KR100446535B1 - 차량을 이용한 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신시스템 - Google Patents

차량을 이용한 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서, 차량을 이용한 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템을 제공한다. 이를 위한 본 발명은 긴급 구조 요청 신호를 송수신하기 위한 특정 주파수 대역을 사용하는 이동 통신 시스템에 있어서, 기지국의 셀 영역 외에 위치한 긴급 구조 요청자에 의해 상기 긴급 구조 요청 신호를 무선 출력하는 이동 통신 단말기와, 차량에 구비되며 상기 이동 통신 단말기로부터 무선 출력된 긴급 구조 요청 신호를 수신하고 상기 차량이 상기 기지국의 셀 영역 내에 위치할 때 상기 기지국으로 상기 긴급 구조 요청 신호를 송신하는 차량용 중계기와, 상기 차량용 중계기로부터 긴급 구조 요청 신호를 수신하여 이동 서비스 교환 센터로 송신하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 수신된 긴급 구조 요청 신호에 대응하여 상기 긴급 구조 요청 신호를 송신한 시점의 차량 위치를 외부망을 통하여 긴급 구조대에 알리는 이동 서비스 교환 센터를 구비함을 특징으로 한다.

Description

차량을 이용한 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템{MOBILE COMMUNICATION SYSTEM FOR HAVING A FUNCTION OF SOS USING A VEHICLE}
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 차량을 이용한 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템에 관한 것이다.
현재 이동 통신 단말기의 위치를 파악하는 데에는 기지국의 위치와 이동 통신 단말기에 가장 가까운 안테나의 위치를 삼각법으로 측정하는 방식을 취하고 있다. 이 방식은 정밀도가 낮기 때문에 이동 통신 단말기의 정확한 위치는 파악하지는 못하고 있다.
그래서 최근 미국 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission : FCC)에서는 미국 테러 사건을 계기로 그 동안 미뤄왔던 E(Emergency) 911 서비스를 도입하기로 했다. 이동 통신 단말기를 생산하는 업체에서는 이에 부응하여 위치 추적(Global Positioning System : 이하 "GPS"라 함) 기능을 탑재한 이동 통신 단말기를 개발하는 데 박차를 가하고 있다. 그 중 미국의 루슨트 테크놀로지(Lucent Technology)사는 이미 이동 통신 단말기의 위치를 반경 약 4.6m(15 Feet)이내로 정밀하게 측정할 수 있는 기술을 개발한 상태이다. 루슨트 테크놀로지에서 개발한 이 기술은 실내에서는 반경 30m(100 Feet), 실외에서는 반경 4.6m(15 Feet) 이내의 높은 정밀도를 나타내고 있다.
위와 같이 추진되고 있는 위치 추적 기능을 갖는 이동 통신 시스템은 도 1을 참조하여 설명하면, 먼저 GPS 위성(2)은 20,200Km 상공에서 12시간 주기로 지구 궤도를 선회한다. 이러한 GPS 위성(2)은 1.5GHz의 주파수 대역을 사용한다. 그리고 기지국과 마찬가지로 삼각법을 이용하여 이동 통신 단말기(Mobile Station : MS)(4)의 위치를 파악한다. 이동 통신 단말기(4)는 1.5GHz의 주파수 대역을 사용하여 상기 GPS 위성(2)으로부터 위치 정보를 수신한다. 위와 같은 1.5GHz의 주파수 대역을 사용하기 위해서는 이동 통신 단말기(4)는 다중 베이스 밴드(Base Band : 이하 "베이스 밴드"라 함)부를 구비해야한다. 또한 이동 통신 단말기(4)는 위치 정보를 수신하기 위해서는 GPS 수신부와 GPS 안테나를 구비해야한다. GPS 위성(2)으로부터 위치 정보를 수신한 이동 통신 단말기(4)는 기지국(Base Transceiver Subsystem : BTS)(6)으로 위치 정보를 송신한다. 기지국(6)은 수신된 위치 정보를이동 서비스 교환 센터(Mobile Switching Center : MSC)(10)로 전송한다. 이동 서비스 교환 센터(10)는 수신된 위치 정보를 홈 위치 등록기(Home Location Register : HLR)(14)에 저장한다. 위와 같이 구성된 이동 통신 시스템은 PDE(Position Determination Entity : 이하 "PDE"라 함)가 별도로 있어야 하고, 이동 서비스 교환 센터(10), 기지국(6) 및 이동 통신 단말기(4)에서는 PDE와 관련된 호 처리를 하는 기능이 있어야 한다
만약 이동 통신 단말기(4)의 사용자가 긴급 구조를 요청할 경우에는 이동 서비스 교환 센터(10)는 공중 전화망(Public Switched Telephone Network : PSTN)(16)을 통해서 상기 이동 통신 단말기(4)의 사용자 즉, 긴급 구조 요청자의 위치를 긴급 구조대(18)에 알려준다. 이에 긴급 구조 요청자의 인근에 있는 긴급 구조대(18)는 즉시 긴급 구조 출동을 하게 된다.
그런데 이동 통신 단말기의 사용자가 기지국의 셀 영역을 벗어나면 위와 같이 GPS 위성을 사용한다 하더라도 이동 서비스 교환 센터는 이동 통신 단말기의 사용자 위치를 파악할 수 없게 된다. 즉, 긴급 구조 요청자가 기지국의 사각 지역 있을 경우에 기지국으로부터 파일럿 신호(Pilot Signal) 및 페이징 신호(Paging Signal)를 수신하지 못하기 때문에 이동 통신 단말기는 기지국과 접속을 하지 못한다. 이로써 이동 통신 단말기가 GPS 위성으로부터 위치 정보를 수신한다 하더라도, 수신된 위치 정보를 기지국으로 송신할 수 없게되는 문제점이 발생한다.
그리고 이동 통신 시스템에 GPS 기능을 추가하려면 전술한 바와 같이 이동 통신 단말기를 비롯하여 기지국 및 이동 서비스 교환 센터에 별도의 장비를 추가해야 된다. 이와 같이 별도의 장비를 추가하기 위해서는 막대한 비용이 드는 문제점이 발생한다.
따라서 본 발명의 목적은 이동 통신 단말기의 사용자가 기지국의 셀 영역 외에 있을 때, 긴급 구조를 요청 신호를 출력할 경우 인근 차량을 이용하여 기지국으로 긴급 구조 요청 신호를 송신하는 이동 통신 시스템을 제공함에 있다.
도 1은 종래의 위치 추적 기능을 갖는 이동 통신 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템의 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말기의 블록 구성도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 긴급 구조 요청 신호를 송수신하기 위한 특정 주파수 대역을 사용하는 이동 통신 시스템에 있어서, 기지국의 셀 영역 외에 위치한 긴급 구조 요청자에 의해 상기 긴급 구조 요청 신호를 무선 출력하는 이동 통신 단말기와, 차량에 구비되며 상기 이동 통신 단말기로부터 무선 출력된 긴급 구조 요청 신호를 수신하고 상기 차량이 상기 기지국의 셀 영역 내에 위치할 때 상기 기지국으로 상기 긴급 구조 요청 신호를 송신하는 차량용 중계기와, 상기 차량용 중계기로부터 긴급 구조 요청 신호를 수신하여 이동 서비스 교환 센터로 송신하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 수신된 긴급 구조 요청 신호에 대응하여 상기 긴급 구조 요청 신호를 송신한 시점의 차량 위치를 외부망을 통하여 긴급 구조대에 알리는 이동 서비스 교환 센터를 구비함을 특징으로 한다.
상기 차량용 중계기가 긴급 구조 요청 신호를 송수신하기 위해서는 상기 이동 통신 단말기로부터 무선 출력된 긴급 구조 요청 신호를 수신하는 수신부와, 상기 긴급 구조 요청 신호를 안테나를 통하여 상기 기지국으로 송신하는 송신부를 구비하는 것이 바람직하다.
그리고 특정 주파수 대역이란 긴급 구조 요청 신호를 송수신하기 위한 주파수 대역을 말하며, 이러한 특정 주파수 대역은 국가로부터 등록 허가를 받아야 한다는 것을 전제로 한다.
또한 긴급 구조대에서는 상기 긴급 구조 요청자의 정확한 위치를 파악하기 위하여 이동 가능한 이동 기지국을 급파할 준비가 되어야 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되고, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템은 이동 통신 단말기(102), 차량용 중계기(104), 기지국(106,108), 이동 서비스 교환 센터(110)으로 구성된다.
이동 서비스 교환 센터(110)와 연결된 홈 위치 등록기(114)에는 다수의 이동 서비스 교환 센터가 연결될 수 있으며, 가입자 위치 등록 기능을 수행한다. 그리고 가입자에 대한 각종 데이터를 저장하고, 저장된 데이터를 상기 가입자의 이동 통신 단말기(102)와 송수신한다. 그리고 하나의 이동 서비스 교환 센터(110)에는 다수의기지국 제어기들(107,109)이 연결될 수 있다. 이동 서비스 교환 센터(110)는 기지국 제어기(107,109), 일반 공중 전화망(Public Switch Telephone Network : PSTN)(116)과 접속하는 제어를 수행한다. 또한 가입자에게 기본 및 부가 서비스 기능을 제공하며, 내부에 구현된 방문 위치 등록기(Visitor Location Register : VLR)(112)에 의해 가입자의 정보에 대한 임시 저장을 위한 데이터 베이스를 지원한다. 특히 본 발명에 따라 이동 서비스 교환 센터(110)는 기지국(106,108)으로부터 수신된 긴급 구조 요청 신호에 대응하여 긴급 구조 요청 신호의 송신 시점의 차량 위치를 일반 공중 전화망(116)을 통하여 긴급 구조대(118)에 알린다. 이동 서비스 교환 센터(110)와 기지국(106,108) 사이에 위치한 기지국 제어기(107,109)는 무선 및 유선 링크(Link)를 제어하고, 핸드 오프(Hand Off) 기능 등을 수행한다. 기지국(106,108)은 이동 통신 시스템 내에서 기지국 제어기(107,109)와의 유선 접속 및 이동 통신 단말기간의 무선 접속을 통한 인터페이스(Interface)를 제공한다. 특히 본 발명에 따라 차량용 중계기(104)로부터 수신된 긴급 구조 요청 신호를 이동 서비스 교환 센터(110)로 송신한다. 그리고 이동 서비스 교환 센터(110)의 내부에 구현된 방문 위치 데이터 등록기(112)는 해당 이동 서비스 교환 센터(6)가 담당하는 영역에 존재하는 이동 통신 단말기(102)의 정보를 일시적으로 저장하는 데이터베이스(Database)이다. 만약 이동 통신 단말기(102)가 다른 영역으로 벗어나게 되면 저장된 정보도 삭제된다.
이동 통신 단말기(102)는 긴급 구조 요청자에 상기 특정 주파수 대역을 이용하여 긴급 구조 요청 신호를 출력한다. 따라서 이동 통신 단말기(102)는 해당 기지국의 수용 용량과 상관 없이 긴급 구조 요청 신호를 전송할 수 있게 된다. 이러한 이동 통신 단말기(102)를 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 이동 통신 단말기는 키 입력부(202), 표시부(204), 메모리(206), 무선 주파수부(208), 다중 베이스 밴드부(210), 음성 처리부(212), 제어부(214)로 구성된다.
키 입력부(202)는 복수개의 숫자 키와 각종 기능을 수행하는 기능 키로 이루어지며, 사용자의 조작에 의해 제어부(214)로 키 입력 데이터를 출력한다. 특히 본 발명에서는 긴급 구조 요청 신호를 한번의 키 조작으로 전송하기 위한 핫 키 (Hot Key : 이하 "핫 키"라 함)를 구비하고 있다. 핫 키를 구비하는 것은 긴급 구조 요청자가 부상당했을 경우, 한 번의 키 입력으로 긴급 구조 요청 신호를 전송하기 위함이다. 이러한 핫 키는 이동 통신 단말기(102)의 일측면에 별도로 구비할 수도 있으며, 메뉴 키를 길게 누르는 것으로 설정할 수도 있다. 그리고 표시부(204)는 이동 통신 단말기(102)의 상태 및 동작 과정을 표시한다. 메모리(206)는 제어부(214)의 제어 시 필요한 구동 프로그램 및 제어 동작 시 발생되는 데이터를 임시 저장한다. 다중 베이스 밴드부(210)는 무선 주파수부(208)로부터 입력되는 신호를 기저 대역 및 디지털 신호로 변환하여 제어부(214)로 출력한다. 그리고 다중 베이스 밴드부(210)는 제어부(214)로부터 출력되는 신호를 무선 주파수부(208)로 출력한다. 특히 본 발명에서는 제어부(214)로부터 입력되는 긴급 구조 요청 신호를 기저 대역의 신호로 변환하여 무선 주파수부(208)로 출력한다. 무선 주파수부(208)는 제어부(214)의 제어에 의해 다중 베이스 밴드부(210)로부터 입력되는 신호를 승압(Up-Converting)시켜 안테나(ANT)를 경유하여 기지국(106,108)으로 무선 출력한다. 또한 무선 주파수부(208)는 제어부(214)의 제어에 의해 안테나(ANT)를 통해수신된 수신 신호를 강압(Down-Converting)시켜 다중 베이스 밴드부(210)로 출력한다. 특히 본 발명에서는 제어부(214)의 제어에 의해 특정 주파수 대역의 주파수를 생성하며, 상기 기저 대역의 신호를 특정 주파수 대역으로 변조하여 안테나(ANT)를 통해 차량용 중계기(104)로 무선 출력한다. 음성 처리부(212)는 음성 데이터를 압축 해제하는 동작 등을 수행하고, 음성 데이터를 가청 음성 신호로 변환하여 스피커(SPK)를 통하여 사용자에게 출력한다. 또한 음성 처리부(212)는 마이크(MIC)로부터 출력되는 사용자의 음성 신호를 음성 데이터로 변환 및 압축하여 제어부(214)로 출력한다. 제어부(214)는 이동 통신 단말기의 제반 동작을 제어한다. 상기 음성 데이터에 대하여 채널 부호(Channel Coding) 및 채널 변조(Channel Modulating) 등의 동작을 수행하고, 다중 베이스 밴드부(210), 무선 주파수부(208) 및 안테나(ANT)를 경유하여 기지국(106,108)으로 무선 출력하는 것을 제어한다. 그리고 제어부(214)는 다중 베이스 밴드부(210)로부터 출력되는 디지털 신호에 대하여 채널 복조(Channel Demodulating) 및 채널 복호(Channel Decoding)동작 등을 수행한다. 또한 제어부(214)는 음성 데이터를 음성 처리부(212)로 출력한다. 특히 본 발명에서는 키 입력부(204)에 포함된 상기 핫 키 입력에 대응하여 긴급 구조 요청 신호를 특정 주파수 대역을 통해 차량용 중계기(104)로 무선 출력하도록 다중 베이스 밴드부(210)와 무선 주파수부(208)를 제어한다.
위와 같이 구성된 이동 통신 단말기(102)에서 출력된 긴급 구조 요청 신호는 긴급 구조 요청자 인근에 위치한 차량에 설치된 차량용 중계기(104)가 수신한다. 이러한 차량용 중계기(104)는 전술한 바와 같이 이동 통신 단말기(102)로부터 긴급구조 요청 신호를 수신하는 수신부(도시되지 않음)와, 수신된 긴급 구조 요청 신호를 기지국(106,108)으로 송신하는 송신부(도시되지 않음)로 구성된다. 위와 같이 구성된 차량용 중계기(104)는 차량 내부 임의의 장소에 설치 가능하며, 차량에 사용되는 배터리(Battery)로부터 전원을 공급받는다. 또한 긴급 구조 요청 신호를 송수신하기 위해서 상기의 특정 주파수 대역을 사용한다. 차량용 중계기(104)가 이동 통신 단말기(102)로부터 긴급 구조 요청 신호를 수신하고 차량이 도 2에 도시된 바와 같이 A 또는 B 지점에 위치하면 즉, 기지국의 셀 영역 내에 위치하면, 차량용 중계기(104)는 수신된 긴급 구조 요청 신호를 기지국(106,108)으로 전송한다.
이에 기지국(106,108)은 수신된 긴급 구조 요청 신호를 수신하고, 수신된 긴급 구조 요청 신호를 이동 서비스 교환 센터(110)로 송신한다. 이동 서비스 교환 센터(110)는 수신된 긴급 구조 요청 신호에 대응하여 긴급 구조 요청 신호의 송신 시점의 차량 위치를 일반 공중 전화망(116)을 통해 긴급 구조대(118)에 알린다. 그러면 상기 차량 위치 인근에 위치한 긴급 구조대(118)는 긴급 출동을 하게 된다. 이 때, 긴급 구조대(118)는 상기에서 전제한 이동 기지국(124)과 함께 출동을 하게 된다.
한편 긴급 구조대(122)와 함께 출동한 이동 기지국(124)은 차량에 탑재되며 상기 송신 시점의 차량 위치에 위치할 때, 긴급 구조 요청 신호를 출력한 이동 통신 단말기(102)에 호 발신을 할 수 있다. 만약 이동 기지국(124)이 이동 통신 단말기(102)에 호 발신을 하지 못한다 하더라도 송신 시점의 차량 위치에서 차량이 이동한 역 방향으로 이동을 한다면 이동 기지국(124)은 이동 통신 단말기(102)에 호발신을 할 수가 있다. 이로써 긴급 구조대는 긴급 구조 요청자를 이동 기지국(124)을 이용하여 긴급 구조 요청자를 긴급 구조할 수가 있다.
위와 같이 차량에 이동 통신 단말기와 기지국과 긴급 구조 요청 신호를 송수신하는 차량용 중계기를 설치하여, 차량이 긴급 구조 요청자의 인근에 위치할 때 이동 통신 단말기로부터 긴급 구조 요청 신호를 수신하고 기지국 셀 영역 내에 위치할 때 기지국으로 상기 긴급 구조 요청 신호를 송신함으로써, 기지국 셀 영역 외에 위치한 긴급 구조 요청자를 긴급 구조할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명은 차량용 중계기를 이용하여 기지국 셀 영역 외에 있는 긴급 구조 요청자의 위치를 파악함으로써 기지국 셀 영역 외에 위치한 긴급 구조 요청자를 조기에 발견할 수 있는 효과가 있다. 또한 GPS 기능을 추가하는데 소요되는 비용과 비교해 볼 때, 상당한 비용 절감을 할 수 있는 효과가 있다. 게다가 본 발명은 긴급 구조 요청 신호를 송수신하기 위한 특정 주파수 대역을 사용함으로써 기존 기지국 셀의 수용 용량과 상관 없이 긴급 구조 요청 신호를 전송할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 긴급 구조 요청 신호를 송수신하기 위한 특정 주파수 대역을 사용하는 이동 통신 시스템에 있어서,
    기지국의 셀 영역 외에 위치한 긴급 구조 요청자에 의해 상기 긴급 구조 요청 신호를 무선 출력하는 이동 통신 단말기와,
    차량에 구비되며, 상기 이동 통신 단말기로부터 무선 출력된특정주파수 대역의긴급 구조 요청 신호를 수신하고, 상기 차량이 상기 기지국의 셀 영역 내에 위치할 때 상기 기지국으로 상기 긴급 구조 요청 신호를 송신하는 차량용 중계기와,
    상기 차량용 중계기로부터 긴급 구조 요청 신호를 수신하여 이동 서비스 교환 센터로 송신하는 기지국과,
    상기 기지국으로부터 수신된 긴급 구조 요청 신호에 대응하여 상기 긴급 구조 요청 신호를 송신한 시점의 차량 위치를 외부망을 통하여 긴급 구조대에 알리는 이동 서비스 교환 센터를 구비함을 특징으로 하는 차량을 이용한 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 차량용 중계기는,
    상기 이동 통신 단말기로부터 무선 출력된 긴급 구조 요청 신호를 수신하는 수신부와,
    상기 긴급 구조 요청 신호를 안테나를 통하여 상기 기지국으로 송신하는 송신부로 구성됨을 특징으로 하는 차량을 이용한 긴급 구조 요청 기능을 갖는 이동 통신 시스템.
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