KR20110035888A - 무선 측위 방법 - Google Patents

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KR20110035888A
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여건민
권재균
윤경수
안강일
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한국전자통신연구원
영남대학교 산학협력단
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Abstract

수신 노드에서 송신 노드 사이의 거리를 구하여 위치를 측위하는 방법으로서, 송신 노드로부터 측위 신호를 수신하여 지연 탭을 측정하고, 지연 탭을 이용하여 수신 노드와 송신 노드 사이의 거리를 임시로 결정하여 기준 거리와 비교한 후, 전파 지연을 이용한 거리 추정 방법과 지연 확산을 이용한 거리 추정 방법 중 어느 하나를 선택하여 최종 거리를 추정한다.

Description

무선 측위 방법{WIRELESS LOCATION MEASUREMENT METHOD}
본 발명은 무선 측위 방법에 관한 것이다.
무선 측위(location measurement)는 무선 통신을 이용하여 위치, 속도 또는 기타 사물의 특징에 관한 정보를 취득하는 기술로서, 위성을 이용하는 GPS(Global Positioning System) 방식이나 GPS 방식에 다른 기술을 결합한 하이브리드 방식으로 측위 정확도를 높일 수 있다. 그러나 GPS 방식은 정확도가 높은 기술임에도 불구하고, 위성에서 직선가시경로(Line Of Sight, LOS)에 위치하지 않는 영역, 특히 실내에서는 GPS 신호를 수신하지 못할 수 있다. 지상에서 신호를 재전송하더라도 신호 간섭, 원근문제(near-far problem), 동기 문제 등이 발생할 수 있다. 게다가 GPS 수신기를 장착한 노드만이 그 신호를 수신할 수 있다. 이러한 GPS 방식의 한계를 해결하기 위해 다양한 무선 측위 방법이 연구되었다.
무선 측위 방법에는 수신 각도를 이용하는 AOA(Angle Of Arrival) 방법, 수신 신호 세기를 이용하는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 방법, 전파의 도달 시각을 이용하는 TOA(Time Of Arrival) 방법, 전파의 도달 시간 차이를 이용하는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 방법, 전파의 지연 확산을 이용하는 DSOA(Delay Spread Of Arrival) 방법 등이 있다. 이 중에서 TOA와 TDOA 방법은 전파 지연(propagation delay)를 이용한 방법이고, DSOA 방법은 지연 확산(delay spread)을 이용한 방법으로서 거리를 추정하는데 많이 이용된다. 그러나 TOA와 TDOA 방법은 송수신 노드가 멀리 위치한 경우, 수신한 신호의 세기가 약하고 채널 페이딩이 더해져 정확한 거리를 추정하는데 한계가 있다. DSOA 방법은 송수신 노드가 가까이 위치한 경우, 확산이 미미해서 분해능(resolution)의 한계가 있는 수신 노드에서 정확한 거리를 추정하기 어려울 수 있다. 따라서 송수신 노드 사이의 거리가 가까우면 전파 지연을 이용한 TOA와 TDOA 방법이 측위 정확도가 높고, 송수신 노드 사이의 거리가 멀면 DSOA 방법이 측위 정확도가 높을 수 있다. 따라서 하나의 측위 방법만을 사용하는 경우에는 거리에 따라 측위 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 측위 정확도를 향상시킬 수 있는 무선 측위 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따른 수신 노드에서 상기 수신 노드와 송신 노드 사이의 거리를 구하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 중 어느 하나의 위치를 측위하는 방법으로서, 상기 송신 노드로부터 측위 신호를 수신하는 단계, 상기 측위 신호에 기초하여 지연 탭을 측정하는 단계, 상기 지연 탭을 이용하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 거리를 임시로 결정하는 단계, 임시로 결정한 거리와 기준 거리를 비교하는 단계, 상기 비교 결과에 따라 전파 지연을 이용한 거리 추정 방법과 지연 확산을 이용한 거리 추정 방법 중 어느 하나를 선택하는 단계, 그리고 상기 선택한 추정 방법으로 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 최종 거리를 추정하는 단계를 포함한다.
상기 임시로 결정하는 단계는 도달 시각 방법, 도달 시각 차이 방법, 도달 지연 확산 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 거리를 임시로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 선택하는 단계는, 상기 임시로 결정한 거리가 상기 기준 거리 이하이면, 상기 전파 지연을 이용한 거리 추정 방법을 선택하는 단계, 그리고 상기 임시로 결정한 거리가 상기 기준 거리보다 길면, 상기 지연 확산을 이용한 거리 추정 방법을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최종 거리를 추정하는 단계는 상기 지연 탭을 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
사이 방법은 상기 최종 거리를 이용하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 중 어느 하나의 위치를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 위치를 결정하는 단계는 삼각 측량에 기반한 방법을 이용하여 상기 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 수신 노드에서 상기 수신 노드와 송신 노드 사이의 거리를 구하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 중 어느 하나의 위치를 측위하는 방법으로서, 상기 송신 노드로부터 측위 신호를 수신하는 단계, 상기 측위 신호에 기초하여 지연 탭을 측정하는 단계, 상기 지연 탭을 이용하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 복수의 거리를 추정하는 단계, 그리고 상기 복수의 거리의 분포에 기초하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 최종 거리를 추정하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 거리는 전파 지연을 이용하여 추정한 적어도 하나의 거리와 지연 확산을 이용하여 추정한 적어도 하나의 거리를 포함할 수 있다.
상기 전파 지연을 이용한 추정한 거리는 상기 지연 탭 중 소정 탭의 지연 시각을 이용하여 추정한 거리를 포함할 수 있다.
상기 최종 거리를 추정하는 단계는 상기 복수의 거리의 평균을 상기 최종 거리로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 평균은 상기 복수의 거리 각각에 설정된 가중치를 고려한 가중 평균일 수 있다.
상기 최종 거리를 추정하는 단계는 상기 복수의 거리 사이의 차이에 기초하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최종 거리를 추정하는 단계는 상기 복수의 거리 사이의 최대 거리 차이와 제1 기준값을 비교하는 단계, 상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값 이하인 경우에 상기 복수의 거리를 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계, 그리고 상기 수신 노드의 위치를 측위하는 경우에 상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값보다 크면 상기 송신 노드를 상기 측위에서 제외하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 최종 거리를 추정하는 단계는 상기 복수의 거리 사이의 최대 거리 차이와 제1 기준값을 비교하는 단계, 상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값 이하인 경우에 상기 복수의 거리를 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계, 상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 복수의 거리 중 거리 차이가 상기 제1 기준값보다 작은 제2 기준값 이하에 해당하는 둘 이상의 거리가 존재하는지 판단하는 단계, 상기 둘 이상의 거리가 존재하는 경우, 상기 둘 이상의 거리를 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계, 그리고 상기 수신 노드의 위치를 측위하는 경우에 상기 둘 이상의 거리가 존재하지 않으면 상기 송신 노드를 상기 측위에서 제외하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 송수신 노드 사이의 거리에 관계없이 측위 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 측위 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 지연 탭을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 측위 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 측위 방법을 나타내는 흐름도와 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 도면을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 측위 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 측위 방법을 나타내는 도면이다.
도 1을 참고하면, 측위 대상 노드(100)의 위치는 측위 대상 노드(100)와 복수의 참조 노드(reference node) 사이의 거리를 이용하여 결정된다. 복수의 참조 노드(200-400)를 각각 중심으로 하고 참조 노드(200-400)와 측위 대상 노드(100) 사이의 거리를 반지름으로 하는 복수의 원을 그릴 때, 복수의 원이 중첩되는 위치가 측위 대상 노드(100)의 위치로 결정될 수 있다. 복수의 원이 중첩되는 위치는 측위 대상 노드(100)와 각 참조 노드(200-400) 사이의 거리를 알면, 삼각 측량에 기반한 최소제곱법 등의 알고리즘을 이용하여 구할 수 있다. 이때 측위 대상 노드(100)와 각 참조 노드(200-400) 사이의 거리는 상향 링크 측위 또는 하향 링크 측위로 구할 수 있다. 상향 링크 측위는 측위 대상 노드(100)가 측위 신호를 송신하는 송신 노드이고, 참조 노드(200-400)가 측위 신호를 수신하는 수신 노드인 측위 방법이고, 하향 링크 측위는 참조 노드(200-400)가 측위 신호를 송신하는 송신 노드이고, 측위 대상 노드(100)가 측위 신호를 수신하는 수신 노드인 측위 방법이다. 이하 본 발명에서는 측위 대상 노드(100)가 수신 노드인 하향 링크 측위를 위주로 설명하지만, 상향 링크 측위에도 적용될 수 있다. 다음으로 측위 대상 노드(100)와 각 참조 노드(200-400) 사이의 거리를 구하는 방법에 대해 살펴본다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 지연 탭을 나타내는 도면이다.
도 2를 참고하면, 측위 대상 노드(도 1의 100)에서 측위 신호를 수신하여 전파의 지연 탭(delay tab)을 구한다. 지연 탭의 가로축은 전파의 도달 시각으로서 전파의 지연 시각을 나타내고, 세로축은 신호의 세기를 나타낸다. 측위 대상 노드(100)는 이러한 지연 탭 분포를 통해 첫 번째 지연 탭(11)과 신호의 세기가 최대인 최대 지연 탭(12)을 포함하는 지연 탭의 지연 시각을 알 수 있고, 또한 지연이 확산된 정도인 지연 확산 값을 구할 수 있다. 지연 탭을 통해 구한 지연 시각 또는 지연 확산 값은 거리에 비례하기 때문에 이를 이용하여 송수신 노드 사이의 거리를 추정할 수 있다.
지연 시각을 이용한 거리 추정은 전파 지연 특성을 이용한 방법으로서, 도달 시각(Time Of Arrival, TOA) 방법 또는 도달 시각 차이(Time Difference of Arrival, TDOA) 방법으로 구할 수 있다. 이때 지연 탭에서 어느 탭의 도달 시각을 기준으로 거리를 추정하느냐에 따라 측위 정확도가 달라질 수 있다. 만약 참조 노드(예를 들면 도 1의 200)로부터의 첫 번째 지연 탭의 신호 세기가 최대라면, 측위 대상 노드(100)와 해당 참조 노드(200)가 직선가시경로에 위치한 경우이므로, 첫 번째 지연 탭의 도달 시각을 이용하여 거리를 추정하면 된다. 그러나 전파의 반사 또는 회절 등으로 도 2와 같이 첫 번째 지연 탭(11)의 크기가 최대가 아닌 지연 탭의 분포를 보일 수 있다. 이 경우 직선 가시 경로에 있지 않은 측위 대상 노드(100)와 참조 노드(200) 사이의 거리 추정을 위해 어느 지연 탭을 선택하느냐가 중요하다. 이때 지연 탭의 첫 번째 지연 탭(11)의 지연 시각, 신호의 세기가 최대인 최대 지연 탭(12)의 지연 시각 또는 문턱 값(threshold)을 넘는 지연 탭 중에서 가장 먼저 도달한 탭의 지연 시각 등을 이용하여 거리를 추정할 수 있다. 또는 통계적인 계산 방법, 예를 들면 지연 시각의 평균을 이용하여 거리를 구할 수 있다.
지연 확산을 이용한 거리 추정은 도달 지연 확산(Delay Spread of Arrival, DSOA) 방법으로 구할 수 있다. 지연 확산 값은 최소 지연 시각과 최대 지연 시각의 차이로 구하거나, 문턱값 이상인 지연 탭 중에서 최소 지연 시각과 최대 지연 시각의 차이로 구할 수 있다. 또는 통계적인 계산 방법, 예를 들면 각 지연 탭의 지연 시각의 제곱평균제곱근(Root Mean Square, RMS) 또는 각 지연 탭의 지연 시각의 표준 편차를 반영하여 지연 확산 값을 구할 수 있다.
이와 같이 지연 탭의 전파 지연 또는 지연 확산 정보를 이용하여 거리를 구할 수 있지만, 각 방법은 거리에 따라 정확도가 다르기 때문에 어느 하나의 방법으로 거리를 추정하면 측위 정확도가 떨어질 수 있다. 따라서 다음에서 거리에 따라 선택적으로 전파 지연과 지연 확산을 이용한 거리 추정 방법을 이용하거나, 복합적으로 두 방법을 이용하여 오차를 줄이는 측위 방법에 대해 살펴본다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 측위 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 하향 링크 측위의 경우, 측위 대상 노드(도 1의 100)가 참조 노드(예를 들면 도 1의 200)로부터 측위 신호를 수신하여 지연 탭을 측정한다(S310).
측위 대상 노드(100)는 지연 탭을 이용하여 거리를 추정하고 추정한 거리를 임시 추정 거리로 결정한다(S320). 임시 추정 거리는 전파 지연을 이용한 추정 방법과 지연 확산을 이용한 추정 방법을 선택하기 위한 정보로 이용된다. 이 임시 추정 거리는 지연 탭을 이용한 다양한 방법으로 결정될 수 있으며, 다양한 방법은 TOA, TDOA, DSOA 방법 중 어느 하나의 방법일 수 있다.
측위 대상 노드(100)는 임시 추정 거리와 기준 거리를 비교한다(S330). 기준 거리는 전파 지연을 이용한 추정 방법과 지연 확산을 이용한 추정 방법을 사용할 때 거리에 따라 발생하는 오차를 고려하여 결정할 수 있다.
임시 추정 거리와 기준 거리를 비교한 결과, 임시 추정 거리가 기준 거리 이하이면 측위 대상 노드(100)는 전파 지연을 이용한 추정 방법으로 최종 거리를 추정한다(S340). 임시 추정 거리가 기준 거리보다 길면 측위 대상 노드(100)는 지연 확산을 이용한 추정 방법으로 최종 거리를 추정한다(S350). 측위 대상 노드(100)는 전파 지연 또는 지연 확산을 이용하여 최종 거리를 추정할 때 지연 탭을 이용할 수 있다. 특히 전파 지연을 이용하는 경우, TOA 또는 TDOA 방법으로 구할 수 있고, 지연 확산을 이용하는 경우, DSOA 방법으로 구할 수 있다.
위치를 결정하기 위해서는 복수의 참조 노드와의 거리 정보가 필요하므로, 측위 대상 노드(100)는 하나 이상의 다른 참조 노드(도 1의 300, 400)와의 거리를 추정하여 측위 대상 노드(100)의 위치를 계산한다(S360). 위치를 계산하는 방법은 다양할 수 있고, 예를 들면 삼각 측량에 기반한 방법을 이용하여 구할 수 있다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 측위 방법을 나타내는 흐름도와 도면이다.
도 4를 참고하면, 측위 대상 노드(도 1의 100)가 참조 노드(예를 들면 도 1의 200)로부터 측위 신호를 수신하여 지연 탭을 측정한다(S410).
측위 대상 노드(100)는 지연 탭을 이용하여 복수의 거리를 추정한다(S420). 각 추정 거리는 전파 지연을 이용한 추정 방법과 지연 확산을 이용한 추정 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 구할 수 있으며, 복수의 추정 거리는 각각 다른 정보를 이용하여 구한다. 예를 들어, 복수의 추정 거리는 첫 번째 지연 탭의 지연 시각으로 추정한 거리, 최대 신호 세기를 나타내는 지연 탭의 지연 시각으로 추정한 거리 그리고 지연 확산 값을 이용하여 추정한 거리일 수 있다.
측위 대상 노드(100) 복수의 추정 거리의 분포를 고려하여 최종 거리를 추정한다(S430). 최종 거리는 통계적인 계산 방법 예를 들면, 복수의 추정 거리의 평균또는 각 거리의 가중치를 고려한 가중 평균으로 결정할 수 있다. 이때 복수의 추정 거리 사이의 차이가 클 경우 통계적인 계산 방법을 이용하여 보정하더라도 오차가 커질 수 있으므로, 오차를 줄이기 위한 방법을 다음에서 살펴본다.
도 5를 참고하면, 지연 탭을 이용하여 측위 대상 노드(도 1의 100)와 참조 노드(예를 들면 도 1의 200) 사이의 복수의 추정 거리, 예를 들어 세 개의 추정 거리(R1-R3)를 구한다. 그리고 측위 대상 노드(100)와 참조 노드(200) 사이의 최종 거리를 결정할 때 복수의 추정 거리간의 거리 차이를 고려한다. 복수의 추정 거리(R1-R3)가 비슷하게 분포한 경우 복수의 추정 거리(R1-R3)를 모두 이용하여 거리를 추정하면 측위 정확도를 높일 수 있는 반면, 복수의 추정 거리(R1-R3) 사이의 차이가 큰 경우, 복수의 추정 거리(R1-R3)를 이용하면 측위 정확도가 낮아질 수 있기 때문이다.
측위 대상 노드(100)는 복수의 추정 거리(R1-R3) 사이의 최대 거리 차이가 기준값 이하이면 복수의 추정 거리(R1-R3)를 모두 고려하여 최종 거리를 추정한다. 그러나 최대 거리 차이가 기준값을 넘으면 이는 복수의 추정 거리(R1-R3) 사이의 오차가 크기 때문에, 참조 노드(200)를 측위에서 제외할 수 있다. 또는 최대 거리 차이가 기준값을 넘더라도 복수의 추정 거리(R1-R3)에서 유사한 분포를 보이는 추정 거리(R2, R3)만을 최종 거리를 구하는데 이용할 수 있다. 유사한 분포인지의 판단은 앞에서 언급한 기준값과 다른 기준값을 설정하여 할 수 있으며, 추정 거리(R2, R3) 사이의 거리가 다른 기준값 이하인 경우에 해당 추정 거리(R2, R3)를 유사한 분포를 보이는 추정 거리로 판단할 수 있다.
도 6을 참고하면, 측위 대상 노드(도 1의 100)가 참조 노드(예를 들면 도 1의 200)로부터 측위 신호를 수신하여 지연 탭을 측정한다(S610).
측위 대상 노드(100)는 지연 탭을 이용하여 복수의 거리(예를 들면 도 5의 R1-R3)를 추정한다(S620). 각 추정 거리는 전파 지연을 이용한 추정 방법과 지연 확산을 이용한 추정 방법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 구할 수 있다.
측위 대상 노드(100)는 복수의 추정 거리(R1-R3) 사이의 최대 거리 차이와 기준값을 비교한다(S630).
측위 대상 노드(100)는 최대 거리 차이가 기준값 이하인 경우에 복수의 추정 거리(R1-R3)를 이용하여 최종 거리를 추정한다(S640). 최종 거리는 복수의 추정 거리(R1-R3)를 이용한 통계적인 계산 방법으로 구할 수 있으며, 예를 들면 복수의 추정 거리의 평균 또는 각 거리에 가중치를 고려한 가중 평균으로 구할 수 있다.
측위 대상 노드(100)는 최대 거리 차이가 기준값보다 큰 경우에 참조 노드(200)를 측위에서 제외한다(S650). 최대 거리 차이가 기준값보다 큰 참조 노드를 측위에 이용하면 측위에 오차가 발생할 수 있기 때문이다.
이와 같은 방법으로 다른 참조 노드(도 1의 300, 400)와의 거리도 추정하여 측위 대상 노드의 위치를 계산한다(S660). 이때 최대 거리 차이가 기준값을 넘는 경우 참조 노드(200)를 무조건 측위에서 제외하면, 측위에 필요한 참조 노드의 개수를 확보하지 못할 수 있다. 이와 같은 경우 복수의 추정 거리(R1-R3)간의 최대 거리 차이가 기준값을 넘는 참조 노드(200)를 제외하는 대신에, 복수의 추정 거리(R1-R3) 중에 유사한 분포를 보이는 추정 거리 만을 선택하여 측위에 이용할 수 있다.
도 7을 참고하면, 복수의 추정 거리의 분포를 고려하여 최종 거리를 추정하는 방법으로서, 측위 대상 노드(도 1의 100)는 참조 노드(예를 들면 도 1의 200) 사이의 복수의 추정 거리(예를 들면 도 5의 R1-R3)를 구하고(S710), 복수의 추정 거리(R1-R3)의 최대 거리 차이와 기준값을 비교한다(S720).
측위 대상 노드(100)는 최대 거리 차이가 기준값 이하인 경우에 복수의 추정 거리(R1-R3)를 이용하여 최종 거리를 추정한다(S730).
측위 대상 노드(100)는 최대 거리 차이가 기준값보다 큰 경우, 최대 거리 차이와 비교한 기준값과 다른 기준값을 설정하여, 다른 기준값보다 작은 둘 이상의 추정 거리가 존재하는지 판단한다(S740).
측위 대상 노드(100)는 둘 이상의 추정 거리가 존재하는 경우, 해당하는 추정 거리를 이용하여 최종 거리를 추정한다(S750).
측위 대상 노드(100)는 둘 이상의 추정 거리가 존재하지 않는 경우, 참조 노드(200)를 측위에서 제외한다(S760).
이와 같은 방법으로 복수의 참조 노드(도 1의 300, 400)와의 거리를 추정하여 측위 대상 노드(100)의 위치를 계산한다(S770).
이상 도 7에서는 복수의 거리 사이의 차이를 비교하는 기준값으로 두 개의 값을 설정하였지만, 추정한 복수의 거리의 개수를 고려하여 기준값의 개수를 늘려 거리 차이와 기준값을 단계적으로 비교할 수 있다.
이와 같이 측위 대상 노드(100)가 측위 신호를 수신하여 참조 노드(200-400)와의 거리를 계산하는 하향 링크 측위로 설명하였지만, 두 노드간의 거리를 구하는 방법은 상향 링크 측위에도 적용될 수 있다. 그리고 측위 대상 노드(100)에서 지연 탭을 측정하고, 이를 이용하여 거리를 구하는 방법을 설명하였으나, 측위 대상 노드(100)는 직접 자신의 위치를 계산하는 대신에 참조 노드(200-400)로부터 측위에 필요한 정보를 수집하여 다른 장치, 예를 들면 측위 서버(미도시) 또는 참조 노드(200-400)로 전송하여 다른 장치에서 자신의 위치를 계산하도록 할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 수신 노드에서 상기 수신 노드와 송신 노드 사이의 거리를 구하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 중 어느 하나의 위치를 측위하는 방법으로서,
    상기 송신 노드로부터 측위 신호를 수신하는 단계,
    상기 측위 신호에 기초하여 지연 탭을 측정하는 단계,
    상기 지연 탭을 이용하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 거리를 임시로 결정하는 단계,
    상기 임시로 결정한 거리와 기준 거리를 비교하는 단계,
    상기 비교 결과에 따라 전파 지연을 이용한 거리 추정 방법과 지연 확산을 이용한 거리 추정 방법 중 어느 하나를 선택하는 단계, 그리고
    상기 선택한 추정 방법으로 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 최종 거리를 추정하는 단계
    를 포함하는 무선 측위 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 임시로 결정하는 단계는
    도달 시각 방법, 도달 시각 차이 방법, 도달 지연 확산 방법 중 어느 하나를 이용하여 상기 거리를 임시로 결정하는 단계를 포함하는 무선 측위 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 선택하는 단계는,
    상기 임시로 결정한 거리가 상기 기준 거리 이하이면, 상기 전파 지연을 이용한 거리 추정 방법을 선택하는 단계, 그리고
    상기 임시로 결정한 거리가 상기 기준 거리보다 길면, 상기 지연 확산을 이용한 거리 추정 방법을 선택하는 단계
    를 포함하는 무선 측위 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 최종 거리를 추정하는 단계는
    상기 지연 탭을 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계를 포함하는 무선 측위 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 최종 거리를 이용하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 중 어느 하나의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 무선 측위 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 위치를 결정하는 단계는 삼각 측량에 기반한 방법을 이용하여 상기 위치를 결정하는 단계를 포함하는 무선 측위 방법.
  7. 수신 노드에서 상기 수신 노드와 송신 노드 사이의 거리를 구하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 중 어느 하나의 위치를 측위하는 방법으로서,
    상기 송신 노드로부터 측위 신호를 수신하는 단계,
    상기 측위 신호에 기초하여 지연 탭을 측정하는 단계,
    상기 지연 탭을 이용하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 복수의 거리를 추정하는 단계, 그리고
    상기 복수의 거리의 분포에 기초하여 상기 수신 노드와 상기 송신 노드 사이의 최종 거리를 추정하는 단계
    를 포함하는 무선 측위 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 복수의 거리는
    전파 지연을 이용하여 추정한 적어도 하나의 거리와 지연 확산을 이용하여 추정한 적어도 하나의 거리를 포함하는 무선 측위 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 전파 지연을 이용한 추정한 거리는
    상기 지연 탭 중 소정 탭의 지연 시각을 이용하여 추정한 거리를 포함하는 무선 측위 방법.
  10. 제7항에서,
    상기 최종 거리를 추정하는 단계는
    상기 복수의 거리의 평균을 상기 최종 거리로 추정하는 단계를 포함하는 무선 측위 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 평균은 상기 복수의 거리 각각에 설정된 가중치를 고려한 가중 평균인 무선 측위 방법.
  12. 제7항에서,
    상기 최종 거리를 추정하는 단계는
    상기 복수의 거리 사이의 차이에 기초하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계를 포함하는 무선 측위 방법.
  13. 제12항에서,
    상기 최종 거리를 추정하는 단계는,
    상기 복수의 거리 사이의 최대 거리 차이와 제1 기준값을 비교하는 단계,
    상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값 이하인 경우에 상기 복수의 거리를 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계, 그리고
    상기 수신 노드의 위치를 측위하는 경우에 상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값보다 크면 상기 송신 노드를 상기 측위에서 제외하는 단계
    를 포함하는 무선 측위 방법.
  14. 제12항에서,
    상기 최종 거리를 추정하는 단계는,
    상기 복수의 거리 사이의 최대 거리 차이와 제1 기준값을 비교하는 단계,
    상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값 이하인 경우에 상기 복수의 거리를 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계,
    상기 최대 거리 차이가 상기 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 복수의 거리 중 거리 차이가 제2 기준값 이하에 해당하는 둘 이상의 거리가 존재하는지 판단하는 단계,
    상기 둘 이상의 거리가 존재하는 경우, 상기 둘 이상의 거리를 이용하여 상기 최종 거리를 추정하는 단계, 그리고
    상기 수신 노드의 위치를 측위하는 경우에 상기 둘 이상의 거리가 존재하지 않으면 상기 송신 노드를 상기 측위에서 제외하는 단계
    를 포함하는 무선 측위 방법.
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