KR20120013495A - 측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법 - Google Patents

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Abstract

측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템은, 주변의 통신 가능한 AP(Access Point) 정보를 전송하는 이동 단말기; AP의 위치정보를 저장하는 DB 서버; 및 이동 단말기로부터 수신한 AP 정보에 대응하는 AP의 위치정보 및 신호의 세기에 기초하여 이동 단말기의 위치를 판단하며, AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리 및 개수에 기초하여 정확도 지표를 산출하는 측위 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법{System and Apparatus for Positioning, and Method therefor}
본 발명의 실시예는 측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 이동 단말기의 위치 결정시에 주변의 통신 가능한 AP(Access Point)의 개수와 AP 간의 거리의 관계를 이용하여 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 산출함으로써 이동 단말기의 위치 정보의 유용성을 파악할 수 있도록 하며, 정확도 수준이 낮은 경우에 다른 방법으로 위치를 측정할 수 있도록 하여 고객이 느끼는 체감 정확도를 향상시킬 수 있는 측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법에 관한 것이다.
전자, 통신 기술의 비약적인 발전에 힘입어 이동 단말기를 활용한 다양한 무선 통신 서비스(Wireless Communication Network)가 개발되고 있다. 종래에는 이동 단말기 사용자들에게 무선으로 음성 통화를 제공하는 무선 음성 통화 서비스로 시간과 장소에 구애받지 않고 통화를 할 수 있는 서비스를 제공하며, 문자 메시지 서비스를 제공하여 음성 통화 서비스를 보완해주고 있다.
또한, 최근에는 무선 인터넷의 발달로 인하여 이동통신 서비스 가입자에게 무선 통신망을 이용하여 인터넷 통신 서비스를 제공하는 무선 인터넷 서비스가 시작되어, 무선 인터넷에 대한 기술 개발을 진행하는 기업들이 많아지고 있다.
한편, 이동 단말기를 이용한 다양한 무선 인터넷 서비스 중 특히, 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Services)는 넓은 활용성 및 편리함으로 인하여 크게 각광받고 있다. 위치 기반 서비스는 이동 단말기의 위치를 파악하고, 파악된 위치와 관련된 부가 정보를 제공하는 통신 서비스를 말한다. 위치 기반 서비스는 구조 요청, 범죄 신고에의 대응, 인접 지역 정보 제공의 지리 정보 시스템(GIS: Geographical Information System), 위치에 따른 이동통신 요금의 차등화, 교통 정보, 차량 항법 및 물류 관제 및 위치 기반 CRM(Customer Relationship Management) 등 다양한 분야 및 상황에 사용된다.
특히, 위치를 알고 있는 3개 이상의 AP들의 좌표 및 거리를 이용하는 삼각 측량법(Triangulation)은 3개 이상의 AP로부터 위치를 알고자 하는 이동 단말기까지의 각각의 거리를 측정한 후, 측정된 거리와 AP들의 위치 정보를 이용한 삼각 측량법을 수행함으로써 이동 단말기의 위치를 산출한다.
그런데, 삼각 측량법의 경우, AP의 개수가 적거나 AP들이 특정 구간에 밀집되어 있게 되면 측위의 결과에 대한 정확도가 떨어질 수 있으며, 이러한 경우에 고객은 측위 결과에 대한 정확도를 알 수 없기 때문에 지역적 특성이나 AP의 개수에 관계없이 측위의 결과 자체를 불신하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예는 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 이동 단말기의 위치 결정시에 주변의 통신 가능한 AP(Access Point)의 개수와 AP 간의 거리의 관계를 이용하여 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 산출함으로써 이동 단말기의 위치 정보의 유용성을 파악할 수 있도록 하며, 정확도 수준이 낮은 경우에 다른 방법으로 위치를 측정할 수 있도록 하여 고객이 느끼는 체감 정확도를 향상시킬 수 있는 측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템은, 주변의 통신 가능한 AP(Access Point) 정보를 전송하는 이동 단말기; AP의 위치정보를 저장하는 DB 서버; 및 이동 단말기로부터 수신한 AP 정보에 대응하는 AP의 위치정보 및 신호의 세기에 기초하여 이동 단말기의 위치를 판단하며, AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리 및 개수에 기초하여 정확도 지표를 산출하는 측위 서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 측위 장치는, 이동 단말기로부터 주변의 통신 가능한 AP 정보를 수신하는 AP정보 수신부; AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판단하는 AP위치 판단부; 이동 단말기로부터 수신되는 신호의 세기 및 AP의 위치에 기초하여 이동 단말기의 위치를 계산하는 단말위치 계산부; AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리지표를 계산하는 거리지표 계산부; 및 계산된 AP의 상대적인 거리지표 및 AP 정보에 대응하는 AP의 개수에 기초하여 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 계산하는 정확도지표 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 측위 장치는, 필드 테스트(field test)를 통해 상기 이동 단말기의 실제 위치가 측정되는 경우, 측정된 이동 단말기의 실제 위치 값을 수신하는 실제값 수신부; 수신된 실제 위치 값과 단말위치 계산부에 의해 계산된 위치 값의 차이를 계산하는 차이값 계산부; 및 차이값 계산부에 의해 계산된 차이에 기초하여 정확도 지표를 보정하는 정확도지표 보정부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 측위 장치는, 이동 단말기의 수집 가능한 AP의 최대 개수 및 실제의 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 가중치를 부여하는 가중치 부여부를 더 포함할 수도 있다.
이 경우, 가중치는 0 내지 1의 범위를 갖는 것이 바람직하다.
또한, AP위치 판단부는, 기 저장된 AP의 위치 데이터로부터 AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판독하는 것이 바람직하다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 측위 방법은, 이동 단말기로부터 주변의 통신 가능한 AP 정보를 수신하는 단계; AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판단하는 단계; 이동 단말기로부터 수신되는 신호의 세기 및 AP의 위치에 기초하여 이동 단말기의 위치를 계산하는 단계; AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리지표를 계산하는 단계; 및 계산된 AP의 상대적인 거리지표 및 AP 정보에 대응하는 AP의 개수에 기초하여 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 측위 방법은, 필드 테스트를 통해 이동 단말기의 실제 위치가 측정되는 경우, 측정된 이동 단말기의 실제 위치 값을 수신하는 단계; 수신된 실제 위치 값과 이동 단말기의 위치 계산단계에 의해 계산된 위치 값의 차이를 계산하는 단계; 및 차이 계산단계에 의해 계산된 차이에 기초하여 정확도 지표를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 측위 방법은, 이동 단말기의 수집 가능한 AP의 최대 개수 및 실제의 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 가중치를 부여하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법은 이동 단말기의 위치 결정시에 주변의 통신 가능한 AP(Access Point)의 개수와 AP 간의 거리의 관계를 이용하여 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 산출함으로써 이동 단말기의 위치 정보의 유용성을 파악할 수 있도록 하며, 정확도 수준이 낮은 경우에 다른 방법으로 위치를 측정할 수 있도록 하여 고객이 느끼는 체감 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 측위 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 AP가 특정 구간에 몰려있는 경우 및 분산되어 설치된 경우의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측위 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템은 주변의 통신 가능한 AP(110)의 정보를 네트워크(130) 또는 이동통신 망(140)을 통해 전송하는 이동 단말기(120), AP(110)에 대한 위치 정보를 기 저장하는 DB 서버(150), 및 이동 단말기(120)로부터 수신한 AP 정보에 대응하는 AP의 위치정보 및 신호의 세기에 기초하여 이동 단말기(120)의 위치를 판단하며, AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리 및 개수에 기초하여 정확도 지표를 산출하는 측위 서버(200)를 포함한다.
이동 단말기(120)는 특정 지역에 설치된 다수의 AP 중 자신과 통신 가능한 AP의 정보를 네트워크(130) 또는 이동통신 망(140)를 통하여 전송한다. 여기서, AP 정보는 AP의 고유 식별번호, 설치된 위치정보 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 네트워크(130)는 블루투스(Bluetooth), IrDA(Infrared Data Association) 등에 의한 근거리 무선망, WiBro(Wireless Broadband), LTE(Long Term Evolution) 등과 같은 무선 인터넷 망뿐만 아니라, VAN(Value Added Network: 부가가치 통신망)와 같은 유선망을 포함하는 광의의 개념으로 사용된다. 또한, 이동통신 망(140)은 CDMA(Code Division Multiple Access) 망, WCDMA(Wideband CDMA) 망 등을 포함할 수 있다.
이동 단말기에 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)를 제공하기 위한 위치 측위 방식에는 이동 단말기의 위치를 측정하기 위하여 이동통신망의 기지국의 셀 반경인 전파환경을 이용하여 소프트웨어적으로 위치를 확인하는 네트워크 기반(Network Based) 방식과 이동 단말기 내에 장착된 GPS(Global Positioning System) 수신기를 이용한 핸드셋 기반(Handset Based) 방식, 그리고 이들 두 가지 방식을 혼합한 혼합(Hybrid) 방식이 있다.
A-GPS 방식은 핸드셋 기반 방식으로서, TDMA(Time Devision Multiple Access) 무선 접속 방식을 사용하는 유럽의 GSM(Global System for Mobile Communication) 기반 망과 CDMA(Code Devision Multiple Access) 무선 접속 방식을 사용하는 IS-95 기반 망 기술에서 모두 사용 가능한 방식이다. GSM 무선 접속 방식에서는 GPS 수신기를 내장한 이동 단말기와 GSM 망 내의 SPC(Supl Positioning Center) 간에 OMA SUPL(Secure User Plane Location) 인터페이스와 OMA SUPL 내의 A-GPS 측위를 위한 프로토콜인 SUPL POS(RRLP(Radio Resource Location Protocol)를 내장한 GSM A-GPS 프로토콜)를 통한 메시지 송수신으로 이동 단말기의 위치를 측위하는 데, GPS 위성으로부터 4개 이상의 위성 신호를 수신하여 위치 측위를 하기 때문에 위치 결정이 매우 정확하다. A-GPS 시스템은 이동 단말기에서 수신한 위성신호를 전송받아서 위치를 계산하는 SPC(SUPL Positioning Center)와 GSM 이동통신망 내의 기지국 정보에 의한 계산을 가공 또는 다른 시스템으로 연계하는 위치정보센터(SLC: SUPL Location Center)로 구성되어 있다.
E-OTD(Enhanced Observed Time Difference) 방식은 대표적인 네트워크 기반 측위 방식으로 TDMA 무선 접속 규격을 사용하는 유럽의 TDMA 기반 GSM 방식의 GSM 표준위원회에서 LCS Release 98과 99를 통해 표준화되었는데, 이동 단말기가 3개 이상의 기지국에서 수신된 신호를 상대적인 도착시간과 거리의 차를 계산하여 위치를 결정한다. E-OTD 방식은 OTD(Observed Time Difference), RTD(Relative Time Difference), GTD(geometric time difference) 등의 시간차 개념을 조합하여 네트워크 방식의 측위 계산에 사용하는 방식이다.
OTD는 두 개의 기지국으로부터 이동 단말기까지 도착하는 신호의 도착시간에 대한 차이를 의미하며, GSM 기반의 이동 단말기에서 UE Rx-Tx Time Difference Type 2 Parameter를 측정함으로써 구할 수 있다.
RTD는 두 개의 기지국으로부터 송신되는 신호의 시작시간 차이를 구할 수 있는 파라미터로서, 기지국에 별도의 측정장치인 LMU(Location Measurement Unit)를 장착해야만 측정이 가능하다. 따라서 GSM 표준에서 권고한 네트워크 방식의 위치 계산을 위한 Key Parameter인 "GTD = OTD - RTD"를 구하기 위해서는 OTD 뿐만 아니라 RTD를 구해야만 E-OTD 방식의 네트워크 위치 계산을 수행할 수 있다.
네트워크 기반의 위치 측위 기술은 이동 단말기와 서버 간의 약속된 프로토콜(IS-801, RRLP, RRC 등)에 의해 이동 단말기 및 LMU에서 측정한 데이터(PPM, OTD, RTD 등)를 측위 서버에 전달하고, 그 이동 단말기의 측정 데이터(PPM, OTD, RTD 등)를 이용하여 측위 서버에서 해당 이동 단말기의 위치 측위 기능을 수행한다. 측위 서버는 네트워크 방식의 위치 측위(GPS 위성을 이용한 위치측정 방식을 제외한 서버 단에서 측위 요청한 단말의 위치를 측위하는 방식)을 수행하여 그 결과를 측위 서비스를 요청한 대상에게(SLC, CP(Contents Provider), 서비스를 요구한 이동 단말기 등) 전송한다.
이러한 네트워크 기반의 위치 측위 기술은 일반적으로 위치를 알고 있는 3개 이상의 AP(Access Point)들의 좌표 및 거리를 이용하는 삼각 측량법(Triangulation)을 이용하며, 크게 측정(예측)된 거리 정보를 이용하는 방법과 거리 정보를 이용하지 않는 방법으로 분류된다.
거리 정보를 이용하는 방법은 우선 위치를 알고 있는 3개 이상의 AP로부터 위치를 알고자 하는 이동 단말기까지의 각각의 거리를 측정한 후, 측정된 거리와 AP들의 위치 정보를 이용한 삼각 측량법을 수행함으로써 이동 단말기의 위치를 획득한다. 이때, 이동 단말기와 AP 사이의 거리는 ToA(Time of Arrival), TdoA(Time difference of Arrival), RSS(Received Signal Strength) 등의 방법들을 이용하여 측정(예측)한다.
ToA는 전파 속도를 알고 있는 신호가 AP 사이를 이동한 시간을 이용하여 거리를 측정하는 방법이다. TdoA는 서로 다른 속력을 가진 두 신호를 동시에 전송하여 두 AP 간에 신호들이 도달한 시간의 차이를 이용하여 거리를 측정하는 방법이다. 이와 같은 두 방법은 속도가 낮은 신호일수록, AP 사이에 장애물이 존재하지 않을수록 더욱 정확한 측정 결과를 산출한다.
RSS는 노드에 도달한 수신신호의 세기를 이용하여 거리를 측정하는 방법이다. RSS가 사용하는 RF신호는 초음파나 음파보다 회절 특성이 좋기 때문에 가시성(LoS)을 확보하기가 용이하며 추가적인 하드웨어를 필요로 하지 않는다는 장점이 있다.
거리정보를 이용하지 않는 위치 인식 방법으로는 센트로이드(Centroid) 방법, APIT(Approximate Point In Triangulation) 방법 등이 있다. 이와 같은 방법들은 멀티 홉(multi-hop)을 이루는 센서 네트워크에서 거리 정보를 이용하는 방법들이 네트워크에 오차를 확산시킬 수 있다는 인식에서 시작된 방법들이다.
센트로이드 방법은 규칙적으로 배열된 각각의 AP들이 자신들의 위치 정보를 이웃 AP로 전송한 경우 이웃 AP들이 이전의 AP들로부터 받은 신호의 세기를 비교하여 자신의 위치를 예측(측정)하는 방법이다. 센트로이드 방법은 AP가 규칙적으로 배열되어 있을수록, 자신과 통신할 수 있는 AP의 수가 많을수록, RF 전파환경이 동일하게 유지될수록 더욱 정확한 측정결과를 산출할 수 있다.
APIT 방법은 위치를 측정하고자 하는 이동 단말기가 각 AP들이 이루는 삼각형 내에 존재하는지 여부를 이용하여 위치를 예측한다.
본 발명의 실시예에 따른 측위 시스템은 네트워크 기반의 삼각측량 방식에 따라 이동 단말기의 위치를 측위할 수 있으며, 구체적인 삼각측량의 방식은 전술한 다양한 방식이 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 측위 장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 측위 장치는 도 1의 측위 서버로 이용될 수 있으며, 따라서 동일한 부재번호를 부여하였다.
도 2를 참조하면, 측위 장치(200)는 AP 정보 수신부(210), AP 위치 판단부(220), 단말위치 계산부(230), 거리지표 계산부(240), 정확도지표 계산부(250), 가중치 부여부(260), 실제값 수신부(270), 차이값 계산부(280) 및 정확도지표 보정부(290)를 구비할 수 있다.
AP정보 수신부(210)는 이동 단말기(120)로부터 주변의 통신 가능한 AP 정보를 수신한다. 이때, 이동 단말기(120)로부터 수신되는 AP 정보에는 전술한 바와 같이, AP의 고유 식별번호, 설치된 위치정보 중의 적어도 하나가 포함될 수 있다.
AP 위치 판단부(220)는 이동 단말기(120)로부터 수신한 AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판단한다. 예를 들어, AP 정보가 AP의 고유 식별번호를 포함하는 경우, AP의 위치정보를 기 저장하고 있는 DB 서버(150)로부터 해당 고유 식별번호에 대응하는 AP를 검색하여 AP의 위치를 판단할 수 있다. 또는, AP 정보에 설치된 위치정보가 포함된 경우, 해당 위치정보에 따라 AP의 위치를 판단할 수도 있다.
단말위치 계산부(230)는 이동 단말기(120)로부터 수신되는 신호의 세기 및 AP 위치 판단부(220)에 의해 판단된 AP의 위치에 기초하여 이동 단말기(120)의 위치를 판단한다. 여기서, 단말위치 계산부(230)는 전술한 네트워크(130) 기반의 삼각측량 방식에 따라 이동 단말기(120)의 위치를 판단할 수 있으며, 구체적인 삼각측량의 방식은 제한하지 않는다.
거리지표 계산부(240)는 AP위치 판단부(220)에 의해 판단된 AP의 위치에 기초하여 이동 단말기(120)와 AP 사이의 상대적인 거리를 계산한다. 이동 단말기(120)의 좌표를 (x, y)라고 하고 AP의 위치를 (xi, yi)라고 하면 이동 단말기(120)와 통신 가능한 AP의 위치는 알고 있으므로, 이동 단말기(120)와 해당 AP 사이의 상대적인 거리는 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
여기서,
Figure pat00002
이다.
거리지표 계산부(240)는 이동 단말기(120)로부터 수신한 AP 정보에 기초하여 수학식 2와 같이 이동 단말기(120)와 통신 가능한 AP의 상대적인 거리지표를 계산할 수 있다.
Figure pat00003
여기서, Ck는 이동 단말기(120)와 통신 가능한 AP에 대한 상대적인 거리지표를 나타내며, n_k는 이동 단말기(120)의 현재의 위치에서의 통신 가능한 AP의 개수를 나타낸다.
정확도지표 계산부(250)는 거리지표 계산부(240)에 의해 계산된 통신 가능한 AP의 상대적인 거리지표 및 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 이동 단말기(120)의 위치에 대한 정확도 지표를 계산한다. 이때, 가중치 부여부(260)는 이동 단말기(120)의 수집 가능한 AP의 최대 개수 및 실제의 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 가중치를 부여할 수 있다. 여기서, 수집 가능한 AP의 최대 개수는 특정 구역에 설치된 AP의 개수로서 이동 단말기(120)의 통신 가능 범위에 있는 AP의 개수를 말한다. 이때, 가중치 부여부(260)는 0 내지 1의 범위 내에서 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들어, 특정 지역에 설치된 AP의 개수가 설정된 수 이상이며 그 중 이동 단말기(120)가 설정된 퍼센트 이상의 AP들에 대해 수신 신호의 세기가 일정 수준 이상인 경우, 가중치 부여부(260)는 0 내지 1의 범위 내에서 높은 수의 가중치를 부여할 수 있다. 또한, 특정 지역에 설치된 AP의 개수가 설정된 수 이하이며 그 중 이동 단말기(120)가 설정된 퍼센트 이하의 AP들과 통신 가능한 경우, 가중치 부여부(260)는 0 내지 1의 범위 내에서 낮은 수의 가중치를 부여할 수 있다. 여기서 설명한 가중치 부여방법은 하나의 예시일 뿐이며, 이에 한정된 것은 아니다.
정확도 지표 계산부(250)는 AP의 상대적인 거리지표 및 AP 정보에 대응하는 AP의 개수에 기초하여 수학식 3과 같이 이동 단말기(120)의 위치에 대한 정확도 지표를 계산한다.
Figure pat00004
여기서, wt는 이동 단말기(120)의 현재의 위치에서의 가중치를 나타내며, n은 이동 단말기(120)의 현재의 위치에서의 수집 가능한 AP의 최대 개수를 나타내고, nk는 이동 단말기(120)의 현재의 위치에서의 통신 가능한 AP의 개수를 나타낸다. 또한, C는 이동 단말기(120)의 수집 가능한 최대 개수의 AP에 대한 상대적인 거리지표를 나타내며, Ck는 이동 단말기(120)의 통신 가능한 AP에 대한 상대적인 거리지표를 나타낸다.
도 3은 AP가 특정 구간에 몰려있는 경우 및 분산되어 설치된 경우의 예를 나타낸 도면이다. 예를 들어, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 특정 지역에서의 이동 단말기(120)의 위치에 대응하여 AP가 일측에 몰려있는 경우, 전술한 방법에 따라 위치 정확도는 낮은 수의 값으로 계산될 수 있다. 또한, 특정 지역에서의 이동 단말기(120)의 위치에 대응하여 AP가 균등한 경우, 전술한 방법에 따라 위치 정확도는 높은 수의 값으로 계산될 수 있다. 이때, 위치 정확도는 일정한 범위 내의 값을 갖도록 설정될 수 있으며, 해당 범위 내의 기준 값에 기초하여 이동 단말기(120)의 측위 값에 대한 유용성을 판단할 수 있도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 위치 정확도는 1 내지 10의 범위 내의 값을 갖도록 선정되며, 기준 값을 5로 설정하여 그 이상의 값은 유용성이 높은 것으로 판단할 수 있다. 이와 같은 위치 정확도의 선정은 일 예일 뿐이며, 위치 정확도는 AP 사이의 거리, AP의 개수 등의 필드의 상황에 따라 다른 범위로 선정될 수도 있다.
실제값 수신부(270)는 필드 테스트(field test)를 통해 이동 단말기(120)의 실제 위치가 측정되는 경우, 측정된 이동 단말기(120)의 실제 위치 값을 수신한다. 즉, 정확도 지표 계산부(250)에 의해 계산된 정확도 지표에 대한 신뢰성을 향상시키기 위하여 GPS에 기반한 측위와 같은 삼각측량 이외의 방법으로 이동 단말기(120)의 실제 위치를 측정할 수 있으며, 이 경우 실제값 수신부(270)는 측정된 이동 단말기(120)의 실제 위치 값을 수신한다. 이때, 실제값 수신부(270)는 필드 테스트 시에 수집되는 데이터를 통해 이동 단말기(120)의 실제 위치 값을 수신하는 이외에, 사용자가 이동 단말기(120)를 통해 위치정보 서비스를 이용하면서 발생하는 로그정보(GPS 결과를 포함하는 데이터)에 기초하여 이동 단말기(120)의 실제 위치 값을 추정할 수도 있다. 이와 같은 필드 테스트를 통한 이동 단말기(120)의 실제 위치의 측정 또는 이동 단말기(120)의 로그정보에 의한 실제 위치의 추정을 통해 파라미터를 선정하는 과정은, 측위 서버(200)를 통한 측위와 병행하여 수행되거나, 측위 서버(200)를 통한 측위 이전에 수행될 수 있다.
차이값 계산부(280)는 실제값 수신부(270)를 통해 수신한 이동 단말기(120)의 실제 위치값과 단말위치 계산부(230)에 의해 계산된 위치값의 차이를 계산한다. 이때, 차이값 계산부(280)는 필드 테스트를 통해 선정된 파라미터와 위치 측정을 통해 얻어진 파라미터를 비교하여 오차를 확인할 수 있다. 예를 들어, 실제값 수신부(270)를 통해 수신한 이동 단말기(120)와 AP 사이의 실제 거리값이 R이고, 단말위치 계산부(230)에 의해 계산된 거리값이 M이라고 하면, 차이값 계산부(280)는 수학식 4와 같이 차이값 G를 계산할 수 있다.
Figure pat00005
정확도 지표 보정부(290)는 차이값 계산부(280)에 의해 계산된 차이에 기초하여 정확도 지표를 보정한다. 즉, 수학식 4와 같이 계산된 차이값 G와 정확도 지표 D에 Regression 기법을 적용하면, G = a + b(D)에 대한 선형함수를 구할 수 있으며, 이를 이용하여 정확도 지표를 보정할 수 있다. 여기서, a 및 b는 상수이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측위 방법을 나타낸 흐름도이다.
AP정보 수신부(210)는 전술한 바와 같이, 이동 단말기(120)로부터 이동 단말기(120)가 위치한 특정 지역에 대한 주변의 통신 가능한 AP 정보를 수신한다(S401). AP 위치 판단부(220)는 AP정보 수신부(210)에 의해 수신된 AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판단한다(S403). 이때, AP 위치 판단부(220)는 AP 정보에 포함된 고유 식별전보에 기초하여 해당 AP에 대한 기 저장된 위치정보를 판단하거나, AP 정보에 포함된 위치정보에 기초하여 AP의 위치를 판단할 수 있다.
단말위치 계산부(230)는 이동 단말기(120)와 AP 사이의 신호의 세기 및 AP 위치 판단부(220)에 의해 판단된 AP의 위치에 기초하여 이동 단말기(120)의 위치를 계산한다(S405).
거리지표 계산부(240)는 이동 단말기(120)로부터 수신한 AP 정보에 기초하여 수학식 2와 같이 이동 단말기(120)와 통신 가능한 AP의 상대적인 거리지표를 계산할 수 있다(S407). 또한, 가중치 부여부(260)는 이동 단말기(120)의 수집 가능한 AP의 최대 개수 및 실제의 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 가중치를 부여할 수 있다(S409).
정확도지표 계산부(250)는 거리지표 계산부(240)에 의해 계산된 통신 가능한 AP의 상대적인 거리지표 및 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 수학식 3과 같이 이동 단말기(120)의 위치에 대한 정확도 지표를 계산한다(S411). 도면에는 정확도지표 계산부(250)가 가중치 부여부(260)에 의해 가중치가 부여된 AP의 상대적인 거리지표 및 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 이동 단말기(120)의 위치에 대한 정확도 지표를 계산하는 것으로 도시하였지만, 정확도지표 계산부(250)는 가중치 부여부(260)에 의해 가중치가 부여되기 전에 정확도 지표를 계산할 수도 있다.
필드 테스트(field test)를 통해 이동 단말기(120)의 실제 위치가 측정되는 경우(S413), 실제값 수신부(270)는 측정된 이동 단말기(120)의 실제 위치 값을 수신한다(S415).
차이값 계산부(280)는 수학식 4와 같이, 실제값 수신부(270)를 통해 수신한 이동 단말기(120)의 실제 위치값과 단말위치 계산부(230)에 의해 계산된 위치값의 차이를 계산한다(S417). 차이값 계산부(280)에 의해 계산된 차이값에 기초하여, 정확도 지표 보정부(290)는 전술한 방법으로 정확도 지표를 보정한다(S419).
이로써, 측위 시스템, 측위 장치 및 그 측위 방법은 이동 단말기의 위치 결정시에 주변의 통신 가능한 AP(Access Point)의 개수와 AP 간의 거리의 관계를 이용하여 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 산출함으로써 이동 단말기의 위치 정보의 유용성을 파악할 수 있도록 하며, 정확도 수준이 낮은 경우에 다른 방법으로 위치를 측정할 수 있도록 하여 고객이 느끼는 체감 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예는, 이동 단말기의 위치 결정시에 주변의 통신 가능한 AP(Access Point)의 개수와 AP 간의 거리의 관계를 이용하여 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 산출함으로써 이동 단말기의 위치 정보의 유용성을 파악할 수 있도록 하며, 정확도 수준이 낮은 경우에 다른 방법으로 위치를 측정할 수 있도록 하여 고객이 느끼는 체감 정확도를 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.
110: AP 120: 이동 단말기
130: 네트워크 140: 이동통신 망
150: DB 서버 200: 측위 서버(측위 장치)
210: AP 정보 수신부 220: AP위치 판단부
230: 단말위치 계산부 240: 거리지표 계산부
250: 정확도지표 계산부 260: 가중치 부여부
270: 실제값 수신부 280: 차이값 계산부
290: 정확도지표 보정부

Claims (9)

  1. 측위 시스템에 있어서,
    주변의 통신 가능한 AP(Access Point) 정보를 전송하는 이동 단말기;
    AP의 위치정보를 저장하는 DB 서버; 및
    상기 이동 단말기로부터 수신한 상기 AP 정보에 대응하는 AP의 위치정보 및 신호의 세기에 기초하여 상기 이동 단말기의 위치를 판단하며, 상기 AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리 및 개수에 기초하여 정확도 지표를 산출하는 측위 서버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 시스템.
  2. 측위 장치에 있어서,
    이동 단말기로부터 주변의 통신 가능한 AP 정보를 수신하는 AP정보 수신부;
    상기 AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판단하는 AP위치 판단부;
    상기 이동 단말기로부터 수신되는 신호의 세기 및 상기 AP의 위치에 기초하여 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 단말위치 계산부;
    상기 AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리지표를 계산하는 거리지표 계산부; 및
    계산된 상기 AP의 상대적인 거리지표 및 상기 AP 정보에 대응하는 AP의 개수에 기초하여 상기 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 계산하는 정확도지표 계산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    필드 테스트(field test)를 통해 상기 이동 단말기의 실제 위치가 측정되는 경우, 측정된 상기 이동 단말기의 실제 위치 값을 수신하는 실제값 수신부;
    수신된 상기 실제 위치 값과 상기 단말위치 계산부에 의해 계산된 위치 값의 차이를 계산하는 차이값 계산부; 및
    상기 차이값 계산부에 의해 계산된 차이에 기초하여 상기 정확도 지표를 보정하는 정확도지표 보정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 이동 단말기의 수집 가능한 AP의 최대 개수 및 실제의 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 가중치를 부여하는 가중치 부여부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 가중치는 0 내지 1의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 측위 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 AP위치 판단부는,
    기 저장된 AP의 위치 데이터로부터 상기 AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판독하는 것을 특징으로 측위 장치.
  7. 측위 방법에 있어서,
    이동 단말기로부터 주변의 통신 가능한 AP 정보를 수신하는 단계;
    상기 AP 정보에 대응하는 AP의 위치를 판단하는 단계;
    상기 이동 단말기로부터 수신되는 신호의 세기 및 상기 AP의 위치에 기초하여 상기 이동 단말기의 위치를 계산하는 단계;
    상기 AP 정보에 대응하는 AP의 상대적인 거리지표를 계산하는 단계; 및
    계산된 상기 AP의 상대적인 거리지표 및 상기 AP 정보에 대응하는 AP의 개수에 기초하여 상기 이동 단말기의 위치에 대한 정확도 지표를 계산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    필드 테스트를 통해 상기 이동 단말기의 실제 위치가 측정되는 경우, 측정된 상기 이동 단말기의 실제 위치 값을 수신하는 단계;
    수신된 상기 실제 위치 값과 상기 이동 단말기의 위치 계산단계에 의해 계산된 위치 값의 차이를 계산하는 단계; 및
    상기 차이 계산단계에 의해 계산된 차이에 기초하여 상기 정확도 지표를 보정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 이동 단말기의 수집 가능한 AP의 최대 개수 및 실제의 통신 가능한 AP의 개수에 기초하여 가중치를 부여하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 방법.

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