KR102150276B1 - 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법 및 장치 - Google Patents

통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법 및 장치가 개시된다. 통신 네트워크서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 장치에서 수행되는 핑거 프린트 생성 방법으로서, 무선 맵에 상응하는 대상 영역의 미리 설정된 지점에서 수신되는 신호에 대한 레이블드 샘플을 획득하는 단계, 대상 영역의 임의의 지점에서 수신되는 신호에 대한 언레이블드 샘플을 획득하는 단계, 레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 대상 영역에서 수신되는 신호에 대한 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 단계 및 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 생성된 매트릭스를 학습함으로써 대상 영역에 대한 핑거 프린트를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법 및 장치{FINGER PRINT CONSTRUCTING METHOD FOR RADIO MAP IN COMMUNICATION NETWORK AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통신 네트워크에서 액세스 포인트(access point)의 신호수신세기(rssi: received signal strength indication)에 대하여 반지도식(semi-supervised) 방식을 적용하여 무선 맵을 위한 핑거 프린트를 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 이동 통신의 기술이 발전과 함께 위치를 측정하는 기술도 함께 발전되고 있다. 일반적으로, 실외에서 이용되는 위치 측정 서비스는 GPS(global positioning system)를 기반으로 제공되고 있다. 예를 들어, GPS를 기반으로 제공되는 위치 측정 서비스는 차량용 네비게이션(navigation), 지도, 길 찾기 등이 있다. 반면, GPS를 기반으로 제공되는 위치 측정 서비스는 실외에서는 효율적이나, 실내에서는 위성과의 통신이 어려워 제한되는 단점이 있다.
이에 따라, 실내에서 제공되는 위치 측정 서비스는 RFID(radio frequency identification), 블루투스(Bluetooth) 및 와이파이(Wi-Fi) 등과 같이 네트워크를 기반으로 위치 측정 서비스를 제공하고 있다. 이와 같이 네트워크를 기반으로 제공되는 위치 측정 서비스는 Cell-ID, 삼각측량 및 핑거프린트(fingerprint) 등과 같은 기술들이 적용되고 있다. 특히, 핑거프린트를 기반으로 위치를 측정하는 위치 측정 서비스는 위치를 측정하는 대상 영역에 복수의 지점들을 선정하고, 선정된 복수의 기준 지점들에서 측정되는 신호의 수신 세기인 RSSI(received signal strength indicator)를 이용하여 위치를 추정할 수 있다.
여기서, 핑거프린트를 기반으로 위치를 측정하는 위치 측정 서비스는 위치 측정 서비스가 제공되는 대상 영역에 대한 무선 맵(radio map)을 구축해야 한다. 구체적으로, 무선 맵을 구축하기 위해서는 위치 측정 서비스가 제공되는 대상 영역을 일정한 크기를 가지는 복수의 영역들로 나누고, 나눠진 복수의 영역들에서 측정된 RSSI에 대한 정보를 기반으로 무선 맵을 구축하게 된다. 한편, 위치 측정 서비스가 제공되는 대상 영역의 크기가 크거나 위치 측정의 높은 정확도가 요구되는 경우, 무선 맵을 구축하는 과정은 다소 많은 시간과 비용이 소모되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 통신 네트워크에서 액세스 포인트의 신호수신세기에 대하여 반지도식 방식을 적용하여 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크(communication network)서 무선 맵(radio map)을 위한 핑거 프린트(finger print) 생성 장치에서 수행되는 핑거 프린트 생성 방법은 상기 무선 맵에 상응하는 대상 영역의 미리 설정된 지점에서 수신되는 신호에 대한 레이블드 샘플(unlabeled sample)을 획득하는 단계, 상기 대상 영역의 임의의 지점에서 수신되는 신호에 대한 언레이블드 샘플(unlabeled sample)을 획득하는 단계, 상기 레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터(weight vector)를 기반으로 상기 대상 영역에서 수신되는 신호에 대한 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스(matrix)를 생성하는 단계 및 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 상기 생성된 매트릭스를 학습함으로써 상기 대상 영역에 대한 핑거 프린트를 생성하는 단계를 포함하는 핑거 프린트 생성 방법.
여기서, 상기 레이블드 샘플은 상기 미리 설정된 지점의 위치에 대한 정보 및 상기 미리 설정된 지점에서 상기 대상 영역에 존재하는 액세스 포인트(access point)로부터 수신되는 신호의 RSSI(received signal strength indicator)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 언레이블드 샘플은 상기 대상 영역 내의 상기 임의의 지점에서 상기 대상 영역에 위치하는 액세스 포인트로부터 수신되는 신호의 RSSI에 대한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 매트릭스를 생성하는 단계는 상기 대상 영역을 미리 설정된 크기를 가지는 복수의 서브 영역들로 분할하는 단계, 상기 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 상기 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환하는 단계 및 상기 복수의 서브 영역들 중 상기 변환된 가중치 벡터에 상응하는 서브 영역과 상기 변환된 가중치 벡터 간의 매핑(mapping)을 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 매트릭스를 생성하는 단계는 상기 복수의 서브 영역들 중 상기 변환된 가중치 벡터에 상응하는 신호가 수신된 지점을 포함하는 서브 영역을 확인하는 단계 및 상기 변환된 가중치 벡터 및 상기 확인된 서브 영역 간의 매핑을 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 핑거 프린트를 생성하는 단계는 상기 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 상기 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환하는 단계 및 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 학습함으로써 상기 핑거 프린트를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 핑거 프린트를 생성하는 단계는 상기 매트릭스에 포함된 복수의 가중치 벡터들 중 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터에 대한 BMU(best matching unit)를 확인하는 단계 및 상기 확인된 BMU에 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터의 값을 반영하여 상기 매트릭스를 학습함으로써 핑거 프린트를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 핑거 프린트 생성 방법은 상기 대상 영역에 위치하는 단말(terminal)로부터 위치의 측정을 요청하는 메시지를 수신하는 단계, 상기 메시지에 포함된 상기 단말의 RSSI에 대한 정보를 확인하는 단계, 상기 생성된 핑거 프린트를 기반으로 상기 대상 영역에 포함된 복수의 서브 영역들 중 상기 확인된 단말의 RSSI에 대한 정보에 상응하는 서브 영역을 확인하는 단계 및 상기 확인된 서브 영역의 위치에 대한 정보가 포함된 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 서브 영역을 확인하는 단계는 상기 복수의 서브 영역들에 상응하는 RSSI에 대하여 k 근접 이웃(k-nearest neighbor) 알고리즘을 적용하여 상기 서브 영역을 확인할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 네트워크(communication network)서 무선 맵(radio map)을 위한 핑거 프린트(finger print) 생성 장치는 프로세서(processor) 및 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령이 저장된 메모리(memory)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 무선 맵에 상응하는 대상 영역의 미리 설정된 지점에서 수신되는 신호에 대한 레이블드 샘플(labeled sample)을 획득하고, 상기 대상 영역의 임의의 지점에서 수신되는 신호에 대한 언레이블드 샘플(unlabeled sample)을 획득하고, 상기 레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터(weight vector)를 기반으로 상기 대상 영역에서 수신되는 신호에 대한 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스(matrix)를 생성하고, 그리고 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 상기 생성된 매트릭스를 학습함으로써 상기 대상 영역에 대한 핑거 프린트를 생성하도록 실행된다.
여기서, 상기 레이블드 샘플은 상기 미리 설정된 지점의 위치에 대한 정보 및 상기 미리 설정된 지점에서 상기 대상 영역에 존재하는 액세스 포인트(access point)로부터 수신되는 신호의 RSSI(received signal strength indicator)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 언레이블드 샘플은 상기 대상 영역 내의 상기 임의의 지점에서 상기 대상 영역에 위치하는 액세스 포인트로부터 수신되는 신호의 RSSI에 대한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 매트릭스를 생성하는 과정에서 상기 대상 영역을 미리 설정된 크기를 가지는 복수의 서브 영역들로 분할하고, 상기 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 상기 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환하고, 그리고 상기 복수의 서브 영역들 중 상기 변환된 가중치 벡터에 상응하는 서브 영역과 상기 변환된 가중치 벡터 간의 매핑(mapping)을 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하도록 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 매트릭스를 생성하는 과정에서 상기 복수의 서브 영역들 중 상기 변환된 가중치 벡터에 상응하는 신호가 수신된 지점을 포함하는 서브 영역을 확인하고, 그리고 상기 변환된 가중치 벡터 및 상기 확인된 서브 영역 간의 매핑을 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하도록 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 핑거 프린트를 생성하는 과정에서 상기 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 상기 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환하고, 그리고 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 학습함으로써 상기 핑거 프린트를 생성하도록 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 핑거 프린트를 생성하는 과정에서 상기 매트릭스에 포함된 복수의 가중치 벡터들 중 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터에 대한 BMU(best matching unit)를 확인하고, 그리고 상기 확인된 BMU에 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터의 값을 반영하여 상기 매트릭스를 학습함으로써 핑거 프린트를 생성하도록 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 대상 영역에 위치하는 단말(terminal)로부터 위치의 측정을 요청하는 메시지를 수신하고, 상기 메시지에 포함된 상기 단말의 RSSI에 대한 정보를 확인하고, 상기 생성된 핑거 프린트를 기반으로 상기 대상 영역에 포함된 복수의 서브 영역들 중 상기 확인된 단말의 RSSI에 대한 정보에 상응하는 서브 영역을 확인하고, 그리고 상기 확인된 서브 영역의 위치에 대한 정보가 포함된 메시지를 상기 단말로 전송하도록 더 실행될 수 있다.
여기서, 상기 적어도 하나의 명령은 상기 서브 영역을 확인하는 과정에서 상기 복수의 서브 영역들에 상응하는 RSSI에 대하여 k 근접 이웃(k-nearest neighbor) 알고리즘을 적용하여 상기 서브 영역을 확인하도록 실행될 수 있다.
본 발명에 의하면, 통신 네트워크의 무선 맵을 위한 핑거 프린트를 생성하는 과정에서 소수의 샘플만을 이용하므로 효율적인 핑거 프린트 생성이 가능하고, 이에 따라 무선 맵을 위한 핑거 프린트를 생성하기 위해 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 통시 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법은 신호에 영향을 주는 요소(예를 들어, 날씨, 액세스 포인트의 위치 변화 및 장애물의 위치 변경 등)에 변화가 발생하는 경우, 핑거 프린트에 해당 요소를 용이하게 반영할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 매트릭스를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 가중치 벡터 및 서브 영역 간을 매핑하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 핑거 프린트를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 매트릭스를 학습하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법이 수행되는 알고리즘을 도시한 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 단말의 위치 측정을 제공하는 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크는 레이블드 샘플(labeled sample)을 수집하기 위한 제1 단말(10), 레이블드 샘플 수집 서버(11), 레이블드 샘플 DB(database), 언레이블드 샘플(unlabeled sample)을 수집하기 위한 복수의 단말들(20), 언레이블드 샘플 수집 서버(21), 언레이블드 샘플 DB(22), 학습 서버(30) 및 핑거 프린트 DB(40)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 단말(10)은 통신 네트워크에 존재하는 사용자의 단말을 의미할 수 있다. 예를 들어, 단말(10)은 와이파이(wi-fi) 방식을 기반으로 통신이 가능한 사용자의 스마트 폰(smart phone)을 의미할 수 있다. 제1 단말(10)은 무선 맵에 상응하는 대상 영역의 미리 설정된 지점에서 레이블드 샘플을 수집할 수 있다. 여기서, 대상 영역의 미리 설정된 지점은 미리 설정된 개수에 상응하는 복수의 지점들일 수 있다.
예를 들어, 제1 단말(10)은 대상 영역의 미리 설정된 복수의 지점들 중 제1 지점에서 대상 영역에 존재하는 액세스 포인트(access point)로부터 신호를 수신할 수 있다. 이후, 제1 단말(10)은 액세스 포인트로부터 수신된 신호에 대한 RSSI(received signal strength indicator)인 제1 RSSI를 측정할 수 있다. 이후, 제1 단말(10)은 제1 지점의 위치에 대한 정보 및 제1 RSSI에 대한 정보가 포함된 레이블드 샘플을 수집할 수 있다.
이후, 제1 단말(10)은 대상 영역의 미리 설정된 복수의 지점들 중 제2 지점에서 대상 영역에 존재하는 액세스 포인트로부터 신호를 수신할 수 있다. 이후, 제1 단말(10)은 액세스 포인트로부터 수신된 신호에 대한 RSSI인 제2 RSSI를 측정할 수 있다. 이후, 제1 단말(10)은 제2 지점의 위치에 대한 정보 및 제2 RSSI에 대한 정보가 포함된 레이블드 샘플을 수집할 수 있다.
이와 같은 방법을 통해, 제1 단말(10)은 대상 영역의 미리 설정된 복수의 지점들 각각의 위치에 대한 정보 및 미리 설정된 복수의 지점들 각각의 RSSI에 대한 정보가 포함된 레이블드 샘플을 수집할 수 있다. 즉, 제1 단말(10)에서 수집되는 레이블드 샘플은 대상 영역의 복수의 지점들 각각의 위치에 대한 정보 및 복수의 지점들 각각의 RSSI에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이후, 제1 단말(10)은 대상 영역의 미리 설정된 지점에서 수집된 레이블드 샘플이 포함된 메시지를 생성할 수 있다. 이후, 제1 단말(10)은 레이블드 샘플이 포함된 메시지를 레이블드 샘플 수집 서버(11)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 레이블드 샘플 수집 서버(11)는 단말(10)로부터 레이블드 샘플이 포함된 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 레이블드 샘플 수집 서버(11)는 레이블드 샘플이 포함된 메시지에서 레이블드 샘플을 획득할 수 있다. 이후, 레이블드 샘플 수집 서버(11)는 레이블드 샘플을 핑거 프린트의 생성에 적용될 수 있도록 레이블드 샘플의 형태를 변환하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 레이블드 샘플 수집 서버(11)는 레이블드 샘플에 포함된 복수의 RSSI들에 대한 정보에 기초하여 대상 영역의 미리 설정된 복수의 지점들 각각의 RSSI를 가중치 벡터(weight vector)의 형태로 변환할 수 있다. 이후, 레이블드 샘플 수집 서버(11)는 복수의 지점들 각각의 위치에 대한 정보 및 복수의 지점들 각각에 대한 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있다. 이후, 레이블드 샘플 수집 서버(11)는 복수의 지점들 각각의 위치에 대한 정보 및 복수의 지점들 각각에 대한 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 레이블드 샘플 DB(12)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 레이블드 샘플 DB(12)는 레이블드 샘플 수집 서버(11)로부터 복수의 지점들 각각의 위치에 대한 정보 및 복수의 지점들 각각에 대한 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 레이블드 샘플 DB(12)는 복수의 지점들 각각의 위치에 대한 정보 및 복수의 지점들 각각에 대한 가중치 벡터에 대한 정보를 레이블드 샘플 DB(12)의 메모리(memory)에 저장할 수 있다. 이후, 레이블드 샘플 DB(12)는 복수의 지점들 각각의 위치에 대한 정보 및 복수의 지점들 각각에 대한 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 학습 서버(30)로 전송할 수 있다.
한편, 복수의 단말들(20)은 무선 맵에 상응하는 대상 영역의 임의의 지점에서 언레이블드 샘플을 수집할 수 있다. 예를 들어, 복수의 단말들(20)은 제1 단말(10)과 같이 와이파이 방식을 기반으로 통신이 가능한 단말을 의미할 수 있다. 즉, 복수의 단말들(20) 각각은 대상 영역 내에서 이동할 수 있고, 이동하는 과정에 따라 대상 영역의 임의의 지점에서 대상 영역에 존재하는 액세스 포인트로부터 신호를 수신할 수 있다. 이후, 복수의 단말들(20) 각각은 액세스 포인트로부터 수신된 신호에 대한 RSSI를 측정할 수 있고, 측정된 RSSI에 대한 정보가 포함된 언레이블드 샘플을 수집할 수 있다. 이후, 복수의 단말들(20)은 언레이블드 샘플이 포함된 메시지를 생성할 수 있다. 이후, 복수의 단말들(20)은 언레이블드 샘플이 포함된 메시지를 언레이블드 샘플 수집 서버(21)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 언레이블드 샘플 수집서버(21)는 복수의 단말들(20)로부터 언레이블드 샘플이 포함된 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 언레이블드 샘플 수집 서버(21)는 언레이블드 샘플을 핑거 프린트의 생성에 적용될 수 있도록 언레이블드 샘플의 형태를 변환하는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 언레이블드 샘플 수집 서버(21)는 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 RSSI들에 대한 정보에 기초하여 대상 영역의 임의의 지점에 대한 RSSI를 가중치 벡터의 형태로 변환할 수 있다. 이후, 언레이블드 샘플 수집 서버(21)는 임의의 지점의 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있다. 이후, 언레이블드 샘플 수집 서버(21)는 임의의 지점의 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 언레이블드 샘플 DB(22)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 언레이블드 샘플 D1(22)는 언레이블드 샘플 수집 서버(21)로부터 임의의 지점의 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 언레이블드 샘플 DB(22)는 임의의 지점의 가중치 벡터에 대한 정보를 언레이블드 샘플 DB(22)의 메모리에 저장할 수 있다. 이후, 언레이블드 샘플 DB(22)는 임의의 지점의 가중치 벡터에 대한 정보가 포함된 메시지를 학습 서버(30)로 전송할 수 있다.
한편, 학습 서버(30)는 레이블드 샘플 DB(12) 및 언레이블드 샘플 DB(22) 각각으로부터 레이블드 샘플이 포함된 메시지 및 언레이블드 샘플이 포함된 메시지를 수신할 수 있다. 구체적으로, 학습 서버(30)는 레이블드 샘플 DB(12)로부터 레이블드 샘플이 포함된 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 메시지에서 레이블드 샘플을 획득할 수 있다. 또한, 학습 서버(30)는 언레이블드 샘플 DB(22)로부터 언레이블드 샘플이 포함된 메시지를 수신할 수 있고, 수신된 메시지에서 언레이블드 샘플을 획득할 수 있다. 이후, 학습 서버(30)는 레이블드 샘플 및 언레이블드 샘플에 대한 학습을 기반으로 무선 맵을 위한 핑거 프린트(finger print)를 생성할 수 있다. 구체적으로, 학습 서버(30)는 레이블드 샘플 및 언레이블드 샘플에 대하여 반지도식 방식을 기반의 학습을 수행할 수 있다. 이후, 학습 서버(30)는 핑거 프린트에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있고, 생성된 메시지를 핑거 프린트 DB(40)로 전송할 수 있다.
이에 따라, 핑거 프린트 DB(40)는 학습 서버(30)로부터 핑거 프린트에 대한 정보가 포함된 메시지를 수신할 수 있다. 이후, 핑거 프린트 DB(40)는 핑거 프린트에 대한 정보가 포함된 메시지에서 핑거 프린트를 획득할 수 있고, 획득된 핑거 프린트를 핑거 프린트 DB(40)의 메모리에 저장할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법은 레이블드 샘플 및 언레이블드 샘플에 대한 학습을 기반으로 무선 맵을 위한 핑거 프린트를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 핑거 프린트 생성 방법은 핑거 프린트 생성 장치에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치는 도 1을 참조하여 설명된 복수의 구성들 중 제1 단말(10) 및 복수의 단말들(20)을 제외한 나머지 복수의 구성들에서 수행되는 동작들을 수행할 수 있다. 즉, 도 1을 참조하여 설명된 복수의 구성들 중 제1 단말(10) 및 복수의 단말들(20)을 제외한 나머지 복수의 구성들은 물리적인 구성을 의미할 수도 있고, 무리적인 구성이 아닌 수행하는 동작에 따라 구분된 논리적인 구성을 의미할 수도 있다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치는 이하에서 도 2를 참조하여 구체적으로 설명될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 네트워크 인터페이스 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 핑거 프린트 생성 장치(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 핑거 프린트 생성 장치(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및/또는 저장 장치(260)에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU) 또는 본 발명에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220)와 저장 장치(260)는 휘발성 저장 매체 및/또는 비휘발성 저장 매체로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM)로 구성될 수 있다. 여기서, 프로세서(210)를 통해 실행되는 프로그램 명령은 본 발명에서 제안하는 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 복수의 단계들을 포함할 수 있다. 이하에서는, 도 3 내디 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법이 구체적으로 설명될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 핑거 프린트 생성 장치에서 수행될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치는 핑거 프린트의 생성에 사용되는 레이블드 샘플을 수집하는 제1 단말 및 언레이블드 샘플을 수집하는 복수의 단말들과 통신을 수행할 수 있다.
먼저, 핑거 프린트 생성 장치는 무선 맵에 상응하는 대상 영역의 미리 설정된 지점에서 수신되는 신호에 대한 레이블드 샘플을 획득할 수 있다(S100). 여기서, 대상 영역의 미리 설정된 지점의 수는 복수개일 수 있다. 핑거 프린트 생성 장치에서 획득되는 레이블드 샘플은 미리 설정된 지점의 위치에 대한 정보 및 미리 설정된 지점에서 대상 영역에 존재하는 액세스 포인트로부터 수신되는 신호의 RSSI에 대한 정보를 포함할 수 있다. 레이블드 샘플이 수집되는 구체적인 방법은 도 1의 제1 단말(10)에서 레이블드 샘플이 수집되는 구체적인 방법과 동일할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 대상 영역의 임의의 지점에서 수신되는 신호에 대한 언레이블드 샘플을 획득할 수 있다(S200). 여기서, 대상 영역의 임의의 지점의 수는 복수개일 수 있다. 언레이블드 샘플은 대상 영역 내의 임의의 지점에서 대상 영역에 위치하는 액세스 포인트로부터 수신되는 신호의 RSSI에 대한 정보를 포함할 수 있다. 언레이블드 샘플이 수집되는 구체적인 방법은 도 1의 복수의 단말들(20)에서 언레이블드 샘플이 수집되는 구체적인 방법과 동일할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 대상 영역에서 수신되는 신호에 대한 가중치(weight)와 관련된 정보가 포함된 매트릭스(matrix)를 생성할 수 있다(S300). 핑거 프린트 생성 장치에서 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 구체적인 방법은 이하에서 도 4 내지 도 5를 참조하여 설명될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 매트릭스를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 가중치 벡터 및 서브 영역 간을 매핑하는 방법을 도시한 흐름도이다.
먼저, 도 4를 참조하면 핑거 프린트 생성 장치는 대상 영역을 미리 설정된 크기를 가지는 복수의 서브 영역들로 분할할 수 있다(S310). 예를 들어, 핑거 프린트 생성 장치는 대상 영역을 가로의 길이 및 세로의 길이가 1m인 정사각형의 모양을 가지는 복수의 서브 영역들로 분할할 수 있다. 여기서, 복수의 서브 영역들은 셀(cell) 또는 뉴런(neuron)이라고 칭할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환할 수 있다(S320). 예를 들어, 핑거 프린트 생성 장치는 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 중 제1 신호의 RSSI인 제1 RSSI를 확인할 수 있고, 확인된 제1 RSSI를 제1 RSSI의 값에 상응하는 가중치를 가지는 제1 가중치 벡터로 변환할 수 있다. 또한, 핑거 프린트 생성 장치는 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 중 제2 신호의 RSSI인 제2 RSSI를 확인할 수 있고, 확인된 제2 RSSI를 제2 RSSI의 값에 상응하는 가중치를 가지는 제2 가중치 벡터로 변환할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 핑거 프린트 생성 장치는 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각의 RSSI를 기반으로 레이블드 샘플에포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 복수의 서브 영역들 중 변환된 가중치 벡터에 상응하는 서브 영역과 변환된 가중치 벡터 간의 매핑(mapping)을 기반으로 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스(matrix)를 생성할 수 있다(S330). 구체적으로, 핑거 프린트 생성 장치에서 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 방법은 이하에서 도 5를 참조하여 설명될 수 있다.
도 5를 참조하면, 핑거 프린트 생성 장치는 복수의 서브 영역들 중 변환된 가중치 벡터에 상응하는 신호가 수신된 지점을 포함하는 서브 영역을 확인할 수 있다(S331). 예를 들어, 핑거 프린트 생성 장치는 제1 가중치 벡터에 상응하는 제1 신호가 수신된 지점을 확인할 수 있다. 여기서, 제1 신호가 수신된 지점은 대상 영역에서 미리 설정된 복수의 지점들 중 하나의 지점일 수 있다. 이후, 핑거 프린트 생성 장치는 복수의 서브 영역들 중 제1 신호가 수신된 지점을 포함하는 제1 서브 영역을 확인할 수 있다. 또한, 핑거 프린트 생성 장치는 제2 가중치 벡터에 상응하는 제2 신호가 수신된 지점을 확인할 수 있다. 여기서, 제2 신호가 수신된 지점은 대상 영역에서 미리 설정된 복수의 지점들 중 하나의 지점일 수 있다. 이후, 핑거 프린트 생성 장치는 복수의 서브 영역들 중 제2 신호가 수신된 지점을 포함하는 제2 서브 영역을 확인할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 핑거 프린트 생성 장치는 복수의 서버 영역들 중 변환된 가중치 벡터에 상응하는 신호가 수신된 지점을 포함하는 서브 영역을 확인할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 변환된 가중치 벡터 및 확인된 서브 영역 간의 매핑을 기반으로 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성할 수 있다(S332). 예를 들어, 핑거 프린트 생성 장치는 제1 가중치 벡터에 상응하는 제1 신호가 수신된 지점을 포함하는 서브 영역이 제1 서브 영역인 것으로 확인된 경우, 제1 가중치 벡터 및 제1 서브 영역을 서로 매핑할 수 있다. 또한, 핑거 프린트 생성 장치는 제2 가중치 벡터에 상응하는 제2 신호가 수신된 지점을 포함하는 서브 영역이 제2 서브 영역인 것으로 확인된 경우, 제2 가중치 벡터 및 제2 서브 영역을 서로 매핑할 수 있다.
다시, 도 3을 참조하면 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 생성된 매트릭스를 학습함으로써 대상 영역에 대한 핑거 프린트를 생성할 수 있다(S400). 구체적으로, 핑거 프린트 생성 장치에서 핑거 프린트를 생성하는 방법은 이하에서 도 6 및 도 7을 참조하여 설명될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 핑거 프린트를 생성하는 방법을 도시한 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 매트릭스를 학습하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환할 수 있다(S410). 예를 들어, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 중 제1 신호에 대한 RSSI인 제1 RSSI를 확인할 수 있고, 확인된 제1 RSSI를 제1 RSSI의 값에 상응하는 가중치를 가지는 제1 가중치 벡터로 변환할 수 있다. 또한, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 중 제2 신호에 대한 RSSI인 제2 RSSI를 확인할 수 있고, 확인된 제2 RSSI를 제2 RSSI의 값에 상응하는 가중치를 가지는 제2 가중치 벡터로 변환할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 학습함으로써 핑거 프린트를 생성할 수 있다(S420). 구체적으로, 핑거 프린트 생성 장치에서 매트릭프를 학습하는 방법은 이하에서 도 7을 참조하여 설명될 수 있다.
도 7을 참조하면, 핑거 프린트 생성 장치는 매트릭스에 포함된 복수의 가중치 벡터들 중 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터에 대한 BMU(best matching unit)를 확인할 수 있다(S421). 예를 들어, 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 중 제1 신호에 대한 가중치 벡터인 제1 가중치 벡터의 BMU를 확인하는 경우, 핑거 프린트 생성 장치는 매트릭스에 포함된 복수의 가중치 벡터들 중 언레이블드 샘플에 포함된 제1 가중치 벡터의 BMU에 해당하는 가중치 벡터인 제1 가중치 벡터(매트릭스에 포함된 가중치 벡터)를 확인할 수 있다. 또한, 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 중 제2 신호에 대한 가중치 벡터인 제2 가중치 벡터의 BMU를 확인하는 경우, 핑거 프린트 생성 장치는 매트릭스에 포함된 복수의 가중치 벡터들 중 언레이블드 샘플에 포함된 제2 가중치 벡터의 BMU에 해당하는 가중치 벡터인 제2 가중치 벡터(매트릭스에 포함된 가중치 벡터)를 확인할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 핑거 프린트 생성 장치는 매트릭스에 포함된 복수의 가중치 벡터들 중 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터에 대한 BMU를 확인할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 확인된 BMU에 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터의 값을 반영하여 매트릭스를 학습함으로써 핑거 프린트를 생성할 수 있다(S422). 예를 들어, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 포함된 제1 가중치 벡터에 대한 BMU가 제1 가중치 벡터(매트릭스에 포함된)인 것으로 확인된 경우, 언레이블드 샘플에 포함된 제1 가중치 벡터를 제1 가중치 벡터(매트릭스에 포함된)에 반영함으로써 매트릭스에 대한 학습을 수행할 수 있다. 또한, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 포함된 제2 가중치 벡터에 대한 BMU가 제2 가중치 벡터(매트릭스에 포함된)인 것으로 확인된 경우, 언레이블드 샘플에 포함된 제2 가중치 벡터를 제2 가중치 벡터(매트릭스에 포함된)에 반영함으로써 매트릭스에 대한 학습을 수행할 수 있다. 이와 같은 방법을 통해, 핑거 프린트 생성 장치는 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 가중치 벡터들을 기반으로 매트릭스를 학습할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치는 레이블드 샘플 및 언레이블드 샘플을 기반으로 무선 맵을 위한 핑거 프린트를 생성할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 핑거 프린트 생성 장치에서 핑거 프린트 생성 방법을 수행하기 위한 알고리즘은 이하에서 도 8을 참조하여 설명될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법이 수행되는 알고리즘을 도시한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법이 수행되는 알고리즘은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 핑거 프린트 생성 장치에서 수행될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 방법이 수행되는 알고리즘은 도 2를 참조하여 설명된 프로세서에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령을 의미할 수 있다.
먼저, 핑거 프린트 생성 방법을 수행하기 위한 알고리즘(이하, '핑거 프린트 생성 알고리즘'이라 함)은 크게 두 가지의 단계들을 포함할 수 있다. 구체적으로, 핑거 프린트 생성 알고리즘은 레이블드 샘플을 기반으로 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 방법에 대한 알고리즘을 의미하는 제1 단계 및 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 매트릭스를 학습하여 핑거 프린트를 생성하는 알고리즘을 의미하는 제2 단계를 포함할 수 있다. 핑거 프린트 생성 알고리즘의 제1 단계 및 제2 단계가 수행되는 구체적인 방법은 도 3 내지 도 7을 참조하여 설명된 바와 동일할 수 있다. 도 8에 도시된 핑거 프린트 생성 알고리즘에서 사용되는 복수의 파라미터(parameter)들에 대한 구체적인 정의는 하기의 표 1을 참조하여 구체적으로 설명될 수 있다.
Figure 112017089059845-pat00001
즉, 도 8에 도시된 핑거 프린트 생성 알고리즘은 표 1에 포함된 복수의 파라미터들을 기반으로 수행될 수 있고, 이를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 수행할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 단말의 위치 측정을 제공하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 단말의 위치 측정을 제공하는 방법은 도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 핑거 프린트 생성 장치에서 수행될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 핑거 프린트 생성 장치는 단말(terminal)로부터 위치의 측정을 요청하는 메시지를 수신하는 경우, 미리 생성된 대상 영역의 무선 맵에 상응하는 핑거 프린트를 기반으로 단말의 위치 측정을 제공할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에 존재하는 단말은 대상 영역 내에서 단말의 위치에 대한 측정이 요구되는 경우, 위치의 측정을 요청하는 메시지를 생성할 수 있다. 이후, 단말은 위치의 측정을 요청하는 메시지를 핑거 프린트 생성 장치로 전송할 수 있다. 이에 따라, 핑거 프린트 생성 장치는 대상 영역에 위치하는 단말로부터 위치의 측정을 요청하는 메시지를 수신할 수 있다(S500). 단말로부터 수신되는 위치의 측정을 요청하는 메시지는 단말의 RSSI에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 단말로부터 수신되는 위치의 측정을 요청하는 메시지는 단말의 위치에서 액세스 포인트로부터 수신되는 신호의 RSSI에 대한 정보를 포함할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 메시지에 포함된 단말의 RSSI에 대한 정보를 확인할 수 있다(S600). 즉, 핑거 프린트 생성 장치는 대상 영역 내의 단말의 위치에서 액세스 포인트로부터 수신되는 신호에 대한 RSSI에 대한 정보를 확인할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 생성된 핑거 프린트를 기반으로 대상 영역에 포함된 복수의 서브 영역들 중 확인된 단말의 RSSI에 대한 정보에 상응하는 서브 영역을 확인할 수 있다(S700). 예를 들어, 핑거 프린트 생성 장치는 복수의 서브 영역들에 상응하는 RSSI에 대하여 k 근접 이웃(k-nearest neighbor) 알고리즘을 적용할 수 있고, 이를 통해 단말의 RSSI에 대한 정보에 상응하는 서브 영역을 확인할 수 있다.
이후, 핑거 프린트 생성 장치는 확인된 서브 영역의 위치에 대한 정보가 포함된 메시지를 생성할 수 있다. 이후, 핑거 프린트 생성 장치는 확인된 서브 영역의 위치에 대한 정보가 포함된 메시지를 단말로 전송할 수 있다(S800). 이와 같은 방법을 통해, 핑거 프린트 생성 장치는 미리 생성된 핑거 프린트를 기반으로 단말의 위치 측정을 제공할 수 있다.
본 발명에서는 핑거 프린트를 생성하는 방법을 수행하는 핑거 프린트 생성 장치에서 단말의 위치 측정을 제공하는 것으로 설명되었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법을 통해 생성된 핑거 프린트에 대한 정보를 미리 저장하고 있는 액세스 포인트가 존재하는 경우, 핑거 프린트에 대한 정보가 미리 저장된 액세스 포인트에서 단말의 위치 측정을 제공할 수도 있다.
결론으로, 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법이 수행되는 일 예는 다양할 수 있으며 가장 기본적인 예는 다음과 같이 표 2에 포함된 복수의 절차들로 요약될 수 있다.
Figure 112017089059845-pat00002
표 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 네트워크에서 무선 맵을 위한 핑거 프린트 생성 방법이 수행되는 복수의 절차들을 나타낼 수 있다. 표 2를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예는 무선 맵을 생성하기 위한 대상이 되는 실내 지도에 대한 레이블드 샘플 및 언레이블드 샘플을 기반으로 핑거 프린트를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예는 생성된 무선 맵을 미리 설정된 주기에 기초하여 관리할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (18)

  1. 통신 네트워크(communication network)에서 무선 맵(radio map)을 위한 핑거 프린트(finger print) 생성 장치에서 수행되는 핑거 프린트 생성 방법으로서,
    상기 무선 맵에 상응하는 대상 영역의 미리 설정된 지점에서 수신되는 신호에 대한 레이블드 샘플(labeled sample)을 획득하는 단계;
    상기 대상 영역의 임의의 지점에서 수신되는 신호에 대한 언레이블드 샘플(unlabeled sample)을 획득하는 단계;
    상기 레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터(weight vector)와 상기 대상 영역 중 상기 가중치 벡터에 상응하는 지점 간의 매핑(mapping)을 기반으로 상기 대상 영역에서 수신되는 신호에 대한 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스(matrix)를 생성하는 단계; 및
    상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 상기 생성된 매트릭스를 학습함으로써 상기 대상 영역에 대한 핑거 프린트를 생성하는 단계를 포함하는 핑거 프린트 생성 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이블드 샘플은,
    상기 미리 설정된 지점의 위치에 대한 정보 및 상기 미리 설정된 지점에서 상기 대상 영역에 존재하는 액세스 포인트(access point)로부터 수신되는 신호의 RSSI(received signal strength indicator)에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 언레이블드 샘플은,
    상기 대상 영역 내의 상기 임의의 지점에서 상기 대상 영역에 위치하는 액세스 포인트로부터 수신되는 신호의 RSSI에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 대상 영역을 미리 설정된 크기를 가지는 복수의 서브 영역들로 분할하는 단계;
    상기 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 상기 레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환하는 단계; 및
    상기 복수의 서브 영역들 중 상기 변환된 가중치 벡터에 상응하는 서브 영역과 상기 변환된 가중치 벡터 간의 매핑(mapping)을 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 매트릭스를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 서브 영역들 중 상기 변환된 가중치 벡터에 상응하는 신호가 수신된 지점을 포함하는 서브 영역을 확인하는 단계; 및
    상기 변환된 가중치 벡터 및 상기 확인된 서브 영역 간의 매핑을 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 핑거 프린트를 생성하는 단계는,
    상기 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각에 대한 RSSI를 기반으로 상기 언레이블드 샘플에 포함된 복수의 신호들 각각을 가중치 벡터로 변환하는 단계; 및
    상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터를 기반으로 상기 가중치와 관련된 정보가 포함된 매트릭스를 학습함으로써 상기 핑거 프린트를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 핑거 프린트를 생성하는 단계는,
    상기 매트릭스에 포함된 복수의 가중치 벡터들 중 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터에 대한 BMU(best matching unit)를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 BMU에 상기 언레이블드 샘플에 상응하는 가중치 벡터의 값을 반영하여 상기 매트릭스를 학습함으로써 핑거 프린트를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 핑거 프린트 생성 방법은,
    상기 대상 영역에 위치하는 단말(terminal)로부터 위치의 측정을 요청하는 메시지를 수신하는 단계;
    상기 메시지에 포함된 상기 단말의 RSSI에 대한 정보를 확인하는 단계;
    상기 생성된 핑거 프린트를 기반으로 상기 대상 영역에 포함된 복수의 서브 영역들 중 상기 확인된 단말의 RSSI에 대한 정보에 상응하는 서브 영역을 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 서브 영역의 위치에 대한 정보가 포함된 메시지를 상기 단말로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 서브 영역을 확인하는 단계는,
    상기 복수의 서브 영역들에 상응하는 RSSI에 대하여 k 근접 이웃(k-nearest neighbor) 알고리즘을 적용하여 상기 서브 영역을 확인하는 것을 특징으로 하는 핑거 프린트 생성 방법.
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