[논문 리뷰] Performance Evaluation of Mobile U-Navigation based on GPS/WLAN Hybridization

Wan Mohd Yaakob Wan Bejuri, Mohd Murtadha Mohamad외 2명|arXiv (Cornell University)|2012. 10. 11.

Indoor and Outdoor Localization Technologies참고 문헌 16인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 환경에 따라 동적으로 GPS와 WLAN 핀터프린팅을 전환함으로써 실내 및 실외 위치 결정을 지속적으로 보장하는 하이브리드 GPS/WLAN 기반 모바일 유내비게이션 시스템을 제안한다. 신호 세기 기반 전환 및 핀터프린팅을 통해 도시 및 실내 환경에서 10미터 이내의 정확도를 달성하여 다양한 환경에서 뛰어난 성능을 입증한다.

ABSTRACT

This paper present our mobile u-navigation system. This approach utilizes hybridization of wireless local area network and Global Positioning System internal sensor which to receive signal strength from access point and the same time retrieve Global Navigation System Satellite signal. This positioning information will be switched based on type of environment in order to ensure the ubiquity of positioning system. Finally we present our results to illustrate the performance of the localization system for an indoor/ outdoor environment set-up.

연구 동기 및 목표

• 다양한 환경에서 정확도를 유지하는 실내-실외 간 전환 가능한 모바일 내비게이션 시스템을 개발하기 위해.
• 단독 GPS의 실내 및 도시 캐년 환경에서의 한계를 해결하기 위해.
• GPS와 WLAN 핀터프린팅을 통합하여 국소화 신뢰성을 향상시키기 위해.
• 실제 실내 및 실외 테스트 환경에서 하이브리드 시스템의 성능을 평가하기 위해.
• 동적 센서 모드 전환을 통해 일상적인 내비게이션의 실현 가능성을 입증하기 위해.

제안 방법

• 시스템은 위치 결정을 위해 액세스 포인트로부터의 GPS 및 WLAN 신호 세기 측정치를 조합한다.
• 환경 조건에 따라 GPS와 WLAN 핀터프린팅 간 전환 전략을 적용하는 하이브리드 전략을 사용한다.
• WLAN 핀터프린팅은 근처 액세스 포인트로부터의 수신 신호 세기 인식(RSSI)을 사용하여 구현된다.
• 시스템은 결정 논리를 활용해 최적의 위치 결정 모드를 선택한다—비어 있는 영역에서는 GPS, 실내 또는 차단된 영역에서는 WLAN을 사용한다.
• 지역화 결과는 양 시스템의 데이터를 맥락 인식 전환 기법을 통해 융합하여 생성된다.
• 실시간 성능 평가를 위해 도시 및 실내 환경에서 현장 테스트를 실시하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 GPS/WLAN 하이브리드 시스템의 성능은 도시 및 실내 환경에서 단독 GPS와 비교해 어떻게 다른가?
• RQ2 지속적인 위치 결정을 유지하기 위해 GPS와 WLAN 핀터프린팅 간 최적의 전환 전략은 무엇인가?
• RQ3 WLAN 핀터프린팅은 실내 및 도시 캐년 환경에서 GPS 신호가 떨어지는 상황에서 효과적으로 보완할 수 있는가?
• RQ4 혼합 환경에서 하이브리드 GPS/WLAN 기법을 사용할 경우 도달할 수 있는 위치 정확도 수준은 무엇인가?
• RQ5 환경 맥락은 하이브리드 내비게이션 시스템의 신뢰성과 정확도에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 하이브리드 시스템은 실내 및 실외 환경에서 모두 10미터 이내의 위치 정확도를 달성하였다.
• GPS는 드리프트가 적고 가용성이 높아 비어 있는 영역에서 신뢰할 수 있는 위치 결정을 제공하였다.
• WLAN 핀터프린팅은 GPS 신호가 약하거나 이용 불가능한 실내 및 도시 캐년 지역에서 위치 결정을 효과적으로 유지하였다.
• 동적 전환 메커니즘이 시스템의 가용성과 서비스 연속성에 크게 기여하였다.
• 시스템은 다양한 신호 환경에서 일관된 성능을 유지하며 실제 환경 조건에서도 뛰어난 내구성을 입증하였다.
• RSSI 기반 핀터프린팅과 GPS의 통합은 전체 국소화 신뢰성과 커버리지 향상에 기여하였다.