KR100682281B1 - 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스단말기 및 그 방법 - Google Patents

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강봉수
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Abstract

본 발명은 단말기의 이동 속도에 따라 서비스 품질 레벨을 제어함으로써 위치 측위의 정확성을 확보할 수 있는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의한 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기는 현재의 서비스 품질 레벨을 소정의 값으로 설정하는 모듈; 단말 정보를 이동 통신망으로 전달하는 모듈; 이동 통신망으로부터 보조 데이터를 전달받는 모듈; 상기 보조 데이터를 이용하여 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 전파를 수신하고, 상기 단말기의 위치를 현재의 서비스 품질 레벨에 따라 계산하는 모듈; 상기 단말기의 위치 변화에 의해 단말기의 이동 속도를 계산하는 모듈; 및 상기 이동 속도가 대응하는 소정의 범위보다 떨어지면 현재의 서비스 품질 레벨을 높이고, 높아지면 현재의 서비스 품질 레벨을 낮추어 모듈;을 포함하는 소프트웨어를 동작시키는 마이크로프로세서를 구비함을 특징으로 한다.

Description

이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위 정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기 및 그 방법{MS-based GPS terminal for precisely measuring the location of it by controlling Quality of Service levels according to the moving speed of it and method thereof}
도 1은 이동 통신 단말기가 정지된 상태에서의 서비스 품질(QOS) 레벨별 위치 측위 오차를 비교하여 표시한 것이다.
도 2는 네비게이션 서비스가 구현된 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기가 접속되는 이동 통신망의 구성을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기의 내부 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에서 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통한 위치 측위 과정을 도시한 흐름도이다.
♣도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣
1 : 이동통신망 10 : 이동 통신 단말기
20 : 무선 접속망 22 : 기지국
24 : 기지국 제어기 30 : 이동 교환국
40 : 망간 연동 장치 50 : 위치 결정 서버
60 : LBS 서버 70 : 지도 서버
80 : GPS 인공위성 101 : GPS 안테나
102 : GPS 수신기 104 : 플래쉬 메모리
106 : 이이피롬 108 : 롬
110 : 키입력부 112 : 디스플레이부
113 : 외부 데이터 입력부 114 : 마이크로프로세서
116 : 디지털 신호 처리부 118 : 베이스밴드 변환부
120 : RF 신호 처리부 122 : 스피커
124 : 마이크로폰 126 : RF 안테나
본 발명은 위치 기반 서비스를 제공하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에 관한 것으로, 특히 단말기의 이동 속도에 따라 서비스 품질 레벨을 제어함으로써 위치 측위의 정확성을 확보할 수 있는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기 및 그 방법에 관한 것이다.
컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선 통신망(Wireless Communication Network)을 이용한 다양한 무선 통신 서비스가 제공되고 있다. 가장 기본적인 무선 통신 서비스는 이동 통신 단말기 사용자들에게 무선으로 음성 통화 를 제공하는 무선 음성 통화 서비스로서 이는 시간과 장소에 구애받지 않고 서비스를 제공할 수 있다는 특징이 있으며, 문자 메시지 서비스를 제공하여 음성 통화 서비스를 보완해주고 있다.
최근에는 이동 통신 서비스 가입자들에게 뉴스, 날씨, 스포츠, 증권, 환율, 교통 정보 등의 각종 정보를 문자, 음성, 정지 영상, 동영상 등의 각종 형태로 제공하는 다양한 부가 서비스들이 개발되고 있다. 이동 통신 단말기를 이용한 다양한 부가 서비스 중 특히, 위치 기반 서비스(LBS : Location Based Services)는 넓은 활용성 및 편리함으로 인하여 크게 각광받고 있다. 위치 기반 서비스란 휴대폰, 피디에이(PDA : Personal Digital Assistant), 노트북 PC 등 이동 통신 단말기의 위치를 파악하고, 파악된 위치와 관련된 부가 정보를 제공하는 통신 서비스를 말한다. 위치 기반 서비스는 구조 요청, 범죄 신고에의 대응, 인접 지역 정보 제공의 지리 정보 시스템(GIS : Geographical Information System), 위치에 따른 이동 통신 요금의 차등화, 교통 정보, 차량 항법 및 물류 관제, 위치 기반 CRM(Customer Relationship Management) 등 다양한 분야 및 상황에 사용될 수 있다.
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, 기지국 수신 신호를 이용하는 망 기반(Network-Based) 방식과 GPS(Global Positioning System) 신호를 이용하는 핸드셋 기반(Handset-Based) 방식으로 구별되며, 최근에는 두 가지 기 술을 혼합하여 위치 정확도를 높이는 하이브리드(Hybrid) 방식의 기술이 개발되고 있다.
망 기반 방식은 기존의 휴대폰에 새로운 모듈을 추가할 필요가 없으므로 휴대폰 개발에 추가 비용을 필요로 하지 않는다는 장점이 있으나, 무선 기지국의 셀(Cell) 크기나 위치 결정 방식에 따라서 위치 오차가 대략 500m ~ 수km에 이를 정도로 정확성이 떨어진다는 단점이 있다. 따라서 현재는 무선 통신을 이용하여 위치를 파악하는 방법으로 GPS 신호를 이용하는 핸드셋 기반 방식이 일반화되고 있다.
GPS는 고도 약 20,000 킬로미터 상공에서 지구 궤도를 도는 24개의 GPS 인공 위성(110)에 의해 전세계 어느 곳이든 위치를 파악할 수 있는 시스템이다. GPS는 1.5GHz 대역의 전파를 사용하고, 지상에는 컨트롤 스테이션(Control Station)이라는 조정 센터를 두어 GPS 위성에서 전송된 정보를 수집하고 동기화시키는 일을 하며, 사용자는 GPS 수신기를 통해 현재의 위치를 파악한다. GPS 시스템을 이용하여 위치를 파악하는 방법으로서 일반적으로 삼각측량법이 사용된다. 삼각측량을 위해서는 3개의 위성이 필요하며, 여기에 시간 오차를 위한 관측용 위성 한 개를 포함하여 총 4개의 GPS 위성이 필요하다.
보다 상세하게 설명하면, GPS에서는 3개의 위성 각각의 위치를 이미 알고 있으므로, 위성과 GPS 수신기 사이의 거리를 측정하여 측위를 한다. 위성에서 GPS 수신기까지의 거리는 위성에서 시각이 송출되므로 전파가 위성으로부터 송출된 시간과 시계를 내장하고 있는 GPS 수신기가 수신하는 시각의 차이에서 전파 전달 시 간을 알 수 있고, 전파 전달 시간에 광속을 곱하면 거리를 계산할 수 있다.
하지만, GPS를 이용한 위치 측정 방법은 위치 측정을 위한 경로가 다중이고, 가시 위성이 부족함으로 인해 특히 도심에서의 위치 결정 능력이 제한받는다는 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.
이러한 GPS 방식의 단점을 보완하기 위하여 GPS 방식에 이동 통신망의 자원을 결합하여 이동 통신 단말기의 위치를 결정하는 A-GPS 방식이 개발되어 사용되고 있다. A-GPS 방식에서 이동 통신 단말기는 GPS 인공위성과 이동 통신망으로부터 동시에 위치 결정에 필요한 정보를 수집하므로 3차원적으로 위치를 결정할 수 있는데, 이동 통신망과 이동 통신 단말기는 IS-801-1의 규격에 정의된 파라미터를 이용하여 데이터나 메시지를 송수신한다.
A-GPS 방식은 네트워크 기반 핸드셋 보조GPS(MS-Assisted Network-Based GPS)(이하, "MS-Assisted GPS"라 칭함) 방식과 네트워크 보조 핸드셋 기반 GPS(MS-Based Network-Assisted GPS)(이하, "MS-Based GPS" 또는 "모바일 스테이션 기반의 지피에스"라 칭함) 방식이 있다. MS-Assisted GPS 방식과 MS-Based GPS 방식은 모 두 이동 통신 단말기의 위치를 측위하기 위해 소정의 위치 결정 서버로부터 전송되는 보조(Aiding) 데이터를 수신하여 하나 이상의 인공위성으로부터 GPS 전파를 획득한다.
하지만, GPS 전파를 획득한 후의 위치 결정에 있어서 두 방식은 상이한 점을 갖는다. MS-Assisted GPS 방식은 획득한 GPS 전파를 통신망으로 전송하면 통신망에 설치된 소정의 위치 결정 서버가 GPS 전파를 수신하여 이동 통신 단말기의 경위도 좌표를 결정하고 이동 통신 단말기로 전송하는 방식이다. 반면에, MS-Based GPS 방식은 이동 통신 단말기가 수신한 GPS 전파를 이용하여 자체적으로 경위도 좌표를 결정하며, 보조 데이터 값을 갱신해야 하거나 지도를 다운로드해야 하는 상황이 아닌 경우에는 경위도 좌표를 위치 결정 서버로 전송하지 않는 방식이다.
MS-Based GPS 방식의 이동 통신 단말기에서는 위치 결정을 위한 서비스 품질(QOS : Quality of Service) 레벨을 설정할 수 있는데, 서비스 품질 레벨을 낮출 경우 위치 결정의 정확도가 떨어지고, 서비스 품질 레벨을 높일 경우 위치 결정의 정확도는 높아지지만 측위 계산 속도가 늦어지게 된다. 따라서, 일반적으로 MS-Based GPS 방식의 이동 통신 단말기에서는 서비스 품질 레벨을 일정한 디폴트 값(예를 들어, 16)으로 설정하여 두고, 사용자가 필요에 따라 그 값을 변경할 수 있도록 하고 있다.
한편, MS-Based GPS 방식의 이동 통신 단말기에서는 그 이동 속도가 소정의 값(예를 들어, 10Km/h)보다 떨어지는 경우, 고속으로 움직이는 경우보다 위치 결정의 정확도가 현저히 떨어지는 문제점이 있다.
도 1은 이동 통신 단말기가 정지된 상태에서의 서비스 품질(QOS) 레벨별 위치 측위 오차를 비교하여 표시한 것이다. 도 1에 의하면, 이동 통신 단말기가 정지된 상태에서는 QOS 레벨이 16인 경우에는 위치 측위가 매우 불안정하고, QOS 레벨이 255 되어야 어느 정도 안정된 측위가 가능함을 보여준다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, MS-Based GPS 방식의 이동 통신 단말기에서 단말기가 저속으로 이동하더라도 위치 측위의 정확도가 떨어지지 않고, 단말기가 정상적인 속도로 이동하는 경우에는 사용자가 별도로 조정하지 아니하더라도 측위 계산 속도가 원상으로 회복하도록 하는 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위 정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기 및 그 방법을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기의 제1 목적을 달성하기 위하여, 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위 정확성을 확보하는 본 발명에 의한 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기는 현재의 서비스 품질 레벨을 소정의 값으로 설정하는 모듈; 단말 정보를 이동 통신망으로 전달하는 모듈; 이동 통신망으로부터 보조 데이터를 전달받는 모듈; 상기 보조 데이터를 이용하여 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 전파를 수신하고, 상기 단말기의 위치를 현재의 서비스 품질 레벨에 따라 계산하는 모듈; 상기 단말기의 위치 변화에 의해 단말기의 이동 속도를 계산하는 모듈; 및 상기 이동 속도가 대응하는 소정의 범위보다 떨어지면 현재의 서비스 품질 레벨을 높이고, 높아지면 현재의 서비스 품질 레벨을 낮추어 모듈;을 포함하는 소프트웨어를 동작시키는 마이크로프로세서를 구비함을 특징으로 한다.
상기의 제2 목적을 달성하기 위하여, 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에서 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통한 위치 측위 방법은 (a) 현재의 서비스 품질 레벨을 소정의 값으로 설정하는 단계; (b) 단말 정보를 이동 통신망으로 전달하는 단계; (c) 이동 통신망으로부터 보조 데이터를 전달받는 단계; (d) 상기 보조 데이터를 이용하여 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 전파를 수신하고, 상기 단말기의 위치를 현재의 서비스 품질 레벨에 따라 계산하는 단계; (e) 상기 단말기의 위치 변화에 의해 단말기의 이동 속도를 계산하는 단계; 및 (f) 상기 이동 속도가 대응하는 소정의 범위보다 떨어지면 현재의 서비스 품질 레벨을 높이고, 높아지면 현재의 서비스 품질 레벨을 낮추어 상기 (d) 단계 이하의 과정을 계속하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
이하에서, 본 발명에 따른 위치 측위 정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 네비게이션 서비스가 구현된 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기(이하에서, "이동 통신 단말기"라 칭한다)(10)가 접속되는 이동 통신망(1)의 구성을 도시한다.
여기서, 이동 통신 단말기(10)는 PDA(Personal Digital Assistant), PCS(Personal Communication Service)폰, 핸드 핼드 PC(Hand-held PC), GSM(Global System for Mobile), W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰, MBS(Mobile Broadband System)폰, 노트북 컴퓨터 등을 포함한다. 즉, 본 발명이 적용되는 MS-based GPS 방식은 동기식 이동 통신 시스템 및 비동기식 이동 통신 시스템 뿐만 아니라, 제4세대 ALL-IP 시스템 등에 모두 적용될 수 있다. 이동 통신 단말기(10)의 내부 구성에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명하기로 한다.
무선 접속망(20)은 이동 통신 단말기(10)와 무선 신호를 송수신하며, 기지국(22)과 기지국 제어기(24)를 포함하여 구성된다.
기지국(22)은 이동 통신 단말기(10)로부터 수신한 위치 정보를 기지국 제어기(24)로 전송할 뿐만 아니라 이동 통신 단말기(10)와 기지국 제어기(24) 사이에서 유무선 변환, 무선 신호의 송수신 등을 수행하며 이동 통신 단말기(10)와 직접적으로 연결되는 망 종단(Endpoint) 장치이다. 기지국 제어기(24)는 기지국(22)을 제어하며, 이동 통신 단말기(10)에 대한 페이징 채널, 트래픽 채널 등의 무선 채널 할당 및 해제, 이동 통신 단말기(10) 및 기지국(22)의 송신 출력 제어, 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 및 하드 핸드오프(Hard Handoff) 결정, 트랜스코딩(Transcoding) 및 보코딩(Vocoding), 무선 접속망에 대한 운용 및 유지 보수 기능 등을 수행한다.
무선 접속망(20)은 동기식 이동 통신 시스템과 비동기식 이동 통신 시스템을 모두 지원할 수 있다. 여기서, CDMA 2000 1X, CDMA 2000 1X EV-DO(Evolution-Data Only) 등의 동기식 이동 통신 시스템의 경우에는 기지국(22)은 BTS(Base Transceiver Station), 기지국 제어기(24)는 BSC(Base Station Controller)이고, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)등의 비동기식 이동 통신 시스템인 경우에는 기지국(22)은 RTS(Radio Transceiver Subsystem), 기지국 제어기(24)는 RNC(Radio Network Controller)이다. 물론, 본 발명에서 무선 접속망(20)은 동기식 또는 비동기식 CDMA 이동 통신망에 한정되지 않고, GSM망 및 현재 표준화가 진행중인 제 4세대 이동 통신 시스템의 접속망을 포함할 수 있다.
이동 교환국(30)은 다수의 전자식 교환기를 구비하여 기본 및 부가 서비스 처리, 가입자의 착신 및 발신 호 처리, 위치 등록 절차 및 핸드오프 절차 처리, 타망과의 연동 기능 등을 수행한다. 또한, 이동 교환국(30)은 동기식 및 비동기식 이동 통신망에서의 IS-95 A/B/C 시스템, 제 3세대 및 제 4세대 이동 통신망을 모두 지원한다. 이를 위해 이동 교환국(30)은 분산된 호 처리 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 통신 가입자에 대한 정보의 저장 및 관리 기능을 수행하는 LRS(Location Registration Subsystem) 등의 서브 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 이동 교환국(30)은 셀(Cell) 단위의 패킷(Packet) 방식으로 데이터를 전송하여 전송 속도와 회선 사용의 효율을 증대시키기 위해 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 스위치(미도시)를 포함할 수도 있다.
망간 연동 장치(IWF : Inter-Working Function)(40)는 이동 통신망과 인터넷, 공중 전화 교환망, 패킷 공중 데이터 교환망(PSPDN : Packet Switched Public Data Network) 등을 포함하는 유무선 통신망과의 연동을 위한 인터페이스 기능을 수행한다.
위치 결정 서버(PDE : Positioning Determination Entity)(50)는 이동 통신 단말기(10)로부터 무선 접속망(20)의 분해능(Resolution)과 같은 단말 정보를 수신한 후 수신한 단말 정보를 이용하여 보조 데이터를 생성하여 이동 통신 단말기(10)로 전송한다. 이를 위해, 위치 결정 서버(50)는 기준 GPS 안테나(도시하지 아니함)를 구비하고 있으며, 이동 통신 단말기(10)로부터 해당 무선 접속망(20)의 단말 정보를 수신하고, 해당 무선 접속망(20)에서 GPS 전파를 수신할 수 있는 GPS 인공위성(80)의 정보(좌표 정보, 식별 코드 정보 등)를 검색하여 보조 데이터를 생성하고 IS-801-1 규격에 정의되어 있는 "Provide Ephemeris" 메시지에 포함시켜 이동 통신 단말기(10)로 전송한다. 즉, 위치 결정 서버(50)와 이동 통신 단말기(10)는 보조 데이터 등을 포함하는 LBS 관련 데이터를 IS-801-1에 정의된 규격에 따라 송수신할 수 있다. 여기서, 단말 정보는 단말의 파일럿 추적(Pilot Chase) 능력, GPS 획득(Acquisition) 능력, 위치 계산 능력 등을 포함할 수 있다.
이동 통신 단말기(10)에서 "Provide Ephemeris" 메시지를 수신하면, 해당 메시지에 포함되어 있는 GPS 인공위성(80)의 정보를 추출하고, 해당 GPS 인공위성(80)을 탐색하여 GPS 전파를 수신한다. 한번 수신된 "Provide Ephemeris" 메시지는 30~120분 동안 유효하다. 하나 이상의 GPS 인공위성(80)으로부터 GPS 전파를 수신한 이동 통신 단말기(10)는 미리 설정된 서비스 품질 레벨에 맞추어 자신의 위치를 측위한다.
이동 통신 단말기(10)는 네비게이션 서비스에 필요한 지도 정보를 자신의 메 모리에 저장할 수도 있고, 필요에 따라 측위된 위치에 대응하는 지도 정보만을 지도 서버(70)로부터 다운로드 받을 수도 있다.
지도 정보가 자신의 메모리에 저장된 경우, 이동 통신 단말기(10)에서 네비게이션 서비스를 제공하는 응용 프로그램은 측위된 위치에 대응하는 지도 정보를 메모리에서 인출하여 디스플레이에 표시하고, 디스플레이된 지도 상에 측위된 위치를 표시한다.
한편, 측위된 위치에 대응하는 지도 정보가 자신의 메모리에 없는 경우, 이동 통신 단말기(10)는 측위된 위치 정보를 이동 통신망을 통해 LBS 서버(60)로 전송하여 지도 정보를 요청한다.
LBS 서버(60)는 이동 통신 단말기(10)로 네비게이션 서비스를 포함한 각종 LBS 서비스를 제공할 수 있는 응용 서버를 통칭한다. LBS 서버(60)는 이동 통신 단말기(10)로부터 측위된 위치 정보를 수신하여 지도 서버(70)로 전달하며, 지도 서버(70)로부터 해당 위치에 대응하는 지도 정보를 수신하여 이동 통신망을 통해 이동 통신 단말기(10)로 전송한다. 또한, LBS 서버(60)는 지도 서버(70)를 비롯한 각종 LBS 정보 제공 서버의 등록, 삭제, 수정 등의 기능과 LBS 서비스를 이용하는 이동 통신 단말기(10)에 대한 과금 기능 등을 수행할 수도 있다.
지도 서버(70)는 이동 통신 단말기(10)에 MS-Based GPS 서비스를 제공하는 컨텐츠 제공(CP : Content Provider) 서버들 중 하나로서, 서비스 가능한 지역의 최신 지도 정보를 저장 관리하고 있다. 지도 서버(70)는 LBS 서버(60)로부터 이동 통신 단말기(10)의 위치 정보를 수신하고, 수신한 위치 정보를 기초로 해당 위치에 대응하는 지도 정보를 자체의 메모리에서 인출하여 이동 통신 단말기(10)에 제공한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기(10)의 내부 구성을 도시한 블록도이다. 도 2에 의하면, 이동 통신 단말기(10)는 GPS 안테나(101), GPS 수신기(102), 플래쉬 메모리(104), 이이피롬(106), 롬(108), 키입력부(110), 디스플레이부(112), 외부 데이터 입력부(113), 마이크로프로세서(114), 디지털 신호 처리부(116), 베이스밴드 변환부(118), RF 신호 처리부(120), 스피커(122), 마이크로폰(124) 및 RF 안테나(126) 등을 포함하여 구성된다.
GPS 안테나(101)는 하나 이상의 인공위성으로부터 GPS 전파를 수신하여 GPS 수신기(102)로 전달한다. GPS 안테나(101)는 대개 그라운드 플레인(Ground Plain)의 상측에 반원 형태의 지향성을 가지며, 위성으로부터 송신되는 우선원 편파를 수신한다.
GPS 수신기(102)는 수신된 GPS 전파에 포함된 항법 데이터를 GPS 안테나(101)로부터 전달받아 소정의 가공을 거쳐 산출되는 이동 통신 단말기(10)의 위경도 위치 정보 및 시각 정보를 마이크로프로세서(114)로 전달한다. 즉, GPS 인공위성으로부터 송출되는 GPS 전파에는 GPS 인공위성의 식별 코드(ID Code), 궤도 위치, 시각 정보가 포함되어 있고, GPS 수신기(102)는 다수의 GPS 인공위성으로부터 발사되는 전파간 도달 속도의 차이를 연산하여 이동 통신 단말기(10)의 위치 좌표를 연산한다.
플래쉬 메모리(104)는 데이터 처리 속도가 빠른 비휘발성(Non-Volatile) 메 모리로서, 이동 통신 단말기(10)의 동작을 위한 실시간 처리 기능을 갖는 운영 시스템(OS : Operating System, 이하 'OS'라 칭함) 소프트웨어와 호처리와 관련된 기능을 처리하는 호처리 소프트웨어 등이 저장되어 있다.
이이피롬(EEPROM)(106)은 전기적으로 지우거나 다시 저장할 수 있는 메모리로 NAM(Number Assignment Module) 파라미터, 전화번호, 이름, 단문 메시지 등의 저장용 데이터가 기록되는 비휘발성 메모리이다.
롬(ROM)(108)에는 플래쉬 메모리(104)에 탑재된 각종 소프트웨어의 구동과 관련하여 발생하는 프로그램의 변수나 상태 정보가 저장되어 있다.
키입력부(110)에는 숫자나 문자 등의 각종 데이터를 입력하기 위한 다수의 키버튼(Key Button)이 구비되어 있다.
디스플레이부(112)는 전파의 수신 강도, 날짜, 시각 등을 포함하여 이동 통신 단말기(10)의 동작 상태를 표시해 주는데, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD)로 구현될 수 있다.
외부 데이터 입력부(113)는 연결수단을 통해 외부의 기기로부터 정보 데이터를 입력받는다.
마이크로프로세서(114)는 플래쉬 메모리에 저장된 각종 소프트웨어를 실행시키면서 이동 통신 단말기(10)의 전반적인 동작을 제어한다.
디지털 신호 처리부(116)는 음성 및 데이터를 인코딩(Encoding) 또는 디코딩(Decoding)하고 다중 경로 잡음의 제거를 위한 이퀄라이저(Equalizer)로서 기능하며, 음향 데이터를 처리하는 기능 등을 수행하는 디지털 신호 처리 프로세서이다. 또한, 디지털 신호 처리부(116)는 베이스밴드 변환부(118)와 음성 데이터를 주고 받으며, 베이스밴드 변환부(118)로부터 데이터를 수신한다(RX DATA). 전술한 기능을 수행하는 디지털 신호 처리부(116)는 퀄컴에서 제작한 MSM(Mobile Station Modem)칩을 포함한다.
베이스밴드 변환부(118)는 디지털 신호 처리부(116)와 RF 신호 처리부(120), 스피커(122) 및 마이크로폰(124) 사이에 송수신되는 신호를 베이스밴드 대역의 신호로 변환하며, 디지털-아날로그 변환(DAC : Digital to Analog Conversion) 및 아날로그-디지털 변환(ADC : Analog to Digital Conversion) 등의 기능을 수행한다. 또한, 베이스밴드 변환부(118)는 전송 데이터(TXIQ)를 RF 신호 처리부(120)로 전달하며, RF 신호 처리부(120)의 전력을 제어(POWER)하거나 그 이득을 자동으로 제어한다(AGC). 그리고, RF 신호 처리부(120)로부터 수신 신호(RXIQ)를 전달받는다.
RF 신호 처리부(120)는 RF 안테나(126)로부터 수신한 RF 신호를 복조 및 증폭하고, 베이스밴드 변환부(118)로부터 인가되는 전송 신호를 변조하여 전파 공간으로 송출한다.
스피커(122)는 베이스밴드 변환부(118)로부터 전달되는 음향 데이터를 가청음으로 출력하고, 마이크로폰(124)은 사용자의 음성 입력을 전기적인 신호로 변환한다.
모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기(10)의 플래쉬 메모리(312)에는 네비게이션 서비스 제공 프로그램이 포함되는데, 네비게이션 서비스 제공 프로그램은 마이크로프로세서(114)에 의해 실행되어 도 4에 도시된 바와 같이 동작한다.
먼저, 현재의 서비스 품질(QOS) 레벨을 디폴트 값(예를 들어, 16)으로 설정한다(S100). 여기서, 디폴트 QOS 레벨은 사용자에 의해 미리 설정될 수 있다.
이후, 이동 통신 단말기(10)는 무선 접속망(20)의 분해능(Resolution)과 같은 단말 정보를 무선 통신망의 위치 결정 서버(40)로 전달하고(S110), 위치 결정 서버(40)로부터 보조 데이터를 전달받는다(S120).
이동 통신 단말기(10)에서 보조 데이터를 전달받으면, 보조 데이터에 포함되어 있는 GPS 인공위성(80)의 정보를 추출하고, 해당 GPS 인공위성(80)을 탐색하여 GPS 전파를 수신한다(S130). 하나 이상의 GPS 인공위성(80)으로부터 GPS 전파를 수신한 이동 통신 단말기(10)는 미리 설정된 서비스 품질 레벨에 맞추어 자신의 위치를 측위한다(S140).
또한, 이동 통신 단말기(10)는 이전에 측위된 자신의 위치와 현재 측위된 자신의 위치 및 측정 시간 간격을 이용하여 단말기의 이동 속도를 계산한다(S150).
한편, 이동 통신 단말기(10)에는 이동 속도 범위에 대응하는 서비스 품질의 레벨이 미리 결정되어 있다. 예를 들어, 이동 속도 범위가 40Km/h 보다 큰 경우에는 QOS 레벨이 16, 이동 속도 범위가 40Km/h 이하이고 30Km/h보다 큰 경우에는 QOS 레벨이 32, 이동 속도 범위가 30Km/h 이하이고 20Km/h보다 큰 경우에는 QOS 레벨이 64, 이동 속도 범위가 20Km/h 이하이고 10Km/h보다 큰 경우에는 QOS 레벨이 128, 이동 속도 범위가 10Km/h 이하인 경우에는 QOS 레벨이 255로 설정되도록 정할 수 있다. 따라서, 이동 통신 단말기(10)의 이동 속도가 현재의 QOS 레벨에 대응하는 속도 범위를 벗어나 증가하게 되면 현재의 QOS 레벨의 낮추고(S170), 이동 속도가 현재의 QOS 레벨에 대응하는 속도 범위를 벗어나 감소하게 되면 현재의 QOS 레벨을 높여서 더욱 정확한 측위가 가능하도록 한다(S180). 이후, 이동 통신 단말기(10)는 S130 단계 이후의 과정을 계속하게 된다.
이동 통신 단말기(10)는 네비게이션 서비스에 필요한 전체 지도 정보를 플래쉬 메모리(104)에 저장하여 두고 사용할 수도 있고, 필요에 따라 측위된 위치에 대응하는 지도 정보만을 지도 서버(70)로부터 다운로드 받아 플래쉬 메모리(104)에 저장해 둘 수도 있다.
따라서, 이동 통신 단말기(10)의 네비게이션 서비스 제공 프로그램은 측위된 위치에 대응하는 지도 정보를 플래쉬 메모리(104)에서 인출하여 디스플레이부(112)에 표시하고, 디스플레이된 지도 상에 측위된 위치를 표시한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면, MS-Based GPS 방식의 이동 통신 단말기에서 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨을 적절히 제어함으로써 단말기가 저속으로 이동하더라도 위 치 측위의 정확도가 떨어지지 않고, 단말기가 정상적인 속도로 이동하는 경우에는 사용자가 별도로 조정하지 아니하더라도 측위 계산 속도가 원상으로 회복될 수 있다.

Claims (8)

  1. 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기가 위치 측위 방법에 있어서,
    (a) 현재의 서비스 품질 레벨을 소정의 값으로 설정하는 단계;
    (b) 단말 정보를 이동 통신망으로 전달하는 단계;
    (c) 이동 통신망으로부터 보조 데이터를 전달받는 단계;
    (d) 상기 보조 데이터를 이용하여 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 전파를 수신하고, 상기 단말기의 위치를 현재의 서비스 품질 레벨에 따라 계산하는 단계;
    (e) 상기 단말기의 위치 변화에 의해 단말기의 이동 속도를 계산하는 단계; 및
    (f) 상기 이동 속도가 대응하는 소정의 범위보다 떨어지면 현재의 서비스 품질 레벨을 높이고, 높아지면 현재의 서비스 품질 레벨을 낮추어 상기 (d) 단계 이하의 과정을 계속하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에서 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통한 위치 측위 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계의 소정의 값은
    사용자로부터 입력받는 것을 특징으로 하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에서 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통한 위치 측위 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (b) 단계 및 (c) 단계는
    30 내지 120분의 범위 내에서 한번씩 이루어지는 것을 특징으로 하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에서 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통한 위치 측위 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 (f) 단계에서
    상기 서비스 품질 레벨 중 최하위 서비스 품질 레벨은 상기 (a) 단계에서 설정된 소정의 값이고, 최상위 서비스 품질 레벨은 255임을 특징으로 하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에서 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통한 위치 측위 방법.
  5. 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기에 있어서,
    상기 단말기는,
    현재의 서비스 품질 레벨을 소정의 값으로 설정하는 모듈;
    단말 정보를 이동 통신망으로 전달하는 모듈;
    이동 통신망으로부터 보조 데이터를 전달받는 모듈;
    상기 보조 데이터를 이용하여 지피에스 인공위성으로부터 지피에스 전파를 수신하고, 상기 단말기의 위치를 현재의 서비스 품질 레벨에 따라 계산하는 모듈;
    상기 단말기의 위치 변화에 의해 단말기의 이동 속도를 계산하는 모듈; 및
    상기 이동 속도가 대응하는 소정의 범위보다 떨어지면 현재의 서비스 품질 레벨을 높이고, 높아지면 현재의 서비스 품질 레벨을 낮추어 모듈;을 포함하는 소프트웨어를 동작시키는 마이크로프로세서를 구비함을 특징으로 하는 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위 정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단말기는
    네비게이션 서비스에 필요한 전체 지도 정보를 저장하는 플래쉬 메모리;를 더 구비함을 특징으로 하는 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위 정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 소프트웨어는
    측위된 위치에 대응하는 지도 정보만을 지도 서버로부터 다운로드 받는 모듈;을 더 구비하고,
    상기 단말기는
    지도 서버로부터 다운로드된 지도 정보를 저장하는 플래쉬 메모리;를 더 구비함을 특징으로 하는 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위 정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 소프트웨어는
    측위된 위치에 대응하는 지도 정보를 플래쉬 메모리에서 인출하여 디스플레이부에 표시하고, 디스플레이된 지도 상에 측위된 위치를 표시하는 모듈;을 더 구비함을 특징으로 하는 이동 속도에 따른 서비스 품질 레벨 제어를 통해 위치 측위 정확성을 확보하는 모바일 스테이션 기반의 지피에스 단말기.
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