KR20210047072A - 기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210047072A
KR20210047072A KR1020190130679A KR20190130679A KR20210047072A KR 20210047072 A KR20210047072 A KR 20210047072A KR 1020190130679 A KR1020190130679 A KR 1020190130679A KR 20190130679 A KR20190130679 A KR 20190130679A KR 20210047072 A KR20210047072 A KR 20210047072A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
base station
radio wave
location
mobile terminal
area
Prior art date
Application number
KR1020190130679A
Other languages
English (en)
Inventor
송형준
Original Assignee
주식회사 케이티
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
Application filed by 주식회사 케이티 filed Critical 주식회사 케이티
Priority to KR1020190130679A priority Critical patent/KR20210047072A/ko
Publication of KR20210047072A publication Critical patent/KR20210047072A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/12—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves by co-ordinating position lines of different shape, e.g. hyperbolic, circular, elliptical or radial
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G01S11/06—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves using intensity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • 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
    • H04W4/023—Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

본 발명은 기지국에서 송출되는 무선 신호를 이용하여 위치를 측정하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 장치에서 기지국 신호를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법은, 기지국 전파세기를 포함하는 수집 데이터를 이동단말로부터 수신하는 단계; 상기 수집 데이터에 포함된 기지국 전파세기와 전파맵을 비교하여, 사전에 설정된 순위 안에 드는 일치율을 가지는 복수의 영역을 전파맵에서 확인하고, 상기 확인한 복수의 영역들을 후보 영역으로서 선정하는 단계; 상기 수집 데이터에 포함된 기지국의 시간정보를 이용하여, 기지국과 상기 이동단말 간의 거리를 계산하고, 기지국의 위치에서 상기 계산한 거리에 해당하는 반경을 가지는 원을 형성함으로써 기지국의 원호를 생성하는 단계; 상기 후보 영역으로 선정한 영역과 각 기지국의 원호와의 거리를 계산하는 단계; 및 상기 후보 영역으로 선정된 영역들 중에서 상기 각 기지국 원호와의 거리가 가장 짧게 계산된 영역을 이동단말이 위치한 영역으로 결정하는 단계를 포함한다.

Description

기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치{LOCATION MEASURING METHOD USING BASE STATION SIGNAL AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 위치 측정 기술에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기지국에서 송출되는 무선 신호를 이용하여 위치를 측정하는 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
위치기반 서비스(LBS: location based service)는 사용자의 위치를 파악하여 주변의 지형, 지물 들에 대한 안내 혹은 고객이 필요로 할만한 상품이나 서비스의 정보를 제공하는 서비스를 말한다.
일반적으로 위치기반 서비스는 GPS(global positioning system)이라고 알려져 있는 위성으로부터 수신되는 신호를 이용한다. 상기 GPS 신호를 이용한 위치 측정은, 세 개 이상의 GPS 위성으로부터 송신된 신호를 수신하여 각 위성과 수신기 사이의 거리를 구하고, 위성과 수신기 사이 거리를 삼변 측량 등의 기법을 사용하면 위치를 산정한다.
하지만 도심 빌딩 지역이나 하늘이 열려있지 않은 지역에서는 GPS 위치 측정의 정확도가 매우 떨어지는 문제점이 있다. 이렇게 정확도가 떨어지는 경우에는 위성 신호만을 사용해서는 위치기반 서비스를 제공하기 어렵다.
한편, 3G, 4G LTE, 5G NR 등 무선 통신 네트워크는 GPS 신호와 비교하여 커버리지가 넓고 데이터 제공 속도가 높은 장점이 있기 때문에 GPS 신호가 수신되지 않는 지역의 위치 측정에 활용될 수 있다.
무선 통신기반 셀 측위 방법 중 3GPP에서 표준화된 대표 기술은 OTDOA(observed time difference of arrival) 기반의 3각 측량 방법이다. 이러한 기지국 신호를 이용한 위치 측정 기술은, 각 기지국으로부터 전송된 신호의 시간차를 이용해서 도심이나 외곽지역 등 지형에 관계없이 정밀한 측위가 가능하다. 하지만, 무선 품질 향상시키고 무선 통신 셀 간 간섭이 발생하지 않게 하기 위해, 최대한 기지국 셀간 중첩지역을 줄이는 것이 일반적이다. 이런 경우 이동단말에서 수신되는 기지국의 수가 감소하여 특정 지역에서는 3개 이상의 기지국 신호가 수신되지 않기도 한다. 부연하면, 기지국 신호를 이용하여 위치 측정을 수행하기 위해서는 최소한 3개 이상의 기지국 신호가 필요한데, 특정 장소에는 3개 미만의 기지국 신호가 수신되어, 정확한 위치 측정이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 적은 수의 기지국 신호가 수집되더라도 정확하게 이동단말의 위치를 측정할 수 있는 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 이동단말로부터 수신한 수집 데이터를 분석하여 기 구축된 전파맵을 갱신하는 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1측면에 따른 위치 측정 장치에서 기지국 신호를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법은, 기지국 전파세기를 포함하는 수집 데이터를 이동단말로부터 수신하는 단계; 상기 수집 데이터에 포함된 기지국 전파세기와 전파맵을 비교하여, 사전에 설정된 순위 안에 드는 일치율을 가지는 복수의 영역을 전파맵에서 확인하고, 상기 확인한 복수의 영역들을 후보 영역으로서 선정하는 단계; 상기 수집 데이터에 포함된 기지국의 시간정보를 이용하여, 기지국과 상기 이동단말 간의 거리를 계산하고, 기지국의 위치에서 상기 계산한 거리에 해당하는 반경을 가지는 원을 형성함으로써 기지국의 원호를 생성하는 단계; 상기 후보 영역으로 선정한 영역과 각 기지국의 원호와의 거리를 계산하는 단계; 및 상기 후보 영역으로 선정된 영역들 중에서 상기 각 기지국 원호와의 거리가 가장 짧게 계산된 영역을 이동단말이 위치한 영역으로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 원호와의 거리를 계산하는 단계는, 상기 후보 영역으로 선정된 영역의 중심 좌표와 각 기지국의 원호와의 최단 거리를 산출하고, 상기 산출한 최단 거리의 평균을 계산할 수 있다.
상기 방법은 상기 가장 짧게 계산된 영역의 중심 좌표를 상기 이동단말의 위치로서 측정할 수 있다.
상기 방법은, 복수의 GPS 신호와 하나 이상의 기지국 전파세기를 포함하는 데이터를 수신하는 단계; 상기 복수의 GPS 신호의 SINR이 사전에 설정된 임계값 이상인 여부를 확인하여 임계값 이상이면, 상기 GPS 신호들을 이용하여 GPS 기반의 위치를 측정하는 단계; 상기 측정한 GPS 기반의 위치에 대응하는 영역을 상기 전파맵에서 확인하는 단계; 상기 GPS 신호의 SINR 및 상기 기지국 전파세기를 토대로 보정값을 계산하는 단계; 및 상기 전파맵에서 확인한 영역에 포함된 전파세기를 상기 보정값으로 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 방법은 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 프로그램 형태로 기록될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2측면에 따른 기지국 신호를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 위치 측정 장치는, 기지국 전파세기를 포함하는 수집 데이터를 이동단말로부터 수신하는 데이터 수집부; 및 상기 수집 데이터에 포함된 기지국 전파세기와 전파맵을 비교하여 사전에 설정된 순위 안에 드는 일치율을 가지는 복수의 영역을 전파맵에서 확인하고, 상기 확인한 복수의 영역들을 후보 영역으로서 선정하며, 상기 수집 데이터에 포함된 기지국의 시간정보를 이용하여 기지국과 상기 이동단말 간의 거리를 계산하고, 기지국의 위치에서 상기 계산한 거리에 해당하는 반경을 가지는 원을 형성함으로써 기지국의 원호를 생성하는 위치 측정부를 포함한다.
상기 위치 측정부는, 상기 후보 영역으로 선정된 영역과 각 기지국의 원호와의 거리를 계산하여, 상기 후보 영역으로 선정된 영역들 중에서 상기 각 기지국 원호와의 거리가 가장 짧게 계산된 영역을 이동단말이 위치한 영역으로 결정할 수 있다.
본 발명은 기지국 신호를 이용하여, 이동단말의 위치를 정밀하게 측위할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 적은 개수의 기지국 신호가 수집되더라도, 이동단말의 위치를 정확하게 측정하여 위치 측위에 대한 서비스 만족도를 향상시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 이동단말로부터 수신되는 수집 데이터를 분석하여, 전파맵에 기록된 기지국 전파세기가 정확하게 반영되게 보정함으로써, 전파맵의 정확도를 향상시키는 이점이 있다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 시스템의 네트워크 환경을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 기지국 전파세기를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4는 기지국의 원호와 후보 목록에 포함된 격자 영역을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 전파맵을 갱신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 시스템의 네트워크 환경을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템은 위치 측정 장치(200), 다수의 기지국(410, 420, 430) 및 이동단말(100)을 포함한다.
상기 기지국(410, 420, 430)은 3G, 4G 또는 5G 기반의 기지국으로서, 지정된 대역의 주파스를 가지는 무선신호를 지속적으로 송출한다. 상기 기지국(410, 420, 430)은 NobeB, eNobeB, gNB 등을 포함한다. 상기 기지국(410, 420, 430)은 무선신호를 송출할 때, 기지국 식별정보에 해당하는 셀 식별정보(PCI : physical cell identity)를 포함시켜 전송한다.
코어 네트워크(300)는 기지국(410, 420, 430)과 통신하여, 데이터를 라우팅하고 이동단말(100)의 핸드오버를 결정하는 등의 이동통신 서비스를 위한 다양한 유닛들이 집합된 네트워크이다. 상기 코어 네트워크(300)는, 교환 노드, 게이트웨이, 과금 장치, 홈 가입자 서버 등과 같은 다양한 장치들을 포함한다. 상기 코어 네트워크(300)를 통해서 이동단말(100)과 위치 측정 장치(200)는 서로 통신한다.
이동단말(100)은 기지국(410, 420, 430)과 무선 통신이 가능한 단말로서, UE, SS 등으로 불리기도 한다. 특히, 이동단말(100)은 현 위치에서 수집되는 기지국별 전파세기가 포함된 수집 데이터를 위치 측정 장치(200)로 전송하여, 이동단말(100)의 위치가 위치 측정 장치(200)를 통해 측정되게 한다. 상기 이동단말(100)은 위치 측정 결과를 위치 측정 장치(200)로부터 수신할 수 있다.
위치 측정 장치(200)는 전파맵을 구축하고, 더불어 전파맵을 갱신하며 관리한다. 또한, 위치 측정 장치(200)는 이동단말(100)로부터 수신한 수집 데이터에 포함된 기지국별 전파세기를 분석하여 이동단말(100)의 위치를 측정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 장치(200)는 데이터베이스(210), 데이터 수집부(220), 전파맵 구축부(230), 위치 측정부(240), 전파맵 관리부(250)를 포함하고, 이러한 구성요소는 하드웨어나 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 통해서 구현될 수 있다. 또한, 위치 측정 장치(200)는 하나 이상의 프로세서와 메모리를 포함할 수 있고, 상기 데이터 수집부(220), 전파맵 구축부(230), 위치 측정부(240) 및 전파맵 관리부(250)는 상기 프로세서에 의해서 실행되는 프로그램 형태로 상기 메모리에 포함될 수 있다.
데이터베이스(210)는 스토리지와 같은 대용량 저장장치로서, 현행화된 기지국(410, 420, 430)의 정보를 저장한다. 구체적으로, 데이터베이스(210)는 기지국 식별정보(예컨대, PCI) 및 기지국의 위치 정보를 기지국별로 구분하여 저장한다. 또한, 데이터베이스(210)는 각 격자 영역별 전파 패턴이 포함되는 전파맵을 저장한다. 즉, 데이터베이스(210)는 복수의 기지국 식별정보, 각 기지국의 전파세기 및 격자 영역의 좌표가 격자 영역별로 구분된 전파맵을 저장한다.
데이터 수집부(220)는 기지국별 전파세기가 포함된 수집 데이터를 이동단말(100)로 수신하여 데이터베이스(210)에 저장한다. 상기 데이터 수집부(220)는 코어 네트워크(300) 및 기지국(410, 420, 430)을 통해서 이동단말(100)로부터 수집 데이터를 수신할 수 있다.
전파맵 구축부(230)는 전파맵을 구축하여 데이터베이스(210)에 저장하는 기능을 수행한다. 즉, 전파맵 구축부(230)는 위치 정보, 수집되는 기지국별 전파세기를 포함하는 현행화 데이터를 데이터 수집 장치(도면에 되지 않음)로부터 수신하여, 이 현행화 데이터를 토대로 전파맵을 생성하여, 데이터베이스(210)에 저장한다. 상기 전파맵 구축부(230)는 요구되는 모든 격자 영역에 대한 현행화 데이터를 상기 데이터 수집 장치로부터 수신하지 못할 수 있다. 이 경우, 전파맵 구축부(230)는 데이터 수집 장치로부터 수신한 하나 이상의 영역에 대한 현행화 데이터(즉, 위치 정보, 해당 위치에서의 기지국별 전파세기)를 공지된 경로 손실 모델에 적용하여, 실제 측정되는 않은 격자 영역에 대한 기지국별 전파세기를 추정하여 전파맵을 구축할 수 있다.
전파맵 관리부(250)는 현행화된 데이터베이스(210)의 전파맵을 보다 정확한 데이터로 갱신하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 전파맵 관리부(250)는 임계값 이상으로 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)을 가지는 3개 이상의 GPS 신호와 기지국의 전파세기 포함된 수집 데이터 또는 현행화 데이터가 데이터 수집 장치 또는 이동단말(100)로부터 수신되면, 상기 GPS 기반의 위치 정보와 대응되는 격자 영역을 데이터베이스(210)의 전파맵에서 확인한다. 그리고 전파맵 관리부(250)는 상기 현행화 데이터 또는 수집 데이터에 포함된 기지국의 전파세기와 상기 GPS 신호의 SINR을 토대로 보정값을 생성하고, 전파맵의 격자 영역에 기록된 기지국의 전파세기를 상기 수집 데이터에 포함된 기지국의 전파세기로 변경함으로써, 상기 전파맵을 갱신할 수 있다.
이때, 전파맵 관리부(250)는 아래의 수학식 1을 이용하여 갱신되는 기지국의 전파세기를 계산할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Pt+1는 보정 후의 기지국의 전파세기, Pt는 보정 전의 전파맵에 기록된 기지국의 전파세기, PMeasuerment는 측정된 기지국의 전파세기(즉, 수집 데이터 또는 현행화 데이터에 포함된 기지국의 전파세기)이다. SINRGPS는 측정시 GPS 신호의 SINR값으로서, 복수의 GPS 신호에 대한 SINR 평균값이 수학식 1에 대입될 수 있다.
위치 측정부(240)는 이동단말(100)로부터 수신한 수집 데이터를 분석하여 이동단말(100)의 위치를 측정한다. 상기 위치 측정부(240)는 수집 데이터에 포함된 기지국별 전파세기와 데이터베이스(210)에 저장된 전파맵의 각 영역에 포함된 기지국별 전파세기와의 일치율을 격자 영역별로 비교하여, 각 격자 영역에 대한 점수를 산출하고, 이 중에서 일정 순위 이내에 해당하는 복수의 격자 영역을 후보 목록에 등록한다. 이때, 위치 측정부(250)는 수집 데이터에 포함된 전파세기와 데이터베이스(210)에 저장중인 전파맵의 격자 영역에 기록된 전파세기 간의 차이를 동일한 기지국을 기준으로 산출하여, 이 산출한 차이에 근거로 기지국별 전파세기의 일치율에 대한 가점을 부여하고, 이 가점을 총합하여 해당 영역에 대한 점수를 산출할 수 있다. 또한, 위치 측정부(240)는 도 3와 도 4를 참조하여 후술하는 바와 같이, 후보 목록에 포함된 격자 영역의 중심점과 기지국의 원호의 거리를 계산하여, 기지국 원호와의 거리가 가장 짧은 격자 영역을 이동단말(100)의 위치한 영역을 결정한다.
위치 측정부(240)는 결정된 격자 영역의 중심점을 이동단말(100)의 위치로서 측정하고, 측정한 위치를 이동단말(100)로 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 기지국 전파세기를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 데이터 수집부(220)는 이동단말(100)의 현 위치에서 수집된 기지국별 전파세기 및 기지국별 시간 정보(예컨대, RTT, RTD, OTDOA)가 포함된 수집 데이터를 이동단말(100)로부터 수신한다(S301). 상기 데이터 수집부(220)는 상기 수집 데이터를 위치 관련 로그 데이터로서 데이터베이스(210)에 저장할 수 있다.
그러면, 위치 측정부(240)는 상기 수집 데이터에 기지국별 전파세기와 데이터베이스(210)에 저장중인 전파맵의 각 격자 영역에 기록된 전파 패턴의 일치율을 비교하여(S303), 각 격자 영역에 대한 점수를 산출하고 이 중에서 일정 순위(예컨대, 3순위) 이내에 해당하는 복수의 격자 영역을 포함하는 후보 목록을 생성한다(S305). 상기 후보 목록은 이동단말(100)이 위치할 가능성이 높은 영역을 나타낸다. 상기 위치 측정부(240)는 수집 데이터에 포함된 전파세기와 데이터베이스(210)에 저장중인 전파맵의 격자 영역에 기록된 전파세기 간의 차이를 동일한 기지국을 기준으로 기준으로 산출하여, 이 산출한 차이에 근거로 기지국별 전파세기의 일치율에 대한 가점을 부여하고, 이 가점을 총합하여 해당 영역에 대한 점수를 산출할 수 있다.
다음으로, 위치 측정부(240)는 수집 데이터에 포함된 기지국의 시간정보(예컨대, RTT, RTD 또는 OTDOA)를 이용하여, 이동단말(100)과 기지국(410, 420, 430) 간에 거리를 계산한다(S307). 다음으로, 상기 위치 측정부(240)는 기지국(410, 420, 430)의 위치를 데이터베이스(210)에서 확인하고, 이 기지국(410, 420, 430)의 위치를 중심으로 하고, 상기 거리를 반경으로 하는 원을 형성함으로써, 기지국(410, 420, 430)의 위치에서 상기 반경만큼 이격되는 기지국(410, 420, 430)의 원호를 생성한다(S309). 상기 위치 측정부(240)에서 수행되는 기지국(410, 420, 430)의 원호는, 수집 데이터에 포함된 각 기지국의 위치를 중심으로 각각 생성된다.
이어서, 위치 측정부(240)는 후보 목록에 포함된 격자 영역의 중심 좌표를 데이터베이스(210)에 저장된 전파맵에서 확인하고, 이 중심 좌표와 기지국 원호 간의 최단 거리를 격자 영역별로 계산한다(S311). 상기 위치 측정부(240)는 기지국의 원호가 n(n은 자연수) 개인 경우(즉, 수집 데이터에 n 개의 기지국 전파세기가 포함되는 경우), 격자 영역의 중심 좌표에서 n 개 기지국의 원호와의 최단 거리를 각각 산출한 후, 이 각 최단 거리의 평균을 산출함으로써, 후보 영역에 포함된 각 격자 영역과 기지국 원호 간의 거리를 산출한다. 다음으로, 위치 측정부(240)는 기지국 원호와 가장 짧은 평균 거리를 가지는 격자 영역을 이동단말(100)이 위치한 격자 영역으로 최종 결정한다(S313).
이어서, 위치 측정부(240)는 상기 최종 결정한 격자 영역의 중심 좌표를 전파맵에서 확인하고, 이 중심 좌표를 이동단말(100)의 위치로서 결정한다(S315). 그리고 위치 측정부(240)는 결정한 이동단말(100)의 위치를 이동단말(100)로 제공하여, 사용자에게 위치 정보를 제공할 수 있다.
도 4는 기지국의 원호와 후보 목록에 포함된 격자 영역을 예시하는 도면이다.
도 4와 같이 격자 영역이 생성되고, 수집 데이터에 제1기지국(410)의 전파세기와 시간 정보 및 제2기지국(420)의 전파세기와 시간정보가 포함되고, 더불어 제1기지국(410)와 제2기지국(420)의 위치가 도 4와 같다고 가정하자. 이 경우, 위치 측정부(240)는 제1기지국(410)의 시간정보를 수집 데이터서 확인하고, 이 시간정보를 이용하여 이동단말(100)과 제1기지국(410) 간의 거리(d1)을 계산하고, 제1기지국(410)의 위치에서 상기 거리(d1)만큼 이격되는 제1기지국(410)의 원호(54)를 생성한다. 또한, 위치 측정부(240)는 제2기지국(420)의 시간정보를 수집 데이터에서 확인하고, 이 시간정보를 이용하여 이동단말(100)과 제2기지국(420) 간의 거리(d2)을 계산한 후, 제2기지국(420)의 위치에서 상기 거리(d2)만큼 이격되는 제2기지국(420)의 원호(55)를 생성한다.
한편, 위치 측정부(240)는 전파 패턴 비교를 통해서 도 4의 제1격자 영역(51), 제2격자 영역(52), 제3격자 영역(53)을 후보 목록에 기록할 수 있다.
이러한 사항에서, 위치 측정부(240)는 제1격자 영역(51)의 중심점(51a)과 제1기지국(410)의 원호(54) 간의 최단 거리를 계산하고, 제1격자 영역(51)의 중심점(51a)과 제2기지국(420)의 원호(55) 간의 최단 거리를 계산한 후, 두 최단 거리의 평균을 산출한다. 또한, 위치 측정부(240)는 제2격자 영역(52)의 중심점(52a)과 제1기지국(410)의 원호(54) 간의 최단 거리를 계산하고, 제2격자 영역(52)의 중심점(52a)과 제2기지국(420)의 원호(55) 간의 최단 거리를 계산한 후, 두 최단 거리의 평균을 산출한다. 마찬가지로, 위치 측정부(240)는 제3격자 영역(53)의 중심점(53a)과 제1기지국(410)의 원호(54) 간의 최단 거리를 계산하고, 제3격자 영역(53)의 중심점(53a)과 제2기지국(420)의 원호(55) 간의 최단 거리를 계산한 후, 두 최단 거리의 평균을 산출한다.
위치 측정부(240)는 후보 격자 영역 중에서, 평균 거리를 가장 짧은 거리를 가지는 제1격자 영역(51)을 이동단말(100)이 위치하는 영역으로 최종 결정하고, 이 제1격자 영역(51)의 중심점(51a)을 이동단말(100)의 위치로서 결정한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실 시예에 따른 위치 측정 장치(200)는 기지국 신호를 이용한 이동단말(100)의 위치 측위를 정밀하게 수행할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 위치 측정 장치(200)는 적은 개수의 기지국 신호가 수집되더라도, 이동단말(100)의 위치를 정확하게 측정할 수 있다.
한편, 위치 측정 장치(200)는 사전에 설정된 일정 개수(예컨대, 3개) 이상의 GPS 신호를 이용하여 데이터베이스(210)에 저장중인 전파맵을 선택적으로 갱신할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 위치 측정 장치에서 전파맵을 갱신하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 데이터 수집부(220)는 일정 개수(예컨대, 3개) 이상의 GPS 신호, 각 GPS 신호의 SINR 및 기지국별 전파세기가 포함된 데이터를 이동단말(100) 또는 데이터 수집 장치(도면에 도시되지 않음)로부터 수신한다(S501).
다음으로, 전파맵 관리부(250)는 상기 각각의 GPS 신호의 SINR을 확인하고(S503), 각 GPS 신호의 SINR이 사전에 설정된 임계값 이상인지 여부를 판별한다(S505).
이어서, 전파맵 관리부(250)는 상기 각각의 GPS 신호의 SINR이 모두 임계값 이상이면, 상기 GPS 신호들이 신뢰도를 만족한 것으로 판별하여, 상기 일정 개수 (예컨대, 3개 이상) 이상의 GPS 신호를 이용하여 위치를 측정하고, 이 위치와 대응되는 격자 영역을 데이터베이스(210)에 저장된 전파맵에서 확인한다(S507).
다음으로, 전파맵 관리부(250)는 상기 수집된 데이터에서 기지국의 전파세기를 추출한 후, 상기 추출한 기지국의 전파세기, 상기 GPS 신호의 SINR, 기존의 기지국의 전파세기를 상기 수학식 1에 대입하여, 보정값으로 이용되는 기지국의 전파세기를 기지국별로 각각 계산한다(S509). 예컨대, 전파맵 관리부(250)는 S507 단계에서 확인한 격자 영역에서 3개의 기지국의 신호세기가 존재하고, 더불어 수집된 데이터에서 동일한 3개의 기지국의 전파세기가 포함되는 경우, 3개 기지국 각각에 대해서 보정값으로 이용되는 전파세기를 계산한다.
다음으로, 전파맵 관리부(250)는 S507 단계에서 확인한 격자 영역에 기록된 기지국의 전파세기를 상기 계산한 기지국의 전파세기로 변경하여, 데이터베이스(210)에 저장된 전파맵을 갱신한다(S511).
도 5와 따른 방법을 통해서, 전파맵에 기록되는 기지국 전파세기는 보다 정확한 값으로 보정된다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절히 결합되어 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 환경에서 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(시디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
100 : 이동단말 200 : 위치 측정 장치
210 : 데이터베이스 220 : 데이터 수집부
230 : 전파맵 구축부 240 : 위치 측정부
250 : 전파맵 관리부 300 : 코어 네트워크
410, 420, 430 : 기지국

Claims (11)

  1. 위치 측정 장치에서 기지국 신호를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 방법으로서,
    기지국 전파세기를 포함하는 수집 데이터를 이동단말로부터 수신하는 단계;
    상기 수집 데이터에 포함된 기지국 전파세기와 전파맵을 비교하여, 사전에 설정된 순위 안에 드는 일치율을 가지는 복수의 영역을 전파맵에서 확인하고, 상기 확인한 복수의 영역들을 후보 영역으로서 선정하는 단계;
    상기 수집 데이터에 포함된 기지국의 시간정보를 이용하여, 기지국과 상기 이동단말 간의 거리를 계산하고, 기지국의 위치에서 상기 계산한 거리에 해당하는 반경을 가지는 원을 형성함으로써 기지국의 원호를 생성하는 단계;
    상기 후보 영역으로 선정한 영역과 각 기지국의 원호와의 거리를 계산하는 단계; 및
    상기 후보 영역으로 선정된 영역들 중에서 상기 각 기지국 원호와의 거리가 가장 짧게 계산된 영역을 이동단말이 위치한 영역으로 결정하는 단계;를 포함하는 위치 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원호와의 거리를 계산하는 단계는,
    상기 후보 영역으로 선정된 영역의 중심 좌표와 각 기지국의 원호와의 최단 거리를 산출하고, 상기 산출한 최단 거리의 평균을 계산하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 결정하는 단계 이후에,
    상기 가장 짧게 계산된 영역의 중심 좌표를 상기 이동단말의 위치로서 측정하는 단계;를 더 포함하는 위치 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    복수의 GPS 신호와 하나 이상의 기지국 전파세기를 포함하는 데이터를 수신하는 단계;
    상기 복수의 GPS 신호의 SINR이 사전에 설정된 임계값 이상인 여부를 확인하여 임계값 이상이면, 상기 GPS 신호들을 이용하여 GPS 기반의 위치를 측정하는 단계;
    상기 측정한 GPS 기반의 위치에 대응하는 영역을 상기 전파맵에서 확인하는 단계;
    상기 GPS 신호의 SINR 및 상기 기지국 전파세기를 토대로 보정값을 계산하는 단계; 및
    상기 전파맵에서 확인한 영역에 포함된 전파세기를 상기 보정값으로 갱신하는 단계;를 포함하는 위치 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보정값을 계산하는 단계는,
    아래의 수학식을 이용하여 보정값을 계산하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
    Figure pat00002

    여기서, Pt+1는 보정값에 해당하는 기지국의 전파세기, Pt는 보정 전의 전파맵에 기록된 기지국의 전파세기, PMeasuerment는 데이터에 포함된 기지국의 전파세기, SINRGPS는 GPS 신호의 SINR값임.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하고 컴퓨터가 판독 가능한 기록매체에 기록된 컴퓨터 프로그램.
  7. 기지국 신호를 이용하여 이동단말의 위치를 측정하는 위치 측정 장치에 있어서,
    기지국 전파세기를 포함하는 수집 데이터를 이동단말로부터 수신하는 데이터 수집부; 및
    상기 수집 데이터에 포함된 기지국 전파세기와 전파맵을 비교하여 사전에 설정된 순위 안에 드는 일치율을 가지는 복수의 영역을 전파맵에서 확인하고, 상기 확인한 복수의 영역들을 후보 영역으로서 선정하며, 상기 수집 데이터에 포함된 기지국의 시간정보를 이용하여 기지국과 상기 이동단말 간의 거리를 계산하고, 기지국의 위치에서 상기 계산한 거리에 해당하는 반경을 가지는 원을 형성함으로써 기지국의 원호를 생성하는 위치 측정부;를 포함하고,
    상기 위치 측정부는,
    상기 후보 영역으로 선정된 영역과 각 기지국의 원호와의 거리를 계산하여, 상기 후보 영역으로 선정된 영역들 중에서 상기 각 기지국 원호와의 거리가 가장 짧게 계산된 영역을 이동단말이 위치한 영역으로 결정하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    상기 후보 영역으로 선정된 영역의 중심 좌표와 각 기지국의 원호와의 최단 거리를 산출하고, 상기 산출한 최단 거리의 평균을 계산하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 위치 측정부는,
    상기 가장 짧게 계산된 영역의 중심 좌표를 상기 이동단말의 위치로서 측정하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 데이터 수집부는, 복수의 GPS 신호와 하나 이상의 기지국 전파세기를 포함하는 데이터를 수신하고,
    상기 복수의 GPS 신호의 SINR이 사전에 설정된 임계값 이상인 여부를 확인하여 임계값 이상이면, 상기 GPS 신호들을 이용하여 GPS 기반의 위치를 측정한 후, 상기 측정한 GPS 기반의 위치에 대응하는 영역을 상기 전파맵에서 확인하고, 상기 GPS 신호의 SINR 및 상기 기지국 전파세기를 토대로 보정값을 계산하여, 상기 전파맵에서 확인한 영역에 포함된 전파세기를 상기 보정값으로 갱신하는 전파맵 관리부;를 더 포함하는 위치 측정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전파맵 관리부는,
    아래의 수학식을 이용하여 보정값을 계산하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
    Figure pat00003

    여기서, Pt+1는 보정값에 해당하는 기지국의 전파세기, Pt는 보정 전의 전파맵에 기록된 기지국의 전파세기, PMeasuerment는 데이터에 포함된 기지국의 전파세기, SINRGPS는 GPS 신호의 SINR값임.
KR1020190130679A 2019-10-21 2019-10-21 기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치 KR20210047072A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190130679A KR20210047072A (ko) 2019-10-21 2019-10-21 기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190130679A KR20210047072A (ko) 2019-10-21 2019-10-21 기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210047072A true KR20210047072A (ko) 2021-04-29

Family

ID=75728468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190130679A KR20210047072A (ko) 2019-10-21 2019-10-21 기지국 신호를 이용한 위치 측정 방법 및 이를 위한 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210047072A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114866187A (zh) * 2022-04-28 2022-08-05 南京科融数据系统股份有限公司 一种安防信息传输方法及系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114866187A (zh) * 2022-04-28 2022-08-05 南京科融数据系统股份有限公司 一种安防信息传输方法及系统
CN114866187B (zh) * 2022-04-28 2023-11-03 南京科融数据系统股份有限公司 一种安防信息传输方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100645355B1 (ko) 파일롯 셀 데이터베이스를 이용한 네트워크 기반의측위방법 및 시스템
KR101237163B1 (ko) 포지셔닝된 무선 측정 리포트에 기초한 위치 서비스
US7116987B2 (en) Location estimation of wireless terminals through pattern matching of deduced and empirical signal-strength measurements
EP1757138B1 (en) Locating mobile terminals
US7715849B2 (en) User positioning
US10809350B2 (en) Hybrid fingerprinting/OTDOA positioning techniques and systems
US8666433B2 (en) Location positioning method and device using wireless LAN signals
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
KR102139792B1 (ko) 기지국 위치 보정 장치 및 방법
EP2640116B1 (en) Calibration method and device for coverage database
US20100093377A1 (en) Creating And Using Base Station Almanac Information In A Wireless Communication System Having A Position Location Capability
US20140171111A1 (en) Method and Apparatus for Positioning User Equipment
US8626191B2 (en) Node and method in a node
JP2005509136A (ja) 移動局所在地推定方法および装置
KR100986955B1 (ko) 위치 측정 능력을 갖는 무선 통신 시스템에서 기지국위성력 정보의 생성 및 이용
CN104798393A (zh) 检测多路径以及确定定位测量不确定度
US8478280B1 (en) Minimum coverage area of wireless base station determination
JP2006504284A (ja) 無線移動体通信システムにおける基地局の位置パラメータの決定のための移動局の使用方法
NZ544549A (en) A method and apparatus for finding a mobile radio terminal
KR20050044508A (ko) 무선 통신 네트워크에서 이동 단말기의 위치를 계산하기위한 시스템 및 방법
EP2422213A1 (en) A method of improved positioning
CN102550051B (zh) 用于其它蜂窝系统的lte指纹识别定位参考
CN117461364A (zh) 使用接收信号功率和定时测量值的基于移动的定位
EP2934052A1 (en) Method, base station, system and computer-readable medium to localize a user device
Shakir et al. Position location based on measurement reports in LTE cellular networks