보행자로 구성된 소규모 이동 애드혹 네트워크의 GPS 제한 시나리오에서의 실외 측위 전략

Abstract

위성통신은 실외에서의 위치추정에서 큰 의존도를 차지하며, 특히 군사/안보 분야에서는 그 의존도가 갈수록 증가하고 있다. 하지만 위성통신 교란이나 지형/건물에 의한 쉐도잉으로 측위에 활용이 불가하게 될 경우를 대비하여, 기본적으로 위성통신 정보를 사용하더라도 제한시 대체할 수 있는 실외 측위 전략이 요구된다. 본 논문에서는 소규모의 보행자로 이뤄진 모바일 애드혹 네트워크(MANET)에서 사용할 수 있는 GPS 제한 상황에서의 실외 측위 전략을 연구하고자 하였다. 측위 기반기술로 RSS(Received Signal Strength) 기반 거리측정 기법과 PDR(Pedestrian Dead Reckoning) 기법을 채택하였으며, 인프라가 없는 현실적인 3가지 실외 환경에서 시작지점(IP)과 확인지점(CP)의 좌표 정보만으로도 적용할 수 있는 단순한 모바일 단일 앵커(Mobile single anchor) 측위 기법을 제시하였다. 통합된 측위 전략은 RSS 기반 거리측정과 PDR의 장점을 융합하여 목표 분야의 실외 이동 모바일 애드혹 네트워크 시나리오에서 요구되는 정확도/에너지/시간 기준을 달성하였고 그 효율성 또한 입증되었다. 이를 통해 군사/안보 등의 실외 측위 분야에 다양한 적용이 가능할 것으로 예상된다.

Outdoor localization is highly dependent on satellite communication-based localization, such as Global Positioning System(GPS). In the military/security field, its dependence is increasing. However, in case GPS becomes no longer available, an alternative outdoor localization strategy is required. In this paper, we tried to study outdoor positioning strategies in GPS restriction situations that can be used in mobile ad-hoc network(MANET) consisting of pedestrians. The Received Signal Strength(RSS)-based distance measurement techniques and Pedestrian Dead Reckoning(PDR) techniques are adopted, and simple localization strategy that can be applied only by coordinates of the initial point(IP) and checkpoint(CP), and empirical path loss equations of the target environment is presented. The proposed localization strategy combines the advantages of RSS-based distance measurement and PDR to achieve the accuracy/energy/time requirements in the target scenario. In addition, the performance is verified by applying it to three realistic outdoor environments for target fields. It is expected that the proposed strategy can be applied in various ways in the military/security field and other fields.