KR102468852B1 - Method and device for constructing 3d wireless mobile communication coverage map - Google Patents

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KR102468852B1
KR102468852B1 KR1020210067419A KR20210067419A KR102468852B1 KR 102468852 B1 KR102468852 B1 KR 102468852B1 KR 1020210067419 A KR1020210067419 A KR 1020210067419A KR 20210067419 A KR20210067419 A KR 20210067419A KR 102468852 B1 KR102468852 B1 KR 102468852B1
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wireless mobile
unmanned aerial
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communication coverage
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김성륜
서세진
김승환
국수진
백시훈
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

The disclosed technology relates to a method and a device for constructing a 3D wireless mobile communication coverage map. The method comprises the steps of: figuring out, by a model mounted on the unmanned aerial vehicle, a current location of an unmanned aerial vehicle; calculating, by the model, wireless mobile communication coverage performance corresponding to the current location; and predicting, by the model, the wireless mobile communication coverage performance of the next location by applying, as a weight of the result of calculating the wireless mobile communication coverage performance of the current location, an upper confidence bound calculated according to the wireless mobile communication coverage performance at the previous location of the unmanned aerial vehicle. The present invention provides live streaming of a high-definition video using the constructed wireless mobile communication performance map.

Description

3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR CONSTRUCTING 3D WIRELESS MOBILE COMMUNICATION COVERAGE MAP} 3D wireless mobile communication coverage map construction method and apparatus {METHOD AND DEVICE FOR CONSTRUCTING 3D WIRELESS MOBILE COMMUNICATION COVERAGE MAP}

개시된 기술은 무인비행체의 3차원 무선이동통신 커버리지 맵을 구축하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The disclosed technology relates to a method and apparatus for constructing a 3D wireless mobile communication coverage map of an unmanned aerial vehicle.

드론과 같은 무인비행체의 발달과 5G 네트워크의 보급으로 인하여 고해상도 항공 이미지를 실시간으로 제공하는 다양한 비행 업무를 수행하는 것이 가능하다. 예컨대, 드론을 이용하여 라이브 스트리밍을 수행할 수 있다. 그러나 이와 같은 고해상도의 이미지를 원활하게 제공하기 위해서는 3차원 셀룰러 범위에 대한 신뢰도가 뒷받침되어야 한다.Due to the development of unmanned aerial vehicles such as drones and the spread of 5G networks, it is possible to perform various flight tasks that provide high-resolution aerial images in real time. For example, live streaming may be performed using a drone. However, in order to smoothly provide such high-resolution images, reliability in the 3D cellular range must be supported.

최근 한국-유럽 5G 프로젝트와 관련하여 3차원 5G 커버리지 맵을 수동으로 구성하여 3D 커버리지에 대한 성능 맵을 구축하는 방법이 제시되었다. 일 실시예로, 일정 인터벌마다 측정한 무인비행체의 위치 정보에 대응하는 5G 커버리지 성능을 추정하여 각 위치 별 평균적인 성능을 예측함으로써 성능 맵을 구축하는 것이 가능하다. 그러나 이는 성능 맵에 대한 정확도 측면에 있어서는 좋은 방법일 수 있겠으나 맵 구축에 따른 시간과 비용이 대폭 증가하기 때문에 맵 구축의 효율성은 떨어지는 문제가 있었다.Recently, in relation to the Korea-Europe 5G project, a method of constructing a performance map for 3D coverage by manually constructing a 3D 5G coverage map has been proposed. As an embodiment, it is possible to build a performance map by estimating 5G coverage performance corresponding to location information of the unmanned aerial vehicle measured at regular intervals and predicting average performance for each location. However, this may be a good method in terms of accuracy of the performance map, but there is a problem in that the efficiency of map construction decreases because the time and cost of map construction increases significantly.

한국 등록특허 제10-2174205호Korean Patent Registration No. 10-2174205

개시된 기술은 무인비행체의 3차원 무선이동통신 커버리지 맵을 구축하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.The disclosed technology is to provide a method and apparatus for constructing a 3D wireless mobile communication coverage map of an unmanned aerial vehicle.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 1 측면은 무인비행체에 탑재된 모델이 상기 무인비행체의 현재 위치를 파악하는 단계, 상기 모델이 상기 현재 위치에 대응하는 무선이동통신 커버리지 성능을 계산하는 단계 및 상기 모델이 상기 무인비행체의 이전 위치에서의 무선이동통신 커버리지 성능에 따라 계산된 상위신뢰 한계도(Upper Confidence Bound, UCB)를 상기 현재 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 계산한 결과의 가중치로 적용하여 다음 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 예측하는 단계를 포함하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법을 제공하는데 있다.A first aspect of the technology disclosed to achieve the above technical problem is the step of determining the current location of the unmanned air vehicle by a model mounted on the unmanned air vehicle, and the step of calculating the wireless mobile communication coverage performance corresponding to the current location by the model. and the model applies an Upper Confidence Bound (UCB) calculated according to the wireless mobile communication coverage performance at the previous location of the unmanned aerial vehicle as a weight of the result of calculating the wireless mobile communication coverage performance at the current location. It is to provide a method for constructing a three-dimensional wireless mobile communication coverage map including the step of predicting the wireless mobile communication coverage performance of the next location by using the same.

상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 개시된 기술의 제 2 측면은 무인비행체에 탑재되고 기지국에 저장된 스트리밍 콘텐츠를 무선으로 수신하는 통신장치, 상기 무인비행체에 탑재되고 일정 주기마다 상기 무인비행체의 위치를 파악하는 GPS 센서, 상기 무인비행체에 탑재되고 상기 무인비행체의 무선이동통신 커버리지 성능을 계산하는 모델을 저장하는 저장장치 및 상기 모델을 이용하여 상기 무인비행체의 이전 위치에서의 무선이동통신 커버리지 성능에 따라 계산된 상위신뢰 한계도(Upper Confidence Bound, UCB)를 상기 무인비행체의 현재 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 계산한 결과의 가중치로 적용하여 다음 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 예측하는 프로세서를 포함하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 장치를 제공하는데 있다.The second aspect of the technology disclosed to achieve the above technical problem is a communication device mounted on an unmanned aerial vehicle and wirelessly receiving streaming content stored in a base station, and a GPS mounted on the unmanned aerial vehicle and grasping the position of the unmanned aerial vehicle at regular intervals. A sensor, a storage device mounted on the unmanned aerial vehicle and storing a model for calculating the wireless mobile communication coverage performance of the unmanned aerial vehicle, and a difference calculated according to the wireless mobile communication coverage performance at the previous location of the unmanned aerial vehicle using the model A 3D radio including a processor that predicts the wireless mobile communication coverage performance of the next location by applying the upper confidence bound (UCB) as a weight of the result of calculating the wireless mobile communication coverage performance of the current location of the unmanned aerial vehicle. An apparatus for constructing a mobile communication coverage map is provided.

개시된 기술의 실시 예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시 예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다. Embodiments of the disclosed technology may have effects including the following advantages. However, this does not mean that the embodiments of the disclosed technology must include all of them, so the scope of rights of the disclosed technology should not be understood as being limited thereby.

개시된 기술의 일 실시예에 따르면 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법 및 장치는 무인비행체가 최적의 무선이동통신 퍼포먼스를 나타낼 수 있는 성능 맵을 실시간으로 구축하는 효과가 있다.According to an embodiment of the disclosed technology, the method and apparatus for constructing a 3D wireless mobile communication coverage map has an effect of constructing a performance map in real time for an unmanned aerial vehicle to exhibit optimal wireless mobile communication performance.

또한, 커널 공간의 평균 UCB를 이용하여 무인비행체가 통신을 위한 최적의 위치를 자동으로 찾는 효과가 있다.In addition, there is an effect of automatically finding the optimal location for communication by using the average UCB of the kernel space.

또한, 구축된 무선이동통신 성능 맵을 이용하여 고화질 영상의 라이브 스트리밍을 제공하는 효과가 있다.In addition, there is an effect of providing live streaming of high-definition video using the constructed wireless mobile communication performance map.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 과정을 나타낸 도면이다.
도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법에 대한 순서도이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 장치에 대한 블록도이다.
도 4는 UCB 알고리즘에 따라 경로를 결정하는 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵을 나타낸 도면이다.
도 6은 각 알고리즘 별 성능을 평가한 것을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating a process of constructing a 3D wireless mobile communication coverage map according to an embodiment of the disclosed technology.
2 is a flowchart of a method for constructing a 3D wireless mobile communication coverage map according to an embodiment of the disclosed technology.
3 is a block diagram of an apparatus for constructing a 3D wireless mobile communication coverage map according to an embodiment of the disclosed technology.
4 is a diagram illustrating path determination according to the UCB algorithm.
5 is a diagram showing a 3D wireless mobile communication coverage map.
6 is a diagram showing evaluation of performance for each algorithm.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제 1 , 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the above terms, and are only used for the purpose of distinguishing one component from another. used only as For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 그리고 "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the terms used herein, singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. And the term "includes" means that the described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof exists, but one or more other features or number, step, operation component, or part. or the possibility of the presence or addition of combinations thereof.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. Prior to a detailed description of the drawings, it is to be clarified that the classification of components in the present specification is merely a classification for each main function in charge of each component. That is, two or more components to be described below may be combined into one component, or one component may be divided into two or more for each more subdivided function.

그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석되어야 할 것이다.In addition, each component to be described below may additionally perform some or all of the functions of other components in addition to its main function, and some of the main functions of each component may be performed by other components. Of course, it may be dedicated and performed by . Therefore, the existence or nonexistence of each component described through this specification should be interpreted functionally.

도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 과정을 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면 3차원 무선이동통신 커버리지 맵은 드론과 같이 3차원 공중 공간을 이동하는 무인비행체의 무선이동통신 성능을 유지하기 위해서 계산된다. 여기에서 무선이동통신은 고화질의 영상이나 고용량의 컨텐츠를 스트리밍할 수 있도록 빠른 데이터 전송률과 낮은 지연 시간을 보장하는 모바일 네트워크 내지는 차세대 네트워크일 수 있다. 이하부터는 설명의 편의성을 위해 5G 네트워크를 기준으로 설명한다.1 is a diagram illustrating a process of constructing a 3D wireless mobile communication coverage map according to an embodiment of the disclosed technology. Referring to FIG. 1, a 3D wireless mobile communication coverage map is calculated to maintain wireless mobile communication performance of an unmanned aerial vehicle moving in a 3D air space, such as a drone. Here, the wireless mobile communication may be a mobile network or a next-generation network that guarantees a fast data transmission rate and low latency so as to stream high-definition video or high-capacity contents. Hereinafter, for convenience of description, a description will be made based on a 5G network.

무인비행체는 5G 커버리지 맵을 구축하기 위한 모델을 탑재할 수 있으며 모델의 계산 결과에 따라 5G 성능이 저하되는 위치를 피해서 이동 경로를 결정할 수 있다. 여기에서 5G 성능을 유지하기 위한 이유는 기지국에서 전송되는 고화질 영상과 같은 콘텐츠를 복수의 사용자 단말기들에 실시간으로 스트리밍하기 위함이다. 복수의 사용자 단말기들은 지상에 위치한 사용자의 단말기들일 수도 있고 공중, 예컨대 비행중인 사용자가 소지한 단말기일 수도 있다. 특히, 공중에 위치한 사용자의 단말에서 스트리밍 서비스를 이용하는 경우 드론이 최적의 통신 위치로 이동할 필요성이 있다. 이를 위해서 통신 음영 구간과 같이 5G 성능이 저하되는 위치는 피하고 이동하는 무인비행체가 계속해서 균일한 5G 성능을 유지할 수 있는 위치를 추정하고자 한다.The UAV can load a model to build a 5G coverage map, and based on the calculation result of the model, it can determine a moving path avoiding locations where 5G performance deteriorates. The reason for maintaining 5G performance here is to stream content such as high-definition video transmitted from the base station to a plurality of user terminals in real time. The plurality of user terminals may be terminals of a user located on the ground or terminals possessed by a user in the air, for example, in flight. In particular, when a user's terminal located in the air uses a streaming service, there is a need for a drone to move to an optimal communication position. To this end, we try to avoid locations where 5G performance deteriorates, such as communication shaded sections, and estimate a location where a moving unmanned aerial vehicle can continue to maintain uniform 5G performance.

먼저, 무인비행체의 5G 커버리지 맵을 구축하기에 앞서 무인비행체에 탑재된 모델은 무인비행체의 현재 위치를 파악한다. 일 실시예로, 무인비행체의 GPS 정보를 이용하여 현재 위치를 파악할 수 있다. 모델과 마찬가지로 무인비행체의 몸체에는 GPS 센서가 탑재될 수 있으며 GPS 센서에서 전송되는 GPS 정보를 일정 주기마다 수신하여 실시간으로 이동중인 무인비행체의 현재 위치를 파악할 수 있다.First, prior to building the 5G coverage map of the unmanned aerial vehicle, the model mounted on the unmanned aerial vehicle identifies the current location of the unmanned aerial vehicle. In one embodiment, the current location may be determined using GPS information of the unmanned aerial vehicle. Similar to the model, a GPS sensor may be mounted on the body of the unmanned aerial vehicle, and the current position of the moving unmanned aerial vehicle may be grasped in real time by receiving GPS information transmitted from the GPS sensor at regular intervals.

한편, 모델은 GPS 정보에 따라 현재 무인비행체의 위치에 대응하는 5G 커버리지 성능을 계산한다. 5G 커버리지 성능은 Iperf-3과 같은 네트워크 성능 측정 도구를 이용하여 계산할 수 있다. 예컨대, Iperf-3을 이용하여 네트워크 대역폭을 측정하거나 시스템 디버그 데이터, SINR, 다운링크 처리량 등의 5G 모뎀 데이터를 수집하여 커버리지 성능을 계산할 수 있다. 당연하게도 무인비행체가 위치를 이동함에 따라 5G 커버리지 성능은 이전 위치와 유사한 수준으로 유지될 수도 있고 이전보다 성능이 떨어질 수도 있다. 특히 5G 네트워크의 경우 커버리지 맵이 특정 지역에 밀집해있는 경우가 많고 통신 음영지역이 구간 마다 존재할 수 있는데 이러한 위치를 지나는 경우 5G 성능이 저해될 수 있다.Meanwhile, the model calculates the 5G coverage performance corresponding to the current location of the unmanned aerial vehicle according to the GPS information. 5G coverage performance can be calculated using network performance measurement tools such as Iperf-3. For example, coverage performance can be calculated by measuring network bandwidth using Iperf-3 or collecting 5G modem data such as system debug data, SINR, and downlink throughput. Naturally, as the UAV moves from location to location, 5G coverage performance may remain at a similar level to the previous location or may be inferior to the previous location. In particular, in the case of 5G networks, coverage maps are often concentrated in specific areas, and communication shadow areas may exist for each section, and 5G performance may be impaired when passing through these locations.

따라서, 이러한 문제점을 방지하기 위해서 모델을 이용하여 드론이 이동할 다음 위치의 5G 커버리지 성능을 예측하고 해당 위치의 커버리지 성능에 따라 드론을 이동시킬 수 있다. 예컨대, 이전 위치에서의 5G 커버리지 성능에 따라 계산된 상위신뢰 한계도(Upper Confidence Bound, UCB)를 현재 위치의 5G 커버리지 성능을 계산한 결과의 가중치로 적용하여 다음 위치의 5G 커버리지 성능을 예측할 수 있다.Therefore, in order to prevent this problem, the 5G coverage performance of the next location to which the drone will move is predicted using the model, and the drone can be moved according to the coverage performance of the location. For example, the 5G coverage performance of the next location can be predicted by applying the Upper Confidence Bound (UCB) calculated according to the 5G coverage performance at the previous location as a weight of the result of calculating the 5G coverage performance of the current location. .

종래의 경우 수동으로 이동 경로를 설정하거나 통계적 모델을 이용하여 이동 경로를 설정하였다. 그러나 수동설정의 경우 코스트가 너무 많이 발생하는 문제가 있었으며 통계적 모델을 이용하는 경우에는 만족스럽지 못한 성능을 나타내는 경우가 많았다. 개시된 기술에서는 이러한 문제점을 해결하고자 상위신뢰 한계도를 응용하여 무인비행체의 5G 성능 맵을 구축한다. In the prior art, a movement route was manually set or a movement route was set using a statistical model. However, in the case of manual setting, there was a problem that the cost was too high, and in many cases, unsatisfactory performance was shown in the case of using a statistical model. In the disclosed technology, a 5G performance map of an unmanned aerial vehicle is built by applying an upper reliability limit to solve this problem.

UCB는 종래 MAB(Multi armed bandits) 문제를 기반으로 한 알고리즘이다. MAB는 복수의 슬롯머신들 중 최적의 수익을 얻을 수 있는 특정 슬롯머신을 결정하기 위해서 탐험(Exploration)과 활용(Exploitation)을 적절하게 이용하여 통계적 방법이 갖는 부정확성을 개선하는 것이 핵심이다. UCB도 MAB처럼 탐험에 대한 경험을 바탕으로 최적의 선택을 하는 것과 마찬가지로 무인비행체가 이동하는 위치에 대한 정보를 일정한 주기마다 획득하고 각 위치 별 5G 커버리지 성능을 이용하여 최적의 이동 경로를 선택하는 것이다. 무인비행체에 탑재된 모델은 드론이 이동한 이전 위치에 대한 UCB를 저장하고 있으며 이를 현재 위치의 5G 커버리지 계산 결과의 가중치로 이용할 수 있다. UCB 알고리즘에 따라 계산된 성능 맵은 라운드에서 특정 공간 채널 데이터의 신뢰 상한이 표시된(Labeled) 공간 행렬로 구성될 수 있다. UCB is an algorithm based on the conventional multi armed bandits (MAB) problem. The key to MAB is to improve the inaccuracy of statistical methods by appropriately using exploration and exploitation in order to determine a specific slot machine that can obtain the optimal profit among a plurality of slot machines. Just as UCB makes an optimal choice based on its experience of exploration like MAB, it acquires information on the location where the unmanned aerial vehicle is moving at regular intervals and selects the optimal route by using the 5G coverage performance for each location. . The model mounted on the unmanned aerial vehicle stores the UCB for the previous location where the drone moved, and it can be used as a weight for the 5G coverage calculation result of the current location. The performance map calculated according to the UCB algorithm may be composed of a spatial matrix labeled with an upper confidence limit of specific spatial channel data in a round.

한편, 모델은 이하의 수학식 1에 따라 UCB를 계산할 수 있다.Meanwhile, the model may calculate UCB according to Equation 1 below.

Figure 112021060488597-pat00001
Figure 112021060488597-pat00001

여기에서

Figure 112021060488597-pat00002
는 샘플 평균을 의미하고,
Figure 112021060488597-pat00003
는 공간
Figure 112021060488597-pat00004
의 샘플들의 개수를 의미하고,
Figure 112021060488597-pat00005
는 적게 탐험된(explored) 공간에 제공되는 보너스를 결정하는 파라미터를 의미한다. 즉, 무인비행체에 탑재된 모델은 아직 탐험하지 않은 공간에 가중치를 두어 3차원 공간에서 무인비행체의 이동 경로를 샘플링할 수 있다.From here
Figure 112021060488597-pat00002
is the sample mean,
Figure 112021060488597-pat00003
space
Figure 112021060488597-pat00004
means the number of samples of
Figure 112021060488597-pat00005
denotes a parameter that determines a bonus provided to a less explored space. That is, the model mounted on the unmanned aerial vehicle may sample the movement path of the unmanned aerial vehicle in the 3D space by placing a weight on an unexplored space.

한편, UCB를 이용하여 3차원 셀룰러 커버리지 맵을 샘플링하는 경우 특정 상황에서는 정확도가 떨어지는 문제가 있었다. 예컨대, 무인비행체가 5G 통신 범위의 음역지역(Hole)에 갇힌 경우에는 너무 근시적인 결과값을 계산할 수 있었다. 따라서 이러한 문제점을 극복하기 위해서 관심 공간의 주변 공간의 평균 채널 상태 정보(CSI)의 평균을 구하여 모델이 근시적인 결과값을 계산하지 않도록 할 수 있다. 모델은 커널 공간의 평균 UCB를 이용하여 무인비행체의 다음 위치를 결정할 수 있다.On the other hand, when sampling a 3D cellular coverage map using UCB, there is a problem of poor accuracy in certain situations. For example, when an unmanned aerial vehicle is trapped in a hole in the 5G communication range, it is possible to calculate too short-sighted results. Therefore, in order to overcome this problem, it is possible to prevent the model from calculating a myopic result value by obtaining the average of the average channel state information (CSI) of the space around the space of interest. The model can determine the next position of the UAV using the average UCB in kernel space.

한편, 모델은 이하의 수학식 2에 따라 커널 공간의 평균 UCB를 계산할 수 있다.Meanwhile, the model may calculate the average UCB of the kernel space according to Equation 2 below.

Figure 112021060488597-pat00006
Figure 112021060488597-pat00006

여기에서

Figure 112021060488597-pat00007
는 공간
Figure 112021060488597-pat00008
에 있는 커널의 공간 집합이고
Figure 112021060488597-pat00009
는 커널 내 공간의 개수를 의미한다. 모델은 무인비행체의 현재 위치에 대한 UCB에 주변의 성능치를 가산하여 다음 위치에 대한 5G 성능을 예측할 수 있다.From here
Figure 112021060488597-pat00007
space
Figure 112021060488597-pat00008
is the spatial set of kernels in
Figure 112021060488597-pat00009
denotes the number of spaces in the kernel. The model can predict 5G performance for the next location by adding the performance value of the surroundings to the UCB for the current location of the UAV.

한편, 이와 같이 5G 커버리지 성능을 예측하는 과정을 일정 횟수 반복하면 무인비행체에 대한 3차원 5G 성능 맵을 구축할 수 있다. 즉, 3차원 공간 상에서 무인비행체가 5G 커버리지를 고성능으로 지원할 수 있는 경로들를 추출(Sampling)할 수 있다. 무인비행체는 모델의 예측 결과에 따라 위치를 이동한 후 기지국에서 전송되는 스트리밍 콘텐츠를 수신할 수 있다. 무인비행체의 위치가 5G 커버리지 성능이 높은 위치이므로 수신된 스트리밍 콘텐츠를 이용하여 라이브 스트리밍을 할 수 있다.On the other hand, if the process of predicting 5G coverage performance is repeated a certain number of times, a three-dimensional 5G performance map for the unmanned aerial vehicle can be constructed. That is, in the 3D space, the unmanned aerial vehicle can extract (sampling) paths that can support 5G coverage with high performance. The UAV can receive streaming content transmitted from the base station after moving its position according to the prediction result of the model. Since the location of the unmanned aerial vehicle is a location with high 5G coverage performance, live streaming can be performed using the received streaming content.

도 2는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 3차원 5G 커버리지 맵 구축 방법에 대한 순서도이다. 도 2를 참조하면 3차원 5G 커버리지 맵 구축 방법은 드론에 탑재된 모델을 통해 수행될 수 있다. 모델은 종래의 MAB 알고리즘을 개선한 UCB 알고리즘에 해당하며 해당 알고리즘을 탑재한 디바이스가 무인비행체에 탑재될 수 있다. 그리고 무인비행체가 비행하는 중 실시간으로 이하의 방법들을 순차적으로 수행할 수 있다.2 is a flowchart of a method for constructing a 3D 5G coverage map according to an embodiment of the disclosed technology. Referring to FIG. 2 , a method of constructing a 3D 5G coverage map may be performed through a model mounted on a drone. The model corresponds to the UCB algorithm that has improved the conventional MAB algorithm, and a device equipped with the corresponding algorithm can be mounted on an unmanned aerial vehicle. In addition, the following methods may be sequentially performed in real time while the unmanned aerial vehicle is in flight.

210 단계에서 모델은 무인비행체의 현재 위치를 파악한다. 무인비행체에 탑재된 GPS 센서로부터 일정 주기마다 전송되는 GPS 정보를 이용하여 위치를 파악할 수 있다.In step 210, the model determines the current location of the unmanned aerial vehicle. The position can be determined using GPS information transmitted from a GPS sensor mounted on the unmanned aerial vehicle at regular intervals.

220 단계에서 모델은 무인비행체의 현재 위치에 대응하는 5G 커버리지 성능을 계산할 수 있다. 5G 커버리지 성능은 앞서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이 Iperf-3과 같은 네트워크 성능 측정 도구를 이용하여 계산할 수 있다.In step 220, the model may calculate 5G coverage performance corresponding to the current location of the unmanned aerial vehicle. 5G coverage performance can be calculated using a network performance measurement tool such as Iperf-3, as described above with reference to FIG.

230 단계에서 모델은 무인비행체의 이전 위치에서의 5G 커버리지 성능에 따라 계산된 상위신뢰 한계도(Upper Confidence Bound, UCB)를 현재 위치의 5G 커버리지 성능을 계산한 결과의 가중치로 적용하여 무인비행체의 다음 위치의 5G 커버리지 성능을 예측할 수 있다. 모델은 커널 공간의 평균 UCB를 이용하여 무인비행체의 다음 위치를 결정할 수 있다. 모델은 210 내지 230 단계를 일정 횟수 반복하여 무인비행체에 대한 3차원 5G 성능 맵을 구축할 수 있다. 그리고 무인비행체는 모델의 예측 결과에 따라 위치를 이동한 뒤, 기지국에서 전송되는 스트리밍 콘텐츠를 수신하여 라이브 스트리밍을 할 수 있다.In step 230, the model applies the Upper Confidence Bound (UCB) calculated according to the 5G coverage performance at the previous location of the UAV as a weight of the result of calculating the 5G coverage performance at the current location to determine the next location of the UAV. The 5G coverage performance of a location can be predicted. The model can determine the next position of the UAV using the average UCB in kernel space. The model may build a 3D 5G performance map for the unmanned aerial vehicle by repeating steps 210 to 230 a certain number of times. In addition, the unmanned aerial vehicle can perform live streaming by receiving streaming content transmitted from the base station after moving the position according to the prediction result of the model.

도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 3차원 5G 커버리지 맵 구축 장치에 대한 블록도이다. 도 3을 참조하면 3차원 5G 커버리지 맵 구축 장치(300)는 무인비행체에 탑재되는 5G 디바이스일 수 있으며 통신장치(310), GPS 센서(320), 저장장치(330) 및 프로세서(340)를 포함한다.3 is a block diagram of an apparatus for constructing a 3D 5G coverage map according to an embodiment of the disclosed technology. Referring to FIG. 3 , the 3D 5G coverage map construction apparatus 300 may be a 5G device mounted on an unmanned aerial vehicle and includes a communication device 310, a GPS sensor 320, a storage device 330 and a processor 340. do.

통신장치(310)는 기지국에 저장된 스트리밍 콘텐츠를 무선으로 수신한다. 기지국의 스트리밍 콘텐츠는 고화질 영상일 수 있으며 통신장치(310)는 무인비행체가 고화질 영상을 실시간으로 스트리밍할 수 있도록 기지국과 통신하는 장치 내지는 모듈일 수 있다.The communication device 310 wirelessly receives streaming content stored in the base station. The streaming content of the base station may be high-definition video, and the communication device 310 may be a device or module that communicates with the base station so that the unmanned aerial vehicle can stream high-definition video in real time.

GPS 센서(320)는 무인비행체에 탑재되며 일정 주기마다 무인비행체의 위치를 파악할 수 있다. GPS 센서는 일정한 궤도를 따라 움직이는 위성으로부터 전파를 수신하는 GPS 수신기를 이용할 수 있다. The GPS sensor 320 is mounted on the unmanned aerial vehicle and can determine the position of the unmanned aerial vehicle at regular intervals. The GPS sensor may use a GPS receiver that receives radio waves from satellites moving along a certain orbit.

저장장치(330)는 무인비행체의 5G 커버리지 성능을 계산하는 모델을 저장한다. 저장장치(330)에 저장된 모델은 사전에 학습된 일종의 강화학습 모델일 수 있다. 모델은 무인비행체의 이동경로 별 5G 커버리지 성능과 UCB를 학습하여 무인비행체의 다음 위치를 결정할 수 있다.The storage device 330 stores a model for calculating 5G coverage performance of an unmanned aerial vehicle. The model stored in the storage device 330 may be a kind of reinforcement learning model learned in advance. The model can determine the next location of the UAV by learning 5G coverage performance and UCB for each moving path of the UAV.

프로세서(340)는 모델을 이용하여 무인비행체의 이전 위치에서의 5G 커버리지 성능에 따라 계산된 상위신뢰 한계도(Upper Confidence Bound, UCB)를 무인비행체의 현재 위치의 5G 커버리지 성능을 계산한 결과의 가중치로 적용하여 다음 위치의 5G 커버리지 성능을 예측한다. 프로세서는 커널 공간의 평균 UCB를 이용하여 무인비행체의 다음 위치를 결정할 수 있으며 위치 결정에 따른 계산 과정을 반복함으로써 무인비행체에 대한 3차원 5G 성능 맵을 샘플링할 수 있다.The processor 340 uses the model to set the Upper Confidence Bound (UCB) calculated according to the 5G coverage performance at the previous location of the UAV to the weight of the result of calculating the 5G coverage performance at the current location of the UAV. Apply to predict the 5G coverage performance of the next location. The processor can determine the next position of the UAV using the average UCB in kernel space, and can sample a 3D 5G performance map for the UAV by repeating the calculation process according to the location determination.

한편, 상술한 바와 같은 3차원 5G 커버리지 맵 구축 장치(300)는 컴퓨터에서 실행될 수 있는 실행가능한 알고리즘을 포함하는 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현될 수도 있다. 상기 프로그램은 일시적 또는 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장되어 제공될 수 있다.Meanwhile, the 3D 5G coverage map building apparatus 300 as described above may be implemented as a program (or application) including an executable algorithm that can be executed on a computer. The program may be stored and provided in a temporary or non-transitory computer readable medium.

비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM (read-only memory), PROM (programmable read only memory), EPROM(Erasable PROM, EPROM) 또는 EEPROM(Electrically EPROM) 또는 플래시 메모리 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.A non-transitory readable medium is not a medium that stores data for a short moment, such as a register, cache, or memory, but a medium that stores data semi-permanently and can be read by a device. Specifically, the various applications or programs described above are CD, DVD, hard disk, Blu-ray disk, USB, memory card, ROM (read-only memory), PROM (programmable read only memory), EPROM (Erasable PROM, EPROM) Alternatively, it may be stored and provided in a non-transitory readable medium such as EEPROM (Electrically EPROM) or flash memory.

일시적 판독 가능 매체는 스태틱 램(Static RAM,SRAM), 다이내믹 램(Dynamic RAM,DRAM), 싱크로너스 디램 (Synchronous DRAM,SDRAM), 2배속 SDRAM(Double Data Rate SDRAM,DDR SDRAM), 증강형 SDRAM(Enhanced SDRAM,ESDRAM), 동기화 DRAM(Synclink DRAM,SLDRAM) 및 직접 램버스 램(Direct Rambus RAM,DRRAM) 과 같은 다양한 RAM을 의미한다.Temporary readable media include static RAM (SRAM), dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), double data rate SDRAM (DDR SDRAM), and enhanced SDRAM (Enhanced SDRAM). SDRAM, ESDRAM), Synchronous DRAM (Synclink DRAM, SLDRAM) and Direct Rambus RAM (DRRAM).

도 4는 UCB 알고리즘에 따라 경로를 결정하는 것을 나타낸 도면이다. 도 4는 실제 필드 데이터를 기반으로 시뮬레이션을 수행한 것을 나타낸 결과로, 무인비행체가 UCB에 따라 커버리지 맵을 갱신하여 이동 가능한 위치 중 첫 번째 위치(401)로 이동한 것을 가정한 것이다. 도 4에 도시된 5G NSA 필드 테스트는 동일한 크기의 GPS 고도 공간 150개를 사용하여 100m x 120m x 100m 의 3차원 공간에서 수행되었으며 각 공간에는 약 300개의 UL 대역폭을 측정하였으며 무인비행체에 장착된 5G 디바이스와 기지국에 있는 서버 간의 테스트를 통해 수행되었다.4 is a diagram illustrating path determination according to the UCB algorithm. FIG. 4 is a result of simulation based on actual field data, and it is assumed that the unmanned aerial vehicle moves to the first position 401 among movable positions by updating the coverage map according to the UCB. The 5G NSA field test shown in FIG. 4 was performed in a three-dimensional space of 100m x 120m x 100m using 150 GPS altitude spaces of the same size, and about 300 UL bandwidths were measured in each space. It was performed through a test between the device and the server in the base station.

도 5는 3차원 5G 커버리지 맵을 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)는 사전에 설정된 매뉴얼을 따라 샘플링된 맵을 나타낸 것이고, (b)는 통계적 샘플링에 따른 맵을 나타낸 것이고, (c)는 랜덤 워크 방식으로 샘플링된 맵을 나타낸 것이고, (d)는 UCB의 파라미터를 10으로 설정하여 샘플링된 맵을 나타낸 것이고 (e)는 UCB의 파라미터를 100으로 설정하여 샘플링된 맵을 나타낸 것이고 (f)는 커널 공간의 평균 UCB를 이용하여 샘플링된 맵을 나타낸 것이다. 참고로 UCB를 이용한 샘플링 방식을 MADUS(Multi Armed Drone UCB Sampling)이라고 하고, 커널 공간의 평균 UCB를 이용한 샘플링 방식을 K-MADUS(Kernelized-Multi Armed Drone UCB Sampling)이라고 한다.5 is a diagram illustrating a three-dimensional 5G coverage map. 5 (a) shows a map sampled according to a preset manual, (b) shows a map based on statistical sampling, (c) shows a map sampled by a random walk method, (d ) shows the sampled map by setting the UCB parameter to 10, (e) shows the sampled map by setting the UCB parameter to 100, and (f) shows the sampled map using the average UCB of kernel space. it is shown For reference, the sampling method using UCB is called MADUS (Multi Armed Drone UCB Sampling), and the sampling method using average UCB in kernel space is called K-MADUS (Kernelized-Multi Armed Drone UCB Sampling).

도 5와 같이 각 공간의 평균 업링크(Up Link) 처리 성능을 살펴보면 공급업체에서 제공한 지상파 커버리지 맵은 해당 지역이 완전히 커버된 것으로 표시되고 있으나 실제로는 고도에 따라 다를 수 있다. 이는 일반적인 지상파 사용자에게는 전혀 문제되지 않지만 공중에 위치한 사용자에게는 통신이 제한되는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 지상의 셀룰러 네트워크에서는 정상적인 커버리지 영역으로 처리되고 있지만 지상보다 높은 고도에 위치한 사용자에게는 프레임 드랍이 발생하는 음영지역일 수 있다. Looking at the average uplink processing performance of each space as shown in FIG. 5, the terrestrial coverage map provided by the supplier indicates that the corresponding area is completely covered, but it may actually vary depending on the altitude. Although this is not a problem for general terrestrial users, communication may be restricted for users located in the air. That is, although it is treated as a normal coverage area in a terrestrial cellular network, it may be a shadow area where frame drops occur for users located at a higher altitude than the ground.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 채널이 불량한 공간은 밝은 색의 구체로 표시되며 채널이 좋은 공간은 어두운 색의 구체로 표시된다. 공간에 대해 수집된 데이터의 양은 구의 크기로 표현된다. 구가 클수록 데이터의 양이 많은 것을 의미한다. 도 5와 같이 커널 공간의 평균 UCB를 이용하는 경우의 구체의 크기가 가장 큰 것으로 테스트되었다.On the other hand, as shown in FIG. 5 , a space having a poor channel is displayed as a light-colored sphere, and a space having a good channel is displayed as a dark-colored sphere. The amount of data collected about a space is expressed as the size of a sphere. The larger the sphere, the greater the amount of data. As shown in FIG. 5, the size of the sphere in the case of using the average UCB of the kernel space was tested to be the largest.

도 6은 각 알고리즘 별 성능을 평가한 것을 나타낸 도면이다. 순서대로 첫 번째는 통계적인 샘플링 결과이고 두 번째는 랜덤 워크 기반 샘플링 결과이고 세 번째는 UCB 기반 샘플링(MADUS) 결과이고 네 번째는 커널 공간의 평균 UCB를 이용한 샘플링(K-MADUS) 결과이다. 6 is a diagram showing evaluation of performance for each algorithm. In order, the first is a statistical sampling result, the second is a random walk-based sampling result, the third is a UCB-based sampling (MADUS) result, and the fourth is a sampling result using average UCB in kernel space (K-MADUS).

도 6과 같이 통계적 방식(Survey)과 무작위 방식을 기준으로 하여 MADUS 방식과 K-MADUS 방식을 비교하면 기준보다 더 효과적인 샘플링을 처리한 것을 확인할 수 있다. 통계적 방식은 앞서 도 5에서 일관된 구 크기로 표시된 것처럼 모든 지점을 공정하게 커버하는 전체 관심 영역에 걸쳐서 지그재그로 횡단하는 것으로 샘플링된다. 랜덤 워크 기반 샘플링은 동일한 확률로 무작위로 인접한 지점으로 이동하면서 샘플링된다. 반면, MADUS와 K-MADUS는 두 기준 방식 대비 Regret이 더 적게 나타나고 있으므로 효과적인 경로 샘플링을 수행한 것이다.As shown in FIG. 6, comparing the MADUS method and the K-MADUS method based on the statistical method (Survey) and the random method, it can be confirmed that sampling is more effective than the standard. The statistical method is sampled in a zig-zag traverse over the entire region of interest covering all points fairly, as indicated above by a consistent sphere size in FIG. 5 . In random walk-based sampling, sampling is performed while moving to randomly adjacent points with equal probability. On the other hand, since MADUS and K-MADUS show less Regret compared to the two standard methods, effective path sampling is performed.

한편, 근시안적인 MADUS의 단점을 극복하기 위해서 K-MADUS 커널은 현재 위치를 포함한 모든 인접 지점으로 설정될 수 있다. K-MADUS의 성능은 커널의 모양에 크게 좌우될 수 있다. 선택된 커널은 수렴 보장(Convergence Guarantee)을 글로벌 최대값으로 타협하여 이웃이 고성능을 나타내는 로컬 최대값으로 초고속 수렴을 가능하게 한다. 즉, 무인비행체의 주변 성능치를 가산하여 5G 커버리지 성능을 예측할 수 있다.On the other hand, in order to overcome the short-sightedness of MADUS, the K-MADUS kernel can be set to all neighboring points including the current location. The performance of K-MADUS can be highly dependent on the shape of the kernel. The selected kernel compromises the convergence guarantee to the global maximum, enabling ultra-fast convergence to the local maximum where the neighbor exhibits high performance. That is, the 5G coverage performance can be predicted by adding the surrounding performance values of the unmanned aerial vehicle.

도 6에서의 시뮬레이션은 실제 필드 데이터를 사용하여 수행된 것으로, 2,900회 샘플링 라운드를 실행하여 얻은 결과이다. 도 6에서 MADUS와 K-MADUS는 모두 처리량 관점에서 상술한 2가지 기준 방식보다 높은 성능을 나타내는 것으로 확인되었다. 즉, MADUS와 K-MADUS는 두 알고리즘 대비 더 나은 채널을 가진 공간을 찾는 것으로 해석할 수 있으며 이는 공간의 채널 정보를 더 빨리 학습하고 있다고 해석할 수 있다. The simulation in FIG. 6 was performed using actual field data, and is a result obtained by executing 2,900 sampling rounds. In FIG. 6, it was confirmed that both MADUS and K-MADUS exhibit higher performance than the above two reference methods in terms of throughput. That is, MADUS and K-MADUS can be interpreted as finding a space with a better channel compared to the two algorithms, which can be interpreted as learning the channel information of the space faster.

개시된 기술의 일 실시예에 따른 3차원 5G 커버리지 맵 구축 방법 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The method and apparatus for constructing a 3D 5G coverage map according to an embodiment of the disclosed technology have been described with reference to the embodiments shown in the drawings for better understanding, but this is merely an example, and those skilled in the art From this, it will be understood that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical scope of protection of the disclosed technology should be defined by the appended claims.

Claims (12)

무인비행체에 탑재된 모델이 상기 무인비행체의 현재 위치를 파악하는 단계;
상기 모델이 상기 현재 위치에 대응하는 무선이동통신 커버리지 성능을 계산하는 단계; 및
상기 모델이 상기 무인비행체의 이전 위치에서의 무선이동통신 커버리지 성능에 따라 계산된 상위신뢰 한계도(Upper Confidence Bound, UCB)를 상기 현재 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 계산한 결과의 가중치로 적용하여 다음 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 예측하는 단계;를 포함하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법.
Figuring out the current location of the unmanned aerial vehicle by a model mounted on the unmanned aerial vehicle;
calculating wireless mobile communication coverage performance corresponding to the current location by the model; and
The model applies the Upper Confidence Bound (UCB) calculated according to the wireless mobile communication coverage performance at the previous location of the unmanned aerial vehicle as a weight of the result of calculating the wireless mobile communication coverage performance at the current location A method for constructing a 3D wireless mobile communication coverage map comprising: predicting the wireless mobile communication coverage performance of the next location.
제 1 항에 있어서,
상기 모델은 일정 주기마다 상기 무인비행체에 탑재된 GPS 센서에서 전송되는 GPS 정보를 수신하고, 상기 GPS 정보에 따라 상기 무인비행체의 위치를 파악하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법.
According to claim 1,
The model receives GPS information transmitted from a GPS sensor mounted on the unmanned aerial vehicle at regular intervals, and determines the position of the unmanned aerial vehicle according to the GPS information.
제 1 항에 있어서,
상기 모델은 이하의 수학식 1에 따라 상기 상위신뢰 한계도를 계산하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법.
[수학식 1]

Figure 112021060488597-pat00010


(여기에서
Figure 112021060488597-pat00011
는 샘플 평균을 의미하고,
Figure 112021060488597-pat00012
는 공간
Figure 112021060488597-pat00013
의 샘플들의 개수를 의미하고,
Figure 112021060488597-pat00014
는 적게 탐험된(explored) 공간에 제공되는 보너스를 결정하는 파라미터를 의미함.)
According to claim 1,
The model is a 3D wireless mobile communication coverage map construction method for calculating the upper reliability limit according to Equation 1 below.
[Equation 1]

Figure 112021060488597-pat00010


(From here
Figure 112021060488597-pat00011
is the sample mean,
Figure 112021060488597-pat00012
space
Figure 112021060488597-pat00013
means the number of samples of
Figure 112021060488597-pat00014
denotes the parameter that determines the bonus given to less explored spaces.)
제 1 항에 있어서,
상기 모델은 커널 공간의 평균 UCB를 이용하여 상기 다음 위치를 결정하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법.
According to claim 1,
The model is a 3D wireless mobile communication coverage map construction method for determining the next location using an average UCB of kernel space.
제 4 항에 있어서,
상기 모델은 이하의 수학식 2에 따라 상기 커널 공간의 평균 UCB를 계산하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법.
[수학식 2]
Figure 112021060488597-pat00015


(여기에서
Figure 112021060488597-pat00016
는 공간
Figure 112021060488597-pat00017
에 있는 커널의 공간 집합이고
Figure 112021060488597-pat00018
는 커널 내 공간의 개수를 의미함.)
According to claim 4,
The model calculates the average UCB of the kernel space according to Equation 2 below.
[Equation 2]
Figure 112021060488597-pat00015


(From here
Figure 112021060488597-pat00016
space
Figure 112021060488597-pat00017
is the spatial set of kernels in
Figure 112021060488597-pat00018
means the number of spaces in the kernel.)
제 1 항에 있어서,
상기 모델은 상기 무선이동통신 커버리지 성능을 예측하는 과정을 일정 횟수 반복하여 상기 무인비행체에 대한 3차원 무선이동통신 성능 맵을 구축하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법.
According to claim 1,
The model builds a 3D wireless mobile communication performance map for the unmanned aerial vehicle by repeating the process of estimating the wireless mobile communication coverage performance a certain number of times.
제 1 항에 있어서,
상기 무인비행체는 상기 모델의 예측 결과에 따라 위치를 이동하면 기지국에 위치한 서버에서 전송되는 스트리밍 콘텐츠를 수신하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 방법.
According to claim 1,
Wherein the UAV receives streaming content transmitted from a server located in a base station when moving in position according to a prediction result of the model.
무인비행체에 탑재되고 기지국 내 서버에 저장된 스트리밍 콘텐츠를 무선으로 수신하는 통신장치;
상기 무인비행체에 탑재되고 일정 주기마다 상기 무인비행체의 위치를 파악하는 GPS 센서;
상기 무인비행체에 탑재되고 상기 무인비행체의 무선이동통신 커버리지 성능을 계산하는 모델을 저장하는 저장장치; 및
상기 모델을 이용하여 상기 무인비행체의 이전 위치에서의 무선이동통신 커버리지 성능에 따라 계산된 상위신뢰 한계도(Upper Confidence Bound, UCB)를 상기 무인비행체의 현재 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 계산한 결과의 가중치로 적용하여 다음 위치의 무선이동통신 커버리지 성능을 예측하는 프로세서;를 포함하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 장치.
A communication device mounted on an unmanned aerial vehicle and wirelessly receiving streaming content stored in a server in a base station;
a GPS sensor mounted on the unmanned aerial vehicle and determining the position of the unmanned aerial vehicle at regular intervals;
a storage device mounted on the unmanned aerial vehicle and storing a model for calculating wireless mobile communication coverage performance of the unmanned aerial vehicle; and
The result of calculating the wireless mobile communication coverage performance at the current location of the unmanned aerial vehicle using the upper confidence limit (UCB) calculated according to the wireless mobile communication coverage performance at the previous location of the unmanned aerial vehicle using the model. A processor for predicting the wireless mobile communication coverage performance of the next location by applying as a weight of ; a three-dimensional wireless mobile communication coverage map construction apparatus including a.
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는 이하의 수학식 1에 따라 상기 상위신뢰 한계도를 계산하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 장치.
[수학식 1]
Figure 112021060488597-pat00019


(여기에서
Figure 112021060488597-pat00020
는 샘플 평균을 의미하고,
Figure 112021060488597-pat00021
는 공간
Figure 112021060488597-pat00022
의 샘플들의 개수를 의미하고,
Figure 112021060488597-pat00023
는 적게 탐험된(explored) 공간에 제공되는 보너스를 결정하는 파라미터를 의미함.)
According to claim 8,
The processor calculates the upper reliability limit according to Equation 1 below.
[Equation 1]
Figure 112021060488597-pat00019


(From here
Figure 112021060488597-pat00020
is the sample mean,
Figure 112021060488597-pat00021
space
Figure 112021060488597-pat00022
means the number of samples of
Figure 112021060488597-pat00023
denotes the parameter that determines the bonus given to less explored spaces.)
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는 커널 공간의 평균 UCB를 이용하여 상기 무인비행체의 다음 위치를 결정하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 장치.
According to claim 8,
The processor determines the next position of the unmanned aerial vehicle using the average UCB of the kernel space.
제 10 항에 있어서,
상기 프로세서는 이하의 수학식 2에 따라 상기 커널 공간의 평균 UCB를 계산하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 장치.
[수학식 2]
Figure 112021060488597-pat00024


(여기에서
Figure 112021060488597-pat00025
는 공간
Figure 112021060488597-pat00026
에 있는 커널의 공간 집합이고
Figure 112021060488597-pat00027
는 커널 내 공간의 개수를 의미함.)
According to claim 10,
The processor calculates the average UCB of the kernel space according to Equation 2 below.
[Equation 2]
Figure 112021060488597-pat00024


(From here
Figure 112021060488597-pat00025
space
Figure 112021060488597-pat00026
is the spatial set of kernels in
Figure 112021060488597-pat00027
means the number of spaces in the kernel.)
제 8 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 무선이동통신 커버리지 성능을 예측하는 과정을 일정 횟수 반복하여 상기 무인비행체에 대한 3차원 무선이동통신 성능 맵을 구축하는 3차원 무선이동통신 커버리지 맵 구축 장치.
According to claim 8,
The processor constructs a 3D wireless mobile communication coverage map for the unmanned aerial vehicle by repeating the process of estimating the wireless mobile communication coverage performance a predetermined number of times.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Non-Patent Citations (1)

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Title
Sejin Seo 외 4명 "Constructing 3-dimension 5G coverage map for real-time airborne missions", Mobicon 20, sep 21-25, 2020 *

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