KR20210027346A - 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법 - Google Patents

설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210027346A
KR20210027346A KR1020210028326A KR20210028326A KR20210027346A KR 20210027346 A KR20210027346 A KR 20210027346A KR 1020210028326 A KR1020210028326 A KR 1020210028326A KR 20210028326 A KR20210028326 A KR 20210028326A KR 20210027346 A KR20210027346 A KR 20210027346A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless communication
infrastructure
distance
distances
infrastructures
Prior art date
Application number
KR1020210028326A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102314946B1 (ko
Inventor
조영수
김주영
전주일
지명인
박상준
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020170031821A external-priority patent/KR102225632B1/ko
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020210028326A priority Critical patent/KR102314946B1/ko
Publication of KR20210027346A publication Critical patent/KR20210027346A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102314946B1 publication Critical patent/KR102314946B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 복수의 측정지점에서 측정된 무선통신 인프라 측정정보를 수신하는 수신부; 상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 인접한 무선통신 인프라들을 결정하는 인접 인프라 결정부; 상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여, 각각의 상기 측정지점들로부터 인접한 무선통신 인프라들과의 거리들인 측정지점거리들을 계산하는 측정지점거리 계산부; 상기 측정지점거리들을 이용하여, 상기 인접한 무선통신 인프라들 사이의 거리들인 인프라거리들을 추정하는 인프라거리 추정부; 및 상기 인접한 무선통신 인프라들의 정보와 상기 인프라거리들을 저장하는 저장부를 포함하는, 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치를 제공한다.

Description

설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR ESTIMATING DISTANCE BETWEEN WIRELESS COMMUNICATION INFRASTRUCTURES INSTALLED AT UNKNOWN LOCATION AND METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명은 사용자 단말기들로부터 여러 측정지점에서 수신한 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 설치 위치를 모르는 복수의 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하며, 추정된 무선통신 인프라들 간의 거리를 이용하여 실내 공간에서 정밀한 위치기반 서비스를 제공하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
무선통신 인프라를 이용한 위치추정 기술은 인프라 종류 및 서비스 범위에 따라 다양한 방식으로 존재한다.
지구 궤도 상의 위성신호를 이용하여 사용자의 위치를 결정하는 GNSS(Global Navigation Satellite System)와 같은 GPS 기술들은, 비 가시선(Non-Line Of Sight) 구간인 도심 밀집 지역에서는 다중 경로오차로 인해 위치 오차가 50m에 이르고 특히 실내 지역에서는 수신감도가 저하되어 신호획득을 하지 못해 위치 결정이 어려운 점이 있다. 또한, 가시 위성 저하에 따른 초기위치결정시간(TTFF: Time To First Fix)이 길어지는 문제도 발생한다.
셀룰러 이동통신 기지국의 위치정보와 측정신호를 이용하여 사용자의 위치를 결정하는 Cell-Id, E-OTD(Enhanced-Opserved Time Difference)와 같은 기술들은 GPS에 비해 초기위치결정시간이 짧으나, 기지국의 배치 밀도에 따라 위치추정 정확도가 달라지고 평균적으로 약 100~800m의 비교적 낮은 위치 정확도를 가져서 수m 정도의 위치 정확도를 요구하는 실내외 항법 서비스 등에 적용하기 어렵다.
그에 따라, 실내에서는 주로 Wi-Fi를 이용한 위치추정 기술이 제시되어 왔으며, Wi-Fi 기반 측위 기술은 GPS가 수신되지 않거나 GPS 위치오차가 큰 건물 실내및 도심 밀집지역에서 Wi-Fi AP들로부터의 신호세기 등을 이용하여 수m 수준의 정밀한 위치정보를 제공할 수 있다. 하지만, 차량을 이용한 AP mapping 기술은 Wi-Fi AP의 위치DB 초기 구축에 필요한 비용이 큰 문제가 있다. 또한 수집이 실외 영역에서 이루어지기 때문에 수집 위치는 GPS 위치정보를 사용하는데, 이는 GPS 수신이 어려운 실내 영역에서 수집위치 획득이 불가능한 문제가 있다.
한편, 위치기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 최근 단말의 위치정보를 이용한 다양한 정보를 제공하는 서비스(information service)로 정의될 수 있다. 따라서 임의의 단말에 대한 위치기반서비스를 제공하기 위해서는 해당 단말의 위치정보의 계산이 선행되어야 한다. 하지만 실제 환경에서, 특히 실내 환경에서, 단말의 위치를 제공하기 위해서는 설치된 무선통신 인프라의 위치를 정확히 알고 있거나 아니면 사전 수집과정을 통해 정확한 기준위치의 계산 및 해당 기준위치에서의 패턴 수집 등이 반드시 선행되어야 한다.
하지만, 초기에 해당 무선통신 인프라(예: Wi-Fi AP)의 설치위치 또는 수집 정보를 획득하기 위해 많은 시간과 인력비용이 소모되며, 만약 초기에 해당 정보를 획득 했더라도 실내 건물 내 인테리어의 변경 및 무선통신 인프라(예: Wi-Fi AP)의 수정/추가/변경 시 해당 정보를 갱신하는데 순차적으로 더 큰 비용이 소모될 수 있는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2011-0011546호
본 발명은 복수의 무선통신 인프라들로부터 단말기에 수신된 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간 거리를 추정하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 무선통신 인프라들간 거리정보를 이용한 위치기반 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예는, 복수의 측정지점에서 측정된 무선통신 인프라 측정정보를 수신하는 수신부; 상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 인접한 무선통신 인프라들을 결정하는 인접 인프라 결정부; 상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여, 각각의 상기 측정지점들로부터 인접한 무선통신 인프라들과의 거리들인 측정지점거리들을 계산하는 측정지점거리 계산부; 상기 측정지점거리들을 이용하여, 상기 인접한 무선통신 인프라들 사이의 거리들인 인프라거리들을 추정하는 인프라거리 추정부; 및 상기 인접한 무선통신 인프라들의 정보와 상기 인프라거리들을 저장하는 저장부를 포함하는, 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치를 제공한다.
상기 인프라거리 추정부는 각각의 상기 측정지점거리들에 상응하는 거리오차들의 합이 최소가 되도록 상기 인프라거리들을 추정할 수 있다.
상기 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치는 상기 인프라거리 정보를 이용하여, 상기 인프라거리들을 이용한 위치기반 서비스를 제공하는 서비스 제공부를 포함할 수 있다.
상기 인프라거리 추정부는 상기 인프라거리들이 상기 측정지점들과의 관계에서 삼각 부등식을 만족하며, 상기 거리오차들 각각이 실 환경에서 측정정보의 변화에 따라 발생할 수 있는 측정지점거리의 변화량 이하라는 조건하에, 상기 거리오차들의 합이 최소가 되도록 하는 상기 인프라거리들을 추정할 수 있다.
상기 측정지점거리 계산부는 수신전파세기를 이용한 자유공간 경로손실 모델을 통해 측정지점거리들을 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예는, 복수의 측정지점에서 측정된 무선통신 인프라 측정정보를 수신하는 수신단계; 상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 인접한 무선통신 인프라들을 결정하는 인접 인프라 결정단계; 상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여, 각각의 상기 측정지점들로부터 인접한 무선통신 인프라들과의 거리들인 측정지점거리들을 계산하는 측정지점거리 계산단계; 상기 측정지점거리들을 이용하여, 상기 인접한 무선통신 인프라들 사이의 거리들인 인프라거리들을 추정하는 인프라거리 추정단계; 및 상기 인접한 무선통신 인프라들의 정보와 상기 인프라거리들을 저장하는 저장단계를 포함하는, 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법을 제공한다.
상기 인프라거리 추정단계는 각각의 상기 측정지점거리들에 상응하는 거리오차들의 합이 최소가 되도록 상기 인프라거리들을 추정할 수 있다.
상기 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 상기 인프라거리 정보를 이용하여, 상기 인프라거리들을 이용한 위치기반 서비스를 제공하는 서비스 제공단계를 포함할 수 있다.
상기 인프라거리 추정단계는 상기 인프라거리들이 상기 측정지점들과의 관계에서 삼각 부등식을 만족하며, 상기 거리오차들 각각이 실 환경에서 측정정보의 변화에 따라 발생할 수 있는 측정지점거리의 변화량 이하라는 조건하에, 상기 거리오차들의 합이 최소가 되도록 하는 상기 인프라거리들을 추정할 수 있다.
상기 측정지점거리 계산단계는 수신전파세기를 이용한 자유공간 경로손실 모델을 통해 측정지점거리들을 계산할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예는, 컴퓨터를 이용하여 상기 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 제공한다.
본 발명은 복수의 무선통신 인프라들로부터 단말기에 수신된 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간 거리를 추정할 수 있다.
또한, 본 발명은 무선통신 인프라들간 거리정보를 이용한 위치기반 서비스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 3은 임의의 측정지점에서 임의의 사용자 단말기를 통해 측정한 복수 개의 무선통신 인프라들의 측정정보의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4는 여러 측정지점에서 수집한 무선통신 인프라들의 측정정보 및 일부 무선통신 인프라들의 위치의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5는 여러 측정지점에서 2개의 무선통신 인프라들로부터 수신한 전파의 수신전파세기(RSSI)를 활용하여 계산한 측정지점 거리들의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6은 건물 내부의 여러 무선통신 인프라들과 여러 측정지점들, 그리고 각각의 측정지점에 상응하는 인접한 무선통신 인프라들의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 예시에서, 무선통신 인프라간 상관관계에 따른 상관DB 및 무선통신 인프라간 거리정보에 따른 상관DB의 예시를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 무선통신 인프라간 거리정보에 따른 상관DB의 예시에서, 위치기반 서비스를 이용하는 메시지 송신자와 메시지 수신자들의 위치관계의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 무선통신 인프라간 거리정보에 따른 상관DB의 예시에서, 위치기반 서비스를 이용하는 메시지 송신자와 메시지 수신자들의 위치관계의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 실제 무선통신 환경의 일 예에서, 각각의 무선통신 인프라들로부터 다른 무선통신 인프라들까지의 홉(Hop) 분포를, 상관관계들을 이용한 홉 분포와 인프라거리들을 이용한 홉 분포를 비교하여 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성되어 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(100)는 수신부(110), 인접 인프라 결정부(120), 측정지점거리 계산부(130), 인프라거리 추정부(140), 저장부(150) 등을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(100)는 수신부(110), 인접 인프라 결정부(120), 측정지점거리 계산부(130), 인프라거리 추정부(140), 저장부(150) 및 서비스 제공부(160) 등을 포함한다.
상세히, 수신부(110)는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하기 위해, 복수의 측정지점들에서 사용자의 단말기들로부터 측정된 무선통신 인프라 측정정보를 수신한다.
여기서, 데이터 수신부(110)는 다른 네트워크 장치와 유무선 연결을 통해 제어 신호 또는 데이터 신호와 같은 신호를 송수신하기 위해 필요한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 장치일 수 있다.
이때, 무선통신 인프라 측정정보는 정해진 주기에 따라 정기적으로 수신할 수도 있으며, 필요에 따라 수시로 수신할 수도 있다.
그리고, 무선통신 인프라 측정정보는 이동통신 기지국, Wi-Fi, BT(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), UWB(Ultra-Wide Band) 등 무선통신 및 측위를 위해 전파를 송신하는 장치로부터 전파를 수신했을 때 측정되는 데이터를 의미한다. 해당 데이터에는 식별자, 송신전파세기, 송신주파수, 수신전파세기(RSSI: Received Signal Strength Indicator), 왕복이동시간(RTT: Round Trip Time), 전파도착 수신각(AoA: Angle of Arrival) 등을 포함할 수 있으며 그 외에 각각의 무선통신 인프라별 표준 데이터에 포함되어 수신 가능한 모든 정보를 의미한다.
또한, 복수의 측정지점들은 사용자 단말기가 정적 또는 동적 환경에서 적어도 하나 이상의 무선통신 인프라 측정정보를 수신하는 지점을 의미한다. 사용자 단말은 단말 내 OS, 응용 프로그램, 별도 H/W 등을 통해 해당 정보를 일시적 또는 주기적으로 수집할 수 있다. 그리고, 수집된 무선통신 인프라 측정정보는 단말 내 저장장치 등에 임시적 또는 영구적으로 저장될 수도 있고, 혹은 별도의 저장 없이 원격의 서버 등에 전송할 수도 있다.
인접 인프라 결정부(120)는 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 복수 개의 무선통신 인프라들 중에서 인접한 무선통신 인프라들을 결정한다.
여기서, 인접한 무선통신 인프라는 공간적으로 가까이 배치되어 있는 무선통신 인프라를 의미하며, 본 발명에서는 무선통신 인프라의 설치 위치정보를 모르기 때문에 인접 여부는 임의의 측정지점에서 동시에 수집된 무선통신 인프라 집합 간에는 최대 무선통신 신호도달거리 내에서 인접되어 있다고 판단한다.
측정지점거리 계산부(130)는 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여, 각각의 측정지점들로부터 인접한 무선통신 인프라들과의 거리들인 측정지점거리들을 계산한다.
여기서, 무선통신 인프라 측정정보는 단말기와 무선통신 인프라들과의 인접 강도를 함축하는 수신전파세기(RSSI), 왕복이동시간(RTT) 또는 전파도착 수신각(AoA)와 같은 정보를 포함하고 있으므로, 이를 이용하여 측정지점거리들을 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 측정지점거리 계산부(130)는, 수신전파세기를 이용한 자유공간 경로손실 모델을 통하여 측정지점거리들(
Figure pat00001
)을 계산할 수 있다.
상세히, 수신기 신호세기(
Figure pat00002
)와 송신기 신호세기(
Figure pat00003
)의 관계는, 하기 수학식 1(프리스 공식)과 같이 설계된 무선통신 인프라의 파장(
Figure pat00004
) 및 송수신 안테나 이득(
Figure pat00005
,
Figure pat00006
)으로 표현 가능하다.
[수학식 1]
Figure pat00007
기준거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00008
)은 하기 수학식 2와 같이 수신기 신호세기(
Figure pat00009
)와 송신기 신호세기(
Figure pat00010
)로 표현 가능하며, 상기 수학식 1을 이용하면 기준거리(
Figure pat00011
), 설계된 무선통신 인프라의 파장(
Figure pat00012
) 및 송수신 안테나 이득(
Figure pat00013
,
Figure pat00014
)으로 표현 가능하다.
[수학식 2]
Figure pat00015
측정지점거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00016
)은 하기 수학식 3과 같이 기준거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00017
), 경로 손실 지수(
Figure pat00018
), 측정지점거리(
Figure pat00019
) 및 기준거리(
Figure pat00020
)로 표현 가능하다.
[수학식 3]
Figure pat00021
측정지점거리(
Figure pat00022
)는 상기 수학식 3을 정리하면 하기 수학식 4와 같이 측정지점거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00023
), 기준거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00024
), 경로 손실 지수(
Figure pat00025
) 및 기준거리(
Figure pat00026
)로 표현 가능하다. 또한, 측정지점거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00027
)는 송신기 신호세기(
Figure pat00028
)와 수신기 신호세기(
Figure pat00029
)의 차이로 표현 가능하다.
[수학식 4]
Figure pat00030
상기 수학식들에 따르면, 측정지점거리(
Figure pat00031
)는 무선통신 인프라의 송신기 신호세기(
Figure pat00032
), 기준거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00033
), 경로 손실 지수(
Figure pat00034
), 수신기 신호세기(
Figure pat00035
)의 함수로 계산할 수 있다. 이 때, 송신기 신호세기(
Figure pat00036
)는 송신기 사양(specification)에 따라 사전에 주어질 수 있고, 기준거리에서의 자유공간 경로손실(
Figure pat00037
)은 설계된 무선통신 인프라의 파장(
Figure pat00038
), 기준거리(
Figure pat00039
), 송수신 안테나 이득(
Figure pat00040
,
Figure pat00041
) 등을 이용하여 사전에 계산될 수 있다. 경로 손실 지수(
Figure pat00042
) 역시 전파이동환경에 따라 사전에 주어질 수 있다.
따라서, 무선통신 인프라로부터 측정지점까지의 거리인 측정지점거리(
Figure pat00043
)는 수신기 신호세기(
Figure pat00044
)만의 함수로 계산될 수 있으며, 수신전파세기만 측정되면 측정지점거리(
Figure pat00045
)를 계산할 수 있다.
인프라거리 추정부(140)는 측정지점거리들을 이용하여, 인접한 무선통신 인프라들 사이의 거리들인 인프라거리들을 추정한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 인프라거리 추정부(140)는, 각각의 측정지점거리들에 상응하는 거리오차들의 합이 최소가 되도록 인프라거리들을 추정할 수 있다. 측정지점거리 계산부(130)에서는 사용자의 단말기들에서 수집한 무선통신 인프라 측정정보로부터 측정지점거리를 계산하므로, 실제 측정지점과 대상 무선통신 인프라 사이의 거리와 오차가 생길 수 있다. 따라서, 측정지점거리들의 오차인 거리오차들의 합이 최소가 되는 인프라거리들을 추정하게되면, 실제 무선통신 인프라들 사이의 거리에 근접할 가능성이 높아진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 인프라거리 추정부(140)는, 거리오차들의 합을 최소화하는 문제를 해결하기 위하여 선형계획법(Linear Programming)을 사용할 수 있다. 특히, 인프라거리들이 측정지점들과의 관계에서 삼각 부등식을 만족하며, 거리오차들 각각이 실 환경에서 측정정보의 변화에 따라 발생할 수 있는 측정지점거리의 변화량보다 작거나 같다는 조건하에, 거리오차들의 합이 최소가 되도록 하는 인프라거리들을 추정할 수 있다.
예를 들어, 무선통신 인프라 m, 무선통신 인프라 n 그리고 N개의 측정지점이 존재하는 환경에서 인프라거리를 추정하는 경우에, 인프라거리(
Figure pat00046
)는 각각의 측정지점들에 대해서 하기 수학식 5의 삼각부등식을 충족하여야 한다. 또한, 거리오차들(
Figure pat00047
,
Figure pat00048
) 각각에 대해서, 하기 수학식 6 및 수학식 7과 같이, 실 환경에서 측정정보의 변화에 따라 발생할 수 있는 측정지점거리의 변화량(
Figure pat00049
,
Figure pat00050
)보다 작거나 같도록 제한한다. 하기 수학식 5 내지 7을 만족하면서, 오차거리들의 합(
Figure pat00051
)이 최소가 되도록 인프라거리(
Figure pat00052
)를 정한다.
[수학식 5]
Figure pat00053
[수학식 6]
Figure pat00054
[수학식 7]
Figure pat00055
이때,
Figure pat00056
는 무선통신 인프라 m과 측정지점 k와의 계산된 측정지점거리,
Figure pat00057
는 무선통신 인프라 n과 측정지점 k와의 계산된 측정지점거리,
Figure pat00058
는
Figure pat00059
에 상응하는 거리오차,
Figure pat00060
는
Figure pat00061
에 상응하는 거리오차,
Figure pat00062
는
Figure pat00063
에 상응하는 측정지점거리의 변화량,
Figure pat00064
는
Figure pat00065
에 상응하는 측정지점거리의 변화량,
Figure pat00066
은 무선통신 인프라 m과 무선통신 인프라 n 사이의 인프라거리이다.
또한, 선형계획법을 사용함에 있어서, 무선통신 인프라 종류 및 측정 공간의 구조 등에 따른 조건들을 추가할 수 있다.
저장부(150)는 인접한 무선통신 인프라들의 정보와 인프라거리들을 저장한다. 여기서, 인접한 무선통신 인프라들의 정보는 인접한 무선통신 인프라 집합 정보나, 무선통신 인프라들과와 측정지점들의 인접 강도를 나타내는 수신전파세기(RSSI), RTT, AoA 등의 정보를 포함할 수 있다. 나아가, 여러 측정지점들에서 수집된 무선통신 인프라 측정정보나 측정지점거리들과 같은 정보도 저장할 수 있다.
서비스 제공부(160)는 추정된 인프라거리 정보를 이용하여, 무선통신 인프라들 간의 최단거리에 기반한 위치기반 서비스를 제공할 수 있다.
기존에는 무선통신 인프라 간의 상관관계에 따른 계층에 기반한 위치기반 서비스가 제공되었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 무선통신 인프라들 간의 거리정보에 기반한 위치기반 서비스를 제공하여 보다 정확한 위치기반 서비스를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(도 1의 100 참조)가, 복수의 측정지점에서 측정된 무선통신 인프라 측정정보를 수신한다(S201).
이때, 무선통신 인프라 측정정보는 정해진 주기에 따라 정기적으로 수신할 수도 있으며, 필요에 따라 수시로 수신할 수도 있다.
그리고, 무선통신 인프라 측정정보는 이동통신 기지국, Wi-Fi, BT(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), UWB(Ultra-Wide Band) 등 무선통신 및 측위를 위해 전파를 송신하는 장치로부터 전파를 수신했을 때 측정되는 데이터를 의미한다. 해당 데이터에는 식별자, 송신전파세기, 송신주파수, 수신전파세기(RSSI: Received Signal Strength Indicator), 왕복이동시간(RTT: Round Trip Time), 전파도착 수신각(AoA: Angle of Arrival) 등을 포함할 수 있으며 그 외에 각각의 무선통신 인프라별 표준 데이터에 포함되어 수신 가능한 모든 정보를 의미한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(도 1의 100 참조)가, 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 인접한 무선통신 인프라들을 결정한다(S203).
여기서, 인접한 무선통신 인프라는 공간적으로 가까이 배치되어 있는 무선통신 인프라를 의미하며, 본 발명에서는 무선통신 인프라의 설치 위치정보를 모르기 때문에 인접 여부는 임의의 측정지점에서 동시에 수집된 무선통신 인프라 집합 간에는 최대 무선통신 신호도달거리 내에서 인접되어 있다고 판단한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(도 1의 100 참조)가, 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 각각의 측정지점들로부터 인접한 무선통신 인프라들과의 측정지점거리들을 계산한다(S205).
여기서, 무선통신 인프라 측정정보는 단말기와 무선통신 인프라들과의 인접 강도를 함축하는 수신전파세기(RSSI), 왕복이동시간(RTT) 또는 전파도착 수신각(AoA)와 같은 정보를 포함하고 있으므로, 이를 이용하여 측정지점거리들을 계산할 수 있다.
나아가, 수신전파세기를 이용한 자유공간 경로손실 모델을 통하여 측정지점거리들을 계산할 수 있다. 측정지점거리(
Figure pat00067
)는 무선통신 인프라의 송신기 신호세기(
Figure pat00068
), 기준거리에서 자유공간 경로손실 모델(
Figure pat00069
), 경로 손실 지수(
Figure pat00070
), 수신기 신호세기(
Figure pat00071
)의 함수로 계산할 수 있다. 이 때, 송신기 신호세기(
Figure pat00072
)는 송신기 사양(specification)에 따라 사전에 주어질 수 있고, 기준거리에서 자유공간 경로손실 모델(
Figure pat00073
)은 설계된 무선통신 인프라의 파장(
Figure pat00074
), 기준거리(
Figure pat00075
), 송수신 안테나 이득(
Figure pat00076
,
Figure pat00077
) 등을 이용하여 사전에 계산될 수 있다. 경로 손실 지수(
Figure pat00078
) 역시 전파이동환경에 따라 사전에 주어질 수 있다.
따라서, 무선통신 인프라로부터 측정지점까지의 거리인 측정지점거리(
Figure pat00079
)는 수신기 신호세기(
Figure pat00080
)만의 함수로 계산될 수 있으며, 수신전파세기만 측정되면 측정지점거리(
Figure pat00081
)를 계산할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(도 1의 100 참조)가, 측정지점거리들을 이용하여 인접한 무선통신 인프라들 사이의 인프라거리들을 추정한다(S207).
이 때, 단계(S205)에서 계산한 각각의 측정지점거리들에 상응하는 거리오차들의 합이 최소가 되도록, 인프라거리들을 추정할 수 있다. 사용자의 단말기들에서 수집한 무선통신 인프라 측정정보로부터 측정지점거리를 계산하므로, 실제 측정지점과 대상 무선통신 인프라 사이의 거리와 오차가 생길 수 있다. 따라서, 측정지점거리들의 오차인 거리오차들의 합이 최소가 되는 인프라거리들을 추정하게되면, 실제 무선통신 인프라들 사이의 거리에 근접할 가능성이 높아진다.
그리고, 인프라거리들을 추정함에 있어서, 거리오차들의 합을 최소화하는 문제를 해결하기 위하여 선형계획법을 사용할 수 있다. 특히, 인프라거리들이 측정지점들과의 관계에서 삼각 부등식을 만족하며, 거리오차들 각각이 실 환경에서 측정정보의 변화에 따라 발생할 수 있는 측정지점거리의 변화량보다 작거나 같다는 조건하에, 거리오차들의 합이 최소가 되도록 하는 인프라거리들을 추정할 수 있다.
또한, 선형계획법을 사용함에 있어서, 무선통신 인프라 종류 및 측정 공간의 구조 등에 따른 조건들을 추가할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(도 1의 100 참조)가, 인접한 무선통신 인프라들의 정보와 인프라거리들을 저장한다(S209). 여기서, 인접한 무선통신 인프라들의 정보는 인접한 무선통신 인프라 집합 정보나, 무선통신 인프라들과와 측정지점들의 인접 강도를 나타내는 수신전파세기(RSSI), RTT, AoA 등의 정보를 포함할 수 있다.
나아가, 여러 측정지점들에서 수집된 무선통신 인프라 측정정보나 측정지점거리들과 같은 정보도 저장할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치(도 1의 100 참조)가, 무선통신 인프라들 사이의 최단거리에 기반한 위치기반 서비스를 제공한다(S211).
기존에는 무선통신 인프라 간의 상관관계에 따른 계층에 기반한 위치기반 서비스가 제공되었으나, 본 발명의 일 실시예에서는 무선통신 인프라들 간의 거리정보에 기반한 위치기반 서비스를 제공하여 보다 정확한 위치기반 서비스를 제공할 수 있다.
선택적 실시예에서, 상기 단계들(S201, S203, S205, S207, S209 및 S211)에 있어서, 인접한 무선통신 인프라들을 결정하는 단계(S203)와 측정지점거리들을 계산하는 단계(S205)는 병렬적으로 수행될 수 있다.
선택적 실시예에서, 상기 단계들(S201, S203, S205, S207, S209 및 S211)에 있어서, 위치기반 서비스를 제공하는 단계(S211)는 인접한 무선통신 인프라들의 정보와 인프라거리들을 저장하는 단계(S209)보다 먼저 수행될 수 있다.
선택적 실시예에서, 상기 단계들(S201, S203, S205, S207, S209 및 S211)에 있어서, 위치기반 서비스를 제공하는 단계(S211)는 인접한 무선통신 인프라들의 정보와 인프라거리들을 저장하는 단계(S209)와 병렬적으로 수행될 수 있다.
도 3은 임의의 측정지점에서 임의의 사용자 단말기를 통해 측정한 복수 개의 무선통신 인프라들의 측정정보의 예시를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 예를 들어 임의의 측정지점에서 임의의 사용자 단말기를 통해 4개의 Wi-Fi AP 리스트가 측정되었다고 가정하자. 이 때, 물리적으로 사용자 단말기를 중심으로 Wi-Fi AP 최대 전파도달거리 내에는 4개 Wi-Fi AP(CCC, AAA, BBB, EEE)들이 인접하며, 상기 4개의 Wi-Fi AP들은 인접한 무선통신 인프라로 결정된다.
도 3에는 Wi-Fi AP들과 그에 상응하는 수신전파세기(RSSI) 정보가 도시되어 있다. 수신전파세기(RSSI)가 큰 값을 가진다는 것은 사용자 단말기가 상응하는 무선통신 인프라에 가까운 거리에 있음을 의미한다.
따라서, 도 3에 도시된 예시에서는, 4개의 Wi-Fi AP들이 CCC, AAA, BBB, EEE 순으로 사용자 단말기 또는 측정지점에 가까운 거리에 있다고 판단할 수 있다.
도 4는 여러 측정지점에서 수집한 무선통신 인프라들의 측정정보 및 일부 무선통신 인프라들의 위치의 예시를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 여러 무선통신 인프라 측정정보에는 각각에 상응하는 인접한 무선통신 인프라들에 대한 정보를 포함하고 있다. 예를 들면, 측정지점 1에서 수집된 무선통신 인프라 측정정보에 따르면, 측정지점 1은 Wi-Fi AP가 AAA, BBB, CCC, DDD, EEE 순으로 가깝게 배치되어 있으며, 측정지점 2에서 수집된 무선통신 인프라 측정정보에 따르면, 측정지점 2는 Wi-Fi AP가 BBB, CCC, AAA, DDD 순으로 가깝게 배치되어 있다.
또한, 도 4를 참조하면, Wi-Fi AP BBB 및 CCC에서 임의의 측정지점까지 이르는 거리들인 (a)가 측정지점거리이며, Wi-Fi AP BBB와 CCC 사이의 거리인 (b)가 인프라거리이다.
측정지점거리들은 각 측정지점에서 수집된 무선통신 인프라 측정정보에 포함된 수신전파세기(RSSI), RTT, AoA 등의 정보를 통하여 계산할 수 있으며, 인프라거리는 측정지점거리들에 포함된 거리오차들의 합을 최소화하는 값으로 추정하여 정할 수 있다.
도 5는 여러 측정지점에서 2개의 무선통신 인프라들로부터 수신한 전파의 수신전파세기(RSSI)를 활용하여 계산한 측정지점 거리들의 예시를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 각각의 측정지점들에서 AP m과 AP n에서 측정된 수신전파세기(RSSI)를 이용해 측정지점거리들(예:
Figure pat00082
,
Figure pat00083
)을 계산할 수 있으며, 각각의 측정지점거리들에는 상응하는 측정지점과 AP와의 실제 거리들(예:
Figure pat00084
,
Figure pat00085
) 과의 차이인 오차거리(예:
Figure pat00086
,
Figure pat00087
)들이 포함되어 있다.
그리고 AP m과 AP n 사이의 거리인 인프라거리(
Figure pat00088
)을 추정함에 있어서, 측정지점거리들을 이용하여 오차거리들의 합이 최소가 되도록 하는 인프라거리를 실제 인프라거리로 추정할 수 있다. 즉,
Figure pat00089
가 최소가 되는 인프라거리(
Figure pat00090
)를 찾을 수 있다.
도 6은 건물 내부의 여러 무선통신 인프라들과 여러 측정지점들, 그리고 각각의 측정지점에 상응하는 인접한 무선통신 인프라들의 예시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 측정지점 1(사용자 참여 1)에서 수집한 무선통신 인프라 측정정보에 따르면, AP AAA, BBB, CCC가 인접 무선통신 인프라 집합을 구성하고; 측정지점 2(사용자 참여 2) 에서 수집한 무선통신 인프라 측정정보에 따르면, AP AAA, CCC, DDD, EEE가 인접 무선통신 인프라 집합을 구성하고; 측정지점 3(사용자 참여 3)에서 수집한 무선통신 인프라 측정정보에 따르면, AP BBB, FFF가 인접 무선통신 인프라 집합을 구성하고; 측정지점 4(사용자 참여 4)에서 수집한 무선통신 인프라 측정정보에 따르면, AP FFF, GGG가 인접 무선통신 인프라 집합을 구성하며; AP HHH에 대해서는 수집된 무선통신 인프라 측정정보가 없으므로, 인접 무선통신 인프라 집합을 구성하지 않는다.
동일한 인접 무선통신 인프라 집합 내에 있는 무선통신 인프라들은 서로 인접하다고 판단할 수 있으며, 기존의 위치기반 서비스들은 특정한 무선통신 인프라들 사이에서 몇 개의 인접 무선통신 인프라 집합을 거치는지와 같은 상관관계를 통한 계층수에 기반하였다.
도 7은 도 6에 도시된 예시에서, 무선통신 인프라간 상관관계에 따른 상관DB 및 무선통신 인프라간 거리정보에 따른 상관DB의 예시를 나타낸 도면이다.
도 7의 좌측부와 도 6을 참조하면, 동일한 인접 무선통신 인프라 집합에 포함된 AP들은 서로 상관관계가 1로 볼 수 있다. 예를 들어, AP DDD와 AP CCC는 도 6에 도시된 측정지점 2(사용자 참여 2)에서 수집한 무선통신 인프라 측정정보에 의해 동일한 인접 무선통신 인프라 집합에 속하여서 상관관계 또는 계층이 1이 된다. 따라서, AP DDD와 AP BBB는 2개의 인접 무선통신 인프라 집합에 걸쳐있어, 상관관계 또는 계층이 2가 된다.
하지만, 도 7의 우측부를 참조하면, 각 무선통신 인프라들 사이를 계층 대신 인프라거리들을 미터(m) 단위로 표시하여, 여러 무선통신 인프라들 사이의 실제 가까운 정도를 더욱 정확히 묘사할 수 있다. 예를 들어, 계층에 따른 상관DB에서는, AP DDD에서 AP EEE에 이르는 경우나 AP DDD에서 AP CCC에 이르는 경우 모두 계층 1에 해당하여 동일한 인접도를 가지지만; 인프라거리에 따른 상관DB에서는, AP DDD에서 AP EEE에 이르는 경우는 거리가 10미터이며, AP DDD에서 AP CCC에 이르는 경우는 거리가 20미터가 되어 인접도가 2배의 차이를 가지게 된다.
따라서, 무선통신 인프라간 상관관계에 따른 상관DB를 이용한 경우에는 직접적으로 무선통신 인프라 간의 거리를 추정할 수 없으며, 무선통신 인프라간 거리정보에 따른 상관DB는 더욱 정확한 무선통신 인프라 분포 상황을 반영하며, 더 나은 위치기반 서비스를 제공할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 무선통신 인프라간 거리정보에 따른 상관DB의 예시에서, 위치기반 서비스를 이용하는 메시지 송신자와 메시지 수신자들의 위치관계의 일 예를 나타낸 도면이다.
메시지 송신자는 위치기반 서비스를 이용하여 근처에 있는 사람들에게 쿠폰과 같은 콘텐츠를 제공하는 매장주인 등이 될 수 있으며, 메시지 수신자는 위치기반 서비스를 이용하여 근처에 있는 매장들의 할인쿠폰과 같은 콘텐츠를 제공받는 고객 등이 될 수 있다.
도 8을 참조하면, 위치기반 서비스를 이용하는 메시지 송신자는 무선통신 인프라에 해당하는 AP GGG에 가장 가까이 위치하며, 메시지 수신자 a는 AP FFF에, 메시지 수신자 b는 AP DDD에 가장 가까이 위치한다.
따라서, 메시지 수신자 a는 메시지 송신자로부터 상관관계가 1에 해당하며 무선통신 인프라간 최단거리는 15미터에 해당한다. 그리고 메시지 수신자 b는 메시지 송신자로부터 상관관계 4에 해당하며, 무선통신 인프라간 최단거리는 75미터에 해당한다.
만약 위치기반 서비스에서 메시지를 전송하는 범위를 상관관계에 따른 계층을 기준으로 하여 계층 1부터 계층 5로 나누게 되면, 메시지 수신자 a는 계층 1부터 계층 5까지 모두 수신이 가능하게 되며, 메시지 수신자 b는 계층 4부터 계층 5까지 수신 가능하다.
만약 위치기반 서비스에서 메시지를 전송하는 범위를 무선통신 인프라간 거리정보를 기준으로 하여 10미터, 30미터, 50미터, 70미터 및 100미터로 나누게 되면, 메시지 수신자 a는 30미터, 50미터, 70미터 및 100미터의 범위에서 수신 가능하며, 메시지 수신자 b는 100미터의 범위에서만 수신 가능하다.
메시지 수신자 b는 메시지 송신자로부터 인프라거리들의 합이 75미터가 되어 상대적으로 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 상관관계가 4로 판단되어 상대적으로 가깝다고 판단될 수 있으며, 메시지 수신자 a는 메시지 송신자로부터 인프라거리가 15미터임에도 상관관계가 1로 판단되어 메시지 전송 범위에 따라 상대적으로 가깝다고 판단될 가능성이 있다.
메시지 수신자와 메시지 송신자 사이의 인프라거리들의 합을 기준으로 메시지 전송범위를 정하게 될 경우, 메시지 수신자와 송신자는 보다 정확하고 신뢰할만한 위치기반 서비스를 제공받을 수 있다. 하지만, 메시지 수신자와 메시지 송신자 사이의 상관관계를 기준으로 메시지 전송범위를 정하게 될 경우, 메시지 수신자와 송신자는 거리정보가 부정확하게 반영된 위치기반 서비스를 제공받게 된다.
도 9는 도 7에 도시된 무선통신 인프라간 거리정보에 따른 상관DB의 예시에서, 위치기반 서비스를 이용하는 메시지 송신자와 메시지 수신자들의 위치관계의 다른 일 예를 나타낸 도면이다.
도 9를 참조하면, 위치기반 서비스를 이용하는 메시지 송신자는 무선통신 인프라에 해당하는 AP CCC에 가장 가까이 위치하며, 메시지 수신자 a는 AP FFF에, 메시지 수신자 b는 AP DDD에, 메시지 수신자 c는 AP GGG 가장 가까이 위치한다.
따라서, 메시지 수신자 a는 메시지 송신자로부터 상관관계가 2에 해당하며 무선통신 인프라간 최단거리는 40미터에 해당한다. 그리고 메시지 수신자 b는 메시지 송신자로부터 상관관계 1에 해당하며, 무선통신 인프라간 최단거리는 20미터에 해당한다. 그리고 메시지 수신자 c는 메시지 송신자로부터 상관관계 3에 해당하며, 무선통신 인프라간 최단거리는 55미터에 해당한다.
만약 위치기반 서비스에서 메시지를 전송하는 범위를 상관관계에 따른 계층을 기준으로 하여 계층 1부터 계층 5로 나누게 되면, 메시지 수신자 a는 계층 2부터 계층 5까지 수신이 가능하게 되며, 메시지 수신자 b는 계층 1부터 계층 5까지 모두 수신 가능하다. 또한, 메시지 수신자 c는 계층 3부터 계층 5까지 수신 가능하다.
만약 위치기반 서비스에서 메시지를 전송하는 범위를 무선통신 인프라간 거리정보를 기준으로 하여 10미터, 30미터, 50미터, 70미터 및 100미터로 나누게 되면, 메시지 수신자 a는 50미터, 70미터 및 100미터의 범위에서 수신 가능하며, 메시지 수신자 b는 30미터, 50미터, 70미터 및 100미터의 범위에서 수신 가능하다. 또한, 메시지 수신자 c는 70미터 및 100미터의 범위에서 수신 가능하다.
메시지 수신자 a는 메시지 송신자로부터 인프라거리들의 합이 40미터가 되어 상대적으로 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 상관관계가 2로 판단되어 상대적으로 가깝다고 판단될 수 있으며, 메시지 수신자 b는 메시지 송신자로부터 인프라거리가 20미터임에도 상관관계가 1로 판단되어 메시지 전송 범위에 따라 상대적으로 가깝다고 판단될 가능성이 있다. 또한, 메시지 수신자 c는 메시지 송신자로부터 인프라거리들의 합이 55미터로 상대적으로 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 상관관계가 3으로 판단되어 상대적으로 가깝다고 판단될 가능성이 있다.
도 10은 실제 무선통신 환경의 일 예에서, 각각의 무선통신 인프라들로부터 다른 무선통신 인프라들까지의 홉(Hop) 분포를, 상관관계들을 이용한 홉 분포와 인프라거리들을 이용한 홉 분포를 비교하여 나타낸 도면이다.
상세히, 도 10은 한 건물의 4개 층에서 수신된 식별 가능한 각각의 무선통신 인프라(예: Wi-Fi AP)에서 타겟 무선통신 인프라(예: Wi-Fi AP)간 최단거리 추정시, 계산한 거리정보를 활용하지 않고 상관관계들을 이용한 계층 수(좌측) 및 거리정보를 활용한 계층 수(우측)를 비교한 것이다. x축은 최단거리 추정을 위하여 시작의 기준이 되는 무선통신 AP의 ID를 나타낸 것이며, y축은 각 타겟 무선통신 인프라들의 계층 수의 분포 비율을 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 한 건물의 4개 층 내에서 타겟 단말에 대한 위치기반 서비스를 제공한다고 가정할 때, 거리정보를 활용하지 않은 경우 대부분 3 계층 이내에서 타겟 단말에 대한 위치기반 서비스(예: 할인쿠폰 제공)를 제공할 수 있다. 즉, 위치기반 서비스를 위해 설정할 수 있는 기준을 상관관계에 기반하게 된다면, 계층을 1에서 3 사이 값으로만 설정해서 서비스를 제공할 수 밖에 없기 때문에, 매우 근사적이고 부정확한 위치기반 서비스를 제공하게 된다.
반면에 거리정보를 활용하는 경우 계층 간 추정된 거리 정보가 반영되어 6 계층 이내에서 세분화된 위치기반 서비스(예: 할인쿠폰 제공)를 제공할 수 있다. 특히, 기존 위치기반 서비스에서 보편적으로 사용하는 거리 기준 설정(예: 50m)이 가능하기 때문에 보다 정확하게 Trigger하여 맞춤형 위치기반 서비스를 타겟 단말에 제공할 수 있다.
특히, 거리정보를 활용하여 위치기반 서비스 범위를 결정할 수 있다는 점에서, 기존에 설계된 위치기반 서비스와 호환성이 크고, 설정기준이 직관적이고 명료한 장점이 있다.
또한, 무선통신 인프라 측정정보가 누적될수록 이를 활용하여 추정된 무선통신 인프라간 거리정보는 보다 정확해 질 수 있다는 장점이 있으며, 만약 무선통신 인프라가 이전 설치되거나 제거되는 경우라도 지속적으로 수집된 최신 측정정보를 활용하여 이를 갱신할 수 있는 장점도 있다.
무엇보다도 실내 환경에서 초기 수집 없이 사용자 단말이 제공하는 복수의 무선통신 인프라 측정정보를 누적하여 이를 기반으로 무선통신 인프라간 상관DB 및 거리정보를 추정하면 해당 실내 환경에서 위치기반 서비스를 제공할 수 있다는 점이 본 발명의 큰 기여라 할 수 있다.
한편, 상술한 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이 때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
110: 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치
110: 수신부 120: 인접 인프라 결정부
130: 측정지점거리 계산부 140: 인프라거리 추정부
150: 저장부 160: 서비스 제공부

Claims (7)

  1. 복수의 측정지점들에서 측정된 무선통신 인프라 측정정보를 수신하는 수신부;
    상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 인접한 무선통신 인프라들을 결정하는 인접 인프라 결정부; 및
    상기 인접한 무선통신 인프라들 사이의 거리들인 인프라거리들을 추정하는 인프라거리 추정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간의 거리를 추정하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인접한 무선통신 인프라들은
    측정정보 리스트에 수집된 복수의 패턴들에 기반하여 산출된 측위 인프라들 사이의 상관관계 구조를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간의 거리를 추정하는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 상관관계 구조는
    특정 측위 인프라와 관련된 상관 관계에 따라 주변 인프라들을 계층 구조화한 계층 구조인 것을 특징으로 하는 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간의 거리를 추정하는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 계층 구조는
    복수의 측위 인프라들로부터 동시에 신호를 수신하는 단말의 측정정보에 기반하여 생성되는 것을 특징으로 하는 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간의 거리를 추정하는 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 인프라거리들은
    각각의 상기 측정지점들로부터 인접한 무선통신 인프라들과의 거리들인 측정지점거리들을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간의 거리를 추정하는 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 인프라거리 추정부는
    상기 무선통신 인프라들 각각의 설치 위치정보 없이 상기 인프라거리들을 추정하는 것을 특징으로 하는 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간의 거리를 추정하는 장치.
  7. 복수의 측정지점에서 측정된 무선통신 인프라 측정정보를 수신하는 수신단계;
    상기 무선통신 인프라 측정정보를 이용하여 인접한 무선통신 인프라들을 결정하는 인접 인프라 결정단계; 및
    상기 인접한 무선통신 인프라들 사이의 거리들인 인프라거리들을 추정하는 인프라거리 추정단계를 포함하고,
    상기 인프라거리들은 상기 무선통신 인프라들 각각의 설치 위치정보 없이 추정되는 것을 특징으로 하는 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들간의 거리를 추정하는 방법.
KR1020210028326A 2017-03-14 2021-03-03 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법 KR102314946B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210028326A KR102314946B1 (ko) 2017-03-14 2021-03-03 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170031821A KR102225632B1 (ko) 2017-03-14 2017-03-14 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법
KR1020210028326A KR102314946B1 (ko) 2017-03-14 2021-03-03 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170031821A Division KR102225632B1 (ko) 2017-03-14 2017-03-14 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210027346A true KR20210027346A (ko) 2021-03-10
KR102314946B1 KR102314946B1 (ko) 2021-10-21

Family

ID=75148662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210028326A KR102314946B1 (ko) 2017-03-14 2021-03-03 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102314946B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110011546A (ko) 2009-07-27 2011-02-08 한국전자통신연구원 인프라 정보 수집 장치 및 그 방법, 이를 이용한 측위 방법 및 그 시스템
KR20130089136A (ko) * 2012-02-01 2013-08-09 한국전자통신연구원 실내 수집 위치와 이종 인프라 측정정보를 수집하는 장치 및 방법
KR101446032B1 (ko) * 2010-05-06 2014-10-02 에스케이텔레콤 주식회사 무선랜 신호를 이용한 위치 측위 방법 및 장치
KR20150053311A (ko) * 2013-11-07 2015-05-18 목포대학교산학협력단 실내 무선 센서 네트워크 환경에서의 효과적인 위치측위 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110011546A (ko) 2009-07-27 2011-02-08 한국전자통신연구원 인프라 정보 수집 장치 및 그 방법, 이를 이용한 측위 방법 및 그 시스템
KR101446032B1 (ko) * 2010-05-06 2014-10-02 에스케이텔레콤 주식회사 무선랜 신호를 이용한 위치 측위 방법 및 장치
KR20130089136A (ko) * 2012-02-01 2013-08-09 한국전자통신연구원 실내 수집 위치와 이종 인프라 측정정보를 수집하는 장치 및 방법
KR20150053311A (ko) * 2013-11-07 2015-05-18 목포대학교산학협력단 실내 무선 센서 네트워크 환경에서의 효과적인 위치측위 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102314946B1 (ko) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2805176B1 (en) Improved positioning system
US8825393B2 (en) Method for providing location service and mobile terminal
US9237415B2 (en) Method and system for estimating range of mobile device to wireless installation
JP7108626B2 (ja) 無線通信システムの端末を位置特定する方法およびシステム
US6885969B2 (en) Location estimation in partially synchronized networks
JP2009504529A (ja) 無線ノードネットワークを使用したエレベータかごの呼び方法及びそのためのシステム
JP2011523062A (ja) 最良のｗｌａｎ−ｐｓ導出解を選択することによるハイブリッド衛星／ｗｌａｎ測位システムを使用した位置を決定する方法及びシステム
JP2012525569A (ja) Ｗｉ−ｆｉ信号による測位のための方法
WO2016003743A1 (en) Systems and methods for estimating whether a receiver is inside or outside a building
KR101709411B1 (ko) 가중치 삼변측량법에 기반한 위치 측정 방법과 이를 이용한 실내 측위 방법
Elazab et al. Integrated cooperative localization for connected vehicles in urban canyons
KR20090129835A (ko) 단말기의 위치를 추정하는 장치 및 시스템
KR101597437B1 (ko) 무선신호의 상대적 수신세기 비율정보를 이용한 실내측위시스템 및 방법
KR20190107439A (ko) 단말의 위치 판단 장치
KR20150079080A (ko) 신뢰도 기반 측위 방법 및 그 장치
KR20140086321A (ko) 애드혹 망을 이용한 위치 추적 장치 및 방법과 그를 위한 이동통신 시스템
US20160066156A1 (en) Selection of Location-Determination Information
KR20170084637A (ko) 측위 인프라 데이터베이스 자동 갱신 장치 및 방법
US9867003B2 (en) Method of tracking user's location
Khalel Position location techniques in wireless communication systems
KR101901407B1 (ko) 측위 장치 및 방법
KR102314946B1 (ko) 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법
KR102225632B1 (ko) 설치 위치를 모르는 무선통신 인프라들 간의 거리를 추정하는 장치 및 그 방법
KR20170084896A (ko) 파티클 필터 기반 사용자 실내 위치 정보 추정 장치 및 방법
KR20190077717A (ko) 무선 통신 시스템에서 단말 위치를 추정하는 방법 및 이를 위한 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right