KR100689517B1 - ＮＴＰ(Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ)서버를 이용한 ＡＧＰＳ시스템 및 그를 이용한 단말기의위치 측정 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 무선 랜(Wireless LAN) 환경의 AGPS 시스템에서 위치결정서버(PDE: Position Determination Entity)측에서는 AGPS 데이터를 제공하고 NTP(Network Time Protocol) 서버측에서는 동기화된 시간 정보를 제공하면, AGPS 데이터 및 시간 정보를 이용하여 단말기의 위치를 측정하는 방법을 개시한다. 이와 같이 GPS 위치 측정 장치를 기반으로 단말기 사용자의 위치를 측정하여 이에 기반한 서비스를 제공하는 시스템에 AGPS(Assisted GPS) 개념을 활용함으로써, 사용자의 초기 위치를 구하기 위해 GPS 수신기에서 위치 해가 나올 때까지 사용자가 대기하는 초기 위치 탐색 시간을 크게 줄일 수 있으며 신속하고 정확한 단말기의 위치 측정이 이루어질 수 있게 된다.
무선 랜, AGPS, 위치 결정 서버(PDE), NTP, 접속장치(AP)

Description

ＮＴＰ(Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ) 서버를 이용한 ＡＧＰＳ시스템 및 그를 이용한 단말기의 위치 측정 방법{SYSTEM OF ASSISTED GPS USING NETWORK TIME PROTOCOL SERVER AND METHOD MEASURING LOCATION OF MOBILE PHONE THEREOF}
도 1은 종래의 무선 랜 기술을 이용한 시스템의 일반적인 망 구성과 전송절차를 살펴보기 위한 구성도,
도 2는 NTP(Network Time Protocol)의 구성을 보인 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 환경에서의 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템의 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 기능이 구현된 AGPS 단말기의 개략적인 내부블록구성도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 단말기 및 접속장치와 위치 결정 서버 간의 송수신되는 데이터의 포맷을 도시한 도면
도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 단말기 및 접속장치와 NTP 서버 간의 송수신되는 데이터의 포맷을 도시한 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템의 호처리 흐름도.
본 발명은 AGPS(Assisted Global Positioning System) 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 랜 환경에서 시스템과 동기화된 시간 정보를 제공할 수 있도록 하는 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용한 AGPS 시스템 및 그를 이용한 단말기의 위치 측정 방법에 관한 것이다.
최근 공간을 초월하여 인터넷 등의 통신 서비스를 제공하기 위하여 많은 기업들이 무선 인터넷이라는 새로운 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 이러한 추세에 따라 무선 인터넷이 가능하도록 하는 무선랜(Wireless LAN) 망이 구축되었는데, 무선랜 망은 일반적으로 전파나 적외선 전송방식을 이용하는 근거리통신망(LAN)으로써, 기존 네트워크 케이블이나 일반전화선 등의 케이블 대신에 전파를 이용해 컴퓨터 및 전자적 장비간의 네트워크를 구축하는 기술을 말한다. 이와 같이 눈에 보이지 않는 전파를 이용하기 때문에 무선랜망은 구축 시간과 경비를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 전파의 도달 범위 안에서 자유롭게 이동 하면서 네트워크에 접속할 수 있어 고정적인 네트워크의 개념을 움직이는 네트워크의 개념으로 전환시킨다. 이동 통신 단말기 관련 기술의 발달과 이동 통신 단말기의 보급률의 비약적인 증가는 이러한 무선 랜 환경의 발전을 더욱 촉진시켰다.
예를 들어, 사용자는 접속장치(AP :Access Point)가 설치된 곳을 중심으로 일정 거리 이내에서 PDA나 노트북 컴퓨터를 통해 무선랜망에 접속함으로써 인터넷 등의 서비스를 이용할 수 있다. 다만, 이러한 서비스는 무선주파수를 이용하므로 별도의 전화선이나 전용선이 필요없지만, PDA나 노트북 컴퓨터에서 이러한 서비스를 이용하기 위해서는 무선랜 카드가 장착되어 있어야 한다.
통상적으로 전술한 바와 같은 무선랜망은 도 1에 도시된 바와 같이 구축된다. 무선 랜 기술을 이용한 시스템의 일반적인 망 구성과 전송절차를 살펴보기 위해 도 1을 참조한다. 도 1에 도시된 바와 같이 무선랜 망은 무선 인터넷 통신이 가능한 단말기(Terminal)(100), 접속장치(Access Point)(110), 네트워크 망(120)으로 구성된다. 먼저, PDA, NotePC와 같은 단말기(100)는 다양한 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위해 무선랜 카드를 장착함으로써 무선랜 접속이 가능하게 된다. 그리고 접속장치(110)는 무선 인터넷 서비스를 이용 가능하게 하는 중계기이며, 각각의 무선랜 기능을 갖춘 단말기는 그 접속장치(110)를 통하여 인터넷 등의 서비스를 이용할 수 있다. 이 때, 단말기(100)와 접속장치(110) 간의 통신은 적외선, 주파수 등을 이용하여 이루어진다.
한편, 휴대폰, PDA 등과 같은 단말기를 이용한 다양한 무선 인터넷 서비스들 중 특히, 위치 기반 서비스는 광범위한 활용성 및 편리함으로 인하여 크게 각광받고 있다. 이러한 무선 인터넷 서비스는 단말기의 위치에 따른 교통 정보, 차량 항법 등 다양한 분야 및 상황에 사용될 수 있다. 이러한 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위해서는 단말기의 위치를 파악하는 기술적용이 필수적이다. 현재, 무선 통신 을 이용하여 위치를 파악하는 방법으로는 GPS(Global Positioning System)를 이용하는 방법이 대표적이다.
일반적으로 GPS 위성을 이용하여 GPS 위성 신호를 수신하는 방법은 크게 두가지로 나뉘어진다. 먼저, 기존의 단말기에서 많이 이용되었으며, GPS 칩셋(Chipset) 또는 모듈을 회로상에 독립적으로 장착한 후 칩셋 또는 모듈 자체에서 위성의 궤도 및 의사거리를 계산한 후 사용자의 위치를 외부 장치와의 정보 교환없이 자체적으로 구하는 독립형 GPS(Stand-alone GPS) 방식이 있다. 또한, 휴대폰의 위치 측정을 위하여 최근 많이 이용되며, 항법 데이터 수신에서 주로 기인하는 GPS의 긴 워밍업 시간을 줄이기 위하여 기지국에서 미리 측정된 위성궤도정보 및 오차정보 등을 통신 수단을 통해 단말기에 전달하고, 단말기에 내장된 GPS 칩셋 또는 모듈에서는 기지국에서 전송된 데이터와 GPS 위성으로부터 측정된 의사거리를 이용하여 단말기의 위치를 짧은 시간 안에 구하는 AGPS(Assisted GPS : 이하 AGPS) 방식이 있다.
만약, AGPS를 사용할 경우 위성의 궤도정보 및 보정 정보 등이 기지국에 설치된 위치결정서버(PDE: Position Determination Entity)로부터 이동국에 전송되기 때문에 독립형 GPS에 비해 응답시간이 빠르며, GPS의 신호가 약한 도심이나 실내에서 GPS 신호 검출에 강한 장점이 있다.
통상적으로 사용자 위치와 시간 정보 등 아무런 정보가 없는 상태일 경우에는 단말기가 자신의 위치를 계산하기 위한 GPS 신호를 획득하기 위해 모든 위성에 대해 주파수와 코드로 이루어진 검색공간을 순차적으로 검색해야만 한다. 그런데 AGPS 방식을 이용하면 사용자 위치와 시간 정보를 대략적으로 알 수 있으므로, 위성의 궤도정보와 결합하여 사용자의 위치에서 보이는 위성의 번호와 도플러 천이 값을 예측할 수 있기 때문에 검색해야 할 위성의 개수를 줄일 수 있어서 응답시간이 빠르게 된다. 또한, 사용자의 위치와 현재의 시각정보가 없더라도, AGPS 방식을 이용하면 현재 동작하고 있는 위성의 번호를 알 수 있으므로 검색해야 할 위성의 개수를 줄일 수 있다.
한편, GPS 위치 측정 장치를 이용하여 사용자의 위치를 측정하는 서비스를 제공하는 무선 랜 환경의 시스템과 데이터를 송수신하기 위해서는 동기된 정확한 시간 정보를 얻을 수 있는 방법이 필요하다. 만약 상기한 바와 같이 시스템과 동기된 시간 정보를 얻을 수 있다면, 네트워크를 통한 AGPS 데이터와 시간 정보를 이용하여 사용자의 위치 측정을 할 수 있으므로 초기 위치 탐색 시간(TTFF:Time To First Fix) 및 민감도(Sensitivity)를 향상시킬 수 있게 된다. 그러나, 시스템과 동기된 시간을 얻을 수 있는 방법이 없으므로 무선랜 환경에서 AGPS 시스템을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
상술한 바와 같이 종래에는 무선 랜의 기능을 갖추고 있는 단말기가 접속장치를 통하여 네트워크 망으로 접속한 후 망에 존재하는 위치결정서버로부터 위치 계산에 필요한 AGPS 데이터를 제공받을 수 있는데 반해 시스템과 동기된 시간 정보는 얻을 수 없으므로 무선랜 환경에서 AGPS 시스템의 구현이 어려운 문제점이 있었 다.
따라서, 본 발명은 무선 랜 환경의 AGPS 시스템에서 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용하여 동기화된 시간 정보를 제공함으로써 단말기의 위치 측정이 가능하도록 하는 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용한 AGPS 시스템 및 그를 이용한 단말기의 위치 측정 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 랜(Wireless LAN) 환경에서의 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용한 AGPS(Assisted Global Positioning System) 시스템에 있어서, 위치 관련 서비스 요청 시 무선 랜 기능을 이용하여 AGPS 데이터 요청 메시지 및 시간 정보 요청 메시지를 전송하고, 이에 대응하는 AGPS 데이터 및 시간 정보를 수신하면 수신된 상기 AGPS 데이터 및 시간 정보를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 단말기와, 상기 단말기로부터 수신되는 메시지를 분석하여 분석 결과에 따라 상기 수신된 메시지를 해당 서버로 전송하고, 상기 해당 서버로부터 수신되는 메시지를 상기 단말기에 전달하는 접속장치(Access Point)와, 상기 접속장치로부터 수신되는 메시지가 AGPS 데이터 요청 메시지인 경우 상기 AGPS 데이터 요청 메시지에 대응하는 AGPS 데이터를 생성하여 상기 접속장치에 제공하는 위치 결정 서버(Position Determination Entity)와, 상기 접속장치로부터 수신되는 메시지가 시간 정보 요청 메시지인 경우 상기 시간 정보 요청 메시지에 대응하는 동기화된 시간 정보를 생성하여 상기 접속장치에 제공하는 NTP 서버를 포 함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 무선 랜(Wireless LAN) 환경에서의 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용한 AGPS(Assisted Global Positioning System) 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법에 있어서, 상기 단말기가 위치 관련 서비스 요청 시 AGPS 데이터 요청 메시지 및 시간 정보 요청 메시지를 생성하여 전송하는 과정과, 상기 메시지 전송에 대응하여 접속 장치가 상기 단말기로부터 수신되는 메시지를 분석하여 분석 결과에 따라 위치 결정 서버 및 NTP 서버 중 어느 하나의 서버로 상기 메시지를 전달하는 과정과, 상기 접속장치가 상기 각각의 서버로부터 수신되는 응답 메시지를 상기 단말기로 전송하는 과정과, 상기 단말기가 상기 AGPS 데이터 요청 메시지 및 상기 시간 정보 요청 메시지 전송에 대응하는 상기 접속장치로부터의 수신되는 응답 메시지를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에서는 무선 랜(Wireless LAN) 환경의 AGPS 시스템에서 위치결정서버(PDE: Position Determination Entity)측에서는 AGPS 데이터를 제공하고 NTP(Network Time Protocol) 서버측에서는 동기화된 시간 정보를 제공하면, AGPS 데이터 및 시간 정보를 이용하여 단말기의 위치를 측정하는 방법을 개시한다. 여기서, 이용되는 것이 NTP인데, 본 발명을 설명하기에 앞서, 본 발명에서 이용되는 NTP에 대하여 간략하게 설명한다.
NTP는 네트워크로 연결되어 있는 네트워크 구성요소(NE:Network Element)들간의 클럭 시간을 동기화시크는데 사용되는 프로토콜이다. 이러한 NTP는 현재 인터넷 표준으로 사용되고 있으며, 인터넷 등의 네트워크 상에서 동기화 기술 및 트래픽(traffic)을 감안할 때 1~50 ms의 정확도를 가지는 시간 정보의 제공이 가능하다. 구체적으로, 시간 서버(Time Server)로 지정된 네트워크 구성요소 즉, NTP 서버에만 수신기를 장착하고, 이 서버와 네트워크로 연결되어 있는 단말기의 클럭 시간은 NTP와 같은 프로토콜을 사용하여 동기화를 수행함으로써, 모든 단말기에 수신기를 장착하는 번거로움을 없앨 수 있다.
이러한 NTP의 구성은 도 2에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어진다. 도 2를 참조하여 NTP의 구성을 개략적으로 살펴보면, NTP는 클라이언트 또는 서버 둘 모두에서 사용되므로 사용자에 따라 NTP 서버, NTP 클라이언트(Client)를 구분하기 위한 모드(MODE)라는 필드가 구현된다.
이러한 NTP 구성은 우선적으로 참조되는 NTP 서버에 대한 전체 왕복 지연(total round delay)을 가르키는 루트 딜레이(Root Delay), 우선적으로 참조되는 NTP 서버에 연관된 노멀 에러(normal error)를 가르키는 루트 분산(Root Dispersion), 로컬 클럭(local clock)이 마지막으로 설정되거나 또는 정정된 시간을 기록하는 참조 시간(Reference Timestamp), 클라이언트로부터 서버를 향한 요청 이 전송된 시간을 기록하는 오리지날 시간(Original Timestamp), 상기 요청이 서버에 도착한 시간을 기록하는 수신 시간(Receive Timestamp), 서버에서 클라이언트로 응답이 전송된 시간을 기록하는 전송 시간(Transmit Timestamp)로 이루어진다. 전술한 바를 근거로 NTP는 시간 정보뿐만 아니라 지연요소에 대한 정보를 제공하며, NTP 클라이언트와 NTP 서버에서 각각의 상태에 대한 시간정보를 기록하여 전달하기 때문에 이러한 요소들을 이용하여 전달된 시간으로부터 지연된 시간을 유추할 수 있다.
이러한 NTP와 시간 서버를 이용한다면 무선 랜 환경을 이용하여 네트워크 망으로 접속하는 시스템 등 동기된 시간 정보를 얻을 수 없는 시스템에서도 동기화된 정확한 시간 정보를 얻을 것이 가능하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 환경에서의 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템의 블록 구성도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템을 구체적으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 AGPS 시스템은 단말기(200), 접속장치(AP:Access Point)(210), NTP서버(220) 및 위치결정서버(230)를 포함하여 구성되는 네트워크 망(240)으로 구성된다.
먼저, 본 발명에 따른 단말기(200)로는 휴대폰, PDA, NotePC 등의 이동 통신 단말기가 사용될 수 있다. 특히 본 발명에 따른 무선 랜을 이용한 AGPS 시스템에서의 단말기(200)는 무선 랜 기술을 이용하여 네트워크 망(240)에 접속해야 하는데, 이를 위해 단말기(200)와 네트워크 망(240)을 연결하는 구성요소로서 접속장치 (210)가 구현된다. 이러한 접속장치(210)를 통해 단말기(200)와 네트워크 망(240)에 존재하는 위치 결정 서버(230) 및 NTP 서버(220)와의 데이터 송수신이 이루어지게 된다.
따라서, 사용자가 이러한 단말기(200)를 이용하여 위치 관련 서비스를 요청하게 되면, 단말기(200)에서는 자신의 위치와 관련된 AGPS 데이터를 요청하기 위한 AGPS 데이터 요청 메시지를 생성하여 위치 결정 서버(230)로 전송한다. 이를 위해 먼저, 단말기(200)는 무선 랜 기술을 이용하여 접속장치(210)을 통해 네트워크 망(240)에 접속해야 하며, AGPS 데이터 요청 메시지는 접속장치(210)를 거쳐 위치 결정 서버(230)로 전달된다.
그러면 위치 결정 서버(230)는 접속장치(210)를 통해 단말기(200)로부터의 AGPS 데이터 요청 정보를 수신한다. 이러한 위치 결정 서버(230)는 AGPS 데이터 요청 정보를 이용하여 AGPS 데이터를 생성한다. 예컨대 위치 결정 서버(230)는 GPS 위성의 궤도 정보(ephemeris), 현재의 GPS 시간 정보, GPS 운행 정보, 그리고 단말기(200)를 휴대하고 있는 사용자의 대략적인 위치 정보 등을 포함하는 AGPS 데이터를 생성한다. 위치 결정 서버(200)는 상기한 바와 같은 AGPS 데이터를 생성하고 나서 생성된 AGPS 데이터를 접속장치(210)로 전달하면, 접속장치(210)는 위치 결정 서버(230)로부터 전달된 AGPS 데이터를 단말기(200)로 전송한다.
또한, 사용자가 위치 관련 서비스를 요청하게 되면, 단말기(200)에서는 전술한 AGPS 데이터 요청 메시지 뿐만 아니라 시스템과 동기화된 시간 정보를 획득하기 위한 시간 정보 요청 메시지를 생성한다. 이에 따라 단말기(200)는 AGPS 데이터 요 청 메시지를 위치 결정 서버(230)로 전송하는 반면에 시간 정보 요청 메시지는 NTP 서버(220)로 전송한다. 이 때, 각각의 서버에 전송되는 메시지는 접속 장치(210)를 거쳐 해당 서버에 전송된다. 다시 말하면, 단말기(200)는 시간 정보 요청 메시지를 접속 장치(210)를 통해 네트워크 망(240)의 NTP 서버(220)에 전달한다.
그러면, NTP 서버(220)에서는 시간 정보 요청 메시지에 대응하여 단말기(200)가 요청한 시간 정보를 접속 장치(210)를 통해 무선 랜 기술을 이용하여 그 단말기(200)로 전송한다.
이렇게 함으로써, 단말기(200)는 무선 랜 기술을 이용하여 접속 장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230)로부터는 AGPS 데이터를 제공받으며, NTP 서버(220)로부터는 시간 정보를 제공받는다. 네트워크 망을 통하여 AGPS 서버로부터 전달받은 AGPS 데이터 및 NTP 서버로부터 전달받은 시간 정보를 이용하여 단말기는 자신의 초기 위치를 빨리 측정할 수 있으며, GPS 수신기에서 위치 해가 나올때까지 대기하는 시간을 줄임으로써 GPS 초기 위치 탐색 시간을 줄일 수 있다. 이에 따라 단말기(200)는 수신된 GPS 신호를 이용하여 자신의 초기 위치를 보다 빨리 측정할 수 있게 된다.
이하의 설명에 있어서는 무선 랜 기능이 구현된 단말기(200)에서의 위치 측정에 따른 각 구성부의 역할에 대해 설명한다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 기능이 구현된 AGPS 단말기의 개략적인 내부블록구성도인 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4를 참조하면, 단말기(200)는 GPS 수신부(410), 통신부(420), AGPS부(430)로 구성된다.
먼저, 통신부(420)는 접속장치(210)를 통하여 네트워크 망(240)에 접속 가능하고 네트워크의 자원을 공유할 수 있는 무선 랜 기능이 구현된다. 이러한 통신부(420)는 접속장치(210)를 통하여 위치 결정 서버(230)로부터 전달받은 AGPS 데이토와 NTP 서버(220)로부터 전달받은 시간 정보를 처리부(410)의 제어하에 AGPS부(430)로 전달한다.
처리부(410)는 본 발명의 실시 예에 따라 GPS 이용하여 자신의 초기 위치를 측정할 수 있도록 각 구성부를 제어하는 등의 단말기(200)의 전반적인 제어 동작을 수행한다.
또한, AGPS부(430)는 통신부(420)로부터 전달받은 AGPS 데이터 및 시간 정보를 이용하여 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 좀 더 정확하게 수신할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이에 따라 AGPS(430)는 GPS 신호를 이용하여 단말기(200)의 위치를 빠르고 정확하게 파악한다. 그리고 AGPS부(430)는 접속장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230)로의 AGPS 데이터의 요청 및 NTP 서버(220)로의 시간 정보의 요청 시 필요한 제어를 수행하며, 제공된 AGPS 데이터 및 시간 정보를 이용하여 GPS 초기 위치를 탐색하고, GPS 신호를 이용하여 단말기(200) 자신의 현재 위치를 계산한다.
이와 같이 단말기(200)는 무선 랜 환경의 AGPS 시스템에서 위치 결정 서버(230)로부터 수신한 AGPS 데이터 및 NTP 서버(220)로부터 수신한 시간 정보를 이용함으로써, GPS 초기 위치 탐색 시간을 줄일 수 있고, 이에 따라 자신의 현재 위치를 신속히 계산할 수 있다.
한편, 이하에서는 무선 랜 환경에서의 AGPS 시스템에서 접속 장치(210)와 위 치 결정 서버(230) 간의 송수신되는 데이터 포맷을 설명하기 위해 도 5를 참조한다. 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 환경에서의 AGPS 시스템에서 단말기(200) 및 접속 장치(210)와 위치 결정 서버(230) 간의 송수신되는 데이터의 포맷은 도 5에 도시된 바와 같다.
도 5처럼, 송수신되는 데이터 포맷은 프로토콜 식별정보(Protocol ID) 필드(500), 데이터 사이즈 정보(Real Data Size)필드 (510), 데이터(Real Data Message) 필드(520)로 구성된다. 프로토콜 식별정보(500)는 단말기(200)가 접속 장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230) 또는 위치 결정 서버(230)가 접속장치(210)를 통해 그 단말기(200)로 소정 데이터를 전송하기 위해 미리 약속된 프로토콜 정보이다. 예를 들어, 본 발명에서 단말기(200) 및 접속 장치(210)와 위치 결정 서버(230) 간에 송수신되는 데이터는 AGPS 데이터로, 프로토콜 식별정보(500)는 AGPS 데이터의 송수신을 위한 프로토콜임을 나타내는 정보이다. 만약, 단말기(200)에서 AGPS 데이터 요청 메시지를 접속장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230)로 전송하고자 하는 경우, 프로토콜 식별정보(500) 필드에는 단말기(200)로부터의 AGPS 데이터 요청임을 나타내는 정보가 포함된다. 이와 다르게 위치 결정 서버(230)로부터 접속장치(210)를 통한 단말기(200)로의 전송되는 AGPS 데이터인 경우, 프로토콜 식별정보(500) 필드에는 위치 결정 서버(230)로부터의 AGPS 데이터임을 나타내는 정보가 포함된다.
그리고 데이터 사이즈 정보(510)는 단말기(200)가 접속 장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230)로 또는 위치 결정 서버(230)가 접속 장치(210)를 통해 단말기 (200)로 전송하려고 하는 데이터의 사이즈 정보이다. 이어, 데이터(520)는 단말기(200)가 접속 장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230) 및 위치 결정 서버(230)가 접속 장치(210)를 통해 단말기(200)로 전송하고자 하는 실제 데이터에 해당한다.
따라서, 단말기(200) 및 접속 장치(210)와 위치 결정 서버(230) 간에는 프로토콜 식별정보(500)를 통하여 AGPS 데이터 송/수신을 위한 프로토콜임을 확인할 수 있으며, 식별 정보를 통한 확인이 완료되면 데이터 사이즈 정보(510)를 통해 데이터 사이즈를 확인한 후 그 사이만큼에 해당하는 실제 AGPS 데이터를 얻을 수 있게 된다. 이와 같이 AGPS 데이터 포맷을 통해 단말기(200)는 실제 AGPS 데이터를 획득할 수 있는데, 이러한 AGPS 데이터를 GPS를 통한 초기 위치 탐색 시에 이용한다. 한편, 네트워크 망(240)을 통하여 위치 결정 서버(230)로 요청하는 AGPS 데이터에는 GPS 위성의 궤도 정보(ephemeris), 현재의 GPS 시간 정보, GPS 운행 정보, 그리고 단말기(200)를 휴대하고 있는 사용자의 대략적인 위치 정보 등이 포함된다. 이러한 AGPS 실제 데이터에 대한 보다 상세한 설명은 IS-801 TIA/EIA(2001.2) 스펙을 참조한다.
전술한 바에서는 단말기(200)가 접속 장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230)로부터 제공되는 AGPS 데이터에 대해 설명하였다. 이하의 설명에 있어서는, 단말기(200)가 접속 장치(210)를 통해 NTP 서버(220)와 송수신하는 데이터의 포맷에 대해 설명하기로 한다. 이를 위해 본 발명의 실시 예에 따라 단말기(200) 및 접속장치(210)와 NTP 서버(220) 간의 송수신되는 데이터의 포맷을 도시한 도면인 도 6을 참조하여 설명한다.
먼저, 도 6(a)는 본 발명의 실시 예에 따라 단말기(200)에서 접속장치(210)를 통해 NTP 서버(220)로 전송하는 시간 정보 요청 메시지의 포맷을 도시한 도면이고, 도 6(b)는 본 발명의 실시 예에 따라 NTP 서버(220)에서 접속장치(210)를 통해 단말기(200)로 전송하는 시간 정보 응답 메시지의 포맷을 도시한 도면이다.
만약 사용자가 단말기(200)를 이용하여 위치 정보 서비스를 제공받고자 하는 경우, 이에 따라 단말기(200)에서는 AGPS 데이터 요청 메시지를 접속 장치(210)를 통해 위치 결정 서버(230)로 전송한 후 다시 접속 장치(210)를 통해 시간 정보 요청 메시지를 NTP 서버(220)로 전송한다. 다시 말하면, 본 발명의 실시 예에 따라 단말기(200)에서는 NTP 서버(220)에서 제공하는 시간 정보를 얻기 위해서 그 시간 정보를 요청하는 시간 정보 요청 메시지를 생성한다. 이 때, 시간 정보 요청 메시지는 NTP 서버(220)에 시간 정보를 요청하는 메시지이므로, 요청만 하는 메시지임을 알리는 정보만이 설정된 프로토콜 식별정보(600)와, 별도의 데이터가 포함되지 않는 정의되지 않은 필드(Not defined)(620) 및 실제 데이터가 존재하지 않으므로 데이터 사이즈가 0인 데이터 사이즈 정보(610)로 이루어진다.
이러한 시간 정보 요청 메시지가 NTP 서버(220)에 전달되면, NTP(220)에서는 프로토콜 식별정보(600)에 설정된 내용을 통해 시간 정보 요청 메시지임을 인지한다. 이러한 요청에 대응하여 NTP 서버(220)는 도 6(b)에 도시된 바와 같은 포맷을 가지는 시간 정보 응답 메시지를 시간 정보를 요청한 단말기(200)측으로 전송한다.
이러한 시간 정보 응답 메시지는 도 6(b)에 도시된 바와 같이 프로토콜 식별정보(630), 데이터 사이즈 정보(640), TOW(650), Week number(660)로 이루어진 포 맷을 갖는다.
이러한 구성을 갖는 시간 정보 응답 메시지의 포맷 중 TOW(650) 필드에는 UTC(Coordinated Universal Time) 정보를 포함하는데, UTC는 원자초에 따르는 매우 정교한 시간 정보를 제공한다. TOW(650)는 UTC로 구성되며 구체적으로, 일요일 00:00:00에서부터의 시간을 초단위로 나타낸 시간 정보를 의미한다. 그리고 Week number(660) 필드에는 기본적인 GPS 시간 단위를 의미하는 29비트 2진수인 Z-count가 포함되는데, 이러한 Z-count 중 10비트는 현재의 GPS week number를 나타낸다. GPS week은 1980년 1월6일 이후 경과한 주일수를 의미하며, 매주 토요일과 일요일 사이의 자정을 기준으로 증가한다. 그리고, 시간 정보 응답 메시지에는 TOW(650) 필드와 상기 Week number(660) 필드의 크기의 합을 나타내는 데이터 사이즈 정보(640) 필드도 포함된다.
이와 같이 본 발명에 따른 NTP 클라이언트 즉, 단말기(200)는 NTP 서버(220)에 정확한 현재 시각을 교환할 것을 요구하기 위해 시간 정보 요청 메시지를 전송한다. 이러한 시간 정보 요청 메시지를 전송한 후 이에 대응하는 시간 정보 응답 메시지를 수신하는 등의 메시지 교환의 결과를 통해, 단말기(200)는 서버의 시각과의 차이를 이용하여 링크 지연시간을 계산할 수 있으며, 자신의 클록을 서버에 있는 클록과 일치하도록 조정할 수 있다.
이하, 전술한 바를 도 3 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용한 AGPS 시스템 및 그를 이용한 단말기의 위치 측정 방법을 설명하기 위해 AGPS 시스템의 신호 처리 과정을 상세히 설명한 다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템의 호처리 흐름도이다.
먼저, 사용자로부터 위치 관련 서비스 요청이 입력되면 이에 대응하여 단말기(200)는 (S700)단계에서 접속장치(210)로 도 5에 도시된 바와 같은 포맷을 갖는 AGPS 데이터 요청 메시지를 전송한다. 그러면 접속장치(210)에서는 (S705)단계에서 단말기(200)로부터의 AGPS 데이터 요청 메시지를 위치 결정 서버(230)로 전달한다. 이 떼, 접속 장치(210)는 수신되는 메시지의 포맷 중 프로토콜 식별정보 필드를 분석하여 수신된 메시지가 AGPS 데이터 요청 메시지임을 인지한다. 그리고나서 접속장치(210)는 인지한 AGPS 데이터 요청 메시지를 위치 결정 서버(230)에 전달하게 된다.
한편, 위치 결정 서버(230)는 접속장치(210)로부터 수신되는 AGPS 데이터 요청 메시지를 분석한다. 분석 결과에 따라 위치 결정 서버(230)가 AGPS 데이터 요청 메시지가 단말기(200)로부터 AGPS 데이터를 요청하는 메시지임을 인지하면 (S710)단계에서 AGPS 데이터 요청 메시지에 대응하는 AGPS 데이터를 생성한다. 그리고나서 위치 결정 서버(230)는 (S715)단계로 진행하여 생성된 AGPS 데이터를 무선 랜 기술을 이용하여 접속장치(210)로 전달하면, 접속장치(210)에서는 (S720)단계로 진행하여 그 위치 결정 서버(230)로부터의 AGPS 데이터를 AGPS 데이터를 요청한 단말기(200)에 전달한다.
또한, 사용자로부터 위치 관련 서비스 요청에 대응하여 단말기(200)는 AGPS 데이터 요청 메시지 뿐만 아니라 자신의 위치를 측정하는데 이용하기 위한 시간 정 보를 요청하는 시간 요청 메시지를 생성한 후 이를 (S725)단계에서 무선 랜 기술을 이용하여 접속 장치(210)에 전송한다. 이 때, 시간 정보 요청 메시지는 도 6(a)에 도시된 바와 같은 포맷을 갖는다. 그러면 접속장치(210)에서는 (S730)단계에서 단말기(200)로부터의 시간 정보 요청 메시지를 NTP 서버(220)에 전달한다.
그러면 NTP 서버(220)에서는 시간 정보 요청 메시지를 통해 단말기(200)로부터의 정확한 현재 시각을 교환할 것을 요구하는 메시지임을 인지하여 (S740)단계로 진행하여 도 6(b)에 도시된 바와 같은 포맷을 갖는 시간 정보 응답 메시지를 생성한다. 그리고나서 NTP 서버(220)는 (S745)단계에서 생성된 시간 정보 응답 메시지를 접속 장치(210)에 제공하면, 접속 장치(210)에서는 (S750)단계에서 NTP 서버(220)로부터의 시간 정보 응답 메시지를 단말기(200)로 전달한다. 이에 따라 단말기(200)에서는 (S760)단계에서 위치 결정 서버(230)로부터의 AGPS 데이터 및 NTP 서버(220)로부터의 시간 정보를 이용하여 GPS를 통한 자신의 현재 위치를 계산한다.
다시 말하면, 단말기(200)는 전술한 바와 같은 과정을 통해 AGPS 데이터 및 시간 정보를 수신하여 신속하고 정확하게 GPS 초기 위치를 탐색하여 자신의 현재 위치를 계산한다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
상술한 본 발명에 따르면, GPS 위치 측정 장치를 기반으로 단말기 사용자의 위치를 측정하여 이에 기반한 서비스를 제공하는 시스템에 지원용 GPS(Assisted GPS) 개념을 활용함으로써, 사용자의 초기 위치를 구하기 위해 GPS 수신기에서 위치 해가 나올 때까지 사용자가 대기하는 초기 위치 탐색 시간을 크게 줄일 수 있으며, 도심 주행 중 GPS 음영지역에서 장시간 GPS 위치 해가 나오지 않아 발생할 수 있는 문제점 예를 들어, 경로 이탈 현상, 맵 매칭(Map Matching) 오류 등을 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 무선 랜 기능을 통하여 네트워크 망에 접속하는 단말기의 경우, 네트워크 망과 동기된 정확한 시간 정보를 얻을 수 없는 시스템에서 NTP 서버를 이용함으로써 그 시스템과 동기된 시간 정보를 얻을 수 있다. 따라서, NTP 서버를 이용한다면 무선 랜 기능만으로 AGPS 시스템을 구현할 수 있으며, 무선 랜이 가지는 다양한 장점을 효율적으로 이용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 무선 랜(Wireless LAN) 환경에서의 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용한 AGPS(Assisted Global Positioning System) 시스템에 있어서,
    위치 관련 서비스 요청 시 무선 랜 기능을 이용하여 AGPS 데이터 요청 메시지 및 시간 정보 요청 메시지를 전송하고, 이에 대응하는 AGPS 데이터 및 시간 정보를 수신하면 수신된 상기 AGPS 데이터 및 시간 정보를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 단말기와,
    상기 단말기로부터 수신되는 메시지를 분석하여 분석 결과에 따라 상기 수신된 메시지를 해당 서버로 전송하고, 상기 해당 서버로부터 수신되는 메시지를 상기 단말기에 전달하는 접속장치(Access Point)와,
    상기 접속장치로부터 수신되는 메시지가 AGPS 데이터 요청 메시지인 경우 상기 AGPS 데이터 요청 메시지에 대응하는 AGPS 데이터를 생성하여 상기 접속장치에 제공하는 위치 결정 서버(Position Determination Entity)와,
    상기 접속장치로부터 수신되는 메시지가 시간 정보 요청 메시지인 경우 상기 시간 정보 요청 메시지에 대응하는 동기화된 시간 정보를 생성하여 상기 접속장치에 제공하는 NTP 서버를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 접속장치는
    상기 단말기로부터 수신되는 메시지가 AGPS 데이터 요청 메시지인 경우 상기 AGPS 데이터 요청 메시지를 상기 위치 결정 서버로 전송하며,
    상기 단말기로부터 수신되는 메시지가 시간 정보 요청 메시지인 경우 상기 시간 정보 요청 메시지를 상기 NTP 서버로 전송함을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 AGPS 데이터 요청 메시지의 포맷은
    상기 단말기로부터의 AGPS 데이터 요청임을 나타내는 프로토콜 식별정보(Protocol ID) 필드, 데이터(Real Data Message) 필드 및 상기 데이터 필드의 크기를 나타내는 데이터 사이즈 정보(Real Data Size) 필드로 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 위치 결정 서버로부터의 AGPS 데이터는
    상기 AGPS 데이터 요청 메시지에 대한 응답을 나타내는 프로토콜 식별정보 필드, 상기 단말기에 대한 데이터가 포함되는 데이터 필드, 상기 데이터 필드에 대한 크기를 나타내는 데이터 사이즈 정보 필드로 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 시간 정보 요청 메시지의 포맷은
    상기 단말기로부터의 시간 정보 요청임을 나타내는 프로토콜 식별정보(Protocol ID) 필드, 정의되지 않은 필드(Not defined) 및 상기 정의되지 않은 필드의 크기를 나타내는 데이터 사이즈 정보(Real Data Size) 필드로 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 동기화된 시간 정보는
    상기 NTP 서버로부터의 동기화된 시간 정보임을 나타내는 프로토콜 식별정보 필드, UTC(Coordinated Universal Time)인 TOW 필드, GPS 주(week)를 나타내는 10비트가 포함되는 Week number 필드 및 상기 TOW 필드와 상기 Week number 필드의 크기의 합을 나타내는 데이터 사이즈 정보 필드로 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 TOW 필드에는
    일요일 00:00:00에서부터의 시간을 초단위로 나타낸 시간 정보가 포함되며,
    상기 Week number 필드에는 기본적인 GPS 시간 단위로 29비트 2진수인 Z-count 중 GPS 주(week)를 나타내는 10비트가 포함됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  8. 제 3항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접속장치는
    상기 수신되는 메시지의 프로토콜 식별정보 필드를 분석하여 분석 결과에 따라 해당 서버 및 단말기 중 어느 하나의 구성 요소로 수신되는 메시지를 전송함을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 단말기는
    상기 접속장치를 통하여 네트워크 망에 접속 가능하고 네트워크 자원을 공유할 수 있는 무선 랜 기능이 구현되어 상기 접속장치로부터 상기 AGPS 데이터 및 상기 시간 정보를 전달받는 통신부와,
    상기 통신부로부터 전달받은 상기 AGPS 데이터 및 상기 시간 정보를 이용하여 GSP 초기 위치를 탐색하고, GPS 신호를 이용하여 자신의 현재 위치를 계산하는 AGPS부와,
    상기 통신부에 수신되는 상기 AGPS 데이터 및 상기 시간 정보를 상기 AGPS부에 전달하고, 상기 GPS 신호를 이용하여 자신의 초기 위치를 측정할 수 있도록 각 구성부를 제어하는 동작을 수행하는 처리부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템.
  10. 무선 랜(Wireless LAN) 환경에서의 NTP(Network Time Protocol) 서버를 이용한 AGPS(Assisted Global Positioning System) 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법에 있어서,
    상기 단말기가 위치 관련 서비스 요청 시 AGPS 데이터 요청 메시지 및 시간 정보 요청 메시지를 생성하여 전송하는 과정과,
    상기 메시지 전송에 대응하여 접속 장치가 상기 단말기로부터 수신되는 메시지를 분석하여 분석 결과에 따라 위치 결정 서버 및 NTP 서버 중 어느 하나의 서버로 상기 메시지를 전달하는 과정과,
    상기 접속장치가 상기 각각의 서버로부터 수신되는 응답 메시지를 상기 단말기로 전송하는 과정과,
    상기 단말기가 상기 AGPS 데이터 요청 메시지 및 상기 시간 정보 요청 메시지 전송에 대응하는 상기 접속장치로부터의 수신되는 응답 메시지를 이용하여 자신의 위치를 측정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 AGPS 데이터 요청 메시지의 포맷은
    상기 단말기로부터의 AGPS 데이터 요청임을 나타내는 프로토콜 식별정보(Protocol ID) 필드, 데이터(Real Data Message) 필드 및 상기 데이터 필드의 크기를 나타내는 데이터 사이즈 정보(Real Data Size) 필드로 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 시간 정보 요청 메시지의 포맷은
    상기 단말기로부터의 시간 정보 요청임을 나타내는 프로토콜 식별정보(Protocol ID) 필드, 정의되지 않은 필드(Not defined) 및 상기 정의되지 않은 필드의 크기를 나타내는 데이터 사이즈 정보(Real Data Size) 필드로 구성됨을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서, 상기 접속 장치가 위치 결정 서버 및 NTP 서버 중 어느 하나의 서버로 상기 수신되는 메시지를 전달하는 과정은
    상기 접속 장치가 상기 단말기로부터 수신되는 메시지의 포맷 중 상기 프로토콜 식별 정보 필드를 분석하는 과정과,
    상기 프로토콜 식별 정보 필드의 분석 결과 상기 수신되는 메시지가 AGPS 데이터 요청 메시지임을 인지하면 상기 위치 결정 서버로 상기 AGPS 데이터 요청 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 분석 결과 상기 수신되는 메시지가 시간 정보 요청 메시지임을 인지하면 상기 NTP 서버로 상기 시간 정보 요청 메시지를 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 각각의 서버로부터 수신되는 응답 메시지는
    상기 서버가 NTP 서버인 경우 상기 접속장치로부터 수신되는 메시지에 대응하는 동기화된 시간 정보를 포함하는 응답 메시지이며,
    상기 서버가 위치 결정 서버인 경우 상기 접속장치로부터 수신되는 메시지에 대응하는 AGPS 데이터를 포함하는 응답 메시지임을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 단말기는
    상기 접속장치로부터 수신되는 상기 동기화된 시간 정보 및 상기 AGPS 데이터를 이용하여 GPS 위성의 초기 위치를 탐색하고 GPS 신호를 수신하며, 수신된 GPS 신호를 이용하여 자신의 위치를 측정함을 특징으로 하는 NTP 서버를 이용한 AGPS 시스템에서 단말기의 위치 측정 방법.
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