KR102102709B1 - 이동체의 운행에 따른 움직임 상태를 파악함에 있어서 그 이동체로부터의 사운드를 이용하는 방법과 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 장치는, 이동체와 함께 이동하면서, 주변의 소리로부터 그 이동체의 움직임 상태를 구분한다. 이를 위해, 장치의 주위에서 발생되는 소리에 대해, 일정 주기로 그 주기 동안의 소리의 주파수 분포정보를 구하고, 상기 일정 주기마다 획득되는 상기 주파수 분포정보에 대해서, 지정된 목표 대역을 분할한 각 서브대역마다 기준 대역폭을 단위로 최대 크기의 주파수 성분을 갖는 단위대역을 찾아서 우세역(優勢域)으로 마크하고, 상기 서브대역마다 우세역이 마크된 상기 주파수 분포정보를 기 지정된 시간에 해당하는 만큼 취합하여 구성한 우세역 분포표에서 우세역의 분포형태를 확인하여, 상기 기 지정된 특정 음들에 대해 각기 설정된 고유 패턴들 중 어느 하나에 매칭(matching)되는 분포패턴이 있는 것으로 확인될 때, 현재 상기 이동체에 대해서, 그 분포패턴에 매칭된 고유 패턴으로 설정된 특정 음에 상응하는 움직임 상태에 있는 것으로 식별하게 된다.

Description

이동체의 운행에 따른 움직임 상태를 파악함에 있어서 그 이동체로부터의 사운드를 이용하는 방법과 장치 {Method and apparatus for using sounds from a moving object in identifying moving state of the moving object}
본 발명은, 전철과 같은 이동체가 운행되고 있는 경로를 따라 제공되고 있는 무선 서비스의 품질이나 그로 인한 전자파 세기와 같은 무선 서비스의 특성 등을 그 이동체와 함께 이동할 수 있는 이동통신 단말기 등과 같은 장치를 이용하여 파악하는 등의 동작에 있어서, 그 운행되는 이동체에서 발생되는 소리를 이용하여 그 이동체의 움직임 상태를 식별할 수 있는 방법과 그 방법을 위한 장치에 관한 것이다.
대도시 등에서 운행되고 있는 전철의 경우 대부분의 운행경로는 지하에 형성되어 있다. 이러한 지하 공간은 이동 통신망과 같은 무선 서비스를 위한 신호가 도달하지 않기 때문에 중계기를 별도로 설치하거나 또는 Wi-Fi 망과 같은 국부 통신망을 형성하는 접속점( AP: Access Point )들을 설치함으로써 이용자들에게 무선통신 서비스를 제공하고 있다.
그리고, 이렇게 설치된 기기들에 의해 제공되고 있는 품질( 예를 들어 서비스 속도, 신호 세기, 신호 음영 지역의 상태 등 )이나 그들의 무선 신호가 야기하는 전자파의 세기 등과 같은 무선 서비스의 특성을 주기적으로 측정하여 관리하고 있다. 예를 들어, 서비스 품질이 좋지 않은 장소에 대해서는 중계기나 접속점을 추가로 설치하거나 또는 Wi-Fi 망들의 백홀(backhaul)을 증설하게 되고, 무선 신호에 의한 전자파 세기가 해당 장소에 대해 규제하는 기준을 넘어서게 되면 송출하는 무선 신호의 출력을 감소시키게 된다.
그런데, GPS 신호가 수신되는 지상에서는 무선 서비스의 특성을 측정함과 동시에 측정위치의 정보를 획득함으로써 영역별 또는 장소별 등으로 구분하여 무선 서비스의 특성을 쉽게 파악할 수 있지만, 전철이 운행되는 지하 공간에서는 GPS 신호를 수신할 수 없기 때문에 GPS 신호를 이용하여 장소를 특정하면서 무선 서비스 특성을 파악할 수가 없다.
따라서, 지하 공간에 무선 통신망 서비스를 제공하는 사업자 등은, 측정자로 하여금 특별한 측정 장비들을 전동차량에 실어서 운행되는 동안에 원하는 무선 서비스 특성을 측정하도록 하되, 측정자는, 해당 측정 장소( 예를 들어, 특정 전철역의 승강장 또는 터널 구간 )를 해당 노선의 전철역 순서와 비교함으로써 사후적으로 확인할 수 있게 하는 특정 마크가 측정 정보에 함께 기록되도록 수동적으로 신호를 인가하게 된다.
그리고 측정이 완료된 후에, 그렇게 인가된 특정 마크들의 순서와 측정한 운행 구간을 서로 비교함으로써 어떤 마크가 어떤 전철역에 대한 것인 지를 파악하여 일련의 측정 정보가 어떤 전철역의 승강장에 대한 것인 지, 또는 어떤 터널 구간에 대한 것인 지를 식별하게 된다.
하지만, 이러한 측정 방법은, 측정을 위한 고가의 장비와 인력이 필요하기 때문에 적지 않은 유지관리 비용이 소요되고, 또한 인력에 의한 측정이어서 무선 서비스 특성을 실시간으로 파악할 수가 없기 때문에 통신 품질 등의 변화나 유해한 수준의 전자파 발생 등에 대해 즉각적으로 대응하기가 어렵다.
또한, 측정 정보의 장소를 사후적으로 파악하기 위해 측정자가 측정 장비에 입력하는 동작에 실수가 있을 수 있기 때문에, 측정 정보가 정확하게 특정 장소와 매칭되지 않는 경우도 발생할 수가 있다. 이러한 오류를 없애기 위해, 동일한 전철 노선에 대해서 반복적으로 측정하게 되는데, 이 또한 인력 자원의 운용에 대한 비효율성을 초래한다.
본 발명은, 개인이 휴대하고 다니는 이동통신 단말기를 이용해 전철 운행경로를 따른 무선 서비스의 특성을 장소를 식별하면서 자동적으로 파악할 수 있게 하는 방법과 장치를 제공하는 것에 일 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 운행하는 전동차량 또는 그 주변에서 발생되는 사운드로부터 승강장과 터널의 경계를 정확히 구분하여 무선 서비스 특성을 파악할 수 있게 하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 이동체에서 또는 그 주변에서 발생되는 사운드에 근거하여 그 이동체의 움직임 상태를 식별할 수 있는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 특별한 측정 장비없이 개인이 휴대하고 다니는 이동통신 단말기를 집단적으로 이용해 무선 서비스의 특성을 실시간으로 파악할 수 있게 하는 방법과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 상기 명시적으로 서술된 목적에 국한되는 것은 아니며, 본 발명에 대한 구체적이고 예시적인 하기의 설명에서 도출될 수 있는 효과를 달성하는 것을 그 목적에 당연히 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따른, 복수의 무선 통신망들에 각기 접속하여 통신할 수 있는 단말기는, 제 1무선 통신망 또는 제 2무선 통신망에 연결하여 통신할 수 있도록 구성되고, 또한 상기 제 2무선 통신망을 제공하는 접속점들을 검색할 수 있도록 구성된 통신부와, 단말기의 주위에서 발생되는 소리에서 기 지정된 특정 음을 검출하도록 구성된 사운드 검출부와, 상기 통신부에 의해 반복하여 측정되는 상기 제 1무선 통신망의 무선 서비스 특성을 측정 시점정보와 함께 저장하도록 구성되고, 또한, 상기 통신부의 상기 제 2무선 통신망에 대한 주기적인 검색에 의해 발견되는 적어도 하나의 접속점의 설지장소 정보에 근거하여 오프셋(offset) 시간을 결정하고, 상기 사운드 검출부가 상기 특정 음을 검출한 시점에 상기 결정한 오프셋 시간이 가산된 특정 시점을 결정한 후에, 상기 저장되는 무선 서비스 특성의 측정값들에서, 상기 결정된 특정 시점에 최 근접된 측정 시점정보를 갖는 측정값이 승강장과 터널의 경계지대에서 측정된 값으로 식별되게 하는 정보를 기록하도록 구성된 관리부를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 일 측면에 따른, 이동체와 함께 이동하면서, 주변의 소리로부터 그 이동체의 움직임 상태를 구분할 수 있는 장치는, 상기 장치의 주위에서 발생되는 소리에서, 상기 이동체의 움직임 상태를 알 수 있는 기 지정된 특정 음(音)들을 검출하도록 구성된 사운드 검출부와, 상기 이동체에 대해서, 상기 사운드 검출부가 검출한 특정 음에 상응하는 움직임 상태에 있는 것으로 식별하도록 구성된 관리부를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 사운드 검출부는, 상기 장치의 주위에서 발생되는 소리에 대해, 일정 주기로 그 주기 동안의 소리의 주파수 분포정보를 구하고, 상기 일정 주기마다 획득되는 상기 주파수 분포정보에 대해서, 지정된 목표 대역을 분할한 각 서브대역마다 기준 대역폭을 단위로 최대 크기의 주파수 성분을 갖는 단위대역을 찾아서 우세역(優勢域)으로 마크하고, 상기 서브대역마다 우세역이 마크된 상기 주파수 분포정보를 기 지정된 시간에 해당하는 만큼 취합하여 구성한 우세역 분포표에서 우세역의 분포형태를 확인하여, 상기 기 지정된 특정 음들에 대해 각기 설정된 고유 패턴들 중 어느 하나에 매칭(matching)되는 분포패턴이 있는 것으로 확인될 때, 그 분포패턴에 매칭된 고유 패턴으로 설정된 특정 음이 검출된 것으로 판별하도록 구성된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 사운드 검출부가, 구성하는 우세역 분포표들 중 어느 하나의 분포표에, 상기 이동체가 출발할 때 발생되는 음에 대해 파악된 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴이 있는 것으로 확인하여 특정 음이 검출되었다고 판별할 때, 상기 관리부는, 상기 이동체의 움직임 상태가 가속 중인 것으로 식별한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 사운드 검출부가, 구성하는 우세역 분포표들 중 어느 하나의 분포표에, 상기 이동체가 정지할 때 발생되는 음에 대해 파악된 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴이 있는 것으로 확인하여 특정 음이 검출되었다고 판별할 때, 상기 관리부는, 상기 이동체의 움직임 상태가 감속 중인 것으로 식별한다.
전술한 실시예들에서, 상기 사운드 검출부는, 특정 음이 검출되었다고 판별함에 있어서, 상기 이동체에서 발생되는 다른 소리에 의한 특정 신호의 검출 여부에 더 근거하여 판별할 수도 있다. 이 경우에, 상기 특정 신호는, 상기 이동체가 출발하거나 정지할 때 발생시키는 특유의 음이고, 상기 사운드 검출부는, 상기 특유의 음에 대해 파악된 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴이, 구성하는 상기 우세역 분포표들에서 검출되는 지를 통해 상기 특유의 음의 검출여부를 판별한다. 그리고, 상기 사운드 검출부는, 상기 특정 음에 대한 고유패턴에 매칭되는 분포패턴을 찾기 위한 우세역 분포표를 구성할 때와, 상기 특유의 음에 대한 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴을 찾기 위한 우세역 분포표를 구성할 때에, 상기 서브대역의 폭과 상기 목표 대역을 서로 다르게 적용한다.
또한, 전술한 실시예에서, 상기 특정 신호는, 상기 이동체에서 발생되는 소리에서 나타나는 크기의 변화이고, 상기 사운드 검출부는, 검출하는 주위의 소리가 일정 시간내에서 지정된 기준치 이상 변할 때에, 상기 특정 신호가 검출된 것으로 판별할 수도 있다. 이 경우에, 상기 일정 시간은 상기 기 지정된 시간과 동일 시간이고, 상기 사운드 검출부는, 상기 일정 시간을 반분(半分)한 전반부와 후반부의 총 소리세기를 각각 구하고, 그 총 소리세기 간의 차이가 상기 기준치 이상일 때에, 상기 특정 신호가 검출된 것으로 판별한다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 목표 대역이, 가청음에 대한 주파수 분포정보의 전(全) 대역폭보다는 좁은 대역폭을 갖도록 지정될 수도 있다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 상기 사운드 검출부가, 상기 우세역 분포표를 구성할 때, 직전에 구성한 우세역 분포표의 후순서에 포함되었던 주파수 분포정보를, 구성하는 우세역 분포표에 70% 이상 포함시켜 구성할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따른, 이동체의 운행에 의해 함께 이동되는 장치가, 주변에서 검출되는 소리에 근거하여 그 이동체의 움직임 상태를 식별하는 방법은, 상기 장치의 주위에서 발생되는 소리에 대해, 일정 주기로 그 주기 동안의 소리의 주파수 분포정보를 구하고, 상기 일정 주기마다 획득되는 상기 주파수 분포정보에 대해서, 지정된 목표 대역을 분할한 각 서브대역마다 기준 대역폭을 단위로 최대 크기의 주파수 성분을 갖는 단위대역을 찾아서 우세역(優勢域)으로 마크하고, 상기 서브대역마다 우세역이 마크된 상기 주파수 분포정보를 기 지정된 시간에 해당하는 만큼 취합하여 우세역 분포표를 구성하는 단계와, 상기 구성된 우세역 분포표에서 우세역의 분포형태를 확인하여, 상기 이동체의 움직임 상태를 알 수 있는 기 지정된 특정 음(音)들에 대해 각기 설정된 고유 패턴들 중 어느 하나에 매칭(matching)되는 분포패턴이 있는 지를 확인하는 단계와, 상기 고유 패턴들 중 어느 하나에 매칭되는 분포패턴이 있는 것으로 확인되면, 상기 이동체가, 그 분포패턴이 매칭되는 고유 패턴으로 설정된 특정 음에 상응하는 움직임 상태에 있는 것으로 식별하는 단계를 포함하여 이루어진다.
전술한 본 발명 또는, 하기에서 첨부된 도면과 함께 상세히 설명되는 본 발명의 적어도 일 실시예는, 많은 이들이 휴대하고 다니는 이동통신 단말기들에 의해 전철의 운행경로에서 지속적이고 집단적으로 무선 서비스의 특성이 측정되도록 함으로써, 전철의 운행 경로를 따라 제공되는 무선 서비스의 특성, 예를 들어 서비스 속도 또는 무선신호 세기와 같은 서비스의 품질, 또는 그 무선 신호가 야기하는 전자파의 세기 등을 중앙에서 실시간으로 파악할 수 있게 한다.
따라서, 이동통신 사업자는, 무선 서비스의 특성을 파악하기 위해 투입하는 장비와 인력에 따른 비용을 절감할 수 있고, 무선 서비스 특성의 변화, 예를 들어 서비스 장애, 무선신호에 의해 야기되는 전자파의 유헤기준 초과 등과 같은 상황에 대해 신속하게 대처할 수 있다.
또한, 본 발명은, 임의의 이동통신 단말기들에 의한 전철의 운행경로를 따른 집단적 측정에 있어서, 각각의 측정장소, 예를 들어, 해당 전철역의 승강장, 또는 터널 구간이 정확히 그리고 자동적으로 구분되어 측정될 수 있게 함으로써, 인위적인 조작을 통해 그리고 사후적인 비교를 통해 승강장과 터널을 구분하는 종래의 방법과 비교할 때, 매우 편리하고 또한 경제적이다. 그리고, 이러한 경계지대를 기준으로 한 자동적인 구분은 항상 정확히 이루어지므로, 수 많은 이동통신 단말기들에 의해 각기 독립적으로 수행되어도 임의의 전철역에서의 경계지대는 항상 균일하게 적용된다. 따라서, 서로 다른 이동통신 단말기들에 의해 경계지대를 기준으로 구분된 측정 정보들도 동일한 지대를 기준으로 구분되었음을 충분히 신뢰할 수 있다.
따라서, 이동통신 서비스를 위한 무선신호를 지하철 경로를 따라 중계하고자 하는 이동통신망 사업자는, 본 발명에 의해 승강장과 터널이 구분되어 집단적으로 측정되는 무선 서비스 특성을 근거로, 가입자들의 통신 서비스 이용빈도와 시설 투자비, 그리고 전자파의 유해 수준 등을 고려하여, 승강장과 터널 구간의 어느 쪽에 어느 정도의 중계 시설을 신설 또는 이설해야 하는 지를 결정할 수 있게 되므로, 비용 절감과 효율적인 투자와 관리가 가능하다.
도 1은, 본 발명에 따른, 개인의 통신 단말기를 이용하여 지하철 운행 경로 상의 무선 서비스의 특성을 승강장과 터널을 구분하여 파악하기 위한 방법이 적용되는 전체 시스템을 예시한 것이고,
도 2a는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 지하철 운행 경로 상의 무선 서비스의 특성을 승강장과 터널을 구분하면서 측정하기 위한 방법이 구현된 무선통신 단말기의 구성을 예시한 것이고,
도 2b는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 지하철 운행 경로 상의 무선 서비스의 특성을 승강장과 터널을 구분하면서 측정하기 위한 방법을, 도 2a의 무선통신 단말기에서 주도적으로 수행하는 지능형 무선 서비스 측정 에이전트(agent)의 논리적 구성을 예시한 것이고,
도 3a는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된, 전철역들에 고정설치된 접속점들을 그 설치장소 정보와 함께 등재하고 있는 역-접속점 연계맵의 일 예를 도시한 것이고,
도 3b는, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된, 전철의 각 노선에 대해 임의로 지정된 운행의 기준방향에 따라 해당 노선의 전철역들에 순번을 할당하고 있는 기준방향 지정표의 일 예이고,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 지하철 운행 경로 상의 무선 서비스의 특성을 승강장과 터널을 구분하면서 측정하고 그 측정 결과를 외부 서버에 제공하는 방법에 대한 예시적인 흐름도를 도시한 것이고,
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 측정하는 무선신호 세기들을 승강장과 터널의 경계지대임을 지시하는 정보와 함께 기록함으로써 작성되는 측정표의 일 예이고,
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된, 전동차량의 운행 동안에 발생되는 특정 음의 검출 시점과, 승강장과 터널의 경계지대를 지나는 시점 간의 시간격에 대해서, 탑승 위치와 운행방향에 따라 각각 구분하여 지정하고 있는 오프셋(offset) 시간표의 일 예이고,
도 7은, 전동차량의 가속음이 검출된 시점에, 승강장과 터널의 경계지대를 기준으로 전동차량의 몇 군데 탑승 위치들이 이격된 정도를 예시하는 도면이고,
도 8은, 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된, 전동차량들에 고정설치된 접속점들을 그 설치객차의 정보와 함께 등재하고 있는 차량내 AP현황표를 예시적으로 도시한 것이고,
도 9는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 측정하는 이동통신망의 서비스 속도들을 승강장과 터널의 경계지대임을 지시하는 정보와 함께 기록함으로써 작성되는 측정표의 일 예이고,
도 10은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 운행되는 전동차량 또는 그 주변에서 발생되는 소리에 대해서 일정 주기마다 주파수 스펙트럼을 구하여, 지정된 단위 대역폭별로 주파수 성분의 크기를 구하는 것을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 11은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 일정 시간 동안 얻어지는 일련의 세분역(minutely-divided bandwidth) 파워열(a series of powers)에서 대해서, 서브밴드별 최대화를 수행함으로써, 각 서브밴드마다 최대 파워의 세분역만 특정된 분포도를 예시적으로 나타낸 것이고,
도 12는, 특정 음인 경우에 주파수 분포도에 고유하게 나타나게 되는 패턴을 예시적으로 도시한 것이고,
도 13은, 본 발명의 일 실시예에 따라, 서브밴드의 대역폭을 각기 다르게 적용하여 국부별 최대화를 각각 수행함으로써, 특정 음에 해당하는 패턴들의 검출 동작을 병행적으로 수행하는 과정을 도식적으로 나타낸 것이고,
도 14는, 본 발명의 일 실시예에 따라, 특정 음에 해당하는 패턴의 검출을 위해 탐색하는 목표 대역을, 변환된 주파수 스펙트럼의 대역보다 좁게 그리고 검출하고자 하는 패턴에 따라 서로 다르게 적용하는 것을 보여주는 도면이고,
도 15는, 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 도어의 열림/닫힘에 따른 소리의 발생 여부를 검출하기 위한 과정을 도식적으로 설명하는 도면이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 실시예들에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명에 따른, 지하철 등과 같은 이동체의 운행 경로 상의 무선 서비스 특성을 그 이동체로부터의 사운드 분석에 기반하여, 승강장과 터널 간의 경계지점을 구분하면서 파악하기 위한 방법이 적용되는 전체 시스템을 예시한 것으로서, 각 전철역에 고정 설치되어 있는 무선 통신망, 예를 들어 Wi-Fi 망의 접속점들(sAPi_j, i=1,2,.., j=1,2,.. )과, 각 전철역(SS_i, i=..,N-1,N,N+1,..)과, 무선 서비스의 특성에 대해 측정된 정보가 집중적으로 수집되는 측정정보 서버(200)와, 도면에 도시되어 있지 않는, 전철을 이용하는 승객들이 휴대하고 다니는 스마트폰 또는 패드와 같은 무선통신 단말기들과, 이들 무선통신 단말기들에 셀룰러 방식의 광역의 이동통신 서비스를 제공하는 무선 통신망인 셀룰러 망(201)과, 각 전철역에 설치된 접속점들에 의해 제공되는 Wi-Fi 망들(202i, i=1,2,..)을 포함하여 구성되어 있다.
그리고, 본 발명에 따른, 검색에 의해 발견되는 접속점들에 근거해 장소를 식별하면서 무선 서비스의 특성을 측정하는 방법을, 전동차량 등과 같은 이동체의 운행에 의해 이동하면서 수행하는 무선통신 단말기와 같은 장치는, 도 2a와 2b에 예시된 바와 같이 구성된다.
도 2a에 그 구성이 예시된 상기 무선통신 단말기(100)는, 서로 다른 통신방식의 무선 통신망들에 연결하여 통신할 수 있는 통신부(12)와, 영상, 문자 등의 표시를 위한 디스플레이 패널(5)과, 임의 데이터가 상기 디스플레이 패널(5)상에서 시각적으로 표시되도록 상기 디스플레이 패널(5)을 구동하는 디스플레이 구동부(4)와, 상기 디스플레이 패널(5)의 전면에 부착된 터치 센서(6a)와, 키(key) 및/또는 버튼(button)이 구비되어 있는 키패드(6b)와, 상기 터치 센서(6a)와 키패드(6b)상의 사용자 입력 및/또는 선택을 감지하여 그에 상응하는 입력 정보를 출력하는 입력 제어부(6)와, 상기 입력 제어부(6)로부터의 입력 정보에 따른 동작이 수행되도록, 상기 구성요소들 중 그에 맞는 구성요소에 적절히 데이터를 전송 또는 그로 부터 수신하거나 제어하며 그에 따른 결과나 사용자의 원하는 동작의 선택을 위한 UI 화면의 표시를 위해 상기 디스플레이 구동부(4)를 제어하는 주 제어부(10)와, 상기 주 제어부(10)의 동작 또는 그에 의해 실행되는 프로세스 등을 위해 필요한 데이터 저장공간을 제공하는 메모리부(7)를 포함한다.
상기 통신부(12)는, 상기 셀룰러 망(201)의 지정된 방식에 따라 신호를 변조 또는 복조하여 해당 통신망과 송수신하는 셀룰러 모뎀(1a)( RF신호의 처리모듈을 포함하는 구성요소이다 )과, 상기 셀룰러 망(201)에서 채택된 통신규약에 따라 데이터를 부호화(encoding)하거나 부호화된 데이터를 복호(decoding)하는 셀룰러 코덱(1b)과, 상기 Wi-Fi 망(202i, i=1,2,..)의 지정된 방식에 따라 신호를 변조 또는 복조하여 해당 통신망과 송수신하는 Wi-Fi 모뎀(2a)( RF신호의 처리모듈을 포함하는 구성요소이다 )과, 상기 Wi-Fi 망(202i, i=1,2,..)에서 채택된 통신규약에 따라 데이터를 부호화하거나 부호화된 데이터틀 복호하는 Wi-Fi 코덱(2b)을 포함하여 구성되어 있다.
그리고, 상기 주 제어부(10)는, 자신에게 구비된 펌웨어(firmware) 등의 명령코드들을 실행함으로써, 상기 무선통신 단말기(100)의 하드웨어 자원의 구동, 해당 자원과의 적절한 신호 및/또는 정보교환을 수행하기 위한 운영시스템(100a)( 안드로이드, IOS, 윈도우, 또는 본 발명을 위해 특화된 운영시스템 등 )이 의도된 기능을 수행하도록 하며, 또한 구비된 지능형 무선 서비스 측정 에이전트(110)( IWSMA: Intelligent Wireless Service Measuring Agent )( 이하, "측정 에이전트"로 약칭한다. )의 적어도 일부의 명령코드들을 실행함으로써, 그 측정 에이전트(110)로 하여금, 무선 서비스의 특성을 측정케 하고, 기 구비된 역-접속점 연계맵 등과 검색에서 발견된 접속점, 그리고 특정 사운드의 검출에 근거하여, 측정되는 지점의 전철역은 물론, 승강장의 구간인 지 또는 터널 구간인 지를 정확히 구분함으로써, 측정된 정보를 그 식별된 장소 정보와 함께 상기 셀룰러 망(201)이나 Wi-Fi 망(202i, i=1,2,..)을 통해 상기 측정정보 서버(200)에 제공하는 동작을 수행하도록 한다.
상기 측정 에이전트(110)는, 상기 무선통신 단말기(100)에 구현된 프로세스(process) 또는 어플리케이션( 이하, '앱'(App)으로 약칭한다. )으로서, 도 2b에 예시된 바와 같이, 상기 운영시스템(100a)을 기반으로 실행되는 프로그램 코드들로써 이루어진 소프트웨어의 형태로 제공될 수도 있다. 소프트웨어 형태로 제공되는 경우에는, 대용량 저장수단을 구비하고 또한 구비된 통신수단을 통해 통신망에 연결된 특정의 서버로부터 통상의 온라인(on-line) 구매과정 등을 거쳐 상기 대용량 저장수단에 수록된 상기 측정 에이전트(110)가 상기 무선통신 단말기(100)에 다운로드되어 설치된 이후에 실행될 수도 있다. 경우에 따라서는, 이하에서 상세히 설명하는 상기 측정 에이전트(110)의 기능들의 적어도 일부를 수행하는 구성요소가, 미들웨어(middleware), 또는 앱들이 기반(基盤)하는 플랫폼(platform) 형태로, 또는 상기 운영시스템(100a)의 일부의 형태로 상기 무선통신 단말기(100)에 설치되어 있을 수도 있다. 또 다르게는 상기 측정 에이전트(110)가 하드웨어(hardware)의 구성을 포함함으로써, 하기에서 상세히 설명하는 기능의 일부를 그 하드웨어가 수행할 수도 있다. 따라서, 본 발명에 따른 다양한 실시예들에서 구성과 동작방식이 설명되는 상기 측정 에이전트(110)는, 그 구현하는 형태 또는 사용된 자원의 유형 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.
상기 측정 에이전트(110)는, 도 2b에 예시된 바와 같이, 무선 서비스의 품질( 예를 들어, 셀룰러 망의 서비스 속도, 무선신호 세기, 등 ), 그리고 무선신호에 의해 야기되는 전자파의 세기 등과 같은 무선 서비스 특성에 대한 측정을 주관하고, 그 측정된 결과에 대해서 그 측정 장소를 식별케 하는 정보와 함께 상기 측정정보 서버(200)에 제공하는 측정 서비스 관리부(111)( 이하, '관리부'로 약칭한다. )와, 원격지와의 데이터 송수신을 수행하기 위한 데이터 송수신부(112)와, 사용자와의 인터페이스를 위한 화면상에 그래픽, 문자, 아이콘(icon), 이미지 등이 적절한 위치에 표시되도록 하는 한편 그 인터페이스를 통한 사용자의 입력을 수신하는 UI 처리부(113)와, 상기 무선통신 단말기(100)의 주변에서 발생되는 소리( 본 명세서에서는 '사운드'라 칭함. )를 검출하여 전기적 신호로 변환한 후 그 전기적 신호를 분석하여 기 정해진 특정 음의 발생 여부를 검출하는 사운드 검출부(114)를 서브 프로세스로서 포함한다.
상기 관리부(110), 상기 데이터 송수신부(112), 상기 UI 처리부(113) 그리고 상기 사운드 검출부(114)는, 하기에서 상세히 설명하는 동작들의 일부의 경우에, 상기 운영시스템(100a)이 제공하는 API( Application Program Interface )를 통해, 도 2a에 예시된 하드웨어 구성요소들과 상기 운영시스템(100a)이 각기 제공하는 특정기능( 예를 들어, 정보나 메뉴 등의 화면 표시, 프로토콜에 기반한 외부와의 통신, 통신상태 확인, 하드웨어 상태 확인, 마이크 자원에의 접근 허용 등 )을 요구함으로써 해당 동작을 수행하게 된다. API는 상기 운영시스템(100a)이 수행하기 위해 구비하고 있는 수많은 다양한 기능들 중, 앱과 같은 실행 개체가 원하는 바의 기능이 실행되도록 하기 위해 명령이나 인자(argument) 등의 형식을 맞추어 호출해야 하는 정보 인터페이스를 의미한다.
도 2a에 예시한 상기 무선통신 단말기(100)의 구성은, 본 발명의 개념과 주제에 대한 이해를 돕기 위한 실시예를 구체적이고 예시적으로 설명하기 위한 단지 하나의 예일 뿐, 본 발명에 따른 개념과 주제를 구체적으로 구현하는 무선통신 단말기는 도 2a에 도시되지 않은 다양한 기능의 구성요소들을 더 포함하거나 또는 예시된 구성요소의 일부를 배제할 수도 있다.
본 발명에 따른, 개인의 통신 단말기를 이용하여 무선 서비스 특성을 승강장과 터널을 구분하여 측정하는 방법은, 상기 측정 에이전트(110)가 각기 구비되어, 상기 무선통신 단말기(100)와 동일하게 기능할 수 있는 복수의 무선통신 단말기들에 의해 서로 독립적으로 수행되고, 그 측정의 결과는 상기 측정정보 서버(200)에 보고됨으로써, 이러한 통신 단말기들의 수가 많아지면, 상기 측정정보 서버(200)는 전철이 운행되고 있는 전 노선에 걸쳐 무선 서비스 특성에 대한 정보를 실시간으로 파악할 수 있게 된다.
상기 측정 에이전트(110)를 구비하고 있는 개인의 모든 무선통신 단말기들은, 상기 무선통신 단말기(100)가 수행하는 무선 서비스 특성의 측정 동작을 서로 독립적으로 수행하는 것일 뿐이므로, 본 명세서에서는, 도면에 그 구성이 예시된 상기 무선통신 단말기(100)에 국한하여, 승강장과 터널을 구분하면서 무선 서비스 특성을 측정하는 방법을, 다양한 실시예들로써 설명한다.
상기 측정 에이전트(100), 보다 구체적으로는 상기 관리부(111)는, 앞서 언급한 바의 역-접속점 연계맵 등을 외부의 특정 서버로부터 수신하여 구비하게 된다. 예를 들어, 지정된 특정 시각( 통상적으로 대중 교통수단을 이용하지 않는 시간대에 임의로 지정된 시점 )이 되면, 외부의 특정 서버( 도면 미도시 )와 통신하여, 도 3a와 3b에 각기 예시된 바와 같이 구성된 역-접속점 연계맵(300)과 기준방향 지정표(310)를 수신하여 상기 메모리부(7)에 저장한다. 이를 위해, 상기 관리부(111)는, 기 지정된 특정 시각이 되면, 지정된 특정 서버를 목적지로 기 지정된 파일을 요청하는 데이터 요구, 예를 들어 HTTP Request와 같은 통신규약에 의한 요구의 송신을 상기 데이터 송수신부(112)에 요청한다.
이 요청이 있게 되면, 상기 데이터 송수신부(112)는, 상기 운영시스템(100a)에 적절한 API를 호출하여 그 통신규약에 의한 요구를, 현재 이용 통신망으로 지정된 통신망으로 전송하게 된다. 현재 이용가능한 통신망은 상기 운영시스템(100a)이 관리하며, 사용자에 의한 특별한 설정이 없는 경우에는, 일반적으로, Wi-Fi 망이 액세스가능할 때는 Wi-Fi 망을 이용 통신망으로, 그렇지 않을 때는 셀룰러 망을 이용 통신망으로 지정한다.
Wi-Fi 망이 이용 통신망일 때는, 상기 데이터 송수신부(112)가 전송 요청한 통신규약에 의한 요구가, 상기 운영시스템(100a)에 의해, 상기 Wi-Fi 코덱(2b)과 Wi-Fi 모뎀(2a)을 통해, 셀룰러 망이 이용 통신망일 때는, 상기 셀룰러 코덱(1b)과 셀룰러 모뎀(1a)을 통해 해당 통신망의 신호로 송신됨으로써 해당 통신망을 경유하여 상기 특정 서버로 전달된다.
그러면, 상기 특정 서버는, 자신의 스토리지에 저장되어 있는 도 3a에 예시된 바와 같이 구성된 역-접속점 연계맵(300)과, 도 3b에 예시된 바와 같은, 전철의 각 노선에 대해 임의로 지정된 기준방향을 확인할 수 있게 구성된 기준방향 지정표(310)를 읽어서, 상기 통신규약에 의한 요구의 응답으로 전송한다. 이 응답에 따라 상기 역-접속점 연계맵(300)과 기준방향 지정표(310)는 통신망을 거쳐 상기 무선통신 단말기(100)의 통신부(12)( 상기 셀룰러 모뎀(1a)/상기 셀룰러 코덱(1b), 또는 상기 Wi-Fi 모뎀(2a)/상기 Wi-Fi 코덱(2b) )에 의해 수신되어 상기 운영시스템(100a)과 상기 데이터 송수신부(112)를 거쳐 상기 관리부(111)에 전달되어 상기 메모리부(7)에 저장된다.
상기 무선통신 단말기(100)가 자신의 메모리에 저장하게 되는, 접속점들의 각 역에 대한 매핑(mapping)정보인 역-접속점 연계맵은, 도 3a에 예시된 바와 같이, 각 접속점에 대하여, 그 접속점의 고유정보, 그 접속점이 설치되어 있는 전철역의 정보( 역에 할당된 고유번호, 역이 속하는 노선번호, 전철역 명 등 ), 그리고 그 접속점의 설치장소 정보가 할당되어 있는 구조로 이루어져 있다.
설치장소 정보는, 해당 노선에 대해 임의로 정하는 기준방향( 도 1의 10 )에서 볼 때, '전방', '중앙', '후방'으로 구분되는 3개의 구획된 영역들 중에서 하나로 지정된다. 물론, 이는 설치 지점을 구분하는 단순한 예일 뿐이고, 다른 방식의 보다 정밀한 방식, 예를 들어, 5개로 구획된 영역들 중에서 하나로 지정되거나, 또는 승강장 끝에서부터 10m, 32m, 55mm 등과 같이 구체적인 거리로써 지정될 수도 있다. 이 경우에는, 설치장소 정보로부터 탑승위치를 추정할 때, 일정한 거리 범위( 예를 들어, 0~10m, 10~20m 등 )마다 하나의 구획된 영역( 즉, 개별적인 설치장소 정보 )으로 간주하게 된다.
도 3a에 예시된 바와 같은 구성의 역-접속점 연계맵(300)은, 각 전철역에 고정 설치된 접속점들을, 조사원 등이 여러 번 검색하고 확인함으로써, 또는 전철의 운영기관이나 이동통신 사업자 등으로부터 제공되는 설치장소의 정보에 근거하여 작성될 수 있다.
도 3b에 예시된 기준방향 지정표(310)는, 해당 노선에 대해 임의로 정해진 기준방향에 따라 각 전철역에 대해 순번을 기재한 것으로서, 이후에 설명하는 방법에 의해 상기 측정 에이전트(110)가 순차적으로 식별하게 되는 전철역들이 그 순번이 증가하고 있으면 기준방향에 부합하는 순방향으로, 그 순번이 감소하고 있으면 역방향으로 운행 중인 것을 알 수가 있게 된다. 경우에 따라서는, 순번이 크게, 예를 들어 20 이상 변하는 경우 위와는 다르게 운행방향을 결정하게 된다. 예를 들어, 순번이 30에서 1로 감소하더라도 운행방향을 기준방향에 부합하는 순방향으로 결정하게 된다. 이는, 해당 전철 노선이 순환선인 경우에 해당된다.
도 3a와 3b와 같이 구성된 역-접속점 연계맵(300)과 기준방향 지정표(310)를 획득하여 구비한 상기 무선통신 단말기(100)는, 적절한 조건이 만족되면, 그 단말기를 휴대하고 있는 사용자가 임의 노선의 전철을 탑승하고 있는 동안에, 그 운행 경로 상의 무선 서비스 특성을 승강장과 터널을 구분하면서 측정하여 상기 측정정보 서버(200)에 보고하는 동작을 수행한다. 도 4는, 이와 같은 동작이 수행되는 흐름도의 일 예로서, 이하에서는, 예시된 흐름도를 참조하여 상기 무선통신 단말기(100)의 승강장과 터널을 구분하여 무선 서비스 특성을 측정하는 동작에 대해 구체적으로 설명한다.
상기 무선통신 단말기(100)의 상기 측정 에이전트(110)가 해당 단말기에서 기동되면, 상기 관리부(111)는, 상기 운영시스템(100a)에 Wi-Fi 망에 대한 검색과 그 검색된 결과의 전달을 주기적으로 요청한다. 상기 운영시스템(100a)은, 주변에 대한 Wi-Fi 망을 검색할 때는, 상기 통신부(12)내의 Wi-Fi 모뎀(2a)을 제어함으로써, 지정된 신호 대역을 탐색하여 그 대역내의 유효한 신호에서 접속점의 정보, 예를 들어, 서비스 세트 식별자(SSID), 맥(MAC) 주소, 수신신호 강도 지수(RSSI: Received Signal Strength Indication)와 같은 신호 세기 등의 정보를 추출하게 하고, 그 추출된 각 접속점의 정보를 수신받아 상기 관리부(111)에 제공한다.
한편, 상기 측정 에이전트(110)는, 상기 무선통신 단말기(100)에서 이면(background) 모드로 항상 동작할 수도 있고, 사용자가 전철을 이용하기 전에 자신이 도착할 역을 지정하고자 하여, 상기 무선 단말기(100)에 구비된 입출력부( 상기 디스플레이 패널(5), 터치 센서(6a), 키패드(6b) 등 )를 이용하여 상기 주 제어부(10)가 제공하는 적절한 사용자 UI( User Interface )를 통해 요청할 때 기동될 수도 있다. 이와 같은 경우에는, 상기 측정 에이전트(110)가 기동될 때, 전술한 바와 같이 외부의 특정 서버에 요청하여 최신의 역-접속점 연계맵을 기준방향 지정표와 함께 수신받아 저장할 수도 있다.
상기 측정 에이전트(110)에 도착역을 지정하게 되면, 상기 무선통신 단말기(100)를 휴대하고 있는 개인이 운행되고 있는 전철을 탑승하고 있는 동안에, 이후에 설명하는 방식에 의해 식별하게 되는 전철역이 해당 도착역일 때 상기 무선통신 단말기(100)에서 특별한 알림신호가 발생되게 할 수 있다. 이와 같은 상기 측정 에이전트(110)의 도착역 알림 동작은, 상기 측정 에이전트(110)가 더 많은 개인들의 무선통신 단말기에 보급될 수 있게 하는 하나의 부가 서비스로서, 지하철 운행 경로를 따른 무선 서비스 특성을 측정하는 방법과 직접적인 관련성은 없다. 따라서, 도착역을 안내하는 동작에 대해서는 더 이상의 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 상기 관리부(111)는, 주변에 대한 검색에서 발견된 접속점들의 정보에 대한 리스트, 예를 들어 AP 고유정보인 맥 주소와 수신신호 세기(RSSI) 등이 수록된 리스트가 상기 운영시스템(100a)으로부터 획득되면, 그 리스트내의 각 접속점, 즉 각 접속점 고유정보에 대해서 상기 메모리부(7)에 저장하고 있는 상기 역-접속점 연계맵(300)에 등재되어 있는 지를 확인한다.
만약, 어느 하나의 접속점이라도 등재되어 있으면, 그 역 고유번호에 해당하는 전철역이, 상기 무선통신 단말기(100)가 사용자와 함께 이동하고 있는 중에 현재 위치하는 전철역인 것으로 식별한다.
하나의 전철역이 식별되고 나면, 상기 관리부(111)는, 기 지정된 최소 식별 시간격( 이 시간격은, 평균적인 인접역 간의 전철 주행 시간의 60~70%에 해당하는 시간으로 정해질 수 있다. ) 이후부터, 전술한 바와 같은, 주변의 접속점 검색과 그 검색된 결과에 기반한 전철역 식별동작을 다시 수행한다.
이와 같은 전철역 식별 동작에서, 이전에 식별한 전철역과 다른 전철역이 식별되면, 상기 관리부(111)는, 그 연속적으로 식별된 전철역이 서로 동일한 노선에 속하는 것인 지를 상기 역-접속점 연계맵(300)을 통해 확인하고, 서로 동일한 노선에 속하는 것이면, 상기 이동통신 단말기(100)가 전동차량에 의해 이동되고 있는 방향을 확인한다. 보다 구체적으로는, 상기 식별된 전철역들의 고유번호를 각각 상기 기준방향 지정표(310)의 해당 노선에서 찾아서 전철의 운행방향이 해당 노선에 대해 기 정해진 기준방향과 부합하는 지를 판단한다. 순차적으로 식별한 각 전철역이 상기 기준방향 지정표(310)에서 그 순번이 증가하는 것이면, 상기 관리부(111)는 전철이 해당 노선에 대해 기 지정된 기준방향에 부합하는 순방향으로, 감소하는 것이면 기준방향의 역방향으로 운행하고 있는 것으로 판단한다.
이와 같은 방식으로, 상기 무선통신 단말기(100)를 휴대하고 있는 이용자가 탑승한 전철의 운행방향이 확인되면(S401), 현재 운행방향이 확인된 상태임을 기록해 두고, 무선 서비스 특성을 측정하는 동작(S402)을 진행한다.
이하에서 설명하는 무선 서비스 특성의 측정 동작을 수행하는 중에도, 상기 관리부(111)는, 측정 장소의 구체적 특정을 위해 접속점 검색을 통한 전철역 식별을 지속한다. 그리고, 이러한 전철역 식별 과정에서, 만약, 현재 식별한 전철역이 직전 식별한 전철역과 노선이 서로 상이한 것이면, 상기 관리부(111)는, 운행방향 확인 상태에 대해서 '미확인'으로 되돌림으로써, 무선 서비스 특성의 측정이 일시 중단되게 한 후, 전술한 바와 같이 운행방향을 확인하는(S401) 동작을 지속한다.
측정하는 무선 서비스의 특성에는, 셀룰러 망의 서비스 속도, 셀룰러 망에 의한 무선신호의 세기 등이 포함된다. 무선신호의 세기는, 이동통신 서비스의 신호품질을 나타내는 특성이기도 하지만, 이동통신을 위한 무선신호에 의해 야기되는 전자파의 세기를 추정할 수 있는 특성이기도 하다. 이와 같은 전자파 세기의 추정은, 상기 무선통신 단말기(100)와 동종의 다른 단말기들이, 하기에서 설명하는 방법과 동일한 방법으로 측정하여 제공하는 집단적인 측정정보를 이용해 상기 측정정보 서버(200)가 수행하게 된다. 이러한 추정에는, 전자파 세기와 수신신호의 파워 간의 상관성에 대한 기 알려진 관계식들 중 하나 이상이 선정되어 사용될 수 있다.
이하에서는, 셀룰러 망의 무선신호 세기를, 측정하는 무선 서비스의 특성으로 하여, 전철의 운행경로를 따라 승강장과 터널을 구분하면서 측정하는 방법에 대해 설명한다.
상기 측정 에이전트(110)의 관리부(111)는, 주기적으로 셀룰러 망의 무선신호에 대해 수신신호의 세기를 검출한다. 수신신호 세기의 검출은, 상기 통신부(12)내의 셀룰러 모뎀(1a)에 의해 이루어지므로, 그 검출을 위해 상기 운영시스템(100a)에 요청한다.
상기 운영시스템(100a)은, 상기 관리부(111)로부터의 주기적인 요청이 있을 때마다, 상기 셀룰러 모뎀(1a)이 지정된 주파수 대역에서의 수신신호 세기를 측정하여 제공하는 기준신호 파워값( RSRP: Reference Signal Received Power )을 읽어서 상기 관리부(111)에 전달한다.
상기 관리부(111)는, 상기 운영시스템(100a)으로부터 기준신호 파워값이 전달될 때마다, 도 5에 예시된 바와 같은 형태로 상기 메모리부(7)에 저장되는 측정표(50)에 그 검출시각과 함께 하나의 측정항목(501)으로서 부가하여 기록한다.
한편, 위와 같이 무선신호의 세기를 측정하여 기록하는 동작이 지속적으로 진행되는 동안에, 상기 관리부(111)는, 상기 사운드 검출부(114)로부터, 주변에서 기 지정된 특정 음, 예를 들어, 전동차량이 출발하면서 가속할 때 발생하는 음, 또는 전동차량이 정차하기 위해 감속할 때 발생하는 음이 검출되었다는 사실의 통지가 있는 지를 확인한다(S403). 상기 사운드 검출부(114)가, 주변에서 발생되는 다양한 소리들에서 가속음 또는 감속음과 같은 특정 음을 검출하는 동작에 대해서는 이후에 상세히 설명한다.
측정되는 무선신호 세기, 즉 기준신호 파워값을 그 측정 시점과 함께 기록하는 동안에, 상기 사운드 검출부(114)로부터 특정 음의 하나인 가속음의 검출이( 즉, 차량의 움직임이 가속하고 있는 상태가 ) 통지되면, 상기 관리부(111)는, 그 통지 시점을 기준으로 하여 이전의 일정 시간 동안에, 예를 들어 통지된 시점으로부터 이전의 30초 동안에, 승강장에 설치된 접속점( 즉, 상기 역-접속점 연계맵(300)에 등재되어 있는 접속점 )이 검색에서 발견되었는 지를 확인한다(S410). 이때, 주기적인 검색에서 2회 이상 반복하여 발견된 접속점들을 기준으로 하여 승강장에 설치된 접속점인 지를 확인한다. 이는, 전동차량이 승강장에 정차해 있을 때의 검색 결과를 이용하기 위해서이다.
승강장에 설치된 접속점이 발견된 적이 없으면, 상기 사운드 검출부(114)로부터의 가속음 검출을 무시하고, 만약, 승강장에 설치된 접속점이 하나 이상 발견되었다면, 상기 관리부(111)는, 그 하나 이상의 접속점에 대한 설치장소 정보를 상기 역-접속점 연계맵(300)에서 각각 확인한다. 이는, 상기 무선통신 단말기(100)를 휴대하고 있는 이용자의 전철 탑승위치( 즉, 전동차량에서 탑승하고 부분 )를 추정하기 위한 것이다.
하나 이상의 접속점에 대해서 확인된 설치장소 정보가 모두 동일하면, 즉, 도 3a와 같이 설치 장소가 구분된 것을 전제로, 모두 '전방', '중앙' 또는 '후방' 중 어느 하나이면, 상기 관리부(111)는, 그 설치장소 정보와 앞서 확인된 운행방향을 고려하여, 전철의 터널 진입( 승강장 진출 )에 있어서, 승강장과 터널을 구분하기 위한 의도로 설정된 일정 폭의 경계구간( 본 명세서에서는, 이를 '경계지대'라 칭한다. )을 해당 전동차량이 지나게 되는 또는 지난 시점의 결정에 사용할 오프셋(offset) 시간( 이하에서는, 이 오프셋 시간을 '제 1오프셋 시간'으로 칭한다. )을 선택한다.
예를 들어, 현재 확인된 진행방향이, 기준방향과 일치하는 순방향인 경우, 발견된 접속점이 모두 전방일 때 상기 제 1오프셋 시간에 대해서 TIN1, 모두 중앙일 때는 TIN2, 그리고 모두 후방일 때는 TIN3 ( 여기서, TIN1<TIN2<TIN3 이다. )으로 결정되고, 진행방향이 역방향인 경우에는, 전방일 때 TIN3, 중앙일 때 TIN2, 그리고 후방일 때 TIN1로 결정된다. 각 경우에 대해 상기 제 1오프셋 시간으로 선택되는 시간들( TINi, i=1,2,3 )은 상기 관리부(111)에 기 설정될 수도 있고, 또는, 도 6에 예시된 바와 같은 형태로 구성된, 확인된 설치장소별 오프셋 시간표가, 상기 역-접속점 연계맵(300)과 함께 제공되어 상기 관리부(111)에 구비될 수도 있다.
상기 제 1오프셋 시간은, 전동차량이 승강장에서 정차 후 출발하는 경우에 있어서의 발생되는 가속음의 검출 시점과, 몇군데( 앞선 예에서는, 전방, 중앙, 후방 )로 구분한 추정된 탑승 위치가 승강장과 터널의 경계지대를 지나는 시점과의 시간차에 대해서 정해진 시간으로서, 이들 중 일부는 음수의 값을 가질 수도 있다. 예를 들어, 운행방향이 순방향이고 발견된 접속점이 모두 전방이면, 또는 운행방향이 역방향이고 발견된 접속점이 모두 후방이면, 이때는 추정되는 탑승 위치가 전동차량의 진행방향의 앞부분이어서, 해당 탑승 위치가, 승강장과 터널의 경계지대를 지나고 난 후에 가속음이 검출될 수도 있기 때문이다.
만약, 발견된 승강장 설치 접속점들에 설치장소 정보가 서로 다른 접속점들이 있으면, 상기 관리부(111)는, 접속점들의 수가 더 많은 설치장소 정보에 대응하는 전동차량으ㅣ 부분으로 탑승 위치를 추정한다. 예를 들어, 설치장소 정보가 '전방'인 접속점이 1개이고, '중앙'이 2개이면, 전동차량에서의 탑승 위치를 '중앙'으로 추정한다. 만약, 설치장소 정보가 다른 접속점들이 서로 동수이면, 상기 관리부(111)는, 각 접속점의 수신신호 세기(RSSI)를 추가로 확인하고, 수신신호 세기가 더 높은 접속점의 설치 장소에 대응하는 전동차량의 부분으로 탑승 위치를 추정한다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 발견된 승강장 설치 접속점들에 설치장소 정보가 서로 다른( 또는 설지장소 정보가 승강장에 대해 구획된 영역들에서 서로 다른 영역을 지정하고 있는 ) 접속점들이 있을 때, 정해져 있는 설치장소 정보들 간의 사이에 대응하는 전동차량의 부분으로 탑승 위치를 추정할 수도 있다. 예를 들어, 설치장소 정보가 중앙과 후방인 접속점이 각각 동수로 검색되었을 때, 탑승 위치를 중앙과 후방의 사이에 대응하는 부분으로 추정하면서 동시에 상기 제 1오프셋 시간을, 중앙과 후방에 대해 정해진 시간의 평균값으로 결정하고, 만약, 서로 다른 수이면, 그들의 수의 비율로 가중치를 해당 시간에 적용하여 평균값을 구하여 상기 제 1오프셋 시간으로 결정할 수도 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 방식으로 상기 제 1오프셋 시간이 결정되면, 상기 관리부(111)는, 앞서 상기 사운드 검출부(114)가 가속음을 검출하여 통지한 시점에 상기 결정된 제 1오프셋 시간을 가산하고 그 가산된 결과의 시점을 터널 진입( 승강장 진출 ) 시의 경계지대 통과시점으로 결정한다(S411).
그리고, 이렇게 터널 진입 시의 경계지대 통과시점이 결정되면, 상기 관리부(111)는, 그 결정된 시점이 현시점을 기준으로 이전이면, 상기 메모리부(7)에 저장되어 있는 상기 측정표(50)에서 그 결정된 경계지대 통과시점에 가장 근접된 측정시점(511)이 기록된 항목을 찾고, 그 찾은 측정항목에 대해서, 만약 현시점을 기준으로 이후이면 그 결정된 경계지대 통과시점에 가장 근접된 시점에 측정되어 기록되는 측정항목에 대해서 '터널 진입 시작점'으로 식별케 하는 지시자(512)를 부가기록한다(S412).
실시예에 따라서는, 상기 지시자가 곧 시각 정보일 수 있다. 즉, 지시자는, 가속음을 검출한 시각에 상기 오프셋 시간이 가산된 결과의 시각일 수 있다. 이와 같이 경계지대 통과시점에 대한 시각이 상기 측정표(50)에 기록된 측정항목들과 함께, 이하에서 설명하는 바와 같이 상기 측정정보 서버(200)에 제공되면, 그 측정정보 서버(200)가 그 통과시점에 대한 시각 정보로부터 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 경계지대에서 측정된 측정값을 특정할 수가 있다.
전술한 바와 같은 방식으로, 발견되는 접속점의 설치장소 정보에 따라, 가속음의 검출 시점으로부터 터널 진입 시점을 결정하는 시간격을 달리함으로써, 상기 무선통신 단말기(100)는 물론, 상기 측정 에이전트(110)가 실행되어 동일한 측정 동작을 수행하는 무선통신 단말기들을 각기 휴대한 임의의 이용자들이, 도 7에 예시된 바와 같이 전동차량의 어디에 탑승하더라도, 기준방향과 동일한 순방향일 때의 운행을 전제로, 탑승 위치가 '전방'인 단말기(701a,701b)는 TIN1( 도시된 예에서 TIN1은 음수가 된다. )의 제 1오프셋 시간을, '중앙'인 단말기(702)는 TIN2의 제 1오프셋 시간을, 그리고 '후방'인 단말기(703)는 TIN3의 제 1오프셋 시간을 적용하게 된다. 이로써, 서로 다른 탑승 위치에 있더라도, 승강장과 터널의 구획을 위해 설정한 경계지대(70)에 동일하게 맞추어, 그 지점에서 측정된 정보에 대해 지시자를 마크하게 된다.
한편, 상기 사운드 검출부(114)로부터의 통지가 '감속음'에 대한 것( 즉, 차량의 움직임이 감속하고 있는 상태 )일 때는, 터널 진출 시의 경계지대를 결정하게 되는데, 이 동작은, 앞서 설명한 터널 진입 시의 경계지대의 결정에서와 동일한 방식으로 수행된다.
'감속음'이 통지되었을 때는, 상기 관리부(111)는, 그 통지 시점을 기준으로 하여 이후의 일정 시간 동안에, 반복하여 발견되는 접속점들에 승강장에 설치된 접속점( 즉, 상기 역-접속점 연계맵(300)에 등재되어 있는 접속점 )이 있는 지를 확인한다(S420). 승강장에 설치된 접속점이 발견되지 않으면, 상기 사운드 검출부(114)로부터의 감속음 검출 통지를 무시한다.
만약, 승강장에 설치된 접속점이 하나 이상 발견되면, 그 접속점의 설치장소 정보에 근거하여 전술한 바와 같은 방식으로 탑승 위치를 추정하고, 그 추정된 탑승 위치와 앞서 확인된 운행방향을 고려하여, 터널 진출( 승강장 진입 )에 있어서의 경계지대 결정에 적용할 오프셋(offset) 시간( 이하에서는, 이 오프셋 시간을 '제 2오프셋 시간'으로 칭한다. )을 선택한다.
예를 들어, 현재 확인된 진행방향이 기준방향과 일치하는 순방향인 경우, 탑승 위치가 각각 전방, 중앙, 후방으로 추정될 때, 상기 제 2오프셋 시간에 대해서 각각 TOUT1, TOUT2, TOUT3( 여기서, TOUT1<TOUT2<TOUT3 이다. )으로 결정되고, 진행방향이 역방향인 경우에는 각각 TOUT3, TOUT2, TOUT1으로 결정된다.
상기 제 2오프셋 시간은, 전동차량이 승강장으로 진입하는 경우에 발생되는 감속음의 검출 시점과, 몇군데( 앞선 예에서는, 전방, 중앙, 후방 )로 구분한 추정된 탑승 위치가 경계지대를 지나는 시점과의 시간차에 대해서 정해진 시간으로서, 이들 중 일부는 상기 제 1오프셋 시간과 마찬가지로 음수의 값을 가질 수도 있다.
상기 제 2오프셋 시간에 대한 시간이 결정되면, 상기 관리부(111)는, 앞서 상기 사운드 검출부(114)가 감속음을 검출한 시점에 상기 결정된 제 2오프셋 시간을 가산하고 그 가산된 결과의 시점을 터널 진출 시의 경계지대 통과 시점으로 결정한다(S421).
그리고, 이렇게 경계지대 통과 시점이 결정되면, 상기 관리부(111)는, 전술한 바와 같은 방식으로, 그 결정된 시점에 가장 근접한 측정시점을 갖는 상기 측정표(50)에 기록된 또는 기록되는 측정항목에 대해서 '터널 진출 시작점'으로 식별케 하는 지시자를 부가기록한다(S422).
이상에서 설명한 바와 같이, 측정하여 기록하고 있는 무선신호 세기에 대해서 경계지대임을 알리는 터널 진입 또는 진출의 시작점에 대한 마크가 이루어지고 나면, 상기 관리부(111)는, 상기 측정표(50)에서 그 마크된 항목까지의 일련의 측정항목들로써, 즉 무선신호의 세기들과 해당되는 측정시각들로써 측정정보 보고서로 작성한다. 그리고, 이 측정정보 보고서에는 그 측정된 장소에 대한 정보도 포함된다. 측정장소는, 터널 진입 또는 진출, 그리고 승강장에 설치된 접속점에 근거하여 판단된다. 예를 들어, 보고할 일련의 측정값들이 '터널 진입 시작점'의 마크로 끝나는 경우에는, 상기 관리부(111)는, 해당 측정값들에 대해서, 가속음 검출시점 직전에 발견된 접속점들로써 상기 역-접속점 연계맵(300)에 근거하여 식별한 전철역과 '승강장'을 측정장소 정보로 상기 측정정보 보고서에 기재한다. 보고할 일련의 측정값들이 '터널 진출 시작점'의 마크로 끝나는 경우에는, 해당 측정값들에 대해서, 앞선 가속음 검출시점 직전에 발견된 접속점들로써 식별한 전철역( 즉, 현재 정차하고 있는 전철역의 전역 )과 그 역으로부터의 '터널 구간'임을 지시하는 측정장소 정보를 상기 측정정보 보고서에 기재한다.
이와 같이 측정장소 정보가 기재되고 나면, 상기 관리부(111)는, 그렇게 작성한 측정정보 보고서를 상기 데이터 송수신부(112)를 통해 상기 측정정보 서버(200)로 전송하게 된다(S430).
앞서 언급한 바와 같이, 무선신호 세기는 그 신호에 의해 유발되는 전자파의 세기를 추정하는데도 이용된다. 그런데, 측정된 무선신호 세기, 즉 기준신호 파워값에 대해서 전자파 세기를 추정하는 관계식을 적용할 때, 여러가지 파라미터들( 예를 들어, 안테나 이득과 임피던스, 손실율 등 )의 값이 결정되어야 한다. 이러한 파라미터들의 각각에 대하여, 무선통신 단말기들의 보편적인 값을 적용할 수도 있지만, 모델별로 구별하여 적용할 수도 있다.
이와 같은 모델별 차별적 적용을 위해서, 상기 측정정보 서버(200)에는, 많은 종류의 무선통신 단말기들의 각 사양으로부터 파악한 파라미터들의 값이 모델별로 기입되어 있는 테이블이 구비되어 있게 되고, 상기 측정 에이전트(110)는, 측정정보 보고서를 작성할 때, 상기 무선통신 단말기(100)의 모델정보를 획득하여 그 보고서에 포함시키게 된다. 단말기의 모델 정보는, 상기 운영시스템(100a)에 요청하여 획득되는 단말기 정보로부터 확인할 수 있다.
이상에서 설명한, 무선통신 단말기를 휴대하고 있는 개인이, 운행되는 전동차량의 임의 객차에 탑승하여, 검색에서 발견되는 승강장의 접속점과 주변에서 발생되는 사운드를 이용해, 승강장과 터널의 경계지대를 기준으로 구분하면서 무선신호 세기를 측정하는 동작은, 측정종료 상황이 발생할 때(S431)까지 지속적으로 진행된다. 여기서, 측정종료 상황이란, 상기 무선통신 단말기(100)의 사용자가 상기 측정 에이전트(110)의 실행 중단을 요청하는 때이거나, 또는 기 지정된 기준 시간( 예를 들어, 10분 ) 이상 승강장에 설치된 접속점이 발견되지 않는 경우일 수 있다.
상기 측정 에이전트(110)가 측정된 결과로써 하는 상기와 같은 보고가, 상기 무선통신 단말기(100)는 물론, 그 단말기와 동일한 동작을 수행하는, 임의 노선의 전철을 탑승하고 있는 다른 개인들이 각기 휴대하고 있는 무선통신 단말기들에 의해서도 이루어지므로, 이와 같은 집단적 보고를 통해, 상기 측정정보 서버(200)는 전철의 운행 경로에 따른 셀룰러 망의 무선신호 세기를, 장소의 식별은 물론 승강장과 터널을 구분하면서 실시간으로 파악할 수 있게 된다.
한편 전술한 실시예는, 전동차량에서의 탑승 위치를, 승강장에 설치된 접속점들 중 어떤 접속점이 발견되는 가에 따라 추정한 것이다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 전동차량의 각 객차 내에 설치된 접속점들 중 어떤 접속점이 검색되는 가에 따라 탑승 위치를 추정할 수도 있다. 본 실시예는, 승강장에 설치된 접속점에 근거한 추정보다 탑승 위치를 보다 더 좁은 범위내로 추정할 수 있다. 따라서, 본 실시예를 적용하는 경우, 승강장과 터널의 경계지대를 보다 더 좁게 설정할 수가 있다.
객차 내에 설치된 접속점에 근거하여 탑승 위치를 추정하는 실시예를 위해, 상기 무선통신 단말기(100)의 관리부(111)는, 도 8에 예시된 바와 같이 구축된, 객차 내의 접속점들에 대해 설치된 객차의 순번을 설치장소 정보로서 지정하고 있는 차량내 AP현황표(400)를, 외부의 특정 서버로부터 상기 역-접속점 연계맵(300)의 수신 시에 함께 수신하여 구비하고 있게 된다. 상기 차량내 AP현황표(400)에서의 설치 객차의 순번은, 앞서 설명한 바의 해당 노선에 대해 임의로 정해진 기준 방향에서 보았을 때의 객차의 순서를 지정한 것이다.
본 실시예에서도, 상기 관리부(111)는, 전술한 실시예에서와 마찬가지로, 주기적인 검색에서 일정 횟수 이상으로 반복 발견되는 접속점들에 대해서 상기 차량내 AP현황표(400)에 등재된 것인 지를 확인하고, 등재되어 있는 접속점이면 그 접속점의 설치장소 정보, 즉 설치된 객차의 순번을 확인한다.
그리고, 그 확인된 순번과 앞서 확인한 전철의 운행방향에 근거하여, 전술한 바의 제 1오프셋 시간 또는 제 2오프셋 시간을 결정한다. 예를 들어, 객차의 순번에 대해 1부터 8까지 지정되어 있다는 전제 하에, 현재 확인된 운행방향이 기준방향과 일치하는 순방향이고, 객차의 순번이 8인 접속점이 발견된 탑승 위치이면, 객차의 각 순번에 대해 지정하고 있는 시간들( TcINi, i=1,2,3,.., TcINi< TcINi+1 ) 중 TcIN8을, 객차 순번이 3인 접속점이 발견되면 TcIN3을, 그리고 객차 순번이 1인 접속점이 발견되면 TcIN1을 상기 제 1오프셋 시간으로 결정하게 된다. 만약, 현재 확인된 운행방향이 역방향이면, 상기 제 1오프셋 시간에 대해 각 순번에 대해 지정되어 있는 시간을 역으로 적용한다. 즉, 객차 순번이 8인 접속점이 발견되었을 때에 TcIN1을, 객차 순번이 1인 접속점이 발견되었을 때 TcIN8을 상기 제 1오프셋 시간으로 결정하게 된다. 전술한 바의 터널 진출 시에 적용되는 제 2오프셋 시간에 대해서도, 그에 대해 정해진 시간들( TcOUTi, i=1,2,3,.., TcOUTi< TcOUTi+1 )에서 동일한 방식으로 선택하게 된다.
각각의 설지장소 정보, 즉 객차의 순번에 대해 지정되어 있는 시간들( TcINi, i=1,2,3,.. )은, 상기 관리부(111)에 기 설정되어 있거나, 또는 상기 차량내 AP현황표(400)를 수신할 때, 각 객차 순번에 대해 상기 제 1오프셋 시간 또는 상기 제 2오프셋 시간으로 적용할 시간이 지정되어 있는 시간표를 수신하여 이용할 수도 있다.
객차내 접속점을 이용하는 실시예에서도, 만약, 서로 다른 객차에 설치된 접속점이 함께 발견되면, 접속점 수가 더 많은 객차 순번으로 결정하거나, 또는 신호 세기가 가장 높은 접속점의 객차 순번으로 결정하게 된다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 서로 다른 순번의 객차에 설치된 접속점들이 발견되는 경우에, 그들 객차의 중간으로 탑승 위치를 추정할 수도 있다. 이렇게 탑승 위치를 주청하는 경우에는, 상기 제 1오프셋 시간 또는 제 2오프셋 시간에 대해서도, 각 순번에 대해 지정된 시간을 평균하여 적용하게 된다. 예를 들어, 발견된 접속점들에 객차 순번이 2와 3인 접속점들이 포함되어 있으면, 상기 제 1오프셋 시간에 대해서 (TcIN2+TcIN3)/2으로 결정하여 적용하게 된다.
지금까지는, 무선 서비스 특성의 하나인 이동통신 서비스의 수신신호 세기를, 승강장과 터널을 구분하면서 측정하는 실시예들을 설명하였지만, 무선 서비스의 다른 특성인 서비스 속도에 대해서도 승강장과 터널을 구분하면서 측정할 수가 있다. 물론, 이 경우에도, 전술한 바와 같이 승강장과 터널의 경계지대를 결정하여 해당 지점에서의 측정값에 마크하는 동작이 그대로 적용된다. 그리고, 이러한 셀룰러 망의 서비스 속도에 대한 측정은, 상기 측정정보 서버(200)의 특별한 요청이 있을 때 수행될 수도 있다.
상기 무선통신 단말기(100)는, 셀룰러 망의 서비스 속도를 측정해야 할 때는, 전철의 운행방향이 확인됨과 동시에 또는 확인된 후에 승강장에 설치된 접속점이 발견될 때 측정을 시작한다. 본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 전철의 운행방향이 확인된 상태에서 터널 진입 후( 즉, 가속음이 검출된 후 ) 기 지정된 시간( 예를 들어, 30초 등 )이 경과한 시점에 시작할 수도 있다.
상기 관리부(111)는, 셀룰러 망의 서비스 속도를 승강장과 터널을 구분하면서 측정하기 위해, 상기 무선통신 단말기(100)가 현재 연결된 통신망이 셀룰러 망일 때에, 기 지정된 파일의 전송을 요청하는 통신규약에 의한 요구를 상기 데이터 송수신부(112)를 통해 기 지정된 외부의 특정 서버( 이 서버는, 상기 측정정보 서버(200)일 수도 있다. )로 전송한다. 이 통신규약에 의한 요구는 현재 연결된 셀룰러 망을 통해 특정 서버에 전달되고, 그 특정 서버는 그 요구에 대한 응답으로서, 지정된 파일의 전송을 시작한다.
상기 관리부(111)는, 전송한 통신규약에 의한 요구에 대하여 그 응답이 수신되기 시작하면, 도 9에 예시된 바와 같이, 기 지정된 단위시간( 예를 들어, 300msec, 500msec, 1sec 등 )마다, 해당 시각과 함께 그 단위시간 동안 수신된 데이터량을 기록하고, 동시에, 해당 단위시간에서의 수신 속도를 계산하여 기록함으로써 속도 측정표(90)를 작성한다.
이와 같은 서비스 속도의 측정과 기록을 수행하고 있는 동안에, 상기 관리부(111)는 전술한 바의 동작에 의해 터널 진입 시의 경계지대 통과시점( 이 경우는, 승강장에 설치된 접속점이 발견될 때에 서비스 속도의 측정을 시작한 것이고, 만약, 가속음 검출 후 일정 시간 후에 서비스 속도의 측정을 시작한 때에는 터널 진출 시의 경계지대 통과시점 )이 결정되면, 그 결정된 통과시점에 가장 근접한 측정시각의 속도측정 항목에 터널 진입 시작점에 해당하는 것임을 마크하는 지시자(901)를 부가기록한다. 물론, 서비스 속도의 측정이 터널 구간에서 시작된 경우이면, 감속음의 검출에 따라 결정하는 터널 진출 시작점에 해당하는 지시자가 작성하고 있는 속도 측정표(90)에 마크된다.
그리고, 경계지대 통과시점을 기준으로 기 지정된 일정 시간(THW)( 예를 들어, 20초 또는 30초 등 ) 동안 서비스 속도에 대한 측정 결과가 더 획득되면, 상기 관리부(111)는, 파일 데이터의 수신을 중단하면서 서비스 속도의 측정을 종료하고, 그때까지의 측정결과가 수록된 속도 측정표(90)의 측정 항목들로부터 측정정보 보고서를 작성한다. 그리고, 이 보고서 작성에 있어서, 측정항목들에 대해서 마크된 지시자를 기준으로 승강장과 터널로 구분되게 하고, 승강장에 대해서는, 발견된 접속점에 근거해 식별한 전철역에 대한 정보, 예를 들어 전철역명도 부가 기록한다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 승강장으로 구분된 측정항목들에 대해서 측정된 속도들의 평균을 구하고, 마찬가지로 터널 구간으로 구분된 측정항목들에 대해서도 측정된 속도들의 평균을 구해서, 설정된 경계지대를 기준으로 나뉘어진 승강장과 터널 구간에서의 각각의 측정 속도로 측정정보 보고서를 작성할 수도 있다.
속도 측정표(90)로부터 측정정보 보고서가 작성되면, 상기 관리부(111)는 그 보고서를 상기 데이터 송수신부(112)에 전송 요청함으로써, 상기 무선통신 단말기(100)가 현재 연결되어 있는 통신망을 통해 상기 측정정보 서버(200)에 제공되도록 한다.
전술한 실시예는, 무선 서비스 특성의 하나인 서비스 속도를 측정함에 있어서, 승강장과 터널의 경계지대를 걸쳐서 양 측에 대해 소정 시간 동안 서비스 속도를 각각 측정하는 것이었지만, 반드시 이러한 방법으로 측정할 필요는 없다. 예를 들어, 감속음이 검출된 시점을 기준으로 일정 시간( 예를 들어, 30초 - 감속 후 정차때까지 소요되는 시간 ) 후에 승강장에 설치된 접속점이 발견되는 때부터 기 지정된 측정 시간( 예를 들어, 10 초 등 ) 동안 서비스 속도를 측정하고, 가속음 검출 시점을 기준으로 일정 시간( 예를 들어, 30초 ) 후에 기 지정된 측정 시간 동안 서비스 속도를 측정함으로써, 각각을 승강장과 터널 구간에서의 측정 속도로 하여 상기 측정정보 서버(200)에 보고할 수도 있다.
이하에서는, 터널 진입 또는 터널 진출 시의 경계지대 통과시점임을 결정함에 있어서 시점의 기준이 되는 가속음 또는 감속음의 검출을 상기 사운드 검출부(114)가 수행하는 방식에 대해서 설명한다.
상기 사운드 검출부(114)는, 상기 운영시스템(100a)에 마이크 자원(resource)에 대한 접근권한을 요청하여, 상기 무선통신 단말기(100)의 주변에서 발생되는, 즉 운행하고 있는 전동 차량의 객실에서 들리는 소리( 이 소리는 전동차량에 의해 발생한 것일 수도 있고, 전동차량의 내외부에서 발생된 것일 수도 있다. )에 따른 전기적 신호( 이하, '사운드 신호'라 칭한다. )를 나타내는 데이터를 인가받는다.
그리고, 도 10에 예시된 바와 같이, 인가되는 사운드 신호(1001)를 지정된 샘플링 속도, 예를 들어 44,100Hz로 샘플링하면서, 기 지정된 변환주기(t_U), 예를 들어 약 0.05초마다 그 변환주기 동안에 샘플링된 신호에 푸리에 변환을 적용함으로써, 분석을 목표로 하는 탐색대역(fTot_B), 예를 들어 가청대역에서의 주파수 영역 신호(1002)( 이하, 이 신호를 '사운드 스펙트럼'이라 칭한다. )로 변환한다.
상기 사운드 검출부(114)는, 사운드 스펙트럼(1002)을 구할 때, 탐색대역(fTot_B)을 기 지정된 좁은 단위 대역폭, 예를 들어 10Hz의 크기로 세분하여 얻은 각 단위대역(f_U)( 본 명세서에서는, 이 각 단위대역을 '세분역'이라 약칭한다. )별로 주파수 성분의 크기( pwfUk, k=1,2,3,.. )( 이하, 임의 단위대역의 주파수 성분의 크기를 '세분역 파워'라 칭한다. )를 연산함으로써, 해당 변환주기(t_U) 동안의 소리의 주파수 성분이 세분역 단위로 어떻게 분포되었는 지를 보여주는 정보인 세분역 파워열( 연산된 세분역 파워들을 낮은 주파수에서 높은 주파수에 해당하는 순서로 배열한 어레이(array) )을 구한다.
상기 사운드 검출부(114)는, 위와 같이, 기 지정된 변환주기(t_U)마다 구성되는 세분역 파워열을, 도 11에 예시된 바와 같이, 동일 주파수의 세분역끼리는 서로 연이어지도록 배치되게 하는 방식으로 전달된 순서대로 취합하면서(p110), 각 세분역 파워열에 대해서는 '국부별 최대화'(local maximizing)를 적용한다. 그리고, 각 세분역 파워열에 대한 시점정보에 대해서는 해당 세분역 파워열과 연계하여 기록해 둔다.
본 명세서에서는, 국부별 최대화란, 하나의 세분역 파워열에 대해서 기 지정된 수의 세분역들로 그룹핑하면서, 각 그룹에서 세분역 파워(pwfUk, k=1,2,3,..)가 가장 큰 세분역을 찾아서( 이하에서는 이 세분역을 '우세역'(優勢域)이라 칭한다. ) 타 세분역들과 구분식별되게 마크하는 동작을 의미한다.
상기 사운드 검출부(114)는, 국부별 최대화를 적용하기 위해 하나의 그룹으로 묶는 세분역들의 수를, 상기 관리부(111)의 제어에 따라 적응적으로 설정할 수 있으며, 그렇게 설정하는 수는, 탐색대역(fTot_B)( fBOT를 최소로 fTOP를 최대로 하는 대역 )을 대역폭이 얼마인 서브밴드(fDivB)로 나누어서 국부별 최대치를 찾을 것인 지에 따라 정해진다. 세분역이 10Hz 대역폭을 갖는 전제하에서, 예를 들어 300Hz의 서브대역(fDivB_k, k=1,2,3,..)마다 국부별 최대치를 찾고자 하면, 그룹핑하는 세분역의 수는 30으로 정해져서 국부별 최대화가 적용된다.
상기 사운드 검출부(114)는, 위와 같이 세분역 파워열을 순차적으로 배열하는 방식으로 취합하면서 그 취합된 수가 기 지정된 개수가 되면, 하나의 우세역 분포표(1100)로 구획한다. 그리고, 현재 구획된 우세역 분포표에 연이어져 구성되는 세분역 파워열들은 다음에 구획되는 우세역 분포표에 귀속시킨다.
하나의 우세역 분포표(1100)를 구성하게 되는 세분역 파워열의 수는, 특정의 음향에 대한 주파수 분포 형태가 검출되기에 적합한 시간폭에 의해 정해진다. 푸리에 변환을 수행하는 변환주기(t_U)가 0.05초라는 전제 하에서, 그러한 특정의 주파수 분포 형태가 검출되기에 충분한 시간으로 예를 들어 T초가 적합하여서 T초 내의 분포 형태를 조사하고자 하는 경우, 하나의 우세역 분포표로 구획되는 세분역 파워열의 수는 20T( = T/0.05 ) 개로 정해진다.
그리고, 이와 같이 20T 개의 세분역 파워열들을 단위로 하여 우세역 분포표를 연속적으로 구획할 때는, 세분역 파워열들이 대부분( 약 70% 이상 ) 겹치는 방식으로 구획하게 된다. 에를 들어, 우세역 분포표를 새로이 구획할 때는, 앞서 구획되었던 우세역 분포표에서 후 순서의, 예를 들어 15T 또는 18T 개의 세분역 파워열들을 또 다시 포함하여 새로운 우세역 분포표로 구획하게 된다. 전자의 예는 75%가, 후자의 예는 90%가 중첩되면서 우세역 분포표가 매번 구획된다. 이와 같이 세분역 파워열들을 중첩하면서 구획하게 되면, 각 구획 시마다 새로이 포함되는 세분역 파워열들은 5T 또는 2T 개가 되는데, 이는 곧, 상기 무선통신 단말기(100)의 주위에서 검출되는 사운드에 대해서, T초의 시간창(t_sW)을 0.25T 또는 0.1T 초의 간격으로 슬라이딩(sliding) 시키면서 그 시간창(t_sW) 내에서 특정의 주파수 분포 형태를 탐색하는 셈이 된다.
하나의 우세역 분포표(1100)가 구성되면, 상기 사운드 검출부(114)는 그 우세역 분포표를 탐색하면서, 기 지정된 특정 음, 즉 '가속음' 또는 '감속음'일 때에 나타나는 우세역 분포 형태( 이하, '키 패턴'이라 약칭한다. )와 매칭(matching)되는 우세역 분포 형태가 있는 지를 확인하게 된다.
예를 들어, '가속음'의 경우, 도 12에서와 같이, 일정 시간(Tgt_TW) 동안에 특정 대역( fTGT_BOT ~ fTGT_TOP )에 걸쳐서 선형적으로 주파수가 높아지는 방식으로, 일련의 세분역들에 그 주파수 성분이 나타나는 고유 패턴(1200)을 형성하게 되므로, 상기 사운드 검출부(114)는 상기 고유 패턴(1200)과 매칭되는 우세역 분포형태가 상기 우세역 분포표(1100)에 있으면, 가속음이 검출된 것으로 판별하게 된다.
도 12에 예시된 고유 패턴(1200)은, 전동차량이 정지 상태에서 가속하면서 출발할 때 "우-웅"과 같이 들리는 소리에 대한 것으로, 대략 1000Hz의 대역폭에 걸쳐 선형적으로 증가하는 주파수 성분을 갖는 특성을 보여준다. 따라서, 전술한 예에서와 같이 서브밴드를 300Hz로 구획하면( 10Hz의 세분역을 30개씩으로 그룹핑 하면 ), 가속음의 검출 품질에 따라서 우세역이 3개 또는 4개의 서브밴드에 걸쳐서 선형적으로 증가하는 식으로 분포하는 형태가 우세역 분포표에 나타나게 된다. 감속음의 경우에는 도 12의 예시된 형태와는 역으로, 주파수가 선형적으로 낮아지는 고유 패턴을 갖는다.
가속음의 고유 패턴(1200)과 감속음의 고유 패턴은, 우세역 분포표를 구성하는 조건과 동일 조건, 즉 동일한 변환주기와 동일한 대역폭의 세분역 하에서 얻어지는 것으로서, 그 패턴은 미리 파악되어 상기 사운드 검출부(114)에 기 설정된다. 물론, 이러한 고유 패턴의 설정은, 기 지정된 특정 서버에 요청하여 수신한 후에 상기 사운드 검출부(114)에 전달하는 상기 관리부(111)의 동작에 의해 이루어질 수도 있다.
상기 사운드 검출부(114)는, 위와 같이 구성하는 상기 우세역 분포표(1100) 상에서, 기 설정되어 있는 가속음 또는 감속음의 고유 패턴을, 그 고유 패턴의 해당 대역( fTGT_BOT ~ fTGT_TOP )을 따라 이동시키면서 우세역들이 분포되어 있는 형태들과 그 고유 패턴을 서로 비교함으로써, 도 12와 같이 기 설정된 고유 패턴과 약 70% 이상 매칭되는 패턴이 있는 지를 찾고, 만약 그러한 패턴이 있는 것으로 확인되면, 현재 검출한 주위의 사운드에 가속음 또는 감속음이 있는 것으로 판별한다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 기 설정된 도 12와 같은 고유 패턴과 우세역의 분포형태를 비교하는 대신, 고유 패턴이 갖는 특성을 파악하여 그 특성을 갖는 우세역 분포형태가 상기 우세역 분포표에 나타나 있는 지를 찾을 수도 있다. 예를 들어, 주위의 검출하는 사운드에 대해 전술한 바와 같이 우세역 분포표를 구성하는 것을 전제하면, 전동차량의 가속시에 발생하는 가속음은 일정한 기울기 k( k=rN/cN, rN=주파수 축으로 놓인 세분역들의 수, cN = 시간축으로 놓인 세분역들의 수 )를 갖는 직선 형태의 우세역 분포를 나타내는 특성을 보이기 때문에, 상기 사운드 검출부(114)는, 도 11에 예시된 우세역 분포표(1100)에서 기울기가 k에 해당하는 직선이 약 3초 이상 계속되는 우세역 분포 형태가 있는 지를 확인할 수도 있는 것이다.
전술한 바와 같은 방식으로, 연속적으로 구성하는 우세역 분포표들 중 어느 하나의 분포표에서 가속음 또는 감속음에 해당하는 키 패턴이 검출되면, 상기 사운드 검출부(114)는 그 검출 사실을 통지함과 동시에 어떤 특정 음이 검출되었는 지를 상기 관리부(111)에 알려 차량이 현재 가속중인 지 감속중인 지를 식별케 한다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 상기 사운드 검출부(114)가, 다른 특정의 소리, 예를 들어, 출발 또는 정차를 알리는 특유의 알림음, 또는 도어가 열리거나 닫힐 때 발생하는 소리를, 가속음 또는 감속음을 대체하여, 또는 그 특정 음과 병행하여, 전술한 바와 같이 우세역 분포표에서 특유한 패턴을 찾는 방식으로 검출할 수 있다.
가속음 또는 감속음을 대체하여, 즉 가속음 또는 감속음을 검출하지 않고 그 대신 특유의 알림음 또는 도어의 열림/닫힘의 소리를 검출하는 실시예에서는, 그 검출 시점을 기준으로 하는 전술한 바의 제 1오프셋 시간 또는 제 2오프셋 시간으로 적용할 시간들에 대해서, 당연히, 가속음 또는 감속음인 경우에 대해 적용하는 시간들( TINi, TOUTi, TcINi, TcOUTi, i=1,2,.. )과는 다른 값들로 지정된다.
예를 들어, 운행방향이 순방향이고 추정된 탑승 위치가 후방( 또는 순번 8인 객차 )인 경우에, 가속음을 검출할 때에 상기 제 1오프셋 시간으로 적용되는 TIN1 ( 또는 TcIN8 )에 비해, 출발을 알리는 알림음이나 도어의 닫힘에 의한 소리를 검출할 때에 상기 제 1오프셋 시간으로 적용할 시간은 더 큰 시간으로 지정되어 사용된다. 그 이유는, 출발을 알리는 알림음이나 도어의 닫힘에 의한 소리가 발생되는 시점이, 전철의 가속음이 발생되는 시점보다 더 이전이어서, 소리의 발생 시점으로부터 터널의 진입 시작점, 즉 경계지대를 지나게 되는 시점 간의 간격이 가속음의 경우보다 더 길 수 밖에 없기 때문이다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 가속음 또는 감속음과 함께 특정의 알림음 또는 도어의 열림/닫힘에 의한 소리를 보조적으로 검출할 수도 있는데, 이러한 실시예에서는, 보조적 검출이, 가속음 또는 감속음의 검출을 검증하는데 이용한다. 즉, 가속음에 해당하는 키 패턴이 우세역 분포표에 있는 것으로 확인되는 경우에, 출발을 알리는 특정의 알림음이 또는 도어의 닫힘에 의한 소리가 직전에 검출되었을 때 가속음이 검출된 것으로 판단하고, 감속음에 해당하는 키 패턴이 우세역 분포표에서 확인되는 경우에는, 정차를 알리는 특정의 알림음이 또는 도어의 열림에 의한 소리가 직후에 검출되었을 때 감속음이 검출된 것으로 판단하게 된다. 만약 그러한 보조적 검출이 이루어지지 않으면, 우세역 분포표에서의 가속음 또는 감속음에 해당하는 키 패턴의 확인을 무시한다.
키 패턴에 대한 검출의 검증을 위해서 위와 같은 보조적 검출을 이용하는 실시예에서는, 키 패턴이 검출되었음을 상기 관리부(111)에 통지하는 시점이 실제 키 패턴에 해당하는 사운드의 발생 시점과는 상이하게 된다. 즉, 감속음의 키 패턴이 확인되었음을 통지하는 시점은, 감속 후 정차되었을 때 발생하는 정차를 알리는 특정의 알림음( 또는 도어 열림에 의한 소리 )의 발생 시점이 된다. 따라서, 본 실시예에서는, 상기 사운드 검출부(114)가, 감속음 또는 가속음의 검출을 상기 관리부(111)에 통지할 때, 해당 키 패턴이 검출된 시점에 대한 정보와 함께 통지한다. 여기서 키 패턴이 검출된 시점은, 키 패턴이라고 판단된 우세역 분포형태의 선단 또는 중앙의 우세역이 속하는 세분역 파워열에 연계되어 기록해 둔 시점정보가 된다. 이 경우, 상기 관리부(111)는, 특정 음의 검출 통지시점이 아닌, 그 통지와 함께 수신된 검출시점 정보의 시각을 기준으로 하여, 해당되는 제 1오프셋 시간 또는 제 2오프셋 시간을 가산하여 터널 진입 또는 터널 진출 시의 경계지대 통과시점을 결정하게 된다.
본 발명에 따른 일 실시예에서는, 키 패턴을 검출하기 위해 각 세분역 파워열에 적용하는 국부별 최대화와는 다르게 각 세분역 파워열에 국부별 최대화를 적용하여, 특정의 알림음 또는 도어의 열림/닫힘에 의한 소리와 같은 검증용 보조신호에 해당하는 우세역 분포형태( 이하, '보조 패턴'이라 칭함. )를 검출할 수도 있다. 예를 들어, 국부별 최대화를 위해 탐색대역을 분할하는 서브밴드의 대역폭을 서로 다른 크기로 할 수 있다. 도 13은, 이와 같이 서브밴드의 대역폭(fDivB_n_LM1, fDivB_m_LM2)을 서로 다른 크기로 적용하여, 키 패턴과 보조 패턴의 검출 동작을 병행적으로 수행하는 과정을 도식적으로 나타낸 것이다.
상기 사운드 검출부(114)는, 전술한 바와 같이 구성하는 세분역 파워열들(1300)의 각각에 대해 서브밴드의 폭을 서로 다른 크기로 하여( 즉, 국부별 최대치를 찾기 위해 그룹핑하는 세분역의 수를 다르게 하여 ) 각 서브밴드에서 우세역을 찾아서 마크함으로써 복수의 우세역 분포표(1310,1320)를 작성한다. 탐색대역을 10Hz 대역폭의 세분역으로 분할하는 것을 전제할 때, 전술한 예에서와 같이, 키 패턴을 검출하기 위해서 그룹핑( 서브밴드화 )하는 세분역의 수를 30으로 하는 경우, 보조 패턴을 검출하기 위해서는 15개의 세분역을 그룹핑하여 하나의 서브밴드(fDivB_m_LM2)로 구획할 수 있다.
이와 같이, 보조 패턴의 검출을 위해 구획하는 서브밴드의 폭을 좁게 하는 이유는, 보조 패턴에 해당하는 음향( 또는 소리 )이 키 패턴에 해당하는 음향에 비해 상대적으로 좁은 대역폭을 갖기 때문이다. "띵-띵-띵"과 같은 출발전 알림음은 실제 20~30 Hz의 대역폭을 갖기 때문에, 서브밴드를 위에서 예를 든 150Hz 보다 더 큰 대역폭으로 구획하게 되면, 그 대역폭내에서 발생할 수도 있는 다른 소리에 의해 알림음의 주파수 성분이 최대치로 식별되지 못해 보조 패턴 검출이 실패할 가능성이 높아지기 때문이다.
한편, 키 패턴에 해당하는 가속음의 경우에는, 약 1000Hz의 대역폭에 걸쳐서 나타나는데, 키 패턴 검출을 위해 구획하는 서브밴드를, 그 가속음이 나타나는 대역폭보다는 좁은, 200Hz ~ 400Hz의 범위내의 대역폭( 바람직하게는, 앞서 예를 든 300Hz의 대역폭 )으로 설정하여 국부별 최대화를 한다. 이 이유도, 보다 큰 대역폭을 서브밴드를 구획하게 되면, 그 서브밴드내에서 발생할 수도 있는 다른 소리에 의해 키 패턴에 해당하는 소리의 주파수 성분이 국부별 최대화에서 최대치로 식별되지 못해 키 패턴 검출의 오류 확률이 높아지기 때문이다.
서브밴드를 위 예시된 수치보다 더 좁게 하게 되면, 검출하고자 하는 사운드의 패턴이 해당 서브대역에서 항상 최대치로 마크될 수 있지만, 그에 인접된 다른 서브밴드에서도 그 밴드내에서 발생되는 원치않는 소리에 의해서 최대치로 마크되는 우세역이 생기게 된다. 이는 키 패턴 또는 보조 패턴의 검출에 부정적인 영향을 미친다. 따라서, 서브밴드를 좁게할수록 원하는 패턴의 검출에 반드시 유리한 것이 아니며, 위 예시된 수치의 대역폭 또는 그에 근접하는 수치의 대역폭으로 서브밴드를 구획하여 국부별 최대화를 수행하는 것이 키 패턴 또는 보조 패턴의 검출에 있어 바람직하다.
도 13에 예시된 바와 같이, 서로 다른 크기의 대역폭을 갖는 서브밴드를 기반으로 복수의 우세역 분포표(1310,1320)가 작성되면, 상기 사운드 검출부(114)는, 하나의 우세역 분포역(1310)에서는 키 패턴을 탐색하고, 다른 하나의 우세역 분포표(1320)에서는 보조 패턴을 탐색하는 동작을 병행적으로 수행하게 된다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 세분역 파워열들에 대해 국부별 최대화를 수행하여 우세역 분포표를 작성할 때, 탐색대역, 예를 들어 가청대역 전체가 아닌 그 탐색대역의 일부에 대해서 국한하여 우세역 분포표를 작성할 수도 있다. 도 14는 이를 예시적으로 보여주는 도면이다. 본 실시예에서는, 상기 사운드 검출부(114)는, 탐색대역(fTot_B)에 대해 얻은 세분역 파워열들에 대해, 현재 검출코자 하는 패턴이 나타나게 되는 대역, 즉 패턴 검색의 목표 대역(t_fb)을 제외한 상하 대역들(x_fbL, x_fbU)에 속하는 세분역들은 배제하고, 목표 대역(t_fb)에 속하는 세분역들만을 취하여 국부별 최대화를 수행함으로써 우세역 분포표(1410)를 작성한 후, 그렇게 작성된 우세역 분포표(1410)를 대상으로 하여, 그 목표 대역(t_fb)에서 검출코자 하는 패턴과 매칭되는 우세역 분포형태를 탐색하게 된다.
또한, 본 실시예에서는, 검출코자 하는 패턴에 따라서 목표 대역을 서로 달리 설정하고, 그 목표 대역별로 각각 국부별 최대화를 수행함으로써 서로 동일하지 않는 대역에 대해 우세역 분포표를 각기 작성하고, 키 패턴 및 보조 패턴에 매칭되는 우세역 분포형태를 각 우세역 분포표(1410,1420)에서 탐색하게 된다.
원하는 패턴의 검출을 위해 이러한 방식으로 축소된 우세역 분포표를 작성하게 되면, 국부별 최대화 등에 소요되는 시간을 크게 축소할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 의하면, 슬라이딩 시간창(t_sW)에 대한 주파수 변환과, 그 시간창 내에 키 패턴 또는 보조 패턴에 해당하는 사운드가 존재하는 지의 여부를 거의 실시간으로 판별할 수 있게 된다.
전술한 실시예에서는, 도어의 열림/닫힘에 따른 소리에 대해서도, 키 패턴의 검출 방식과 동일하게 우세역 분포표를 통해서 검출하였지만, 본 발명에 따른 다른 실시예에서는, 우세역 분포표를 이용하지 않고 그러한 소리의 발생을 검출할 수도 있다. 도 15는 이러한 검출 방법을 도식적으로 나타낸 것이다.
전동차량 내부의 관점에서 보면, 도어가 열리는 경우에는 일반적으로 주위에서 큰 음량의 소리( 즉, 소음 )가 갑자기 들리게 되고, 반대로 도어가 닫히는 경우에는 주위에서 들리는 소리가 갑자기 크게 줄어들게 된다. 그리고, 도어 개폐 시에 갑자기 들리는 주위의 소리는 특정 주파수 대역에 집중되지 않는 특성을 갖는다.
따라서, 이러한 소리의 변화를 감지하기 위해, 상기 사운드 검출부(114)는, 자신이 구성하는 세분역 파워열들(mdfsk)을 그 전달되는 순서대로 연이어서 배열하면서, 그 배열된 세분역 파워열들의 수가 일정 시간격(tINT)( 이 시간격은, 전술한 바의 슬라이딩 시간창(t_sW)과 동일한 시간일 수 있다. )에 해당하게 되면, 그 세분역 파워열들을 이후의 전달되는 세분역 파워열들과 구획함으로써 하나의 파워 분포맵(1500)을 구성한다.
그리고, 이렇게 파워 분포맵(1500)이 구성되면, 상기 사운드 검출부(114)는, 그 파워 분포맵을 시간적으로 양분되게 하여, 전반부(1510)와 후반부(1520)에 대해서 각각의 총 파워를 구한다. 즉, 전반부(1510)와 후반부(1520)의 각각에 대해서, 모든 세분역 파워들을 합산한 값(1511,1521)을 구한다. 전반부와 후반부의 합산 값(1511,1521)이 각각 구해지면, 상기 사운드 검출부(114)는, 그 값들의 차이를 기 설정된 문턱값과 비교하고(S150), 그 차이가 기 지정된 문턱값보다 크면(S151), 전동차량의 도어가 열릴 때( 또는 닫힐 때 )에 대한 신호가 검출된 것으로 판별한다(S152).
도어 열림에 의한 소리 변화인 지 도어 닫힘에 의한 소리 변화인 지는, 양분된 부분에서 총 파워가 어느 쪽이 큰 지에 따라 결정한다. 즉, 전반부(1510)의 총 파워가 큰 경우이면 도어 닫힘에 의한 것으로, 후반부(1520)의 총 파워가 큰 경우이면 도어 열림에 의한 것으로 판단하는 것이다.
본 발명에 따른 다른 일 실시예에서는, 도어 열림/닫힘에 따른 소리의 변화를, 전술한 바와 같이 주파수 영역에서 총 파워를 구하여 그 총 파워의 일정 이상의 변화 여부를 검출하는 대신, 시간 영역에서 바로 파워 변화 여부를 검출할 수도 있다. 본 실시예를 위해서는, 상기 사운드 검출부(114)가, 변환주기(t_U)마다 그 주기 동안에 샘플링된 신호들의 크기를 합산한 신호세기 값을 구하고, 그렇게 순차적으로 구해지는 일련의 신호세기 값들을 상기 일정 시간격(tINT)에 해당하는 만큼 모아서 신호세기 열을 구성한 후, 그 신호세기 열의 전반부와 후반부 각각의 총 신호세기( 즉, 해당 부분의 신호세기 값의 합 )의 차이에 근거하여 도어 열림/닫힘에 따른 소리의 변화 여부를 확인할 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 전반부의 총 신호세기가 기 설정된 문턱값 이상으로 후반부의 총 신호세기보다 크면 도어 닫힘에 의한 소리가, 문턱값 이상으로 후반부의 총 신호세기보다 작으면 도어 열림에 의한 소리가 검출된 것으로 판별할 수 있다.
지금까지 다양한 실시예들로써 상세히 설명된, 개인의 통신 단말기를 이용하여 지하철 운행 경로를 따른 무선 서비스 특성을 승강장과 터널을 구분하여 파악하기 위한 방법에 적용된 다양한 방식들은 상호 양립할 수 없는 경우가 아니라면 적절히 선택 결합되어 함께 실시될 수 있다.
지금까지, 전철의 승강장 또는 객차 내에 설치되어 이용자들에게 무선통신 서비스를 제공하는 무선 통신망으로서 고속의 무선랜인 Wi-Fi 망을 예로 하여 본 발명의 원리와 개념을 구체적으로 예시하여 설명하였다. 하지만, 본 발명의 원리와 개념은, Wi-Fi 망과 같이, 각기 고유하게 식별되는 접속점들에 의해 제한된 장소에서 국부적으로(locally) 서비스 존을 개별적으로 형성함으로써 셀룰러 망에 비해 서비스 영역이 국지적이며 또한 서비스 존들이 산포되어 그들간의 통신의 연속성( 즉, 핸드오버 )을 보장하지 못하거나 통신의 연속성이 부분적으로 보장되는 통신방식의 무선 통신망을 대상으로 하여서도 물론 적용될 수도 있다. 따라서, 적용하는 무선 통신망의 명칭, 무선신호 방식 등이 다를 뿐, 본 명세서에 예시적으로 그 원리와 개념을 그대로 이용하거나 적용한 발명은 당연히 본 청구범위에 의한 권리범위에 속하는 것으로 보아야 한다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등과, 전동차량 이외의 다른 이동체 등에의 전용 등이 가능할 것이다.
1a: 셀룰러 모뎀 1b: 셀룰러 코덱
2a: Wi-Fi 모뎀 2b: Wi-Fi 코덱
4: 디스플레이 구동부 5: 디스플레이 패널
6: 입력 제어부 6a: 터치 센서
6b: 키패드 7: 메모리부
10: 주 제어부 12: 통신부
100: 무선통신 단말기 110: 측정 에이전트
111: 관리부 112: 데이터 송수신부
113: UI 처리부 114: 사운드 검출부
200: 측정정보 서버 201: 셀룰러 망
202i: Wi-Fi 망

Claims (11)

  1. 이동체와 함께 이동하면서, 주변의 소리로부터 그 이동체의 움직임 상태를 구분할 수 있는 장치에 있어서,
    상기 장치의 주위에서 발생되는 소리에서, 상기 이동체의 움직임 상태를 알 수 있는 기 지정된 특정 음(音)들을 검출하도록 구성된 사운드 검출부와,
    상기 이동체에 대해서, 상기 사운드 검출부가 검출한 특정 음에 상응하는 움직임 상태에 있는 것으로 식별하도록 구성된 관리부를 포함하여 구성되되,
    상기 사운드 검출부는, 상기 장치의 주위에서 발생되는 소리에 대해, 일정 주기로 그 주기 동안의 소리의 주파수 분포정보를 구하고, 상기 일정 주기마다 획득되는 상기 주파수 분포정보에 대해서, 지정된 목표 대역을 분할한 각 서브대역마다 기준 대역폭을 단위로 최대 크기의 주파수 성분을 갖는 단위대역을 찾아서 우세역(優勢域)으로 마크하고, 상기 서브대역마다 우세역이 마크된 상기 주파수 분포정보를 기 지정된 시간에 해당하는 만큼 취합하여 구성한 우세역 분포표에서 우세역의 분포형태를 확인하여, 상기 기 지정된 특정 음들에 대해 각기 설정된 고유 패턴들 중 어느 하나에 매칭(matching)되는 분포패턴이 있는 것으로 확인될 때, 그 분포패턴에 매칭된 고유 패턴으로 설정된 특정 음이 검출된 것으로 판별하도록 구성된 것인 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 관리부는, 상기 사운드 검출부가, 구성하는 우세역 분포표들 중 어느 하나의 분포표에, 상기 이동체가 출발할 때 발생되는 음에 대해 파악된 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴이 있는 것으로 확인하여 특정 음이 검출되었다고 판별할 때, 상기 이동체의 움직임 상태가 가속 중인 것으로 식별하도록 구성된 것인 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 관리부는, 상기 사운드 검출부가, 구성하는 우세역 분포표들 중 어느 하나의 분포표에, 상기 이동체가 정지할 때 발생되는 음에 대해 파악된 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴이 있는 것으로 확인하여 특정 음이 검출되었다고 판별할 때, 상기 이동체의 움직임 상태가 감속 중인 것으로 식별하도록 구성된 것인 장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 사운드 검출부는, 특정 음이 검출되었다고 판별함에 있어서, 상기 이동체에서 발생되는 다른 소리에 의한 특정 신호의 검출 여부에 더 근거하여 판별하도록 구성된 것인 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 특정 신호는, 상기 이동체가 출발하거나 정지할 때 발생시키는 특유의 음이고,
    상기 사운드 검출부는, 상기 특유의 음에 대해 파악된 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴이, 구성하는 상기 우세역 분포표들에서 검출되는 지를 통해 상기 특유의 음의 검출여부를 판별하도록 구성된 것인 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 사운드 검출부는, 상기 특정 음에 대한 고유패턴에 매칭되는 분포패턴을 찾기 위한 우세역 분포표를 구성할 때와, 상기 특유의 음에 대한 고유 패턴에 매칭되는 분포패턴을 찾기 위한 우세역 분포표를 구성할 때에, 상기 서브대역의 폭과 상기 목표 대역을 서로 다르게 적용하여 구성하는 것인 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 특정 신호는, 상기 이동체에서 발생되는 소리에서 나타나는 크기의 변화이고,
    상기 사운드 검출부는, 검출하는 주위의 소리가 일정 시간내에서 지정된 기준치 이상 변할 때에, 상기 특정 신호가 검출된 것으로 판별하도록 구성된 것인 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 일정 시간은 상기 기 지정된 시간과 동일 시간이고,
    상기 사운드 검출부는, 상기 일정 시간을 반분(半分)한 전반부와 후반부의 총 소리세기를 각각 구하고, 그 총 소리세기 간의 차이가 상기 기준치 이상일 때에, 상기 특정 신호가 검출된 것으로 판별하도록 구성된 것인 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 목표 대역은, 가청음에 대한 주파수 분포정보의 전(全) 대역폭보다는 좁은 대역폭을 갖도록 지정된 것인 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 사운드 검출부는, 상기 우세역 분포표를 구성할 때, 직전에 구성한 우세역 분포표의 후순서에 포함되었던 주파수 분포정보를, 구성하는 우세역 분포표에 70% 이상 포함시켜 구성하는 것인 장치.
  11. 이동체의 운행에 의해 함께 이동되는 장치가, 주변에서 검출되는 소리에 근거하여 그 이동체의 움직임 상태를 식별하는 방법에 있어서,
    상기 장치의 주위에서 발생되는 소리에 대해, 일정 주기로 그 주기 동안의 소리의 주파수 분포정보를 구하고, 상기 일정 주기마다 획득되는 상기 주파수 분포정보에 대해서, 지정된 목표 대역을 분할한 각 서브대역마다 기준 대역폭을 단위로 최대 크기의 주파수 성분을 갖는 단위대역을 찾아서 우세역(優勢域)으로 마크하고, 상기 서브대역마다 우세역이 마크된 상기 주파수 분포정보를 기 지정된 시간에 해당하는 만큼 취합하여 우세역 분포표를 구성하는 단계와,
    상기 구성된 우세역 분포표에서 우세역의 분포형태를 확인하여, 상기 이동체의 움직임 상태를 알 수 있는 기 지정된 특정 음(音)들에 대해 각기 설정된 고유 패턴들 중 어느 하나에 매칭(matching)되는 분포패턴이 있는 지를 확인하는 단계와,
    상기 고유 패턴들 중 어느 하나에 매칭되는 분포패턴이 있는 것으로 확인되면, 상기 이동체가, 그 분포패턴이 매칭되는 고유 패턴으로 설정된 특정 음에 상응하는 움직임 상태에 있는 것으로 식별하는 단계를 포함하여 이루어지는 방법.
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