KR100562248B1 - 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공방법 및 시스템 - Google Patents

이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법에 있어서, (a) 특정 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보가 할당되어 있는 측위 보조 장치 및 인접된 다수의 기지국으로부터 다수의 측위 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 각각의 측위 신호를 수신한 상기 이동 통신 단말기에서 상기 각각의 측위 신호 및 상기 각각의 측위 신호의 수신 시각을 포함하는 응답 신호를 관할 기지국으로 송신하는 단계; 및 (c) 상기 응답 신호에 포함되어 있는 정보를 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 무선 측위가 불가능한 전파 음영 공간 또는 TDOA 정보를 획득하는 데 열악한 지역에 측위 보조 장치를 설치하여 측위 보조 장치를 부가적인 신호원으로 활용함으로써, 기존의 기지국과 중계기만을 이용하여 획득한 TDOA 정보보다 더 많은 TDOA 정보를 획득할 수 있게 해 준다. 또한, 측위 보조 장치에서의 출력 신호를 적절히 조절하여 중계기 출력 신호와 함께 전송하게 함으로써, 기지국 신호와 중계기 신호를 구분할 수 있게 해 준다는 효과가 있다.
측위 보조 장치, 이동 통신 단말기, 위치 정보, 전파 음영 공간, TDOA, 기지국, 중계기

Description

이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법 및 시스템{Method and System for Providing Position Information for Determining Position of Mobile Communication Terminal}
도 1은 AOA 방식에 따른 측위 기본 원리를 설명하기 위한 도면,
도 2는 TDOA 방식에 따른 측위 기본 원리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템을 나타낸 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측위 보조 장치(304)의 내부 구성을 나타낸 블록도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IF 변환기(408)의 구성을 간략하게 나타낸 블록도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 변환기(410)의 구성을 나타낸 블록도,
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법을 나타낸 순서도,
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법을 나타낸 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
300 : 이동 통신 단말기 302 : 중계기
304 : 측위 보조 장치 306 : 이동 통신망
308 : 기지국 310 : 기지국 제어기
312 : 이동 교환국 314 : 측위 관리 서버
400 : 전원 공급부 402 : 데이터 입출력부
404 : CDMA 모뎀
406 : 프로그래머블 게이트 어레이
408 : IF 변환기 410 : RF 변환기
412 : 메인 콘트롤러 502 : DAC
506 : LPF 600 : 자동 이득 제어부
602 : 중간 주파수 대역 통과 필터 604 : 온도 보상형 수정 발진기
606 : 위상 동기 루프 608 : 믹서
610 : 고주파 증폭기 612 : 고주파 대역 통과 필터
본 발명은 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전파 음영 공간에 측위 보조 장치를 설치하고 측위 보조 장치에서 파일럿 신호를 생성하게 함으로써, 측위 보조 장치를 TDOA(Time Difference of Arrival) 측위 방식에서의 부가적인 신호원으로 사용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법 및 시스템에 관한 것이다.
월드와이드웹(World Wide Web)으로 상징되는 인터넷 통신 서비스가 각광을 받기 시작한 이후, 통신 서비스는 이미 사회, 경제, 정치 등 모든 측면에서 인류의 삶에 큰 변화를 일으키고 있다. 그래서 최근에는 다양한 통신 서비스를 보다 나은 환경에서 이용하기 위한 인터넷 인프라로서 초고속 통신망 등의 보급이 크게 증가하고 있다.
또한, 최근에는 공간을 초월한 통신 서비스를 제공하기 위하여 수많은 기업들이 무선 인터넷에 대한 기술 개발을 진행하고 있다. 무선 인터넷 서비스란 이동 통신망을 통하여 인터넷 컨텐츠를 제공하는 서비스를 말한다. 무선 인터넷 서비스는 개인의 단말기 사용에 따른 진일보된 개인화 서비스이며 사용자의 이동성에 기반하여 고유의 정보를 제공할 수 있는 서비스라는 특징이 있다. 특히, 최근에는 다양한 무선 인터넷 서비스 중 위치 기반 서비스(LBS : Location Based Services)가 부각되고 있다.
위치 기반 서비스란 휴대폰, 피디에이(PDA : Personal Digital Assistant), 노트북 PC 등 휴대용 단말기의 위치를 파악하고, 파악된 위치와 관련된 부가 정보를 제공하는 통신 서비스를 말한다. 위치 기반 서비스는 이동통신 기술, 인터넷 기술, 휴대 단말 기술, GIS(Geographical Information System), GPS(Global Positioning System), ITS(Intelligent Transport System) 등의 정보 처리 기술 및 다양한 컨텐츠(Contents) 기술과의 통합으로 향후 폭발적인 수요가 예상되고 있는 서비스이다.
이러한, 위치 기반 서비스를 이용하기 위해서는 무선 통신 단말기의 위치를 파악하는 것이 필수적이다. 무선 통신 단말기의 위치를 파악하는 기술을 무선 측위 기술(PDT : Position Determination Technology)이라고 하는데, GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하는 핸드셋 기반(Handset-Based) 방식과 기지국 수신 신호를 이용하는 망 기반(Network-Based) 방식으로 구별되며, 최근에는 두 가지 기술을 혼합하여 위치 정확도를 높이는 하이브리드(Hybrid) 방식의 기술이 개발되고 있다.
GPS를 이용하는 핸드셋 기반 방식은 누구든 무료로 자유롭게 이용할 수 있고, 이용자 수에 제한이 없으며, 실시간으로 연속적인 측위가 가능하고, 비교적 정확한 위치 측정이 가능하다는 장점이 있다.
하지만, 핸드셋 기반 방식은 위치 측정을 위한 경로가 다중이고, 가시 위성이 부족함으로 인해 특히 도심에서의 위치 결정 능력이 제한 받는다는 문제점이 있다. 또한, 터널, 건물 내부 또는 건물 지하에서와 같이 위성이 보이지 않는 곳(전파가 도달하지 않는 곳)에서는 측위가 거의 불가능하고, 수신기에서 본 위성의 배치에 따라 측위 상태에 큰 오차가 발생한다는 문제점이 있다. 또한, GPS 수신기가 최초에 자신의 위치를 결정하기 위해 요구되는 실제적인 시간인 TTFF(Time To First Fix)가 대략 몇 분에서 몇 십분 이상 소요되는 경우가 간혹 발생하여 위치 기반 무선 인터넷의 서비스 이용자에게 큰 불편을 끼치는 문제점이 있다.
따라서 GPS 전파 음영 지역에서는 주로 망 기반 방식을 이용하게 된다. 망 기반 방식의 측위 기본 원리에는 AOA(Angle of Arrival), RF Fingerprint 및 TDOA(Time Difference of Arrival) 가 있다.
도 1은 AOA 방식에 따른 측위 기본 원리를 설명하기 위한 도면이다.
AOA 방식은 수신기(104)로부터 보내온 신호의 도래각을 측정하여 신호원(100)을 기준으로 수신기로부터 오는 신호의 방향을 찾아내어 위치를 결정하는 측위 방식이다. 즉, 하나의 기지국(100)에 4~12개 정도의 안테나(102)를 각 방향별로 배치하고, 신호를 보내는 안테나(102)의 번호를 수신하여 각 안테나(102)의 방향, 즉 커버 영역(106 : Cell Site)과 신호원(100)이 겹치는 곳의 위치로 파악하는 방법이다. 이 방식은 가시 라인(LOS : Line of Sight)을 가정하고 위치를 구하는데, 도심 지역에서는 건물들에 의해 실제 LOS 신호 성분이 수신되지 않을 수 있고, 또한 반사되는 신호에 의해 상당히 큰 오차가 나타날 수 있다는 문제점이 있다. 또, 신호원(100)과 수신기(104)간의 거리가 멀어지면 정확도가 떨어진다는 단점을 지니고 있으며, 이동망에서는 신호가 지속적으로 유지되지 않고 그 위치가 변화할 수 있으므로 실제 적용에 있어서는 어려움이 있다는 문제점이 있다.
RF Fingerprint 방식에서는 수신되는 수신기 신호의 특성 값을 얻기 위하여 순간적으로 수신된 신호를 스냅샷하고 스냅샷된 수신기의 송신 신호를 분석한다. RF Fingerprint 방식은, 송신 신호의 분석 후 수신된 신호의 고유한 특성을 추출하여 기존의 데이터베이스와 수신된 신호의 특성을 비교 분석함으로써 수신기의 위치를 측정하는 측위 방식이다. RF Fingerprint 방식의 경우에는 데이터베이스 구축에 높은 비용을 필요로 하며 지리적 환경과 날씨의 변화 등에 따라 정확도가 달라진다는 문제점이 있다. 또한, 지리적 환경이 바뀔 때마다 데이터베이스를 모두 업그레이드를 해야 한다는 단점이 있다.
도 2는 TDOA 방식에 따른 측위 기본 원리를 설명하기 위한 도면이다.
TDOA(Time Differenct of Arrival) 방식은 두 개의 신호원으로부터 전파 도달 시각의 상대적인 차를 측정하여 위치를 결정하는 측위 방식으로, 다수의 신호원과 한 개의 수신기로 구성된 포워드 링크(Forward Link) 방식과 한 개의 신호원과 다수의 수신기로 구성된 리버스 링크(Reverse Link) 방식이 있다. TDOA의 기본 원리는 두 신호원에서 수신기까지 거리의 차에 비례하는 전파 도달 시간차를 측정하여, 두 신호원에서 거리의 차가가 일정한 곳 즉, 두 신호원을 초점으로 하는 쌍곡선 위에 수신기가 위치하게 된다는 원리이다. 이 때, 각 기지국은 동기화되어 있어야 하며 기지국간의 시간의 동기화는 위성 시계를 이용하여 이루어진다. 이를 통해, 3개의 신호원으로부터 2개의 쌍곡선이 얻어지고 두 곡선의 교점이 수신기의 위치가 된다.
이러한 망 기반 방식의 측위로 수신기의 위치를 정확히 측정하기 위해서는 수신기의 무선 측위가 가능해야 한다는 조건을 만족해야 한다. 그런데, 깊은 산속, 터널, 건물 내부 또는 건물 지하에서와 같이 무선 측위가 불가능한 음영 지역 및 TDOA 정보를 획득하기가 쉽지 않은 지역에서는 수신기의 정확한 측위가 어렵다는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 전파 음영 공간에 측위 보조 장치를 설치하고 측위 보조 장치에서 파일럿 신호를 생성하게 함으로써, 측위 보조 장치를 TDOA(Time Difference of Arrival) 측위 방식에서의 부가적인 신호원으로 사용하여 이동 통신 단말기의 위치를 효과적으로 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 목적에 의하면, 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법에 있어서, (a) 특정 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보가 할당되어 있는 측위 보조 장치 및 인접된 다수의 기지국으로부터 다수의 측위 신호를 수신하는 단계; (b) 상기 각각의 측위 신호를 수신한 상기 이동 통신 단말기에서 상기 각각의 측위 신호 및 상기 각각의 측위 신호의 수신 시각을 포함하는 응답 신호를 관할 기지국으로 송신하는 단계; 및 (c) 상기 응답 신호에 포함되어 있는 정보를 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법을 제공한다.
본 발명의 제 2 목적에 의하면, 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법에 있어서, (a) 특정 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보가 할당되어 있는 측위 보조 장치 및 인접된 다수의 기지국으로부터 측위 신호를 수신하는 단계; 및 (b) 상기 측위 신호를 수신한 상기 이동 통신 단말기에서 상기 측위 신호 및 상기 측위 신호의 수신 시각을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법를 제공한다.
본 발명의 제 3 목적에 의하면, 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템에 있어서, 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 구분 신호를 수신하여 파일럿 신호로 변환하여 상기 이동 통신 단말기로 전송하는 측위 보조 장치; 기지국의 위치 정보를 송신하고, 상기 이동 통신 단말기로부터 수신된 응답 신호를 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 이동 통신망; 다수의 측위 신호를 탐색하여 상기 각각의 측위 신호 및 상기 각각의 측위 신호의 수신 시각을 포함하는 상기 응답 신호를 송신하는 이동 통신 단말기; 및 상기 각각의 측위 보조 장치별로 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보의 조합인 조합 정보를 포함하여 상기 측위 보조 장치의 위치 데이터를 산출하는 측위 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템을 제공한다.
본 발명의 제 4 목적에 의하면, 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템에 있어서, 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 구분 신호를 기지국으로부터 수신하여 파일럿 신호로 변환하여 전송하는 측위 보조 장치; 기지국의 위치 정보를 송신하는 이동 통신망; 다수의 측위 신호를 탐색하여 상기 각각의 측위 신호 및 상기 각각의 측위 신호의 수신 시각을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 이동 통신 단말기; 및 상기 각각의 측위 보조 장치별로 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보의 조합인 조합 정보를 포함하여 상기 측위 보조 장치의 위치 데이터를 산출하는 측위 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템을 제공한다.
본 발명의 제 5 목적에 의하면, 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치에 있어서, 이동 통신 시스템의 시간 정보, 수신된 신호의 수신 전계 강도(RSSI) 정보, 협정 세계시(UTC) 클럭 정보 및/또는 구분 신호를 송수신하는 CDMA 모뎀; 상기 구분 신호를 이용하여 디지털 신호의 형태를 가지는 신호를 발생시키는 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA); 상기 프로그래머블 게이트 어레이에서 발생된 신호를 아날로그 신호의 형태를 가지는 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호로 변환하는 IF 변환기; 상기 중간 주파수 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 변환시키고, 상기 고주파 신호의 변환된 신호인 파일럿 신호를 전송하는 RF 변환기; 및 상기 측위 보조 장치의 송수신 모드 제어, 상기 측위 보조 장치의 주파수 채널 지정 및 제어 및 상기 파일럿 신호의 증폭 레벨 제어 등 상기 측위 보조 장치의 전반적인 기능을 제어하는 메인 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템은 이동 통신 단말기(300), 중계기(302), 측위 보조 장치(304), 이동 통신망(306) 및 측위 관리 서버(314)를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 이동 통신 단말기(300)은 기지국(308 및 316) 및 측위 보조 장치(304)로부터 송신된 다수의 측위 신호를 탐색하여 각각의 측위 신호 및 각각의 측위 신호의 수신 시각을 포함하는 응답 신호를 송신한다. 여기서, 측위 신호란 기지국(308 및 316)의 위치 정보 및 측위 신호의 송신 시각 정보 또는 측위 보조 장치(304)의 위치 정보 및 측위 신호의 송신 시각 정보를 포함하는 것이다. 측위 신호의 탐색, 응답 신호의 생성 및 응답 신호의 전송 기능은 기존 단말기에 구현되어 있지 않은 기능이므로, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 이동 통신 단말기(300)는 측위 신호를 탐색하여 응답 신호를 생성 및 전송할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있어야 한다.
한편, 이러한 탐색은 위치 기반 서비스를 받기 위해 이동 통신 단말기(300) 의 사용자가 요청한 경우에 또는 위치 기반 서비스를 제공하기 위해 이동 통신망(306)의 요청이 있는 경우에 행해질 수 있다. 또한, 미리 설정해 놓은 일정한 주기에 따라 주기적으로 행해질 수도 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 이동 통신 단말기(300)는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러(Cellular)폰, PCS(Personal Communication Service)폰, 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, EV-DO폰, EV-DV(Data and Voice)폰 및 MBS(Mobile Broadband System)폰을 포함할 수 있다. 여기서, MBS폰은 현재 논의되고 있는 제 4세대 시스템에서 사용될 핸드폰을 말한다. 또한 전술한 바와 같이, 이러한 단말기들에는 측위 신호를 탐색하여 응답 신호를 생성 및 전송할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있어야 한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 측위 보조 장치(304)는 측위 보조 장치(304)에 할당되어 있는 의사 잡음 부호(Pseudo Noise Code)의 옵셋(Offset) 및 지연(Delay) 정보를 포함하는 구분 신호를 기지국(308)으로부터 수신한다. 여기서, 할당된 의사 잡음 부호의 옵셋은 현재 존재하고 있는 CDMA 기지국들이 사용하지 않는 측위 보조 장치(304) 고유의 특정 의사 잡음 부호의 옵셋이다. 측위 보조 장치(304)는 각각 할당받은 의사 잡음 부호의 옵셋과 지연 정보에 해당하는 파일럿 신호로 변환하여 전송한다. 측위 보조 장치(304)는 고유의 의사 잡음 부호와 지연 정보를 가지게 되므로, 측위 보조 장치(304)가 전송하는 파일럿 신호는 고유의 식별값을 가지게 된다. 측위 보조 장치(304)의 구체적인 내부 구성에 대해서는 뒤에 서 자세히 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 이동 통신망(306)은 이동 통신 단말기(300)가 이동하면서 통신을 할 수 있도록 에어 인터페이스를 통하여 이동 통신 단말기(300)와 데이터를 주고받게 하는 지상의 인프라로서, 핸드오프(Handoff) 및 무선 자원 관리 등의 기능을 한다. 이동 통신망(306)은 기지국(308), 기지국 제어기(310) 및 이동 교환국(312)을 포함하여 구성된다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에서의 이동 통신망(306)은 기지국(308)의 위치 정보를 송신하고, 이동 통신 단말기(300)로부터 수신된 응답 신호를 이용하여 이동 통신 단말기(300)의 위치를 연산하는 역할을 한다.
기지국(308)은 기저 대역 신호 처리, 유무선 변환, 무선 신호의 송수신 등을 수행하여 이동 통신 단말기(300)와 직접적으로 연동하는 망 종단(Endpoint) 장치이다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 기지국(308)은 위치 정보를 이동 통신 단말기(300)로 송신한다. 여기서, 위치 정보는 GPS(Global Positioning System)에서 측정한 위도 정보 및 경도 정보를 포함하는 정보이다.
한편, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 기지국(308)은 이동 통신 단말기(300)로부터 수신된 응답 신호를 이용하여 이동 통신 단말기(300)의 위치를 연산한다. 여기서, 응답 신호란 이동 통신 단말기(300)가 수신한 다수의 측위 신호 및 각 측위 신호의 수신 시각 정보를 포함하는 신호이다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 기지국(308)에서는 TDOA 방식을 적용하여 이동 통신 단말기(300)의 위치 연산을 수행한다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따르면, 측위 신호에는 측위 보조 장치(304)의 위치 정보인 파일럿 신호가 포함되어 있게 된다. 기지국(308)에서는 수신한 파일럿 신호를 측위 관리 서버(314)로 전송하여 측위 관리 서버(314)로부터 측위 보조 장치(304)의 위도 좌표 및 경도 좌표를 수신하여 이동 통신 단말기(300)의 위치 연산을 수행하게 된다.
기지국 제어기(310)는 기지국(308)을 제어하며, 이동 통신 단말기(300)에 대한 무선 채널 할당 및 해제, 이동 통신 단말기(300) 및 기지국(308)의 송신 출력 제어, 셀간 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 및 하드 핸드오프(Hard Handoff) 결정, 트랜스코딩(Transcoding) 및 보코딩(Vocoding), GPS(Global Positioning System) 클럭 분배, 기지국(308)에 대한 운용 및 유지 보수 등의 기능을 수행한다.
이동 교환국(312)은 이동 통신망이 효율적으로 운용될 수 있도록 하는 통제 기능 및 이동 통신 단말기(300)의 통화 요청에 대해 교환 기능을 수행한다. 즉, 이동 통신 단말기(300)의 기본 및 부가 서비스 처리, 가입자의 착신 및 발신 호 처리, 위치 등록 절차 및 핸드오프 절차 처리, 타망과의 연동 기능 등을 수행한다. IS-95 A/B/C 시스템의 이동 교환국(312)은 분산된 호 처리의 기능을 수행하는 ASS(Access Switching Subsystem), 집중화된 호 처리 기능을 수행하는 INS(Interconnection Network Subsystem), 운용 및 보전의 집중화 기능을 담당하는 CCS(Central Control Subsystem), 이동 가입자에 대한 정보의 저장 및 관리 기능을 수행하는 LRS(Location Registration Subsystem) 등의 서브 시스템을 포함한다. 또한, 3세대 및 4세대를 위한 이동 교환국(312)에는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 스위치(미도시)가 포함될 수 있는데, ATM 스위치는 셀 단위의 패킷 전송으로 전송 속도와 회선 사용의 효율을 증대시킨다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 이동 교환국(312)은 기지국(308) 및 기지국 제어기(310)를 경유하여 전송되는 파일럿 신호를 측위 관리 서버(314)로 전송하는 기능을 수행한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측위 관리 서버(314)는 각각의 측위 보조 장치(304)별로 할당되어 있는 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보의 조합인 조합 정보를 포함하여 각 측위 보조 장치(304)의 위치 데이터를 산출한다. 여기서 위치 데이터란 측위 보조 장치(304)의 위도 좌표 및 경도 좌표를 포함하는 데이터를 지칭한다. 측위 관리 서버(314)는 이동 통신 단말기(304)로부터 이동 통신망(306)을 경유하여 전송되는 파일럿 신호를 이용하여 측위 보조 장치(304)의 위치 데이터를 산출한다. 전술한 바와 같이, 파일럿 신호에 포함되어 있는 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보는 측위 보조 장치(304)별로 고유한 식별값에 해당되므로, 파일럿 신호를 수신한 측위 관리 서버(314)에서는 측위 보조 장치(304)의 위치 정보를 얻을 수 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 중계기(Repeater)(302)는 측위 보조 장치(304) 또는 이동 통신 단말기(300)에 수신되는 신호가 미약한 경우, 미약한 신호를 추출하여 저잡음으로 증폭한 후 재증폭 안테나를 통해 재방사하는 방식을 사용하여 미약한 신호의 송수신을 지원하는 기능을 한다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 측위 보조 장치(304)는 이러한 중계기(302)의 기능을 가진 복합 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 도 3에서는 측위 보조 장치(304)가 중계기(302)와 결합된 일체형으로 구성되어 있는 것으로 표현되고 있으나 중계기(302)와 별도인 독립형으로 구성될 수도 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예는, 제 1 실시예의 기지국(308)에서 행하는 이동 통신 단말기(300)의 위치 연산을 이동 통신 단말기(300) 자체에서 수행하게 된다. 이하에서는 제 1 실시예의 시스템 구성과 차이가 나는 부분에 대해서만 설명한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 이동 통신 단말기(300)는 기지국(308 및 316) 및 측위 보조 장치(304)로부터 송신된 다수의 측위 신호를 탐색하여 각각의 측위 신호 및 각각의 측위 신호의 수신 시각을 이용하여 이동 통신 단말기(300)의 위치를 연산한다. 여기서, 연산은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 기지국(308)에서 수행하는 연산과 동일한 것으로, TDOA 방식을 적용하여 수행하게 된다. 전술한 바와 같이, 측위 신호에는 측위 보조 장치(304)의 위치 정보인 파일럿 신호가 포함되어 있게 된다. 따라서 이동 통신 단말기(300)에서는 수신한 파일럿 신호를 이동 통신망(306)을 통해 측위 관리 서버(314)로 전송하고 측위 관리 서버(314)로부터 측위 보조 장치(304)의 위도 좌표 및 경도 좌표를 수신하여 이동 통신 단말기(300)의 위치 연산을 수행하게 된다.
한편, 측위 신호의 탐색 및 이동 통신 단말기(300)의 위치 연산 기능은 기존 단말기에 구현되어 있지 않은 기능이므로, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 이동 통신 단말기(300)는 측위 신호를 탐색하여 이동 통신 단말기(300)의 위치를 연산할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있어야 한다.
또한, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 이동 통신망(306)은 이동 통 신 단말기(300)로부터 응답 신호를 수신하여 이동 통신 단말기(300)의 위치를 연산하는 기능을 필요로 하지 않는다는 특징이 있다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시예에서와 같이, 위치 연산을 기지국(308)이 아닌 이동 통신 단말기(300)에서 수행하게 되면 기지국(308)에서 무선 자원을 별도로 할당하지 않아도 된다는 측면에서 볼 때 효율적이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측위 보조 장치(304)의 내부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 측위 보조 장치(304)는 전원 공급부(400), 데이터 입출력부(402), CDMA 모뎀(404), 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA : Field Programmable Gate Array)(406), IF 변환기(408), RF 변환기(410) 및 메인 콘트롤러(412) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원 공급부(400)는 측위 보조 장치(304)에 전원을 공급하며 교류 전원을 직류 전원으로 변환한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전원 공급부(400)는 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS : Switching Mode Power Supply)로서, 110V나 220V로 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환해 주는 AC/DC 컨버터가 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 데이터 입출력부(402)는 측위 보조 장치(304)로 데이터를 입력하기 위한 키패드(Keypad) 및 출력 결과를 디스플레이하기 위한 LCD(Liquid Crystal Display)가 될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDMA 모뎀(404)은 이동 통신 시스템의 시 간 정보, 수신된 신호의 수신 전계 강도(RSSI : Received Signal Strength Indicator) 정보, 협정 세계시(UTC : Coordinated Universal Time) 클럭 정보, 측위 보조 장치(304)에 할당되어 있는 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 구분 신호를 메인 콘트롤러(412) 및 프로그래머블 게이트 어레이(406)로 송수신하는 역할을 한다. 여기서, 수신 전계 강도 정보란 수신된 신호의 전파 세기를 말한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDMA 모뎀(404)은 일반 무선 단말기에서 사용되는 CDMA 모뎀과 비슷한 기능을 하기 때문에, 바람직하게는 Qmodem이 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)(406)는 CDMA 모뎀(404)으로부터 수신된 구분 신호 및 협정 세계시 클럭 정보를 이용하여 디지털 신호의 형태를 가지는 신호를 발생시킨다. 프로그래머블 게이트 어레이(406)에서는 이를 위하여 구분 신호를 이용하기 때문에, 프로그래머블 게이트 어레이(406)에서 발생되는 신호에는 각각의 측위 보조 장치(304)별로 할당되어 있는 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보가 포함되어 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IF 변환기(408)의 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 IF 변환기(408)는 프로그래머블 게이트 어레이(406)에서 생성되어 전송된 신호를 아날로그 신호 형태로 변환한다. 프로그래머블 게이트 어레이(406)로부터 전송된 신호(500)는 디지털 형태로서, 이러한 디지털 형태의 신호(500)는 디지털-아날로그 변환기(DAC : Digital-to-Analog Converter)(502)를 통과하면 아날로그 형태의 신호(504)로 변환된다. 그리고 이 신호(504)가 LPF(Low Pass Filter)(506)를 통과하게 되면, LPF(506)가 일정한 주파수 이하의 신호만을 통과시킴으로써 중간 주파수(IF : Intermediate Frequency)의 신호(508)를 발생시키게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 변환기(410)는 IF 변환기(408)를 통과한 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환시키고, 변환된 신호인 파일럿 신호를 이동 통신 단말기(300)로 전송한다. 이 때 전송되는 파일럿 신호가 측위 보조 장치(304)의 위치 정보를 나타내는 것으로서 측위 신호에 포함되어 전송되게 된다. RF 변환기(410)의 자세한 내부 구성은 도 5와 함께 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 메인 콘트롤러(412)는 측위 보조 장치(304)의 송수신 모드를 제어하고, 측위 보조 장치(304)의 주파수 채널(FA : Frequency Assignment)을 지정하여 RF 변환기(410)로 전송함으로써 주파수 채널을 제어한다. 또한, RF 변환기(410)로 증폭 레벨 제어 데이터를 전송함으로써 측위 신호의 증폭 레벨을 제어하고, 데이터 입출력부(402)를 제어하는 등 측위 보조 장치(304)의 전반적인 기능을 제어한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 변환기(410)의 구성을 나타낸 블록도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 변환기(410)는 IF 변환기(408)로부터 수신된 중간 주파수 신호를 고주파(RF : Radio Frequency) 신호로 변환시키고, 변환된 신호인 파일럿 신호를 전송하는 역할을 한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 변환기(410)는 자동 이득 제어부(AGC : Automatic Gain Controller)(600), 대역 통과 필터(602 및 612), 온도 보상형 수정 발진기(TCXO : Temperature Compensated X-tal Oscillator)(604), 위상 동기 루프(PLL : Phase Locked Loop)(606), 믹서(608) 및 고출력 증폭기(HPA : High Power Amplifier)(610) 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 이득 제어부(600)는 RF 변환기(410)의 출력 신호인 파일럿 신호의 출력 세기를 조절하는 역할을 한다. 자동 이득 제어부(600)는 IF 변환기(408)로부터의 입력 신호인 중간 주파수 신호의 진폭 변동을 검출하여 RF 변환기(410)의 출력 신호인 측위 신호의 진폭이 항상 일정하게 유지되도록 이득을 자동적으로 조절하는 역할을 한다. 이 때, 측위 신호의 증폭 레벨은 메인 콘트롤러(412)에 의해 제어된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 측위 신호의 세기를 기지국 전송기(208)의 전송 신호보다는 10 dB 이상 작게, 기지국 전송기(208)의 인접 신호(Neighbor Signal)보다는 크게 조절하여 파일럿 신호를 중계기(302)의 신호와 함께 전송함으로써 중계기(302)의 출력 신호와 기지국(308)의 전송 신호를 구분할 수 있도록 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 대역 통과 필터(BPF : Band Pass Filter)(602 및 612)는 IF 변환기(408)로부터의 입력 신호인 중간 주파수 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 중간 주파수 대역 통과 필터(IF-BPF)(602) 및 고주파 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 고주파 대역 통과 필터(RF- BPF)(612)가 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 보상형 수정 발진기(TCXO)(604)는 메인 콘트롤러(412)로부터 지정된 주파수 채널(FA : Frequency Assignment)이 RF 변환기(410) 내의 온도 변화로 인해 주파수 교란을 일으키지 않도록 통제하여 온도 보상형 수정 발진기(604)의 출력 주파수 신호를 매우 안정적으로 유지할 수 있게 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위상 동기 루프(PLL)(606)는 온도 보상형 수정 발진기(604)의 출력 주파수 신호를 이용하여 메인 콘트롤러(412)로부터 지정된 주파수 채널(FA)의 캐리어(Carrier)를 발생시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 믹서(608)는 중간 주파수 대역 통과 필터(602)를 통과한 중간 주파수 신호를 위상 동기 루프(606)에서 발생된 캐리어와 중첩 처리하여 고주파 신호를 발생시킨다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고출력 증폭기(HPA)(610)는 믹서(608)로부터 수신한 고주파 신호를 증폭하여 고주파 대역 통과 필터(612)로 전송한다. 고주파 대역 통과 필터(612)를 통과한 고주파 신호는 안테나를 통해 전송되며, 이 때 전송되는 신호가 RF 변환기(410)의 최종 출력 신호인 파일럿 신호가 된다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법을 나타낸 순서도이다.
우선, 측위 보조 장치(304)에 할당되어 있는 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 구분 신호를 기지국(308)으로부터 수신한다(S700). 측위 보조 장 치(304)의 프로그래머블 게이트 어레이(406)에서는 수신된 구분 신호를 이용하여 할당받은 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보에 해당하는 디지털 신호를 생성하고, RF 변환기(410)에서는 IF 변환기(408)를 거친 중간 주파수 신호를 수신하여 변환하여 변환된 신호인 파일럿 신호를 안테나를 통하여 전송한다(S702).
이동 통신 단말기(300)는 사용자의 요청이 있는지 또는 미리 설정해 놓은 주기에 이르렀는지를 판단한 후(S704), 사용자의 요청이 있거나 주기에 이르렀으면 측위 보조 장치(304) 및 인접된 다수의 기지국(308 및 316)으로부터 다수의 측위 신호를 탐색 및 수신한다(S706). 여기서, 측위 신호는 다수의 기지국(308 및 316)의 위치 정보 및 측위 신호의 송신 시각 또는 측위 보조 장치(304)의 위치 정보 및 측위 신호의 송신 시각을 포함한다. 기지국(308 및 316)의 위치 정보는 GPS에서 측정한 위도 정보 및 경도 정보이며, 측위 보조 장치(304)의 위치 정보는 측위 보조 장치(304)에 할당되어 있는 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 파일럿 신호이다.
이동 통신 단말기(300)는 측위 신호 및 측위 신호의 수신 시각을 포함하는 응답 신호를 이동 통신망(306)을 통하여 기지국(308)으로 전송한다(S708). 기지국(308)에서는 이동 통신 단말기(300)가 전송한 응답 신호에 포함되어 있는 정보로부터 이동 통신 단말기(300)의 위치를 연산한다(S710). 여기서, 연산은 TDOA 방식을 적용하여 수행되는데, 이 때 필요로 하게 되는 측위 보조 장치(304)의 위도 좌표 및 경도 좌표는 응답 신호에 포함되어 있는 파일럿 신호를 이용하여, 측위 관리 서버(314)에 저장되어 있는 측위 보조 장치(304)별 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보의 조합 정보를 추출함으로써 얻을 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법을 나타낸 순서도이다.
우선, 측위 보조 장치(304)에 할당되어 있는 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 구분 신호를 기지국(308)으로부터 수신한다(S800). 측위 보조 장치(304)의 프로그래머블 게이트 어레이(406)에서는 수신된 구분 신호를 이용하여 할당받은 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보에 해당하는 디지털 신호를 생성하고, RF 변환기(410)에서는 IF 변환기(408)를 거친 중간 주파수 신호를 수신하여 변환하여 변환된 신호인 파일럿 신호를 안테나를 통하여 전송한다(S802).
이동 통신 단말기(300)는 사용자의 요청이 있는지 또는 미리 설정해 놓은 주기에 이르렀는지를 판단한 후(S804), 사용자의 요청이 있거나 주기에 이르렀으면 측위 보조 장치(304) 및 인접된 다수의 기지국(308 및 316)으로부터 다수의 측위 신호를 탐색 및 수신한다(S806).
이동 통신 단말기(300)는 측위 신호에 포함되어 있는 정보 및 측위 신호의 수신 시각을 이용하여 이동 통신 단말기(300)의 위치를 연산한다(S808). 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에서와 마찬가지로 이 때의 연산은 TDOA 방식을 적용하여 수행되게 된다. 다만, 기지국(308)에서 연산을 수행하는 것이 아니라 이동 통신 단말기(300) 자체에서 연산을 수행하게 된다는 점에서 차이가 있으며, 이는 기지국(308)에서 무선 자원을 별도로 할당하지 않아도 된다는 측면에서 볼 때 효율적이다.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 무선 측위가 불가능한 전파 음영 공간 또는 TDOA 정보를 획득하는 데 열악한 지역에 측위 보조 장치를 설치하여 측위 보조 장치를 부가적인 신호원으로 활용함으로써, 기존의 기지국과 중계기만을 이용하여 획득한 TDOA 정보보다 더 많은 TDOA 정보를 획득할 수 있게 해 준다. 따라서 본 발명은, 전파 음영 공간에서의 위치 파악 및 이를 통한 위치 기반 서비스를 효과적으로 구현할 수 있게 해 주는 장점이 있다.
또한, 측위 보조 장치에서의 출력 신호를 적절히 조절하여 중계기 출력 신호와 함께 전송하게 함으로써, 기지국 신호와 중계기 신호를 구분할 수 있게 해 준다는 효과가 있다.

Claims (50)

  1. 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법에 있어서,
    (a) 특정 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보가 할당되어 있는 측위 보조 장치 및 인접된 다수의 기지국으로부터 다수의 측위 신호를 수신하는 단계;
    (b) 상기 각각의 측위 신호를 수신한 상기 이동 통신 단말기에서 상기 각각의 측위 신호 및 상기 각각의 측위 신호의 수신 시각을 포함하는 응답 신호를 관할 기지국으로 송신하는 단계; 및
    (c) 상기 응답 신호에 포함되어 있는 정보를 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 단계를 포함하며, 상기 측위 신호는 상기 기지국의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각 또는 상기 측위 보조 장치의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치는,
    이동 통신 시스템의 시간 정보, 수신된 신호의 수신 전계 강도(RSSI) 정보, 협정 세계시(UTC) 클럭 정보 및/또는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋을 포함하는 구분 신호를 송수신하는 CDMA 모뎀;
    상기 구분 신호를 이용하여 디지털 신호의 형태를 가지는 신호를 발생시키는 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA);
    상기 프로그래머블 게이트 어레이에서 발생된 신호를 아날로그 신호의 형태를 가지는 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호로 변환하는 IF 변환기;
    상기 중간 주파수 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 변환시키고, 상기 고주파 신호의 변환된 신호인 파일럿 신호를 전송하는 RF 변환기; 및
    상기 측위 보조 장치의 송수신 모드 제어, 상기 측위 보조 장치의 주파수 채널 지정 및 제어 및 상기 파일럿 신호의 증폭 레벨 제어 등 상기 측위 보조 장치의 전반적인 기능을 제어하는 메인 콘트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 RF 변환기는,
    상기 중간 주파수 신호 또는 상기 고주파 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 대역 통과 필터;
    상기 파일럿 신호의 출력 세기를 조절하는 자동 이득 제어부;
    상기 메인 콘트롤러로부터 지정된 상기 주파수 채널의 캐리어를 발생시키는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop);
    상기 중간 주파수 신호를 상기 캐리어와 중첩 처리하는 믹서; 및
    상기 고주파 신호를 증폭시키는 고주파 증폭기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국의 위치 정보는 GPS(Global Positioning System)에서 측정한 위도 정보 및 경도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치의 위치 정보는 상기 측위 보조 장치에 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보를 포함하는 파일럿 신호인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치별로 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보의 조합인 조합 정보는 측위 관리 서버에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 할당된 의사 잡음 부호의 옵셋은 CDMA 기지국들이 사용하지 않는 의사 잡음 부호의 옵셋인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기는 사용자의 요청이 있는 경우에 또는 일정한 주기에 따라 상기 측위 신호를 탐색하여 상기 응답 신호를 송신할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 연산은 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식을 적용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하 기 위한 위치 정보 제공 방법.
  11. 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법에 있어서,
    (a) 특정 의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보가 할당되어 있는 측위 보조 장치 및 인접된 다수의 기지국으로부터 측위 신호를 수신하는 단계; 및
    (b) 상기 측위 신호를 수신한 상기 이동 통신 단말기에서 상기 측위 신호 및 상기 측위 신호의 수신 시각을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 단계
    를 포함하며, 상기 측위 신호는 상기 기지국의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각 또는 상기 측위 보조 장치의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치는,
    이동 통신 시스템의 시간 정보, 수신된 신호의 수신 전계 강도(RSSI) 정보, 협정 세계시(UTC) 클럭 정보 및/또는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋을 포함하는 구분 신호를 송수신하는 CDMA 모뎀;
    상기 구분 신호를 이용하여 디지털 신호의 형태를 가지는 신호를 발생시키는 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA);
    상기 프로그래머블 게이트 어레이에서 발생된 신호를 아날로그 신호의 형태 를 가지는 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호로 변환하는 IF 변환기;
    상기 중간 주파수 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 변환시키고, 상기 고주파 신호의 변환된 신호인 파일럿 신호를 전송하는 RF 변환기; 및
    상기 측위 보조 장치의 송수신 모드 제어, 상기 측위 보조 장치의 주파수 채널 지정 및 제어 및 상기 파일럿 신호의 증폭 레벨 제어 등 상기 측위 보조 장치의 전반적인 기능을 제어하는 메인 콘트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 RF 변환기는,
    상기 중간 주파수 신호 또는 상기 고주파 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 대역 통과 필터;
    상기 파일럿 신호의 출력 세기를 조절하는 자동 이득 제어부;
    상기 메인 콘트롤러로부터 지정된 상기 주파수 채널의 캐리어를 발생시키는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop);
    상기 중간 주파수 신호를 상기 캐리어와 중첩 처리하는 믹서; 및
    상기 고주파 신호를 증폭시키는 고주파 증폭기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 기지국의 위치 정보는 GPS(Global Positioning System)에서 측정한 위도 정보 및 경도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치의 위치 정보는 상기 측위 보조 장치에 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보를 포함하는 파일럿 신호인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치별로 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상 기 지연 정보의 조합인 조합 정보는 측위 관리 서버에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 할당된 의사 잡음 부호의 옵셋은 CDMA 기지국들이 사용하지 않는 의사 잡음 부호의 옵셋인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  19. 제 11 항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기는 사용자의 요청이 있는 경우에 또는 일정한 주기에 따라 상기 측위 신호를 탐색하여 상기 응답 신호를 송신하며 상기 연산을 수행할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  20. 제 11 항 또는 제 19 항에 있어서,
    상기 연산은 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식을 적용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 방법.
  21. 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템에 있어서,
    의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 구분 신호를 수신하여 파일럿 신호로 변환하여 상기 이동 통신 단말기로 전송하는 측위 보조 장치;
    기지국의 위치 정보를 송신하고, 상기 이동 통신 단말기로부터 수신된 응답 신호를 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 이동 통신망;
    다수의 측위 신호를 탐색하여 상기 각각의 측위 신호 및 상기 각각의 측위 신호의 수신 시각을 포함하는 상기 응답 신호를 송신하는 이동 통신 단말기; 및
    상기 각각의 측위 보조 장치별로 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보의 조합인 조합 정보를 포함하여 상기 측위 보조 장치의 위치 데이터를 산출하는 측위 관리 서버
    를 포함하며, 상기 측위 신호는 상기 기지국의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각 또는 상기 측위 보조 장치의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    수신되는 신호가 미약한 경우, 미약한 신호를 추출하여 저잡음으로 증폭한 후 재증폭 안테나를 통해 재방사하는 방식을 사용하여 상기 미약한 신호의 송수신을 지원하는 중계기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치는,
    이동 통신 시스템의 시간 정보, 수신된 신호의 수신 전계 강도(RSSI) 정보, 협정 세계시(UTC) 클럭 정보 및/또는 상기 구분 신호를 송수신하는 CDMA 모뎀;
    상기 구분 신호를 이용하여 디지털 신호의 형태를 가지는 신호를 발생시키는 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA);
    상기 프로그래머블 게이트 어레이에서 발생된 신호를 아날로그 신호의 형태를 가지는 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호로 변환하는 IF 변환기;
    상기 중간 주파수 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 변환시키고, 상기 고주파 신호의 변환된 신호인 파일럿 신호를 전송하는 RF 변환기; 및
    상기 측위 보조 장치의 송수신 모드 제어, 상기 측위 보조 장치의 주파수 채널 지정 및 제어 및 상기 파일럿 신호의 증폭 레벨 제어 등 상기 측위 보조 장치의 전반적인 기능을 제어하는 메인 콘트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 RF 변환기는,
    상기 중간 주파수 신호 또는 상기 고주파 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 대역 통과 필터;
    상기 파일럿 신호의 출력 세기를 조절하는 자동 이득 제어부;
    상기 메인 콘트롤러로부터 지정된 상기 주파수 채널의 캐리어를 발생시키는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop);
    상기 중간 주파수 신호를 상기 캐리어와 중첩 처리하는 믹서; 및
    상기 고주파 신호를 증폭시키는 고주파 증폭기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  25. 삭제
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 기지국의 위치 정보는 GPS(Global Positioning System)에서 측정한 위도 정보 및 경도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치의 위치 정보는 상기 측위 보조 장치에 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보를 포함하는 상기 파일럿 신호인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 할당된 의사 잡음 부호의 옵셋은 CDMA 기지국들이 사용하지 않는 의사 잡음 부호의 옵셋인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기는 사용자의 요청이 있는 경우에 또는 일정한 주기에 따라 상기 측위 신호를 탐색하여 상기 응답 신호를 송신할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 연산은 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식을 적용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  31. 제 21 항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러(Cellular)폰, PCS(Personal Communication Service)폰, 핸드 헬드 PC(Hand-Held PC), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, EV-DO폰, EV-DV(Data and Voice)폰 및 MBS(Mobile Broadband System)폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  32. 제 21 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치는 수신되는 신호가 미약한 경우, 미약한 신호를 추출하여 저잡음으로 증폭한 후 재증폭 안테나를 통해 재방사하는 방식을 사용하여 상기 미약한 신호의 송수신을 지원하는 중계기의 기능을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  33. 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템에 있어서,
    의사 잡음 부호의 옵셋 및 지연 정보를 포함하는 구분 신호를 기지국으로부터 수신하여 파일럿 신호로 변환하여 전송하는 측위 보조 장치;
    기지국의 위치 정보를 송신하는 이동 통신망;
    다수의 측위 신호를 탐색하여 상기 각각의 측위 신호 및 상기 각각의 측위 신호의 수신 시각을 이용하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산하는 이동 통신 단말기; 및
    상기 각각의 측위 보조 장치별로 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보의 조합인 조합 정보를 포함하여 상기 측위 보조 장치의 위치 데이터를 산출하는 측위 관리 서버
    를 포함하며, 상기 측위 신호는 상기 기지국의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각 또는 상기 측위 보조 장치의 위치 정보 및 상기 측위 신호의 송신 시각을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  34. 제 33 항에 있어서,
    수신되는 신호가 미약한 경우, 미약한 신호를 추출하여 저잡음으로 증폭한 후 재증폭 안테나를 통해 재방사하는 방식을 사용하여 상기 미약한 신호의 송수신을 지원하는 중계기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  35. 제 33 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치는,
    이동 통신 시스템의 시간 정보, 수신된 신호의 수신 전계 강도(RSSI) 정보, 협정 세계시(UTC) 클럭 정보 및/또는 상기 구분 신호를 송수신하는 CDMA 모뎀;
    상기 구분 신호를 이용하여 디지털 신호의 형태를 가지는 신호를 발생시키는 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA);
    상기 프로그래머블 게이트 어레이에서 발생된 신호를 아날로그 신호의 형태를 가지는 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호로 변환하는 IF 변환기;
    상기 중간 주파수 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 변환시키고, 상기 고주파 신호의 변환된 신호인 파일럿 신호를 전송하는 RF 변환기; 및
    상기 측위 보조 장치의 송수신 모드 제어, 상기 측위 보조 장치의 주파수 채널 지정 및 제어 및 상기 파일럿 신호의 증폭 레벨 제어 등 상기 측위 보조 장치의 전반적인 기능을 제어하는 메인 콘트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 RF 변환기는,
    상기 중간 주파수 신호 또는 상기 고주파 신호의 불필요한 주파수 성분을 제거하는 대역 통과 필터;
    상기 파일럿 신호의 출력 세기를 조절하는 자동 이득 제어부;
    상기 메인 콘트롤러로부터 지정된 상기 주파수 채널의 캐리어를 발생시키는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop);
    상기 중간 주파수 신호를 상기 캐리어와 중첩 처리하는 믹서; 및
    상기 고주파 신호를 증폭시키는 고주파 증폭기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  37. 삭제
  38. 제 33 항에 있어서,
    상기 기지국의 위치 정보는 GPS(Global Positioning System)에서 측정한 위도 정보 및 경도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  39. 제 33 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치의 위치 정보는 상기 측위 보조 장치에 할당되어 있는 상기 의사 잡음 부호의 옵셋 및 상기 지연 정보를 포함하는 파일럿 신호인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  40. 제 33 항에 있어서,
    상기 할당된 의사 잡음 부호의 옵셋은 CDMA 기지국들이 사용하지 않는 의사 잡음 부호의 옵셋인 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  41. 제 33 항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기는 사용자의 요청이 있는 경우에 또는 일정한 주기에 따라 상기 측위 신호를 탐색하여 상기 이동 통신 단말기의 위치를 연산할 수 있는 프로그램이 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  42. 제 33 항 또는 제 41 항에 있어서,
    상기 연산은 TDOA(Time Difference of Arrival) 방식을 적용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  43. 제 33 항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말기는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러(Cellular)폰, PCS(Personal Communication Service)폰, 핸드 헬드 PC(Hand- Held PC), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, EV-DO폰, EV-DV(Data and Voice)폰 및 MBS(Mobile Broadband System)폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  44. 제 33 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치는 수신되는 신호가 미약한 경우, 미약한 신호를 추출하여 저잡음으로 증폭한 후 재증폭 안테나를 통해 재방사하는 방식을 사용하여 상기 미약한 신호의 송수신을 지원하는 중계기의 기능을 추가로 가지는 것을 특징으로 하는 측위 보조 장치를 이용하여 이동 통신 단말기 상에서 위치를 결정하기 위한 위치 정보 제공 시스템.
  45. 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치에 있어서,
    이동 통신 시스템의 시간 정보, 수신된 신호의 수신 전계 강도(RSSI) 정보, 협정 세계시(UTC) 클럭 정보 및/또는 구분 신호를 송수신하는 CDMA 모뎀;
    상기 구분 신호를 이용하여 디지털 신호의 형태를 가지는 신호를 발생시키는 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA);
    상기 프로그래머블 게이트 어레이에서 발생된 신호를 아날로그 신호의 형태를 가지는 중간 주파수(Intermediate Frequency) 신호로 변환하는 IF 변환기;
    상기 중간 주파수 신호를 고주파(Radio Frequency) 신호로 변환시키고, 상기 고주파 신호의 변환된 신호인 파일럿 신호를 전송하는 RF 변환기; 및
    상기 측위 보조 장치의 송수신 모드 제어, 상기 측위 보조 장치의 주파수 채널 지정 및 제어 및 상기 파일럿 신호의 증폭 레벨 제어 등 상기 측위 보조 장치의 전반적인 기능을 제어하는 메인 콘트롤러
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 구분 신호는 상기 측위 보조 장치별로 할당된 의사 잡음 부호의 옵셋 정보 및 지연 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치.
  47. 제 46 항에 있어서,
    상기 할당된 의사 잡음 부호의 옵셋은 CDMA 기지국들이 사용하지 않는 의사 잡음 부호의 옵셋인 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치.
  48. 제 45 항에 있어서,
    상기 RF 변환기는,
    상기 중간 주파수 신호 또는 상기 고주파 신호의 불필요한 주파수 성분을 제 거하는 대역 통과 필터;
    상기 파일럿 신호의 출력 세기를 조절하는 자동 이득 제어부;
    상기 메인 콘트롤러로부터 지정된 상기 주파수 채널의 캐리어를 발생시키는 위상 동기 루프(Phase Locked Loop);
    상기 중간 주파수 신호를 상기 캐리어와 중첩 처리하는 믹서; 및
    상기 고주파 신호를 증폭시키는 고주파 증폭기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치.
  49. 제 45 항에 있어서,
    상기 측위 보조 장치는 수신되는 신호가 미약한 경우, 미약한 신호를 추출하여 저잡음으로 증폭한 후 재증폭 안테나를 통해 재방사하는 방식을 사용하여 상기 미약한 신호의 송수신을 지원하는 중계기와 일체형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치를 결정하기 위한 측위 보조 장치.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 파일럿 신호의 레벨을 상기 측위 보조 장치와 동기된 기지국 전송 신호보다는 작게, 인접 기지국 전송 신호보다는 크게 조절하여, 상기 파일럿 신호를 상기 중계기의 출력 신호와 함께 전송함으로써 상기 중계기의 출력 신호와 상기 기지국의 전송 신호를 구분하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 위치를 결정하 기 위한 측위 보조 장치.
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