WO2021033927A1 - 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치 - Google Patents

위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2021033927A1
WO2021033927A1 PCT/KR2020/009591 KR2020009591W WO2021033927A1 WO 2021033927 A1 WO2021033927 A1 WO 2021033927A1 KR 2020009591 W KR2020009591 W KR 2020009591W WO 2021033927 A1 WO2021033927 A1 WO 2021033927A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electronic device
data
time
anchor
received
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/009591
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
양이
강문석
장종훈
김현철
윤세종
최세환
홍석기
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Publication of WO2021033927A1 publication Critical patent/WO2021033927A1/ko
Priority to US17/673,719 priority Critical patent/US20220174626A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/004—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay
    • H04W56/005—Synchronisation arrangements compensating for timing error of reception due to propagation delay compensating for timing error by adjustment in the receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/04—Details
    • G01S1/042—Transmitters
    • G01S1/0428—Signal details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08—Systems for determining direction or position line
    • G01S1/20—Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems
    • G01S1/24—Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems the synchronised signals being pulses or equivalent modulations on carrier waves and the transit times being compared by measuring the difference in arrival time of a significant part of the modulations, e.g. LORAN systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02—Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0218—Multipath in signal reception
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S2205/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S2205/01—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations specially adapted for specific applications
    • G01S2205/02—Indoor
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/10—Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to a method for calculating a location and an electronic device thereof.
  • Location-based services in an indoor space are based on the premise that the location of a moving object corresponding to a user or terminal must be accurately identified. In other words, when the location of the moving object is measured indoors and information on where the moving object is located is stored and managed, a service based on the location of the moving object can be provided to the user.
  • a method of storing and managing moving object location information in an indoor space has several restrictions different from that of an outdoor space, such as an entrance door and a restricted movement path. Therefore, it is necessary to store and manage location information taking into account these limitations.
  • a method of storing and managing location information in an existing outdoor space may be used, but it may be more efficient to store and manage location information of a moving object in consideration of indoor constraints.
  • the accuracy may be degraded because a signal reflected by surrounding objects and a signal directly received cannot be distinguished.
  • a device carried by the user may basically have to transmit its own signal to another device, which may cause a security problem.
  • An electronic device includes at least one wireless communication module and a processor, wherein the processor controls the wireless communication module to receive a plurality of data from a plurality of external electronic devices, respectively, Check the time at which each of the plurality of data is received, and if the plurality of data includes location information of the plurality of external electronic devices, a time difference of reception of the plurality of data and location information of the plurality of external electronic devices The position of the electronic device may be calculated using.
  • An electronic device includes: at least one wireless communication module; And a processor, wherein the processor controls the wireless communication module to receive a plurality of data from at least one external electronic device, and determines a time for the electronic device to transmit data based on the received plurality of data. And control the wireless communication module to transmit the data to be transmitted at the determined transmission time, and the data to be transmitted includes identification information or location information of the electronic device, and the determined time transmits the received data. It may be determined based on the clock of any one of the external electronic devices.
  • a method of operating an electronic device may include: receiving a plurality of data from a plurality of external electronic devices, respectively; Checking a time when each of the plurality of data is received; And when the plurality of received data includes the location information of the plurality of external electronic devices, the location of the electronic device is calculated using the time difference of reception of the plurality of data and the location information of the plurality of external electronic devices. I can.
  • a method of operating an electronic device includes: receiving a plurality of data from at least one external electronic device; Determining a time for the electronic device to transmit data based on the plurality of received data; And transmitting the data to be transmitted at the determined transmission time, wherein the data to be transmitted includes identification information or location information of the electronic device, and the determined time is an external electronic device that transmitted the received data. It may be determined based on any one of the clocks.
  • the electronic device may calculate its own location without transmitting its own information, thereby preventing personal information leakage. Since the electronic device can determine its own location only by receiving data, there may be no limit on the number of electronic devices that can be accommodated per channel, and there may be no limit on the channel capacity.
  • a reflected signal can be distinguished, accuracy of a location operation can be improved.
  • both the two-way distance measurement method and the one-way distance measurement method may have advantages, and may be synchronized between electronic devices using received data.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a sequence diagram of an entire system according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a flowchart of a UWB frame transmitted according to FIG. 2.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which a reflected UWB frame is received.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating data including a SYNC preamble code and strength of a received signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating data including an STS code and strength of a received signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a data format when a non-secure STS is used according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of a first electronic device supporting position calculation of a second electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a flow chart of a first electronic device supporting position calculation of a second electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a flowchart of a first electronic device that calculates a location according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network), or a second network 199 It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network).
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ) Can be included.
  • a sensor module 176, interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197
  • at least one of these components may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components may be implemented as one integrated circuit.
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
  • the display device 160 eg, a display.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a program 140) to implement at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and can perform various data processing or operations. According to an embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 may store commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) to the volatile memory 132 The command or data stored in the volatile memory 132 may be processed, and result data may be stored in the nonvolatile memory 134.
  • software eg, a program 140
  • the processor 120 may store commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190) to the volatile memory 132
  • the command or data stored in the volatile memory 132 may be processed, and result data may be stored in the nonvolatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor) that can be operated independently or together with the main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor). , A sensor hub processor, or a communication processor). Additionally or alternatively, the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The secondary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as a part thereof.
  • main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphics processing unit, an image signal processor
  • the coprocessor 123 may be set to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function.
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as a part thereof.
  • the coprocessor 123 is, for example, in place of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, an application is executed ) While in the state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (for example, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the functions or states related to.
  • the coprocessor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component eg, the camera module 180 or the communication module 190). have.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component of the electronic device 101 (eg, the processor 120 or the sensor module 176).
  • the data may include, for example, software (eg, the program 140) and input data or output data for commands related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a nonvolatile memory 134.
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130, and may include, for example, an operating system 142, middleware 144, or an application 146.
  • the input device 150 may receive a command or data to be used for a component of the electronic device 101 (eg, the processor 120) from an outside (eg, a user) of the electronic device 101.
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output device 155 may output an sound signal to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive an incoming call.
  • the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry set to sense a touch, or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) set to measure the strength of a force generated by the touch. have.
  • the audio module 170 may convert sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the sound output device 155, or an external electronic device directly or wirelessly connected to the electronic device 101 (for example, Sound may be output through the electronic device 102) (for example, a speaker or headphones).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101, or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 is, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an atmospheric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an infrared (IR (infrared ray)) sensor. , A biometric sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, a secure digital (SD) card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD secure digital
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that a user can perceive through a tactile or motor sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture a still image and a video.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101.
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It is possible to support establishment and communication through the established communication channel.
  • the communication module 190 operates independently of the processor 120 (eg, an application processor), and may include one or more communication processors that support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg : A LAN (local area network) communication module, or a power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 eg : A LAN (local area network) communication module, or a power line communication module
  • a corresponding communication module is a first network 198 (for example, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (for example, a cellular network, the Internet, or It can communicate with external electronic devices over a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or wide area network (WAN)).
  • a computer network eg, a telecommunication network such as a LAN or wide area network (WAN)
  • a telecommunication network such as a LAN or wide area network (WAN)
  • These various types of communication modules may be integrated into one component (eg, a single chip), or may be implemented as a plurality of separate components (eg, multiple chips).
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information stored in the subscriber identification module 196 (eg, international mobile subscriber identity (IMSI)) to communicate with the first network 198 or the second network 199.
  • IMSI international mobile subscriber identity
  • the electronic device 101 can be identified and authenticated within the same communication network.
  • the antenna module 197 may transmit a signal or power to the outside (eg, an external electronic device) or receive from the outside.
  • the antenna module 197 may include one antenna including a conductor formed on a substrate (for example, a printed circuit board (PCB)) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is, for example, provided by the communication module 190 from the plurality of antennas. Can be chosen. Signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • components other than the radiator for example, a radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • At least some of the components are connected to each other through a communication method (e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI))) between peripheral devices and signals ( E.g. commands or data) can be exchanged with each other.
  • a communication method e.g., bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • a command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199.
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be a device of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations executed by the electronic device 101 may be executed by one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 needs to perform a function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 does not execute the function or service by itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a device that transmits a radio frequency (RF) to support position calculation of an electronic device is described as an anchor, and if necessary, a master anchor and a slave anchor ) Can be explained. This is for convenience of description, and all electronic devices that perform the functions described according to the present disclosure may be master anchors or/and slave anchors.
  • RF radio frequency
  • the master anchor and the slave anchor may include at least some of the components of the electronic device 101 illustrated in FIG. 1.
  • the master anchor and the slave anchor according to various embodiments of the present disclosure may include a communication module (eg, the communication module 190 of FIG. 1) that supports ultra wide band (UWB) communication.
  • a communication module eg, the communication module 190 of FIG. 1 that supports ultra wide band (UWB) communication.
  • an ultra wide band (UWB) frame is described as an example, but other data may be possible if data includes information described according to the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a sequence diagram of a system for calculating a location of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the system may include a master anchor (eg, the electronic device 101 of FIG. 1) 210 and a plurality of slave anchors (eg, the electronic device 101 of FIG. 1) 220 to 240 as a first anchor.
  • a master anchor eg, the electronic device 101 of FIG. 1
  • a plurality of slave anchors eg, the electronic device 101 of FIG. 1
  • three anchors may be slave anchors
  • second, third, and fourth anchors may be first, second, and third slave anchors 220, 230, and 240.
  • the master anchor 210 may know in advance the number of slave anchors included in the system.
  • the master anchor 210 may transmit the UWB frame at predetermined time intervals.
  • the predetermined time interval may be referred to as a round interval.
  • the first, second, and third slave anchors 220, 230, and 240 and the electronic device 250 are UWB frames transmitted by the master anchor 210 at predetermined time intervals. Can be received.
  • the UWB frames received by the first, second, and third slave anchors 220, 230, and 240 and the electronic device 250 may be the same UWB frame.
  • the first, second, and third slave anchors 220, 230, and 240 and the electronic device 250 may receive the same UWB frame according to a location with a time difference.
  • the first slave anchor 220 may determine a time for the first slave anchor 220 to transmit the UWB frame using the received UWB frame.
  • a method of determining a time for the first slave anchor 220 to transmit the UWB frame may be described in detail with reference to FIG. 9.
  • the second slave anchor 230 may determine a time when the second slave anchor 230 transmits the UWB frame using the received UWB frame.
  • a method of determining a time for the second slave anchor 230 to transmit a UWB frame may be the same as or similar to a method for determining a time for the first slave anchor 220 to transmit a UWB frame.
  • the third slave anchor 240 may also determine a time for the third slave anchor 240 to transmit the UWB frame using the received UWB frame.
  • the method of determining the time for the third slave anchor 240 to transmit the UWB frame may be the same or similar to the method for determining the time for the first and second slave anchors 220 and 230 to transmit the UWB frame. .
  • the first slave anchor 220 may transmit the UWB frame at the determined time.
  • the electronic device 250 may receive the UWB frame transmitted by the first slave anchor 220.
  • the second and third slave anchors 230 and 240 may also receive the UWB frame transmitted by the first slave anchor 220.
  • the second and third slave anchors 230 and 240 receive the UWB frame transmitted by the master anchor 210 and determine the time to transmit the UWB frame, as well as the first slave anchor 220 By receiving one UWB frame, it can decide when to transmit the UWB frame. This can be described in detail in FIG. 9.
  • the second slave anchor 230 may transmit the UWB frame at the determined time.
  • the electronic device 250 may receive the UWB frame transmitted by the second slave anchor 230.
  • the first and third slave anchors 220 and 240 may also receive the UWB frame transmitted by the second slave anchor 230.
  • the first and third slaves 220 and 240 may also determine a time to transmit the UWB frame by receiving the UWB frame transmitted by the second slave anchor 230. This can be described in detail in FIG. 9.
  • the third slave anchor 240 may transmit the UWB frame at the determined time.
  • the electronic device 250 may receive the UWB frame transmitted by the third slave anchor 240.
  • the first and second slave anchors 220 and 230 may optionally also receive the UWB frame transmitted by the second slave anchor 230.
  • the first and second slaves 220 and 230 may also determine a time to transmit the UWB frame by receiving the UWB frame transmitted by the third slave anchor 240. This can be described in detail in FIG. 9.
  • the master anchor 210 may also receive UWB frames transmitted by the first to third slave anchors 220 to 240.
  • a time interval for transmitting UWB frames between slave anchors may be referred to as a slot interval.
  • the electronic device 250 may calculate its own location using the received UWB frames.
  • the received UWB frames may include identification information or/and location information of the transmitted anchor.
  • the identification information may include an anchor's address (eg, a media access control (MAC) address) or a personal area network identification (personal area network identification).
  • MAC media access control
  • personal area network identification personal area network identification
  • identification information of an anchor may be included in a MAC header, and location information of an anchor may be included in a MAC payload.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a flowchart of a UWB frame transmitted according to FIG. 2.
  • the master anchor 210 may transmit the UWB frame 320 at a predetermined time (T 1,k ).
  • T 1,k 1, which is the first subscript, may indicate the index of the anchor that transmitted the UWB frame
  • k which is the second subscript, may indicate the index of the ranging round.
  • T 1,k the time at which the master anchor 210, which is the k-th ranging round and is the first anchor, transmits the UWB frame
  • T 1,k are the master anchor 210
  • the transmitted UWB frame 320 includes the first, second, and third slave anchors 220, 230, and 240 and/or the first and second electronic devices 330 and 340 (e.g., the electronic device 101 of FIG. 1 )).
  • the time when the slave anchor receives the UWB frame (eg, 320) transmitted by the master anchor 210 may be expressed as A x R 1,k , where x is the index of the anchor that received the UWB frame, and 1 is the UWB
  • the index of the anchor that transmitted the frame and k may indicate the index of the ranging round.
  • the time when the first slave anchor 220 (eg, anchor index-2) receives the UWB frame 322 in the k-th ranging round is A 2 R 1,k
  • the second The time when the slave anchor 230 (eg, anchor index-3) receives the UWB frame 324 is A 3 R 1,k
  • the third slave anchor 240 (eg, anchor index-4) is a UWB frame.
  • the time at which 326 is received may be represented by A 4 R 1,k.
  • the time when the first, second, or third slave anchors 220, 230, or 240 receive the UWB frame (e.g., A 2 R 1,k , A 3 R 1,k , or A 4 R 1 ,k ) may be a time stamp according to the clock of the first, second, or third slave anchor.
  • a transmission time (TOF, time of fly) between two anchors, for example, the master anchor 210 and the first slave anchor 220 may be represented by Tof 1,2.
  • 1 and 2 may represent the index of the transmitted anchor and the index of the received anchor.
  • a relational expression for the time at which the first slave anchor 220 receives the UWB frame transmitted from the master anchor 210 may be expressed as [Equation 1].
  • f and ⁇ represent the relative clock distortion and offset of the master anchor 210 with respect to the first slave anchor 220
  • X k represents the variable transmission delay from the master anchor 210 to the first slave anchor 220 Show.
  • Clock distortion f Since it is 1, [Equation 1] can be expressed as [Equation 2].
  • the slave anchor 220, 230, or 240 or the electronic device 330 or 340 that has received the UWB frame may apply a least square method (LS) for f and ⁇ using [Equation 3]. .
  • the master anchor 210 may schedule a time for transmitting and receiving UWB frames in consideration of the number of slave devices 220 to 240.
  • the master anchor 210 can insert T 1,k into the MAC payload, and the first slave anchor 220 analyzes the received UWB frame to find out T 1,k. have.
  • the master anchor 210 may also insert a time T 2,k at which the first slave anchor 220 transmits the UWB frame into the MAC payload.
  • T 2,k may be a timestamp according to the clock of the master anchor 210. Therefore, the first slave anchor 220 can find out information about the clock of the master anchor 210 using f and ⁇ found through [Equation 3] or [Equation 4], and the master anchor 210 UWB frame can be transmitted according to the clock of.
  • the slave anchors 220 to 240 can find out the time at which they must transmit UWB frames. Furthermore, the slave anchor, which has not received the UWB frame of the master anchor, receives the UWB frame transmitted by other slave anchors, and can find out the time at which it must transmit the UWB frame based on the above principle.
  • the master anchor 210 may transmit the UWB frames 310 and 320 at a predetermined time interval (eg, round interval).
  • a predetermined time interval eg, round interval
  • the first electronic device 330 may always operate in a reception mode to receive UWB frames transmitted from the master anchor 210 or the slave anchors 220 to 240.
  • the second electronic device 340 may calculate a time when a UWB frame is transmitted from the master anchor 210 or the slave anchors 220 to 240 and operate in the reception mode only at that time. Since the second electronic device 340 calculates the transmission time of the UWB frame, the second electronic device 340 may be in a standby mode other than the calculated time, thereby saving power.
  • the second electronic device 340 may calculate the time difference of arrival (TDOA) of the UWB frame using [Equation 5].
  • TDOA i,j,k P l R j,k -P l R i,k -T j,k + T i,k
  • l may be an index of the second electronic device 340
  • i and j may be an anchor index
  • k may be a ranging round index
  • P l R j,k and P l R i,k may represent the time when the second electronic device 340 received the UWB frame from anchor i and anchor j in the k-th ranging round
  • T j,k and T i,k may represent the time at which anchor i and anchor j transmitted the UWB frame.
  • T j,k and T i,k may be included in the received UWB frame.
  • T j,k and T i,k may be included in the payload of the UWB frame, and the second electronic device 340 may separate T j,k and T i,k .
  • P l R j,k and P l R i,k may be times according to the clock of the second electronic device 340, and T j,k and T i,k are times according to the clock of the master anchor 210 Can be
  • the first and second electronic devices 330 and 340 use the position of the anchor and the time it takes for the UWB frame to arrive after calculating or the time it takes for the UWB frame to arrive. 340) can be calculated.
  • the positions of the anchors 210 to 240 may be 3D information of x, y, and z or 2D information of x and y. In this way, when the first and second electronic devices 330 and 340 receive UWB frames from the plurality of anchors 210 to 240 and calculate the position, the first and second electronic devices 330 and 340 You can calculate your own location without exposing your information to the outside.
  • an electronic device for example, the first or second electronic device 330 or 340
  • includes anchors for example, a master anchor 210, a first slave anchor 220, and a second slave. If the position of the anchor 230 or the third slave anchor 240 is not known, the electronic device (for example, the first or second electronic device 330 or 340) calculates the time it takes for the UWB frame to arrive Alternatively, after the measurement, the time taken for the UWB frame to arrive and the MAC address, which is the anchor identification information, may be transmitted to a server (for example, the server 108 of FIG. 1), and the location information of the electronic device may be received from the server 108. . However, in this case, the electronic device (for example, the first or second electronic device 330 or 340) must also transmit its own information to the server 108, so that its location may be exposed to the outside.
  • anchors for example, a master anchor 210, a first slave anchor 220, and a second slave.
  • an electronic device for example, the first or second electronic device 330, 340
  • a slave anchor for example, the first slave anchor 220, the second slave anchor 230, or the third slave anchor 240
  • the reflected UWB frame may be received.
  • a problem that may occur when a reflected UWB frame is received and various embodiments for solving the problem will be described.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example in which a reflected UWB frame is received.
  • a plurality of anchors eg, 210 to 240 in FIG. 3 and an electronic device (eg, 330 or 340 in FIG. 3) may be disposed in a place with many obstacles, such as indoors.
  • a plurality of anchors and electronic devices may transmit and receive UWB frames to calculate a location or measure a distance between each other.
  • the UWB frame transmitted from the anchor (for example, 210 to 240 in FIG. 3) may be directly received by the electronic device (for example, 330 or 340 in FIG. 3), but the UWB frame reflected by the obstacle may be transmitted to the electronic device (for example, It may be received at 330 or 340 of FIG. 3.
  • a first electronic device for example, the electronic device 101 of FIG. 1
  • a second electronic device for example, the electronic device 101 of FIG. 1
  • the first electronic device 410 transmits a UWB frame
  • the second electronic device 420 receives the UWB frame in order for 420 to measure a distance or calculate a position between each other.
  • the UWB frame transmitted by the first electronic device 410 may be directly received by the second electronic device 420 (430 ).
  • the UWB frame transmitted by the first electronic device 410 may be reflected on a wall or an obstacle and received by the second electronic device 420 (440). In this way, a problem that may occur when a UWB frame is received by being reflected on a wall may be described in detail with reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a portion of a UWB frame including a sync preamble code and strength of a received signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5A shows a part of the UWB frame received by an electronic device (eg, the second electronic device 420 in FIG. 4 ), and the first data 510 is directly received (eg, 430 in FIG. 4 ).
  • the second data 520 represents a part of the UWB frame that has been received (eg, 440 in FIG. 4) reflected by an obstacle (eg, a wall).
  • a correlation window 530 for calculating a distance is also shown.
  • the sync preamble code C 0 may be repeatedly included in the first data 510 and the second data 520. It may be assumed that the length of one sync preamble code is 1016 ns (512, 514, 522), and the reflected and received second data 520 is received later than the first data 510 by 946 ns (540).
  • the electronic device 420 since all of the plurality of sync preamble codes are the same, the electronic device 420 cannot determine whether received data is reflected and received or directly received. Even if it is assumed that the electronic device 420 knows whether there is reflected data, the electronic device 420 receives the time when the first sync preamble code 512 of the first data is received and the first sync preamble code of the second data ( When comparing the received time 522), it may be determined that data has been received as late as 946 ns (540), or the time at which the second sync preamble code 514 of the first data is received and the first sync of the second data When comparing the time at which the preamble code 522 is received, it may be determined that data is received as late as 70 ns (550). This result may vary according to the correlation window 530.
  • FIG. 5A shows the distance using the correlation window 532, when the electronic device 420 measures the distance using the correlation window 532, only the first sync preamble code 512 of the first data is received, so the measured distance is It can be accurate.
  • the electronic device 420 measures the distance using the correlation window 534, the first sync preamble code 522 of the second data that is reflected data and the first data that is directly received All of the two sync preamble codes 514 may be received, and the first sync preamble code 522 of the second data may be detected before the second sync preamble code 514 of the first data.
  • the electronic device 420 may measure the distance using the first sync preamble code 522 of the first detected second data.
  • FIG. 5B shows the signal strength of data received by the electronic device 420 when the correlation window 534 is used.
  • the strength of the signal may be weak.
  • the second sync preamble code 514 of the first data received later is directly received, the signal strength may be strong.
  • the mutual distance does not take into account the strength of the signal, it can be determined closer as the received time increases. Accordingly, it may be determined that another electronic device exists by the first sync preamble code 522 of the reflected and received second data.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a part of a UWB frame including an STS code and strength of a received signal according to various embodiments of the present disclosure.
  • the first data 610 directly received by an electronic device (eg, the second electronic device 420 of FIG. 4) and an obstacle (eg, a wall, an object, a person, etc.)
  • the second data 620 and the correlation window 630 may be displayed.
  • the STS code C x may be included in the UWB frame instead of the sync preamble code. Since the STS codes C x are all different and the correlation windows are all different accordingly, the electronic device 420 may determine whether the received UWB frame is reflected and received or directly received.
  • the electronic device 420 analyzes the UWB frame using the correlation window 632, the second STS code C 1 612 of the first data and the second STS code C 1 of the second data Since only 622 is analyzed, the second STS code C 1 612 of the first data received first is directly received, and the second STS code C 1 622 of the second data received late is reflected and received. It can be judged as.
  • the electronic device 420 may calculate a distance to the electronic device (eg, the first electronic device 410 of FIG. 4) calculated using the second STS code C 1 612 of the first data.
  • the electronic device 420 may determine whether the UWB frame is reflected and received or directly received, thereby calculating a more accurate position.
  • an electronic device (eg, 250 in FIG. 2) needs to know an STS seed and an STS index in order to determine the STS code C x.
  • the electronic device 250 uses a non-secure STS code C x
  • the electronic device 250 uses an STS seed (or STS key) and an STS index (or STS nonce).
  • the master anchor (for example, the master anchor 210 of FIG. 2) may not transmit the STS seed and the STS index.
  • the electronic device 250 uses the secure STS code C x
  • the electronic device 250 needs to know the STS seed and the STS index, so that the master anchor 210 can transfer the STS seed and the STS index to the page of the UWB frame. Can be included in the load and transmitted.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a format of a UWB frame according to various embodiments of the present disclosure.
  • the format of the UWB frame can be divided into a high rate pulse mode (hereinafter referred to as'HRP') and a low rate pulse mode (hereinafter referred to as'LRP') in which the data rate and transmission range are different.
  • 7A to 7C show in detail the format of a UWB frame in a high-speed pulse mode.
  • 7A and 7B show high-speed pulse modes 1 (710) and 2 (720), and the UWB frame may include the STS code C x .
  • 7(c) shows the high-speed pulse mode 0 730 and may not include the STS code C x.
  • the UWB frame may include a sync field 702.
  • a preamble code may be repeatedly included in the sync field 702.
  • the size of the UWB frame may be determined by the length of the sync field.
  • the UWB frame may include a start of frame delimiter (SFD) field 704.
  • SFD field 704 may indicate a data rate. If the length of the SFD field 704 is short, the data rate is normal, and if the length of the SFD field 704 is long, the data rate may be slow.
  • the UWB frame may include a physical layer header (PHR) field 706.
  • PHR field 706 may include information about a data rate, a current frame length, and the like of the received PHY payload field.
  • the UWB frame may include a PHY payload field 708.
  • the PHY payload field 708 may include a PHY service data unit (PSDU), which is data transmitted between physical layers.
  • PSDU PHY service data unit
  • the UWB frame may include the STS field 712 described above according to the mode.
  • the electronic device eg, the electronic device 250 of FIG. 2 uses the secure STS code C x
  • the master anchor eg, the master anchor 210 of FIG. 2 sends information on the STS seed and the STS index to a UWB frame. It can be transmitted by including in the PHY payload field 708 of.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an operation of a master anchor supporting position calculation of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the master anchor (for example, the master anchor 210 of FIG. 2) supports the position calculation of the electronic device (for example, the electronic device 250 of FIG. 2) at a predetermined time interval (round interval).
  • a predetermined time interval for example, 310 and 320 of FIG. 3
  • the master anchor 210 may receive data transmitted by the slave anchors (eg, 220 to 240 in FIG. 2) or the electronic device 250, but may process the data only when necessary.
  • the master anchor 210 may know the number, location information, and/or identification information of the slave anchors 220 to 240, and may adjust the interval (round interval) for transmitting the UWB frame in consideration of the number of slave anchors.
  • the master anchor 210 may indicate an interval (slot interval) at which the slave anchors 220 to 240 transmit UWB frames as UWB frames in consideration of the number of slave anchors.
  • Information on the slave anchors 220 to 240 may be input at the time of initial installation of the master anchor 210 or may be input later if necessary.
  • the transmitted UWB frame may be received by at least one slave anchors 220 to 240 and/or the electronic device 250.
  • the transmitted UWB frame may include a non-secure STS code or a secure STS code.
  • the STS seed and the STS index may be included in the payload of the UWB frame. If the STS code is not included in the transmitted UWB frame, the electronic device 250 may determine its own location using the sync preamble code.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a flow chart of a slave anchor supporting position calculation of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the slave anchor (eg, the first slave anchor 220 of FIG. 2) transmits the first data (eg, 320 of FIG. 3) from the master anchor (eg, the master anchor 210 of FIG. 2). Can receive. Further, another slave anchor (eg, the second slave anchor 230 or the third slave anchor 240 of FIG. 2) may also receive the first data 320.
  • the slave anchor 220 may receive second data transmitted by another slave anchor 230 or 240.
  • the slave anchor 220 can receive data without discriminating between a transmission subject of the data and can analyze the received data when necessary.
  • the slave anchor 220 may receive a plurality of data transmitted by the master anchor 210 without receiving data transmitted by the other slave anchors 230 or 240.
  • the slave anchor 220 may analyze the first data and the second data to determine a time for the slave anchor 220 to transmit the third data.
  • the slave anchor 220 may predict a time when the master anchor 210 will transmit data using [Equation 1].
  • the slave anchor 220 may determine a time to transmit the third data using [Equation 2] to [Equation 5] described above with reference to FIG. 3.
  • the time when the slave anchor 220 transmits the third data may be a time based on the clock of the master anchor 210.
  • the time when the slave anchor 220 transmits the third data is the time when the slave anchor 220 receives the first data and the second data, and the master anchor 210 transmits the first data and the second data. It may be determined using time and the time taken to reciprocate between the slave anchor 220 and the master anchor 210 (TOF).
  • the slave anchor 220 receives data from both the master anchor 210 and the other slave anchors 230 or 240 to determine the time to transmit the third data, but the slave anchor 220 is the master anchor. Even when a plurality of data is received from 210 or a plurality of data is received from another slave anchor 230 or 240, a time to transmit the third data may be determined.
  • the slave anchor 220 may transmit the third data at the determined time.
  • the third data may include identification information or location information of the slave anchor 220.
  • the identification information or location information of the slave anchor 220 may be used by an electronic device (eg, 250 of FIG. 2) to calculate its own location.
  • the first, second, and third data may be UWB frames, and may be fast pulse mode 1 or 2 (eg, 710 or 720 in FIG. 7 ).
  • the first, second, and third data may include a secure STS code or a non-secure STS code.
  • the first and second data may include a time when the master anchor 210 transmits the first and second data.
  • the time at which the first and second data are transmitted may be a time based on the clock of the master anchor 210.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a flowchart of an electronic device for calculating a location according to various embodiments of the present disclosure.
  • the communication module (eg, 190 of FIG. 1) of the electronic device may receive first data (eg, 320 of FIG. 3) transmitted by the master anchor (eg, 210 of FIG. 2).
  • the communication module 190 of the electronic device may receive the second data transmitted by the slave anchor (eg, 220 of FIG. 2 ).
  • the communication module 190 of the electronic device may receive third data transmitted by another slave anchor (eg, 230 in FIG. 2 ).
  • the processor of the electronic device when the first, second, and third data includes the location information of the master anchor or the slave anchor, respectively, the first, second, and second data.
  • the location of the electronic device eg, 250 of FIG. 2 may be calculated using the reception time difference (TDOA) between data and the location information of the master anchor and the slave anchor.
  • TDOA reception time difference
  • the electronic device 250 is shown to determine its own location when receiving data from the master anchor 210 and the two slave anchors 220 and 230, but the electronic device 250 is When data is received from at least three anchors (for example, 210 to 240 in FIG. 2), its own location may be determined. Specifically, when receiving data from at least two anchors, the electronic device 250 may determine its own location as 2D, and when receiving data from three or more anchors, it may determine its own location as 3D. .
  • the electronic device 250 when any one of the plurality of data (eg, first data to third data) does not include the location information of the master anchor 210 or the slave anchors 220 to 240, the electronic device 250 The information required for the location calculation of the device (eg, the difference in reception time between the identification information of the electronic device 250 and the plurality of data) is transmitted to the server (eg, the server 108 of FIG. 1), and the You can receive location information.
  • the first data, second data, and third data may be UWB frames, and may be fast pulse mode 1 or 2 (eg, 710 or 720 in FIG. 7 ).
  • the first, second, and third data may include a secure STS code or a non-secure STS code.
  • the information required for location calculation of the electronic device may be identification information of a master anchor and/or a slave anchor, and a time difference between receiving the first data and the second data.
  • the electronic device 250 may estimate the time at which the anchors transmit data using the method of determining the time at which the slave anchor 220 will transmit data, as described above.
  • the electronic device 250 may operate to receive data only at a time when the anchor transmits the data.
  • the electronic device 250 includes at least one wireless communication module (eg, 192 in FIG. 1) and a processor (eg, 120 in FIG. 1), and the processor 120 includes: Control a wireless communication module to receive a plurality of data from a plurality of external electronic devices (210 to 240), respectively, to check the time when each of the plurality of data is received, and to the plurality of data to the plurality of external electronic devices
  • the location of the electronic device may be calculated using the time difference in reception of the plurality of data and the location information of the plurality of external electronic devices.
  • the plurality of data may include a scrambled timestamp sequence (STS) code.
  • STS scrambled timestamp sequence
  • the processor 120 controls the wireless communication module to control the electronic device.
  • the information for calculating the location of is transmitted to the server, and the location information of the electronic device may be calculated from the server.
  • the information transmitted by the electronic device 250 to calculate the location of the electronic device is a time difference of arrival (TDOA) between the identification information of the plurality of external electronic devices and the plurality of data. ) Can be included.
  • TDOA time difference of arrival
  • the processor 120 uses the plurality of data reception times and the times when each of the plurality of external electronic devices transmits each of the plurality of data.
  • the reception time can be determined.
  • Electronic devices 220 to 240 include at least one wireless communication module (eg, 192 in FIG. 1 ); And a processor (eg, 120 in FIG. 1), wherein the processor 120 controls the wireless communication module to receive a plurality of data from at least one external electronic device, and based on the received plurality of data.
  • the electronic device determines a time to transmit data, controls the wireless communication module to transmit the data to be transmitted at the determined time to transmit, and the data to be transmitted includes identification information or location information of the electronic device.
  • the determined time may be a time determined based on a clock of any one of external electronic devices that have transmitted the received data.
  • the plurality of received data may include a scrambled timestamp sequence (STS) code.
  • STS scrambled timestamp sequence
  • the STS code may include an STS seed and an STS index.
  • the processor 120 includes a time when the electronic device receives the plurality of data, and at least one external electronic device that has transmitted the data is The time at which the electronic device transmits data may be determined using a time for each transmission of the data of and a time taken for a round trip between the electronic device and an external electronic device that has transmitted the data.
  • the processor 210 determines relative clock distortions and errors between the electronic device and the electronic device that transmitted the data, and determines the relative clock distortion.
  • the transmission time can be determined using the and error.
  • a method of operating an electronic device includes an operation (1010 to 1030) of receiving a plurality of data from a plurality of external electronic devices (210 to 240 of FIG. 2), respectively; Checking a time when each of the plurality of data is received; And when the plurality of received data includes location information on the plurality of external electronic devices, calculating the location of the electronic device using the reception time difference of the plurality of data and the location information on the plurality of external electronic devices. Operation 1040 may be included.
  • the plurality of received data may include a scrambled timestamp sequence (STS) code.
  • STS scrambled timestamp sequence
  • the wireless communication module is controlled to obtain information for calculating the location of the electronic device. Transmitting to a server (eg, 108 in FIG. 1); And receiving location information of the electronic device from the server.
  • a server eg, 108 in FIG. 1
  • information transmitted to calculate a location of the electronic device is a time difference of arrival (TDOA) between identification information of the plurality of external electronic devices and the plurality of data. ) Can be included.
  • TDOA time difference of arrival
  • a time when each of the plurality of data is received and a time when each of the plurality of external electronic devices 210 to 240 transmits each of the plurality of data is used to determine the next data. It may further include an operation of determining a reception time.
  • a method of operating an electronic device includes operations 910 and 920 of receiving a plurality of data from at least one external electronic device 220 to 240; Determining (930) a time for the electronic device to transmit data based on the plurality of received data; And transmitting the data to be transmitted at the determined transmission time (940), wherein the data to be transmitted includes identification information or location information of the electronic device, and the determined time is when the received data is transmitted. It may be a time determined based on a clock of any one of the external electronic devices.
  • the plurality of received data may include a scrambled timestamp sequence (STS) code.
  • STS scrambled timestamp sequence
  • the STS code may include an STS seed and an STS index.
  • the determining of the transmission time includes a time when the electronic device receives the plurality of data, and at least one external electronic device that has transmitted the data includes the This may be an operation of determining a time for the electronic device to transmit data using a time for each transmission of a plurality of data and a time for a round trip between the electronic device and an external electronic device that has transmitted the data.
  • the method of operating an electronic device further includes determining distortion and error of a relative clock between the electronic device and the electronic device that has transmitted the data, and using the relative clock distortion and error The transmission time can be determined.
  • phrases such as “at least one of, B, or C” may include any one of the items listed together in the corresponding one of the phrases, or all possible combinations thereof.
  • Terms such as “first”, “second”, or “first” or “second” may be used simply to distinguish the component from other corresponding components, and the components may be referred to in other aspects (eg, importance or Order) is not limited.
  • Some (eg, a first) component is referred to as “coupled” or “connected” with or without the terms “functionally” or “communicatively” to another (eg, second) component. When mentioned, it means that any of the above components can be connected to the other components directly (eg by wire), wirelessly, or via a third component.
  • module used in this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic blocks, parts, or circuits.
  • the module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101). It may be implemented as software (for example, the program 140) including them.
  • the processor eg, the processor 120 of the device (eg, the electronic device 101) may call and execute at least one command among one or more commands stored from a storage medium. This makes it possible for the device to be operated to perform at least one function according to the at least one command invoked.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • a method according to various embodiments disclosed in the present document may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products can be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or two user devices ( It can be distributed (e.g., downloaded or uploaded) directly between, e.g. smartphones).
  • a device e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play Store TM
  • two user devices It can be distributed (e.g., downloaded or uploaded) directly between, e.g. smartphones).
  • at least a portion of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a storage medium that can be read by a device such as a server of a manufacturer, a server of an application store, or a memory of a relay server.
  • each component eg, a module or program of the above-described components may include a singular number or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar to that performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are sequentially, parallel, repeatedly, or heuristically executed, or one or more of the above operations are executed in a different order or omitted. Or one or more other actions may be added.

Landscapes

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

Abstract

본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 무선 통신 모듈, 및 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 복수의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 각각 수신하고, 상기 복수의 데이터 각각을 수신한 시간을 확인하고, 상기 복수의 데이터에 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보가 포함되면, 상기 복수의 데이터의 수신 시간차 및 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보를 이용해 상기 전자 장치의 위치를 연산할 수 있다. 그 외에도 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치
본 개시의 다양한 실시예들은 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치에 관한 것이다.
대형 쇼핑몰과 같이 실내공간이 복잡해지고 실내에서의 생활 비중이 높아짐에 따라 실내 위치정보를 기반으로 하는 서비스들이 증가하고 있다. 이러한 서비스는 스마트 폰과 같은 이동단말의 성능이 향상되고 다양한 실내에서의 측위방법이 현실에 적용됨에 따라 더욱 다양해지고 있다. 실내에서의 길을 안내하는 실내 내비게이션 서비스가 그 예가 될 수 있다.
실내공간에서의 위치 기반 서비스들은 사용자 또는 단말에 해당하는 이동객체의 위치를 정확하게 파악하고 있어야 함을 전제로 한다. 다시 말해, 실내에서 이동객체의 위치가 측정되고, 해당 이동객체가 어느 곳에 위치하고 있는지에 대한 정보를 저장 및 관리하고 있어야 이동객체의 위치에 기반한 서비스를 사용자에게 제공할 수 있다.
실내공간에서의 이동객체 위치정보 저장 및 관리방법은 실외공간과는 다른 여러 제약사항, 예를 들어 출입문, 제한된 이동경로와 같은 제약들이 존재한다. 따라서 이러한 제약들을 고려하는 위치정보 저장 및 관리가 필요하다. 물론, 기존 실외공간에서의 위치정보 저장 및 관리방법도 활용될 수 있겠으나, 실내의 제약조건들을 고려하여 이동객체의 위치정보를 저장 및 관리하는 경우가 보다 효율적일 수 있다.
실내와 같이 좁거나 장애물이 많은 장소에서, 전자 장치의 위치를 연산함에 있어 주변 물체에 반사되어 수신되는 신호와 직접 수신되는 신호를 구별할 수 없어 정확도가 떨어질 수 있다.
위치를 연산하기 위해서 최소한 2개의 장치가 서로 간에 신호를 송수신해야 하는데, 이 경우 사용자가 휴대하는 장치에서도 기본적으로 자기의 신호가 다른 장치에 전송되어야 할 수 있어 보안 문제가 발생할 수 있다.
복수의 전자 장치가 데이터를 송수신해야 하기 때문에 채널 당 수용할 수 있는 전자 장치의 개수에 제한이 있을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 무선 통신 모듈, 및 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 복수의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 각각 수신하고, 상기 복수의 데이터 각각을 수신한 시간을 확인하고, 상기 복수의 데이터에 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보가 포함되면, 상기 복수의 데이터의 수신 시간차 및 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보를 이용해 상기 전자 장치의 위치를 연산할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 하나의 무선 통신 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 적어도 하나의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 수신하고, 상기 수신된 복수의 데이터에 기반하여 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정하고, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 상기 송신할 데이터를 상기 결정된 송신할 시간에 송신하고 상기 송신할 데이터에는 상기 전자 장치의 식별 정보 또는 위치 정보를 포함하고 상기 결정된 시간은 수신한 데이터를 송신한 외부 전자 장치 중 어느 하나의 클럭을 기준으로 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 복수의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 각각 수신하는 동작; 상기 복수의 데이터 각각을 수신한 시간을 확인하는 동작; 및 상기 수신한 복수의 데이터에 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보가 포함되면, 상기 복수의 데이터의 수신 시간차 및 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보를 이용해 상기 전자 장치의 위치를 연산할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 수신하는 동작; 상기 수신된 복수의 데이터에 기반하여 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정하는 동작; 및 상기 송신할 데이터를 상기 결정된 송신할 시간에 송신하는 동작을 포함하고, 상기 송신할 데이터에는 상기 전자 장치의 식별 정보 또는 위치 정보를 포함하고, 상기 결정된 시간은 수신한 데이터를 송신한 외부 전자 장치 중 어느 하나의 클럭을 기준으로 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치는 자신의 정보를 송신하지 않고 자신의 위치를 연산할 수 있어 개인 정보 유출 발생을 방지할 수 있다. 전자 장치는 데이터의 수신만으로 자신의 위치를 결정할 수 있어, 채널당 수용할 수 있는 전자 장치의 개수에 제한이 없을 수 있어, 채널 용량에도 제한이 없을 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 반사되어 들어온 신호를 구별할 수 있어 위치 연산의 정확도를 높일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 양방향 거리 측정 방법과 단방향 거리 측정 방법의 장점을 모두 가질 수 있으며 수신된 데이터를 이용해 전자 장치들 간에 동기화할 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 전체 시스템의 시퀀스도이다.
도 3은 도 2에 따라 송신되는 UWB 프레임의 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 4는 반사된 UWB 프레임이 수신되는 경우의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 따라 SYNC 프리앰블 코드가 포함된 데이터와 이를 수신한 신호의 세기를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따라 STS 코드가 포함된 데이터와 이를 수신한 신호의 세기를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예로 비보안 STS를 이용하는 경우의 데이터 포맷을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 제2 전자 장치의 위치 연산을 지원하는 제1 전자 장치의 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 제2 전자 장치의 위치 연산을 지원하는 제1 전자 장치의 순서도를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 위치를 연산하는 제1 전자 장치의 순서도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, 적외선(IR(infrared ray)) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD(secure digital) 카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN(wide area network))와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI(international mobile subscriber identity))를 이용하여 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB(printed circuit board)) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 개시의 다양한 실시예들에서는 전자 장치의 위치 연산을 지원하기 위해 RF(radio frequency)를 송신하는 장치를 앵커(anchor)로 설명하며, 필요에 따라 마스터 앵커(master anchor) 및 슬레이브 앵커(slave anchor)로 나누어 설명할 수 있다. 이는 설명의 편의를 위한 것이며 본 개시에 따라 설명되는 기능을 수행하는 전자 장치들은 모두 마스터 앵커 또는/및 슬레이브 앵커가 될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 마스터 앵커 및 슬레이브 앵커는 도 1에서 도시되는 전자 장치(101)의 구성 요소 중 적어도 일부를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 마스터 앵커 및 슬레이브 앵커는 초광대역(UWB(ultra wide band)) 통신을 지원하는 통신 모듈(예: 도 1의 통신모듈(190))을 포함할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에서는 설명의 편의를 위해 UWB(ultra wide band) 프레임을 예로 설명하나 본 개시에 따라 설명되는 정보가 포함된 데이터이면 다른 데이터도 가능할 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예에 따라 전자 장치의 위치를 연산하기 위한 시스템의 시퀀스도를 나타낸 도면이다.
시스템에는 제1 앵커인 마스터 앵커(예: 도 1의 전자 장치(101))(210)와 복수의 슬레이브 앵커(예: 도 1의 전자 장치(101))(220 내지 240)가 포함될 수 있다. 도 2에서는 3개의 앵커가 슬레이브 앵커가 되며, 제2, 제3, 제4 앵커가 제1, 제2, 제3 슬레이브 앵커(220, 230, 240)가 될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 마스터 앵커(210)는 시스템에 포함된 슬레이브 앵커의 수를 미리 알 수 있다.
동작 260에서, 마스터 앵커(210)는 정해진 시간 간격으로 UWB 프레임을 송신할 수 있다. 이때, 정해진 시간 간격은 라운드 간격(round interval)으로 칭할 수 있다.
제1, 제2, 제3 슬레이브 앵커(220, 230, 240) 및 전자 장치(250)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 마스터 앵커(210)가 정해진 시간 간격으로 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다. 제1, 제2, 제3 슬레이브 앵커(220, 230, 240) 및 전자 장치(250)가 수신한 UWB 프레임은 동일한 UWB 프레임일 수 있다. 제1, 제2, 제3 슬레이브 앵커(220, 230, 240) 및 전자 장치(250)는 위치에 따라 동일한 UWB 프레임을 시간 차이를 갖고 수신할 수 있다.
동작 265에서, 제1 슬레이브 앵커(220)는 수신된 UWB 프레임을 이용하여 제1 슬레이브 앵커(220)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정할 수 있다. 제1 슬레이브 앵커(220)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정하는 방법은 도 9에서 자세히 설명할 수 있다.
동작 270에서, 제2 슬레이브 앵커(230)는 수신된 UWB 프레임을 이용하여 제2 슬레이브 앵커(230)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정할 수 있다. 제2 슬레이브 앵커(230)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정하는 방법은 제1 슬레이브 앵커(220)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정하는 방법과 동일 또는 유사할 수 있다.
동작 275에서, 제3 슬레이브 앵커(240)도 수신된 UWB 프레임을 이용하여 제3 슬레이브 앵커(240)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정할 수 있다. 마찬가지로 제3 슬레이브 앵커(240)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정하는 방법은 제1 및 제2 슬레이브 앵커(220, 230)가 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정하는 방법과 동일 또는 유사할 수 있다.
동작 280에서, 제1 슬레이브 앵커(220)는 결정된 시간에 UWB 프레임을 송신할 수 있다. 전자 장치(250)는 제1 슬레이브 앵커(220)가 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다. 선택적으로, 제2 및 제3 슬레이브 앵커(230, 240)도 제1 슬레이브 앵커(220)가 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다. 제2 및 제3 슬레이브 앵커(230, 240)는 마스터 앵커(210)가 송신한 UWB 프레임을 수신하여 자신이 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 슬레이브 앵커(220)가 송신한 UWB 프레임을 수신하여 자신이 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정할 수 있다. 이에 대해서는 도 9에서 자세히 설명할 수 있다.
동작 285에서, 제2 슬레이브 앵커(230)는 결정된 시간에 UWB 프레임을 송신할 수 있다. 전자 장치(250)는 제2 슬레이브 앵커(230)가 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다. 또한, 선택적으로 제1 및 제3 슬레이브 앵커(220, 240)도 제2 슬레이브 앵커(230)가 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다. 제1 및 제3 슬레이브(220, 240)도 제2 슬레이브 앵커(230)가 송신한 UWB 프레임을 수신하여 자신이 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정할 수 있다. 이에 대해서는 도 9에서 자세히 설명할 수 있다.
동작 290에서, 제3 슬레이브 앵커(240)는 결정된 시간에 UWB 프레임을 송신할 수 있다. 전자 장치(250)는 제3 슬레이브 앵커(240)가 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다. 또한, 선택적으로 제1 및 제2 슬레이브 앵커(220, 230)도 제2 슬레이브 앵커(230)가 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 제1 및 제2 슬레이브(220, 230)도 제3 슬레이브 앵커(240)가 송신한 UWB 프레임을 수신하여 자신이 UWB 프레임을 송신할 시간을 결정할 수 있다. 이에 대해서는 도 9에서 자세히 설명할 수 있다.
도 2에서 도시하지 않았으나 마스터 앵커(210)도 제1 내지 제3 슬레이브 앵커(220 내지 240)가 송신한 UWB 프레임을 수신할 수 있다.
한편, 슬레이브 앵커들(예: 220 내지 240)간 UWB 프레임을 송신하는 시간 간격은 슬롯 간격(slot interval)으로 칭할 수 있다.
동작 295에서, 전자 장치(250)는 수신된 UWB 프레임들을 이용해 자신의 위치를 연산할 수 있다. 수신된 UWB 프레임들에는 송신한 앵커의 식별 정보 또는/및 위치 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 식별 정보는 앵커의 주소(예: MAC(media access control) address) 또는 개인 통신망 아이디(personal area network identification)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 앵커의 식별 정보는 맥 헤더(MAC header)에 포함될 수 있고, 앵커의 위치 정보는 맥 페이로드(MAC payload)에 포함될 수 있다.
도 3은 도 2에 따라 송신되는 UWB 프레임의 흐름도를 나타낸 도면이다.
마스터 앵커(210)(예: 앵커 인덱스 - 1)는 정해진 시간(T1,k)에 UWB 프레임(320)을 송신할 수 있다. T1,k에서 첫 번째 아래 첨자인 1은 UWB 프레임을 송신한 앵커의 인덱스를, 두 번째 아래 첨자인 k는 레인징 라운드의 인덱스를 나타낼 수 있다. 예를 들어, k번째 레인징 라운드(ranging round)이면서 제1 앵커인 마스터 앵커(210)가 UWB 프레임을 송신하는 시간은 T1,k와 같이 나타낼 수 있으며, T1,k는 마스터 앵커(210)의 클럭에 따른 타임 스탬프(time stamps)가 될 수 있다.
송신된 UWB 프레임(320)은 제1, 제2, 제3 슬레이브 앵커(220, 230, 240) 및/또는 제1, 제2 전자 장치(330, 340) (예: 도 1의 전자 장치(101))에 의해 수신될 수 있다.
마스터 앵커(210)가 송신한 UWB 프레임(예: 320)을 슬레이브 앵커가 수신하는 시간은 AxR1,k라고 나타낼 수 있으며, 여기서 x는 UWB 프레임을 수신한 앵커의 인덱스를, 1은 UWB 프레임을 송신한 앵커의 인덱스를, k는 레인징 라운드의 인덱스를 나타낼 수 있다. 예를 들어, k번째 레인징 라운드(ranging round)에서 제1 슬레이브 앵커(220)(예: 앵커 인덱스 - 2)가 UWB 프레임(322)을 수신한 시간은 A2R1,k로, 제2 슬레이브 앵커(230)(예: 앵커 인덱스 - 3)가 UWB 프레임(324)을 수신한 시간은 A3R1,k로, 제3 슬레이브 앵커(240)(예: 앵커 인덱스 - 4)가 UWB 프레임(326)을 수신한 시간은 A4R1,k로 나타낼 수 있다. 제1, 제2, 또는 제3 슬레이브 앵커(220, 230, 또는 240)가 UWB 프레임을 수신하는 시간(예를 들어, A2R1,k, A3R1,k, 또는 A4R1,k)은 제1, 제2, 또는 제3 슬레이브 앵커의 클럭에 따른 타임 스탬프가 될 수 있다. 또한, 두 개의 앵커, 예를 들어 마스터 앵커(210)와 제1 슬레이브 앵커(220) 사이의 전송 시간(TOF, time of fly)은 Tof1,2로 나타낼 수 있다. 여기서 1과 2는 송신한 앵커의 인덱스 및 수신한 앵커의 인덱스를 나타낼 수 있다.
한편, k번째 레인징 라운드(ranging round)에서, 제1 슬레이브 앵커(220)가 마스터 앵커(210)로부터 송신된 UWB 프레임을 수신하는 시간에 대한 관계식은 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
A2R1,k = f(T 1,k + X k) + θ +Tof 1,2
여기서, f와 θ는 제1 슬레이브 앵커(220)에 대한 마스터 앵커(210)의 상대적인 클럭 왜곡과 오프셋을 나타내며, Xk는 마스터 앵커(210)에서 제1 슬레이브 앵커(220)로의 가변 전송 지연을 나타낸다. 클럭 왜곡 f
Figure PCTKR2020009591-appb-I000001
1이기 때문에 [수학식 1]은 [수학식2]와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
A2R1,k
Figure PCTKR2020009591-appb-I000002
f ·T 1,k + X k + θ + Tof 1,2
복수의 UWB 송신 시간과 수신 시간에 대한 타임 스탬프를 모아 매트릭스(matrix)로 만들면 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 3]
Figure PCTKR2020009591-appb-I000003
UWB 프레임을 수신한 슬레이브 앵커(220, 230, 또는 240) 또는 전자 장치(330 또는 340)는 [수학식 3]을 이용해 f와 θ에 대한 최소 제곱법(LS: least square)을 적용할 수 있다.
게다가, 제1 슬레이브 앵커(220)의 칩 제조사로부터 성능 지수(FOM, figure of merit)을 얻을 수 있는 경우 [수학식 3]은 [수학식 4]와 같이 나타낼 수 있어, UWB 프레임을 수신한 슬레이브 앵커(220, 230, 또는 240) 또는 전자 장치(330 또는 340)는 f와 θ에 대한 가중 최소 제곱법(WLS: weighted least square)을 적용할 수 있다.
[수학식 4]
Figure PCTKR2020009591-appb-I000004
본 개시의 다양한 실시예에 따라 마스터 앵커(210)는 슬레이브 장치(220 내지 240)의 개수를 고려해 UWB 프레임을 송수신할 시간을 스케쥴링할 수 있다. 마스터 앵커(210)는 UWB 프레임을 송신할 때 맥(MAC) 페이로드에 T1,k를 삽입할 수 있고, 제1 슬레이브 앵커(220)는 수신한 UWB 프레임을 분석해 T1,k를 알아낼 수 있다. 또한, 마스터 앵커(210)는 제1 슬레이브 앵커(220)가 UWB 프레임을 송신할 시간 T2,k도 맥 페이로드에 삽입할 수 있다. T2,k는 마스터 앵커(210)의 클럭에 따른 타임스탬프일 수 있다. 따라서, 제1 슬레이브 앵커(220)는 [수학식 3] 또는 [수학식 4]를 통해 알아낸 f와 θ를 이용해 마스터 앵커(210)의 클럭에 대한 정보를 알아낼 수 있으며, 마스터 앵커(210)의 클럭에 맞춰 UWB 프레임을 송신할 수 있다.
이와 같은 방법으로 모든 슬레이브 앵커(220 내지 240)는 자신이 UWB 프레임을 송신해야 하는 시간을 알아낼 수 있다. 더 나아가, 마스터 앵커의 UWB 프레임을 수신하지 못한 슬레이브 앵커는 다른 슬레이브 앵커들이 송신한 UWB 프레임을 수신하여 위와 같은 원리로 자신이 UWB 프레임을 송신해야 하는 시간을 알아낼 수 있다.
한편, 마스터 앵커(210)는 정해진 시간 간격(예: round interval)으로 UWB 프레임(310, 320)을 송신할 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 다양한 실시예에 따라 제1 및 제2 전자 장치(330, 340)가 자신의 위치를 연산하는 방법에 대해 자세히 설명한다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 제1 전자 장치(330)는 마스터 앵커(210) 또는 슬레이브 앵커(220 내지 240)로부터 송신되는 UWB 프레임을 수신하기 위해 항상 수신 모드로 동작할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 제2 전자 장치(340)는 마스터 앵커(210) 또는 슬레이브 앵커(220 내지 240)로부터 UWB 프레임이 송신되는 시간을 계산해 그 시간에만 수신 모드로 동작할 수 있다. 제2 전자 장치(340)는 UWB 프레임이 송신되는 시간을 계산하기 때문에, 계산된 시간 외에는 대기 모드로 있을 수 있어 전력을 절약할 수 있다.
일 예로, 제2 전자 장치(340)는 UWB 프레임의 도착 시간 간격(TDOA(time difference of arrival))을 [수학식 5]를 이용하여 계산할 수 있다.
[수학식 5]
TDOAi,j,k = PlRj,k - PlRi,k - Tj,k + Ti,k
여기서, l은 제2 전자 장치(340)의 인덱스, i와 j는 앵커의 인덱스, k는 레인징 라운드의 인덱스일 수 있다. PlRj,k와 PlRi,k는 제2 전자 장치(340)가 k번째 레인징 라운드에서 앵커 i와 앵커 j로부터 UWB 프레임을 수신한 시간을 나타낼 수 있고, Tj,k와 Ti,k는 앵커 i와 앵커 j가 UWB 프레임을 송신한 시간을 나타낼 수 있다.
Tj,k와 Ti,k는 수신된 UWB 프레임에 포함될 수 있다. 예컨대, Tj,k와 Ti,k는 UWB 프레임의 페이로드에 포함될 수 있으며, 제2 전자 장치(340)는 Tj,k와 Ti,k를 분리해 낼 수 있다. PlRj,k와 PlRi,k는 제2 전자 장치(340)의 클럭에 따른 시간일 수 있으며, Tj,k와 Ti,k는 마스터 앵커(210)의 클럭에 따른 시간일 수 있다.
제1 및 제2 전자 장치(330, 340)는 앵커의 위치와 계산한 다음 UWB 프레임이 도착하는데 걸리는 시간 또는 측정한 다음 UWB 프레임이 도착하는데 걸리는 시간을 이용해 제1 및 제2 전자 장치(330, 340)의 위치를 연산할 수 있다. 앵커(210 내지 240)의 위치는 x, y, z의 3차원 정보이거나 또는 x, y의 2차원 정보일 수 있다. 이와 같이 제1 및 제2 전자 장치(330, 340)가 복수의 앵커들(210 내지 240))로부터 UWB 프레임을 수신하여 위치를 연산하는 경우, 제1 및 제2 전자 장치(330, 340)는 자신의 정보를 외부로 노출하지 않고 자신의 위치를 연산할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 제1 또는 제2 전자 장치(330, 340))가 앵커들(예: 마스터 앵커(210), 제1 슬레이브 앵커(220), 제2 슬레이브 앵커(230), 또는 제3 슬레이브 앵커(240))의 위치를 알 수 없다면, 전자 장치(예: 제1 또는 제2 전자 장치(330, 340))는 계산한 다음 UWB 프레임이 도착하는데 걸리는 시간 또는 측정한 다음 UWB 프레임이 도착하는데 걸리는 시간과 앵커의 식별 정보인 맥 어드레스를 서버(예: 도 1의 서버(108))로 전송하고 서버(108)로부터 전자 장치의 위치 정보를 수신할 수 있다. 다만, 이 경우 전자 장치(예: 제1 또는 제2 전자 장치(330, 340))는 자신의 정보도 서버(108)로 전송해야 해 자신의 위치가 외부에 노출될 우려가 있다.
한편, 전자 장치(예: 제1 또는 제2 전자 장치(330, 340)) 및 슬레이브 앵커(예: 제1 슬레이브 앵커(220), 제2 슬레이브 앵커(230), 또는 제3 슬레이브 앵커(240))는 마스터 앵커(210) 또는 다른 슬레이브 앵커(예: 제1 슬레이브 앵커(220), 제2 슬레이브 앵커(230), 또는 제3 슬레이브 앵커(240))로부터 송신되는 UWB 프레임을 직접 수신할 수도 있지만, 반사된 UWB 프레임을 수신할 수도 있다. 이하에서는 반사된 UWB 프레임이 수신되는 경우 발생할 수 있는 문제와 이를 해결하기 위한 본 개시에 따른 다양한 실시예에 대해 설명할 수 있다.
도 4는 반사된 UWB 프레임이 수신되는 경우의 일 예를 나타낸 도면이다.
예를 들어, 복수의 앵커(예: 도 3의 210 내지 240) 및 전자 장치(예: 도 3의 330 또는 340)는 실내와 같이 장애물이 많은 곳에 배치될 수 있다. 복수의 앵커 및 전자 장치는 위치를 연산하거나 서로간의 거리를 측정하기 위해 UWB 프레임을 송신하고 수신할 수 있다. 이때, 앵커(예: 도 3의 210 내지 240)에서 송신된 UWB 프레임이 직접 전자 장치(예: 도 3의 330 또는 340)에서 수신될 수도 있지만, 장애물에 반사된 UWB 프레임이 전자 장치(예: 도 3의 330 또는 340)에서 수신될 수도 있다.
도 4는 이러한 일 예로, 사방이 막힌 좁은 장소에서 제1 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))(410)와 제2 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101)) (420)가 서로간의 거리를 측정 또는 위치를 연산하기 위해 제1 전자 장치(410)가 UWB 프레임을 송신하고, 제2 전자 장치(420)가 UWB 프레임을 수신하는 예를 나타낸 것이다.
도 4에 따르면, 제1 전자 장치(410)가 송신한 UWB 프레임은 직접 제2 전자 장치(420)가 수신할 수 있다(430). 또한, 제1 전자 장치(410)가 송신한 UWB 프레임은 벽이나 장애물에 반사되어 제2 전자 장치(420)에 의해 수신될 수도 있다(440). 이와 같이, 벽에 반사되어 UWB 프레임이 수신되는 경우 발생할 수 있는 문제에 대해 도 5에서 자세히 설명할 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예에 따라 싱크 프리앰블 코드(sync preamble code)가 포함된 UWB 프레임의 일부와 이를 수신한 신호의 세기를 나타낸 도면이다.
도 5의 (a)에서는 전자 장치(예: 도 4의 제2 전자 장치(420))가 수신한 UWB 프레임의 일부를 나타내며, 제1 데이터(510)는 직접 수신(예: 도 4의 430)된 UWB 프레임의 일부를, 제2 데이터(520)는 장애물(예: 벽)에 반사되어 수신(예: 도 4의 440)된 UWB 프레임의 일부를 나타낸 것이다. 도 5의 (a)에서는 거리를 계산하기 위한 상관관계 윈도우(530)도 함께 나타내고 있다.
예를 들어, 제1 데이터(510)와 제2 데이터(520)에는 싱크 프리앰블 코드(SYNC preamble code C0)가 반복하여 포함될 수 있다. 하나의 싱크 프리앰블 코드의 길이가 1016ns(512, 514, 522)이고, 반사되어 수신된 제2 데이터(520)는 제1 데이터(510)보다 946ns(540)만큼 늦게 수신되었음을 가정할 수 있다.
도 5의 (a)에서, 전자 장치(420)는 복수의 싱크 프리앰블 코드가 모두 동일하기 때문에 수신된 데이터가 반사되어 수신된 것인지 또는 직접 수신된 것인지를 판단할 수 없다. 설사 전자 장치(420)가 반사된 데이터가 있는지를 안다고 가정하더라도, 전자 장치(420)는 제1 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(512)를 수신한 시간과 제2 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(522)를 수신한 시간을 비교하는 경우 946ns(540)만큼 늦게 데이터가 수신되었다고 판단할 수도 있고, 또는 제1 데이터의 제2 싱크 프리앰블 코드(514)를 수신한 시간과 제2 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(522)를 수신한 시간을 비교하는 경우 70ns(550)만큼 늦게 데이터가 수신된 것으로 판단할 수도 있다. 이러한 결과는 상관관계 윈도우(530)에 따라 달라질 수 있다.
도 5의 (a)와 같이, 전자 장치(420)가 상관관계 윈도우(532)를 이용하여 거리를 측정하는 경우, 제1 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(512)만 수신되기 때문에 측정된 거리가 정확할 수 있다. 하지만, 전자 장치(420)가 상관관계 윈도우(534)를 이용하여 거리를 측정하는 경우, 반사된 데이터인 제2 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(522)와 직접 수신된 데이터인 제1 데이터의 제2 싱크 프리앰블 코드(514)가 모두 수신될 수 있고, 제2 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(522)가 제1 데이터의 제2 싱크 프리앰블 코드(514)보다 먼저 검출될 수 있다. 이 경우, 전자 장치(420)는 먼저 검출된 제2 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(522)를 이용해 거리를 측정할 수 있다. 도 5의 (b)는 상관관계 윈도우(534)를 이용하는 경우의 전자 장치(420)가 수신한 데이터의 신호 세기를 나타낸 것이다.
도 5의 (b)에 따르면, 먼저 수신된 제2 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(522)는 반사되어 수신되었기 때문에 그 신호의 세기가 약할 수 있다. 반면, 나중에 수신된 제1 데이터의 제2 싱크 프리앰블 코드(514)는 직접 수신되었기 때문에 신호의 세기는 강할 수 있다. 그러나, 상호간의 거리는 신호의 세기를 고려하지 않기 때문에 수신된 시간이 빠를수록 가깝게 판단될 수 있다. 따라서, 반사되어 수신된 제2 데이터의 제1 싱크 프리앰블 코드(522)에 의해 다른 전자 장치가 존재하는 것으로 판단될 수 있다.
이하에서는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 반사되어 수신된 데이터와 직접 수신된 데이터를 구별하기 위해 STS(scrambled timestamp sequence, 이하 'STS') 코드를 이용한 방법이 설명될 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예에 따라 STS 코드가 포함된 UWB 프레임의 일부와 이를 수신한 신호의 세기를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)에서는 전자 장치(예: 도 4의 제2 전자 장치(420))가 직접 수신한 제1 데이터(610), 장애물(예: 벽, 사물, 사람 등)에 반사되어 수신된 제2 데이터(620), 및 상관관계 윈도우(630)를 나타낼 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 반사되어 수신되는 UWB 프레임을 직접 수신된 UWB 프레임과 구별하기 위해 싱크 프리앰블 코드 대신 STS 코드 Cx가 UWB 프레임에 포함될 수 있다. STS 코드 Cx는 모두 다르고, 그에 따라 상관관계 윈도우도 모두 다르기 때문에 전자 장치(420)는 수신된 UWB 프레임을 분석하여 반사되어 수신된 것인지 또는 직접 수신된 것인지를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(420)는 상관관계 윈도우(632)를 이용하여 UWB 프레임을 분석하는 경우, 제1 데이터의 제2 STS 코드 C1(612)와 제2 데이터의 제2 STS 코드 C1(622)만을 분석하기 때문에 먼저 수신한 제1 데이터의 제2 STS 코드 C1(612)가 직접 수신된 것이고, 늦게 수신한 제2 데이터의 제2 STS 코드 C1(622)가 반사되어 수신된 것으로 판단할 수 있다.
도 6의 (b)에서는 전자 장치(420)가 직접 수신한 제1 데이터의 제2 STS 코드 C1(612)의 신호 세기를 나타내고 있다. 전자 장치(420)는 제1 데이터의 제2 STS 코드 C1(612)를 이용해 계산한 전자 장치(예: 도 4의 제1 전자 장치(410))까지의 거리를 계산할 수 있다.
이와 같이 STS 코드 Cx가 UWB 프레임에 포함되는 경우, 전자 장치(420)는 UWB 프레임이 반사되어 수신된 것인지 또는 직접 수신된 것인지를 판단할 수 있어 보다 정확한 위치를 연산할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 2의 250)는 STS 코드 Cx를 정하기 위해 STS 씨드(seed)와 STS 인덱스(index)를 알아야 한다. 전자 장치(250)가 비보안(non-secure) STS 코드 Cx를 이용하는 경우, 전자 장치(250)는 STS 씨드(또는, STS 키(key))와 STS 인덱스(또는, STS 넌스(nonce))를 알 수 있어 마스터 앵커(예: 도 2의 마스터 앵커(210))는 STS 씨드와 STS 인덱스를 송신하지 않을 수 있다. 반면, 전자 장치(250)가 보안(secure) STS 코드 Cx를 이용하는 경우, 전자 장치(250)는 STS 씨드와 STS 인덱스를 알아야 해 마스터 앵커(210)가 STS 씨드와 STS 인덱스를 UWB 프레임의 페이로드에 포함해 전송할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 UWB 프레임의 포맷을 나타낸 도면이다.
UWB 프레임의 포맷은 데이터 전송률 및 전송 범위를 달리 하는 고속 펄스 모드(high rate pulse, 이하 'HRP')와 저속 펄스 모드(low rate pulse, 이하 'LRP')로 나뉠 수 있다. 도 7의 (a) 내지 (c)는 고속 펄스 모드의 UWB 프레임의 포맷을 상세하게 나타낸 것이다.
도 7의 (a)와 (b)는 고속 펄스 모드 1(710)과 2(720)를 나타낸 것으로 UWB 프레임은 STS 코드 Cx를 포함할 수 있다. 도 7의 (c)는 고속 펄스 모드 0(730)을 나타낸 것으로 STS 코드 Cx를 포함하지 않을 수 있다.
UWB 프레임은 싱크 필드(702)를 포함할 수 있다. 싱크 필드(702)에는 프리앰블 코드가 반복하여 포함될 수 있다. 싱크 필드의 길이에 의해 UWB 프레임의 크기가 결정될 수 있다.
UWB 프레임은 SFD(start of frame delimiter) 필드(704)를 포함할 수 있다. SFD 필드(704)는 데이터 속도를 나타낼 수 있으며, SFD 필드(704)의 길이가 짧으면 데이터 속도는 보통이며, SFD 필드(704)의 길이가 길면 데이터 속도는 늦을 수 있다.
UWB 프레임은 PHR(physical layer header) 필드(706)를 포함할 수 있다. PHR 필드(706)는 수신된 PHY 페이로드 필드의 데이터 속도, 현재 프레임 길이 등에 관한 정보를 포함할 수 있다.
UWB 프레임은 PHY 페이로드 필드(708)를 포함할 수 있다. PHY 페이로드 필드(708)에는 물리계층간 전달되는 데이터인 PSDU(PHY service data unit)가 포함될 수 있다.
UWB 프레임에는 모드에 따라 앞서 설명한 STS 필드(712)가 포함될 수 있다. 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(250))가 보안 STS 코드 Cx를 이용하는 경우, 마스터 앵커(예: 도 2의 마스터 앵커(210))는 STS 씨드와 STS 인덱스에 대한 정보를 UWB 프레임의 PHY 페이로드 필드(708)에 포함하여 전송할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 위치 연산을 지원하는 마스터 앵커의 동작을 나타낸 도면이다.
동작 810에서, 마스터 앵커(예: 도 2의 마스터 앵커(210))는 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(250))의 위치 연산을 지원하기 위해 일정 시간 간격(라운드 간격)으로 데이터(예: 도 3의 310, 320)를 송신할 수 있다. 마스터 앵커(210)는 슬레이브 앵커(예: 도 2의 220 내지 240) 또는 전자 장치(250)가 송신한 데이터를 수신할 수 있지만 필요한 경우에 한해 처리할 수 있다.
마스터 앵커(210)는 슬레이브 앵커(220 내지 240)의 개수, 위치 정보, 및/또는 식별 정보를 알 수 있으며, 슬레이브 앵커의 개수를 고려해 UWB 프레임을 송신하는 간격(라운드 간격)을 조절할 수 있다. 마스터 앵커(210)는 슬레이브 앵커의 개수를 고려해 슬레이브 앵커(220 내지 240)가 UWB 프레임을 송신하는 간격(슬롯 간격)을 UWB 프레임으로 지시할 수 있다. 슬레이브 앵커(220 내지 240)에 대한 정보는 마스터 앵커(210)의 초기 설치시에 입력되거나 필요에 따라 추후 입력될 수 있다.
한편, 송신된 UWB 프레임은 적어도 하나의 슬레이브 앵커(220 내지 240) 및/또는 전자 장치(250)에 의해 수신될 수 있다. 송신된 UWB 프레임에는 비보안 STS 코드 또는 보안 STS 코드가 포함될 수 있다. 보안 STS 코드를 이용하는 경우 UWB 프레임의 페이로드에 STS 씨드와 STS 인덱스가 포함될 수 있다. 만약 송신된 UWB 프레임에 STS 코드가 포함되지 않으면, 전자 장치(250)는 싱크 프리앰블 코드를 이용해 자신의 위치를 판단할 수 있다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 위치 연산을 지원하는 슬레이브 앵커의 순서도를 나타낸 도면이다.
동작 910에서, 슬레이브 앵커(예: 도 2의 제1 슬레이브 앵커(220))는 마스터 앵커(예: 도 2의 마스터 앵커(210))가 송신한 제1 데이터(예: 도 3의 320)를 수신할 수 있다. 또한, 다른 슬레이브 앵커(예: 도 2의 제2 슬레이브 앵커(230) 또는 제3 슬레이브 앵커(240))도 제1 데이터(320)를 수신할 수 있다.
동작 920에서, 슬레이브 앵커(220)는 다른 슬레이브 앵커(230 또는 240)가 송신한 제2 데이터를 수신할 수 있다. 슬레이브 앵커(220)는 데이터의 송신 주체를 구별하지 않고 데이터를 수신할 수 있으며 필요시에 수신한 데이터를 분석할 수 있다. 선택적으로, 슬레이브 앵커(220)는 다른 슬레이브 앵커(230 또는 240)가 송신한 데이터를 수신하지 않고 마스터 앵커(210)가 송신한 복수의 데이터를 수신할 수도 있다.
동작 930에서, 슬레이브 앵커(220)는 제1 데이터와 제2 데이터를 분석해 슬레이브 앵커(220)가 제3 데이터를 송신할 시간을 결정할 수 있다. 슬레이브 앵커(220)는 [수학식 1]을 이용해 마스터 앵커(210)가 데이터를 송신할 시간을 예측할 수 있다. 슬레이브 앵커(220)는 앞서 도 3에서 설명한 [수학식 2] 내지 [수학식 5]를 이용해 제3 데이터를 송신할 시간을 결정할 수 있다. 슬레이브 앵커(220)가 제3 데이터를 송신할 시간은 마스터 앵커(210)의 클럭에 기반한 시간일 수 있다. 또한, 슬레이브 앵커(220)가 제3 데이터를 송신할 시간은 슬레이브 앵커(220)가 제1 데이터와 제2 데이터를 수신한 시간, 마스터 앵커(210)가 제1 데이터와 제2 데이터를 송신한 시간, 및 슬레이브 앵커(220)와 마스터 앵커(210) 사이를 왕복하는데 걸리는 시간(TOF)을 이용해 결정될 수 있다.
여기서, 슬레이브 앵커(220)는 마스터 앵커(210)와 다른 슬레이브 앵커(230 또는 240) 모두로부터 데이터를 수신하여 제3 데이터를 송신할 시간을 결정하는 것으로 설명하였으나, 슬레이브 앵커(220)는 마스터 앵커(210)로부터 복수의 데이터를 수신하거나, 또는 다른 슬레이브 앵커(230 또는 240)로부터 복수의 데이터를 수신하는 경우에도 제3 데이터를 송신할 시간을 결정할 수 있다.
동작 940에서, 슬레이브 앵커(220)는 제3 데이터를 결정된 시간에 송신할 수 있다. 제3 데이터에는 슬레이브 앵커(220)의 식별 정보 또는 위치 정보가 포함될 수 있다. 슬레이브 앵커(220)의 식별 정보 또는 위치 정보는 전자 장치(예: 도 2의 250)가 자신의 위치를 연산하는데 이용될 수 있다.
제1, 제2, 제3 데이터는 UWB 프레임일 수 있으며, 고속 펄스 모드 1 또는 2(예: 도 7의 710 또는 720)일 수 있다. 제1, 제2, 제3 데이터에는 보안 STS 코드 또는 비보안 STS 코드가 포함될 수 있다. 제1, 제2 데이터에는 마스터 앵커(210)가 제1, 제2 데이터를 송신한 시간이 포함될 수 있다. 제1, 제2 데이터가 송신된 시간은 마스터 앵커(210)의 클럭에 기반한 시간일 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예에 따른 위치를 연산하는 전자 장치의 순서도를 나타낸 도면이다.
동작 1010에서, 전자 장치의 통신 모듈(예: 도 1의 190)은 마스터 앵커(예: 도 2의 210)가 송신한 제1 데이터(예: 도 3의 320)를 수신할 수 있다.
동작 1020에서, 전자 장치의 통신 모듈(190)은 슬레이브 앵커(예: 도 2의 220)가 송신한 제2 데이터를 수신할 수 있다.
동작 1030에서, 전자 장치의 통신 모듈(190)은 다른 슬레이브 앵커(예: 도 2의 230)가 송신한 제3 데이터를 수신할 수 있다.
동작 1040에서, 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 120)는, 제1, 제2, 제3 데이터에 송신한 마스터 앵커 또는 슬레이브 앵커의 위치 정보가 각각 포함되면, 제1, 제2, 제3 데이터간의 수신 시간차(TDOA) 및 마스터 앵커 및 슬레이브 앵커의 위치 정보를 이용하여 전자 장치(예: 도 2의 250)의 위치를 연산할 수 있다.
여기서, 전자 장치(250)는 마스터 앵커(210) 및 2개의 슬레이브 앵커(220 및 230)로부터 데이터를 수신하는 경우 자신의 위치를 판단하는 것으로 나타내고 있으나, 전자 장치(250)는 앵커의 종류 관계없이 적어도 3개의 앵커(예: 도 2의 210 내지 240)로부터 데이터를 수신하는 경우 자신의 위치를 판단할 수 있다. 구체적으로 전자 장치(250)는 적어도 2개의 앵커로부터 데이터를 수신하는 경우 자신의 위치를 2D로 판단할 수 있으며, 3개 이상의 앵커로부터 데이터를 수신하는 경우에는 자신의 위치를 3D로 판단할 수 있다.
선택적으로, 복수의 데이터(예: 제1 데이터 내지 제3 데이터) 중 어느 하나가 마스터 앵커(210) 또는 슬레이브 앵커(220 내지 240)의 위치 정보를 포함하지 않는 경우, 전자 장치(250)는 전자 장치의 위치 연산에 필요한 정보(예: 전자 장치(250)의 식별 정보와 복수의 데이터간의 수신 시간차)를 서버(예: 도 1의 서버(108))에게 전송하고 서버(108)로부터 전자 장치의 위치 정보를 수신할 수 있다. 제1 데이터, 제2 데이터 및 제3 데이터는 UWB 프레임일 수 있으며, 고속 펄스 모드 1 또는 2(예: 도 7의 710 또는 720)일 수 있다. 제1, 제2, 제3 데이터에는 보안 STS 코드 또는 비보안 STS 코드가 포함될 수 있다.
전자 장치의 위치 연산에 필요한 정보는 마스터 앵커 및/또는 슬레이브 앵커의 식별 정보와 제1 데이터와 제2 데이터의 수신 시간차일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(250)는 앞서 설명한 슬레이브 앵커(220)가 데이터를 송신할 시간을 결정하는 방법을 이용해 앵커들이 데이터를 송신하는 시간을 추정할 수 있다. 전자 장치(250)는 앵커가 데이터를 송신하는 시간에만 데이터를 수신하도록 동작할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(250)는 적어도 하나의 무선 통신 모듈(예: 도 1의 192) 및 프로세서(예: 도 1의 120)를 포함하며, 상기 프로세서(120)는, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 복수의 외부 전자 장치(210 내지 240)로부터 복수의 데이터를 각각 수신하고, 상기 복수의 데이터 각각을 수신한 시간을 확인하고, 상기 복수의 데이터에 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보가 포함되면, 상기 복수의 데이터의 수신 시간차 및 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보를 이용해 상기 전자 장치의 위치를 연산할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(250)에서 상기 복수의 데이터는 STS(scrambled timestamp sequence) 코드를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(250)에서 상기 프로세서(120)는, 상기 복수의 외부 전자 장치 위치 정보가 상기 복수의 데이터에 포함되어 있지 않으면, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 상기 전자 장치의 위치 연산을 위한 정보를 서버에게 전송하고, 상기 서버로부터 상기 전자 장치의 위치 정보를 연산할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(250)에서 상기 전자 장치의 위치 연산을 위해 전송하는 정보는 상기 복수의 외부 전자 장치의 식별 정보와 상기 복수의 데이터간의 수신 시간차(TDOA: time difference of arrival)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(250)에서 상기 프로세서(120)는, 상기 복수의 데이터 수신 시간과 상기 복수의 외부 전자 장치 각각이 상기 복수의 데이터 각각을 송신한 시간을 이용해 다음 데이터의 수신 시간을 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(220 내지 240)는 적어도 하나의 무선 통신 모듈(예: 도 1의 192); 및 프로세서(예: 도 1의 120)를 포함하고, 상기 프로세서(120)는, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 적어도 하나의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 수신하고, 상기 수신된 복수의 데이터에 기반하여 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정하고, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 상기 송신할 데이터를 상기 결정된 송신할 시간에 송신하고, 상기 송신할 데이터에는 상기 전자 장치의 식별 정보 또는 위치 정보를 포함하고, 상기 결정된 시간은 수신한 데이터를 송신한 외부 전자 장치 중 어느 하나의 클럭을 기준으로 결정된 시간일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(220 내지 240)에서 상기 복수의 수신된 데이터는 STS(scrambled timestamp sequence) 코드를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(220 내지 240)에서 상기 STS 코드는 STS 씨드(seed)와 STS 인덱스(index)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(220 내지 240)에서 상기 프로세서(120)는, 상기 전자 장치가 상기 복수의 데이터를 수신한 시간, 상기 데이터를 송신한 적어도 하나의 외부 전자 장치가 상기 복수의 데이터를 각각 송신한 시간, 및 상기 전자 장치와 상기 데이터를 송신한 외부 전자 장치 사이를 왕복하는데 걸리는 시간을 이용해 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치(220 내지 240)에서 상기 프로세서(210)는, 상기 전자 장치와 상기 데이터를 송신한 전자 장치의 상대적인 클럭의 왜곡과 오차를 결정하고, 상기 상대적인 클럭의 왜곡과 오차를 이용해 상기 송신할 시간을 결정할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법(예: 도 10)은 복수의 외부 전자 장치(도 2의 210 내지 240)로부터 복수의 데이터를 각각 수신하는 동작(1010 내지 1030); 상기 복수의 데이터 각각을 수신한 시간을 확인하는 동작; 및 상기 수신한 복수의 데이터에 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보가 포함되면, 상기 복수의 데이터의 수신 시간차 및 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보를 이용해 상기 전자 장치의 위치를 연산하는 동작(1040)을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서 상기 복수의 수신된 데이터는 STS(scrambled timestamp sequence) 코드를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 상기 복수의 외부 전자 장치 위치 정보가 상기 복수의 데이터에 포함되어 있지 않으면, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 상기 전자 장치의 위치 연산을 위한 정보를 서버(예: 도 1의 108)에게 전송하는 동작; 및, 상기 서버로부터 상기 전자 장치의 위치 정보를 수신하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서 상기 전자 장치의 위치 연산을 위해 전송하는 정보는 상기 복수의 외부 전자 장치의 식별 정보와 상기 복수의 데이터간의 수신 시간차(TDOA: time difference of arrival)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 상기 복수의 데이터 각각의 수신 시간과 상기 복수의 외부 전자 장치 각각(210 내지 240)이 상기 복수의 데이터 각각을 송신한 시간을 이용해 다음 데이터의 수신 시간을 결정하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법(예: 도 9)은 적어도 하나의 외부 전자 장치(220 내지 240)로부터 복수의 데이터를 수신하는 동작(910, 920); 상기 수신된 복수의 데이터에 기반하여 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정하는 동작(930); 및 상기 송신할 데이터를 상기 결정된 송신할 시간에 송신하는 동작(940)을 포함하고, 상기 송신할 데이터에는 상기 전자 장치의 식별 정보 또는 위치 정보를 포함하고, 상기 결정된 시간은 수신한 데이터를 송신한 외부 전자 장치 중 어느 하나의 클럭을 기준으로 결정된 시간일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서 상기 복수의 수신된 데이터는 STS(scrambled timestamp sequence) 코드를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서 상기 STS 코드는 STS 씨드(seed)와 STS 인덱스(index)를 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법에서 상기 송신할 시간을 결정하는 동작은, 상기 전자 장치가 상기 복수의 데이터를 수신한 시간, 상기 데이터를 송신한 적어도 하나의 외부 전자 장치가 상기 복수의 데이터를 각각 송신한 시간, 및 상기 전자 장치와 상기 데이터를 송신한 외부 전자 장치 사이를 왕복하는데 걸리는 시간을 이용해 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정하는 동작일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 동작 방법은 상기 전자 장치와 상기 데이터를 송신한 전자 장치의 상대적인 클럭의 왜곡과 오차를 결정하는 동작을 더 포함하고, 상기 상대적인 클럭의 왜곡과 오차를 이용해 상기 송신할 시간을 결정할 수 있다.
그 외에도 다양한 실시예들이 가능하다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나","A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 무선 통신 모듈; 및
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 무선 통신 모듈을 제어해 복수의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 각각 수신하고,
    상기 복수의 데이터 각각을 수신한 시간을 확인하고,
    상기 복수의 데이터에 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보가 포함되면, 상기 복수의 데이터의 수신 시간차 및 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보를 이용해 상기 전자 장치의 위치를 연산하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 데이터는 STS(scrambled timestamp sequence) 코드를 포함함을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 외부 전자 장치 위치 정보가 상기 복수의 데이터에 포함되어 있지 않으면, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 상기 전자 장치의 위치 연산을 위한 정보를 서버에게 전송하고, 상기 서버로부터 상기 전자 장치의 위치 정보를 수신함을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전자 장치의 위치 연산을 위해 전송하는 정보는 상기 복수의 외부 전자 장치의 식별 정보와 상기 복수의 데이터간의 수신 시간차(TDOA: time difference of arrival)임을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 복수의 데이터 수신 시간과 상기 복수의 외부 전자 장치 각각이 상기 복수의 데이터 각각을 송신한 시간을 이용해 다음 데이터의 수신 시간을 결정함을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 전자 장치에 있어서,
    적어도 하나의 무선 통신 모듈; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 무선 통신 모듈을 제어해 적어도 하나의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 수신하고,
    상기 수신된 복수의 데이터에 기반하여 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정하고,
    상기 무선 통신 모듈을 제어해 상기 송신할 데이터를 상기 결정된 송신할 시간에 송신하고,
    상기 송신할 데이터에는 상기 전자 장치의 식별 정보 또는 위치 정보를 포함하고, 상기 결정된 시간은 수신한 데이터를 송신한 외부 전자 장치 중 어느 하나의 클럭을 기준으로 결정된 시간임을 특징으로 하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 수신된 데이터는 STS(scrambled timestamp sequence) 코드를 포함함을 특징으로 하는 전자 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 STS 코드는 STS 씨드(seed)와 STS 인덱스(index)를 포함함을 특징으로 하는 전자 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 전자 장치가 상기 복수의 데이터를 수신한 시간, 상기 데이터를 송신한 적어도 하나의 외부 전자 장치가 상기 복수의 데이터를 각각 송신한 시간, 및 상기 전자 장치와 상기 데이터를 송신한 외부 전자 장치 사이를 왕복하는데 걸리는 시간을 이용해 상기 전자 장치가 데이터를 송신할 시간을 결정함을 특징으로 하는 전자 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 전자 장치와 상기 데이터를 송신한 전자 장치의 상대적인 클럭의 왜곡과 오차를 결정하고, 상기 상대적인 클럭의 왜곡과 오차를 이용해 상기 송신할 시간을 결정함을 특징으로 하는 전자 장치.
  11. 전자 장치의 동작 방법에 있어서,
    복수의 외부 전자 장치로부터 복수의 데이터를 각각 수신하는 동작;
    상기 복수의 데이터 각각을 수신한 시간을 확인하는 동작; 및
    상기 수신한 복수의 데이터에 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보가 포함되면, 상기 복수의 데이터의 수신 시간차 및 상기 복수의 외부 전자 장치에 대한 위치 정보를 이용해 상기 전자 장치의 위치를 연산하는 동작을 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 각각은 STS(scrambled timestamp sequence) 코드를 포함함을 특징으로 하는 전자 장치의 동작 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 외부 전자 장치 위치 정보가 상기 복수의 데이터에 포함되어 있지 않으면, 상기 무선 통신 모듈을 제어해 상기 전자 장치의 위치 연산을 위한 정보를 서버에게 전송하는 동작; 및,
    상기 서버로부터 상기 전자 장치의 위치 정보를 수신하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전자 장치의 위치 연산을 위해 전송하는 정보는 상기 복수의 외부 전자 장치의 식별 정보와 상기 복수의 데이터간의 수신 시간차(TDOA: time difference of arrival)임을 특징으로 하는 전자 장치의 동작 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 데이터 각각의 수신 시간과 상기 복수의 외부 전자 장치 각각이 상기 복수의 데이터 각각을 송신한 시간을 이용해 다음 데이터의 수신 시간을 결정하는 동작을 더 포함하는 전자 장치의 동작 방법.
PCT/KR2020/009591 2019-08-16 2020-07-21 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치 WO2021033927A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/673,719 US20220174626A1 (en) 2019-08-16 2022-02-16 Method for calculating location and electronic device therefor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0100352 2019-08-16
KR1020190100352A KR20210020616A (ko) 2019-08-16 2019-08-16 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US17/673,719 Continuation US20220174626A1 (en) 2019-08-16 2022-02-16 Method for calculating location and electronic device therefor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021033927A1 true WO2021033927A1 (ko) 2021-02-25

Family

ID=74659615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2020/009591 WO2021033927A1 (ko) 2019-08-16 2020-07-21 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220174626A1 (ko)
KR (1) KR20210020616A (ko)
WO (1) WO2021033927A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023163753A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 Qualcomm Incorporated Security enhancements for ultra-wideband positioning using many-to-many transmissions

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230009076A (ko) * 2021-07-08 2023-01-17 삼성전자주식회사 Uwb 통신을 위한 방법 및 장치
WO2023075399A1 (ko) * 2021-10-27 2023-05-04 삼성전자 주식회사 위치 측위를 수행하는 전자 장치 및 이의 동작 방법
KR20230081039A (ko) * 2021-11-30 2023-06-07 삼성전자주식회사 Uwb 통신을 위한 방법 및 장치
KR20230110941A (ko) * 2022-01-17 2023-07-25 삼성전자주식회사 전자 장치 및 전자 장치에서 uwb 신호를 이용하여 위치를 판단하는 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100008158A (ko) * 2008-07-15 2010-01-25 (주)에이스안테나 Ｉｒ-ｕｗｂ 기반 방문자 관리 시스템 및 방법
KR20110131781A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 삼성전자주식회사 위치정보의 정확도 확인방법 및 장치
KR20140123237A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 (주)한양세미텍 실내 위치 측정시스템
KR20160146033A (ko) * 2015-06-11 2016-12-21 주식회사 한국정보기술단 근거리 무선통신을 이용한 사물 위치 추적 방법
WO2018170479A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Lonprox Corporation Systems and methods for indoor positioning using wireless positioning nodes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100008158A (ko) * 2008-07-15 2010-01-25 (주)에이스안테나 Ｉｒ-ｕｗｂ 기반 방문자 관리 시스템 및 방법
KR20110131781A (ko) * 2010-05-31 2011-12-07 삼성전자주식회사 위치정보의 정확도 확인방법 및 장치
KR20140123237A (ko) * 2013-04-12 2014-10-22 (주)한양세미텍 실내 위치 측정시스템
KR20160146033A (ko) * 2015-06-11 2016-12-21 주식회사 한국정보기술단 근거리 무선통신을 이용한 사물 위치 추적 방법
WO2018170479A1 (en) * 2017-03-16 2018-09-20 Lonprox Corporation Systems and methods for indoor positioning using wireless positioning nodes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023163753A1 (en) * 2022-02-28 2023-08-31 Qualcomm Incorporated Security enhancements for ultra-wideband positioning using many-to-many transmissions

Also Published As

Publication number Publication date
US20220174626A1 (en) 2022-06-02
KR20210020616A (ko) 2021-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021033927A1 (ko) 위치를 연산하기 위한 방법 및 그 전자 장치
WO2021049749A1 (en) Electronic device and method for position determination using uwb signal
WO2020189875A1 (en) Electronic device providing periodic positioning communication via wireless communication channel
WO2021002647A1 (en) Electronic device for performing ranging and method thereof
WO2019156416A1 (en) Apparatus and method for tracking movement of electronic device
WO2020067639A1 (en) Electronic device for pairing with stylus pen and method thereof
WO2019078594A1 (en) ELECTRONIC DEVICE FOR CONTROLLING DATA COMMUNICATION OF AN EXTERNAL ELECTRONIC DEVICE AND COMMUNICATION SYSTEM
WO2020050473A1 (ko) Uwb 네트워크에서 프리앰블을 적응적으로 제어하기 위한 장치 및 방법
WO2019151794A1 (ko) 블루투스 프로토콜에 기반한 측위 방법 및 전자 장치
WO2020256497A1 (ko) 블루투스 통신 연결 방법 및 그 전자 장치
WO2021002681A1 (ko) 객체를 인식하기 위한 전자 장치 및 그의 동작 방법
WO2019208930A1 (ko) Wi-fi 통신 및 모바일 핫스팟 통신을 제공하기 위한 전자 장치 및 그에 관한 방법
WO2020262808A1 (ko) 영역(zone)을 형성하여 전자 장치에 관한 서비스를 제공하는 방법 및 그 장치
WO2022086248A1 (ko) 줌 기능을 지원하는 전자 장치 및 방법
WO2021241887A1 (ko) 안테나를 포함하는 전자 장치
WO2020080787A1 (ko) 통신 모듈의 apc를 이용하여 안테나의 출력을 제어하는 전자 장치 및 전자 장치의 동작 방법
WO2019112335A1 (ko) 측위를 수행하는 전자 장치 및 전자 장치의 제어 방법
WO2022010115A1 (ko) Uwb 서비스를 제공하기 위한 안테나 제어 방법 및 이를 지원하는 전자 장치
WO2022139164A1 (ko) 전자 장치 및 전자 장치에서 외부 장치들을 공간별로 그룹핑 하는 방법
WO2021080163A1 (en) Electronic device for detecting location and method thereof
WO2020116926A1 (en) Electronic device for detecting location of user and method thereof
WO2020013587A1 (ko) 액세스 포인트의 위치 추적 방법 및 이를 위한 전자 장치
WO2023277374A1 (ko) Uwb 신호를 이용하는 전자 장치 및 방법
WO2023018014A1 (ko) 타겟 장치의 위치 추적 방법, 및 그 방법을 수행하는 전자 장치 및 위치 추적 서버
WO2019164307A1 (ko) 전자 장치 및 전자 장치 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20855294

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20855294

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1