An extended k-best viterbi algorithm for WLAN indoor positioning system

Abstract

무선 랜 통신에 기반한 실내 측위는 이미 도처에 설치된 무선 통신기들(Access point)을 사용하며 추가적인 제반 시설을 설치할 필요는 없기 때문에 오늘날 가장 널리 사용되는 실내 측위 시스템이다. 무선 랜 기반의 실내 측위는 신호 지문(Fingerprint)을 활용한 방식이 주로 사용되는데, 이 때 신호 지문은 어느 한 지점의 위치 좌표와 해당 위치에서의 수집된 신호 세기 정보를 의미한다. 비터비(Viterbi) 알고리즘이 신호 지문 기반 실내 위치 인식에서 가장 좋은 성능을 보이고 있음에도 불구하고, 해당 알고리즘을 사용하기 위해서는 각 위치 별로 여러 번의 신호 지문을 수집하여 신호 분포를 확보해야 한다는 부담감과, 전이 확률(Transition probability)를 계산하기 위하여 이동 궤적을 확보해야 한다는 부담을 가지고 있다. 본 논문은, 이러한 비용적인 부담을 줄이면서도 비터비 알고리즘의 정확성을 확보할 수 있는 확장된 비터비 알고리즘을 제안한다. 본 알고리즘은 충분히 신호 지문을 수집하지 않은 곳에서도 동작할 수 있도록 확장되었고, 동시에 추가적인 감지기(Sensors) 없이도 이동 거리를 추정하고 이를 바탕으로 전이 확률을 동적으로 계산할 수 있도록 하였다. 실험을 통해 제안한 알고리즘은 신호 본래의 비터비 알고리즘 보다 개선된 성능을 보임을 확인할 수 있었고, 비단 비터비 알고리즘 뿐만 아니라 다른 실내 측위 알고리즘과 비교하였을 때에도 나은 성능을 보임을 확인할 수 있었다. 제안한 알고리즘은, 적은 수의 신호 지문으로도 높은 정확도를 유지할 수 있다는 점에서 장점이 있으며, 이를 통해 앞으로 실내 위치 인식과 관련된 서비스를 제공하고자 하는 단체에서 적은 부담으로도 양질의 위치 서비스를 제공할 수 있으리라 기대된다.