KR102302806B1 - 무선신호 기반의 위치 측정 방법 및 장치 - Google Patents

무선신호 기반의 위치 측정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동단말에 수신한 무선신호 데이터를 분석하여, 이동단말의 위치를 측정하는 위치 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 발생하는 무선신호를 분석하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법은, 이동단말로부터 복수의 무선신호 데이터를 수신하는 단계; 상기 무선신호 데이터를 분석하여 상기 이동단말의 주변에 형성되는 커버리지를 확인하고, 각 커버리지를 형성하는 중계기 또는 기지국을 선택하고 조합하여 복수의 그룹을 생성하는 단계; 상기 이동단말이 위치할 수 있는 확률 영역을 상기 생성한 그룹별로 확인하는 단계; 상기 확률 영역에서 면적을 계산하여 상기 그룹별 신뢰도를 평가하는 단계; 및 상기 그룹별 신뢰도가 가장 높은 그룹의 확률 영역을 확인하고, 이 확률 영역의 중심점을 상기 이동단말의 위치로서 결정하는 단계를 포함한다.

Description

무선신호 기반의 위치 측정 방법 및 장치{Method and apparatus for measuring location based on mobile signal}
본 발명은 위치 측정 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 이동단말에 수신한 무선신호 데이터를 분석하여, 이동단말의 위치를 측정하는 위치 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동통신기술의 발전과 더불어 통신망에서 이동단말의 위치를 측정하는 위치 측정 기술이 활발하게 연구되고 있다. 대표적으로 인공위성을 이용한 GPS(Global Positioning System) 위치 측정 기술, 기지국의 무선신호를 이용한 위치 측정 기술을 들 수 있다.
이 중에서, 기지국의 무선신호를 이용한 위치 측정 기술은, 별도의 GPS 수신기를 탑재하지 않아도 되어, 사용자의 위치를 확인하는데 많이 이용된다.
그런데 기지국을 이용하여 위치를 측정하는 기술은 그 정확도가 떨어지는 문제점이 있다. 특히, 이동단말이 중계기를 통하여 무선신호를 수신하는 경우, 무선신호를 토대로 측위한 위치의 오차가 더욱 크게 발생한다. 부연하면, 이동통신시스템은 음영지역을 해소하기 위하여, 중계기를 기지국과 연결하여 설치하는데, 이 중계기를 통해서 무선신호가 송출되는 경우, 무선신호의 지연시간이 더욱 길어지게 되어, 이러한 중계기의 지연시간 등으로 인하여 이동단말의 측위 결과에 오차가 발생할 수 있다. 그런데 현재 위치 측정 시스템은 중계기의 위치를 고려하지 않고, 기지국의 위치를 기준으로 이동단말의 위치를 측위하여, 측위 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 중계기가 설치된 이동통신 환경을 고려하여, 무선신호 기반으로 이동단말의 위치를 측정하는 방법 및 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, 이동통신 시스템에서 발생하는 무선신호를 분석하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법은, 이동단말로부터 복수의 무선신호 데이터를 수신하는 단계; 상기 무선신호 데이터를 분석하여 상기 이동단말의 주변에 형성되는 커버리지를 확인하고, 각 커버리지를 형성하는 중계기 또는 기지국을 선택하고 조합하여 복수의 그룹을 생성하는 단계; 상기 이동단말이 위치할 수 있는 확률 영역을 상기 생성한 그룹별로 확인하는 단계; 상기 확률 영역에서 면적을 계산하여 상기 그룹별 신뢰도를 평가하는 단계; 및 상기 그룹별 신뢰도가 가장 높은 그룹의 확률 영역을 확인하고, 이 확률 영역의 중심점을 상기 이동단말의 위치로서 결정하는 단계를 포함한다.
상기 방법은, 상기 생성한 그룹들에 포함된 전파원 노드와 상기 이동단말 간의 의사거리를 각각 계산하는 단계; 상기 계산한 의사거리들을 비선형 최소자승법을 적용하여, 상기 이동단말이 위치할 수 있는 복수의 근사 좌표들을 그룹별로 추정하는 단계; 및 상기 그룹별로 추정한 복수의 근사 좌표를 토대로, 상기 확률 영역을 그룹별로 확인하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 평가하는 단계 이후에, 그룹별 확률 영역의 중심점을 확인하는 단계; 그룹의 확률 영역 중심점과 이 그룹의 포함된 각 전파원 노드 간의 거리를 합산하여 제1총합을 그룹별로 계산하는 단계; 동일 그룹에 포함되는 전파원 노드의 위치와 상기 이동단말 간의 의사거리를 합산하여 제2총합을 그룹별로 계산하는 단계; 동일 그룹을 기준으로 제1총합과 제2총합의 차이를 계산하여, 각 그룹별 신뢰도를 수치화하여 재평가하는 단계; 및 상기 평가한 그룹별 신뢰도와 상기 재평가한 그룹별 신뢰도를 비교하여, 이 비교 결과에 따라 상기 결정한 이동단말의 위치를 최종적으로 확정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 최종적으로 확정하는 단계는, 상기 평가한 그룹에서 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 상기 재평가한 그룹들의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 임계순위 안에 포함되는지 여부를 판별하여 포함되는 경우, 상기 결정한 이동단말의 위치를 최종적으로 확정할 수 있다.
상기 복수의 그룹을 생성하는 단계는, 상기 무선신호 데이터를 분석하여 상기 커버리지에 형성하는 중계기를 식별하고, 커버리지를 형성하는 전파원 노드인 기지국 또는 중계기 중에서 어느 하나가 그룹에 소속되도록, 각각의 기지국과 중계기를 조합하여 복수의 그룹을 생성할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따른, 이동통신 시스템에서 발생하는 무선신호를 분석하여 이동단말의 위치를 측정하는 장치는, 이동단말로부터 복수의 무선신호 데이터를 수신하는 데이터 수집부; 상기 무선신호 데이터를 분석하여 상기 이동단말의 주변에 형성되는 커버리지를 확인하고, 각 커버리지의 중계기 또는 기지국을 선택하고 조합하여 복수의 그룹을 생성하는 그룹 생성부; 상기 이동단말이 위치할 수 있는 확률 영역을 상기 생성한 그룹별로 확인하고, 상기 확률 영역에서 면적을 계산하여 상기 그룹별 신뢰도를 평가하는 신뢰도 평가부; 및 그룹별 신뢰도가 가장 높은 그룹의 확률 영역을 확인하고, 이 확률 영역의 중심점을 상기 이동단말의 위치로서 결정하는 위치 측정부를 포함한다.
본 발명은 중계기가 설치된 이동통신 환경을 고려하여 전파원 노드들이 조합될 수 있는 그룹을 설정하고, 이 그룹별 신뢰도를 평가한 후 신뢰도가 가장 높은 그룹에 포함된 전파원 노드들을 토대로 이동단말의 위치를 측위함으로써, 무선신호 기반의 위치 측위에 있어서의 정확도를 향상시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 기지국에 중계기가 연결되어 있는 경우, 이 중계기를 하나의 전파원 노드로서 취급하고, 이 중계기를 포함시켜 그룹을 설정하기 때문에, 이동단말이 중계기로부터 무선신호를 수신하더라도 이동단말의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.
게다가, 본 발명은 두 차례에 거쳐 그룹 신뢰도를 평가한 후에 최종적인 이동단말의 위치를 결정함으로써, 더욱 정확하게 이동통신 기반으로 위치를 측위할 수 있는 이점이 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 위치 측정 시스템이 적용되는 통신 환경을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버(200)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 조합된 그룹을 예시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 각 그룹별 확률 영역을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측위 장치에서 복수의 무선신호 데이터를 분석하여 이동단말의 위치를 측위하는 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 위치 측정 시스템이 적용되는 통신 환경을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 기지국(110, 120, 130)은 BTS(Base Station Transceiver Subsystem), NodeB, E-NodeB 등으로서, 무선신호 송수신, 무선 채널 부호화 및 복호화, 신호 세기 및 품질측정, 기저대역 신호처리, 무선자원 관리 및 자체 유지보수 기능을 수행한다. 또한, 기지국(110, 120, 130)은 자신이 관할하는 셀 식별정보가 포함된 무선신호를 계속적으로 송출하여, 이동단말(300)의 무선 접속을 유도한다.
중계기(111, 112, 121)는 기지국(110, 120, 130)의 전파가 도달되지 않는 음영지역에 설치되어 기지국(110, 120, 130)의 커버리지를 확대한다. 또한, 중계기(111, 112, 121)는 이동단말(300)로부터 수신되는 무선 데이터를 기지국(110, 120, 130)으로 전송하고, 기지국(110, 120, 130)으로부터 무선 데이터를 수신하여 해당 무선통신단말로 전송한다. 상기 중계기(111, 112, 121)는 기지국(110, 120, 130)과 광케이블로 연결될 수 있다.
상기 중계기(111, 112, 121)에서 송출되는 무선신호에는 중계기 식별정보가 기록되지 않고, 기지국이 담당하는 셀 식별정보가 기록된다. 즉, 중계기(111, 112, 121)를 통해서 확장되는 커버리지도, 중계기(111, 112, 121)가 형성하는 커버리지는 상기 중계기(111, 112, 121)와 연결된 기지국(110, 120, 130)의 커버리지에 포함되고, 상기 기지국(110, 120, 130)이 형성하는 셀 아이디가 상기 중계기(111, 112, 121)의 커버리지에 부여된다. 즉, 중계기(111, 112, 121)가 형성하는 커버리지는 기지국(110, 120, 130)의 커버리지에 포함되어 종속된다. 한편, 복수의 기지국(110, 120, 130)이 하나로 그룹화되어, 이 복수의 기지국(110, 120, 130)에서 송출되는 무선신호에는 동일한 셀 식별정보가 포함될 수 있다.
이동단말(300)은 기지국(110, 120, 130) 또는 중계기(111, 112, 121)와 무선 통신 가능한 통신 장치로서, 현 위치에서 복수의 무신신호 데이터를 수집하고, 이 복수의 무선신호 데이터가 포함된 수집 정보를 위치 측정 서버(200)로 전송한다. 상기 무선신호 데이터에는 셀 식별정보와 해당 셀의 무선신호 세기가 포함된다. 상기 셀 식별정보는 기지국이 형성하는 커버리지에 대한 고유의 식별정보로서, 기지국(110, 120, 130)은 하나 이상의 셀을 형성할 수 있다. 상기 셀 식별정보는 무선신호를 송출하는 기지국을 식별하기 위한 기초 자료로서 이용된다. 한편, 상기 이동단말(300)은 위치 측정 서버(200)에서 측정한 위치 정보를, 상기 위치 측정 서버(200)로부터 수신할 수도 있다.
위치 측정 서버(200)는 이동단말(300)의 위치를 측정하는 장치로서, 이동단말(300)로부터 수신한 수집 정보를 분석하여 이동단말(300)의 위치를 측위하는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버(200)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 따른 위치 측정 서버(200)는 메모리, 메모리 제어기, 하나 이상의 프로세서(CPU), 주변 인터페이스, 입출력(I/O) 서브시스템, 디스플레이 장치, 입력 장치 및 통신 회로를 포함할 수 있다.
메모리는 고속 랜덤 액세스 메모리를 포함할 수 있고, 또한 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치와 같은 불휘발성 메모리, 또는 다른 불휘발성 반도체 메모리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서 및 주변 인터페이스와 같은 다른 구성요소에 의한 메모리로의 액세스는 메모리 제어기에 의하여 제어될 수 있다. 메모리는 각종 정보와 프로그램 명령어를 저장할 수 있고, 프로그램은 프로세서에 의해 실행된다.
주변 인터페이스는 위치 측정 서버(200)의 입출력 주변 장치를 프로세서 및 메모리와 연결한다. 하나 이상의 프로세서는 다양한 소프트웨어 프로그램 및/또는 메모리에 저장되어 있는 명령어 세트를 실행하여 위치 측정 서버(200)을 위한 여러 기능을 수행하고 데이터를 처리한다. I/O 서브시스템은 디스플레이 장치, 입력 장치와 같은 입출력 주변장치와 주변 인터페이스 사이에 인터페이스를 제공한다. 디스플레이 장치는 LCD(liquid crystal display) 기술 또는 LPD(light emitting polymer display) 기술을 사용할 수 있다.
프로세서는 위치 측위와 관련된 동작과 명령어들을 수행하도록 구성된 프로세서로서, 예를 들어, 메모리로부터 검색된 명령어들을 이용하여, 위치 측정 서버(200)의 컴포넌트 간의 입력 및 출력 데이터의 수신과 조작을 제어할 수 있다. 통신 회로는 외부 포트를 통한 유선 통신을 수행하거나, RF 신호에 의한 무선 통신을 수행한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버(200)는 데이터 수집부(210), 그룹 생성부(220), 거리 계산부(230), 신뢰도 평가부(240), 위치 측정부(250), 검증부(260) 및 데이터베이스(270)를 포함하고, 이러한 구성요소들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 통해서 구현될 수 있다.
또한, 위치 측정 서버(200)의 데이터 수집부(210), 그룹 생성부(220), 거리 계산부(230), 신뢰도 평가부(240), 위치 측정부(250) 및 검증부(260)의 기능은 상기 프로세서에 의해 실행되는 프로그램 형태로 메모리에 탑재(저장)될 수 있다.
데이터베이스(270)는 스토리지와 같은 대용량 저장수단으로서, 기지국 식별정보, 셀 식별정보, 기지국의 위치정보(즉, 좌표정보), 기지국에서 송출되는 무선신호 세기, 중계기 연결 여부, 해당 기지국과 연결된 중계기의 식별정보, 중계기의 위치정보(즉, 좌표정보), 기지국의 높이, 중계기의 높이, 기지국에서 송출하는 주파수 값, 중계기에서 송출하는 주파수 값 등을 포함하는 기지국 데이터를 저장한다. 또한, 데이터베이스(270)는 이동단말(300)로부터 복수의 무신신호 데이터를 저장할 수 있다.
데이터 수집부(210)는 복수의 무선신호 데이터가 포함된 수집 정보를 이동단말(300)로부터 수신하여 데이터베이스(270)에 저장한다. 상기 무선신호 데이터에는 이동단말(300)의 위치에서 측정된 셀 식별정보와 무선신호의 세기가 포함된다. 부연하면, 수집 정보에는 제1기지국이 형성하는 셀 식별정보 및 현재 위치에서 측정된 제1기지국의 무선신호 세기를 포함하는 제1무선신호 데이터, 제2기지국이 형성하는 셀 식별정보 및 현 위치에서 측정된 제2기지국의 무선신호 세기를 포함하는 제2무선신호 데이터, 제3기지국이 형성하는 셀 식별정보 및 현 위치에서 측정된 제3기지국의 무선신호 세기를 포함하는 제3무선신호 데이터 등과 같이 현 위치에서 감지되는 복수의 무선신호 데이터가 포함된다.
그룹 생성부(220)는 각기 다른 커버리지를 형성하는 전파원 노드가 하나씩 그룹에 포함되도록 전파원 노드를 조합하여 복수의 그룹을 생성한다. 구체적으로, 그룹 생성부(220)는 상기 데이터 수집부(210)에서 수신한 수집 정보에 기록된 복수의 셀 식별정보를 토대로 하나 이상의 기지국(110, 120, 130)을 식별하고, 각 기지국(110, 120, 130)과 연결되는 중계기(111, 112, 121)가 존재하는지 여부를 데이터베이스(270)에서 확인한다. 아울러, 그룹 생성부(220)는 기지국(110, 120, 130)과 연결되는 중계기가 존재하면 동일한 커버리지를 형성하는 중계기, 기지국이 중첩되지 않고 서로 다른 그룹에 포함되며 그룹에 각기 다른 커버리지의 전파원 노드가 하나씩 소속되도록, 각각의 기지국과 중계기를 조합하여 중복되지 않은 복수의 그룹을 생성한다. 즉, 그룹 생성부(220)는 특정 기지국(110, 120, 130)에 중계기(111, 112, 121)가 연결되어 있는 경우, 전파원으로서 기지국(110, 120, 130)과 중계기(111, 112, 121)가 각기 다른 그룹에서 소속되도록, 복수의 그룹을 생성한다. 이때, 그룹 생성부(220)는 상기 수집 정보에 포함된 복수의 무선신호 데이터를 무선신호 세기 순으로 정렬하고, 이 정렬된 무선신호 데이터 중에서 일정 순위(예컨대, 3순위) 이내에 드는 무선신호 데이터를 선별한 후, 이 선별한 무선신호 데이터를 토대로 복수의 그룹을 생성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 조합된 그룹을 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 3에 따른 조합은 도 1의 기지국과 중계기와 관련된 복수의 무선신호 데이터가 이동단말(300)로부터 수신되는 경우, 조합되어 생성되는 그룹을 예시한다. 구체적으로, 그룹 생성부(220)는 기지국#1(110)의 셀 식별정보와 무선신호 세기를 포함하는 제1무선신호 데이터, 기지국#2(120)의 셀 식별정보와 무선신호 세기를 포함하는 제2무선신호 데이터 및 기지국#3(130)의 셀 식별정보와 무선신호 세기를 포함하는 제3무선신호 데이터를 이동단말(300)로부터 수신하는 경우, 기지국#1(110)과 연결되어 있는 중계기(111, 112)가 두 개이고, 기지국#2(120)과 연결되어 있는 중계기(121)가 하나이고, 기지국#3(130)과 연결되어 있는 중계기가 없음을 데이터베이스(270)에서 확인한다. 그리고 그룹 생성부(220)는 동일한 커버리지를 형성하는 기지국과 중계기가 서로 중복되지 않고 그룹을 형성하도록, 도 3과 같이 6 개의 그룹을 생성한다. 도 3에 있어서, eNb#1-a, eNb#1-b 및 eNb#2-a는 중계기를 나타내고, eNb#1, eNb#2 및 eNB#3은 기지국을 나타낸다.
거리 계산부(230)는 상기 그룹 생성부(220)에서 그룹들을 확인하고, 이 그룹들 중에서 어느 하나에 포함된 복수의 전파원 노드(즉, 기지국, 중계기)를 확인하고, 이 전파원 노드와 이동단말(300)과의 의사거리를 전파원 노드별로 계산한다. 상기 전파원 노드는 기지국(110, 120, 130) 또는 중계기(111, 112, 121) 중에서 어느 하나이다. 예를 들어, 도 1과 같이 복수의 그룹이 생성된 경우, 거리 계산부(230)는 이동단말(300)을 기준으로 각각의 기지국(110, 120, 130) 간의 의사거리, 각각 중계기(111, 112, 121) 간의 의사거리를 계산하여, 결과적으로 6개의 의사거리를 계산한다.
상기 거리 계산부(230)는 아래의 수학식 1을 이용하여, 전파원 노드와 이동단말(300)의 거리를 측정할 수 있다.
Figure 112019001822591-pat00001
여기서, d는 전파원 노드와 이동단말(300) 간의 거리이고, Lp는 전파 경로손실이며, fc는 전파원 노드에서 송출하는 MHz 단위의 주파수 값이며, hb는 전파원 노드의 높이, hm는 단말기의 높이이다. 상기 주파수 값(fc)과 전파원 노드의 높이는 데이터베이스(270)에서 확인 가능하다. 또한, 단말기의 높이(hm)는 높이는 사전에 일정값으로 설정될 수 있으며, 상기 전파원 노드들이 설치되는 영역을 지리정보 시스템(도면에 도시되지 않음)에서 확인하고, 이 영역에서의 고도의 평균값을 산출하여 상기 단말기의 높이(hm)로서 대입할 수도 있다.
또한, k1, k2, cm은 전파환경에 따른 감소보정 계수로서, 전파원 노드가 설치된 지역의 유형에 따라 서로 상이하게 설정된다. 전파원이 설치된 지역은, 도심밀집지역, 도시지역, 일반지역 중에서 어느 지역에 해당하는지에 따라, 전파환경에 따른 감소보정 계수가 설정된다.
거리 계산부(230)는 특정 기지국에서 송출하고 있는 무선신호 세기를 데이터베이스(270)에서 확인하고, 무선신호 데이터에서 이동단말(300)이 상기 특정 기지국으로 수신한 무선신호의 세기를 확인하여, 상기 데이터베이스(270)에서 확인한 무선신호 세기와 무선신호 데이터에 포함된 상기 무선신호 세기의 차이를 계산하고, 이 계산한 무선신호 세기의 차이(즉, 송출 무선신호 세기와 수신 무선신호 세기의 차이)를 상기 전파 경로손실(Lp)로 설정하여 수학식 1에 대입할 수 있다. 부연하면, 기지국(110, 120, 130)에서 송출되는 무선신호의 세기는 거리에 따라서 감쇄하는 전파 경로손실이 발생하는데, 거리 계산부(230)는 기지국(110, 120, 130)에서 현재 송출되고 있는 무선신호 세기를 데이터베이스(270)에서 확인하고, 더불어 이동단말(300)의 현재 위치에서 수신된 상기 기지국(110, 120, 130)의 무선신호 세기를 확인하여, 이 두 차이를 계산함으로서 전파 경로손실(LP)를 확인할 수 있다.
신뢰도 평가부(240)는 각 그룹의 신뢰도를 수치화하여 평가하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 신뢰도 평가부(240)는 거리 계산부(230)에서 계산한 각 전파원 노드와 이동단말(300) 간의 의사거리를 확인하고, 이 의사거리를 비선형 최소자승법을 적용하여, 이동단말(300)의 위치하는 복수의 근사 좌표(즉, 근사값) 그룹별로 추정한다. 그리고 신뢰도 평가부(240)는 그룹별로 추정한 복수의 근사 좌표를 토대로, 이동단말(300)이 위치할 수 있는 분포를 나타내는 확률 영역(도 4 참조)을 그룹별로 생성함으로써, 각 그룹의 신뢰도를 평가한다.
신뢰도 평가부(240)는 아래의 수학식을 통해서 이동단말(300)의 위치할 수 있는 확률 영역을 확인할 수 있다.
우선, 신뢰도 평가부(240)는 2차원 공간에 대한 비선형 최소자승법 모델을 이용하기 위하여, 전파원 노드(Bi =(xi, yi))와 이동단말 위치(θ) 간의 위치 간의 관계를 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112019001822591-pat00002
여기서, F(θ)는 이동단말 위치(θ)과 전파원 노드 위치 간의 차이를 합산한 것이고, 이에 따라
Figure 112019001822591-pat00003
로 치환되는 수식을 얻을 수 있다. 상기 ri는 수학식 1을 통해서 계산된 전파원 노드와 이동단말(300) 간의 의사거리이다.
수학식 2에서 F(θ)가 최소가 되는 단말의 위치(θ)를 구해야 하는데, 이를 위해 F를 미분하면 수학식 3과 같이 표현된다.
Figure 112019001822591-pat00004
또한, F(θ)와 ▽F(θ)는 수학식 4와 같이 나타낼 수 있고, 자코비안(Jacobian)을 사용하면 수학식 5와 같다.
Figure 112019001822591-pat00005
Figure 112019001822591-pat00006
상술한 수학식들을 이용하면, 수학식 6과 같은 해(즉, 근사값)를 구할 수 있다.
Figure 112019001822591-pat00007
신뢰도 평가부(240)는 상술한 수학식 1 내지 수학식 6을 이용하여, 이동단말(300)이 위치할 수 있는 근사 좌표들(즉, 근사값들)을 확인하고, 이 근사 좌표들을 토대로 이동단말(300)이 위치할 수 있는 확률 영역을 그룹별로 생성한다. 상기 확률 영역은 이동단말(300)이 위치할 수 있는 위치들을 면적으로 표현한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 각 그룹별 확률 영역을 예시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 신뢰도 평가부(240)는 근사 추정과 관련된 수학식 1 내지 수학식 6을 이용하여, 이동단말(300)이 위치하는 근사 좌표들을 산출하고, 이를 토대로 이동단말(300)이 위치할 수 있는 확률 영역을 확인할 수 있다. 도 4에서는 면적이 가장 작은 그룹#3이 가장 신뢰도가 높은 그룹으로 표현된다.
신뢰도 평가부(240)는 각 그룹별 확률 영역에 대한 면적을 계산하고 수치화하여 그룹별 신뢰도를 평가한다. 여기서 확률 영역의 면적이 작을수록, 그룹의 신뢰도가 높다. 부연하면, 면적이 큰 확률 영역 내에서 단말의 위치를 특정하는 것은 오차가 크게 발생하는 것을 의미하고, 면적이 작은 확률 영역 내에서 단말의 위치를 특정하는 경우 오차가 작게 발생하는 것을 의미하므로, 확률 영역의 면적이 작을수록 신뢰도가 높은 것으로 처리된다.
위치 측정부(250)는 각 그룹의 확률 영역을 토대로, 이동단말(300)의 위치를 추정하는 기능을 수행한다. 상기 위치 측정부(250)는 확률 영역의 중심점을 각 그룹별로 산출하고, 이 중심점을 그룹별 이동단말(300)의 위치로서 추정한다. 즉, 위치 측정부(250)는 각 그룹별 확률 영역의 중심점을 산출하여, 각 그룹에 기초한 이동단말(300)의 위치를 복수 개로 추정할 수 있다. 이렇게 그룹별로 추정한 이동단말(300)의 위치 중에서, 위치 측정부(250)는 신뢰도가 가장 높은(즉, 확률 영역의 면적이 가장 작은) 그룹을 기초로 추정한 이동단말(300)의 위치를 이동단말(300)의 위치로 잠정적으로 결정할 수 있다.
위치 측정부(250)는 검증부(260)를 통해서 각 그룹의 신뢰도를 재평가를 수행하고, 검증부(260)에서 재평가한 그룹 신뢰도와 상기 신뢰도 평가부(240)에서 평가한 그룹별 신뢰도를 비교하여, 가장 높은 신뢰도를 가지는 그룹이 일치하면, 신뢰도가 가장 높은 그룹의 확률 영역 중심점(즉, 잠정적으로 결정한 위치)을 이동단말(300)의 최종 위치로서 확정한 후, 이 확정한 최종 위치를 지정된 목적지 단말 또는 서버로 제공할 수 있다. 또 다른 실시예로서, 위치 측정부(250)는 검증부(260)를 통해서 각 그룹의 신뢰도를 재평가를 수행하고, 신뢰도 평가부(240)에서 1차 평가한 그룹 중에서 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 검증부(260)에서 평가한 그룹 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 순위(예컨대, 2순위) 안에 드는 경우, 상기 잠정적으로 결정한 이동단말(300)의 위치(즉, 가장 높은 신뢰도를 가지는 그룹의 확률 영역 중심점)를 이동단말(300)의 최종 위치로서 확정한 후, 이 확정한 최종 위치를 지정된 목적지 단말 또는 서버로 제공할 수 있다.
한편, 위치 측정부(250)는 검증부(260)에서 재평가한 그룹 신뢰도와 상기 신뢰도 평가부(240)에서 평가한 그룹별 신뢰도를 비교하여, 가장 높은 신뢰도를 가지는 그룹이 일치하지 않거나, 신뢰도 평가부(240)에서 1차 평가한 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 검증부(260)에서 평가한 각 그룹의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 순위(예컨대, 2순위) 안에 포함되지 않은 경우, 외부 환경(예컨대, 전파 간섭, 전파 굴절), 단말 문제 등으로 인하여 무선신호 데이터에 오류가 발생한 것으로 판단하여, 잠정적으로 결정한 이동단말(300)의 위치를 폐기하고, 이동단말(300)의 최종적인 위치 결정을 보류한다.
검증부(260)는 신뢰도 평가부(240)에서 평가한 그룹별 신뢰도를 재평가하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 검증부(260)는 각 그룹에 기초하여 추정된 이동단말(300)의 위치(즉, 중심점)를 확인한다. 또한, 검증부(260)는 동일 그룹을 기준으로, 전파원 노드의 위치와 이동단말(300)의 위치(즉, 확률 영역의 중심점) 간의 거리를 각각 계산한 후, 계산된 거리를 합산하여 이동단말(300)의 위치와 각 전파원 노드의 거리가 합산된 제1총합을 각 그룹별로 계산한다. 즉, 검증부(260)는 위치 측정부(250)에서 추정한 그룹별 이동단말(300)의 위치와, 해당 그룹에 속하는 전파원 노드와 이동단말(300)의 위치 간의 거리의 총합을 그룹별로 계산한다.
또한, 검증부(260)는 수학식 1을 통하여 계산된 이동단말(300)과 각 전파원 노드별 의사거리를 확인하고, 동일 그룹에 포함되는 전파원 노드의 위치와 이동단말(300) 간의 의사거리를 합산하여 이동단말(300)과 각 전파원 노드의 의사리가 합산된 제2총합을 각 그룹별로 계산한다.
그룹별 제1총합, 제2총합의 계산이 완료되면, 검증부(260)는 동일 그룹을 기준으로 제1총합과 제2총합의 차이를 계산하여, 각 그룹별 신뢰도를 수치화하여 2차 평가한다. 여기서, 총합의 차이가 작을수록 신뢰도가 높고, 총합의 차이가 클수록 신뢰도가 낮다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측위 장치에서 복수의 무선신호 데이터를 분석하여 이동단말의 위치를 측위하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 데이터 수집부(210)는 복수의 무선신호 데이터가 포함된 수집 정보를 이동단말(300)로부터 수신하여 데이터베이스(270)에 저장한다(S501). 즉, 이동단말(300)은 현 위치에서 감지되는 기지국별 셀 식별정보와 무선신호 세기를 수집하고, 데이터 수집부(210)는 기지국 또는 중계기에서 발송하는 셀 식별정보와 무선신호 세기를 포함하는 무선신호 데이터가 복수 개로 기록되는 수집 정보를 이동단말(300)로부터 수신한다.
다음으로, 그룹 생성부(220)는 상기 수집 정보에 기록된 복수의 셀 식별정보를 토대로, 이동단말(300) 주변에 위치한 각각의 기지국(110, 120, 130)을 식별하고(S503), 각 기지국(110, 120, 130)과 연결되는 중계기가 존재하는지 여부를 데이터베이스(270)에서 확인한다.
이어서, 그룹 생성부(220)는 기지국(110, 120, 130)과 연결되는 중계기(111, 112, 121)가 존재하면, 동일한 커버리지를 형성하는 중계기와 기지국이 중첩되지 않고 서로 다른 그룹에 포함되며 그룹에 각기 다른 커버리지의 전파원 노드(즉, 기지국 또는 중계기)가 하나씩 소속되도록, 각각의 기지국과 중계기를 조합하여 중복되지 않은 복수의 그룹을 생성한다(S505). 이때, 상기 그룹 생성부(220)는 상기 수집 정보에 포함된 복수의 무선신호 데이터를 무선신호 세기 순으로 정렬하고, 이 정렬된 무선신호 데이터 중에서 일정 순위(예컨대, 3순위) 이내에 드는 무선신호 데이터를 선별한 후, 이 선별한 무선신호 데이터만을 이용하여 기지국(110, 120, 130)과 연결되는 중계기(111, 112, 121)를 확인하고 조합하여 복수의 그룹을 생성할 수 있다.
이렇게 전파원 노드(즉, 기지국 또는 중계기)들이 조합되어 복수의 그룹이 생성되면, 거리 계산부(230)는 그룹들 중에서 어느 하나에 포함된 전파원 노드와 이동단말(300) 간의 의사거리를 각각 계산한다(S507). 이때, 거리 계산부(230)는 수학식 1을 이용하여, 각 전파원 노드와 이동단말(300) 간의 거리를 계산할 수 있다.
다음으로, 신뢰도 평가부(240)는 상기 산출한 전파원 노드별 의사거리를 비선형 최소자승법을 적용하여, 이동단말(300)의 위치하는 복수의 근사 좌표(즉, 근사값) 그룹별로 추정한다. 그리고 신뢰도 평가부(240)는 그룹별로 추정한 복수의 근사 좌표를 토대로, 이동단말(300)이 위치할 수 있는 위치 분포를 나타내는 확률 영역을 그룹별로 생성하고 확률 영역의 면적을 계산함으로써, 각 그룹의 신뢰도를 수치화하여 1차 평가한다(S509). 여기서, 각 그룹의 신뢰도는 확률 영역의 면적이 작을수록 높다. 또한, 신뢰도 평가부(240)는 수학식 2 내지 수학식 6을 이용하여, 이동단말(300)이 위치할 수 있는 영역을 나타내는 확률 영역을 그룹별로 확인할 수 있다.
이어서, 위치 측정부(250)는 그룹별 확률 영역의 중심점을 산출하여, 각 그룹에 기초한 이동단말(300)의 위치를 그룹별로 추정한다. 그리고 위치 측정부(250)는 1차로 평가된 그룹별 신뢰도를 확인하고, 이 중에서 가장 높은 신뢰도를 가지는(즉, 확률 영역의 면적이 가장 작은) 그룹을 확인하고, 이 그룹의 확률 영역 중심점을 이동단말(300)의 위치로 잠정적으로 결정한다(S511, S513). 상기 잠정적으로 결정한 이동단말의 위치는 후술하는 바와 같이 검증 프로세스를 통해서 검증된다.
다음으로, 위치 측정부(250)는 1차 평가된 그룹의 신뢰도에 대한 재평가를 검증부(260)로 요구하고, 검증부(260)는 각 그룹의 신뢰도에 대한 2차 평가를 진행한다. 구체적으로, 검증부(260)는 동일 그룹에 포함되는 전파원 노드의 위치와 이동단말의 위치(즉, 확률 영역의 중심점) 간의 거리를 각각 계산한 후, 계산된 거리를 합산하여 이동단말(300)의 위치와 각 전파원 노드의 거리가 합산된 제1총합을 계산하여, 각 그룹별 제1총합을 산출한다. 또한, 검증부(260)는 수학식 1을 통하여 계산된 이동단말(300)과 각 전파원 노드별 의사거리를 확인하고, 동일 그룹에 포함되는 전파원 노드의 위치와 이동단말 간의 의사거리를 합산하여 이동단말(300)과 각 전파원 노드의 의사거리가 합산된 제2총합을 계산하여, 각 그룹별 제2총합을 산출한다. 다음으로, 검증부(260)는 동일 그룹을 기준으로 제1총합과 제2총합의 차이를 계산하여, 각 그룹별 신뢰도를 수치화하여 2차 평가한다(S515). 여기서, 총합의 차이가 작을수록 신뢰도가 높다.
위치 측정부(250)는 검증부(260)에서 2차 평가한 그룹 신뢰도와 신뢰도 평가부(240)에서 1차 평가한 그룹별 신뢰도를 비교하여, 1차 평가에서 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 2차 평가한 그룹들의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 임계순위(예컨대, 2순위) 안에 포함되는지 여부를 판별한다(S517).
다음으로, 위치 측정부(250)는 판별 결과, 1차 평가시에 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 2차 평가한 그룹들의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 임계순위(예컨대, 2순위) 안에 포함되면, S513 단계에서 잠정적으로 결정한 이동단말(300)의 위치를 최종 위치로서 확정한다(S519). 그리고 위치 측정부(250)는 상기 우선 확정한 최종 위치를 지정된 목적지 단말 또는 서버로 제공할 수 있다.
반면에, 위치 측정부(250)는 1차 평가시에 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 2차 평가한 그룹들의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 임계순위(예컨대, 2순위) 안에 포함되지 않으면, 외부 환경(예컨대, 전파 간섭, 전파 굴절), 단말 문제 등으로 인하여 무선신호 데이터에 오류가 발생한 것으로 판단하여, S513 단계에서 잠정적으로 결정한 이동단말(300)의 위치를 폐기하고, 이동단말(300)의 위치 측위를 실패 처리한다(S521). 즉, 위치 측정부(250)는 S513 단계에서 잠정적으로 결정한 이동단말(300)의 위치가, 신뢰도 재평가 결과 신뢰하지 못한 것으로 판단하여, 상기 잠정적으로 결정한 위치를 최종 위치로서 확정하지 않고 폐기 처리한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 중계기(111, 112, 121)가 설치된 이동통신 환경을 고려하여 전파원 노드들이 조합될 수 있는 그룹을 설정하고, 이 그룹별 신뢰도를 평가한 후 신뢰도가 가장 높은 그룹에 포함된 전파원 노드들을 토대로 이동단말(300)의 위치를 측위함으로써, 무선신호 기반의 위치 측위에 있어서의 정확도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 기지국에 중계기(111, 112, 121)가 연결되어 있는 경우, 이 중계기(111, 112, 121)를 하나의 전파원 노드로서 취급하고, 이 중계기(111, 112, 121)를 포함시켜 그룹을 설정하기 때문에, 이동단말(300)이 중계기(111, 112, 121)로부터 무선신호를 수신하더라도 이동단말(300)의 위치를 정확하게 파악할 수 있다.
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 111, 112, 121 : 중계기
200 : 위치 측정 서버 210 : 데이터 수집부
220 : 그룹 생성부 230 : 거리 계산부
240 : 신뢰도 평가부 250 : 위치 측정부
260 : 검증부 270 : 데이터베이스
300 : 이동단말

Claims (12)

  1. 이동통신 시스템에서 발생하는 무선신호를 분석하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법으로서,
    이동단말로부터 복수의 무선신호 데이터를 수신하는 단계;
    상기 무선신호 데이터를 분석하여 상기 이동단말의 주변에 형성되는 커버리지를 확인하고, 각 커버리지를 형성하는 전파원 노드인 중계기 또는 기지국을 선택하고 조합하여 복수의 그룹을 생성하되, 동일한 커버리지를 형성하며 서로 연결된 기지국과 중계기는 동일한 그룹에 포함되지 않고 서로 다른 그룹에 포함되도록 복수의 그룹을 생성하는 단계;
    상기 이동단말이 위치할 수 있는 확률 영역을 상기 생성한 그룹별로 확인하는 단계;
    상기 확률 영역에서 면적을 계산하여 상기 그룹별 신뢰도를 평가하는 단계; 및
    상기 그룹별 신뢰도가 가장 높은 그룹의 확률 영역을 확인하고, 이 확률 영역의 중심점을 상기 이동단말의 위치로서 결정하는 단계;를 포함하는 위치 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 생성한 그룹들에 포함된 전파원 노드와 상기 이동단말 간의 의사거리를 각각 계산하는 단계;
    상기 계산한 의사거리들을 비선형 최소자승법을 적용하여, 상기 이동단말이 위치할 수 있는 복수의 근사 좌표들을 그룹별로 추정하는 단계; 및
    상기 그룹별로 추정한 복수의 근사 좌표를 토대로, 상기 확률 영역을 그룹별로 확인하는 단계;를 포함하는 위치 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 평가하는 단계 이후에,
    그룹별 확률 영역의 중심점을 확인하는 단계;
    그룹의 확률 영역 중심점과 이 그룹의 포함된 각 전파원 노드 간의 거리를 합산하여 제1총합을 그룹별로 계산하는 단계;
    동일 그룹에 포함되는 전파원 노드의 위치와 상기 이동단말 간의 의사거리를 합산하여 제2총합을 그룹별로 계산하는 단계;
    동일 그룹을 기준으로 제1총합과 제2총합의 차이를 계산하여, 각 그룹별 신뢰도를 수치화하여 재평가하는 단계; 및
    상기 평가한 그룹별 신뢰도와 상기 재평가한 그룹별 신뢰도를 비교하여, 이 비교 결과에 따라 상기 결정한 이동단말의 위치를 최종적으로 확정하는 단계;를 더 포함하는 위치 측정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 최종적으로 확정하는 단계는,
    상기 평가한 그룹에서 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 상기 재평가한 그룹들의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 임계순위 안에 포함되는지 여부를 판별하여 포함되는 경우, 상기 결정한 이동단말의 위치를 최종적으로 확정하는 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 판별 결과, 상기 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 상기 재평가한 그룹들의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 임계순위 안에 미포함되는 경우, 상기 결정한 이동단말의 위치를 폐기하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 그룹을 생성하는 단계는,
    상기 복수의 무선신호 데이터를 무선신호 세기 순으로 정렬하고, 상기 정렬된 무선신호 데이터 중에서 사전에 설정된 순위 이내에 드는 무선신호 데이터를 선별한 후, 이 선별한 무선신호 데이터를 토대로 상기 이동단말의 주변에 형성되는 커버리지를 확인하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  7. 삭제
  8. 이동통신 시스템에서 발생하는 무선신호를 분석하여 이동단말의 위치를 측정하는 장치로서,
    이동단말로부터 복수의 무선신호 데이터를 수신하는 데이터 수집부;
    상기 무선신호 데이터를 분석하여 상기 이동단말의 주변에 형성되는 커버리지를 확인하고, 각 커버리지를 형성하는 전파원 노드인 중계기 또는 기지국을 선택하고 조합하여 복수의 그룹을 생성하되, 동일한 커버리지를 형성하며 서로 연결된 기지국과 중계기는 동일한 그룹에 포함되지 않고 서로 다른 그룹에 포함되도록 복수의 그룹을 생성하는 그룹 생성부;
    상기 이동단말이 위치할 수 있는 확률 영역을 상기 생성한 그룹별로 확인하고, 상기 확률 영역에서 면적을 계산하여 상기 그룹별 신뢰도를 평가하는 신뢰도 평가부; 및
    그룹별 신뢰도가 가장 높은 그룹의 확률 영역을 확인하고, 이 확률 영역의 중심점을 상기 이동단말의 위치로서 결정하는 위치 측정부;를 포함하는 위치 측정 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 그룹들에 포함된 전파원 노드와 상기 이동단말 간의 의사거리를 각각 계산하는 거리 계산부;를 더 포함하고,
    상기 신뢰도 평가부는,
    상기 계산한 의사거리들을 비선형 최소자승법을 적용하여, 상기 이동단말이 위치할 수 있는 복수의 근사 좌표들을 그룹별로 추정한 후, 상기 그룹별로 추정한 복수의 근사 좌표를 토대로 상기 확률 영역을 그룹별로 확인하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    그룹별 확률 영역의 중심점을 확인한 후, 그룹의 확률 영역 중심점과 이 그룹의 포함된 각 전파원 노드 간의 거리를 합산하여 제1총합을 그룹별로 계산하고, 동일 그룹에 포함되는 전파원 노드의 위치와 상기 이동단말 간의 의사거리를 합산하여 제2총합을 그룹별로 계산하며, 동일 그룹을 기준으로 제1총합과 제2총합의 차이를 계산하여 각 그룹별 신뢰도를 수치화하여 재평가하는 검증부;를 더 포함하고,
    상기 위치 측정부는,
    상기 평가한 그룹별 신뢰도와 상기 재평가한 그룹별 신뢰도를 비교하여, 이 비교 결과에 따라 상기 결정한 이동단말의 위치를 최종적으로 확정하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    상기 평가한 그룹에서 가장 신뢰도가 높은 그룹이, 상기 재평가한 그룹들의 신뢰도 순위 중에서 사전에 설정된 임계순위 안에 포함되는지 여부를 판별하여 포함되는 경우, 상기 결정한 이동단말의 위치를 최종적으로 확정하는 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  12. 삭제
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GB0410610D0 (en) * 2004-05-12 2004-06-16 Nokia Corp Locating mobile terminals
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