KR100428629B1 - 이동무선단말기의위치를결정하는방법및장치 - Google Patents

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KR100428629B1 KR10-1998-0705835A KR19980705835A KR100428629B1 KR 100428629 B1 KR100428629 B1 KR 100428629B1 KR 19980705835 A KR19980705835 A KR 19980705835A KR 100428629 B1 KR100428629 B1 KR 100428629B1
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Abstract

본 발명은 복수의 제 2 고정 무선 단말기(MS2)를 사용함으로써 동기화되지 않은 무선 기지국을 포함하는 무선 네트워크(100)내에서 제 1 이동 무선 단말기(MS1)를 지리적으로 측위(positioning)하는 방법, 시스템, 단말기 및 서비스 노드를 교시하고 그것에 의해 무선 기지국 및 제 2 고정 무선 단말기의 위치가 공지된다. 제 1 및 제 2 무선 단말기(MS1, MS2)는 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)으로부터 수신된 타이밍 신호 다운링크(113-118) 사이의 상대적 수신 시간을 측정하고 제 2 고정 무선 단말기(MS2)는 타이밍 신호 다운링크의 송신 시간 오프셋을 계산하기 위해 상대적 수신 시간을 사용하는 네트워크(100)의 서비스 노드(100)에 상대적 수신 시간을 전송한다. 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 위치를 계산하는 것은 상대적 수신 시간 측정을 제 1 이동 무선 단말기(MS1)로부터 서비스 노드(107)로 각각 전송하거나, 서비스 노드(107)로부터 측위되어야 할 제 1 무선 단말기(MS1)로 공지된 위치 및 송신 시간 오프셋 값을 일제 송신한 이후에, 네트워크의 서비스 노드(107) 또는 단말기(MS1) 자체에서 실행된다.

Description

이동 무선 단말기의 위치를 결정하는 방법 및 장치
이동 무선 단말기의 지리적인 위치를 결정하는 것이 바람직한 많은 경우가 있다.
이러한 목적을 위한 하나의 종래 기술의 시스템은 미국 특허 제 5,293,645 A호에 설명되어 있다. 이러한 미국 특허에 따라 복수의 무선 기지국은 동기화된 타이밍 기준 신호를 송신한다. 측위(positioned)되어야 할 무선 단말기는 적어도 3개의 무선 기지국으로부터의 타이밍 기준 신호 사이의 상대적인 전파 지연을 측정하여 이러한 측정치를 지상 시스템에 보고한다. 지상 시스템의 프로세서는 이동 무선 단말기의 위치를 계산한다. 현재의 셀룰러 시스템은 일반적으로 동기화된 무선 기지국을 갖지 않기 때문에, 설명된 방법은 관련된 셀룰러 시스템에 중대한 변경이 필요하다는 단점을 갖는다. 무선 기지국 사이의 동기화를 필요로 하지 않는 방법이 그것을 대신하여 바람직하다. 상기 미국 특허는 무선 기지국으로부터의 타이밍 기준 신호가 공지된 소정의 시간 오프셋(offset)을 갖지만 동기화되는 가능한 실시예를 언급한다. 그러나, 현재의 셀룰러 지상 시스템을 그대로 사용하기 위해 동기화의 요구를 전혀 갖지 않는 것이 바람직하다. 상기 미국 특허에서 설명된 방법의 또 다른 단점은 측정치를 지상 시스템에 보고하고 육상 시스템에서 이동 무선 단말기이 지리적인 위치를 계산하는 것은 전술된 방법뿐이다는 사실이고, 반면에 이동 무선 단말기 자체에서 측위(positioning) 계산을 실행하는 옵션(option)을 갖는 것이 바람직하다.
또 다른 종래 기술의 시스템은 시간 기준 신호를 송신하는 몇 개의 위성을 사용하는 널리 공지된 세계적 측위 시스템(GPS)이다. GPS는 다운링크 정보 스트림만을 사용한다는 장점을 갖지만, 전술된 미국 특허에서와 같이 GPS의 신호원(signal sources)을 동기화된다. 계산은 이동 문선 단말기에서 실행된다.
또 다른 종래 기술의 시스템은 공개된 특허 출원 DE 제 4409178 A1호에서 설명되어 있다. 이러한 출원은 시간 정렬(TA)을 사용하여 무선 기지국의 공지된 위치 및 관련 거리로부터 자신의 위치를 계산하는 상기 단말기로 결과를 전송하는 상기 무선 기지국의 3개의 근접 단말기에 대한 거리를 결정함으로써 단말기 자체에서 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 어떻게 계산하는지를 나타낸다. 다른 대안적인 방법이 언급되지만 상세히 설명되지 않는다.
본 발명은 이동 무선 단말기와 각기 통신하는 다수의 무선 기지국을 갖는 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 이러한 시스템에서 이동 무선 단말기의 지리적인 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 무선 네트워크에서 본 발명에 따르는 측위 시스템의 개략도.
도 2a는 도 1의 측위 시스템에 응용 가능한 본 발명의 방법의 제 1 실시예에 대한 흐름도.
도 2b는 도 1의 측위 시스템에 응용 가능한 본 발명의 방법의 제 2실시예에대한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따르는 이동 무선 단말기의 블록도.
도 4는 도 2a, 2b의 흐름도의 MS1 단계에서 측정의 상세에 대한 흐름도.
도 5는 도 4에 도시된 바와 같은 측정 절차의 상세에 대한 타이밍도.
도 6은 이동 무선 단말기의 위치를 계산하는 수학적 원리를 도시하는 도면.
도 7a는 개선된 측위 정확도를 제공하기 위해 추가의 무선 기지국을 갖는 수퍼마켓(supermarket) 영역을 개략적으로 도시하는 도면.
도 7b는 개선된 측위 정확도를 제공하기 위해 추가의 무선 기지국을 갖는 다운타운 영역을 개략적으로 도시하는 도면.
도 8은 비콘(beacon)형의 무선 기지국으로 구성되는 고정된 무선 단말기를 개략적으로 도시하는 도면.
본 발명이 집중하는 하나의 문제점은 이동 무선 단말기의 지리적인 위치를 결정하기 위해 현재의 셀룰러 시스템에서 비동기화된 무선 기지국을 어떻게 사용하는지이다. 현재의 무선 기지국은 약간 상이한 클록 주파수를 갖고 무선 기지국으로부터 주기적으로 전송되는 타이밍 메시지는 동일한 지속기간이지만 서로에 관련하여 시간에서 오프셋된다. 또한, 상기 오프셋은 약간 상이한 주파수로 인해 시간 함수로서 느리게 변화한다.
본 발명에 의해 제기되는 또 다른 문제점은 이러한 이동 무선 단말기로부터 비동기화된 무선 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템의 무선 기지국으로 업링크 송신 스트림의 필요성이 없이 이동 무선 단말기의 지리적인 위치를 어떻게 결정하는지이다.
본 발명에 의해 제기되는 또 다른 문제점은 측위되어야 할 이동 무선 단말기의 서비스하는 무선 기지국을 어떻게 발견하는지이고, 이동 무선 단말기가 통상적으로 50개의 무선 기지국을 포함하는 위치 영역에 등록될 수 있어서 지상 시스템은 유휴 이동 무선 단말기에 대해 통상적으로 50개 사이에서 서비스하는 무선 기지국의 기록을 유지하지 못한다. 이동 무선 단말기를 측위하기 위해 사용되는 알고리즘은 어떤 적어도 3개의 무선 기지국이 측위 알고리즘을 위해 사용되는지를 결정하기 위해 단말기에 근접한 적어도 하나의 무선 기지국을 알고 있을 필요성이 있다.
본 발명에 의해 제기되는 또 다른 문제점은 이동 무선 단말기를 측위할 때, 측정치의 원하는 정확도를 어떻게 얻는가이다. 정확도에 대한 요구는 예를 들어, 측위되어야 할 이동 단말기의 환경에 따라 변화할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 동기화될 필요성이 없고 일반적으로 동기화되지 않은 타이밍 신호 다운링크를 송신하는 적어도 3개의 무선 기지국으로부터의 무선 통신 가능 영역을 갖는 구역에서 온-상태(on-state)(즉, 유휴 또는 호출하는 동안)에 있는 이동 무선 단말기의 지리적인 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이전의 문단에서 상술한 바와 같은 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것인데, 상기 타이밍 신호 다운 링크가 업 및 다운 링크를 사용하여 지상 시스템의 서비스 노드에서 계산을 실행하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 바로 위 문단에서 상술한 바와 같은 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것인데, 상기 타이밍 신호 다운 링크가 메시지의 다운 링크 송신만을 사용하여 이동 무선 단말기의 위치 계산을 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 먼저 이동 무선 단말기의 덜 정확한 측위를 하고, 다음으로 더욱 정확한 측위를 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 변화하는 어플리케이션을 위해 필요한 측위의 변화하는 정확도를 달성하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 제 2 무선 단말기를 사용함으로써 제 1 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 설명된 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 무선 단말기 및 본 발명의 서비스 노드를 포함하는 방법 및 시스템을 제공하고, 무선 기지국 및 제 2 무선 단말기의 위치는 공지되어 있다. 제 1 및 제 2 무선 단말기는 적어도 3개의 무선 기지국으로부터 수신된 타이밍 신호 다운링크 사이의 상대적 수신 시간을 측정하고, 제 2 무선 단말기는 타이밍 신호 다운링크의 송신 시간 오프셋을 계산하기위해 상대적 수신 시간을 사용하는 네트워크의 서비스 노드로 측정된 상대적 수신 시간을 전송한다. 이어서, 제 1 이동 무선 단말기로부터 서비스 노드로의 상대적 수신 시간 측정치를 전송하거나 송신 시간 오프셋 값 및 서비스 노드로부터 제 1 이동 무선 단말기로의 공지된 위치를 각각 일제 송신(broadcasting)한 이후에, 제 1 이동 무선 단말기의 위치를 계산하는 것이 네트워크의 서비스 노드 또는 제 1 이동 무선 단말기 자체에서 실행된다.
하나의 실시예에서, 고려되는 무선 단말기는 GSM 시스템(이동 통신의 세계화 시스템)에서의 표준 무선 단말기이다. 제 1 이동 무선 단말기는 유휴 모드에 있는 경우에 어떤 페이지(pages)를 수신하기 위해 또는 전용(즉, 대화) 모드에 있는 경우에 트래픽 채널상에서 통신하기 위해 서비스하는 무선 기지국에 스스로 동기화한다. 2개의 모드중의 어느 하나의 모드에서, 제 1 이동 무선 단말기는 주파수 정정 채널(FCCH) 및 이어서 적어도 두 개의 다른 주변의 무선 기지국의 동기화 채널(SCH)을 판독하여 그것의 아이덴티티(identities)를 수신하고, 제 1 이동 문선 단말기는 또한 제 1 이동 무선 단말기에 관하고 제 1 이동 무선 단말기가 동기화되는 서비스하는 무선 기지국에 관한 상대적 수신 시간을 소위 쿼터-비트-카운터(QC)로부터 판독한다. 이어서, 제 1 이동 무선 단말기는 상기 아이덴티티 및 측정치를 서비스하는 무선 기지국을 통해 서비스 노드에 보고(업링크)한다. 서비스 노드는 공지된 무선 기지국 위치를 사용해서 제 1 이동 무선 단말기의 위치 계산을 시도하지만, 무선 기지국의 타이밍 신호 다운링크 사이에서 그 결과에서 공지되지 않은 변수로서 공지되지 않은 상대적 송신 시간 오프셋을 갖는다. 상기 공지되지 않은변수는 지리적 위치가 공지된 제 2 무선 단말기에 의해 결정된다. 제 2 무선 단말기는 동일한 무선 기지국의 동일한 타이밍 신호 다운링크상에서 측정을 실행하여 제 1 이동 무선 단말기가 행한 바와 같이 측정치를 보고한다.
또 다른 실시예에서, GSM 시스템을 다시 가정하여, 측정은 이전의 실시예에서와 같이 실행되지만, 제 2 무선 단말기에 의해 이루어진 측정만이 네트워크의 서비스 노드에 보고(업링크)된다. 서비스 노드는 송신 시간 오프셋을 계산하여 그들을 어떤 무선 기지국으로 전송하고, 이것은 제 1 이동 무선 단말기가 자신의 위치를 스스로 계산하는 것을 가능하게 하기 위해 예를 들어, GSM 시스템에서, 셀 일제 송신 채널(CBCH)상의 다운링크 정보 또는 일제 송신 제어 채널(BCCH)상의 시스템 정보 메시지를 사용하여 제 1 이동 무선 단말기에 무선 기지국 아이덴티티 및 시간 스탬프와 함께 일제 송신된다. 상대적 송신 시간 오프셋의 측정은 적어도 어느 정도 무선 기지국이 동기 상태에 있지 않다고 가정되는 동안 시간의 함수이기 때문에, 시간 스탬프된다. 빈번한 측정의 필요성을 감소시키기 위해, 본 발명은 송신 시간 오프셋의 제 1의 파생(derivatives)하는 상대적 시간이 또한 결정 및 사용될 수 있다는 것을 제공한다. 이것은 제 1 이동 무선 단말기가 위치를 계산하기 위해 사용되는 시간에 대해 상기 단말기가 결정되는 시간으로부터 전송 시간 오프셋을 외삽(extrapolate)하는 것을 가능하게 한다. 무선 단말기가 경과된 시간의 필요한 판독을 위한 클록을 갖는다는 것은 공지되어 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 2 무선 단말기는 자신의 측정을 주기적으로 반복하고, 측정치를 시간 스탬프하고, 측정치를 서비스 노드로 전송할 때 시간스탬프를 측정치에 가산한다. 이것은 측정치가 만들어지는 동안 경과된 시간 및 제 1의 파생물을 사용함으로써 계산의 실제 시간에 송신 시간 오프셋을 외삽함으로써 서비스 노드가 측위의 정확도를 개선시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 2 무선 단말기(도 1에 예시된 바와 같이)는 고정되지 않은 제 2 무선 단말기의 경우와 비교할 때 이러한 제 2 무선 단말기에 관한 지리적 데이터의 포착을 단순화시키는 무선 기지국의 사이트상에 위치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 서비스 노드는 와이어-바운드(wire-bound) 네트워크의 노드이고 복수의 이동 무선 단말기에 대한 계산을 처리한다. 이것은 계산된 결과를 제 1 이동 무선 단말기 즉, 측위된 단말기에 전송할 수 있다.
본 발명의 하나의 장점은 본 발명의 측위 방법이 무선 기지국 사이에서 동기화를 갖거나 동기화를 갖지 않은 시스템에 응용될 수 있어서 현재의 셀룰러 이동 무선 시스템에 응용 가능하다는 것이다.
또 다른 장점은 GSM 지상 시스템에서 서비스 노드를 갖는 실시예(GSM=이동 통신용 세계화 시스템)가 고려되는 경우에, 하드웨어 변경이 무선 기지국에서 필요하지 않고 무선 단말기에서 필요하지 않는다는 것이다. 본 발명에 의해 필요한 추가 사항(addendum)은 위치 결정을 실행하는 것을 원하는 표준 GSM 무선 단말기(상기 제 1 이동 무선 단말기)로 및 기준 무선 단말기(상기 제 2 이동 무선 단말기)로서 사용되는 표준 GSM 무선 단말기로 다운-로드되어야 할 동일한 프로그램이다. 기능에 포함되는 서비스 노드는 하드웨어 및 소프트웨어 모두에서 추가 사항이다. 추가의 하드웨어는 후술되는 소위 쿼터 비트 카운터(QC)의 분해능(resolution)을 증가시키기 위해 또한 사용될 수 있지만, 무선 단말기의 가격은 비-표준적으로 된다.
또 다른 장점은 본 발명의 측위 방법이 호출동안 또는 유휴 모드에서 동일하게 응용 가능하다는 것이다. 이것은 경찰 업무와 같은 중대한 상황에서 중요할 수 있다.
또 다른 장점은 자신의 오퍼레이터(operator) 및 다른 오퍼레이터 모두의 무선 기지국이 위치 결정 과정에서 사용될 수 있다는 것이다. 또한 어떤 트래픽을 반송하지 않는 더미(dummy) 무선 기지국이 사용될 수 있지만 필요한 다운링크 제어 채널 기능을 위한 반송파를 가져서, 국부적으로 정확도를 개선시킨다.
본 발명의 또 다른 장점은 이동 무선 단말기의 지리적 측위가 예를 들어, 상기 언급된 세계적 측위 시스템(GPS)의 약한 신호가 수신될 수 없는 숲 또는 옥외 다운타운 또는 실내와 같은 환경에서 가능하다는 것이다. 지상 기반 무선 시스템의 신호는 위성 기반 GPS 시스템의 신호보다 더 강하여서 본 발명의 시스템은 거주지 영역에서, 위성 GPS 시스템에 대한 대안일 수 있다.
본 발명은 몇 개의 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 더 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따르는 무선 네트워크의 측위 시스템(100)을 개략적으로 도시한다. 네트워크는 3개(BS1, BS2, BS3)가 도시되어 있는 복수의 무선 기지국을 갖는다. 무선 기지국은 점선으로서 하나(104)만이 도시된 통신 링크를 통해 와이어-바운드 네트워크에 접속되는 반면에 유사하게는 도시되지 않은 접속이 무선 기지국(BS2 및 BS3)으로부터 공중 교환 전화 네트워크(PSTN) 및 서비스 노드에 차례로 접속되는 블록(105)에 의해 도시된 바와 같이 네트워크가 예를 들어, 기지국 제어기(BSC) 및 연결된 이동 서비스 교환 센터(MSC)로 구성될 수 있는 와이어-바운드 네트워크까지 또한 존재한다. 점선 접속(108 및 109)은 중계선(trunk) 접속이다.
서비스 노드(107)에는 수신(107B), 기억(107c), 송신(107d)하는 유닛 및 제 1(107e) 및 제 2(107f) 계산 유닛을 포함하는 프로세서(107a)가 있다. 제 1 계산 유닛(107e)는 무선 기지국에 의해 송신된 타이밍 신호 다운링크의 송신 시간 오프셋을 계산한다. 제 2 계산 유닛(107f)은 이동 무선 단말기의 위치를 계산한다. 저장 유닛(107c)은 무선 기지국 및 고정된 무선 단말기의 공지된 위치를 유지한다. 수신 유닛(107b) 및 전송 유닛(107d)은 당업자에게 공지된 단문 메시지 서비스(SMS)를 사용하여 제 1 및 제 2 무선 단말기(MS1, MS2)와의 통신을 제공한다. 이러한 통신은 도 2a, 2b 및 4의 흐름도로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 무선 단말기에 의해 제공되는 측정 결과, 서비스 노드에 의한 단말기로의 요구(역도 또한 마찬가지임), 송신 시간 오프셋 및 서비스 노드(107)에 의해 단말기(MS1)에 제공되는 위치 결과를 포함한다. 도 1은 이동 통신용 세계화 시스템(GSM)에서의 실시를 참조하지만 대안으로는 와이어-바운드 네트워크가 지상 이동 무선 시스템의 경우와 같이 PSTN 및 서비스 노드에 직접 접속되는 무선 기지국으로 구성될 수 있다.
도 1은 무선 기지국의 위치가 본 발명에 따르는 계산에서 어떻게든 공지되기 때문에, 위치가 계산되어야 할 제 1 이동 무선 단말기(MS1) 및 예를 들어, 무선 기지국중의 하나에 배치시킴으로써 위치가 공지되는 제 2 무선 단말기(MS2)를 또한 도시한다.
도 1은 이동 무선 단말기(MS1) 및 3개의 무선 기지국과 실선으로서 연결된무선 링크(113, 114, 115) 뿐만 아니라 무선 단말기(MS2) 및 3개의 무선 기지국과 실선으로서 연결된 무선 링크(116, 117, 118)를 또한 도시한다. 무선 링크만으로서의 링크(118)가 2개의 화살표를 가짐으로써 양방향으로 도시된다는 사실은 자신의 측정치를 보고하기 위해 MS2가 항상 하나의 업링크 접속을 갖는 반면에 모든 다른 무선 접속은 다운링크 접속만으로서 도시된다는 것을 나타낸다. 이동 무선 단말기 (MS1)의 위치를 결정하는 계산이 MS1 자체에서 부분적으로 실행되는 경우에, MS1은 어떤 업링크 접속을 가질 필요성이 없다. 대신에 계산이 서비스 노드(107)에서 완전하게 실행되는 경우에, MS1은 또한 측정치를 서비스 노드(107)에 보고하기 위해 업링크 접속(도시되지 않은 화살표)을 필요로 한다.
도 2a 및 2b는 단계적으로 본 발명의 방법을 설명하는 순서도를 도시하고, 그것에 의해 참조가 도 1의 블록도에 만들어진다. 도 2a는 모든 계산이 서비스 노드(107)에서 중심적으로 이루어지는 경우를 언급하는 반면에 도 2b는 측위되어야 할 이동 무선 단말기(MS1)가 측위 계산을 스스로 실행하는 경우를 언급한다.
도 2a는 도 1의 측위 시스템에 응용 가능한 본 발명의 방법의 제 1 실시예에 대한 순서도이다. 도 2a의 단계(211)에서, 이동 무선 단말기(MS1)를 서비스하는 무선 기지국의 식별이 실행된다. 이동 무선 단말기(MS1)를 갖는 가입자는 예를 들어, 이동 통신용 세계화 시스템(GSM)에서 사용 가능한 단문 메시지 서비스(SMS)를 사용함으로써 측위 시스템의 하나의 계산 포인트로서 동작하는 서비스 노드(107)에 메시지를 먼저 전송한다. 메시지에는, 가입자는 장거리를 차로 여행하려 하고 규칙적으로 현재의 위치를 알고 싶어하기 때문에, 예를 들어 24 시간동안 한 시간에 한번씩 이동 무선 단말기(MS1)의 측위 정보를 제공하기 위해 및 이러한 정보를 주기적으로 MS1에 제공하기 위해 측위 시스템에 대한 요구가 있다. 사용자는 측위 서비스를 수신하기 위해 스위치 온(switched on)된 이동 무선 단말기(MS1)를 유지한다. 측위가 실행될 때, 이동 무선 단말기(MS1)가 유휴 모드에 있는 경우에, 개별적으로 서비스하는 무선 기지국이 이동 무선 단말기에 의해 선택되지만 지상 시스템에 보고되지 않기 때문에, 많은 이동 무선 시스템에서 서비스하는 무선 기지국은 지상 시스템에 공지되지 않는다. 유휴 모드에서 서비스하는 무선 기지국에 대해 선택하고 듣는 이동 무선 단말기의 목적은 지상 시스템이 페이지를 발생하는 착호의 경우에 이동 무선 단말기에 접촉 가능하게 하는 것이다. 그러나, 페이지는 이미 언급한 바와 같이 통상적으로 50개의 무선 기지국을 갖는 전체 위치 영역에서 원하는 단말기를 페이징함으로써 실행되고 서비스하는 무선 기지국은 페이징할 때 공지되지 않는다. 그러나, 측위 시스템은 이동 무선 단말기(MS1)로부터 측정을 요구하기 위해 및 측정에 포함할 어떤 주변의 무선 기지국을 지정하기 위해 서비스하는 무선 기지국의 아이덴티티를 알 필요성이 있다. 따라서, 서비스 노드(107)는 지정된 세트의 주파수를 스캔하기 위해 제 1 메시지를 단문 메시지 서비스(SMS)를 통해 그것을 순서화하는 이동 무선 단말기(MS1)로 전송함으로써 이러한 실시예의 매시간 측정을 시작하고, 이러한 스캐닝과 관련된 신호 강도 측정을 실행하고, 그 결과를 SMS 메시지를 통해 서비스 모드에 보고하고, 메시지에 서비스하는 무선 기지국의 아이덴티티를 또한 포함한다. 이동 무선 단말기(MS1)는 가입자가 알 필요없이, 즉, 경보가 발생하지 않고 이러한 요구에 응답하도록 프로그램된다. 이러한 아이덴티티를알았을 때, 서비스 노드(107)는 (시간-) 측정에 참여해야할 다른 기지국 및 (그들) 무선 단말기(들)(MS2)를 선택한다. 이어서, 측정치를 측정 및 보고하기 위한 요구가 무선 단말기(MS1) 및 단말기(들)(MS2)로 제 2 SMS 메시지에 의해 전송된다. 단말기(들)(MS2)에 의해 만들어지는 측정은 소정의 주기 기준상에서 만들어져 보고되거나 서비스 노드(107)로부터의 요구상에서 이벤트 구동(event driven)된다.
단계(212 및 213)에서, 무선 단말기(MS2)는 그것의 서비스하는 무선 기지국(BS1)에 동기화하고, MS2에 의해 수신될 때 타이밍 신호 다운링크(116, 117)의 상대적 수신 시간을 측정한다. 이러한 단계의 상세는 도 4를 참고하여 아래에서 더 설명된다.
단계(214)에서, 무선 단말기(MS2)는 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 아이덴티티 및 BS1, BS2, BS3의 동기화 채널(SCH)상에서 판독된 프레임 수 뿐만 아니라 BS1 수신 시간을 참조하여 BS2 및 BS3의 상대적 수신 시간을 서비스 노드(107)에 전송한다. 이동 무선 네트워크에는, 단계(212, 213, 214)의 작업을 공유하는 많은 무선 단말기(MS2)가 있을 수 있다. 정확도를 증가시키기 위해 측정을 반복하고 결과를 평균화하는 것이 또한 가능하다.
단계(215)에서, 서비스 노드(107)는 BS1에 상대적인 무선 기지국(BS2 및 BS3)의 전송 시간 오프셋을 계산하고 대응하는 아이덴티티하에 그 결과를 등록(registers)한다. 이것은 측정된 상대적 수신 시간으로부터 신호가 각각의 무선 기지국으로부터 무선 단말기(MS2)로 이동하는데 걸리는 시간을 감산함으로써, 즉, 광속으로 분할된 무선 기지국 대 무선 단말기(MS2)의 공지된 거리를 감산함으로써 행해진다. 이것은 도 5 및 6의 논의로부터 충분히 이해된다.
단계(222, 223)에서, 단계(212, 213)와 유사하게, 이동 무선 단말기(MS1)는 단계(211)에서 서비스 노드(107)에 의해 요구되는 측정을 실행하고, 즉, 그것의 서비스하는 무선 기지국(BS2)에 비교하여 무선 기지국(BS1, BS3)의 상대적 수신 시간을 측정한다.
단계(224a)에서, 단계(214)와 유사하게, 이동 무선 단말기(MS1)는 단계(223)에서 만들어진 측정을 서비스 노드(107)에 전송한다.
단계(225a)에서, 서비스 노드 프로세서(107a)는 도 5 및 6을 참조하여 상세하게 설명되는 바와 같이 이동 무선 단말기(MS1)의 위치를 자신의 프로그램을 사용하여 계산한다.
단계(226)에서, 서비스 노드(107)는 정확도 요구가 충족되는지를 검사한다. 그러한 경우(Y)에, 단계(227a)에서, 계산 결과는 서비스 노드(107)의 출력 장치상에 나타나거나 예를 들어 액정 표시 디스플레이상에 디스플레이하는 이동 무선 단말기(MS1)로 전송된다.
그 대신에 정확도가 충분하지 않다고(N) 고려되는 경우에, 서비스 노드(107)는 새로운 세트의 무선 기지국을 선택한다. 이러한 선택은 이동 무선 단말기(MS1)에 더 근접한 무선 기지국 또는 서로간에 동기화되는 일부의 무선 기지국 또는 단지 몇 개의 무선 기지국을 포함할 수 있다. 이어서, 단계(212)에서 시작하는 단계가 반복된다. 동기화된 어떤 무선 기지국을 갖도록 실현 가능한 수단을 사용하는 경우에, 고정된 무선 단말기(MS2)가 상기 동기화된 무선 기지국의 사이트에 우선하여 설치될 수 있어서 MS2 무선 단말기는 이러한 무선 기지국을 서비스하는 무선 기지국으로서 사용할 수 있어서 서로간에 또한 동기화되기 때문에, 계산은 단순화된다.
도 2b는 도 1의 측위 시스템에 응용 가능한 제 2 실시예 절차에 대한 순서도이다.
단계(212 내지 215) 및 (222, 223)는 도 2a의 대응하는 단계와 동일한 반면에 도 2b의 다른 단계는 아래에 설명된다.
단계(216)에서, 이동 무선 단말기의 위치를 계산하기 위해 필요한 정보가 이동 무선 단말기에서 자동 계산을 가능하게 하기 위해 무선 기지국의 채널상으로 일제 송신된다. 모든 정보가 모든 무선 기지국상으로 일제 송신되는 것이 아니라 고려되는 지리적인 영역에서 유용한 정보만이 영역의 어떤 선택된 무선 기지국상으로 일제 송신된다. 상기 선택된 무선 기지국은 측위를 실행할 때, 서비스하는 무선 기지국으로서 사용된 것이다. 일제 송신 정보는 측위 절차 및 관련되어 계산된 송신 시간 오프셋, 또한 선택적으로 상기 송신 시간 오프셋이 유효할 때를 표시하는 시간 스탬프에 대한 기준점으로서 유용한 근접한 무선 기지국의 아이덴티티 및 위치를 포함한다. 일제 송신 정보는 선택된 무선 기지국 채널상의 다운링크에서 주기적으로 반복되고, 이것은 송신 시간 오프셋에 관하여, 예를 들어, 5분마다 때때로 갱신된다. 단계(221)에서, 일제 송신 정보는 자동 측위를 실행하는 것을 원하는 이동 무선 단말기(MS1)에 의해 수신된다. 원할 때, 수신이 선택적이다는 것을 표시하는 단계(216, 221) 사이의 흐름에 접속이 존재하지 않는다. 이동 무선 단말기(MS1)는도 3에서 설명되는 바와 같이 액세서리(370)를 갖는 형태이고 수신된 정보는 액세서리에 저장된다.
단계(224b)에서, 단계(223)에서 이동 무선 단말기(MS1)에 의해 만들어진 측정이 액세서리(370)로 전송되고, 단계(225b)에서, 이동 무선 단말기(MS1)의 위치는 단계(223)의 측정 및 단계(221)에서 수신된 정보로부터 계산된다. 단계(227b)에서, 계산된 결과는 이동 무선 단말기(MS1)의 액정 표시 디스플레이에 나타나고 핍(pip)이 가입자의 주의를 유발하기 위해 제공된다.
도 3은 본 발명에 따르는 무선 단말기(300)를 예시하는 블록도이다. 이러한 단말기의 실시예에서, 하드웨어는 900MHz 주파수 대역에 있는 GSM 표준 또는 1900MHz 및 1800MHz 주파수 대역의 GSM 관련 표준용으로 설계된 단말기인 GH337 또는 CH337 또는 PH337과 같은 에릭슨에 의해 제조된 휴대용 이동 무선 단말기의 비변형(unmodified) 하드웨어이다. 이러한 실시예에서 본 발명은 무선 단말기의 메모리로 로드된 2개의 새로운 프로그램을 포함한다. 2개의 본 발명의 프로그램은 쿼터 비트 카운터 프로그램 QCP(351) 및 단문 메시지 서비스 프로그램 SMSP(352)이다. 쿼터 비트 카운터 프로그램은 상기 이동 무선 단말기(GH337 또는 CH337 또는 PH337)의 블록(350)에서 표준으로서 사용 가능한 쿼터 비트 카운터 QC(351a)를 판독하고, 안테나(310), 수신기(330) 및 신호 프로세서(340)를 통해 수신된 동기화 채널 SCH상에서 기지국 아이덴티티 및 프레임 수를 또한 판독한다.
이동 무선 단말기(300)는 안테나(310)를 갖는다. 송신기(320)는 안테나(310)에 접속되고 호출 관련 기능에 관하여 신호 프로세서(340)에 접속되어 신호 프로세서에 의해 제어되고, 측위 기능에 관련된 발신 SMS 메시지에 관하여 본 발명의 프로그램 SMSP(352)에 접속되어 프로그램 SMSP에 의해 제어된다. 유사하게는, 수신기는 안테나에 접속되어 송신기와 함께 시간 멀티플렉스에서 사용된다. 수신기(330)는 호출 관련 기능에 관하여 신호 프로세서 유닛(340)에 접속되어 신호 프로세서에 의해 제어되고, 착신 SMS 메시지에 관하여 본 발명의 프로그램 SMSP에 접속되어 프로그램 SMSP에 의해 제어된다. 블록(320 및 330)은 변조 및 복조용 무선 장치 및 등화기(equalisers)를 또한 포함한다.
신호 프로세서 유닛(340)은 착신 및 발신 방향 모두에서 음성의 채널 코딩, 채널 디코딩 및 신호 처리를 포함한다. 신호 프로세서 유닛(340)은 블록(341)에서 마이크로폰 및 전화 수신기 및 제어 논리(350)에 또한 접속된다. 차례로, 이러한 제어 논리는 본 발명의 프로그램(SMSP)을 포함하는 블록(352) 및 키패드용 신호를 적응시키고 블록(360)의 윈도우를 디스플레이하는 I/O 블록(353)에 접속된다. 본 발명에 따르는 무선 단말기의 변형은 제어 논리(350)에서 프로그램(351)의 형태로 부분적으로 실현되고 이러한 프로그램은 쿼터 비트 카운터 프로그램(QCP)으로서 이미 언급되었다.
도 2b에서 설명된 실시예에 속는 것으로는, 프로세서 및 측위 프로그램 (371) 및 I/O 블록(372)을 포함하는 도 3의 상부의 분리된 섹션(370)이 있다. 분리된 섹션(370)은 이동 무선 단말기 자체에 분산된 계산 기능의 일부분을 갖는 이러한 실시예의 계산 노드이다. 이미 언급한 위성 기반 범용 측위 시스템(GPS)의 무선 단말기의 경우에서 이것이 행해질 때, 이러한 계산 노드를 측위되어야 할 무선 단말기(MS1)에 또는 근접하게 위치시키는 것이 가능하다. 현재의 분산된 실시예에서, 액세서리(370)는 이동 무선 단말기(300)와 분리되거나 통합되는 본 발명에 의해 제공된다. 블록(371)에서 측위 프로그램은 단문 메시지 프로그램 블록 SMSP 및 측정하는 프로그램 블록(QCP)에 접속된다. 측정은 바람직한 순서를 I/O 블록(372)상에 수동 입력함으로써 섹션(370)으로부터 순서화될 수 있다. 이러한 분산된 실시예는 단문 메시지 프로그램 블록(SMSP)이 서비스 노드(107)로부터 서비스하는 무선 기지국(BS2)을 통해 들어오는 다운링크 SMS 메시지만을 수신기(330) 및 안테나(310)를 통해 처리한다는 사실에 의해 와이어-바운드 네트워크서 계산 노드만을 갖는 실시예와 다르다. 블록(352)은 이러한 다운링크 메시지를 수신하여 블록(371)으로 전달한다.
도 4는 도 2a 및 2b의 실시예에서의 MS1 또는 MS2로서 역할하는 무선 단말기(300)에 의해 실행되는 단계(212, 213 및 222, 223)에 대응하는 측정의 상세에 대한 순서도이다. 도 5는 도 4의 순서도와 관련된 타이밍을 예시한다. 도 4의 순서가 도 2a의 순서에서 이동 무선 단말기(MS1)에 의해 실행되는 동기화(222) 및 측정(223)을 고려하여 설명된다. 시작은 이동 무선 단말기(MS1)에 의해 실행되어야 할 측정을 요구하는 서비스 노드(107)에 의해 제공되고, 이러한 측정은 서비스하는 무선 기지국(BS2)에 관하여 무선 기지국(BS1 및 BS3)의 상대적 수신 시간을 MS1에서 결정한다. GSM 표준을 사용하는 실시에서, 이러한 측정은 아래에 설명되는 바와 같이 행해진다. 이동 무선 단말기(MS1)가 스위치 온 될 때, 이동 무선 단말기는 주위의 무선 기지국의 제어 채널 주파수를 스캔하여서 서비스하는 무선 기지국이 되는 도 1의 경우에서 가장 강한 무선 기지국인 BS2에 락(locks)한다. 이어서, 이동 무선 단말기는 단계(401)에서 BS2의 프레임(의 타임 슬롯(T0))의 시작에서 이동 무선 단말기(MS1)의 카운터(QC)를 재설정(resetting)함으로써 실시될 수 있는 서비스하는 무선 기지국(BS2)에 동기화한다. 이러한 순간에 단계(402)에서, 프로그램 QCP(351)은 카운터(QC)의 값(Nq)을 이동 무선 단말기(MS1)에 저장한다. 값(Nq)은 하나 이상의 서비스하는 무선 기지국이 이동 무선 단말기(MS1)를 측위하는 알고리즘에 참여하는 경우에 계산을 위해 필요할 수 있고, 이동 무선 단말기(MS1)에 저장된 각각의 Nq 값 사이의 차이점은 하나 이상의 서비스하는 무선 기지국의 타이밍이 관련되는 것을 가능하게 하는데 있다. 쿼터 비트 카운터(QC) 및 그것의 기능을 포함하는 동기화 절차의 상세는 버전 3.5.0의 ETSI/GSM 추천서 05.10/1 내지 05.10/6에서 알 수 있다.
도 5에서 값(Nq)은 시간(503)으로서 도시된다. 프레임은 8개의 시간 슬롯(T0-T7)을 갖고 프레임의 지속기간은 시간(501)으로서 도시된다. 이동 무선 단말기(MS1)를 무선 기지국(BS2)에 동기화하는 동작은 MS1에서 QC 카운터의 재설정에 대응하는 시간 변이 Nq(503)를 표시하는 참조 번호(511)를 사용하여 도 5에 표시된다.
단계 403에서, 서비스하는 무선 기지국(BS2)에 현재 동기화되는 이동 무선 단말기(MS1)는 BS2의 주파수 정정 채널(FCCH) 및 동기화 채널(SCH)을 판독한다. 상기 판독은 특히 상기 언급된 논리 채널(FCCH 및 SCH)을 반송하는 시간 슬롯(T0)상에서 더욱 정확히 행해진다. 상기 판독은 무선 기지국(BS2-ID)의 아이덴티티 및 프레임 수(FR-NR)를 포함한다. 프레임 수(FR-NR)는 암호화와 함께 사용되지만 본 발명에 관해서 이것은 이러한 이벤트 이전 및 이후의 시간을 포함하는 경우에 측정을 쓸모 없게 만드는 무선 기지국의 재시작과 같은 무언가가 예외적으로 발생할 때 감독을 허용한다. 이러한 측정은 프레임 수(FR-NR)에 의해 표시되는 경우에 측위 알고리즘에 의해 폐기된다.
단계(405)에서 이동 무선 단말기(MS1)는 단계(402, 403)에서 설명되지만 예를 들어, BS2보다 무선 기지국(BS3)에 대한 측정을 실행한다. 그러나, BS3으로부터 수신된 프레임의 시작 시간이 BS2로부터 수신된 프레임의 시작 시간과 상이하기 때문에, 단계(403)에서 만들어지지 않는 추가의 측정이 단계(405)에 있다. BS2에 대한 BS3의 상대적 수신 시간의 이러한 측정은 이동 무선 단말기(MS1)의 프레임 보더(border)를 사용하여 0에서 4999까지의 시작 및 종결(starting and ending)을 카운트하는 앞서 언급된 쿼터 비트 카운터(QC)에 의해 MS1에서 측정되어, BS3의 수신된 프레임 보더의 시간에서 판독된다. MS1이 단계(401)에서 BS2에 동기화되기 때문에 QC 카운터의 전술된 Nq는 BS2에 대한 BS3의 상대적 수신 시간이다.
단계(406)에서, 무선 기지국 아이덴티티(BSn-ID) 및 프레임 수(FR-NR)의 판독은 단계(403)에서와 같은 유사한 방법으로 취해지지만 현재는 무선 기지국(BS3)에 대해 취해진다. 단계(407)에서, 예를 들어 BS1과 같은 더 많은 무선 기지국상에서 측정해야할 지가 결정되고 그러한 경우에, 흐름은 단계(405)로 복귀하고 그렇지 않은 경우에 흐름이 종료된다.
도 5에서, 무선 기지국(BS3)의 타이밍은 참조 번호(517)로 도시되고 무선 기지국(BS1)의 타이밍은 참조 번호(515)로 도시되어서 BS2 및 BS3 사이의 측정된 상대적 수신 시간은 507로 나타나고, BS2 및 BS1 사이의 측정된 상대적 수신 시간은 505로 나타난다.
전술된 측정하는 절차는 유휴 모드 또는 전용 모드에서 즉, 진행중인 호출을 갖거나 갖지 않고 발생한다. 이것은 GSM에서 호출 동안 서비스하는 무선 기지국 이외의 다른 무선 기지국에서 시간 측정을 실행하는 것을 가능하게 하는 26 프레임마다 소위 유휴 시간 슬롯이 있기 때문에 가능하다.
GSM 시스템의 상세에 있어서, 참조가 유럽 전기 통신 표준 기구(ETSI)에 의해 표준화된 이동 통신용 세계화 시스템(GSM) 사양서 및 저서: Michel Mouly and Bernadette Pautet에 의한(국제 표준 저서 번호 2-9507190-0-7) "The GSM System for Mobile Communication"에 나와있다.
도 6은 삼각형의 중앙에 위치된 이동 무선 단말기(MS1)의 위치를 계산하는 수학적 원리를 도시한다. 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 위치 및 무선 기지국 사이의 거리는 공지되어 있고 이것은 도면에서 G, H 및 I로 표시된다. BS2에 대한 BS1 및 BS3에 대한 BS2의 상대적 수신 시간은 이동 무선 단말기(MS1)에 의해 측정되고 서비스 노드에 보고된다. 고정된 무선 단말기(MS2)에 의한 대응하는 측정은 무선 기지국 사이의 송신 시간 오프셋을 계산하기 위해 사용되었다. 무선 기지국이 동기화된 경우에, 도 6의 거리 F는 무선 기지국(BS3) 및 서비스하는 무선 기지국(BS2) 사이의 이동 무선 단말기(MS1)에서 상대적 수신 시간에 의해 승산된 광속으로서 설명될 수 있다. 무선 기지국이 동기화되지 않은 경우에, (통상의 경우에), BS2에 대한 BS3의 송신 시간 오프셋은 송신 시간 오프셋을 상대적 수신 시간에서 먼저 감산함으로써 F를 계산하기 위해 사용된다. E는 유사한 방식으로 계산된다.
알고리즘의 수학적 계산은 도 6을 참조하여 아래에 설명되는 바와 같이 코사인 법칙(cos-theorem)을 사용한다.
공지된 파라미터 : G, H, I, E, F. 계산되어야 할 파라미터 : D
공지된 수치 방법에 의해 해결되어야 할 방정식 :
각도 A + B + C = 360도 (1)
H＊＊2 = D＊＊2 + (D+F)＊＊2 - 2D(D+F) cos B (2)
G＊＊2 = D＊＊2 + (D+E)＊＊2 - 2D(D+E) cos C (3)
I＊＊2 = (D+E)＊＊2 + (D+F)＊＊2 - 2(D+E)(D+F) cos A (4)
도 7a는 이동 무선 전화 호출에 있어서 마켓의 고객에 의해 사용될 수 있는 2개의 통상의 무선 기지국(701)을 갖는 슈퍼마켓 영역을 개략적으로 도시한다. 또한, 소위 비콘 채널상에서만 다운링크 신호를 가능하게 하는 14개의 추가의 비콘형의 기지국(702)이 있다. 이러한 무선 기지국은 단지 더욱 정확한 측위를 가능하게 하기 위해 제공되고 이러한 무선 기지국은 전화 트래픽과 관련된 기능을 갖지 않는다. 휴대용 이동 무선 단말기(MS1)를 갖는 측위되어야 할 가입자는 703으로 라벨(labeled)되고, 2개의 고정된 이동 무선 단말기(MS2)는 704로 라벨된다.
도 7b는 이동 무선 전화 호출에 있어 사용될 수 있는 2개의 통상의 무선 기지국(711)을 갖는 다운타운 영역을 개략적으로 도시한다. 또한, 비콘 채널상에서만다운링크 신호를 가능하게 하는 8개의 추가의 비콘형의 기지국(712)이 있다. 이러한 무선 기지국은 단지 더욱 정확한 측위를 가능하게 하기 위해 제공되고 이러한 무선 기지국은 전화 트래픽과 관련된 기능을 갖지 않는다. 자가용 및 휴대용 이동 무선 단말기(MS1)를 갖는 측위되어야 할 가입자는 713으로 라벨되고, 2개의 고정된 이동 무선 단말기(MS2)는 714로 라벨된다.
도 7a 및 7b는 정확도가 다운링크 신호만을 가능하게 하는 즉, 소위 비콘 채널만을 각각 갖는 추가의 무선 기지국을 제공함으로써 개선되는 본 발명의 실시예를 도시한다. 이러한 실시예는 전술한 실시예와는 상이하고, 여기에서 개선된 정확도는 측위 알고리즘으로 반복함으로써 달성되는 반면에 실시예(7a 및 7b)의 개선된 정확도는 무선 기지국 밀도를 증가시킴으로써 달성된다. 비콘 채널상의 전문적인 논문(tutorial)의 정보는 예를 들어, 앞서 참조한 Mouly 및 Pautet에 의한 저서에서 발견된다.
도 8은 비콘(beacon)형의 무선 기지국으로 이루어지는 액세서리(801)를 갖는 도 3에서와 유사한 형태의 고정된 무선 단말기(300)를 개략적으로 도시한다. 무선 단말기(300)의 지리적 위치는 바람직하게는 맵(map)상에서 결정되지만 대안으로는 상기 위치를 결정하기 위해 이동 무선 단말기에 대해 전술한 측위 방법을 사용하는 것이 가능하다. 고정된 무선 단말기(300)는 비콘형의 무선 기지국을 제어하지만 주위의 무선 기지국의 송신 시간 오프셋을 결정하는 고정된 무선 단말기(MS2)로서 또한 사용될 수 있다.
액세서리(801)는 주기적 타미밍 신호 다운링크를 비콘형의 주파수 채널상에전송할 수 있는 스트립된(stripped) 무선 기지국이고, 상기 주파수는 고정된 무선 단말기에 의해 순서화되고 액세서리(801)에서의 프로세서로 전송되고, 여기에서, 메시지는 송신기(803)에서 순서에 포함되는 비컨 주파수를 설정함으로서 저장, 해석 및 실행된다. 안테나(804)는 상기 비콘 채널을 송신한다. 무선 단말기(300) 및 액세서리(801) 사이의 인터페이스는 도 3에 도시되는 바와 동일하고, 동일한 프로그램 SMSP(352)이 무선 단말기(300) 및 액세서리(801) 사이의 통신 및 네트워크와의 통신을 위해 사용된다. 순서는 네트워크의 서비스 노드(107)로부터 발생하여 측위 시스템의 오퍼레이터에 의해 서비스 노드로 입력된다. 언급된 무선 기지국(801) 및 그것의 소자가 어떻게 실시되는 지가 당업자에게는 공지되어 있으므로 부가적인 상세한 내용은 설명되지 않는다.
본 발명은 본원에 설명되고 도면에 예시된 실시예에 제한되지 않고 첨부한 청구범위의 범위내에서 변화할 수 있다.

Claims (25)

  1. 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3), 고정된 위치에서의 적어도 하나의 제 2 무선 단말기(MS2), 및 상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 및 상기 적어도 하나의 제 2 무선 단말기(MS2)의 공지된 위치가 저장되는 서비스 노드(107)를 포함하는 이동 무선 시스템(100)에서 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 지리적 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    상기 적어도 3개의 무선 기지국중의 제 1 무선 기지국(BS1)으로부터 수신되는 타이밍 신호 다운링크(118)에 상기 제 2 무선 단말기(MS2)를 동기화시키는 단계(212);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 아이덴티티(identity)를 또한 판독하는 동안 나머지 무선 기지국(BS2, BS3)으로부터 수신되는 상기 타이밍 신호 다운링크(116, 117)의 상대적 수신 시간을 상기 제 2 무선 단말기(MS2)에서 측정하는 단계(213);
    상기 제 2 무선 단말기(MS2)에서 측정된 상기 상대적 수신 시간 및 관련된 무선 기지국 아이덴티티를 상기 서비스 노드(107)에 전송하는 단계(214);
    상기 상대적 수신 시간 및 상기 공지된 위치(BS1, BS2, BS3, MS2)로부터의 상기 타이밍 신호 다운링크(116, 117)의 송신 시간 오프셋을 상기 서비스 노드(107)에서 계산하는 단계(215);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국중의 임의의 하나의 무선 기지국(BS2)으로부터 수신되는 타이밍 신호 다운링크(115)에 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)를 동기화시키는 단계(222);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 아이덴티티를 판독하는 동안 나머지 무선 기지국(BS1, BS3)으로부터 수신되는 상기 타이밍 신호 다운링크(113, 114)의 상대적 수신 시간을 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)에서 측정하는 단계(223);
    상기 제 1 무선 단말기(MS1)에서 측정된 상기 상대적 수신 시간 및 상기 관련된 무선 기지국 아이덴티티를 상기 서비스 노드(107)에 전송하는 단계(224a);
    상기 저장된 위치(BS1, BS2, BS3, MS2)로부터 및 상기 측정으로부터의 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 위치 및 상기 제 1(MS1) 및 2(MS2) 무선 단말기로부터 계산 포인트(107)로 전송된 아이덴티티를 상기 서비스 노드(107)에서 계산하는 단계(225a)를 포함하는, 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  2. 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3), 고정된 위치에서의 적어도 하나의 제 2 무선 단말기(MS2), 상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 및 상기 적어도 하나의 제 2 무선 단말기(MS2)의 공지된 위치가 저장되는 서비스 노드(107) 및, 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)와 관련된 액세서리(370)를 포함하는 이동 무선 시스템(100)에서 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 지리적 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    상기 적어도 3개의 무선 기지국중의 제 1의 무선 기지국(BS1)으로부터 수신되는 타이밍 신호 다운링크(118)에 상기 제 2 무선 단말기(MS2)를 동기화시키는 단계(212);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 아이덴티티를 판독하는 동안 나머지 무선 기지국(BS2, BS3)으로부터 수신되는 상기 타이밍 신호 다운링크(116, 117)의 상대적 수신 시간을 상기 제 2 무선 단말기(MS2)에서 측정하는 단계(213);
    상기 제 2 무선 단말기(MS2)에서 측정된 상기 상대적 수신 시간 및 관련된 무선 기지국 아이덴티티를 상기 서비스 노드(107)에 전송하는 단계(214);
    상기 상대적 수신 시간 및 상기 공지된 위치(BS1, BS2, BS3, MS2)로부터의 상기 타이밍 신호 다운링크(116, 117)의 송신 시간 오프셋을 상기 서비스 노드(107)에서 계산하는 단계(215);
    상기 이전의 계산하는 단계(215)에서 제공되는 상기 각각의 송신 시간 오프셋 및 상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 공지된 위치를 일제 송신하는 단계(216);
    상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 상기 액세서리(370)에서 상기 이전의 일제 송신하는 단계(216)의 각각의 송신 시간 오프셋 및 상기 공지된 위치를 수신하는 단계(221);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국중의 임의의 하나의 무선 기지국(BS2)으로부터 수신되는 타이밍 신호 다운링크(115)에 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)를 동기화시키는 단계(222);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 아이덴티티를 판독하는 동안 나머지 무선 기지국(BS1, BS3)으로부터 수신되는 상기 타이밍 신호 다운링크(113, 114)의 상대적 수신 시간을 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)에서 측정하는 단계(223);
    상기 제 1 무선 단말기(MS1)에서 측정된 상기 상대적 수신 시간 및 관련된 무선 기지국 아이덴티티를 상기 제 1 무선 단말기(MS1)의 상기 액세서리(370)로 전송하는 단계(224b);
    상기 수신 단계(221) 및 전송 단계(224b)에 제공되는 정보로부터의 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 위치를 상기 액세서리(370)에서 계산하는 단계(225b)를 포함하는, 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 무선 단말기(MS2)에서 상대적 수신 시간을 측정하는 단계(213)를 때때로(at intervals) 반복하는 단계;
    상기 제 2 이동 무선 단말기(MS2)에서 상기 측정을 시간 스탬핑(time stamping)하는 단계;
    상기 측정의 상기 시간-스탬핑을 상기 서비스 노드(107)로 전송하는 단계;
    상기 측정이 만들어지는 동안 경과된 시간 및 상기 측정의 상기 시간 스탬핑을 사용함으로써 상기 계산의 실제 시간에 송신 시간 오프셋을 외삽하는(extrapolating) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 무선 단말기(MS2)는 상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)중의 하나에 위치되는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서비스 노드(107)는 네트워크의 와이어-바운드 일부분에서의 서비스 노드이고 복수의 이동 무선 단말기에 대한 계산을 처리하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 서비스 노드(107)는 상기 계산의 결과(227a)를 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 무선 단말기(MS1)를 서비스하는 무선 기지국(BS2)에 동기화시키는 단계(222)는,
    상기 이동 무선 단말기(MS1)의 카운터(QC)를 재설정(resetting)(401,511)하여서 상기 서비스하는 무선 기지국(BS2)에 동기화시키는 보조 단계;
    상기 카운터(QC)의 재설정 값(503)을 상기 이동 무선 단말기(MS1)에 저장하는 보조 단계(402);
    상기 서비스하는 무선 기지국(BS2)의 동기화 채널(SCH)상의 상기 이동 무선 단말기(MS1)에서 무선 기지국 아이덴티티 및 현재의 프레임 수를 판독하는 보조 단계(403)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 서비스하는 무선 기지국(BS2) 이외의 다른 무선 기지국(BS1, BS3)의 타이밍 신호 다운링크의 상대적 수신 시간(505, 507)을 상기 무선 단말기(MS1)에서 측정하는 단계(223)는,
    상기 다른 무선 기지국(BS1, BS3)의 프레임이 시작하는 순간에 카운터(QC)의 값(505, 507)을 상기 이동 무선 단말기(MS1)에 저장하는 보조 단계(405);
    상기 다른 무선 기지국(BS1, BS3)의 동기화 채널(SCH)상의 상기 이동 무선 단말기(MS1)에서 상기 무선 기지국 아이덴티티 및 현재의 프레임 수를 판독하는 보조 단계(406);
    또 다른 무선 기지국(BS1, BS3)이 측정되어야 하는지를 결정하는 단계(407)를 포함하며, 다른 무선 기지국이 측정되어야 하는 경우에 루프(loop)는 상기 저장하는 보조 단계(405)로 복귀하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위 방법의 제 1 실시 이후에 상기 측위의 제 1 실행에서 사용되는 상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 보다 더욱 정확한 측위를 산출할 수 있는 네트워크에 어떤 무선 기지국이 있는지 및 더욱 정확한 측위가 바람직한지를 검사하는 단계(226);
    상기 이전의 검사 단계 의해 표시되는 경우에, 상기 이전의 검사 단계에서 식별되는 적어도 하나의 무선 기지국을 사용해서 상기 측위 방법의 또 다른 실시를 실행하는 단계에 의해 측위의 정확도를 개선하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    지상 시스템이 측위되어야 할 단말기와 관련된 서비스하는 무선 기지국의 아이덴티티에 관한 정보를 갖지 않은 경우에,
    메시지를 측위되어야 할 이동 무선 단말기로 전송하는 단계;
    측위되어야 할 상기 이동 무선 단말기(MS1)로부터 상기 서비스하는 기지국을 통해 응답을 수신하는 단계를 제공하며, 상기 응답은 상기 서비스하는 무선 기지국을 식별(211)하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기의 지리적 위치를 결정하는방법.
  11. 타이밍 신호 다운링크(113-118)를 전송하는 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 및 지리적 위치가 결정되어야 할 적어도 하나의 제 1 이동 무선 단말기(MS1)를 포함하는 이동 무선 시스템(100)에 있어서,
    상기 타이밍 신호 다운링크(116, 117)를 수신하는 고정된 위치의 적어도 하나의 제 2 무선 단말기(MS2);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 및 상기 적어도 제 2 무선 단말기(MS2)의 위치를 저장하는 서비스 노드(107);
    상기 적어도 제 1 및 적어도 제 2 무선 단말기(MS1, MS2)에서 상기 타이밍 신호 다운링크의 상대적 수신 시간을 측정하여 상기 서비스 노드(107)에 보고하는 측정 수단(QPC, SMSP);
    상기 서비스 노드(107)에서 상기 적어도 제 2 무선 단말기(MS2)에 의해 보고된 상기 상대적 수신 시간 및 상기 공지된 위치(MS2, BS1, BS2, BS3)로부터 송신 시간 오프셋을 계산하는 제 1 계산 수단(107e);
    상기 서비스 노드(107)에서 상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 상기 공지된 위치, 상기 전송 시간 오프셋 및 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)에 의해 전송된 상대적 수신 시간으로부터 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 위치를 계산하는 제 2 계산 수단(107f)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 시스템(100).
  12. 타이밍 신호 다운링크(113-118)를 전송하는 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 및 지리적 위치가 결정되어야 할 적어도 하나의 제 1 이동 무선 단말기(MS1)를 포함하는 이동 무선 시스템(100)에 있어서,
    고정된 위치에서 상기 타이밍 신호 다운링크(116, 117)를 수신하는 적어도 하나의 제 2 무선 단말기(MS2);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 및 상기 적어도 제 2 무선 단말기(MS2)의 위치를 저장하는 서비스 노드(107);
    상기 적어도 제 1 및 적어도 제 2 무선 단말기(MS1, MS2)에서 상기 타이밍 신호 다운링크의 상대적 수신 시간을 측정하여 상기 서비스 노드(107)에 보고하는 측정 수단(QPC, SMSP);
    상기 서비스 노드(107)에서 상기 적어도 제 2 무선 단말기(MS2)에 의해 보고된 상기 상대적 수신 시간 및 상기 공지된 위치(MS2, BS1, BS2, BS3)로부터 송신 시간 오프셋을 계산하는 제 1 계산 수단(107e);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국의 상기 공지된 위치 및 관련된 송신 시간 오프셋을 상기 서비스 노드(107)로부터 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)로 전송하는 전송 수단;
    상기 적어도 제 1 이동 무선 단말기(MS1)에서 상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)의 상기 공지된 위치 및 관련된 송신 시간 오프셋 및 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)에 의해 전송된(224b) 상대적 수신 시간으로부터 자신의 위치를 계산하는 제 2 계산 수단(371)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 시스템(100).
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 이동 무선 단말기(MS2)는 기지국 사이트에 위치되는 것을 특징으로 하는 이동 무선 시스템(100).
  14. 무선 기지국은 유휴 및 전용 모드동안 판독될 수 있는 주파수 정정 채널(FCCH) 및 동기화 채널(SCH)을 다운링크로 송신하고, 이동 무선 단말기(MS1, MS2)는 서비스하는 무선 기지국에 동기화하여 상기 서비스하는 무선 기지국 이외의 다른 무선 기지국의 상기 동기화 채널을 판독할 수 있는 제 11 항 또는 제 12 항을 따르는 이동 무선 시스템에 있어서,
    상기 서비스하는 무선 기지국 이외의 상기 다른 무선 기지국의 동기화 채널(SCH)상의 상기 무선 단말기에서 기지국 아이덴티티 및 현재의 프레임 수를 판독하고 상기 제 2 및 제 1 이동 무선 단말기(MS2, MS1)의 카운터(QC)상에서 상기 서비스하는 무선 기지국의 프레임의 시작에 대한 상기 다른 무선 기지국의 상대적 수신 시간을 판독하는 측정 수단(QCP)을 포함하며,
    무선 단말기(MS2, MS1)가 전용 모드에 있는 경우에, 상기 카운터(QC)상의 판독은 무선 단말기의 유휴 시간 슬롯동안 실행되는 것을 특징으로 하는 이동 무선 시스템(100).
  15. 상기 적어도 하나의 무선 기지국을 갖는, 제 11 항 또는 제 12 항을 따르는 이동 무선 시스템에 있어서,
    상기 이동 무선 단말기의 측위를 용이하게 하기 위해 비콘 채널상에서 주기적 타이밍 신호를 전송하는 수단(803, 804);
    상기 비콘 채널의 주파수의 최소의 설정에 관한 순서를 네트워크의 서비스 노드로부터 수신하는 수단(802)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 시스템(100).
  16. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    무선 단말기의 위치의 계산이 단순화되며, 상기 단순화는 모든 측위 시스템의 모든 무선 기지국은 아니지만 일부를 동기화함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 이동 무선 시스템(100).
  17. 무선 단말기(300)에 있어서,
    이동 무선 단말기가 서비스하는 무선 기지국에 동기화될 때, 고려되는 무선 기지국으로부터 수신되는 주기적 타이밍 신호 다운링크 및 상기 서비스하는 무선 기지국으로부터 수신되는 주기적 타이밍 신호 다운링크 사이의 상대적 수신 시간을 유휴 모드 및 대화 모드동안 측정하는 측정 수단(QPC);
    상기 고려되는 무선 기지국에 의해 송신되는 프레임 수 및 아이덴티티를 판독하는 것을 포함하는 주파수 정정 채널(FCCH) 및 동기화 채널(SCH)을 상기 유휴 모드 및 대화 모드동안 판독하는 판독 수단(QPC);
    상기 측정된 상대적 수신 시간 및 판독된 아이덴티티 및 프레임 수를 상기 유휴 모드 및 대화 모드동안 서비스 노드(107)로 메시징(messaging)하는 메시징 수단(SMSP)을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기(300).
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 무선 단말기 위치 정보에서, 상기 무선 기지국에 관한 송신 시간 오프셋 정보 및 아이덴티티 정보를 수신하는 메시징 수단(SMSP)을 더 포함하며,
    상기 무선 기지국에 관한 정보는 무선 기지국중의 적어도 일부로부터 일제 송신 다운링크 정보로서 제공되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기(300).
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 무선 단말기 위치 정보에서, 상기 무선 기지국에 판한 송신 시간 오프셋 정보 및 아이덴티티 정보를 수신하는 메시징 수단(SMSP)을 더 포함하며,
    상기 무선 기지국에 관한 정보는 단문 메시지 서비스(SMS) 형태의 개별적 메시지로서 제공되어 상기 무선 단말기에 어드레스되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기(300).
  20. 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,
    자신의 위치를 계산하는 제 2 계산 수단(371)을 더 포함하며,
    자신의 위치를 계산하는 이동 무선 단말기는 다운링크 정보 스트림만을 사용하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 단말기(300).
  21. 제 17 항, 제 18 항 또는 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수단(QPC, SMSP)은 측위되어야 할 제 1 이동 무선 단말기(MS1) 및 위치가 공지된 제 2 이동 무선 단말기(MS2)에 위치되는 프로그램을 갖는 프로세서로서 실시되는 것을 특징으로 하는 무선 단말기(300).
  22. 제 17 항 내지 제 21 항에 있어서,
    쿼터 비트 카운터(Quarter Bit Counter)의 분해능(resolution)은 카운터에 대한 입력으로서 더 높은 주파수를 사용하고 상기 카운터의 대응하는 더 많은 비트를 사용하여 증가되어서 4999 이상을 카운트하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기(300).
  23. 타이밍 신호 다운링크(113-118)를 전송하는 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3), 지리적 위치가 결정되어야 할 적어도 하나의 제 1 이동 무선 단말기(MS1), 적어도 하나의 제 2 고정 무선 단말기(MS2)를 포함하는 이동 무선 네트워크(100)의 서비스 노드(107)에 있어서,
    상기 적어도 3개의 무선 기지국에 의해 송신되는 타이밍 신호 다운링크의 상대적 수신 시간의 상기 적어도 하나의 고정 무선 단말기(MS2)로부터의 측정 보고를 수신하는 수신 수단(107b);
    상기 적어도 3개의 무선 기지국(BS1, BS2, BS3) 및 상기 적어도 하나의 제 2 고정 무선 단말기(MS2)의 공지된 지리적 위치를 저장하는 저장 수단(107c);
    상기 적어도 하나의 고정 무선 단말기(MS2)로부터의 측정 보고로부터 및 상기 공지된 지리적 위치로부터 상기 적어도 3개의 무선 기지국에 의해 송신되는 타이밍 신호 다운링크의 송신 시간 오프셋을 계산하는 제 1 계산 수단(107e)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 네트워크(100)의 서비스 노드(107).
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 적어도 3개의 무선 기지국에 의해 송신되는 타이밍 신호 다운링크의 상대적 수신 시간의 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)로부터의 측정 보고를 수신하는 수신 수단(107b);
    상기 송신 시간 오프셋, 상기 공지된 지리적 위치 및 상기 제 1 이동 무선 단말기로부터의 상기 수신된 측정 보고로부터 상기 제 1 이동 무선 단말기(MS1)의 지리적 위치를 계산하는 제 2 계산 수단(107f)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 네트워크의 서비스 노드(107).
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 공지된 지리적 위치 및 상기 송신 시간 오프셋을 상기 제 1 이동 무선단말기(MS1)에 일제 송신하는 상기 무선 기지국(BS1, BS2, BS3)에 전송하는 전송 수단(107d)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 무선 네트워크의 서비스 노드(107).
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