KR100558516B1 - 이동통신 단말기에서 지피에스를 이용한 위치 추적 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 지피에스를 이용한 위치 추적 방법에 관한 것이다.

본 발명은 대기상태(Idle State)에서 대기상태 지피에스(GPS, Global Positioning System) 모드로 설정되면 시스템으로 단말기 정보를 전송하여 등록하는 단계와; 지피에스를 이용한 위치 추적 요청이 있어 시스템으로부터 페이징 채널을 통해 PRM(Pseudo Range Measurement) 및 PPM(Pilot Phase Measurement)를 요구받으면, 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태에서 지피에스 위성을 검색하는 단계와; 상기 검색 결과로 수신된 지피에스 위치 정보를 이용하여 생성된 PRM 및 PPM을 포함하는 단말기 위치정보를 시스템으로 전송하는 단계와; 상기 수신된 단말기 위치정보를 이용하여 시스템에서 PDE(Position Determination Entity)를 통해 위치를 계산한 후 위치 추적을 요청한 사용자에게 위치 정보를 전송하는 단계를 포함하는 방법을 구비하여 구성된다.

따라서, 본 발명은 대기상태(Idle State)에 있는 이동통신 단말기에서 웨이크업 상태에서 GPS 위성에 대한 정보를 수신하거나, 이동통신 단말기가 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태로 될 때 상기 슬롯 검색주기 내에 부가된 추가 슬롯의 시간 동안 GPS 위성으로부터 GPS 위성에 대한 정보를 수신함으로써, 단말기에서 위치 추적을 위한 GPS 모드를 수행하기 위하여 트래픽 상태에 있을 필요없이 대기상태에서 GPS 위성 정보를 수신하는 것이 가능하여, 핸드오프(handoff)가 발생하더라 도 지속적으로 GPS 위치 정보를 수신하고 트래픽 상태에서 GPS 정보 수신으로 인한 단말기의 배터리 소모량을 줄이는 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기에서 지피에스를 이용한 위치 추적 방법{POSITION CHASING METHOD USING THE GLOBAL POSITIONING SYSTEM IN A MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도1은 본 발명 이동통신 단말기에서 GPS를 이용한 위치 추적 방법의 신호흐름을 보인 신호흐름도.

도2는 본 발명 이동통신 단말기에서 GPS를 이용한 위치 추적 방법에서, 슬롯 검색주기가 '5.12초'인 경우 노말 GPS 모드에서 단말기의 슬립 혹은 웨이크업 상태를 보인 신호흐름도.

도3은 본 발명 이동통신 단말기에서 GPS를 이용한 위치 추적 방법에서, 슬롯 검색주기가 '5.12초'인 경우 대기상태 GPS 모드에서 단말기의 슬립 혹은 웨이크업 상태를 보인 신호흐름도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10 : 이동통신 단말기 11 : 시스템

본 발명은 이동통신 단말기에 관한 것으로, 특히 대기상태(Idle State)에 있는 이동통신 단말기에서 웨이크업 상태에서 GPS 위성에 대한 정보를 수신하거나, 이동통신 단말기가 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태로 될 때 상기 슬롯 검색주기 내에 부가된 추가 슬롯의 시간 동안 GPS 위성으로부터 GPS 위성에 대한 정보를 수신함으로써, 단말기에서 위치 추적을 위한 GPS 모드를 수행하기 위하여 트래픽 상태에 있을 필요없이 대기상태에서 GPS 위성 정보를 수신하는 것이 가능한 이동통신 단말기에서 지피에스를 이용한 위치 추적 방법에 관한 것이다.

GPS(Global Positioning System, 위성항법장치)는 비행기, 선박, 자동차 뿐만 아니라 세계 어느 곳에서든지 인공위성을 이용하여 자신의 위치를 정확히 알 수 있는 시스템을 말하는 것으로, GPS는 현재 단순한 위치정보 제공에서부터 항공기, 선박, 자동차의 자동항법 및 교통관제, 유조선의 충돌방지, 대형 토목공사의 정밀 측량, 지도제작 등 광범위한 분야에 응용되고 있으며, GPS 수신기는 개인 휴대용에서부터 위성 탑재용까지 다양하게 개발되어 있다.

종래 GPS를 이용한 이동통신 단말기의 위치추적 방법은, GPS 수신이 가능한 모뎀칩(Mobile Station Modem)을 내장하여 GPS 위성신호가 지상의 이동통신 단말기까지 도달하는데 걸리는 시간을 측정하는 핸드셋 기반(handset-based)의 위치 추적 기술과, 기지국의 신호가 이동통신 단말기에 도달하는데 걸리는 시간을 측정하여 위치를 추적하는 망 기반(network-based)의 위치 추적 기술, 그리고 두 가지 기술을 조합하여 사용하는 하이브리드(hybrid) 방식이 있다.

어느 경우든 기존 방식에서 GPS 위성을 이용하는 이동통신 단말기가 위치 추적을 하기 위하여는, 먼저 단말기의 상태를 트래픽 상태(traffic state)로 전환하여 트래픽 채널(traffic channel)을 통해 시스템측과 위치 추적을 위한 호처리를 수행하고, 이에 단말기는 GPS 검색 모드(searching mode)로 동작하여 위성을 검색한 후 수신된 GPS 위성정보를 시스템측으로 전송한다.

이와 같이, 기존의 방식은 이동통신 단말기에서 GPS 위성에 대한 정보를 수신하고 또 단말기가 검색한 위성에 대한 정보를 시스템측으로 보고하기 위하여, 해당 단말기와 시스템측 간에는 항상 트래픽 상태에서 트래픽 채널을 통해 일련의 호 처리를 진행하게 된다.

이때, 종래 기술에 있어서, 이동통신 단말기에서 위치 추적을 위한 GPS 모드를 수행하는 경우 트래픽 상태에서만 호 처리가 가능하므로, 해당 단말기가 GPS 위성에 대한 정보를 수신하는 도중 핸드오프(handoff)를 하여 호 연결이 중단되는 현상(call drop)이 발생하면, 위치정보가 제대로 동작하지 않거나 위치정보의 오류가 발생하는 문제점이 있었다.

그리고, 특정 기지국의 서비스 영역 내의 다수의 이동통신 단말기가 GPS를 이용한 위치 추적을 수행하기 위하여 트래픽 상태로 전환하면, 해당 기지국은 트래픽 채널을 다수의 이동통신 단말기에 할당하여야 하므로, 해당 단말기가 많을시 기 지국의 채널 용량 초과로 인하여 많은 부하를 초래하고, 또한 트래픽 상태로 항시 전환하여 GPS 정보를 수신하여야 하므로 대기 상태에서의 전류 소비량보다 최소 100배 이상 전류를 더 소모하게 되어 단말기의 배터리 소모가 증가하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 대기상태(Idle State)에 있는 이동통신 단말기에서 웨이크업 상태에서 GPS 위성에 대한 정보를 수신하거나, 이동통신 단말기가 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태로 될 때 상기 슬롯 검색주기 내에 부가된 추가 슬롯의 시간 동안 GPS 위성으로부터 GPS 위성에 대한 정보를 수신함으로써, 단말기에서 위치 추적을 위한 GPS 모드를 수행하기 위하여 트래픽 상태에 있을 필요없이 대기상태에서 GPS 위성 정보를 수신하는 것이 가능하도록 하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 대기상태(Idle State)에서 대기상태 지피에스(GPS, Global Positioning System) 모드로 설정되면 시스템으로 단말기 정보를 전송하여 등록하는 단계와; 지피에스를 이용한 위치 추적 요청이 있어 시스템으로부터 페이징 채널을 통해 PRM(Pseudo Range Measurement) 및 PPM(Pilot Phase Measurement)를 요구받으면, 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태에서 지피 에스 위성을 검색하는 단계와; 상기 검색 결과로 수신된 지피에스 위치 정보를 이용하여 생성된 PRM 및 PPM을 포함하는 단말기 위치정보를 시스템으로 전송하는 단계와; 상기 수신된 단말기 위치정보를 이용하여 시스템에서 PDE(Position Determination Entity)를 통해 위치를 계산한 후 위치 추적을 요청한 사용자에게 위치 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1은 본 발명 이동통신 단말기에서 GPS를 이용한 위치 추적 방법의 신호흐름을 보인 신호흐름도로서, 이에 도시한 바와 같이, 대기상태(Idle State)에서 이동통신 단말기(10)가 대기상태 GPS(Global Positioning System) 모드로 설정되면 시스템(11)측으로 단말기 정보를 등록하는 단계(S11,S12)와; GPS를 이용한 위치 추적 요청이 있는 경우, 시스템(11)측에서 페이징 채널을 통해 이동통신 단말기(10)로 PRM(Pseudo Range Measurement) 및 PPM(Pilot Phase Measurement)를 요구하는 단계(S13,S14)와; 상기 PRM 및 PPM 요구에 따라, 이동통신 단말기(10)에서 GPS 위성을 검색하는 단계(S15)와; 상기 검색 결과로 수신된 GPS 위치 정보를 이용하여 이동통신 단말기(10)에서 PRM 및 PPM을 포함하는 단말기 위치정보를 생성하여 시스템(11)측으로 전송하는 단계(S16)와; 시스템(11)에서 상기 수신된 단말기 위치정보를 이용하여 PDE(Position Determination Entity)를 통해 해당 이동통신 단말기(10)의 위치를 계산하여, 위치 추적을 요청한 사용자에게 위치 정보를 전송 하는 단계(S17,S18)로 구성한다.

일반적으로 대기상태(Idle State)에서 이동통신 단말기(10)가 페이징 채널을 통해 페이징 채널 메시지(paging channel message)를 시스템(11)측으로부터 수신하기 위하여 소정 주기로 슬롯(slot)을 검색하는 방법에는, 매 슬롯 주기마다 검색하는 'nonslotted mode'와 검색주기를 두 개 이상의 슬롯 주기로 설정하는 'slotted mode'가 있다.

여기서, 대부분의 이동통신 사업자는 이동통신 단말기(10)의 배터리 절약을 위하여 'slotted mode'를 운용하고 있어 본 발명은 이를 적용한 것으로 가정하며, 해당 이동통신 사업자의 설정에 의해 상기 'slotted mode'에서 슬롯 주기 인덱스가 '0', '1', '2' 등으로 됨에 따라 페이징 채널 메시지 수신을 위해 단말기(10) 내 하드웨어를 구동하는 슬롯 검색주기는 각각 '1.28초', '2.56초', '5.12초' 등으로 결정된다.

즉, 대기상태에서 시스템(11)측으로부터의 페이징 채널 메시지 수신을 위해 구동되는 단말기(10) 내 하드웨어가 상기 슬롯 검색주기로 슬립(sleep) 상태에서 비활성화되었다가 웨이크업(wake up) 상태에서 활성화되는 동작을 반복하게 되는데, 예를 들어 노말(Normal) GPS 모드에서 슬롯 주기 인덱스가 '2'인 경우, 도2와 같이 슬롯 검색주기 '5.12초' 동안 상기 단말기(10) 내 하드웨어가 슬립 상태 또는 웨이크업 상태를 반복하면서, 단말기(10)가 웨이크업 상태에 있을 때 시스템(11)측으로부터 페이징 채널 메시지가 수신되는지 페이징 채널을 검색하여 모니터링하게 된다.

따라서, 본 발명은 대기상태에 있는 이동통신 단말기가 웨이크업 상태에서 GPS 위성 정보를 수신하거나, 슬립 상태에서 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태로 될 때 상기 웨이크업 상태에 이동통신 사업자에 의해 설정된 슬롯 검색주기 내에 도3과 같이 추가적으로 부가된 추가 슬롯을 통해 GPS 위성 정보를 수신함으로써, 이동통신 사업자에 의해 설정된 슬롯 검색주기에 변화를 주지 않은 채 대기상태에 있는 단말기(10)가 슬립 상태에서 웨이크업 상태로 전환될 때마다 GPS 위성으로부터 GPS 위성에 대한 정보를 수신할 수 있게 한다.

한편, 본 발명을 적용한 이동통신 단말기(10) 및 그와 연동하는 이동통신 시스템(11)은 GPS 위성을 이용한 해당 단말기(10)의 위치정보 전송이 가능한 기능을 제공하는 것으로 가정하고, 본 발명에서 이동통신 시스템(11)은 상기 단말기(10)로 이동통신 서비스를 제공하는 전체 시스템을 통칭하나, 상기 단말기(10)와 무선신호를 송수신하는 영역은 기지국이 되고 GPS 위치를 계산하는 영역은 기지국 제어기가 되는 것으로 가정한다.

또한, 본 발명에서 이동통신 단말기(10)는 최초에 전원이 인가될 때, 시스템 정보를 상실할 때, 핸드오프가 발생할 때, 대기상태 GPS 모드가 설정될 때 등에 있어 시스템(11)측에 단말기 정보를 등록하며, 상기 단말기 정보에는 ESN(Electronic Serial Number), MIN(Mobile Identification Number) 등과 Reference PN, 채널 정보, SID(System IDentification), NID(Network IDentification), Band Class, 파일 롯 세기 등의 파일롯 정보(PPM, Pilot Phase Measurement)를 포함된다.

한편, 대기상태(Idle State)에서, 사용자가 자신의 이동통신 단말기(10)를 대기상태 GPS 모드로 설정하면(S11), 해당 단말기(10)는 우선적으로 내부의 주제어부(Mobile Station Modem)(미도시)의 제어를 통해 시스템(11)측으로 ESN, MIN 등과 같은 단말기 정보를 등록한다(S12).

여기서, 상기 대기상태 GPS 모드는, 본 발명에 따라 웨이크업 상태에서 GPS 위성을 모니터링하거나 도3과 같이 기설정된 슬롯 검색주기 내에서 추가 슬롯을 이용하여 대기상태에서 GPS 위성을 모니터링하고, 그에 따라 GPS 위성 정보를 수신하여 시스템(11)측으로 전송하기 위한 모드를 말하며, 사용자는 기존에 트래픽 상태에서 GPS 위치 추적을 수행하는 방식인 노말(Normal) GPS 모드 혹은 본 발명에 따른 상기 대기상태 GPS 모드 중 어느 하나를 선택하여 GPS 서비스를 제공받게 된다.

그리고, 해당 이동통신 단말기(10)는 대기상태 GPS 모드에서 곧바로 단말기 정보를 시스템(11)측으로 전송하여, 상기 시스템(11)에서 최신의 단말기 정보를 이용하여 위치 추적을 요청할 수 있도록 한다.

따라서, 대기상태에서는 이동통신 사업자에 의해 설정된 슬롯 검색주기 동안 단말기(10)가 시스템(11)측의 페이징 채널 메시지를 수신하기 위해 구동되는 하드웨어를 주기적으로 활성화 혹은 비활성화를 반복하므로, 이때 본 발명에 따라 GPS 위성으로부터 GPS 위치 정보를 추가 슬롯 동안 모니터링하다가 수신하게 된다.

즉, 시스템(11)측으로 GPS를 이용한 위치 추적 요청이 있는 경우(S13), 상기 시스템(11)측의 기지국(미도시)에서 페이징 채널 메시지를 이용하여 위치 추적이 요청된 이동통신 단말기(10)로 도플러(doppler), SV code phase, 방위각(azimuth) 등의 PRM(Pseudo Range Measurement)과 Reference PN, 채널 정보, SID(System IDentification), NID(Network IDentification), Band Class, 파일롯 세기 등의 파일롯 정보(PPM, Pilot Phase Measurement)를 요구하는 메시지를 전송한다(S14).

이때, 상기 시스템(11)측에서는 PRM 및 파일롯 정보(PPM) 요구와 함께, 상기 단계(S12)에서 해당 단말기(10)로부터 전송받은 단말기 정보를 근거로 AA(Acquisition Assitance) 메시지도 전송하게 된다.

그러면, 상기 PRM 및 PPM 요구에 따라, 이동통신 단말기(10)에서 GPS 수신기(미도시)를 이용하여 웨이크업 상태에서 혹은 페이징 채널의 슬롯을 검색하기 위해 추가적으로 웨이크업 상태에 있도록 설정된 추가 슬롯의 시간 동안 자신을 인지하고 있는 GPS 위성을 검색하고(S15), 상기 검색 결과 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 위치 정보를 이용하여 PRM 및 PPM에 대한 정보를 포함하는 단말기 위치정보를 생성하여 억세스 채널을 통해 억세스 채널 메시지로 하여 시스템(11)측으로 전송하게 된다(S16).

여기서, 상기 추가 슬롯은 전체 슬롯 검색주기를 고려하여 약 80ms 정도를 설정하며, 해당 단말기(10)는 상기 단계(S15)에서 GPS 위성을 검색한 후 't41(4sec)(즉, 페이징 채널을 통해 최신의 오버헤드 메시지를 수신하기까지의 최대 대기시간)'에 근거하여 곧바로 시스템(11)측으로부터 파일롯 채널을 획득하기 위한 처리를 함으로써, 시스템 정보를 지속적으로 관리할 수 있게 된다.

그 다음, 상기 단말기 위치정보를 수신한 시스템(11)에서 이를 이용하여 기 지국 제어기(미도시)의 PDE(Position Determination Entity)를 통해 해당 이동통신 단말기(10)의 위치를 계산하고(S17), 위치 추적을 요청한 사용자에게 상기 계산된 위치 정보를 전송한다(S18).

한편, 대기상태 GPS 모드 설정시 본 발명의 이동통신 단말기(10)는 소정의 시간 주기(예를 들어, 10분에 한번, 30분에 한번 등)로 시스템(11)측에 단말기 정보를 등록하도록 '단말기 억세스 타임'을 설정할 수도 있는데, 여기서 상기 '단말기 억세스 타임'은 GPS 위치정보 서비스 제공 여부나 시스템 환경에 따라 사용자는 물론, 이동통신 사업자가 설정하여 시스템(11)측에서 단말기 정보를 관리하기 위한 시간이다.

예를 들어, 상기 '단말기 억세스 타임'이 '10분'으로 설정되어 있다면, 이동통신 단말기(10)는 추가 슬롯의 시간 동안 검색한 GPS 위성 정보를 이용하여 PRM 및 PPM에 대한 정보를 포함하는 단말기 위치정보를 생성한 후, 10분마다 한번씩 억세스 채널을 통해 시스템(11)측으로 전송함으로써, 시스템(11)측에서 단말기 정보를 지속적으로 관리하게 된다.

따라서, 본 발명에 따라 이동통신 단말기에서 위치 추적을 위한 GPS 모드를 수행하는 경우, 해당 단말기가 트래픽 상태에 있을 필요없이 대기상태에서 GPS 위성 정보를 수신하는 것이 가능하여, 핸드오프(handoff)가 발생하더라도 지속적으로 GPS 위치 정보를 수신하여 위치정보가 제대로 동작하지 않거나 위치정보의 오류가 발생하지 않게 되고, 트래픽 상태에서 GPS 정보 수신으로 인한 단말기의 배터리 소모량을 줄이게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 대기상태(Idle State)에 있는 이동통신 단말기에서 웨이크업 상태에서 GPS 위성에 대한 정보를 수신하거나, 이동통신 단말기가 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태로 될 때 상기 슬롯 검색주기 내에 부가된 추가 슬롯의 시간 동안 GPS 위성으로부터 GPS 위성에 대한 정보를 수신함으로써, 단말기에서 위치 추적을 위한 GPS 모드를 수행하기 위하여 트래픽 상태에 있을 필요없이 대기상태에서 GPS 위성 정보를 수신하는 것이 가능하여, 핸드오프(handoff)가 발생하더라도 지속적으로 GPS 위치 정보를 수신하고 트래픽 상태에서 GPS 정보 수신으로 인한 단말기의 배터리 소모량을 줄이는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 대기상태(Idle State)에서 대기상태 지피에스(GPS, Global Positioning System) 모드로 설정되면 시스템으로 단말기 정보를 전송하여 등록하는 단계와; 지피에스를 이용한 위치 추적 요청이 있어 시스템으로부터 페이징 채널을 통해 PRM(Pseudo Range Measurement) 및 PPM(Pilot Phase Measurement)을 요구받으면, 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태에서 지피에스 위성을 검색하는 단계와; 상기 검색 결과로 수신된 지피에스 위치 정보를 이용하여 생성된 PRM 및 PPM을 포함하는 단말기 위치정보를 시스템으로 전송하는 단계와; 상기 수신된 단말기 위치정보를 이용하여 시스템에서 PDE(Position Determination Entity)를 통해 위치를 계산한 후 위치 추적을 요청한 사용자에게 위치 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 지피에스를 이용한 위치 추적 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 슬롯 검색주기에 따라 웨이크업 상태에서 지피에스 위성을 검색하는 단계는, 웨이크업 상태에 부가된 추가 슬롯 동안 지피에스 위성을 검색하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 지피에스를 이용한 위치 추적 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 웨이크업 상태에 부가된 추가 슬롯은, 전체 슬롯 검색주기에 변화를 주지 않은 채 기존에 페이징 채널을 검색하기 위한 슬롯에 추가 슬롯 만큼 대기상태에서 웨이크업 상태로 있는 시간을 증가시키고 슬립 상태에 있는 시간은 감소시켜 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 지피에스를 이용한 위치 추적 방법.

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