KR20190111587A - Apparatus and method for estimating location of user terminal based on deep learning - Google Patents

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Abstract

The present invention proposes a deep-learning-based user terminal location estimation apparatus and method for estimating a location of a user terminal having no GPS function or a GPS function not normally operating based on training information learned using deep learning. According to the present invention, the apparatus comprises: a first information generation unit for generating location information and first reference signal reception power of at least one first base station located in an operation area based on information on a radio signal in the operation area; a parameter acquisition unit for obtaining a parameter including a weight and bias obtained through machine learning based on the location information of a first user terminal; and a terminal location estimation unit for estimating a location of a second user terminal located in the operation area based on the location information of the first base station, the first reference signal reception power, and the parameter.

Description

딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치 및 방법 {Apparatus and method for estimating location of user terminal based on deep learning}Apparatus and method for estimating location of user terminal based on deep learning}

본 발명은 사용자 단말의 위치를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 기계 학습을 이용하여 훈련된 정보를 기초로 사용자 단말의 위치를 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating the position of a user terminal. More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for estimating the position of a user terminal based on trained information using machine learning.

사용자 장비 위치 추정 시스템은 무선 통신 상황에서 사용자 장비가 연결된 기지국들로 전송하는 여러 무선 신호들과 주변 환경 요소들을 이용하여 사용자 장비의 위치를 추정한다.The user equipment position estimation system estimates the position of the user equipment by using various radio signals and surrounding environment elements transmitted to the base stations to which the user equipment is connected in a wireless communication situation.

종래의 무선 통신 상황에서의 사용자 장비 위치 추정 기술로는 ECID(Enhanced Cell ID), A-GNSS(Assisted Global Navigation Satellite Systems), OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) 등이 있다.Conventional techniques for estimating user equipment location in wireless communication situations include Enhanced Cell ID (ECID), Assisted Global Navigation Satellite Systems (A-GNSS), Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA), and the like.

그런데 ECID 기술은 수신 시간의 불확실성으로 인해 왕복 시간 계산에 영향을 주고, 다중 반사로 인해 오류가 발생할 가능성이 있다.However, ECID technology affects the round trip time calculation due to the uncertainty of the reception time, and there is a possibility of error due to multiple reflections.

또한 A-GNSS는 실외 환경에서 매우 잘 작동하지만 실내 환경이나 매우 밀집된 도시에서는 성능이 좋지 못할 뿐만 아니라 사용자가 단말의 GNSS 기능을 끄게 되면 사용할 수 없는 문제점이 있다.In addition, A-GNSS works very well in outdoor environments, but the performance is not good in indoor environments or very dense cities, and there is a problem in that the user cannot turn off the GNSS function of the terminal.

또한 OTDOA 기술의 경우, 사용자 장비의 위치를 계산하기 위해서 네트워크가 기지국 송신 안테나의 위치와 각 셀(cell)의 송신 시간을 가지고 있어야 하며, 네이버링 셀(neighboring cell)의 기준 신호를 매우 정확하게 측정할 수 있어야 한다는 점이다.In addition, in the case of OTDOA technology, in order to calculate the location of user equipment, the network must have the location of the base station transmit antenna and the transmission time of each cell, and it is very accurate to measure the reference signal of the neighboring cell. It should be possible.

한국공개특허 제2014-0076945호 (공개일 : 2014.06.23.)Korean Patent Publication No. 2014-0076945 (Publication date: June 23, 2014)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 딥 러닝(deep learning)을 이용하여 학습된 훈련 정보를 기초로 GPS 기능이 없거나 GPS 기능이 정상적으로 작동하지 않는 사용자 단말의 위치를 추정하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치 및 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above-described problems, deep learning based on the training information learned using deep learning deep learning to estimate the location of the user terminal without the GPS function or the GPS function does not operate normally An object of the present invention is to propose an apparatus and method for estimating a location of a user terminal.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the object of the present invention is not limited to the above-mentioned matters, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 적어도 하나의 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power)을 생성하는 제1 정보 생성부; 제1 사용자 단말의 위치 정보를 기초로 기계 학습을 통해 얻은 가중치(weight) 및 바이어스(bias)를 포함하는 파라미터를 획득하는 파라미터 획득부; 및 상기 제1 기지국의 위치 정보, 상기 제1 기준 신호 수신 전력 및 상기 파라미터를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 단말 위치 추정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치를 제안한다.The present invention has been made to achieve the above object, the location information and the first reference signal reception power of at least one first base station located in the operating area based on the information on the radio signal in the operating area (Reference A first information generator for generating a signal received power; A parameter obtaining unit obtaining a parameter including a weight and a bias obtained through machine learning based on the location information of the first user terminal; And a terminal location estimator configured to estimate a location of a second user terminal located in the operating area based on the location information of the first base station, the first reference signal reception power, and the parameter. We propose a user terminal location estimation device.

또한 본 발명은 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 적어도 하나의 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power)을 생성하는 제1 정보 생성 단계; 제1 사용자 단말의 위치 정보를 기초로 기계 학습을 통해 얻은 가중치(weight) 및 바이어스(bias)를 포함하는 파라미터를 획득하는 파라미터 획득 단계; 및 상기 제1 기지국의 위치 정보, 상기 제1 기준 신호 수신 전력 및 상기 파라미터를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 단말 위치 추정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 방법을 제안한다.In addition, the present invention is based on the information on the radio signal in the operating area location information of the at least one first base station located in the operating area and the first information for generating a first reference signal received power (Reference Signal Received Power) Generation step; A parameter obtaining step of obtaining a parameter including a weight and a bias obtained through machine learning based on the location information of the first user terminal; And a terminal location estimating step of estimating a location of a second user terminal located in the operating area based on the location information of the first base station, the first reference signal reception power, and the parameter. We propose a method for estimating a location based on a user terminal.

본 발명은 상기한 목적 달성을 위한 구성들을 통하여 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.The present invention can achieve the following effects through the configuration for achieving the above object.

첫째, 딥 러닝 기반의 알고리즘으로 입출력 파라미터 간의 관계를 더욱 정확하게 모델링할 수 있다.First, deep learning-based algorithms can more accurately model the relationship between input and output parameters.

둘째, 과거 시간과 미래 시간의 정보를 추가로 사용함으로써 위치 추정 정확도를 향상시킬 수 있으며, 훈련 데이터가 쌓이면 쌓일수록 위치 추정 정확도를 더욱 향상시킬 수 있다.Second, the position estimation accuracy can be improved by additionally using the information of the past time and the future time, and as the training data accumulates, the position estimation accuracy can be further improved.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 딥 러닝 기반의 사용자 장비 위치 추정을 위한 전체 시스템의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전체 시스템에 구비되는 훈련 파라미터 생성부의 상세 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전체 시스템에 구비되는 심층 신경망 훈련부에서 사용하는 네트워크의 전체 개요도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전체 시스템에 구비되는 시험 파라미터 생성부의 상세 구성도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 6은 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치에 구비되는 제1 정보 생성부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 7은 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치에 구비되는 제2 정보 생성부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.
1 is a conceptual diagram of an entire system for deep learning based user equipment location estimation according to an embodiment of the present invention.
2 is a detailed configuration diagram of the training parameter generator provided in the entire system according to an embodiment of the present invention.
3 is an overall schematic diagram of a network used in a deep neural network training unit provided in the entire system according to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed configuration diagram of a test parameter generation unit provided in the entire system according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a deep learning based user terminal position estimation apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a first information generator included in a deep learning based user terminal position estimation apparatus. Referring to FIG.
FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a second information generator included in a deep learning based user terminal position estimation apparatus. Referring to FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 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, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the following will describe a preferred embodiment of the present invention, but the technical idea of the present invention is not limited thereto and may be variously modified and modified by those skilled in the art.

무선 통신 상황에서의 사용자 장비 위치 추정 기술로는 ECID(Enhanced Cell ID), A-GNSS(Assisted Global Navigation Satellite Systems), OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) 등이 있다.Techniques for estimating user equipment location in a wireless communication situation include enhanced cell ID (ECID), assisted global navigation satellite systems (A-GNSS), and Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA).

ECID 기술은 단순히 연결된 기지국의 위치가 사용자 장비의 위치라고 추정하는, 간단하지만 정확도가 매우 낮은 CID(Cell ID) 기술로부터 확장되어, 기지국과 사용자 장비 사이의 왕복 시간(RTT; Round Trip Time)을 사용자 장비까지의 거리를 추정하는 데에 사용하고, 사용자 장비로부터의 도래각(AOA; Angle of Arrival)을 방향 정보로 사용한다.ECID technology extends from simple but very inaccurate Cell ID (CID) technology, which simply assumes that the location of the connected base station is the location of the user equipment, thereby providing a user with a round trip time (RTT) between the base station and the user equipment. It is used to estimate the distance to the equipment, and the angle of Arrival (AOA) from the user equipment is used as the direction information.

왕복 시간은 무선 신호 중 TA(Timing Advance) 측정을 분석하여 결정하고, 도래각은 기지국 안테나 배열의 알려진 구성과 사용자 장비로부터 결정된다. ECID 기술은 종래의 CID 기술보다는 나은 성능을 보이지만, 수신 시간의 불확실성으로 인해 왕복 시간 계산에 영향을 주고, 다중 반사로 인해 오류가 발생할 가능성이 있다.The round trip time is determined by analyzing the timing advance (TA) measurement of the radio signal, and the angle of arrival is determined from the known configuration of the base station antenna arrangement and the user equipment. The ECID technique performs better than the conventional CID technique, but the uncertainty of the reception time affects the round trip time calculation, and there is a possibility of error due to multiple reflections.

GNSS란 GPS 혹은 GLONASS와 같은 다중 위성 시스템을 칭하는 말이다. A-GNSS 기술은 GNSS 기능에서 네트워크로부터 제공받는 어스시턴스 데이터(assistance data)라는 데이터를 이용하여 보강된다. 어스시턴스 데이터는 모바일 GNSS 수신기가 위성 신호 획득 프로세스를 가속화하기 위해 사용할 수 있는 정보를 포함한다.GNSS refers to multiple satellite systems, such as GPS or GLONASS. A-GNSS technology is augmented with data called asstance data provided from the network in the GNSS function. Earth data includes information that a mobile GNSS receiver can use to speed up the satellite signal acquisition process.

A-GNSS는 실외 환경에서 매우 잘 작동하지만 실내 환경이나 매우 밀집된 도시에서는 성능이 좋지 못할 뿐만 아니라 사용자가 단말의 GNSS 기능을 끄게 되면 사용할 수 없는 기술이다.A-GNSS works very well in outdoor environments, but it does not perform well in indoor environments or very dense cities, and is not available when the user turns off the GNSS feature of the device.

OTDOA 기술은 사용자 장비가 2개 혹은 그 이상의 기지국으로부터의 신호들의 시간차를 측정하여 이용한다. OTDOA에 사용되는 신호들은 일반적으로 기준 신호(RS; Reference Signal)를 이용하고, 서빙 셀(serving cell)로부터의 기준 신호와 네이버링 셀(neighboring cell)로부터의 기준 신호 사이의 측정된 시간차를 기준 신호 시간차(RSTD; Reference Signal Time Difference)라고 칭한다.OTDOA technology uses user equipment to measure the time difference between signals from two or more base stations. The signals used in the OTDOA generally use a reference signal (RS) and reference the measured time difference between a reference signal from a serving cell and a reference signal from a neighboring cell. This is called a reference signal time difference (RSTD).

그런데 사용자 장비의 위치를 계산하기 위해서 네트워크는 기지국 송신 안테나의 위치와 각 셀(cell)의 송신 시간을 가지고 있어야 한다. OTDOA 기술의 가장 큰 문제는 네이버링 셀(neighboring cell)의 기준 신호를 매우 정확하게 측정할 수 있어야 한다는 점이다.However, in order to calculate the location of the user equipment, the network must have the location of the base station transmit antenna and the transmission time of each cell. The biggest problem with OTDOA technology is that it must be able to measure the reference signal of a neighboring cell very accurately.

종래의 사용자 장비 위치 추정 기술은 각각의 기술에 대해 설명하였듯이 어려운 점들이 있고, 무선 신호들은 주변 환경에 따라 크게 변화하기 때문에 종래의 통계 기반의 기술로는 무선 신호와 사용자 장비의 위치 간의 복잡한 비선형적 관계를 모델링하기 쉽지 않다.Conventional user equipment position estimation techniques have difficulties as described for each technique, and since the wireless signals vary greatly depending on the surrounding environment, conventional statistical based techniques allow complex nonlinearity between the radio signal and the position of the user equipment. Modeling relationships is not easy

본 발명은 LTE 무선 통신 환경에서 사용자 장비의 위치를 딥 러닝(deep learning) 기반의 알고리즘을 이용하여 추정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, GPS 기능을 켜놓지 않아 정확한 위치를 알 수 없는 사용자 장비가 있을 때, 사용자 장비에 연결된 기지국들로 사용자 장비가 전송한 무선 측정치들과 그 기지국들의 위도 및 경도를 딥 러닝 입력 파라미터로 사용하고 사용자 장비의 위도 및 경도를 딥 러닝 출력 파라미터로 사용하여 입출력 사이의 복잡하고 비선형적인 관계를 딥 러닝 기반의 알고리즘으로 모델링할 뿐만 아니라 현재 시간의 입력 파라미터와 함께 과거 시간과 미래 시간의 입력 파라미터도 묶어서 사용하는 컨텍스트 윈도우(context window)를 적용하여 추정 성능을 향상시켜 주는 딥 러닝 기반의 사용자 장비 위치 추정 기술에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating a location of user equipment using a deep learning based algorithm in an LTE wireless communication environment. More specifically, when there is a user equipment that does not have the GPS function turned on and the exact location is not known, the deep learning input parameters of the wireless measurements transmitted by the user equipment to the base stations connected to the user equipment and the latitude and longitude of the base stations are determined. And the latitude and longitude of the user equipment as deep learning output parameters to model complex and nonlinear relationships between inputs and outputs as deep learning based algorithms, as well as input past and future time together with current time input parameters. The present invention relates to a deep learning-based user equipment location technique that improves estimation performance by applying a context window that also bundles parameters.

이하 도면들을 참조하여 본 발명, 즉 사용자 장비(UE)와 연결된 기지국의 위치 정보와 기준 신호 수신 전력(RSRP; Reference Signal Received Power)를 이용한 딥 러닝 기반의 사용자 장비 위치 추정 기술에 대하여 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, a deep learning based user equipment position estimation technique using location information and a reference signal received power (RSRP) of a base station connected to a user equipment (UE) will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 딥 러닝 기반의 사용자 장비 위치 추정을 위한 전체 시스템의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an entire system for deep learning based user equipment location estimation according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 제안하는 시스템(100)은 기존의 통계적 방식이 아닌 딥 러닝 기반의 사용자 장비 위치 추정 알고리즘을 사용함으로써 기준 신호 수신 전력, 기지국의 위도, 경도와 사용자 장비의 위도, 경도 간의 복잡하고 비선형적인 관계를 효과적으로 모델링한다.The system 100 proposed by the present invention uses a deep learning-based user equipment location estimation algorithm rather than the conventional statistical method, and thus the complex and nonlinear relationship between the reference signal reception power, the latitude of the base station, the longitude and the latitude of the user equipment, and the longitude Model relationships effectively.

또한 본 발명에서 제안하는 시스템(100)은 딥 러닝 기반의 사용자 장비 위치 추정 알고리즘을 통해 훈련 데이터가 쌓이면 쌓일수록 더욱 일반화된 모델을 만들어 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, the system 100 proposed in the present invention can improve the estimation accuracy by making a more generalized model as training data is accumulated through deep learning based user equipment position estimation algorithm.

또한 본 발명에서 제안하는 시스템(100)은 현재 시간의 입력 파라미터 뿐만 아니라 현재 시간의 출력 파라미터와 밀접한 관계가 있는 과거 시간과 미래 시간의 입력 파라미터도 묶어서 사용하는 컨텍스트 윈도우(context window)를 적용하여 사용자 장비의 위치를 추정하는 데에 좀더 많은 정보를 이용함으로써 추정 정확도를 향상시킬 수 있다.In addition, the system 100 proposed by the present invention applies a context window that uses not only an input parameter of a current time but also an input parameter of a past time and a future time closely related to an output parameter of a current time. By using more information to estimate the position of the equipment, the estimation accuracy can be improved.

도 1을 참조하면, 본 발명에서 제안하는 딥 러닝 기반의 사용자 장비 위치 추정 기술은 위치 추정을 위한 심층 신경망 모델을 훈련하는 모델 훈련 단계(S10), 및 위치를 추정하고자 하는 사용자 장비의 데이터베이스를 이용하여 훈련된 심층 신경망 모델을 통해 사용자 장비의 위치를 추정하는 위치 추정 단계(S20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the deep learning based user equipment position estimation technique proposed by the present invention uses a model training step (S10) of training a deep neural network model for position estimation, and a database of user equipment to estimate a position. And estimating the position of the user equipment through the trained deep neural network model.

모델 훈련 단계(S10)는 심층 신경망 모델이 사용자 장비의 위치를 잘 추정해낼 수 있도록 데이터베이스로부터 심층 신경망 모델을 훈련하는 데에 사용할 훈련 파라미터를 생성하고, 그 훈련 파라미터를 이용하여 심층 신경망 모델을 훈련하는 단계이다.The model training step (S10) generates a training parameter for training the deep neural network model from the database so that the deep neural network model can estimate the position of the user equipment, and trains the deep neural network model using the training parameter. Step.

심층 신경망 모델이 사용자 장비의 위치를 잘 추정하도록 훈련하기 위해서는 수많은 데이터들이 혼재되어 있는 데이터베이스에서 사용자 장비의 위치와 상관 관계가 높은 파라미터들을 선별하여 추출하는 것이 중요하다. 이 과정은 훈련 파라미터 생성부(110)에서 진행한다.In order to train the deep neural network model to better estimate the location of the user equipment, it is important to select and extract parameters that are highly correlated with the location of the user equipment from a database containing a large amount of data. This process is performed in the training parameter generator 110.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전체 시스템에 구비되는 훈련 파라미터 생성부의 상세 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of the training parameter generator provided in the entire system according to an embodiment of the present invention.

훈련 파라미터 생성부(110)는 심층 신경망을 훈련시키는 훈련 파라미터를 생성하는 것이다. 자세하게는, 훈련 파라미터 생성부(110)는 훈련 지역 무선 신호 데이터베이스(120)에서 심층 신경망을 훈련시키기 위해 필요한 심층 신경망의 입력층에 들어갈 입력 파라미터와 출력층에서 출력될 출력 파라미터를 생성하는 블록이다. 본 발명에서는 이 입력 파라미터와 출력 파라미터를 포함하여 훈련 파라미터로 정의한다.The training parameter generator 110 generates training parameters for training the deep neural network. In detail, the training parameter generator 110 is a block for generating an input parameter to be input to the input layer of the deep neural network required for training the deep neural network in the training area wireless signal database 120 and an output parameter to be output from the output layer. In the present invention, the input parameter and the output parameter are defined as training parameters.

무선 신호는 주변 환경에 따라서 연결되는 기지국의 개수가 달라진다. 하지만 심층 신경망을 훈련하기 위해서는 입력 파라미터의 개수가 균일해야 하기 때문에 기지국이 N개 연결된 경우의 데이터만을 추출하는 제1 데이터 추출부(210)가 필요하다. 예를 들어, 기지국이 3개 연결된 경우의 데이터만을 추출하는 경우, 기지국이 1개만 연결된 경우의 데이터와 기지국이 2개만 연결된 경우의 데이터는 추출되지 않는다.The number of base stations connected to a wireless signal varies according to the surrounding environment. However, in order to train the deep neural network, since the number of input parameters must be uniform, a first data extracting unit 210 which extracts only data when N base stations are connected is required. For example, in case of extracting only data when three base stations are connected, data when only one base station is connected and data when only two base stations are connected are not extracted.

훈련 파라미터 추출부(220)에서는 추출된 데이터 중 기준 신호 수신 전력과 기지국의 위도 및 경도를 알기 위해 사용되는 PCI(Physical Cell Id), 그리고 사용자 장비의 위도 및 경도를 추출한다. 기준 신호 수신 전력은 제1 입력 파라미터 생성부(230)로 입력되고, PCI는 제1 기지국 위치 정보 추출부(240)로 입력되며, 사용자 장비의 위도 및 경도는 바로 제1 데이터 정규화부(250)로 입력된다.The training parameter extracting unit 220 extracts a PCI (Physical Cell Id) used to know the reference signal reception power and the latitude and longitude of the base station among the extracted data, and the latitude and longitude of the user equipment. The reference signal reception power is input to the first input parameter generator 230, the PCI is input to the first base station location information extractor 240, and the latitude and longitude of the user equipment are directly the first data normalizer 250. Is entered.

제1 기지국 위치 정보 추출부(240)는 입력받은 PCI와 기지국 데이터베이스(130)를 이용하여 기지국의 위도 및 경도를 추출하는 블록이다. 기지국 데이터베이스(130) 안에는 기지국의 PCI, 위도, 경도 등의 데이터가 들어 있다. 제1 기지국 위치 정보 추출부(240)는 입력받은 기지국의 PCI를 기지국 데이터베이스(130)와 대조하여 맵핑되는 기지국의 위도 및 경도를 추출한다. 기지국의 위도 및 경도는 제1 입력 파라미터 생성부(230)로 입력된다.The first base station location information extraction unit 240 is a block for extracting the latitude and longitude of the base station using the received PCI and the base station database 130. The base station database 130 contains data such as PCI, latitude and longitude of the base station. The first base station location information extracting unit 240 extracts the latitude and longitude of the base station mapped by comparing the received base station PCI with the base station database 130. Latitude and longitude of the base station is input to the first input parameter generator 230.

제1 입력 파라미터 생성부(230)는 심층 신경망을 훈련하기 위해 사용되는 입력 파라미터를 생성하는 블록이다. 제1 입력 파라미터 생성부(230)는 훈련 파라미터 추출부(220)에서 기준 신호 수신 전력을 입력받고, 제1 기지국 위치 정보 추출부(240)에서 기지국의 위도 및 경도를 입력받는다.The first input parameter generator 230 is a block for generating an input parameter used to train the deep neural network. The first input parameter generator 230 receives the reference signal reception power from the training parameter extractor 220, and receives the latitude and longitude of the base station from the first base station location information extractor 240.

제1 입력 파라미터 생성부(230)는 이 입력받은 현재 시간의 입력 파라미터들을 컨텍스트 윈도우(context window)를 이용하여 과거 시간 및 미래 시간의 입력 파라미터들과 하나의 벡터로 묶어서 최종적으로 심층 신경망의 입력층에 입력될 입력 파라미터를 생성한다.The first input parameter generator 230 combines the received input parameters of the current time into a vector with the input parameters of the past time and the future time by using a context window, and finally input layer of the deep neural network. Create an input parameter to be input to.

제1 데이터 정규화부(250)는 제1 입력 파라미터 생성부(230)로부터 입력 파라미터를 입력받고, 훈련 파라미터 추출부(220)로부터 사용자 장비의 위도 및 경도를 입력받는다.The first data normalizer 250 receives input parameters from the first input parameter generator 230 and receives latitude and longitude of the user equipment from the training parameter extractor 220.

각각의 파라미터들은 서로 값의 크기나 값이 퍼져 있는 정도가 매우 다르다. 심층 신경망이 잘 훈련되기 위해서는 각각의 파라미터들이 평균은 0에 가까우면서 서로 비슷한 분포를 가져야 한다. 이렇게 파라미터의 분포를 바꾸어주는 작업을 데이터 정규화라고 한다.Each parameter is very different from each other in the magnitude or spread of the values. In order for a deep neural network to be trained well, each parameter should have a similar distribution with each other near zero. This change in parameter distribution is called data normalization.

제1 데이터 정규화부(250)는 본 발명에서 하나의 파라미터가 있으면 그 파라미터의 평균값으로 빼고 파라미터의 표준 편차값으로 나누어, 정규화된 파라미터가 0의 평균값과 1의 표준편차값을 가지도록 정규화해 주는 작업을 각각의 파라미터에서 진행한다.In the present invention, the first data normalization unit 250 subtracts one parameter into the average value of the parameter and divides it by the standard deviation value of the parameter to normalize the normalized parameter to have a mean value of 0 and a standard deviation value of 1. Work on each parameter.

최종적으로 훈련 파라미터 생성부(110)에서는 정규화된 과거, 현재, 미래 시간의 기준 신호 수신 전력, 기지국의 위도, 경도가 입력 파라미터로 출력되고 정규화된 사용자 장비의 위도, 경도가 출력 파라미터로 출력된다.Finally, the training parameter generator 110 outputs the reference signal reception power of the normalized past, present, and future time, the latitude and longitude of the base station as input parameters, and the latitude and longitude of the normalized user equipment as output parameters.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전체 시스템에 구비되는 심층 신경망 훈련부에서 사용하는 네트워크의 전체 개요도이다.3 is an overall schematic diagram of a network used in a deep neural network training unit provided in the entire system according to an embodiment of the present invention.

심층 신경망 훈련부(140)는 훈련 파라미터 생성부(110)에 의해 생성된 훈련 파라미터를 이용하여 심층 신경망을 훈련시킨다. 이를 위해 심층 신경망 훈련부(140)는 훈련 파라미터 생성부(110)로부터 입력 파라미터와 출력 파라미터를 입력받는다. 입력 파라미터는 심층 신경망의 입력층(310)에서 사용하고, 출력 파라미터는 심층 신경망의 출력층(320)에서 사용한다.The deep neural network training unit 140 trains the deep neural network using the training parameters generated by the training parameter generator 110. To this end, the deep neural network training unit 140 receives an input parameter and an output parameter from the training parameter generator 110. The input parameters are used in the input layer 310 of the deep neural network, and the output parameters are used in the output layer 320 of the deep neural network.

심층 신경망 훈련부(140)는 입력 파라미터와 출력 파라미터가 입력되면 순전파(feedforward) 과정과 역전파(backpropagation) 과정을 통하여 은닉층(330)에서 심층 신경망을 훈련시킨다. 이러한 과정을 통하여 훈련된 심층 신경망 모델(150)은 위치를 알지 못하는 사용자 장비의 무선 신호 데이터베이스를 이용하여 사용자 장비의 위치를 추정해내는 것이 가능하다.The deep neural network training unit 140 trains the deep neural network in the hidden layer 330 through a feedforward process and a backpropagation process when an input parameter and an output parameter are input. The deep neural network model 150 trained through this process can estimate the location of the user equipment using a wireless signal database of the user equipment whose location is not known.

아래에 설명할 위치 추정 단계(S20)가 위와 같은 상황에서 사용자 장비의 위치를 추정해 내는 과정에 대한 내용이다. 다음은 위치 추정 단계(S20)에 대한 설명이다.Position estimation step (S20) to be described below is a process for estimating the position of the user equipment in the above situation. The following is a description of the position estimation step (S20).

위치 추정 단계(S20)에서는 사용자가 장비의 GPS 기능을 사용하지 않아서 사용자 장비의 위치 정보를 가지고 있지 않는 시험 지역 무선 신호 데이터베이스(160)를 사용하여 사용자 장비의 위치를 추정한다. 데이터베이스(160)로부터 심층 신경망 모델(150)의 입력으로 사용되는 입력 파라미터를 생성하고, 모델 훈련 단계(S10)에서 훈련된 심층 신경망 모델(150)에 입력으로 넣으면 심층 신경망 모델(150)은 훈련된 대로 사용자 장비의 위도 및 경도를 추정하여 출력한다.In the location estimation step S20, the location of the user equipment is estimated using the test area wireless signal database 160 that does not have the location information of the user equipment because the user does not use the GPS function of the equipment. Generate the input parameters used as the input of the deep neural network model 150 from the database 160, and put the input into the deep neural network model 150 trained in the model training step (S10), the deep neural network model 150 is trained As shown, the latitude and longitude of the user equipment are estimated and output.

심층 신경망 모델(150)에서 출력된 출력 파라미터는 정규화된 값이기 때문에, 이를 정확한 값으로 되돌리기 위하여 데이터 역정규화부(170)에서 출력 파라미터를 역정규화하여 최종적으로 사용자 장비의 위도 및 경도를 추정한다.Since the output parameter output from the deep neural network model 150 is a normalized value, the data denormalization unit 170 denormalizes the output parameter in order to return it to an accurate value and finally estimates latitude and longitude of the user equipment.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전체 시스템에 구비되는 시험 파라미터 생성부의 상세 구성도이다.4 is a detailed configuration diagram of a test parameter generation unit provided in the entire system according to an embodiment of the present invention.

시험 파라미터 생성부(180)는 데이터베이스에서 필요한 시험 파라미터를 생성하는 것이다. 시험 파라미터 생성부(180)는 모델 훈련 단계(S10)의 훈련 파라미터 생성부(110)(도 2 참조)와 거의 비슷한 역할을 한다.The test parameter generator 180 generates a test parameter necessary in a database. The test parameter generator 180 plays a role similar to that of the training parameter generator 110 (see FIG. 2) in the model training step S10.

훈련 파라미터 생성부(110)에서는 과거, 현재, 미래 시간의 기준 신호 수신 전력, 기지국의 위도, 경도로 이루어진 입력 파라미터와 사용자 장비의 위도, 경도로 이루어진 출력 파라미터를 생성한다.The training parameter generator 110 generates an input parameter consisting of reference signal reception power of the past, present, and future time, the latitude and longitude of the base station, and an output parameter consisting of the latitude and longitude of the user equipment.

반면 시험 파라미터 생성부(180)에서는 시험 지역 무선 신호 DB(160)에 사용자 장비의 위도, 경도에 대한 정보가 존재하지 않고, 추정해내야 할 대상이기 때문에 출력 파라미터는 생성하지 않고 입력 파라미터만 생성하게 된다. 따라서 제2 데이터 추출부(410)는 도 2의 제1 데이터 추출부(210)와 마찬가지로, 기지국이 N개 연결된 경우의 데이터만을 추출한다.On the other hand, since the test parameter generator 180 does not have information about latitude and longitude of the user equipment in the test area wireless signal DB 160 and is an object to be estimated, only the input parameter is generated without generating the output parameter. do. Therefore, like the first data extractor 210 of FIG. 2, the second data extractor 410 extracts only data when N base stations are connected.

시험 파라미터 추출부(420)에서는 도 2의 훈련 파라미터 추출부(220)와 마찬가지로, 추출된 데이터 중 기준 신호 수신 전력과 기지국의 위도, 경도를 알기 위해 사용되는 PCI를 추출하여 기준 신호 수신 전력은 제2 입력 파라미터 생성부(430)로 입력시키고, PCI는 제2 기지국 위치 정보 추출부(440)로 입력시킨다.Similar to the training parameter extracting unit 220 of FIG. 2, the test parameter extracting unit 420 extracts a PCI used to know the reference signal receiving power, the latitude and longitude of the base station, and the reference signal receiving power is reduced. 2 is input to the input parameter generator 430, PCI is input to the second base station location information extraction unit 440.

하지만 앞에서 언급한 바와 같이, 출력 파라미터로 사용되는 사용자 장비의 위도, 경도는 추출하지 않는다.However, as mentioned earlier, the latitude and longitude of the user equipment used as output parameters are not extracted.

제2 기지국 위치 정보 추출부(440)는 도 2의 제1 기지국 위치 정보 추출부(240)와 동일한 역할을 한다.The second base station location information extractor 440 plays the same role as the first base station location information extractor 240 of FIG. 2.

제2 입력 파라미터 생성부(430)는 도 2의 제1 입력 파라미터 생성부(230)와 동일한 역할을 한다.The second input parameter generator 430 plays the same role as the first input parameter generator 230 of FIG. 2.

제2 데이터 정규화부(450)는 도 2의 제1 데이터 정규화부(250)와 마찬가지로, 입력 파라미터의 각각의 파라미터들을 정규화해 주는 작업을 진행한다.Like the first data normalization unit 250 of FIG. 2, the second data normalization unit 450 performs a task of normalizing each parameter of the input parameter.

하지만 이때에는 시험 지역 무선 신호 데이터베이스(160)에서 추출한 입력 파라미터의 평균값들과 표준편차값들로 정규화를 하는 것이 아니라, 도 2의 제1 데이터 정규화부(250)에서 계산한 훈련 지역 무선 신호 데이터베이스(120)에서 추출한 입력 파라미터의 평균값들과 표준편차값들을 이용하여 정규화한다.However, in this case, the training area wireless signal database calculated by the first data normalization unit 250 of FIG. 2 is not normalized using average values and standard deviation values of the input parameters extracted from the test area wireless signal database 160. Normalization is performed using the mean values and standard deviation values of the input parameters extracted in step 120).

즉, 도 2의 제1 데이터 정규화부(250)에서 계산된 각각의 입력 파라미터들의 평균값과 표준편차값을 이용하여 도 4의 제2 입력 파라미터 생성부(430)에서 생성된 각각의 입력 파라미터들에서 상기의 평균값을 빼고 상기의 표준편차값으로 나누어 정규화해준다.That is, in each of the input parameters generated by the second input parameter generator 430 of FIG. 4 using the average value and the standard deviation value of the respective input parameters calculated by the first data normalization unit 250 of FIG. 2. The average value is subtracted and normalized by dividing by the standard deviation value.

최종적으로 시험 파라미터 생성부(180)에서는 정규화된 과거, 현재, 미래 시간의 기준 신호 수신 전력, 기지국의 위도, 경도가 입력 파라미터로 출력된다.Finally, the test parameter generator 180 outputs normalized past, present, and future reference signal reception power, latitude, and longitude of the base station as input parameters.

시험 파라미터 생성부(180)에서 생성된 입력 파라미터를 훈련된 심층 신경망 모델(150)에 입력으로 넣으면 심층 신경망 모델(150)의 훈련을 통해 정해진 가중치 값들(weight values)과 바이어스 값들(bias values)에 의해 사용자 장비의 위치, 경도가 계산(추정)되어 출력된다.When the input parameter generated by the test parameter generator 180 is input to the trained deep neural network model 150, the input parameter generated by the training neural network model 150 may be assigned to weight values and bias values determined through the training of the deep neural network model 150. The position and hardness of the user equipment are calculated (estimated) and output.

이때, 심층 신경망 모델(150)을 훈련시킬 때 정규화된 입력 파라미터와 출력 파라미터를 이용하여 훈련시킴으로써, 상기에서 출력된 출력 파라미터는 정규화된 스케일을 가지고 있다. 이를 본연의 스케일로 바꾸어 정확한 값을 찾기 위하여 데이터 역정규화부(170)를 포함한다.In this case, when the deep neural network model 150 is trained by using the normalized input parameter and the output parameter, the output parameter output above has a normalized scale. The data denormalization unit 170 is included in order to find the correct value by changing the scale to the original scale.

데이터 역정규화부(170)는 정규화된 출력 파라미터를 역정규화하여 원래의 데이터 분포로 복원하는 것이다. 데이터 역정규화부(170)에서는 도 2의 제1 데이터 정규화부(250)에서 계산된 훈련 지역 무선 신호 데이터베이스(120)에서 추출한 출력 파라미터의 평균값들과 표준편차값들을 이용하여 심층 신경망에서 출력된 출력 파라미터를 역정규화한다.The data denormalizer 170 denormalizes the normalized output parameter and restores the original data distribution. The data denormalization unit 170 outputs from the deep neural network using average values and standard deviation values of the output parameters extracted from the training area wireless signal database 120 calculated by the first data normalization unit 250 of FIG. 2. Denormalize the parameter.

역정규화는 정규화와 정확히 반대의 연산을 통해 진행된다. 즉, 심층 신경망에서 출력된 각각의 출력 파라미터들에서 상기의 표준편차값들로 각각 곱하고, 상기의 평균값들로 각각 더하여 역정규화한다.Inverse normalization proceeds through operations exactly the opposite of normalization. That is, each of the output parameters output from the deep neural network is multiplied by the above standard deviation values, and added to the above average values, respectively, and denormalized.

최종적으로 데이터 역정규화부(170)에서 추정된 사용자 장비의 위도, 경도를 출력한다.Finally, the data denormalization unit 170 outputs the estimated latitude and longitude of the user equipment.

종래의 사용자 장비 위치 추정 기술들은 모두 통계적 기반의 기술이므로 주변 환경에 의해 크게 변화하는 무선 신호들과 사용자 장비의 위치 사이의 복잡한 비선형적인 관계를 제대로 모델링하기 어렵다. 또한 지역별로 기지국의 위치와 신호 특성이 다소 차이가 있는데, 이런 다양한 환경에 대해 하나의 모델이 능동적으로 대처하기 어려운 구조이다.Conventional user equipment position estimation techniques are all statistically based techniques, so it is difficult to properly model the complex nonlinear relationship between the radio signals and the position of the user equipment which are greatly changed by the surrounding environment. In addition, the location and signal characteristics of the base station are slightly different for each region, and one model is difficult to actively cope with various environments.

본 발명은 사용자 장비 위치 추정 기술에 딥 러닝 방법을 적용함으로써 다양하고 방대한 데이터를 이용하여 딥 러닝 모델을 훈련하여 무선 신호와 사용자 장비의 위치 관계를 잘 모델링하고 다양한 환경에 대해 능동적으로 대처하는 시스템을 제공하는 것을 목표로 한다.By applying the deep learning method to the user equipment location estimation technology, a deep learning model is trained using a variety of data to model the positional relationship between the wireless signal and the user equipment and actively cope with various environments. Aim to provide.

또한 무선 신호는 시계열 데이터이기 때문에 현재 시간의 정보는 근접한 시간의 정보들과 깊은 상관관계가 있으므로, 본 발명은 현재 시간의 정보 뿐만 아니라 과거 시간과 미래 시간의 정보를 함께 이용함으로써 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 훈련 방법을 제안한다.In addition, since the wireless signal is time series data, the information of the current time is deeply correlated with the information of the adjacent time. Therefore, the present invention may further improve performance by using not only the information of the current time but also the information of the past time and the future time. Suggest ways to train.

본 발명의 주요 특징을 정리하여 보면 다음과 같다.The main features of the present invention are summarized as follows.

첫째, 본 발명은 심층 신경망의 입력층과 출력층에 사용할 입력 파라미터와 출력 파라미터를 생성하는 방법과, 심층 신경망에 사용되는 파라미터들의 정규화 과정을 포함함을 특징으로 하는 GPS 정보가 없는 실외 무선 통신 상황에서의 딥 러닝 기반 사용자 장비 위치 추정 기술이다.First, the present invention includes a method for generating an input parameter and an output parameter for use in an input layer and an output layer of a deep neural network, and a normalization process of parameters used in the deep neural network. Deep learning based user equipment location estimation technology.

둘째, 본 발명은 입력 파라미터 생성 과정에서 입력 파라미터로써 기지국의 위도, 경도 정보와 기준 신호 수신 전력을 이용하는 방법과 관련된다.Secondly, the present invention relates to a method of using latitude, longitude information and reference signal reception power of a base station as an input parameter in an input parameter generation process.

셋째, 본 발명은 출력 파라미터 생성 과정에서 출력 파라미터로써 사용자 단말의 위도, 경도 정보를 이용하는 방법과 관련된다.Third, the present invention relates to a method of using latitude and longitude information of a user terminal as an output parameter in an output parameter generation process.

넷째, 본 발명은 입력 파라미터의 생성 과정에서 입력층에 컨텍스트 윈도우(context window)를 적용하여 현재 시간의 입력 파라미터 뿐만 아니라 과거 시간과 미래 시간의 입력 파라미터도 같이 사용하는 훈련 방법과 관련된다.Fourth, the present invention relates to a training method that uses a context window in the input layer in the process of generating an input parameter and uses not only the current parameter but also the past and future time.

이상 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시 형태에 대하여 설명하였다. 이하에서는 이러한 일실시 형태로부터 추론 가능한 본 발명의 바람직한 형태에 대하여 설명한다.As mentioned above, one Embodiment of this invention was described with reference to FIGS. Hereinafter, the preferable form of this invention which can be inferred from such one Embodiment is demonstrated.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.5 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a deep learning based user terminal position estimation apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 5에 따르면, 사용자 단말 위치 추정 장치(500)는 딥 러닝을 이용하여 학습된 훈련 정보를 기초로 사용자 단말의 위치를 추정하는 것으로서, 제1 정보 생성부(510), 파라미터 획득부(520), 단말 위치 추정부(530), 전원부(540) 및 주제어부(550)를 포함한다.According to FIG. 5, the user terminal position estimation apparatus 500 estimates the position of the user terminal based on the training information learned using deep learning, and includes a first information generator 510 and a parameter acquirer 520. The terminal position estimator 530 includes a power supply unit 540 and a main controller 550.

전원부(540)는 사용자 단말 위치 추정 장치(500)의 각 구성에 전원을 공급하는 기능을 수행한다.The power supply unit 540 supplies power to each component of the user terminal position estimation apparatus 500.

주제어부(550)는 사용자 단말 위치 추정 장치(500)의 각 구성의 전체 작동을 제어하는 기능을 수행한다.The main controller 550 performs a function of controlling the overall operation of each component of the user terminal position estimation apparatus 500.

제1 정보 생성부(510)는 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 운영 지역에 위치하는 적어도 하나의 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power)을 생성하는 기능을 수행한다. 제1 정보 생성부(510)는 도 1의 시험 파라미터 생성부(180)에 대응하는 개념이다.The first information generator 510 generates location information and first reference signal received power of at least one first base station located in the operating area based on the information on the radio signal in the operating area. It performs the function. The first information generator 510 is a concept corresponding to the test parameter generator 180 of FIG. 1.

제1 정보 생성부(510)는 도 6에 도시된 바와 같이 운영 지역 정보 생성부(511), 제2 기지국 위치 검출부(512) 및 제2 위치 및 수신 전력 갱신부(513)를 포함할 수 있다. 도 6은 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치에 구비되는 제1 정보 생성부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.As illustrated in FIG. 6, the first information generator 510 may include an operation region information generator 511, a second base station location detector 512, and a second location and received power updater 513. . FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a first information generator included in a deep learning based user terminal position estimation apparatus. Referring to FIG.

운영 지역 정보 생성부(511)는 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 제1 기지국의 PCI(Physical Cell Id) 및 제1 기준 신호 수신 전력을 생성하는 기능을 수행한다. 운영 지역 정보 생성부(511)는 도 4의 시험 파라미터 추출부(420)에 대응하는 개념이다.The operating area information generation unit 511 generates a physical cell id (PCI) and a first reference signal reception power of the first base station based on the information on the radio signal in the operating area. The operation region information generator 511 is a concept corresponding to the test parameter extractor 420 of FIG. 4.

제2 기지국 위치 검출부(512)는 운영 지역 정보 생성부(511)에 의해 생성된 제1 기지국의 PCI와 데이터베이스에 저장된 PCI를 비교하여 제1 기지국의 위치 정보를 검출하는 기능을 수행한다. 제2 기지국 위치 검출부(512)는 도 4의 제2 기지국 위치 정보 추출부(440)에 대응하는 개념이다.The second base station location detection unit 512 detects the location information of the first base station by comparing the PCI of the first base station generated by the operation region information generation unit 511 and the PCI stored in the database. The second base station position detector 512 is a concept corresponding to the second base station position information extractor 440 of FIG. 4.

제2 위치 및 수신 전력 갱신부(513)는 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들을 기초로 현재 시간에 검출 및 생성된 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력을 갱신하는 기능을 수행한다. 제2 위치 및 수신 전력 갱신부(513)는 도 4의 제2 입력 파라미터 생성부(430)에 대응하는 개념이다.The second location and reception power updating unit 513 updates the location information and the first reference signal reception power of the first base station detected and generated at the current time based on the information detected and generated at another time. . The second location and reception power updater 513 is a concept corresponding to the second input parameter generator 430 of FIG. 4.

제2 위치 및 수신 전력 갱신부(513)는 현재 시간에 검출된 제1 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 현재 시간에 생성된 제1 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분, 다른 시간에 검출된 제1 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 및 다른 시간에 생성된 제1 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분을 상호 결합시키는 컨텍스트 윈도우(context window)를 적용하여 현재 시간에 검출된 제1 기지국의 위치 정보 및 현재 시간에 생성된 제1 기준 신호 수신 전력을 갱신할 수 있다.The second position and the received power updater 513 may include a vector component associated with the position information of the first base station detected at the current time, a vector component associated with the first reference signal received power generated at the current time, and a second component detected at another time. Location information of the first base station detected at the current time by applying a vector component associated with the location information of the base station and a context window for mutually coupling the vector component associated with the first reference signal received power generated at another time. And update the first reference signal reception power generated at the current time.

제2 위치 및 수신 전력 갱신부(513)는 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들로 현재 시간의 이전 시간에 검출된 제1 기지국의 위치 정보, 이전 시간에 생성된 제1 기준 신호 수신 전력, 현재 시간의 이후 시간에 검출된 제1 기지국의 위치 정보, 및 이후 시간에 생성된 제1 기준 신호 수신 전력을 이용할 수 있다.The second position and the received power updater 513 may include the position information of the first base station detected at a previous time of the current time with the information detected and generated at another time, the first reference signal received power generated at the previous time, and the present time. The location information of the first base station detected at a later time of time and the first reference signal received power generated at a later time may be used.

제1 정보 생성부(510)는 제2 무선 신호 정보 추출부(514) 및 제2 정규화부(515) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The first information generator 510 may further include at least one of the second wireless signal information extractor 514 and the second normalizer 515.

제2 무선 신호 정보 추출부(514)는 제1 기지국의 개수를 결정하며, 이 제1 기지국의 개수를 기초로 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 추출하는 기능을 수행한다. 제2 무선 신호 정보 추출부(514)는 도 4의 제2 데이터 추출부(410)에 대응하는 개념이다.The second radio signal information extractor 514 determines the number of first base stations and performs a function of extracting information on radio signals in an operating area based on the number of first base stations. The second wireless signal information extractor 514 is a concept corresponding to the second data extractor 410 of FIG. 4.

제2 정규화부(515)는 제2 위치 및 수신 전력 갱신부(513)에 의해 갱신된 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력을 데이터 정규화시키는 기능을 수행한다. 제2 정규화부(515)는 도 4의 제2 데이터 정규화부(450)에 대응하는 개념이다.The second normalizer 515 performs data normalization of the position information of the first base station and the first reference signal received power updated by the second position and the received power updater 513. The second normalizer 515 is a concept corresponding to the second data normalizer 450 of FIG. 4.

한편 제1 정보 생성부(510)는 제1 기지국의 위치 정보로 제1 기지국의 위도와 제1 기지국의 경도를 생성할 수 있다.Meanwhile, the first information generator 510 may generate the latitude of the first base station and the longitude of the first base station using the location information of the first base station.

다시 도 5를 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIG. 5 again.

파라미터 획득부(520)는 제1 사용자 단말의 위치 정보를 기초로 기계 학습을 통해 얻은 가중치(weight) 및 바이어스(bias)를 포함하는 파라미터를 획득하는 기능을 수행한다.The parameter obtaining unit 520 performs a function of obtaining a parameter including a weight and a bias obtained through machine learning based on the position information of the first user terminal.

단말 위치 추정부(530)는 제1 정보 생성부(510)에 의해 생성된 제1 기지국의 위치 정보와 제1 기준 신호 수신 전력, 및 파라미터 획득부(520)에 의해 획득된 파라미터를 기초로 운영 지역에 위치하는 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 기능을 수행한다. 단말 위치 추정부(530)는 도 1의 심층 신경망 모델(150)에 대응하는 개념이다.The terminal location estimator 530 operates based on the location information of the first base station and the first reference signal reception power generated by the first information generator 510, and the parameters obtained by the parameter acquirer 520. A function of estimating a location of a second user terminal located in an area is performed. The terminal position estimator 530 is a concept corresponding to the deep neural network model 150 of FIG. 1.

단말 위치 추정부(530)는 제2 사용자 단말에 GPS 기능이 없거나 제2 사용자 단말에서 GPS 기능이 정상적으로 작동하지 않을 때, 제2 사용자 단말의 위치를 추정할 수 있다.The terminal location estimator 530 may estimate the location of the second user terminal when the second user terminal does not have a GPS function or the GPS function does not operate normally in the second user terminal.

단말 위치 추정부(530)는 훈련 지역에 위치하는 적어도 하나의 제2 기지국의 위치 정보와 훈련 지역에서의 제2 기준 신호 수신 전력을 연산하여 얻은 정보를 기초로, 데이터 정규화된 제1 기지국의 위치 정보, 데이터 정규화된 제1 기준 신호 수신 전력, 및 데이터 정규화된 파라미터를 차례대로 역정규화시켜 제2 사용자 단말의 위치를 추정할 수 있다. 단말 위치 추정부(530)는 이러한 기능을 고려할 때 도 1의 데이터 역정규화부(170)를 포함하는 개념이 될 수 있다.The terminal location estimating unit 530 is based on the location information of at least one second base station located in the training area and the information obtained by calculating the second reference signal reception power in the training area. The location of the second user terminal may be estimated by denormalizing the information, the data normalized first reference signal reception power, and the data normalized parameter in order. The terminal location estimator 530 may be a concept including the data denormalization unit 170 of FIG. 1 in consideration of such a function.

단말 위치 추정부(530)는 제2 사용자 단말의 위치로 제2 사용자 단말의 위도와 제2 사용자 단말의 경도를 추정할 수 있다.The terminal location estimator 530 may estimate the latitude of the second user terminal and the longitude of the second user terminal based on the location of the second user terminal.

단말 위치 추정부(530)는 현재 시간을 기준으로 미리 정해진 시간이 경과한 뒤 제2 사용자 단말의 위치를 추정할 수 있다.The terminal location estimator 530 may estimate the location of the second user terminal after a predetermined time has elapsed based on the current time.

사용자 단말 위치 추정 장치(500)는 제2 정보 생성부(560) 및 파라미터 생성부(570)를 더 포함할 수 있다.The user terminal location estimation apparatus 500 may further include a second information generator 560 and a parameter generator 570.

제2 정보 생성부(560)는 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 훈련 지역에 위치하는 제1 사용자 단말의 위치 정보, 훈련 지역에 위치하는 적어도 하나의 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 생성하는 기능을 수행한다. 제2 정보 생성부(560)는 도 1의 훈련 파라미터 생성부(110)에 대응하는 개념이다.The second information generator 560 may include location information of the first user terminal located in the training area, location information of at least one second base station located in the training area, and the first information based on the information about the radio signal in the training area. 2 generates a reference signal reception power. The second information generator 560 is a concept corresponding to the training parameter generator 110 of FIG. 1.

제2 정보 생성부(560)는 도 7에 도시된 바와 같이 훈련 지역 정보 생성부(561), 제1 기지국 위치 검출부(562) 및 제1 위치 및 수신 전력 갱신부(563)를 포함할 수 있다. 도 7은 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치에 구비되는 제2 정보 생성부의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.As illustrated in FIG. 7, the second information generator 560 may include a training area information generator 561, a first base station location detector 562, and a first location and received power updater 563. . FIG. 7 is a block diagram schematically illustrating an internal configuration of a second information generator included in a deep learning based user terminal position estimation apparatus. Referring to FIG.

훈련 지역 정보 생성부(561)는 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 제1 사용자 단말의 위치 정보, 제2 기지국의 PCI(Physical Cell Id) 및 제2 기준 신호 수신 전력을 생성하는 기능을 수행한다. 훈련 지역 정보 생성부(561)는 도 2의 훈련 파라미터 추출부(220)에 대응하는 개념이다.The training area information generation unit 561 generates a location information of the first user terminal, a physical cell id (PCI) of the second base station, and a second reference signal reception power based on the information on the radio signal in the training area. Do this. The training area information generator 561 is a concept corresponding to the training parameter extractor 220 of FIG. 2.

제1 기지국 위치 검출부(562)는 훈련 지역 정보 생성부(561)에 의해 생성된 제2 기지국의 PCI와 데이터베이스에 저장된 PCI를 비교하여 제2 기지국의 위치 정보를 검출하는 기능을 수행한다. 제1 기지국 위치 검출부(562)는 도 2의 제1 기지국 위치 정보 추출부(240)에 대응하는 개념이다.The first base station location detector 562 compares the PCI of the second base station generated by the training area information generator 561 with the PCI stored in the database to detect the location information of the second base station. The first base station location detector 562 is a concept corresponding to the first base station location information extractor 240 of FIG. 2.

제1 위치 및 수신 전력 갱신부(563)는 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들을 기초로 현재 시간에 검출 및 생성된 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 갱신하는 기능을 수행한다. 제1 위치 및 수신 전력 갱신부(563)는 도 2의 제1 입력 파라미터 생성부(230)에 대응하는 개념이다.The first location and reception power updater 563 updates the location information and the second reference signal reception power of the second base station detected and generated at the current time based on the information detected and generated at another time. . The first location and reception power updater 563 is a concept corresponding to the first input parameter generator 230 of FIG. 2.

제1 위치 및 수신 전력 갱신부(563)는 현재 시간에 검출된 제2 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 현재 시간에 생성된 제2 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분, 다른 시간에 검출된 제2 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 및 다른 시간에 생성된 제2 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분을 상호 결합시키는 컨텍스트 윈도우(context window)를 적용하여 현재 시간에 검출된 제2 기지국의 위치 정보 및 현재 시간에 생성된 제2 기준 신호 수신 전력을 갱신할 수 있다.The first position and the received power updater 563 may include a vector component associated with the position information of the second base station detected at the current time, a vector component associated with the second reference signal received power generated at the current time, and a second component detected at another time. Location information of the second base station detected at the current time by applying a vector component associated with the location information of the base station 2 and a context window for mutually coupling the vector component associated with the second reference signal received power generated at another time. And update the second reference signal reception power generated at the current time.

제1 위치 및 수신 전력 갱신부(563)는 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들로 현재 시간의 이전 시간에 검출된 제2 기지국의 위치 정보, 이전 시간에 생성된 제2 기준 신호 수신 전력, 현재 시간의 이후 시간에 검출된 제2 기지국의 위치 정보, 및 이후 시간에 생성된 제2 기준 신호 수신 전력을 이용할 수 있다.The first position and the received power updater 563 are position information of the second base station detected at a previous time of the current time with the information detected and generated at another time, the second reference signal received power generated at the previous time, the current The location information of the second base station detected at a later time of time and the second reference signal received power generated at a later time may be used.

제2 정보 생성부(560)는 제1 무선 신호 정보 추출부(564) 및 제1 정규화부(565) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The second information generator 560 may further include at least one of the first wireless signal information extractor 564 and the first normalizer 565.

제1 무선 신호 정보 추출부(564)는 제2 기지국의 개수를 결정하며, 이 제2 기지국의 개수를 기초로 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 추출하는 기능을 수행한다. 제1 무선 신호 정보 추출부(564)는 도 2의 제1 데이터 추출부(210)에 대응하는 개념이다.The first radio signal information extractor 564 determines the number of second base stations and performs a function of extracting information on radio signals in a training area based on the number of second base stations. The first wireless signal information extractor 564 is a concept corresponding to the first data extractor 210 of FIG. 2.

제1 정규화부(565)는 제1 사용자 단말의 위치 정보, 갱신된 제2 기지국의 위치 정보, 및 갱신된 제2 기준 신호 수신 전력을 데이터 정규화시키는 기능을 수행한다. 제1 정규화부(565)는 도 2의 제1 데이터 정규화부(250)에 대응하는 개념이다.The first normalizer 565 performs a function of data normalizing the location information of the first user terminal, the location information of the updated second base station, and the updated second reference signal reception power. The first normalizer 565 is a concept corresponding to the first data normalizer 250 of FIG. 2.

다시 도 5를 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIG. 5 again.

파라미터 생성부(570)는 제2 정보 생성부(560)에 의해 생성된 제1 사용자 단말의 위치 정보, 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 기초로 딥 러닝(deep learning) 기반의 기계 학습을 통해 파라미터를 생성하는 기능을 수행한다. 파라미터 생성부(570)는 도 1의 심층 신경망 훈련부(140)에 대응하는 개념이다.The parameter generator 570 is based on deep learning based on the location information of the first user terminal, the location information of the second base station, and the second reference signal received power generated by the second information generator 560. It performs the function of generating parameters through machine learning. The parameter generator 570 is a concept corresponding to the deep neural network training unit 140 of FIG. 1.

파라미터 생성부(570)는 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 입력값으로 하고 제1 사용자 단말의 위치 정보를 출력값으로 하여, 입력값에 의한 순전파(feedforward) 및 출력값에 의한 역전파(backpropagation)를 기초로 파라미터를 생성할 수 있다.The parameter generator 570 uses the position information of the second base station and the second reference signal reception power as input values, and the position information of the first user terminal as output values, and uses the forward and output values based on the input values. Parameters may be generated based on backpropagation.

다음으로 사용자 단말 위치 추정 장치(500)의 작동 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of operating the user terminal position estimation apparatus 500 will be described.

먼저 제1 정보 생성부(510)는 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 운영 지역에 위치하는 적어도 하나의 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power)을 생성한다(STEP A).First, the first information generator 510 may obtain location information and at least one reference signal received power of the first base station located in the operating area based on the information on the radio signal in the operating area. (STEP A).

이후 파라미터 획득부(520)는 제1 사용자 단말의 위치 정보를 기초로 기계 학습을 통해 얻은 가중치(weight) 및 바이어스(bias)를 포함하는 파라미터를 획득한다(STEP B).Thereafter, the parameter obtaining unit 520 obtains a parameter including a weight and a bias obtained through machine learning based on the position information of the first user terminal (STEP B).

이후 단말 위치 추정부(530)는 제1 정보 생성부(510)에 의해 생성된 제1 기지국의 위치 정보와 제1 기준 신호 수신 전력, 파라미터 획득부(520)에 의해 획득된 파라미터 등을 기초로 운영 지역에 위치하는 제2 사용자 단말의 위치를 추정한다(STEP C).Thereafter, the terminal location estimator 530 is configured based on the location information of the first base station generated by the first information generator 510, the first reference signal reception power, and the parameters obtained by the parameter acquirer 520. The location of the second user terminal located in the operating area is estimated (STEP C).

한편 STEP A와 STEP B 사이에, 제2 정보 생성부(560)는 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 훈련 지역에 위치하는 제1 사용자 단말의 위치 정보, 훈련 지역에 위치하는 적어도 하나의 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 생성할 수 있다(STEP D).On the other hand, between STEP A and STEP B, the second information generator 560 is based on the information on the radio signal in the training area, the location information of the first user terminal located in the training area, at least one located in the training area The location information of the second base station and the second reference signal can be generated power (STEP D).

STEP D 이후 STEP B 이전에, 파라미터 생성부(570)는 제1 사용자 단말의 위치 정보, 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 기초로 딥 러닝(deep learning) 기반의 기계 학습을 통해 파라미터를 생성할 수 있다(STEP E).After STEP D Before STEP B, the parameter generator 570 performs deep learning based machine learning based on the location information of the first user terminal, the location information of the second base station, and the second reference signal received power. Parameters can be created via (STEP E).

STEP D는 다음과 같이 구체화될 수 있다.STEP D can be embodied as follows.

먼저 훈련 지역 정보 생성부(561)는 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 제1 사용자 단말의 위치 정보, 제2 기지국의 PCI(Physical Cell Id) 및 제2 기준 신호 수신 전력을 생성할 수 있다(STEP Da).First, the training area information generation unit 561 may generate location information of the first user terminal, physical cell id (PCI) of the second base station, and second reference signal reception power based on the information on the radio signal in the training area. (STEP Da).

이후 제1 기지국 위치 검출부(562)는 제2 기지국의 PCI와 데이터베이스에 저장된 PCI를 비교하여 제2 기지국의 위치 정보를 검출할 수 있다(STEP Db).Thereafter, the first base station location detector 562 may compare the PCI of the second base station with the PCI stored in the database and detect the location information of the second base station (STEP Db).

이후 제1 위치 및 수신 전력 갱신부(563)는 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들을 기초로 현재 시간에 검출 및 생성된 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 갱신할 수 있다(STEP Dc).Thereafter, the first location and reception power updater 563 may update the location information and the second reference signal reception power of the second base station detected and generated at the current time based on the information detected and generated at another time ( STEP Dc).

한편 STEP Da 이전에, 제1 무선 신호 정보 추출부(564)는 제2 기지국의 개수를 결정하며, 제2 기지국의 개수를 기초로 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 추출할 수 있다(STEP Dd).Meanwhile, before STEP Da, the first radio signal information extractor 564 may determine the number of second base stations and extract information on radio signals in the training area based on the number of second base stations (STEP). Dd).

한편 STEP Dc 이후에, 제1 정규화부(565)는 제1 사용자 단말의 위치 정보, 갱신된 제2 기지국의 위치 정보 및 갱신된 제2 기준 신호 수신 전력을 데이터 정규화시킬 수 있다(STEP De).Meanwhile, after STEP Dc, the first normalization unit 565 may normalize the location information of the first user terminal, the updated location information of the second base station, and the updated second reference signal reception power (STEP De).

한편 STEP A는 다음과 같이 구체화될 수 있다.STEP A can be embodied as follows.

먼저 운영 지역 정보 생성부(511)는 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 제1 기지국의 PCI(Physical Cell Id) 및 제1 기준 신호 수신 전력을 생성할 수 있다(STEP Aa).First, the operation region information generation unit 511 may generate the PCI (Physical Cell Id) and the first reference signal reception power of the first base station based on the information on the radio signal in the operation region (STEP Aa).

이후 제2 기지국 위치 검출부(512)는 제1 기지국의 PCI와 데이터베이스에 저장된 PCI를 비교하여 제1 기지국의 위치 정보를 검출할 수 있다(STEP Ab).Thereafter, the second base station location detector 512 may compare the PCI of the first base station with the PCI stored in the database and detect the location information of the first base station (STEP Ab).

이후 제2 위치 및 수신 전력 갱신부(513)는 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들을 기초로 현재 시간에 검출 및 생성된 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력을 갱신할 수 있다(STEP Ac).Thereafter, the second location and reception power updating unit 513 may update the location information and the first reference signal reception power of the first base station detected and generated at the current time based on the information detected and generated at another time ( STEP Ac).

한편 STEP Aa 이전에, 제2 무선 신호 정보 추출부(514)는 제1 기지국의 개수를 결정하며, 이 제1 기지국의 개수를 기초로 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 추출할 수 있다.Meanwhile, before STEP Aa, the second radio signal information extractor 514 may determine the number of first base stations, and extract information on radio signals in an operating area based on the number of the first base stations.

한편 STEP Ac 이후에, 제2 정규화부(515)는 갱신된 제1 기지국의 위치 정보 및 갱신된 제1 기준 신호 수신 전력을 데이터 정규화시킬 수 있다.On the other hand, after STEP Ac, the second normalizer 515 may normalize the updated position information of the first base station and the updated first reference signal reception power.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 또한, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 USB 메모리, CD 디스크, 플래쉬 메모리 등과 같은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 기록매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체 등이 포함될 수 있다.Although all components constituting the embodiments of the present invention described above are described as being combined or operating in combination, the present invention is not necessarily limited to these embodiments. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each or some of the components of the components are selectively combined to perform some or all of the functions combined in one or a plurality of hardware It may be implemented as a computer program having a. In addition, such a computer program is stored in a computer readable medium such as a USB memory, a CD disk, a flash memory, and the like, and is read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. The recording medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium and the like.

또한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 상세한 설명에서 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 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.In addition, all terms including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art unless otherwise defined in the detailed description. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various modifications, changes, and substitutions may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. will be. Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by the embodiments and the accompanying drawings. . The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (16)

운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 적어도 하나의 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power)을 생성하는 제1 정보 생성부;
제1 사용자 단말의 위치 정보를 기초로 기계 학습을 통해 얻은 가중치(weight) 및 바이어스(bias)를 포함하는 파라미터를 획득하는 파라미터 획득부; 및
상기 제1 기지국의 위치 정보, 상기 제1 기준 신호 수신 전력 및 상기 파라미터를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 단말 위치 추정부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
A first information generator configured to generate location information of at least one first base station and a first reference signal received power based on information on a radio signal in an operating area;
A parameter obtaining unit obtaining a parameter including a weight and a bias obtained through machine learning based on the location information of the first user terminal; And
A terminal location estimator for estimating a location of a second user terminal located in the operating area based on the location information of the first base station, the first reference signal reception power, and the parameter;
Deep learning-based user terminal position estimation device comprising a.
제 1 항에 있어서,
상기 단말 위치 추정부는 상기 제2 사용자 단말에 GPS 기능이 없거나 상기 제2 사용자 단말에서 GPS 기능이 정상적으로 작동하지 않을 때, 상기 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 1,
The terminal location estimating unit estimates the location of the second user terminal when the second user terminal does not have a GPS function or the GPS function does not operate normally in the second user terminal. Estimation device.
제 1 항에 있어서,
훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 상기 훈련 지역에 위치하는 제1 사용자 단말의 위치 정보, 상기 훈련 지역에 위치하는 적어도 하나의 제2 기지국의 위치 정보 및 제2 기준 신호 수신 전력을 생성하는 제2 정보 생성부; 및
상기 제1 사용자 단말의 위치 정보, 상기 제2 기지국의 위치 정보 및 상기 제2 기준 신호 수신 전력을 기초로 딥 러닝(deep learning) 기반의 기계 학습을 통해 상기 파라미터를 생성하는 파라미터 생성부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 1,
Generate location information of a first user terminal located in the training area, location information of at least one second base station located in the training area, and a second reference signal reception power based on the information on the radio signal in the training area. A second information generator; And
A parameter generator configured to generate the parameter through deep learning based machine learning based on the location information of the first user terminal, the location information of the second base station, and the second reference signal reception power;
Deep learning-based user terminal position estimation apparatus further comprises.
제 3 항에 있어서,
상기 제2 정보 생성부는,
상기 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 상기 제1 사용자 단말의 위치 정보, 상기 제2 기지국의 PCI(Physical Cell Id) 및 상기 제2 기준 신호 수신 전력을 생성하는 훈련 지역 정보 생성부;
상기 제2 기지국의 PCI와 데이터베이스에 저장된 PCI를 비교하여 상기 제2 기지국의 위치 정보를 검출하는 제1 기지국 위치 검출부; 및
다른 시간에 검출 및 생성된 정보들을 기초로 현재 시간에 검출 및 생성된 상기 제2 기지국의 위치 정보 및 상기 제2 기준 신호 수신 전력을 갱신하는 제1 위치 및 수신 전력 갱신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 3, wherein
The second information generator,
A training area information generation unit configured to generate location information of the first user terminal, physical cell id (PCI) of the second base station, and the second reference signal reception power based on the information on the radio signal in the training area;
A first base station location detector for detecting location information of the second base station by comparing the PCI of the second base station with the PCI stored in the database; And
A first position and reception power updater for updating the position information of the second base station and the second reference signal received power detected and generated at a current time based on the information detected and generated at another time
Deep learning-based user terminal position estimation device comprising a.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 위치 및 수신 전력 갱신부는 상기 현재 시간에 검출된 상기 제2 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 상기 현재 시간에 생성된 상기 제2 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분, 상기 다른 시간에 검출된 상기 제2 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 및 상기 다른 시간에 생성된 상기 제2 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분을 상호 결합시키는 컨텍스트 윈도우(context window)를 적용하여 상기 현재 시간에 검출된 상기 제2 기지국의 위치 정보 및 상기 현재 시간에 생성된 상기 제2 기준 신호 수신 전력을 갱신하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 4, wherein
The first position and the received power updating unit detect a vector component related to the position information of the second base station detected at the current time, a vector component related to the second reference signal received power generated at the current time, and the other time. Detected at the current time by applying a vector window associated with the location information of the second base station and a vector window associated with the second reference signal received power generated at another time. Deep learning-based user terminal position estimation device, characterized in that for updating the position information of the second base station and the second reference signal received power generated at the current time.
제 4 항에 있어서,
상기 제1 위치 및 수신 전력 갱신부는 상기 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들로 상기 현재 시간의 이전 시간에 검출된 상기 제2 기지국의 위치 정보, 상기 이전 시간에 생성된 상기 제2 기준 신호 수신 전력, 상기 현재 시간의 이후 시간에 검출된 상기 제2 기지국의 위치 정보, 및 상기 이후 시간에 생성된 상기 제2 기준 신호 수신 전력을 이용하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 4, wherein
The first position and the received power updater are position information of the second base station detected at a previous time of the current time with information detected and generated at the other time, and the second reference signal received power generated at the previous time. And using the location information of the second base station detected at a later time of the current time and the second reference signal received power generated at the later time.
제 4 항에 있어서,
상기 제2 정보 생성부는,
상기 제2 기지국의 개수를 결정하며, 상기 제2 기지국의 개수를 기초로 상기 훈련 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 추출하는 제1 무선 신호 정보 추출부; 및
상기 제1 사용자 단말의 위치 정보, 갱신된 상기 제2 기지국의 위치 정보 및 갱신된 상기 제2 기준 신호 수신 전력을 데이터 정규화시키는 제1 정규화부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 4, wherein
The second information generator,
A first radio signal information extraction unit for determining the number of the second base stations and extracting information on radio signals in the training area based on the number of the second base stations; And
A first normalizer for data normalizing the location information of the first user terminal, the updated location information of the second base station, and the updated second reference signal reception power;
Deep learning-based user terminal position estimation apparatus further comprises.
제 3 항에 있어서,
상기 파라미터 생성부는 상기 제2 기지국의 위치 정보 및 상기 제2 기준 신호 수신 전력을 입력값으로 하고 상기 제1 사용자 단말의 위치 정보를 출력값으로 하여, 상기 입력값에 의한 순전파(feedforward) 및 상기 출력값에 의한 역전파(backpropagation)를 기초로 상기 파라미터를 생성하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 3, wherein
The parameter generation unit uses the position information of the second base station and the second reference signal reception power as input values, and the position information of the first user terminal as output values, and forwards and outputs the input values. Deep learning based user terminal position estimation apparatus, characterized in that for generating the parameter on the basis of backpropagation.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 정보 생성부는,
상기 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 상기 제1 기지국의 PCI(Physical Cell Id) 및 상기 제1 기준 신호 수신 전력을 생성하는 운영 지역 정보 생성부;
상기 제1 기지국의 PCI와 데이터베이스에 저장된 PCI를 비교하여 상기 제1 기지국의 위치 정보를 검출하는 제2 기지국 위치 검출부; 및
다른 시간에 검출 및 생성된 정보들을 기초로 현재 시간에 검출 및 생성된 상기 제1 기지국의 위치 정보 및 상기 제1 기준 신호 수신 전력을 갱신하는 제2 위치 및 수신 전력 갱신부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 1,
The first information generator,
An operating region information generator configured to generate a physical cell id (PCI) of the first base station and the first reference signal reception power based on the information on the radio signal in the operating region;
A second base station location detector for detecting location information of the first base station by comparing the PCI of the first base station with the PCI stored in the database; And
A second location and reception power updating unit for updating the location information of the first base station and the first reference signal reception power detected and generated at a current time based on the information detected and generated at another time
Deep learning-based user terminal position estimation device comprising a.
제 9 항에 있어서,
상기 제2 위치 및 수신 전력 갱신부는 상기 현재 시간에 검출된 상기 제1 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 상기 현재 시간에 생성된 상기 제1 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분, 상기 다른 시간에 검출된 상기 제1 기지국의 위치 정보와 관련된 벡터 성분, 및 상기 다른 시간에 생성된 상기 제1 기준 신호 수신 전력과 관련된 벡터 성분을 상호 결합시키는 컨텍스트 윈도우(context window)를 적용하여 상기 현재 시간에 검출된 상기 제1 기지국의 위치 정보 및 상기 현재 시간에 생성된 상기 제1 기준 신호 수신 전력을 갱신하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 9,
The second position and the received power updating unit detect a vector component associated with the position information of the first base station detected at the current time, a vector component associated with the first reference signal received power generated at the current time, and the other time. Detected at the current time by applying a context component for mutually combining the vector component associated with the location information of the first base station and the vector component associated with the first reference signal received power generated at another time. Deep learning-based user terminal position estimation apparatus, characterized in that for updating the location information of the first base station and the first reference signal received power generated at the current time.
제 9 항에 있어서,
상기 제2 위치 및 수신 전력 갱신부는 상기 다른 시간에 검출 및 생성된 정보들로 상기 현재 시간의 이전 시간에 검출된 상기 제1 기지국의 위치 정보, 상기 이전 시간에 생성된 상기 제1 기준 신호 수신 전력, 상기 현재 시간의 이후 시간에 검출된 상기 제1 기지국의 위치 정보, 및 상기 이후 시간에 생성된 상기 제1 기준 신호 수신 전력을 이용하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 9,
The second position and the received power updater are position information of the first base station detected at a previous time of the current time with information detected and generated at the other time, and the first reference signal received power generated at the previous time. And using the position information of the first base station detected at a later time of the current time, and the first reference signal received power generated at the later time.
제 9 항에 있어서,
상기 제1 정보 생성부는,
상기 제1 기지국의 개수를 결정하며, 상기 제1 기지국의 개수를 기초로 상기 운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 추출하는 제2 무선 신호 정보 추출부; 및
갱신된 상기 제1 기지국의 위치 정보 및 갱신된 상기 제1 기준 신호 수신 전력을 데이터 정규화시키는 제2 정규화부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 9,
The first information generator,
A second radio signal information extraction unit for determining the number of the first base stations and extracting information on radio signals in the operating area based on the number of the first base stations; And
A second normalizer for data normalizing the updated position information of the first base station and the updated first reference signal reception power;
Deep learning-based user terminal position estimation apparatus further comprises.
제 1 항에 있어서,
상기 단말 위치 추정부는 훈련 지역에 위치하는 적어도 하나의 제2 기지국의 위치 정보와 상기 훈련 지역에서의 제2 기준 신호 수신 전력을 연산하여 얻은 정보를 기초로, 데이터 정규화된 상기 제1 기지국의 위치 정보, 데이터 정규화된 상기 제1 기준 신호 수신 전력, 및 데이터 정규화된 상기 파라미터를 차례대로 역정규화시켜 상기 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 1,
The terminal location estimator is based on the position information of at least one second base station located in the training area and the information obtained by calculating the second reference signal reception power in the training area, the position information of the first base station data normalized And estimating the position of the second user terminal by sequentially denormalizing the data normalized first reference signal reception power and the data normalized parameter.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 정보 생성부는 상기 제1 기지국의 위치 정보로 상기 제1 기지국의 위도와 상기 제1 기지국의 경도를 생성하며,
상기 단말 위치 추정부는 상기 제2 사용자 단말의 위치로 상기 제2 사용자 단말의 위도와 상기 제2 사용자 단말의 경도를 추정하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 1,
The first information generator generates the latitude of the first base station and the longitude of the first base station using the location information of the first base station,
And the terminal location estimating unit estimates the latitude of the second user terminal and the longitude of the second user terminal as the position of the second user terminal.
제 1 항에 있어서,
상기 단말 위치 추정부는 현재 시간을 기준으로 미리 정해진 시간이 경과한 뒤 상기 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 장치.
The method of claim 1,
The terminal location estimator is a deep learning based user terminal position estimation apparatus, characterized in that for estimating the position of the second user terminal after a predetermined time on the basis of the current time.
운영 지역에서의 무선 신호에 대한 정보를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 적어도 하나의 제1 기지국의 위치 정보 및 제1 기준 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power)을 생성하는 제1 정보 생성 단계;
제1 사용자 단말의 위치 정보를 기초로 기계 학습을 통해 얻은 가중치(weight) 및 바이어스(bias)를 포함하는 파라미터를 획득하는 파라미터 획득 단계; 및
상기 제1 기지국의 위치 정보, 상기 제1 기준 신호 수신 전력 및 상기 파라미터를 기초로 상기 운영 지역에 위치하는 제2 사용자 단말의 위치를 추정하는 단말 위치 추정 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥 러닝 기반 사용자 단말 위치 추정 방법.
Generating a first reference signal received power and location information of at least one first base station located in the operating area based on the information on the radio signal in the operating area;
A parameter obtaining step of obtaining a parameter including a weight and a bias obtained through machine learning based on the location information of the first user terminal; And
Estimating a location of a second user terminal located in the operating area based on the location information of the first base station, the first reference signal reception power, and the parameter;
Deep learning-based user terminal position estimation method comprising a.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11803580B2 (en) 2021-05-04 2023-10-31 Electronics And Telecommunications Research Institute Apparatus and method for machine-learning-based positioning database creation and positioning of uncollected points using matching feature with wireless communication infrastructure
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