KR20110082044A - 장치의 자동 할당을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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레이 펭
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

장치 할당을 위해 큰 규모로 존재하는 토폴로지 그래프의 낮은 정확도, 높은 계산 복잡도 및 낮은 할당 성공률의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 장치들의 자동 할당을 위한 방법들 및 장치들을 제안한다. 본 발명의 양태에 따르면, 각 타깃 장치와 참조 장치들 사이의 측정 거리 관련 정보 및 할당 노드들에 대응하는 타깃 장치들과 참조 장치들 사이의 가정 거리 관련 정보를 비교한 다음, 가장 작은 차이를 갖는 타깃 장치를 할당 노드들에 대응하는 것으로 선택함으로써, 장치들의 할당 정확도가 향상되고; 본 발명의 다른 양태에 따르면, 복수의 참조 장치에 기초하여, 큰 안전 마진을 가지고 복수의 할당 노드에 있는 복수의 타깃 장치를 동시에 결정함으로써, 할당 복잡도가 감소하며; 본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 큰 토폴로지 그래프를 블록들로 분할하고 하위 토폴로지 블록들을 할당 및 검증함으로써, 하위 토폴로지 블록들의 할당 정확도가 향상되며, 오차 분산이 회피되어, 토폴로지 그래프의 전체 할당 성공률이 증가한다.

Description

장치의 자동 할당을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATIC ASSIGNING OF DEVICES}
본 발명은 장치들의 자동 할당에 관한 것으로, 구체적으로는 무선 기술에 기초하여 장치들을 자동으로 할당하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
오늘날에는 조명, 장식 또는 디스플레이 기능과 같은 복수의 기능을 제공하기 위해 매우 많은 개수의 조명 장치로 구성되는 어레이들과 같은 장치 어레이들이 다양한 건물 및 영역에 큰 규모로 배치된다. 건물 관리 시스템과 같은 시스템은 조명 장치 어레이의 원격 모니터링 및 관리, 각각의 조명 장치의 켜짐, 꺼짐의 제어 및 이것의 조명 모드의 스위칭 등을 행한다. 조명, 장식 또는 디스플레이와 같은 복수의 기능을 향상시키기 위해, 시스템은 정확하게 각 조명 장치의 위치, 예컨대 각 장치의 고유 식별자(Unique Identification, 약칭 UID)와 이것의 설계 토폴로지 그래프(topological graph) 상의 설치 노드 위치 사이의 대응 관계를 획득하여 상이한 노드 위치에 있는 모든 조명 장치에게 상이한 명령을 송신하고 그에 따라 원하는 조명, 장식 및 디스플레이 기능을 실현할 수 있어야 한다. 시스템에 의해 획득된 각 장치의 위치가 이것의 실제 물리적 위치가 아닌 경우, 이는 조명 어레이가 적절하게 동작하지 않게 만들 수 있다. 장치 어레이의 정상 동작 전에 수행되는 장치 어레이의 할당은 이러한 문제를 해결하기 위한 목적으로 각 장치가 토폴로지 그래프 내의 알려진 하나의 노드에 대응하게 만들기 위한 것이다.
장치 어레이 내의 많은 개수의 장치로 인해, 수동 할당을 수행하기가 매우 어렵고, 그렇게 하는 경우 오차가 쉽게 발생할 수 있다. 따라서, 상술한 할당 작업은 공중에서의 무선 신호의 전파 특성을 이용함으로써 수행될 수 있다; 예컨대, 자동 할당은 장치들 사이의 거리에 관해 획득된 정보에 기초하여 삼각 측량 기술에 의해 수행될 수 있다. 거리 관련 정보는 수신 신호 강도 지표(Received Signal Strength Indication, 약칭 RSSI) 또는 무선 신호의 전달 시간(time of flight)과 같은 전송 파라미터들을 통해 획득될 수 있다. RSSI 또는 전달 시간을 측정함으로써, 할당을 수행하도록 두 개의 장치들 사이의 거리가 간접적으로 획득될 수 있다. 그러나, 종래 기술에서 몇몇 문제에 봉착했다. 첫 번째 문제는 장치의 할당 정확도이다. 무선 신호의 전송은 많은 요인에 의해 영향을 받으므로, 같은 거리에 있는 두 개의 장치들 사이의 전송 파라미터들은 안테나들의 상이한 이득 또는 상이한 간섭의 경우에 상이한 다중 경로 환경에서 큰 편차를 야기할 수 있는데, 이는 전송 파라미터들에 의해 결정되는 거리가 큰 오차를 포함하게 만들어 할당 정확도에 영향을 미칠 수 있다. 두 번째 문제는 2 이상의 차원을 갖는 공간에 대해 모든 두 개의 장치들 사이의 거리에 관한 정보에 기초하여 전체 토폴로지 그래프 내의 모든 장치의 위치를 결정하는 것은 어려운 비결정성 다항식(nondeterministic polynomial, 약칭 NP) 문제가 된다는 점이다. 계산 복잡도는 영역 내의 장치의 개수에 따라 기하급수적으로 증가할 것이다. 세 번째 문제는 장치 어레이의 장치의 개수가 매우 큰 경우 전체 토폴로지 그래프에서의 할당 오차 확률이 증가할 것이고 잘못된 할당은 오차 분산(error dispersion)을 야기하여 더 많은 할당 오차를 초래할 것이라는 점이다.
상술한 종래 기술의 단점을 없애기 위해, 장치 할당 프로세스의 정확도를 증가시키고, 할당의 계산 복잡도를 감소시키며, 전체 토폴로지 그래프의 할당 성공률을 향상시키는 것은 해결될 필요가 있는 본 기술 분야의 몇몇 기술적 문제들이다. 이른바 장치는 상술한 조명 장치들을 포함하고, 또한 온도 조절 장치 및 오디오 재생 장치 등을 포함한다.
상술한 하나 이상의 문제에 더 잘 대처하기 위해, 본 발명의 양태의 실시예에 따르면, 토폴로지 그래프 내의 각 타깃 장치의 위치를 결정하는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 a. 적어도 두 개의 참조 장치와 각 타깃 장치 사이에 무선 접속을 확립하는 단계(상기 토폴로지 그래프 내의 상기 참조 장치들 각각의 위치는 알려져 있고, 상기 토폴로지 그래프는 복수의 노드의 위치 정보를 포함함); b. 상기 무선 접속에 기초하여 상기 적어도 두 개의 참조 장치에 대한 각 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보를 측정하고 거리 참조 정보를 획득하는 단계; 및 c. 상기 거리 참조 정보에 기초하여 각 타깃 장치가 상기 노드들의 위치 중 어느 것에 대응하는지를 결정하는 단계를 포함한다.
일 양태의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 단계 b는 각 타깃 장치가 상기 토폴로지 그래프 내의 할당 노드의 위치에 있다는 가정 하에 상기 적어도 두 개의 참조 장치에 대한 각 타깃 장치의 가정 거리 관련 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는데, 각 타깃 장치에 대응하여 상기 거리 참조 정보는 상기 측정 거리 관련 정보와 상기 할당 노드에 대한 상기 가정 거리 관련 정보 사이의 차이를 포함하고; 상기 단계 c는 상기 할당 노드에 대해 하나 이상의 타깃 장치 중에서 상기 가정 거리 관련 정보와 상기 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 상대적으로 더 작은 하나의 타깃 장치를 상기 할당 노드에 대응하는 타깃 장치로서 선택하는 단계를 더 포함한다.
다른 양태의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 토폴로지 그래프 내의 각 노드의 위치는 격자형이며, 상기 단계 b는 상기 타깃 장치들 중 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치로 구성되는 모든 후보 그룹을 열거하는 단계 및 상기 적어도 두 개의 참조 장치에 대한 각 후보 그룹의 상기 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보의 수학적 조합을 미리 정의된 조합 규칙에 따라 결정하는 단계를 포함하고, 상기 거리 참조 정보는 모든 후보 그룹의 대응하는 수학적 조합을 포함하고; 상기 단계 c는 c1. 모든 후보 그룹의 대응하는 수학적 조합에 기초하여, 미리 정의된 규칙에 따라 하나의 타깃 후보 그룹을 선택하고, 상기 타깃 후보 그룹의 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치를 상기 적어도 두 개의 참조 장치에 이웃하는 미리 정의된 개수의 복수의 할당 노드에 대응하는 선택 장치들로서 선택하는 단계 및 c2. 상기 적어도 두 개의 참조 장치 중 적어도 하나에 대한 미리 정의된 복수의 선택 장치의 상기 측정 거리 관련 정보에 기초하여, 상기 미리 정의된 개수의 복수의 선택 장치 각각이 어느 할당 노드에 대응하는지를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 양태의 실시예에 따르면, 토폴로지 그래프 내의 각각의 타깃 장치의 위치를 결정하는 방법이 제공되는데, 상기 토폴로지 그래프는 복수의 노드의 위치 정보를 포함하고, 상기 방법은 A. 할당될 특정 개수의 하위 토폴로지 블록으로 상기 토폴로지 그래프를 분할하고 참조 블록을 결정하는 단계(상기 참조 블록은 할당될 상기 하위 토폴로지 블록들 중 하나 이상에 인접함); B. 할당될 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들에 인접하는 상기 참조 블록의 참조 장치들을 최초 참조 장치들로서 취하고, 최초 할당 방법을 이용하여 최초 할당을 수행하며, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들의 각 노드에 대응하는 상기 타깃 장치들의 존재를 추정하는 단계; C. 상기 최초 참조 장치들과 상이한 검증 참조 장치들 및/또는 상기 최초 할당 방법과 상이한 검증 할당 방법을 이용하여 검증 할당을 수행하고 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들의 각 노드에 각각 대응하는 상기 타깃 장치들의 존재를 추정하는 단계; D. 상기 검증 할당의 추정 결과가 상기 최초 할당의 결과와 동일한 경우, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록이 할당되었다고 판단하고, 그렇지 않으면 상기 타깃 하위 토폴로지 블록이 할당될 것으로 남아 있다고 판단하는 단계; 및 E. 할당된 상기 하위 토폴로지 블록들 전부를 참조 블록들로서 취하고, 할당될 모든 다른 하위 토폴로지 블록들을 할당하기 위해 상기 단계 B 내지 D를 반복하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 양태와 연관된 방법 또는 장치에 따르면, 장치가 할당 노드들에 대응한다는 가정 하에 가정 거리 관련 정보와 실제 측정을 통해 획득된 측정 거리 관련 정보를 비교함으로써, 가정된 정보와 측정된 정보 사이의 차이가 가장 작은 타깃 장치들이 할당 노드들에 대응하는 것으로서 선택되고, 상기 할당은 강한 장애 허용 능력을 가지며, 장치의 할당 정확도가 실질적으로 향상되고; 본 발명의 다른 양태와 관련된 방법 또는 장치에 따르면, 복수의 참조 장치에 기초하는 큰 안전 마진(safety margin)을 가지고 복수의 노드에 대응하는 복수의 타깃 장치를 결정함으로써, 할당의 계산 복잡도가 감소되고 장치의 할당 정확도가 향상되며; 다른 양태와 관련된 방법 또는 장치에 따르면, 토폴로지 그래프를 하위 토폴로지 블록들로 분할하고 각 하위 토폴로지 블록을 각각 할당 및 검증함으로써, 하위 토폴로지 블록들의 할당 성공률이 증가하고 하위 토폴로지 블록들에서의 장치 할당 오차에 의해 야기되는 오차 분산이 회피되어 토폴로지 그래프의 할당 성공률이 증가한다.
본 발명의 이러한 특징들 및 다른 특징들이 아래의 실시예 부분에서 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 특징, 목적 및 장점은 첨부된 도면들을 참조하여 비한정적인 예시 실시예들에 관한 아래의 상세한 설명에 의해 보다 쉽게 이해될 것이다. 도면들에서, 동일 또는 유사한 참조 부호들은 동일 또는 유사한 수단을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조명 영역의 토폴로지 그래프를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 조명 영역 내의 설치된 조명 장치 및 각 노드 내의 주요 컴포넌트들의 블록도이다.
도 3은 인터페이스를 통한 자동 할당 시스템과 무선 네트워크 사이의 접속을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동 할당 시스템을 통해 토폴로지 그래프 내의 노드들에 대응하는 타깃 장치들을 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따라 장치를 컴퓨터의 형태로 실현하는 것을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 격자형 토폴로지 그래프를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다른 격자형 토폴로지 그래프를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 할당 시스템을 통해 격자형 토폴로지 그래프 내의 노드들에 대응하는 타깃 장치들을 결정하는 방법의 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동 할당 시스템을 통해 격자형 토폴로지 그래프 내의 모든 노드들에 대응하는 타깃 장치들을 결정하는 프로세스를 도시하는 도면이다.
도 10은 토폴로지 그래프의 할당 성공률과 토폴로지 그래프의 노드 개수 사이의 관계의 시뮬레이션을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따라 자동 할당 시스템이 토폴로지 그래프를 수개의 하위 토폴로지 블록으로 분할하는 것을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따라 하위 토폴로지 블록들에 기초하여 자동 할당 시스템을 통해 토폴로지 그래프 내의 노드들에 대응하는 타깃 장치들을 결정하는 방법의 흐름도이다.
아래에서, 본 발명의 실시예들이 도 1 내지 도 12를 참조하여 시스템 및 방법과 관련하여 설명될 것이다. 본 발명에 따른 장치 및 이것의 동작 모드가 또한 아래의 실시예들에서 기술될 것이다.
제1 실시예
도 1은 무선 네트워크에 기초하는 조명 영역을 개략적으로 도시하며, 이러한 조명 영역의 토폴로지 그래프가 도시되는데, 즉 영역 내의 각 조명 노드의 위치들 (1,1), (1,2), …, (4,4)가 모두 알려져 있다. 조명 영역 내의 노드들에 설치된 조명 장치들 1, 2, …, 16이 존재하지만, 어느 조명 장치가 어느 노드에 대응하는지는 알려져 있지 않다. 도 2에 도시된 바처럼, 각 노드는 조명 요소(210), ZigBee RF 모듈과 같은 무선 통신 모듈(220) 및 전력 공급 장치(230)를 포함한다. 무선 통신 모듈(220)은 ZigBee RF 프로토콜 또는 다른 프로토콜들에 기초하여 다른 노드들의 무선 통신 모듈들과의 무선 통신을 수행하고 무선 네트워크(100)를 확립할 수 있다. 장치들 중 임의의 것에 의해 송신된 신호는 송신 장치의 고유 식별 정보를 운반하고, 수신 장치는 식별 정보에 기초하여 무선 신호의 송신 장치를 결정하고, 해당 장치와 송신 장치 사이의 RSSI 또는 무선 신호의 전달 시간 등과 같은 측정 거리 관련 정보를 측정하며, 측정 거리 관련 정보를 다른 노드들 또는 무선 네트워크(100) 외부의 자동 할당 시스템(300)에게 제공할 수 있다. 전력 공급 장치(230)는 변압기와 같은 요소들을 포함할 수 있고, 120V 60Hz 또는 230V 50Hz 메인 전력 공급 장치와 같은 메인 전력 공급 장치에 접속되어 노드에 설치된 조명 요소 및 무선 통신 모듈의 동작에 필요한 전력을 제공할 수 있다. 조명 영역은 건물 내에 또는 옥외 환경에 있을 수 있다. 조명 영역에서의 자동 할당의 목적은 노드들 (1,1), (1,2), …, (4,4)가 각각 조명 장치들 1, 2, …, 16 중 어느 것에 대응하는지를 결정하는 것이다. 이러한 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 예로서 조명 장치들을 사용하지만, 본 발명은 또한 다른 형상의 토폴로지 내의 온도 조절 장치 및 오디오 재생 장치 등과 같은 다른 장치들에 적용될 수 있음을 이해할 것이다.
도 3에 도시된 바처럼, 자동 할당 시스템(300)은 무선 또는 케이블 인터페이스(310)를 통해 무선 네트워크(100)와 접속될 수 있는데; 예컨대, 자동 할당 시스템(300)은 하나 이상의 조명 장치와 접속되어 무선 네트워크(100) 내의 이러한 조명 장치들 사이의 거리와 관련된 정보, 예컨대 RSSI 또는 전달 시간을 획득한다.
이 실시예에서, 모든 타깃 조명 장치들이 각각 위치하는 노드들을 결정하기 위해, 맨 먼저 적어도 두 개의 조명 장치가 위치하는 노드들이 결정되어야 하고, 이후 두 조명 장치를 참조 장치들로서 취함으로써 다른 장치들이 위치하는 노드들이 결정된다. 도 1에 도시된 정사각형과 같이, 이 실시예는 세 개의 참조 장치 1, 2 및 5를 예로서 취하여 본 발명을 설명하고, 이들은 각각 노드 (1,1), (1,2) 및 (2,1)에 존재한다. 본 발명은 또한 두 개의 참조 장치 또는 4개 이상의 참조 장치의 경우에도 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 참조 장치들의 위치 결정은 장치들이 설치되는 경우에 기존의 수동 입력을 이용함으로써, 또는 다른 방법들에 의해 수행될 수 있다. 참조 장치들이 결정된 후, 이 실시예는 맨 먼저 어느 조명 장치가 노드 (2,2)(어두운 색으로 표현됨)에 설치되어 있는지를 결정한다. 이 실시예에서, 참조 장치들은 조명 장치들로서 다시 사용되며; 참조 장치들은 또한 특히 할당을 위해 사용되는 장치들일 수 있음을 이해할 것이다.
도 4에 도시된 바처럼, 단계 S10에서, 토폴로지 그래프 내의 조명 장치들(참조 장치들 포함)은 이들 사이에 무선 네트워크(100)를 확립하고 세 개의 참조 장치 각각과 각 조명 장치 사이에 무선 접속을 확립해야 한다. 본 발명에서 언급되는 "무선 접속"은 접속 지향 또는 무접속 점대점 통신 링크가 모든 두 개의 장치들 사이에서 확립될 것을 요구하지 않지만, 수신된 신호에 기초하여 RSSI 및/또는 전달 시간과 같은 필요한 정보를 획득하기 위해 다른 장치가 송신한 무선 신호를 탐지할 수 있는 장치를 언급한다는 점에 주목해야 한다. 예컨대, 이는 조명 장치들 중 임의의 것과 이것의 무선 통신 장치가 시동되는 때에 이루어지는 네트워크 검색 프로세스를 통해 무선 접속을 확립함으로써 이루어질 수 있다. 예컨대, 각 조명 장치의 무선 통신 모듈은 방송 채널로 조절되고, 해당 장치의 유형을 포함하며 모든 다른 장치들이 응답하고 발신지를 식별하도록 요구하는 게시 메시지를 방송하고; 각 조명 장치가 다른 장치들로부터 게시 메시지를 수신한 후에, 해당 장치와 송신 장치 사이의 RSSI 또는 무선 신호의 전달 시간과 같은 거리 관련 정보가 결정될 수 있다. 또한, 장치는 게시 메시지를 능동적으로 송신하지 않고 다른 장치들로부터의 게시 메시지가 존재하는지 여부를 모니터링하고, 수신된 게시 메시지로부터 필요한 정보를 획득할 수 있는데, 즉 "무선 접속"은 또한 일방향적일 수 있다. 이 실시예에서, 세 개의 참조 장치 1, 2 및 5 각각은 이웃하는 타깃 조명 장치들과 자신 사이의 실제
Figure pct00001
를 각각 획득하고, 실제
Figure pct00002
를 자동 할당 시스템(300)에 제공하는데, 여기서 refi(여기서, i∈{1, 2, 5})는 각 참조 장치를 나타내고, devicej(여기서, j∈{3, 4, 6, …, 16})는 각 타깃 조명 장치를 나타낸다. 타깃 조명 장치가 참조 장치들로부터 먼 경우, 타깃 조명 장치가 송신하는 신호는 참조 장치들에 의해 탐지되지 못할 수 있고, 따라서 타깃 조명 장치와 참조 장치들 사이의 RSSI는 무시되거나 극미한 것으로 간주될 수 있다. 상용 RF 칩 및 모듈 대부분은 참조 장치들에 대한 RSSI를 획득하는 기능을 지원할 수 있고, 이것의 구체적인 용도는 본 발명의 초점이 아니며 따라서 더 기술되지 않을 것이다.
무선 신호의 전파 감쇠는 일반적으로 아래의 공식을 충족함을 이해할 것인데:
여기서, C는 안테나 이득 및 주파수 등과 관련된 계수이고, λ는 경로 손실율(path loss factor)이며, d는 송신 장치와 수신 장치 사이의 거리이다. 확인할 수 있는 바처럼, RSSI의 변화 경향은 거리의 변화 경향과 반대이다. 실제 환경에서, RSSI는 다른 요인들에 의해 영향받을 수 있다. 따라서, 몇 개의 노드에 있는 몇 개의 조명 장치를 결정하기 위해, RSSI 측정 오차에 의해 야기되는 타깃 장치들의 누락을 회피하도록 더 많은 타깃 조명 장치들의 측정 결과가 고려될 수 있다. 이 실시예에서, 할당 노드 (2,2)에 설치된 조명 노드를 결정하기 위해, 무선 네트워크(100)는 3개의 참조 장치 1, 2 및 5에 대한 더 큰 RSSI를 갖는 6개의 조명 장치의 측정 RSSI(타깃 장치들로부터 참조 장치들로의 업스트림 RSSI이거나 참조 장치들로부터 타깃 장치들로의 다운스트림 RSSI, 또는 업스트림과 다운스트림 RSSI의 평균일 수 있음)를 측정 및 획득할 수 있고, 측정 RSSI를 자동 할당 시스템(300)에 제공하여 계산을 상당히 감소시킬 수 있는데; 무선 네트워크(100)는 또한 모든 13개의 타깃 장치로부터 참조 장치들로의 측정 RSSI를 자동 할당 시스템에 제공할 수 있다.
이후, 단계 S11에서, 자동 할당 시스템(300)은 세 개의 참조 장치 1, 2 및 5 각각과 무선 네트워크(100)의 각 타깃 장치 사이의 측정 RSSI를 수신한다. 시스템(300)은 또한 각 타깃 조명 장치가 할당 노드 (2,2)에 위치한다고 가정했다. 참조 위치에 있는 세 개의 참조 장치 1, 2 및 5에 대한 각 타깃 조명 장치의 상대 가정 RSSI는 가정된 조건 하에서 각각 계산되는데, 상대 가정 RSSI는
Figure pct00004
로 표시되고, refi(여기서, i∈{1, 2, 5})는 각 참조 장치를 나타내며, pos는 할당 노드 (2,2)를 나타낸다.
자동 할당 시스템(300)은 상대 RSSI 벡터를 타깃 장치들과 참조 장치 1, 2 및 5 사이의 RSSI를 기술하기 위한 기준(norm)으로서 이용한다. 할당 노드 (2,2)에 대해, 가정 RSSI 벡터는 아래의 공식에 대응하는 것으로 정의된다.
Figure pct00005
공식 1로부터 알 수 있는 바처럼, 벡터 요소
Figure pct00006
만이 할당 노드와 참조 장치 1 사이의 거리에 대한 할당 노드와 참조 장치 2 사이의 거리의 비율 및 경로 손실율 λ에 종속되고, 한편으로 안테나 이득 등을 포함하는 파라미터 C는 상쇄될 수 있다. 각 참조 장치 및 할당 노드의 노드 위치는 토폴로지 그래프 내에 알려져 있으므로, 거리 비율이 쉽게 획득될 수 있고, 경로 손실율 λ 또한 실제 환경에서의 간단한 측정에 의해 획득될 수 있으며, 따라서 상대 가정 RSSI는 계산을 통해 획득될 수 있다.
상대 측정 RSSI는 아래의 공식에 대응하는 것으로 정의된다.
Figure pct00007
Figure pct00008
,
Figure pct00009
및
Figure pct00010
는 각각 참조 장치 1, 2 및 5 각각에 대한 각 타깃 장치의 측정 RSSI이고, 자동 할당 시스템(300)이 이러한 데이터를 획득하였으며, 따라서 상대 가정 RSSI가 또한 계산을 통해 획득될 수 있음을 이해할 것이다.
이후, 자동 할당 시스템(300)은 할당 노드 (2,2)에 대한 각 타깃 장치의 상대 측정 RSSI 벡터와 상대 가정 RSSI 벡터 사이의 차이를 계산하는데, 상기 차이는 각 타깃 장치의 거리 참조 정보로서 이용된다. 구체적으로, 벡터들의 차이는 벡터 차이의 모드(mode)일 수 있고, 또한 아래의 공식에 의해 계산될 수 있는데:
Figure pct00011
여기서,
Figure pct00012
및
Figure pct00013
은 각각 상대 측정 RSSI 벡터의 n번째 요소 및 상대 가정 RSSI 벡터의 n번째 요소이다.
이후, 단계 S12에서, 할당 노드 (2,2)에 대해, 자동 할당 시스템(300)은 할당 노드 (2,2)에 대한 각 타깃 장치의 상대 측정 RSSI 벡터와 상대 가정 RSSI 벡터 사이의 계산된 차이를 비교하여 할당 노드 (2,2)에 대응하는 타깃 조명 장치를 결정한다. 이는 비터비(Viterbi) 디코딩 알고리즘과 같은 최대 우도 시퀀스 탐지와 유사하다. 상술한 공식 4는 예로서만 이용된다는 점을 이해할 것인데, 즉 본 기술 분야의 당업자는 가중 계수들을 설정하는 것 등에 의해 이를 수정하여 실제 네트워크 환경에 적합하게 만들 수 있다.
한 가지 경우에, 계산을 감소시키기 위해, 자동 할당 시스템(300)은 가정값과 측정값 사이의 차이가 가장 작은 타깃 조명 장치를 할당 노드 (2,2)에 있는 조명 장치로서 선택한다.
위에서, 상대 RSSI를 예로 들어 본 발명이 설명되었다. 이러한 경우, 상대 가정 RSSI 벡터는 할당 노드와 각 참조 위치 사이의 거리들의 비율에 의해 결정될 수 있다. 상대 RSSI를 이용하는 것은 토폴로지 그래프 내의 무선 통신 환경의 측정을 단순화하는 동시에 조명 장치들의 무선 통신 모듈들의 안테나 이득 차이를 제거하는 목적을 위한 것임을 이해할 것이다. 본 실시예의 교시에 따르면, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명이 할당 노드들과 각 참조 위치 사이의 거리의 절대 가정 RSSI와 절대 측정 RSSI를 비교하는 것에 기초할 수 있음을 알 것이다. 공식 1에 따르면, 시스템(300)은 각 조명 장치의 파라미터 C(각 조명 장치의 안테나 이득을 포함함)를 획득하여, 조명 장치가 할당 노드에 있다는 가정 하에 조명 장치와 각 참조 장치 사이의 절대 가정 RSSI를 결정하고, 절대 가정 RSSI를 절대 측정 RSSI와 비교하며, 가정값과 측정값 사이의 차이가 가장 작은 타깃 장치를 할당 노드(2,2)에 있는 조명 장치로서 선택하여, 전파 특성의 변화에 의해 야기되는 측정 왜곡이 최대한으로 감소될 수 있도록 한다.
다른 경우에, 선택의 정확성을 보장하기 위해, 단계 S120에서, 자동 할당 시스템(300)은 가정값과 측정값 사이의 차이가 더 작은 복수의 타깃 장치를 할당 노드 (2,2)에 대응하는 후보 조명 장치들로서 취하고, 이후 각 후보 조명 장치를 검증하여 어느 조명 장치가 할당 노드 (2,2)에 위치할 가능성이 가장 높은지를 결정한다.
구체적으로, 단계 S121에서, 자동 할당 시스템(300)은 복수의 후보 조명 장치들을 제1 보조 참조 장치로서 취하는데, 이는 보조 목표 장치들이 인근의 복수의 보조 참조 노드에 대응하는 것으로 추정하기 위해서 참조 장치 1, 2 및 5와 함께 사용된다. 설명을 용이하게 하기 위해, 본 발명에서 kcan은 복수의 후보 조명 장치의 개수를 나타내고, kref는 보조 참조 노드의 개수를 나타낸다. 자동 할당 시스템(300)은 시스템의 토폴로지의 규모와 계산 능력에 따라 후보 조명 장치의 적합한 개수 kcan 및 적합한 보조 참조 노드들과 이들의 개수 kref를 선택할 수 있다. 도 1에 도시된 바처럼, 이 실시예에서, 자동 할당 시스템(300)은 참조 장치 1, 2, 5 및 할당 노드 (2,2)에 가장 가까운 5개의 노드, 즉 (1,3), (2,3), (3,1), (3,2) 및 (3,3)을 도 1에서 왼쪽 아래로 향하는 사선으로 표시된 보조 참조 노드들로서 선택한다. 이후, kcan개의 제1 보조 참조 장치들 각각과 참조 장치 1, 2 및 5에 기초하여, 자동 할당 시스템(300)은 특정 할당 방법들을 이용하여 각각 5개의 보조 참조 노드 (1,3), (2,3), (3,1), (3,2) 및 (3,3)에 있는 보조 타깃 장치들의 존재를 추정한다. 시스템(300)은 참조 장치들에 기초하여 기존 할당 방법을 이용할 수 있고, 또한 상술한 단계 S10 내지 S12와 유사한 최대 우도 방법을 이용할 수도 있는데, 이는 할당 노드 (2,2)에 있는 설치된 조명 타깃 장치를 결정하는데 이용된다. 구체적으로, 단계 S1210에서, 시스템(300)은 각 타깃 조명 장치로부터 각 참조 장치뿐만 아니라 각 제1 보조 참조 장치로의 측정 RSSI를 획득한다. 단계 S1211에서, 각 타깃 장치가 각 보조 참조 노드에 위치하는 것으로 가정되고, 이러한 가정 하에서 각 타깃 장치와 각 참조 장치뿐만 아니라 각 제1 보조 참조 장치 사이의 가정 RSSI가 계산된다. 그리고 마지막으로 단계 S1212에서, 측정 RSSI와 가정 RSSI의 비교에 기초하여, 타깃 장치가 보조 참조 노드들에서 더 작은 차이를 갖는 것으로 추정된다. 상술한 단계 S1210 및 단계 S1211의 순서는 확정된 것이 아님을 이해할 것이다. 마찬가지로, 또한 각 보조 참조 노드에 대해 하나 이상의 보조 타깃 장치가 존재하는 것으로 추정될 수도 있는데, 예컨대 각 보조 참조 노드에 대해 kcan개의 보조 타깃 장치가 존재하는 것으로 추정되는 경우, kcan개의 후보 조명 장치에 대해 후보 조명 장치들과 보조 타깃 장치들의 총 kcan 6개의 조합이 존재하는데, 이는 조합들이 1개의 할당 노드 및 5개의 보조 참조 위치에 대응하고 각 위치에 대해 kcan개의 가능한 장치가 존재함을 의미한다.
이후, 할당 노드 (2,2)를 결정하기 위한 상술한 단계 S10 내지 S12와 유사한 방법을 이용함으로써, 단계 S122에서, 자동 할당 시스템(300)은 참조 장치 1, 2 및 5와 5개의 보조 참조 노드 (1,3), (2,3), (3,1), (3,2), (3,3)의 위치들을 참조 위치들로서 취한다. 후보 조명 장치들과 보조 타깃 장치들의 kcan 6개의 조합에 대해, 자동 할당 시스템(300)은 각 조합에 대해 참조 장치 1, 2, 5 및 대응하는 보조 타깃 장치들에 대한 대응하는 후보 조명 장치들의 측정 RSSI를 획득하고, kcan 6개의 조합에 대응하는 총 kcan 6개의 측정 RSSI가 획득될 것이다. 후보 조명 장치들과 보조 타깃 장치들의 kcan 6개의 조합에 대해, 자동 할당 시스템(300)은 또한 각 후보 조명 장치가 할당 노드 (2,2)에 위치한다는 가정 하에 참조 장치 1, 2 및 5 및 대응하는 보조 타깃 장치들에 대한 각 후보 조명 장치의 가정 RSSI를 획득하고, kcan 6개의 조합에 대응하는 총 kcan 6개의 가정 RSSI가 획득될 것이다. 가정 RSSI는 상대 RSSI 또는 절대 RSSI일 수 있다.
마지막으로, 단계 S123에서, 자동 할당 시스템(300)은 kcan 6개의 조합 중에서 후보 타깃 장치들의 측정 RSSI와 대응하는 가정 RSSI 사이의 차이가 가장 작은 조합을 결정하고, 할당 노드 (2,2)에서 이 조합 내의 후보 타깃 장치를 이 노드에 있는 타깃 장치로서 선택한다. 구체적인 비교 방법은 상대 RSSI 또는 절대 RSSI에 기초할 수 있고, 더 기술되지 않을 것이다. 검증이 수행되지 않는 상술한 방법에 비해, 본 방법은 복수의 후보 타깃 장치의 존재를 추정하고, 최대 우도와 같은 방법들에 기초하여 이들의 우도의 비교 검증을 수행하며, 할당 노드 (2,2)에 위치할 가능성이 가장 높은 조명 장치를 결정하여 할당 성공률이 증가되도록 한다.
바람직하게는, 할당 노드에 대응하는 조명 장치가 결정된 후에, 조명 장치는 참조 장치 1, 2 및 5와 함께 참조 장치로서 취해질 수 있다. 시스템(300)은 상기 단계 S10 내지 S12를 반복하고, 토폴로지 그래프 내의 모든 할당 노드에 대응하는 모든 타깃 장치가 결정될 때까지 조명 장치들이 다른 할당 노드들에 설치되어 있는지 여부를 결정하며, 이후 토폴로지 그래프의 할당 프로세스가 종료된다. 할당 노드의 할당 프로세스에 있어서, 할당이 더 많은 참조 장치에 기초할수록 할당의 정확도가 더 높아질 것임을 이해할 것이다. 자동 할당 시스템은 토폴로지 그래프의 실제 규모 및 시스템의 계산 능력에 따라 적합한 위치에 있는 참조 노드를 선택할 것이며, 이는 할당의 정확도를 보장할 뿐만 아니라 할당에 수반되는 계산 부담을 실질적으로 감소시킨다.
위에서, 본 발명은 RSSI를 예로 들어 기술되었는데; 그러나, 본 발명은 예컨대 조명 장치들이 할당 노드들에 위치한다는 가정 하에 실제로 측정된 전달 시간과 가정된 전달 시간 사이의 차이와 같은 다른 거리 관련 정보의 비교에 사용될 수도 있으며, 시스템은 그 차이에 기초하여 각 할당 노드에 설치된 조명 장치들을 결정함을 이해해야 한다. 또한, RSSI는 전달 시간과 함께 이용될 수도 있다. 본 발명의 교시에 기초하여, 본 기술 분야의 당업자는 가정 및 측정된 다른 거리 관련 정보 사이의 차이의 비교에 기초하여 본 발명에 따라 다른 방법들을 명확히 도출할 수 있으며, 이 방법들은 또한 본 발명의 첨부된 청구항들의 범위 내에 있고 따라서 본 명세서는 추가적인 세부 사항을 제공하지 않을 것이다.
상술한 방법과 유사하게, 본 발명의 일 양태에 있어서, 자동 할당 시스템(300)은 각 단계의 기능을 수행하기 위한 대응하는 수단을 포함할 수 있다. 구체적으로, 이는 무선 네트워크(100)와 통신하도록 구성된 수신기를 포함하는데, 즉 수신기는 무선 또는 케이블 인터페이스를 통해 무선 네트워크(100) 내의 하나 이상의 장치와 통신할 수 있고, 장치들로부터 RSSI와 같은 측정된 거리 관련 정보를 획득할 수 있고; 수신기 및 제1 획득 수단은 단계 S11을 수행하도록 구성되고, 후보 조명 결정 수단은 단계 S120을 수행하도록 구성되며, 수단의 존재를 추정하는 보조 타깃 장치는 단계 S121을 수행하도록 구성되고, 제2 획득 장치는 단계 S122를 수행하도록 구성되며, 제1 결정 수단은 단계 S123을 수행하도록 구성된다. 바람직하게는, 수단의 존재를 추정하는 보조 타깃 장치는 또한 단계 S1210을 수행하도록 구성된 제3 획득 수단, 단계 S1211을 수행하도록 구성된 제4 획득 수단 및 단계 S1212를 수행하도록 구성된 제2 결정 수단을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바처럼, 제1 획득 수단 및 제1 결정 수단뿐만 아니라 이것의 하위 수단은 컴퓨터 내에 통합될 수 있고, 대응하는 기능들을 수행하도록 프로그래밍되는 CPU의 형태로 실현될 수 있다. 기능 프로그램들은 ROM 또는 RAM과 같은 메모리들로부터 CPU에 의해 판독될 수 있고, 할당 결과는 할당 운영자에 의한 열람을 위해 모니터 상에 디스플레이될 수 있다. 수신기는 직렬 인터페이스 또는 이더넷 인터페이스를 통해 제1 획득 수단 및 제1 결정 수단과 통신할 수 있다. 자동 할당 시스템(300)의 구조는 본 실시예로 한정되지 않으며, 상술한 상세한 설명에 기초하여 본 기술 분야의 당업자가 본 발명의 첨부된 청구항들의 범위에 또한 속하는 대응하는 수단 및 연관된 동작 프로세스를 설계할 수 있음을 이해할 것이다: 따라서, 본 명세서는 추가적인 세부 사항을 제공하지 않을 것이다.
상기 실시예에 따른 본 발명의 양태는 도 1에 도시된 2차원 격자형 토폴로지 그래프로 한정되지 않음을 이해할 수 있으며; 이는 또한 임의의 형상과 임의의 차원에 대해, 예컨대 3차원 토폴로지 그래프에 적용될 수 있다. 이들은 또한 본 발명의 첨부된 청구항들의 범위 내에 있으며, 본 명세서에서는 추가적인 세부 사항이 제공되지 않을 것이다.
위에서, 본 발명의 양태에 따라 방법 및 장치가 상세히 설명되었는데, 즉 자동 할당 시스템은 하나의 할당 노드에 대해 각 타깃 장치와 참조 장치들 사이의 측정 거리 관련 정보를 각 타깃 장치와 참조 장치들 사이의 가정 거리 관련 정보와 비교하고, 차이가 가장 작은 타깃 장치를 타깃 장치로서 선택한다. 아래에서는 본 발명의 다른 양태에 따른 할당 방법이 설명될 것이다.
제2 실시예
본 발명의 다른 양태에 따른 실시예가 기술되기 전에, 먼저 할당의 안전 마진에 관한 관련 지식이 도입될 것이다. 도 6에 도시된 바처럼, 노드들이 정사각형 격자 형상으로 분포된 토폴로지 그래프에서, 참조 장치 1 및 2가 참조 노드 (1,1) 및 (1,2)에 각각 배치되는데; 다른 알려지지 않은 타깃 조명 장치들이 다른 노드들에 배치되고, 각 조명 장치의 무선 통신 모듈의 구성은 동일하다(예컨대 안테나 이득 및 전송 전력이 동일함). 노드 (1,1)에 가장 가까운 할당 노드 (2,1)이 할당되는 경우, 노드 (2,1)과 노드 (1,1) 사이의 거리는 모든 노드들(참조 노드 (1,2)는 제외함) 각각과 노드 (1,1) 사이의 거리들 중 가장 작은 것이므로, 할당은 아래의 원리에 기초할 수 있다: 즉, 모든 타깃 장치들 중에서, 자신과 참조 장치 1 사이의 RSSI가 가장 큰 조명 장치가 할당 노드 (2,1)에 있는 조명 장치이다. 한편, 노드 (2,2)에 있는 타깃 조명 장치는 위치 (1,1)에 두 번째로 가까우므로, 이 타깃 조명 장치는 상기 할당 노드에 있는 것으로 오인될 가능성이 가장 높다. 이론적으로, 노드 (2,2)에 있는 타깃 조명 장치와 참조 장치 1 사이의 RSSI는
Figure pct00014
인데, 여기서 C는 안테나 이득, 주파수 등과 관련된 상수이고, λ는 경로 손실율이며, d는 정사각형 격자의 변 길이이고, 한편으로 할당 노드 (2,1)에 있는 타깃 조명 장치와 참조 장치 1 사이의 RSSI는
Figure pct00015
인데, 전자는 후자보다
Figure pct00016
dB만큼 더 작고, m의 값은 이 할당 방법에서의 안전 마진이다. 실제 환경의 영향으로 인해 노드 (2,2)에 있는 타깃 조명 장치와 참조 장치 1 사이의 실제로 측정된 RSSI가 할당 노드 (2,1)에 있는 타깃 조명 장치와 참조 장치 1 사이의 RSSI 이상인 경우, 할당 시스템은 할당 노드 (2,1)에 대응하는 타깃 장치를 판단하기가 어려울 것이고, 심지어 노드 (2,2)에 있는 조명 장치를 노드 (2,1)에 있는 것으로 잘못 결정할 수 있다. 따라서, 안전 마진은 부정확한 할당을 회피하기 위해 일반적으로 가능한 한 커야 한다.
가장 가까운 두 할당 노드 (2,1)과 (2,2)에 있는 두 개의 타깃 장치를 두 개의 참조 장치 1 및 2에 기초하여 동시에 할당하는 동안, 할당은 예컨대 아래의 원리에 기초한다: 5개의 RSSI(즉, 하나는 두 할당 노드에 있는 두 타깃 장치 사이의 RSSI이고 다른 네 개는 각각 두 타깃 장치 각각과 두 참조 장치 각각 사이의 RSSI임)의 합이 가장 크다. 모든 타깃 조명 장치들 중 두 타깃 조명 장치의 모든 조합들을 열거하고 계산함으로써, 시스템은 가장 큰 조합을 갖는 두 개의 타깃 장치를 할당 노드 (2,1) 및 (2,2)에 있는 것으로 선택한다. 한편으로, 조명 위치 (2,2) 및 (1,3)에 있는 두 조명 장치는 참조 장치들에 대해 두 번째로 가깝다. 마찬가지로, 이것의 5개의 RSSI(즉, 하나는 두 조명 위치 (2,2) 및 (1,3)에 있는 두 조명 장치 사이의 RSSI이고 다른 네 개는 각각 두 조명 장치 각각과 두 참조 장치 각각 사이의 RSSI임)의 합은 할당 노드 (2,1) 및 (2,2)에 있는 두 조명 장치에 대응하는 5개의 RSSI의 합보다
Figure pct00017
dB만큼 더 작음을 계산에 의해 얻을 수 있다. 확인할 수 있는 바처럼, 본 할당 방법의 안전 마진은 하나의 참조 장치가 하나의 타깃 조명 장치를 할당하는데 이용되는 상술한 방법의 안전 마진
Figure pct00018
dB에 비해 향상된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 각 타깃 장치와 참조 장치들 사이의 측정 거리 관련 정보를 각각 측정한 후에, 모든 타깃 장치들 중 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치로 구성되는 모든 후보 그룹을 열거하고, 미리 정의된 조합 규칙에 따라 적어도 두 개의 참조 장치에 대한 상기 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보의 수학적 조합을 모든 후보 그룹에 대해 결정하며, 미리 정의된 규칙에 따라 하나의 타깃 후보 그룹을 선택하고, 타깃 후보 그룹의 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치를 참조 장치들에 인접하는 미리 정의된 개수의 복수의 할당 노드에 대응하는 선택 장치들로서 선택하며, 선택 장치 각각에 대응하는 할당 노드를 선택 장치 각각과 참조 장치들 사이의 측정 거리 관련 정보에 기초하여 각각 결정함으로써, 안전 마진이 향상된다.
아래에서, 본 발명의 이러한 양태가 실시예를 통해 설명될 것이다. 도 7에 도시된 바처럼, 토폴로지 그래프에서, 노드 위치 (1,1), (1,2) 및 (1,3)은 참조 위치들이다. 참조 장치 1, 2 및 3이 이 위치들에 있음이 알려져 있고; 다른 노드들에 설치된 조명 장치들은 할당될 알려지지 않은 타깃 조명 장치들이다. 세 개의 참조 장치가 동일한 격자선 상에 있고 서로에게 인접하며, 각 타깃 장치는 세 참조 장치와 동일한 쪽에 또는 세 참조 장치와 동일한 격자선 상에 위치하는데, 예컨대 도면에서 참조 장치들은 전체 토폴로지 그래프의 좌측 상단 코너에 위치하고, 타깃 조명 장치들은 참조 장치들의 오른쪽과 아래쪽에 위치한다. 할당의 순서는 또한 상술한 조건, 즉 위에서 아래로 및 왼쪽에서 오른쪽으로를 충족하여 할당된 장치들의 오른쪽 또는 아래쪽에 타깃 조명 장치들이 위치하도록 보장한다. 본 실시예는 먼저 동일한 쪽에 있는 세 개의 참조 위치에 인접한 세 개의 할당 노드 (2,1), (2,2) 및 (2,3)을 각각 할당한다.
도 8에 도시된 바처럼, 우선 단계 S10'에서, 토폴로지 그래프 내의 각 조명 장치와 참조 장치들은 무선 네트워크(100)를 확립해야 한다. 참조 장치들의 결정 방법 및 무선 네트워크(100)의 확립 방법은 상술한 제1 실시예에서와 유사하며, 따라서 추가적인 설명이 제공되지 않을 것이다.
이후, 단계 S11'에서, 자동 할당 시스템(300)은 타깃 조명 장치들 각각으로부터 세 참조 장치 1, 2 및 3 각각으로의 실제 RSSI를 무선 네트워크(100)에 기초하여 획득할 수 있다.
Figure pct00019
가 참조 위치 j와 할당 노드 i 사이의 측정 RSSI를 나타낸다고 가정한다. 그런 다음, 각 할당 노드에 대해 파라미터
Figure pct00020
를 정의하면, 이 파라미터는 할당 노드 i와 참조 장치 1 사이의 거리와 할당 노드 i와 참조 장치 3 사이의 거리의 비율과 관련된다.
도 7에 도시된 격자 구조에 따르면, 각 할당 노드 i에 대해, 파라미터 Di는 아래를 충족해야 한다.
Figure pct00021
그리고 도 7에 도시된 격자형 토폴로지 그래프로부터 명확히 알 수 있는 바처럼, 할당 노드 (2,1) 및 (2,2)와 참조 위치 (1,1) 및 (1,2) 사이의 거리들의 합이 최소이고; 거리들의 합은 타깃 조명 장치들과 참조 장치 1 및 2 사이의 RSSI의 합의 형태로 표현될 수 있다.
위의 두 원리에 따라, 각 타깃 조명 장치와 참조 장치 1, 2 및 3 사이의 RSSI에 기초하여, 자동 할당 시스템(300)은 아래의 공식에 의해 기술되는 선형 조합 규칙에 따라 참조 장치 1, 2 및 3 각각과 각 타깃 조명 장치 사이의 RSSI를 각각 조합하는데:
Figure pct00022
여기서, 변수 device는 각 타깃 조명 장치를 나타내고,
Figure pct00023
(여기서, r=1, 2, 3)은 타깃 조명 장치와 참조 장치 r 사이의 RSSI를 나타낸다.
이후, 단계 S120'에서, 자동 할당 시스템(300)은 모든 타깃 조명 장치의 A 값을 비교하고, A 값이 가장 그리고 두 번째로 큰 두 개의 타깃 조명 장치를 각각 할당 노드 (2,1) 및 (2,2)에 대응하는 선택 장치들로서 선택한다. 순서의 정확성을 보장하기 위해, 두 개의 선택 장치가 각각 위치하는 노드들은 알려지지 않은 채로 남고, 이어지는 단계들에서 결정될 것이다.
이후, 두 개의 선택 장치에 기초하여, 할당 노드 (2,3)에 있는 제3 선택 장치가 나머지 타깃 조명 장치들로부터 추정된다. 도 7에 도시된 격자형 토폴로지 그래프에 따르면, 제3 선택 장치와 참조 장치 2 및 3 각각뿐만 아니라 노드 (2,2)에 있는 장치 사이의 거리들의 합은 가장 작을 것이고, 마찬가지로 거리들의 합은 또한 RSSI로 표현될 수 있다. 처음 두 개의 선택 장치 중 어느 것이 위치 (2,2)에 설치되어 있는지가 현재 알려져 있지 않으므로, 본 실시예는 처음 두 선택 장치에 더 가까운 타깃 조명 장치를 고려한다. 이후, 참조 장치 2 및 3 각각과 각 타깃 조명 장치 사이의 RSSI 및 처음 두 선택 장치 각각과 각 타깃 조명 장치 사이의 상대적으로 큰 RSSI에 기초하여, 자동 할당 시스템(300)은 아래의 공식에 의해 기술되는 선형 조합 규칙에 따라 조합을 수행하는데:
Figure pct00024
여기서, 변수 device는 각각의 나머지 타깃 조명 장치를 나타내고,
Figure pct00025
는 처음 두 선택 장치 각각과 타깃 조명 장치 사이의 두 RSSI 중 상대적으로 큰 것이다.
이후, 자동 할당 시스템(300)은 모든 나머지 타깃 조명 장치의 B 값을 비교하고, B 값이 가장 큰 타깃 조명 장치를 제3 선택 장치로서 선택한다.
세 개의 선택 장치를 결정하기 위한 상술한 선형 조합 공식 6 및 7은 격자형 토폴로지 그래프에 기초한 휴리스틱(heuristic) 알고리즘 공식들이다. 본 기술 분야의 당업자는 본 발명이 상기 공식들로 한정되지 않으며, 알고리즘 설계를 통해 세 개의 할당 노드에 대응하는 세 개의 선택 장치를 결정하는데 이용되는 다른 방법들 및 공식들이 예컨대 아래의 다른 예와 같이 설계될 수 있음을 이해할 것이다.
도 7에 도시된 바처럼, 두 개의 참조 위치 (1,1) 및 (1,2)에 기초하여, 타깃 조명 장치들 중 두 개로 구성되는 모든 조합들이 열거되고, 5개의 RSSI(즉, 하나는 두 조명 장치 사이의 RSSI이고 다른 네 개는 각각 두 조명 장치와 두 참조 장치 1 및 2 사이의 RSSI임)의 합이 가장 큰 조합 내의 두 조명 장치가 두 참조 위치 (1,1) 및 (1,2)에 인접하는 할당 노드 (2,1) 및 (2,2)에 있다. 그리고 이후, 두 참조 위치 (1,2) 및 (1,3)에 기초하여, 할당 노드 (2,2) 및 (2,3)에 있는 선택 장치들이 동일한 방식으로 결정된다. 두 개의 할당 노드는 세 개의 상이한 선택 장치를 획득할 것이고, 세 개의 선택 장치는 이러한 세 개의 할당 노드에 있을 것이다.
세 개의 할당 노드에 있는 세 개의 선택 장치를 결정한 후에, 단계 S122'에서, 자동 할당 시스템(300)은 세 개의 선택 장치와 세 개의 참조 장치 사이의 거리 관련 정보에 기초하여 세 개의 선택 장치가 각각 위치하는 할당 노드들을 결정한다.
구체적으로, 도 7에 도시된 것과 같은 격자 토폴로지 그래프에 따르면, (2,1), (2,2) 및 (2,3)에 있는 세 개의 선택 장치에 대해, 이들은 아래의 조건을 충족시켜야 한다:
1. 변수
Figure pct00026
가 할당 지점 i에 있는 선택 장치로부터 참조 장치 1로의 RSSI와 상술한 선택 장치로부터 참조 장치 3으로의 RSSI 사이의 차이라고 하면, 세 개의 할당 노드에 대해, 변수 Ci는 아래의 관계들을 충족시켜야 한다.
Figure pct00027
및
Figure pct00028
2. 중간 위치 (2,2)에 있는 선택 장치로부터 두 개의 다른 선택 장치로의 RSSI의 합이 가장 클 것이다: RSSIi,j가 할당 노드 i에 있는 선택 장치로부터 할당 노드 j에 있는 선택 장치로의 RSSI라고 가정하면, 변수
Figure pct00029
이고 아래의 관계를 갖는다.
Figure pct00030
위의 두 조건에 기초하여, 먼저 선택 장치로부터 참조 장치 1로의 RSSI와 선택 장치로부터 참조 장치 3으로의 RSSI 사이의 차이(Ci 값에 대응함)를 비교함으로써, 차이가 큰 것으로부터 작은 것으로의 순서에 따라 할당 노드 (2,1), (2,2) 및 (2,3)에 있는 세 개의 선택 장치가 결정된다. 할당의 정확도를 더 향상시키기 위해, 중간 위치 (2,2)에 있는 선택 장치가 다시 검증될 것이다. 중간 위치에 있는 선택 장치로부터 다른 두 선택 장치로의 RSSI의 합(Ei 값에 대응함)과 중간 위치에 있는 선택 장치로부터 참조 장치 1 및 참조 장치 3으로의 RSSI 사이의 차이(Ci 값에 대응함)의 절대값의 차이(
Figure pct00031
에 대응함)가 가장 클 것이다. 차이가 가장 큰 선택 장치가 검증 후에 중간 위치에 위치하지 않는 경우, 이는 현재 중간 위치에 있는 선택 장치로 교환되어야 한다.
세 개의 선택 장치가 각각 위치하는 할당 노드들을 결정하기 위한 상기 방법 및 공식 8, 9 및 10은 고유하지 않지만, 격자형 토폴로지 그래프에 기초한 휴리스틱 알고리즘 공식들임을 이해할 것이다. 알고리즘 설계를 통해, 본 기술 분야의 당업자는 선택 장치들이 각각 위치하는 할당 노드들을 결정하기 위한 다른 방법들 및 공식들을 설계할 수 있는데, 예컨대 RSSI를 가중화하는 것 또는 비선형 조합을 수행하는 것 등이며, 이는 또한 본 발명의 보호 범위 내에 있다.
각각 할당 노드 (2,1), (2,2) 및 (2,3)에 있는 세 개의 선택 장치를 결정한 후에, 자동 할당 시스템(300)은 노드 (2,1), (2,2) 및 (2,3)에 있는 세 개의 선택 장치를 새로운 참조 장치들로서 취하고, 노드 (2,1), (2,2) 및 (2,3)에 인접하는 다른 타깃 조명 장치들을 할당한다. 도 9에 도시된 바처럼, 정사각형 블록들은 할당된 노드들 및 장치들을 나타내고, 빈 원형 블록들은 할당될 노드들을 나타내며, 어두운 색의 원형 블록들은 배정되어(commissioned) 있는 노드들을 나타낸다. 도 9의 (3)에 도시된 바처럼, 자동 할당 시스템은 토폴로지 그래프의 좌측 부분에 있는 모든 노드에 설치된 조명 장치들을 결정한다. 이후, 도 9의 (4)에 도시된 바처럼, 자동 할당 시스템은 수직선 내의 세 개의 이웃하는 할당된 조명 장치를 참조 장치들로서 취하고, 참조 장치들의 오른쪽에 있는 수직선 내의 세 개의 이웃하는 할당 노드에 설치된 타깃 조명 장치들을 결정한다. 그리고 도 9의 (5)에 도시된 바처럼, 할당된 선택 장치들은 할당의 정확도를 향상시키도록 검증될 수 있다. 마지막으로, 전체 토폴로지 그래프 내의 모든 노드에 설치된 조명 장치들이 결정되고 할당 프로세스가 종료된다.
위에서, 본 발명을 설명하기 위해 RSSI를 예로 들었으나, 본 발명은 또한 전달 시간 또는 전달 시간과 RSSI의 조합과 같은 다른 거리 관련 정보를 이용할 수 있음을 이해할 것이다. RSSI에 관한 본 발명의 교시에 따르면, 본 기술 분야의 당업자는 복수의 참조 장치에 기초하여 복수의 장치를 결정하는 방법들을 명확히 발견할 수 있으며, 이 방법들은 또한 본 발명의 첨부된 청구항들의 범위 내에 있고 본 명세서는 이에 관해 추가적인 세부 사항을 제공하지 않을 것이다.
자동 할당 시스템(300)은 각 단계의 기능을 각각 수행하도록 구성된 대응하는 수단들, 예컨대 단계 S11'을 수행하도록 구성된 수신기 및 제1 획득 수단, 단계 S120'를 수행하도록 구성된 후보 그룹 결정 수단 및 단계 S121'를 수행하도록 구성된 제3 결정 수단을 포함할 수 있다. 이러한 수단들은 도 5에 도시된 것과 유사한 프로그래밍된 CPU를 통해 실현될 수 있다. 상술한 설명에 기초하여, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명의 첨부된 청구항들의 범위에 또한 속하는 대응하는 수단 및 이들의 동작 모드를 설계 및 실현할 수 있고, 따라서, 본 명세서는 추가적인 세부 사항을 제공하지 않을 것이다.
상기 실시예에 따른 본 발명의 양태는 도 6, 도 7 및 도 9에 도시된 2차원 격자형 토폴로지 그래프로 한정되지 않지만, 또한 다른 격자형 토폴로지 그래프들 및 3차원 환경에 적용될 수도 있음을 이해할 것이다. 이들은 모두 본 발명의 첨부된 청구항들의 범위 내에 있으며, 따라서 본 명세서에서는 추가적인 세부 사항이 제공되지 않을 것이다.
위에서, 본 발명의 양태에 따라 방법 및 장치가 설명되었는데, 즉 자동 할당 시스템은 복수의 참조 장치에 기초하여 큰 안전 마진을 가지고 복수의 타깃 노드에 있는 복수의 조명 장치를 동시에 결정하고, 복수의 조명 장치가 각각 위치하는 타깃 노드들을 결정한다. 아래에서는 본 발명의 다른 양태에 따른 할당 방법이 상세히 기술될 것이다.
제3 실시예
전체 토폴로지 그래프의 할당 성공률은 토폴로지 그래프의 노드 개수와 관련된다. 도 10에 도시된 바처럼, 시뮬레이션 결과는 성공적인 할당 동작의 횟수와 토폴로지 그래프의 노드 개수 사이의 관계를 나타내는데: 이것의 수직 좌표는 50회의 할당 동작 중에서 얼마나 많은 횟수가 성공적인지를 나타내고, 수평 좌표는 RSSI의 측정 오차의 표준 편차를 나타낸다(RSSI의 측정 오차는 제로 평균 가우스 분포된다고 가정함). 시뮬레이션에 의해 이용되는 할당 방법은 상술한 제1 실시예에서 이용된 방법이다. 확인할 수 있는 바처럼, 노드가 16개에서 25개로 증가함에 따라(각각 3개의 참조 노드를 포함함), 성공적인 할당 동작의 횟수가 감소한다. 그 이유는 더 많은 노드가 존재할수록 전체적으로 복수의 노드에 대해 잘못된 할당이 일어날 가능성이 더 높기 때문이다. 한편, 잘못 할당된 노드들이 다른 노드들을 할당하기 위한 참조 노드들로서 취해질 수 있는데, 이는 오차를 분산시킬 수 있다. 따라서, 큰 토폴로지 그래프를 정확하게 할당하기 위해, 기술자들은 할당 동작을 다수 회 수행할 필요가 있을 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 도 11에 도시된 바처럼, 자동 할당 시스템(300)은 큰 토폴로지 그래프를 복수의 하위 토폴로지 블록으로 분할한다. 시스템(300)은 참조 장치들에 기초하여 하위 토폴로지 블록들을 할당하고, 각 하위 토폴로지 블록을 검증한다. 검증 후에 올바르게 할당된 것으로 드러나는 하위 토폴로지 블록들에 있는 장치들만이 다른 하위 토폴로지 블록들을 할당하기 위한 참조 장치들로서 취해질 수 있어 오차 분산이 회피되며; 또한, 잘못 할당된 하위 토폴로지 블록들은 올바른 할당을 달성하도록 여러 번 할당될 수 있도록 허용되어, 전체 토폴로지 그래프의 할당 성공률을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 도 12에 도시된 바처럼, 단계 S20에서, 자동 할당 시스템(300)은 토폴로지 그래프를 미리 정의된 규칙에 따라 할당될 특정 개수의 하위 토폴로지 블록으로 분할한다. 바람직하게는, 할당될 특정 개수의 하위 토폴로지 블록들은 토폴로지 그래프의 노드들 및 타깃 장치들을 누락하지 않으며, 이러한 하위 토폴로지 블록들은 또한 중첩되지 않고; 예컨대, 도 11에 도시된 바처럼, 토폴로지 그래프는 격자의 형태로 서로에게 인접하는 16개의 하위 토폴로지 블록으로 고르게 분할된다. 하위 토폴로지 블록들을 분할하는 구체적인 방법은 본 발명의 초점이 아니며, 본 기술 분야의 당업자는 실시 요건에 따라 만족스러운 분할 방식을 결정할 수 있다.
단계 S20에서, 자동 할당 시스템(300)은 참조 블록 Br을 더 결정한다. 참조 블록은 도 11의 상단 좌측 코너에 도시된 바처럼 할당될 하위 토폴로지 블록 B1 및 B2에 인접한다. 이웃하는 하위 토폴로지 블록 B1 및 B2를 할당하기 위해, 자동 할당 시스템(300)은 할당될 하위 토폴로지 블록 B1 및 B2 내의 장치들에 인접하는 참조 블록 내의 장치들을 참조 장치들로서 사용한다. 참조 블록들 및 참조 블록의 노드들에 설치된 참조 장치들을 결정하는 구체적인 방법은 상술한 제1 및 제2 실시예 또는 임의의 다른 기존의 할당 방법들에 기초하여 할당을 수행하기 위해 참조 블록 내의 알려진 위치들을 갖는 장치들을 참조 장치들로서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 자동 할당 시스템(300)은 참조 블록을 검증한다. 구체적으로, 단계 S200에서, 참조 블록 내의 제1 참조 장치들에 기초하여, 자동 할당 시스템(300)은 제1 할당 방법을 채택하여 참조 장치들이 각각 참조 블록의 각 노드에 설치되어 있다고 가정한다. 이후, 단계 S201에서, 자동 할당 시스템(300)은 제1 참조 장치들과 상이한 참조 장치들을 제2 참조 장치들로서 사용하고, 제2 할당 방법을 채택하여 참조 장치들이 다시 참조 블록의 각 참조 위치에 설치되어 있는 것으로 추정한다. 마지막으로, 단계 S202에서, 제2 참조 장치들에 대응하는 추정 결과가 제1 참조 장치들에 대응하는 결과와 동일한 경우, 자동 할당 시스템(300)은 추정 결과에 따라 참조 블록의 각 노드에 설치된 참조 장치들을 결정한다. 제1 참조 장치들이 제2 참조 장치와 상이한 환경 하에서, 제1 할당 방법은 위에서 언급된 제2 할당 방법과 동일하거나 상이할 수 있고, 이들의 할당 결과는 둘 다 검증의 기능을 제공할 수 있음을 이해할 것이며; 마찬가지로, 제1 참조 장치들이 또한 더 사용될 수 있고, 제1 할당 방법과 상이한 제2 할당 방법이 이용되는 경우, 할당 결과는 또한 검증의 기능을 제공할 수 있다. 참조 블록이 또한 토폴로지 블록인 것으로 가정함으로써 본 발명이 설명되며; 다른 실시예들에서, 참조 블록 자체는 또한 복수의 참조 장치를 포함할 수 있음을 이해할 것이다.
도 11에 도시된 바와 같이 참조 블록 Br을 결정한 후에, 단계 S21에서 자동 할당 시스템(300)은 할당될 타깃 하위 토폴로지 블록 B1에 인접하는 참조 블록 Br의 참조 장치들 R1을 최초 참조 장치들로서 취하고, 최초 할당 방법을 이용하여 최초 할당을 수행하며, 각 타깃 장치가 각각 타깃 하위 토폴로지 블록 B1의 각 노드에 설치되어 있는 것으로 추정한다. 최초 할당 방법은 토폴로지 그래프 내의 노드들에 대응하는 타깃 장치들을 결정하는 임의의 할당 방법, 예컨대 제1 및 제2 실시예들에서 기술된 상술한 방법들을 이용할 수 있다.
이후, 단계 S22에서, 자동 할당 시스템(300)은 최초 참조 장치 R1과 상이하고 타깃 하위 토폴로지 블록 B1과 관련된 장치들 R3을 검증 참조 장치들로서 사용하고, 검증 할당 방법을 이용하여 검증 참조 장치들에 기초한 검증 할당을 수행하며, 각 타깃 장치가 타깃 하위 토폴로지 블록 B1의 각 노드에 설치되어 있는 것으로 추정한다. 검증 참조 장치들은 단계 S21에서 최초 참조 장치 R1에 기초하여 추정되는 타깃 하위 토폴로지 블록 B1의 다른 장치들이거나, 또는 타깃 하위 토폴로지 블록 B1 내에 있거나 그에 인접한 미리 알려진 또 다른 참조 장치들일 수 있다. 검증 참조 장치들이 상술한 최초 참조 장치들과 상이한 환경 하에서, 검증 할당 방법은 위에서 언급된 최초 할당 방법과 동일하거나 상이할 수 있고, 이들의 할당 결과는 둘 다 검증의 기능을 제공할 수 있음을 이해할 것이고; 마찬가지로, 최초 참조 장치들이 또한 더 사용될 수 있고, 최초 할당 방법과 상이한 검증 할당 방법이 이용되며; 이러한 경우, 할당 결과는 또한 검증의 기능을 제공할 수 있다.
이후, 단계 S23에서, 자동 할당 시스템(300)은 참조 장치 R3 및/또는 검증 할당 방법에 대응하는 추정 결과가 참조 장치 R1 및 최초 할당 방법에 대응하는 추정 결과와 동일한지 여부를 판단 및 검증한다. 이들이 동일한 경우, 자동 할당 시스템(300)은 타깃 하위 토폴로지 블록 B1이 성공적으로 할당되었고 다시 검증될 필요가 없다고 판단하며; 이후 하위 토폴로지 블록 B1은 할당될 다른 이웃하는 하위 토폴로지 블록들을 할당하기 위한 참조 블록으로서 취해질 수 있다. 추정 결과가 상이한 경우, 타깃 하위 토폴로지 블록 B1은 할당될 것으로 남아 있고; 이러한 토폴로지 블록은 여전히 성공적으로 할당될 수 있으며; 세부 사항은 본 명세서의 아래 부분에서 설명될 것이다.
상술한 단계 S21 내지 단계 S23과 무관하게, 하위 토폴로지 블록 B2에 인접하는 참조 장치 R2에 기초하여, 시스템(300)은 각 타깃 장치가 타깃 하위 토폴로지 블록 B2 내의 각 노드에 설치되어 있는 것으로 추정하고, 할당이 성공적인지 여부를 검증한다. B2가 성공적으로 할당되는 경우, 이는 B3와 같은 다른 이웃하는 하위 토폴로지 블록들을 할당하기 위한 참조 블록으로서 취해질 수 있다. 마찬가지로, B3이 성공적으로 할당되는 경우, 이것은 상술한 환경 하에서 성공적으로 할당되지 않은 하위 토폴로지 블록 B1에 인접하므로, B1에 인접한 B3의 장치들은 참조 장치들로서 취해질 수 있고, B1의 할당이 다시 수행될 수 있다. 이러한 방식으로, B1의 할당 시간이 증가되고 할당 성공률이 향상된다.
전체 토폴로지 그래프에 대해, 상술한 단계들이 반복되고, 모든 할당된 하위 토폴로지 블록들은 할당될 다른 하위 토폴로지 블록들을 할당하기 위한 참조 블록들로서 취해진다. 아래의 표에 있는 시뮬레이션 결과는 이러한 실시예에 따른 할당 방법의 할당 성공률을 나타낸다.
Figure pct00032
표로부터 확인할 수 있는 바처럼, 복수의 하위 토폴로지 블록을 갖는 토폴로지 그래프의 할당 성공률이 단일 하위 토폴로지 블록의 할당 성공률보다 높다. 이는 할당 오차를 갖는 하위 토폴로지 블록들이 여전히 몇 차례 할당될 수 있기 때문이며, 따라서 전체 토폴로지 그래프의 할당 성공률이 실질적으로 증가한다.
반복의 프로세스에 있어서, 아래의 상황이 존재할 수 있음에 주목할 만하다: 성공적으로 할당된 모든 하위 토폴로지 블록들은 할당될 이웃하는 하위 토폴로지 블록들을 할당하기 위한 참조 블록들로서 취해지지만, 할당될 하위 토폴로지 블록들이 이들의 모든 이웃하는 참조 블록들에 기초하여 할당된 후에 정확한 할당 결과를 획득할 수 없는 이러한 할당될 하위 토폴로지 블록들이 존재한다. 이러한 경우, 본 발명의 전체 동작 방법이 반복될 수 있고, 토폴로지 그래프는 블록들로 분할되어 다시 측정 및 할당된다. 토폴로지 그래프의 성공적인 할당이 보장될 수 없는 이유는, 할당 알고리즘이 실제 통신 환경의 편차에 의해 전혀 영향을 받을 수 없다는 점 및 각 하위 토폴로지 블록이 정확하게 할당될 수 있다는 점이 보장될 수 없기 때문임을 이해할 것이다. 이러한 실시예에서 개시된 내용에 기초하여, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명의 전체 동작 방법이 재생 가능하고, 반복적으로 구현될 수 있으며, 이것의 반복되는 구현은 하위 토폴로지 블록들의 할당의 무작위성에 좌우되지 않음을 이해할 것이다.
자동 할당 시스템(300)은 각 단계의 기능들을 각각 수행하도록 구성된 대응하는 수단들, 예컨대 단계 S20을 수행하도록 구성된 블록 분할 수단 및 참조 블록 결정 수단, 단계 S21을 수행하도록 구성된 최초 할당 수단, 단계 S22를 수행하도록 구성된 검증 할당 수단 및 단계 S23을 수행하도록 구성된 판단 수단을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 참조 블록 결정 수단은 단계 S200을 수행하도록 구성된 제3 할당 수단 및 단계 S201을 수행하도록 구성된 제4 할당 수단을 더 포함한다. 이러한 수단들은 프로그래밍된 CPU를 통해 실현될 수 있다. 상술한 상세한 설명에 기초하여, 본 기술 분야의 당업자는 본 발명의 첨부된 청구항들의 범위에 또한 속하는 대응하는 수단 및 이들의 동작 프로세스를 설계할 수 있고, 따라서 본 명세서는 이에 관한 추가적인 세부 사항을 제공하지 않을 것이다.
상기 실시예들에 따른 본 발명의 양태는 도 11에 도시된 토폴로지 그래프로 한정되지 않고, 다른 토폴로지 그래프들에 대해 적용될 수 있으며 3차원 환경에서 이용될 수 있음을 이해할 수 있다. 이들은 모두 본 발명의 첨부한 청구항들의 범위 내에 있으며, 따라서 본 명세서는 이에 관한 추가적인 세부 사항을 제공하지 않을 것이다.

Claims (21)

  1. 토폴로지 그래프 내의 각 타깃 장치의 위치를 결정하는 방법으로서,
    a. 적어도 두 개의 참조 장치들과 각 타깃 장치 사이에 무선 접속들을 확립하는 단계 - 상기 토폴로지 그래프 내의 상기 참조 장치들 각각의 위치는 알려져 있으며, 상기 토폴로지 그래프는 복수의 노드들의 위치 정보를 포함함 -;
    b. 상기 무선 접속들에 기초하여, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 대한 각 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보를 측정하며, 거리 참조 정보를 획득하는 단계; 및
    c. 상기 거리 참조 정보에 기초하여, 각 타깃 장치가 상기 노드들의 위치 중 어느 것에 대응하는지를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단계 b는,
    - 각 타깃 장치가 상기 토폴로지 그래프 내의 할당 노드의 위치에 위치한다고 가정하며, 상기 가정 하에 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 대한 각 타깃 장치의 가정 거리 관련 정보를 획득하는 단계
    를 더 포함하고,
    각 타깃 장치에 대해, 상기 거리 참조 정보는, 그 측정 거리 관련 정보와 상기 할당 노드에 대한 가정 거리 관련 정보 사이의 차이를 포함하며,
    상기 단계 c는,
    - 상기 할당 노드에 대해, 타깃 장치들 중 하나 이상으로부터, 그 가정 거리 관련 정보와 상기 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 더 작은 하나의 타깃 장치를 상기 할당 노드에 대응하는 타깃 장치로서 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 단계 c는,
    - 상기 할당 노드에 대해, 대응하는 가정 거리 관련 정보와 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 가장 작은 타깃 장치를 상기 할당 노드에 대응하는 타깃 장치로서 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 단계 c는,
    c1. 상기 할당 노드에 대해, 가정 거리 관련 정보와 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 더 작은 미리 정의된 개수의 복수의 후보 타깃 장치들을 결정하는 단계;
    c2. 각 후보 타깃 장치를 제1 보조 참조 장치로서 취하며, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들 및 상기 제1 보조 참조 장치에 따라 하나 이상의 보조 참조 노드들에 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들이 존재하는 것으로 추정하는 단계;
    c3. 상기 하나 이상의 보조 참조 노드들에 대응하는 상기 하나 이상의 보조 타깃 장치들과 후보 타깃 장치의 각 조합에 대해, 상기 후보 타깃 장치들과 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 대응하는 상기 하나 이상의 보조 타깃 장치들 사이의 무선 접속들에 기초하여, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들에 대한 상기 후보 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보를 측정하고, 상기 하나 이상의 보조 타깃 장치들이 상기 하나 이상의 보조 참조 노드들에 대응한다고 가정하며, 상기 가정 하에 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들에 대한 상기 후보 타깃 장치의 가정 거리 관련 정보를 획득하는 단계; 및
    c4. 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들에 대한 상기 후보 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보와 상기 후보 타깃 장치의 가정 거리 관련 정보 사이의 차이가 가장 작은 조합을 각 조합으로부터 결정하며, 그 조합 내의 후보 타깃 장치가 상기 할당 노드에 있는 타깃 장치에 대응하는 것으로 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 c2는,
    c2-1. 상기 후보 타깃 장치들 중 하나를 제1 보조 참조 장치로서 취하고, 근처의 하나 이상의 타깃 장치들과 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 장치 사이의 무선 접속에 기초하여, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 참조 장치에 대한 상기 하나 이상의 타깃 장치들의 측정 거리 관련 정보를 측정하는 단계;
    c2-2. 상기 타깃 장치들 각각이 상기 보조 참조 노드들 중 하나에 대응한다고 가정하며, 상기 가정 하에 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 참조 장치에 대한 각 타깃 장치의 가정 거리 관련 정보를 획득하는 단계;
    c2-3. 상기 보조 참조 노드에 대해, 모든 타깃 장치들로부터, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 참조 장치에 대한 상기 타깃 장치들의 가정 거리 관련 정보와 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 더 작은 하나 이상의 타깃 장치들을 상기 보조 노드에 대응하는 보조 타깃 장치들로서 결정하는 단계; 및
    상기 후보 타깃 장치들 각각 및 상기 보조 참조 노드들 각각에 대해, 상기 단계들을 반복하는 단계
    를 더 포함하는 방법.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 거리 관련 정보 및 가정 거리 관련 정보는 대응하는 장치들 사이의 무선 신호들의 수신 신호 강도 지표(RSSI: Received Signal Strength Indication) 및/또는 전달 시간(time of flight)을 포함하고,
    가정 거리 관련 정보와 측정 거리 관련 정보 사이의 상기 차이는, 대응하는 타깃 장치가 대응하는 위치에 있다는 가정 하에 대응하는 타깃 장치와 대응하는 참조 장치 사이의 상대 가정 RSSI 벡터와 대응하는 타깃 장치와 대응하는 참조 장치 사이의 상대 측정 RSSI 벡터 사이의 벡터 차이, 및/또는 대응하는 타깃 장치가 대응하는 위치에 있다는 가정 하에 대응하는 타깃 장치와 대응하는 참조 장치 사이의 가정 전달 시간과 대응하는 타깃 장치와 대응하는 참조 장치 사이의 측정 전달 시간 사이의 차이를 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 토폴로지 그래프 내의 노드들의 위치들은 격자형이며,
    상기 단계 b는,
    - 모든 타깃 장치들 중 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치들로 구성되는 모든 후보 그룹들을 열거하며, 미리 정의된 조합 규칙에 따라 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 대한 상기 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치들의 측정 거리 관련 정보의 수학적 조합을 결정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 거리 참조 정보는 모든 후보 그룹의 대응하는 수학적 조합을 포함하며,
    상기 단계 c는,
    c1. 모든 후보 그룹들의 대응하는 수학적 조합들에 기초하여, 미리 정의된 규칙에 따라 하나의 타깃 후보 그룹을 선택하며, 상기 타깃 후보 그룹의 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치들을 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 이웃하는 미리 정의된 개수의 복수의 할당 노드들에 대응하는 선택 장치들로서 선택하는 단계; 및
    c2. 상기 적어도 두 개의 참조 장치들 중 적어도 하나에 대한 미리 정의된 개수의 복수의 선택 장치들의 측정 거리 관련 정보에 기초하여, 상기 미리 정의된 개수의 복수의 선택 장치들 각각이 어느 할당 노드에 대응하는지를 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 참조 장치들은 동일한 격자선 상에 있으며 서로에게 인접하고,
    상기 타깃 장치들 각각은 상기 적어도 두 개의 참조 장치들과 동일한 쪽 및/또는 상기 적어도 두 개의 참조 장치들과 동일한 격자선 상에 있고,
    상기 미리 정의된 개수의 복수의 할당 노드들은 동일한 쪽 상에서 상기 참조 장치들 각각에 인접하고,
    상기 거리 관련 정보는 대응하는 장치들 사이의 무선 신호들의 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및/또는 전달 시간을 포함하며,
    상기 수학적 조합들은 무선 신호들의 RSSI 및/또는 전달 시간의 선형 조합들인 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    d. 할당 노드들에 대응하는 것으로 결정된 상기 타깃 장치들을 새로운 참조 장치들로서 취하며, 상기 토폴로지 그래프 내의 모든 노드들에 대응하는 타깃 장치들이 결정될 때까지, 단계 a 내지 단계 c를 반복하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 복수의 노드들의 위치 정보를 포함하는 토폴로지 그래프 내의 각 타깃 장치의 위치를 결정하는 방법으로서,
    A. 상기 토폴로지 그래프를 미리 정의된 규칙에 따라 할당될 특정 개수의 하위 토폴로지 블록들로 분할하며, 참조 블록을 결정하는 단계 - 상기 참조 블록은 할당될 상기 하위 토폴로지 블록들 중 하나 이상에 인접함 -;
    B. 할당될 타깃 하위 토폴로지 블록들에 인접하는 상기 참조 블록의 참조 장치들을 최초 참조 장치들로서 취하고, 최초 할당 방법을 이용하여 최초 할당을 수행하며, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들의 각 노드에 각각 대응하는 타깃 장치들의 존재를 추정하는 단계;
    C. 상기 최초 참조 장치들과 상이한 검증 참조 장치들 및/또는 상기 최초 할당 방법과 상이한 검증 할당 방법을 이용하여 검증 할당을 수행하며, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들의 각 노드에 각각 대응하는 상기 타깃 장치들의 존재를 추정하는 단계;
    D. 상기 최초 할당의 추정 결과가 상기 검증 할당의 추정 결과와 동일한 경우에는, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들이 할당되었다고 판단하며, 상기 추정 결과들이 상이한 경우에는, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들이 할당될 것으로 남아 있다고 판단하는 단계; 및
    E. 배정된 상기 하위 토폴로지 블록들 모두를 참조 블록들로서 취하며, 상기 단계 B 내지 단계 D를 반복하여 할당될 상기 하위 토폴로지 블록들 모두를 할당하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 단계 A에서 참조 블록을 결정하는 단계는,
    - 제1 참조 장치들에 기초하여, 제1 할당 방법을 이용하여 참조 장치들이 각각 상기 참조 블록 내의 각 노드에 대응하는 것으로 추정하는 단계;
    - 상기 제1 참조 장치들과 상이한 제2 참조 장치들 및/또는 상기 제1 할당 방법과 상이한 제2 할당 방법을 이용하여, 상기 참조 장치들의 존재가 각각 상기 참조 블록 내의 각 노드에 대응하는 것으로 추정하는 단계; 및
    - 상기 제2 참조 장치들 및/또는 상기 제2 할당 방법에 대응하는 추정 결과가 상기 제1 참조 장치들 및 상기 제1 할당 방법에 대응하는 추정 결과와 동일한 경우, 상기 추정 결과에 따라 각각 상기 참조 블록 내의 각 노드에 대응하는 참조 장치들을 결정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 검증 참조 장치들은, 상기 단계 B에서 추정된 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들 내의 타깃 장치들을 포함하는 방법.
  13. 토폴로지 그래프 내의 각 타깃 장치의 위치를 결정하기 위한 할당 장치로서,
    상기 토폴로지 그래프는 복수의 노드들의 위치 정보를 포함하고, 상기 토폴로지 그래프 내의 적어도 두 개의 참조 장치들의 위치는 알려져 있으며, 타깃 장치들 각각과 각 참조 장치 사이에는 무선 접속들이 존재하고,
    상기 할당 장치는,
    - 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 대한 상기 타깃 장치들 각각의 측정 거리 관련 정보를 수신하도록 구성된 수신기;
    - 거리 참조 정보를 획득하도록 구성된 제1 획득 수단; 및
    - 상기 거리 참조 정보에 기초하여, 상기 타깃 장치들 각각이 상기 노드들의 위치 중 어느 것에 각각 대응하는지를 결정하도록 구성된 제1 결정 수단
    을 포함하는 할당 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 획득 수단은, 상기 타깃 장치들 각각이 상기 토폴로지 그래프 내의 할당 노드의 위치에 위치한다고 가정하며, 상기 가정 하에 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 대한 상기 타깃 장치들 각각의 가정 거리 관련 정보를 획득하도록 더 구성되고,
    상기 타깃 장치들 각각에 대해, 상기 거리 참조 정보는 그 측정 거리 관련 정보와 할당 노드에 대한 가정 거리 관련 정보 사이의 차이를 포함하며,
    상기 제1 결정 수단은, 상기 할당 노드에 대해, 상기 타깃 장치들 중 하나 이상으로부터, 그 가정 거리 관련 정보와 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 더 작은 하나의 타깃 장치를 상기 할당 노드에 대응하는 타깃 장치로서 선택하도록 더 구성되는 할당 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 결정 수단은,
    - 상기 할당 노드에 대해, 가정 거리 관련 정보와 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 더 작은 미리 정의된 개수의 복수의 후보 타깃 장치들을 결정하도록 구성된 후보 장치 결정 수단;
    - 각 후보 타깃 장치를 제1 보조 참조 장치로서 취하며, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들 및 상기 제1 보조 참조 장치에 기초하여, 하나 이상의 보조 참조 노드들에 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들이 존재하는 것으로 추정하도록 구성된 보조 타깃 장치 추정 수단; 및
    - 상기 하나 이상의 보조 참조 노드들에 대응하는 상기 하나 이상의 보조 타깃 장치들과 후보 타깃 장치의 각 조합에 대해, 각 후보 타깃 장치와 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들 사이의 무선 접속들에 기초하여, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들에 대한 각 후보 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보의 측정을 수행하고, 상기 하나 이상의 보조 타깃 장치들이 상기 하나 이상의 보조 참조 노드들에 대응한다고 가정하며, 상기 가정 하에 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들에 대한 각 후보 타깃 장치의 가정 거리 관련 정보를 획득하도록 구성된 제2 획득 수단
    을 포함하고,
    상기 제1 결정 수단은, 모든 조합으로부터, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 대응하는 하나 이상의 보조 타깃 장치들에 대한 상기 후보 타깃 장치의 측정 거리 관련 정보와 가정 거리 관련 정보 사이의 차이가 가장 작은 조합을 결정하며, 그 조합 내의 후보 타깃 장치가 상기 할당 노드에 있는 타깃 장치에 대응하는 것으로 결정하도록 더 구성되는 할당 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    보조 할당 장치 추정 수단은,
    - 상기 후보 타깃 장치들 중 하나를 제1 보조 참조 장치로서 취하며, 근처의 하나 이상의 타깃 장치들과 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 참조 장치 사이의 무선 접속들에 기초하여, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 참조 장치에 대한 상기 하나 이상의 타깃 장치들의 측정 거리 관련 정보를 측정하도록 구성된 제3 획득 수단;
    - 각 타깃 장치가 상기 보조 참조 노드들 중 하나에 각각 대응한다고 가정하며, 상기 가정 하에 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 참조 장치에 대한 각 타깃 장치의 가정 거리 관련 정보를 획득하도록 구성된 제4 획득 수단; 및
    - 상기 보조 참조 노드들에 대해, 모든 타깃 장치들로부터, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들뿐만 아니라 상기 제1 보조 참조 장치에 대한 상기 타깃 장치들의 가정 거리 관련 정보와 측정 거리 관련 정보 사이의 차이가 더 작은 하나 이상의 타깃 장치들을 상기 보조 참조 노드들에 대응하는 보조 타깃 장치들로서 결정하도록 구성된 제2 결정 수단
    을 더 포함하는 할당 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 토폴로지 그래프는 격자형이고,
    상기 제1 획득 수단은, 상기 타깃 장치들 중 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치들로 구성되는 모든 후보 그룹들을 열거하며, 각 후보 그룹에 대해, 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 대한 상기 각 후보 그룹의 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치들의 측정 거리 관련 정보의 수학적 조합을 결정하도록 구성되고,
    상기 거리 참조 정보는 모든 후보 그룹들의 대응하는 수학적 조합들을 포함하며,
    상기 제1 결정 수단은,
    - 모든 후보 그룹들의 대응하는 수학적 조합들에 기초하여, 미리 정의된 규칙에 따라 하나의 타깃 후보 그룹을 선택하며, 상기 타깃 후보 그룹의 미리 정의된 개수의 복수의 타깃 장치들을 상기 적어도 두 개의 참조 장치들에 인접하는 미리 정의된 개수의 복수의 할당 장치들에 대응하는 선택 장치들로서 선택하도록 구성된 후보 그룹 결정 수단; 및
    - 상기 적어도 두 개의 참조 장치들 중 적어도 하나에 대한 미리 정의된 개수의 복수의 선택 장치들의 측정 거리 관련 정보에 기초하여, 상기 미리 정의된 개수의 복수의 선택 장치들 각각이 어느 할당 노드에 각각 대응하는지를 결정하도록 구성된 제3 결정 수단
    을 포함하는 할당 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 참조 장치들은 동일한 격자선 상에 있으며 서로에게 인접하고,
    각 타깃 장치는 상기 적어도 두 개의 참조 장치들과 동일한 쪽 및/또는 상기 적어도 두 개의 참조 장치들과 동일한 격자선 상에 있고,
    상기 미리 정의된 개수의 복수의 할당 노드들은 동일한 쪽 상에서 각 참조 장치에 인접하고,
    상기 측정 거리 관련 정보는 대응하는 장치들 사이의 무선 신호들의 수신 신호 강도 지표(RSSI) 및/또는 전달 시간을 포함하며,
    상기 수학적 조합들은 무선 신호들의 RSSI 및/또는 전달 시간의 선형 조합들인 할당 장치.
  19. 복수의 노드들의 위치 정보를 포함하는 토폴로지 그래프 내의 각 타깃 장치의 위치를 결정하기 위한 장치로서,
    - 상기 토폴로지 그래프를 미리 정의된 규칙에 따라 할당될 특정 개수의 하위 토폴로지 블록들로 분할하도록 구성된 블록 분할 수단;
    - 참조 블록을 결정하도록 구성된 참조 블록 결정 수단 - 상기 참조 블록은 할당될 하나 이상의 하위 토폴로지 블록들에 인접함 -;
    - 할당될 타깃 하위 토폴로지 블록들에 인접하는 상기 참조 블록의 참조 장치들을 최초 참조 장치들로서 취하고, 최초 할당 방법을 이용하여 최초 할당을 수행하며, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들의 각 노드에 각각 대응하는 타깃 장치들의 존재를 추정하도록 구성된 최초 할당 수단;
    - 상기 최초 참조 장치들과 상이한 검증 참조 장치들 및/또는 상기 최초 할당 방법과 상이한 검증 할당 방법을 이용하여 검증 할당을 수행하며, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들의 각 노드에 각각 대응하는 상기 타깃 장치들의 존재를 추정하도록 구성된 검증 할당 수단; 및
    - 상기 검증 할당의 추정 결과가 상기 최초 할당의 추정 결과와 동일한 경우에는, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들이 할당되었다고 판단하거나, 또는 상기 추정 결과들이 상이한 경우에는, 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들이 할당될 것으로 남아 있다고 판단하도록 구성된 판단 수단
    을 포함하고,
    상기 참조 블록 결정 수단은, 할당된 상기 하위 토폴로지 블록들 모두를 참조 블록들로서 취하여 할당될 모든 다른 관련 하위 토폴로지 블록들을 할당하도록 더 구성되는 타깃 장치 위치 결정 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 참조 블록 결정 수단은,
    - 제1 참조 장치들에 기초하여, 제1 할당 방법을 이용하여 상기 참조 블록의 각 노드에 각각 대응하는 참조 장치들의 존재를 추정하도록 구성된 제3 할당 수단; 및
    - 상기 제1 참조 장치들과 상이한 제2 참조 장치들 및/또는 상기 제1 할당 방법과 상이한 제2 할당 방법을 이용하여, 상기 참조 블록의 각 노드에 각각 대응하는 상기 참조 장치들의 존재를 추정하도록 구성된 제4 할당 수단
    을 더 포함하며,
    상기 참조 블록 결정 수단은, 상기 제2 참조 장치들 및/또는 상기 제2 할당 방법에 대응하는 추정 결과가 상기 제1 참조 장치들 및 상기 제1 할당 방법에 대응하는 추정 결과와 동일한 경우, 상기 추정 결과에 따라 상기 참조 블록의 각 노드에 대응하는 참조 장치들을 결정하도록 더 구성되는 타깃 장치 위치 결정 장치.
  21. 제19항 또는 제20항에 있어서,
    상기 검증 참조 장치들은, 상기 최초 할당 수단에 의해 추정된 상기 타깃 하위 토폴로지 블록들 내의 타깃 장치들을 포함하는 타깃 장치 위치 결정 장치.
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