KR100416430B1 - 위치추적방법 및 그를 위한 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신망을 기본으로 하여 위치추적 서비스를 제공하는 것으로, 특히 위치추적을 통해 상대측의 위치를 확인하고, 그 확인된 위치정보를 이동 단말기로 전송하여 상대측의 보다 정확한 위치를 능동적으로 사용자에게 알려주는 위치추적방법 및 그를 위한 시스템에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은 임의의 이동 단말기와 위치추적 단말기에 대해, 각각의 위치등록을 실시하는 단계와, 상기 위치추적 단말기의 위치등록에 따라, 상기 위치추적 단말기가 위치한 기지국의 식별번호를 상기 이동 단말기로 전송하는 단계와, 상기 이동 단말기에서, 상기 위치추적 단말기가 위치한 기지국의 식별번호를 이용하여, 상기 기지국으로의 방향과 그 기지국까지의 거리를 출력하는 단계와, 상기 이동 단말기가 이동하여 상기 기지국의 서비스 영역으로 진입함에 따라, 상기 기지국에서, 상기 이동 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿과 상기 위치추적 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿을 이용하여, 위치정보를 측정하는 단계와, 상기 이동 단말기에서, 상기 기지국에서 측정된 위치정보를 이용하여, 현재 이동 단말기의 위치를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향과 거리를 출력하는 단계로 이루어진다.

Description

위치추적방법 및 그를 위한 시스템{method for tracking terminal position, and system for the same}

본 발명은 무선 통신망을 기본으로 하여 위치추적 서비스를 제공하는 것으로, 특히 위치추적을 통해 상대측의 위치를 확인하고, 그 확인된 위치정보를 이동 단말기로 전송하여 상대측의 보다 정확한 위치를 능동적으로 사용자에게 알려주는 위치추적방법 및 그를 위한 시스템에 관한 것이다.

무선측위는 현재 활발히 진행되고 있는 기술분야 중 하나로써, 이동통신망 기술발전을 위해서 반드시 병행 개발되어야 할 기술 분야 중 하나이다.

앞으로 진행될 이동통신 분야에서는 무선측위가 이용된 다양한 서비스를 제공하기 위해 표준화를 진행 중이다.

특히 현재 무선측위를 이용한 이동통신에서의 위치추적은, 기존에 이동 단말기의 위치추적 범위가 수백 미터 반경 내에 불과했던 것에서, 수십 내지 수 미터 반경 내의 범위까지 위치추적이 가능하게 되었다.

현재 일반적으로 위치추적에 이용되는 무선측위 기술로는, 범지구 위치파악 시스템(GPS : global positioning system) 기술 내지 차동 범지구 위치파악 시스템(DGPS : differential global positioning system) 기술이 가장 일반적이다. 그러나 이러한 위치파악 시스템(GPS 내지 DGPS) 기술은 여러 단점들을 가지고 있기 때문에, 시스템 구축비용이 저렴하고 또한 위치추적의 정확도가 높은 무선측위 기술로써, 지향성 안테나를 이용하는 기술이 제안되었다.

상기에서 언급한 무선측위 기술들은 하나의 일 예들이며, 상기한 것들 이외에도 다양한 여러 무선측위 기술들이 있다. 그리고 앞으로도 이동통신 기술과 더불어 보다 고도의 무선측위 기술이 제안될 것이다.

더욱이 앞으로는 상기한 무선측위 기술을 이용하여, 사용자의 편리성을 더욱더 고려한 위치추적서비스가 요구될 것이다.

또한 위치추적을 기반으로 하여 보다 효과적으로 추적된 상대측의 위치를 알려주기 위한 단말기 제작이 요구된다.

본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로, 특히 이동통신망의 위치추적을 기반으로 하여, 위치추적을 요청한 사용자측을 기준으로 한 위치추적 대상인 상대측의 상대적 거리 및 상대적 방향, 그리고 상대적 거리의 변동사항을 보다 쉽게 인지할 수 있도록 해주는 위치추적방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 위치추적을 요청한 사용자측을 기준으로 한 위치추적 대상인 상대측의 상대적 거리 및 상대적 방향, 그리고 상대적 거리의 변동사항을 보다 쉽게 인지할 수 있도록 해주는 위치추적시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위치추적시스템의 특징은, 서비스 대상이 되는 하나 또는 그 이상의 단말기들의 위치등록을 실시하고, 그 위치등록결과를 저장하는 코어네트워크와; 상기 코어네트워크에 위치등록되며, 자신의 단말기번호정보가 포함된 파일럿을 주기적으로 송출하는 위치추적 단말기와; 상기 코어네트워크에 위치등록되며, 자신의 고유식별번호가 포함된 파일럿을 주기적으로 송출하는 이동 단말기와; 상기 위치추적 단말기 및 상기 이동 단말기로부터 송출된 파일럿들을 통해, 상기 이동 단말기를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 상대적 거리와 방향을 상기 이동 단말기로 전송하는 기지국으로 구성된다.

상기 이동 단말기는, 상기 기지국으로부터 주기적으로 수신되는 상기 위치추적 단말기의 상대적 거리에 대해, 그 상대적 거리에 상응하는 신호음 간격의 경보신호를 발생시키기 위한 경보신호 발생부를 구비하는 것이 바람직하다.

또한 상기 이동 단말기는, 상기 위치추적 단말기와의 상대적 거리에 대해, 그 상대적 거리가 변동될 경우에, 상기 경보신호 발생부가 다른 신호음 간격의 경보신호를 발생시키도록 제어하기 위한 제어부를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 위치추적 단말기와의 상대적 거리가 가까워진다고 판단되는 경우에, 상기 경보신호 발생부로 하여금 보다 짧은 신호음 간격의 경보신호를 발생시키도록 제어하고, 상기 위치추적 단말기와의 상대적 거리가 멀어진다고 판단되는 경우에, 상기 경보신호 발생부로 하여금 보다 긴 신호음 간격의 경보신호를 발생시키도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 이동 단말기는, 상기 코어네트워크 및 상기 기지국을 통해 서비스되는 양방향 정보교환 통신서비스를 위한 일반모드와, 상기 기지국에서 제공되는 상기 위치추적 단말기의 위치정보를 통해, 상기 위치추적 단말기와의 상대적 거리, 방향 및 상기 상대적 거리의 변동사항을 주기적으로 확인하기 위한 위치확인모드로 각각 동작하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 이동 단말기는, 상기 위치확인모드에서 동작되는, 상기 기지국에서 송출된 고주파신호 중에서 상기 위치추적 단말기의 위치추적정보가 포함된 신호를 통과시키는 추적신호검출필터와, 상기 추적신호검출필터로부터 입력된 신호를 신호처리가 가능한 저주파신호로 하향주파수 처리하는 위치검출정보 수신부와, 상기 위치검출정보 수신부의 출력 신호로부터 상기 위치추적 단말기의 상대적 거리를 추출 계산하고, 그에 따른 거리계산값이 포함된 제어 명령을 출력시키는 제어부와, 상기 제어부로부터 출력된 제어 명령의 거리계산값에 상응하는 신호음 간격의 경보신호를 발생시키는 경보신호 발생부와, 상기 경보신호 발생부에서 발생된 경보신호를 가청주파수의 소리신호로 변환하여 출력시키는 출력디바이스를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 제어부는, 상기 위치검출정보 수신부의 출력 신호로부터 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향을 추출 계산하고, 그에 따른 방향정보가 상기 출력디바이스를 통해 방위 표시되도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한 상기 기지국은, 상기 이동 단말기와 상기 위치추적 단말기에서 각각 송출되는 파일럿의 신호세기와 입사각을 통해, 상기 이동 단말기의 거리와 방향을 측정하고, 상기 위치추적 단말기의 거리와 방향을 측정하고, 상기 각각의 측정된 값들을 통해 상기 이동 단말기와 상기 위치추적 단말기간의 거리를 계산하고, 상기 각각의 측정된 값들을 통해 상기 이동 단말기를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 방향을 계산하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 기지국은, 상기 이동 단말기의 이전에 확인된 위치와 현재 확인되는 위치를 통해, 상기 이동 단말기의 이동 경로를 파악하는 것이 바람직하다.

결국 상기 기지국은, 상기 계산된 거리계산값과 방향계산값이 포함된 위치정보를 상기 이동 단말기로 전송하는 것이 바람직하다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 위치추적방법의 특징은, 임의의 이동 단말기와 위치추적 단말기에 대해, 각각의 위치등록을 실시하는 제1 단계와; 상기 위치추적 단말기의 위치등록에 따라, 상기 위치추적 단말기가 위치한 기지국의 식별번호를 상기 이동 단말기로 전송하는 제2 단계와; 상기 이동 단말기에서, 상기 위치추적 단말기가 위치한 기지국의 식별번호를 이용하여, 상기 기지국으로의 방향과 그 기지국까지의 거리를 출력하는 제3 단계와; 상기 이동 단말기가 이동하여 상기 기지국의 서비스 영역으로 진입함에 따라, 상기 기지국에서, 상기 이동 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿과 상기 위치추적 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿을 이용하여, 위치정보를 측정하는 제4 단계와; 상기 이동 단말기에서, 상기 기지국에서 측정된 위치정보를 이용하여, 현재 이동 단말기의 위치를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향과 거리를 출력하는 제5 단계로 이루어진다.

상기 제3 단계가, 상기 이동 단말기에 미리 구비되는 각 기지국 식별번호별 위치를 나타낸 방향/거리 식별 테이블을 참조하여, 상기 기지국의 식별번호에 대응되는 상기 기지국으로의 상대적 방향과, 그 기지국까지의 거리를 출력하는 것이 바람직하다.

여기서 상기 제4 단계는, 상기 이동 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿과 상기 위치추적 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿의 각 신호세기 및 입사각을 이용하여, 상기 기지국에서 상기 이동 단말기로의 방향과 거리를 측정하고, 상기 기지국에서 상기 위치추적 단말기로의 방향과 거리를 측정하는 것이 바람직하다.

상기 제4 단계 이후에, 상기 측정된 결과를 이용하여, 상기 이동 단말기에 기준한 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향을 계산하고, 상기 이동 단말기의 이전 위치와 현재 위치를 확인하여, 상기 이동 단말기의 이동 경로를 파악하는 것이 바람직하다.

또한 상기 제5 단계가, 상기 기지국에서 측정된 위치정보를 이용하여, 현재 이동 단말기의 위치를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향을 방위 표시하고, 상기 이동 단말기에서 상기 위치추적 단말기까지의 상대적 거리를 숫자/문자로 표시하고, 상기 기지국에서 파악된 이동 경로 및 상기 측정된 위치정보를 이용하여, 상기 이동 단말기의 위치에서 상기 위치추적 단말기까지 이동하는데 소요되는 시간을 표시하는 것이 바람직하다.

마지막으로 상기 제5 단계가, 상기 기지국에서 측정된 위치정보를 주기적으로 수신하여, 상기 이동 단말기와 상기 위치추적 단말기간 거리의 변동 상태를 서로 다른 신호음 간격의 경보신호로 출력하는 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 위치추적을 위한 이동통신시스템 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 위치추적을 위한 이동 단말기의 내부 구성을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명의 위치추적을 위한 위치추적 단말기의 내부 구성을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명의 위치추적을 위한 이동 단말기와 위치추적 단말기의 위치등록 절차를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 제1의 위치추적절차를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 제2의 위치추적절차를 나타낸 도면.

도 7은 본 발명의 위치추적을 위한 거리정보 알림 절차를 나타낸 플로우챠트.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

10 : 이동 단말기(MT) 11 : 안테나

12 : 듀플렉서(Duplexer) 13 : 추적신호검출필터

14 : 수신신호처리부 15 : 송신신호처리부

16 : 위치추적처리부 17 : 제어부

18 : 출력디바이스 19 : 입력디바이스

20 : 위치추적 단말기 21 : 랜덤 코드 발생부

22 : 합성부(mixer) 23 : 파일럿 송신부

30∼31 : 기지국(BTS-1, BTS-2) 40 : 기지국제어기(BSC)

50 : 교환기(MSC) 60 : 위치등록기(LR)

70 : 위치 서버

이하, 본 발명에 따른 위치추적방법 및 그를 위한 시스템에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명은 이동통신망에서의 위치추적 기술을 기반으로 한다.

특히 본 발명은 다음에 설명되는 시스템을 기반으로 한다.

도 1은 본 발명의 위치추적을 위한 이동통신시스템 구성을 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 시스템은, 위치추적서비스를 제공하는 이동통신망(mobile communication network)과, 그 이동통신망을 통해 위치추적서비스를 제공받는 이동 단말기(10)와, 이동통신망을 통한 위치추적 대상이 되는 위치추적 단말기(20)로 구성된다.

이동통신망은, 이동 단말기(10) 내지 위치추적 단말기(20)와의 무선 접속을 위한 다수의 기지국(BTS-1,BTS-2)(30,31)과, 상기 기지국(30,31)에 무선 접속되는 이동 단말기(10) 내지 위치추적 단말기(20)를 망으로 연결시켜 주기 위한 코어네트워크(CN : Core Network)로 구성된다. 특히 코어네트워크(CN)는 기지국제어기(BSC : base station controller)(40)와, 교환기(MSC : mobile switching center)(50)와, 위치등록기(LR : Location Register)(60)와, 위치 서버(70)로 구성된다.

상기 코어네트워크(CN)의 각 구성 요소들에 대한 일반적인 기능은 이미 공지된 것이므로, 그에 대한 설명이 본 발명에서는 생략된다.

그러나 본 발명에서는 코어네트워크(CN)의 구성 요소들 중에서, 교환기(MSC)(50), 위치등록기(LR)(60) 및 위치 서버(70)가, 서로간의 연동을 통해 본 발명의 위치추적에 필요한 위치등록을 실시한다. 그리고 그 실시된 위치등록 결과를 저장한다. 특히 교환기(MSC)(50)는 서비스 대상 단말기들의 위치등록이 요청될 경우에, 그들에 대한 서비스 가입여부를 판별한다. 또한 위치 서버(70)는 서비스 대상 단말기들이 제공받을 수 있는 서비스들(음성통신서비스, 데이터통신서비스, 무선인터넷서비스, 위치추적서비스)의 유효성을 판정하여, 그 판정 결과를 교환기(50)에 알려준다. 동시에 위치 서버(70)는 서비스 제공이 유효한 단말기들에 대한 위치등록 결과를 위치등록기(60)에 저장한다. 이 때 위치등록기(60)에는 각 단말기의 고유번호 내지 식별번호가 저장되며, 그들 번호와 연계되어 그 단말기들이 위치한 기지국의 고유번호가 저장된다.

다음 본 발명에서는 기지국(30,31)을, 이동 단말기(10)와의 무선 접속을 지원하는 제1 기지국(BTS-1)(30)과, 위치추적 단말기(20)와의 무선 접속을 지원하는 제2 기지국(BTS-2)(31)으로 나누어 설명한다. 제1 기지국(BTS-1)(30)은 자신의 서비스 영역에 위치한 이동 단말기(10)로부터 위치추적 요청을 전달받아 코어네트워크로 중계하고, 또한 위치추적 요청에 대해 코어네트워크의 응답을 이동 단말기(10)로 중계한다. 제2 기지국(BTS-2)(31)은 자신의 서비스 영역에 위치확인이 요청된 위치추적 단말기(20)가 위치하면서, 그 위치추적 단말기(20)의 위치확인을 요청한 이동 단말기(10)가 자신의 서비스 영역으로 들어올 경우에, 이동 단말기(10) 및 위치추적 단말기(20)로부터 송출되는 각각의 파일럿(pilot)을 주기적으로 수신하고, 그 수신된 파일럿들의 신호세기와 입사각으로부터 자신과 각 단말기(10,20)간의 각 거리와 상대적 방향을 주기적으로 측정한다. 그리고 각각의 측정된 값들을 통해 이동 단말기(10)와 위치추적 단말기(20)간의 거리를 계산하고, 각각의 측정된 값들을 통해 이동 단말기(10)를 기준으로 한 위치추적 단말기(20)의 상대적 방향을 계산한다. 또한 제2 기지국(BTS-2)(31)은 이동 단말기(10)의 이전 위치와 현재 위치를 확인하여, 그 이동 단말기(10)의 이동 경로를 파악한다. 이 때 이동 단말기(10)의 이동 경로를 파악하는 이유는, 이동 중인 이동 단말기(10)에 대한 보다 정확한 위치추적 단말기(20)의 방향을 계산하기 위한 것이다. 결국 제2 기지국(BTS-2)(31)은 측정된 거리와 방향의 정보들(거리계산값과 방향계산값이 포함된 위치정보)을 이동 단말기(10)로 전송한다. 추가적으로 본 발명의 기지국들(30,31)은 방향 및 거리 측정을 위해 지향성 안테나를 구비한다.

다음 본 발명에서 이동 단말기(MT)(10)는, 사용자에게 이동성이 보장된 통신 서비스를 제공하기 위한 것으로, 코어네트워크에 위치등록을 요청하고, 그에 따라 위치등록된다. 그리고 이동 단말기(10)는 자신의 고유식별번호(MIN : Mobile Identification Number, ESN : Electronic Serial Number)가 포함된 파일럿을 주기적으로 송출한다.

도 2는 본 발명의 위치추적을 위한 이동 단말기의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 도 2를 참조하여 본 발명에서의 이동 단말기 동작에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 2에서 이동 단말기(MT)(10)는, 고주파수의 신호를 송수신하기 위한 안테나(11)와, 송수신되는 각 신호의 경로를 분기시키기 위한 듀플렉서(duplexer)(12)와, 듀플렉서(12)에서 분기된 수신 고주파 신호에서 위치 검출에 따른 위치추적정보를 포함하는 고주파 신호만을 통과시키는 추적신호검출필터(13)와, 수신된 고주파 신호를 하향주파수 처리하기 위한 수신신호처리부(14)와, 송신될 저주파 신호를 상향주파수 처리하기 위한 송신신호처리부(15)와, 듀플렉서(12)에 의해 분기된 고주파수의 수신신호 중에서 위치추적정보를 포함하는 고주파 신호를 신호처리하기 위한 위치추적처리부(16)와, 상기한 수신신호처리부(14)와 송신신호처리부(15)와 위치추적처리부(16)의 각 신호처리를 제어하기 위한 제어부(17)와, 수신신호처리부(14) 또는 위치추적처리부(16)로부터 입력되는 저주파의 전기적 신호를 이동 단말기(10) 사용자가 인지할 수 있는 정보로 변환하여 외부로 출력시키기 위한 출력디바이스(18)와, 입력되는 정보를 전기적 신호로 변환하여 송신신호처리부(15)로 저주파 신호를 출력시키기 위한 입력디바이스(19)로 구성된다. 출력디바이스(18)로는 소리신호로 변환하여 출력시키는 스피커(speaker)와, 문자신호로 변환하여 출력시키는 표시창(display)이 있다. 입력디바이스(19)로는 소리를 입력으로 하여 전기신호로 변환 출력시키는 마이크로폰(micro-phone)과, 문자/숫자/기호 입력을 위한 단말기-키(button)가 있다.

상기와 같이 구성된 이동 단말기(10)는, 코어네트워크 및 기지국들(30,31)을 통해 서비스되는 양방향 정보교환 통신서비스(음성통신서비스 내지 데이터통신서비스)를 위한 일반모드(normal mode)와, 이동통신망에서 무선측위기술을 기반으로 하여 기지국들(30,31)에서 제공되는 위치추적 단말기(20)의 위치정보를 통해, 그 위치추적 단말기(20)와의 상대적 거리, 방향 및 그 상대적 거리의 변동사항을 주기적으로 확인하기 위한 위치확인모드(position detecting mode)로 각각 동작한다.

일반모드의 동작을 위한 이동 단말기(10)는, 상기 나열된 구성 요소들 중에서 수신신호처리부(14) 및 송신신호처리부(15)가 신호처리를 담당한다. 보다 상세하게는, 듀플렉서(12)로 음성통신 내지 데이터통신을 위한 정보신호가 입력되면, 제어부(17)는 수신신호처리부(14)를 동작토록 한다. 그에 따라 수신신호처리부(14)는 입력되는 정보신호를 하향주파수처리하기 위해, 입력 신호에 국부주파수(local frequency)를 믹싱(mixing)시키고, 신호레벨을 증폭시키고, 유효정보만을 여과시킨다. 반대로 입력디바이스(19)로부터 음성통신 내지 데이터통신을 위한 정보가 입력되면, 제어부(17)는 송신신호처리부(15)를 동작토록 한다. 그에 따라 송신신호처리부(15)는 입력되는 정보를 상향주파수처리하기 위해, 입력 신호에 국부주파수(local frequency)를 믹싱(mixing)시키고, 신호레벨을 증폭시키고, 유효정보만을 여과시킨다. 이러한 이동 단말기(10)의 일반모드의 동작은 이미 알려진 것이며, 또한 본 발명의 핵심과는 무관한 것이므로, 그의 상세한 설명은 이하 생략한다.

위치확인모드의 동작을 위한 이동 단말기(10)는, 기지국에서 송출된 고주파신호 중에서 위치추적 단말기(20)의 위치추적정보가 포함된 신호를 통과시키는 추적신호검출필터(13)와, 추적신호검출필터(13)로부터 입력된 신호를 신호처리가 가능한 저주파신호로 하향주파수 처리하는 위치검출정보 수신부(미도시)와, 위치검출정보 수신부(미도시)의 출력 신호로부터 위치추적 단말기(20)의 상대적 거리를 추출 계산하고, 그에 따른 거리계산값이 포함된 제어 명령을 출력시키는 제어부(17)와, 제어부(17)로부터 출력된 제어 명령의 거리계산값에 상응하는 신호음 간격의 경보신호를 발생시키는 경보신호 발생부(미도시)와, 경보신호 발생부(미도시)에서 발생된 경보신호를 가청주파수의 소리신호로 변환하여 출력시키는 출력디바이스(18)를 구비한다. 상기에서 위치검출정보 수신부와 경보신호 발생부는 하나의 위치추적처리부(16)로써 도 2에 도시된다.

특히 경보신호 발생부는, 기지국으로부터 주기적으로 수신되는 위치추적정보로부터 계산된 위치추적 단말기(20)의 상대적 거리에 대해, 그 상대적 거리에 상응하는 신호음 간격의 경보신호를 발생시킨다. 그리고 제어부(17)는, 이동 단말기(10)와 위치추적 단말기(20)와의 상대적 거리에 대해, 그 상대적 거리가 변동될 경우에, 경보신호 발생부가 다른 신호음 간격의 경보신호를 발생시키도록 제어한다. 보다 상세하게 제어부(17)는, 이동 단말기(10)와 위치추적 단말기(20)의 상대적 거리가 가까워진다고 판단되는 경우에, 경보신호 발생부로 하여금 보다 짧은 신호음 간격의 경보신호를 발생시키도록 제어하고, 이동 단말기(10)와 위치추적 단말기(20)의 상대적 거리가 멀어진다고 판단되는 경우에, 경보신호 발생부로 하여금 보다 긴 신호음 간격의 경보신호를 발생시키도록 제어한다. 물론 제어부(17)는, 상기와 같이 이동 단말기(10)와 위치추적 단말기(20)의 상대적 거리에 비례한 신호음 간격의 경보신호를 발생시키지 않고, 이동 단말기(10)와 위치추적 단말기(20)의 상대적 거리에 반비례한 신호음 간격의 경보신호를 발생시키도록 제어할 수 있다.

이러한 경보신호 발생을 제어하기 위해, 제어부(17)는, 위치검출정보 수신부의 출력 신호로부터 이동 단말기(10)에 대한 위치추적 단말기(20)의 상대적 방향을 추출 계산하고, 그에 따른 방향정보가 출력디바이스(18)를 통해 방위 표시되도록 제어한다.

특히 본 발명에서는 이동 단말기(10)가 위치확인모드로 동작할 경우에도, 음성통신 내지 데이터통신 서비스를 위한 수신신호처리부(14)나 송신신호처리부(15)의 신호경로를 완전히 격리(isolation)시키지는 않는다. 다시 말하자면 이동 단말기(10)가 위치확인모드로 동작하고 있다하더라도, 음성통신 내지 데이터통신을 위한 정보신호 수신이 있으면 수신신호처리부(14)가 동작되도록 한다.

도 3은 본 발명의 위치추적을 위한 위치추적 단말기의 내부 구성을 나타낸 도면으로, 도 3을 참조하여 본 발명에서의 위치추적 단말기 동작에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 3에서, 위치추적 단말기(20)는, 랜덤(random)한 코드열을 발생시키는 랜덤 코드 발생부(21)와, 위치추적 단말기(20)의 단말기번호정보와 랜던 코드 발생부(21)에서 발생된 코드열을 믹싱(mixing)시키는 합성부(mixer)(22)와, 합성부(22)의 출력에 의한 파일럿을 출력시키는 파일럿 송신부(23)와, 파일럿 송신부(23)의 출력 파일럿을 송출하기 위한 단방향 안테나(24)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 위치추적 단말기(20)는 파일럿 송출만을 위한 구성을 가지며, 그 구성은 이동 단말기(10)에도 통상적으로 구비된다. 따라서 위치추적 단말기(20)는 하나의 이동 단말기로 대치할 수도 있다.

본 발명에서 위치추적 단말기(20)는, 코어네트워크에 위치등록을 요청하고,그에 따라 위치등록된다. 그리고 위치추적 단말기(20)는 자신의 단말기번호가 포함된 파일럿을 주기적으로 송출함으로써, 기지국이 자신의 위치를 검출할 수 있도록 하는 최소한의 정보를 제공한다.

이하에서는 상기한 시스템 구성 및 동작을 근거로 한 본 발명의 위치추적절차를 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 위치추적절차는, 크게 위치등록과정(도 4)과, 1차적인 위치추적과정(도 5)과, 2차적인 위치추적과정(도 6)으로 이루어진다. 그리고 이하에서는 이동 단말기가 위치추적 단말기의 위치확인을 요청한 경우에 대해 설명한다. 그리고 이동 단말기에 대해서는 제1 기지국이 서비스를 담당하고, 위치추적 단말기에 대해서는 제2 기지국이 서비스를 담당하는 경우에 대해 설명한다. 즉 현재 이동 단말기와 위치추적 단말기가 서로 다른 기지국 영역에 위치한 경우에 대한 설명이다.

도 4는 본 발명의 위치추적을 위한 이동 단말기와 위치추적 단말기의 위치등록 절차를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 일단 이동 단말기 내지 위치추적 단말기의 전원 온(Power on)되면 위치등록이 실시된다.

먼저 이동 단말기는 위치등록을 위한 고유식별번호(이동체식별번호(MIN)와 단말기일렬번호(ESN))가 포함된 위치등록 메시지를 제1 기지국을 거쳐 교환기에 전달한다(S1). 또한 위치추적 단말기도 위치등록을 위한 자신의 고유 단말기번호가 포함된 위치등록 메시지를 제2 기지국을 거쳐 교환기에 전달한다(S1).

교환기는 각 단말기의 위치등록 메시지들에 포함된 고유식별번호 내지 고유단말기번호를 번역하여 각각의 가입자 여부를 판별한다(S2).

교환기는 그 이동 단말기 내지 위치추적 단말기의 가입이 확인되면, 이동 단말기의 고유식별번호(이동체식별번호(MIN)와 단말기일렬번호(ESN))가 포함된 등록 요청 메시지와, 위치추적 단말기의 고유 단말기번호가 포함된 등록 요청 메시지를 위치 서버에 전달한다(S3).

그러면 위치 서버는 그 전달된 각 등록 요청 메시지의 고유식별번호 내지 고유 단말기번호를 이용하여 각 단말기들의 통신 서비스들에 대한 유효성을 판정한다(S4).

만약 그 이동 단말기 및 위치추적 단말기가 서비스 유효한 단말기들로 판명되면, 위치 서버는 그 이동 단말기 및 위치추적 단말기에 대한 위치등록을 완료하고, 그에 따른 결과 정보(제공 가능한 서비스 종류에 대한 정보 등)를 위치등록기(LR)에 저장한다(S5). 동시에 위치 서버는 그 위치등록 결과가 포함된 위치등록 통보 메시지를 교환기에 전송한다(S6). 특히 위치 서버는 현재 이동 단말기가 위치한 기지국 번호를 위치등록기에 저장시키고, 또한 현재 위치추적 단말기가 위치한 기지국 번호를 위치등록기에 저장시킨다. 이 때 각 기지국 번호는 해당 단말기의 고유식별번호 내지 고유 단말기번호와 연계되어 저장된다.

여기서 기지국 번호는, 단말기들이 위치한 서비스 영역을 관할하는 기지국의 미리 정해진 고유번호이다. 이 기지국 번호는 그 단말기들의 위치등록 시에, 그 단말기들의 각 고유번호와 연계되어 위치등록기에 저장된다.

이후에 교환기는 위치 서버로부터 위치등록 결과를 전달받음으로써, 그에 따른 위치등록 완료 메시지를 각 단말기에게 전달한다(S7). 결국 이동 단말기와 위치추적 단말기에 대한 위치등록이 완료된다.

도 5는 본 발명에 따른 제1의 위치추적절차를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 도 4의 절차를 통해 위치등록이 완료된 이동 단말기로 위치확인 대상의 단말기번호가 입력됨에 따라(S11)에 따라, 이동 단말기는 위치추적 단말기의 고유 단말기번호와 자신의 고유식별번호가 포함된 위치추적 요청 메시지(positioning_req)를 제1 기지국으로 전달한다(S12).

제1 기지국(BTS-1)은 위치추적 요청 메시지가 수신됨에 따라, 그 요청 메시지를 교환기(MSC)로 전달한다(S13). 그러면 교환기는 전달받은 위치추적 요청 메시지에 포함된 이동 단말기의 고유식별번호와 위치추적 단말기의 고유 단말기번호가 포함된 위치등록 확인 메시지를 위치 서버에 전달하여, 그 단말기들의 위치등록 여부를 문의한다(S14).

위치 서버는 위치등록기와 연동하여, 위치등록기에 저장된 위치등록정보를 토대로 단말기들의 위치등록 여부 및 위치추적서비스에 대한 유효성을 판정한다(S15).

만약 그 이동 단말기 및 위치추적 단말기가 위치추적서비스 유효한 단말기들로 판명되면, 위치 서버는 긍정적 응답 메시지(Affirmative-ACK)를 교환기에 전달한다(S16).

그에 따라 교환기는, 이동 단말기로부터 요청된 위치추적 단말기의 고유 단말기번호를 포함하는 위치확인 요청 메시지를 위치 서버에 전달한다(S17).

그러면 위치 서버는, 현재 위치추적 단말기가 위치한 기지국의 고유번호(여기서는 제2 기지국 식별번호)를 포함하는 위치확인 응답 메시지를 교환기로 전달한다(S18).

교환기는 위치확인을 의뢰한 이동 단말기의 고유식별번호와, 위치추적 단말기가 위치한 제2 기지국 고유번호가 포함된 위치추적 응답 메시지를 제1 기지국에 전달한다(S19).

그에 따라 제1 기지국은, 현재 수신한 응답 메시지가 이동 단말기의 위치추적 요청에 대한 응답임을 확인하고, 위치추적 단말기가 위치한 제2 기지국 고유번호를 포함하는 위치추적 결과 메시지를 그 이동 단말기로 전달한다(S20).

결국 이동 단말기는 수신된 위치추적 결과 메시지에서 제2 기지국 식별번호를 추출하고, 그에 따라 자신의 제1 기지국에서 제2 기지국으로의 방향과 거리를 출력디바이스를 통해 내보낸다(S21). 이를 위해 이동 단말기에는 각 기지국 식별번호별 위치를 나타낸 방향/거리 식별 테이블이 미리 구비된다. 따라서, 이동 단말기는 제1 기지국으로부터 수신한 위치추적 결과 메시지에서 제2 기지국 식별번호를 추출하고, 위치추적 단말기의 대략적인 현재 위치를 파악한다. 그리고 그 파악된 위치정보를 통해, 현재 이동 단말기의 위치를 기준으로 한 위치추적 단말기의 방향과 거리를 출력디바이스를 통해 출력시킨다.

도 6은 본 발명에 따른 제2의 위치추적절차를 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 도 6의 절차는, 도 5의 절차를 통해 위치추적 단말기의 대략적인 방향과 거리(제2 기지국의 방향과, 그 제2 기지국까지의 거리)가 인지됨에따라, 이동 단말기가 제2 기지국의 서비스 영역으로 진입한 경우의 것이다.

이동 단말기가 위치추적 단말기의 서비스를 담당하고 있는 제2 기지국의 서비스 영역으로 이동하면, 이동 단말기는 위치추적 단말기와의 상대적 거리, 방향 및 그 상대적 거리의 변동사항을 주기적으로 확인하기 위한 위치확인모드(position detecting mode)로 자동 전환된다(S30).

그리고 이동 단말기는 제2 기지국의 중계를 통해, 도 4에 나타낸 절차와 동일하게 위치등록된다(S31).

기본적으로 이동 단말기와 위치추적 단말기는 전원이 온(on)된 상태에서 주기적으로 파일럿을 계속 송출한다. 그리고 그 파일럿을 통해 자신의 고유한 식별번호를 기지국으로 알린다.

따라서 이동 단말기의 위치등록이 이루어진 후에, 제2 기지국은 자신의 서비스 영역에서 수신되는 이동 단말기의 파일럿의 신호세기와 입사각으로부터 이동 단말기까지의 거리와, 그 이동 단말기가 위치한 방향을 주기적으로 측정하며, 또한 제2 기지국은 위치추적 단말기의 파일럿의 신호세기와 입사각으로부터 그 위치추적 단말기까지의 거리와, 그 위치추적 단말기가 위치한 방향을 주기적으로 측정한다(S32). 그러나 위치추적 단말기의 경우는, 계속 제2 기지국의 서비스 영역에 위치하고 있었으므로, 제2 기지국은 이미 위치추적 단말기까지의 거리와 방향을 측정해 둔 상태이다. 이후에 제2 기지국은 이동 단말기까지 거리와 방향의 측정값과 위치추적 단말기까지 거리와 방향의 측정값을 통해 이동 단말기와 위치추적 단말기간의 거리를 계산하고, 또한 이동 단말기에 기준한 위치추적 단말기의 상대적방향을 계산한다(S32).

또한 제2 기지국은 이동 단말기의 이전 위치와 현재 위치를 확인하여, 그 이동 단말기의 이동 경로를 파악한다(S33).

이후에 제2 기지국은 상기에서 계산되고 파악된 세 가지 정보(거리, 방향, 이동 경로)가 포함된 위치정보 메시지를 이동 단말기로 전송한다(S34). 이 때 위치정보 메시지는, 음성통신이나 데이터통신 서비스에서의 신호와 물리적으로는 동일한 고주파 성격을 가진다. 그러나 논리적으로 위치추적을 위한 신호이다.

이동 단말기는 수신된 위치정보 메시지가 수신됨에 따라, 현재 이동 단말기의 위치를 기준으로 한 위치추적 단말기의 상대적 방향과 거리를 출력디바이스를 통해 출력시킨다.

보다 상세하게, 상기한 도 5의 절차 및 도 6의 절차에서, 출력디바이스는 제어부의 제어명령에 따라 위치추적 단말기의 위치정보를 아래 나열된 형태로 출력시킨다.

첫 째, 이동 단말기를 기준으로 한 상대적 방향을 표시창을 통해 방위 표시한다.

둘 째, 이동 단말기와 위치추적 단말기간의 거리를 표시창을 통해 숫자/문자로 표시하고, 이동 단말기의 이동 경로 정보를 토대로 위치추적 단말기까지 이동하는데 소요되는 시간을 표시한다.

세 째, 이동 단말기와 위치추적 단말기간 거리의 변동 상태를, 서로 다른 신호음 간격을 갖는 경보신호로써, 스피커를 통해 출력시킨다.

다음은 이동 단말기의 이동에 따른, 이동 단말기와 위치추적 단말기간의 거리 변동 상태를 알리는 절차에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 위치추적을 위한 거리정보 알림 절차를 나타낸 플로우챠트로써, 이동 단말기가 이동하여 위치확인 대상인 위치추적 단말기의 서비스를 담당하는 제2 기지국의 영역으로 진입한 이후에 실시되는 절차이다.

먼저 이동 단말기는 도 5의 절차를 통해 수신되는 위치추적 결과 메시지로부터 제2 기지국의 식별번호를 추출하고, 미리 구비된 각 기지국 식별번호별 방향/거리 식별 테이블을 참조하여 위치추적 단말기의 대략적인 방향과 거리를 알 수 있다.

그에 따라 이동 단말기가 제2 기지국 영역으로 이동하면, 이동 단말기는 제2 기지국으로부터 위치정보 메시지들을 주기적으로 수신하여 정확한 위치추적 단말기까지의 거리를 출력시킨다.

보다 상세하게 도 7을 참조하면, 이동 단말기가 제2 기지국 영역으로 진입함에 따라 이동 단말기는 위치확인모드로 자동 전환된다.

그리고 이동 단말기는 제2 기지국으로부터 최초 위치정보 메시지를 수신한다(S40). 그 최초 위치정보 메시지에는, 제2 기지국에서 단말기들의 각 파일럿에 근거하여 계산된 단말기들의 상대적 거리정보와 방향정보가 포함된다.

이동 단말기는 최초 위치정보 메시지에 포함된 거리정보와 방향정보를 이용하여, 위치추적 단말기까지의 초기거리를 계산하고, 그 계산된 초기거리를 저장한다(S41).

이동 단말기는 상기에서 계산된 초기거리에 상응하는 초기경보신호를 발생 출력시킨다(S42). 이 때 초기경보신호는 계산된 초기거리에 상응하는 신호음 간격을 갖는다.

이후에 이동 단말기가 그 제2 기지국으로부터 다음 주기의 제2의 위치정보 메시지를 수신한다(S43). 그 제2의 위치정보 메시지에도 제2 기지국에서 단말기들의 파일럿에 근거하여 계산된 단말기들의 상대적 거리정보와 방향정보가 포함되지만, 최초 위치정보 메시지에 포함되었던 정보와는 다른 거리정보와 방향정보가 포함되어 있다고 가정한다.

제2 기지국으로부터 다음 주기의 제2의 위치정보 메시지가 수신됨에 따라, 이동 단말기는 현재 위치에서 위치추적 단말기까지의 거리를 다시 계산한다(S44).

이후에 이동 단말기는, 미리 저장되어있던 초기거리와 현재 주기에서 계산된 거리 계산값을 비교하여, 초기거리가 현재 거리 계산값에 비해 상대적으로 큰 값인지를 확인한다(S45).

만약 미리 저장되어 있던 초기거리가 현재 주기의 거리 계산값에 비해 상대적으로 큰 값이면, 이동 단말기는 초기경보신호에 비해 상대적으로 짧은 신호음 간격의 경보신호를 발생 출력시킨다(S46).

반면에 미리 저장되어 있던 초기거리가 현재 주기의 거리 계산값에 비해 상대적으로 큰 값이 아니라고 판단되면, 다시 이동 단말기는 미리 저장되어 있던 초기거리가 현재 주기의 거리 계산값과 동일한 값인지를 확인한다(S47). 이 때 미리 저장되어 있던 초기거리가 현재 주기의 거리 계산값과 동일한 값이면, 이동 단말기는 초기경보신호의 발생 출력을 계속 유지한다(S49). 즉 경보신호의 신호음 간격으르 변화시키지 않는다. 반면에 미리 저장되어 있던 초기거리가 현재 주기의 거리 계산값과 동일한 값이 아니면(즉, 초기거리가 현재 주기의 거리 계산값에 비해 상대적으로 작은 값이면), 이동 단말기는 초기경보신호에 비해 상대적으로 긴 신호음 간격의 경보신호를 발생 출력시킨다(S48).

이상에서 설명된 본 발명에 따르면, 이동통신망의 위치추적을 기반으로 하여, 위치추적 요청측인 이동 단말기를 기준으로 한 위치추적 대상인 위치추적 단말기의 상대적 거리 및 상대적 방향, 그리고 상대적 거리의 변동사항을 숫자/문자로 출력해 주고, 또한 이동 단말기가 위치추적 대상까지의 거리 변동에 따라 서로 다른 신호음 간격의 경보신호를 주기적으로 출력해 주기 때문에, 사용자로 하여금 보다 편리하게 원하는 단말기의 위치를 인지할 수 있도록 해준다.

또한 본 발명에서 위치추적 단말기는 단순히 자신의 위치를 알리기 위한 파일럿만을 송출하므로, 그 단말기 가격을 저렴하게 구현할 수 있다. 따라서 어린이들에게 저비용의 위치추적 단말기를 소지하게 하면, 어린이들 보호에 효과적으로 응용될 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.

Claims (15)

1. 서비스 대상이 되는 하나 또는 그 이상의 단말기들의 위치등록을 실시하고, 그 위치등록결과를 저장하는 코어네트워크와;

   상기 코어네트워크에 위치등록되며, 자신의 단말기번호정보가 포함된 파일럿을 주기적으로 송출하는 위치추적 단말기와;

   상기 코어네트워크에 위치등록되며, 자신의 고유식별번호가 포함된 파일럿을 주기적으로 송출하는 이동 단말기와;

   상기 위치추적 단말기 및 상기 이동 단말기로부터 송출된 파일럿들을 통해, 상기 이동 단말기를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 상대적 거리와 방향을 상기 이동 단말기로 전송하는 기지국으로 구성되어지는 위치추적시스템에 있어서,

   상기 기지국이 상기 이동 단말기와 상기 위치추적 단말기에서 각각 송출되는 파일럿의 신호세기와 입사각을 통해, 상기 이동 단말기의 거리와 방향을 측정하고, 상기 위치추적 단말기의 거리와 방향을 측정하고, 상기 각각의 측정된 값들을 통해 상기 이동 단말기와 상기 위치추적 단말기간의 거리를 계산하고, 상기 각각의 측정된 값들을 통해 상기 이동 단말기를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 방향을 계산하되, 상기 기지국이 상기 이동 단말기의 이전에 확인된 위치와 현재 확인되는 위치를 통해, 상기 이동 단말기의 이동 경로를 파악하는 것을 특징으로 하는 위치추적시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 임의의 이동 단말기와 위치추적 단말기에 대해, 각각의 위치등록을 실시하는 제1 단계와;

    상기 위치추적 단말기의 위치등록에 따라, 상기 위치추적 단말기가 위치한 기지국의 식별번호를 상기 이동 단말기로 전송하는 제2 단계와;

    상기 이동 단말기에서, 상기 위치추적 단말기가 위치한 기지국의 식별번호를 이용하여, 상기 기지국으로의 방향과 그 기지국까지의 거리를 출력하는 제3 단계와;

    상기 이동 단말기가 이동하여 상기 기지국의 서비스 영역으로 진입함에 따라, 상기 기지국에서, 상기 이동 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿과 상기 위치추적 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿을 이용하여, 위치정보를 측정하는 제4 단계와;

    상기 이동 단말기에서, 상기 기지국에서 측정된 위치정보를 이용하여, 현재 이동 단말기의 위치를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향과 거리를 출력하는 제5 단계로 이루어지는 위치추적방법에 있어서,

    상기 제3 단계는, 상기 이동 단말기에 미리 구비되는 각 기지국 식별번호별 위치를 나타낸 방향/거리 식별 테이블을 참조하여, 상기 기지국의 식별번호에 대응되는 상기 기지국으로의 상대적 방향과, 그 기지국까지의 거리를 출력하는 것을 특징으로 하는 위치추적방법.
11. 삭제
12. 제 10 항에 있어서, 상기 제4 단계는,

    상기 이동 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿과 상기 위치추적 단말기로부터 주기적으로 송출되는 파일럿의 각 신호세기 및 입사각을 이용하여, 상기 기지국에서 상기 이동 단말기로의 방향과 거리를 측정하고, 상기 기지국에서 상기 위치추적 단말기로의 방향과 거리를 측정하는 것을 특징으로 하는 위치추적방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 제4 단계 이후에,

    상기 측정된 결과를 이용하여, 상기 이동 단말기에 기준한 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향을 계산하고,

    상기 이동 단말기의 이전 위치와 현재 위치를 확인하여, 상기 이동 단말기의 이동 경로를 파악하는 것을 특징으로 하는 위치추적방법.
14. 제 10 항, 제 12 항 및 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제5 단계는,

    상기 기지국에서 측정된 위치정보를 이용하여, 현재 이동 단말기의 위치를 기준으로 한 상기 위치추적 단말기의 상대적 방향을 방위 표시하고,

    상기 이동 단말기에서 상기 위치추적 단말기까지의 상대적 거리를 숫자/문자로 표시하고,

    상기 기지국에서 파악된 이동 경로 및 상기 측정된 위치정보를 이용하여, 상기 이동 단말기의 위치에서 상기 위치추적 단말기까지 이동하는데 소요되는 시간을 표시하는 것을 특징으로 하는 위치추적방법.
15. 제 10 항에 있어서, 상기 제5 단계는,

    상기 기지국에서 측정된 위치정보를 주기적으로 수신하여, 상기 이동 단말기와 상기 위치추적 단말기간 거리의 변동 상태를 서로 다른 신호음 간격의 경보신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 위치추적방법.