KR100588382B1

KR100588382B1 - 초광대역기반의 위치추정시스템

Info

Publication number: KR100588382B1
Application number: KR1020040083707A
Authority: KR
Inventors: 정용성; 이원영; 김기두
Original assignee: 주식회사 이트로닉스
Priority date: 2004-10-19
Filing date: 2004-10-19
Publication date: 2006-06-12
Also published as: KR20060034543A

Abstract

본 발명은 초광대역(UWB : ULTRA WIDE BAND)기반 저전력통신방법을 이용한 위치추정시스템에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명은, 전화공중망(1)을 통한 전화기, 인터넷망(2)을 통한 개인용 컴퓨터가 셀룰러 인프라스트러쳐(3)망에 각기 연결되고, 이 셀룰러 인프라스트러처(3)망은 기지국콘트롤러(BSC)와 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)순으로 연결되며, GPS 위성(4)을 통한 GPS수신기(5)가 초광대역(UWB) GPS중계기(6, 7)가 각각 연결되도록 구성되어; 건물내에 있는 휴대폰(8)은 상기 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)와 초광대역(UWB) GPS중계기(6, 7)와 상호 교신여 위치 추적이 이루어지게 된 것을 그 특징으로 한다.

초광대역, 저전력통신방법, 위치확인, 위치추정시스템, UWB, GPS

Description

초광대역기반의 위치추정시스템{POSITIONING ESTIMATED SYSTEM OF ULTRA WIDE BAND}

도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 초광대역기반의 위치추정시스템을 설명하기 위한 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 공중전화망 2 : 인터넷망

3 : 셀룰러 인프라스트러쳐 4 : GPS 위성

5 : GPS수신기

6, 7 : 초광대역(UWB) GPS중계기

이동통신망은 열차, 선박및 자동차등 이동체 상호간 또는 이동체와 이동체, 외부와의 통신을 위한 네트워크를 말하고, 이동체 위치의 추적과 기지국의 설정, 경로설정등의 이동체를 대상으로 하여 여러가지 기능이 요구되고 있다. 그런데, 무선접속네트워크는 기지국과 중계기 위주로 이루어지고 있는 바, 그 중 기지국 장비로는 크게 RF(RADIO FREQUENCY)부와 기저대역부로 나누어진다. 이때, 여러 기지국의 기저대역부를 한곳에 통합하고, 상기 RF부는 원격장치(Remote Unit)로 원격에 위치해놓으며, 각 원격장치와 중앙 기지국사이는 광케이블로 연결을 시키면 관리와 유지보수가 용이해지도록 되어 있다.

한편, 수 ns 짧은 펄스를 사용하는 초광대역(UWB) 통신기술은 다중 경로에 의한 분해 능력이 뛰어나고 저전력소모로 인하여 미래의 통신방식으로 각광받고 있으며, 현재 꾸준한 연구 중에 있는 기술인 것이다. 그 중 초광대역 통신기술의 주요한 응용중에 하나로써 위치기반 서비스를 들 수 있다. 그 일례로 GPS 위성에만 의존하는 위치기반 서비스는 지하 주차장, 지하철내, 빌딩안과 같은 GPS 위성의 LOS(Line Of Sight)가 존재하지 않는 장소에서 서비스 제공이 사실상 불가능하도록 되어 있다.

상기 초광대역 파형은 WALL-THROUGH 특성및 그 분해능이 뛰어나기 때문에, 위치추정 등 군사적 목적으로도 사용되고 있다. 현재, 상용화되고 있는 위성항법시스템(GPS) 기반의 위치제공 서비스의 경우, 위성에 의한 LOS가 부재시(예, 건물내부, 터널안 등) 위치추정에는 한계가 있다. 상기 위성항법시스템(GPS)은 현재 단순한 위치정보 제공에서부터 항공기, 선박, 자동차의 자동항법 및 교통관제, 유조선 의 충돌방지, 대형 토목공사의 정밀 측량, 지도제작 등 광범위한 분야에 응용되고 있으며, 이때 이용되는 GPS수신기는 개인 휴대용에서부터 위성 탑재용까지 다양하게 개발되어 사용되고 있다.

따라서, 건물 내 또는 GPS 위성의 LOS가 없는 장소에서의 위치추정은 한계가 있다. 만일 현재의 위치기반 서비스보다 더 정확하고 섬세한 위치기반의 서비스가 제공될 경우 더 향상된 서비스를 제공받을 수 있을 것이다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 초광대역 기반의 위치추정시스템을 구축할 수 있도록 발명한 것으로, 초광대역 기반의 위치추정을 위한 시스템구축과 휴대폰 망을 이용하여 휴대폰 분실시 정확한 휴대폰의 위치를 확인할 수 있고, 또한 예기치 못한 비상상태로 있을 경우 저전력통신이 가능한 초광대역 기반의 위치기반 서비스를 이용하여 소량의 휴대폰 밧데리 전원으로도 현재의 위치를 타인에게 알려 줄 수 있는 초광대역기반의 위치추정시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전화공중망(1)을 통한 전화기, 인터넷망(2)을 통한 개인용 컴퓨터가 셀룰러 인프라스트러쳐(3)망에 각기 연결되고, 이 셀룰러 인프라스트러처(3)망은 기지국콘트롤러(BSC)와 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)순으로 연결되며, GPS 위성(4)을 통한 GPS수신기(5)가 초광대역(UWB) GPS중 계기(6, 7)가 각각 연결되도록 구성되어; 건물내에 있는 휴대폰(8)은 상기 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)와 초광대역(UWB) GPS중계기(6, 7)와 상호 교신여 위치 추적이 이루어지게 된 것을 그 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 관한 초광대역기반의 위치추정시스템을 설명하기 위한 구성도로서, 본 발명은 저전력 통신기법, 위치기반 서비스구축및 메시지(MESSAGE)처리방법등을 이용하여 초광대역기반의 위치추정시스템을 제공한 것이다.

즉, 전화공중망(1)을 통한 전화기, 인터넷망(2)을 통한 개인용 컴퓨터가 셀룰러 인프라스트러쳐(3 : CELLULAR INFRASTRUCTURE)망에 연결되고, 이 셀룰러 인프라스트러처(3)망은 기지국콘트롤러(BSC)와 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)순으로 연결된다. GPS 위성(4)을 통한 GPS수신기(5)가 초광대역(UWB) GPS중계기(6, 7)가 각각 연결되도록 구성되어, 건물내에 있는 휴대폰(8 : CELLULAR PHONE)은 상기 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)와 초광대역(UWB) GPS중계기(6, 7)와 상호 교신하도록 정확히 위치 추적이 이루어지게 된 것이다.

상기 저전력 통신기법으로 현재 초광대역 통신방식(RFID 응용포함)은 소모전력을 최소화하여 상기 휴대폰(8)을 한번의 충전으로 충분한 사용시간을 제공할 수 있도록 권고하고 있다. 이렇게 저전력 통신을 이용하여 신뢰성있는 통신 기반을 구축하기 위해서는 그에 상응하는 송수신 구조에 대한 것이 충분히 수반되어야 한다.

상기 위치기반 위치서비스구축으로 초광대역 기반의 위치기반서비스를 제공 하기 위해서는, 적절한 전파모델에 의한 파라메터 분석과 이를 이용한 위치추적알고리즘이 수행되어야 한다. AP와 같은 레퍼런스 포인트(REFERENCE POINT)와 이를 기점으로하는 정확한 위치 추정및 현재의 GPS 기반의 위치추적시스템과 연동을 통하여 휴대폰(8)의 위치를 정확히 표시할 수 있도록 하는 데이터 표현방법에 대한 것도 수행되어야 한다.

상기 메시지처리방법은 저전력 통신기법과 위치기반 위치서비스구축에서의 것을 효과적으로 사용자에게 전달하기 위한 것이다. 비상상태의 경우, 위치정보 제공서비스는 사용자의 요청및 제3자의 요구에도 응답을 해야 하는 반면, 휴대폰(8)을 분실할 때에는 소유자의 요청에 의해서만 위치 데이터서비스가 제공되고 있다.

예를 들어 휴대폰(8) 분실시 이의 위치추정 요청전달방법은 웹(WEB) 또는 안내서비스를 통하여 휴대폰(8) 분실 신고후 콜(CALL)을 할 경우, 위치추정정보를 음성으로 제공 또는 지정된 웹사이트에 표시할 수 있도록 한다(도 1 참조). 반면 비상상태의 경우 휴대폰(8)의 온/오프의 상태는 확인할 수 없기 때문에, 레퍼런스 포인트에서의 위치추적데이터 전송요구와 저전력 통신기반(UWB)의 통신방법을 통하여 휴대폰(8)의 잔여 전원으로 레퍼런스 포인트로 위치정보를 전송하는 방법 등을 고려할 수 있다.

이상같이 적용되는 본 발명의 초광대역기반의 위치추정시스템이 적용될 응용예는, 휴대폰을 분실한 다음 휴대폰의 위치(건물내부 등을 포함)를 정확하게 알아 낼 수 있는 바, 이는 휴대폰의 벨만 울릴 경우를 고려한 것이며 GPS 신호를 수신치 못하는 경우에 유아 또는 치매 노인의 위치를 정확히 추적하는 데에 응용될 수 있 다.

또한, 비상사태로서 재난 구조를 포함할 때 초광대역(UWB) 기반 저전력통신을 사용하여 재난 인명위치를 정확히 알아 낼 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 초광대역 기반의 위치추정을 위한 시스템구축과 휴대폰 망을 이용하여 휴대폰 분실시 정확한 휴대폰의 위치를 확인할 수 있고, 또한 예기치 못한 비상상태로 있을 경우 저전력통신이 가능한 초광대역 기반의 위치기반 서비스를 이용하여 소량의 휴대폰 밧데리 전원으로도 현재의 위치를 타인에게 알려 줄 수 있는 초광대역기반의 위치추정시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 초광대역기반의 위치추정시스템에 대한 기술사상을 예시도면에 의거하여 설명했지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 이 기술분야의 통상 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

전화공중망(1)을 통한 전화기, 인터넷망(2)을 통한 개인용 컴퓨터가 셀룰러 인프라스트러쳐(3)망에 각기 연결되고, 이 셀룰러 인프라스트러처(3)망은 기지국콘트롤러(BSC)와 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)순으로 연결되며, GPS 위성(4)을 통한 GPS수신기(5)가 초광대역(UWB) GPS중계기(6, 7)가 각각 연결되도록 구성되어;

건물내에 있는 휴대폰(8)은 상기 베이스 트랜스시버 서브시스템(BTS)와 초광대역(UWB) GPS중계기(6, 7)와 상호 교신하여 위치 추적이 이루어지게 된 것을 특징으로 하는 초광대역기반의 위치추정시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 휴대폰(8)의 소량 밧데리 전원으로도 현재의 위치를 타인에게 알려주도록 비상상태시 저전력통신이 가능한 초광대역 기반의 위치기반 서비스를 이용한 것을 특징으로 하는 초광대역기반의 위치추정시스템.