2011년 11월
이형근
한국항공대학교 항공전자및정보통신공학부
LBS 측위기술
LBS 측위기술 동향 및 방향
2
발표순서
대표적 측위 방식
기준 측정치 수집 방식
이기종 송신 신호세기 특성
이기종 수신 신호세기 특성
신호세기의 공간영역 왜곡
신호세기의 시간영역 변화
Case Study : LENMO
Case Study : iPhone
대표적 측위 방식
0
0
10 log
k
k
k
k
k
k
d
NLOS
P
P
n
v
d
신호세기 모델
LBS 측위기술 동향 및 방향
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위치 지문 방식
{I(
X
k)}
||S(X)- I(X
k)||
moving surveyer equipped with scanner/GPS receiver
measurement at client’s location
surveyed location index
Signal Strength 2
Signal Strength 3
Signal Strength 1
I(Xk) I(Xk+1) I(Xk+2)
…
…
surveyed measurements
all the surveyed meas.
{I(
X
k)}
I(X
a)
X
X
apreparation phase
service phase
distance minimum
(correlation maximum)
S(X)
network scanner Installed at a known location
LBS 측위기술 동향 및 방향
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기하학적 방식
index
Time index
Signal Strength 1
Signal Strength 2
Signal Strength 3
HW model
I(k) I(k+1) I(k+2)
…
…
x’(D)
y’(D)
NLOS error correc. map
Trilatelation algorithm
D(x,y)
D(x,y)
+
-+
x
y
D-NLOSNLOS
error
correc.
map
Trilatelation algorithmReal-Time Service Phase
Preparation Phase
map param.
go to the point
(x’,y’)
and read the
z-value
distorted position
Measurement DataBase (MDB)
corrected
position
collection of SS values
: wireless access point
기준 측정치 수집 방식
: wireless access point
: wireless network card
: auxiliary localization device
LBS 측위기술 동향 및 방향
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: wireless access point
: wireless network card
: auxiliary localization device
별도의 측위 장치를 활용하여 전영역에 대하여 조사원이 측정치 수집
- 실외의 경우 GPS 활용 가능 - 실내의 경우에는 적절한 측위장치가 없음
LBS 측위기술 동향 및 방향
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: wireless access point
: wireless network card
LBS 측위기술 동향 및 방향
11
D(x,y)
: wireless access point
: wireless network card
신호원 근방에서 대해서만 조사원이 측정치 수집
* 측정치 수집 과정에서 지도 및 별도 측위수단 활용하지 않음
: wireless access point
: wireless network card
통신망과 연계하여 대용량 무작위 측정치 수집 및 분석
이기종 송신 신호세기 특성
LBS 측위기술 동향 및 방향
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이기종 수신 신호세기 특성
LBS 측위기술 동향 및 방향
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위치 지문 방식에서 이동기기 신호세기 바이어스 고려 유무에 따른
최근접 기준 측정치 식별 개형
(a) 바이어스가 없는 경우
(b) 바이어스가 존재하지만 이를 고려하지 않은 경우
수신 신호세기의 공간영역 왜곡
(비시선각 오차)
LBS 측위기술 동향 및 방향
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실내 환경
Sampled Locations
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 14961.2 m
9
.0
m
LBS 측위기술 동향 및 방향
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Spatial Trend of Signal Strength
LBS 측위기술 동향 및 방향
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Spatial Semi-Varogram
0 5 10 15 20 25 30 0 50 100 150 200 250 300 distance (m) va ri o g ra m ( d B m 2) SPATIAL SEMIVARIOGRAM 00303F531CCD (anygate) 005018540730 (NISL-01) 00501854298A (NISL-02) 000B86DB09C0 (HAU) 005018560D11 (NISL03) 005018560D17 (unicorn) 000B86DAF7E0 (HAU) APPROX. FUNCTION 2 2 0 2 2 2 2 0(
)
1 exp 1
where
: spatial location difference
=10 (m) : correlation distance
=100 (dBm ) : cross variance coefficient dependent on spatial location
=5.0 (dBm ):
sc s s s sc ss
s
s
수신 신호세기의 시간영역 변화
Temporal Trend of Averaged Signal Strength
0 1 2 3 4 5 6 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0
elapsed time (day)
si g n a l s tr e n g th ( d B m )
Smoothed Signal Strength vers us Time (Dell)
7/11, NOON 7/12, NOON 7/13, NOON 7/14, NOON 7/15, NOON 7/16, NOON
005018540730 (NISL00) 005018560D11 (NISL03) 000278F3BD81 (NESPOT) 001601A1FBBA (yjkwon-air) 000B86257FB0 (HAU)
* Averaging was performed to 50 successive measurements
LBS 측위기술 동향 및 방향
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Temporal Variation of Spatial Distribution : Incremental Signal Strength
LBS 측위기술 동향 및 방향
26
Temporal Semi-Varogram
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 5.2 5.4 5.6 5.8 6 6.2 6.4 6.6 6.8 7Temporal Distance (sec )
S e m iv a ri o g ra m ( d B m 2)
TEMPORAL SEMIVARIOGRAMS FOR 2-DAYS DATA
experimental ideal 2 2 0 2 2 2 2 0
(
)
1 exp 1
where
: time difference
=3600 (sec): correlation time
=1.8 (dBm ) : cross variance coefficient dependent on time
=5.0 (dBm ): cross variance coeffici
tc t t t tc t
