치 추정 장치(300)가 구현될 수도 있고, 도 3에 도시된 구성 요소보다 적은 구성 요소에 의해 위치 추정 장치(300)가 구현될 수도 있다.

일부 실시예에 따르면, 통신부(310)는 모든 통신 방식을 이용하여 외부 장치(액세스 포인트(100), 단말(200) 등)와 정보를 송수신할 수 있다. 통신부(210)는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 자기장 통신부(Near Field Communication), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 통신부(310)는 적어도 하나의 모듈 또는 칩으로 구현될 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 저장부(320)는 위치 추정 장치(300)의 동작 수행을 위한 프로그램, 동작 수행에 따른 데이터 등을 저장할 수 있다. 저장부(320)는 적어도 하나의 메모리를 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 메모리는 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(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), 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.

일부 실시예에 따르면, 저장부(320)는 액세스 포인트의 식별 정보를 저장할 수 있으며, 액세스 포인트의 식별 정보와 대응되는 액세스 포인트의 위치 정보를 저장할 수 있다. 또한 저장부(320)는 핑거프린팅 맵을 저장할 수도 있다. 일부 실시예에 따르면, 저장부(320)는 소정의 액세스 포인트 또는 소정의 위치, 영역, 또는 커버리지와 대응되는 핑거프린팅 맵을 저장할 수도 있고, 소정의 신호 세기 또는 소정의 시간 간격에 따른 핑거프린팅 맵을 저장할 수도 있다.

일부 실시예에 따르면 제어부(330)는 통상적으로 위치 추정 장치(300)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(330)는 위치 추정 장치(300)에 저장된 프로그램을 실행함으로써, 위치 추정 장치(300)가 포함하는 구성요소들을 전반적으로 제어할 수 있다. 제어부(330)는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제어부(330)는 통신부(310)를 제어함으로써, 단말(200)로부터 소정의 공간에 설치된 액세스 포인트(Access Point)(100)의 섹터 안테나로부터 수신되는 제1 신호의 수신 세기 정보인 제1 신호 세기 정보 및 액세스 포인트(100)의 섹터 안테나로부터 수신되는 제2 신호의 수신 세기 정보인 제2 신호 세기 정보를 수신할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제어부(330), 수신된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보에 기초하여 저장부(320)에 저장된 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하고, 검색 결과에 기초하여 단말(200)의 위치를 추정할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제어부(330)는 통신부(310)를 제어하여 단말(200)로부터 단말(200)이 획득한 액세스 포인트(100)의 식별 정보를 수신할 수 있다. 제어부(330)는 액세스 포인트의 식별 정보에 기초하여 액세스 포인트의 식별 정보와 대응되는 핑거프린팅 맵을 결정하고, 결정된 핑거프린팅 맵을 검색할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제어부(330)는 액세스 포인트(100)가 송신하는 제1 신호 및 제2 신호가 변경되도록 제어할 수도 있다. 예를 들면, 제어부(330)는 액세스 포인트(100)가 송신하는 제1 신호 및 제2 신호의 세기를 조절할 수 있다. 또한 제어부(330)는 소정의 시간마다 액세스 포인트(100)가 송신하는 제1 신호 및 제2 신호의 세기를 조절할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제어부(330)는 제1 신호 및 제2 신호가 변경되는 경우, 변경되는 신호 세기에 따라 대응되는 핑거프린팅 맵을 결정하고, 결정된 핑거프린팅 맵을 검색할 수 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 제어부(330)는 통신부(310)를 제어함으로써 단말(200)에게 액션 요청을 송신할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 액션 요청은 단말(200)로 액세스 포인트(100)를 촬영하거나, 단말(200)을 액세스 포인트 방향으로 향하도록 위치시킬 것을 요청하는 것일 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제어부(330)는 통신부(310)를 통해 단말(200)로부터 단말(200)이 소정의 기준 지점을 향할 때의 방위각 정보 및 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 제어부(330)는 기준 지점의 위치 정보, 방위각 정보 및 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보 중 적어도 하나에 기초하여 단말의 위치 또는 단말의 최초 위치를 추정할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 단말(200)의 최초 위치란 위치 추정 장치(300)가 단말(200)의 위치를 최초로 추정할 때의 단말의 위치를 의미할 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되지 않으며, 단말이 액세스 포인트가 위치한 공간에 진입한 때의 위치 또는 단말이 서비스 제공의 요청, 인증 요청 또는 위치 기반 서비스의 이용을 시작할 때를 의미할 수도 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 제어부(330)는 추정된 단말(200)의 최초 위치 및 핑거프린팅 검색 결과에 기초하여 단말(200)의 위치를 추적할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 단말(200)의 위치를 추적하는 것은 단말의 최초 위치 및 단말이 최초 위치로부터 이동한 위치를 추정하는 것일 수 있으며, 상기 예시에 제한되지 않고, 단말의 위치를 소정의 기간마다 추정하여 단말의 경로를 추정하는 것일 수 있다.

도 4는 일부 실시예에 따른 위치 추정 장치가 단말의 위치를 추정하는 방법의 순서도이다.

단계 410에서 위치 추정 장치는, 소정의 공간에 설치된 액세스 포인트의 섹터 안테나로부터 수신되는 제1 신호의 수신 세기 정보 및 액세스 포인트의 섹터 안테나로부터 수신되는 제2 신호의 수신 세기 정보를 수신할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트의 섹터 안테나는, 제1 지향성 안테나 및 제2 지향성 안테나를 포함할 수 있다. 제1 신호는 제1 지향성 안테나를 통해 단말에 전송될 수 있고, 제2 신호는 제2 지향성 안테나를 통해 단말에 전송될 수 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 제1 신호는 제2 신호와 상이한 신호일 수 있다. 예를 들면, 제1 신호와 제2 신호는 세기가 상이하거나, 주파수 대역이 상이할 수 있다. 또한 일부 실시예에 따르면, 제1 신호와 제2 신호는 통신 방식이 상이할 수도 있다. 예를 들면, 제1 신호는 블루투스 방식을 이용한 무선 신호일 수 있고, 제2 신호는 NFC 통신 방식을 이용한 무선 신호일 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 제1 신호와 제2 신호가 변경되도록 제어할 수 있다. 위치 추정 장치는 제1 신호 및 제2 신호의 세기, 주파수 대역, 무선 통신 방식 중 적어도 하나를 제어할 수도 있다. 또한 일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 소정의 시간마다 제1 신호 및 제2 신호가 변경되도록 제어할 수도 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 제1 지향성 안테나와 제2 지향성 안테나는 상이한 방향으로 신호를 전송하도록 설정된 것일 수 있다. 물론 상기 예시에 제한되지 않는다.

단계 430에서 위치 추정 장치는, 수신된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보에 기초하여 데이터베이스에 저장된 핑거프린팅 맵을 검색할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 핑거프린팅 맵은, 액세스 포인트가 위치한 소정의 공간 내의 적어도 하나의 위치에서의 측정된 신호 세기 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 단말로부터 단말이 획득한 액세스 포인트의 식별 정보를 수신하고, 액세스 포인트의 식별 정보에 기초하여 검색할 핑거프린팅 맵을 결정하고, 결정된 핑거프린팅 맵을 검색할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 수신된 식별 정보에 대응하는 액세스 포인트의 위치 정보를 검출할 수 있다. 위치 추정 장치는 수신된 식별 정보에 기초하여 액세스 포인트의 설치 공간에 대한 식별 정보, 설치 공간내에서 액세스 포인트의 위치를 좌표화한 데이터 등을 검출하고, 검출된 액세스 포인트의 위치 정보에 기초하여 대응되는 핑거 프린팅 맵을 결정할 수 있다.

예를 들어, 위치 추정 장치는 액세스 포인트의 식별 정보에 기초하여 액세스 포인트가 공항 내부에 설치된 것으로 판단되면, 공항 내부에 대응되는 핑거 프린팅 맵을 선택하여 검색함으로써, 공항 내부에서의 단말의 위치를 추정할 수 있다.

다시 말해, 위치 추정 장치는 적어도 하나의 액세스 포인트가 설치된 지점과 각각 대응되는 핑거프린팅 맵을 저장할 수 있으며, 저장된 핑거프린팅 맵 중 단말이 송신한 액세스 포인트의 식별 정보에 따라 단말이 수신한 신호 세기 정보에 기초하여 검색할 핑거프린팅 맵을 결정할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트가 송신하는 제1 신호 및 제2 신호의 세기는 소정의 시간마다 변경될 수 있다. 제1 신호 및 제2 신호의 세기는 액세스 포인트가 제어하여 변경하거나 위치 추정 장치가 제어하여 변경할 수도 있다. 또한 앞서 설명한 바와 같이 제1 신호 및 제2 신호의 세기 뿐만 아니라 주파수 대역, 통신 방법 등이 변경될 수도 있다.

일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 변경된 제1 신호 및 제2 신호 세기에 따라 검색할 핑거 프린팅 맵을 결정하고, 결정된 핑거프린팅 맵을 검색할 수 있다.

더 정확한 위치 추정을 위해, 제1 신호 및 제2 신호의 세기가 시간에 따라 변경될 수 있으며, 위치 추정 장치는 변경되는 신호의 세기 각각과 대응되는 핑거프린팅 맵을 저장할 수도 있다. 위치 추정 장치는 저장된 핑거프린팅 맵 중 변경된 신호 세기에 기초하여 검색할 핑거프린팅 맵을 결정할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 핑거프린팅 맵은 사전에 생성되어 저장될 수 있다.

단계 450에서 위치 추정 장치는, 검색 결과에 기초하여 단말의 위치를 추정할 수 있다.

예를 들면, 위치 추정 장치는 핑거프린팅 맵에 포함된 소정의 위치의 소정의 신호 세기와 단말이 수신한 제1 신호 세기 및 제2 신호 세기를 비교함으로써 단말의 위치를 추정할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 핑거프린팅 맵은 액세스 포인트가 위치한 상기 소정의 공간 내의 적어도 하나의 위치에서의 측정된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보가 포함될 수 있다. 본 개시에 따르면, 제1 신호 세기 및 제2 신호 세기가 각각 다르며, 특히 지향성 안테나를 통해 제1 신호 및 제2 신호가 전송되므로, 단말의 위치에 따라 신호 수신 세기의 큰 변화가 발생하므로, 더 정확하게 단말의 위치를 추정할 수 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 단말에게 액션 요청을 송신하고, 액션 요청에 대한 응답으로 단말로부터 단말이 소정의 기준 지점을 향할 때의 방위각 정보 및 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보 중 적어도 하나를 수신할 수 있다. 위치 추정 장치는 기준 지점의 위치 정보, 방위각 정보 및 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 단말의 최초 위치를 추정할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 소정의 기준 지점은, 액세스 포인트와 단말의 신호 수신 방향을 산출하기 위한 기준이 되는 지점으로서, 기준 지점에 대한 위치 정보는 각각의 액세스 포인트 및 액세스 포인트의 식별 정보와 대응되도록 위치 추정 장치에 저장될 수 있다. 소정의 기준 지점에 대한 위치 정보는 액세스 포인트가 설치된 공간 내에서 소정의 기준 지점에 대한 위치를 좌표화한 데이터 및/또는 액세스 포인트와의 상대적인 위치 데이터(거리, 각도 등)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 기준 지점은 액세스 포인트의 위치일 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 액션 요청은 사용자가 단말을 통해 기준 지점을 촬영하게 하거나 단말이 기준 지점을 향하도록 위치시킬 것을 요청하는 것일 수 있다. 예를 들어, 단말이 기준 지점을 촬영하게 되는 경우 단말이 기준 지점에 향하도록 위치하게 되며, 기준 지점을 향하도록 위치하는 경우에는 단말의 방위각을 기초로 위치 측정 장가 단말의 신소 수신 방향을 더 정확하게 추정할 수 있다.

일부 실시예에 따르면 방위각이란 단말이 자북을 기준으로 향하는 방향(즉, 단말의 상단 또는 배면이 향하는 방향)이 이루는 각을 지칭할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 기준 지점의 위치 정보와 액세스 포인트의 위치 정보 및 단말의 방위각에 대한 정보를 기초로 신호 수신 방향을 산출할 수 있다. 예를 들어, 위치 추정 장치는 기준 지점이 액세스 포인트의 위치와 동일한 경우, 단말이 액세스 포인트를 향할 때의 단말의 방위각에 180˚를 더하거나, 차감함으로써 액세스 포인트에 대한 단말의 신호 수신 방향을 산출할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 액세스 포인트의 위치 정보와 단말의 신호 수신 방향 및 신호 강도에 관한 정보를 기초로, 단말의 최초 위치를 추정할 수 있다.

예를 들어, 위치 추정 장치는 신호 강도를 기초로 액세스 포인트와 단말과의 거리를 계산하고, 액세스 포인트의 좌표로부터 신호 수신 방향으로 신호 강도에 대응하는 거리만큼 이격된 위치를 액세스 포인트의 커버리지 영역 내의 단말의 최초 위치로 산출할 수 있다.

물론 상기 예시에 제한되지 않으며, 최초 위치의 추정 뿐만 아니라 최초 위치 추정 이후에 단말의 위치를 추정할 때도 전술한 액션 요청에 대한 응답으로 획득한 단말의 방위각 정보 및 신호 세기 정보에 따라 단말의 위치를 추정할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 추정된 단말의 최초 위치와 핑거프린팅 맵 검색 결과에 기초하여 단말의 위치를 추적(tracking)할 수 있다. 즉, 방위각 정보 및 둘 이상의 신호 세기에 관한 정보에 기초하여 단말의 위치를 계속적으로 추적할 수 있다.

또한 일부 실시예에 따르면, 위치 추정 장치는 복수의 액세스 포인트를 시간, 방위각 또는 거리 단위로 나누어 각각 상이한 암호를 제공하여 단말의 위치 측정 뿐만 아니라 인증 또한 수행할 수 있다.

예를 들면, 위치 추정 장치는 복수의 액세스 포인트 마다 시간 단위로 나누어 상이한 OTP(One Time Password)를 제공하거나, 액세스 포인트가 커버하는 커버리지마다 상이한 OTP(One Time Password)를 제공하도록 설정할 수 있으며, 상이한 OTP를 이용한 인증을 통해 위치 인증을 수행할 수도 있다.

단일의 액세스 포인트에서 발생하는 신호를 이용하여 위치를 측정하는 경우, 소정의 공간 내의 신호 세기 차이가 크지 않아 정확한 위치 추정이 어려울 수 있다. 복수의 액세스 포인트를 이용하는 경우에는 설치 및 관리를 위한 비용이 추가적으로 소모될 수 있다. 따라서 본 개시에서는 단일의 액세스 포인트가 포함하는 섹터 안테나를 이용하여 단말에게 신호를 전송하고, 위치 추정 장치가 단일의 액세스 포인트가 포함하는 섹터 안테나와 대응되는 핑거 프린팅 맵을 저장하고, 단말이 수신한 신호 세기와 비교하여 정확한 위치 추정이 가능하도록 한다.

도 5 및 도 6은 일부 실시예에 따른, 단말의 위치를 추정하는 방법의 시스템 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 단계 501에서 액세스 포인트(AP)(100)는, 제1 신호를 송신할 수 있다. 제1 신호는 액세스 포인트의 섹터 안테나가 포함하는 제1 지향성 안테나를 통해 송신될 수 있다. 단말(200)은 제1 신호를 수신하고 수신된 제1 신호의 세기를 측정할 수 있다.

단계 502에서 액세스 포인트(100)는, 제2 신호를 송신할 수 있다. 제2 신호는 액세스 포인트의 섹터 안테나가 포함하는 제2 지향성 안테나를 통해 송신될 수 있다. 단말(200)은 제2 신호를 수신하고 수신된 제2 신호의 세기를 측정할 수 있다.

단계 503에서 단말(200)은, 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다. 또한 일부 실시예에 따르면, 단말(200)은 액세스 포인트(100)로부터 식별 정보를 획득할 수 있다. 단말(200)은 획득한 액세스 포인트의 식별 정보를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다.

단계 504에서 위치 추정 장치(300)는, 핑거프린팅 맵을 검색할 수 있다. 전술한 바와 같이 위치 추정 장치(300)는 액세스 포인트의 식별 정보에 기초하여 검색할 핑거프린팅 맵을 결정할 수 있다.

단계 505에서 위치 추정 장치(300)는, 단말의 위치를 추정할 수 있다. 위치 추정 장치는 단말(200)이 송신한 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보와 핑거프린팅 맵에 포함된 측정된 신호 세기를 비교하여 단말의 위치를 추정할 수 있다.

도 6을 참조하면, 단계 601에서 액세스 포인트(AP)(100)는 단말(200)에게 제1 신호 또는 제2 신호를 송신할 수 있다. 단계 501과 상이하게 액세스 포인트(100)는 단말(200)에게 제1 신호 또는 제2 신호 중 하나만을 송신할 수도 있고, 둘 모두를 송신할 수도 있다. 또한 일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트(100)는 액세스 포인트의 식별 정보를 단말(200)에게 송신할 수 있다.

단계 602에서 위치 추정 장치(300)는 액션 요청을 송신할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 액션 요청은 단말(200)이 소정의 지점을 향하도록 지시하는 요청일 수 있다.

단계 603에서 단말(200)은 방위각 정보, 신호 세기 정보를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다. 또한 단말은 액세스 포인트의 식별 정보를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다.

단계 604에서 위치 추정 장치(300)는 단말의 최초 위치를 추정할 수 있다. 즉, 위치 추정 장치(300)는 방위각 정보, 신호 세기 정보 및 액세스 포인트의 식별 정보에 기초하여 단말의 최초 위치를 추정할 수 있다.

단계 605에서 액세스 포인트(100)는 제1 신호를 송신할 수 있다.

단게 606에서 액세스 포인트(100)는 제2 신호를 송신할 수 있다.

단계 607에서 단말(200)은, 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다.

단계 608에서 위치 추정 장치(300)는, 핑거프린팅 맵을 검색할 수 있다. 단계 605 내지 단계 608은 전술한 단계 501 내지 504와 대응되므로 자세한 설명은 생략한다.

단계 609에서 위치 추정 장치(300)는, 단말의 위치를 추적할 수 있다. 위치 추정 장치(300)는 단계 604에서 추정된 단말의 최초 위치와 핑거프린팅 맵을 검색한 결과에 기초하여 단말의 위치를 추적할 수 있다. 단말(200)의 위치를 추적하는 것은 단말의 최초 위치 및 단말이 최초 위치로부터 이동한 위치를 추정하는 것일 수 있으며, 상기 예시에 제한되지 않고, 단말의 위치를 소정의 기간마다 추정하여 단말의 경로를 추정하는 것일 수 있다.

또한 위치 추정 장치는 일부 실시예에 따르면, 단말의 최초 위치와 핑거프린팅 맵을 검색한 결과에 기초하여 단말의 이동 경로를 예측할 수 있으며, 예측된 예상 이동 경로에 따라 서비스를 제공할 수 있다.

즉, 단말이 액세스 포인트가 설치된 공간에 진입한 경우, 제1 신호 및 제2 신호의 주파수 대역, 세기, 단말의 통신 연결 속도 등에 따라 제 1 신호 및 제2 신호가 두 신호 모두가 원활하게 단말에게 제공되지 않을 수 있으므로, 단말의 최초 위치는 방위각 및 제1 신호 및 제2 신호 중 하나의 신호 세기에 따라 판단하고, 이후 제1 신호 및 제 2 신호 둘 모두의 신호 세기 및 신호 세기의 변화를 고려하여 단말의 위치를 추적함으로써 단말의 최초 위치 추정 및 이후 단말의 위치 추적이 더 정확해질 수 있다.

도 7은 일부 실시예에 따른 단말의 방위각을 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

소정의 공간에 설치된 액세스 포인트(100)가 식별 정보를 브로드캐스팅(broadcasting)하고 있고, 단말(200-1 또는 200-2)를 휴대하는 사용자가 액세스 포인트(100)의 무선 통신의 커버리지 영역 내로 진입하여 단말(200)과 액세스 포인트(100)가 상호 연결되면, 액세스 포인트(100)의 식별 정보가 단말(200)로 전달된다.

이어서, 사용자는 단말(200)을 통해 액세스 포인트(100)의 식별 정보를 위치 추정 장치(300)로 전송함으로써 위치 기반 서비스를 요청하거나 위치 인증을 요청할 수 있다. 위치 추정 장치(300)는 단말(200-1 또는 200-2)에게 액션 요청을 송신할 수 있다.

이어서, 단말(200-1 또는 200-2)은 소정의 기준 지점을 향하도록 위치한 때의 방위각과 액세스 포인트(100)와의 신호 수신 강도를 위치 추정 장치(300)로 전달할 수 있으며, 위치 추정 장치(300)는 단말(200-1 또는 200-2)로부터 수신된 신호 수신 강도 및 방위각에 대한 정보에 기초하여 액세스 포인트(100)에 대한 단말(200)의 신호 수신 방향을 산출할 수 있다.

예를 들어, 액세스 포인트(100)의 위치가 기준 지점일 때, 커버리지 영역에 위치하는 제1 단말(200-1)의 방위각이 160˚(자북이 0˚이고, 시계 방향 각도)라면, 위치 추정 장치(300)는 단말(200)의 신호 수신 방향을 액세스 포인트(100) 기준으로 340˚(180˚+ 160˚)라고 산출할 수 있다. 또한, 예를 들어, 액세스 포인트(100)의 위치가 기준 지점일 때, 커버리지 영역에 위치하는 제2 단말(200-2)의 방위각이 290˚라면, 위치 추정 장치(300)는 단말(200)의 신호 수신 방향을 액세스 포인트(100) 기준으로 110˚(-180˚+ 290˚)라고 산출할 수 있다.

물론, 기준 지점은 액세스 포인트(100)가 설치된 공간의 임의의 위치(예를 들어, 방의 출입구 등)일 수도 있다. 위치 추정 장치(300)는 기준 지점의 위치 및/또는 액세스 포인트(100)와의 거리, 신호 강도에 대응하여 계산되는 액세스 포인트(100)와 단말(200) 간의 거리, 기준 지점을 지시할 때의 단말(200)의 방위각 등에 삼각함수를 적용함으로써 신호 수신 방향이 산출될 수 있다.

위치 추정 장치(300)는 액세스 포인트(100)의 위치 정보, 신호 수신 방향 및 신호 강도를 기초로 단말(200-1 또는 200-2)의 위치를 추정할 수 있다. 즉, 위치 추정 장치(300)는 신호 강도를 기초로 액세스 포인트(100)와 단말(200)과의 거리를 계산하고, 액세스 포인트(100)의 좌표로부터 신호 수신 방향으로 상기 신호 강도에 대응하는 거리만큼 이격된 위치를 액세스 포인트(100)의 커버리지 영역 내의 단말(200)의 위치로 추정하게 된다. 특히 액세스 포인트는 전술한 도 7의 방법에 따라 단말의 최초 위치를 측정할 수 있다.

도 8은 일부 실시예에 따른 섹터 안테나를 이용한 단말의 위치를 추정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 8을 참조하면, 액세스 포인트(100)는 섹터 안테나를 포함할 수 잇다. 섹터 안테나는 제1 지향성 안테나(100-1) 및 제2 지향성 안테나(100-2)를 포함할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트(100)는 액세스 포인트(100)의 커버리지(Coverage) 내의 제1 단말(200-1) 및 제2 단말(200-2)에게 제1 신호 및 제2 신호를 송신할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 액세스 포인트(100)는 제1 신호 및 제2 신호를 브로드캐스트할 수도 있고, 멀티캐스트 할 수도 있다. 또한 액세스 포인트(100)는 제1 신호를 제1 지향성 안테나(100-1)를 통해 송신할 수 있고, 제2 신호는 제2 지향성 안테나(100-2)를 통해 송신할 수 있다.

일부 실시예에 따르면, 제1 신호 및 제2 신호는 상이할 수 있다. 또한 제1 지향성 안테나와 제2 지향성 안테나는 서로 상이한 방향으로 신호를 송신하도록 설정될 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 대응되므로 자세한 설명은 생략한다.

일부 실시예에 따르면, 제1 단말(200-1)은 수신한 제1 신호 및 제2 신호의 세기를 측정할 수 있다. 제2 단말(200-2) 또한 수신한 제2 신호 및 제2 신호의 세기를 측정할 수 있다. 제1 신호 및 제2 신호의 구분은 통신 방식, 주파수 대역, 신호에 포함된 식별 정보 또는 안테나 포트 설정에 따라 구별할 수 있다.

도 8을 참조하면, 제1 단말(200-1)이 제1 지향성 안테나(100-1)를 통해 수신한 제1 신호의 수신 세기(Received Signal Strength Indication: RSSI)는 -30dB이고, 제2 지향성 안테나(100-2)를 통해 수신한 제2 신호의 수신 세기(RSSI)는 -50dB일 수 있다.

또한 제2 단말(200-2)이 제1 지향성 안테나(100-1)를 통해 수신한 제1 신호의 수신 세기(Received Signal Strength Indication: RSSI)는 -25dB이고, 제2 지향성 안테나(100-2)를 통해 수신한 제2 신호의 수신 세기(RSSI)는 -50dB일 수 있다.

제1 단말(200-1) 및 제2 단말(200-2)은 제1 신호의 수신 세기 및 제2 신호의 수신 세기를 위치 추정 장치(300)에게 송신할 수 있다.

만약, 액세스 포인트가 제2 신호만을 송신한 경우 신호의 수신 세기가 같아 제1 단말과 제2 단말의 위치를 구별하기 어려울 수 있다. 그러나, 액세스 포인트가 제1 신호 및 제2 신호를 송신하는 경우, 액세스 포인트(100)가 전송한 제 1 신호 및 제2 신호는 실내 구조물(500)로 인해 산란, 반산, 감쇄됨으로써 신호의 전송 경로가 상이해지므로, 제1 단말(200-1) 및 제2 단말(200-2) 각각이 수신하는 제1 신호 및 제2 신호의 세기가 상이해지므로, 제1 단말(200-1) 및 제2 단말(200-2)의 위치를 구별하기 용이해질 수 있다.

또한 단일의 액세스 포인트가 복수의 지향성 안테나를 통해 신호를 송신함으로써 단말이 위치한 방향에 따라 안테나 별로 송신되는 신호의 세기에 큰 폭의 변화가 발생하여, 핑거프린팅 맵을 생성 및 검색하기 용이하며, 핑거프린팅 맵을 검색하여 더 정확한 위치를 추정할 수 있다. 또한 도 6 및 도 7의 방법을 함께 이용하여 어느 때나 단말의 위치를 정확하게 추정할 수 있다.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 어플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

100: 액세스 포인트; 200: 단말;
210: 통신부; 220: 센서부;
230: 촬영부; 240: 입력부;
250: 저장부; 260: 표시부;
270: 제어부; 300: 위치 추정 장치;
310: 통신부; 320: 저장부;
330: 제어부; 500: 실내 구조물;
1000: 위치 추정 시스템

Claims (7)

1. 단말의 위치를 추정하는 방법에 있어서,
   단말로부터 소정의 공간에 설치된 액세스 포인트(Access Point)의 섹터 안테나로부터 수신되는 제1 신호의 수신 세기 정보인 제1 신호 세기 정보 및 상기 액세스 포인트(Access Point)의 상기 섹터 안테나로부터 수신되는 제2 신호의 수신 세기 정보인 제2 신호 세기 정보를 수신하는 단계;
   상기 수신된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보에 기초하여 데이터베이스에 저장된 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하는 단계; 및
   상기 검색 결과에 기초하여 상기 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하며,
   상기 핑거프린팅 맵은, 상기 액세스 포인트가 위치한 상기 소정의 공간 내의 적어도 하나의 위치에서의 측정된 신호 세기 정보를 포함하는 것이고,
   상기 액세스 포인트가 송신하는 제1 신호 및 제2 신호의 세기는 소정의 시간마다 변경되고,
   상기 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하는 단계는,
   상기 변경된 제1 신호 및 제2 신호 세기에 따라 검색할 핑거 프린팅 맵을 결정하는 단계; 및
   상기 결정된 핑거프린팅 맵을 검색하는 것인 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 단말로부터 상기 단말이 획득한 상기 액세스 포인트의 식별 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고,
   상기 핑거프린팅 맵을 검색하는 단계는,
   상기 액세스 포인트의 식별 정보에 기초하여 결정된 상기 핑거프린팅 맵을 검색하는 것인 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 섹터 안테나는,
   제1 지향성 안테나 및 제2 지향성 안테나를 포함하고,
   상기 제1 신호는 상기 제1 지향성 안테나를 통해 상기 단말에 전송되고, 상기 제2 신호는 상기 제2 지향성 안테나를 통해 상기 단말에 전송되는 것인 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 제1 신호는 상기 제2 신호와 상이한 신호이고, 상기 제1 지향성 안테나와 상기 제2 지향성 안테나는 상이한 방향으로 신호를 전송하도록 설정된 것인 방법.
5. 삭제
6. 위치 추정 장치에 있어서, 상기 장치는
   통신부;
   저장부; 및
   단말로부터 소정의 공간에 설치된 액세스 포인트(Access Point)의 섹터 안테나로부터 수신되는 제1 신호의 수신 세기 정보인 제1 신호 세기 정보 및 상기 액세스 포인트의 상기 섹터 안테나로부터 수신되는 제2 신호의 수신 세기 정보인 제2 신호 세기 정보를 수신하고, 상기 수신된 제1 신호 세기 정보 및 제2 신호 세기 정보에 기초하여 저장된 핑거프린팅 맵(fingerpriniting map)를 검색하고, 상기 검색 결과에 기초하여 상기 단말의 위치를 추정하는 제어부를 포함하며,
   상기 핑거프린팅 맵은, 상기 액세스 포인트가 위치한 상기 소정의 공간 내의 적어도 하나의 위치에서의 측정된 신호 세기 정보를 포함하는 것이고,
   상기 제어부는 상기 액세스 포인트가 송신하는 제1 신호 및 제2 신호의 세기가 소정의 시간마다 변경되도록 제어하고,
   상기 제어부는 상기 변경된 제1 신호 세기 및 제2 신호 세기에 따라 대응되는 핑거 프린팅 맵을 결정하여, 상기 결정된 핑거프린팅 맵을 검색하는 위치 추정 장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.

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