KR100283772B1

KR100283772B1 - 디지탈이동통신망의액세스채널을이용한위치정보압축전송방법및그장치

Info

Publication number: KR100283772B1
Application number: KR1019980027511A
Authority: KR
Inventors: 서춘길
Original assignee: 서춘길; 주식회사인텔링스
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1998-07-08
Publication date: 2001-03-02
Also published as: KR20000007930A

Abstract

본 발명은 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송방법 및 그 장치에 관한 것으로, 글로벌 포지셔닝 시스템에서 수신된 위치/속도(Position/Velocity) 데이터를 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜(Trimble ASCII Interface Protocol; TAIP) 규격에 의해 위치정보 압축장치로 전송하며, 위치정보 압축장치에서는 단문 서비스 형태의 문자를 단말기로 보낼 수 있도록 변환시키고, 변환된 정보는 단순한 숫자의 형태가 아니라 정보의 양을 축약시키고 통일된 형태로 전송하기 위해서 15디지트(digit)의 10진수를 12디지트의 16진 헥사데시말(hexadecimal)로 변환한 숫자와 문자의 혼용형태로 구성되며, 망 내부의 각 요소를 경유하여 단문메시지 센터로 전달된 위치정보는 위치정보 가입자에 해당되는 주소를 미리 지정하여 수신된 정보를 단문메시지 등록장치로 전달시키고, 단문메시지 등록장치, 즉 지리정보 시스템 서버는 12디지트의 위치 정보를 10진수로 변환하고 60분 법에 의해서 위·경도를 해석한 다음 저장된 전자정보지도에 위치를 표시하도록 하여 이동통신의 통화채널 대역내의 액세스 채널(Access Channel)을 이용하여 이동물체의 위치정보나 물류정보 등을 제공하는 것이다.

Description

디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송방법 및 그 장치{Positioning information compression transmission method and apparatus for access channel of digital mobile communication network}

본 발명은 디지탈 이동통신 전화망의 단말기 위치정보 전송에 관한 것으로, 특히 이동통신의 통화채널 대역내의 액세스 채널(Access Channel)을 이용하여 이동물체의 위치정보나 물류정보 등을 제공하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 이동전화의 위치를 추적하는 시스템은 이동물체의 위치정보를 실시간으로 수집하여 물류의 흐름을 통제하거나 교통정보를 제공하는 자동차 관리 시스템(Fleet Management System; FMS)과 차량 항법장치(Automation Vehicle Location; AVL)는 기존의 이동 전화통신망을 이용하고 있다.

이러한 이동전화 위치 추적시스템이 요구되는 필요성에 대하여 설명하면, 우선, 미국 연방 통신 위원회(FCC)는 911 긴급요청을 하는 이동전화 가입자의 위치를 추적할 수 있도록 통신사업자들이 시스템내에 위치 추적기능을 제공하도록 하는 법규를 입안했고, 이를 실현시키기 위하여 일부 통신사업자는 발신 이동전화로부터 인근의 기지국에 도달하는 전파의 시간차이를 계산하여 발신위치를 추적하는 장비 및 소프트웨어를 개발하고 있다. 이 방식에서 주로 적용되는 전파 도래 시간차(Time Difference Of Arrival; TDOA) 기술은 오차범위가 수백 미터에서 수 킬로미터에 이르지만 단말장치에 글로벌 포지셔닝 시스템(Global Positioning System; GPS)을 별도로 부착할 필요가 없으며 응급상황에서 구조나 정찰을 용이하게 해준다는 점에서 널리 검토되고 있다.

또한, 이동전화 위치 추적시스템은 차량, 화물, 택시, 버스 등의 운송수단의 위치와 흐름을 파악하고 효율적으로 관리하여 물류를 획기적으로 개선하는 데 기존 이동전화망 또는 무선데이터 통신망과 위치 추적장치를 결합한 시스템을 활용하고 있다. 이동전화망과 접속된 지리정보 시스템(GIS) 서버(Server)는 지리정보 데이터와 지도를 탑재하고 이동전화망을 통해 전송된 가입자 개별의 위치정보를 처리하여 지도에 표시해준다. 이동전화 단말과 접속된 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)은 인공위성으로부터 위·경도에 관한 데이터를 주기적으로 수신하여 이동전화 기지국으로 데이터를 교환장비로 보내고 가입자 데이터베이스에 수록된 가입자 데이터베이스를 참조하여 해당하는 가입자의 위치정보를 지리정보 시스템(Geographic Information System; GIS) 서버로 전송하는 것이다. 서버에 클라이언트 형태로 접속된 기업 또는 개인 고객에게 물류 또는 운송수단의 위치정보를 실시간으로 전송해준다. 이러한 방식은 셀룰러 디지털 패킷 데이터(Cellular Digital Packet Data; CDPD) 또는 무선 모뎀을 채용한 데이터 전송장치가 글로벌 포지셔닝 시스템으로부터 수신된 위치정보를 트래픽 채널을 통하여 전송하는 것이다.

다음으로, 도난 전화기 및 범죄 추적에 이용되는데, 이는 대부분의 도난 또는 복제된 이동전화기가 범죄에 사용되고 있고, 이러한 도난 전화기로 인한 사업자의 손실도 막대한 것으로 추정된다. 이동전화기의 위치 추적기능을 활용하여 도난 전화기의 위치확인과 회수를 촉진시킬 수 있다.

다음으로, 차량 항법장치(AVL)는 인공위성으로부터 수신된 위·경도 정보를 차량에 설치된 지리정보 시스템(GIS) 데이터베이스에 자동적으로 매핑(Mapping)시키는 것이다. 이동중인 차량의 위치를 파악하는데 지리정보 시스템 서버를 교환국에 접속시켜 차량 독립방식이 아닌 집중방식으로 오퍼레이터 또는 자동응답 시스템(Automation Response System; ARS)을 이용하여 이동중인 차량의 문의에 의해 위치를 알려주는 서비스도 가능하다.

다음으로, 위치에 따른 차별과금울 부과할 수 있고, 이는 발신자의 위치를 파악하여 현위치의 가용성을 분석한 다음 과금을 차별적으로 적용할 수 있다. 예를 들면, 과밀지역에서 발신하는 가입자에게 높은 요금을 부과하고 희소성이 높은 지역 및 공중전화가 부재한 상황 등에서도 높은 요금을 부과할 수 있다.

다음으로, 트래픽 데이터베이스화에 관한 것으로, 서비스를 제공하는 사업자는 물류의 흐름과 위치를 지속적으로 관리함으로써 시간, 계절, 상황별로 물류와 관련된 데이터베이스를 구축할 수 있다. 물류가 발생하는 곳에 통화량이 발생함으로 서비스 제공 사업자는 향후 시설공급게획에 반영할 수 있는 데이터베이스를 자연스럽게 확보하게 된다.

이와 같이 이동전화망을 이용하여 위치정보를 서비스하는 적용분야는 기업 및 개별 고객에게 단말의 위치정보를 실시간으로 제공한다. 단말기를 통해 수신된 개별 가입자의 위치정보는 이동전화 교환망에 인터페이스된 지리정보 시스템 서버로 전송된다. 서버는 지리정보 시스템 툴(Tool)과 개별 위치정보를 기업 및 서비스 청약 고객별로 처리하는 소프트웨어 모듈로 구성된다. 서버는 기업 및 개인가입자에게 인터넷 접속을 허용하여 실시간 위치정보, 이동경로에 대한 정보 및 추정 이동경로에 대한 정보를 제공한다.

상기 이동전화망을 이용한 위치정보 서비스를 구현하는 방안으로는 광대역 확산대역 셀룰러 시스템의 기지국과 이동국간의 프로토콜을 정의한 IS-95와 J-STD-008 규격에 정의된 호처리 프로세서 중에 시스템 부하에 영향을 미치지 않으면서 글로벌 포지셔닝 시스템으로부터 송출되는 데이터를 교환국으로 이전시킬 수 있는 알고리즘과 데이터 처리 어댑터가 고안되었다.

시스템 처리용량에 영향을 미치지 않으려면 기존의 트래픽 채널을 통해 데이터를 전송하는 방식에서 탈피하여 서비스 지역내의 사용자들에게 미치는 영향을 극소화하도록 액서스 채널을 경유하여 데이터를 전송한다. 액서스 채널을 통한 데이터 전송방법은 단말기가 위치정보를 2진수로 변환하여 송출하는 데이터 발신기능을 가동하여 위·경도 좌표를 시스템으로 전송할 수가 있다. 교환기로 보내어진 위·경도 데이터는 가입자별로 매핑되어 지리정보 시스템 서버로 보내어진다. 지리정보 시스템 서버는 2진 혹은 16진 데이터형태의 위·경도좌표를 디지털 지도에 표시한다. 데이터 발신이 주기적으로 이루어지도록 파라미터를 설정하는 것이 가능하며 주기적으로 보내어진 위·경도 데이터는 지리정보 시스템 서버에서 가입자의 이동궤적을 표시하는데 사용된다. 단말기에 부착되는 어댑터는 글로벌 포지셔닝 시스템이 위성으로부터 수신하는 위·경도 좌표를 ASCII(아스키)코드로 보내오면 2진수 혹은 16진수로 변환하는 기능과 순차적 데이터 송출에 따른 제어를 수행한다.

이동전화망을 이용한 위치정보 시스템의 구성은 도 1과 같다. 즉, 이동전화망을 구성하는 기본적인 요소인 단말기인 이동전화기(6), 기지국 송신시스템(8), 이동전화교환국(12) 외에 글로벌 포지셔닝 시스템(2), 위치정보 압축장치(Location Information Compression Unit; LICU)(4), 지리정보 시스템(18) 서버 등을 나타낸 구성도이다. 도면중 미설명 부호 (1)(7)은 안테나이고, (10)은 기지국 제어기(Base Station Controller; BSC)이며, (14)는 가입자위치 등록장치(Home Location Register; HLR)이고, (16)은 단문메시지 서비스제어기(Short Massage Service Controller; SMSC)이며, (20)은 인터넷서비스 공급자(Internet Service Provider; ISP)이고, (22)는 클라이언트(고객)이다.

위성으로부터 수신된 위치정보는 글로벌 포지셔닝 시스템(2)을 경유하여 위치정보 압축장치(4)로 보내어진다. 위치정보 압축장치(4)의 주요한 기능으로는 위·경도좌표를 단말기인 이동전화기(6)로 전송하는 주기를 결정하는 Lat/Lon 데이터 흐름제어(data flow control), 10진수 7∼8자리로 표시된 위·경도좌표를 16진 옥텟 형태로 변환하는 Lat/Lon 데이터압축(data compression) 및 단말기인 이동전화기(6)로 전송되는 데이터의 종류를 결정하는 데이터 선택(위치, 속도, 변화량)이 있다.

데이터 전송 어댑터 기능을 수행하는 위치정보 압축장치(4)는 단말기인 이동전화기(6)에 연결된 Tx(전송) 데이터단자에 물리적으로 접속되고, 데이터 발신 기능을 구동시켜 기지국 송신시스템(8)으로 옥텟값으로 표시되는 문자의 형태로 변환된 위치정보를 전송한다. 위치정보는 아스키(ASCII) 코드문자에 해당되는 2진수 형태로 무선구간을 거쳐 이동전화망으로 전송된다. 가입자 관리장치(Service Management System ;SMS)를 이용한 데이터 전송을 KSC-5601 코드를 사용한다. 인증센터와 가입자위치 등록장치(14)는 해당 가입자에 대한 위치정보 서비스여부를 확인한 후 가입자의 위치정보 데이터를 접수한다.

이동전화 교환국(12)과 가입자위치 등록장치(14)를 경유한 위치정보는 단문메시지 서비스제어기(16)로 보내어지고, 다시 지리정보 시스템 서버(18)로 전송되어 프로세싱된다. 지리정보 시스템 서버(18)에 연결된 복수의 클라이언트(22)에게 해당 가입자의 위치정보를 제공할 뿐만 아니라 인터넷과도 연결되어 계약된 고객에게 이동체에 대한 위치정보를 제공할 수 있다.

단문메시지 등록(Short Message Entity; SME)을 포함하는 이동전화망을 구성하는 것은 도 2와 같고, 도 2는 망구성 인터페이스와 전송 프로토콜을 나타낸 것이다. 즉, 이동전화망을 경유한 데이터전송에 주로 응용되는 단문메시지 서비스(Short Message Service; SMS)를 위한 망구성이고, 각각의 인터페이스에 적용되는 프로토콜 규격에 대해서는 표 1과 같다.

인터페이스	구 간	전송방식	프로토콜 규격
Um	이동전화국(MS)-기지국(BS)	공중인터페이스	J-STD-0008IS-95A
A	기지국(BS)-이동교환국(MSC)	E1 SS No.7	IS-634
Q	이동교환국(MSC)-단문메시지센터(SMC)	E1 SS No.7	IS-41C
N	단문메시지센터(SMC)-홈로케이션레지스터(HLR)	E1 SS No.7	IS-637
D	단문메시지센터(SMC)-음성응답 상호작용(IVR)	E1 SS No.7	IS-637
M	단문메시지센터(SMC)-단문메시지등록(SME)	X.25	TCP/IP

무선 접속구간(Um)에서의 프로토콜은 개인휴대통신(Personal Communications Service; PCS)의 경우는 J-STD-008, 디지털 이동전화의 경우는 IS-95규격을 따르고 있다. 이 규격은 단말기와 기지국간에 액세스 또는 트래픽 채널을 이용하여 데이터를 전송하는 규격을 포함하고 있다. 기지국과 교환국간의 인터페이스(A)는 IS-634규격을 따르고 있으며, 인터페이스 구간에서의 메시지의 내용과 절차에 관하여 규정하고 있다. 단문메시지 서비스센터(SMC)와 관련된 연동 규격은 IS-637 프로토콜을 준수한다. 단문메시지 서비스센터와 연결되는 다른 단문메시지 서비스센터 또는 기타 연동 시스템인 단문메시지 등록장치(SME) 간의 프로토콜을 전송제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol/Internet Protocol; TCP/IP)이며, 위치정보 시스템 서버인 지리정보 시스템(GIS) 서버는 망 요소 중 하나인 단문메시지 등록(SME)으로 인식되며, 상호접속 프로토콜은 단문메시지 등록 간의 프로토콜과 동일한 전송제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP)이다.

위치정보 시스템의 데이터 전송 프로토콜에서 중요한 부분은 인터페이스(Um)와 단문메시지 등록(SME) 인터페이스에 적용되는 규격이며, 망 내부에서 요소 상호 간에 교환되는 데이터의 구조와 절차는 표 1에 명기된 프로토콜을 준수한다.

이동물체의 위치정보를 실시간으로 수집하여 물류의 흐름을 통제하거나 교통정보를 제공하는 자동차 관리 시스템과 차량 항법장치는 기존의 이동 전화통신망, 특히 코드분할다중접속방식(CDMA) 셀룰러와 개인휴대통신(PCS) 망을 활용하는 측면에서 새로운 부가장비가 필요할 뿐만 아니라 통화채널을 점유하여 위치정보를 단말에서 시스템으로 전송함으로써 전체 시스템의 가용용량을 저하시킨다. 또한, 단말기가 수신한 위치데이터를 이동전화 시스템으로 송출하기 위해서는 통화채널을 사용하여야 한다. 이로 인하여 통화요금이 과다하게 지출될 뿐만 아니라 이동국이 이동함에 따른 통화로 전환디 적기에 이루어지지 않거나 단절이 되는 경우에는 재시도하여 데이터를 전송하여야 함으로 사용자의 불편이 한층 가중되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위하여 안출한 것으로, 단말기에서 시스템으로의 역방향 액세스 채널을 경유하여 시스템의 통화용량에 영향을 미치지 않으면서 위치정보를 전송하게 해주는 알고리즘과 위치정보를 축약하는 방법 및 그 장치에 제공하기 위한 것이 목적이다. 이러한 응용분야에서는 개인 또는 기업고객을 대상으로 추가적인 통화료 부담없이 위치정보 데이터를 전송하고 위치정보와 물류정보를 제공해주는 서비스가 될 수 있다. 사업자측면에서는 위치정보를 제공해주는 대가로 서비스료를 가입자에게 부과하여 수익을 창출할 수 있도록 한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 글로벌 포지셔닝 시스템에서 수신된 위치/속도(Position/Velocity) 데이터를 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜(Trimble ASCII Interface Protocol; TAIP) 규격에 의해 위치정보 압축장치로 전송하며, 위치정보 압축장치에서는 단문 서비스 형태의 문자를 단말기로 보낼 수 있도록 변환시키고, 변환된 정보는 단순한 숫자의 형태가 아니라 정보의 양을 축약시키고 통일된 형태로 전송하기 위해서 15디지트(digit)의 10진수를 12디지트의 16진 헥사데시말(hexadecimal)로 변환한 숫자와 문자의 혼용형태로 구성되며, 망 내부의 각 요소를 경유하여 단문메시지 센터로 전달된 위치정보는 위치정보 가입자에 해당되는 주소를 미리 지정하여 수신된 정보를 단문메시지 등록장치로 전달시키고, 단문메시지 등록장치, 즉 지리정보 시스템 서버는 12디지트의 위치 정보를 10진수로 변환하고 60분 법에 의해서 위·경도를 해석한 다음 저장된 전자정보지도에 위치를 표시하도록 하는 것이 목적이다.

도 1은 일반적인 이동 통신망의 시스템 구성도.

도 2는 이동 통신망의 구성 인터페이스 및 전송 프로토콜을 나타낸 블록도,

도 3은 로컬 인포메이션 컴프레션 유니트(LICU)에서의 메시지 처리과정을 나타낸 흐름도,

도 4는 위치정보 송출주기 결정을 나타낸 흐름도,

도 5는 로컬 인포메이션 컴프레션 유니트(LICU)의 구성 및 접속을 나타낸 블록도,

도 6은 서비스 매니지먼트 시스템 단말기(SMS)와 로컬 인포메이션 컴프레션 유니트(LICU)의 접속을 나타낸 블록도,

도 7은 서비스 매니지먼트 시스템 단말기(SMS)를 위한 프로토콜 스택은 나타낸 도면,

도 8은 서비스 매니지먼트 시스템 단말기(SMS) 릴레이 계층의 서비스 프리미티브를 나타낸 도면,

도 9은 이동기점(MO)-가입자 관리장치(SMS) 데이터의 전송절차를 나타낸 블록도,

도 10은 위치정보 데이터 처리를 위한 이동기점(MO)의 처리 절차를 나타낸 흐름도,

도 11은 위치정보 데이터 전송을 위한 액세스 채널의 구조도,

도 12는 글로벌 포지셔닝 시스템(GIS)에서의 위치정보 매핑 절차를 나타낸 블록도,

도 13은 위치정보 서비스 종류와 접속 계통도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

2: 글로벌 포지셔닝 시스템(GSP) 4: 위치정보 압축장치(LICU)

6: 이동전화기 8: 기지국 송신시스템(BTS)

10: 기지국 제어기(BSC) 12: 이동전화 교환국(MSC)

14: 가입자위치 등록장치(HLR) 16: 단문메시지 서비스제어기(SMSC)

18: 지리정보 시스템(GIS) 서버 20: 인터넷서비스 공급자(ISP)

24: 이동국(MS) 26: 음성응답 상호작용(IVR)

28, 30: 단문메시지 등록(SME) 41, 62: 전원부

42: 직렬통신 콘트롤러 43: GPS데이터 수신부

44: 프로세서 모듈 45: 엔코더

46: 데이터 송신부 47: 데이터 선택부

48: 데이터 압축부 49: 데이터흐름 제어부

52: 무선주파수 처리부 54: 기저대역 처리부

56: 음성신호 처리부 58: 가입자 관리장치 제어모듈

60: 데이터 인터페이스부 64: 사용자 인터페이스부

66: 디스플레이부 68: 키패드

70: 스피커/마이크로폰 72: 전송 계층

74: 릴레이 계층 82: 관계 데이터베이스

84: 자동응답 시스템 텍스트정보 86: 지형그래픽 정보

88: 인터넷, 전용회선 90: 공중데이터망/공중전화망

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 글로벌 포지셔닝 시스템이 수신한 위치정보를 위치정보 압축장치에서 옥탯값으로 변환시킨 후에 단말기로 전송하고, 단말기는 내부의 가입자 관리장치 제어모듈을 가동시켜 위·경도를 나타내는 단문메시지를 작성하여 데이터 버스트의 형태로 기지국 송신시스템으로 전송하는 단계; 기지국 송신시스템과 기지국 제어기로 표시되는 기지국은 단문메시지를 수신하여 이동전화 교환국으로 전송하는 단계; 이동전화 교환국은 가입자 정보를 참조하여 미리 지정된 위치정보 서비스 가입자임을 판단한 후 이동전화 교환국의 지정된 어드레스로 메시지를 루팅시키는 단계; 단문서비스 제어기는 가입자위치 등록장치와 정보교류 후 가입자의 루팅정보를 획득하고, 다른 단문메시지 등록의 형태인 지리정보 시스템 서버로 위치정보를 전송하는 단계; 지리정보 시스템 서버는 가입자의 위치정보를 수신하여 시간대별로 이동하는 데이터베이스 테이블을 생성한 다음 지리정보 시스템 툴을 사용하여 지도상에 매핑시키는 단계를 포함하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 본 발명은 이동기점 가입자 관리장치에서 96비트 12옥텟의 메시지를 생성하는 단계; 트랜스포트 계층에서 릴레이 계층에 RL-DATA 요구를 전송하는 단계; 단말기가 휴지상태인가를 판단하는 단계; 액세스 채널을 이용할 수 있는지를 판단하는 단계; 소정크기의 메시지인가를 판단하는 단계; 단말기가 휴지상태가 아니고 액세스 채널을 이용할 수 없으며 소정크기의 메시지가 아닐 경우에 트래픽 채널을 셋업시켜 서비스 옵션을 설정시켜 6은 정격 1로 세팅시키고, 14는 정격 2로 세팅시키는 단계; RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하는 지를 판단하는 단계; RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하지 않을 경우에 트랜스포트 계층에서 RL-ERROR 지시를 전송하는 단계; RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하는 경우에 1에 MSG_NUMBER, NUM_MSG 및 12에 NUM_FIELDS을 설정하는 단계; 어드레스필드 및 인증필드에서 RL-DATA 요구를 적용시키는 단계; 및 트래픽 채널의 액세스 채널을 통해 메시지를 전달하는 단계로 이루어진 것이 특징이다.

또한, 본 발명은 위치정보 압축장치의 모듈은 글로벌 포지셔닝 시스템으로부터 소정 크기의 데이터를 통신포트를 통해 수신하는 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부와, 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부로부터 수신된 데이터를 처리하는 프로세서 모듈과, 상기 프로세서 모듈을 부호화시켜 출력시키는 엔코더와, 상기 엔코더에서 부호화된 데이터를 입력받아 통신포트를 통해 단말기인 이동전화기로 송출시키는 데이터 송신부와, 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부, 프로세서 모듈, 엔코더 및 데이터 송신부에서의 글로벌 포지셔닝 시스템의 수신속도 및 데이터의 선택에 관하여 전반적으로 제어하는 직렬 통신 콘트롤러와, 구동을 위한 전원을 공급하는 전원부가 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이하, 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명에 관하여 상세하게 설명한다.

위치정보 시스템을 구현하기 위한 방안으로 먼저,. 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 데이터 전송방안은 일반적인 글로벌 포지셔닝 시스템의 프로토콜은 무선 데이터 단말장치, 7비트 모뎀과 이동형 PC 등에 응용되는 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜(TAIP)로 직렬 링크를 통해 ASCII문자를 전송한다. 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜에는 다양한 형태의 메시지가 존재하나 위치정보 시스템을 신속한 데이터 전달과 간단한 인터페이스 장치로 구성하기 위해서 위치/속도 메시지만을 추출하여 사용한다. 표 2에 위치/속도 메시지 형태의 예와 설명을 나타낸 것이다.

메시지 형태〉RPV15714+3739438-1220384601512612;ID=1234;*7F〈
〉	메시지 시작
R	응답 확인자
15714	GPS 시간	04:21:54	자정으로부터 경과된 시간
+3739438	위도	+37.39438
-12203846	경도	-122.03864
15	속도	15MPH
126	방향	126도
1	데이터 발생처	3D GPS
2	데이터 경과시간	10초 이내
;1D=1234	이동체 ID
*7F	확인자
〈	메시지 종료
십진 위·경도를 60분 도로 변환37.39438도, 0.39438×60=23.6628분, 0.6628×60=39.768초=〉 37°23′39.77″

위치/속도 메시지에 포함되는 정보는 글로벌 포지셔닝 시스템의 수신 시간, 위도와 경도, 이동체의 속도, 360도 방위각으로 표시되는 방향과 이동체의 ID가 있다. 본 위치정보 시스템에서는 위치/속도 메시지중에 위·경도좌표만을 추출하여 사용한다.

위치/속도 메시지가 포함하는 위·경도좌표의 정밀도는 1초 간격이 약 30.7m이므로, 최대 1/100초 간격으로 궤적을 표시한다면 30㎝의 고해상도가 될 것이다.

위치/속도 메시지가 망 요소에 전달되는 과정에서 적합한 형태로 변환되는 과정을 표 3에 표시하였다.

요소 GPS LICU 이동전화망 GIS서버

메시지 PV메시지 위·경도좌표

문자열 47문자 17문자 12문자 ―――――→

형태 10진수 16진수(옥탯) 60분 법

코드 ASCII ASCII ASCII(KS-5601)

위치/속도 메시지는 총 47개의 문자로 구성되며 위·경도 좌표는 15개 문자로 표현된다. 육상 이동전화망을 이용한 위치정보 시스템은 전세계를 대상으로 하는 글로벌 서비스가 될 수 없으므로 동경과 서경 및 북위와 남위를 표시하는 (＋)와 (－) 표시는 본 발명에서는 사용하지 않는다. 서비스 제공업자의 지역적 위치에 따라서 지리정보 시스템 서버에 동경, 서경, 남위 및 북위를 구분할 수 있도록 전자지도에 기준점을 설정하면 된다.

위치정보 압축장치는 위·경도 좌표 15개 문자를 위치/속도 메시지로부터 추출하여 16진수 옥탯값으로 변환한다. 위·경도 좌표는 12개 문자로 변한되고 시스템으로 전송된다. 이때 12개 문자의 위·경도 정보는 단문 서비스에 사용되는 코드인 KS-5601의 문자의 형태로 시스템에서 인식되며 단문메시지 센터와 단문메시지 등록장치로의 전송과정은 데이터 버스트(Data Burst) 기능을 이용한 문자 전송의 절차와 동일하게 된다.

본 발명에서의 위치정보 압축장치(LICU)의 기능은 글로벌 포지셔닝 시스템 위치/속도 메시지 발생주기 설정으로, 위치정보 압축장치는 글로벌 포지셔닝 시스템으로부터 수신된 위치/속도 메시지를 처리하는 어댑터로서 도 3과 같은 절차를 수행하여 12개 문자 96비트로 구성된 이동체의 위치정보를 생성한다.

즉, 단계(S101)에서 위치/속도 메시지의 개시(″〉″)를 확인하고, 단계(S102)에서는 메시지의 수신을 개시한다. 이때, 수신가능한 문자의 수는 47문자이다. 단계(S103)에서는 오른쪽이동을 9회 실시하고, 단계(S104)에서 7디지트를 헥사데시말(옥탯)으로 변환시켜 단계(S105) 및 단계(S106)으로 각각 전송한다. 단계(S106)에서는 오른쪽이동을 다시 1회한 후에 단계(S107)에서 8디지트를 헥사데시말(옥탯)로 변환시켜 단계(S108) 및 단계(S110)로 전송시킨다. 상기 단계(S104) 및 단계(S107)에서 각각 변환된 메시지를 단계(S105) 및 단계(S108)에서 버퍼메모리에 각각 6문자 48비트 쓰기를 한다. 따라서, 단계(S105) 및 단계(S108)에서 변환된 데이터는 단계(S109)에서 가산되어 단계(S111)에서 12문자 96비트로 버퍼메모리에 전송된다. 단계(S112)에서는 버퍼메모리를 리플레쉬시킨다.

이처럼 이동체가 이동함에 따라 적절한 주기로 수신된 위치정보를 단말기로 전송하는 것도 중요한데 이것은 글로벌 포지셔닝 시스템의 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜 메시지를 주기적으로 발생하도록 조정함으로서 가능하다.

표 4에 글로벌 포지셔닝 시스템 메시지 보고 주기를 조정하는 데이터의 형식과 설정방법을 표시하였다.

〉AXXppppooooddddmmmm[;ID=dddd][;PORT=n][;*hh]〈
A	F 또는 D	시간=F, 변위=D
XX	메시지 종류	PV로 설정
Pppp	최대보고 주기(초)	0010(10초)로 설정
Oooo	오프셋
Dddd	보고 주기(m)	0000 설정
Mmmm	최대허용 보고주기(초)	0600(1분)로 설정

우선 변위와는 무관하게 시간에 따라 위치/속도 메시지를 발생할 수 있도록 A를 F로 설정한다. 파라미터의 의미는 주기를 매 10초 주기 이하로 하고 1분이내에 데이터가 변동하지 않더라도 메시지를 다시 생성하라는 것이다.

위치/속도 메시지 발생주기를 10초로 설정한 것은 이동체의 이동속도에 따라 표시되는 이동궤적을 고려한 것으로, 속도가 10㎞/h인 경우는 표시간격이 28m이고, 50㎞/h인 경우는 139m이다.

표 5에 이동체의 속도와 위·경도 데이터 송출 주기에 따른 변위 표시간격이 표시되어 있다.

데이터 송출간격(sec)
속도(km/hr)	m/sec	1	5	10	15
10	3	3	14	28	42
20	6	6	28	56	83
30	8	8	42	83	125
40	11	11	56	111	167
50	14	14	69	139	208
60	17	17	83	167	250
70	19	19	97	194	292
80	22	22	111	222	333
90	25	25	125	250	375
100	28	28	139	278	417
110	31	31	153	306	458
120	33	33	167	333	500
130	36	36	181	361	542
140	39	39	194	389	583
150	42	42	208	417	625

변위 표시의 해상도를 높이기 위해서는 송출 주기를 짧게 설정하면 되고 이것은 글로벌 포지셔닝 시스템의 트림블 아스키 인터페이스 프로토콜 파라미터를 조정하여 실현할 수 있다.

또한, 위치정보 압축장치의 위치정보를 송출하는 주기를 설정하는 것으로, 글로벌 포지셔닝 시스템은 위치/속도 메시지를 10초간격으로 위치정보 압축장치로 전송한다. 위치정보 압축장치(4)는 이동체의 이동 속도를 감안하여 수신된 위치/속도메시지를 처리한다. 이동체가 정지하고 있는 상태에서 위치정보를 지속적으로 송신하는 것은 시스템 자원의 낭비일 뿐만 아니라 과부하를 초래할 수 있다.

위치정보 압축장치 내부에 속도를 감지하여 적정한 주기로 위치정보를 전송해 주는 로직을 내장시켜 이 문제를 해결할 수 있다. 이동체의 속도는 v, 정보 송출 주기는 t, 위치정보 표시간격을 S라고 하면, 이동체의 이동 속도에 따른 위치정보의 송출주기와의 관계는 다음의 수학식 1과 같이 간략하게 표시된다.

여기서, S=100[m] 라면, t=360/v 이고, v=Km/h이다.

기본적으로 이동체의 이동궤적 표시간격을 100m로 지정했을 경우 이동체의 속도에 따른 위치정보 데이터 송출 주기는 위의 수식과 같이 간략하게 표현되고, 도 4에는 위치정보 송출 주기를 결정하는 로직의 흐름도가 표시되어져 있다.

즉, 단계(S201)에서 위치/속도 메시지가 수신되면, 단계(S202)에서 속도데이터(v)를 추출한다. 이렇게 추출된 속도데이터(v)는 단계(S203)에서 속도데이터(v)가 30Km/h보다 크거나 같은지를 판단하여 속도데이터(v)가 30Km/h보다 크거나 같으면 단계(S204)에서 시간(t)을 10초로 세팅시킨다. 또한, 단계(S203)에서 속도데이터(v)가 30Km/h보다 작을 경우에 단계(S205)에서 속도데이터(v)가 0Km/h인지를 판단하여 속도데이터(v)가 0Km/h라면 단계(S206)에서 시간(t)을 360초로 세팅시킨다. 또한, 단계(S205)에서 속도데이터(v)가 0Km/h도 아니라면 단계(S207)에서 시간(t)을 360/v로 설정시킨다. 따라서, 단계(S204), 단계(S206) 및 단계(S207)에서 결정된 송출주기는 결정주기가 되어 위치정보로 송출된다.

그러므로 이동체의 속도가 30㎞/h를 넘어서면 데이터 송출 주기도 짧아져 9초가 된다. 이런 경우에는 최소 송출 주기인 10초를 유지하도록 한다. 즉, 30㎞/h이상인 경우도 10초 주기를 유지한다.

이동체가 이동체가 움직이지 않을 경우는 최대 360초의 송출 주기를 유지하게 된다.

다음으로, 본 발명에 따른 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)-위치정보 압축장치(LICU)의 접속과 위치정보 압축장치의 구성 및 그 기능을 설명한다.

도 5는 위치정보 압축장치의 구성과 글로벌 포지셔닝 시스템 및 이동전화기와의 접속을 나타낸 것이다.

즉, 위치정보 압축장치(4)의 모듈은 글로벌 포지셔닝 시스템(2)으로부터 소정 크기의 데이터를 통신포트(RS-232)를 통해 수신하는 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43)와, 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43)로부터 수신된 데이터를 처리하는 프로세서 모듈(44)과, 상기 프로세서 모듈(44)을 부호화시켜 출력시키는 엔코더(45)와, 상기 엔코더(45)에서 부호화된 데이터를 입력받아 통신포트(RS-232)를 통해 단말기인 이동전화기(6)로 송출시키는 데이터 송신부(46)와, 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43), 프로세서 모듈(44), 엔코더(45) 및 데이터 송신부(46)에서의 글로벌 포지셔닝 시스템의 수신속도 및 데이터의 선택에 관하여 전반적으로 제어하는 직렬 통신 콘트롤러(43)와, 구동을 위한 전원을 공급하는 전원부(41)가 구성된다.

또한, 상기 프로세서 모듈(44)은 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43)에서 수신된 데이터를 선택하는 데이터 선택부(47)와, 선택된 데이터를 압축시키는 데이터 압축부(48)와, 압축된 데이터의 흐름을 제어하는 데이터흐름 제어부(49)가 포함되어 있다.

이와 같이 위치정보 압축장치(4)와 글로벌 포지셔닝 시스템(2)의 물리적 접속규격은 RS-232이고 글로벌 포지셔닝 시스템 수신부(43)에서 위치정보 압축장치(4)로 수신되는 데이터의 속도는 4800∼9600bps이다. 프로세서 모듈(44)에서는 수신된 데이터의 종류를 선택하고 시프트시켜 12문자 96비트의 정보로 압축하며, 이를 단문 메시지 형태로 엔코딩시켜 이동국의 단말기인 이동전화기(6)로 송출시킨다. 글로벌 포지셔닝 시스템(2) 수신속도 및 데이터의 선택 등 전반적인 제어는 직렬 통신 콘트롤러(42)에서 하게된다.

따라서, 위성으로부터 수신된 정보는 글로벌 포지셔닝 시스템(2)을 경유하여 위치정보 압축장치(4)로 수신되며 프로세서 모듈(44)은 단말기인 이동전화기(6)로 전송될 위치/속도 메시지를 데이터 선택부(47)에서 선택하고, 데이터 압축부(48)에서 10진 위·경도 좌표를 16진 옥텟 형태로 변환하는 Lat/Lon 데이터 압축을 수행한 후에 위·경도 좌표를 데이터흐름 제어부(49)에서 단말기인 이동전화기(6)로 전송하게 될 주기를 결정하는 Lat/Lon 데이터흐름 제어를 하게 된다. 또한, 위치정보 압축장치(4)와 단말기인 이동전화기(6) 간의 접속규격 역시 RS-232이다.

도 6은 단말기인 이동전화기(6)의 내부 구조를 도시한 것으로, 단말기와 위치정보 압축장치(4)와의 접속은 단말기의 데이터 인터페이스부(60)와 위치정보 압축장치(4)가 물리적으로 접속되며 요소간 프로토콜은 X.25이다.

위치정보 압축장치(4)에서 나온 위치정보 데이터는 단말기 내부의 데이터 인터페이스부(60)를 경유하고 가입자 관리장치 제어모듈(58)이 접수된 데이터 열을 단문 메시지 형식으로 처리하게 된다. 이때, 단문 메시지 형태의 위치정보는 무선주파수(RF) 처리부(52)를 거처 시스템으로 전송된다.

또한, 데이터 버스트기능을 이용한 데이터 전송은, 도 7의 가입자 관리장치를 위한 프로토콜 스택에서와 같이, 가입자 관리장치(SMS) 프로토콜 스택 중 신호처리기(Signal Processor; SP)는 이동전화망 이외의 서비스 제공자인 초기 개방루프 전력(Initial open loop Power; IP), 음성사서함 서비스(Voice Mail Service; VMS)/자동차 관히시스템(Fleet Management System: FMS) 등을 포함하는 것으로 지리정보 시스템(GIS) 서버는 이에 해당된다. 단문메시지 센터(SMC)와 신호처리기(SP)간은 하위 링크 계층으로 접속되며, 적용 프로토콜은 X.25이다.

가입자 관리장치(SMS) 릴레이 계층은 상위인 트랜스포트 계층과 가입자 관리장치(SMS) 메시지를 운반하는 링크 계층을 상호 접속하는 역할을 제공한다.

이동전화망을 이용한 위치정보 서비스에 응용되는 점 대 점 서비스에서 단말기의 릴레이 계층은 트랜스포트 계층 메시지를 송수신하는 기능을 수행하고, 사용되는 프리미티브는 RL-DATA, RL-ERROR과 RL-CONTROL이 있으며, 서비스 프리미티브의 유형과 역할은 도 8 및 표 6에 정리되어 있다.

구 분	요 구	따 름	지 시	응 답	파 라 미 터
RL-DATA	O	O	O		트랜스포트 계층의 메시지, 주소, 인증, 확인요구 여부
RL-BCDATA			O		트랜스포트 계층의 메시지, 방송주소
RL-ERROR			O		오류종류
RL-CONTROL	O

본 발명에서 사용되는 프리미티브는 RL-DATA로 이동전화국(MS)에서 생성된 위치정보 메시지는 트랜스포트 계층과 릴레이 계층을 거쳐 무선구간 프로토콜인 IS-95와 J-STD-008규격에 따라 무선 인터페이스(Um) 구간을 경유하여 기지국(BS)로 전달된다. 전달상의 오류가 발생할 경우 RL-ERROR 프리미티브가 릴레이 게층에서 트랜스포트 계층으로 전달된다.

다음은 이동기점(Mobile Origination; MO) 데이터 전송절차를 살펴본다.

이동기점(MO)을 이용한 위치정보 전달을 위한 구성도는 도 9에 도시되어 있고 구간별 처리절차에 대한 설명은 아래와 같다.

즉, 첫 번째로, 글로벌 포지셔닝 시스템(2)이 수신한 위치정보를 위치정보 압축장치(4)에서 옥텟값으로 변환시킨 후에 단말기인 이동전화기(6)로 전송한다. 단말기인 이동전화기(6)는 내부의 가입자 관리장치(SMS) 제어모듈(58)을 가동하여 위·경도를 나타내는 단문메시지를 작성하여 데이터 버스트의 형태로 기지국 송신시스템(8)으로 전송시킨다.

둘째, 기지국 송신시스템(8)과 기지국 제어기(10)로 표시되는 기지국은 단문 메시지를 수신하여 이동전화 교환국(12)로 보낸다.

셋째, 이동전화 교환국(12)은 가입자 정보를 참조하여 미리 지정된 위치정보 서비스 가입자임을 판단 후 이동전화 교환국(12)의 지정된 어드레스로 메시지를 루팅시킨다.

넷째, 단문서비스 제어기(16)는 가입자위치 등록장치(14)와 정보교류 후 가입자의 루팅정보를 획득하고, 다른 단문메시지 등록의 형태인 지리정보 시스템(18) 서버로 위치정보를 전송한다.

다섯째, 지리정보 시스템(18) 서버는 가입자의 위치정보를 수신하여 시간대별로 이동하는 데이터베이스 테이블을 생성한 다음 지리정보 시스템(18) 툴을 사용하여 지도상에 매핑시킨다.

단말기의 발신 가입자 관리장치 메시지는 단말기의 트랜스포트 계층으로부터 RL-DATA 요구 프리미티브를 통해 릴레이 계층으로 전달된다. 단말기의 릴레이 계층은 RL-DATA 요구 메시지를 트랜스포트 계층으로부터 수신하고 단말기가 휴지상태에 있을 경우, 즉, 액서스 채널의 상태를 파악한 다음에 전달할 메시지가 미리 지정된 크기보다 작을 경우에 액서스 채널을 통하여 가입자 관리장치 메시지를 전달한다.

가입자 관리장치 메시지가 액서스 채널을 통해 보내질 수 있으면, 단말기의 릴레이 계층은 데이터 버스트를 작성하고 버스트-타입을 '000011'로 설정한 다음 이를 액세스 채널로 전송한다. 이때, 릴레이 계층은 MSG-NUMBER와 NUM-MSG필드를 1로, NUM-FIELDS를 트랜스포트 메시지의 옥텟수인 '12'로 단말기 주소필드는 트랜스포트 계층에서 제공된 RL-DATA 요구의 주소 파라미터로 설정하며 인증필드는 트랜스포트 계층에서 제공된 RL-Request의 인증 파라미터로 설정한다.

릴레이 계층이 트랜스포트 계층으로부터 RL-DATA 요구 프리미티브를 수신하고 단말기가 액세스 상태에 있으면, 릴레이 계층은 단말기가 시스템 액서스상태를 벗어날 때까지 RL-DATA 요구를 저장하여 한다. 이후, 단말기가 휴지상태로 들어가면, 릴레이 계층은 휴지상태에서 트랜스포트 계층으로부터 RL-DATA 요구를 수신한 것처럼 처리해야 하고, 단말기가 트래픽 채널 제어상태로 들어가면 릴레이 계층은 RL-DATA 요구를 트래픽 채널 처리절차에 따라 처리해야 한다.

이와 관련된 처리절차를 도 10의 흐름도를 참조하면, 단계(S301)에서 이동기점 가입자 관리장치에서 96비트 12옥텟의 메시지를 생성하고, 단계(S302)는 트랜스포트 계층에서 릴레이 계층에 RL-DATA 요구를 전송한다.

단계(S303)은 단말기가 휴지상태인가를 판단하고, 단계(S304)는 액세스 채널을 이용할 수 있는지를 판단하고, 단계(S306)에서는 소정크기의 메시지인가를 판단하여 단계(S101)는 수행한 후에 단계(S305)에서는 상기 단계(S303), 단계(S304) 및 단계(S306)에서 각각 단말기가 휴지상태가 아니고 액세스 채널을 이용할 수 없으며 소정크기의 메시지가 아닐 경우에 트래픽 채널을 셋업시켜 서비스 옵션을 설정시켜 6은 정격 1로 세팅시키고, 14는 정격 2로 세팅시킨다.

단계(S307)에서는 RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하는 지를 판단하고, 단계(S308)에서 RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하지 않을 경우에 트랜스포트 계층에서 RL-ERROR 지시를 전송한다.

단계(S309)에서 RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하는 경우에 1에 MSG_NUMBER, NUM_MSG 및 12에 NUM_FIELDS을 설정하고, 단계(S310)에서는 어드레스필드 및 인증필드에서 RL-DATA 요구를 적용시키며, 단계(S311)에서 트래픽 채널의 액세스 채널을 통해 메시지를 전달하는 것이다.

본 발명에 따른 액세스 채널을 이용한 위치정보 전송에 대해 설명하면, 액세스 채널의 구조는 길이 필드(MSG-LENGTH), 메시지 몸체, CRC를 포함하는 최대 880 비트의 액세스 채널 메시지와 상황에 따라 요구되는 '0'비트들로 이루어진 패딩으로 구성된다.

패딩의 길이는 다음과 같이 정의된다.

즉, 8 ＋ 메시지 몸체길이 ＋ 30 ＋ 패딩길이 = 88 × CAP_SZ이고, 여기서, 메시지 캡슐의 길이는 CAP_SZ = [(8＋메시지몸체길이 ＋ 30)/88]이다.

다음으로, 액세스 채널을 통한 데이터 버스트 메시지 전달은 액세스 채널로 메시지를 전달하는 경우, 모든 액세스 채널 메시지는 기지국과 이동구간의 메시지를 상호 교환하는 과정을 보장하기 위한 절차인 계층 2와 식별에 관련된 8가지의 공통 필드를 공유한다.

표 7의 액세스 메시지 필드의 정의에서, 공통필드는 ACK_SEQ, MSG_SEQ, ACK_REQ, VALID_ACK, ACK_TYPE, MSID_TYPE, MSID_LEN 및 MSID 호출채널을 통한 이동국의 확인요구에 대해 이동국은 수신된 PAGE-CLASS값에 따라 ACK-TYPE을 '010' 또는 '011'로 설정한다. 데이터 버스트를 이용한 위치정보 송신은 호출 메시지에 대한 응답이 아니므로 ACK-TYPE은 '000'으로 설정된다. 비확인 메시지를 송신

필드	메시지 정의	내용	길이(bit)	적용
MSG_TYPE	메시지 종류	데이터 버스트 메시지	8	11
ACK_SEQ	확인 일련번호	최근 수신한 요구 호출채널 메시지의 MSG_SEQ필드값 또는 이외 경우 '111'	3	111
MSG_SEQ	메시지 일련번호		3
ACK_REQ	확인 요구지시자	메시지 확인요구여부	1	1
VALID_ACK	유효 응답지시자	호출태널 메시지 응답: 1이외 경우: 0	1	0
ACK_TYPE	확인 주소형태	최근 수신한 호출채널 메시지의 ADDR_TYPE로 설정 또는 이외 경우'000'	3	0
MSID_TYPE	이동국 식별자 필트 형태	IMSI와 ESN를 이용하여 이동국 지시자 생성	3	11
MSID_LEN	이동국 식별자 필드길이	최대 15옥탯	4	9-11옥텟
MSID	이동국 식별자	8×MSID_LEN	120
AUTH_MODE	인증모드	인증 요구시: 01인증 미요구시: 00	2	0
AUTHR	인증데이터	인증 요구시 공통 암호화 알로리즘에 의해 생성된 18비트	0 또는 18
RANDC	랜덤 시도값	RAND의 최상위값	0 또는 8
COUNT	호경과 파라미터	AUTH_MODE가 01이면 이동국의 현재값, 이외 경우는 생략	0 또는 6
MSG_NUMBER	데이터 버스트 스트림내에서 메시지 번호		8
BURST_TYPE	데이터 버스트 스트림의 메시지 총수	데이터 버스트 형태 표현 TSB-58파라미터 할당	6	11
NUM_MSGS	데이터 버스트 형태		8	1
NUM_FIELDS	메시지내 문자수	트랜스포트 메시지의 옥탯수	8	12옥탯1100

CHARi	문자	문자정보의 내용	8×문자수	96비트

계층 2의 확인절차는 이동국이 중복 수신된 메시지를 검출하여 더 이상의 처리없이 이전에 수신된 어떤 메시지 또는 호출 레코드를 삭제하거나 중복되지 않은 메시지는 다른 메시지로 간주하여 모든 메시지를 처리하는 과정을 정의한다.

또한, VALID-ACK는 이동국이 호출채널 메시지에 응답하는 메시지여부를 구분해 주는 것으로 호출 메시지에 응답하는 경우는 '1'로 데이터 버스트 메시지를 송신하는 경우를 포함하는 그 이외의 경우는 '0'로 설정한다.

이동국의 식별과 보안을 위해서 최대 15개의 디지트로 구성된 국제 이동국식별자(IMSI)를 사용한다. 또한 장치 일련번호(ESN)는 어떤 CDMA 디지털 이동전화 시스템에서도 이동국을 유일하게 식별할 수 있는 최소 32비트의 2진수이다. 장치 일련번호는 가입자가 임으로 변경 또는 조작할 수 없도록 제작된다. 현재 국내 이동전화망에서는 국제 이동국식별자와 장치 일련번호를 이용하여 이동국 지시자를 생성하도록 되어 있다. 이 경우 MSID_TYPE은 '011'로 설정 되고 MSID_LEN의 옥텟수는 9∼11가 된다.

인증절차와 관련된 필드는 AUTH_MODE, AUTHR, RANDC, COUNT가 있다. 현재 국내 망에는 현재까지 인증 시스템이 구현되지 않았으므로 인증 모드는 '00'으로 설정하게 되고, 따라서 AUTHR, RANDC, COUNT 필드는 삭제된다. 향후 인증 절차가 망내에 도입되면 인증 모드를 '01'로 설정하고 인증과 관련된 32비트의 3가지 필드들이 추가된다.

데이터 버스트 메시지 전송과 관련된 필드는 MSG_NUMBER, BURST_TYPE, NUM_MSGS, NUM_FIELDS와 CHARi가 있다. 이동국은 데이터 버스트형태를 표현하기 위해 TSB-58의 ″TIA/EIA 광대역 확산 스펙트럼 표준을 위한 파라미터값 할당 지침서″의 값으로 BUSRT_TYPE의 값을 설정한다. 본 발명의 이동전화망을 이용한 위치추적 시스템에 사용되는 데이터 버스트의 형태는 이동국 발신(MO: Mobile Originaion)이므로 이에 해당되는 6비트의 이진수인 '000011'로 BURST_TYPE 필드를 채운다. MSG_NUMBER는 메시지에 부여되는 번호이고 NUM_MSGS는 발신되는 데이터 버스트 스트림상의 메시지 총 수로 이동전화망을 이용한 위치 추적시스템에 사용되는 데이터는 위치정보 압축장치에서 변형한 12개의 옥텟 값으로 구성된 하나의 메시지 이다. 따라서 NUM_MSGS는 '00000001'로 설정된다.

하나의 메시지에 포함된 문자의 수를 정의한 NUN_FIELDS는 변환된 위·경도 좌표를 표시하는 12개의 옥텟문자를 지정하기 위해서 '00001100'으로 설정된다. 문자 정보가 수록되는 CHARi 필드는 12옥텟에 해당되는 비트 수(8×12=96비트)로 구성된다.

도 11은 위치정보 전송을 위한 액세스 채널 구조를 나타낸 것으로, 인증 기능을 가동하지 않고 국제 이동국식별자와 장치 일련번호를 이용하여 이동국 확인절차를 수행하는 시스템에서 12옥텟으로 변환된 위치정보를 액세스 채널을 통해 전송할 때, 액세스 채널 메시지는 MSG_LENGTH, 메시지 몸체와 전송오류를 검출하는 CRC로 구성된다.

메시지 몸체는 각각 공통 필드, 인증 필드와 데이터 필드로 나누어 질 수 있으며, 이중에서 공통 필드는 모든 액세스 채널 메시지에 포함되는 ACK_SEQ, MSG_SEQ, ACK_REQ, VALID_ACK, ACK_TYPE, MSID_TYPE, MSID_LEN 및 MSID로 구성되고 총 138비트이다.

다음으로 인증 필드는 AUTH_MODE, AUTHR, RANDC 및 COUNT로 구성되며, 인증 기능을 가동하지 않는 시스템에서는 2비트, 가동하는 경우는 34비트로 이루어진다.

마지막으로, 데이터 필드는 실제적인 위치정보가 수록되는 공간으로 총 126비트로 구성된다. 본 발명의 이동전화망을 이용한 위치정보 시스템에서는 한번의 위치정보를 이동국이 송출할 때 소요되는 비트 수는 MSG_TYPE 8비트, 메시지 몸체 266 비트, CRC 30비트로 총 304 비트(38 옥텟)이다.

다음은 위치정보 루팅(Routing)으로, 위치정보를 망 내에서 전달하기 위해서 도 7의 가입자 관리장치를 위한 프로토콜 스택에 표시된 바와 같이 상호 연동은 IS-634규격에 따라 이루어진다.

이동기점(MO)을 이용한 데이터 버스트 메시지 전송에서 이동국-기지국-교환국을 경유한 메시지 패킷은 단문메시지 센터로 전달되고 단문메시지 센터는 가입자위치 등록장치의 가입자 정보(Profile)에서 위치정보 서비스 가입자이자 유효한 가입자임을 확인하고 가입자 관리장치 Point-to-point 메시지에 할당되는 주소 파라미터에 따라 위치정보를 루팅한다.

가입자 관리장치 PTP 메시지에 포함되는 파라미터는 텔레서비스 확인자, 발신 주소, 발신 부주소, 착신 주소, 착신 부주소, 베어러 회신 옵션, 베어러 데이터가 있다. 이 중에서 이동기점 형태의 메시지에 대해서는 반드시 착신 주소를 지정하여 메시지가 최종적으로 도달되어야 하는 망 요소를 정의한다.

이와 관련된 상세한 파라미터 설정은 상술하였지만, 간단히 요약하면 위치정보 서비스 가입자에 대하여 별도의 착신 주소지를 할당하여 해당 단말기가 보내오는 위치정보를 단문메시지 센터의 별도 포트로 전달되게 하는 것이다. 단문메시지 센터와 전송제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(TCP/IP)로 연동되는 지리정보 시스템 서버는 단말기가 보내는 위치정보를 실시간으로 수집하여 가입자 국번에 따라 분류된 개인 또는 기업 고객에 대하여 별도의 위치정보를 제공한다.

이와 같은 지리정보 시스템 서버에서의 프로세싱을 살펴보면, 단문메시지 센터의 메시지 수신과 처리과정은 ① 가입자 정보 수신, ② 가입자 정보 대조 및 확인, ③ 위치정보 데이터 수신 및 16진수 경위도 값을 10진수 경위도 값으로 변환, ④ 지리정보 시스템의 데이터베이스에서 지도 검색, ⑤ 가입자측에 위치정보 제공 순으로 이루어진다.

지리정보 시스템 서버와 접속된 클라이언트는 다른 서버, 공중데이터 교환망(Public Switched Data Network; PSDN)에 연결된 퍼스널컴퓨터 또는 인터넷망과 연결된 퍼스널컴퓨터 등이 있다. 사용 가입자의 보안을 위해서 지리정보 시스템 서버는 접속을 허용하기 전에 사전에 이용자에게 발급된 ID와 패스워드의 입력을 요구한다. 이러한 가입자 확인 단계를 거쳐 지리정보 시스템 서버는 단문메시지 센터로 수신된 위치정보를 해당 가입자에게 제공한다. 이때 제공되는 위치정보는 디지털 지도상에 이동궤적 또는 실시간 위치정보를 음성 또는 문자로 제공한다.

또한, 위치정보 매핑 절차는 단문메시지 센터를 경유하여 지리정보 시스템 서버로 전달된 위치정보는 가입자의 단말기 번호를 포함한다. 가입자 번호에 따라 분류된 옥텟값의 위치정보는 도 12에 도시된 바와 같이, 디코드하기 이전에 위도와 경도를 분리한다. 분리된 위도와 경도는 각각 7디지트와 8디지트의 10진수로 디코드된다. 디코드된 10진수를 매핑하기 위해서 위도와 경도의 아래로부터 다섯 번째 자리에 소수점을 지정한다. 10진수 소수점 다섯 번째 자리 수까지 표시된 위도·경도는 지도에 바로 매핑이 가능하며, 60분 법 계산에 의해 도, 분, 초 단위의 위·경도로 변환될 수 있다. 지리정보 시스템 서버는 위·경도 좌표를 해당 가입자별로 입력 저장하며 동시에 시간을 표시하는 타임스탬프를 기록한다. 단문메시지 센터와 지리정보 시스템 서버간의 데이터 전송량을 경감시키기 위해 이동전화 시스템으로부터 타임스탬프는 공급받지 않고 지리정보 시스템 서버 자체의 로컬 타임스탬프를 수신 기록된 위·경도 좌표와 병기한다.

가입자에게 제공되는 위치정보는 텍스트 또는 그래픽 모드가 모두 가능하며, 사용자 인터페이스의 여건에 따라서 가입자가 선택할 수 있다. 또한 일반전화를 이용하여 시스템에 접속 후, 적정한 메뉴흘 선택하여 자동응답 시스템를 통해 음성으로 위치정보를 청취할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.

음성 또는 텍스트로 위치정보를 제공할 경우 위·경도 해당되는 도시 또는 지역, 적어도 읍면, 동단위의 위치정보를 제공할 수 있도록 시스템을 구성한다. 이와 관련된 정보제공 계통도를 도 13에 도시되어 있다.

소프트웨어 모듈은 ① 가입자 정보수신 및 확인, ② 가입자 DB관리, ③ 위치정보 수신 및 판독, ④ 지도 DB관리 및 검색, ⑤ 음성 서비스, ⑥ 에러 처리 및 보안으로 구성된다.

가입자의 서비스 가입여부 이동전화 가입정보를 저장하고 관리하는 가입자 DB가 필요하며, 위치정보 수신 및 판독을 하는 모듈과 지도 DB를 관리 및 검색하는 모듈이 필수적이다. 음성과 서비스를 제공할 경우 자동응답 시스템와 연동하는 모듈을 구성한다. 또한 장애가 발생했을 경우 저장된 가입자 정보를 백업하고 시스템을 복구하는 모듈과 가입자 개개인의 정보의 보안 유지와 접속 통제제어와 관리를 위한 모듈을 도입하여 적용하면 된다.

이와 같이 본 발명은 지리정보 시스템 서버를 통해 이동체의 위치정보를 획득한 가입자 혹은 사업자는 이동체에 대해 텍스트 형식의 명령을 전달할 수 있고, 이것은 단문 서비스의 페이징 채널을 통한 메시지 전송 기능을 이용한 것으로 이동전화를 이용한 위치정보 시스템에서 양방향 통신을 제공할 수 있는 유용한 방법이다.

지리정보 시스템 서버에 접속된 클라이언트는 해당되는 이동체의 이동상황을 파악하면서 이동체에 대해 다른 장소로의 이동, 정지, 우회 혹은 복귀 등의 명령을 보낼 수 있고, 이것은 사용자가 20여자 이내의 텍스트 문자로 작성하여 지리정보 시스템 서버로 전송한다. 클라이언트로부터 명령을 수신한 지리정보 시스템 서버는 가입자 정보와 함께 단문메시지 센터로 63 옥텟의 PT(Paging Teleservice) 또는 255옥텟의 MT(Message Teleservice)형태로 정보를 전달한다. 가입자 관리장치는 가입자위치 등록장치로 문의하여 가입자의 루팅 정보를 확보한 다음에 해당 루팅 정보를 이용하여 단말기가 속한 교환국으로 정보를 전송한다. 교환국은 가입자가 속한 기지국으로 정보를 전달하여 최종적으로 무선구간을 경유하여 가입자에게 정보가 전달된다. 따라서 본 발명은 개인 또는 기업고객을 대상으로 추가적인 통화료 부담없이 위치정보 데이터를 전송하고 위치정보와 물류정보를 제공해주는 서비스가 될 수 있고, 사업자측면에서는 위치정보를 제공해주는 대가로 서비스료를 가입자에게 부과하여 수익을 창출할 수 있는 효과가 있다.

Claims

글로벌 포지셔닝 시스템이 수신한 위치정보를 위치정보 압축장치에서 옥탯값으로 변환시킨 후에 단말기로 전송하고, 단말기는 내부의 가입자 관리장치 제어모듈을 가동시켜 위·경도를 나타내는 단문메시지를 작성하여 데이터 버스트의 형태로 기지국 송신시스템으로 전송하는 단계;

기지국 송신시스템과 기지국 제어기로 표시되는 기지국은 단문메시지를 수신하여 이동전화 교환국으로 전송하는 단계;

이동전화 교환국은 가입자 정보를 참조하여 미리 지정된 위치정보 서비스 가입자임을 판단한 후 이동전화 교환국의 지정된 어드레스로 메시지를 루팅시키는 단계;

단문서비스 제어기는 가입자위치 등록장치와 정보교류 후 가입자의 루팅정보를 획득하고, 다른 단문메시지 등록의 형태인 지리정보 시스템 서버로 위치정보를 전송하는 단계;

지리정보 시스템 서버는 가입자의 위치정보를 수신하여 시간대별로 이동하는 데이터베이스 테이블을 생성한 다음 지리정보 시스템 툴을 사용하여 지도상에 매핑시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송방법.
제 1항에 있어서, 상기 지리정보 시스템에는 가입자 정보수신 및 확인, 가입자 데이터베이스 관리, 위치정보 수신 및 판독, 지도 데이터베이스 관리 및 검색, 음성서비스, 에러처리 및 보안을 하는 소프트웨어 모듈이 포함된 것을 특징으로 하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송장치.
이동기점 가입자 관리장치에서 96비트 12옥텟의 메시지를 생성하는 단계;

트랜스포트 계층에서 릴레이 계층에 RL-DATA 요구를 전송하는 단계;

단말기가 휴지상태인가를 판단하는 단계;

액세스 채널을 이용할 수 있는지를 판단하는 단계;

소정크기의 메시지인가를 판단하는 단계;

단말기가 휴지상태가 아니고 액세스 채널을 이용할 수 없으며 소정크기의 메시지가 아닐 경우에 트래픽 채널을 셋업시켜 서비스 옵션을 설정시켜 6은 정격 1로 세팅시키고, 14는 정격 2로 세팅시키는 단계;

RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하는 지를 판단하는 단계;

RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하지 않을 경우에 트랜스포트 계층에서 RL-ERROR 지시를 전송하는 단계;

RL-DATA 요구 어드레스가 MU_ADDR와 일치하는 경우에 1에 MSG_NUMBER, NUM_MSG 및 12에 NUM_FIELDS을 설정하는 단계;

어드레스필드 및 인증필드에서 RL-DATA 요구를 적용시키는 단계; 및

트래픽 채널의 액세스 채널을 통해 메시지를 전달하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송방법.
위치정보 압축장치(4)의 모듈은 글로벌 포지셔닝 시스템(2)으로부터 소정 크기의 데이터를 통신포트(RS-232)를 통해 수신하는 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43)와,

상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43)로부터 수신된 데이터를 처리하는 프로세서 모듈(44)과,

상기 프로세서 모듈(44)을 부호화시켜 출력시키는 엔코더(45)와,

상기 엔코더(45)에서 부호화된 데이터를 입력받아 통신포트(RS-232)를 통해 단말기인 이동전화기(6)로 송출시키는 데이터 송신부(46)와,

상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43), 프로세서 모듈(44), 엔코더(45) 및 데이터 송신부(46)에서의 글로벌 포지셔닝 시스템의 수신속도 및 데이터의 선택에 관하여 전반적으로 제어하는 직렬 통신 콘트롤러(43)와,

구동을 위한 전원을 공급하는 전원부(41)가 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송장치.
제 4항에 있어서, 상기 프로세서 모듈(44)은 상기 글로벌 포지셔닝 시스템 데이터 수신부(43)에서 수신된 데이터를 선택하는 데이터 선택부(47)와,

선택된 데이터를 압축시키는 데이터 압축부(48)와,

압축된 데이터의 흐름을 제어하는 데이터흐름 제어부(49)가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송장치.
제 4항에 있어서, 상기 프로세서 모듈(44)은 가입자 정보 수신과,

가입자 정보 대조 및 확인과,

위치정보 데이터 수신 및 16진수 위·경도값을 10진수 위·경도값으로 변환과,

위치정보 압축장치(4)의 데이터베이스에서 지도검색과,

가입자측에 위치정보를 제공하는 프로그램이 내장된 것을 특징으로 하는 디지탈 이동 통신망의 액세스 채널을 이용한 위치정보 압축 전송장치.