KR102274591B1 - 무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102274591B1
KR102274591B1 KR1020170146212A KR20170146212A KR102274591B1 KR 102274591 B1 KR102274591 B1 KR 102274591B1 KR 1020170146212 A KR1020170146212 A KR 1020170146212A KR 20170146212 A KR20170146212 A KR 20170146212A KR 102274591 B1 KR102274591 B1 KR 102274591B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base station
mobile terminal
distance
signal strength
radio signal
Prior art date
Application number
KR1020170146212A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190050631A (ko
Inventor
고승현
송영현
이재훈
이효진
정철순
Original Assignee
주식회사 케이티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 케이티 filed Critical 주식회사 케이티
Priority to KR1020170146212A priority Critical patent/KR102274591B1/ko
Publication of KR20190050631A publication Critical patent/KR20190050631A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102274591B1 publication Critical patent/KR102274591B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/06—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using intensity measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/08—Testing, supervising or monitoring using real traffic
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 위치 측정 장치에서 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법은, 상기 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 획득하는 단계; 상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 무선신호 세기를 확인하는 단계; 기지국별 무선신호 세기를 분석하여 상기 이동단말과 각 기지국 간의 거리비율을 계산하는 단계; 및 각 기지국의 위치정보를 확인하고, 각 기지국의 위치정보 및 상기 계산된 이동단말과 각 기지국 간의 거리비율을 분석하여 상기 이동단말의 위치를 측정하는 단계를 포함한다.

Description

무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치{LOCATION MEASURING METHOD USING MOBILE NETWORK QUALITY INFORMATION AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 위치 측정 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 이용하여 사용자의 위치를 측정하는 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
이동통신기술의 발전과 더불어 통신망에서 이동 단말의 위치를 측정하는 위치 측정 기술이 활발하게 연구되고 있다.
위치 측정 기술들 중에서, 기지국을 이용한 위치 측정 기술은 이동 단말에 GPS 수신기를 장착하지 않아도 이용이 가능하다.
그런데 기존의 기지국을 이용한 위치 측정 기술은, 3개 이상의 기지국과 단말기 간의 전파 지연시간을 토대로, 단말과 각 기지국 간의 거리를 측정하고, 이 거리를 토대로 단말기의 위치를 측정한다. 그런데 이러한 기지국 기반의 위치 측정 방식은, 기지국이 촘촘하게 미구축된 경우, 정확성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 기지국의 신호는 외부의 환경으로 인하여 왜곡될 수 있고, 이 경우 전파 지연시간을 토대로 측정된 단말과 기지국 간의 거리도 정확성이 떨어질 수 있는 문제점도 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 단말에서 수집된 무선 네트워크 품질정보를 분석하여 단말 위치를 정밀하게 측정하는 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른, 위치 측정 장치에서 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법은, 상기 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 획득하는 단계; 상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 무선신호 세기를 확인하는 단계; 기지국별 무선신호 세기를 분석하여 상기 이동단말과 각 기지국 간의 거리비율을 계산하는 단계 및 각 기지국의 위치정보를 확인하고, 각 기지국의 위치정보 및 상기 계산된 이동단말과 각 기지국 간의 거리비율을 분석하여 상기 이동단말의 위치를 측정하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 전파도달 시간을 확인하는 단계; 상기 기지국의 전파도달 시간을 기반으로 상기 이동단말과 각 기지국 간의 시간 기반 거리를 산출하는 단계; 상기 측정한 이동단말의 위치와 각 기지국의 위치를 토대로, 상기 이동단말과 각 기지국 간의 좌표 기반 거리를 산출하는 단계; 상기 시간 기반 거리와 상기 좌표 기반 거리를 동일 기지국끼리 비교하여, 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는 기지국과의 거리가 존재하는지 여부를 검증하는 단계 및 상기 검증 결과 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는 기지국과의 거리가 존재하면, 해당 기지국과 이동단말 간의 거리가 상기 산출한 시간 기반 거리에 일치하도록 상기 측정한 이동단말의 위치를 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따른 위치 측정 장치는, 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 획득하는 데이터 획득부; 및 상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 무선신호 세기를 분석하여 상기 이동단말과 각 기지국 간의 거리비율을 계산하고, 각 기지국의 위치정보 및 상기 계산된 이동단말과 각 기지국 간의 거리비율을 분석하여 상기 이동단말의 위치를 측정하는 위치 측정부를 포함한다.
본 발명은 이동단말에서 수집한 기지국의 수신신호세기(RSSI 또는 RSRP)를 토대로, 이동단말과 각 기지국간의 거리비를 산출하고, 거리비와 기지국 위치를 토대로 이동단말의 위치를 측정함으로써, 실내 또는 실외 어디에서도 이동단말의 위치를 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 전파도달 시간을 토대로 산출한 이동단말과 기지국 간의 직선거리를 토대로 이동단말의 위치를 검증하고 보정함으로써, 더욱 정확하게 측정할 수 있는 장점이 있다.
게다가, 본 발명은 GPS 수신기를 이용하지 않고, 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 분석하여 위치를 측정하기 때문에, 범용적으로 적용될 수 있는 장점이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실실예에 따른 위치 측위 서버를 나타내는 도면이다.
도 3은 기지국에서 송출되는 무선신호가 2θ의 방사각으로 원형으로 균일하게 이동단말로 방사되는 경우를 예시하는 도면이다.
도 4는 수학식을 통해서 산출된 단말과 기지국 간의 상대적인 거리비를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 서버에서 무선 네트워크의 품질정보를 토대로 이동단말의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 다른 위치 측정 시스템은 복수의 기지국(110, 120, 130), 이동단말(300) 및 위치 측정 서버(200)를 포함한다. 상기 기지국(110, 120, 130)과 위치 측정 서버(200)는 네트워크(400)를 통해서 서로 통신할 수 있다. 상기 네트워크(400)는 유선 인터넷망, 이동통신 백본망 등을 포함한다.
기지국(110, 120, 130)은 액세스포인트, NodeB, E-NodeB 등으로서, 이동단말(300)과 무선으로 연결되어, 이동단말(300)로부터 데이터를 무선 수신하거나 이동단말(300)로 데이터를 무선 전송한다. 상기 기지국(110, 120, 130)은 자신의 식별정보가 포함된 무선신호를 주기적으로 송출하여, 이동단말(300)의 무선접속을 유도한다.
이동단말(300)은 기지국(110, 120, 130)과 무선통신 가능한 장치로서, 주변 무선망에 대한 무선 네트워크 품질정보를 수집하여, 이 무선 네트워크 품질정보를 위치 측정 서버(200)로 전송한다. 무선 네트워크 품질정보에는 기지국의 식별정보, 기지국의 무선신호 세기 및 해당 기지국의 전파도달 시간이 포함된다. 상기 기지국의 무선신호 세기로서, RSRP(Reference Symbol Received Power) 또는 RSSI(Received Signal Strength Indicator)에 대한 레포트 값이 상기 무선 네트워크 품질정보에 기록된다. 즉, 이동단말(300)은 현재의 무선 네트워크의 무선신호를 검색하고, 각 기지국별 식별정보, RSRP 또는 RSSI에 대한 레포트 값, 전파도달 시간이 포함된 무선 네트워크 품질정보를 위치 측정 서버(200)로 전송할 수 있다. 상기 전파도달 시간으로서, TA(Timing Advance), TOA(Time of Arrival) 등이 상기 무선 네트워크 품질정보에 기록될 수 있다.
이동단말(300)은 기지국(110, 120, 130)이 LTE(Long Term Evolution)를 지원하는 기지국인 경우, 무선 네트워크 품질정보에 RSRP 레포트 값을 기록할 수 있다. 또한, 이동단말(300)은 기지국이 UTRA(UMTS Terrestrial Radio Access)를 지원하는 기지국인 경우, 무선 네트워크 품질정보에 RSSI 레포트 값을 기록할 수 있다.
위치 측정 서버(200)는 이동단말(300)에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 분석하여, 이동단말(300)의 위치를 측정하는 기능을 수행한다. 상기 위치 측정 서버(200)는 무선 네트워크 품질정보를 분석하여, 이동단말(300)과 각 기지국 간의 거리비를 산출하고 이 거리비와 기지국의 위치(즉, 좌표) 이용하여, 이동단말(300)의 위치를 측정한다. 또한, 위치 측정 서버(200)는 무선 네트워크 품질정보에 포함된 전파도달 시간을 토대로, 상기 측정한 이동단말(300)의 위치를 검증하여 보정할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실실예에 따른 위치 측위 서버를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버(200)는 데이터 획득부(210), 위치 측정부(220), 위치 보정부(230) 및 데이터베이스(240)를 포함하며, 이러한 구성요소들은 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합을 통해서 구현될 수도 있다. 또한, 상기 위치 측정 서버(200)는 하나 이상의 프로세서와 메모리를 포함할 수 있으며, 상기 데이터 획득부(210), 위치 측정부(220) 및 위치 보정부(230)의 기능은 상기 프로세서에 의해서 실행되는 프로그램 형태로 상기 메모리에 탑재될 수도 있다.
데이터베이스(240)는 스토리지, 메모리, 디스크 장치 등과 같은 저장수단으로 기지국 식별정보와 대응되는 기지국의 위치정보(즉, 좌표 정보)를 저장한다. 또한, 데이터베이스(240)는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서 정의한 RSRP 레포트 값과 측정 세기값이 매핑된 RSRP 매핑 테이블을 저장한다. 게다가, 데이터베이스(240)는 3GPP에서 정의한 RSSI 레포트 값과 측정 세기값이 매핑된 RSSI 매핑 테이블을 저장한다.
아래의 표 1은 3GPP에서 정의한 RSRP 매핑 테이블을 나타내고, 표 2는 3GPP에서 정의한 RSSI 매핑 테이블를 나타낸다.
Figure 112017109467010-pat00001
Figure 112017109467010-pat00002
표 1 및 표 2를 참조하면, 3GPP에서는 RSRP의 최대값을 -44dBm으로 정의하고 있으며, RSSI 최대값을 -25dBm으로 정의하고 있다.
데이터 획득부(210)는 이동단말(300)에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 수집하는 기능을 수행한다. 즉, 데이터 획득부(210)는 각 기지국별 식별정보, RSRP 또는 RSSI에 대한 레포트 값, 전파도달 시간이 포함된 무선 네트워크 품질정보를 이동단말(300)로부터 획득한다.
위치 측정부(220)는 상기 무선 네트워크 품질정보와 후술하는 수학식 6 또는 수학식 7을 이용하여 이동단말(300)의 위치를 측정한다.
도 3 및 도 4를 참조한 설명을 통해, 위치 측정부(220)에서 이동 단말의 위치를 측정하는 방법과 수학식 6 및 7이 도출되는 원리에 대해서 설명한다.
도 3은 기지국에서 송출되는 무선신호가 2θ의 방사각으로 원형으로 균일하게 이동단말로 방사되는 경우를 예시하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 신호원인 기지국에서 송출되는 무선신호가, 2θ의 방사각으로 원형 형태로 균일하게 이동단말의 위치(31)로 방사되는 경우, 이동단말의 위치(31)에서 단위 면적의 신호세기는 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112017109467010-pat00003
여기서, P는 신호세기이고, C는 불확실성이 있는 상수이며, r은 이동단말과 기지국과의 직선 거리이다.
또한, 수학식 1을 통해서 아래의 수학식 2를 도출할 수 있다.
Figure 112017109467010-pat00004
상기 수학식 2에서 신호세기(P)는 단위가 와트로서, 일반적인 신호 세기 단위인 dBm으로 변환하면, S(dBm) = 10log10P(mW)로 표현되고, 이 변환된 수식을 수학식 2에 대입하면 수학식 3이 도출된다.
Figure 112017109467010-pat00005
상기 수식학 3에서 S는 RSRP 값 또는 RSSI 값을 이용하여 r을 산출할 수 있다. 그러나 전파 환경에서는 경로 손실(path loss)가 발생되기 때문에, 이 경로 손실이 수학식에 반영되어야 된다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는, 3GPP에서 규정한 단말 수신신호 세기의 최대값을 경로손실로서 설정한 후, 수학식 3에 반영하여 아래와 같은 수학식 4 및 수학식 5 도출한다.
Figure 112017109467010-pat00006
여기서, MAX는 3GPP의 RSRP 매핑 테이블에서 가장 큰 수를 가지는 측정세기값(Measured quantity value)이다.
Figure 112017109467010-pat00007
여기서, MAX는 3GPP의 RSSI 매핑 테이블에서 가장 큰 수를 가지는 측정세기값(Measured quantity value)이다.
즉, 수학식 3에서 신호세기 'S'는 이동단말에서 측정한 RSRP와 RSRP 매핑 테이블에 정의된 RSRP의 측정세기 최대값 간의 차이로서 치환되어, 수학식 4로 도출될 수 있다. 또한, 수학식 3에서 신호세기 'S'는 이동단말이 측정한 RSSI와 RSSI 매핑 테이블에 정의된 RSSI의 측정세기 최대값 간의 차이로서 치환되어, 수학식 5로 도출될 수 있다.
수학식 4, 수학식 5를 이용하여, 이동단말(300)과 기지국(110, 120, 130) 간의 거리비를 나타내는 수학식 6, 수학식 7로 도출할 수 있다.
도 4는 수학식을 통해서 산출된 단말과 기지국 간의 상대적인 거리비를 예시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1기지국(110)과 이동단말(300) 간의 거리가 r1이고, 제2기지국(120)과 이동단말(300) 간의 거리가 r2이며, 제3기지국(130)과 이동단말(300) 간의 거리가 r3이라고 가정된다. 이 경우, 위치 측정부(220)는 제1기지국(110)과 이동단말(300) 간의 거리를 기준으로, 이동단말(300)과 제2기지국(120)의 거리(r2)를 r1 대비 일정한 비율(b)을 가지는 br1으로 설정할 수 있으며, 제3기지국(130)과 이동단말(300) 간의 거리(r3)를 r1 대비 일정한 비율(c)을 가지는 cr1으로 설정할 수 있다.
수학식 4에서 MAX에 -44를 대입하여 아래와 같은, r1를 계산한다.
Figure 112017109467010-pat00008
또한, 수학식 4를 이용하여 b를 아래와 같이 계산한다.
Figure 112017109467010-pat00009
게다가, 위치 측정부(220)는 수학식 4를 이용하여 c를 아래와 같이 계산한다.
Figure 112017109467010-pat00010
이러한 수학식을 토대로, 아래와 같은 거리 비율에 대한 수학식 6을 도출할 수 있다.
Figure 112017109467010-pat00011
여기서, D1은 제1기지국(110)과 이동단말(300) 간의 거리이고, D2은 제2기지국(120)과 이동단말(300) 간의 거리이며, D3은 제3기지국(130)과 이동단말(300) 간의 거리이다. 또한, RSRP1은 이동단말(300)에서 측정한 제1기지국(110)의 RSRP 측정세기값이고, RSRP2은 이동단말(300)에서 측정한 제2기지국(120)의 RSRP 측정세기값이며, RSRP3은 이동단말(300)에서 측정한 제3기지국(130)의 RSRP 측정세기값이다.
위와 같은 원리로, RSSI에 기초한 기지국과 이동단말 간의 거리비율은 수학식 7과 같이 표현된다.
Figure 112017109467010-pat00012
여기서, D1은 제1기지국(110)과 이동단말(300) 간의 거리이고, D2은 제2기지국(120)과 이동단말(300) 간의 거리이며, D3은 제3기지국(130)과 이동단말(300) 간의 거리이다. 또한, RSSI1은 이동단말(300)에서 측정한 제1기지국(110)의 RSSI 측정세기값이고, RSSI2은 이동단말(300)에서 측정한 제2기지국(120)의 RSSI 측정세기값이며, RSSI3은 이동단말(300)에서 측정한 제3기지국(130)의 RSSI 측정세기값이다.
다시 도 2를 참조하면, 위치 측정부(220)는 데이터 획득부(210)에서 획득한 무선 네트워크 품질정보에서, 기지국별 식별정보 및 RSRP 또는 RSSI에 대한 레포트 값을 확인한 후, 이 레포트 값에 대응되는 측정세기값을 수학식 6 또는 수학식 7에 대입하여, 이동단말(300)과 기지국들 간에 상대적인 거리비 산출한다.
또한, 위치 측정부(220)는 상기 무선 네트워크 품질정보에서 확인한 각 기지국의 식별정보를 토대로, 각 기지국의 위치 정보(즉, 좌표)를 데이터베이스(240)에서 확인한 후, 이동단말(300)과 기지국들 간의 상대적인 거리비와 기지국의 실제 좌표를 이용하여, 이동단말의 위치를 측정한다. 부연하면, 이동단말(300)과 기지국들 간의 상대적인 거리비가 수학식 6 또는 수학식 7를 통해 측정되었고, 더불어 기지국들의 실제 좌표를 알고 있으므로, 거리 중첩(즉, 중점)에 의한 좌표 계산, 피타코라스에 의한 좌표 계산 등과 같은 공지된 좌표 계산 기법을 통해서 이동단말(300)의 좌표를 계산할 수 있다.
위치 보정부(230)는 위치 측정부(220)에서 측정한 이동단말(300)의 위치를 검증하고, 이 검증된 결과에 따라 이동단말(300)의 위치를 보정하는 기능을 수행한다. 부연하면, 무선신호 세기, 즉 RSRP 또는 RSSI는 이동단말(300)과 기지국(110, 120, 130) 간의 거리가 멀어짐에 비례하여 감쇄되는데, 굴절, 반사, 회절 등이 발생되면 급격하게 감쇄될 수 있다. 이 경우 굴절, 반사, 회절 등으로 인하여 급격하게 무선신호가 감쇄되는 경우, 이동단말(300)과 기지국(110, 120, 130) 간의 거리가 실질적인 위치와 비교하여 멀게 계산될 수도 있다. 이에 따라, 위치 보정부(230)는 위치 측정부(220)에서 측정한 이동단말(300)의 위치가 정확한지 여부를 검증한다.
우선, 위치 보정부(230)는 이동단말(300)에서 측정되는 각 기지국의 전파도달 시간을 상기 무선 네트워크 품질정보에서 확인하고, 전파도달 시간을 토대로, 이동단말(300)과 각각 기지국(110, 120, 130) 간의 거리를 산출한다. 이때, 위치 보정부(230)는 "거리 = 전파의 속도(3 × 108m/s) × 전파도달시간" 수학식을 이용하여, 이동단말(300)과 각 기지국(110, 120, 130) 간의 거리를 산출할 수 있다.
또한, 위치 보정부(230)는 상기 위치 측정부(220)에서 측정한 이동단말(300)의 좌표를 확인하고, 이동단말(300)의 좌표와 각 기지국(110, 120, 130)의 실제 좌표를 토대로, 이동단말(300)과 기지국(110, 120, 130)의 거리를 기지국별로 계산한다. 아울러, 위치 보정부(230)는 전파도달 시간을 토대로 산출한 기지국과의 거리과 상기 좌표를 토대로 산출한 기지국과의 거리를 동일 기지국끼리 비교하여, 좌표를 토대로 산출한 기지국의 거리가 전파도달 시간을 토대로 산출한 기지국과의 거리를 초과하는지 여부를 검증하여 초과하지 않으면, 위치 보정을 수행하지 않는다. 반면에, 위치 보정부(230)는 좌표를 토대로 산출한 기지국의 거리가 전파도달 시간을 토대로 산출한 기지국과의 거리를 초과하면, 상기 전파도달 시간을 토대로 산출한 기지국과의 거리에 해당하도록 위치 측정부(220)에서 측정한 이동단말(300)의 좌표를 보정한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 서버에서 무선 네트워크의 품질정보를 토대로 이동단말의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 데이터 획득부(210)는 각 기지국별 식별정보, RSRP 또는 RSSI에 대한 레포트 값 및 전파도달 시간이 포함된 무선 네트워크 품질정보를 이동단말(300)로부터 획득한다(S501).
이어서, 위치 측정부(220)는 상기 무선 네트워크 품질정보에서, 기지국별 식별정보와 RSRP 또는 RSSI에 대한 레포트 값을 확인한 후, 이 레포트 값에 대응되는 측정세기값을 데이터베이스(240)의 RSSI 매핑 테이블 또는 RSRP 매핑 테이블에서 확인하고, 이렇게 확인한 측정세기값을 수학식 6 또는 수학식 7의 RSCP 또는 RSSI에 대입하여, 이동단말(300)과 기지국들 간에 상대적인 거리를 계산한다(S503). 이때, 위치 측정부(220)는 상기 무선 네트워크 품질정보에 RSRP에 대한 레포트 값이 포함된 경우, 이 RSRP에 대한 레포트 값과 대응되는 측정세기값을 데이터베이스(240)의 RSRP 매핑 테이블에서 확인하고, 이 측정세기값을 수학식 6의 RSCP에 대입하여, 이동단말(300)과 기지국들 간에 상대적인 거리비를 계산한다. 또한, 위치 측정부(220)는 상기 무선 네트워크 품질정보에 RSSI에 대한 레포트 값이 포함된 경우, 이 RSSI에 대한 레포트 값과 대응되는 측정세기값을 데이터베이스(240)의 RSSI 매핑 테이블에서 확인하고, 이 측정세기값을 수학식 7의 RSSI에 대입하여, 이동단말(300)과 기지국들 간에 상대적인 거리를 계산한다. 상기 위치 측정부(220)는, 상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 3개 이상의 기지국 식별정보 중에서, 어느 하나를 제1기지국으로 대응시키고, 다른 두 개의 기지국 식별정보를 제2기지국, 제3기지국으로 각각 대응시킨 후에, 제1기지국 및 제2기지국에 해당하는 RSCP 또는 RSSI를 수학식 6 또는 7에 D2와 관련된 수식에 대입하고, 제1기지국 및 제3기지국에 해당하는 RSCP 또는 RSSI를 수학식 6 또는 7에 D3와 관련된 수식에 대입할 수 있다.
다음으로, 위치 측정부(220)는 상기 무선 네트워크 품질정보에서 확인한 각 기지국의 식별정보를 토대로, 각 기지국의 위치 정보(즉, 좌표) 데이터베이스(240)에서 확인한다. 이어서, 위치 측정부(220)는 상기 이동단말(300)과 기지국들 간의 상대적인 거리비와 기지국의 실제 좌표를 이용하여, 이동단말(300)의 좌표를 계산하여 이동단말(300)의 위치를 측정한다(S505). 이동단말(300)과 기지국들 간의 상대적인 거리비가 수학식 6 또는 수학식 7를 통해 측정되었고, 더불어 기지국들의 실제 좌표를 알고 있으므로, 위치 측정부(220)는 거리 중첩(즉, 중점)에 의한 좌표 계산, 피타코라스에 의한 좌표 계산 등과 같은 공지된 좌표계산 방법을 이용하여 이동단말(300)의 위치를 측정할 수 있다.
이어서, 위치 측정부(220)에서 이동단말(300)에 대한 위치 측정이 완료되면, 위치 보정부(230)는 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 전파도달 시간을 확인하고, 전파도달 시간을 토대로 이동단말(300)과 각각 기지국(110, 120, 130) 간의 시간 기반 거리를 산출한다(S507). 예컨대, 위치 측정부(220)는 무선 네트워크 품질정보에 포함된 기지국별 전파도달 시간을 확인하고, 이 기지국별 전파도달 시간을 토대로, 이동단말(300)과 제1기지국(110) 간의 시간 기반 거리, 이동단말(300)과 제2기지국(120)의 간의 시간 기반 거리, 제3기지국(130)과 이동단말(300) 간의 시간 기반 거리를 각각 산출할 수 있다.
다음으로, 위치 보정부(230)는 상기 위치 측정부(220)에서 측정한 이동단말(300)의 좌표를 확인하고, 이동단말(300)의 좌표와 각 기지국(110, 120, 130)의 위치(즉, 좌표)를 토대로, 이동단말(300)과 각 기지국(110, 120, 130)의 좌표 기반 거리를 계산한다(S509). 예컨대, 위치 측정부(220)는 S505 단계에서 측정한 이동단말(300)의 위치(즉, 좌표)와 각 기지국(110, 120, 130)의 좌표를 토대로, 이동단말(300)과 제1기지국(110) 간의 좌표 기반 거리, 이동단말(300)과 제2기지국(120)의 간의 좌표 기반 거리, 제3기지국(130)과 이동단말(300) 간의 좌표 기반 거리를 각각 산출할 수 있다.
이어서, 위치 보정부(230)는 산출한 좌표 기반 거리와 시간 기반 거리를 동일 기지국끼리 비교하여, 이 중에서 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는지 여부를 검증한다(S511). 예컨대, 이동단말(300)과 제1기지국(110) 간의 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는지 여부를 검증하고, 이동단말(300)과 제2기지국(120) 간의 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는지 여부를 검증하며, 이동단말(300)과 제3기지국(130) 간의 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는지 여부를 검증할 수 있다.
위치 보정부(230)는 상기 검증 결과, 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하면, 해당 기지국과 이동단말(300) 간의 좌표 기반 거리가 상기 시간 기반 거리에 일치하도록 위치 측정부(220)에서 측정한 이동단말(300)의 좌표를 보정한다(S513). 즉, 위치 보정부(230)는 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하면, 이동단말(300)의 위치가, 해당 기지국 방향으로 당겨지도록 S505 단계에서 측정한 이동단말(300)의 좌표를 보정한다. 이러한 보정에 따라, 이동단말(300)과 기지국과의 좌표 기반 거리가 전파 기반 거리를 초과되지 않도록 제한된다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
110, 120, 130 : 기지국 200 : 위치 측정 서버
210 : 데이터 획득부 220 : 위치 측정부
230 : 위치 보정부 240 : 데이터베이스
300 : 이동단말 400 : 네트워크

Claims (8)

  1. 위치 측정 장치에서 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법으로서,
    상기 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 획득하는 단계;
    상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 무선신호 세기를 확인하는 단계;
    기지국별 무선신호 세기를 분석하여 상기 이동단말과 각 기지국 간의 상대적인 거리비율을 계산하는 단계; 및
    각 기지국의 위치정보를 확인하고, 각 기지국의 위치정보 및 상기 계산된 이동단말과 각 기지국 간의 상대적인 거리비율을 분석하여 상기 이동단말의 위치를 측정하는 단계;를 포함하고,
    상기 상대적인 거리비율을 계산하는 단계는,
    제1 기지국의 무선신호 세기와 제2 기지국의 무선신호 세기의 차를 이용하여, 상기 이동단말과 상기 제1 기지국 간의 거리에 대한, 상기 이동단말과 상기 제2 기지국 간의 거리의 상대적인 거리비율을 계산하는 단계;를 포함하는 위치 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정하는 단계 이후에,
    상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 전파도달 시간을 확인하는 단계;
    상기 기지국의 전파도달 시간을 기반으로 상기 이동단말과 각 기지국 간의 시간 기반 거리를 산출하는 단계;
    상기 측정한 이동단말의 위치와 각 기지국의 위치를 토대로, 상기 이동단말과 각 기지국 간의 좌표 기반 거리를 산출하는 단계;
    상기 시간 기반 거리와 상기 좌표 기반 거리를 동일 기지국끼리 비교하여, 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는 기지국과의 거리가 존재하는지 여부를 검증하는 단계; 및
    상기 검증 결과 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는 기지국과의 거리가 존재하면, 해당 기지국과 이동단말 간의 거리가 상기 산출한 시간 기반 거리에 일치하도록 상기 측정한 이동단말의 위치를 보정하는 단계;를 포함하는 위치 측정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 상대적인 거리비율을 계산하는 단계는,
    상기 기지국별 무선신호 세기를 아래의 수학식에 대입하여 상기 이동단말과 각 기지국 간의 상대적인 거리비율을 계산하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
    (수학식)
    Figure 112020138574420-pat00013

    여기서, D1은 제1기지국과 이동단말 간의 거리, D2는 제2기지국과 이동단말간의 거리, D3는 제3기지국과 이동단말 간의 거리, RS1은 이동단말에서 측정한 제1기지국의 무신신호 세기, RS2는 이동단말에서 측정한 제2기지국의 무신신호 세기, RS3은 이동단말에서 측정한 제3기지국의 무선신호 세기임.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무선신호 세기는, RSRP 또는 RSSI인 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  5. 이동단말에서 수집한 무선 네트워크 품질정보를 획득하는 데이터 획득부; 및
    상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 무선신호 세기를 분석하여 상기 이동단말과 각 기지국 간의 상대적인 거리비율을 계산하고, 각 기지국의 위치정보 및 상기 계산된 이동단말과 각 기지국 간의 상대적인 거리비율을 분석하여 상기 이동단말의 위치를 측정하는 위치 측정부;를 포함하고,
    상기 위치 측정부는,
    제1 기지국의 무선신호 세기와 제2 기지국의 무선신호 세기의 차를 이용하여, 상기 이동단말과 상기 제1 기지국 간의 거리에 대한, 상기 이동단말과 상기 제2 기지국 간의 거리의 상대적인 거리비율을 계산하는 위치 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 무선 네트워크 품질정보에 포함된 각 기지국의 전파도달 시간을 기반으로 상기 이동단말과 각 기지국 간의 시간 기반 거리를 산출하고, 상기 측정한 이동단말의 위치와 각 기지국의 위치를 토대로 상기 이동단말과 각 기지국 간의 좌표 기반 거리를 산출하여, 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는 기지국과의 거리가 존재하는지 여부를 검증한 후, 상기 검증 결과 좌표 기반 거리가 시간 기반 거리를 초과하는 기지국과의 거리가 존재하면, 해당 기지국과 이동단말 간의 거리가 상기 산출한 시간 기반 거리에 일치하도록 상기 측정한 이동단말의 위치를 보정하는 위치 보정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    상기 기지국별 무선신호 세기를 아래의 수학식에 대입하여 상기 이동단말과 각 기지국 간의 상대적인 거리비율을 계산하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
    (수학식)
    Figure 112020138574420-pat00014

    여기서, D1은 제1기지국과 이동단말 간의 거리, D2는 제2기지국과 이동단말간의 거리, D3는 제3기지국과 이동단말 간의 거리, RS1은 이동단말에서 측정한 제1기지국의 무신신호 세기, RS2는 이동단말에서 측정한 제2기지국의 무신신호 세기, RS3은 이동단말에서 측정한 제3기지국의 무선신호 세기임.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 무선신호 세기는, RSRP 또는 RSSI인 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
KR1020170146212A 2017-11-03 2017-11-03 무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치 KR102274591B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170146212A KR102274591B1 (ko) 2017-11-03 2017-11-03 무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170146212A KR102274591B1 (ko) 2017-11-03 2017-11-03 무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190050631A KR20190050631A (ko) 2019-05-13
KR102274591B1 true KR102274591B1 (ko) 2021-07-06

Family

ID=66582223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170146212A KR102274591B1 (ko) 2017-11-03 2017-11-03 무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102274591B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220053342A1 (en) * 2018-09-28 2022-02-17 Lg Electronics Inc. Method for transmitting and receiving aod information and device therefor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102347838B1 (ko) * 2019-12-16 2022-01-11 주식회사 이노와이어리스 이동통신망의 품질 데이터 측정 위치 보정 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102016692B1 (ko) * 2013-08-28 2019-09-02 삼성전자 주식회사 무선 랜 시스템에서 액세스 포인트에 연결하기 위한 방법 및 그 전자 장치
KR102556769B1 (ko) * 2015-12-29 2023-07-17 에스케이플래닛 주식회사 단말 위치 추정 방법, 이를 위한 장치 및 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220053342A1 (en) * 2018-09-28 2022-02-17 Lg Electronics Inc. Method for transmitting and receiving aod information and device therefor
US11963015B2 (en) * 2018-09-28 2024-04-16 Lg Electronics Inc. Method for transmitting and receiving AoD information and device therefor

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190050631A (ko) 2019-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8509819B2 (en) Information processing apparatus and correction method
CN109155984B (zh) 确定通道时延的方法、定位方法和相关设备
US10306408B2 (en) Positioning method, positioning server, and positioning system
KR100960533B1 (ko) 유피셀 데이터베이스를 이용한 단말 기반의 위치 측정방법, 장치 및 시스템
JP5048021B2 (ja) 建物影響推定装置及び建物影響推定方法
US10935671B2 (en) Positioning method, assistant site, and system
US10222451B2 (en) Improving accuracy when determining positions in a wireless network
US20160337808A1 (en) Method and Apparatus for Indoor Location Estimation Among Peer-To-Peer Devices
CN109803273B (zh) 天馈系统调整方法、装置、电子设备及存储介质
Dil et al. RSS-based localization with different antenna orientations
KR102274591B1 (ko) 무선 네트워크 품질정보를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치
CN111050275B (zh) 一种基于rssi特征值的蓝牙定位方法
CN102550051A (zh) 用于其它蜂窝系统的lte指纹识别定位参考
KR102302808B1 (ko) 위치 측위 방법 및 장치
CN114760226B (zh) 一种提高往返时延估计精度的方法、装置和存储介质
CN104254125A (zh) 一种基于无线传感网的节点定位rssi算法的改进
KR101723120B1 (ko) 실내 공간에서의 위치 안내 방법
KR102302807B1 (ko) 위치 측위 방법 및 장치
KR102381405B1 (ko) 전파맵 관리 방법 및 장치
KR20210047072A (ko) 기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치
CN109798917A (zh) 一种定位精度巡检方法
EP3696562A1 (en) Methods and apparatuses for the generation of dynamic reference points
Hirsbrunner et al. Indoor Localisation In Wi-Fi-Networks Using An Improved Centroid Approach
KR20200142278A (ko) 위치 측정 방법 및 장치
CN114245315A (zh) 终端定位方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant