KR20150075166A - 위치 기반 서비스 제공 방법 및 위치 기반 서비스 제공 방법을 수행하는 장치 - Google Patents

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KR20150075166A
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윤석진
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이재호
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임성호
이형석
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한국전자통신연구원
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Abstract

위치 기반 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 위치 기반 서비스 제공 방법 및 위치 기반 서비스 제공 방법을 수행하는 장치가 개시된다. 위치 데이터를 수신하는 단계와, 수신된 위치 데이터를 포함하는 프레임을 생성하는 단계 및 생성한 프레임을 단말로 전송하는 단계를 포함한다. 따라서, 최신의 GPS 정보를 이용할 수 있어 위치 기반 서비스의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

Description

위치 기반 서비스 제공 방법 및 위치 기반 서비스 제공 방법을 수행하는 장치{METHOD FOR PROVIDING LOCATION BASED SERVICE AND APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 측위 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위치 기반 서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 위치 기반 서비스 제공 방법 및 위치 기반 서비스 제공 방법을 수행하는 장치에 관한 것이다.
와이파이(Wi-Fi) Access Point(이하, 액세스 포인트)는 와이파이(Wi-Fi) 칩셋을 탑재하여 광대역망 연결이 가능한 단말에게 인터넷 접속 지점을 제공하는 장치이다.
액세스 포인트는 가정, 공공장소, 사무실 등의 환경에서 광벙위하게 사용되고 있으며, 일단 설치가 완료되면 고정된 위치에서 주변 단말에게 인터넷 접속 서비스를 제공하는 특징이 있다.
한편, 급속도로 확산된 스마트폰과 같은 모바일 단말 사용자를 위하여 사용자의 위치를 기반으로 한 다양한 서비스가 출현하여 현재 다양한 서비스를 제공하고 있는데 특히 지도, 네비게이션, 소셜 네트워크 등에서 광벙위하게 위치 기반 서비스(Location Based Service, LBS)가 진행되고 있다.
위치 기반 서비스(LBS) 핵심은 사용자의 현재 위치를 정확히 알고있다는 가정하에서 사용자 주변의 위치 정보를 포함한 다양한 서비스를 하게되는 것이 중요한 사상이라할 수 있다.
위치 기반 서비스(LBS)에서 사용하는 사용자 위치를 사용자 단말에서 획득하는 방법은 크게 3가지로 분류된다.
첫째로, GPS 센서를 구동하여 사용자의 위치를 GPS 센서에서 수신한 정보를 통해 획득하는 방법이 있다. 이 방법은 정확한 사용자의 현재 위치를 얻을 수 있지만 GPS 시스템의 한계상 아웃도어 환경에서 유효한 방법이다.
둘째로, 사용자의 단말이 만일 3G, 4G와 같은 이동통신 인프라를 장착하고 있다면, 사용자의 단말이 위치한 기지국 주변으로부터 3점 측정 방식을 통해 사용자의 위치를 획득할 수 있다. 이 방법은 인도어나 아웃도어에서 사용할 수 있지만 일반적인 실험결과에 의하면 실질적으로 100m 정도의 위치 오차가 발생하는 것과 같이 측정 오차가 상대적으로 크게 발생한다. 따라서, 대형 쇼핑몰이나 도심의 건물이 밀집된 경우에 이 정도의 오차 범위는 위치 기반 서비스(LBS) 서비스가 진행하고자 하는 서비스의 질을 심각하게 훼손할 정도의 정밀도를 가져 서비스 자체가 불가능 하게된다.
셋째로, 액세스 포인트를 통한 사용자 위치 획득방법이 있다. 액세스 포인트는 인터넷 서비스 제공자(Internet Service Provider, ISP)로부터 서비스가 제공되므로 인터넷 서비스 제공자(ISP)가 자신들이 설치된 액세스 포인트의 위치를 알고 있다. 따라서, 액세스 포인트의 설치 장소에 따라 GPS 좌표에 해당하는 값을 사용자의 단말로 전송하여 위치기반 서비스(LBS)를 가능하게 하는 방법이다. 만일 사용자 단말이 인터넷 서비스 제공자(ISP)가 설치한 액세스 포인트에 접속하여 위치기반 서비스를 사용하고자 한다면 사용자의 앱(Application, App)은 네트워크 사업자에게 현재 위치 정보를 요청하고 네트워크 사업자의 위치 정보 서버는 현재 접속된 액세스 포인트의 위치에 근거하여 사용자의 위치 정보를 사용자 앱으로 전송하는 단계를 거치게 된다. 엄밀한 의미에서는 사용자의 앱은 사용자 단말의 플랫폼에 사용자의 위치 정보를 요청하고 사용자 단말의 플랫폼(운영체제부)단과 인터넷 서비스 제공자(ISP) 위치 정보 서버와 통신함으로써 소기의 목적을 달성할 수 있다. 그러나 대형 건물, 공공장소 또는 사용자의 위치가 인도어인 경우 Wi-Fi ESS(Extended Service Set)의 구성에 따라 인터넷 서비스 공급자(ISP)가 제공하는 위치 정보가 너무 대략적인 위치 정보를 제공하여 원하는 위치 정보 서비스가 이루어지지 못하는 문제점이 있다. 즉, 공간적으로 너무 넓은 범위에서 액세스 포인트가 설치되어 특정 위치기반 서비스에서 요구하는 정밀도를 만족시키지 못할 수 있다.
이러한 경우에는 위치 기반 서비스를 구동하고자 하는 단말 단에서 Wi-Fi 기반의 위치 정보 추정기술을 사용할 수 있다.
위치 정보 추정기술로, 수신신호세기(Radio Signal Strength Index, RSSI)를 사용하여 위치 정보를 추정하는 방법과, 수신신호전파시간 측정값(Round Trip Time, RTT)에 기반한 단말의 위치 추정 방법이 있다.
그런데, 수신신호세기(RSSI)를 이용하는 방법은 다수의 액세스 포인트를 사용하여 단말의 위치에 따른 맵을 만들어야 하므로 유지보수가 쉽지 않고, 새로운 액세스 포인트가 추가되는 맵을 다시 만들어야 하는 문제점이 있다. 수신신호전파시간 측정값(RTT)은 Wi-Fi 표준 기술에 측정 프로세스가 정의되어 있지 않으며, 다양한 실험결과 100m 정도의 측위 오차를 발생시켜 위치기반 서비스에 사용할 수 있는 수준의 정밀도를 가지지 못하는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 정밀도가 향상된 위치기반 서비스를 제공할 수 있는 위치 기반 서비스 제공 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 위치 기반 서비스 제공 방법을 수행하는 위치 기반 서비스 제공 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법에 따르면, 액세스 포인트에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법에 있어서, 위치 데이터를 수신하는 단계와, 상기 수신된 위치 데이터를 포함하는 프레임을 생성하는 단계 및 상기 생성한 프레임을 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 수신된 위치 데이터를 포함하는 프레임을 생성하는 단계는, 상기 수신된 위치 데이터를 사용자 정의항에 추가하여 프레임을 생성할 수 있다.
여기서, 상기 위치 데이터는, 상기 액세스 포인트의 경도좌표, 위도좌표, 고도 및 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프레임은, 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 응답 프레임 및 연결 응답 프레임 중 적어도 하나의 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 수신된 위치 데이터를 포함하는 프레임을 생성하는 단계 이전에, 특정 단말로부터 요청 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 특정 단말로부터 요청 프레임을 수신하는 단계는, 상기 특정 단말로부터 프로브 요청 프레임, 인증 요청 프레임 및 연결 요청 프레임 중 적어도 하나의 프레임을 수신할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법에 따르면, 단말에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법에 있어서, 액세스 포인트로부터 프레임을 수신하는 단계와, 상기 프레임에 위치 데이터가 포함된 경우, 포함된 위치 데이터를 저장하는 단계와, 상기 저장한 위치 데이터를 이용하여 위치 기반 서비스 요청 메시지를 LBS 서버로 전송하는 단계 및 상기 LBS 서버로부터 상기 위치 기반 서비스 요청 메시지에 대응하는 위치 기반 서비스 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 프레임은, 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 응답 프레임 및 연결 응답 프레임 중 적어도 하나의 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 위치 데이터는, 상기 액세스 포인트의 경도좌표, 위도좌표, 고도 및 속도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액세스 포인트로부터 프레임을 수신하는 단계 이전에, 상기 액세스 포인트로 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 액세스 포인트로 요청 프레임을 전송하는 단계는, 상기 액세스 포인트로 프로브 요청 프레임, 인증 요청 프레임 및 연결 요청 프레임 중 적어도 하나의 프레임을 전송할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트에 따르면, 단말과 통신을 수행하는 통신부와, 위치 데이터를 수신하고 상기 수신한 위치 데이터를 제공하는 위치 데이터 수신부 및 상기 위치 데이터를 포함하는 프레임을 생성하고, 상기 생성한 프레임을 상기 통신부를 통해 단말로 전송하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 수신된 위치 데이터를 사용자 정의항에 추가하여 프레임을 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말에 따르면, 액세스 포인트와 통신을 수행하는 통신부 및 상기 통신부를 통해 수신된 프레임에 포함된 위치 데이터를 저장하고, 상기 저장한 위치 데이터를 이용하여 위치 기반 서비스 요청 메시지를 상기 통신부를 통해 LBS 서버로 전송한 후, 상기 LBS 서버로부터 상기 위치 기반 서비스 요청 메시지에 대응하는 위치 기반 서비스 응답 메시지를 수신하는 제어부를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법 및 위치 기반 서비스 제공 장치에 따르면, 액세스 포인트는 GPS 센서로부터 수신한 GPS 데이터를 사용자 정의(Vendor Specific)항에 포함시켜 프레임을 생성하고, 생성하는 프레임을 단말로 전송하고, 이를 수신한 단말은 GPS 데이터를 이용하여 생성한 위치 기반 서비스 요청 메시지를 LBS 서버로 전송하여 위치 기반 서비스 응답 메시지를 LBS 서버로부터 수신한다.
따라서, 단말은 최신의 GPS 데이터를 액세스 포인트로부터 수신하여 이용할 수 있으므로, 정밀도가 향상된 위치 기반 서비스를 제공받을 수 있다.
도 1은 액세스 포인트의 구조를 나타내는 개념도이다.
도 2는 액세스 포인트의 소프트웨어 구조를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 액세스 포인트들이 GPS 신호 전파 방법을 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 안드로이드 운영체제를 가지는 액세스 포인트의 소프트웨어 구조를 나타낸다.
도 6은 무선랜 시스템에서 데이터 전송을 위한 결합과정을 도시한 개념도이다.
도 7은 비컨 프레임 바디 포맷을 나타낸다.
도 8은 사용자 정의 데이터의 구조를 나타낸다.
도 9는 프레임 응답 프레임 바디 포맷을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법이 수행되는 전체 과정을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
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.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
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.
명세서 전체에서, 스테이션(station, STA)은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(medium access control, MAC)와 무선 매체(medium)에 대한 물리 계층(physical layer) 인터페이스(interface)를 포함하는 임의의 기능 매체를 의미한다. 스테이션(STA)은 액세스 포인트(access point, AP)인 스테이션(STA)과 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)으로 구분할 수 있다. 액세스 포인트(AP)인 스테이션(STA)은 단순히 액세스 포인트(AP)로 불릴 수 있고, 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)은 단순히 단말(terminal)로 불릴 수 있다.
단말(terminal)은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 사용자 인터페이스와 디스플레이(display) 장치 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 유닛(unit)을 의미하며, 스테이션(STA)을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 트랜시버는 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며, 스테이션(STA)을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛을 의미한다.
액세스 포인트(AP)는 집중 제어기, 기지국(base station, BS), 노드-B(node-B), e노드-B, BTS(base transceiver system), 또는 사이트 제어기 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.
단말은 스마트 디바이스(Mobile Node, MN), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 사용자 터미널(User Terminal, UT), 무선 터미널, 액세스 터미널(Access Terminal, AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(Subscriber Station, SS), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말기의 다양한 실시 예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 (gaming) 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
위치 데이터를 제공하는 위성 측위 시스템은 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 구로나스(Glonass), 유럽의 갈릴레오(Galileo), 중국의 북두(Beidu), 중국의 콤파스(COMPASS) 등이 있으나, 설명의 편의상 본 발명의 일 실시예에서는 미국의 GPS를 활용하여 GPS 데이터를 이용하는 것으로 예를 들어 설명하도록 한다.
도 1은 액세스 포인트의 구조를 나타내는 개념도이고, 도 2는 액세스 포인트의 소프트웨어 구조를 나타내는 개념도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, CPU부(100)는 와이파이 칩셋(101), 안테나부(300, 301), WAN(Wide Area Network) 포트부(105, 106), USB 메모리 연결을 위한 USB 마스터(104) 및 USB 포트(106)로 구성되어 있다.
CPU부(100)에서 인터넷 서비스 제공자(ISP)의 네트워크에 연결하기 위한 WAN 포트부(105)는 인터넷 서비스 제공자(ISP)가 제공하는 광대역망 연결 통로를 제공하기 위해 와이파이 칩셋(101)의 이더넷 포트(eht1)(103)와 직접 연결된다.
일반적인 이더넷 패킷 스위치 기능을 가지는 액세스 포인트는 사용자의 유선 인터넷 단말 연결을 위하여 추가적인 몇 개의 패킷 스위치 포트를 제공하고 있다. 상기 추가적인 몇 개의 스위치 포트는 도 1의 스위치부(200)에 해당한다.
스위치부(200)를 참조하면, 다수의 MAC, PHY 포트가 병렬로 존재하며, 이는 랜(LAN) 포트(201, 202, 203, 204)와 물리적으로 본딩되어 만일 외부 유선 네트워크가 랜(LAN) 포트를 통하여 연결되면 광대역망 접속을 가능하게 하는 구조를 가진다.
물론, 스위치부(200)는 패킷의 효과적인 제어를 위하여 패킷 버퍼(packet buffer), 에스램 제어기(SRAM Controller), 큐매니지먼트(Queue Management), 룩업테이블(Lookup Table), 어드레스 테이블(Address Table)등의 기능 블록을 가지고 소기의 패킷 스위치 동작을 하지만 본 발명의 내용과 직접적인 상관 관계가 없으므로 도 1에 별도로 나타내지 않았다.
한편, 랜0(LAN0)(201), 랜1(LAN1)(202), 랜3(LAN3)(203)에 사용자의 유선 인터넷 단말이 접속되고, 유선 인터넷 단말이 만일 광대역망 접속을 위한 패킷을 발생시키는 경우, 스위치부(200)는 MAC4(205)를 통해 고속으로 eth0(102)로 전달한다.
eht0(102)에서 전달받은 패킷은 다시 eth1(103)을 통해 외부 포트(105)로 전달되어 사용자의 인터넷 패킷은 인터넷 서비스 제공자(ISP)의 인터넷 접속 서비스를 이용할 수 있게된다.
도 1과 같은 하드웨어적인 구조를 가지는 액세스 포인트는 도 2에 도시된 바와 같은 소프트웨어 스택을 탑제하여 실제 액세스 포인트 서비스를 실시한다.
도 2에서 액세스 포인트 하드웨어(Wi-Fi AP Hardware)(401)는 도 1의 액세스 포인트 하드웨어들을 나타낸다.
도 2의 액세스 포인트의 소프트웨어 구조도에서 전체 소프트웨어는 VxWorks나 리눅스 운영체제를 사용하여 소프트웨어 스택을 구성하게 되는데 각각의 스택들의 동작은 다음과 같다.
디바이스 드라이버(Device Driver)(402)는 하드웨어의 장치 구동기로서, 액세스 포인트를 구성하는 칩셋의 구동기이다. 디바이스 드라이버(402)는 주로 시스템의 파워가 인가된 후 액세스 포인트 하드웨어의 초기화를 진행하여 하드웨어를 사용하게 만드는 기능과 상위단에 전달된 패킷을 하드웨어로 연결하는 역할 및 수신된 패킷이 있을 경우 콜백함수(Callback function)를 통하여 수신 패킷을 상위단으로 전달하는 역할을 수행한다.
하드웨어 추상 계층(Hardware Abstraction Layer, HAL)(403)은 하드웨어단에서 사용하는 각종 시스템 장치 CPU, 메모리 USB, LED 포트 등을 추상화하여 상위단에서 사용하기 쉬운 인터페이스를 제공하는 부분이다.
소프트맥(SoftMac)(404)은 802.11에서 정의한 와이파이용 프레임을 생성한다. 실제로 소프트맥(404)은 와이파이 칩셋의 하드웨어에서 수행하는 부분이였으나, 현재 많은 와이파이 칩셋들은 IEEE802.11 시스템의 유연한 확장 사용을 위하여 소프트웨어 맥(MAC)을 채용하는 추세이다. IEEE802.11 표준은 무선 기술의 발전과 함께 계속적인 발전을 거듭하고 있는데, 이를 하드웨어적인 맥(MAC)으로 구현한다면, 맥(MAC) 기능이 계속적으로 업그레이드되어야 하므로, 사용자 측면에서는 호환성 문제를 일으킬 가능성이 크다.
따라서, 와이파이 기술에서는 이러한 부분은 모두 소프트웨어적인 구현으로 전환하여 맥(MAC)은 원래의 패킷 송수신 기능에 집중하기 위한 시스템적 구조를 채용하고 있다.
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)(405)는 어플리케이션(Application)(406)에서 전달된 데이터를 패킷단으로 나누어 송수신하는 것으로 일반 이더넷 프레임에서 사용하는 TCP/IP 프로토콜을 그대로 사용한다.
만일, 다른 단말로부터 수신된 데이터가 있는 경우, TCP/IP(405)는 차례로 패킷을 받아 재조립하는 과정을 진행하는 계층이므로, 누락되거나 잘못 전송된 프레임이 존재하는 경우 송신자에게 재전송을 요구하여 완전한 패킷이 만들어지면 상위단의 어플리케이션(405)으로 전달하는 과정을 수행한다.
어플리케이션(406)은 액세스 포인트에서 가져야 하는 다양한 서비스를 구현한 부분으로 무선 접속, 라우팅, 소규모 웹서버, DNS(Domain Name System), ARP(Address Resolution Protocol), 보안, DB(database), 미디어 서버와 같은 부분을 수용한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 와이파이 칩셋(501)은 도 1과 비교했는 때 GPS 데이터 수신부(GPS receiver)(506)를 더 포함한다.
GPS 데이터 수신부(506)는 현재 설치된 액세스 포인트의 GPS 좌표를 수신하기 위한 기능 블록이다.
GPS 데이터 수신부(506)로부터 수신된 GPS 신호는 IEEE802.11 프로토콜을 사용하여 현재 설치된 액세스 포인트의 위치를 단말 또는 주변의 액세스 포인트로 전송할 수 있다.
일반적으로, GPS 모듈은 건물 내부에서 사용할 수 없는 것으로 알려져 있으나, 건물 벽면의 유리창측에서는 GPS 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트를 건물 창측에 설치하거나 GPS 안테나(507)를 건물 외벽에 설치하면, 이 곳에 설치된 액세스 포인트는 GPS 신호를 수신할 수 있다.
액세스 포인트는 수신된 GPS 신호를 와이파이 표준 규격을 통해 브로드 캐스트 메시지로 주변 단말에게 전송할 수 있다.
또한, 액세스 포인트는 수신된 GPS 신호를 IEEE802.11s 규격을 통해 건물에 설치된 다른 액세스 포인트로 전송할 수도 있다.
여기서, 건물에 설치된 다른 액세스 포인트는 건물 내부에 설치되어 GPS 신호를 수신할 수 없는 액세스 포인트이다.
본 발명의 구체적인 효과를 예를 들어 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트가 GPS 신호를 직접 수신하여 자신이 설치된 좌표를 확정할 수 있는 경우, 액세스 포인트는 비컨 신호를 통해 자신의 위치 정보를 주변 단말로 전송할 수 있다.
상기 액세스 포인트의 위치 정보는 액세스 포인트의 설치 지점의 정보로서, 액세스 포인트의 위치 정보를 수신한 단말은 사용자의 위치 기반 서비스에 수신된 액세스 포인트의 위치 정보를 사용할 수 있다.
만일, 특정 상점에서 이와 같은 액세스 포인트를 사용하는 경우, 사용자는 액세스 포인트의 서비스 세트 식별자(Service Set Identifier, SSID)를 참조하고, GPS 좌표를 사용하면 상점에 관한 정보를 위치 기반 서비스(LBS)를 통하여 획득할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상점 업주 측면에서는 일일이 상점의 위치를 설명하지 않아도 되고, 사용자 측면에서는 관심 대상 상점의 위치 기반 서비스 정보를 검색하여 찾지 않아도 되는 장점이 발생한다.
상점을 예로 들어 설명하였으나, 대형 쇼핑몰, 경기장, 옥외 주차장, 이동하는 항체(택시, 버스 등 각종 차량) 등에서 다양한 응용을 개발할 수 있음은 통상적인 IT 지식을 보유한 사람이라면 쉽게 유추할 수 있다.
본 발명의 구체적인 효과를 나타내는 다른 예는 이하, 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 액세스 포인트들이 GPS 신호 전파 방법을 나타내는 개념도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 센서를 포함하는 액세스 포인트와 건물 내부에 위치하여 GPS 신호를 수신할 수 없거나 GPS 센서를 포함하지 않은 액세스 포인트가 혼재하는 경우 어떻게 단말로 건물 내부의 위치 정보를 제공할 것인지 설명하고자 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 GPS 센서를 포함하는 액세스 포인트는 수신한 GPS 신호를 GSP 센서를 포함하지 않는 액세스 포인트로 전파(propagation)한다.
도 4에서 실선원은 GPS 센서를 가지는 액세스 포인트를 나타내고, 설명의 편의를 위해 Wi-Fi AP_gps로 표현한다. 점선원은 GPS 신호를 수신할 수 없거나 GPS 센서를 가지지 않은 액세스 포인트를 나타내고, 설명의 편의를 위해 Wi-Fi AP_nogps로 표현한다.
Wi-Fi AP_gps a, b, d 노드(Node)는 건물이 존재하는 단면에서 상대적으로 창측에 위치하여 GPS 안테나를 통해 GPS 신호를 수신하고, 수신한 GPS 좌표는 비컨(Beacon) 프레임을 통해 미리 설정된 주기로 주변 지역 즉 e노드로 브로드 캐스팅된다.
e노드는 수신된 a, b, c노드로부터 수신된 3점의 GPS 신호를 사용하여 보간하는 방법을 통해 e노드의 GPS 신호를 비교적 정확이 알 수 있다. 이때, 노드 a, b, c가 서로 등간격으로 설치될 필요는 없으며, 노드 e의 배치가 기하학적인 엄격한 배치 한계를 가지는 것은 아니며 다만 노드 a, b, c가 전파하는 비컨 신호의 수신 범위 내에만 존재하면 된다.
노드 a, b, c로부터 전파된 신호로 자신의 GPS 신호를 계산하여 GPS 좌표를 확보한 노드 e는 다시 주변 노드 f로 자신의 GPS 좌표를 전파한다.
또한, 노드 g, i, j는 상술한 방법과 동일한 방법으로, 각 노드의 GPS 정보를 수신할 수 있음을 유추하는 것은 타당하다할 것이다.
이후, 노드 f는 노드 e, g, i, j로부터 GPS 신호를 수신할 수 있는데 노드 f는 4 지점으로부터 GPS 좌표를 수신하므로 보다 정확한 정보를 추정하여 GPS 신호를 획득할 수 있고, 만일 한 개의 노드가 신호 전송에 실패하였더라도 나머지 3개의 노드가 존재하므로 최종적으로 주변 지역의 단말로 신호를 전송할 수 있어, 전체 시스템의 안정적인 동작이 가능하다.
상술한 방법을 실제 구현하기 위해 와이파이 기기간의 메쉐 네트워크 통신 표준을 규정한 IEEE802.11s-2011을 사용할 수 있다. IEEE802.11s-2011은 액세스 포인트, 단말간의 메쉬 네트워크를 구현하기 위해 사용되는데, 도 4에서 설명한 방법을 구현하기 위해 IEEE802.11s에서 사용하는 정보 요소(Information Element, IE)들 중에 일부를 추가하여 사용할 것이다. 이에 대한 자세한 설명을 향후 기술하도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 안드로이드 운영체제를 가지는 액세스 포인트의 소프트웨어 구조를 나타낸다.
현재 일반적으로 사용되고 있는 액세스 포인트는 도 2에 도시된 바와 같은 소프트웨어 구조를 사용함을 이미 설명하였다. 도 3에서 나타난 하드웨어 구조를 가지고 도 2에서 나타내는 소프트웨어 스택을 사용하여 GPS 센서로부터 수신된 위도 및 경도 신호를 획득한 후 획득한 위도 및 경도 신호를 비컨 신호에 탑재하여 주변 단말에서 위치 기반 서비스를 사용하게 하는 방법도 실제적으로 실현이 가능하다.
다만, 이러한 방법은 기존 소프트웨어 스택을 최대한 활용하여 수정 추가되는 소프트웨어 스택을 최소화할 수 있지만, 앱(APP)과 같은 컨텐트의 전송은 불가능하고, 차세대 액세스 포인트에서 다양한 응용 소프트웨어의 탑재, 실행이 불가능한 단점이 존재한다. 예를 들어, 최근 널리 사용되고 있는 안드로이드 운영체제는 다양한 시스템 서비스를 제공하고 있어서 사용자는 안드로이드에서 제공하는 API(application programming interface)와 XML(extensible markup language) 파일의 작성만으로부터 응용 소프트웨어(APP)를 작성할 수 있다.
안드로이드는 현재 스마트패드, 스마트폰과 같은 운영체제로 각광 받고 있으며, 스마트 TV, 구글 글라스 등과 같은 웨어러블 컴퓨터 등에서도 채용되고 있다. 이와 같은 현상은 안드로이드 운용체제를 일단 하드웨어 포팅에 성공하기만 하면 바로 안드로이드 운영체제에서 제공하는 와이파이(Wi-Fi), 그래픽, 데이터베이스, 카메라, 센서(기압, 조도) 등의 시스템 서비스를 비교적 쉽게 사용할 수 있기 때문이다. 또한, 안드로이드 운영체제의 앱(APP) 작성은 대부분 자바(JAVA) 언어 기반이며 API의 구조가 자바의 구조를 가지고 있어서 이미 자바 프로그래밍을 보유한 수 많은 프로그래머에게 새로운 기회로 작용하고 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 안드로이드 운영체제를 가지는 액세스 포인트의 소프트웨어 구조를 가지도록 하여 향후 예상되는 액세스 포인트의 요구 사항에 만족시킬 수 있는 구조를 가지도록 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 구체적인 실현을 위해서는 도 2와 같은 하드웨어적인 구조를 가지는 것과 동시에 아래의 설명과 같은 소프트웨어 구조를 가짐으로써 본 발명에서 설명한 동작을 수행할 수 있다.
Wi-Fi AP Hardware(801)는 도 3에 도시된 바와 같은 하드웨어 구조를 가진다. Device Driver(802)는 Wi-Fi AP Hardware(801)가 가지는 하드웨어 장치 중 입출력 기능이 가능한 부품의 장치 구동기를 나타낸다.
여기서, 입출력이 가능한 부품이란 시스템 자원(타이머, RTC) 플래시 메모리, 유선 네트워크부(이더넷 장치, 시리얼포트 및 SPI 포트 등), 무선 네트워크부, 메인 메모리 등과 같이 CPU와 연결되어 사용자의 요구 사항이나 운영체제가 요청할 시 수시로 입출력이 발생할 경우 시스템 내부에서 미리 약속된 방식으로 데이터를 전달하고자 하는 목적으로 작성되는데 이는 약속된 방식으로 구현된 드라이버 형식을 취한다.
mac802.11(803)은 IEEE802.11에서 제정된 다양한 무선 네트워크 프로토콜을 소프트웨어적인 방식으로 구현한 것이다.
wpa_supplicant(804)는 802.11 방식의 무선 네트워크를 사용하기 위하여 각종 매니지먼트 패킷, 데이터 패킷 등을 조립하는 부분이다.
Android Platform(805)는 미국 구글사에서 제공하는 안드로이드 운영체제를 나타내는 부분으로 시스템의 운용을 담당하고 사용자에게 시스템 서비스 및 사용자 API를 제공하여 응용 프로그램을 손쉽게 작성할 수 있도록 하는 기능을 가진다.
안드로이드 응용 프로그램의 작성은 JAVA API 형태를 취하게 되는데 본 발명에서 제시한 사상을 실제로 구현할 수 있으며, 자바 메서드(Method)을 통하여 비교적 간단하게 구현할 수도 있는 장점이 있다.
비록 도 5에서는 본 발명에서 구현하고자 하는 중심 사상인 GPS 신호를 액세스 포인트를 통하여 단말에 전송하고자하는 목적을 반영한 보편 타당한 방법론을 제시하였으나, 도 5 자체가 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 유일한 방법은 아님을 전술한 바 있다.
상술한 액세스 포인트의 하드웨어 구조와 소프트웨어 구조를 기반으로 실제 802.11에서 규정한 무선랜 프레임을 사용한 GPS 신호를 단말로 전송하는 방법은 이하 설명하도록 한다.
도 6은 무선랜 시스템에서 데이터 전송을 위한 결합과정을 도시한 개념도이다.
인트라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)이 데이터를 송수신하기 위해, 먼저 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와 결합되어야 한다.
도 6을 참조하면, 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)의 결합 과정은 크게 1) 액세스 포인트(AP)를 탐지하는 단계(probe step), 2) 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계(authentication step), 3) 인증된 액세스 포인트(AP)와의 연결 단계(association step)로 구분된다.
단말(STA)은 먼저 탐지 프로세스(process)를 통해 이웃하는 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 탐지 프로세스는 수동 스캐닝(passive scanning) 방법과 능동 스캐닝(active scanning) 방법으로 구분된다. 수동 스캐닝 방법은 이웃하는 액세스 포인트들(APs)이 전송하는 비컨을 엿들음(overhearing)으로써 수행될 수 있다. 한편, 능동 스캐닝 방법은 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 브로드캐스팅(broadcasting)함으로써 수행될 수 있다. 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 해당 단말(STA)에 전송할 수 있다. 단말(STA)은 프로브 응답 프레임을 수신함으로써 이웃하는 액세스 포인트들(APs)의 존재를 알 수 있다.
그 후, 단말(STA)은 탐지된 복수의 액세스 포인트(AP) 중 하나의 액세스 포인트(AP)를 선택하고, 선택된 액세스 포인트(AP)와 인증을 수행할 수 있다. IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘(algorithm)은 두 개의 인증 프레임을 교환하는 오픈 시스템(open system) 알고리즘, 네 개의 인증 프레임을 교환하는 공유 키(shared key) 알고리즘으로 구분된다. 이러한 인증 알고리즘을 기초로 인증 요청 프레임(authentication request frame)과 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와의 인증을 수행할 수 있다.
마지막으로, 단말(STA)은 인증된 액세스 포인트(AP)와 연결 과정을 수행한다. 즉, 단말(STA)은 선택된 액세스 포인트(AP)에 연결 요청 프레임(association request frame)을 전송하고, 연결 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 연결 요청 프레임에 대응된 연결 응답 프레임(association response frame)을 해당 단말(STA)에 전송한다. 이와 같이, 연결 요청 프레임과 연결 응답 프레임을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와 연결 과정을 수행할 수 있다.
도 7은 비컨 프레임 바디 포맷을 나타내고, 도 8은 사용자 정의 데이터의 구조를 나타내며, 도 9는 프레임 응답 프레임 바디 포맷을 나타낸다.
802.11 문서에 따르면 액세스 포인트는 자신의 존재를 주변 단말에게 알리고, 액세스 포인트와 단말을 동기화시키기 위해 비컨 프레임을 사용한다. 액세스 포인트는 100ms 주기로 비컨 프레임을 브로드캐스트한다. 단말은 액세스 포인트로부터 비컨 프레임을 수신하고, 인터넷 접속을 위하여 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트로 전송한다. 이후, 액세스 포인트는 수신한 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 단말로 전송함으로써 802.11에서 규정한 프로토콜을 진행하게 된다.
도 7을 참조하면, 비컨 프레임은 타임 스탬프, 비컨 간격(Beacon interval) 등과 같은 포맷을 포함하고, 마지막 항에 사용자 정의(Vendor Specific)항을 포함한다.
상기 사용자 정의(Vendor Specific)항을 사용하여 GPS 신호를 전송하면, 802.11 규격을 만족하면서도 액세스 포인트를 통해 GPS 신호를 전송하고자 하는 바를 성취할 수 있다.
도 8을 참조하면, 사용자 정의(Vendor Specific)항에 추가될 사용자 정의 데이터(Vendor Specific Data)의 구조는 경도좌표, 위도좌표, 고도, 속도 등을 포함할 수 있다.
사용자 정의 데이터의 실제 구현시에는 도 8에 도시된 데이터 외에 태그 등을 추가할 수 있고, 좀 더 정밀한 좌표의 전송을 위하여 길이(Octet)를 변경할 수도 있다. 이때, 길이의 변경은 802.11 규격을 이해하는 일반적인 엔지니어가 당 발명이 행하고자 하는 중심 사상에서 벗어나지 않은 범위에서 유추하거나 변경할 수 있음은 자명하다.
도 6에 도시된 바와 같이 액세스 포인트에서 단말 측으로 프로브 응답 프레임을 전송하는데, 도 9를 참조하면, Last-1항이 도 7의 비컨 프레임과 마찬가지로 사용자 정의(Vendor Specific)항을 포함하고 있다.
따라서, 앞서 설명한 바와 같은 방식으로 도 8에 도시된 것과 같은 형식의 GPS 좌표를 추가한 프로브 응답 프레임을 단말로 전송할 수 있다. 만일, 단말 측에서 사용자 정의(Vendor Specific) 정보 요소(information element)가 포함된 항이 존재함을 감지하는 경우, 사용자 정의 정보 요소를 저장하고 상위단의 소프트웨어로 제공하여 응용프로그램에서 사용할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 액세스 포인트에서 단말 측으로 인증 응답(Authentication response) 및 연결 응답(Association response) 프레임을 전송하여 액세스 포인트측 데이터를 전송할 수 있다.
인증 응답 프레임과 연결 응답 프레임 역시 프레임의 제일 마지막 정보 요소(IE)에서는 사용자 정의(Vendor Specific) 항이 포함되어 있는데, 상기 비컨 및 프로브 응답 프레임에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 GPS 신호를 전송할 수 있음은 자명하다 할 것이다. 따라서, 이 분야에 통상적인 지식을 보유한 사람이라면 쉽게 유추할 수 있고 단순 반복적인 설명은 생략하여도 본 발명의 구체적인 실시예를 구현하는데 어려움이 없다 할 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법이 수행되는 전체 과정을 나타내는 순서도이다.
도 10을 참조하면, GPS 센서(10)는 발생된 GPS 데이터를 액세스 포인트(20)로 전송한다(S1001).
통상 GPS 센서는 NMEA(National Marine Electonics Association) 규격에 따라 다양한 GPS 정보를 포함하고 있다.
액세스 포인트(20)는 단계 1001을 통해 GPS 센서(10)로부터 GPS 데이터가 수신되면, 수신된 GPS 데이터를 비컨(beacon) 프레임에 포함시켜 단말로 전송한다(S1003).
단말(30)은 단계 1003을 통해 액세스 포인트(20)로부터 수신한 비컨에 GPS 데이터가 포함된 경우, 포함된 GPS 데이터를 파싱(Parsing)하여 단말앱(응용단)(40)에서 사용할 수 있도록 임시 버퍼에 저장한다.
이후, 단말(30)은 상기 GPS 데이터를 단말 앱(40)으로 전송한다(S1005).
단말 앱(40)은 액세스 포인트로부터 수신된 GPS 데이터가 필요한 응용인 경우, GPS 데이터를 사용하여 위치 기반 서비스(LBS) 요청 메시지를 LBS 서버(50)에 전송한다(S1007).
LBS 서버(50)는 단계 1007을 통해 위치 기반 서비스(LBS) 요청 메시지가 수신되면, 수신된 위치 기반 서비스 요청 메시지에 대응되는 위치 기반 서비스 응답 메시지를 단말 앱(40)으로 전송한다(S1009).
여기서, 위치 기반 서비스 응답 메시지는 지도 정보, 상점 정보 등을 포함할 수 있다.
상술한 프로토콜의 진행 절차는 비컨 신호에 GPS 데이터가 포함된 경우인데, 이러한 방법만으로도 단말 사용자는 원하는 응용 서비스를 받을 수 있다. 또한, 단말 사용자는 프로브 응답 프레임(probe response frame)에 GPS 데이터가 포함되어 있는 경우에도 도 10에 도시된 바와 같은 절차를 통해 원하는 응용 서비스를 받을 수 있다.
액세스 포인트(20)로부터 비컨을 수신한 단말(30)은 액세스 포인트(20)와의 연결을 위하여 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트(20)로 전송한다(S1011, S1013).
여기서, 단말(30)은 액세스 포인트와 통신할 수 있는 채널을 찾기전이므로 단계 1011, 단계 1013과 같이 채널을 변경하면서 수차례의 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다.
액세스 포인트는 GPS 센서(10)로부터 GPS 데이터를 수신하고(S1015), 단말(30)로부터 프로브 요청 프레임을 수신되면, 상기 GPS 데이터를 포함하는 프로브 응답 프레임을 단말(30)로 전송한다(S1017). 즉, 액세스 포인트(20)와 단말(30)이 사용하는 채널이 일치하는 수신(Listen) 채널 상태에 있어서 단말(30)로부터 프로브 요청 프레임 수신에 성공하였다면, 즉시 프로브 응답 프레임을 단말(30)로 전송하게된다. 이때, GPS 데이터가 버퍼에 존재하지 않는 경우 GPS 센서(10)로부터 다시한번 GPS 데이터를 수신하고 수신한 GPS 데이터를 사용하는 것은 명확하다 할 것이다.
여기서, 프로브 요청 프레임은 단말(30)과 액세스 포인트(20)가 동일한 채널을 사용하고 있는 경우 액세스 포인트(20)에서 수신할 수 있다. 만일 채널을 일정 순서로 변경하고 프로브 요청 프레임을 수신하고 있던 액세스 포인트가 특정 채널에서 단말로부터 프로브 요청 프레임을 수신하였다면 해당 채널에서 통신을 원하는 단말이 있음을 의미한다. 또한, 해당 채널을 사용하여 단말이 액세스 포인트와 통신하고자 함을 알 수 있으므로, 액세스 포인트는 즉시 수락함을 의미하는 프로브 응답 프레임을 단말로 전송하게 된다. 따라서, 액세스 포인트(20)가 사용하는 프로브 응답 프레임을 사용하면, 비컨 프레임을 사용할 때와 같이 도 8 및 도 9에서 설명한 방법으로 액세스 포인트의 GPS 데이터를 단말(30)로 전송할 수 있게된다.
단말(30)은 단계 1017을 통해 수신된 프로브 응답 프레임에 GPS 데이터가 존재하면, 상기 GPS 데이터를 단말 앱(40)으로 전송한다(S1019).
단말 앱(40)은 단계 1019를 통해 GPS 데이터가 수신되면 수신된 GPS 데이터를 사용하여 위치 기반 서비스(LBS) 요청 메시지를 LBS 서버(50)에 전송한다(S1021).
LBS 서버(50)는 단계 1021을 통해 수신된 위치 기반 서비스 요청 메시지에 대응되는 위치 기반 서비스 응답 메시지를 단말 앱(40)으로 전송한다(S1023).
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 기반 서비스 제공 방법에서는 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임에 대해 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 인증 응답 프레임(authentication response frame), 연결 응답 프레임(association response frame)과 같이 액세스 포인트(20)가 단말(30)로 전송하는 데이터 프레임을 사용할 수도 있다.
한편, 도 4의 설명에서 본 발명의 구체적인 구현을 위하여 IEEE802.11s-2011에서 제정한 표준 프로토콜을 사용할 것임을 이미 기술한바 있으며 이에 대한 설명은 아래와 같다.
IEEE802.11s는 무선랜(Wireless LAN) 네트워크에서 ESS 망내의 액세스 포인트 및 단말이 멀티홉(Multi-Hop) 토폴로지와 자동구성(Self Configuration) 기능을 가지도록 하여 WDS(Wireless Distribution System) 망을 구성하는 무선 메쉬 네트워크를 구현하기 위하여 제정되었다.
IEEE802.11s-2011에 의하면 기존의 IEEE802.11규격에 더하여 메쉬 네트워크 구성을 위한 비컨, 프로브 요청, 프로브 응답 프레임 등에 대해 변경되거나 추가된 표준 사항들이 존재하는 것을 알 수 있다. 그러나, 이러한 변경은 IEEE802.11 프로토콜을 기반으로 사용하고 있으므로 본 발명이 이루고자 하는 사상을 구현하기 위하여 전술한 방법을 적용하는데 문제가 없다.
예를 들어, 도 7의 802.11 비컨 프레임 바디에 대한 설명에 대하여 추가적으로 802.11s 표준 또한 이를 기반으로 추가 또는 변경이 이루어졌으며 사용자 정의항을 다루는 부분은 변경이 없기 때문에 도 7에서 설명한 방법 그대로 적용하여 사용할 수 있다. 프로브 요청, 프로브 응답, 인증 응답, 연결 응답 프레임 등도 전술한 바와 같이 사용자 정의 항이 프레임의 제일 마지막 항에 존재하므로 상기 사용자 정의항을 사용하여 본 발명에서 제시하는 방법을 구현하는데 하등의 문제가 발생하지 않음을 통상의 802.11 표준 기술에 대한 지식을 보유한 자라면 간단히 유추할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 액세스 포인트(20)는 GPS 센서로부터 GPS 데이터를 수신하고(S1110), 수신한 GPS 데이터를 포함하는 프레임(frame)을 생성한다(S1120).
여기서, 액세스 포인트는 수신한 GPS 데이터를 사용자 정의(Vendor Specific) 항에 추가하여 프레임을 생성할 수 있다. 또한, 프레임은 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 응답 프레임, 연결 응답 프레임등이 될 수 있다. 또한, GPS 데이터는 액세스 포인트(20)의 경도좌표, 위도좌표, 고도 및 속도 등을 포함할 수 있다.
액세스 포인트(20)는 단계 1120을 통해 생성한 프레임을 단말로 전송한다(S1130).
이후, 액세스 포인트(20)는 특정 단말로부터 요청 프레임을 수신되면(S1140), 버퍼에 저장된 GPS 데이터가 있는지 판단한다(S1150).
액세스 포인트(20)는 단계 1150을 통해 버퍼에 저장된 GPS 데이터가 있는 것으로 판단되면, 저장된 GPS 데이터를 포함한 응답 프레임을 생성한다(S1160).
이후, 액세스 포인트(20)는 단계 1160을 통해 생성한 응답 프레임을 특정 단말로 전송한다(S1170).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액세스 포인트(20)가 GPS 센서를 Standalone 방식으로 탑재하고 자신의 위치 정보를 계속 없데이트 시킴과 동시에 이를 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 응답 프레임, 연결 응답 프레임 등으로 전파하여, 단말 사용자는 최신의 위치 정보를 받아서 정밀한 위치 기반 서비스(LBS)를 이용할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12를 참조하면, 단말(30)은 액세스 포인트로부터 프레임이 수신되면(S1210), 수신된 프레임에 GPS 데이터가 포함되어 있는지 여부를 판단한다(S1220).
여기서, 프레임은 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 응답 프레임 및 연결 응답 프레임 등이 될 수 있다.
단말(30)은 단계 1220을 통해 수신된 프레임에 GPS 데이터가 포함된 것으로 판단되면, GPS 데이터를 획득하여 저장한다(S1230).
여기서, GPS 데이터는 액세스 포인트의 경도좌표, 위도좌표, 고도, 속도 등을 포함할 수 있다.
단말(30)은 저장된 GPS 데이터를 이용하여 위치기반 서비스 요청 메시지를 생성하고, 생성한 위치 기반 서비스 요청 메시지를 LBS 서버에 전송한다(S1240).
이후, 단말(30)은 LBS 서버로부터 위치 기반 서비스 응답 메시지를 수신한다(S1250).
본 발명의 다른 실시예에서는 단계 1210 이전에 액세스 포인트로 프로브 요청 프레임, 인증 요청 프레임 또는 연결 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말은 액세스 포인트로부터 GPS 데이터를 수신하여 상기 액세스 포인트가 설치된 노선 버스의 현재 위치, 이동 방향, 이동 속도 등을 용이하게 확인할 수 있으며, 택시 탑승자의 경우 택시 탑승자의 현재 위치, 이동 경로 등을 택시 사업자의 데이터 센터로 전송할 수 있어, 택시 승객의 안전한 귀가를 돕는 역할을 수행할 수도 있다.
후술되는 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로서 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 및/또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다.
따라서, 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행하는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 13의 블록도는 도 3의 액세스 포인트의 구조와 대응되는 것으로 본 발명의 특징을 설명하기 위해 필요한 구성만을 단순화하여 도시하였다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트(20)는 GPS 데이터 수신부(21), 제어부(220) 및 통신부(23)를 포함할 수 있다.
GPS 데이터 수신부(21)는 GPS 데이터를 수신하고, 수신한 GPS 데이터를 제어부(220)에 제공한다.
여기서, GPS 데이터는 액세스 포인트(20)의 경도좌표, 위도좌표, 고도 및 속도 등을 포함할 수 있다.
제어부(22)는 위치 데이터를 포함하는 프레임(frame)을 생성하고, 상기 생성한 프레임을 통신부(23)를 통해 단말로 전송한다.
여기서, 제어부(22)는, 상기 수신된 위치 데이터를 사용자 정의(Vendor Specific)항에 추가하여 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 응답 프레임, 연결 응답 프레임 등을 생성할 수 있다.
통신부(23)는 단말과 통신을 수행하고, 제어부(22)의 제어에 기초하여 비컨 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 응답 프레임, 연결 응답 프레임 등을 단말로 전송할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(30)은 통신부(31) 및 제어부(32)를 포함할 수 있다.
통신부(31)는 주변의 단말, 액세스 포인트, LBS 서버와 통신을 수행하고, 제어부(32)의 제어에 기초하여 액세스 포인트로 프로브 요청 프레임, 인증 요청 프레임, 연결 요청 프레임을 전송할 수 있으며, LBS 서버로 위치 기반 서비스 요청 메시지를 전송할 수도 있다.
제어부(32)는 통신부(31)를 통해 수신된 프레임에 포함된 GPS 데이터를 저장하고, 상기 저장한 GPS 데이터를 이용하여 위치 기반 서비스(Location based service, LBS) 요청 메시지를 생성한다.
여기서, GPS 데이터는, 액세스 포인트의 경도좌표, 위도좌표, 고도, 속도 등을 포함할 수 있다.
또한, 제어부(320)는 생성한 위치 기반 서비스 요청 메시지를 통신부(31)를 통해 LBS 서버로 전송한 후, LBS 서버로부터 위치 기반 서비스 요청 메시지에 대응하는 위치 기반 서비스 응답 메시지를 수신하여, 높은 품질의 위치 기반 서비스를 이용할 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.
10: GPS 센서 20: 액세스 포인트
21, 506: GPS 데이터 수신부 22, 101: 제어부
32: 제어부 23, 31: 통신부
30: 단말 40: 단말 앱
50: LBS 서버

Claims (15)

  1. 액세스 포인트에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법에 있어서,
    위성 센서로부터 위치 데이터를 수신하는 단계;
    상기 수신된 위치 데이터를 포함하는 프레임(frame)을 생성하는 단계; 및
    상기 생성한 프레임을 단말로 전송하는 단계를 포함하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신된 위치 데이터를 포함하는 프레임을 생성하는 단계는,
    상기 수신된 위치 데이터를 사용자 정의(Vendor Specific)항에 추가하여 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 위성 센서로부터 위치 데이터를 수신하는 단계는,
    상기 위성 센서로부터 상기 액세스 포인트의 경도좌표, 위도좌표, 고도 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 위치 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 프레임은,
    비컨 프레임(beacon frame), 프로브 응답 프레임(probe response frame), 인증 응답 프레임(authentication response frame) 및 연결 응답 프레임(association response frame) 중 적어도 하나의 프레임인 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수신된 위치 데이터를 포함하는 프레임을 생성하는 단계 이전에,
    특정 단말로부터 프로브 요청 프레임(probe request frame), 인증 요청 프레임(authentication request frame) 및 연결 요청 프레임(association request frame) 중 적어도 하나의 프레임을 수신 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  6. 단말에서 수행하는 위치 기반 서비스 제공 방법에 있어서,
    액세스 포인트로부터 프레임(frame)을 수신하는 단계;
    상기 프레임에 위치 데이터가 포함된 경우, 포함된 위치 데이터를 저장하는 단계;
    상기 저장한 위치 데이터를 이용하여 위치 기반 서비스(Location based service, LBS) 요청 메시지를 LBS 서버로 전송하는 단계; 및
    상기 LBS 서버로부터 상기 위치 기반 서비스 요청 메시지에 대응하는 위치 기반 서비스 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 프레임은,
    비컨 프레임(beacon frame), 프로브 응답 프레임(probe response frame), 인증 응답 프레임(authentication response frame) 및 연결 응답 프레임(authentication response frame) 중 적어도 하나의 프레임인 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 위치 데이터는,
    상기 액세스 포인트의 경도좌표, 위도좌표, 고도 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 액세스 포인트로부터 프레임을 수신하는 단계 이전에,
    상기 액세스 포인트로 프로브 요청 프레임(probe request frame), 인증 요청 프레임(authentication request frame) 및 연결 요청 프레임(association request frame) 중 적어도 하나의 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 기반 서비스 제공 방법.
  10. 단말과 통신을 수행하는 통신부;
    위성으로부터 위치 데이터를 수신하고 상기 수신한 위치 데이터를 제공하는 위치 데이터 수신부; 및
    상기 위치 데이터를 포함하는 프레임(frame)을 생성하고, 상기 생성한 프레임을 상기 통신부를 통해 단말로 전송하는 제어부를 포함하는 액세스 포인트.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 수신된 위치 데이터를 사용자 정의(Vendor Specific)항에 추가하여 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 프레임은,
    비컨 프레임(beacon frame), 프로브 응답 프레임(probe response frame), 인증 응답 프레임(authentication response frame) 및 연결 응답 프레임(association response frame) 중 적어도 하나의 프레임인 것을 특징으로 하는 액세스 포인트.
  13. 액세스 포인트와 통신을 수행하는 통신부; 및
    상기 통신부를 통해 수신된 프레임에 포함된 위치 데이터를 저장하고, 상기 저장한 위치 데이터를 이용하여 위치 기반 서비스(Location based service, LBS) 요청 메시지를 상기 통신부를 통해 LBS 서버로 전송한 후, 상기 LBS 서버로부터 상기 위치 기반 서비스 요청 메시지에 대응하는 위치 기반 서비스 응답 메시지를 수신하는 제어부를 포함하는 단말.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 프레임은,
    비컨 프레임(beacon frame), 프로브 응답 프레임(probe response frame), 인증 응답 프레임(authentication response frame) 및 연결 응답 프레임(authentication response frame) 중 적어도 하나의 프레임인 것을 특징으로 하는 단말.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 위치 데이터는,
    상기 액세스 포인트의 경도좌표, 위도좌표, 고도 및 속도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말.
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