유영훈의 IT & Music Studio

​​안녕하세요 

유영훈입니다.

이번 포스팅에서는 지난번에 예고드렸던 것처럼

논문 실험 장소와 장비, 어플리케이션 선정에 대해서 말씀드리겠습니다.

많은 논문들을 보면 실험을 하였다고는 하는데 어떤 장비로 어떠한 어플리케이션을 활용해서

데이터를 측정했는지 구체적으로 나온 논문은 몇 개가 없었습니다.

그 저자분들께서는 어쩌면 당연하다고 생각하셨을 수도 있고, 그러한 장비보다는 실험의 결과와

내용이 더 중요하다고 판단하셔서 일부 제외를 하고 진행을 하셨을 것이라고 생각됩니다.

그러나, 저는 개인적으로 레퍼런스로 활용하기에는 조금 불편한 점이 있었습니다.

블루투스를 활용한 측위 같은 경우는 어떠한 IC가 들어 있다고만 명시되어 있고, 그 회로가 어떻게

구성되어 있고, 어떠한 원리로 진행되었다는 것이 간략하게만 되어 있었기 때문입니다.

 그래서 이번 포스팅에서는 간략하겠지만, 이전 포스팅에서 말씀드렸던 실험 순서대로 진행하기 위한

'일종의 실험 준비'를 위한 내용으로 저도 정리가 되면서 여러분들께서도 조그만한 참고가 되실 수

있도록 포스팅 해보겠습니다.

1. 장소 선정

    : 실험 장소 선정이 어떻게 보면 가장 쉽고도 어려울 수가 있을 것 같습니다.

     어떠한 장소에서든지 실험만 할 수 있다면 그 공간에서의 결과이므로 결론을 내릴 수가 있지만,

     일반 가정집에서 실험을 진행하였으면 본인은 알겠지만, 다른 이들이 레퍼런스로 참고하기에는

     조금은 문제가 있지 않을까 싶습니다. 왜냐하면, 본인들도 실험을 따라서 진행해보고 점검해보고

     싶을 때에는 제한이 되기 때문입니다.

      그렇기 때문에, 실험 장소는 학교 건물 및 공공 도서관등의 '공공 장소'를 선택하는 것이 좋습니다.

     저 역시 아직 장소 선정을 확정하지는 못하였지만, 저도 학교 도서관과 집 주변의 공공 도서관을

     컨택해보려고 계획을 세우고 있습니다.

      장소를 협조할 때에는 공문같은 행정처리보다는 대게 이메일이나 통화로 쉽게 해결 될 수 있는

     경우가 더 많습니다. (군 복무시절 훈련을 위해서 장소 협조 경험상)

      그런데, 조금더 퀄리티 있는 논문을 위해서는 실험 장소의 도면을 구한 다음에 그 위치에

     AP를 표시한다면 좀더 신뢰가 갈 것으로 판단이 되는데, 저희 학교같은 경우에는 그런 간략히

     만든 도면은 없고 건설 도면밖에 없기 때문에, 관련 업체들도 연관이 있기 때문에 제공이 어렵다는

     이야기는 있었습니다. 그럴 경우에는 본인이 간략하게 도면을 그리는 방법으로 대체해야겠습니다.

2. 실험 장비 선정

    1) 스마트 디바이스

        - 요즘 스마트폰에는 모두 Wi-Fi 기능이 있기 때문에, 어떠한 디바이스를 선택하셔도 될 것으로

          판단됩니다. 저는 최근에 바꾼 '갤럭시 S5 광대역 LTE-A'로 진행을 하겠습니다.

    2) Wi-Fi 공유기(AP)

        - 공유기는 종류와 갯수 선정에 이슈가 있습니다.

          종류는 실제 환경에서는 대부분 다른 AP들이 활용되겠지만, 정확한 실험 데이터를 얻기 위해서

          동일한 공유기를 선정하겠습니다. 구입 방법에는 새것이나 중고를 이용하는 방법이 있겠지만,

          중고로 구입을 하면 동일한 종류의 공유기를 구입하기가 힘드므로, 저는 비교적 저가의 공유기

          를 선정하였습니다. (다보링크 사의 DV-1012G, 약 8,000원)

           갯수는 저의 논문에서는 AP 5개를 우선순위로 선정해서 DB구축하고 진행하는 것이므로,

          최소 5개가 필요한데, 저는 RSS가 강한 것을 선정하므로 6개를 구입하여 그 중에서 RSS를

          비교하여 1차적으로 제외를 시키고, 또는 새로운 AP 추가했을 때 혹시나 RSS에 영향이 미치는

          가를 함께 테스트 해보겠습니다.

         * 공공 장소에는 이미 많은 AP들이 기구축되어 있는데, 굳이 AP를 구입해서

          활용하려는지.

            : 구축된 AP를 활용하면 최고로 좋지만, 제 경험상 이동통신 3사의 AP들이 80%인데

              이 AP들이 현재 위치에서 잡히긴 하지만, 어디에 설치되어 있는지 구체적으로 알기 힘들고,

              이름 또한 비슷하거나 같은 이름으로 설정되어 있기 때문에 구분이 쉽지 않습니다.

              그렇기 때문에, AP를 구입한 후에 제가 원하는 실험 환경대로 AP를 설치를 하기 위해서.

3. 어플리케이션

    : 최초에 DR방식을 위해서 센서측정할 때 조금 많이 뒤졌었는데,

      Wi-Fi의 RSS측정 관련 어플은 여러분들께서도 많이 알고 있을 것입니다.

      저는 안드로이드 구글 플레이에서 'Wifi Analyezer'와 'WiFi 개요 360'을 활용할 계획입니다.

      지금 제가 그림으로 설명드리진 않았지만, 두 어플모두 그래프와 수치로 RSS를 파악하기가

      쉽습니다. 저는 이를 스크린샷을 찍어서 스마트폰의 사진을 PC에 옮겨내어 필요한 부분을

      그대로 논문에 적용시켜 따로 그래프를 만들다거나 하는 이중적 소모를 줄일 계획입니다.

 여기까지 실험을 위한 장소, 장비, 어플리케이션에 대해서 알아보았습니다.

아직, AP를 구입하지 않았기 때문에 6개 구입을 하여 택배를 받고, 그 사이에 장소와 도면에 대한

협조를 진행할 계획입니다.

 여기서 추가적으로 필요한 부분이 장소가 협조가 되면, 구체적으로 빠르게 진행할 실험 방법 및

알고리즘, 현실적으로 실험을 진행하기 위해서 AP에 전원이 들어가야 되기 때문에 사전 장소와

전기 활용에 대한 멀티탭 등의 소요 예상이 있어야 겠습니다. 그리고, AP의 간격과 공공 장소이므로

다른 사람들에게 피해가 안가면서 진행하는 부수적인 요소들도 파악을 해야겠습니다.

다음 포스팅에서는

실험 준비에 대한 진행 단계와 나머지 소요들에 대해서 살펴보겠습니다.

그리고 그 전에 알고리즘이나 다른 좋은 아이디어들이 생각이 나면 추가적으로 포스팅하는 방식으로

진행을 하겠습니다.

감사합니다.

​​

안녕하세요 

유영훈입니다.

이번 포스팅부터는

제가 주제로 하는 '주변 환경을 고려한 Wi-Fi 핑거프린팅 기반 실내 측위 시스템'을 위한

실험 순서에 대해서 조금씩 다루어 보려고 합니다.

이전 포스팅까지는 조금은 정리가 된 데이터들을 올렸지만,

이번부터는 아직 정리가 안된 것이기 때문에 여러분들께서는 '참고'만 해주셨으면 좋겠습니다.

저의 실험의 중점은 바로

'주변 환경을 고려'가 되겠습니다.

이 주변 환경이란

 1. 창문, 문의 여닫일 때(재질 및 두께 판단)

     → 각각의 재질과 두께가 다르겠지만, 어차피 그 좌표에서 오차범위를 정하는 것이니

         극복이 가능할 것으로 판단됩니다.

 2. 디바이스와 AP 사이에서 사람의 움직임(0~2명, 3~5명, 6~9명)

     → 사람의 적고 많음에 따라 디바이스와 AP간의 RSS가 달라지겠지만,

         이 또한 오차범위를 판단한다면 극복이 가능할 것 같습니다.

 3. AP의 변화(추가 및 삭제, 위치 변경 등)

     → 추가 : 앞의 포스팅에서 말씀드린 것처럼, 애초에 DB구축 단계에서 포함이 되지 않으므로

                  본 논문에서는 무시하는 것으로.

         삭제 및 위치 변경 : 이 부분이 저의 핵심 논제가 아닐까 싶습니다.

                                    핑거프린팅 방식에서 DB구축은 시간적, 비용적인 소모가 큰 작업인데

                                    AP의 변화로 인해서 DB를 갱신한다면 이또한 큰 소모임이 분명합니다.

                                    그렇기 때문에, DB를 갱신하기보다는 이를 어떠한 방법으로 대처하는지가

                                    중요한데, 이를 조금 뒤에서 집중적으로 다루어 보겠습니다.

이렇게 크게 3가지로 나눌 수 있습니다.

그래서 저는 앞으로 실험을 이 위의 3가지 경우를 케이스 바이 케이스식으로

접근을 해서 각각 RSS의 오차범위를 판단하면서 'DB구축 단계'를 진행하려고 합니다.

그 후에, 위 3가지 경우를 복합적으로 판단을 하여서 알고리즘 순서를 정하고,

핑거프린팅에서 2단계인 '위치 추정 단계'는 현재 좌표에서 AP간의 RSS를 측정하고

DB와 비교만 하면 크게 문제가 되지 않을 것이라 판단됩니다.

그렇기 때문에, 1단계인 'DB구축 단계'를 중점적으로 진행을 해보겠습니다.

실험 순서.

 1. 창문, 문의 여닫일 때(재질 및 두께 판단)

     - 실험 장소에 상관없이, 연구실, 도서관, 가정집.. 등 다양한 재질과 두께를 통해서 테스트를

       통해서 특성별로 살펴보고, 필드 테스트 장소에 맞는 결과를 알아보는 것으로.

 2. 디바이스와 AP 사이에서 사람의 움직임(0~2명, 3~5명, 6~9명)

     - 한 공간 안에서 진행하는 것이므로, 테스트 장소가 상관 없을 것으로 판단 됨.

       그렇기 때문에, AP의 배열만 잘 판단을 해서 실험을 진행한다면 어느장소에서도 사용가능하리라

       판단 됨.

 3. AP의 변화(추가 및 삭제, 위치 변경 등)

     - 추가 : 본 논문에서 무시

     - 삭제 : 보통 핑거프린팅 방식은 AP 3개를 활용해서 정말 깨끗하게 나온다면 현실적으로

                10m정도의 측위를 보인다고 합니다. 그런데 여기서 AP가 1개라도 삭제가 된다면

                구축한 DB에서 측위를 할 수 없기 때문에, 5개의 AP로 DB를 구축할 것입니다.

                그리고, 요즘에는 백화점이나 도서관 등 공공장소에서 스마트폰으로 와이파이를 켜면

                8개 이상 AP가 잡히는 것을 종종 볼 수 있습니다. 그래서 좌표마다 AP를 무작위로

                선정하는 것이 아니라 해당 좌표에서 RSS가 가장 강한 AP 5개를 우선순위로 선정을 하고,

                그 순서대로 AP1, AP2,....AP5로 정한다음에 존재하는 AP 3개를 가장 적은 숫자를

                선정하여 핑거프린팅 방식의 2단계인 '위치 추정'을 하면 극복 할 수 있다고 봅니다.

      - 위치 변경 : 이 부분이 조금 애매한 부분이 될 수 있다고 생각합니다.

                        추가나 삭제같은 경우는 다른 AP를 보겠다. 라고 판단을 하면 되겠지만,

                        '위치 변경'이라 함은 DB에 구축된 AP에도 해당이 되고 실제로도 RSS가 있기때문에

                        2단계인 '위치 추정 단계'에서 혼란을 일을킬 수 있다고 생각됩니다.

                         그래서 이 부분은 아직 구체화가 안되었지만, 지금 생각해보았을 때는

                        우선 RSS가 강한 AP 3개를 선정하고, 위치 추정 단계를 진행하였을 때,

                        크게 2가지 경우로 나뉘어 질 것 같습니다.

                         1) 1개의 AP가 DB와 비교했을 때, 터무니 없이 다른 값을 가지고 있다.

                             → 해당 AP를 무시하고, 다음 순위의 AP를 선정해서 측위 진행.

                         2) 1개의 AP를 DB와 비교했지만, 다른 좌표에 있는 RSS와 비슷해서 잘못 측위 됨.

                             → 이때가 제일 고민인데.. 할 수 있다면 최근 좌표값을 비교해서 올바른

                                경로 및 진행방향인지 판단해서 다음 AP로 변경하여 2단계를 진행해야할지..

                                만약 그렇다면, 자동으로 측위를 설정해 놓고, 그 측위값 갱신의 주기를 선정

                                해야 할 것으로 생각됩니다.

 우선, '위치 변경'에 관해서는 조금 더 진행을 하면서 구체화 시켜야 해보겠습니다.

이렇게 실험이 진행이 된다면, 제가 생각하는 결과는

각 좌표별로 AP와의 RSS가 딱 숫자 값으로 선정되는 것이 아닌, 일정 정도의 오차범위가 선정이 되서

위 3가지 경우가 발생하더라도 '주변 환경이 고려'가 되어 와이파이 핑거프린팅 방식만을 활용해도

10m 정도의 비교적 정확한 측위가 될 것이라고 판단이 됩니다.

 이는 와이파이 핑거프린팅의 단점인 주변 환경에 따라 민감한 RSS를 보완하는 것으로,

다른 논문들과 다르게 이를 보완하기 위해 복합 측위가 아닌 단일 측위를 활용하는 것이

저의 Contribution Point가 될 것입니다.

 왜 복합 측위방법을 활용하지 않고, 단일 측위를 택하였는지 이유는 아래의 지난 포스팅을

참고해주시면 감사하겠습니다.

실험에서 DB구축 단계일 때, AP는 5개를 선택하니 AP는 6개 정도 필요할 것 같은데..

다음 포스팅에서는 실험 장소 및 장비, 어플리케이션에 대해서 구체적으로 알아보겠습니다.

감사합니다.

​

안녕하세요 

유영훈입니다.

이번 포스팅에서는 '논문 실험순서의 중요성'에 대해서 말씀드리려고 합니다.

제가 군 제대를 하고 한달정도 대학원 연구실에서 공부를 할 때,

연구실 선배로부터 이런말을 들은 적이 있습니다.

"논문의 실험은 한번 해보고 결과가 나오는데로 결론을 짓는 것이 아니라,

 이미 그 실험을 계획하고 진행하나가려고 결심을 하였을 때에,

 아직 실험을 진행하지는 않았지만, 어떠한 기준 대비 더 향상이 될 것이라는

 정확하지는 않지만, 대략적인 데이터가 나와야 한다" 라는 것이었습니다.

그때 저는 조금의 충격을 받았습니다.

어떻게든 논문을 마무리 짓기 위해서 우선 해보고 안되면 이렇게 해보니 안되니깐

다른 논문들에서는 이러한 부분을 다루어주었으면 좋겠다. 라는 식으로 끝맺음을 하려는

안일한 생각이 들통난 것 같았기 때문입니다.

그래서 느낀점이 논문의 구성이나 실험 방법들을 조금은 체계적으로 진행해야지

조금더 현실성이 있고, 졸업을 위한 논문이 아닌 미약하지만 적어도 '측위'라는 분야에서

Contribution을 할 수 있지 않을까. 라는 점입니다.

 또한, 비록 앞으로 제가 연구원이 아닌 네트워크 엔지니어로 나아가겠지만,

진정성있게 나아가는 것이 이 세계에 대한 예의인 것 같고, 학부 논문과는 다르게 석사부터는

RISS 등에 평생남고 찾아 볼 수 있는 것이니 조금 더 소중하게 나아가야겠다고 생각했습니다.

그리고 그 선배로부터 한 가지 더 배운점이 있습니다.

국내 석사논문을 레퍼런스로 너무 신용하지 말라는 것이었습니다.

이미 논문이 발표되고 인정받은 것인데, 왜 이런 말이 나왔나 싶어서 물어보았더니,

많지는 않지만 몇 몇 석사생들이 논문의 실험은 진행하지만, 그 실험의 결과가 본인들이 원하는

방향으로 진행시키기 위해서 약간 다른 데이터가 나오더라도 조금씩 결과를 수정해 나가서

맞추어 간다는 것이었습니다.

그래서 국내 석사 논문보다는 외국의 레퍼런스들이 영어로 해석하는 것이 조금 힘들긴 하겠지만,

더 참고하기에는 좋은 것이라는 조언을 해주었습니다.

그런데, 저는 이 말이 좋게 들리지만은 않았습니다.

한글로 적힌 논문들도 퀄리티 있는 논문들이 충분히 많고, 우리들이 레퍼런스로 활용을 할 때,

외국 논문에 비해서 훨씬 더 가속성이 있다고 생각하기 때문입니다.

그렇기 때문에, 저를 비롯해서 석사 논문을 준비하시는 여러분들께서도 이런 비슷한 이야기들을

많이 들어보셨을 것이기 때문에 이런 인식들을 조금씩 변화시키기 위해서

정확한 데이터로 남긴다면, 오히려 더 현실성 있는 좋은 눈문이 만들어 지지 않을까 싶습니다.

다음 포스팅부터는

저도 조금씩 결과를 미리 예측할 수 있는 실험순서에 대해서 정해보고,

관련 장비 및 어플리케이션 선정에 대해서 살펴보겠습니다.

감사합니다.