KR20110019196A - Location estimation method using effective asynchronous two-way ranging with frequency offset compensation in wireless networks - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A location estimation method of a mobile node by using an efficient asynchronous bidirectional distance estimation mode is provided to reduce TOF(Time of Flight) error between nodes based on TWR(Two-Way Ranging) mode or an SDS-TWR(Symmetric Double Sided-TWR) mode. CONSTITUTION: A distance estimation frame is transmitted in a specific fixing node between two nodes. The mobile nodes participating in location estimation are response to the distance estimation frame. Fixing nodes receive a frame receiving time. The frame transceiving time is collected from all fixing nodes. A frequency deviation of the fixing nodes is estimated. The location difference of the mobile node is estimated from the distance estimation frame. A TDOA(Time Difference Of Arrival) mode is applied to the location estimate calculation(514).

Description

무선 망에서 주파수편이 보상을 적용한 효율적인 비동기 양방향 거리 추정 방식을 사용하는 이동노드의 위치 추정 방법{LOCATION ESTIMATION METHOD USING EFFECTIVE ASYNCHRONOUS TWO-WAY RANGING WITH FREQUENCY OFFSET COMPENSATION IN WIRELESS NETWORKS}LOCATION ESTIMATION METHOD USING EFFECTIVE ASYNCHRONOUS TWO-WAY RANGING WITH FREQUENCY OFFSET COMPENSATION IN WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 무선 망(Wireless Networks)에서 이동 노드의 위치를 추정함에 있어서 선행되는 노드간의 거리를 추정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소수의 고정노드들 각각과 개별 이동노드간의 TWR(Two-Way Ranging) 또는 SDS-TWR(Symmetric Double Sided - TWR) 수행을 노드의 주파수 편이를 무시한 상태에서 수행하여 이동노드의 위치를 추정하는 종래 방법과는 달리, 하나의 고정노드의 거리추정프레임에 대하여 다수의 이동노드들이 거리추정프레임으로 응답하고, 그 외 고정노드는 특정 고정노드와 이동노드의 거리추정 프레임 수신시각을 제공함으로써 이동노드들의 위치추정 절차를 간단히 하고, 또한 노드간의 주파수 편이 정보를 별도로 추출하여 노드 간의 TOF(Time of Flight) 오차를 감소시킴으로써, 빠르고 정확한 위치정보를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a method for estimating the distance between nodes in advance in estimating the position of a mobile node in wireless networks. More particularly, the present invention relates to TWR (Two-) between each of a small number of fixed nodes and individual mobile nodes. Unlike the conventional method of estimating the position of a mobile node by performing Way Ranging (SDS-TWR) or SDS-TWR (TWR) with neglecting the frequency shift of a node, a plurality of distance estimation frames of one fixed node The fixed nodes respond to the distance estimation frame, and the other fixed nodes simplify the procedure of estimating the location of the mobile nodes by providing the time of receiving the distance estimation frame of the specific fixed node and the mobile node, and extract the frequency shift information between the nodes separately. By reducing the time of flight (TOF) error between nodes, to provide fast and accurate location information.

잘 알려진 바와 같이, 무선 센서망에서는 소수의 고정 노드를 이용하여 다수의 이동 노드에 대한 위치를 추정하고, 이를 이용하여 이동 노드의 위치 추적, 이 동노드의 상황에 맞는 서비스 제공 등의 다양한 응용에 활용하고 있다.As is well known, the wireless sensor network estimates the location of a plurality of mobile nodes using a few fixed nodes, and uses them for various applications such as tracking the location of a mobile node and providing a service for the mobile node. It is utilized.

특히, 위치추정 알고리즘은 고정 노드와 이동 노드간의 각도, 거리, 수신신호세기 등을 이용하는데, 거리는 가장 안정적인 수단으로 널리 이용되고 있으며, 주로 초음파나 무선 등의 신호를 이용하여 추정한 TOF(Time of Flight)로부터 추정되고, 정확한 거리 정보 또는 TOF를 얻기 위해서는 고정 노드 및 이동 노드간에 동기화가 필요하다.In particular, the location estimation algorithm uses the angle, distance, and received signal strength between the fixed node and the mobile node. Distance is widely used as the most stable means, and the TOF (Time of Estimation) is mainly estimated using signals such as ultrasound or wireless. Estimated from Flight, synchronization between fixed and mobile nodes is required to obtain accurate distance information or TOF.

그리고, 휴대폰 등의 서비스와 같이 대규모 무선망 서비스가 이루어지는 경우, 망동기 클럭의 공급은 광역의 시스템들이 안정적으로 동작하기 위하여 매우 중요하며, 주로 유선 등을 사용하여 여러 고정 노드로 공통적으로 공급되고 있는 반면에 센서망 또는 애드 혹(Ad hoc) 망과 같은 일시적이거나 소규모 망의 경우 별도의 망동기 제공 수단 마련이 비경제적이거나 설치가 번거롭거나 또는 불가능할 수도 있다.In addition, when a large-scale wireless network service such as a mobile phone is provided, supply of a network synchronizer clock is very important for stable operation of wide-area systems, and is commonly supplied to various fixed nodes using mainly wired lines. On the other hand, in the case of temporary or small networks, such as sensor networks or ad hoc networks, provision of a separate network synchronizer may be uneconomical, cumbersome or impossible to install.

한편, 종래의 무선 센서망에서 이동 노드의 위치를 추정하기 위하여 액티브 뱃(Active Bat) 및 크리킷(Cricket) 시스템에서는 무선신호와 초음파신호를 사용하여 전파 속도가 빠른 무선 신호(3x108 m/s)는 동기화에 사용하고 전파 속도가 느린 초음파 신호(약 340 m/s)는 TOF 계산에 사용하였다. Ubisense 사의 경우에는 위치를 계산하는 제어 서버에서 고정 노드들까지 일정한 길이의 유선 케이블을 사용하여 별도의 유선망 동기 신호를 공급함으로써 모든 고정노드들의 주파수를 동일하게 일치시켰다.Meanwhile, in order to estimate the position of a mobile node in a conventional wireless sensor network, an active bat and cricket system uses a radio signal and an ultrasonic signal to generate a radio signal having a high propagation speed (3x10 8 m / s). ) Was used for synchronization, and the slow propagation ultrasonic signal (about 340 m / s) was used for the TOF calculation. In the case of Ubisense, all fixed nodes have the same frequency by supplying separate wired network synchronization signals using fixed length cable from fixed server to fixed nodes.

또한, IEEE802.15.4a에서는 망동기 클럭 없이 비동기로 TOF를 계산할 수 있는 TWR(Two-Way Ranging) 및 SDS-TWR(Symmetric Double Sided - TWR) 방식을 제시하였다.In addition, IEEE802.15.4a proposed two-way ranging (TWR) and symmetric double sided-TWR (TWR) schemes that can calculate TOF asynchronously without the need for a synchronizer clock.

하지만, 종래에 제시된 TWR(Two-Way Ranging) 및 SDS-TWR(Symmetric Double Sided - TWR) 방식에서도 노드들의 주파수 오차에 의한 거리추정 오차는 감소하였지만 여전히 포함하고 있고, 또한 하나의 이동노드에 대하여 개개의 고정노드들과 TWR 또는 SDS-TWR을 수행함으로써 처리시간이 길어지는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로는 단방향 거리추정(One-Way Ranging, OWR)과 노드의 주파수를 동일한 기준주파수로 완전하게 일치시키는 방법이지만, 망 환경과 처리방법이 다르고, 모든 노드들을 동일한 기준주파수로 지속적으로 일치시키기 어려운 현실적인 여러 문제들을 직면하게 된다.However, even in the conventional two-way ranging (TWR) and symmetric double sided (TWR) schemes, the distance estimation error due to the frequency error of the nodes is reduced but still included, and it is still included for each mobile node. There is a problem in that the processing time becomes longer by performing TWR or SDS-TWR with the fixed nodes. To solve this problem, one-way ranging (OWR) and node frequencies are completely matched with the same reference frequency, but the network environment and processing method are different, and all nodes are kept at the same reference frequency. You will face realistic problems that are difficult to match.

이에 따라, 본 발명은 일반적인 TWR 또는 SDS-TWR 방식에 기반하지만 하나의 고정노드와 개별 이동노드간의 TWR을 수행하고 그 외 고정노드는 각 고정노드의 거리추정 프레임 수신시각을 제공함으로써 이동노드의 위치추정 절차를 간단히 하고, 또한 노드간의 주파수 편이 정보를 별도로 추출하여 노드 간의 TOF(Time of Flight) 오차를 감소시킴으로써, 빠르고 정확한 위치정보를 제공한다.Accordingly, the present invention is based on the general TWR or SDS-TWR scheme, but performs a TWR between one fixed node and an individual mobile node and the other fixed node provides a distance estimation frame reception time of each fixed node, thereby providing the position of the mobile node. By simplifying the estimation procedure and extracting frequency shift information between nodes separately, the time of flight (TOF) error between nodes is reduced, thereby providing fast and accurate location information.

본 발명은, 소수의 고정 노드를 포함하는 무선 센서망에서 이동 노드의 위치 를 추정함에 있어서, 선행되는 두 노드간의 거리를 추정하기 위한 방법으로서, 두 노드간의 거리추정 프레임 및 응답 프레임 전송 사건에서 특정 고정노드에서 거리추정프레임을 방송으로 전송하는 제 1 단계와, 위치추정에 참여하는 이동노드들이 거리추정프레임으로 응답하는 제 2 단계와, 특정 고정노드 이 외의 고정노드들이 프레임 수신시각을 취합하는 제 3 단계와, 모든 고정노드들로부터 프레임 송신 및 수신시각을 취합하는 제 4 단계와, 고정노드들의 주파수 편이를 추정하는 제 5 단계와, 거리추정프레임으로 응답한 이동노드의 위치 차이를 추정하는 제 6 단계와, TDOA 방식으로 위치추정 계산에 적용하는 제 7 단계를 포함하는 무선 센서망에서의 이동노드 위치추정 방법을 제공한다.The present invention is a method for estimating the distance between two preceding nodes in estimating the position of a mobile node in a wireless sensor network including a small number of fixed nodes, which is specified in a distance estimation frame and response frame transmission event between two nodes. A first step of transmitting a distance estimation frame to a broadcast by a fixed node, a second step of responding to a distance estimation frame by mobile nodes participating in the position estimation, and a second step of collecting frame reception times by fixed nodes other than a specific fixed node. A third step, a fourth step of collecting frame transmission and reception times from all fixed nodes, a fifth step of estimating frequency shifts of the fixed nodes, and a step of estimating a position difference of a mobile node responding with a distance estimation frame; Mobile node location estimation in a wireless sensor network comprising a sixth step and a seventh step of applying the location calculation to the TDOA method It provides the law.

본 발명은, TWR(Two-Way Ranging) 및 SDS-TWR(Symmetric Double Sided - TWR) 수행을 노드의 주파수 편이를 무시한 상태에서 하나의 이동노드에 대하여 각 고정노드와 독립적으로 수행하여 이동노드의 위치를 추정하는 종래 방법과는 달리, 하나의 고정노드의 거리추정프레임에 대하여 다수의 이동노드들이 거리추정프레임으로 응답하고, 그 외 고정노드는 특정 고정노드와 이동노드의 거리추정 프레임 수신시각을 제공함으로써 이동노드들의 위치추정 절차를 간단히 하고, 또한 노드간의 주파수 편이 정보를 별도로 추출하여 노드 간의 TOF(Time of Flight) 오차를 감소시킴으로써, 빠르고 정확한 위치정보를 제공하기 위한 것이다.In the present invention, two-way ranging (TWR) and symmetric double sided (TWR) performance are performed on one mobile node independently of each fixed node while ignoring the frequency shift of the node. Unlike the conventional method of estimating, the plurality of mobile nodes respond to the distance estimation frame with respect to the distance estimation frame of one fixed node, and the other fixed nodes provide the reception time of the distance estimation frame of the specific fixed node and the mobile node. By simplifying the location estimation procedure of the mobile nodes, and by extracting the frequency shift information between the nodes separately to reduce the time of flight (TOF) error between the nodes, to provide fast and accurate location information.

따라서, 주파수편이를 보상함으로써 유선케이블 등과 같이 별도의 망동기 수단이나 고가의 매우 정밀한 국부발진기 등을 사용하지 않고도 정확한 위치추정 무 선 센서망 구축이 가능하며, 각 이동노드별로 고정노드와 개별 TWR을 수행을 다수의 이동노드에 대한 방송 거리추정프레임을 사용함으로써 동일한 시간에 더 많은 이동노드의 위치추정이 가능하다.Therefore, by compensating for the frequency shift, it is possible to construct an accurate position estimation wireless sensor network without the use of separate network synchronizer means such as wired cable or expensive very precise local oscillator. By performing broadcast distance estimation frames for multiple mobile nodes, more mobile nodes can be located at the same time.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 여러 고정노드와 하나의 이동노드로 구성되어 이동노드의 위치를 추정하는데 적합한 무선 센서망의 구성을 나타낸 도면으로서, 위치 서버(102), 소수의 고정 노드인 NA(104), NB(106), NC(108), ND(110) 및 이동 노드(NM, 112)를 포함한다.1 is a diagram showing the configuration of a wireless sensor network suitable for estimating the position of a mobile node composed of several fixed nodes and one mobile node according to a preferred embodiment of the present invention. Phosphorus N A 104, N B 106, N C 108, N D 110, and mobile node N M , 112.

여기에서, 위치 추정 계산은 이동 노드에서 수행하는 경우와 망에서 계산하는 경우가 있는데, 이동 노드에서 계산하는 경우, 이동 노드의 위치 정보를 보호할 수 있으나, 위치 계산에 따른 프로세서의 막강한 처리능력을 필요로 하기 때문에 이동 노드의 단말기가 고가이고 화면 등 부가기능이 필요하여 크기가 증가하고 따라서 휴대 또는 부착이 불편해지며, 망에서 계산할 경우, 단말기는 초저가 장치구현이 가능하고 망에서 이동 노드가 처한 상황에 적합한 서비스를 제공할 수 있으나 이동 노드의 위치정보가 망에서 관리되므로 이동노드의 의지와 무관하게 외부로 공개될 염려가 있다. 본 발명의 설명에서는 별도로 위치 추정 계산 주체를 명시하지 않고 설명한다.In this case, the position estimation calculation is performed in the mobile node or in the network. When calculating the mobile node, the position information of the mobile node can be protected, but the powerful processing power of the processor according to the position calculation can be protected. Since the terminal of the mobile node is expensive and additional functions such as screens are needed, the size is increased and therefore it is inconvenient to carry or attach. When calculating in a network, the terminal can implement an ultra low-cost device and the mobile node is placed in the network. Although it is possible to provide a service suitable for a situation, since location information of a mobile node is managed in a network, there is a concern that it may be disclosed to the outside regardless of the will of the mobile node. In the description of the present invention, the position estimation calculation subject will not be described separately.

도 1을 참조하면, 위치 서버(102)와 이에 연결된 고정노드 NA(104)는 일반적으로 하나의 별도 장비(100a)로 구성됨으로써, 위치 서버(102)를 이용한 복잡한 계산, LAN 등을 통한 센서망 게이트웨이(Gateway) 역할 등을 수행한다.Referring to FIG. 1, the location server 102 and the fixed node N A 104 connected to the location server 102 are generally composed of one separate device 100a, so that a complex calculation using the location server 102, a sensor through a LAN, and the like are performed. It serves as a network gateway.

그리고, 위치 서버(102)는 소수의 고정 노드(104, 106, 108, 110)가 설치된 위치를 알고 있고, 소수의 고정 노드(104, 106, 108, 110)는 이동 노드(112)와 거리추정 프레임을 교환하여 프레임 송신 및 수신시각 정보를 취득하고, 시각 정보를 이동 노드(NM, 112) 또는 노드 NA(104)를 경유하여 위치 서버(102)로 전달한다. 이동 노드(NM, 112)에서 자신의 위치를 계산하기 위해서는 소수의 고정 노드(104, 106, 108, 110) 위치 정보가 제공되어야 한다.In addition, the location server 102 knows a location where a few fixed nodes 104, 106, 108, and 110 are installed, and the few fixed nodes 104, 106, 108, and 110 estimate distances from the mobile node 112. The frames are exchanged to obtain frame transmission and reception time information, and the time information is transmitted to the location server 102 via the mobile node N M 112 or the node N A 104. In order to calculate its position at mobile node N M 112, a small number of fixed nodes 104, 106, 108, 110 must be provided.

다음에, 도 2는 연속된 TWR 절차를 나타낸 것으로 SDS-TWR과 동등한 알고리즘으로 본 발명에서는 주파수 차이에 의한 거리추정 오차를 줄이기 위한 방법을 기술하기 위하여 도입하였다. 그러나 본 발명의 주파수 편이 추정은 SDS-TWR로 제한하지는 않는다. 2개의 연립방정식을 구성할 수 있는 주파수 편이 정보를 제공하기 위하여 도에서 S202와 S206과 같이 두개의 평행한 거리추정 프레임 전송과, 두 노드간의 거리를 알고 있는 상태에서 TOF를 추정하는데 사용되는 거리추정 프레임 전송이 포함되면 충분하며, 이러한 충분조건을 SDS-TWR이 충족시키고 있다. 도2의 절차에서 S202는 노드-A에서 거리추정 프레임을 송신하고, 노드-B에서 수신하며, S204은 노드-B에서 거리추정 프레임을 송신하고, 노드-A에서 수신하며, 이절차는 TWR과 동일하다. S206과 S208은 또다른 TWR 수행절차이며, S210은 노드-B에서 지금까지 발생한 시각 정보를 노드-A로 전송하는 것으로써 S202, S204, S206, S208의 거리추정 프레임 전송에서 발생한 정보를 S210에서 노드-A로 취합하여 기준주파수로부터 노드-A와 노드-B의 주파수 편이를 추정하는데 사용될 수 있다.Next, FIG. 2 illustrates a continuous TWR procedure, which is introduced in the present invention to describe a method for reducing a distance estimation error due to frequency difference. However, the frequency shift estimation of the present invention is not limited to SDS-TWR. In order to provide frequency shift information that can constitute two simultaneous equations, two parallel distance estimation frame transmissions as shown in S202 and S206, and a distance estimation used to estimate the TOF while the distance between two nodes are known It is sufficient if frame transmission is included, and this sufficient condition is satisfied by SDS-TWR. In the procedure of Fig. 2, S202 transmits a distance estimation frame at Node-A, receives it at Node-B, and S204 transmits a distance estimation frame at Node-B, receives at Node-A, and this procedure is equivalent to TWR. same. S206 and S208 are another TWR execution procedure, and S210 transmits the time information generated so far from Node-B to Node-A, so that the information generated from the distance estimation frame transmission of S202, S204, S206, and S208 is transmitted to the node at S210. Can be used to estimate the frequency shift of Node-A and Node-B from the reference frequency.

도 2를 참조하여 IEEE802.15.4a에서의 표준규격에 따라 주파수 편이를 산출하기 위한 시각 정보의 전달 과정에 대해 설명하면, IEEE802.15.4a 표준 규격의 무선 센서망에서 패킷의 송신 시각에 대한 계수기의 값은 패킷의 특정 비트가 장치의 무선 안테나를 거쳐 송신된 시각에 대한 값으로서 패킷 송신이 완료된 이후에 취득이 가능하다. 유사하게, 패킷의 수신 시각에 대한 계수기 값은 패킷의 특정 비트가 수신 안테나로 수신된 시각에 대한 값으로서, 패킷 수신이 완료된 이후에 노드의 국부 글럭 계수기 값으로 취득된다. Referring to Figure 2 describes the transfer process of the time information for calculating the frequency shift in accordance with the standard in IEEE802.15.4a, the counter of the transmission time of the packet in the wireless sensor network of the IEEE802.15.4a standard The value is for the time at which a particular bit of the packet was transmitted via the device's wireless antenna and can be obtained after packet transmission is complete. Similarly, the counter value for the reception time of a packet is a value for the time when a particular bit of the packet is received by the receiving antenna, which is obtained as the node's local glock counter value after packet reception is complete.

한편, 노드 NA(104)와 노드 NB(106)와 노드 NC(108)와 노드 ND(110)에서 사용하는 각각의 클럭 주파수를

Figure 112009050738613-PAT00001
라 하고,
Figure 112009050738613-PAT00002
은 망동기 주파수로 정확한 타이밍(Timing)을 제공하는 기준으로 가정하고,
Figure 112009050738613-PAT00003
는 기준 클럭 주파수로부터 약간의 허용 오차가 있는 것으로 가정하면 각각의 클럭 주파수는 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.On the other hand, the clock frequencies used by the node N A 104, the node N B 106, the node N C 108, and the node N D 110 are measured.
Figure 112009050738613-PAT00001
,
Figure 112009050738613-PAT00002
Is assumed to provide accurate timing at the network frequency,
Figure 112009050738613-PAT00003
Assuming that there is a slight tolerance from the reference clock frequency, each clock frequency can be expressed by Equation 1 below.

Figure 112009050738613-PAT00004
Figure 112009050738613-PAT00004

여기에서,

Figure 112009050738613-PAT00005
는 노드 NA(104)와 노드 NB(106)와 노드 NC(108)와 노드 ND(110)에 대응하여 ppm(part per million)으로 표현되는 국부 클럭의 주파수 오차를 의미한다.From here,
Figure 112009050738613-PAT00005
Denotes a frequency error of the local clock expressed in parts per million (ppm) corresponding to the node N A 104, the node N B 106, the node N C 108, and the node N D 110.

그리고, 시간 간격은 클럭 주기와 클럭의 수(계수기)의 곱의 차이로 나타낼 수 있기 때문에 시간의 차이(시간 간격)를 편의상

Figure 112009050738613-PAT00006
로 나타내면 시간의 차이는 아래의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.Since the time interval can be expressed as the difference between the product of the clock period and the number of clocks (counter), the time difference (time interval) is used for convenience.
Figure 112009050738613-PAT00006
The difference in time can be represented by Equation 2 below.

Figure 112009050738613-PAT00007
Figure 112009050738613-PAT00007

여기에서,

Figure 112009050738613-PAT00008
와
Figure 112009050738613-PAT00009
와
Figure 112009050738613-PAT00010
와
Figure 112009050738613-PAT00011
는 각각
Figure 112009050738613-PAT00012
및
Figure 112009050738613-PAT00013
시각에 해당하는 노드 NA(104)와 노드 NB(106)와 노드 NC(108)와 노드 ND(110)의 국부 클럭 계수기값을 의미한다.
Figure 112009050738613-PAT00014
는 각각
Figure 112009050738613-PAT00015
및
Figure 112009050738613-PAT00016
시각에 해당하는 기준클럭 노드 의 국부 클럭 계수기값을 의미한다. From here,
Figure 112009050738613-PAT00008
Wow
Figure 112009050738613-PAT00009
Wow
Figure 112009050738613-PAT00010
Wow
Figure 112009050738613-PAT00011
Respectively
Figure 112009050738613-PAT00012
And
Figure 112009050738613-PAT00013
Means the local clock counter values of the node N A 104, the node N B 106, the node N C 108, and the node N D 110 corresponding to the time.
Figure 112009050738613-PAT00014
Respectively
Figure 112009050738613-PAT00015
And
Figure 112009050738613-PAT00016
It means the local clock counter value of the reference clock node corresponding to the time.

상기의 관계로부터 아래의 수학식 3과 같은 관계가 성립한다.From the above relationship, the following equation 3 holds.

Figure 112009050738613-PAT00017
Figure 112009050738613-PAT00017

여기에서,

Figure 112009050738613-PAT00018
가운데 어느 하나를 알면 나머지 주파수 편이를 알 수 있다. 도2로부터 관련 수식을 정리할 수 있다. 먼저 연속된 송신 및 수신간의 시간간격은
Figure 112009050738613-PAT00019
와 같으며, 수식 2의 관계로부터 수식 4와 같이 나타낼 수 있다.From here,
Figure 112009050738613-PAT00018
Knowing one of them gives the remaining frequency shift. The related equations can be summarized from FIG. First, the time interval between successive transmissions and receptions
Figure 112009050738613-PAT00019
It can be expressed as Equation 4 from Equation 2 relationship.

Figure 112009050738613-PAT00020
Figure 112009050738613-PAT00020

Figure 112009050738613-PAT00021
Figure 112009050738613-PAT00021

TWR에 의한 TOF 수식은 다음과 같이 나타낼 수 있다. The TOF equation by TWR can be expressed as follows.

Figure 112009050738613-PAT00022
Figure 112009050738613-PAT00022

여기에서From here

Figure 112009050738613-PAT00023
Figure 112009050738613-PAT00023

Figure 112009050738613-PAT00024
Figure 112009050738613-PAT00024

SDS-TWR에 의한 TOF 수식은 다음과 같이 나타낼 수 있다. The TOF equation by SDS-TWR can be expressed as follows.

Figure 112009050738613-PAT00025
Figure 112009050738613-PAT00025

여기에서From here

Figure 112009050738613-PAT00026
Figure 112009050738613-PAT00026

Figure 112009050738613-PAT00027
Figure 112009050738613-PAT00027

노드 NA(104)와 노드 NB(106)와 같이 두 고정노드는 미리 정해진 위치에 설치되었으므로 두 노드간의 거리가 도 1에서와 같이

Figure 112009050738613-PAT00028
라고 가정하면 다음과 같이 나타낼 수 있다. As the two fixed nodes, such as node N A 104 and node N B 106, are installed at predetermined positions, the distance between the two nodes is as shown in FIG. 1.
Figure 112009050738613-PAT00028
Let us assume that

Figure 112009050738613-PAT00029
Figure 112009050738613-PAT00029

위의 수식 4, 5, 7 또는 4, 6, 7로부터 두 노드의 주파수편이

Figure 112009050738613-PAT00030
를 추정 할 수 있다. 이와같은 방식으로 다른 노드의 주파수편이
Figure 112009050738613-PAT00031
도 추정할 수 있다.Frequency shift of two nodes from Equation 4, 5, 7 or 4, 6, 7 above
Figure 112009050738613-PAT00030
Can be estimated. In this way, the frequency shift of other nodes
Figure 112009050738613-PAT00031
Can also be estimated.

일 예로서, 위치 인식 기능을 포함하는 저속 WPAN(Wireless Personal Area Network) 규격 EEE802.15.4a에서는 표본 추출 클럭 주파수를 64GHz를 사용하고, 이 클럭에 의하여 패킷 송신 및 수신시각을 32비트로 표시하도록 되어 있으며, 패킷 송신 및 수신 시각 표시의 기준을 패킷의 레인징(Ranging) 비트의 송신 및 수신 시각으로 함으로써 패킷 송신 및 수신의 사건 발생 시각을 정확하게 표현할 수 있다.As an example, the low-speed Wireless Personal Area Network (WPAN) specification EEE802.15.4a with location recognition uses a sampling frequency of 64 GHz, and the packet transmission and reception times are represented by 32 bits by this clock. By setting the criteria of the packet transmission and reception time indication as the transmission and reception time of the ranging bits of the packet, it is possible to accurately represent the event occurrence time of the packet transmission and reception.

도 3은 도 1의 위치추정 시스템 구성에서 본 발명에 따라 이동노드에 대하여 하나의 고정노드와 한번의 TWR을 수행하고, 나머지 고정노드들은 거리추정프레임 수신시각을 얻고, 시각정보를 하나의 위치서버로 전달하여 이동노드의 위치를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다. 도에서 흐름(S302)와 흐름(S304)는 고정노드 NA(104)와 이동노드 NM(112)간의 정상적인 TWR 수행이며, 이를 고정노드 NB(106)와 고정노드 NC(108)와 고정노드 ND(110)에서는 각각 거리추정프레임을 수신하고, 이에 관련된 시각정보를 취득한다. 흐름(S308)과 흐름(S310)과 흐름(S312)는 각 노드의 시각정보를 위치서버와 연결된 고정노드 NA(104)로 전달하는 과정이다. 도에서 정상적인 TWR과는 달리 이동노드에서 취득한 시각정보를 고정노드 NA(104)로 전달하는 흐름(S306)은 필요로 하지 않는다.FIG. 3 performs one fixed node and one TWR with respect to a mobile node according to the present invention in the position estimation system configuration of FIG. 1, and the other fixed nodes obtain a distance estimation frame reception time, and provide visual information with one position server. A diagram illustrating a process of estimating a position of a mobile node by transferring to a node. In the figure, the flows S302 and S304 are normal TWR performances between the fixed node N A 104 and the mobile node N M 112, which are determined by the fixed node N B 106 and the fixed node N C 108. Each of the fixed nodes N D 110 receives a distance estimation frame and acquires time information related thereto. The flow S308 and the flow S310 and the flow S312 are processes of transmitting visual information of each node to the fixed node N A 104 connected to the location server. Unlike the normal TWR, the flow S306 for transmitting the time information acquired from the mobile node to the fixed node N A 104 is not required.

각 노드가 계수기의 초기화와 클럭의 주파수 및 위상이 일치하지 않으면 각 노드의 계수기 값은 서로 다른 값으로 동일한 시각을 지시한다. 따라서 한 노드의 계수기 값의 시각을 다른 노드의 계수기 값으로 표현할 수 있다. 따라서 도에서와 같이 첫 번째, 두 번째 전송에서 이루어지는 TWR과 시각정보를 전달하는 세 번째 전송에 대하여 각 노드의 시각정보로부터 각 노드의 주파수 편이와 이동노드의 위치를 추정하는데 필요한 노드간의 시각정보 관계를 다음과 같이 나타낼 수 있다. If each node does not match the initialization of the counter and the frequency and phase of the clock, the counter value of each node indicates the same time with different values. Therefore, the time of the counter value of one node can be expressed by the counter value of another node. Therefore, as shown in FIG. 1, the relation between the time information required for estimating the frequency shift of each node and the position of the mobile node from the time information of each node with respect to the TWR made in the first and second transmissions and the third transmission delivering the time information. Can be expressed as

일단, 모든 노드의 국부클럭 주파수는 기준주파수와 동일하다고 가정한다.First, assume that the local clock frequencies of all nodes are equal to the reference frequency.

Figure 112009050738613-PAT00032
Figure 112009050738613-PAT00032

Figure 112009050738613-PAT00033
Figure 112009050738613-PAT00033

Figure 112009050738613-PAT00034
Figure 112009050738613-PAT00034

여기에서,

Figure 112009050738613-PAT00035
등의 표현은 노드 NM의 계수기 값(X=T/R, Y=1, 2...)을 나타낸 것이고,
Figure 112009050738613-PAT00036
등의 표현은
Figure 112009050738613-PAT00037
시각에 해당하는 다른노드 계수기 값 기준의 환산 값을 나타낸 것이다. 따라서
Figure 112009050738613-PAT00038
과
Figure 112009050738613-PAT00039
은 결국 동일한 시각에 대한 다른 표현으로
Figure 112009050738613-PAT00040
와 같이 나타내었다.From here,
Figure 112009050738613-PAT00035
Expression represents the counter value of node N M (X = T / R, Y = 1, 2 ...),
Figure 112009050738613-PAT00036
Expressions
Figure 112009050738613-PAT00037
It shows the converted value based on other node counter value corresponding to time. therefore
Figure 112009050738613-PAT00038
and
Figure 112009050738613-PAT00039
Is eventually a different representation of the same view
Figure 112009050738613-PAT00040
As shown.

수식 8로부터 TDOA를 수행하는데 필요한 이동노드 NM(112)에서 노드 NA(104)의 거리와 이동노드 NM(112)에서 NB(106) 간의 거리의 차이는 수식8을 이용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.The difference between the distance between the node N A 104 at the mobile node N M 112 and the distance N B 106 at the mobile node N M 112 required to perform TDOA from Equation 8 is Can be represented as:

Figure 112009050738613-PAT00041
Figure 112009050738613-PAT00041

Figure 112009050738613-PAT00042
Figure 112009050738613-PAT00042

각 노드의 국부클럭 주파수가 수식 1과 같이 서로 다르다면, 수식 9는 주파수편이를 적용하여 다음과 같이 나타낼 수 있다.If the local clock frequencies of each node are different from each other as shown in Equation 1, Equation 9 may be expressed as follows by applying a frequency shift.

Figure 112009050738613-PAT00043
Figure 112009050738613-PAT00043

유사하게 노드 NA(104)와 NC(108) 간과, 노드 NA(104)와 ND(110) 간의 거리의 차이는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Similarly, the difference in distance between node N A 104 and N C 108 and between node N A 104 and N D 110 can be expressed as follows.

Figure 112009050738613-PAT00044
Figure 112009050738613-PAT00044

다음에, 도 4는 도 3의 절차를 연속한 두번의 수행 결과로부터 생성될 수 있는 결과로 도에서 첫 번째 TWR 수행(402)과 두 번째 TWR 수행(404)은 도 2의 연속된 TWR 수행과 동일하다. 여기에서 TWR 수행은 고정노드만 관련되므로 첫 번째 TWR 수행(402)과 두 번째 TWR 수행(404)에 참여한 이동노드가 서로 다를 수 있다. 따라서 도 4는 상술한 도 3과 같은 수행에 의하여 도 2와 같은 효과가 발생함을 나타낸 것으로 고정노드의 주파수편이를 도 3의 매번 수행 마다 갱신할 수 있다. 도 4로부터 일례로 수식 4, 수식 5, 수식 7을 이용하여 고정노드 NA(104)와 고정 노드 NB(106)의 주파수편이

Figure 112009050738613-PAT00045
를 다음 식으로부터 계산할 수 있다.Next, FIG. 4 shows that the first TWR performance 402 and the second TWR performance 404 of FIG. 2 can be generated from the results of two consecutive performances of the procedure of FIG. 3. same. In this case, since performing the TWR is related only to the fixed node, the mobile node participating in the first TWR 402 and the second TWR 404 may be different. Therefore, FIG. 4 illustrates that the same effect as that of FIG. 2 occurs by performing the above-described operation of FIG. 3. The frequency shift of the fixed node can be updated for each performance of FIG. As an example from FIG. 4, the frequency shift of the fixed node N A 104 and the fixed node N B 106 using Equations 4, 5, and 7 is shown.
Figure 112009050738613-PAT00045
Can be calculated from the following equation.

Figure 112009050738613-PAT00046
Figure 112009050738613-PAT00046

Figure 112009050738613-PAT00047
Figure 112009050738613-PAT00047

고정노드 NC(108)와 고정 노드 ND(110)의 주파수편이

Figure 112009050738613-PAT00048
는 수식 12에서 구한
Figure 112009050738613-PAT00049
를 사용하여 다음 식으로부터 계산할 수 있다.Frequency Shift of Fixed Node N C 108 and Fixed Node N D 110
Figure 112009050738613-PAT00048
Is obtained from Equation 12
Figure 112009050738613-PAT00049
Can be calculated from

Figure 112009050738613-PAT00050
Figure 112009050738613-PAT00050

Figure 112009050738613-PAT00051
Figure 112009050738613-PAT00051

도 2 내지 도 3을 참조하여 상술한 바와 같은 산출 과정을 수행함으로써, 도 1에 도시한 고정 노드 NA(104)-NM(112)-고정 노드 NB(106) 쌍과, 이동 노드 고정 노드 NA(104)-NM(112)-고정 노드 NC(108) 쌍과, 고정 노드 NA(104)-NM(112)-고정 노드 ND(110) 쌍의 관계로부터

Figure 112009050738613-PAT00052
,
Figure 112009050738613-PAT00053
,
Figure 112009050738613-PAT00054
를 구하면 TDOA를 이용하여 이동 노드 NM(112)의 위치를 추정할 수 있다. 또한, 더 많은 고정 노드의 경우에도 동일하게 노드 쌍으로부터 거리의 차이를 구함으로써, TDOA를 이용하여 이동 노드 위치를 추정할 수 있다.By performing the calculation process as described above with reference to FIGS. 2 to 3, the fixed node N A 104 -N M 112 -fixed node N B 106 pair and mobile node fixed shown in FIG. 1 are fixed. From the relationship of a node N A 104 -N M 112 -fixed node N C 108 pair and a fixed node N A 104 -N M 112 -fixed node N D 110 pair
Figure 112009050738613-PAT00052
,
Figure 112009050738613-PAT00053
,
Figure 112009050738613-PAT00054
By using, TDOA can be used to estimate the location of mobile node N M 112. In addition, even in the case of more fixed nodes, it is possible to estimate the position of the mobile node by using the TDOA by obtaining the difference in distance from the pair of nodes.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동 노드의 위치를 추정하는 과정을 나타낸 플로우차트이다. 5 is a flowchart illustrating a process of estimating a position of a mobile node according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 일 예로서, 도 1에 도시한 바와 같이 위치 서버(102), 소수의 고정 노드인 NA(104), NB(106), NC(108), ND(110) 및 이동 노드(NM, 112)를 포함하는 무선 센서망에서 각 고정노드들은 미리 정해진 위치에 설치하고, 각 고정 노드 쌍을 고정 노드 NB(106)-고정 노드 NA(104)-위치 서버(102), 고정 노드 NC(108)-고정 노드 NA(104)-위치 서버(102), 고정 노드 ND(110)-고정 노드 NA(104)- 위치 서버(102)와 같이 구성함으로써 위치추정시스템을 구축한다(단계502).Referring to FIG. 5, as an example, as shown in FIG. 1, a location server 102, a few fixed nodes N A 104, N B 106, N C 108, and N D 110 In the wireless sensor network including the mobile node (N M , 112), each fixed node is installed at a predetermined position, and each fixed node pair is fixed node N B 106-fixed node N A 104-position. Server 102, fixed node N C 108-fixed node N A 104-location server 102, fixed node N D 110-fixed node N A 104-location server 102 By constructing, a position estimation system is constructed (step 502).

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 고정 노드 NA(104)에서 거리추정프레임을 방송하면, 그 외 고정노드 NB(106), NC(108), ND(110)는 거리추정 프레임들에 대한 각 고정노드에서의 수신 시각을 저장한다(단계504).As shown in FIG. 3, when the distance estimation frame is broadcast from the fixed node N A 104, the other fixed nodes N B 106, N C 108, and N D 110 are distance estimation frames. The reception time at each fixed node for is stored (step 504).

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 이동 노드 NM(112)는 고정 노드 NA(104)의 거리추정프레임에 대한 응답으로 거리추정프레임을 방송하면, 모든 고정노드 NA(104), NB(106), NC(108), ND(110)는 거리추정 프레임들에 대한 각 고정노드에서의 수신 시각을 저장한다(단계506).And, the mobile node N M (112) is fixed node N A (104) away when broadcasting the distance estimation frame in response to the estimated frames, all the fixed nodes N A (104) as shown in Figure 3, N B 106, N C 108, and N D 110 store the reception time at each fixed node for the distance estimation frames (step 506).

그리고, 도 3에 도시한 바와 같이 고정노드 NB(106), NC(108), ND(110)는발생한 거리추정 프레임 수신 시각정보를 담아 거리추정프레임으로 고정 노드 NA(104)로 전달하고, 고정노드 NA(104)는 고정노드 NB(106), NC(108), ND(110)로부터 수신되는 거리추정프레임으로부터 각 고정노드에서 취득한 시각정보와 각 고정노드에서 전송한 거리추정프레임의 수신시각정보를 저장한다(단계508).3, the fixed nodes N B 106, N C 108, and N D 110 store the received distance estimation frame reception time information to the fixed node N A 104 as the distance estimation frame. The fixed node N A 104 transmits time information obtained from each fixed node and distance information obtained from the distance estimation frames received from the fixed nodes N B 106, N C 108, and N D 110. The reception time information of one distance estimation frame is stored (step 508).

그리고, 도 2에 도시한 바와 같이 고정노드 NA(104)을 기준으로 각 고정노드의 주파수편이를 계산한다(단계510).As shown in FIG. 2, the frequency shift of each fixed node is calculated based on the fixed node N A 104 (step 510).

그리고, 수식6에 따라 갱신된 주파수 편이와 최근에 취득한 프레임 송신 및 수신시각정보를 적용하여 이동노드를 중심으로 고정 노드 쌍에 따라 고정노드간의 거리차이인 DBA=DB-DA, DCA=DC-DA, DDA=DD-DA를 계산한다(단계512).In addition, D BA = D B -D A , D CA , which is a distance difference between fixed nodes according to a fixed node pair based on a mobile node by applying the frequency shift updated according to Equation 6 and recently acquired frame transmission and reception time information. Calculate = D C -D A , D DA = D D -D A (step 512).

그리고, 알고 있는 고정노드의 위치정보와 이동노드를 중심으로 고정노드간의 거리차이 등을 TDOA에 적용하여 이동노드의 위치를 추정한다(단계514).Then, the position of the mobile node is estimated by applying the known location information of the fixed node and the distance difference between the fixed nodes based on the mobile node to the TDOA (step 514).

도 6은 도 1의 위치추정 시스템 구성에서 본 발명에 따라 다수의 이동노드에 대하여 하나의 특정 고정노드에서 거리추정프레임을 전송하고, 이 후 각 이동노드에서 한번씩 거리추정프레임을 전송하고, 나머지 고정노드들은 거리추정프레임 수신시각을 얻고, 시각정보를 하나의 위치서버로 전달하여 이동노드의 위치를 추정하는 과정을 나타낸 도면이다. 도 3과 유사하며, 이동노드가 다수인 환경에서도 동일한 형태로 수행될 수 있음을 나타내고 있다. 특정 고정노드의 거리추정 프레임 전송(S602)에 대하여 각 이동노드가 별도의 거리추정 프레임 전송(S604, S606)을 수행하고, 각 고정노드들은 발생한 시각정보를 거리추정프레임 전송(S608, S610, S612)으로 전달한다.FIG. 6 transmits a distance estimation frame from one specific fixed node to a plurality of mobile nodes according to the present invention in the position estimation system configuration of FIG. 1, and then transmits the distance estimation frame once from each mobile node, and then fixes the remaining fixed frames. The nodes obtain a distance estimation frame reception time and show the process of estimating the position of the mobile node by transmitting the time information to one location server. Similar to FIG. 3, it can be performed in the same form even in a plurality of mobile nodes. Each mobile node performs separate distance estimation frame transmission (S604, S606) with respect to the distance estimation frame transmission (S602) of a specific fixed node, and each fixed node transmits the distance estimation frame with the generated time information (S608, S610, S612). ).

따라서, 무선 센서망에서 소수의 고정 노드를 알고 있는 위치에 설치함으로써 위치서버에서 고정 노드들의 주파수 편이를 추정하고, 또한 주파수 편이를 적용하여 이동노드를 중심으로 고정노드간의 거리 차이를 추정하고, 이로부터 TDOA를 이용한 다수의 이동 노드의 위치를 추정할 수 있다.Therefore, by installing a small number of fixed nodes in the wireless sensor network, the frequency shift of fixed nodes is estimated in the location server, and the distance difference between fixed nodes is estimated by applying the frequency shift. From the TDOA it is possible to estimate the position of a plurality of mobile nodes.

이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여 러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.In the above description, the present invention has been described with reference to preferred embodiments, but the present invention is not necessarily limited thereto, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains may have various limitations without departing from the technical spirit of the present invention. It will be readily appreciated that various substitutions, modifications and variations are possible.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 이동노드의 위치를 추정하는데 적합한 무선 센서망의 구성을 나타낸 도면,1 is a view showing the configuration of a wireless sensor network suitable for estimating the position of a mobile node according to an embodiment of the present invention;

도 2는 두 번 연속된 TWR 수행 과정을 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating a process of performing two consecutive TWRs.

도 3은 본 발명에 따라 거리추정 수행 및 시각 정보의 전달 과정을 나타낸 도면,3 is a view showing a process of performing distance estimation and transmitting visual information according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따라 고정노드들의 주파수편이를 구할 수 있는 연속된 TWR 수행을 나타낸 도면,4 is a view showing a continuous TWR to obtain a frequency shift of fixed nodes according to the present invention,

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동 노드의 위치를 추정하는 과정을 나타낸 플로우차트.5 is a flowchart illustrating a process of estimating a position of a mobile node according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

102 : 위치 서버 104, 106, 108, 110 : 고정 노드102: location server 104, 106, 108, 110: fixed node

112 : 이동 노드112: moving node

Claims (7)

소수의 고정 노드를 포함하는 무선 센서망에서 이동 노드의 위치를 추정하는 방법으로서,A method of estimating the position of a mobile node in a wireless sensor network including a few fixed nodes, 상기 소수의 고정 노드들의 미리 정해진 위치를 기반으로 각각의 고정 노드들간에 연결하는 고정 노드 쌍들을 구성하는 제 1 단계;A first step of configuring fixed node pairs connecting between each fixed node based on a predetermined position of the few fixed nodes; 상기 소수의 고정 노드 중 특정 고정 노드에서 거리추정프레임을 외부로 방송하고, 다른 고정 노드는 상기 소수의 고정 노드 각각의 상기 거리추정프레임에 대한 수신 시각정보를 저장하는 제 2 단계;A second step of broadcasting a distance estimation frame to an outside at a specific fixed node of the small number of fixed nodes, and the other fixed node storing the received time information of the distance estimation frame of each of the small number of fixed nodes; 상기 소수의 고정노드 각각은 이동노드에서 응답으로 방송하는 거리추정프레임에 대한 수신 시각정보를 저장하는 제 3 단계;A third step of storing the received time information on the distance estimation frame broadcasted by the mobile node in response to each of the fixed nodes; 상기 소수의 고정 노드 각각이 상기 거리추정프레임에 대한 수신 시각정보를 거리추정프레임에 담아 상기 특정 고정노드로 전달하고, 상기 특정 고정노드에서 프레임에 포함된 시각정보와 거리추정프레임의 수신시각정보를 저장하는 제 4 단계;Each of the fixed nodes may receive the received time information of the distance estimation frame in the distance estimation frame and transmit the received time information to the specific fixed node, and the time information included in the frame and the received time information of the distance estimation frame in the specific fixed node. A fourth step of storing; 상기 소수의 고정 노드 간에 거리추정프레임의 전달 수행 및 수신 시각정보 전달에서 발생한 수신 시각정보들을 취합하는 절차를 연속으로 수행하는 결과로부터 상기 각 고정노드의 주파수편이를 추정하는 제 5 단계;A fifth step of estimating a frequency shift of each fixed node from a result of successively performing a procedure of performing a distance estimation frame transfer between the small number of fixed nodes and collecting reception time information generated in transmission of received time information; 상기 소수의 고정노드들간의 주파수 편이, 수신 시각정보 및 상기 소수의 고정노드들간의 거리정보를 기반으로 상기 이동노드를 중심으로 고정 노드 쌍에 따라 고정노드간의 거리차이를 추정하는 제 6 단계; 및Estimating a distance difference between fixed nodes based on a pair of fixed nodes based on the mobile node based on frequency shifts between the small number of fixed nodes, reception time information, and distance information between the small number of fixed nodes; And 상기 이동노드를 중심으로 추정한 고정노드간의 거리차이와 상기 소수의 고정노드 각각의 위치정보를 TDOA(Time Difference Of Arrival)에 적용하여 상기 이동 노드의 위치를 추정하는 제 7 단계;A seventh step of estimating the position of the mobile node by applying a distance difference between fixed nodes estimated based on the mobile node and position information of each of the fixed nodes to a time difference of arrival (TDOA); 를 포함하는 무선 센서망에서의 이동 노드의 위치 추정 방법.Position estimation method of a mobile node in a wireless sensor network comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 4 단계는, The fourth step, 특정거리추정프레임 전달 수행에서 발생한 시각정보를 하나의 특정 고정노드로 전달하고, 그 외 고정노드로부터 전송된 거리추정 프레임에 대한 특정 고정노드에서의 수신시각정보를 특정 고정노드에서 저장하는 제 4-1 단계;A fourth method of transmitting the visual information generated in the transmission of the specific distance estimation frame to one specific fixed node and storing the received time information at the specific fixed node for the distance estimation frame transmitted from the other fixed node at the specific fixed node; Stage 1; 상기 고정노드에서 발생한 거리추정 프레임 수신 시각정보를 담아 거리추정프레임으로 특정 고정노드로 전달하고, 특정 고정노드는 다른 고정노드로부터 수신되는 거리추정프레임으로부터 각 고정노드에서 취득한 시각정보와 각 고정노드에서 전송한 거리추정프레임의 수신시각정보를 저장하는 제 4-2 단계;The distance estimation frame received time information generated at the fixed node is received and transmitted to a specific fixed node as a distance estimation frame, and the specific fixed node is obtained from each fixed node and time information obtained from each fixed node from a distance estimation frame received from another fixed node. Step 4-2 of storing the received time information of the transmitted distance estimation frame; 상기 고정노드에서 발생한 거리추정 프레임 수신 시각정보를 담아 거리추정프레임으로 특정 고정노드로 전달하고, 특정 고정노드는 다른 고정노드로부터 수신되는 거리추정프레임으로부터 각 고정노드에서 취득한 시각정보와 각 고정노드에서 전송한 거리추정프레임의 수신시각정보를 저장하는 제 4-3 단계;The distance estimation frame received time information generated at the fixed node is received and transmitted to a specific fixed node as a distance estimation frame, and the specific fixed node is obtained from each fixed node and time information obtained from each fixed node from a distance estimation frame received from another fixed node. Step 4-3 of storing received time information of the transmitted distance estimation frame; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 를 포함하는 무선 센서망에서의 이동 노드의 위치 추정 방법.Position estimation method of a mobile node in a wireless sensor network comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계는,The first step is, 특정 고정 노드를 기준으로 상기 고정 노드 쌍을 구성하여 그에 대응하는 상기 시각 정보를 저장 관리하는 것을 특징으로 하는 무선 센서망에서의 이동 노드의 위치 추정 방법.The method of estimating the position of a mobile node in a wireless sensor network, comprising: configuring the fixed node pair based on a specific fixed node and storing and managing the visual information corresponding thereto. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 4 단계는,The fourth step, 특정 고정 노드를 제외한 그 외의 고정노드로부터 거리추정프레임 전달 감시에서 취득한 프레임의 수신시각정보를 거리추정프레임으로 송신하고, 특정 고정 노드에서 프레임 수신시각을 저장하는 것을 특징으로 하는 무선 센서망에서의 이동 노드의 위치 추정 방법.Transmitting the received time information of the frame obtained by the distance estimation frame transmission monitoring from the other fixed nodes other than the specific fixed node to the distance estimation frame, and storing the frame receiving time at the specific fixed node. How to estimate the position of a node. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 5 단계는,The fifth step, 거리추정 프레임 전달 및 시각정보 전달에서 발생한 시각정보를 취합하는 절차를 연속으로 수행하는 결과로부터 노화, 온도 등의 환경변화에 대하여 변할 수 있는 고정노드의 주파수편이를 계속적으로 추정하는 것을 특징으로 하는 무선 센서망에서의 이동 노드의 위치 추정 방법.From the results of continuously performing the process of collecting the distance estimation frame and visual information generated from the transmission of visual information, the frequency shift of the fixed node that can vary with environmental changes such as aging and temperature is continuously estimated. A method for estimating the position of a mobile node in the sensor network. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 6 단계는,The sixth step, 고정노드들의 주파수 편이와 최근에 취득한 시각정보와 노드간의 거리정보를 적용하여 이동노드를 중심으로 고정 노드 쌍에 따라 고정노드간의 거리차이를 추정하는데 이동노드에서 전달된 정보가 사용되지 않는 것을 특징으로 하는 무선 센서망에서의 이동 노드의 위치 추정 방법.The information transmitted from the mobile node is not used to estimate the distance difference between the fixed nodes according to the fixed node pair based on the mobile node by applying the frequency shift of the fixed nodes and the recently acquired visual information and the distance information between the nodes. Position estimation method of a mobile node in a wireless sensor network. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 6 단계는,The sixth step, 고정노드들의 주파수 편이와 최근에 취득한 시각정보와 노드간의 거리정보를 적용하여 이동노드를 중심으로 고정 노드 쌍에 따라 고정노드간의 거리차이를 추정하는데 현재 측정된 시각정보를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 센서망에서의 이동 노드의 위치 추정 방법.Radio frequency, characterized in that the currently measured time information is used to estimate the distance difference between fixed nodes according to a fixed node pair centered on the mobile node by applying the frequency shift of the fixed nodes and the recently acquired time information and distance information between nodes. A method for estimating the position of a mobile node in the sensor network.
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