KR20180074363A - Method for wireless position estimation in multi-hop system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a wireless position estimation method in a multi-hop Ad-Hoc system in which an interference node is present. According to the present invention, a wireless position estimation method in a multi-hop system comprises the steps of: (a) receiving distance information and an angle of arrival in a multi-hop system in which an interference node is present; (b) measuring a time of arrival (TOA) and an angle of arrival (AOA) of the received signal to calculate distance information and an angle of arrival; and (c) specifying a position of the interference node and an angle of arrival generated from the interference node based on the received or calculated distance information and angle of arrival.

Description

멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법{METHOD FOR WIRELESS POSITION ESTIMATION IN MULTI-HOP SYSTEM}[0001] METHOD FOR WIRELESS POSITION ESTIMATION IN MULTI-HOP SYSTEM [0002]

본 발명은 간섭 노드가 존재하는 멀티홉 Ad-Hoc 시스템에서의 무선 위치 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless location estimation method in a multi-hop Ad-Hoc system in which an interference node exists.

멀티홉 Ad-Hoc 시스템은 이동 단말을 릴레이로 활용해 통신 시스템을 구축하기 때문에 센서 네트워크에 활용 가능성이 높으며, 최근 대두되는 무인 항공기(Unmanned Aerial Vehicle: UAV) 기반 통신 시스템에서 주목을 받고 있다. The multi-hop Ad-Hoc system is highly likely to be used in sensor networks because it builds communication systems by using mobile terminals as relays, and it is receiving attention in recent unmanned aerial vehicle (UAV) based communication system.

또한, 최근 이동 통신 시스템은 서비스 컨텐츠의 다양화 및 데이터 송수신 성능 향상에 대한 요구 등에 따라 이동 단말의 위치 추정 정보를 필요로 한다. 그러나, 재난 및 전시 상황 등 비상시, 또는 실내 환경에서는 GPS를 통한 위치 정보 획득이 어렵기 때문에, 이동 통신 시스템의 무선 전파를 활용해 단말의 위치를 추정하는 기술이 대안으로서 주목받아 왔다. In addition, recent mobile communication systems require location estimation information of a mobile terminal in accordance with demands for diversification of service contents and improvement of data transmission / reception performance. However, since it is difficult to acquire position information via GPS in an emergency or in an indoor environment such as a disaster and a display situation, a technique of estimating the position of the terminal using the radio wave of the mobile communication system has attracted attention as an alternative.

하지만, 무선 측위 기술 또한 기지국 전파의 수신 강도가 낮은 산간 지역 등에서는 활용성이 떨어지며, 특히 전시 상황의 경우 측위 성능을 보장하기 힘들다. 이에 따라, 멀티홉 Ad-Hoc 시스템의 구조를 활용하여 단말 간 상대적 위치 정보를 개별적으로 추정하고, 멀티홉으로 그 정보를 기지국에 전달하는 시스템에 대한 연구가 주목을 받고 있다. However, the wireless positioning technology is also less useful in mountainous areas where the reception strength of the base station radio waves is low, and in particular, it is difficult to guarantee the positioning performance in the case of an exhibition situation. Therefore, research on a system for estimating the relative position information between the terminals using the structure of the multi-hop Ad-Hoc system and delivering the information to the base station by multi-hop is attracting attention.

그러나, 측위 대상 외의 간섭 노드가 존재하여 간섭 신호를 방사하는 경우, 수신단에서는 복수의 전파를 수신하게 되며, 이를 이용해 구한 복수의 도래각 중 어느 정보가 측위 대상에 대응하는 정보인지를 판단하기 어렵다는 문제가 발생한다.However, in the case where an interference node other than the positioning target exists and radiates an interference signal, the receiving end receives a plurality of radio waves, and it is difficult to determine which of the plurality of arrival angles obtained using the received information corresponds to the positioning target Lt; / RTI >

이러한 문제를 해결하기 위해 간섭자의 신호에 대응하는 정보를 특정하여 제거하는 기술이 요구된다.In order to solve such a problem, a technique for specifying and removing information corresponding to a signal of an interferer is required.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은, 거리정보와 도래각 정보에 근거하여 간섭 노드의 위치를 특정할 수 있도록 하는 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is directed to solving the above-mentioned problems and other problems. It is another object of the present invention to provide a radio position estimation method in a multi-hop system that can specify the position of an interference node based on distance information and arrival angle information.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, (a) 간섭 노드가 존재하는 멀티홉 시스템에서, 거리정보와 도래각(angle of arrival)을 수신하는 단계; (b) 수신 신호의 신호 도착 시간(Time Of Arrival: TOA) 및 신호 도착 각도(Angle Of Arrival: AOA)를 측정하여, 거리정보와 도래각을 산출하는 단계; 및 (c) 상기 수신 또는 산출한 거리정보와 도래각에 근거하여, 상기 간섭 노드의 위치와 상기 간섭 노드로부터 발생한 도래각을 특정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a multi-hop system, comprising: (a) receiving distance information and an angle of arrival in a multi-hop system in which an interference node exists; (b) measuring a time-of-arrival (TOA) and a signal arrival angle (AOA) of a received signal to calculate distance information and an arrival angle; And (c) specifying a position of the interference node and an arrival angle generated from the interference node based on the received or calculated distance information and the arrival angle. The multi-hop wireless communication system according to claim 1, Estimation method is provided.

실시 예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 간섭 노드와 무선 측위 단말에 상기 수신한 도래각과 상기 산출한 도래각이 각각 대응되는 복수의 상황을 설정하고, 상기 상황 별로 산출되는 상기 간섭 노드의 추정 위치에 근거하여, 상기 간섭 노드의 위치와 상기 간섭 노드로부터 발생한 도래각을 특정하는 단계;를 포함할 수 있다. In the embodiment, it is preferable that the step (c) includes: setting a plurality of situations in which the received arrival angle and the calculated arrival angle correspond to the interference node and the radio positioning terminal, respectively, And determining a position of the interference node and an angle of incidence generated from the interference node based on the estimated position.

실시 예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 상황 별로, 기지국을 기준으로 산출되는 상기 간섭 노드의 추정 위치와 상기 무선 측위 단말을 기준으로 산출되는 상기 간섭 노드의 추정 위치 간의 오차를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다. The step (c) may include calculating an error between an estimated position of the interference node calculated based on the base station and an estimated position of the interference node calculated based on the RR for each of the situations ; ≪ / RTI >

실시 예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 오차가 최소화 되는 상황으로부터, 상기 간섭 노드의 위치와 상기 간섭 노드로부터 발생한 도래각을 특정하는 단계;를 포함할 수 있다. In an embodiment, the step (c) may include: determining a position of the interference node and an arrival angle generated from the interference node from a situation where the error is minimized.

실시 예에 있어서, 상기 (c) 단계는, 상기 간섭 노드에 의해 발생하는 신호 정보를 제거하고 상기 무선 측위 단말의 위치를 특정하는 단계;를 포함할 수 있다. The step (c) may include removing signal information generated by the interference node and specifying a position of the RRC entity.

본 발명에 따른 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the wireless position estimation method in the multi-hop system according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 간섭 신호 발생 노드가 존재하는 상황에서 멀티홉 측위 단말들이 획득한 TOA 및 AOA 측위 정보를 통해, 도래각을 특정할 수 있다는 장점이 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that the arrival angle can be specified through the TOA and the AOA positioning information acquired by the multi-hop positioning terminals in the presence of the interference signal generating node.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 도래각을 특정하여 간섭 노드의 위치와 이동 단말들의 위치를 추정할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage that the position of an interference node and the position of a mobile terminal can be estimated by specifying an arrival angle.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티홉 무선 측위 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 의한 간섭 노드 및 이동 단말 2의 추정 위치 오차를 도시한 그래프이다.1 is a configuration diagram of a multi-hop wireless positioning system according to an embodiment of the present invention.
2 is a graph showing an estimated position error of the interference node and the mobile terminal 2 according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or similar components are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. The suffix " module " and " part " for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

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.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 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.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

본 발명은 전자 장치에 의해 수행되는, 간섭 신호 발생 노드가 존재하는 상황에서 멀티홉 측위 단말들이 획득한 신호 도착 시간(Time Of Arrival: TOA) 및 신호 도착 각도(Angle Of Arrival: AOA) 방법 기반 측위 정보를 통해 간섭 노드의 위치를 특정하는 방법, 그리고 이를 바탕으로 이동 단말들의 위치를 계산하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for performing positioning based on a time of arrival (TOA) and a signal arrival angle (AOA) method acquired by multi-hop positioning terminals in the presence of an interference signal generating node, A method for determining the position of an interference node through information, and a method for calculating the position of mobile terminals based on the position of the interference node.

상기 TOA, AOA 측위 방법은 각 측위 단말들의 복수의 안테나를 통해 수행될 수 있다.The TOA and AOA positioning method may be performed through a plurality of antennas of each of the ATs.

상기 각 측위 단말에서 획득한 TOA, AOA 기반 측위 정보는 무선 신호를 이용한 단말 간 통신을 통해 멀티홉으로 기지국에 전달될 수 있다.The TOA and the AOA-based positioning information acquired by each of the ATs can be transmitted to the AT in multi-hop through inter-terminal communication using a wireless signal.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티홉 무선 측위 시스템의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a multi-hop wireless positioning system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 간섭 노드가 존재하는 상황에서, 멀티홉 방식으로 각 이동 단말의 상대적 위치 추정 정보를 종합하여, 기지국이 개별 이동 단말의 위치를 추정하는 시스템의 실시 예가 개시되어 있다. Referring to FIG. 1, an embodiment of a system in which a base station estimates the position of an individual mobile terminal by integrating relative position estimation information of each mobile terminal in a multi-hop manner in the presence of an interference node is disclosed.

구체적으로, 기지국 및 단말들은 정사각형의 셀 내에 임의로 분포할 수 있다. 기지국 및 각 단말은 복수의 안테나를 이용해 통신을 수행할 수 있고, 또한 TOA 및 AOA 측정을 수행할 수 있다. 기지국, 이동 단말, 그리고 간섭 노드는 주어진 영역 너비의 정사각형 셀 내에 uniform distribution을 따라 분포할 수 있다.Specifically, the base station and the terminals may be randomly distributed within a square cell. The base station and each terminal can perform communication using a plurality of antennas, and can also perform TOA and AOA measurements. A base station, a mobile terminal, and an interference node can be distributed along a uniform distribution within a square cell having a given area width.

본 발명에서는 측위를 수행하는 각 단말이 TOA 및 AOA를 통해 도래각(angle of arrival)과 거리 정보를 정확히 측정하나 AOA로 얻은 도래각 정보가 측위 대상 신호에 대응하는지, 간섭 노드 신호에 대응하는지를 알 수 없는 상황을 상정한다.In the present invention, each terminal that performs positioning accurately measures the angle of arrival and distance information through TOA and AOA, but determines whether the arrival angle information obtained by AOA corresponds to the positioning target signal or the interference node signal I can not imagine a situation.

구체적인 실시 예로서, 이동 단말 2는 간섭 노드가 지속적으로 방사하는 간섭 신호를 수신하여 AOA 측정으로 도래각

Figure pat00001
를 얻고, 이를 이동 단말 1에 전달한다. As a specific example, the mobile terminal 2 receives the interference signal continuously emitted by the interference node,
Figure pat00001
And transmits it to the mobile terminal 1.

이어서, 이동 단말 1은 이동 단말 2 및 간섭 노드로부터 송신된 전파 신호를 수신, TOA, AOA 측정을 수행하여 도래각

Figure pat00002
,
Figure pat00003
및 이동 단말 2로부터의 거리 정보
Figure pat00004
을 얻는다. Then, the mobile terminal 1 receives the radio wave signals transmitted from the mobile terminal 2 and the interference node, performs TOA and AOA measurements,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
And the distance information from the mobile terminal 2
Figure pat00004
.

이때, 이동 단말 1은

Figure pat00005
,
Figure pat00006
중 어느 도래각이 이동 단말 2로부터의 신호에 대응하는지에 대한 정보를 알지 못한다. 이동 단말 1은 계산한 위치 정보
Figure pat00007
,
Figure pat00008
, 그리고
Figure pat00009
을 기지국에 전달하며, 기지국은 이동 단말 1로부터 수신한 신호 및 간섭 노드의 신호를 수신하여 TOA 및 AOA 측정을 통해 도래각
Figure pat00010
,
Figure pat00011
, 그리고 이동 단말 1로부터의 거리 정보
Figure pat00012
을 얻는다. At this time, the mobile terminal 1
Figure pat00005
,
Figure pat00006
The angle of arrival of the mobile terminal 2 does not correspond to the signal from the mobile terminal 2. The mobile terminal 1 transmits the calculated position information
Figure pat00007
,
Figure pat00008
, And
Figure pat00009
And the base station receives the signal received from the mobile terminal 1 and the signal of the interference node, and measures the TOA and AOA,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
, And the distance information from the mobile terminal 1
Figure pat00012
.

이때, 기지국 또한

Figure pat00013
,
Figure pat00014
중 어느 도래각이 이동 단말 1로부터 송신된 신호에 대응하는지 구별하지 못한다. At this time,
Figure pat00013
,
Figure pat00014
It can not be discriminated whether or not the incoming angle corresponds to the signal transmitted from the mobile terminal 1.

본 발명은 이러한 도래각 정보의 불명확성을 해소하기 위한 기술로, 기지국이 측위 정보

Figure pat00015
,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
, 그리고
Figure pat00021
을 바탕으로 간섭 노드의 위치를 추정하여, 도래각 정보
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
중 간섭 노드 신호와 연관된 정보를 제거하고, 이를 통해 이동 단말 1, 2의 위치를 정확히 특정하기 위한 알고리즘을 포함한다.The present invention is a technology for solving the ambiguity of the arrival angle information,
Figure pat00015
,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
, And
Figure pat00021
The position of the interference node is estimated based on the arrival angle information,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
Includes an algorithm for precisely identifying the location of the mobile terminals 1, 2 by removing information associated with the interfering node signal.

본 발명은 이차원 위치 정보를 전제로 하며, 기지국, 이동 단말 1, 2, 그리고 간섭 노드의 위치 정보를 각각 다음의 수학식 1 내지 수학식 4에 의해 정의한다.The present invention is based on two-dimensional position information, and the position information of the base station, the mobile terminals 1 and 2, and the interference node are defined by the following Equations 1 to 4, respectively.

Figure pat00027
Figure pat00027

Figure pat00028
Figure pat00028

Figure pat00029
Figure pat00029

Figure pat00030
Figure pat00030

상기 수학식 1 내지 수학식 4에 근거하여, 기지국에 대한 이동 단말 1의 방위각

Figure pat00031
, 기지국에 대한 간섭 노드의 방위각
Figure pat00032
, 이동 단말 1에 대한 이동 단말 2의 방위각
Figure pat00033
, 이동 단말 1에 대한 간섭 노드의 방위각
Figure pat00034
, 그리고 이동 단말 2에 대한 간섭 노드의 방위각
Figure pat00035
가 다음의 수학식 5 내지 수학식 9로 정의될 수 있다. Based on Equations (1) to (4) above, the azimuth angle of the mobile terminal 1 to the base station
Figure pat00031
, The azimuth angle of the interference node to the base station
Figure pat00032
, The azimuth angle of the mobile terminal 2 with respect to the mobile terminal 1
Figure pat00033
, The azimuth angle of the interference node to the mobile terminal 1
Figure pat00034
, And the azimuth angle of the interference node to the mobile terminal 2
Figure pat00035
Can be defined by the following equations (5) to (9).

Figure pat00036
Figure pat00036

Figure pat00037
Figure pat00037

Figure pat00038
Figure pat00038

Figure pat00039
Figure pat00039

Figure pat00040
Figure pat00040

또한, 상기 수학식 1 내지 상기 수학식 3에 근거하여, 기지국과 이동 단말 1 간의 거리

Figure pat00041
, 그리고 이동 단말 1과 이동 단말 2 간의 거리
Figure pat00042
이 다음 수학식 10, 수학식 11로 정의된다.Further, on the basis of the above Equations (1) to (3), the distance between the base station and the mobile terminal 1
Figure pat00041
, And the distance between the mobile terminal 1 and the mobile terminal 2
Figure pat00042
Is defined by the following Equation (10) and Equation (11).

Figure pat00043
Figure pat00043

Figure pat00044
Figure pat00044

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 간섭 노드의 위치 특정 및 이동 단말의 위치 계산을 위한 방법을 도 1을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. Hereinafter, a method for determining an interference node position and a position of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

본 발명을 위해, 기지국이 이동 단말 1의 신호를 수신할 때 들어온 두 신호 전파의 도래각들 중 이동 단말 1로부터 온 신호에 대응하는 것으로 추정한 도래각을

Figure pat00045
, 간섭 노드로부터 방사된 신호에 대응하는 것으로 추정한 도래각을
Figure pat00046
으로 정의한다. For the present invention, the arrival angle estimated from the arrival angles of the two signal radio waves received when the base station receives the signal of the mobile terminal 1 corresponds to the signal from the mobile terminal 1
Figure pat00045
, An arrival angle estimated to correspond to a signal radiated from the interference node
Figure pat00046
.

같은 방법으로, 이동 단말 1이 이동 단말 2의 신호를 수신할 때 들어온 두 전파의 도래각들 중 이동 단말 2로부터 온 신호에 대응하는 것으로 추정한 도래각을

Figure pat00047
, 간섭 노드로부터 방사된 신호에 대응하는 것으로 추정한 도래각을
Figure pat00048
으로 정의한다. In the same way, among the arrival angles of the two radio waves which are received when the mobile terminal 1 receives the signals of the mobile terminal 2, the arrival angles estimated to correspond to the signals from the mobile terminal 2
Figure pat00047
, An arrival angle estimated to correspond to a signal radiated from the interference node
Figure pat00048
.

이때, 수신 도래각과 송신 단말의 대응 관계로 고려 가능한 네 가지 경우의 수가 발생한다. 발생 가능한 각각의 경우는 표 1에 정리되어 있다.At this time, the number of four cases that can be considered in the correspondence relationship between the reception arrival angle and the transmission terminal is generated. The possible cases are summarized in Table 1.

Figure pat00049
Figure pat00049

추정 도래각에 따라 계산되는 기지국으로부터의 간섭 노드의 추정 상대 위치

Figure pat00050
와 이동 단말 1로부터의 간섭 노드의 추정 상대 위치
Figure pat00051
는 각각 다음의 수학식 12와 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다. An estimated relative position of the interference node from the base station calculated according to the estimated arrival angle
Figure pat00050
And the estimated relative position of the interference node from the mobile terminal 1
Figure pat00051
Can be expressed by the following equations (12) and (13), respectively.

Figure pat00052
Figure pat00052

Figure pat00053
Figure pat00053

이때, 상기 수학식 12의 x좌표 성분

Figure pat00054
와 y좌표 성분
Figure pat00055
는 각각 다음의 수학식 14와 수학식 15와 같이 산출된다.At this time, the x-coordinate component
Figure pat00054
And the y coordinate component
Figure pat00055
Are calculated according to the following equations (14) and (15), respectively.

Figure pat00056
Figure pat00056

Figure pat00057
Figure pat00057

마찬가지로, 상기 수학식 13의 x좌표 성분

Figure pat00058
와 y좌표 성분
Figure pat00059
는 각각 다음의 수학식 16과 수학식 17과 같이 계산된다. Similarly, the x-coordinate component
Figure pat00058
And the y coordinate component
Figure pat00059
Are calculated by the following equations (16) and (17), respectively.

Figure pat00060
Figure pat00060

여기서, 기지국으로부터의 간섭 노드의 추정 상대 위치

Figure pat00062
는 추정 도래각
Figure pat00063
,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
에 의해 결정되는 함수이며, 이동 단말 1로부터의 간섭 노드의 추정 상대 위치
Figure pat00066
는 추정 도래각
Figure pat00067
,
Figure pat00068
및 이동 단말 2에서 수신한 간섭 신호의 도래각
Figure pat00069
에 의해 결정되는 함수이다.Here, the estimated relative position of the interference node from the base station
Figure pat00062
The estimated arrival angle
Figure pat00063
,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
And is an estimated relative position of the interference node from the mobile terminal 1
Figure pat00066
The estimated arrival angle
Figure pat00067
,
Figure pat00068
And the arrival angle of the interference signal received by the mobile terminal 2
Figure pat00069
. ≪ / RTI >

상기 과정에서 추정 도래각들에 대한 함수로 간섭 노드의 상대 위치를 나타낸 것과 같이, 이동 단말들의 상대 위치 또한 동일한 방법으로 계산될 수 있다. The relative positions of the mobile stations may also be calculated in the same manner as the relative positions of the interference nodes as a function of the estimated arrival angles in the above process.

기지국으로부터의 이동 단말 1의 추정 상대 위치

Figure pat00070
과 이동 단말 1로부터의 이동 단말 2의 추정 상대 위치
Figure pat00071
는 각각 다음의 수학식 18과 수학식 19에 의해 산출된다.The estimated relative position of the mobile terminal 1 from the base station
Figure pat00070
And the estimated relative position of the mobile terminal 2 from the mobile terminal 1
Figure pat00071
Are calculated by the following equations (18) and (19), respectively.

Figure pat00072
Figure pat00072

Figure pat00073
Figure pat00073

상기 수학식 12 내지 상기 수학식 17과 마찬가지로, 기지국으로부터의 이동 단말 1의 추정 상대 위치

Figure pat00074
은 추정 도래각
Figure pat00075
,
Figure pat00076
의 함수이며, 이동 단말 1로부터의 이동 단말 2의 추정 상대 위치
Figure pat00077
는 추정 도래각
Figure pat00078
,
Figure pat00079
에 의해 결정되는 함수이다.As in Equation (12) to Equation (17), the estimated relative position of the mobile terminal 1 from the base station
Figure pat00074
The estimated arrival angle
Figure pat00075
,
Figure pat00076
And is an estimated relative position of the mobile terminal 2 from the mobile terminal 1
Figure pat00077
The estimated arrival angle
Figure pat00078
,
Figure pat00079
. ≪ / RTI >

본 발명에서는, 상기 표 1에 나타난 경우들 중

Figure pat00080
,
Figure pat00081
의 정보로 계산한 간섭 노드 추정 위치와
Figure pat00082
,
Figure pat00083
의 정보를 바탕으로 계산한 간섭 노드 추정 위치 간의 mean square error(MSE)를 최소화하는 추정 도래각 순서쌍
Figure pat00084
을 찾아 간섭 노드의 위치를 계산하고, 이를 바탕으로 이동 단말 1, 이동 단말 2의 위치를 계산하는 방법을 제시한다. In the present invention, among the cases shown in Table 1
Figure pat00080
,
Figure pat00081
The estimated position of the interference node
Figure pat00082
,
Figure pat00083
(MSE) between interference node estimated positions calculated based on the information of
Figure pat00084
To calculate the position of the interfering node, and to calculate the position of the mobile terminal 1 and the mobile terminal 2 based on the position of the interference node.

상기 추정 도래각 순서쌍을 찾는 문제를 수식화 하면 다음과 같다.The problem of finding each estimated pair of ordered arrivals is expressed as follows.

Figure pat00085
Figure pat00085

상기 수학식 20의 문제의 해는 상기 표 1에 나타난 각각의 경우에 대해

Figure pat00086
를 계산하여 비교함으로써 구할 수 있다. 이를 바탕으로, 간섭 노드의 추정 위치는 최종적으로 다음의 수학식 21과 같이 구할 수 있다.The solution of the problem of Equation (20) is the same as that of Equation
Figure pat00086
And then comparing them. Based on this, the estimated position of the interference node can be finally obtained as shown in Equation (21).

Figure pat00087
Figure pat00087

또한, 이동 단말 1의 추정 위치는 다음의 수학식 22에 의해 산출될 수 있다. In addition, the estimated position of the mobile terminal 1 can be calculated by the following equation (22).

Figure pat00088
Figure pat00088

마찬가지로, 이동 단말 2의 추정 위치는 다음의 수학식 23에 의해 산출될 수 있다. Likewise, the estimated position of the mobile terminal 2 can be calculated by the following equation (23).

Figure pat00089
Figure pat00089

도 2는 본 발명에 의한 간섭 노드 및 이동 단말 2의 추정 위치 오차를 도시한 그래프이다.2 is a graph showing an estimated position error of the interference node and the mobile terminal 2 according to the present invention.

구체적으로, 도 2의 그래프는 셀 영역 너비에 따른, 기지국이 계산한 간섭 노드 및 이동 단말 2의 추정 위치의 root mean square error(RMSE) 성능에 대한 그래프이다. Specifically, the graph of FIG. 2 is a graph of root mean square error (RMSE) performance of the interference node and the estimated position of the mobile terminal 2 calculated by the base station according to the cell area width.

도 2를 참조하면, 제안된 방법을 따라 계산된 추정 위치가 매우 정확함을 알 수 있다. 간섭 노드의 경우 영역 너비가 커짐에 따라 측위 오차가 다소 늘어남을 알 수 있다. 이는 영역 너비가 커짐에 따라 추정 도래각 오판단의 영향이 커져 발생되는 것으로 설명된다. Referring to FIG. 2, it can be seen that the estimated position calculated according to the proposed method is very accurate. In the case of the interference node, it can be seen that the positioning error increases somewhat as the area width increases. It is explained that the larger the area width is, the larger the influence of the misjudgment angle estimation is.

본 발명에 따른 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effect of the wireless position estimation method in the multi-hop system according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 간섭 신호 발생 노드가 존재하는 상황에서 멀티홉 측위 단말들이 획득한 TOA 및 AOA 측위 정보를 통해, 도래각을 특정할 수 있다는 장점이 있다. According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage that the arrival angle can be specified through the TOA and the AOA positioning information acquired by the multi-hop positioning terminals in the presence of the interference signal generating node.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 도래각을 특정하여 간섭 노드의 위치와 이동 단말들의 위치를 추정할 수 있다는 장점이 있다.In addition, according to at least one embodiment of the present invention, there is an advantage that the position of an interference node and the position of a mobile terminal can be estimated by specifying an arrival angle.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet). Also, the computer may include a control unit 180 of the terminal. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (5)

(a) 간섭 노드가 존재하는 멀티홉 시스템에서, 거리정보와 도래각(angle of arrival)을 수신하는 단계;
(b) 수신 신호의 신호 도착 시간(Time Of Arrival: TOA) 및 신호 도착 각도(Angle Of Arrival: AOA)를 측정하여, 거리정보와 도래각을 산출하는 단계; 및
(c) 상기 수신 또는 산출한 거리정보와 도래각에 근거하여, 상기 간섭 노드의 위치와 상기 간섭 노드로부터 발생한 도래각을 특정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법.(a) receiving, in a multi-hop system in which an interference node exists, distance information and an angle of arrival;
(b) measuring a time-of-arrival (TOA) and a signal arrival angle (AOA) of a received signal to calculate distance information and an arrival angle; And
and (c) specifying a position of the interference node and an arrival angle generated from the interference node based on the received or calculated distance information and the arrival angle. Way. 제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 간섭 노드와 무선 측위 단말에 상기 수신한 도래각과 상기 산출한 도래각이 각각 대응되는 복수의 상황을 설정하고, 상기 상황 별로 산출되는 상기 간섭 노드의 추정 위치에 근거하여, 상기 간섭 노드의 위치와 상기 간섭 노드로부터 발생한 도래각을 특정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법.The method according to claim 1,
The step (c)
And setting a plurality of situations in which the received arrival angle and the calculated arrival angle correspond to the interference node and the radio positioning terminal, respectively, and based on the estimated position of the interference node calculated for each situation, And determining an arrival angle generated from the interference node. 제2항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 상황 별로, 기지국을 기준으로 산출되는 상기 간섭 노드의 추정 위치와 상기 무선 측위 단말을 기준으로 산출되는 상기 간섭 노드의 추정 위치 간의 오차를 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법. 3. The method of claim 2,
The step (c)
And calculating an error between an estimated position of the interference node calculated based on the base station and an estimated position of the interference node calculated on the basis of the RAS based on the situation, / RTI > 제3항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 오차가 최소화 되는 상황으로부터, 상기 간섭 노드의 위치와 상기 간섭 노드로부터 발생한 도래각을 특정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법.The method of claim 3,
The step (c)
And determining a position of the interference node and an arrival angle generated from the interference node from a situation where the error is minimized. 제1항에 있어서,
상기 (c) 단계는,
상기 간섭 노드에 의해 발생하는 신호 정보를 제거하고 상기 무선 측위 단말의 위치를 특정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티홉 시스템에서의 무선 위치 추정 방법.The method according to claim 1,
The step (c)
And removing the signal information generated by the interference node and specifying a position of the RRC location terminal in the multi-hop system.
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