WO2012086946A2 - Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌａｎ 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용한 위치 측정 방법 및 장치와 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법 - Google Patents

Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌａｎ 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용한 위치 측정 방법 및 장치와 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법 Download PDF

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WO2012086946A2
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access points
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정승혁
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주식회사 케이티
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • 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
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    • H04W88/08—Access point devices
    • H04W88/10—Access point devices adapted for operation in multiple networks, e.g. multi-mode access points

Definitions

  • the present invention relates to a location measurement technology of a communication terminal, and more particularly, to a location measurement method using an access point for a wireless LAN service, and an apparatus and a method of estimating location coordinates of an access point.
  • GPS Global Positioning System
  • GPS positioning technology has a problem that the GPS receiver must be mounted on the mobile terminal.
  • GPS positioning technology was developed by the US Department of Defense for military use, and high-precision GPS positioning technology is not disclosed.
  • GPS positioning technology has a limitation that cannot be used in a building, for example, a house, an office, or a shop that cannot receive satellite signals. Therefore, as a complementary technology, efforts have been made to attempt location positioning using an access point for a wireless LAN service (WLAN).
  • WLAN wireless LAN service
  • the wireless LAN service uses a terminal equipped with a wireless LAN card such as a laptop, PDA (Personal Digital Assistants), and a smart phone to access a wireless LAN access point installed at a short distance so that the wireless Internet can be used on the go.
  • a wireless LAN card such as a laptop, PDA (Personal Digital Assistants)
  • PDA Personal Digital Assistants
  • smart phone to access a wireless LAN access point installed at a short distance so that the wireless Internet can be used on the go.
  • WLAN service has increased, and a large number of access points are installed in buildings such as large shopping malls.
  • An object of the present invention is to provide a location measuring method for measuring a location of a communication terminal using an access point for WLAN service, a location measuring device, and a method for estimating location coordinates of an access point.
  • a position measuring method for measuring a position of a communication terminal using an access point comprises: a storing step of storing position coordinates of the access points in a storage unit; A receiving step of receiving information of peripheral access points from the communication terminal; Selecting a predetermined number of peripheral access points among the peripheral access points based on the received information; A calculation step of extracting the position coordinates of the selected predetermined number of peripheral access points from the storage unit and calculating the center of gravity coordinates using the extracted position coordinates; And determining the calculated center of gravity coordinates as the final position of the communication terminal.
  • the calculating step may include grouping the extracted position coordinates into a plurality of first groups and calculating the center of gravity coordinates of the plurality of first groups; And repeating the process of grouping the calculated center of gravity coordinates into the plurality of second groups and calculating the center of gravity coordinates of the plurality of second groups to obtain the final one center of gravity coordinates.
  • the storing step includes estimating virtual position coordinates of the access point; And storing the virtual location coordinates in the storage unit.
  • the storing of the virtual position coordinates may include collecting signal strength of each access point; Extracting a rising inflection point by analyzing a change in time with respect to the signal strength for each location of the access point; And determining the virtual position coordinates of the access point based on the extracted rising inflection point.
  • the calculating step may include: extracting corresponding installation position coordinates for the neighboring access points that know the installation position coordinates among the selected neighboring access points; Extracting estimated virtual location coordinates for the neighboring access points of which the installation location coordinates are not known among the selected peripheral access points; And extracting the collection location coordinates of the neighboring access point from which the corresponding neighboring access point is collected, for the neighboring access point from which the installation location coordinates and the virtual location coordinates of the selected peripheral access points are not extracted.
  • a method for estimating position coordinates of an access point for short-range communication may include: a collecting step of collecting signal strength of each access point; An extraction step of extracting an inflection point by analyzing a change in time with respect to the signal strength for each location of the access point; And determining a position coordinate of the access point based on the extracted rising inflection point.
  • the position measuring device for measuring the position of the communication terminal using the access point the storage unit for storing the position coordinates of the access point; A receiving unit which receives information of neighboring access points from the communication terminal; A selector configured to select a predetermined number of peripheral access points among the peripheral access points based on the received access point information; And a calculation unit configured to extract the position coordinates of each selected peripheral access point from the storage unit, calculate the center of gravity coordinates using the extracted position coordinates, and determine the calculated center of gravity coordinates as the final position of the communication terminal. It may include.
  • the calculation unit calculates the center of gravity coordinates of each group by grouping the extracted position coordinates, and calculates the center of gravity coordinates of each group by grouping the calculated center of gravity coordinates, thereby performing the final one center of gravity coordinates. Can be obtained.
  • the location measuring apparatus may further include a virtual location coordinate determiner that estimates the virtual location coordinates of the access points and stores the virtual location coordinates.
  • the location measuring apparatus may further include a collection unit collecting signal strength for each location of the access point, and the virtual location coordinate determiner may analyze the change in time with respect to the signal strength for each location of the access point and ascend. An inflection point can be extracted and the virtual location coordinates of the access point can be determined based on the rising inflection point.
  • the position measuring device for measuring the position of the communication terminal using the access point according to another aspect of the present invention
  • the collection unit for collecting the signal strength for each location of the access point
  • a calculator configured to calculate a rising inflection point by analyzing a change in time with respect to the signal strength for each location of the access point, and to determine a virtual position coordinate of the access point based on the rising inflection point.
  • the present invention can improve the accuracy of the position measurement by measuring the position of the communication terminal using information of an access point having a small service radius installed at various places.
  • the present invention can measure the location of the communication terminal using the access point information for each location measured for each location in the room, thereby enabling accurate location measurement in the room.
  • the present invention solves the trouble of manually confirming the actual installation coordinates of the access point by estimating the installation position coordinates of the access point that is installed at random.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a communication environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a network configuration of a location measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for collecting access point information for each location according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a table of access point information for each location according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of determining virtual position coordinates of an access point in a positioning server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates an example of extracting a rising inflection point based on a signal strength distribution over time of an access point.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of measuring the location of a mobile terminal in a location measurement server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of calculating position coordinates using the center of gravity method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view for explaining a process of calculating the position coordinates of a mobile terminal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a location measurement server according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a communication environment according to an embodiment of the present invention.
  • a communication environment includes an access point (AP) for providing Internet service using a base station (or NodeB) for providing a mobile communication service and a WLAN system (for example, wireless fidelity (WiFi)).
  • AP access point
  • base station or NodeB
  • WLAN system for example, wireless fidelity (WiFi)
  • Base stations typically have a service radius of several km to tens of kilometers.
  • an access point that provides WLAN service has a service radius of only a few m.
  • many access points are installed in various places such as a home, a company, or a shopping mall.
  • a plurality of access points 160-1,... 160-5 are located within the service radius 110, 130, 150 of the base station.
  • Users using the communication terminal use the Internet service using the access points 160-1, ... 160-5 where the signals of the access points 160-1,.
  • the user using the communication terminal uses the Internet service through the base station where the signal of the access point (160-1, ... 160-5) is not found.
  • Access points (160-1, ... 160-5) are installed everywhere to smoothly provide high-speed Internet services to these smartphones.
  • the position measurement using the access points (160-1, ... 160-5) Utilization is increasing.
  • the accuracy is further improved by measuring a location using an access point (160-1, ... 160-5) with a narrow service radius.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a network configuration of a location measurement system according to an embodiment of the present invention.
  • an access point (AP) 290-1,..., 290 -N providing a WLAN service and a base station 200-1,..., 200 -N providing a mobile communication service.
  • This network structure is provided.
  • the access points (AP) 290-1,..., 290 -N and the base stations 200-1,..., 200 -N are installed with their service radii overlap each other. do. Since the service radius of the base stations 200-1,..., 200 -N is larger, multiple access points (APs) 290-1,... Within the base stations 200-1,. , 290-N) is installed.
  • the access points (APs) 290-1,..., 290 -N are connected to a wired internet network 210 to provide internet services.
  • the base stations 200-1,..., 200 -N are connected to the mobile communication network 230 to provide a mobile communication service.
  • the wired internet network 210 and the mobile communication network 230 interoperate with each other.
  • the location measurement system includes a location measurement server 250 connected to a wired Internet network 210 and a mobile communication network 230, and an access point information DB 270 managed by the location measurement server 250. It includes.
  • the access point information DB 270 may identify identification information (eg, a media access control (MAC) address, a service set identifier (SSID), etc.) of the access points installed indoors and outdoors (ie, located) and coordinate information of the actual installation location. Save it.
  • the access point information DB 270 stores the access point information for each location collected by the location while the access point information collecting terminal moves.
  • the location-specific access point information collected for each location may include collection location information collected by the access point information collecting terminal at regular intervals, identification information and signal strength of the access points detected at the collection location, and base station identification information. This will be described later in detail.
  • the location measurement server 250 When the location measurement server 250 receives a location measurement request for a specific communication terminal, the identification information of the base station 200-1, 200 -N where the communication terminal is located, and the communication terminal are connected. The location of the communication terminal is measured using identification information of the access points 290-1, ..., 290-N. The method of measuring the position of the position measuring server 250 will be described later in detail.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a method for collecting access point information for each location according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle 310 equipped with the access point information collecting terminal collects the information by measuring the signals of the neighboring access points at a predetermined time period while moving around the road at a low speed.
  • the information collected by the access point information collecting terminal includes a collection time, collection position information (eg, latitude and longitude), identification information (eg, MAC address) and a signal of access points transmitting a signal in the vicinity measured at the collection position.
  • Strength eg, RSSI
  • identification information cell ID, or Pseudo Noise (PN) code
  • the access point information collecting terminal mounted on the vehicle 310 collects information of an access point for which a signal is acquired at the A point point.
  • the access point information collecting terminal includes the latitude and longitude information of the point A point, the collection time of the point A point, and the MAC address and signal strength (RSSI) of the access point at which the signal is detected at the point A point.
  • RSSI MAC address and signal strength
  • the access point information collecting terminal collects information of access points searched at each point at a predetermined time period (for example, 1 minute) while moving around at a low speed.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a table of access point information for each location according to an embodiment of the present invention.
  • the access point information collecting terminal moves and collects neighboring access point information at a predetermined time period, and the collected location-specific access point information is shown in FIG. 4.
  • the table includes a time field 410, a location field 430, a MAC address field 450, an RSSI field 470, and a cell ID field 490.
  • the time field 410 records the time at which the access point information collecting terminal collected the neighboring access point information.
  • the location field 430 records collection location information (latitude and longitude information), and the MAC address field 450 records MAC addresses of neighboring access points identified at the collection location.
  • the RSSI field 470 records the signal strength of the neighboring access points identified at the collection location, and the cell ID field 490 records the cell ID of the base station covering the collection location.
  • a plurality of cell IDs may be detected and recorded in the cell boundary region.
  • the position measuring method in order to position the communication terminal using the access point, it is necessary to know the installation position coordinates (actual position coordinates) of the access points.
  • Access points 160 installed by the telecommunications company all over the area have the installation location coordinates in the telecommunications company.
  • private access points are installed regardless of the carrier.
  • the installation position coordinates of such a private access point cannot be known without checking with the installer who installed the private access point. Accordingly, as described with reference to FIG. 3, there is a need for a method capable of estimating installation location coordinates of access points whose access point information collecting terminal is moved and whose installation location coordinates are not confirmed.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of determining virtual position coordinates of an access point in a positioning server according to an embodiment of the present invention.
  • the access point information collecting terminal collects information by detecting signals of neighboring access points at a predetermined time period while moving around at low speed.
  • the access point information for each location collected by the access point information collecting terminal may be transmitted from the access point information collecting terminal and received by the location measurement server 250 through the internet network 210 or the mobile communication network 230.
  • the location measurement server 250 stores the access point information for each location received from the access point information collection terminal in the access point information DB 270.
  • location-specific access point information collected by the access point information collecting terminal may be stored in the access point information DB 270 by an administrator.
  • the location measurement server 250 stores the collection information for each location of the specific access point whose installation location coordinates are not checked among the collected access point information. 270) (S501). That is, the location measurement server 250 extracts the collection information for each location in which the information of the specific access point is collected. For example, in FIG. 4, information of an access point having a MAC address of 111.112 is included in group 1, group 2, group 3, group 4, and group N-1, and extracts the information.
  • the location measurement server 250 After extracting the location-specific collection information of the specific access point as described above, the location measurement server 250 extracts signal strength (eg, RSSI) from the location-specific collection information and lists them in chronological order (S503). For example, referring to FIG. 4, when the signal strengths of the access points having the MAC address 111.112 are listed in chronological order, they are ⁇ 40 dB, ⁇ 50 dB, ⁇ 80 dB, ⁇ 80 dB, and ⁇ 40 dB.
  • signal strength eg, RSSI
  • the location measurement server 250 lists the signal strengths of the specific access points in chronological order, and then extracts the rising inflection point by analyzing the change in the signal strength over time (S505).
  • the rising inflection point is a point when the signal strength rises and reaches the highest point.
  • FIG. 6 illustrates an example of extracting a rising inflection point based on a signal strength distribution over time of an access point. As shown in FIG. 6, when the signal strengths of the access points are arranged in chronological order, the points that reach the highest point as the signal strength increases are extracted as points A and C, and points A and C are rising inflection points. .
  • the position measurement server 250 determines the collection position coordinates of the rising inflection point, that is, the center of gravity coordinates of the polygons (or straight lines) having the vertex collection position coordinates at which the signal strength of the rising inflection point is measured.
  • the calculated center of gravity coordinates are determined as the virtual position coordinates of the specific access point, and the virtual position coordinates are stored in the access point information DB 270 (S507).
  • the center of gravity coordinates may be replaced with any one of an inner core and an outer core.
  • the center coordinates may be obtained according to the weight according to the signal strength by reflecting the signal strength.
  • the reason for utilizing the rising inflection point in this embodiment is that the rising inflection point is the point where the signal strength of the access point is the strongest and is the point closest to the actual installation position of the access point.
  • the method for determining the virtual position coordinates of the access point with reference to FIG. 5 is performed for all access points whose access point information collecting terminal moves and whose installation position coordinates are not checked among the collected access points.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of measuring the location of a communication terminal in a location measurement server according to an embodiment of the present invention.
  • the location measurement server 250 receives a location measurement request for a specific communication terminal.
  • the location measurement server 250 receives identification information (eg, MAC address or SSID) of neighboring access points and signal strength information of the corresponding neighboring access points from the specific communication terminal, that is, the positioning target communication terminal (S701).
  • identification information eg, MAC address or SSID
  • the location measurement server 250 controls the specific communication terminal to transmit information of the neighboring access point by using the identification information of the specific communication terminal.
  • the specific communication terminal transmits information (eg, identification information and signal strength) of a plurality of peripheral access points.
  • the position measurement server 250 first selects an access point in which actual position coordinate coordinates exist among neighboring access points received from the specific communication terminal (S703). That is, the location measurement server 250 checks access points in which facility coordinates, that is, actual location coordinates, exist in the access point information DB 270 using identification information (eg, MAC address) of neighboring access points.
  • identification information eg, MAC address
  • the access point is not selected in this step.
  • selecting an access point having actual position coordinates only an access point having a signal strength of a predetermined signal strength or more may be selected. In case of an access point having a small signal strength, since the access point is located at a long distance from the communication terminal, the actual location coordinates of the corresponding access point are excluded even if they exist.
  • the location measurement server 250 secondly selects the upper k neighbor access points having a large signal strength based on the signal strengths of the remaining access points except for the access point where the actual location coordinates exist among the neighbor access points (2). S705). For example, when it is assumed that there are six access points having actual location coordinates among information of 30 access points received from a specific communication terminal, the location measurement server 250 may signal signals of the remaining 24 access points without the actual location coordinates. Based on the strength, the top k access points having a large signal strength are selected.
  • R (k + n) may be L i (L is a natural number of 3 or more, i is a natural number of 2 or more). If the number n of access points in which the actual position coordinates exist in step S703 exists, the above-described step S705 may be omitted.
  • the location measurement server 250 After selecting the access points as described above, the location measurement server 250 extracts the location coordinates of the selected R access points from the access point information DB 270 (S707).
  • the location measurement server 250 extracts the actual location coordinates of the access point from the access point information DB 270 for the access point where the actual location coordinates exist.
  • the positioning server 250 checks whether the virtual position coordinates are stored in the access point information DB 270 for the access point where the actual position coordinates do not exist, and for the access point where the virtual position coordinates are stored.
  • the virtual position coordinates are extracted from the access point information DB 270.
  • the location measurement server 250 is based on the signal strength collected for each location of the access points in the access point information DB 270 with respect to the location coordinates of the access points where the actual location coordinates and the virtual location coordinates do not exist.
  • the upper i i (i is the number of access points) of large signal strengths are extracted as the position coordinates of the corresponding access points.
  • the signal strength collected by each access point's location is -40 dB, -50 dB for A access point, At -50 dB, -60 dB, and -70 dB, and at -60 dB and -100 dB for the C access point, the top three of the largest signal strengths are -40 dB, -50 dB for A access point, and -50 dB for B access point. to be.
  • the location measurement server 250 extracts the collection location coordinates from which -40dB, -50dB of the A access point, and -50dB of the B access point are collected as the location coordinates of the access points in which the actual location coordinates and the virtual location coordinates do not exist. do.
  • the position measurement server 250 calculates the final position coordinates using the center of gravity method using the extracted position coordinates (S709). .
  • the location measurement server 250 transmits the final location coordinates to the place where the location measurement is requested (for example, a communication terminal or a web server) (S711).
  • the determined final location coordinates may be provided in the form of a map, or may be provided by being changed to an address corresponding to the corresponding coordinates. However, it can be understood that the form of the location information is not limited thereto.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a method of calculating position coordinates using the center of gravity method according to an embodiment of the present invention.
  • the location measurement server 250 selects M access points extracted in step S707 shown in FIG. 7 by M (M may be three or more natural numbers and M and L may be the same). Form a group of (S801), and calculate the center of gravity coordinates of each group by using the position coordinates of the access point belonging to each group (S803).
  • FIG. 9 is a view illustrating a process of calculating the center of gravity coordinates according to an embodiment of the present invention.
  • R is 9 and M is 3.
  • three selected random access points are created three by three to form a group consisting of three access points.
  • Fig. 9A the center of gravity coordinates of a triangle whose position coordinates (actual position coordinates or virtual position coordinates) of three access points belonging to each group are taken as vertices are obtained.
  • 'A', 'B', and 'C' are the center of gravity coordinates of each group.
  • Access points in which the actual location coordinates exist may be evenly distributed to each group. For example, when there are three access points in which actual location coordinates exist, each group includes one access point in which actual location coordinates exist. The reason for doing this is to reduce the position error by including the actual position coordinates in each group because the actual position coordinates are accurate position coordinates.
  • the location measurement server 250 randomly selects the center of gravity coordinates by M again from the obtained center of gravity coordinates to form a group, and the center of gravity coordinates of the M pieces Find the coordinates of the center of gravity of each group consisting of. This process is repeated until one center of gravity coordinate is obtained (S805).
  • the center of gravity coordinates obtained in FIG. 9A are 'A', 'B', and 'C'. Since the center of gravity coordinates are three, no further group configuration is meaningless, and when the center of gravity coordinates of the triangle having the three center of gravity coordinates are obtained, one center of gravity coordinate 910 as shown in FIG. Is obtained.
  • the position measurement server 250 determines the final one center of gravity coordinates 910 obtained by the center of gravity method as the final position of the specific communication terminal (S807).
  • R has been described as L i .
  • the reason why R is described as L i is that when M is set equal to L, both polygons (eg, triangles) of the same pattern are used when obtaining the center of gravity coordinates in steps S803 and S805.
  • R does not necessarily need to be L i .
  • group M by piece to find the center of gravity coordinates. If the center of gravity coordinates of X, M ⁇ X ⁇ 2 ⁇ M, which is greater than M and less than 2 ⁇ M, is left, A final polygonal center coordinate may be obtained by making a polygon with a vertex coordinate of a number X smaller than xM.
  • the number of center of gravity coordinates belonging to the group may not be the same.
  • FIG. 7 and 8 illustrate a case where there are nine or more neighboring access points. If there are two or three neighboring access points, the center of gravity coordinates of the position coordinates of the two or three neighboring access points can be determined as final position coordinates. The center of gravity of the center of gravity coordinates and the position coordinates of the other access point may be determined as the final position coordinates. As described above, in the case of 9 or less, a group of the centers can be appropriately divided to obtain a final position coordinate.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of a location measurement server according to an embodiment of the present invention.
  • the location measurement server 250 may include an access point information collector 1010, a virtual location coordinate determiner 1030, a location information request receiver 1050, and an access point selector 1070. ) And a position calculator 1090.
  • the access point information collecting unit 1010 receives the access point information for each location collected by the access point information collecting terminal at a predetermined time period, and stores it in the access point information DB 270.
  • the access point information collecting unit 1010 may receive access point information for each location from the access point information collecting terminal directly through the internet network 210 or the mobile communication network 230. Location-specific access point information is the same as the example of FIG. 4.
  • the virtual location coordinate determination unit 1030 estimates and determines the installation location coordinates of the access point in which the installation location coordinates do not exist, based on the access point information collected for each location in the access point information collection unit 1010.
  • the position coordinates estimated and determined by the virtual position coordinate determiner 1030 are referred to as virtual position coordinates.
  • the virtual location coordinate determiner 1030 extracts, from the access point information DB 270, collection information for each location of a specific access point from which the installation location coordinates of the collected access points are not confirmed.
  • the virtual location coordinate determiner 1030 extracts collection information for each location of a specific access point, extracts signal strength (for example, RSSI) from the collection information for each location, and lists them in chronological order, at the time of the signal strength.
  • Ascending inflection point is extracted by analyzing the change trend.
  • the rising inflection point is a point when the signal strength rises and reaches the highest point.
  • FIG. 6 is an example of extracting an inflection point based on a signal strength distribution over time of an access point.
  • FIG. 6 when the signal strengths of the access points are listed in chronological order, The point that reached the highest point while rising was A and C points, and A and C points were extracted as rising inflection points.
  • the virtual position coordinate determining unit 1030 calculates the collection position coordinates of the rising inflection point, that is, the center of gravity coordinates of the collection position coordinates in which the signal strength of the rising inflection point is collected and calculates the calculated center of gravity coordinates. Is determined as the virtual location coordinate of the specific access point, and the virtual location coordinate is stored in the access point information DB 270.
  • the center of gravity coordinates may be replaced with an inner core, an outer core, or the like.
  • the access point information DB 270 stores actual position coordinates or virtual position coordinates for each access point.
  • the location information request receiver 1050 receives a location measurement request for a specific communication terminal.
  • the location measurement request may be received from other communication network equipment at the request of another communication terminal.
  • the location information request receiver 1050 controls the specific communication terminal to obtain identification information (eg, MAC address or SSID) and signal strength of the neighboring access point of the specific communication terminal from the specific communication terminal. Receive.
  • identification information eg, MAC address or SSID
  • the access point selector 1070 selects R pieces from the neighboring access points of the specific communication terminal received by the location information request receiver 1050.
  • R may be L i (L is a natural number of 3 or more, i is a natural number of 2 or more).
  • the access point selecting unit 1070 first selects an access point having actual location coordinates from among the neighboring access points with reference to the access point information DB 270, and the rest of the neighboring access points. Select an access point with a large signal strength from among them.
  • the signal strength is the signal strength of the neighboring access point received by the location information request receiver 1050 from a specific communication terminal.
  • the position calculator 1090 extracts the position coordinates of the access points selected by the access point selector 1070 from the access point information DB 270, and uses the extracted position coordinates to determine the final one. Calculate the position coordinates.
  • the position calculator 1090 extracts the actual position coordinates of the access point from the access point information DB 270 for the access point in which the actual position coordinates exist.
  • the position calculation unit 1090 checks whether the virtual position coordinates are stored in the access point information DB 270 for the access point where the actual position coordinates do not exist, and for the access point where the virtual position coordinates are stored.
  • the virtual position coordinates are extracted from the access point information DB 270.
  • the position calculation unit 1090 for the position coordinates of the access points that do not have the actual position coordinates and virtual position coordinates, based on the signal strength collected for each position of the access points in the access point information DB 270
  • the upper i i (i is the number of access points) of large signal strengths are extracted as the position coordinates of the corresponding access points.
  • the signal strength collected by each access point's location is -40 dB, -50 dB for A access point, At -50 dB, -60 dB, and -70 dB, and at -60 dB and -100 dB for the C access point, the top three of the largest signal strengths are -40 dB, -50 dB for A access point, and -50 dB for B access point. to be.
  • the position calculator 1090 extracts the collection position coordinates from which -40 dB, -50 dB of the A access point, and -50 dB of the B access point are collected as the position coordinates of the access points in which the actual position coordinates and the virtual position coordinates do not exist. do.
  • the position calculation unit 1090 selects M access points selected by the access point selecting unit 1070 (M may be three or more natural numbers and M and L may be the same) to form a predetermined number of groups.
  • M may be three or more natural numbers and M and L may be the same
  • the center of gravity coordinates of each group are calculated using the extracted position coordinates of the access point.
  • the location calculation unit 1090 evenly distributes the access points with the actual location coordinates to each group.
  • the position calculator 1090 randomly selects M centers of gravity coordinates from the obtained center of gravity coordinates to form a predetermined number of groups, and calculates the center of gravity coordinates of each group of M centers of gravity coordinates. .
  • the position calculation unit 1090 repeats this process until one center of gravity coordinate is found, and finally determines the center of gravity of the specific communication terminal when the center of gravity is obtained. .
  • the position calculation unit 1090 When calculating the center coordinates of each group by grouping the center of gravity coordinates by M groups, the position calculation unit 1090 finally has a number greater than M and smaller than 2 ⁇ M (X, M ⁇ X ⁇ 2 ⁇ M). If the center of gravity coordinates remain, a polygon with a vertex of the number of centers of gravity (X) larger than M and smaller than 2 ⁇ M can be created to obtain the final center of gravity coordinate.
  • the position calculation unit 1090 bundles the center of gravity coordinates by a predetermined number to form a group, the number of center of gravity coordinates belonging to each group is not the same, and the center of gravity coordinates are obtained to obtain a final center of gravity coordinate. It may be.
  • the access point described in this embodiment may be a miniature base station, a pico base station, a ubiquitous base station, or the like according to a policy of a manufacturer or a carrier. Therefore, the access point in the present embodiment should be understood as a gateway point that can directly communicate with a communication terminal in short-range communication to provide an Internet service to the communication terminal through a universal Internet line.
  • the position measuring method of the present embodiment can be equally applied not only outdoors but also indoors.
  • the latitude and longitude coordinates are used as the collection location coordinates outdoors, but the virtual location coordinates may be used as the collection location coordinates indoors.
  • the access point information may be collected at each location, and then the position of the communication terminal may be measured using the above-described center of gravity method. .
  • the location measurement method of the present embodiment may be used for a child location service, a service for finding a location of a vehicle parked indoors or outdoors, a service for measuring a location of a communication terminal to provide a customized advertisement, a criminal probation service, or the like. have.
  • One or more methods of the present embodiment as described above may be implemented in a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form.
  • a recording medium CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.
  • one or more units of the access point 290, communication terminal, location server 250, etc. may include a processor or a microprocessor capable of executing a computer program stored in a computer-readable recording medium.

Abstract

Wireless LAN 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용한 위치 측정 방법 및 장치가 제공된다. 그 방법은 액세스 포인트들의 위치 좌표를 저장부에 저장하는 저장 단계; 상기 통신 단말로부터 주변 액세스 포인트들의 정보를 수신하는 수신 단계; 상기 수신된 액세스 포인트들의 정보에 기초하여 상기 주변 액세스 포인트들 중 소정 개수의 주변 액세스 포인트를 선택하는 선택 단계; 선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트들의 위치 좌표를 상기 저장부에서 추출하고 그 추출된 위치 좌표들을 이용하여 무게 중심 좌표를 계산하는 계산 단계; 및 계산된 무게 중심 좌표를 상기 통신 단말의 최종 위치로 결정하는 결정 단계;를 포함한다.ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌａｎ 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용한 위치 측정 방법 및 장치와 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법

Description

Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＬＡＮ 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용한 위치 측정 방법 및 장치와 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법
본 발명은 통신 단말의 위치 측정 기술에 관한 것으로, 구체적으로 Wireless LAN 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용한 위치 측정 방법 및 장치와 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법에 관한 것이다.
본 출원은 2010년 12월 21일에 출원된 한국특허출원 제10-2010-0131606호에 기초한 우선권을 주장하며, 해당 출원의 명세서 및 도면에 개시된 모든 내용은 본 출원에 원용된다.
이동통신기술의 발전과 더불어 통신망에서 이동 단말(Mobile Terminal)의 위치를 측정하는 위치 측정 기술이 활발하게 연구되고 있다. 대표적으로, 인공 위성을 이용한 GPS(Global Positioning System) 위치 측정 기술이 널리 보급되어 이용되고 있다.
GPS 위치 측정 기술은 이동 단말에 GPS 수신기를 장착해야 하는 문제점이 있다. 또한 GPS 위치 측정 기술은 미국 국방성에서 군사용으로 개발된 것으로, 정밀도가 높은 GPS 위치 측정 기술은 공개되어 있지 않다. 그리고, GPS 위치 측위 기술은, 빌딩 예를 들어 집, 사무실 또는 샵 등 위성 신호를 수신할 수 없는 실내에서는 이용될 수 없는 한계가 있다. 따라서 그 보완 기술로서 무선 랜 서비스(WLAN:Wireless LAN)를 위한 액세스 포인트(Access Point)를 이용하여 위치 측위를 시도하는 노력이 전개되고 있다.
무선 랜 서비스는 노트북, PDA(Personal Digital Assistants), 스마트폰 등 무선랜 카드가 탑재된 단말을 이용하여 근거리에 설치된 무선랜 액세스 포인트에 접속하여 이동 중에 무선 인터넷을 이용할 수 있도록 한다. 최근 이러한 WLAN 서비스에 대한 수요가 증가하여 대형 쇼핑몰과 같은 건물 내부에 많은 수의 액세스 포인트들이 설치되고 있다.
상기와 같은 액세스 포인트들이 실내에 많은 수가 설치됨에 따라 이러한 액세스 포인트들을 이용하면 GPS 위치 측정 기술이 적용되지 못하는 실내에서도 이동 단말에 대한 위치 측정이 가능해진다.
이에 따라 최근에는 WLAN 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용한 위치 측정 기술이 활발하게 연구되고 있다.
본 발명은 WLAN 서비스를 위한 액세스 포인트를 이용하여 통신 단말의 위치를 측정하기 위한 위치 측정 방법 및 위치 측정 장치와 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명해질 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른, 액세스 포인트를 이용하여 통신 단말의 위치를 측정하는 위치 측정 방법은, 액세스 포인트들의 위치 좌표를 저장부에 저장하는 저장 단계; 상기 통신 단말로부터 주변 액세스 포인트들의 정보를 수신하는 수신 단계; 수신된 정보에 기초하여 상기 주변 액세스 포인트들 중 소정 개수의 주변 액세스 포인트를 선택하는 선택 단계; 선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트의 위치 좌표를 상기 저장부에서 추출하고 그 추출된 위치 좌표들을 이용하여 무게 중심 좌표를 계산하는 계산 단계; 및 계산된 무게 중심 좌표를 상기 통신 단말의 최종 위치로 결정하는 결정 단계;를 포함한다.
상기 계산 단계는, 추출된 위치 좌표들을 복수의 제 1 그룹으로 그룹핑하고 그 복수의 제 1 그룹들의 무게 중심 좌표를 계산하는 단계; 및 계산된 무게 중심 좌표를 복수의 제 2 그룹으로 그룹핑하고 그 복수의 제 2 그룹들의 무게 중심 좌표를 계산하는 과정을 반복 수행하여 최종 하나의 무게 중심 좌표를 획득하는 단계;를 포함한다.
상기 저장 단계는, 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 추정하는 단계; 및 상기 저장부에 그 가상 위치 좌표를 저장하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 가상 위치 좌표를 저장하는 단계는, 액세스 포인트의 위치별 신호 세기를 수집하는 단계; 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대해 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 상승 변곡점에 기초하여 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 계산 단계는, 상기 선택된 주변 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표를 알고 있는 주변 액세스 포인트에 대해서는 해당 설치 위치 좌표를 추출하는 단계; 상기 선택된 주변 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표를 모르는 주변 액세스 포인트에 대해서는 추정된 가상 위치 좌표를 추출하는 단계; 및 상기 선택된 주변 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표 및 가상 위치 좌표를 추출하지 못한 주변 액세스 포인트에 대해서는, 해당 주변 액세스 포인트가 수집된 수집 위치 좌표를 추출하는 단계;를 포함함 수 있다..
본 발명의 일 측면에 따른 근거리 통신을 위한 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법은, 액세스 포인트의 위치별 신호 세기를 수집하는 수집 단계; 상기 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대해 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출하는 추출 단계; 및 상기 추출된 상승 변곡점에 기초하여 상기 액세스 포인트의 위치 좌표를 결정하는 결정 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 액세스 포인트를 이용하여 통신 단말의 위치를 측정하는 위치 측정 장치는, 액세스 포인트들의 위치 좌표를 저장하는 저장부; 상기 통신 단말로부터 주변 액세스 포인트들의 정보를 수신하는 수신부; 상기 수신된 액세스 포인트들의 정보에 기초하여 상기 주변 액세스 포인트들 중 소정 개수의 주변 액세스 포인트를 선택하는 선택부; 및 선택된 주변 액세스 포인트 각각의 위치 좌표를 상기 저장부에서 추출하여 그 추출된 위치 좌표들을 이용하여 무게 중심 좌표를 계산하고, 그 계산된 무게 중심 좌표를 상기 통신 단말의 최종 위치로 결정하는 계산부;를 포함할 수 있다.
상기 계산부는, 추출된 위치 좌표들을 그룹핑하여 각 그룹의 무게 중심 좌표를 계산하고, 그 계산된 무게 중심 좌표를 그룹핑하여 각 그룹의 무게 중심 좌표를 계산하는 과정을 반복 수행하여 최종 하나의 무게 중심 좌표를 구할 수 있다.
상기 위치 측정 장치는, 액세스 포인트들의 가상 위치 좌표를 추정하여 상기 저장부에 저장하는 가상 위치 좌표 결정부;를 더 포함할 수 있다.
상기 위치 측정 장치는, 액세스 포인트의 위치별 신호 세기를 수집하는 수집부;를 더 포함하고, 상기 가상 위치 좌표 결정부는, 상기 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대해 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출하고, 그 상승 변곡점에 기초하여 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 액세스 포인트를 이용하여 통신 단말의 위치를 측정하는 위치 측정 장치는, 액세스 포인트의 위치별 신호 세기를 수집하는 수집부; 및 상기 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대해 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 계산하고 그 상승 변곡점에 기초하여 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정하는 계산부;를 포함할 수 있다.
본 발명은, 곳곳에 설치된 서비스 반경이 작은 액세스 포인트의 정보를 이용하여 통신 단말의 위치 측정을 함으로써 위치 측정의 정밀도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명은, 실내에서 위치별로 측정된 위치별 액세스 포인트 정보를 이용하여 통신 단말의 위치를 측정할 수 있고, 이에 따라 실내에서의 정밀한 위치 측정이 가능해진다.
또한, 본 발명은, 무작위로 설치되는 액세스 포인트의 설치 위치 좌표를 추정함으로써 액세스 포인트의 실제 설치 좌표를 수작업으로 모두 확인해야 하는 번거로움을 해결한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 환경을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템의 네트워크 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치별 액세스 포인트 정보 수집 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치별 액세스 포인트 정보의 테이블을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버에서 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6은 액세스 포인트의 시간에 따른 신호 세기 분포에 기초하여 상승 변곡점을 추출하는 예이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버에서 이동 단말의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 중심법을 이용한 위치 좌표 계산 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말의 위치 좌표를 계산하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버의 구성을 나타낸 블럭도이다.
상기 도면 및 이하 설명을 통해 다른 기재가 없다면 동일한 도면 참조 부호는 동일한 요소, 기능 및 구조로 참조되는 것으로 이해될 것이다. 이러한 요소들의 상대적 크기 및 묘사는 예시, 명확성 및 편의를 위해 과장될 수 있다.
다음의 상세한 설명은 여기에서 설명되는 방법, 장치 및/또는 시스템의 이해를 돕기 위해 제공된다. 따라서 여기에서 설명되는 시스템, 장치 및/또는 방법의 다양한 변경, 수정, 그리고 균등물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 제안될 수 있다. 또한 공지의 기능 및 구조의 설명은 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 환경을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 통신 환경은 이동통신서비스를 제공하는 기지국(Base Station(or NodeB), WLAN 시스템(예컨대, WiFi(Wireless Fidelity))을 이용한 인터넷 서비스를 제공하는 액세스 포인트(AP:Access Point)(160-1,..., 160-5)들이 중첩되어 있다. 통신 단말은 상기 기지국을 통해 이동 중 음성 통화, 무선 인터넷 등을 이용할 수 있다. 또한 통신 단말은 상기 액세스 포인트를 통해 유선 인터넷망에 접속하여 인터넷 서비스를 이용할 수 있다.
기지국은 일반적으로 수 km에서 수십 km의 서비스 반경을 갖는다. 이에 반해 WLAN 서비스를 제공하는 액세스 포인트는 그 서비스 반경이 수 m에 불과하다. 그리고 액세스 포인트는 구입 비용 및 설치 비용이 저렴하기 때문에 가정이나 회사 또는 쇼핑몰 등 다양한 곳에 많은 수가 설치된다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국의 서비스 반경(110, 130, 150) 내에는 다수의 액세스 포인트(160-1,...160-5)가 위치한다. 통신 단말을 이용하는 사용자들은 액세스 포인트(160-1,...160-5)의 신호가 탐색되는 곳에서는 그 액세스 포인트(160-1,...160-5)를 이용하여 인터넷 서비스를 이용한다. 또한 통신 단말을 이용하는 사용자는 액세스 포인트(160-1,...160-5)의 신호가 탐색되지 않는 곳에서는 기지국을 통해 인터넷 서비스를 이용한다.
최근에는 스마트폰의 기능(즉, 동작)이 향상되어 스마트폰을 휴대하고 있는 사용자들이 증가하고 있다. 이러한 스마트폰에 고속의 인터넷 서비스를 원활하게 제공하기 위해 곳곳에 액세스 포인트(160-1,...160-5)가 설치되고 있다. 이와 같이, 유동 인구가 많은 곳에는 다수의 액세스 포인트(160-1,...160-5)가 설치되고 있기 때문에, 액세스 포인트(160-1,...160-5)를 이용한 위치 측정의 활용도가 높아지고 있다. 서비스 반경이 넓은 기지국을 이용한 위치 측정보다는 서비스 반경이 좁은 액세스 포인트(160-1,...160-5)를 이용하여 위치를 측정하면 그 정확도가 더욱 향상된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 시스템의 네트워크 구성을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, WLAN 서비스를 제공하는 액세스 포인트(AP)(290-1,..., 290-N)와 이동통신서비스를 제공하는 기지국(200-1,..., 200-N)이 네트워크 구조에 제공된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트(AP)(290-1,..., 290-N)와 기지국(200-1,..., 200-N)은 그 서비스 반경이 서로 중첩되어 설치된다. 기지국(200-1,..., 200-N)의 서비스 반경이 더 크기 때문에 기지국(200-1,..., 200-N) 내에 다수의 액세스 포인트(AP)(290-1,..., 290-N)가 설치된다.
상기 액세스 포인트(AP)(290-1,..., 290-N)는 유선 인터넷망(210)과 연결되어 인터넷 서비스를 제공한다. 상기 기지국(200-1,..., 200-N)은 이동통신망(230)과 연결되어 이동통신서비스를 제공한다. 유선 인터넷망(210)과 이동통신망(230)은 상호 연동한다. 또한, 도 2를 참조하면, 위치 측정 시스템은 유선 인터넷망(210) 및 이동통신망(230)과 연결된 위치 측정 서버(250) 그리고 그 위치 측정 서버(250)에서 관리하는 액세스 포인트 정보 DB(270)를 포함한다.
액세스 포인트 정보 DB(270)는, 실내 및 실외에 설치된(즉 위치된) 액세스 포인트들의 식별정보(예컨대, MAC(Media Access Control) 주소, SSID(Service Set IDentifier) 등)와 실제 설치 위치의 좌표 정보를 저장한다. 또한 액세스 포인트 정보 DB(270)는, 액세스 포인트 정보 수집 단말이 이동하며 위치별로 수집한 위치별 액세스 포인트 정보를 저장한다. 상기 위치별로 수집한 위치별 액세스 포인트 정보는, 상기 액세스 포인트 정보 수집 단말이 이동하며 일정한 주기로 수집한 수집 위치 정보, 수집 위치에서 검출된 액세스 포인트들의 식별정보 및 신호 세기, 기지국 식별정보들이다. 이에 관해서는 자세히 후술한다.
위치 측정 서버(250)는, 특정 통신 단말에 대한 위치 측정 요청이 수신되면, 그 통신 단말이 위치하고 있는 기지국(200-1,..., 200-N)의 식별정보와 그 통신 단말이 접속하고 있는 액세스 포인트(290-1,..., 290-N)의 식별정보를 이용하여 상기 통신 단말의 위치를 측정한다. 위치 측정 서버(250)의 위치 측정 방법에 관해서는 자세히 후술한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치별 액세스 포인트 정보 수집 방법을 설명하는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트 정보 수집 단말이 장착된 차량(310)은 도로 곳곳을 저속으로 이동하며 일정한 시간 주기로 주변 액세스 포인트의 신호를 측정하여 정보를 수집한다. 액세스 포인트 정보 수집 단말이 수집하는 정보는, 수집 시간, 수집 위치 정보(예컨대, 위도 및 경도), 그 수집 위치에서 측정된 주변에서 신호를 송출하는 액세스 포인트들의 식별정보(예컨대, MAC 주소)와 신호 세기(예컨대, RSSI), 그리고 해당 수집 위치를 커버링하는 기지국의 식별정보(셀 ID, 또는 PN(Pseudo Noise) 코드)를 포함한다.
도 3을 참조하면, A 포인트 지점에서, 차량(310)에 장착된 액세스 포인트 정보 수집 단말은 그 A 포인트 지점에서 신호가 잡히는 액세스 포인트의 정보를 수집한다. 예를 들어, 액세스 포인트 정보 수집 단말은, 그 A 포인트 지점의 위도 및 경도 정보, 그리고 그 시점의 수집 시간, 그리고 A 포인트 지점에서 신호가 검출되는 액세스 포인트들의 MAC 주소와 신호 세기(RSSI) 그리고 A 포인트 지점을 커버하는 기지국의 식별정보를 수집한다. 이와 같이 액세스 포인트 정보 수집 단말은, 저속으로 곳곳을 이동하며 일정한 시간 주기(예컨대, 1분 단위)로 각 포인트 지점에서 탐색되는 액세스 포인트들의 정보를 수집한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치별 액세스 포인트 정보의 테이블을 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 액세스 포인트 정보 수집 단말은 이동하며 일정한 시간 주기로 주변 액세스 포인트 정보를 수집하고, 그 수집된 위치별 액세스 포인트 정보는 도 4와 같다. 도 4에 도시된 바와 같이, 테이블은, 시간 필드(410), 위치 필드(430), MAC 주소 필드(450), RSSI 필드(470) 및 셀 ID 필드(490)를 포함한다.
상기 시간 필드(410)는 액세스 포인트 정보 수집 단말이 주변 액세스 포인트 정보를 수집한 시간이 기록된다. 상기 위치 필드(430)는 수집 위치 정보(위도 및 경도 정보)가 기록되며, MAC 주소 필드(450)는 상기 수집 위치에서 확인되는 주변 액세스 포인트들의 MAC 주소가 기록된다. RSSI 필드(470)는 상기 수집 위치에서 확인되는 주변 액세스 포인트들의 신호 세기가 기록되고, 셀 ID 필드(490)는 상기 수집 위치를 커버하는 기지국의 셀 ID가 기록된다. 여기서 기지국의 셀 ID가 하나만 기록되는 것으로 도시되어 있으나, 셀 경계 지역에서는 복수의 셀 ID가 검출되어 기록될 수도 있다.
본 발명에 따른 위치 측정 방법에 따르면 액세스 포인트를 이용하여 통신 단말의 위치를 측위하기 위해서는 액세스 포인트들의 설치 위치 좌표(실제 위치 좌표)를 알고 있어야 한다. 통신사가 자체적으로 지역 곳곳에 설치한 액세스 포인트(160)들은 통신사에서 설치 위치 좌표를 보유하고 있다. 그러나 사설 액세스 포인트의 경우 통신사와는 무관하게 설치된다. 이러한 사설 액세스 포인트의 설치 위치 좌표는 해당 사설 액세스 포인트를 설치한 설치자에게 확인하지 않고서는 알 수 없다. 따라서, 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 액세스 포인트 정보 수집 단말이 이동하며 수집한 액세스 포인트들 중 설치 위치 좌표가 확인되지 않는 액세스 포인트들의 설치 위치 좌표를 추정할 수 있는 방법이 요구된다. 이하에서는 도 5를 참조하여 액세스 포인트 정보 수집 단말에 의해 수집된 액세스 포인트들 중 설치 위치 좌표가 확인되지 않는 액세스 포인트들의 설치 위치 좌표를 추정하는 방법을 설명한다. 즉, 이하에서 추정된 액세스 포인트들의 설치 위치 좌표는 해당 액세스 포인트의 실제 설치 위치 좌표가 아닌 추정된 값으로 가상 위치 좌표가 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버에서 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 액세스 포인트 정보 수집 단말은, 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 저속으로 곳곳을 이동하며 일정한 시간 주기로 주변 액세스 포인트의 신호를 탐지하여 정보를 수집한다. 액세스 포인트 정보 수집 단말에 의해 수집된 위치별 액세스 포인트 정보는 상기 액세스 포인트 정보 수집 단말로부터 전송되어 인터넷망(210) 또는 이동통신망(230)을 통해 위치 측정 서버(250)로 수신될 수도 있다. 위치 측정 서버(250)는 상기 액세스 포인트 정보 수집 단말로부터 수신된 위치별 액세스 포인트 정보를 액세스 포인트 정보 DB(270)에 저장한다. 또는, 상기 액세스 포인트 정보 수집 단말에 의해 수집된 위치별 액세스 포인트 정보는 관리자에 의해 액세스 포인트 정보 DB(270)에 저장될 수도 있다.
이와 같이 위치별 액세스 포인트 정보가 수집되고 난 후, 위치 측정 서버(250)는 그 수집된 액세스 포인트의 정보 중 설치 위치 좌표가 확인되지 않는 특정 액세스 포인트의 위치별 수집 정보를 상기 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 추출한다(S501). 즉, 위치 측정 서버(250)는 상기 특정 액세스 포인트의 정보가 수집되어 있는 위치별 수집 정보를 추출하는 것이다. 예컨대, 도 4에서 MAC 어드레스가 111.112인 액세스 포인트의 정보는, 그룹1, 그룹2, 그룹3, 그룹4, 그룹N-1에 포함되어 있고 그 정보를 추출하는 것이다.
이와 같이 상기 특정 액세스 포인트의 위치별 수집 정보를 추출한 후, 위치 측정 서버(250)는 상기 위치별 수집 정보 중 신호 세기(예컨대, RSSI)를 추출하여 시간 순서로 나열한다(S503). 예컨대, 도 4를 참조하면, MAC 어드레스가 111.112인 액세스 포인트의 신호 세기를 시간 순서로 나열하면, -40dB, -50dB, -80dB, -80dB, -40dB이다.
위치 측정 서버(250)는, 시간 순서대로 상기 특정 액세스 포인트의 신호 세기를 나열한 후, 그 신호 세기의 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출한다(S505). 여기서 상기 상승 변곡점은 신호 세기가 상승하면서 최고점에 도달하였을 때의 지점이다. 구체적으로, 도 6은 액세스 포인트의 시간에 따른 신호 세기 분포에 기초하여 상승 변곡점을 추출하는 예이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트의 신호 세기를 시간 순서대로 나열하였을 때, 신호 세기가 상승하면서 최고점에 도달한 지점은 A 지점과 C 지점으로, A 지점과 C 지점을 상승 변곡점으로 추출한다.
이와 같이 상승 변곡점이 추출되면, 위치 측정 서버(250)는 그 상승 변곡점의 수집 위치 좌표, 즉 그 상승 변곡점의 신호 세기가 측정되었던 수집 위치 좌표들을 꼭지점으로 하는 다각형(또는 직선)의 무게 중심 좌표를 계산하고 그 계산된 무게 중심 좌표를 해당 특정 액세스 포인트의 가상 위치 좌표로 결정하고 그 가상 위치 좌표를 액세스 포인트 정보 DB(270)에 저장한다(S507). 여기서 상기 무게 중심 좌표는 내심, 외심 중 어느 하나로 대체될 수 있다. 또한 신호 세기를 반영하여 신호 세기에 따른 가중치에 따라 중심 좌표를 구할 수도 있다.
본 실시예에서 상승 변곡점을 활용하는 이유는, 해당 상승 변곡점은 액세스 포인트의 신호 세기가 가장 센 곳으로서 액세스 포인트의 실제 설치 위치와 가장 가까운 지점이기 때문이다.
이상과 같은 도 5를 참조한 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정하는 방법은 액세스 포인트 정보 수집 단말이 이동하며 수집한 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표가 확인되지 않는 모든 액세스 포인트들에 대해 수행된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버에서 통신 단말의 위치를 측정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 위치 측정 서버(250)는 특정 통신 단말에 대한 위치 측정 요청을 수신한다. 위치 측정 서버(250)는, 상기 특정 통신 단말, 즉 측위 대상 통신 단말로부터 주변 액세스 포인트들의 식별정보(예컨대, MAC 주소 또는 SSID) 그리고 해당 주변 액세스 포인트들의 신호 세기 정보를 수신한다(S701).
위치 측정 서버(250)는 상기 특정 통신 단말의 식별정보를 이용하여 상기 특정 통신 단말이 주변 액세스 포인트의 정보를 송신하도록 제어한다. 상기 특정 통신 단말은 복수의 주변 액세스 포인트의 정보(예컨대, 식별정보 및 신호 세기)를 전송한다.
이어서, 위치 측정 서버(250)는, 상기 특정 통신 단말로부터 수신된 주변 액세스 포인트 중 실제 위치 좌표 좌표가 존재하는 액세스 포인트를 1차로 선택한다(S703). 즉 위치 측정 서버(250)는 주변 액세스 포인트들의 식별정보(예컨대, MAC 주소)를 이용하여 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 시설 좌표, 즉 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트들을 확인하는 것이다. 이하 1차 선택된 액세스 포인트들의 수를 n이라 가정한다.
이때, 실제 위치 좌표가 존재하는 주변 액세스 포인트가 없는 경우, 본 단계에서 액세스 포인트는 선택되지 않는다. 그리고 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트를 선택함에 있어서 소정의 신호 세기 이상의 신호 세기를 갖는 액세스 포인트만을 선택할 수 있다. 신호 세기가 작은 액세스 포인트의 경우 통신 단말로부터 먼 거리에 위치하고 있다고 볼 수 있으므로, 해당 액세스 포인트의 실제 위치 좌표가 존재한다고 하더라도 제외하는 것이다.
이후, 위치 측정 서버(250)는 상기 주변 액세스 포인트 중에서 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트를 제외한 나머지 주변 액세스 포인트들의 신호 세기를 기준으로 신호 세기가 큰 상위 k 개의 주변 액세스 포인트를 2차로 선택한다(S705). 예컨대, 특정 통신 단말로부터 수신된 30 개의 액세스 포인트의 정보 중 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트가 6 개라고 가정할 경우, 위치 측정 서버(250)는 실제 위치 좌표가 없는 나머지 24 개의 액세스 포인트의 신호 세기를 기준으로 신호 세기가 큰 상위 k 개의 액세스 포인트를 선택하는 것이다.
여기서, R=(k+n)은 Li일 수 있다(L는 3 이상의 자연수, i는 2 이상의 자연수). 그리고 단계 S703에서 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트의 수(n)가 R 개만큼 존재하는 경우, 상술한 단계 S705는 생략될 수 있다.
이와 같이 액세스 포인트들을 선택하고 난 후, 위치 측정 서버(250)는, 상기 선택한 R 개의 액세스 포인트들의 위치 좌표를 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 추출한다(S707).
구체적으로, 위치 측정 서버(250)는, 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트에 대해서는 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 해당 액세스 포인트의 실제 위치 좌표를 추출한다.
또한, 위치 측정 서버(250)는, 실제 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트에 대해서는 액세스 포인트 정보 DB(270)에 가상 위치 좌표가 저장되어 있는지 확인하고, 가상 위치 좌표가 저장되어 있는 액세스 포인트에 대해서는 그 가상 위치 좌표를 상기 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 추출한다.
또한, 위치 측정 서버(250)는, 실제 위치 좌표 및 가상 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트들의 위치 좌표에 대해서는, 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 해당 액세스 포인트들의 위치별로 수집된 신호 세기를 기준으로 신호 세기가 큰 상위 i 개(i는 액세스 포인트의 수)의 수집 위치 좌표를 해당 액세스 포인트들의 위치 좌표로 추출한다.
예를 들어, 실제 위치 좌표 및 가상 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트가 3 개 있고, 각 액세스 포인트의 위치별로 수집된 신호 세기가, A 액세스 포인트의 경우 -40dB, -50dB이고, B 액세스 포인트의 경우 -50dB, -60dB, -70dB이며, C 액세스 포인트의 경우 -60dB, -100dB 일 때, 이 중 신호 세기가 큰 상위 3 개는 A 액세스 포인트의 -40dB, -50dB와 B 액세스 포인트의 -50dB이다. 위치 측정 서버(250)는 상기 A 액세스 포인트의 -40dB, -50dB와 B 액세스 포인트의 -50dB가 수집된 수집 위치 좌표를 상기 실제 위치 좌표 및 가상 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트들의 위치 좌표로 추출한다.
이와 같이 상기 단계 S703 및 단계 S705에서 선택된 액세스 포인트들의 위치 좌표를 추출하고 나서, 위치 측정 서버(250)는 그 추출된 위치 좌표를 이용하여 무게 중심법을 이용하여 최종 위치 좌표를 계산한다(S709). 그리고 위치 측정 서버(250)는 그 최종 위치 좌표를 위치 측정을 요청한 곳(예컨대, 통신 단말 또는 웹 서버 등)으로 전송한다(S711). 상기 결정된 최종 위치 좌표는 맵 형태로 제공될 수도 있고, 또는 해당 좌표에 대응하는 주소로 변경되어 제공될 수도 있다. 그러나 그 위치 정보의 형태는 여기에 제한되지 않는 것으로 이해될 수 있다.
실시예에 따른 상기 단계 S709의 무게 중심법을 이용한 위치 좌표 계산 방법은 도 8을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 중심법을 이용한 위치 좌표 계산 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 위치 측정 서버(250)는 도 7에 도시된 단계 S707에서 추출된 액세스 포인트들을 M 개씩(M은 3 이상의 자연수, M과 L은 동일할 수 있다) 선택하여 소정 개수의 그룹을 형성하고(S801), 각 그룹에 속하는 액세스 포인트의 위치 좌표를 이용하여 각 그룹의 무게 중심 좌표를 계산한다(S803).
구체적으로, 무게 중심 좌표를 계산하는 설명은 도 9를 이용하여 제공될 것이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무게 중심 좌표를 계산하는 과정을 설명하는 도면으로, 상술한 도 7을 참조하여 설명한 실시예에서 R은 9이고 M은 3인 경우의 예이다. 단계 S707에서 9 개의 액세스 포인트를 선택되면, 그 선택된 9 개의 액세스 포인트를 랜덤하게 3 개씩 선택하여 3 개의 액세스 포인트로 구성된 3 개의 그룹을 만든다. 그리고, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 그룹에 속하는 3 개의 각 액세스 포인트의 위치 좌표(실제 위치 좌표 또는 가상 위치 좌표)를 꼭지점으로 하는 삼각형의 무게 중심 좌표를 구한다. 도 9의 (a)에서 'A', 'B', 'C'가 각 그룹의 무게 중심 좌표이다.
실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트들은 각 그룹에 균등하게 배분될 수 있다. 예컨대, 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트가 3 개인 경우, 각 그룹에는 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트를 각각 1 개씩 포함되도록 하는 것이다. 이와 같이 하는 이유는 실제 위치 좌표는 정확한 위치 좌표이기 때문에, 각 그룹에 실제 위치 좌표가 포함되도록 하여 위치 오차를 줄이기 위한 것이다.
다음으로, 위와 같이 무게 중심 좌표가 구해지고 난 후, 위치 측정 서버(250)는 상기 구해진 무게 중심 좌표에서 다시 랜덤하게 M 개씩 무게 중심 좌표를 선택하여 그룹을 구성하고, 그 M 개씩의 무게 중심 좌표로 구성된 각 그룹의 무게 중심 좌표를 다시 구한다. 이와 같은 과정을 하나의 무게 중심 좌표가 구해질 때까지 반복 수행한다(S805).
구체적으로, 도 9의 (a)에서 구해진 무게 중심 좌표는 'A', 'B', 'C'이다. 무게 중심 좌표는 3 개이므로, 더 이상의 그룹 구성은 무의미하고, 상기 3 개의 무게 중심 좌표를 꼭지점으로 하는 삼각형의 무게 중심 좌표를 구하면, 도 9의 (b)와 같이 하나의 무게 중심 좌표(910)가 구해진다.
마지막으로, 위치 측정 서버(250)는 상기 무게 중심법으로 구해진 최종 하나의 무게 중심 좌표(910)를 상기 특정 통신 단말의 최종 위치로 결정한다(S807).
본 실시예에서, R은 Li인 것으로 설명하였다. R이 Li인 것으로 설명한 이유는, 단계 S803 및 단계 S805에서 무게 중심 좌표를 구할 때 M을 L과 동일하게 설정하면 동일한 패턴의 다각형(예컨대, 삼각형)이 모두 이용되기 때문이다. 그러나, 하나 또는 더 많은 다른 실시예에 따라 R은 반드시 Li일 필요는 없다. 단계 S803 및 단계 S805에서 M 개씩 그룹을 지어 무게 중심 좌표를 구하면서 마지막에 M 보다 크고 2×M 보다 작은 수(X, M＜X＜2×M)의 무게 중심 좌표가 남으면 그 M 보다 크고 2×M 보다 작은 수(X)의 무게 중심 좌표를 꼭지점으로 하는 다각형을 만들어 최종적인 하나의 무게 중심 좌표를 구해도 된다. 또는, 무게 중심 좌표를 소정의 개수씩 묶어 그룹을 만들 때, 그 그룹에 속하는 무게 중심 좌표의 개수는 동일하지 않게 하여도 된다.
도 7 및 도 8을 참조한 실시예에서는 주변 액세스 포인트가 9 개 이상인 경우를 설명하였다. 주변 액세스 포인트가 2 또는 3 개인 경우 그 2 또는 3 개의 주변 액세스 포인트의 위치 좌표의 무게 중심 좌표를 최종 위치 좌표로 결정하면 되고, 또는 주변 액세스 포인트가 4 개인 경우 3 개를 묶어 무게 중심 좌표를 구하고, 그 무게 중심 좌표와 나머지 한 개의 액세스 포인트의 위치 좌표의 무게 중심을 최종 위치 좌표로 결정할 수 있다. 이와 같이 9 개 이하인 경우, 적절하게 그룹을 나누어 무게 중심을 구하여 최종 하나의 위치 좌표를 구하면 된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 측정 서버의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 위치 측정 서버(250)는 액세스 포인트 정보 수집부(1010), 가상 위치 좌표 결정부(1030), 위치 정보 요청 수신부(1050), 액세스 포인트 선택부(1070) 및 위치 계산부(1090)를 포함한다.
액세스 포인트 정보 수집부(1010)는, 액세스 포인트 정보 수집 단말이 일정한 시간 주기로 수집한 위치별 액세스 포인트 정보를 수신하여 액세스 포인트 정보 DB(270)에 저장한다. 액세스 포인트 정보 수집부(1010)는 인터넷망(210) 또는 이동통신망(230)을 통해 직접 상기 액세스 포인트 정보 수집 단말로부터 위치별 액세스 포인트 정보를 수신할 수 있다. 위치별 액세스 포인트 정보는 도 4의 예와 같다.
가상 위치 좌표 결정부(1030)는, 상기 액세스 포인트 정보 수집부(1010)에서 위치별로 수집된 액세스 포인트 정보를 토대로 설치 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트의 설치 위치 좌표를 추정하여 결정한다. 가상 위치 좌표 결정부(1030)에서 추정하여 결정하는 위치 좌표를 가상 위치 좌표로 언급된다.
구체적으로, 가상 위치 좌표 결정부(1030)는 수집된 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표가 확인되지 않는 특정 액세스 포인트의 위치별 수집 정보를 상기 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 추출한다. 그리고 가상 위치 좌표 결정부(1030)는 특정 액세스 포인트의 위치별 수집 정보를 추출한 후, 상기 위치별 수집 정보 중 신호 세기(예컨대, RSSI)를 추출하여 시간 순서로 나열하고, 그 신호 세기의 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출한다. 여기서 상기 상승 변곡점은 신호 세기가 상승하면서 최고점에 도달하였을 때의 지점이다.
구체적으로, 도 6은 액세스 포인트의 시간에 따른 신호 세기 분포에 기초하여 상승 변곡점을 추출하는 예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트의 신호 세기를 시간 순서대로 나열하였을 때, 신호 세기가 상승하면서 최고점에 도달한 지점은 A 지점과 C 지점으로, A 지점과 C 지점을 상승 변곡점으로 추출한다.
가상 위치 좌표 결정부(1030)는, 상승 변곡점이 추출되면, 그 상승 변곡점의 수집 위치 좌표, 즉 그 상승 변곡점의 신호 세기가 수집되었던 수집 위치 좌표들의 무게 중심 좌표를 계산하고 그 계산된 무게 중심 좌표를 해당 특정 액세스 포인트의 가상 위치 좌표로 결정하고 그 가상 위치 좌표를 액세스 포인트 정보 DB(270)에 저장한다. 여기서 상기 무게 중심 좌표는 내심, 외심 등으로 대체될 수 있다.
따라서 액세스 포인트 정보 DB(270)에는 각 액세스 포인트에 대한 실제 위치 좌표 또는 가상 위치 좌표가 저장된다.
위치 정보 요청 수신부(1050)는, 특정 통신 단말에 대한 위치 측정 요청을 수신한다. 위치 측정 요청은 다른 통신 단말의 요청에 따라 다른 통신망 장비로부터 수신할 수도 있다. 위치 정보 요청 수신부(1050)는 위치 정보 요청을 수신시, 상기 특정 통신 단말을 제어하여 상기 특정 통신 단말의 주변 액세스 포인트의 식별정보(예컨대, MAC 주소 또는 SSID) 및 신호 세기를 상기 특정 통신 단말로부터 수신한다.
액세스 포인트 선택부(1070)는, 상기 위치 정보 요청 수신부(1050)에서 수신된 상기 특정 통신 단말의 주변 액세스 포인트 중에서 R 개를 선택한다. 여기서 R은 Li일 수 있다(L는 3 이상의 자연수, i는 2 이상의 자연수).
액세스 포인트 선택부(1070)는 R 개의 액세스 포인트를 선택하는데 있어서 액세스 포인트 정보 DB(270)를 참조하여 상기 주변 액세스 포인트 중에서 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트를 우선 선택하고, 나머지는 상기 주변 액세스 포인트 중에서 신호 세기가 큰 액세스 포인트를 선택한다.
따라서 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트가 R 개 존재할 경우 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트만 선택하고, 일부 부족한 경우 신호 세기가 큰 액세스 포인트를 선택한다(신호 세기는 상기 특정 통신 단말이 측정하여 보고한 값). 이때, 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트를 선택하는 데 있어서 소정의 신호 세기 이상의 액세스 포인트만을 선택할 수 있다. 여기서 신호 세기는 상기 위치 정보 요청 수신부(1050)가 특정 통신 단말로부터 수신한 주변 액세스 포인트의 신호 세기이다.
위치 계산부(1090)는, 액세스 포인트 선택부(1070)에서 선택된 액세스 포인트들의 위치 좌표를 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 추출하고, 그 추출된 위치 좌표를 이용하여 무게 중심법에 의해 최종 하나의 위치 좌표를 계산한다.
구체적으로, 위치 계산부(1090)는, 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트에 대해서는 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 해당 액세스 포인트의 실제 위치 좌표를 추출한다.
또한, 위치 계산부(1090)는, 실제 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트에 대해서는 액세스 포인트 정보 DB(270)에 가상 위치 좌표가 저장되어 있는지 확인하고, 가상 위치 좌표가 저장되어 있는 액세스 포인트에 대해서는 그 가상 위치 좌표를 상기 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 추출한다.
또한, 위치 계산부(1090)는, 실제 위치 좌표 및 가상 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트들의 위치 좌표에 대해서는, 액세스 포인트 정보 DB(270)에서 해당 액세스 포인트들의 위치별로 수집된 신호 세기를 기준으로 신호 세기가 큰 상위 i 개(i는 액세스 포인트의 수)의 수집 위치 좌표를 해당 액세스 포인트들의 위치 좌표로 추출한다.
예를 들어, 실제 위치 좌표 및 가상 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트가 3 개 있고, 각 액세스 포인트의 위치별로 수집된 신호 세기가, A 액세스 포인트의 경우 -40dB, -50dB이고, B 액세스 포인트의 경우 -50dB, -60dB, -70dB이며, C 액세스 포인트의 경우 -60dB, -100dB 일 때, 이 중 신호 세기가 큰 상위 3 개는 A 액세스 포인트의 -40dB, -50dB와 B 액세스 포인트의 -50dB이다. 위치 계산부(1090)는 상기 A 액세스 포인트의 -40dB, -50dB와 B 액세스 포인트의 -50dB가 수집된 수집 위치 좌표를 상기 실제 위치 좌표 및 가상 위치 좌표가 존재하지 않는 액세스 포인트들의 위치 좌표로 추출한다.
위치 계산부(1090)는, 상기 액세스 포인트 선택부(1070)에서 선택된 액세스 포인트를 M 개씩(M은 3 이상의 자연수, M과 L는 동일할 수 있다) 선택하여 소정 개수의 그룹을 구성하고, 상기 추출한 액세스 포인트의 위치 좌표를 이용하여 각 그룹의 무게 중심 좌표를 계산한다. 이때, 위치 계산부(1090)는 실제 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트들을 각 그룹에 균등하게 배분한다.
위치 계산부(1090)는 상기 구해진 무게 중심 좌표에서 다시 랜덤하게 M 개씩 무게 중심 좌표를 선택하여 소정 개수의 그룹을 구성하고, 그 M 개씩의 무게 중심 좌표로 구성된 각 그룹의 무게 중심 좌표를 다시 구한다. 위치 계산부(1090)는 이 과정을 하나의 무게 중심 좌표가 구해질 때까지 반복 수행하고, 최종적으로 하나의 무게 중심 좌표가 구해지면 그 구해진 무게 중심 좌표를 상기 특정 통신 단말의 최종 위치로 결정한다.
위치 계산부(1090)는, 무게 중심 좌표를 M 개씩 그룹을 지어 각 그룹의 무게 중심 좌표를 구할 때, 마지막에 M 보다 크고 2×M 보다 작은 수(X, M＜X＜2×M)의 무게 중심 좌표가 남으면 그 M 보다 크고 2×M 보다 작은 수(X)의 무게 중심 좌표를 꼭지점으로 하는 다각형을 만들어 최종적인 하나의 무게 중심 좌표를 구할 수 있다.
또한, 위치 계산부(1090)는 무게 중심 좌표를 소정의 개수씩 묶어 그룹을 만들 때, 각 그룹에 속하는 무게 중심 좌표의 개수는 동일하지 않게 하고 무게 중심 좌표를 구하여 최종 하나의 무게 중심 좌표를 구할 수도 있다.
이와 같이 위치 계산부(1090)에 의해 계산된 최종 좌표는 위치 측정을 요청한 곳으로 전송된다.
본 실시예에 있어서 설명된 액세스 포인트는 제조업체 또는 통신 사업자의 정책에 따라 초소형 기지국, 피코 기지국, 유비셀 기지국 등일 수 있다. 따라서 본 실시예에 있어서의 액세스 포인트는 통신 단말과 근거리 통신으로 직접 통신하여 범용 인터넷 회선을 통해 상기 통신 단말로 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 관문 포인트로서 이해되어야 한다.
또한, 본 실시예의 위치 측정 방법은 실외뿐만 아니라 실내에서도 동일하게 적용될 수 있음을 명확히 한다. 이때, 실외에서는 수집 위치 좌표로서 위도 및 경도 좌표를 이용하는 것으로 설명하였으나, 실내에서는 수집 위치 좌표로서 가상의 위치 좌표가 이용될 수 있다. 예컨대, 건물의 층별로 좌표를 구분하고, 그리고 각 층마다 가상의 좌표를 설정한 후, 각 위치에서 액세스 포인트 정보를 수집한 후 상술한 무게 중심법을 이용하여 통신 단말의 위치를 측정할 수 있다.
또한, 본 실시예의 위치 측정 방법은, 자녀 위치 찾기 서비스, 실내 또는 실외에 주차된 차량의 위치를 찾는 서비스, 통신 단말의 위치를 측정하여 맞춤형 광고를 제공하는 서비스, 범죄인 보호 관찰 서비스 등에 이용될 수 있다.
상술한 바와 같은 하나 또는 그 이상의 본 실시예의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 또한, 하나 이상의 액세스 포인트(290), 통신 단말, 위치 측정 서버(250)의 등의 유닛은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 저장된 컴퓨터 프로그램을 실행시킬 수 있는 프로세서 또는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.
본 명세서는 많은 특징을 포함하는 반면, 그러한 특징은 본 발명의 범위 또는 특허청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한, 본 명세서에서 개별적인 실시예에서 설명된 특징들은 단일 실시예에서 결합되어 구현될 수 있다. 반대로, 본 명세서에서 단일 실시예에서 설명된 다양한 특징들은 개별적으로 다양한 실시예에서 구현되거나, 적절한 부결합(subcombination)에서 구현될 수 있다.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 설명되었으나, 그러한 동작들이 도시된 바와 같은 특정한 순서로 수행되는 것으로, 또는 일련의 연속된 순서, 또는 원하는 결과를 얻기 위해 모든 설명된 동작이 수행되는 것으로 이해되어서는 아니된다. 어떤 환경에서, 멀티태스킹 및 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 아울러, 상술한 실시예에서 다양한 시스템 구성요소의 구분은 모든 실시예에서 그러한 구분을 요구하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 상술한 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품 또는 멀티플 소프트웨어 제품에 패키지로 구현될 수 있다.
이상에서 다양한 예가 설명되었다. 그럼에도 불구하고 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해되어야 한다. 예컨대, 상술한 기술이 다른 순서로 수행된다면 및/또는 설명된 시스템, 아키텍쳐, 디바이스, 또는 회로에서 컴포넌트들이 다른 방식으로 조합되거나 및/또는 대체되고 또는 다른 요소나 그들의 균등물에 의해 대체되어도 적절한 결과가 달성될 수있다. 따라서 다른 구현이 다음의 청구범위의 범위 내에서 이루어진다.

Claims (23)

  1. 액세스 포인트를 이용하여 통신 단말의 위치를 측정하는 위치 측정 방법에 있어서,
    상기 통신 단말로부터 주변 액세스 포인트들의 정보를 수신하는 수신 단계;
    상기 수신된 주변 액세스 포인트들의 정보에 기초하여 상기 주변 액세스 포인트들 중 소정 개수의 주변 액세스 포인트들을 선택하는 선택 단계;
    선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트의 위치 좌표를 저장부에서 추출하고 그 추출된 위치 좌표들을 이용하여 무게 중심 좌표를 계산하는 계산 단계; 및
    계산된 무게 중심 좌표를 상기 통신 단말의 최종 위치로 결정하는 결정 단계;를 포함하는 위치 측정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    (a) 추출된 위치 좌표들을 복수의 제 1 그룹으로 그룹핑하고 그 복수의 제 1 그룹들의 제 1 무게 중심 좌표들을 계산하는 단계; 및
    (b) 계산된 제 1 무게 중심 좌표들을 복수의 제 2 그룹으로 그룹핑하고 그 복수의 제 2 그룹들의 제 2 무게 중심 좌표들을 계산하는 과정을 반복 수행하여 최종 하나의 무게 중심 좌표를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    상기 복수의 제 1 그룹 각각이 M 개의 위치 좌표를 포함하도록 위치 좌표를 그룹핑하는 단계를 포함하고,
    여기서 M은 Li이고, L은 3 이상의 자연수이며 i는 2 이상의 자연수인 위치 측정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 단계는,
    미리 결정된 임계값 이상의 신호 세기를 갖는 주변 액세스 포인트를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    저장부에 액세스 포인트들의 위치 좌표를 저장하는 저장 단계를 더 포함하고,
    상기 저장 단계는, 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 추정하고 그 추정된 가상 위치 좌표를 상기 저장부에 저장하는 가상 위치 좌표 저장 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가상 위치 좌표 저장 단계는,
    액세스 포인트의 위치별 신호 세기를 수집하는 단계;
    수집된 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대해 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출하는 단계; 및
    추출된 상승 변곡점에 기초하여 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 상승 변곡점은, 수집된 액세스 포인트의 위치별 신호 세기가 상승하면서 최고점에 도달하였을 때의 지점인 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 선택 단계는,
    상기 주변 액세스 포인트들 중 설치 위치 좌표를 알고 있는 액세스 포인트에 대해 최상위 우선순위를 부여하는 단계; 및
    최상위 우선순위가 부여된 액세스 포인트를 선택하는 단계를 포함하는 위치 측정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 계산 단계는,
    선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표를 알고 있는 제 1 주변 액세스 포인트의 설치 위치 좌표를 추출하는 단계;
    선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표를 모르는 제 2 주변 액세스 포인트의 추정된 가상 위치 좌표를 추출하는 단계; 및
    선택된 주변 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표 및 추정된 가상 위치 좌표를 추출하지 못한 제 3 주변 액세스 포인트의 수집 위치 좌표를 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    수집 위치 좌표를 추출하는 단계는,
    선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트의 수집 위치 좌표 중 신호 세기가 가장 크게 수집된 수집 위치 좌표를 추출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 방법.
  11. 근거리 통신을 위한 액세스 포인트의 위치 좌표를 추정하는 방법에 있어서,
    액세스 포인트의 위치별 신호 세기를 수집하는 수집 단계;
    상기 수집된 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대해 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출하는 추출 단계; 및
    상기 추출된 상승 변곡점에 기초하여 상기 액세스 포인트의 위치 좌표를 결정하는 결정 단계;를 포함하는 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 결정 단계는,
    상기 상승 변곡점에 대응하는 신호 세기가 수집된 수집 위치 좌표를 이용하여 상기 액세스 포인트의 위치 좌표로 결정하는 단계를 포함하는 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수집된 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대한 시간에 따른 상기 상승 변곡점이 적어도 두 개 이상인 경우,
    상기 결정 단계는, 상기 적어도 두 개 이상의 상승 변곡점에 대응하는 신호 세기가 수집된 수집 위치 좌표들을 꼭지점으로 하는 다각형 또는 직선의 무게 중심을 상기 액세스 포인트의 위치 좌표로 결정하는 단계를 포함하는 액세스 포인트의 위치 좌표 추정 방법.
  14. 액세스 포인트를 이용하여 통신 단말의 위치를 측정하는 위치 측정 장치에 있어서,
    액세스 포인트들의 위치 좌표를 저장하는 저장부;
    상기 통신 단말로부터 주변 액세스 포인트들의 정보를 수신하는 수신부;
    상기 수신된 주변 액세스 포인트들의 정보에 기초하여 상기 주변 액세스 포인트들 중 소정 개수의 주변 액세스 포인트들을 선택하는 선택부; 및
    상기 선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트의 위치 좌표를 상기 저장부에서 추출하여 그 추출된 위치 좌표들을 이용하여 무게 중심 좌표를 계산하고, 그 계산된 무게 중심 좌표를 상기 통신 단말의 최종 위치로 결정하는 계산부;를 포함하는 위치 측정 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 계산부는,
    추출된 위치 좌표들을 복수의 제 1 그룹으로 그룹핑하여 그 복수의 제 1 그룹들의 제 1 무게 중심 좌표들을 계산하고, 그 계산된 제 1 무게 중심 좌표들을 복수의 제 2 그룹으로 그룹핑하여 그 복수의 제 2 그룹들의 무게 중심 좌표를 계산하는 과정을 반복 수행하여 최종 하나의 무게 중심 좌표를 구하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 계산부는,
    상기 복수의 제 1 그룹 각각이 M 개의 위치 좌표를 포함하도록 위치 좌표를 그룹핑하고,
    여기서 M은 Li이고, L은 3 이상의 자연수이며 i는 2 이상의 자연수인 위치 측정 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    미리 결정된 임계값 이상의 신호 세기를 갖는 주변 액세스 포인트를 선택하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 추정하고 그 추정된 가상 위치 좌표를 상기 저장부에 저장하는 가상 위치 좌표 결정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    액세스 포인트의 위치별 신호 세기를 수집하는 수집부;를 더 포함하고,
    상기 가상 위치 좌표 결정부는,
    상기 수집된 액세스 포인트의 위치별 신호 세기에 대해 시간에 따른 변화 추이를 분석하여 상승 변곡점을 추출하고, 그 추출된 상승 변곡점에 기초하여 액세스 포인트의 가상 위치 좌표를 결정하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 상승 변곡점은, 상기 수집된 액세스 포인트의 위치별 신호 세기가 상승하면서 최고점에 도달하였을 때의 지점인 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 선택부는,
    상기 주변 액세스 포인트들 중 설치 위치 좌표가 존재하는 액세스 포인트에 대해 최상위 우선순위를 부여하고 그 최상위 우선순위가 부여된 액세스 포인트를 선택하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 계산부는,
    상기 선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트 중 설치 위치 좌표를 알고 있는 제 1 주변 액세스 포인트에 대해서는 해당 설치 위치 좌표를 추출하고, 설치 위치 좌표를 모르는 제 2 주변 액세스 포인트에 대해서는 추정된 가상 위치 좌표를 추출하며, 설치 위치 좌표 및 가상 위치 좌표를 추출하지 못한 제 3 주변 액세스 포인트에 대해서는 수집 위치 좌표를 추출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 계산부는,
    상기 선택된 소정 개수의 주변 액세스 포인트의 수집 위치 좌표 중에서 신호 세기가 가장 크게 수집된 수집 위치 좌표를 추출하는 것을 특징으로 하는 위치 측정 장치.
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