KR20220073603A - Wireless communication system based on IoT communication and method for estimating location using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템 및 그것을 이용한 위치 추정 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템은 셀룰러 네트워크를 통해 신호를 전달하는 기지국, 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능하며, 상기 기지국으로부터 측위 요청 정보를 수신하면 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하고, 상기 동기 신호를 수신한 복수의 IoT 단말 중에서 수신된 신호에 대한 RSSI 값이 기준치보다 큰 제2 IoT 단말로부터 RSSI 정보를 수신하고, 상기 제2 IoT 단말로부터 수신된 RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하는 제1 IoT 단말, 그리고 상기 제1 IoT 단말로부터 셀룰러 네트워크를 통하여 상기 제1 IoT 단말의 위치 정보 및 상기 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 수신하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 응용서버를 포함한다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 셀룰러 네트워크와 Private 네트워크에 대한 접속을 지원하는 듀얼 모드 IoT 단말을 이용하여 GPS 지원 없이 Private 네트워크에 연결되어 있는 IoT 단말의 위치를 추정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에서 측위를 수행할 경우에 게이트웨이와의 거리가 멀어짐에 따라 무선링크 품질에 대한 성능이 열화되는 문제를 보완할 수 있다. The present invention relates to a wireless communication system based on IoT communication and a location estimation method using the same.
According to the present invention, a wireless communication system can be connected to a base station, a cellular network, and a private network that transmit signals through a cellular network, and when receiving positioning request information from the base station, a synchronization signal is periodically transmitted to a plurality of nearby IoT terminals. Broadcasting, receiving RSSI information from a second IoT terminal having an RSSI value for a signal received from among a plurality of IoT terminals receiving the synchronization signal is greater than a reference value, and receiving RSSI information corresponding to the RSSI value received from the second IoT terminal A first IoT terminal calculating ranging information, and receiving the location information of the first IoT terminal and the ranging information of the second IoT terminal through a cellular network from the first IoT terminal, and the location of the second IoT terminal It includes an application server that estimates
As described above, according to the present invention, it is possible to estimate the location of an IoT terminal connected to a private network without GPS support by using a dual-mode IoT terminal supporting access to a cellular network and a private network. In addition, according to the present invention, when positioning is performed in a wireless communication system, it is possible to compensate for the problem that the performance of the radio link quality deteriorates as the distance from the gateway increases.

Description

사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템 및 그것을 이용한 위치 추정 방법 {Wireless communication system based on IoT communication and method for estimating location using the same} A wireless communication system based on IoT communication and a location estimation method using the same {Wireless communication system based on IoT communication and method for estimating location using the same}

본 발명은 사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템 및 그것을 이용한 위치 추정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 셀룰러 네트워크와 Private 네트워크에 대한 접속을 지원하는 듀얼 모드 IoT 단말을 앵커 노드로 활용하여 Private 네트워크에 접속되어 있는 IoT 단말의 위치를 추정하는 무선 통신 시스템 및 그것을 이용한 위치 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system based on IoT communication and a location estimation method using the same, and more particularly, to a private network using a dual-mode IoT terminal supporting access to a cellular network and a private network as an anchor node. It relates to a wireless communication system for estimating the location of an IoT terminal connected to the , and a location estimation method using the same.

무선 측위 기술은 GNSS(Global Navigation Satellite System)을 이용하지 않고 이동통신망과 같은 무선통신망을 활용하여 위치를 파악하는 기술로 실내외 연속적인 위치를 파악하기 위해 사용되는 기술이다. The wireless positioning technology is a technology used to determine a continuous indoor and outdoor location by using a wireless communication network such as a mobile communication network without using GNSS (Global Navigation Satellite System).

최근 다수의 기기 및 사물을 연결하여 언제 어디서나 다양한 서비스를 제공하기 위한 사물인터넷 시스템에서는 저가 그리고 적은 전력 소모량의 기기 구현을 요구하며, 또한 다양한 위치기반 사물인터넷 응용을 위해 측위 기술의 요구가 증대되고 있는 추세이다. Recently, the IoT system for providing various services anytime and anywhere by connecting a number of devices and things requires the implementation of low-cost and low-power devices, and the demand for positioning technology for various location-based IoT applications is increasing. is the trend

일반적으로 Cellular IoT 네트워크를 지원하는, 예를 들어 NB-IoT 단말의 경우, 기지국의 NPRS 신호를 활용한 신호도달 시간 (ToA, Time of Arrival) 계산에 기반한 OTDOA (Observed Time Difference Of Arrival) 방법, 셀 ID 기법, GPS 활용 기법 등 다양한 측위 기술이 존재한다. In general, in the case of an NB-IoT terminal that supports a cellular IoT network, for example, an Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA) method based on the calculation of Time of Arrival (ToA) using the NPRS signal of the base station, cell There are various positioning technologies such as ID technique and GPS utilization technique.

상대적으로, Private IoT 단독 네트워크를 구성하는 IoT 단말은 일반적으로 저가 그리고, 적은 전력 소모량의 기기 구현을 요구한다. 이에 따라 IoT 단말은 GPS 탑재 없이 구성되는게 일반적이며, GPS 지원 없이 저비용의 무선 기술을 활용한 측위 방안을 활용하여 단말의 위치를 추정하는게 현실적이다. Relatively, IoT terminals constituting a private IoT network generally require low cost and low power consumption devices. Accordingly, it is common for IoT terminals to be configured without GPS, and it is realistic to estimate the location of the terminal by using a positioning method using low-cost wireless technology without GPS support.

한편, IoT 단말은 Private IoT Gateway와의 연결을 통해 네트워크에 접속한다. 무선 기술을 활용한 측위 방안은 일반적으로 게이트웨이(Gateway) 와의 무선 링크 품질에 따라 성능이 결정된다. LPWA IoT 같은 원거리 통신 네트워크의 경우, 게이트웨이와의 거리가 멀어짐에 따라 무선 기술을 활용한 측위의 정확도는 열화 될 수 있다. 물론 릴레이 단말이나, 비컨 단말을 활용하여 보완될 수 있으나, 이 경우에는 해당 단말의 공간 위치에 대한 설정과 위치 정보가 필요하기 때문에 적용하기 어려운 문제점이 있었다. On the other hand, the IoT terminal accesses the network through a connection with a private IoT gateway. In a positioning method using a wireless technology, performance is generally determined according to the quality of a wireless link with a gateway. In the case of a telecommunication network such as LPWA IoT, the accuracy of positioning using wireless technology may deteriorate as the distance from the gateway increases. Of course, it can be supplemented by using a relay terminal or a beacon terminal, but in this case, there is a problem in that it is difficult to apply because setting and location information for the spatial location of the corresponding terminal are required.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제 10-2011-0109709호(2011. 10.06. 공개)에 개시되어 있다.The technology that is the background of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0109709 (published on October 6, 2011).

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 셀룰러 네트워크와 Private 네트워크에 대한 접속을 지원하는 듀얼 모드 IoT 단말을 앵커 노드로 활용하여 Private 네트워크에 접속되어 있는 IoT 단말의 위치를 추정하는 무선 통신 시스템 및 그것을 이용한 위치 추정 방법을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is a wireless communication system for estimating the location of an IoT terminal connected to a private network by using a dual-mode IoT terminal supporting access to a cellular network and a private network as an anchor node, and location estimation using the same to provide a way.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면 사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에 있어서, 셀룰러 네트워크를 통해 신호를 전달하는 기지국, 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능하며, 상기 기지국으로부터 측위 요청 정보를 수신하면 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하고, 상기 동기 신호를 수신한 복수의 IoT 단말 중에서 수신된 신호에 대한 RSSI 값이 기준치보다 큰 제2 IoT 단말로부터 RSSI 정보를 수신하고, 상기 제2 IoT 단말로부터 수신된 RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하는 제1 IoT 단말, 그리고 상기 제1 IoT 단말로부터 셀룰러 네트워크를 통하여 상기 제1 IoT 단말의 위치 정보 및 상기 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 수신하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 응용서버를 포함한다. According to an embodiment of the present invention for achieving this technical problem, in a wireless communication system based on Internet of Things communication, it is possible to connect to a base station, a cellular network, and a private network that transmit signals through a cellular network, and positioning from the base station Upon receiving the request information, a synchronization signal is periodically broadcasted to a plurality of nearby IoT terminals, and RSSI information from a second IoT terminal having an RSSI value for a signal received from among the plurality of IoT terminals receiving the synchronization signal is greater than a reference value. a first IoT terminal that receives and calculates ranging information corresponding to the RSSI value received from the second IoT terminal, and the location information and the first IoT terminal of the first IoT terminal from the first IoT terminal through a cellular network and an application server for estimating the location of the second IoT terminal by receiving ranging information of the second IoT terminal.

상기 동기 신호는, 기준 타이밍 정보, 커버리지 요구사항, bandwidth, 송수신 Frame 정보, 슬롯 정보, Ranging 프레임 전송 정보를 포함하는 송수신 설정 정보 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The synchronization signal may include at least one of transmission/reception configuration information including reference timing information, coverage requirements, bandwidth, transmission/reception frame information, slot information, and ranging frame transmission information.

상기 측위 요청 정보는, IoT 구성 정보, 동기 신호 설정 정보 및 기준 RSSI 값 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The positioning request information may include at least one of IoT configuration information, synchronization signal setting information, and a reference RSSI value.

상기 제1 IoT 단말은, 내부에 GPS가 포함되어 있을 경우에는, 상기 GPS를 이용하여 위치 정보를 획득하고, 내부에 GPS가 포함되어 있지 않을 경우에는, 기지국으로부터 기 등록된 위치 정보를 획득할 수 있다. The first IoT terminal may obtain location information by using the GPS when a GPS is included therein, and obtain pre-registered location information from the base station when the GPS is not included therein. have.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에 있어서, 셀룰러 네트워크를 통해 신호를 전달하는 기지국, 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능하며, 상기 기지국으로부터 측위 요청 정보를 수신하면 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하는 제1 IoT 단말, 상기 제1 IoT 단말로부터 수신된 동기 신호의 RSSI 값이 기준치보다 큰 경우, RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하여 IoT 게이트웨이를 통해 응용 서버로 전송하는 제2 IoT 단말, 그리고 수신된 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말 사이의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 응용서버를 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, in a wireless communication system based on IoT communication, it is possible to connect to a base station, a cellular network, and a private network that transmits a signal through a cellular network, and location request information is received from the base station. When received, a first IoT terminal periodically broadcasting a synchronization signal to a plurality of nearby IoT terminals. When the RSSI value of the synchronization signal received from the first IoT terminal is greater than a reference value, ranging information corresponding to the RSSI value is provided. A second IoT terminal that is calculated and transmitted to the application server through the IoT gateway, and the received ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal and the pre-stored location information of the first IoT terminal 2 It includes an application server for estimating the location of the IoT terminal.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에 있어서, 셀룰러 네트워크를 통해 신호를 전달하는 기지국, 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능하며, Private 네트워크를 통하여 제2 IoT 단말이 통신 중일 경우, 엿듣기 과정을 통해 상기 제2 IoT 단말의 RSSI를 검출하고, 상기 검출된 RSSI가 기준치보다 크면, 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 셀룰러 네트워크를 통해 응용 서버로 전송하는 제1 IoT 단말, 그리고 수신된 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말과의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 응용서버를 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, in a wireless communication system based on Internet of Things communication, it is possible to connect to a base station that transmits a signal through a cellular network, a cellular network, and a private network, and the second IoT through the private network When the terminal is communicating, the RSSI of the second IoT terminal is detected through an eavesdropping process, and when the detected RSSI is greater than a reference value, the ranging information of the second IoT terminal is transmitted to the application server through the cellular network. an IoT terminal, and an application server for estimating the location of the second IoT terminal using the received ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal and the pre-stored location information of the first IoT terminal. .

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 무선 통신 시스템을 이용한 위치 추정 방법에 있어서, 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능한 제1 IoT 단말이 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 통해 측위 요청 정보를 수신하는 단계, 상기 제1 IoT 단말이 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하는 단계, 상기 동기 신호를 수신한 복수의 IoT 단말 중에서 수신된 신호에 대한 RSSI 값이 기준치보다 큰 제2 IoT 단말로부터 RSSI 정보를 수신하는 단계, 상기 제2 IoT 단말로부터 수신된 RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하는 단계, 상기 제1 IoT 단말은 셀룰러 네트워크를 통하여 상기 제1 IoT 단말의 위치 정보 및 상기 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 응용 서버로 전송하는 단계, 그리고 상기 응용 서버는 상기 제1 IoT 단말의 위치 정보 및 상기 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, in a method for estimating a location using a wireless communication system, the step of receiving, by a first IoT terminal connectable to a cellular network and a private network, location request information from a base station through a cellular network, the first 1 IoT terminal periodically broadcasting a synchronization signal to a plurality of nearby IoT terminals; receiving, calculating ranging information corresponding to the RSSI value received from the second IoT terminal, by the first IoT terminal, the location information of the first IoT terminal and the second IoT terminal through a cellular network transmitting the ranging information of include

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 무선 통신 시스템을 이용한 위치 추정 방법에 있어서, 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능한 제1 IoT 단말이 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 통해 측위 요청 정보를 수신하는 단계, 상기 제1 IoT 단말이 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하는 단계, 제2 IoT 단말이 상기 제1 IoT 단말로부터 수신된 동기 신호의 RSSI 값이 기준치보다 큰 경우, RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하여 IoT 게이트웨이를 통해 응용 서버로 전송하는 단계, 그리고 상기 응용 서버는 수신된 상기 IoT 게이트웨이로부터 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말 사이의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, in a method for estimating a location using a wireless communication system, the step of receiving, by a first IoT terminal connectable to a cellular network and a private network, location request information from a base station through a cellular network, the first 1 IoT terminal periodically broadcasting a synchronization signal to a plurality of nearby IoT terminals, when the RSSI value of the synchronization signal received from the first IoT terminal is greater than a reference value by the second IoT terminal, corresponding to the RSSI value calculating ranging information and transmitting it to an application server through an IoT gateway, and the application server receives ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal from the IoT gateway and the pre-stored first IoT and estimating the location of the second IoT terminal by using the location information of the terminal.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 무선 통신 시스템을 이용한 위치 추정 방법에 있어서, 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능한 제1 IoT 단말이 셀룰러 네트워크를 통해 기지국과 통신하는 단계, Private 네트워크를 통하여 제2 IoT 단말이 통신 중일 경우, 상기 제1 IoT 단말은 엿듣기 과정을 통해 상기 제2 IoT 단말의 RSSI를 검출하는 단계, 상기 검출된 RSSI가 기준치보다 크면, 상기 제1 Iot 단말은 제2 IoT 단말과의 레인징 정보를 셀룰러 네트워크를 통해 응용 서버로 전송하는 단계, 그리고 상기 응용 서버는 수신된 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말과의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함한다. In addition, according to another embodiment of the present invention, in a method for estimating a location using a wireless communication system, the steps of: communicating with a base station through a cellular network and a first IoT terminal connectable to a cellular network and a private network, and a second through a private network When the IoT terminal is communicating, the first IoT terminal detects the RSSI of the second IoT terminal through an eavesdropping process. If the detected RSSI is greater than a reference value, the first IoT terminal communicates with the second IoT terminal transmitting ranging information to an application server through a cellular network, and the application server uses the received ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal and the pre-stored location information of the first IoT terminal and estimating the location of the second IoT terminal.

이와 같이 본 발명에 따르면, 셀룰러 네트워크와 Private 네트워크에 대한 접속을 지원하는 듀얼 모드 IoT 단말을 이용하여 GPS 지원 없이 Private 네트워크에 연결되어 있는 IoT 단말의 위치를 추정할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에서 측위를 수행할 경우에 게이트웨이와의 거리가 멀어짐에 따라 무선링크 품질에 대한 성능이 열화되는 문제를 보완할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to estimate the location of an IoT terminal connected to a private network without GPS support by using a dual-mode IoT terminal supporting access to a cellular network and a private network. In addition, according to the present invention, when positioning is performed in a wireless communication system, it is possible to compensate for the problem that the performance of the radio link quality deteriorates as the distance from the gateway increases.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 추정 단말로 동작하는 제1 IoT 단말을 이용한 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 2에 도시된 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 S220단계에서 송신되는 동기 신호에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비콘으로 동작하는 제1 IoT 단말을 이용한 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 도 5에 도시된 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 엿듣기 동작을 수행하는 제1 IoT 단말을 이용한 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 도 7에 도시된 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a configuration diagram for explaining a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a location estimation method using a first IoT terminal operating as a location estimation terminal according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the wireless communication system shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of a synchronization signal transmitted in step S220 shown in FIG. 2 .
5 is a flowchart illustrating a location estimation method using a first IoT terminal operating as a beacon according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the wireless communication system shown in FIG. 5 .
7 is a flowchart illustrating a location estimation method using a first IoT terminal performing an eavesdropping operation according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram schematically illustrating the wireless communication system shown in FIG. 7 .

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Then, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the present invention.

이하에서는 도 1을 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템에 대해 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a wireless communication system according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 1 .

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 1 is a configuration diagram for explaining a wireless communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 기지국(100), Private 게이트웨이(200), IoT 단말(300) 및 응용 서버(400)을 포함한다. As shown in FIG. 1 , the wireless communication system according to an embodiment of the present invention includes a base station 100 , a private gateway 200 , an IoT terminal 300 , and an application server 400 .

먼저, 기지국(100)은 셀룰러 네트워크를 통해 IoT 단말(300)과 통신을 수행한다. 여기서, 셀룰러 네트워크는 3GPP LTE의 IoT 표준인 협대역 사물인터넷(NB-IoT) 네트워크를 나타낸다. 협대역 사물인터넷(NB-IoT)은 기존 이동통신망을 통해 저전력 광역망(Low Power Wide Area Network, LPWAN)을 지원하는 것으로 699 MHz ~ 960MHz 및 1,710 MHz ~ 2,170MHz의 주파수 대역내에서 통신을 수행한다. First, the base station 100 communicates with the IoT terminal 300 through a cellular network. Here, the cellular network represents a narrowband Internet of Things (NB-IoT) network, which is an IoT standard of 3GPP LTE. Narrowband Internet of Things (NB-IoT) supports Low Power Wide Area Network (LPWAN) through the existing mobile communication network. .

그리고 Private 게이트웨이(200)는 Private 네트워크를 통해 IoT 단말(300)과 통신을 수행한다. 여기서 Private 네트워크는 저전력 광역망(Low Power Wide Area Network, LPWAN)을 지원하는 것으로 912 MHz ~ 923.5MHz의 주파수 대역 내에서 통신을 수행한다. In addition, the private gateway 200 communicates with the IoT terminal 300 through a private network. Here, the private network supports a low power wide area network (LPWAN) and performs communication within a frequency band of 912 MHz to 923.5 MHz.

IoT 단말(300)은 접속된 네트워크에 따라 기지국(100) 또는 Private 게이트웨이(200)을 통해 데이터를 송수신한다. The IoT terminal 300 transmits and receives data through the base station 100 or the private gateway 200 according to the connected network.

본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템은 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속 가능하도록 듀얼 모드를 지원하는 IoT 단말을 이용하여 Private 네트워크에 접속되어 있는 다른 주변의 IoT 단말(300)의 위치를 추정한다. 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 듀얼 모드를 지원하는 IoT 단말을 제1 IoT 단말(310)로 명명한다. The wireless communication system according to an embodiment of the present invention estimates the location of another neighboring IoT terminal 300 connected to the private network by using the IoT terminal supporting the dual mode so as to be able to access the cellular network and the private network. In the embodiment of the present invention, for convenience of description, the IoT terminal supporting the dual mode is called the first IoT terminal 310 .

제1 IoT 단말(310)은 셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크를 통해 다른 IoT 단말(300)과의 통신을 수행한다. 이때, 제1 IoT 단말(310)은 필요에 따라 각각 상이한 용도로 동작된다. The first IoT terminal 310 communicates with another IoT terminal 300 through a cellular network and a private network. In this case, the first IoT terminal 310 is operated for different purposes as needed.

부연하자면, 이하의 본 발명의 제1 실시예에 기재한 것처럼, 제1 IoT 단말(310)은 Private 네트워크에 접속되어 있는 주변의 IoT 단말(300)에 동기 신호를 송신하고, 송신된 동기 신호에 대한 RSSI값을 이용하여 주변의 IoT 단말(300)에 대한 위치를 추정하는 위치 추정 단말로 동작한다. In other words, as described in the first embodiment of the present invention below, the first IoT terminal 310 transmits a synchronization signal to the nearby IoT terminals 300 connected to the private network, and receives the transmitted synchronization signal. It operates as a location estimation terminal estimating the location of the nearby IoT terminal 300 by using the RSSI value of the

그리고, 이하의 본 발명의 제2 실시예에 기재한 것처럼, 제1 IoT 단말(310)은 주변의 IoT 단말(300)에 주기적으로 동기 신호를 송신하는 비콘으로 동작할 수 있다. And, as described in the second embodiment of the present invention below, the first IoT terminal 310 may operate as a beacon that periodically transmits a synchronization signal to the neighboring IoT terminals 300 .

마지막으로 이하의 본 발명의 제3 실시예에 기재한 것처럼, 제1 IoT 단말(310)은 동일한 Private 네트워크에 접속되어 있는 주변의 IoT 단말(300)이 다른 주변의 IoT 단말(300)에게 데이터를 송신하면, 송신되는 데이터를 해당되는 주변의 IoT 단말(300) 몰래 획득하는 엿듣기 동작을 수행한다. 제1 IoT 단말(310)의 용도에 따른 동작 수행 방법은 이하에서 더욱 상세하게 설명한다. Finally, as described in the third embodiment of the present invention below, the first IoT terminal 310 transmits data to the neighboring IoT terminals 300 connected to the same private network to other neighboring IoT terminals 300 . Upon transmission, an eavesdropping operation of secretly acquiring the transmitted data from the corresponding neighboring IoT terminal 300 is performed. A method of performing an operation according to the purpose of the first IoT terminal 310 will be described in more detail below.

마지막으로 응용 서버(400)는 기지국(100) 및 Private 게이트웨이(200)로부터 수신된 주변의 IoT 단말(300)의 레인징 정보를 이용하여 주변의 IoT 단말(300)의 위치를 추정한다. Finally, the application server 400 estimates the location of the nearby IoT terminal 300 using the ranging information of the nearby IoT terminal 300 received from the base station 100 and the private gateway 200 .

부연하자면, 응용 서버(400)는 기지국(100)을 통해 제1 IoT 단말(310)에 대한 위치 정보와 위치를 추정하고자 하는 주변의 IoT 단말(300)의 레인징 정보를 수신한다. 그리고, 응용 서버(400)는 수신된 제1 IoT 단말(310)에 대한 위치 정보와 위치를 추정하고자 하는 주변의 IoT 단말(300)의 레인징 정보를 이용하여 해당되는 주변의IoT 단말(300)의 위치를 추정한다.In other words, the application server 400 receives the location information of the first IoT terminal 310 through the base station 100 and the ranging information of the nearby IoT terminal 300 to which the location is to be estimated. In addition, the application server 400 uses the received location information on the first IoT terminal 310 and the ranging information of the nearby IoT terminal 300 to estimate the location of the corresponding nearby IoT terminal 300 . estimate the location of

또한, 응용 서버(400)는 Private 게이트웨이(200)를 통해 주변의 IoT 단말(300)에서 송신된 제1 IoT 단말(310)과 위치를 추정하고자 하는 주변의IoT 단말(300)과의 레인징 정보를 수신하고, 기 수신된 제1 IoT 단말(310)의 위치정보를 이용하여 해당되는 주변의 IoT 단말(300)의 위치를 추정한다. In addition, the application server 400 is ranging information between the first IoT terminal 310 transmitted from the nearby IoT terminal 300 through the private gateway 200 and the surrounding IoT terminal 300 to estimate the location. , and estimates the location of the corresponding neighboring IoT terminal 300 using the previously received location information of the first IoT terminal 310 .

한편, 제1 IoT 단말(310)의 위치 정보는 응용 서버(400)에 기 저장되어 있을 수도 있고, 제1 IoT 단말(310)에 요청하여 수신할 수도 있다. Meanwhile, the location information of the first IoT terminal 310 may be pre-stored in the application server 400 or may be received by requesting the first IoT terminal 310 .

이하에서는 도 2 내지 도 4를 이용하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 위치 추정 단말로 동작하는 제1 IoT 단말(310)을 이용한 위치 추정 방법에 대해 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a location estimation method using the first IoT terminal 310 operating as a location estimation terminal in the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 4 .

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 위치 추정 단말로 동작하는 제1 IoT 단말을 이용한 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 3은 도2에 도시된 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 S220단계에서 송신되는 동기 신호에 대한 구조를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a flowchart illustrating a location estimation method using a first IoT terminal operating as a location estimation terminal according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 schematically illustrates the wireless communication system shown in FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the structure of a synchronization signal transmitted in step S220 shown in FIG. 2 .

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서의 제1 IoT 단말(310)은 기지국(100)으로부터 측위 요청 신호를 수신한다(S210). 2 and 3 , according to the first embodiment of the present invention, the first IoT terminal 310 in the wireless communication system receives a positioning request signal from the base station 100 (S210).

여기서, 측위 요청 정보는 IoT 구성 정보, 동기 신호 설정 정보 및 기준 RSSI 값 중에서 적어도 하나를 포함한다. Here, the location request information includes at least one of IoT configuration information, synchronization signal setting information, and a reference RSSI value.

그 다음, 제1 IoT 단말(310)은 수신된 측위 요청 정보에 따라 동기 신호를 생성하고, 생성된 동기 신호는 주변에 위치하는 복수의 IoT 단말(300)에 주기적으로 브로드캐스팅된다(S220).Next, the first IoT terminal 310 generates a synchronization signal according to the received positioning request information, and the generated synchronization signal is periodically broadcast to a plurality of IoT terminals 300 located in the vicinity (S220).

여기서 동기 신호는 기준 타이밍 정보, 커버리지 요구사항, bandwidth, 송수신 Frame 정보, 슬롯 정보, Ranging 프레임 전송 정보를 포함하는 송수신 설정 정보 중에서 적어도 하나를 포함한다.Here, the synchronization signal includes at least one of reference timing information, coverage requirements, bandwidth, transmission/reception frame information, slot information, and transmission/reception configuration information including ranging frame transmission information.

부연하자면, 도 4에 도시된 바와 같이, 동기신호는 프리앰블(Preamble)과 페이로드(Payload)로 구성된다. 먼저 프리앰블(Preamble)은 전송 프레임에 대한 신호 검출 및 주변의 IoT 단말(300)과의 동기를 획득하기 위해 적용되며, 일반적으로 상관 특성이 우수한 시퀀스를 적용하여 구성된다. In other words, as shown in FIG. 4, the synchronization signal is composed of a preamble and a payload. First, the preamble is applied to detect a signal for a transmission frame and acquire synchronization with the surrounding IoT terminal 300, and is generally configured by applying a sequence having excellent correlation characteristics.

그리고 페이로드(Payload)는 제1 IoT 단말(310)의 ID 정보와 기준 타이밍 정보, 커버리지 요구사항 및 송수신 설명 정보 등을 포함한다. In addition, the payload includes ID information, reference timing information, coverage requirements, and transmission/reception description information of the first IoT terminal 310 .

여기서, 기준 타이밍 정보는 무선전송 슬롯 정보에 기반한 타이밍 정보로서, 프레임 길이, 슬롯 길이, SYNC 주기 등을 포함한다. 커버리지 요구 사항은 측위 수행을 위한 단말의 수신 환경 조건을 규정하는 파라미터로서, 수신 신호 레벨로 규정될 수 있다. 마지막으로 송수신 설정 정보는 Private 네트워크와 통신을 수행하는 IoT 단말(300)과의 무선 통신을 연결하기 위한 파라미터로서, 송수신 채널 정보, 송수신 슬롯 정보, 레이징 심볼에 대한 설정 정보 등을 포함한다. Here, the reference timing information is timing information based on radio transmission slot information, and includes a frame length, a slot length, a SYNC period, and the like. The coverage requirement is a parameter that defines a reception environment condition of a terminal for performing positioning, and may be defined as a reception signal level. Finally, the transmission/reception setting information is a parameter for connecting wireless communication with the IoT terminal 300 that communicates with the private network, and includes transmission/reception channel information, transmission/reception slot information, and setting information for a razing symbol.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 동기 신호에는 레인징을 추정하기 위한 레이징 심볼을 더 포함한다. Meanwhile, as shown in FIG. 4 , the synchronization signal further includes a ranging symbol for estimating ranging.

제1 IoT 단말(310)로부터 동기신호를 수신한 주변의 IoT 단말(300)은 동기 신호에 대한 RSSI값을 검출하고, 검출된 RSSI값과 기준값을 상호 비교한다. The neighboring IoT terminals 300 that have received the synchronization signal from the first IoT terminal 310 detect the RSSI value of the synchronization signal, and compare the detected RSSI value with a reference value.

그리고, 주변의 IoT 단말(300) 중에서 기준 RSSI값보다 검출된 RSSI값이 큰 제2 IoT 단말(320)은 검출된 RSSI값과 자신의 ID 정보를 제1 IoT 단말(310)에 송신한다(S230).In addition, the second IoT terminal 320 having a detected RSSI value greater than the reference RSSI value among the nearby IoT terminals 300 transmits the detected RSSI value and its ID information to the first IoT terminal 310 (S230). ).

설명의 편의상, 기준 RSSI값보다 검출된 RSSI값이 큰 IoT 단말을 제2 IoT 단말(320)로 명명한다. 부연하자면, 제1 IoT 단말(310)은 전송 커버리지 내에 위치하는 모든 주변의 IoT 단말(300)에 동기 신호를 송신한다. 이때, 동기 신호에 대한 전파 세기는 제1 IoT 단말(310)과의 거리가 멀수록 감소되고, 가까울수록 증가된다. 그러므로, 본 발명의 실시예에서는 주변의 IoT 단말(300) 중에서 제2 IoT 단말(320)에서만 수신된 동기신호에 대한 RSSI값을 제1 IoT 단말(310)에 송신한다. 여기서 기준 RSSI값은 동기 신호에 포함된 수신 신호 레벨에 따라 상이하게 설정된다. For convenience of description, an IoT terminal having a detected RSSI value greater than a reference RSSI value is called a second IoT terminal 320 . In other words, the first IoT terminal 310 transmits a synchronization signal to all surrounding IoT terminals 300 located within the transmission coverage. In this case, the radio wave strength for the synchronization signal decreases as the distance from the first IoT terminal 310 increases, and increases as the distance from the first IoT terminal 310 increases. Therefore, in the embodiment of the present invention, the RSSI value for the synchronization signal received only from the second IoT terminal 320 among the surrounding IoT terminals 300 is transmitted to the first IoT terminal 310 . Here, the reference RSSI value is set differently according to the received signal level included in the synchronization signal.

S230단계 완료되면, 제1 IoT 단말(310)은 제2 IoT 단말(320)로부터 수신된 RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하고, 산출된 레인징 정보를 기지국(100)을 통해 응용 서버(400)에 전달한다(S240).When step S230 is completed, the first IoT terminal 310 calculates ranging information corresponding to the RSSI value received from the second IoT terminal 320 and transmits the calculated ranging information to the application server ( 400) (S240).

여기서, 레인징 정보는 제1 IoT 단말(310)과 제2 IoT 단말(320) 사이의 떨어진 거리 값을 포함한다. Here, the ranging information includes a distance value between the first IoT terminal 310 and the second IoT terminal 320 .

즉, 제1 IoT 단말(310)은 수신된 RSSI 값을 이용하여 제2 IoT 단말(320)과의 거리에 대한 레일징 정보를 산출하고, 산출된 레인징 정보와 자신의 위치 정보를 기지국(100)을 통해 응용 서버(400)로 송신한다. 이때, 제1 IoT 단말(310)이 GPS 모듈을 포함하는 경우 제1 IoT 단말(310)은 GPS를 통해 자신의 위치 정보를 획득하고, GPS를 포함하지 않는 경우, 기지국(100)으로부터 기 등록된 자신의 위치 정보를 수신받는다. That is, the first IoT terminal 310 calculates railing information on the distance to the second IoT terminal 320 using the received RSSI value, and uses the calculated ranging information and its own location information to the base station 100 . ) through the application server 400 . In this case, when the first IoT terminal 310 includes a GPS module, the first IoT terminal 310 acquires its own location information through GPS, and when it does not include a GPS, it is pre-registered from the base station 100 Receive your location information.

그 다음, 응용 서버(400)는 수신된 레인징 정보를 이용하여 제2 IoT 단말(320)의 위치를 추정한다(S250). Then, the application server 400 estimates the location of the second IoT terminal 320 by using the received ranging information (S250).

응용 서버(400)은 기지국(100)을 통해 전달받은 제1 IoT 단말(310)의 위치 정보와 제2 IoT 단말(320)의 레인징 정보를 이용하여 제2 IoT 단말(320)의 위치를 추정한다. 그리고, 응용 서버(400)는 추정된 제2 IoT 단말(320)의 위치정보와 제2 IoT 단말(320)의 ID를 매칭하여 저장한다. The application server 400 estimates the location of the second IoT terminal 320 by using the location information of the first IoT terminal 310 and the ranging information of the second IoT terminal 320 received through the base station 100 . do. In addition, the application server 400 matches the estimated location information of the second IoT terminal 320 with the ID of the second IoT terminal 320 and stores it.

이하에서는 도 5 및 도 6을 이용하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 비콘으로 동작하는 제1 IoT 단말(310)을 이용한 위치 추정 방법에 대해 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a location estimation method using the first IoT terminal 310 operating as a beacon in a wireless communication system according to the second embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 5 and 6 .

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 비콘으로 동작하는 제1 IoT 단말을 이용한 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 6은 도5에 도시된 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다. 5 is a flowchart illustrating a location estimation method using a first IoT terminal operating as a beacon according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a diagram schematically illustrating the wireless communication system shown in FIG. 5 .

도 5 및 도6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서의 제1 IoT 단말(310)은 기지국(100)으로부터 측위 요청 신호를 수신한다(S510). 5 and 6 , according to the second embodiment of the present invention, the first IoT terminal 310 in the wireless communication system receives a positioning request signal from the base station 100 (S510).

여기서, 측위 요청 정보는 IoT 구성 정보, 동기 신호 설정 정보 및 기준 RSSI 값 중에서 적어도 하나를 포함한다. Here, the location request information includes at least one of IoT configuration information, synchronization signal setting information, and a reference RSSI value.

그 다음, 제1 IoT 단말(310)은 수신된 측위 요청 정보에 따라 동기 신호를 생성하고, 생성된 동기 신호는 주변의 IoT 단말(300)에 주기적으로 브로드캐스팅된다(S520).Next, the first IoT terminal 310 generates a synchronization signal according to the received positioning request information, and the generated synchronization signal is periodically broadcast to the nearby IoT terminals 300 ( S520 ).

여기서 동기 신호는 기준 타이밍 정보, 커버리지 요구사항, bandwidth, 송수신 Frame 정보, 슬롯 정보, 레인징(Ranging) 프레임 전송 정보를 포함하는 송수신 설정 정보 중에서 적어도 하나를 포함한다.Here, the synchronization signal includes at least one of reference timing information, coverage requirements, bandwidth, transmission/reception frame information, slot information, and transmission/reception configuration information including ranging frame transmission information.

제1 IoT 단말(310)로부터 동기신호를 수신한 주변의 IoT 단말(300)은 동기 신호에 대한 RSSI값을 검출하고, 검출된 RSSI값과 기준 RSSI값을 상호 비교한다. The neighboring IoT terminals 300 that have received the synchronization signal from the first IoT terminal 310 detect the RSSI value of the synchronization signal, and compare the detected RSSI value with the reference RSSI value.

그리고, 주변의 IoT 단말(300) 중에서 기준 RSSI값보다 검출된 RSSI값이 큰 제2 IoT 단말(320)은 검출된 RSSI값에 대응하는 레인징 정보를 산출하고, 산출된 레인징 정보를 응용 서버(400)에 송신한다(S530).In addition, the second IoT terminal 320 having a detected RSSI value greater than the reference RSSI value among the surrounding IoT terminals 300 calculates ranging information corresponding to the detected RSSI value, and transmits the calculated ranging information to the application server. It transmits to (400) (S530).

부연하자면, 제2 IoT 단말(320)은 동기신호에 대한 RSSI값과 동기 신호에 포함된 프레임 정보를 이용하여 레인징 정보를 산출한다. 그리고, 제2 IoT 단말(320)은 산출된 레인징 정보와 자신의 ID 정보를 IoT 게이트웨이(200)로 전송한다. 그러면, IoT 게이트웨이(200)는 수신된 제1 IoT 단말(310)과 제2 IoT 단말(320)과의 레인징 정보 및 제2 IoT 단말의 ID 정보를 응용 서버(400)로 송신한다. In other words, the second IoT terminal 320 calculates ranging information by using the RSSI value of the synchronization signal and frame information included in the synchronization signal. Then, the second IoT terminal 320 transmits the calculated ranging information and its ID information to the IoT gateway 200 . Then, the IoT gateway 200 transmits the received ranging information between the first IoT terminal 310 and the second IoT terminal 320 and ID information of the second IoT terminal to the application server 400 .

S530단계가 완료되면, 응용 서버(400)는 수신된 제1 IoT 단말(310)과 제2 IoT 단말(320)과의 레인징 정보를 이용하여 제2 IoT 단말(320)의 위치를 추정한다(S540). When step S530 is completed, the application server 400 estimates the location of the second IoT terminal 320 using the received ranging information between the first IoT terminal 310 and the second IoT terminal 320 ( S540).

먼저, 응용 서버(400)는 제1 IoT 단말(310)의 위치 정보를 기 수집한 상태인지 여부를 판단한다. 판단한 결과 제1 IoT 단말(310)에 대한 위치정보를 가지고 있지 않을 경우, 응용 서버(400)는 기지국(100)을 통해 제1 IoT 단말(310)에게 위치 정보를 요청하고, 그에 대응하는 위치 정보를 수신받는다.First, the application server 400 determines whether the location information of the first IoT terminal 310 has been previously collected. As a result of the determination, if there is no location information on the first IoT terminal 310, the application server 400 requests location information from the first IoT terminal 310 through the base station 100, and the corresponding location information to receive

그 다음, 응용 서버(400)는 수신된 제1 IoT 단말(310)의 위치 정보와 제1 IoT 단말(310)과 제2 IoT 단말(320)과의 레인징 정보를 이용하여 제 2 IoT 단말(320)의 위치를 추정하고, 추정된 제 2 IoT 단말(320)의 위치 정보와 제 2 IoT 단말(320)의 ID를 매칭하여 저장한다. Then, the application server 400 uses the received location information of the first IoT terminal 310 and the ranging information between the first IoT terminal 310 and the second IoT terminal 320 to the second IoT terminal ( The location of the 320 is estimated, and the estimated location information of the second IoT terminal 320 and the ID of the second IoT terminal 320 are matched and stored.

이하에서는 도 7 및 제8을 이용하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 엿듣기 동작을 수행하는 제1 IoT 단말(310)을 이용한 위치 추정 방법에 대해 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, a method for estimating a location using the first IoT terminal 310 that performs an eavesdropping operation in a wireless communication system according to a third embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 7 and 8 .

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 엿듣기 동작을 수행하는 제1 IoT 단말을 이용한 위치 추정 방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 8은 도 7에 도시된 무선 통신 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.7 is a flowchart illustrating a location estimation method using a first IoT terminal performing an eavesdropping operation in a wireless communication system according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a schematic diagram of the wireless communication system shown in FIG. It is a drawing shown as

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따르면 무선 통신 시스템에서의 제1 IoT 단말(310)은 기지국(100)으로부터 측위 요청 신호를 수신한다(S710). 7 and 8, according to the third embodiment of the present invention, the first IoT terminal 310 in the wireless communication system receives a positioning request signal from the base station 100 (S710).

여기서, 측위 요청 정보는 IoT 구성 정보, 동기 신호 설정 정보 및 기준 RSSI 값 중에서 적어도 하나를 포함한다. Here, the location request information includes at least one of IoT configuration information, synchronization signal setting information, and a reference RSSI value.

그 다음, 제1 IoT 단말(310)은 동일한 Private 네트워크에 위치하고 있는 주변의 IoT 단말(300)에 대한 모니터링을 수행하고, 통신을 수행하는 주변의 IoT 단말(300)의 송신 신호에 대한 RSSI값을 검출한다(S720). Next, the first IoT terminal 310 performs monitoring of the neighboring IoT terminals 300 located in the same private network, and calculates the RSSI value of the transmission signal of the neighboring IoT terminals 300 that perform communication. is detected (S720).

부연하자면, 제1 IoT 단말(310)의 전송 커버리지 내에 위치하고 있으며, Private 네트워크에 접속되어 있는 주변의 IoT 단말(300)에 대한 모니터링을 수행한다. 그리고 주변의 IoT 단말(300) 중에서 제2 IoT 단말(320)과 제3 IoT 단말(330)이 Private 게이트웨이(200)와 통신을 수행하면, 제1 IoT 단말(310)은 엿듣기(Listener)를 수행하여 제2 IoT 단말(320)과 제3 IoT 단말(330)에서 송신되는 신호를 획득하고, 제2 IoT 단말(320) 및 제3 IoT 단말(330)에서 송신된 신호에 대한 RSSI값을 각각 검출한다. In other words, it is located within the transmission coverage of the first IoT terminal 310 and performs monitoring of the surrounding IoT terminal 300 connected to the private network. And when the second IoT terminal 320 and the third IoT terminal 330 among the nearby IoT terminals 300 communicate with the private gateway 200, the first IoT terminal 310 performs a listener. to obtain a signal transmitted from the second IoT terminal 320 and the third IoT terminal 330 , and respectively detect RSSI values for the signals transmitted from the second IoT terminal 320 and the third IoT terminal 330 . do.

그 다음, 제1 IoT 단말(310)은 검출된 RSSI값 중에서 기준 RSSI값보다 큰 RSSI값에 대응하는 송신 신호를 발생한 IoT 단말을 추출하고, IoT 단말의 RSSI값에 대응하는 레인징 정보를 산출한다(S730). Next, the first IoT terminal 310 extracts an IoT terminal that has generated a transmission signal corresponding to an RSSI value greater than the reference RSSI value from among the detected RSSI values, and calculates ranging information corresponding to the RSSI value of the IoT terminal. (S730).

즉, 제1 IoT 단말(310)은 검출된 각각의 RSSI값을 기준 RSSI값과 상호 비교한다. 그리고, 제1 IoT 단말(310)은 검출된 RSSI값이 기준 RSSI값보다 큰 IoT 단말에 대한 ID 정보와 레인징 정보를 응용 서버(400)에 송신한다. That is, the first IoT terminal 310 compares each detected RSSI value with a reference RSSI value. In addition, the first IoT terminal 310 transmits ID information and ranging information about the IoT terminal whose detected RSSI value is greater than the reference RSSI value to the application server 400 .

예를 들어, 제2 IoT 단말(320)에서 송신된 신호의 RSSI값은 기준 RSSI값보다 크고, 제3 IoT 단말(330)에서 송신된 신호의 RSSI값은 기준 RSSI값보다 작을 경우, 제1 IoT 단말(310)은 엿듣기 과정을 통해 획득한 제2 IoT 단말(320)의 데이터 즉, 송신 신호에 포함된 제2 IoT 단말(320)의 ID 정보와 제2 IoT 단말(320)의 레인징 정보를 응용 서버(400)에 송신한다. 반면에, 제1 IoT 단말(310)은 제3 IoT 단말(330)에 대한 신호가 부정확하다고 판단하여 엿듣기 과정을 통해 획득한 데이터를 응용 서버(400)에 송신하지 않고 무시한다. For example, when the RSSI value of the signal transmitted from the second IoT terminal 320 is greater than the reference RSSI value and the RSSI value of the signal transmitted from the third IoT terminal 330 is smaller than the reference RSSI value, the first IoT The terminal 310 receives the data of the second IoT terminal 320 obtained through the eavesdropping process, that is, the ID information of the second IoT terminal 320 and the ranging information of the second IoT terminal 320 included in the transmission signal. It is transmitted to the application server 400 . On the other hand, the first IoT terminal 310 determines that the signal to the third IoT terminal 330 is inaccurate and ignores the data acquired through the eavesdropping process without transmitting it to the application server 400 .

또한, 제2 IoT 단말(320)에서 송신된 신호의 RSSI값과 제3 IoT 단말(330)에서 송신된 신호의 RSSI값 모두 기준 RSSI값보다 클 경우, 제1 IoT 단말(310)은 제2 IoT 단말(320)의 ID 정보 및 제2 IoT 단말(320)의 레인징 정보와, 제3 IoT 단말(330)의 ID 정보 및 제3 IoT 단말(330)의 레인징 정보를 응용 서버(400)에 송신한다.In addition, when both the RSSI value of the signal transmitted from the second IoT terminal 320 and the RSSI value of the signal transmitted from the third IoT terminal 330 are greater than the reference RSSI value, the first IoT terminal 310 performs the second IoT ID information of the terminal 320 and ranging information of the second IoT terminal 320 , ID information of the third IoT terminal 330 and ranging information of the third IoT terminal 330 to the application server 400 . send

S730단계가 완료되면, 응용 서버(400)는 제1 IoT 단말(310)의 위치 정보와 제2 IoT 단말(320)의 레인징 정보를 이용하여 제2 IoT 단말(320)의 위치를 추정한다(S740). When step S730 is completed, the application server 400 estimates the location of the second IoT terminal 320 using the location information of the first IoT terminal 310 and the ranging information of the second IoT terminal 320 ( S740).

먼저, 응용 서버(400)는 제1 IoT 단말(310)의 위치 정보를 기 수집한 상태인지 여부를 판단한다. 판단한 결과 제1 IoT 단말(310)에 대한 위치정보를 가지고 있지 않을 경우, 응용 서버(400)는 기지국(100)을 통해 제1 IoT 단말(310)에게 위치 정보를 요청하고, 그에 대응하는 위치 정보를 수신받는다.First, the application server 400 determines whether the location information of the first IoT terminal 310 has been previously collected. As a result of the determination, if there is no location information on the first IoT terminal 310, the application server 400 requests location information from the first IoT terminal 310 through the base station 100, and the corresponding location information to receive

그 다음, 응용 서버(400)는 수신된 제1 IoT 단말(310)의 위치 정보와 제2 IoT 단말(320)의 레인징 정보를 이용하여 제 2 IoT 단말(320)의 위치를 추정하고, 추정된 제 2 IoT 단말(320)의 위치 정보와 제 2 IoT 단말(320)의 ID를 매칭하여 저장한다. Then, the application server 400 estimates the location of the second IoT terminal 320 using the received location information of the first IoT terminal 310 and the ranging information of the second IoT terminal 320 , and estimates The location information of the second IoT terminal 320 and the ID of the second IoT terminal 320 are matched and stored.

이와 같이 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 셀룰러 네트워크와 Private 네트워크에 대한 접속을 지원하는 듀얼 모드 IoT 단말을 이용하여 GPS 지원 없이 Private 네트워크에 연결되어 있는 IoT 단말의 위치를 추정할 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템에서 측위를 수행할 경우에 게이트웨이와의 거리가 멀어짐에 따라 무선링크 품질에 대한 성능이 열화되는 문제를 보완할 수 있다. As described above, the wireless communication system according to the present invention can estimate the location of an IoT terminal connected to a private network without GPS support by using a dual-mode IoT terminal supporting access to a cellular network and a private network. In addition, when positioning is performed in a wireless communication system, it is possible to compensate for a problem in which the performance of the wireless link quality deteriorates as the distance from the gateway increases.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Accordingly, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 기지국
200: Private 게이트웨이
300 : 주변의 IoT 단말
310 : 제1 IoT 단말
320 : 제2 IoT 단말
400 : 응용 서버100: base station
200: Private gateway
300: surrounding IoT terminals
310: first IoT terminal
320: second IoT terminal
400 : application server

Claims (12)

사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에 있어서,
셀룰러 네트워크를 통해 신호를 전달하는 기지국,
셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능하며, 상기 기지국으로부터 측위 요청 정보를 수신하면 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하고, 상기 동기 신호를 수신한 복수의 IoT 단말 중에서 수신된 신호에 대한 RSSI 값이 기준치보다 큰 제2 IoT 단말로부터 RSSI 정보를 수신하고, 상기 제2 IoT 단말로부터 수신된 RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하는 제1 IoT 단말, 그리고
상기 제1 IoT 단말로부터 셀룰러 네트워크를 통하여 상기 제1 IoT 단말의 위치 정보 및 상기 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 수신하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 응용서버를 포함하는 무선 통신 시스템.In a wireless communication system based on IoT communication,
a base station that carries a signal over a cellular network;
It is accessible to a cellular network and a private network, and when positioning request information is received from the base station, a synchronization signal is periodically broadcast to a plurality of nearby IoT terminals, and a signal received from among a plurality of IoT terminals receiving the synchronization signal is A first IoT terminal that receives RSSI information from a second IoT terminal whose RSSI value is greater than a reference value, and calculates ranging information corresponding to the RSSI value received from the second IoT terminal; and
and an application server for estimating the location of the second IoT terminal by receiving the location information of the first IoT terminal and the ranging information of the second IoT terminal from the first IoT terminal through a cellular network. 사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에 있어서,
셀룰러 네트워크를 통해 신호를 전달하는 기지국,
셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능하며, 상기 기지국으로부터 측위 요청 정보를 수신하면 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하는 제1 IoT 단말,
상기 제1 IoT 단말로부터 수신된 동기 신호의 RSSI 값이 기준치보다 큰 경우, RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하여 IoT 게이트웨이를 통해 응용 서버로 전송하는 제2 IoT 단말, 그리고
수신된 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말 사이의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 응용서버를 포함하는 무선 통신 시스템.In a wireless communication system based on IoT communication,
a base station that carries a signal over a cellular network;
A first IoT terminal connectable to a cellular network and a private network and periodically broadcasting a synchronization signal to a plurality of nearby IoT terminals upon receiving location request information from the base station;
When the RSSI value of the synchronization signal received from the first IoT terminal is greater than the reference value, the second IoT terminal calculates ranging information corresponding to the RSSI value and transmits it to the application server through the IoT gateway; and
and an application server estimating the location of the second IoT terminal using the received ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal and the pre-stored location information of the first IoT terminal. 사물 인터넷 통신을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에 있어서,
셀룰러 네트워크를 통해 신호를 전달하는 기지국,
셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능하며, Private 네트워크를 통하여 제2 IoT 단말이 통신 중일 경우, 엿듣기 과정을 통해 상기 제2 IoT 단말의 RSSI를 검출하고, 상기 검출된 RSSI가 기준치보다 크면,제2 IoT 단말의 레인징 정보를 셀룰러 네트워크를 통해 응용 서버로 전송하는 제1 IoT 단말, 그리고
수신된 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말과의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 응용서버를 포함하는 무선 통신 시스템.In a wireless communication system based on IoT communication,
a base station that carries a signal over a cellular network;
It is accessible to a cellular network and a private network, and when the second IoT terminal is communicating through the private network, the RSSI of the second IoT terminal is detected through an eavesdropping process, and if the detected RSSI is greater than a reference value, the second IoT A first IoT terminal that transmits the ranging information of the terminal to an application server through a cellular network, and
and an application server estimating the location of the second IoT terminal using the received ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal and the pre-stored location information of the first IoT terminal. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 동기 신호는,
기준 타이밍 정보, 커버리지 요구사항, bandwidth, 송수신 Frame 정보, 슬롯 정보, Ranging 프레임 전송 정보를 포함하는 송수신 설정 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 무선 통신 시스템.3. The method of claim 1 or 2,
The synchronization signal is
A wireless communication system comprising at least one of transmission/reception configuration information including reference timing information, coverage requirements, bandwidth, transmission/reception frame information, slot information, and ranging frame transmission information. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측위 요청 정보는,
IoT 구성 정보, 동기 신호 설정 정보 및 기준 RSSI 값 중에서 적어도 하나를 포함하는 무선 통신 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The location request information is,
A wireless communication system comprising at least one of IoT configuration information, synchronization signal setting information, and a reference RSSI value. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 IoT 단말은,
내부에 GPS가 포함되어 있을 경우에는, 상기 GPS를 이용하여 위치 정보를 획득하고,
내부에 GPS가 포함되어 있지 않을 경우에는, 상기 기지국으로부터 기 등록된 위치 정보를 획득하는 무선 통신 시스템.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The first IoT terminal,
If a GPS is included inside, the location information is obtained using the GPS,
A wireless communication system for acquiring pre-registered location information from the base station when GPS is not included therein. 무선 통신 시스템을 이용한 위치 추정 방법에 있어서,
셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능한 제1 IoT 단말이 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 통해 측위 요청 정보를 수신하는 단계,
상기 제1 IoT 단말이 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하는 단계,
상기 동기 신호를 수신한 복수의 IoT 단말 중에서 수신된 신호에 대한 RSSI 값이 기준치보다 큰 제2 IoT 단말로부터 RSSI 정보를 수신하는 단계.
상기 제2 IoT 단말로부터 수신된 RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하는 단계,
상기 제1 IoT 단말은 셀룰러 네트워크를 통하여 상기 제1 IoT 단말의 위치 정보 및 상기 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 응용 서버로 전송하는 단계, 그리고
상기 응용 서버는 상기 제1 IoT 단말의 위치 정보 및 상기 제2 IoT 단말의 레인징 정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.In the position estimation method using a wireless communication system,
receiving, by a first IoT terminal accessible to a cellular network and a private network, location request information from a base station through a cellular network;
The first IoT terminal periodically broadcasting a synchronization signal to a plurality of nearby IoT terminals;
Receiving RSSI information from a second IoT terminal in which an RSSI value of a received signal from among a plurality of IoT terminals receiving the synchronization signal is greater than a reference value.
calculating ranging information corresponding to the RSSI value received from the second IoT terminal;
transmitting, by the first IoT terminal, the location information of the first IoT terminal and the ranging information of the second IoT terminal to an application server through a cellular network; and
and estimating, by the application server, the location of the second IoT terminal by using the location information of the first IoT terminal and the ranging information of the second IoT terminal. 무선 통신 시스템을 이용한 위치 추정 방법에 있어서,
셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속가능한 제1 IoT 단말이 기지국으로부터 셀룰러 네트워크를 통해 측위 요청 정보를 수신하는 단계,
상기 제1 IoT 단말이 주변의 복수의 IoT 단말에 주기적으로 동기 신호를 브로드캐스팅하는 단계,
제2 IoT 단말이 상기 제1 IoT 단말로부터 수신된 동기 신호의 RSSI 값이 기준치보다 큰 경우, RSSI 값에 대응하는 레인징 정보를 산출하여 IoT 게이트웨이를 통해 응용 서버로 전송하는 단계, 그리고
상기 응용 서버는 수신된 상기 IoT 게이트웨이로부터 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말 사이의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.In the position estimation method using a wireless communication system,
receiving, by a first IoT terminal accessible to a cellular network and a private network, location request information from a base station through a cellular network;
The first IoT terminal periodically broadcasting a synchronization signal to a plurality of nearby IoT terminals;
When the RSSI value of the synchronization signal received from the first IoT terminal is greater than the reference value, the second IoT terminal calculates ranging information corresponding to the RSSI value and transmits it to the application server through the IoT gateway; and
estimating, by the application server, the location of the second IoT terminal using the received ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal and the pre-stored location information of the first IoT terminal from the IoT gateway; A location estimation method comprising a. 무선 통신 시스템을 이용한 위치 추정 방법에 있어서,
셀룰러 네트워크 및 Private 네트워크에 접속 가능한 제1 IoT 단말이 셀룰러 네트워크를 통해 기지국과 통신하는 단계,
Private 네트워크를 통하여 제2 IoT 단말이 통신 중일 경우, 상기 제1 IoT 단말은 엿듣기 과정을 통해 상기 제2 IoT 단말의 RSSI를 검출하는 단계,
상기 검출된 RSSI가 기준치보다 크면, 상기 제1 Iot 단말은 제2 IoT 단말과의 레인징 정보를 셀룰러 네트워크를 통해 응용 서버로 전송하는 단계, 그리고
상기 응용 서버는 수신된 상기 제1 IoT 단말과 제2 IoT 단말과의 레인징 정보와 기 저장된 상기 제1 IoT 단말의 위치정보를 이용하여 상기 제2 IoT 단말의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 위치 추정 방법.In the position estimation method using a wireless communication system,
A first IoT terminal connectable to a cellular network and a private network communicating with a base station through a cellular network;
detecting, by the first IoT terminal, the RSSI of the second IoT terminal through an eavesdropping process when the second IoT terminal is communicating through the private network;
If the detected RSSI is greater than the reference value, transmitting, by the first IoT terminal, ranging information with a second IoT terminal to an application server through a cellular network, and
and estimating, by the application server, the location of the second IoT terminal using the received ranging information between the first IoT terminal and the second IoT terminal and the pre-stored location information of the first IoT terminal; Estimation method. 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 동기 신호는,
기준 타이밍 정보, 커버리지 요구사항, bandwidth, 송수신 Frame 정보, 슬롯 정보, Ranging 프레임 전송 정보를 포함하는 송수신 설정 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 무선 통신 시스템.9. The method according to claim 7 or 8,
The synchronization signal is
A wireless communication system comprising at least one of transmission/reception configuration information including reference timing information, coverage requirements, bandwidth, transmission/reception frame information, slot information, and ranging frame transmission information. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 측위 요청 정보는,
IoT 구성 정보, 동기 신호 설정 정보 및 기준 RSSI 값 중에서 적어도 하나를 포함하는 무선 통신 시스템.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
The location request information is,
A wireless communication system comprising at least one of IoT configuration information, synchronization signal setting information, and a reference RSSI value. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 IoT 단말은,
내부에 GPS가 포함되어 있을 경우에는, 상기 GPS를 이용하여 위치 정보를 획득하고,
내부에 GPS가 포함되어 있지 않을 경우에는, 상기 기지국으로부터 기 등록된 위치 정보를 획득하는 무선 통신 시스템.10. The method according to any one of claims 7 to 9,
The first IoT terminal,
If a GPS is included inside, the location information is obtained using the GPS,
A wireless communication system for acquiring pre-registered location information from the base station when GPS is not included therein.
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KR20200037454A (en) * 2015-09-29 2020-04-08 퀄컴 인코포레이티드 Design of synchronization signals for narrowband operation

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