김강호
(School of Electrical Engineering, Korea University)
,
이석규
(School of Electrical Engineering, Korea University)
,
정종택
(School of Electrical Engineering, Korea University)
,
유승호
(School of Electrical Engineering, Korea University)
,
김황남
(School of Electrical Engineering, Korea University)
IEEE 802.11n의 표준화와 더불어 2.4GHz와 5GHz대역을 모두 사용하는 AP가 개인과 통신 사업자에 의하여 널리 보급되고 있다. 더불어 실내 위치 측위 등의 분야에서 위치 측정의 정확도 향상을 이유로 line-of-sight (LOS)와 non-line-of-sight (NLOS)를 분간하는 기술에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 논문은 주파수 대역에 따른 전파 감쇠 특성의 차이를 이용하여 AP와 사용자 사이의 LOS와 NLOS여부를 식별 하고자 하였으며, 해당 기술에 기반 하여 실내 위치를 측정하는 시스템을 설계 하고자 하였다. 본 논문에서 제안하는 LOS/NLOS 판별 알고리즘은 AP로부터의 거리가 알려지지 않은 상황에서도 LOS/NLOS를 판별 할 수 있다는 강점을 갖으며, 실내 위치 측위 알고리즘은 방 단위에서의 정확한 위치 측위를 가능하게 한다는 강점을 갖는다. 제안 기술을 Android 어플리케이션으로 구현하였으며, 스마트폰을 이용한 실험 결과를 제시함으로써 타당성을 입증하였다.
IEEE 802.11n의 표준화와 더불어 2.4GHz와 5GHz대역을 모두 사용하는 AP가 개인과 통신 사업자에 의하여 널리 보급되고 있다. 더불어 실내 위치 측위 등의 분야에서 위치 측정의 정확도 향상을 이유로 line-of-sight (LOS)와 non-line-of-sight (NLOS)를 분간하는 기술에 대한 요구가 증가하고 있다. 본 논문은 주파수 대역에 따른 전파 감쇠 특성의 차이를 이용하여 AP와 사용자 사이의 LOS와 NLOS여부를 식별 하고자 하였으며, 해당 기술에 기반 하여 실내 위치를 측정하는 시스템을 설계 하고자 하였다. 본 논문에서 제안하는 LOS/NLOS 판별 알고리즘은 AP로부터의 거리가 알려지지 않은 상황에서도 LOS/NLOS를 판별 할 수 있다는 강점을 갖으며, 실내 위치 측위 알고리즘은 방 단위에서의 정확한 위치 측위를 가능하게 한다는 강점을 갖는다. 제안 기술을 Android 어플리케이션으로 구현하였으며, 스마트폰을 이용한 실험 결과를 제시함으로써 타당성을 입증하였다.
With standardization of IEEE 802.11n, APs with the 2.4GHz and 5GHz dual-band capability have widely been deployed over a metropolitan area by individuals and internet service providers. Moreover, due to the increasing attentions on indoor-localization technique using Wi-Fi, the need for LOS and NLOS...
With standardization of IEEE 802.11n, APs with the 2.4GHz and 5GHz dual-band capability have widely been deployed over a metropolitan area by individuals and internet service providers. Moreover, due to the increasing attentions on indoor-localization technique using Wi-Fi, the need for LOS and NLOS determination scheme is increasing to enhance accuracy of the localization. In this paper, we propose a novel LOS/NLOS determination technique by using different radio attenuation characteristics in different frequency bands and different mediums. Based on this technique, we designed a LOS/NLOS-aware indoor localization scheme. The proposed LOS/NLOS determination algorithm can be used when the distance between an user device and an AP is unknown, and the proposed localization scheme provides very accurate room-level position information. We validated the proposed scheme by implementing it on Android smart phones.
With standardization of IEEE 802.11n, APs with the 2.4GHz and 5GHz dual-band capability have widely been deployed over a metropolitan area by individuals and internet service providers. Moreover, due to the increasing attentions on indoor-localization technique using Wi-Fi, the need for LOS and NLOS determination scheme is increasing to enhance accuracy of the localization. In this paper, we propose a novel LOS/NLOS determination technique by using different radio attenuation characteristics in different frequency bands and different mediums. Based on this technique, we designed a LOS/NLOS-aware indoor localization scheme. The proposed LOS/NLOS determination algorithm can be used when the distance between an user device and an AP is unknown, and the proposed localization scheme provides very accurate room-level position information. We validated the proposed scheme by implementing it on Android smart phones.
본 논문에서 제시하는 중요한 요점 중의 하나는, 비록 두 대역의 신호들이 다른 주파수 대역에서 전파되더라도 신호 세기의 감쇠 량의 차이는 거리 와 무관한 상수 값으로 나타난다는 것이다. 이러한 특성에 기반 하여 본 논문에서는 사용자의 거리에 무관하게 LOS와 NLOS를 판별하는 기술을 제안한다. 이러한 기술은 우선 Wi-Fi를 이용한 사용자 위치 측정 기술에 있어서 LOS/NLOS에 다른 오차 보정 값으로 사용 될 수 있다.
제안 방법
본 논문에서는 이러한 제안 기술을 Android 기반의 스마트폰 어플리케이션으로 구현하고, 실제 실험을 통하여 제안 기술이 효과적으로 동작함을 보이고자 하였다.
제안 알고리즘은 하나의 대역에서 얻어진 신호 세기 값에 근거하여 감쇠 정도를 분석하기 보다는, 이중 대역 AP가 가지는 장점인 두 대역의 신호가 가지는 다른 감쇠 특성을 활용하고자 하였다. 두 대역의 신호는 하나의 AP로부터 송출되므로, 두 신호는 같은 경로를 통하여 사용자 기기에 도착하였을 가능성이 높다.
대상 데이터
실험을 위하여 제안 기술을 Android 어플리케이션으로 구현하였다. 해당 어플리케이션은 주변 AP로부터 비컨 메시지를 수집하고, 2.4GHz대역과 5GHz대역에서의 수신 신호의 세기의 차이를 구하여 반환한다. 해당 얻어진 값들을 기반으로 LOS/NLOS판별을 수행 할 수 있으며, 공간의 지도와 벽 개수에 따른 두 대역 간 신호 세 기 차이의 기준 값이 미리 얻어진다면 위치 측위가 가능해진다.
성능/효과
본 논문에서는 이중 대역 AP가 동일한 위치에서 두 대역의 신호를 독립적으로 내보낸다는 특성을 활용하여 LOS와 NLOS를 분간하는 기술과 이를 활용한 실내 위치 측위 기술을 제안하였다. 제안 기술은 높은 정확도로 LOS/NLOS 여부를 구분 할 수 있었으며, 벽의 개수 또한 알아내는 것이 가능하였다. 해당 기술을 활용한 실내 위치 측위기술에서도 높은 정확도로 사용자가 위치한 알맞은 방을 판별해 내는 것이 가능하였다.
제안 기술은 높은 정확도로 LOS/NLOS 여부를 구분 할 수 있었으며, 벽의 개수 또한 알아내는 것이 가능하였다. 해당 기술을 활용한 실내 위치 측위기술에서도 높은 정확도로 사용자가 위치한 알맞은 방을 판별해 내는 것이 가능하였다. 추후 연구에서는 추가적인 AP들을 설치하여 보다 큰 규모에서 실험을 진행하여 보고자 한다.
후속연구
추후 연구에서는 추가적인 AP들을 설치하여 보다 큰 규모에서 실험을 진행하여 보고자 한다. 더불어 실험에서 발견되었던 문제점인 같은 공간 내에서도 AP로부터의 벽의 개수가 다른 구간이 존재한다는 것을 어떻게 반영 할 것인지, 그리고 다양한 벽면 재질에 따른 영향을 어떻게 반영시킬 것인지를 연구 하고자 한다.
해당 기술을 활용한 실내 위치 측위기술에서도 높은 정확도로 사용자가 위치한 알맞은 방을 판별해 내는 것이 가능하였다. 추후 연구에서는 추가적인 AP들을 설치하여 보다 큰 규모에서 실험을 진행하여 보고자 한다. 더불어 실험에서 발견되었던 문제점인 같은 공간 내에서도 AP로부터의 벽의 개수가 다른 구간이 존재한다는 것을 어떻게 반영 할 것인지, 그리고 다양한 벽면 재질에 따른 영향을 어떻게 반영시킬 것인지를 연구 하고자 한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
Wi-Fi의 보급 증가로 기존에 사용하던 2.4 GHz 대역의 변화는?
이렇듯 Wi-Fi의 보급이 증가함에 따라 기존에 널리 사용되던 2.4 GHz 대역의 통신 품질이 급감하게 되었다. 이에 따라 IEEE 802.
개인 사용자들이 일반 가정에 Wi-Fi AP를 설치하고 이용하는 비율이 급격히 증가하는 이유는?
11로 표준화 된 Wi-Fi 기술의 급격한 발전으로 인하여 Wi-Fi AP가 급격히 보급 되는 추세이다. Wi-Fi는 이더넷과 연결된 access point (AP)를 통하여 여러 주변 기기들이 무선으로 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 기술로써 설치가 쉽고, 저렴한 비용으로 사용자들이 인터넷 서비스를 사용 할 수 있게 해준다는 강점을 갖는다. 이에 개인 사용자들이 일반 가정에 Wi-Fi AP를 설치하고 이용하는 비율이 급격히 증가하는 추세이다.
Wi-Fi란?
11로 표준화 된 Wi-Fi 기술의 급격한 발전으로 인하여 Wi-Fi AP가 급격히 보급 되는 추세이다. Wi-Fi는 이더넷과 연결된 access point (AP)를 통하여 여러 주변 기기들이 무선으로 데이터를 주고받을 수 있도록 하는 기술로써 설치가 쉽고, 저렴한 비용으로 사용자들이 인터넷 서비스를 사용 할 수 있게 해준다는 강점을 갖는다. 이에 개인 사용자들이 일반 가정에 Wi-Fi AP를 설치하고 이용하는 비율이 급격히 증가하는 추세이다.
참고문헌 (9)
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AI-Helper
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