KR20150084187A - 기지국 위치 보정 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

이미 위치가 추정되어 위치DB(데이터베이스)에 저장된 무선통신 기지국이 이동 또는 삭제됨과 새로운 기지국이 추가되었음을 사용자들이 전송하는 스캔데이터를 통해 분석하고 감지하여 이를 위치DB 보정/갱신에 활용하는 기지국 위치 보정 장치 및 방법을 제시한다. 제시된 장치는 수집지점 및 수집지점에서 얻은 스캔데이터를 포함하는 수집데이터를 수집전용 단말로부터 제공받고 수집지점이 없는 스캔데이터를 사용자 서비스 단말로부터 제공받는 데이터 수집부, 수집데이터 또는 스캔데이터를 이용하여 동일 검색군의 기지국별 검색회수를 근거로 하는 기지국별 상관관계를 구하고 기지국별 상관관계를 근거로 기지국의 이동, 삭제, 추가 여부를 판단하는 판단부, 및 판단부의 판단 결과에 따라 이동과 삭제 및 추가 중의 어느 하나로 변화된 해당 기지국의 위치를 명시하는 위치 명시부를 포함한다.

Description

기지국 위치 보정 장치 및 방법{Apparatus and method for adjusting position of RF infrastructure}

본 발명은 기지국 위치 보정 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치DB에 저장되어 있는 무선통신 인프라 기지국이 이동 또는 삭제되었거나 새 기지국이 추가되었음을 사용자들이 전송하는 스캔데이터를 통해 분석하고 감지하여 이를 위치DB 보정/갱신에 활용하도록 하는 기지국 위치 보정 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선통신 인프라를 이용한 위치추정 기술은 인프라 종류 및 서비스 범위에 따라 다양한 방식으로 존재한다. 예를 들어, GNSS(Global Navigation Satellite System)는 지구 궤도상의 위성신호를 이용하여 사용자의 위치를 결정하는 시스템을 의미한다. 이와 유사하게 미국의 GPS(Global Positioning System), 러시아의 GLONASS(Global Navigation Satellite System) 및 유럽의 Galileo 등이 현재 운용 중이거나 운용 예정이다.

이러한 GNSS는 위성부와 수신부에 가시선(Direct Line Of Sight)이 직접 확보되는 평지나 교외 지역에서는 10m 이내의 높은 위치 정확도와 가용성을 제공한다. 그러나, 비 가시선(Non-Line Of Sight) 구간인 도심 밀집 지역에서는 다중 경로 오차로 인해 위치 오차가 50m 정도에 이르고, 특히 실내 지역에서는 수신감도가 저하되어 신호획득을 하지 못해 위치 결정이 어려운 점이 있다.

다른 무선통신 인프라 중 셀룰러 기반 위치추정 기술은 이동통신 기지국의 위치정보와 측정신호를 이용하여 사용자의 위치를 결정하는 기술이다. 구체적으로 셀룰러 기반 위치추정 기술은 단말장치에서 수신 가능한 기지국의 개수에 따라 Cell-ID, E-OTD(Enhanced-Observed Time Difference), AFLT(Advanced-Forward Link Trilateration) 등으로 분류된다. 도심 및 교회 대부분의 지역을 서비스 범위로 갖는 이동통신 인프라의 특성상 실외뿐만 아니라 실내에서도 위치 결정이 가능하다는 장점을 가진다. 그러나, 셀룰러 기반 위치추정 기술은 기지국의 배치 밀도에 따라 위치추정 정확도가 달라지고, 평균적으로 약 100~800m의 비교적 낮은 위치 정확도를 가지고 있어서 수m 정도의 위치 정확도를 요구하는 실내외 항법 서비스 등에 적용하기 어렵다.

Assited-GNSS는 사용자 단말장치에 내장된 GNSS 수신기의 최소 수신신호 감도를 향상시키고 초기위치 결정시간(Time to First Fix)을 단축시키기 위해 위치추정 서버로부터 보조정보를 획득하는 기술을 의미한다. Assited-GNSS는 미약 신호 환경인 도심 밀집지역에서 GNSS를 이용한 빠른 위치 결정을 가능하게 하지만, 실내지역에서 신호가 매우 미약하여 큰 효과를 얻을 수 없다.

실내/실외에서 위치추정 시 비연속적이고 끊기는 문제가 발생함에 따라 실내/외에서 모두 사용가능한 방법이 개발되었는데, 그 중 Wi-Fi 기반 위치추정 기술이 대표적이다. Wi-Fi 기반 위치추정 기술은 크게 위치DB 기반과 전파지도DB 기반 기법으로 분류할 수 있다.

위치DB는 서비스 지역에 존재하는 Wi-Fi AP(기지국)의 식별자, 위치, 송출신호 세기, 신호감쇄 계수 등의 정보를 포함한다. 위치를 계산하는 주체는 이 위치DB를 수신받아 Cell-ID, 삼각측량, WCL (Weighted Centroid Localization) 등의 방법으로 위치를 추정한다.

전파지도DB는 서비스 지역 내 미리 설정된 다수 개의 참조위치에서 수신되는 기지국 정보와 신호 세기, 및 각종 통계 정보 등의 정보를 포함한다. 위치를 계산하는 주체는 현재 검색된 측위 자원과 전파지도DB에 기록된 신호 세기 등을 비교하여 가장 유사한 정보를 갖는 참조위치를 현재 위치로 추정한다.

일반적으로, 위치DB의 크기는 서비스 지역 내에 설치된 기지국의 개수에 비례하여 비교적 작다. 반면, 전파지도DB는 구축한 참조위치의 개수와 기지국의 개수의 곱에 비례하여 위치DB에 비해 방대하다. 또한, 전파지도DB를 이용한 위치추정 시에는 검색된 정보와 관련있는 모든 전파지도를 비교 및 상관성 분석을 해야 하므로 위치DB 기반 기법에 비해 시간이 많이 소요된다.

반면, 위치DB 기반 위치추정시 위치 정밀도는 기지국의 배치와 개수 등에 직접적으로 영향을 받아 편차가 크다. 반면, 일반적으로 전파지도DB가 조밀하게 구축된 경우 비교적 정밀하고 안정적인(편차가 작은) 성능을 보인다.

일반적으로 구축되는 위치DB 표현 방법을 와이파이(Wi-Fi)의 경우를 예로 들어 나타내면 다음의 표 1과 같다.

데이터베이스 항목	Wi-Fi 경우의 예
기지국 고유식별자	MAC address
기지국 Alias	SSID
기지국 위치	위도, 경도, 고도 또는 위도, 경도, 층 또는 실내 상대X좌표, 실내 상대Y좌표, 층 등
기지국 송출신호세기	Log-distance path-loss Model에서의 Po(dBm)
신호감쇄계수	Log-distance path-loss Model에서의 α
. . .	. . .

위치DB는 기지국의 위치, 고유식별번호, 속성정보 등을 포함하고 있으므로, 이를 이용하여 단말에서는 Cell-ID 기법, 삼각측량 기법, WCL(Weighed Centroid Localization) 기법 등으로 위치를 추정할 수 있다.

예를 들어, Cell-ID 기법을 이용하여 추정할 경우에는 일반적으로 검색된 기지국(또는 인프라) 중 가장 신호세기가 큰 기지국에 해당하는 위치를 단말의 현재 위치로 판단한다.

삼각측량 기법을 이용하여 추정하는 경우에는 검색된 기지국 중 3개 이상의 기지국을 선택하고, 신호세기를 거리로 환산(추정)한 다음 LSM(Least Square Method) 등을 이용하여 단말의 현재 위치를 계산한다.

WCL 기법을 이용하여 추정하는 경우에는 검색된 기지국 모두 또는 일부를 이용하여 각 기지국으로부터 수신된 신호세기를 비교하고, 신호세기에 대한 가중치를 부여함으로써 단말의 현재 위치를 계산한다.

만약, 여러 환경적인 영향으로 인해 실제 기지국의 위치가 변경되었지만 위치DB에 반영되지 않은 경우에는 상기와 같이 기술한 위치DB 기반의 위치추정 방법 중 어떠한 방법을 사용하더라도 단말의 위치추정 결과 오차가 크게 발생할 수 있다.

한편, Wi-Fi AP(Access Point) 등과 같이 전파도달범위가 짧고 사용자가 쉽게 설치 및 철거할 수 있는 무선통신 기지국은 시간이 지남에 따라 위치의 변화가 잦으므로 이 정보가 기록된 위치DB는 이와 같은 환경변화를 잘 반영할 수 있어야 한다. 일반적으로, 위치DB를 구축하기 위해서는 해당 지역에 전파정보 및 수집위치 등을 수집하여 가공하여야 하는데, 위치DB를 최신 상태로 유지하기 위해 자주 수집/분석 작업을 수행하는 것은 시간 및 비용 측면에서 낭비가 크다.

관련 선행기술로는, AP정보 MAP이 구축된 이후에 이동된 AP의 정보로 인해 위치 측위의 정확도가 떨어짐을 보완하고 정확도를 지속적으로 높여 갈 수 있는 내용이, 대한민국공개특허 제2011-0111851호(이동 억세스포인트 자동 등록 방법)에 개시되었다.

다른 관련 선행기술로는, 신규 설치되는 무선랜 AP의 위치정보 및 기 등록된 무선랜 AP가 설치위치 이동 등에 의한 오류 위치정보를, 이용자의 무선랜 단말을 통해 자동으로 무선랜 AP 위치관리 시스템의 데이터베이스에 갱신함으로써, 무선랜 AP의 위치정보 데이터베이스의 초기 구축 후의 갱신에 소요되는 비용과 시간을 절감하여 무선랜 기반 위치정보서비스의 품질을 향상시킬 수 있는 내용이, 대한민국공개특허 제2010-0120924호(무선랜 단말의 위치정보를 이용한 AP의 위치정보 갱신 방법, 시스템 및 이를 위한 무선랜 단말)에 개시되었다.

또 다른 관련 선행기술로는, 통신 사업자가 기업용 무선랜 서비스를 제공함에 있어 기업 무선랜에 대한 인증 대행 처리 및 고장 관리 처리를 하기 위해 기업 사업장 내에 설치된 AP 정보를 주기적으로 수신받아 인증 대행에 필요한 정보를 즉각적으로 업데이트하고 AP가 정상적으로 작동되는지 주기적으로 체크하여 AP 인증 대행 서비스의 원활한 처리와 AP 고장에 대해 즉각적으로 처리할 수 있도록 함으로써 기업 고객을 위한 무선랜 서비스 향상을 지원할 수 있는 내용이, 대한민국공개특허 제2005-0063070호(기업용 무선랜 관리 장치 및 방법)에 개시되었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 이미 위치가 추정되어 위치DB(데이터베이스)에 저장된 무선통신 기지국이 이동 또는 삭제됨과 새로운 기지국이 추가되었음을 사용자들이 전송하는 스캔데이터를 통해 분석하고 감지하여 이를 위치DB 보정/갱신에 활용하는 기지국 위치 보정 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 기지국 위치 보정 장치는, 수집지점 및 상기 수집지점에서 얻은 스캔데이터를 포함하는 수집데이터를 수집전용 단말로부터 제공받고, 수집지점이 없는 스캔데이터를 사용자 서비스 단말로부터 제공받는 데이터 수집부; 상기 수집데이터 또는 상기 스캔데이터를 이용하여 동일 검색군의 기지국별 검색회수를 근거로 하는 기지국별 상관관계를 구하고, 상기 기지국별 상관관계를 근거로 기지국의 이동, 삭제, 추가 여부를 판단하는 판단부; 및 상기 판단부의 판단 결과에 따라 상기 이동과 삭제 및 추가 중의 어느 하나로 변화된 해당 기지국의 위치를 명시하는 위치 명시부;를 포함한다.

이때, 상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고, 상기 판단부는 상기 상관계수의 값의 변화를 이용하여 상기 기지국이 추가 또는 삭제되었음을 판단할 수 있다.

이때, 상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고, 상기 판단부는 상기 상관계수의 값과 상기 기지국이 마지막으로 검색된 시각 정보를 이용하여 상기 기지국이 삭제되었음을 판단할 수 있다.

이때, 상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고, 상기 판단부는 새로운 동일 검색군의 구성 및 상기 상관계수의 값의 변화를 이용하여 상기 기지국의 이동을 판단할 수 있다.

이때, 상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 때 상기 추가된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 기지국 중 상관계수가 높은 기지국의 위치를 신규 추가된 기지국의 위치로 명시할 수 있다.

이때, 상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 상기 추가된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 상기 추가된 기지국의 위치를 추정한 후, 이 위치를 상기 추가된 기지국의 위치로 명시할 수 있다.

이때, 상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 때 상기 추가된 기지국의 위치정보를 알고 있다면, 이 위치정보를 상기 추가된 기지국의 위치로 명시할 수 있다.

이때, 상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 기지국 중 상관계수가 높은 기지국의 위치를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시할 수 있다.

이때, 상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 상기 이동된 기지국의 위치를 추정한 후, 이 위치를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시할 수 있다.

이때, 상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 알고 있다면, 이 위치정보를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시할 수 있다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시양태에 따른 기지국 위치 보정 방법은, 데이터 수집부가, 수집지점 및 상기 수집지점에서 얻은 스캔데이터를 포함하는 수집데이터를 수집전용 단말로부터 제공받고, 수집지점이 없는 스캔데이터를 사용자 서비스 단말로부터 제공받는 단계; 판단부가, 상기 수집데이터 또는 상기 스캔데이터를 이용하여 동일 검색군의 기지국별 검색회수를 근거로 하는 기지국별 상관관계를 구하는 단계; 상기 판단부가, 상기 기지국별 상관관계를 근거로 기지국의 이동, 삭제, 추가 여부를 판단하는 단계; 및 위치 명시부가, 상기 판단하는 단계의 결과에 따라 상기 이동과 삭제 및 추가 중의 어느 하나로 변화된 해당 기지국의 위치를 명시하는 단계;를 포함한다.

이러한 구성의 본 발명에 따르면, 기지국의 위치 변화를 반영하는 부분을 추가하여 기지국의 추가/이동/삭제를 감지할 수 있다.

특히, 본 발명에서의 동일 검색군 상관계수 행렬은 수집데이터뿐만 아니라 수집지점이 없는 스캔데이터로도 구축 가능하므로 다양한 시나리오에서 활용이 가능하다. 즉, 단지 단말 서비스 사용자가 전달하는 스캔데이터 만으로도 지속적으로 무선통신 인프라의 추가/이동/삭제 등을 감지할 수 있으므로 그 활용범위가 크다고 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 보정 장치가 채용된 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 보정 장치의 내부 구성도이다.
도 3a 내지 도 3c는 4개의 기지국이 존재하는 환경에서 각기 다른 위치에서 검색하였을 때의 검색 결과의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 보정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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.

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 문맥상 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.

이하의 명세서에서, 무선통신 인프라는 기지국을 의미하는 것으로 보면 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 보정 장치가 채용된 시스템의 구성도이다.

도 1의 시스템은 수집전용 단말(10), 위치DB 서버(20), 및 사용자 서비스 단말(30)을 포함한다.

수집전용 단말(10)은 위치DB를 구축할 서비스 지역에서 임의의 경로 또는 지점을 따라 무선통신 인프라의 신호를 수집한다. 수집전용 단말(10)이 수집하는 대상은 수집지점과 해당 수집지점에서 스캔한 데이터이다. 수집전용 단말(10)은 수집데이터(즉, 수집지점 및 해당 수집지점에서 스캔한 데이터)를 위치DB 서버(20)로 전송한다.

위치DB 서버(20)는 수집전용 단말(10)로부터 수집데이터를 전달받아 이를 가공하여 위치DB로 구축한 뒤 데이터베이스에 저장한다.

사용자 서비스 단말(30)은 주변의 무선통신 인프라 신호를 스캔하고 이를 위치DB 서버(20)에 전달한다. 그에 따라, 사용자 서비스 단말(30)은 해당 위치에 대한 위치DB를 위치DB 서버(20)로부터 제공받을 수 있다. 사용자 서비스 단말(30)은 수신한 위치DB를 이용하여 Cell-ID 기법, 삼각측량 기법, WCL 기법 등의 방법으로 자신의 위치를 계산할 수 있다.

위치DB 서버(20)는 수집전용 단말(10)로부터 수집데이터를 수신하고, 사용자 서비스 단말(30)로부터 스캔데이터를 수신한다. 일반적으로, 가까운 거리에 있거나 가시거리(LOS: Line-of-Sight)가 보장되는 무선통신 인프라일수록 매 검색시마다 함께 검색될 확률이 증가한다. 또한, 수집위치, 스캔위치가 다양해지고 많아질수록 이 확률의 정확도는 높아진다.

따라서, 위치DB 서버(20)는 수집데이터 및 스캔데이터를 이용한 무선통신 인프라 신호를 수집한다고 볼 수 있다. 여기서, 수집데이터는 무선통신 인프라의 위치DB를 구축하기 위해 수집전용 단말(10) 등을 이용하여 수집지점과 이 지점에서 얻은 스캔데이터를 말한다. 이때, 수집지점은 수집자가 직접 입력하거나 보행자추측항법(PDR: Pedestrian Dead Reckoning) 등을 이용하여 얻은 위치 좌표이다. 스캔데이터는 사용자 서비스 단말(30)에서 스캔한 데이터를 말한다. 사용자 서비스 단말(30)은 수집장치가 아니므로 스캔데이터에는 수집지점이 존재하지 않는다.

위 두 종류의 데이터를 정리하면 다음과 같다.

① 수집데이터 = {수집지점 + 수집지점에서 얻은 스캔데이터}

② 스캔데이터 = {스캔데이터}

이와 같이 수집데이터는 수집지점을 포함하고 있으므로 기지국의 위치를 추정하고 위치DB를 구축하는 데에 활용할 수 있다. 그러나, 스캔데이터는 검색된 기지국의 고유ID 정보와 신호세기 등 만을 가지고 있으므로 기지국의 위치를 정밀하게 추정하는 데에 활용할 수 없다.

한편, 위치DB 서버(20)는 수집데이터 또는 스캔데이터를 이용하여 동일 검색군 상관계수 행렬을 구축(생성)한다. 여기서, 동일 검색군은 "특정 지점에서 함께 검색되는 무선통신 인프라의 집합"으로 정의할 수 있다. 동일 검색군 상관계수 행렬 구축 방법의 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다. 그리고, 위치DB 서버(20)는 구축된 상관계수 행렬을 활용하여 무선통신 인프라의 삭제 여부, 신규 추가 판단, 이동 판단 등을 행한다. 무선통신 인프라의 삭제 여부, 신규 추가 판단, 이동 판단에 대한 보다 상세한 설명은 후술하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 보정 장치의 내부 구성도이다. 실질적으로, 도 1에 도시된 위치DB 서버(20)가 본 발명의 실시예에 따른 기지국 위치 보정 장치가 될 수 있다.

위치DB 서버(20)는 데이터 수집부(22), 판단부(24), 데이터베이스(26), 및 위치 명시부(28)를 포함한다.

데이터 수집부(22)는 수집전용 단말(10)로부터의 수집데이터를 수집하고, 사용자 서비스 단말(30)로부터의 스캔데이터를 수집한다. 데이터 수집부(22)는 수집된 수집데이터 및 스캔데이터를 일시 저장하거나 데이터베이스(26)에 저장시킬 수 있다.

판단부(24)는 수집데이터 또는 스캔데이터를 이용한 동일 검색군의 무선통신 인프라별 검색회수를 근거로 하는 무선통신 인프라별 상관관계를 구하고, 무선통신 인프라별 상관관계를 근거로 무선통신 인프라의 이동, 삭제, 추가 여부를 판단한다. 즉, 판단부(24)는 수집데이터 또는 스캔데이터를 이용하여 동일 검색군을 기반으로 하는 상관계수 행렬을 생성한다. 그리고, 판단부(24)는 생성한 상관계수 행렬을 이용하여 무선통신 인프라가 삭제되었는지를 판단할 수 있다. 또한, 판단부(24)는 생성한 상관계수 행렬을 이용하여 무선통신 인프라가 신규로 추가되었는지를 판단할 수 있다. 또한, 판단부(24)는 생성한 상관계수 행렬을 이용하여 무선통신 인프라가 이동하였는지를 판단할 수 있다.

다시 말해서, 판단부(24)는 상관계수 값의 변화를 이용하여 무선통신 인프라가 추가 또는 삭제되었음을 판단할 수 있다. 다르게는, 판단부(24)는 상관계수 값과 무선통신 인프라가 마지막으로 검색된 시각 정보를 이용하여 무선통신 인프라가 삭제되었음을 판단할 수 있다. 한편, 판단부(24)는 새로운 동일 검색군의 구성과 상관계수 값의 변화를 이용하여 무선통신 인프라의 이동을 판단할 수 있다.

데이터베이스(26)는 이미 위치가 추정된 무선통신 인프라(예컨대, 기지국)의 위치 정보를 담은 위치DB를 기저장하고 있다. 여기서, 기지국 위치DB는 기지국이 설치된 위치를 직접 입력하는 방법 또는 수집장치로 수집한 신호데이터 등을 분석하여 추정하는 방법 등으로 구분할 수 있다. 기지국 위치DB에는 기지국의 위치, 기지국 고유식별번호, 기지국 신호송출세기와 같은 속성정보 등이 포함될 수 있지만, 상기에 기술된 항목으로 한정되지는 않는다. 한편, 추정을 통해 기지국의 위치를 찾는 방법은 당업자라면 주지의 기술로 충분히 이해할 수 있으리라 본다.

특히, 데이터베이스(26)의 기지국 위치DB는 기지국의 위치, 기지국 고유식별번호, 기지국 신호송출세기와 같은 속성정보 이외로 수집데이터 및 스캔데이터, 동일 검색군 상관계수 행렬을 추가로 포함한다고 볼 수 있다.

위치 명시부(28)는 판단부(24)의 판단 결과에 따라 이동과 삭제 및 추가 중의 어느 하나로 변화된 해당 무선통신 인프라의 위치를 명시(표시 또는 표기)한다. 위치 명시부(28)에 의해 명시되는 무선통신 인프라의 위치 정보는 데이터베이스(26)에 저장될 수 있다.

다시 말해서, 위치 명시부(28)는 판단부(24)에서 무선통신 인프라가 추가되었음이 판단되었을 때 만약 해당 무선통신 인프라의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 무선통신 인프라 중 상관계수가 높은 무선통신 인프라의 위치를 신규 추가된 무선통신 인프라의 위치로 명시할 수 있다. 다르게는, 위치 명시부(28)는 판단부(24)에서 무선통신 인프라가 추가되었음이 판단되었을 때 만약 해당 무선통신 인프라의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 신규 추가된 무선통신 인프라의 위치를 추정한 후에 이 위치를 신규 추가된 무선통신 인프라의 위치로 명시할 수 있다. 한편, 위치 명시부(28)는 판단부(24)에서 무선통신 인프라가 추가되었음이 판단되었을 때 만약 해당 무선통신 인프라의 위치정보를 알고 있다면, 알고 있는 위치정보를 신규 추가된 무선통신 인프라의 위치로 명시할 수 있다. 한편, 위치 명시부(28)는 판단부(24)에서 무선통신 인프라가 이동되었음이 판단되었을 때 만약 해당 무선통신 인프라의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 무선통신 인프라 중 상관계수가 높은 무선통신 인프라의 위치를 이동된 무선통신 인프라의 위치로 명시할 수 있다. 다르게는, 위치 명시부(28)는 판단부(24)에서 무선통신 인프라가 이동되었음이 판단되었을 때 만약 해당 무선통신 인프라의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 이동된 무선통신 인프라의 위치를 추정한 후에 이 위치를 이동된 무선통신 인프라의 위치로 명시할 수 있다. 한편, 위치 명시부(28)는 판단부(24)에서 무선통신 인프라가 이동되었음이 판단되었을 때 만약 해당 무선통신 인프라의 위치정보를 알고 있다면, 알고 있는 위치정보를 이동된 무선통신 인프라의 위치로 명시할 수 있다.

이와 같이 무선통신 인프라가 삭제, 추가, 이동됨에 따라, 위치 명시부(28)가 그에 상응하는 위치 명시를 행하므로, 결국 위치DB 보정/갱신이 이루어지게 되는 것이다.

도 3a 내지 도 3c는 4개의 무선통신 인프라 기지국이 존재하는 환경에서 각기 다른 위치에서 검색하였을 때의 검색 결과의 예를 나타낸 도면으로서, 판단부(24)에서 수집데이터 또는 스캔데이터를 이용하여 상관계수 행렬을 구축하는 방법을 설명하는데 채용된다.

도 3a에서, 무선통신 인프라 위치 중심(P1)에서 검색한 경우(50)에는 4개의 무선통신 인프라(A, B, C, D)가 모두 검색된다. 도 3b에서, 무선통신 인프라 C 근처에서 검색한 경우(60)에는 전파도달 범위의 제한으로 인해 2개의 무선통신 인프라(C, D)만 검색되었다. 도 3c에서, 무선통신 인프라 A 근처에서 검색한 경우(70)에도 전파도달 범위의 제한으로 인해 1개의 무선통신 인프라(A)만 검색되었다.

이는 곧, 검색 위치에 따라 검색되는 무선 통신 인프라의 개수 및 종류가 달라질 수 있음을 의미한다. 도 3a, 도 3b, 도 3c에서 P1, P2, P3은 각각 검색 위치를 의미한다.

상관계수를 "무선통신 인프라 A가 검색되었을 때 무선통신 인프라 B가 검색될 확률"이라고 정의할 때 상관계수를 구하는 식은 아래와 같이,

상관계수=(인프라 A가 검색되었을 때 인프라 B가 함께 검색된 총 횟수)/(인프라 A가 검색된 총 횟수)

로 나타낼 수 있다.

위 식에 따라 도 3a, 도 3b, 도 3c에서 수행한 3회의 검색결과를 상관계수 행렬로 나타내면 아래의 표 2(도 3a, 도 3b, 도 3c를 상관계수로 변환한 예)와 같다.

	A	B	C	D
A	1	0.5	0.5	0.5
B	1	1	1	1
C	0.5	0.5	1	1
D	0.5	0.5	1	1

표 2가 갖는 의미는 다음의 표 3(표 2의 각 셀의 의미)과 같다.

	A	B	C	D
A	인프라 A가 검색되었을 때, (인프라 A가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 A가 검색된 총 횟수)	인프라 A가 검색되었을 때, (인프라 B가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 A가 검색된 총 횟수)	인프라 A가 검색되었을 때, (인프라 C가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 A가 검색된 총 횟수)	인프라 A가 검색되었을 때, (인프라 D가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 A가 검색된 총 횟수)
B	인프라 B가 검색되었을 때, (인프라 A가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 B가 검색된 총 횟수)	인프라 B가 검색되었을 때, (인프라 B가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 B가 검색된 총 횟수)	인프라 B가 검색되었을 때, (인프라 C가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 B가 검색된 총 횟수)	인프라 B가 검색되었을 때, (인프라 D가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 B가 검색된 총 횟수)
C	인프라 C가 검색되었을 때, (인프라 A가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 C가 검색된 총 횟수)	인프라 C가 검색되었을 때, (인프라 B가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 C가 검색된 총 횟수)	인프라 C가 검색되었을 때, (인프라 C가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 C가 검색된 총 횟수)	인프라 C가 검색되었을 때, (인프라 D가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 C가 검색된 총 횟수)
D	인프라 D가 검색되었을 때, (인프라 A가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 D가 검색된 총 횟수)	인프라 D가 검색되었을 때, (인프라 B가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 D가 검색된 총 횟수)	인프라 D가 검색되었을 때, (인프라 C가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 D가 검색된 총 횟수)	인프라 D가 검색되었을 때, (인프라 D가 함께 검색된 총횟수)/(인프라 D가 검색된 총 횟수)

이와 같이 검색 위치가 다양해질수록 및 검색 횟수가 많아질수록 표 2 및 표 3은 다음의 특징을 갖게 된다.

① 가까운 거리에 있는 인프라끼리는 함께 검색될 확률이 커지므로, 상관계수가 높다.

② 먼 거리에 있는 인프라끼리는 함께 검색될 확률이 작아지므로, 상관계수가 낮다.

이어서, 판단부(24)에서 상관계수 행렬을 이용하여 무선통신 인프라의 삭제 여부, 신규 추가 판단, 이동 판단 등을 행하는 방법에 대해 보다 자세히 설명하면 다음과 같다.

1) 무선통신 인프라의 삭제(기존 위치에서 사라짐) 여부 판단

상관계수는 "특정 인프라가 마지막으로 검색된 시각" 등을 참고하여 무선통신 인프라의 삭제 여부를 판단하는데 기준으로 활용할 수 있다. 표 2의 예에서, 무선통신 인프라 C와 D의 상관계수는 1이다. 이는 곧 무선통신 인프라 C가 검색되었을 때 항상 무선통신 인프라 D가 검색되었다는 것을 의미한다. 만일 "특정 인프라가 마지막으로 검색된 시각" 정보에 있어서, 무선통신 인프라 C는 어제, 무선통신 인프라 D는 2주 전이라면, 항상 무선통신 인프라 C와 함께 검색되는 무선통신 인프라 D는 이동 또는 삭제되었다고 판단할 수 있다.

또는, 시간별 상관계수 값의 변화를 이용하여 무선통신 인프라의 삭제 여부를 판단할 수 있다. 표 2의 예에서, 무선통신 인프라 C와 D의 상관계수가 1이었는데, 지속적으로 무선통신 인프라 C는 검색되고 무선통신 인프라 D는 검색되지 않을 경우에 이 상관계수 값은 점차 낮아질 것이다. 즉, 일정 시간이 흐른 후에 상관계수를 비교하였을 때 일정한 값 이상 차이 나는 경우에 삭제 여부를 판단할 수 있다.

2) 무선통신 인프라의 신규 추가 판단

만약, 한 개 이상의 무선통신 인프라가 추가되어 새로운 동일 검색군이 구성되면, 상관계수 행렬의 열(column) 정보도 이에 맞게 추가된다. 또한, 임시적으로 검색된 무선통신 인프라가 아니라 지속적으로 검색되는 무선통신 인프라인 경우에는 이 무선통신 인프라에 대한 상관계수 값이 증가하게 된다. 동일 검색군의 변화와 상관계수 값 변화의 비교를 통해 새로운 무선통신 인프라가 추가되었음을 판단할 수 있다.

3) 무선통신 인프라의 이동(기존 위치에서 다른 위치로 옮겨짐) 판단

무선통신 인프라의 이동은, 특정 무선통신 인프라가 속해 있는 동일 검색군 범위를 벗어나서 다른 동일 검색군에 속하게 될 때 판단할 수 있다. 이는 상술한 무선통신 인프라의 신규 추가 판단과 무선통신 인프라의 삭제 여부 판단의 연속적인 작용으로서, 새로운 동일 검색군이 구성되고 상관계수 값이 증가한 지역의 위치DB에 인프라 정보를 추가하고, 상관계수 값이 감소한 지역의 위치DB의 인프라 정보를 삭제하여 반영한다.

상술한 2), 3)의 신규 추가 또는 이동의 판단이 이루어진 경우, 스캔데이터 만을 이용하면 정밀하게 무선통신 인프라의 위치를 판단하기에 한계가 있다. 이 경우에는 수집데이터를 이용하여 무선통신 인프라의 위치를 재추정하거나, 기존에 구축된 무선통신 인프라 중 상관계수가 높은 무선통신 인프라의 위치를 참조하여 신규 추가된 무선통신 인프라의 위치로 명시할 수 있다.

만일, 신규 추가된 위치 또는 이동한 위치를 알고 있다면, 이 위치를 신규 추가된 위치 또는 이동한 위치로 명시한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선통신 인프라의 위치 보정 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

먼저, 수집전용 단말(10)이 위치DB를 구축할 서비스 지역에서 임의의 경로 또는 지점을 따라 무선통신 인프라의 신호를 수집한다(S10). 수집전용 단말(10)은 수집데이터(즉, 수집지점 및 해당 수집지점에서 스캔한 데이터)를 위치DB 서버(20)로 전송한다.

그리고, 사용자 서비스 단말(30)은 주변의 무선통신 인프라 신호를 스캔한다(S12). 사용자 서비스 단말(30)은 스캔데이터를 위치DB 서버(20)에 전달한다.

그에 따라, 위치DB 서버(20)는 수집전용 단말(10)로부터의 수집데이터 및 사용자 서비스 단말(30)로부터의 스캔데이터를 수신한다(S14).

이후, 위치DB 서버(20)는 수집데이터 또는 스캔데이터를 이용하여 무선통신 인프라별 상관관계(즉, 동일 검색군 상관계수 행렬)를 구한다(S16).

이어, 위치DB 서버(20)는 무선통신 인프라별 상관관계를 근거로 무선통신 인프라의 이동, 삭제, 추가 여부를 판단한다(S18).

판단 결과에 따라, 위치DB 서버(20)는 이동, 삭제, 추가 중의 어느 하나로 변화된 해당 무선통신 인프라의 위치를 명시한다(S20).

단말의 위치를 추정하기 위해서는 무엇보다도 기준이 되는 기지국의 위치를 정밀하게 추정하는 것이 중요하다. 하지만, 기지국의 위치가 정밀하게 구축되어 있다고 하더라도, 기지국이 이동하였거나, 삭제되었다면 이 위치DB의 신뢰성은 떨어지게 될 뿐만 아니라 단말의 추정위치 정밀도도 낮아지게 된다.

따라서, 상술한 바와 같이 기지국의 위치를 추정하고 이를 데이터베이스화하는 기지국 위치DB 구축 기술뿐만 아니라 지속적으로 기지국의 변화를 감지하여 최신의 위치DB를 유지하는 것이 매우 중요하다. 이와 관련하여 본 발명에서는 종래의 기술에 기지국의 위치 변화를 반영하는 부분을 추가하여 기지국의 추가/이동/삭제를 감지할 수 있게 하였다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 수집전용 단말 20 : 위치DB 서버
22 : 데이터 수집부 24 : 판단부
26 : 데이터베이스 28 : 위치 명시부
30 : 사용자 서비스 단말

Claims (20)

1. 수집지점 및 상기 수집지점에서 얻은 스캔데이터를 포함하는 수집데이터를 수집전용 단말로부터 제공받고, 수집지점이 없는 스캔데이터를 사용자 서비스 단말로부터 제공받는 데이터 수집부;
   상기 수집데이터 또는 상기 스캔데이터를 이용하여 동일 검색군의 기지국별 검색회수를 근거로 하는 기지국별 상관관계를 구하고, 상기 기지국별 상관관계를 근거로 기지국의 이동, 삭제, 추가 여부를 판단하는 판단부; 및
   상기 판단부의 판단 결과에 따라 상기 이동과 삭제 및 추가 중의 어느 하나로 변화된 해당 기지국의 위치를 명시하는 위치 명시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고,
   상기 판단부는 상기 상관계수의 값의 변화를 이용하여 상기 기지국이 추가 또는 삭제되었음을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고,
   상기 판단부는 상기 상관계수의 값과 상기 기지국이 마지막으로 검색된 시각 정보를 이용하여 상기 기지국이 삭제되었음을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고,
   상기 판단부는 새로운 동일 검색군의 구성 및 상기 상관계수의 값의 변화를 이용하여 상기 기지국의 이동을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 때 상기 추가된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 기지국 중 상관계수가 높은 기지국의 위치를 신규 추가된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 상기 추가된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 상기 추가된 기지국의 위치를 추정한 후, 이 위치를 상기 추가된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 때 상기 추가된 기지국의 위치정보를 알고 있다면, 이 위치정보를 상기 추가된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 기지국 중 상관계수가 높은 기지국의 위치를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 상기 이동된 기지국의 위치를 추정한 후, 이 위치를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 위치 명시부는 상기 판단부에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 알고 있다면, 이 위치정보를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 장치.
11. 데이터 수집부가, 수집지점 및 상기 수집지점에서 얻은 스캔데이터를 포함하는 수집데이터를 수집전용 단말로부터 제공받고, 수집지점이 없는 스캔데이터를 사용자 서비스 단말로부터 제공받는 단계;
    판단부가, 상기 수집데이터 또는 상기 스캔데이터를 이용하여 동일 검색군의 기지국별 검색회수를 근거로 하는 기지국별 상관관계를 구하는 단계;
    상기 판단부가, 상기 기지국별 상관관계를 근거로 기지국의 이동, 삭제, 추가 여부를 판단하는 단계; 및
    위치 명시부가, 상기 판단하는 단계의 결과에 따라 상기 이동과 삭제 및 추가 중의 어느 하나로 변화된 해당 기지국의 위치를 명시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고,
    상기 판단하는 단계는 상기 상관계수의 값의 변화를 이용하여 상기 기지국이 추가 또는 삭제되었음을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고,
    상기 판단하는 단계는 상기 상관계수의 값과 상기 기지국이 마지막으로 검색된 시각 정보를 이용하여 상기 기지국이 삭제되었음을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 기지국별 상관관계는 상관계수의 값으로 표현되고,
    상기 판단하는 단계는 새로운 동일 검색군의 구성 및 상기 상관계수의 값의 변화를 이용하여 상기 기지국의 이동을 판단하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
15. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치를 명시하는 단계는 상기 판단하는 단계에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 때 상기 추가된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 기지국 중 상관계수가 높은 기지국의 위치를 신규 추가된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
16. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치를 명시하는 단계는 상기 판단하는 단계에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 상기 추가된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 상기 추가된 기지국의 위치를 추정한 후, 이 위치를 상기 추가된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
17. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치를 명시하는 단계는 상기 판단하는 단계에서 상기 기지국이 추가되었음이 판단되었을 때 상기 추가된 기지국의 위치정보를 알고 있다면, 이 위치정보를 상기 추가된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
18. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치를 명시하는 단계는 상기 판단하는 단계에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 기지국 중 상관계수가 높은 기지국의 위치를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
19. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치를 명시하는 단계는 상기 판단하는 단계에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 모른다면, 기존에 구축된 위치DB 정보를 이용하여 상기 이동된 기지국의 위치를 추정한 후, 이 위치를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.
20. 청구항 11에 있어서,
    상기 위치를 명시하는 단계는 상기 판단하는 단계에서 상기 기지국이 이동되었음이 판단되었을 때 상기 이동된 기지국의 위치정보를 알고 있다면, 이 위치정보를 상기 이동된 기지국의 위치로 명시하는 것을 특징으로 하는 기지국 위치 보정 방법.

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