위성항법시스템(Global Navigation Satellite System, GNSS)은 전 세계적인 커버리지, 높은 정밀도, 그리고 비용 효율성과 같은 장점으로 인해 위치, 항법, 시각(Positioning, Navigation, and Timing, PNT) 기 술 에 널리 활용되고 있다. 그러나 GNSS는 낮은 수신 신호 세기(Received Signal Strength, RSS)로 인해 무선 주파수 간섭(Radio Frequency Interference, RFI)이나 신호 차단에 취약하다는 단점이 있다. 이러 한 GNSS의 한계는 특히 실내에서 요구조자를 탐색해야 하는 긴급 구조 상황에서 구조자가 요구조자의 위치를 파악하고 도달하는 과정에 큰 제약으로 작용한다. GNSS만을 기반으로 구조 작업을 수행하는 것 은 실효성이 현저히 떨어질 수 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해, 실내에서 제한된 정확도와 가용성을 가진 기존의 측위 방법을 대신하여 요구조자의 휴대전화에서 송신되는 업링크 신호를 활용한 실 내 탐색 시스템이 제안된 바 있다. 이 시스템은 건물 내부의 폐쇄된 문 너머에 위치한 요구조자를 탐색하는 기본적인 구조 절차를 제안하였으며, 긴급 상황 발생 시, 휴대용 신호 측정 장비를 갖춘 구조 차량 과 구조 인력이 현장에 신속히 투입된다. 이 장비는 요구조자의 휴대전화에서 송신되는 업링크 신호를 감지하며, 구조자는 측정된 RSS 값이 증가하는 방향으로 이동하여 요구조자를 탐색한다. 이 방식은 별도 의 인프라 구축 없이 GNSS가 작동하지 않는 환경에서도 활용 가능하다는 장점이 있으나, RSS 값만으로는 요구조자의 위치 예측이 어려워 구조자의 이동 경로에 따라 탐색 시간이 크게 달라질 수 있다 는 한 계가 있다. 이에 본 논문에서는 RSS 값을 기반으로 실내 지도를 활용하여 전파 경로를 예측하고, 이를 통해 요구조자의 위치를 대략적으로 추정하는 방안을 제안한다. 본 연구는 장애물이 포함된 전파 경로 의 감쇠를 path loss model을 기반으로 예측하여 그 값을 수신된 신호 세기와 비교하는 시뮬레이션 툴을 개발하여, 그 성능을 분석하였다.

Indoor Emergency Caller Position Estimation Method Based on RSS-Based Propagation Path Loss Simulation

Taewon Kang, Jiwon Seo*

The Global Navigation Satellite System (GNSS) has been widely utilized in Positioning, Navigation, and Timing (PNT) technologies due to its advantages such as global coverage, high accuracy, and cost efficiency. However, GNSS has a significant drawback in that it is vulnerable to radio frequency interference (RFI) and signal blockage due to its low received signal strength (RSS). These limitations pose serious challenges in emergency rescue operations, particularly when a rescuer must locate an emergency caller indoors. Relying solely on GNSS in such scenarios can prove highly ineffective. To address this issue, an indoor search system using the uplink signal transmitted from the caller’s mobile phone has been proposed as an alternative to existing indoor positioning methods, which suffer from limited accuracy and availability. This system introduces a basic rescue procedure for locating a caller situated behind closed doors within a building. In the event of an emergency, rescue vehicles and personnel equipped with portable signal measurement devices are rapidly deployed to the site. These devices detect the uplink signal transmitted from the caller’s phone, and the rescuer moves in the direction where the measured RSS increases to locate the caller. Although this approach is advantageous in that it can be used even in GNSS-denied environments without requiring additional infrastructure, it has a limitation in that the search time may vary significantly depending on the rescuer’s movement path, as the caller’s location cannot be accurately estimated using only RSS values. To overcome this limitation, this study proposes a method for roughly estimating the caller’s location by predicting radio propagation paths using an indoor map based on RSS measurements. A simulation tool was developed to predict the attenuation of radio waves along paths obstructed by walls using a path loss model and to compare these predictions with the received signal strength. The performance of the proposed method was analyzed accordingly.

Keywords: indoor search, received signal strength (RSS), propagation path estimation

Speaker 강태원 연세대학교