KR20080004066A - 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 이를 이용한 위치결정 시스템 - Google Patents

이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 이를 이용한 위치결정 시스템 Download PDF

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KR20080004066A
KR20080004066A KR20060062534A KR20060062534A KR20080004066A KR 20080004066 A KR20080004066 A KR 20080004066A KR 20060062534 A KR20060062534 A KR 20060062534A KR 20060062534 A KR20060062534 A KR 20060062534A KR 20080004066 A KR20080004066 A KR 20080004066A
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communication terminal
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이정근
이세문
권태경
김태일
하태준
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(주)래디안트
재단법인서울대학교산학협력재단
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본 발명은 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측위를 요청하는 이동 통신 단말기의 신호 패턴과 유사한 유사 신호 패턴을 패턴 데이터베이스에서 선별하고, 선별된 유사 신호 패턴을 이용하여 최종 위치를 결정하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 위치 결정 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 수집된 제1 신호 패턴 데이터들을 위치 정보와 연관하여 패턴 데이터베이스에 기록하고 유지하는 단계 - 상기 제1 신호 패턴 데이터들은 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -; 측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 제2 신호 패턴 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제2 신호 패턴 데이터는 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -; 상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 하기 수학식 1에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 단계; 및 선택된 상기 유사 신호 패턴 데이터에 기초하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이동 통신 단말기, 위치, 신호 패턴 데이터, GPS

Description

이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 이를 이용한 위치 결정 시스템{METHOD OF DETERMINING POSITION OF MOBILE COMMUNICATION TERMINAL AND SYSTEM FOR DETERMINING POSITION USING THE SAME}
도 1은 본 발명에 따른 위치 결정 시스템을 포함하는 네트워크 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 단말기로부터 수신된 제2 신호 패턴 데이터의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 일부 기지국으로부터 기지국 신호 강도가 수신되지 아니한 신호 패턴 데이터의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 6은 도 2에 도시된 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 7은 도 6에 도시된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
도 8은 도 2에 도시된 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 방법의 다른 예를 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 결정 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 10은 도 9에 도시된 유사 신호 패턴 선택부의 일례를 도시한 블록도이다.
도 11은 도 9에 도시된 위치 정보 생성부의 일례를 도시한 블록도이다.
도 12는 도 9에 도시된 위치 정보 생성부의 일례를 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
900: 위치 결정 시스템
910: 패턴 데이터베이스 920: 신호 패턴 수신부
930: 유사 신호 패턴 선택부 940: 위치 정보 생성부
950: 신호 패턴 수집부 960: 패턴 데이터베이스 관리부
본 발명은 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 측위를 요청하는 이동 통신 단말기의 신호 패턴과 유사한 유사 신호 패턴을 패턴 데이터베이스에서 선별하고, 선별된 유사 신호 패턴을 이용하여 최종 위치를 결정하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 위치 결정 시스템에 관한 것이다.
이동 통신 단말기의 위치를 이용하는 이동 통신 서비스 중의 하나로 위치기 반 서비스(LBS: Location Based Service)가 있다. 이는 이동 중인 사용자에게 유선 및 무선 통신을 통해 쉽고 빠르게 사용자의 위치와 관련된 다양한 정보를 제공하는 서비스를 의미한다. 위치기반 서비스는 긴급 상황이 발생했을 때 사고나 재난에 대응하기 위해 위치를 확인 및 추적하고 교통 정보나 주변지역 정보를 신속히 제공하거나 관광지 등 레저와 관련된 다양한 정보를 제공하는데 이용된다. 한층 더 나아가 지역 특산품이나 기념품 쇼핑, 현장 티켓팅 등 위치기반 모바일 커머스(mobile commerce)나 물류관제(화물 및 차량 추적) 서비스에 이르기까지 그 영역이 다양하다.
기존의 이동 통신망 기반의 위치 측위 방법은 셀 반경에 의존하는 방식인 Cell ID, TDOA(Time Difference of Arrival), GPS 등을 포함한다.
셀 반경에 의존하는 방식인 Cell ID 기법은 이동 통신 단말기에서 현재 통신 서비스 받고 있는 기지국의 위치를 이동 통신 단말기의 위치로 결정하는 기법이다. 이 기법은 이동 통신 단말기에서 통신 서비스 받을 수 있는 모든 지역에서 사용할 수 있다는 장점이 있지만, 기지국이 담당하는 셀의 범위가 넓기 때문에 정확도가 낮다는 단점이 있다. 또한, 셀 반경에 크게 의존함으로써 도심 외곽 지역 및 음영 지역과 같이 셀 반경이 넓은 지역에서는 이동 통신 단말기의 위치 정보에 있어서 과도한 오차를 발생시킨다. 또한, 각 기지국으로부터 수신되는 기지국 신호 정보의 수신 신호 세기가 가변적이기 때문에 처음 의도하는 정확도를 충분히 만족시키지 못하는 문제점이 있다. 삼각 측량법에 대입하는 방식인 TDOA(Time Difference of Arrival) 기법은 전파 신호가 전파되는 시간 정보를 이용하여 이동 통신 단말기 와 기지국 간의 거리를 계산하고, 주변 기지국들과의 거리를 이용하여 삼각 측량하는 기법이다. 이 기법은 단말이나 기지국에 별도의 장비가 추가되어야 한다는 단점이 있다. GPS 기법은 인공위성으로부터의 전송되는 신호를 이용하여 삼각 측량하는 기법으로, 오차가 적어 매우 정확한 위치를 측정할 수 있는 기법이고, 이동 통신 단말기에 GPS 모듈을 포함시켜서 이동 통신망에서도 사용할 수 있다. 이동 통신망에서는 GPS의 위치 결정 시간을 줄이기 위해 망의 지원을 받는 AGPS 기법이 사용된다. 이러한 AGPS 기법을 이용하여 측위하는 경우에 인공위성으로부터 신호 전송이 보장되지 않는 실내나 도심지에서 사용할 수 없고, 이동 통신 단말기에서 AGPS 모듈을 포함하지 않은 경우에는 APGS 기법을 이용하여 측위할 수 없다는 단점이 있다.
이외에도 신호가 수신되는 각도 정보를 이용하는 AOA기법도 있으나 정확한 기지국 안테나 각도 정보를 수집하고 유지하는 것은 망 사업자에게 추가 비용을 요구되며, 도심에서는 안테나 각도와 실제로 신호가 수신되는 각도 사이에 큰 차이가 발생하는 문제점이 있다.
이러한 기존 이동 통신망에서 사용되는 측위 기법들의 문제를 해결하기 위한 방법으로 패턴 매칭 기법이 등장하였다. 패턴 매칭 기법은 미리 지정된 위치들에 해당하여 전파 신호 패턴을 수집하고, 이를 이용하여 측위 하는 기법으로, 수집된 패턴들을 데이터베이스에 저장하고, 측위 대상 이동 통신 단말기로부터 수집된 신호 패턴과 가장 유사한 신호 패턴을 데이터베이스에서 검색하며, 검색된 해당 신호 패턴에 상응하는 위치를 측위 대상 이동 통신 단말기의 위치로 결정한다. 이 기법 은 미리 지정된 위치들에서 신호 패턴을 어느 정도의 밀도로 수집하느냐를 조절함으로써 정확도를 조절할 수 있고, 이동 통신망의 서비스를 받을 수 있는 모든 지역에서 사용할 수 있다. 패턴 매칭 기법의 대표적인 일례로 Microsoft의 RADAR와 GSM기반의 DCM을 들 수 있다. 그러나, 이러한 패턴 매칭 기법은 높은 측위 정확도를 기대할 수 있지만, 넓은 지역에 사용하는 경우 신호 패턴을 수집하는 비용이 크다는 단점이 있다. 더욱이 기지국 안테나의 위치, 방향, 주변 지형 지물의 변화에 따라 전파 환경이 지속적으로 변하기 때문에 패턴 데이터베이스를 주기적으로 업데이트하는 관리 비용이 소요되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 측위 요청하는 이동 통신 단말기의 신호 패턴 데이터와 패턴 데이터베이스에서 기록된 신호 패턴 데이터들 간에 유사도를 계량하여 유사도(또는 정확도)가 높은 유사 신호 패턴 데이터를 선택하고, 선택된 유사 신호 패턴 데이터를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하도록 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 이를 이용한 위치 결정 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 AGPS를 탑재한 이동 통신 단말기로부터 AGPS로부터 측위된 위치 정보 및 신호 패턴 데이터를 수집함으로써 종래의 패턴 매칭 기법을 사용하여 신호 패턴 데이터를 수집하는 경우에 발생하는 패턴 수집 비용 및 데이터베이스 관리 비용을 절감하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 패턴 데이터베이스에서 하나의 유사 신호 패턴 데이터가 아 닌 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하여 이동 통신 단말기의 최종 위치를 결정함으로써 일시적인 전파 변화에 따른 측위 결과의 오류를 감소시키는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 패턴 데이터베이스에 수집된 신호 패턴 데이터의 유사도(또는 정확도)가 떨어지는 경우에 제2 측위 방법을 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 측위함으로써 측위 결과의 정확도를 향상시키는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하고, 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 수집된 제1 신호 패턴 데이터들을 위치 정보와 연관하여 패턴 데이터베이스에 기록하고 유지하는 단계 - 상기 제1 신호 패턴 데이터들은 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -; 측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 제2 신호 패턴 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제2 신호 패턴 데이터는 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -; 상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 하기 수학식 1에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 단계; 및 선택된 상기 유사 신호 패턴 데이터에 기초하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하는 위치 결정 시스템은 수집된 제1 신호 패턴 데이터들을 위치 정보와 연관하여 기록하고 유지하는 패턴 데이터베이스 - 상기 제1 신호 패턴 데이터들은 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -; 측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 제2 신호 패턴 데이터를 수신하는 신호 패턴 수신부 - 상기 제2 신호 패턴 데이터는 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -; 상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 하기 수학식 1에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 유사 신호 패턴 선택부; 및 선택된 상기 유사 신호 패턴 데이터에 기초하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 위치 정보 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 위치 결정 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 위치 결정 시스템을 포함하는 네트워크 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동 통신망은 복수의 기지국을 포함하고, 사용자의 이동 통신 단말기(110)는 복수의 기지국으로부터 각각의 신호 패턴 데이터를 수신한다. 상기 "복수의 기지국"이라 함은 이동 통신 단말기가 현재 통신하고 있는 참조 기지국 및 주변 기지국을 포함하는 것으로, 이동 통신 단말기는 현재 위치하고 있는 셀 내의 기지국뿐만 아니라, 주위 셀 내의 기지국들로부터 복수의 신호 패턴 데이터를 지속적으로 수신하게 된다. 이 때, 이동 통신 단말기(110)는 측위를 요청하는 이동 통신 단말기로써 AGPS 탑재하지 않은 단말기일 수 있다. 이동 통신 단말기(110)는 수신된 제2 신호 패턴 데이터를 본 발명에 따른 위치 결정 시스템(120)으로 송신하며, 위치 결정 시스템(120)은 상기 이동 통신 단말기(110)로부터 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 하기 수학식 1에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 결정하도록 한다.
이 때, 상기 패턴 데이터베이스에는 AGPS(Assisted GPS) 탑재한 하나 이상의 이동 통신 단말기(130)로부터 수신된 위치 정보 및 신호 패턴 데이터를 기록할 수 있다. 즉, 위치 결정 시스템(120)은 AGPS(Assisted GPS) 탑재한 하나 이상의 이동 통신 단말기(130)에서 상기 AGPS(Assisted GPS)를 통해 측위된 위치 정보 및 상기 측위 시점에 기지국들로부터 이동 통신 단말기(130)에 수신된 신호 패턴 데이터를 상기 패턴 데이터베이스에 수집하여 기록할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 수집된 제1 신호 패턴 데이터들을 위치 정보와 연관하여 패턴 데이터베이스에 기록하고 유지한다.(S210) 상기 제1 신호 패턴 데이터들은 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 AGPS(Assisted GPS)를 탑재한 하나 이상의 제2 이동 통신 단말기에서 상기 AGPS(Assisted GPS)를 통해 측위된 위치 정보 및 상기 측위 시점에 기지국들로부터 상기 제2 이동 통신 단말기에 수신된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 상기 패턴 데이터베이스에 수집할 수 있다. 즉, 상기 패턴 데이터베이스에서는 AGPS(Assisted GPS)를 탑재한 하나 이상의 제2 이동 통신 단말기로부터 위치 정보 및 상기 제1 신호 패턴 데이터를 수집하여 기록함으로써 높은 정확도를 가진 위치 정보를 기록할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터가 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 제1 신호 패턴 데이터를 삭제할 수 있다. 일례로, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 일부 지역에서 AGPS 탑재한 제2 이동 통신 단말기를 소지한 사용자가 밀집되어 있는 경우에 상기 제2 이동 통신 단말기로부터 수신되는 위치 정보 및 제1 신호 패턴 데이터가 많기 때문에 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 삭제하도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 기지국 별로 각각의 상기 패턴 데이터베이스를 유지 하고, 지역별로 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 관리할 수 있다. 일례로, 일부 지역에서 상기 패턴 데이터베이스에 기록되는 데이터가 증가하여 상기 패턴 데이터베이스의 관리 비용이 증가할 수 있고, 상기 패턴 데이터베이스를 검색하는 시간이 증가할 수 있으므로 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 기지국 별로 각각의 상기 패턴 데이터베이스를 유지하고, 지역별로 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 관리할 수 있다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 제2 신호 패턴 데이터를 수신한다.(S220) 상기 제2 신호 패턴 데이터는 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 단말기로부터 수신된 제2 신호 패턴 데이터의 일례를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 수신된 상기 제2 신호 패턴 데이터에는 기지국(Cell ID 1)로부터 수신된 기지국 신호 강도(RSS) "-4.43", 기지국(Cell ID 2)로부터 수신된 기지국 신호 강도(RSS) "-7.23", 기지국(Cell ID 3)로부터 수신된 기지국 신호 강도(RSS) "-10.22", 기지국(Cell ID 4)로부터 수신된 기지국 신호 강도(RSS) "-15.46", 및 기지국(Cell ID 1)로부터 수신된 기지국 신호 강도(RSS) "-19.21"을 포함할 수 있다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 하기 수학식 1에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택한다.(S230)
Figure 112006048001474-PAT00001
(단, n은 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수),
Figure 112006048001474-PAT00002
: 측위 요청하는 이동 통신 단말기 A가 수신한 k번째 기지국 신호 강도,
Figure 112006048001474-PAT00003
: 제1 신호 패턴 데이터 중 k번째 기지국 신호 강도,
Figure 112006048001474-PAT00004
: 가중치)
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 거리 척도는 상기 수학식 1을 하기 수학식 2로 나눈 값에 따라 결정될 수 있다.
Figure 112006048001474-PAT00005
(단, n은 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수),
Figure 112006048001474-PAT00006
: 가중치)
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 p값을 조절하여 상기 기지국 신호 강도의 차이가 큰 기지국의 비중을 조절하고, 상기 Ck값을 조절하여 각 기지국 신호의 중요도를 조절할 수 있다. 일례로, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 p값을 크게 조절하여 상기 기지국 신호 강도의 차이가 큰 기지국의 비중이 크게 할 수 있다. 또한, 또 다른 예로 참조(Reference) 기지국으로부터 수신된 기지국 신호 강도에 상기 Ck값을 크게 조절하여 상기 기지국 신호의 중요도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 제1 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 신호 패턴 데이터에 포함된 기지국 신호 강도(RSS) 중 어느 하나 이상의 기지국 신호 강도(RSS)가 기지국으로부터 수신되지 아니한 경우, 상기 수신되지 아니한 기지국 신호 강도(RSS)에 홀(Hole) 상수 값을 적용하여 상기 거리 척도를 산출할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 거리 척도를 산출하기 위해서는 두 개의 신호 패턴 데이터에 동일한 하나 이상의 기지국으로부터 수신된 각각의 기지국 신호 강도를 포함하고 있어야 한다. 그러나, 일반적으로 이동 통신망 환경에서는 두 개의 신호 패턴 데이터가 동일한 하나 이상의 기지국들로부터 수신된 각각의 기지국 신호 강도를 포함하지 않는 경우가 많다. 따라서, 본 발명에 따르면 상기 거리 척도를 산출하기 위해서 두 개의 신호 패턴 데이터를 비교하여 일부 기지국으로부터 기지국 신호 강도가 수신되지 아니한 기지국 신호 강도(Hole)에 대하여 상기 홀(Hole) 상수 값을 적용할 수 있다.
한편, 상기 기지국으로부터 기지국 신호 강도가 수신되지 아니한 기지국 신호 강도(Hole)가 많을수록 두 개의 신호 패턴 데이터의 거리도 멀어지는 경향을 보인다. 따라서, 본 발명에 따르면 상기 기지국으로부터 기지국 신호 강도가 수신되지 아니한 기지국 신호 강도(Hole)가 많을수록 상기 산출된 거리 척도의 값은 증가하도록 상기 홀 상수 값을 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 홀 상수 값은 일반적으로 측정되는 기지국 신호 강도와 소정 크기 이상 차이 나는 값으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 홀 상수 값을 상기 일반적으로 측정되는 기지국 신호 강도와 소정 크기 이상 차이 나는 값으로 설정함으로써 상기 산출된 거리 척도의 값이 증가하도록 하는 효과가 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따르면 일부 기지국으로부터 기지국 신호 강도가 수신되지 아니한 신호 패턴 데이터의 일례를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 두 개의 신호 패턴 데이터인 "Pattern A"와 "Pattern B"에 포함된 기지국 신호 강도를 비교하면 "Pattern A"는 기지국(Cell id 3), 기지국 (Cell id 5)로부터 기지국 신호 강도가 수신되지 않았고, "Pattern B"는 기지국 (Cell id 4)로부터 기지국 신호 강도가 수시되지 않았다. 따라서, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 "Pattern A"에 포함된 기지국(Cell id 3), 및 기지국 (Cell id 5)에 해당하는 기지국 신호 강도에 각각 상기 홀 상수값 "-27.00"을 적용하고, "Pattern A"에 포함된 기지국(Cell id 4)에 해당하는 기지국 신호 강도에 상기 홀 상수값 "-27.00"을 적용할 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 소정의 기준에 따라 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 필터링할 수 있다.(S510) 즉, 일례로, 상업 지역의 경우에 주간과 야간의 유동 인구가 다르기 때문에 기지국으로부터 수신되는 기지국 신호 강도에 차이가 발생할 수 있다. 이에, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 측위를 원하는 시점과 유사한 시점에 수집된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 추출하도록 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 필터링할 수 있다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 필터링을 통하여 남은 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 상기 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하도록 할 수 있다.(S520)
다시 도 2를 참조하면, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 선택된 상기 유사 신호 패턴 데이터에 기초하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성한다.(S240)
도 6은 도 2에 도시된 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.(S610) 즉, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 임계치의 초과 여부에 따라 상기 제2 신호 패턴 데이터와 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 간의 유사도를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값은 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도를 측위를 원하는 상기 제2 신호 패턴 데이터를 구성하는 기지국의 개수로 나누어서 산출된 값일 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 방법의 일례를 도시한 흐름도이다.
상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 유사 신호 패턴 데이터에 대하여 하기 수학식 3 또는 하기 수학식 4에 따른 정규화 척도를 산출한다.(S710)
Figure 112006048001474-PAT00007
Figure 112006048001474-PAT00008
(n: 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수), m: 이동 통신 단말기 A와 B가 동일하게 수신한 기지국의 수(기지국 교집합의 수),
Figure 112006048001474-PAT00009
: 측위 요청하는 이동 통신 단말기 A가 수신한 k번째 기지국 신호 강도,
Figure 112006048001474-PAT00010
: 제1 신호 패턴 데이터 중 k번째 기지국 신호 강도, h: 이동 통신 단말기 A 와 B에 기지국 신호 강도(RSS)가 수신되지 아니한 홀(hole) 기지국 수,
Figure 112006048001474-PAT00011
: 가중치)
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 q값을 조절하여 상기 신호 패턴 데이터에 포함된 상기 홀(hole) 기지국 수의 비중을 조절할 수 있다. 즉, 상기 수학식 3를 이용하여 상기 정규화 척도를 산출하게 되면, 두 개의 신호 패턴 데이터에 동일하게 포함된 기지국 수가 상기 홀 기지국 수보다 많은 경우에 상기 정규화 척도에 상응하는 값이 불필요하게 커지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값을 이용하여 예상 오차 값을 산출하고, 상기 예상 오차 값을 포함하여 상기 측위 결과의 불확실성(Uncertainty) 정보를 제공할 수 있다. 상기 예상 오차 값은 산출된 정규화 척도에 상응하는 값과 오차 사이의 상관 관계를 이용한 소정의 수식을 통해 산출하거나, 또한, 기수집된 정규화 척도에 상응하는 값과 오차 사이의 상관표를 통해 산출될 수 있다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.(S720)
다시 도 6을 참조하면, 단계(S610)에서의 판단 결과, 상기 임계치를 초과하는 경우에 제2 측위 방법을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성한다.(S620)
또한, 단계(S610)에서의 판단 결과, 상기 임계치를 초과하지 않는 경우에는 상기 선택된 하나 이상의 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 이용하여 최종 위치 정보를 생성한다.(S630)
도 8은 도 2에 도시된 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 방법의 다른 예를 도시한 흐름도이다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 중 다른 유사 신호 패턴 데이터와 위치가 소정 레벨 이상 다른 유사 신호 패턴 데이터를 필터링하여 제외하도록 한다.(S810) 즉, 본 발명에 따른 상기 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 다시 한번 필터링하여 보다 정확한 유사 신호 패턴 데이터를 선별하도록 할 수 있다.
또한, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보를 조합하여 상기 최종 위치 정보를 생성하도록 한다.(S820)
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보의 무게 중심을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하도 록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 거리 척도에 근거하여 산출된 가중 평균을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하도록 할 수 있다.
도 9은 본 발명의 일실시예에 따른 위치 결정 시스템의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 9을 참조하면, 패턴 데이터베이스(910), 신호 패턴 수신부(920), 유사 신호 패턴 선택부(930), 위치 정보 생성부(940), 신호 패턴 수집부(950), 및 패턴 데이터베이스 관리부(960)를 포함한다.
패턴 데이터베이스(910)는 수집된 제1 신호 패턴 데이터들을 위치 정보와 연관하여 기록하고 유지한다. 상기 제1 신호 패턴 데이터들은 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함한다.
신호 패턴 수신부(920)는 측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 제2 신호 패턴 데이터를 수신한다. 상기 제2 신호 패턴 데이터는 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함한다.
유사 신호 패턴 선택부(930)는 상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 상기 수학식 1에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 를 선택한다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 거리 척도는 상기 수학식 1을 상기 수학식 2로 나눈 값에 따라 결정될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 유사 신호 패턴 선택부(930)는 상기 p값을 조절하여 상기 기지국 신호 강도의 차이가 큰 기지국의 비중을 조절하고, 상기 Ck값을 조절하여 각 기지국 신호의 중요도를 조절할 수 있다
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 유사 신호 패턴 선택부(930)는 상기 제1 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 신호 패턴 데이터에 포함된 기지국 신호 강도(RSS) 중 어느 하나 이상의 기지국 신호 강도(RSS)가 기지국으로부터 수신되지 아니한 경우, 상기 수신되지 아니한 기지국 신호 강도(RSS)에 홀(Hole) 상수 값을 적용하여 상기 거리 척도를 산출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 홀 상수 값은 일반적으로 측정되는 기지국 신호 강도와 소정 크기 이상 차이 나는 값으로 설정될 수 있다.
도 10은 도 9에 도시된 유사 신호 패턴 선택부의 일례를 도시한 블록도이다.
도 10을 참조하면, 유사 신호 패턴 선택부(930)는 제1 필터링부(1010)를 포함한다.
제1 필터링부(1010)는 소정의 기준에 따라 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 필터링하고, 유사 신호 패턴 선택부(930)는 상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 필터링을 통하여 남은 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 상기 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 위치 정보 생성부(940)는 선택된 상기 유사 신호 패턴 데이터에 기초하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성한다.
도 11은 도 8에 도시된 위치 정보 생성부의 일례를 도시한 블록도이다.
도 11를 참조하면, 위치 정보 생성부(940)는 임계치 초과 여부 판단부(1110)를 포함한다.
임계치 초과 여부 판단부(1110)는 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값은 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도를 측위를 원하는 상기 제2 신호 패턴 데이터를 구성하는 기지국의 개수로 나누어서 산출된 값일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 임계치 초과 여부 판단부(1110)는 상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 유사 신호 패턴 데이터에 대하여 상기 수학식 3 또는 상기 수학식 4에 따른 정규화 척도를 산출할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 위치 정보 생성부(940)는 상기 q값을 조절하여 상기 신호 패턴 데이터에 포함된 상기 홀(hole) 기지국 수의 비중을 조절할 수 있다. 즉, 상기 수학식 3를 이용하여 상기 정규화 척도를 산출하게 되면, 두 개의 신호 패턴 데이터에 동일하게 포함된 기지국 수가 상기 홀 기지국 수보다 많은 경우에 상기 정규화 척도에 상응하는 값이 불필요하게 커지는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 위치 정보 생성부(940)는 오차 값 제공부를 포함하고, 상기 오차 값 제공부는 산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값을 이용하여 예상 오차 값을 산출하고, 상기 예상 오차 값을 포함하여 상기 측위 결과의 불확실성(Uncertainty) 정보를 제공할 수 있다. 상기 예상 오차 값은 산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값과 오차 사이의 상관 관계를 이용한 수식으로부터도 산출할 수 있고, 또한, 기수집된 정규화 척도에 상응하는 값과 오차 사이의 상관 관계표를 통해 산출될 수 있다.
또한, 임계치 초과 여부 판단부(1110)는 산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단할 수 있다.
다시 도 9를 참조하면, 위치 정보 생성부(940)는 상기 판단 결과, 상기 임계치를 초과하는 경우에 제2 측위 방법을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성할 수 있다.
도 12는 도 9에 도시된 위치 정보 생성부의 일례를 도시한 블록도이다.
도 12를 참조하면, 위치 정보 생성부(940)는 제2 필터링부(1210)를 포함한다.
제2 필터링부(1210)는 상기 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 중 다른 유사 신호 패턴 데이터 간의 위치가 소정 레벨 이상 다른 유사 신호 패턴 데이터를 필터링하여 제외하고, 위치 정보 생성부(940)는 상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보를 조합하여 상기 최종 위치 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 위치 정보 생성부(940)는 상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보의 무게 중심을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 위치 정보 생성부(940)는 상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 거리 척도에 근거하여 산출된 가중 평균을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성할 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 신호 패턴 수집부(950)는 AGPS(Assisted GPS)를 탑재한 하나 이상의 제2 이동 통신 단말기에서 상기 AGPS(Assisted GPS)를 통해 측위된 위치 정보 및 상기 측위 시점에 기지국들로부터 상기 제2 이동 통신 단말기에 수신된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 패턴 데이터베이스(910)에 수집할 수 있다.
패턴 데이터베이스 관리부(940)는 패턴 데이터베이스(910)에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터가 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 제1 신호 패턴 데이터를 삭제할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 위치 결정 시스템(900)은 기지국 별로 각각의 상기 패턴 데이터베이스(910)를 유지하고, 지역별로 패턴 데이터베이스(910)에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 관리할 수 있다.
본 발명에 따른 위치 결정 시스템에서의 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그 램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 측위 요청하는 이동 통신 단말기의 신호 패턴 데이터와 패턴 데이터베이스에서 기록된 신호 패턴 데이터들 간에 유사도를 계량하여 유사도(또는 정확도)가 높은 유사 신호 패턴 데이터를 선택하고, 선택된 유사 신호 패턴 데이터를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하도록 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법 및 이를 이용한 위치 결정 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 AGPS를 탑재한 이동 통신 단말기로부터 AGPS로부터 측위된 위치 정보 및 신호 패턴 데이터를 수집함으로써 종래의 패턴 매칭 기법을 사용하여 신호 패턴 데이터를 수집하는 경우에 발생하는 패턴 수집 비용 및 데이터베이스 관리 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 패턴 데이터베이스에서 하나의 유사 신호 패턴 데이터가 아닌 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하여 이동 통신 단말기의 최종 위치를 결정함으로써 일시적인 전파 변화에 따른 측위 결과의 오류를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 패턴 데이터베이스에 수집된 신호 패턴 데이터의 유사도(또는 정확도)가 떨어지는 경우에 제2 측위 방법을 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 측위함으로써 측위 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.

Claims (35)

  1. 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법에 있어서,
    수집된 제1 신호 패턴 데이터들을 위치 정보와 연관하여 패턴 데이터베이스에 기록하고 유지하는 단계 - 상기 제1 신호 패턴 데이터들은 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -;
    측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 제2 신호 패턴 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제2 신호 패턴 데이터는 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -;
    상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 하기 수학식 1을 이용하여 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 단계; 및
    선택된 상기 유사 신호 패턴 데이터에 기초하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
    [수학식 1]
    Figure 112006048001474-PAT00012
    (단, n은 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수),
    Figure 112006048001474-PAT00013
    : 측위 요청하는 이동 통신 단말기 A가 수신한 k번째 기지국 신호 강도,
    Figure 112006048001474-PAT00014
    : 제1 신호 패턴 데이터 중 k번째 기지국 신호 강도,
    Figure 112006048001474-PAT00015
    : 가중치)
  2. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 거리 척도는
    상기 수학식 1을 하기 수학식 2로 나눈 값에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112006048001474-PAT00016
    (단, n은 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수),
    Figure 112006048001474-PAT00017
    : 가중치)
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 단계는
    상기 p값을 조절하여 상기 기지국 신호 강도의 차이가 큰 기지국의 비중을 조절하고, 상기 Ck값을 조절하여 각 기지국 신호의 중요도를 조절하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 거리 척도를 산출하는 단계는
    상기 제1 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 신호 패턴 데이터에 포함된 기지국 신호 강도(RSS) 중 어느 하나 이상의 기지국 신호 강도(RSS)가 기지국으로부터 수신되지 아니한 경우, 상기 수신되지 아니한 기지국 신호 강도(RSS)에 홀(Hole) 상수 값을 적용하여 상기 거리 척도를 산출하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 홀 상수 값은 일반적으로 측정되는 기지국 신호 강도와 소정 크기 이상 차이 나는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  6. 제1항 또는 2항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 단계는
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과, 상기 임계치를 초과하는 경우에 제2 측위 방법을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값은
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도를 측위를 원하는 상기 제2 신호 패턴 데이터를 구성하는 기지국의 개수로 나누어서 산출된 값인 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 단계는
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 유사 신호 패턴 데이터에 대하여 하기 수학식 3 및 하기 수학식 4 중 어느 하나에 따른 정규화 척도를 산출하는 단계; 및
    산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부 를 판단하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
    [수학식 3]
    Figure 112006048001474-PAT00018
    [수학식 4]
    Figure 112006048001474-PAT00019
    (n: 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수), m: 이동 통신 단말기 A와 B가 동일하게 수신한 기지국의 수(기지국 교집합의 수),
    Figure 112006048001474-PAT00020
    : 측위 요청하는 이동 통신 단말기 A가 수신한 k번째 기지국 신호 강도,
    Figure 112006048001474-PAT00021
    : 제1 신호 패턴 데이터 중 k번째 기지국 신호 강도, h: 이동 통신 단말기 A와 B에 기지국 신호 강도(RSS)가 수신되지 아니한 홀(hole) 기지국 수,
    Figure 112006048001474-PAT00022
    : 가중치)
  9. 제8항에 있어서,
    상기 q값을 조절하여 상기 신호 패턴 데이터에 포함된 상기 홀(hole) 기지국 수의 비중을 조절하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 단계는
    산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값을 이용하여 예상 오차 값을 산출하고, 상기 예상 오차 값을 상기 측위 결과의 불확실성(Uncertainty) 정보로 제공하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 단계는
    상기 유사 신호 패턴 데이터 중 다른 유사 신호 패턴 데이터와 위치가 소정 레벨 이상 다른 유사 신호 패턴 데이터를 필터링하여 제외하는 단계; 및
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보를 조합하여 상기 최종 위치 정보를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보를 조합하여 상기 최종 위치 정보를 생성하는 단계는
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보의 무게 중심을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치를 조합하여 상기 최종 위치 정보를 생성하는 단계는
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 거리 척도에 근거하여 산출된 가중 평균을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴 데이터베이스에 기록하고 유지하는 단계는
    AGPS(Assisted GPS)를 탑재한 하나 이상의 제2 이동 통신 단말기에서 상기 AGPS(Assisted GPS)를 통해 측위된 위치 정보 및 상기 측위 시점에 기지국들로부터 상기 제2 이동 통신 단말기에 수신된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 상기 패턴 데이터베이스에 수집하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 패턴 데이터베이스에 기록하고 유지하는 단계는
    상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터가 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 제1 신호 패턴 데이터를 삭제하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  16. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 패턴 데이터베이스를 유지하는 단계는
    기지국 별로 각각의 상기 패턴 데이터베이스를 유지하고, 지역별로 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 관리하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  17. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 단계는
    소정의 기준에 따라 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 필터링하는 단계; 및
    상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 필터링을 통하여 남은 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 상기 수학식에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
  18. 제1항의 방법을 실행하기 위한 프로그램이 기록되어 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체.
  19. 이동 통신 단말기의 위치를 결정하는 위치 결정 시스템에 있어서,
    수집된 제1 신호 패턴 데이터들을 위치 정보와 연관하여 기록하고 유지하는 패턴 데이터베이스 - 상기 제1 신호 패턴 데이터들은 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -;
    측위 요청하는 이동 통신 단말기로부터 제2 신호 패턴 데이터를 수신하는 신호 패턴 수신부 - 상기 제2 신호 패턴 데이터는 각각 하나 이상의 기지국에 상응하는 기지국 신호 강도(RSS)를 포함함 -;
    상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 하기 수학식 1에 따른 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 유사 신호 패턴 선택부; 및
    선택된 상기 유사 신호 패턴 데이터에 기초하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 위치 정보 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
    [수학식 1]
    Figure 112006048001474-PAT00023
    (단, n은 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수),
    Figure 112006048001474-PAT00024
    : 측위 요청하는 이동 통신 단말기 A가 수신한 k번째 기지국 신호 강도,
    Figure 112006048001474-PAT00025
    : 제1 신호 패턴 데이터 중 k번째 기지국 신호 강도,
    Figure 112006048001474-PAT00026
    : 가중치)
  20. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 거리 척도는
    상기 수학식 1을 하기 수학식 2로 나눈 값에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치 결정 방법.
    [수학식 2]
    Figure 112006048001474-PAT00027
    (단, n은 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수),
    Figure 112006048001474-PAT00028
    : 가중치)
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 유사 신호 패턴 선택부는
    상기 p값을 조절하여 상기 기지국 신호 강도의 차이가 큰 기지국의 비중을 조절하고, 상기 Ck값을 조절하여 각 기지국 신호의 중요도를 조절하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  22. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 유사 신호 패턴 선택부는
    상기 제1 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 신호 패턴 데이터에 포함된 기지국 신호 강도(RSS) 중 어느 하나 이상의 기지국 신호 강도(RSS)가 기지국으로부터 수신되지 아니한 경우, 상기 수신되지 아니한 기지국 신호 강도(RSS)에 홀(Hole) 상수 값을 적용하여 상기 거리 척도를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스 템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 홀 상수 값은 일반적으로 측정되는 기지국 신호 강도와 소정 크기 이상 차이 나는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  24. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 유사 신호 패턴 선택부는
    소정의 기준에 따라 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 필터링하는 제1 필터링부
    를 포함하고,
    상기 수신된 제2 신호 패턴 데이터 및 상기 필터링을 통하여 남은 제1 신호 패턴 데이터들에 대하여 상기 거리 척도를 산출하고, 상기 거리 척도를 이용하여 상기 제1 신호 패턴 데이터들 중 상기 제2 신호 패턴 데이터에 상응하는 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터를 선택하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  25. 제19항 또는 20항에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 임계치 초과 여부 판단부
    를 포함하고
    상기 판단 결과, 상기 임계치를 초과하는 경우에 제2 측위 방법을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도에 상응하는 값은
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 상기 거리 척도를 측위를 원하는 상기 제2 신호 패턴 데이터를 구성하는 기지국의 개수로 나누어서 산출된 값인 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 임계치 초과 여부 판단부는
    상기 선택된 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 및 상기 제2 유사 신호 패턴 데이터에 대하여 하기 수학식 3 또는 및 하기 수학식 4 중 어느 하나에 따른 정규화 척도를 산출하고, 산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값이 소정의 임계치를 초과하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
    [수학식 3]
    Figure 112006048001474-PAT00029
    [수학식 4]
    Figure 112006048001474-PAT00030
    (n: 이동 통신 단말기 A와 B가 수신한 기지국의 총 개수(기지국 합집합의 수), m: 이동 통신 단말기 A와 B가 동일하게 수신한 기지국의 수(기지국 교집합의 수),
    Figure 112006048001474-PAT00031
    : 측위 요청하는 이동 통신 단말기 A가 수신한 k번째 기지국 신호 강도,
    Figure 112006048001474-PAT00032
    : 제1 신호 패턴 데이터 중 k번째 기지국 신호 강도, h: 이동 통신 단말기 A 와 B에 기지국 신호 강도(RSS)가 수신되지 아니한 홀(hole) 기지국 수,
    Figure 112006048001474-PAT00033
    : 가중치)
  28. 제27항에 있어서,
    상기 q값을 조절하여 상기 신호 패턴 데이터에 포함된 상기 홀(hole) 기지국 수의 비중을 조절하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는
    산출된 상기 정규화 척도에 상응하는 값을 이용하여 예상 오차 값을 산출하고, 상기 예상 오차 값을 포함하여 상기 측위 결과의 불확실성(Uncertainty) 정보를 제공하는 오차 값 제공부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  30. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는
    상기 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 중 다른 유사 신호 패턴 데이터 간의 위치가 소정 레벨 이상 다른 유사 신호 패턴 데이터를 필터링하여 제외하는 필터링부
    를 포함하고,
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보를 조합하여 상기 최종 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  31. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는
    상기 하나 이상의 유사 신호 패턴 데이터 중 다른 유사 신호 패턴 데이터 간의 위치가 소정 레벨 이상 다른 유사 신호 패턴 데이터를 필터링하여 제외하는 필터링부
    를 포함하고,
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터의 위치 정보를 조합하여 상기 최종 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 거리 척도에 근거하여 산출된 가중 평균을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 위치 정보 생성부는
    상기 필터링을 통하여 남은 유사 신호 패턴 데이터에 해당하는 거리 척도에 근거하여 산출된 가중 평균을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 최종 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 위치 결정 시스템은
    상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터가 일정 시간이 경과하는 경우, 상기 제1 신호 패턴 데이터를 삭제하는 패턴 데이터베이스 관리부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  35. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 위치 결정 시스템은
    기지국 별로 각각의 상기 패턴 데이터베이스를 유지하고, 지역별로 상기 패턴 데이터베이스에 기록된 상기 제1 신호 패턴 데이터를 관리하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
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KR101135211B1 (ko) * 2009-10-16 2012-04-19 한국과학기술원 온라인 전기자동차의 자기장 통신 방법 및 시스템

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