WO2017061666A1 - 사용자 위치 추적 방법 - Google Patents

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WO2017061666A1
WO2017061666A1 PCT/KR2015/014162 KR2015014162W WO2017061666A1 WO 2017061666 A1 WO2017061666 A1 WO 2017061666A1 KR 2015014162 W KR2015014162 W KR 2015014162W WO 2017061666 A1 WO2017061666 A1 WO 2017061666A1
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coordinate information
mobile device
adjacent
devices
channel
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PCT/KR2015/014162
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고호정
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삼성에스디에스 주식회사
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    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
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    • H04W76/00—Connection management
    • H04W76/10—Connection setup
    • H04W76/14—Direct-mode setup

Definitions

  • the present invention relates to a user location tracking method, and more particularly, to a user location tracking method that can track the location of a user carrying a mobile device by selecting an optimal channel model according to the channel environment.
  • Various techniques are used to track the location of a user by measuring the location of the mobile device. Representatively, a method of tracking the location of a user who has a mobile device using a GPS (Global Positioning System) or a cell ID technique of a base station is widely used.
  • GPS Global Positioning System
  • a cell ID technique of a base station is widely used.
  • the conventional GPS-based location tracking method has a problem in that the location of a user cannot be normally tracked in an urban area or a mountainous terrain where LOS (Line Of Sight) with satellites is not secured.
  • LOS Line Of Sight
  • the base station-based Cell ID technique measures mobile devices within 2 ⁇ 3Km radius, making accurate location tracking difficult.
  • location tracking method using Wi-Fi or Bluetooth indoors the AP and access point are As the same communication infrastructure does not operate normally, there was a problem that the location of the user cannot be tracked.
  • an object of the present invention is to provide a user location tracking method that can estimate the location of a user having a mobile device without the need for a separate infrastructure construction. .
  • a method for tracking a location of a user comprising: receiving coordinate information of each of the adjacent mobile devices from a neighboring mobile device, and estimating a channel environment to obtain an optimal channel model.
  • the selecting of the optimal channel model may include calculating a channel factor with signals received from the adjacent mobile devices and a channel corresponding to the calculated channel factor. And selecting the model.
  • calculating a channel factor from signals received from the adjacent mobile devices may include: coherent transceiver estimating a channel environment by multipath signal tracking; Calculating a channel factor.
  • the method may further include broadcasting coordinate information corresponding to the current location to the adjacent mobile devices.
  • the method may further include transmitting coordinate information corresponding to the current location and coordinate information of the adjacent devices to the base station.
  • the step of receiving coordinate information of each of the adjacent mobile devices from the adjacent mobile device if the coordinate information on the adjacent mobile device is not received, turn on the GPS module or the Wi-Fi module Acquiring coordinate information, and broadcasting the acquired coordinate information to the adjacent mobile device.
  • the method may further include turning off the GPS module or the Wi-Fi module when the obtained coordinate information is broadcast to the adjacent mobile device.
  • the step of receiving coordinate information of each of the mobile devices from the adjacent mobile device, receiving coordinate information of the adjacent mobile devices in a D2D communication channel based on a long term evolution (LTE) link It may include a step.
  • LTE long term evolution
  • the communication unit for receiving coordinate information of each of the adjacent mobile devices from the adjacent mobile device, a channel model selection unit for estimating a channel environment by selecting a channel environment, the selection And a distance information calculator configured to calculate distance information with the adjacent devices using the channel model, and a coordinate calculator configured to calculate current location coordinates using the distance information with the adjacent devices.
  • the channel model selecting unit includes a coherent transceiver (Coherent Transceiver) to calculate a channel factor (Channel Factor) from the signals received from the adjacent mobile devices, the channel model The selector may select a channel model corresponding to the calculated channel factor.
  • a coherent transceiver Coherent Transceiver
  • Channel Factor Channel Factor
  • the coherent transceiver may calculate a channel factor by estimating a channel environment through multipath signal tracking.
  • the communication unit may broadcast coordinate information corresponding to the current location to the adjacent mobile devices.
  • the communication unit may transmit coordinate information corresponding to the current location and coordinate information of the adjacent devices to the base station.
  • the coordinate information on the adjacent mobile device if the coordinate information on the adjacent mobile device is not received, it further comprises a position tracking unit is turned on to obtain the current coordinate information, the communication unit, the obtained coordinate information to the adjacent mobile Broadcast to the device.
  • the location tracking unit may be turned off when the obtained coordinate information is broadcast to the adjacent mobile device.
  • the communication unit may receive coordinate information of the adjacent mobile devices through a D2D communication channel based on a long term evolution (LTE) link.
  • LTE long term evolution
  • a mobile device includes one or more processors, a memory for loading a computer program executed by the processor, and a storage for storing a computer program capable of tracking a user location
  • the computer program may include an operation of receiving coordinate information of each of the adjacent mobile devices from an adjacent mobile device, an operation of estimating a channel environment to select an optimal channel model, and a distance from the adjacent devices using the selected channel model. And calculating the coordinate information of the current position by using the information for calculating the information and the distance information with the adjacent devices.
  • a computer program in combination with a computer device, receives coordinate information of each of the adjacent mobile devices from an adjacent mobile device, estimating a channel environment and selecting an optimal channel model. And calculating distance information with the adjacent devices using a predetermined channel model and calculating coordinate information of the current position using the distance information with the adjacent devices.
  • FIG. 1 is a view for explaining a method for tracking a user location according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a user location tracking method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of selecting an optimal channel model by estimating a propagation environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of calculating a distance from an adjacent mobile device using a selected channel model according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a process of calculating coordinate information of a current location using distance information with an adjacent mobile device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a case in which coordinate information of each mobile device is not received from adjacent mobile devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram for describing a process of transmitting coordinate information of a broadcasted mobile device to a base station through other mobile devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of transmitting coordinate information of the mobile device described with reference to FIG. 7.
  • FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view for explaining a method for tracking a user location according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of mobile devices are located in an arbitrary space, and each device is described as an example in which the devices are connected by a D2D (Device to Device) communication method.
  • D2D Device to Device
  • LTE long term evolution
  • the first mobile device 110 may use the surrounding second mobile device 120, third mobile device 130, and fourth mobile device 140 to calculate coordinate information corresponding to its current location. Receive coordinate information of.
  • the coordinate information of the second mobile device 120 to the fourth mobile device 140 may be obtained using a GPS, a cell ID, or an access point (AP) nearby.
  • the coordinate information of the second mobile device 120 to the fourth mobile device 140 may be calculated by a user location tracking method according to an embodiment of the present invention.
  • the first mobile device 110 that receives the location information of the adjacent second mobile device 120 to the fourth mobile device 140 may use a coherent transceiver mounted on the first mobile device 110. Analyze propagation environment and estimate channel environment.
  • the position of the first mobile device 110 is estimated from a channel factor measured in a coherent transceiver of the mobile device, such as whether it is an open area with a good communication state or an urban area with a poor communication state.
  • Channel model optimized for the estimated channel environment is selected.
  • Channel model according to an embodiment of the present invention is a Rician Model, Stanford Univ. It may be one of Model, Okumura-Hata Model, Cost231 Model, Cost231 Hata Model, Free Space Model, but is not limited thereto. Other general channel models may be selected.
  • the distance between the first mobile device 110 and each of the mobile devices 120, 130, and 140 is calculated using the selected channel model.
  • the coordinates of the first mobile device 110 are calculated using the calculated distance information between each of the mobile devices 120, 130, and 140 and the first mobile device 110.
  • the first mobile device 110 calculated through the above-described process may be broadcast to other mobile devices.
  • coordinate information of the first mobile device 110 may be transmitted to other mobile devices connected by an LTE link based D2D communication method.
  • the coordinate information of the first mobile device 110 may be hopped at the mobile device connected by the D2D communication method and transferred to another mobile device that is outside the available distance of the LTE link based D2D communication.
  • the location information of the first mobile device 110 may be stored in the third mobile device 130.
  • the coordinate information of the first mobile device 110 may be transmitted to the fifth mobile device 150 through the third mobile device 130.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating a user location tracking method according to an embodiment of the present invention.
  • location information of each mobile device is received from adjacent mobile devices (S220).
  • the coordinate information of at least two adjacent mobile devices should be received.
  • coordinate information should be received from at least three adjacent mobile devices.
  • the mobile device estimates a channel environment by calculating a channel factor (S230).
  • the mobile device may prestore information about an optimal channel model corresponding to the calculated channel factor.
  • an optimized channel model corresponding to the coherent transceiver is selected (S240).
  • the distance between the mobile device and the adjacent mobile devices to track the location is calculated using the channel model (S250).
  • the formula for calculating the distance between the mobile devices may vary according to the selected channel model.
  • a detailed method of calculating the distance between mobile devices using the channel model will be described in detail with reference to FIG. 4.
  • the coordinate information of the mobile device to track the location using the value is calculated (S260). At this time, if coordinate information is received from three adjacent mobile devices, x, y, z coordinates of the mobile device to track the location may be calculated.
  • the coordinate information of the mobile device calculated through the above process may be broadcasted to other mobile devices (270).
  • a dynamic mesh map for a plurality of mobile devices existing in an arbitrary space may be generated.
  • the dynamic mesh map refers to a map including location information of a plurality of mobile devices.
  • an effect of providing various location-based services may be achieved by using a dynamic mesh map generated based on location information of a plurality of users.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method of selecting an optimal channel model by estimating a propagation environment according to an embodiment of the present invention.
  • the channel model models the propagation characteristics of electromagnetic waves by using theoretical and experimental results, and refers to a model used to predict the state of signal strength according to a specific distance, location, and terrain. Therefore, by selecting a channel model according to the propagation characteristics and inputting the measured variable, it is possible to calculate the distance between mobile devices transmitting and receiving radio waves.
  • an optimal channel model information corresponding to the measured channel factor may be stored in the mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • the radio wave environment may be estimated to be an urban area with poor radio transmission and reception, and a Rician model may be selected as the channel model.
  • a free space model may be selected as the channel model.
  • the above-described channel factor may be calculated through the following equation.
  • ⁇ 1 (t0) is the autocorrelation value at time delay t0 of the first received signal
  • ⁇ 2 (t2) is the autocorrelation value at time delay t0 of the second received signal
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a process of calculating a distance from an adjacent mobile device using a selected channel model according to an embodiment of the present invention.
  • the selected channel model is a free space model
  • the channel model that may be selected is not limited thereto, and various channel models may be selected according to the propagation environment.
  • FSPL Free Space Path Loss
  • d is the distance to the adjacent mobile device
  • f is the frequency of propagation
  • c is the loss factor independent of the propagation path.
  • FSPL may be calculated by another equation as shown in FIG.
  • P t is the transmit power
  • P r is the receive power
  • G t is the gain of the transmit antenna
  • G r is the gain of the receive antenna
  • Equation 3 the FSPL is calculated, and substituting this value into Equation 2 can finally calculate the distance d from the adjacent mobile device.
  • coordinate information of the mobile device whose location is to be tracked can be calculated.
  • FIG. 5 is a diagram for describing a process of calculating coordinate information of a current location using distance information with an adjacent mobile device according to one embodiment of the present invention.
  • the coordinate information of the adjacent second mobile device 120 to the fourth mobile device 140 is used to calculate the current position coordinate of the first mobile device 110. Listen and explain.
  • d1 is distance information from the second mobile device 120.
  • Distance information d1 between the first mobile device 110 and the second mobile device 120 may be calculated by the method described with reference to FIG. 4.
  • x1 and y1 are coordinate information of the second mobile device 120.
  • the coordinate information of the second mobile device 120 may be calculated using GPS, cell ID, or an access point (AP) nearby. Or it may be coordinate information calculated by the user location tracking method described in the present invention.
  • d2 denotes distance information between the first mobile device 110 and the third mobile device 130
  • x2 and y2 denote coordinate information of the third mobile device.
  • 5 is x, y two unknowns, which are coordinate information of the first mobile device, distance information d1 from the second mobile device 120, coordinate information x1 of the second mobile device 120, and the like. Given the distance information d2 between y1 and the third mobile device 130 and the coordinate information x2 and y2 of the third mobile device 130, the coordinate information of the first mobile device 110 may be calculated.
  • the unknown number is increased to x, y, and z. Accordingly, in this case, three-dimensional coordinate information of the second mobile device 120 to the fourth mobile device 130 is received to establish three equations to determine coordinate information x, y, z of the first mobile device 110. Calculate.
  • the distance information with each of the mobile devices is calculated, the coordinate information of the mobile device to be tracked is calculated.
  • the effect of calculating more accurate coordinate information can be achieved.
  • the user location tracking method receives coordinate information of each mobile device from adjacent mobile devices, and calculates its own coordinate information using the coordinate information of the mobile devices.
  • coordinate information may not be received from adjacent mobile devices. This phenomenon may occur when the mobile device does not exist within the LTE link-based D2D communication available range, or when the mobile devices do not acquire their coordinate information even if there is a mobile device within the available range.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a case in which coordinate information of each mobile device is not received from adjacent mobile devices according to an embodiment of the present invention.
  • the first mobile device 110 may turn on the D2D mode in order to calculate its coordinate information (S610). After the D2D mode is turned on, it is determined whether the coordinate information is received from the adjacent mobile devices (S620). When the coordinate information of each mobile device is received from the adjacent mobile devices, the coordinate information of the mobile device is determined according to the above-described method. Calculate (S630).
  • the GPS mode or the Wi-fi mode is turned on (S640). Subsequently, after obtaining their own location information in the turned-on GPS mode or the Wi-Fi mode (S650), the acquired coordinate information is broadcasted to an adjacent mobile device (S660), and the coordinate information of the mobile device whose other coordinate information is different. It can be used to calculate.
  • the GPS mode or the Wi-fi mode are turned off again (S670). That is, their coordinate information may be used as reference coordinates for calculating coordinate information of another mobile device.
  • FIG. 7 is a diagram for describing a process of transmitting coordinate information of a broadcasted mobile device to a base station through other mobile devices according to an embodiment of the present invention.
  • Coordinate information of the mobile device calculated through the above-described process may be transmitted to the base station 710 via other adjacent mobile devices.
  • the management server (not shown) that receives coordinate information about the plurality of mobile devices through the base station 710 may provide various location-based services to the plurality of users.
  • the first mobile device 110 may not directly transmit its coordinate information to the base station 710. Through this, their coordinate information may be transmitted to the management server through the base station 710.
  • coordinate information of the first mobile device 110 is calculated through the method described with reference to FIGS. 1 to 6, and the calculated coordinate information is adjacent to a mobile device, for example, a third mobile device ( 130, may be transmitted to the fourth mobile devices 140.
  • the fourth mobile device 140 that receives the coordinate information of the first mobile device 110 transmits it to the fifth mobile device 150 again, and the fifth mobile device 150 sends the sixth mobile device 150 to the sixth mobile device 150.
  • the coordinate information of the first mobile device 110 may be transmitted.
  • the coordinate information of the first mobile device 110 is transmitted to the base station 710 so that the coordinate information of the first mobile device 110 is stored in the management server. Can be sent to.
  • the management server can generate a virtual map for a plurality of users who have a mobile device and can provide various services to the users based on this.
  • the coordinate information of the plurality of mobile devices is transmitted to the management server so that a quick structure can be achieved in the event of a disaster, and location-based services can be provided, but the present invention is not limited thereto.
  • the above-described service may be provided without using an existing infrastructure.
  • a mobile device in a specific region may share its coordinate information without transmitting the coordinate information of the mobile devices to the management server, so that one mobile device can check the coordinate information of the other mobile devices.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of transmitting coordinate information of the mobile device described with reference to FIG. 7.
  • Mobile devices belonging to the D2D group may transmit their coordinate information and coordinate information of each mobile device received from adjacent mobile devices to another mobile device.
  • the mobile device at a distance capable of communicating with the base station 710 may transmit the coordinate information of the mobile devices belonging to the D2D group collected through hopping as well as its coordinate information to the base station 710 (S810). .
  • the management server that receives the coordinate information about the plurality of mobile devices through the base station 710 configures the dynamic mesh map with the coordinate information of the mobile devices belonging to the D2D group (S820).
  • various additional services based on location are provided using the dynamic mesh map (S830). For example, it is possible to provide marketing information such as restaurant information and theater information around a user with a mobile device.
  • FIG. 9 is a functional block diagram illustrating a mobile device according to an embodiment of the present invention.
  • the mobile device 900 includes a communication unit 910, a channel model selector 920, a distance information calculator 930, and a coordinate calculator 940.
  • the communication unit 910 receives coordinate information of each of the mobile devices from an adjacent mobile device.
  • the communication unit 910 may receive coordinate information of adjacent mobile devices through a D2D communication channel based on a long term evolution (LTE) link.
  • LTE long term evolution
  • the channel model selector 920 estimates the channel environment and selects an optimal channel model suitable for the channel environment.
  • the channel model selector 920 may include a coherent transceiver (not shown), and allow the coherent transceiver to estimate a channel environment through multipath signal tracking.
  • the distance information calculator 930 calculates distance information with adjacent devices using the selected channel model. Then, when the distance information to the adjacent mobile devices is calculated, the coordinate calculator 940 calculates the coordinate information corresponding to the current position of the mobile device 900 by using it.
  • the mobile device 900 turns on a location tracking unit (not shown) to acquire coordinate information corresponding to the current location and then acquires the mobile device 900.
  • Coordinate information corresponding to the current position of may be broadcast to adjacent coordinate information.
  • the location tracking unit may be implemented as a GPS module or a Wi-Fi module, but is not limited thereto and may be implemented in various forms to acquire coordinate information corresponding to a current location.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a mobile device according to another embodiment of the present invention.
  • the mobile device 1000 shown in FIG. 10 includes a processor 1010, a memory 1020, a storage 1030, a network interface 1040, and a bus.
  • the processor 1010 executes a program that can track a user's location.
  • a program that may be executed in the processor 1010 is not limited thereto, and other general-purpose programs may be executed.
  • the memory 1020 loads a program capable of tracking the user's location so that the program can be executed in the processor 1010.
  • the storage 1030 stores a program for tracking a user location. Also, information about an optimal channel model corresponding to the channel factor may be stored. Meanwhile, the user location tracking program may include receiving coordinate information of each of the adjacent mobile devices from the adjacent mobile device, estimating a channel environment to select an optimal channel model, and using the selected channel model. Calculating distance information with the second device; and calculating coordinate information of a current location by using distance information with the adjacent devices.
  • the network interface 1040 may be connected to an adjacent mobile device through a D2D communication channel based on a long term evolution (LTE) link.
  • LTE long term evolution
  • the bus 1050 serves as a data movement path to which the above-described processor 1010, the memory 1020, the storage 1030, and the network interface 1040 are connected.
  • the above-described method can be written as a program that can be executed in a computer, it can be implemented in a general-purpose digital computer to operate the program using a computer-readable recording medium.
  • the structure of the data used in the above-described method can be recorded on the computer-readable recording medium through various means.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).

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Abstract

사용자 위치 추적 방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 위치 추적 방법은, 인접한 모바일 디바이스로부터 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계, 채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델 선정하는 단계, 선정된 채널 모델을 이용하여 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 단계 및 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치의 좌표 정보를 계산하는 단계를 포함한다.

Description

사용자 위치 추적 방법
본 발명은 사용자 위치 추적 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 채널 환경에 따른 최적의 채널 모델을 선정하여 모바일 디바이스를 휴대한 사용자의 위치를 추적할 수 있는 사용자 위치 추적 방법에 관한 것이다.
모바일 디바이스의 위치 측정을 통해 사용자의 위치를 추적할 수 있는 다양한 기술이 활용되고 있다. 대표적으로 GPS(Global Positioning System)나 기지국의 Cell ID 기법으로 모바일 디바이스를 소지한 사용자의 위치를 추적하는 방법이 널리 활용되고 있다.
그러나, 종래 GPS 기반의 위치 추적 방법의 경우 위성과의 LOS(Line Of Sight)가 확보되지 않는 도심 지역이나, 산악 지형에서는 정상적으로 사용자의 위치를 추적할 수 없다는 문제점이 있었다.
또한, 기지국 기반의 Cell ID 기법은 모바일 디바이스가 2~3Km 반경 이내에 있는 것으로 측정되므로 정확한 위치 추적이 어렵고, 실내에서 Wi-Fi나 블루투스 등을 이용한 위치 추적 방법의 경우 재난 발생시 AP(Access Point)와 같은 통신 인프라가 정상적으로 동작하지 않게 됨에 따라 사용자의 위치를 추적할 수 없다는 문제점이 있었다.
이에, 실내에서 위치 추적을 위한 별도의 인프라 구축이 필요 없고 다양한 환경에서 사용자의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 사용자 위치 추적 방법의 필요성이 대두되었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 인프라 구축을 필요로 하지 않으면서 모바일 디바이스를 소지한 사용자의 위치를 추정할 수 있는 사용자 위치 추적 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 통신 환경에 따라 최적의 채널 모델을 선정하여 보다 정확하게 사용자의 위치를 추적할 수 있는 사용자 위치 추적 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 위치 추적 방법은, 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계, 채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델
선정하는 단계, 상기 선정된 채널 모델을 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 단계 및 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치의 좌표 정보를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 최적의 채널 모델을 선정하는 단계는, 상기 인접한 모바일 디바이스들로부터 수신된 신호로 채널 팩터(Channel Factor)를 계산하는 단계 및 상기 계산된 채널 팩터에 대응되는 채널 모델을 선정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인접한 모바일 디바이스들로부터 수신된 신호로 채널 팩터(Channel Factor)를 계산하는 단계는, 코히어런트 트랜시버(Coherent Transceiver)가 다중 경로 신호 트래킹으로 채널 환경을 추정하여 채널 팩터를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인접한 모바일 디바이스들에 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 브로드캐스팅(Broadcasting)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기지국이 기 설정된 거리 내에 존재하면, 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보 및 상기 인접한 디바이스들의 좌표 정보를 기지국에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계는, 상기 인접한 모바일 디바이스위 좌표 정보가 미수신되면, GPS 모듈 또는 Wi-Fi 모듈을 턴-온하여 좌표 정보를 획득하는 단계 및 상기 획득된 좌표 정보를 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 획득된 좌표 정보가 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅되면 상기 GPS 모듈 또는 Wi-Fi 모듈을 턴-오프하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계는, LTE(long Term Evolution) 링크 기반의 D2D 통신 채널로 상기 인접한 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모바일 디바이스는, 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보를 수신하는 통신부, 채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델을 선정하는 채널 모델 선정부, 상기 선정된 채널 모델일 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 거리 정보 계산부 및 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치 좌표를 계산하는 좌표 계산부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 채널 모델 선정부는, 상기 인접한 모바일 디바이스들로부터 수신된 신호로 채널 팩터(Channel Factor)를 계산하는 코히어런트 트랜시버(Coherent Transceiver);를 포함하고, 상기 채널 모델 선정부는, 상기 계산된 채널 팩터에 대응되는 채널 모델을 선정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 코히어른터 트랜시버는, 다중 경로 신호 트래킹으로 채널 환경을 추정하여 채널 팩터를 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 통신부는, 상기 인접한 모바일 디바이스들에 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 브로드캐스팅(Broadcasting)할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 통신부는, 기지국이 기 설정된 거리 내에 존재하면, 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보 및 상기 인접한 디바이스들의 좌표 정보를 기지국에 전송할 수 있따.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 인접한 모바일 디바이스위 좌표 정보가 미수신되면, 턴-온 되어 현재 좌표 정보를 획득하는 위치 추적부를 더 포함하고, 상기 통신부는, 상기 획득된 좌표 정보를 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 위치 추적부는, 상기 획득된 좌표 정보가 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅되면 턴-오프될 수 있따.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 통신부는, LTE(long Term Evolution) 링크 기반의 D2D 통신 채널로 상기 인접한 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 수신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모바일 디바이스는, 하나 이상의 프로세서, 상기 프로세서의 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(load)하는 메모리 및 사용자 위치를 추적할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되, 상기 컴퓨터 프로그램은, 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 오퍼레이션, 채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델 선정하는 오퍼레이션, 상기 선정된 채널 모델을 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 오퍼레이션 및 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치의 좌표 정보를 계산하는 오퍼레이션을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은, 컴퓨터 장치와 결합하여, 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계, 채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델 선정하는 단계, 상기 선정된 채널 모델을 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 단계 및 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치의 좌표 정보를 계산하는 단계를 실행하도록 기록 매체에 저장된다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 위치 추적 방법에 따르면, 기존의 위치 추적 방법에 비해 보다 정확한 좌표 정보를 계산할 수 있게 된다는 효과도 달성할 수 있다.
또한, GPS 서비스가 어려운 실외환경에서도 모바일 디바이스를 소지한 사용자의 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 대형 쇼핑몰 등과 같은 실내 환경에서 재난재해 발생으로 인해 AP 등과 같은 통신 인프라고 파괴된 경우라도 사용자의 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 일정 지역에 위치한 복수의 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 포함하는 다이나믹 메쉬 맵(Dynamic Mash Map)을 생성할 수도 있게 되는바, 위치 기반의 서비스를 제공할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 위치를 추적하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 전파 환경을 추정하여 최적의 채널 모델을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 선택된 채널 모델을 이용하여 인접한 모바일 디바이스와의 거리를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 인접한 모바일 디바이스와의 거리 정보를 이용하여 현재 위치의 좌표 정보를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 인접한 모바일 디바이스들로부터 각 모바일 디바이스들의 좌표 정보가 수신되지 않는 경우를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 브로드캐스팅 된 임의의 모바일 디바이스의 좌표 정보가 다른 모바일 디바이스들을 거쳐 기지국으로 전송하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에서 설명한 모바일 디바이스의 좌표 정보가 전달되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시에 따른 모바일 디바이스를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모바일 디바이스를 설명하기 위한 블록도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함될 수 있다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 사용자 위치를 추적하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서는 임의의 공간에 복수의 모바일 디바이스가 위치해 있으며, 각 디바이스들은 D2D(Device to Device) 통신 방법으로 연결되어 있는 경우를 예로 들어 설명한다. 구체적으로, 각 모바일 디바이스가 LTE(long Term Evolution) 링크 기반의 D2D 통신을 수행하는 경우를 예로 들어 설명한다.
본 실시예에서 제1 모바일 디바이스(110)는 자신의 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 계산하기 위해 주변의 제2 모바일 디바이스(120), 제3 모바일 디바이스(130) 및 제4 모바일 디바이스(140)의 좌표 정보를 수신한다.
이때, 제2 모바일 디바이스(120) 내지 제4 모바일 디바이스(140)의 좌표 정보는 GPS, Cell ID 또는 주변의 AP(Access Point)를 이용하여 획득된 것일 수 있다. 또는 제2 모바일 디바이스(120) 내지 제4 모바일 디바이스(140)의 좌표 정보는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 위치 추적 방법에 의해 계산된 것일 수도 있다.
인접한 제2 모바일 디바이스(120) 내지 제4 모바일 디바이스(140)의 위치 정보를 수신한 제1 모바일 디바이스(110)는, 제1 모바일 디바이스(110)에 탑재된 코히어런트 트랜시버(Coherent Transceiver)를 이용하여 전파 환경을 분석하고 채널 환경을 추정한다.
예를 들어, 제1 모바일 디바이스(110)의 위치가 통신 상태가 양호한 개활지인지, 통신 상태가 불량한 도심 지역인지 등을 모바일 디바이스의 코히어런트 트랜시버(Coherent Transceiver)에서 측정된 채널 팩터로부터 추정한다.
채널 환경이 추정되면, 추정된 채널 환경에 최적화된 채널 모델을 선택한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 모델은 Rician Model, Stanford Univ. Model, Okumura-Hata Model, Cost231 Model, Cost231 Hata Model, Free Space Model 중 하나일 수 있으나 이에 한정되지 않으며 다른 범용적인 채널 모델이 선택될 수도 있다.
채널 모델이 선택되면, 선택된 채널 모델을 이용하여 제1 모바일 디바이스(110)와 각 모바일 디바이스(120, 130, 140) 간의 거리를 계산한다.
이후, 계산된 각 모바일 디바이스(120, 130, 140)와 제1 모바일 디바이스(110) 간의 거리 정보를 이용하여 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표를 계산한다.
각 모바일 디바이스(120, 130, 140)와의 거리 정보를 이용하여 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보를 계산하는 구체적인 방법은 아래에서 상세하게 설명하도록 한다.
*상술한 과정을 거쳐 산출된 제1 모바일 디바이스(110)는 다른 모바일 디바이스들에 브로드캐스팅 될 수 있다. 예를 들어, LTE 링크 기반의 D2D 통신 방법으로 연결된 다른 모바일 디바이스들에 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보가 전송될 수 있다.
또한, 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보는 D2D 통신 방법으로 연결된 모바일 디바이스에서 호핑(Hopping)되어 LTE 링크 기반의 D2D 통신의 가용 거리를 벗어나는 다른 모바일 디바이스에도 전달될 수 있다.
예를 들어, 제5 모바일 디바이스(150)가 제1 모바일 디바이스(110)로부터 D2D 통신 거리를 벗어나 있어 직접 연결될 수 없는 경우라도, 제1 모바일 디바이스(110)의 위치 정보가 제3 모바일 디바이스(130)에 브로드캐스팅 되면, 제3 모바일 디바이스(130)를 통해 제5 모바일 디바이스(150)에 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보가 전달될 수 있다.
또한, 상술한 과정을 반복하면 일정 지역에 위치한 복수의 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 포함하는 다이나믹 메쉬 맵(Dynamic Mesh Map)을 생성할 수도 있게 되는바, 위치 기반의 서비스를 제공할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있게 된다.
또한, 기존의 위치 추적 방법에 비해 보다 정확한 좌표 정보를 계산할 수 있게 된다는 효과도 달성할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 위치 추적 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따라 LTE 링크 기반의 D2D가 턴-온 되면(S210), 인접한 모바일 디바이스들로부터 각 모바일 디바이스들의 위치 정보가 수신된다(S220). 이때, 위치를 추적하고자 하는 모바일 디바이스의 2차원 좌표 정보를 얻고자 하는 경우 인접하는 최소 2대의 모바일 디바이스의 좌표 정보가 수신되어야 한다. 반면, 3차원 좌표 정보를 얻고자 하는 경우 인접하는 최소 3개의 모바일 디바이스들로부터 좌표 정보가 수신되어야 한다.
이후, 모바일 디바이스는 채널 팩터(Channel Factor)를 산출하여 채널 환경을 추정한다(S230). 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스에는 산출된 채널 팩터에 대응되는 최적의 채널 모델에 관한 정보가 기 저장되어 있을 수 있다.
따라서, 모바일 디바이스에 포함된 코히어런트 트랜시버가 전파 환경을 분석하여 채널 팩터를 산출하면 그에 대응되는 최적화된 채널 모델이 선택된다(S240).
전파 환경에 대응되는 최적의 채널 모델이 선택되면, 그 채널 모델을 이용하여 위치를 추적하고자 하는 모바일 디바이스와 인접한 모바일 디바이스들 간의 거리가 계산된다(S250).
이때, 모바일 디바이스 간의 거리를 계산하는 수식은 선택된 채널 모델에 따라 달라질 수 있다. 채널 모델을 이용하여 모바일 디바이스 간의 거리를 계산하는 구체적인 방법은 도 4에서 상세하게 설명하도록 한다.
모바일 디바이스들 간에 거리가 계산되면, 그 값을 이용하여 위치를 추적하고자 하는 모바일 디바이스의 좌표 정보가 계산된다(S260). 이때, 인접한 3대의 모바일 디바이스들로부터 좌표 정보가 수신되었다면, 위치를 추적하고자 하는 모바일 디바이스의 x, y, z 좌표가 계산될 수 있다.
상술한 과정을 거쳐 계산된 모바일 디바이스의 좌표 정보는 다른 모바일 디바이스들에 브로드캐스팅 될 수 있다(270). 또한, 이와 같은 과정을 반복하면 임의의 공간에 존재하는 복수의 모바일 디바이스들에 대한 다이나믹 메쉬 맵을 생성할 수도 있다. 여기에서 다이나믹 메쉬 맵(Dynamic Mesh Map)이란 복수의 모바일 디바이스들에 대한 위치 정보가 포함된 맵을 의미한다.
이때, LTE 링크 기반의 D2D 통신 방법을 이용하여 인접한 모바일 디바이스의 좌표 정보를 수신하고, 계산된 위치 정보를 주변의 모바일 디바이스들에 전달하면 GPS 서비스가 어려운 실외환경에서도 모바일 디바이스를 소지한 사용자의 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 기존 기지국 Cell ID 기반의 매우 낮은 위치 정확도(반경 2~3km)를 수m- 수십m 까지 향상시킬 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
또한, 대형 쇼핑몰 등과 같은 실내 환경에서 재난재해 발생으로 인해 AP, Wi-Fi, Blutooth 등과 같은 통신 인프라가 파괴된 경우라도 사용자의 정확한 위치를 파악할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
더불어, 복수의 사용자들의 위치 정보를 기반으로 생성된 다이나믹 메쉬 맵을 이용하여 다양한 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 전파 환경을 추정하여 최적의 채널 모델을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
채널 모델이란 이론적, 실험적 결과를 이용하여 전자파의 전파 특성을 모델화 하는 것으로, 특정 거리, 위치, 지형 등에 따라 신호 세기의 상태를 예측하는데 활용되는 모델을 의미한다. 따라서, 전파 특성에 따른 채널 모델을 선택하고 측정된 변수를 입력하면 전파를 송수신하는 모바일 디바이스들 간의 거리를 산출할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스에는 측정된 채널 팩터에 대응되는 최적의 채널 모델 정보가 기 저장되어 있을 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스의 코히어런트 트랜시버에서 측정된 채널 팩터가 0.2 이하인 경우, 전파 송수신이 열악한 도심 지역인 것으로 전파 환경을 추정하고 채널 모델로 Rician Model을 선택할 수 있다.
다른 예로, 측정된 채널 팩터가 0.8을 초과하고 1 이하인 경우 채널 모델로 Free Space Model을 선택할 수 있다.
한편, 상술한 채널 팩터는 다음과 같은 수식을 통해 산출될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2015014162-appb-M000001
Figure PCTKR2015014162-appb-I000001
여기에서, δ1(t0)는 첫번째로 수신되는 신호의 시간지연 t0에서의 자기 상관값이며, δ2(t2)는 두번째로 수신되는 신호의 시간지연 t0에서의 자기 상관값이다.
여기에서 채널 팩터 값이 1에 가까울수록 채널 환경이 LOS 환경(예를 들어, 개활지 등)인 것으로 추정할 수 있고, 0에 가까울수록 채널 환경이 NLOS 환경(ex. 도심지역 열악)인 것으로 추정할 수 있다.
이하에서는, 최적의 모델로 선택된 채널 모델을 이용하여 인접한 모바일 디바이스들 간의 거리를 계산하는 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 선택된 채널 모델을 이용하여 인접한 모바일 디바이스와의 거리를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서는 선택된 채널 모델이 Free Space Model인 경우를 예로 들어 설명한다. 다만, 선택될 수 있는 채널 모델은 이에 한정되지 않으며 전파 환경에 따라 다양한 채널 모델이 선택될 수 있음은 물론이다.
전파 환경이 양호한 개활지와 같은 자유 공간(Free Space)에서의 전파 경로 손실(FSPL : Free Space Path Loss)은 도 5에 도시된,
수학식 2
Figure PCTKR2015014162-appb-M000002
에 의해 계산된다. 이를 정리하면,
수학식 3
Figure PCTKR2015014162-appb-M000003
Figure PCTKR2015014162-appb-I000002
Figure PCTKR2015014162-appb-I000003
여기에서, d는 인접한 모바일 디바이스와의 거리, f는 전파의 주파수, c는 전파 경로에 무관한 손실 계수이다.
한편, FSPL은 도 4에 도시된 바와 같이 또 다른 수식에 의해 계산될 수도 있다.
수학식 4
Figure PCTKR2015014162-appb-M000004
여기에서, Pt는 송신 전력, Pr은 수신 전력, Gt는 송신 안테나의 이득, Gr은 수신 안테나의 이득이다.
따라서, 수학식 3에서 FSPL은 계산하고, 이 값을 수학식 2에 대입하면 최종적으로 인접한 모바일 디바이스와의 거리 d를 산출할 수 있게 된다.
인접한 모바일 디바이스와의 거리 d가 산출되면 위치를 추적하고자 하는 모바일 디바이스의 좌표 정보를 계산할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 인접한 모바일 디바이스와의 거리 정보를 이용하여 현재 위치의 좌표 정보를 계산하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시예에서는 도 1에 도시된 도면에서 제1 모바일 디바이스(110)의 현재 위치 좌표를 계산하기 위해 인접한 제2 모바일 디바이스(120) 내지 제4 모바일 디바이스(140)의 좌표 정보를 이용하는 경우를 예로 들어 설명한다.
도 5에 도시된 수식에서 d1은 제2 모바일 디바이스(120)와의 거리 정보이다. 제1 모바일 디바이스(110)와 제2 모바일 디바이스(120)와의 거리 정보 d1은 도 4에서 설명한 방식에 의해 계산될 수 있다.
그리고 x1과 y1은 제2 모바일 디바이스(120)의 좌표 정보이다. 제2 모바일 디바이스(120)의 좌표 정보는 GPS, Cell ID 또는 주변의 AP(Access Point)를 이용하여 계산된 것일 수 있다. 또는 본 발명에서 설명한 사용자 위치 추적 방법에 의해 계산된 좌표 정보일 수도 있다.
마찬가지로, d2는 제1 모바일 디바이스(110)와 제3 모바일 디바이스(130)의 거리 정보, x2, y2는 제3 모바일 디바이스의 좌표 정보를 의미한다. 도 5에 도시된 수식에서 산출하고자 하는 것은 제1 모바일 디바이스의 좌표 정보인 x, y 2개의 미지수이므로 제2 모바일 디바이스(120)와의 거리 정보 d1, 제2 모바일 디바이스(120)의 좌표 정보 x1, y1과 제3 모바일 디바이스(130)와의 거리 정보 d2, 제3 모바일 디바이스(130)의 좌표 정보 x2, y2가 주어지면, 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보를 계산할 수 있게 된다.
한편, 제1 모바일 디바이스(110)의 3차원 좌표 정보를 계산하고자 하는 경우에는 미지수가 x, y, z 3개로 늘어나게 된다. 따라서, 이 경우에는 제2 모바일 디바이스(120) 내지 제4 모바일 디바이스(130)의 3차원 좌표 정보를 수신하여 3개의 방정식을 수립하여 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보 x, y, z를 계산하게 된다.
상술한 바와 같이 LTE 링크 기반의 D2D 통신 방법을 통해 인접한 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 수신하고, 각 모바일 디바이스들과의 거리 정보를 산출한 후 위치를 추적하고자 하는 모바일 디바이스의 좌표 정보를 계산하면 종래의 위치 추적 방법에 비해 보다 정확한 좌표 정보를 계산할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시에에 따른 사용자 위치 추적 방법은 인접한 주변의 모바일 디바이스들로부터 각 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 수신하고, 이를 이용하여 자신의 좌표 정보를 계산하게 된다.
이때, 인접한 모바일 디바이스들로부터 좌표 정보가 수신되지 않는 경우가 있을 수 있다. LTE 링크 기반의 D2D 통신 가용 거리 범위 내에 모바일 디바이스가 존재하지 않거나, 가용 거리 범위 내에 모바일 디바이스가 있더라도 그 모바일 디바이스들이 자신의 좌표 정보를 획득하지 못한 경우 이러한 현상이 발생될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 인접한 모바일 디바이스들로부터 각 모바일 디바이스들의 좌표 정보가 수신되지 않는 경우를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1에서 제1 모바일 디바이스(110)는 자신의 좌표 정보를 계산하기 위해 D2D 모드를 턴-온 할 수 있다(S610). D2D 모드가 턴-온 된 후 인접한 모바일 디바이스들로부터 좌표 정보가 수신되는지 여부를 판단하여(S620), 인접한 모바일 디바이스들로부터 각 모바일 디바이스들의 좌표 정보가 수신되면 상술한 방법에 따라 자신의 좌표 정보를 계산한다(S630).
반면, 인접한 모바일 디바이스들로부터 각 모바일 디바이스들의 좌표 정보가 수신되지 않는 경우 GPS 모드나 Wi-fi 모드 등을 턴-온 한다(S640). 이후, 턴-온된 GPS 모드나 Wi-Fi 모드로 자신의 위치 정보를 획득한 후(S650) 획득된 좌표 정보를 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅 하여(S660) 자신의 좌표 정보가 다른 모바일 디바이스의 좌표 정보를 계산하는데 이용될 수 있도록 한다.
자신의 모바일 디바이스의 좌표 정보를 브로드캐스팅 한 후에는 다시 GPS 모드나 Wi-fi 모드 등을 턴-오프한다(S670). 즉, 자신의 좌표 정보가 다른 모바일 디바이스의 좌표 정보를 계산하는데 기준 좌표로 활용될 수 있도록 하는 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 브로드캐스팅 된 임의의 모바일 디바이스의 좌표 정보가 다른 모바일 디바이스들을 거쳐 기지국으로 전송하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 과정을 통해 계산된 모바일 디바이스의 좌표 정보는 인접한 다른 모바일 디바이스들을 거쳐 기지국(710)으로 전송될 수 있다. 기지국(710)을 통해 복수의 모바일 디바이스들에 대한 좌표 정보를 수신한 관리 서버(미도시)는 복수의 사용자들에게 다양한 위치 기반 서비스를 제공할 수 있다.
또한, 각종 재난 발생시 사용자의 정확한 위치를 파악하여 신속한 구조가 이루어지도록 할 수도 있다.
예를 들어, 도 7에서 제1 모바일 디바이스(110)에 인접한 기지국(710)이 없어, 제1 모바일 디바이스(110)가 자신의 좌표 정보를 직접 기지국(710)에 전송할 수 없는 경우라도 다른 모바일 디바이스들을 통해 자신의 좌표 정보가 기지국(710)을 통해 관리 서버에 전송되도록 할 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에서 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보는 도 1 내지 도 6에서 설명한 방법을 통해 계산되고, 계산된 좌표 정보는 인접한 모바일 디바이스, 예를 들어, 제3 모바일 디바이스(130), 제4 모바일 디바이스(140)들에 전송될 수 있다.
제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보를 수신한 제4 모바일 디바이스(140)는 이를 다시 제5 모바일 디바이스(150)로 전송하고, 제5 모바일 디바이스(150)는 제6 모바일 디바이스(150)에 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보를 전송할 수 있다.
이때, 제6 모바일 디바이스(160)가 기지국(710)과 인접한 상태라면, 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보를 기지국(710)에 전송하여 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보가 관리 서버에 전송되도록 할 수 있다.
상술한 실시예에서는 제1 모바일 디바이스(110)의 좌표 정보만이 기지국(710)에 인접한 제6 모바일 디바이스(160)를 통해 관리 서버로 전송되는 것을 예로 들어 설명하였으나 도 7에 도시된 모든 모바일 디바이스들의 좌표 정보가 상술한 과정을 통해 관리 서버로 전송되도록 할 수 있다.
따라서, 관리 서버는 모바일 디바이스를 소지한 복수의 사용자들에 대한 가상 맵을 생성할 수 있고 이를 기초로 사용자들에게 다양한 서비스를 제공할 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에서는 복수의 모바일 디바이스들의 좌표 정보가 관리 서버에 전송되어 재난 사고 발생시 신속한 구조가 이루어질 수 있도록 하고 위치 기반의 서비스가 제공될 수 있는 것으로 설명하였으나 이에 한정되지 않으며 관리 서버와 같은 기존 인프라를 이용하지 않고도 상술한 서비스가 제공되도록 구현할 수도 있다.
예를 들어, 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 관리 서버에 전송하지 않고 특정 지역 내에 있는 모바일 디바이스들끼리 자신의 좌표 정보를 공유하게 함으로써 하나의 모바일 디바이스에서 다른 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 확인할 수 있게 구현할 수도 있다.
따라서, 관리 서버를 통하지 않더라도 특정 모바일 디바이스를 소지한 사용자의 위치를 파악할 수 있으며 위치 기반 서비스를 제공할 수 있게 된다는 효과를 달성할 수 있다.
도 8은 도 7에서 설명한 모바일 디바이스의 좌표 정보가 전달되는 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
D2D 그룹에 속한 모바일 디바이스들은 자신의 좌표 정보와 인접한 모바일 디바이스들로부터 수신한 각 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 다른 모바일 디바이스에 전송할 수 있다.
이에, 기지국(710)과 통신 가능한 거리에 있는 모바일 디바이스는 자신의 좌표 정보 뿐만 아니라 호핑(hopping)을 통해 수집된 D2D 그룹에 속한 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 기지국(710)으로 전송할 수 있다(S810).
기지국(710)을 통해 복수의 모바일 디바이스들에 대한 좌표 정보를 수신한 관리 서버는 D2D 그룹에 속한 모바일 디바이스들의 좌표 정보로 다이나믹 메쉬 맵을 구성한다(S820).
이후, 다이나믹 메쉬맵을 이용하여 위치 기반의 다양한 부가 서비스를 제공한다(S830). 예를 들어, 모바일 디바이스를 소지한 사용자 주변의 맛집 정보, 극장 정보 등의 마케팅 정보를 제공할 수 있게 된다.
도 9는 본 발명의 일 실시에 따른 모바일 디바이스를 설명하기 위한 기능 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 디바이스(900)는 통신부(910), 채널 모델 선정부(920), 거리 정보 계산부(930) 및 좌표 계산부(940)를 포함한다.
도 9에는 본 발명의 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 도 9에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
통신부(910)는 인접한 모바일 디바이스로부터 그 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보를 수신한다. 이때,통신부(910)는 LTE(long Term Evolution) 링크 기반의 D2D 통신 채널로 인접한 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 수신할 수 있다.
채널 모델 선정부(920)는 채널 환경을 추정하여 채널 환경의 적합한 최적의 채널 모델을 선정한다. 구체적으로, 채널 모델 선정부(920)는 코히어런트 트랜시버(미도시)를 포함하며, 코히어런트 트랜시버가 다중 경로 신호 트래킹을 통해 채널 환경을 추정하도록 할 수 있다.
거리 정보 계산부(930)는 선정된 채널 모델을 이용하여 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산한다. 이후, 인접한 모바일 디바이스들까지의 거리 정보가 계산되면 좌표 계산부(940)가 이를 이용하여 모바일 디바이스(900)의 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 계산한다.
한편, 인접한 모바일 디바이스들로부터 좌표 정보가 수신되지 않는 경우 모바일 디바이스(900)는 위치 추적부(미도시)를 턴-온 하여 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 취득한 후, 취득된 모바일 디바이스(900)의 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 인접한 좌표 정보에 브로드캐스팅할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적부는 GPS 모듈 또는 Wi-Fi 모듈로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않으며 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 취득할 수 있는 다양한 형태로 구현될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 인접한 모바일 디바이스들의 좌표 정보 및 그 모바일 디바이스들까지의 거리 정보를 이용하여 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 취득하면 보다 정확한 좌표 정보를 획득할 수 있다는 효과를 달성할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 모바일 디바이스를 설명하기 위한 블록도이다.
도 10에 도시된 모바일 디바이스(1000)는 프로세서(1010), 메모리(1020), 스토리지(1030), 네트워크 인터페이스(1040) 및 버스를 포함한다.
도 10에는 본 발명의 실시예와 관련있는 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자라면 도 10에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소가 더 포함될 수 있음을 알 수 있다.
프로세서(1010)는 사용자 위치를 추적할 수 있는 프로그램을 실행한다. 그러나, 프로세서(1010)에서 실행될 수 있는 프로그램은 이에 한정되지 않으며 다른 범용적인 프로그램이 실행될 수도 있다.
메모리(1020)는 사용자 위치를 추적할 수 있는 프로그램을 로딩하여, 그 프로그램이 프로세서(1010)에서 실행될 수 있도록 한다.
스토리지(1030)에는 사용자 위치를 추적할 수 있는 프로그램이 저장된다. 또한, 채널 팩터에 대응되는 최적의 채널 모델에 관한 정보다 저장되어 있을 수 있다. 한편, 사용자 위치 추적 프로그램은, 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계, 채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델 선정하는 단계, 상기 선정된 채널 모델을 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 단계 및 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치의 좌표 정보를 계산하는 단계를 실행한다.
네트워크 인터페이스(1040)에는 다른 모바일 디바이스가 연결될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 인터페이스(1040)은 LTE(long Term Evolution) 링크 기반의 D2D 통신 채널로 인접한 모바일 디바이스와 연결될 수 있다.
버스(1050)는 상술한 프로세서(1010), 메모리(1020), 스토리지(1030) 및 네트워크 인터페이스(1040)가 연결되는 데이터 이동 통로로서의 역할을 수행한다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계;
    채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델 선정하는 단계;
    상기 선정된 채널 모델을 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 단계; 및
    상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 계산하는 단계를 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최적의 채널 모델을 선정하는 단계는,
    상기 인접한 모바일 디바이스들로부터 수신된 신호로 채널 팩터(Channel Factor)를 계산하는 단계; 및
    상기 계산된 채널 팩터에 대응되는 채널 모델을 선정하는 단계를 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인접한 모바일 디바이스들로부터 수신된 신호로 채널 팩터(Channel Factor)를 계산하는 단계는,
    모바일 디바이스의 코히어런트 트랜시버(Coherent Transceiver)가 다중 경로 신호 트래킹으로 채널 환경을 추정하여 채널 팩터를 계산하는 단계를 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인접한 모바일 디바이스들에 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 브로드캐스팅(Broadcasting)하는 단계를 더 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    기지국이 기 설정된 거리 내에 존재하면, 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보 및 상기 인접한 디바이스들의 좌표 정보를 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계는,
    상기 인접한 모바일 디바이스의 좌표 정보가 미수신되면,
    GPS 모듈 또는 Wi-Fi 모듈을 턴-온하여 좌표 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 좌표 정보를 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅하는 단계를 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 획득된 좌표 정보가 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅되면 상기 GPS 모듈 또는 Wi-Fi 모듈을 턴-오프하는 단계를 더 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계는,
    LTE(long Term Evolution) 링크 기반의 D2D 통신 채널로 상기 인접한 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 수신하는 단계를 포함하는 사용자 위치 추적 방법.
  9. 인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보를 수신하는 통신부;
    채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델을 선정하는 채널 모델 선정부;
    상기 선정된 채널 모델일 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 거리 정보 계산부; 및
    상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 계산하는 좌표 계산부를 포함하는 모바일 디바이스.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 채널 모델 선정부는,
    상기 인접한 모바일 디바이스들로부터 수신된 신호로 채널 팩터(Channel Factor)를 계산하는 코히어런트 트랜시버(Coherent Transceiver);를 포함하고,
    상기 채널 모델 선정부는,
    상기 계산된 채널 팩터에 대응되는 채널 모델을 선정하는 모바일 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코히어런트 트랜시버는,
    다중 경로 신호 트래킹으로 채널 환경을 추정하여 채널 팩터를 계산하는 모바일 디바이스.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 인접한 모바일 디바이스들에 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 브로드캐스팅(Broadcasting)하는 모바일 디바이스.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 통신부는,
    기지국이 기 설정된 거리 내에 존재하면, 상기 현재 위치에 대응되는 좌표 정보 및 상기 인접한 디바이스들의 좌표 정보를 기지국에 전송하는 모바일 디바이스.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 인접한 모바일 디바이스의 좌표 정보가 미수신되면 턴-온되어 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 획득하는 위치 추적부를 더 포함하고,
    상기 통신부는,
    상기 획득된 좌표 정보를 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅하는 모바일 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 위치 추적부는,
    상기 획득된 좌표 정보가 상기 인접한 모바일 디바이스에 브로드캐스팅되면 턴-오프되는 모바일 디바이스.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 통신부는,
    LTE(long Term Evolution) 링크 기반의 D2D 통신 채널로 상기 인접한 모바일 디바이스들의 좌표 정보를 수신하는 모바일 디바이스.
  17. 하나 이상의 프로세서,
    상기 프로세서의 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드(load)하는 메모리; 및
    사용자 위치를 추적할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 저장하는 스토리지를 포함하되,
    상기 컴퓨터 프로그램은,
    인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 오퍼레이션;
    채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델 선정하는 오퍼레이션;
    상기 선정된 채널 모델을 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 오퍼레이션; 및
    상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 계산하는 오퍼레이션을 포함하는 모바일 디바이스.
  18. 컴퓨터 장치와 결합하여,
    인접한 모바일 디바이스로부터 상기 인접한 모바일 디바이스들 각각의 좌표 정보 수신하는 단계;
    채널 환경을 추정하여 최적의 채널 모델 선정하는 단계;
    상기 선정된 채널 모델을 이용하여 상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 계산하는 단계; 및
    상기 인접한 디바이스들과의 거리 정보를 이용하여 현재 위치에 대응되는 좌표 정보를 계산하는 단계를 실행하도록 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
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