KR20130079183A - 포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 장치 - Google Patents

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KR20130079183A
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안재영
권재균
윤경수
이림환
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한국전자통신연구원
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Abstract

측위 정밀도를 향상시킬 수 있는 포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 장치가 개시된다. 포지셔닝 방법은 먼저, 복수의 송신 노드로부터 송신된 신호에 기초하여 측위 대상 노드의 측위를 수행하고, 복수의 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성한 한 후, 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우 측위를 통해 획득한 측위 대상 노드의 위치 정보 및 신뢰도 정보에 기초하여 측위 대상 노드에 대한 측위를 다시 수행한다. 따라서, 측위 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 장치{METHOD FOR POSITIONING AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 포지셔닝 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 측위 대상 노드의 측위 정밀도를 향상시킬 수 있는 포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 장치에 관한 것이다.
무선 측위 기술은 이동 단말들과 같이 위치가 고정적이지 않은 노드들의 위치를 측정하는 기술로, 측위 성능을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 제안되고 있다.
실외 환경에서의 측위는 GPS(Global Positioning System)가 가장 정밀한 측위 성능을 제공하고 있으나, GPS를 이용한 측위는 실내 환경, 도심지, 숲 등과 같이 직선가시경로(LOS: line-of-sight)가 보장되는 위성의 개수가 한정적인 환경에서는 사용이 불가능한 문제가 있다. 이러한 문제 해결을 위해 이동통신망을 이용하거나, WLAN(Wireless Local Area Network)을 이용하는 방법 등의 다양한 대체 측위 시스템이 연구되고 있으나 만족할 만한 측위 성능을 확보하기에는 한계가 있다.
GPS 또는 대체 측위 시스템에서 사용되는 측위 기법들은 일반적으로 위치를 미리 아는 노드들을 이용하는데, 이와 같은 노드들은 보통 고정되어 있는 경우가 대부분이다. 예를 들어, 이동통신 시스템에서 하향 링크 측위의 경우, 기지국 등과 같이 위치를 미리 알 수 있는 송신 노드가 측위를 위해 사용되고, 측위 대상 노드는 이동 단말 등과 같은 수신 노드가 된다.
한편, 노드의 측위를 위해 송신 노드와 수신 노드 사이의 거리, 각도 등의 정보를 이용하는 경우를 레인지 기반(range-based) 측위 기법이라 지칭하며, 대표적인 기술로는 TOA(Time Of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival), AOA(Angle Of Arrival), DSOA(Delay Spread Of Arrival), ROA(Received signal strength Of Arrival) 등이 있다.
또는, 송수신 노드 사이의 거리, 각도 등과 같은 정보가 아닌 다른 정보 또는 다른 방식을 사용하는 측위 기법을 레인지 프리(range-free) 측위 기법이라 하며, 대표적인 기술로는 APIT(Approximate Point-In-Triangulation), DV-Hop, 센트로이드(centroid), 핑거프린트(fingerprint, 또는 RFPM: RF pattern matching) 기법 등이 있다.
이와 같이 각 시스템 환경에 따라 다양한 측위 방식이 이용되며, 각각의 측위 방법별로 장단점이 존재한다.
특히, 레인지 기반(range-based) 측위 기법이 주로 적용되는 이동통신망을 이용한 측위 방식은 인프라 시설을 이용할 수 있고, 2차 서비스 가공이 유리한 장점으로 인하여 가장 유력한 대체 측위 시스템으로 부각되고 있다.
그러나, 레인지 기반 측위 기법은 주파수를 재사용하는 이동통신 시스템의 특성으로 인하여 측위에 이용되는 송수신 단말이 다른 송수신 시스템으로부터 간섭을 받는 단점이 있다. 또한, 레인지 기반 측위 기법은 전파 전달 과정에서 전파 신호가 반사, 회절, 산란 등의 현상을 겪게 되어 결과적으로 비선형적인 경로감쇠, 근원효과(near-far effect), 페이딩과 같은 전파 지연 등이 발생하게 되고, 이로 인하여 측위 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.
상기한 바와 같은 레인지 기반 측위 기법의 문제점은 이동통신 측면에서는 채널 링크가 양호한 경우라 하더라도, 측위 성능의 관점에서는 개선되지 않을 수 있다. 즉, 직선가시경로(LOS)를 요구하는 GPS의 문제를 보완하고 해결하기 위한 레인지 기반 측위 시스템의 측위 성능 역시 직선가시경로가 보장될 때 가장 좋은 측위 성능을 가지게 된다.
따라서, 이동통신망을 이용한 무선 측위를 수행하는 경우 측위 성능을 향상시키기 위해서는 직선가시경로를 가지는 송신 노드를 선별하거나 신뢰도가 높은 채널 링크를 이용하기 위한 방법이 요구된다. 또한, 송수신 노드간 직선가시경로가 보장되지 않는 경우에는 직선가시경로에 가장 근접한 링크를 이용하여 측위를 수행할 수 있는 방법이 요구된다.
상술한 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 측위 정밀도를 향상시킬 수 있는 포지셔닝 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 측위 정밀도를 향상시킬 수 있는 포지셔닝 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 포지셔닝 방법은, 복수의 송신 노드로부터 송신된 신호에 기초하여 측위 대상 노드의 측위를 수행하는 단계와, 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성하는 단계 및 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 측위를 통해 획득한 상기 측위 대상 노드의 위치 정보 및 상기 신뢰도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 다시 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하는 단계는 상기 복수의 송신 노드들에 대해 미리 설정된 기준에 따라 적어도 하나의 부분집합을 생성하는 단계와, 상기 적어도 하나의 부분집합 각각에 포함된 복수의 송신 노드들과 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 또는 각도 정보를 추정하는 단계 및 추정한 거리 또는 각도 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 부분집합 별로 상기 측위 대상 노드의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성하는 단계는, 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하기 전에 추정한 사전 측위 정보와 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행한 결과로 획득한 측위 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 오차도를 산출하는 단계 및 상기 오차도에 기초하여 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 신뢰도를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 오차도를 산출하는 단계는, 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하기 전에 상기 복수의 송신 노드로부터 송신된 신호에 기초하여 추정한 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 정보와 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하여 획득한 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 정보에 기초하여 상기 오차도를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 다시 수행하는 단계는, 상기 각 채널에 대한 신뢰도 정보에 상응하는 가중치를 생성하는 단계와, 생성한 가중치를 적용하여 상기 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행하는 단계와, 상기 가중치를 적용하여 측위한 상기 측위 대상 노드의 측위 정보에 기초하여 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 갱신하는 단계 및 상기 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 가중치를 적용하여 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행하는 단계를 통해 획득한 위치 정보 및 상기 갱신된 신뢰도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 또 다시 수행할 수 있다.
여기서, 상기 생성한 가중치를 적용하여 상기 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행하는 단계는, 상기 복수의 송신 노드 각각의 실제 위치와 상기 측위 대상 노드 사이의 거리를 반지름으로 하는 복수의 원을 생성하는 단계와, 상기 복수의 송신 노드의 중심과 상기 측위 대상 노드의 측위된 위치를 연결하는 직선의 연장선이 상기 복수의 원과 각각 교차하는 점의 위치를 획득하는 단계 및 획득한 복수의 점의 위치에 상기 가중치를 적용하여 상기 측위 대상 노드의 위치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하는 단계는, 상기 복수의 송신 노드들로 구성된 전체집합을 구성하는 단계와, 상기 전체집합에 포함된 복수의 송신 노드들과 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 또는 각도 정보를 추정하는 단계 및 추정한 거리 또는 각도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 포지셔닝 장치는 측위 대상 노드로부터 측위 지원 정보를 수신하는 통신부 및 상기 측위 지원 정보에 기초하여 위치를 알고 있는 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성하고, 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 측위를 통해 획득한 상기 측위 대상 노드의 위치 정보 및 상기 신뢰도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 다시 수행하는 포지셔닝부를 포함한다.
여기서, 상기 측위 지원 정보는 복수의 송신 노드 각각과 상기 측위 대상 노드 사이의 거리, 각도, 지연확산 정보 및 수신신호세기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 포지셔닝 장치는 복수의 송신 노드로부터 전송된 신호를 수신하는 통신부 및 상기 복수의 송신 노드로부터 전송된 신호에 기초하여 측위를 수행하고, 상기 복수의 송신 노드 각각과의 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성한 후, 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 측위를 통해 획득한 위치 정보 및 상기 신뢰도 정보에 기초하여 측위를 다시 수행하는 포지셔닝부를 포함한다.
상술한 바와 같은 포지셔닝 방법 및 장치에 따르면, 측위에 이용할 송신 노드들을 선별하여 부분집합을 구성한 후, 구성된 각 부분집합에 대해 측위 계산을 수행하여 각 송신 노드와 수신 노드간의 채널 링크 오차도를 산출하고, 산출된 오차도를 이용하여 각 채널 링크의 신뢰도를 부여한 후, 부여한 신뢰도에 상응하는 가중치를 각 채널 링크에 적용하여 측위 계산을 다시 수행하고 이와 같은 과정을 반복 수행한다.
따라서, 채널 링크의 신뢰도를 정확하게 판단할 수 있고, 이를 통해 측위 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 TOA를 이용한 측위 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 과정에서 산출된 각 링크의 오차도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법에 적용될 수 있는 가중치 측위 방법을 설명하기 위한 개념도이다
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 네트워크 장치를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 측위 대상 노드의 구성을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
무선 측위는 측정을 하는 주체에 따라 크게 하향링크 측위 및 상향링크 측위로 구분할 수 있다. 일반적으로 위치를 아는 노드는 기지국 등과 같이 고정되어 있는 경우가 대부분이며, 측위 대상 노드는 이동 단말인 경우가 많다. 위치를 아는 노드가 송신 노드가 되고 수신 노드가 측위 대상이 되는 경우를 하향링크 측위라고 하고, 측위 대상 노드가 송신 노드가 되고 위치를 아는 노드가 수신 노드가 되는 경우를 상향링크 측위라고 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법은 상향링크 및 하향링크 모두에 대해 적용이 가능하다.
하향링크 측위의 경우에는 측위 대상인 수신 노드가 측위와 관련된 전파 정보를 복수의 송신 노드로부터 획득하여, 수신 노드가 직접 위치 계산을 수행하거나 또는 송신 노드로 위치 계산에 필요한 정보를 전송하여 송신 노드가 측위 대상 수신 노드의 위치 계산을 수행하도록 구성될 수도 있다.
상향링크의 측위의 경우에는 위치를 알고 있는 수신 노드들이 측위 대상인 송신 노드로부터 측위와 관련된 전파 정보를 획득하여, 측위 대상인 송신 노드의 위치 계산을 직접 수행하거나 또는 송신 노드로 정보를 제공하여 측위 대상 송신 노드가 자신의 위치 계산을 직접 수행하도록 구성될 수도 있다.
무선 측위시 전파 정보 획득이나 위치 계산 측면에서 하향링크 측위와 상향링크 측위가 거의 유사하므로 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법은 설명의 편의를 위하여 하향링크 측위를 대상으로 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 포지셔닝 방법이 하향링크 측위에 한정되는 것은 아니며 상향링크 측위에서도 본 발명의 기술적 사상은 동일하게 적용될 수 있다.
이동통신망 기반의 무선 측위는 크게 세 개의 과정으로 이루어질 수 있다. 첫 번째는 무선 측위에 이용될 송신 노드들을 선별하는 것이고, 두 번째는 선별된 송신 노드와 수신 노드 사이의 거리(또는 상대거리, 각도, 지연확산, 수신신호세기 등)를 추정하는 것이며, 세 번째는 추정된 거리들을 이용하여 수신 노드의 위치를 결정하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법은 상기한 무선 측위 과정에 복수의 송신 노드들과 측위 대상인 수신 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 신뢰도를 규정할 수 있는 방식을 추가하여, 각 채널 링크에 대한 신뢰도를 산출하고, 각 채널 링크의 신뢰도에 상응하는 가중치를 각 채널 링크에 적용하여 무선 측위를 반복하는 터보 형태의 무선 측위 방법을 제공함으로써 측위 정밀도를 향상시킨다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법은 측위 대상 노드의 위치 계산 과정에 측위 대상 노드와 각 송신 노드 사이의 채널 링크에 대한 신뢰도를 고려하여 측위 대상 노드의 위치를 계산한 후, 채널 링크 신뢰도를 다시 계산하여 다시 계산된 채널 링크 신뢰도를 노드의 위치 계산 과정에 다시 적용하는 방식으로, 위치 계산과 링크 신뢰도 계산이 반복되는 터보 형식으로 구성된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법을 나타내는 흐름도로서, 이동통신 시스템의 하향링크 측위 과정을 예를 들어 도시한 것이다. 또한, 도 2는 TOA를 이용한 측위 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 과정에서 산출된 각 링크의 오차도를 나타낸 것이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법에 적용될 수 있는 가중치 측위 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법은 수신 노드가 측위를 위한 정보를 제공하는 복수의 송신 노드들의 부분집합(subset)을 생성하고, 수신 노드의 측위 계산 전의 각 부분집합에 포함된 각 송신 노드들과 수신 노드 사이의 거리 추정값(또는 상대거리, 각도, 지연확산값, 수신신호 세기 등)과 측위 계산 후의 결과를 가공하여 각 부분집합별 및 각 송신 노드와 수신 노드 사이의 링크별로 링크 오차도를 계산하고, 이를 이용하여 각 송신 노드가 포함된 모든 부분집합에 계산된 링크 오차도에 기초하여 각 송신 노드에 대한 링크 신뢰도를 도출한다. 그리고, 도출된 링크 신뢰도에 상응하는 가중치(weight)를 적용하여 수신 노드의 위치를 다시 측위한 후, 측위 결과를 재 가공하여 링크 신뢰도를 갱신하여 또 다시 측위를 수행하는 과정을 반복하는 터보 형태로 수신 노드의 위치 계산을 다시 수행하여 측위 정밀도를 향상시킨다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법을 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 먼저 측위 대상 노드는 측위를 위한 준비 과정으로 파라미터 설정 및 초기화를 수행한다.
이후, 측위 대상 노드는 측위용 신호를 송신하는 복수의 송신 노드들의 부분 집합(subset)을 구성한다(S110).
일반적으로 복수의 송신 노드들이 측위용 신호를 송신하면, 측위 대상 노드는 복수의 송신 노드로부터 송신된 측위용 신호를 수신한 후, 측위에 이용할 송신 노드들을 선별하게 된다. 일반적으로 2차원 무선 측위를 위해서는 최소한 3개의 송신 노드가 필요하고, 3차원 무선 측위를 위해서는 최소한 4개의 송신 노드가 필요하다. 여기서, 무선 측위에 이용할 송신 노드의 선택은 다양한 기준에 의해 결정될 수 있고, 예를 들어 수신 신호의 세기에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법에서는 무선 측위를 위하여 최소한의 송신 노드들 또는 최적의 송신 노드들을 선별할 뿐만 아니라, 무선 측위를 위해 선별된 송신 노드들을 다시 부분집합 형태로 구성한다.
예를 들어, 2차원 무선 측위를 위해 선별된 송신 노드의 수가 5개인 경우(즉, {1,2,3,4,5}), 2차원 무선 측위를 위해서는 최소 3개의 송신 노드가 필요하므로, 아래와 같이 총 16개의 송신 노드 부분집합이 구성된다.
Figure pat00001
다음으로, 상기한 바와 같이 구성한 송신 노드들의 각 부분집합에 대해 레인지 기반 측위 기법을 적용하여 각 부분집합에 포함된 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 거리(또는 각도)를 추정한다(S120). 여기서, 레인지 기반 측위 기법으로는 공지된 다양한 측위 방법을 적용할 수 있고, 예를 들어, TOA, TDOA, AOA, DSOA, ROA 등을 이용할 수 있다.
또한, 각 부분집합별로 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 거리를 추정한 후, 추정된 거리를 이용하여 각 부분집합별로 측위 대상 노드의 위치를 결정한다(S130). 측위 대상 노드의 위치를 결정하기 위해서는 추정된 거리(또는 각도) 등의 정보를 이용하여 삼변 또는 삼각 측량을 수행하여 측위 대상 노드의 위치를 추정할 수 있고, 사용되는 위치 결정 방법으로는 최초 측위의 경우에는 최소제곱법(LS: Least Square) 등의 기법이 사용될 수 있고, 측위 수행이 반복되는 터보 측위 과정에서는 가중치를 이용할 수 있는 가중최소제곱법(WLS: Weight Least Square) 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법에서 터보 형식의 위치 계산을 위해서는 가중치가 추가적으로 적용될 수 있는 측위 계산 방법이 필요하다.
일 예로, 모든 송신 노드의 조합에 대해 1차적으로 최소제곱법 등을 이용하여 측위 대상 노드의 위치를 추정한다.
TOA를 이용하여 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 거리를 추정하고 최소제곱법을 통해 측위 대상 노드의 위치를 계산하는 방법을 좀 더 구체적으로 설명하면, TOA 측위 방법은 송신 노드로부터 송신된 신호가 측위 대상 노드에 도착하기까지 소요된 시간을 이용하여 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 거리를 추정한다. 즉, 무선 신호는 빛의 속도(c=3×108m/c)를 가지므로, 각 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 거리는 무선 신호의 도달 시간을 이용하여 ri=(ti-t0)c로 산출할 수 있다. 여기서, ti는 송신 노드에서 송신한 신호가 측위 대상 노드에 도달할 때까지의 시간을 의미하고, t0는 송신 노드에서 신호를 송신하는 시점의 시간을 의미한다. 상기 송신 시간 ti 및 수신 시간 t0을 이용하여 거리를 추정하기 위해서는 송신 노드와 측위 대상 노드 사이에 절대적인 시간 동기가 필요하다.
도 2를 참조하면, 송신 노드 1(210)의 위치가 (0, 0), 송신 노드 2(220)의 위치가 (x2, y2), 송신 노드 3(230)의 위치가 (x3, y3)이고, 송신 노드 1(210)과 측위 대상 노드(250) 사이의 거리가 r1, 송신 노드 2(220)와 측위 대상 노드(250) 사이의 거리가 r2, 송신 노드 3(230)과 측위 대상 노드(250) 사이의 거리가 r3인 경우, 이상적으로는 r1, r2 및 r3를 각각 반지름으로 하는 3개의 원이 만나서 측위 대상 노드(250)의 위치인 하나의 교점 (xm, ym)을 형성해야 하나, 채널 오차 및 정밀도 오차에 의해 하나 이상의 교점이 발생할 수 있고, (xm, ym)을 결정하기 위해서는 다양한 방법이 사용될 수 있다.
먼저, 측위 대상 노드(250)에서 각 송신 노드(210, 220, 230)까지의 거리 (r1, r2, r3)를 이용하여 측위 대상 노드(250)의 위치 (xm, ym)을 수학식 1을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00002
수학식 1에서, 각 송신 노드(210, 220, 230)와 측위 대상 노드(250) 사이의 거리는 r1≤r2≤r3인 것으로 가정할 수 있다. 또한, 수학식 1은 미지수가 2개이고 식이 3개 이지만 수학식 1만으로는 원하는 값인 xm과 ym을 구할 수 없다.
따라서, 수학식 1에 포함된 세 개의 식을 이용하여 수학식 2에 나타낸 바와 같은 두 개의 연립방정식을 유도함으로써 최소제곱법을 통해 측위 대상 노드(250)의 추정 위치를 산출할 수 있다.
Figure pat00003
수학식 2는 수학식 3과 같이 행렬식 형태로 표현할 수 있다.
Figure pat00004
수학식 3에서
Figure pat00005
이다. 또한, 수학식 3에서
Figure pat00006
라 하면, 수학식 3은 수학식 4와 같이 표현할 수 있다.
Figure pat00007
수학식 4에서, x는 측위 대상 노드(250)의 위치 좌표로 측위를 통해 추정해야 할 값을 의미하고, H와 b는 측정을 통해 알 수 있는 값이다. x의 값을 추정하기 위해 수학식 5에 나타낸 바와 같은 최소제곱법을 사용하여 측위 대상 노드의 측위 값을 추정할 수 있다.
Figure pat00008
상술한 바와 같이 TOA 측위 기법 및 최소제곱법을 적용하여 측위 대상 노드의 사전 측위값을 1차적으로 추정할 수 있다. 이하에서는 1차 추정된 측위 대상 노드의 위치 (xm, ym)을 (xLS, yLS)라 지칭한다.
다시, 도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법에서는 상술한 위치 추정 예와 같이 가중치가 아직 설정되지 않은 사전 측위를 통해 획득한 측위 대상 노드의 추정 위치 값을 이용하여 각각의 부분집합에 포함된 각 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 링크 오차도를 산출한다(S140).
링크 오차도는 측위 대상 노드의 측위 계산 전에 각 송신 노드로부터 송신된 신호로부터 추정된 거리, 각도 등과, 측위 계산 후 추정된 측위 대상 노드의 위치와, 송신 노드의 위치로부터 계산된 거리, 각도 등의 값을 이용하여 산출한다.
예를 들어, TOA를 이용하여 각 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 거리를 계산하고, 측위 계산 전의 각 송신 노드로부터 송신된 신호에 의해 획득한 거리를 ri라 하고, 측위 계산 후 기하학적인 송수신 거리를
Figure pat00009
라 하면, 각 링크의 오차도(Eij)는 수학식 6을 이용하여 산출할 수 있다.
Figure pat00010
수학식 6에서, i는 송신 노드의 인덱스(index)를 의미하고, j는 송신 노드들의 부분집합의 인덱스를 의미하며, ri는 송신된 신호로부터 획득한 측위 대상 노드와 송신 노드 사이의 추정 거리를 의미한다. 또한,
Figure pat00011
는 j번째 부분집합에 포함된 송신 노드들을 이용한 측위 값을 의미하고, Xi는 i번째 송신 노드의 위치를 의미하며,
Figure pat00012
는 오차도 산출 함수를 의미한다. 여기서,
Figure pat00013
는 간단하게 계산하는 경우 수학식 6에 나타낸 바와 같이 두 원소의 절대값 차이로 주어질 수도 있고, 다른 수식이나 조건으로 주어질 수도 있다.
상술한 오차도 산출 방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법에 적용되는 하나의 예일 뿐이며, 오차도 산출에 관한 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바와 같이 측위 계산 전에 전파 신호를 이용하여 추정된 거리와 위치 계산 후 기하학적인 송수신 거리를 이용하는 방법에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예에 따른 오차도 생성 방법은 하나의 요소에 대한 측위 계산 전과 계산 후의 비교를 통하여 오차도를 생성하는 모든 방법을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 과정에서 산출된 각 링크의 오차도를 나타낸 것으로, 수학식 6을 통해 각 부분집합별 및 각 부분집합에 포함된 송신 노드와 측위 대상 노드간의 링크 각각에 대한 오차도를 도 3에 도시한 바와 같이 획득할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같이 송신 노드들의 부분집합별로 링크 오차도를 산출하는 것으로 예를 들었으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 오차도를 생성함에 있어서, 송신 노드들의 부분집합이 아닌 전체 집합만을 이용하여 오차도를 산출할 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상술한 바와 같이 각 채널 링크의 오차도들을 획득한 후, 획득한 오차도들을 이용하여 각 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 링크에 대한 신뢰도를 생성한다(S150).
구체적으로, 각 링크에 대한 신뢰도는 각 송신 노드가 포함된 모든 부분집합에서 계산된 오차도들을 가공하여 생성할 수 있다. 예를 들어, 각 링크에 대한 신뢰도는 각 송신 노드가 포함된 모든 부분집합에서 계산된 오차도들의 역수의 평균이나, 평균의 역수 또는 기하평균의 역수 등을 이용하여 생성할 수 있다.
5개의 송신 노드 각각과 측위 대상 노드 사이의 링크 오차가 도 3에 도시한 바와 같은 경우, 송신 노드 1이 포함된 부분집합은 총 11개(즉, 부분집합 1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, 13, 14, 16)이고 이에 따라 총 11개의 링크 오차도(E1,1, E1,2, E1,3, E1,4, E1,5, E1,6, E1,11, E1,12, E1,13, E1,14, E1,16)가 산출된다. 11개의 링크 오차도는 가공을 통해 송신 노드 1과 측위 대상 노드 사이의 링크 신뢰도로 변환된다. 즉, i번째 송신 노드에 대한 링크 신뢰도 Ri는 수학식 7과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00014
수학식 7에서,
Figure pat00015
은 오차도에 기초하여 신뢰도를 산출하기 위한 함수를 의미한다.
수학식 7을 통해 획득한 신뢰도는 각 링크의 직선가시거리 여부(즉, LOS 또는 Non-Los)를 판단하기 위해 사용될 수 있고, 링크 신뢰도가 가장 높은 송신 노드들을 선별해서 선별된 송신 노드들만을 이용하여 측위를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 획득한 신뢰도에 상응하는 가중치를 해당 송신 노드들 또는 각 링크에 적용하여 무선 측위를 수행함으로써 측위 정밀도를 향상시킬 수 있다(S160). 여기서, 오차도가 송신 노드들의 부분집합이 아닌 전체집합을 이용하여 산출된 경우에는, 전체집합을 이용하여 산출된 오차도를 변형 없이 링크 신뢰도로 활용할 수도 있고, 별도의 가공을 통하여 링크 신뢰도로 사용할 수도 있다.
이후, 터보 포지셔닝 수행 종료 여부를 판단한다(S170). 여기서, 터보 포지셔닝의 수행 종료를 위한 기준은 다양하게 설정될 수 있고, 예를 들어, 측위, 링크 오차도 산출, 링크 신뢰도 생성, 가중치 부여 과정의 반복 회수를 미리 설정하여 미리 설정된 반복 회수를 만족하는 경우 터보 포지셔닝의 수행을 종료하도록 구성될 수도 있고, 링크 신뢰도 값의 변화가 미리 설정된 기준값 이하가 되거나, 미리 설정된 특정 개수의 송신 노드가 미리 설정된 임계값 이상의 링크 신뢰도를 가지는 경우 터보 포지셔닝의 수행을 종료하도록 구성될 수도 있다.
터포 포지셔닝 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 단계 S130으로 되돌아가서, 생성한 가중치 값을 이용하는 가중치 측위 계산을 수행하여 측위 대상 노드의 위치를 결정하고, 이후의 과정을 반복 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 포지셔닝 방법에서는 각 송신 노드에 대한 링크 신뢰도 값을 그대로 이용하여 무선 측위를 수행할 수도 있고, 각 송신 노드에 대한 링크 신뢰도 값을 가공(예를 들면, 신뢰도의 역수를 취함)하여 가중치 값을 생성한 후, 생성한 가중치 값을 이용하는 가중치 측위 계산을 통해 측위 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 가중치를 적용하지 않고 1차적으로 추정된 측위 대상 노드의 위치 (xLS, yLS)와 송신 노드의 부분집합에 포함된 송신 노드 1(410), 송신 노드 2(420) 및 송신 노드 3(430) 각각의 중심을 연결하는 직선의 연장선과 각 송신 노드(410, 420, 430)가 생성하는 원주가 만나는 점을 통해 각 원주 상에 (xri, yri)를 획득할 수 있다. 여기서, 각 원주는 각 송신 노드의 실제 위치(즉, 원의 중심)와 각 송신 노드(410, 420, 430)가 송신한 신호로부터 추정된 거리에 의해 획득할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이 소정 부분집합에 포함된 송신 노드가 3개인 경우, 각 송신 노드(410, 420, 430)의 중심과 측위 대상 노드의 추정 위치인 (xLS, yLS)를 연결하는 직선은 3개가 되고, 3개의 직선과 각 송신 노드(410, 420, 430)의 원주상에 만나는 점인 (xri, yri)도 총 3개가 된다. 여기서, 각 송신 노드(410, 420, 430)와 측위 대상 노드 사이의 채널에 대한 링크 신뢰도를 이용한 가중치를 이용하여 (xri, yri)들을 가중 평균하여 가중치가 적용된 측위 대상 노드의 위치를 산출하면 (xw, yw)를 획득할 수 있다. 이때, 가중 평균은 가중치를 정규화하여 정규화된 가중치들의 합이 1이 되도록 구성될 수 있다.
상술한 바와 같이 링크 신뢰도를 이용한 가중치 측위 계산을 통하여 (xw, yw)를 획득한 후, 이후의 단계를 수행하면 전술한 수학식 6에 의해 링크 오차도가 갱신되고, 이에 따라 링크 신뢰도가 갱신된다.
이후, 갱신된 링크 신뢰도를 이용하여 계속적으로 업데이트된 링크 신뢰도를 이용하여 다시 가중치 측위 계산을 수행하고, 다시 링크 오차도 및 신뢰도가 갱신되는 반복적인 터보 형식으로 측위 대상 노드의 측위 성능을 향상시킬 수 있다.
갱신된 링크 신뢰도를 이용하여 가중치 측위 계산을 수행할 때, 각 직선이 송신 노드의 중심과 이전 가중치 측위 계산 결과인 (xw, yw)를 지나도록 구성할 수도 있고, 각 송신 노드의 중심과 측위 대상 노드의 1차 위치 추정 결과인 (xLS, yLS)를 지나도록 구성할 수도 있다.
한편, 가중치 측위 계산을 수행하는 방법의 다른 예로는 가중최소제곱법을 사용할 수 있다. 가중최소제곱법을 TOA 기법을 예로 들어 수학식으로 표현하면, 수학식 3에 가중치를 적용하여 하기의 수학식 8에 나타낸 바와 같이 가중최소제곱식을 생성한 다음, 전술한 수학식 5를 이용하면 측위 대상 노드의 위치를 추정할 수 있다.
Figure pat00016
수학식 8에서, ai는 가중치를 의미하며 ai를 1로 설정하는 경우 전술한 최소제곱법이 된다.
한편, 단계 S170의 수행을 통해 판단한 결과 터보 포지셔닝의 수행 종료 조건을 만족하는 경우, 링크 상태(LOS 또는 Non-LOS)의 판별 및/또는 송신 노드 부분집합의 측위 결과를 선별하거나 가공하여 측위 대상 노드의 위치를 최종적으로 결정한 후(S180), 결정된 위치값을 출력한다(S190).
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법으로 무선 측위에 이용할 수 있는 모든 송신 노드들을 부분집합의 형태로 구성한 다음, 각 부분집합에 대한 사전 측위를 수행하여 측위 대상 노드의 위치를 추정하고, 측위 계산 전에 전파 신호로부터 획득한 추정 거리 등과 측위 계산 후에 획득한 기하학적인 거리 등을 가공하여, 각 송신 노드와 측위 대상 노드간의 채널에 대한 링크 오차도를 구하고, 오차도들로부터 링크 신뢰도를 도출하여, 링크 상태 판별 및 측위에 이용할 송신 노드의 선별 기준으로 사용하거나, 측위 과정을 터보 형태로 구성하여 측위 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 예를 들어 설명하였다. 또한, 링크 신뢰도를 송신 노드의 부분집합의 형태가 아닌 송신 노드의 전체 집합을 이용하는 경우도 가능함을 설명하였다.
그러나, 전술한 포지셔닝 방법은 링크 신뢰도를 이용한 터보 포지셔닝 방법을 설명하기 위한 하나의 예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상이 전술한 방법에 한정되는 것은 아니다. 특히, 가중치를 이용하여 측위를 수행하는 가중치 측위 계산 방식은 전술한 방법 이외의 다양한 방법이 적용될 수 있고, 링크 오차도 및 신뢰도를 생성하는 방식 역시 다양한 방식이 적용될 수 있다. 즉, 본 발명의 기술적 사상은 위치 정보를 알고 있는 복수의 송신 노드와 측위 대상 노드 사이의 링크 오차도를 이용하여 링크 신뢰도 및/또는 가중치로 가공하여 측위에 이용하는 모든 방법을 포함한다.
한편, 도 1에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법은 송신 노드와 측위 대상 노드 중 측위를 수행하는 주체에 따라 노드 사이의 정보 전달을 위한 메시지 흐름(message flow)이 필요할 수 있다.
예를 들어, 하향링크 측위의 경우 측위 대상인 수신 노드가 수신한 신호로부터 자신의 위치 계산까지 직접 수행하는 경우에는 최종 위치 정보만 송신 노드로 전달하면 되며 경우에 따라서는 이 과정도 생략할 수 있다. 그러나, 복잡하고 정밀한 계산을 위해 네트워크(송신 노드 또는 기지국)에서 위치 계산을 수행하는 경우에는, 수신 노드는 수신한 신호로부터 획득한 정보를 네트워크로 전달해야 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 네트워크 장치를 나타내는 것으로, 도 5의 (a)는 터보 포지셔닝 방법을 네트워크에서 수행하는 경우의 메시지 흐름을 나타낸 것이고, 도 5의 (b)은 터보 포지셔닝 방법을 수행하는 네트워크 장치(500)의 개략적인 구성을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 먼저 측위 대상 노드(600)는 네트워크 장치(500)로부터 수신한 신호로부터 측위를 위한 측위 지원 정보를 추출한 후, 추출한 측위 지원 정보를 네트워크 장치(500)로 전송한다(S510).
여기서, 측위 대상 노드(600)는 예를 들면 이동 단말이 될 수 있고, 네트워크 장치(500)는 기지국, 고정 릴레이 노드 등과 같이 자신의 물리 적인 위치 정보를 알고 있는 송신 노드로 구성될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 네트워크 장치(500)를 송신 노드(500)로 지칭한다.
측위 대상 노드(600)로부터 송신 노드(500) 로 전송되는 측위 지원 정보는 복수의 송신 노드 각각과 측위 대상 노드 사이의 거리, 상대거리, 각도, 지연확산 정보, 수신신호의 세기정보 등을 포함할 수 있다.
송신 노드(500)의 통신부(530)는 측위 대상 노드(600)가 전송한 측위 지원 정보를 수신하고, 수신한 측위 지원 정보를 처리하여 포지셔닝부(510)에 제공한다.
포지셔닝부(510)는 수신한 측위 지원 정보에 기초하여 자신을 포함하여 위치를 알고 있는 복수의 송신 노드들에 대한 부분집합(또는 전체집합)을 생성하고, 부분집합(또는 전체집합)에 포함된 복수의 송신 노드들과 측위 대상 노드 사이의 거리를 추정하고, 추정된 거리를 이용하여 각 부분집합별로 측위 대상 노드(600)의 위치를 결정한 후, 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이 수신한 측위 정보와 측위 대상 노드(600)의 위치 정보에 기초하여 자신을 포함하는 복수의 송신 노드들과 측위 대상 노드(600) 사이의 링크 오차도를 계산하고, 계산된 링크 오차도에 기초하여 링크 신뢰도를 생성한 후, 생성한 링크 신뢰도에 기초하여 터보 포지셔닝 과정을 수행한다(S520).
이후, 포지셔닝부(510)는 터보 포지셔닝을 수행한 결과에 기초하여 복수의 송신 노드와 측위 대상 노드(600) 사이의 링크 상태를 판별하고 측위 대상 노드(600)의 최종 위치를 계산한다(S530).
여기서, 포지셔닝부(510)는 측위 대상 노드(600)의 최종 위치를 결정한 후 필요에 따라 결정된 최종 위치 정보를 통신부(530)를 통해 측위 대상 노드(600)에 전송할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 포지셔닝 방법 및 이를 수행하는 측위 대상 노드의 구성을 나타낸 것으로, 도 6의 (a)는 터보 포지셔닝 방법을 측위 대상 노드(600)가 수행하는 경우의 메시지 흐름을 나타낸 것이고, 도 6의 (b)는 터보 포지셔닝 방법을 수행하는 측위 대상 노드(600)의 개략적 구성을 나타낸 것이다.
도 6에서 측위 대상 노드(600)는 예를 들면 이동 단말이 될 수 있고, 네트워크 장치(500)는 기지국, 고정 릴레이 노드 등의 송신 노드가 될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 네트워크 장치(500)를 송신 노드로 지칭한다.
도 6을 참조하면, 측위 대상 노드(600)의 통신부(630)는 복수의 송신 노드로부터 신호를 수신하고, 수신한 신호를 처리하여 포지셔닝부(610)에 제공한다.
포지셔닝부(610)는 복수의 송신 노드로부터 수신한 신호로부터 측위를 위한 정보를 추출한다(S610). 여기서, 측위를 위한 정보에는 복수의 송신 노드 각각과 측위 대상 노드 사이의 거리, 상대거리, 각도, 지연확산 정보, 수신신호의 세기정보 등을 포함될 수 있다.
이후, 포지셔닝부(610)는 복수의 송신 노드들에 대한 부분집합(또는 전체집합)을 생성하고, 부분집합(또는 전체집합)에 포함된 복수의 송신 노드들과 측위 대상 노드(600) 사이의 거리를 추정하고, 추정된 거리를 이용하여 각 부분집합별로(또는 전체집합에 대해) 측위 대상 노드(600)의 위치를 결정한 후, 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이 추정한 사전 측위 정보와 측위 대상 노드(600)의 위치 정보에 기초하여 복수의 송신 노드들과 측위 대상 노드(600) 사이의 링크 오차도를 계산하고, 계산된 링크 오차도에 기초하여 링크 신뢰도를 생성한 후, 생성한 링크 신뢰도에 기초하여 터보 포지셔닝 과정을 수행한다(S620).
이후, 측위 대상 노드(600)의 포지셔닝부(610)는 터보 포지셔닝을 수행한 결과에 기초하여 복수의 송신 노드와 자신 사이의 링크 상태를 판별하고 자신의 최종 위치를 계산한다(S630).
여기서, 포지셔닝부(610)는 최종 위치를 결정한 후 필요에 따라 결정된 최종 위치 정보를 통신부(630)를 통해 송신 노드(500)에 전송할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
210 : 송신 노드 1 220 : 송신 노드 2
230 : 송신 노드 3 250 : 측위 대상 노드
410 : 송신 노드 1 420 : 송신 노드 2
430 : 송신 노드 3 500 : 네트워크 장치, 송신노드
510 : 포지셔닝부 530 : 통신부
600 : 측위 대상 노드 610 : 포지셔닝부
630 : 통신부

Claims (16)

  1. 복수의 송신 노드로부터 송신된 신호에 기초하여 측위 대상 노드의 측위를 수행하는 단계;
    상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성하는 단계; 및
    미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 측위를 통해 획득한 상기 측위 대상 노드의 위치 정보 및 상기 신뢰도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 다시 수행하는 단계를 포함하는 포지셔닝 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하는 단계는,
    상기 복수의 송신 노드들에 대해 미리 설정된 기준에 따라 적어도 하나의 부분집합을 생성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 부분집합 각각에 포함된 복수의 송신 노드들과 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 또는 각도 정보를 추정하는 단계; 및
    추정한 거리 또는 각도 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 부분집합 별로 상기 측위 대상 노드의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성하는 단계는,
    상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하기 전에 추정한 사전 측위 정보와 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행한 결과로 획득한 측위 정보의 비교 결과에 기초하여 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 오차도를 산출하는 단계; 및
    상기 오차도에 기초하여 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 신뢰도를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 방법.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 오차도를 산출하는 단계는,
    상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하기 전에 상기 복수의 송신 노드로부터 송신된 신호에 기초하여 추정한 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 정보와 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하여 획득한 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 정보에 기초하여 상기 오차도를 산출하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 다시 수행하는 단계는,
    상기 각 채널에 대한 신뢰도 정보에 상응하는 가중치를 생성하는 단계;
    생성한 가중치를 적용하여 상기 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행하는 단계;
    상기 가중치를 적용하여 측위한 상기 측위 대상 노드의 측위 정보에 기초하여 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 갱신하는 단계; 및
    상기 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 가중치를 적용하여 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행하는 단계를 통해 획득한 위치 정보 및 상기 갱신된 신뢰도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 또 다시 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 생성한 가중치를 적용하여 상기 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행하는 단계는,
    상기 복수의 송신 노드 각각의 실제 위치와 상기 측위 대상 노드 사이의 거리를 반지름으로 하는 복수의 원을 생성하는 단계;
    상기 복수의 송신 노드의 중심과 상기 측위 대상 노드의 측위된 위치를 연결하는 직선의 연장선이 상기 복수의 원과 각각 교차하는 점의 위치를 획득하는 단계; 및
    획득한 복수의 점의 위치에 상기 가중치를 적용하여 상기 측위 대상 노드의 위치를 산출하는 단계를 포함하는 포지셔닝 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 측위 대상 노드의 측위를 수행하는 단계는,
    상기 복수의 송신 노드들로 구성된 전체집합을 구성하는 단계;
    상기 전체집합에 포함된 복수의 송신 노드들과 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 또는 각도 정보를 추정하는 단계; 및
    추정한 거리 또는 각도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 방법.
  8. 측위 대상 노드로부터 측위 지원 정보를 수신하는 통신부; 및
    상기 측위 지원 정보에 기초하여 위치를 알고 있는 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성하고, 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 측위를 통해 획득한 상기 측위 대상 노드의 위치 정보 및 상기 신뢰도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 다시 수행하는 포지셔닝부를 포함하는 포지셔닝 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 측위 지원 정보는
    복수의 송신 노드 각각과 상기 측위 대상 노드 사이의 거리, 각도, 지연확산 정보 및 수신신호세기 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 포지셔닝부는
    상기 복수의 송신 노드들에 대해 미리 설정된 기준에 따라 적어도 하나의 부분집합을 생성하거나 전체집합을 생성하고, 생성한 상기 적어도 하나의 부분집합 또는 전체집합에 포함된 복수의 송신 노드들과 상기 측위 대상 노드 사이의 거리 또는 각도 정보를 추정한 후, 추정한 거리 또는 각도 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 부분집합별로 또는 상기 전체집합에 대해 상기 측위 대상 노드의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 포지셔닝부는
    상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 오차도를 산출한 후, 산출된 상기 오차도에 기초하여 상기 적어도 하나의 부분집합 또는 전체집합에 포함된 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널 링크에 대한 신뢰도를 생성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 장치.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 포지셔닝부는
    상기 신뢰도 정보에 상응하는 가중치를 생성하고, 생성한 가중치를 적용하여 상기 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행한 후, 상기 가중치를 적용하여 측위한 상기 측위 대상 노드의 측위 정보에 기초하여 상기 복수의 송신 노드와 상기 측위 대상 노드 사이의 각 채널에 대한 신뢰도 정보를 갱신한 후, 상기 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우 상기 가중치를 적용하여 측위 대상 노드의 측위를 다시 수행하여 획득한 위치 정보 및 상기 갱신된 신뢰도 정보에 기초하여 상기 측위 대상 노드에 대한 측위를 또 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 장치.
  13. 복수의 송신 노드로부터 전송된 신호를 수신하는 통신부; 및
    상기 복수의 송신 노드로부터 전송된 신호에 기초하여 측위를 수행하고, 상기 복수의 송신 노드 각각과의 채널에 대한 신뢰도 정보를 생성한 후, 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 측위를 통해 획득한 위치 정보 및 상기 신뢰도 정보에 기초하여 측위를 다시 수행하는 포지셔닝부를 포함하는 포지셔닝 장치.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 포지셔닝부는
    상기 복수의 송신 노드들에 대해 미리 설정된 기준에 따라 적어도 하나의 부분집합을 생성하거나 전체집합을 생성하고, 생성한 상기 적어도 하나의 부분집합 또는 전체집합에 포함된 복수의 송신 노드들 각각과의 거리 또는 각도 정보를 추정한 후, 추정한 거리 또는 각도 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 부분집합 또는 상기 전체집합 단위로 상기 포지셔닝 장치의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 포지셔닝부는
    상기 복수의 송신 노드 각각에 대한 채널 링크 오차도를 산출한 후, 산출된 상기 오차도에 기초하여 상기 적어도 하나의 부분집합 또는 전체집합에 포함된 복수의 송신 노드 각각과 상기 포지셔닝 장치 사이의 채널 링크에 대한 신뢰도를 생성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 장치.
  16. 청구항 13에 있어서, 상기 포지셔닝부는
    상기 신뢰도 정보에 상응하는 가중치를 생성하고, 생성한 가중치를 적용하여 상기 포지셔닝 장치의 측위를 다시 수행한 후, 상기 가중치를 적용하여 측위한 측위 정보에 기초하여 상기 복수의 송신 노드 각각과 상기 포지셔닝 장치 사이의 채널 링크에 대한 신뢰도 정보를 갱신한 후, 상기 미리 설정된 측위 수행 종료 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 포지셔닝 장치에 대한 측위를 다시 수행하여 획득한 위치 정보 및 상기 갱신된 신뢰도 정보에 기초하여 상기 포지셔닝 장치에 대한 측위를 또 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 장치
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