KR100711664B1

KR100711664B1 - 보조된 위치 통신 시스템 및 장치와 이를 사용하여 위치결정하는 방법

Info

Publication number: KR100711664B1
Application number: KR1020047018579A
Authority: KR
Inventors: 아슈토스 판데; 리오넬쟈커스 가린; 칸워 챠드하; 커트크리스틴 슈미트; 레온쿠오-리앙 펭; 그레고리비. 트루츠키; 니콜라스패트릭 반탤론; 젱쉥 장
Original assignee: 서프 테크놀러지, 인코포레이티드
Priority date: 2004-07-03
Filing date: 2004-07-13
Publication date: 2007-04-27
Also published as: US7970411B2; TWI273267B; CN1715947A; WO2006014170A1; TW200602657A; EP1682918A1; AU2004222706B2; JP2008505313A; KR20060025111A; SG138620A1; US20050062643A1; AU2004222706A1

Abstract

GPS부를 구비하는 무선통신장치 및 지구위치 서버를 포함할 수 있는 ALCS(Aided Location Communication System)가 개시되며, 여기서는 무선통신장치의 지구위치를 결정하기 위하여 GPS 수신기부가 독립 모드와 하나 이상의 다른 모드 사이에서 선택적으로 전환될 수 있다. ALCD(Aided Location Communication Device)도 개시된다. ALCD는 통신부 및 GPS 수신기를 구비하는 위치결정부를 포함하며 여기서는 ALCD의 지구위치를 결정하기 위하여 위치결정부가 GPS 독립 모드와 하나 이상의 다른 모드 사이에서 선택적으로 전환가능하다.

보조된 위치 통신 시스템, 보조된 위치 통신 장치,위치결정부, GPS 독립 모드

Description

보조된 위치 통신 시스템 및 장치와 이를 사용하여 위치결정하는 방법{AIDED LOCATION COMMUNICATION SYSTEM AND DEVICE, AND METHOD FOR POSITION DETERMINATION USING THE SAME}

본 발명은 위성위치확인("GPS") 수신기에 관한 것이며, 특히 무선 네트워크와 함께 이용하기 위한 멀티모드 GPS 수신기에 관한 것이다.

관련출원에 대한 상호참조

본 출원은 2004년 7월 3일에 출원된 미국특허출원 제10/885,507호에 기초하여 우선권을 주장하며, 이것은 발명의 명칭이 "Search Domain Reducing Frequency Transfer in a Multi-mode Global Positioning System Used With Wireless Networks"인, 2003년 5월 22일자 PCT 출원 PCT/US03/16308의 일부계속출원이며, PCT 출원 PCT/US03/16308는 발명의 명칭이 "Search Domain Reducing Frequency Transfer in a Multi-mode Global Positioning System Used With Wireless Networks"인 2002년 5월 22일자, 미국특허출원 제10/155,614호의 일부계속출원이며, 이것은 현재 미국특허 제6,684,158호로서, 이는 발명의 명칭이 "Information Transfer in a Multi-mode Global Positioning System Used with Wireless Networks"인, 2001년 2월 2월 28일자 미국특허출원 제09/795,871호의 일부계속출원이며, 이것은 현재 미국특허 제6,427,120호로서, 이는 참고로 본 출원에 모두 포함된, 2000년 8월 14일자, 미국 가출원 제60/225,076호에 대하여 섹션 119(e)에 의거 하여 우선권을 주장한다.

본 출원은 또한 발명의 명칭이 "Information Transfer in a Multi-mode GPS Used with Wireless Networks"인, 2003년 3월 10일자, 미국특허출원 제10/385,198호의 일부계속출원이며, 미국특허출원 제10/385,198호는 발명의 명칭이 "Information Transfer in a Multi-mode GPS Used with Wireless Networks"인, 2002년 4월 19일자, 미국특허출원 제10/127,229호의 계속출원이며, 현재는 미국특허 제6,542,823호로서, 이는 발명의 명칭이 "Information Transfer in a Multi-mode Global Positioning System Used with Wireless Networks"인, 2001년 2월 28일자, 미국특허출원 제09/795,871호의 계속출원이며, 현재는 미국특허 제6,427, 120호로서, 이는 참고로 본 출원에 전부 포함된, 2000년 8월 14일자 미국가특허출원 제60/225,076호에 대하여 섹션 119(e)에 의거 우선권을 주장한다.

본 출원은 또한 발명의 명칭이 "Multi-mode GPS For Use with Wireless Networks"인, 2002년 7월 12일자, 미국특허출원 제10/194,627호의 일부계속출원이며, 미국특허출원 제10/194,627호는 발명의 명칭이 "Multi-mode Global Positioning System For Use with Wireless Networks"인, 2002년, 7월 12일자, 미국특허출원 제10/068,751호의 계속출원이며, 현재는 미국특허 제6,519,466호로서, 이는 발명의 명칭이 "Multi-mode Global Positioning System For Use with Wireless Networks"인, 2001년 2월 8일자, 미국특허출원 제09/781,068호의 계속출원이며, 현재는 미국특허 제6,389,291호로서, 이는 참고로 본 출원에 모드 포함된, 2000년 8월 14일자 미국가특허출원 제60/225,076호에 대하여 섹션 119(e)에 의거하 여 우선권을 주장한다.

본 출원은 또한 발명의 명칭이 "Satellite Based Positioning Method and System for Coarse Location Positioning"인, 2003년 11월 11일자 미국특허출원 제10/700,821호의 일부계속출원이며, 미국특허출원 제10/700,821호는 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Determining Global Position Using Almanac Information"인, 2000년, 5월 18일자, 미국특허출원 제09/575,492호의 일부계속출원이며, 현재는 미국특허 제6,671,620호로서, 둘 다 참고로 본 출원에 포함된다.

양방향 라디오, 휴대형 텔레비전, "PDAs"(Personal Digital Assistants) 셀룰러폰(보통 "모바일폰" 및/ 또는 "셀폰"으로도 공지됨), 위성 라디오 수신기 및 "GPS"(Global Positioning Systems)과 같은 무선장치의 전세계적인 이용이 급속도로 증가하고 있다.

"PCS"(Personal Communication System) 장치 등의 셀폰은 평범한 것이 되었다. 음성, 데이터, 및 다른 서비스(인터넷 액세스와 같은)를 제공하는 이 무선장치들의 이용은 셀룰러 시스템 사용자들에게 많은 편리함을 제공해왔다. 또한, 많은 무선서비스 제공자들에 의하여 제공된 특성의 수는 종래의 지상통신전화 서비스 제공자들에 의하여 제공된 특성과 점점 더 매칭하고 있다. 콜 대기, 콜 포워딩, "콜러 ID"(caller identification), 3방향 콜링, 데이터 송신 등과 같은 특성들은 지상통신 및 무선 서비스 제공자들 모두에 의하여 공통으로 제공된다. 이 특성들은 무선장치 및 지상통신 모두에서 동일한 방식으로 동작하는 것이 일반적이다.

더욱이, 경찰, 소방서, 및 의료부서에 의하여 이용되는 양방향 페이징, 트렁크된(trunked) 라디오, "SMR"(Specialized Mobile Radio)와 같은 다른 무선통신 시스템도 일반적인 모바일 통신이 되었다.

GPS 시스템("SPS"(Satellite Positioning System) 또는 네비게이션 위성시스템으로도 공지됨)도 평범하게 되었다. 일반적으로, GPS 시스템은 위성("SV"(space vehicle)로도 공지됨) 기반의 네비게이션 시스템인 것이 보통이다. GPS 시스템의 예들은 미국("U.S.") "NNSS"(Navy Navigation Satellite System)(TRANSIT로도 공지됨), LORAN, 쇼란(Shoran), 데카(Decca), TACAN, NAVSTAR, "GLONASS"(GLObal NAvigation Satellite System)로도 공지된 NAVSTAR에 대한 러시아의 대응물 및 제안된 "갈릴레오(Galileo)" 프로그램과 같은 임의의 미래 서구유럽 GPS를 포함한다(그러나, 이에 한정되는 것은 아님). 일 예로서, US NAVSTAR GPS 시스템은 참고로 여기에 포함된, 2001년, 뉴욕 스프링거-버라그 위엔, 호프만-웰렌호프, 리히테니거 및 콜린스에 의한 개정판, 제5판, GPS 이론 및 연습에 개시된다.

보통, GPS 수신기는 위성 기반의 라디오 네비게이션 시스템으로부터 라디오 송신을 수신하며 그 수신된 송신을 이용하여 GPS 수신기의 위치를 결정한다. GPS 수신기의 위치는 GPS 수신기로부터 알려진 GPS 위성 위치를 갖는 세 개의 GPS 위성에 이르는 결정된 거리를 이용하는 교차(intersection)의 공지된 개념을 적용함으로써 결정될 수 있음이 당업자에게는 이해된다.

일반적으로, 하나의 GPS 기반의 라디오 네비게이션 시스템 내의 각각의 GPS 위성은 라디오 송신(그 위치정보, 및 궤도정보를 포함함)을 방송한다. 특히 일 예 로서, 미국 GPS 시스템 내에서의 궤도 GPS 위성들의 각각은 4개의 매우 정밀한 원자시계(2개의 셀시움 및 2개의 루비디움)를 포함한다. 이 시계들은 정밀도 타이밍 펄스를 제공하며, 이들은 GPS 위성으로부터 지구로 송신되는 2개의 고유 바이너리 코드("PRN"(pseudo random noise), 또는 "PN"(pseudo noise) 코드로도 공지됨)를 생성하는데 이용된다. 이 PN 코드들은 GPS 콘스텔레이션(constellation) 내에서 특정 GPS 위성을 식별한다. 각각의 GPS 위성은 또한 GPS 위성의 정확한 궤도를 완전히 정의하는 한 세트의 디지털 코드화된 천문력 데이터를 송신한다. 천문력 데이터는 임의의 주어진 시간에 GPS 위성이 있는 곳을 나타내며, 그 위치는 정확한 위도 및 경도 측정치로 GPS 위성 그라운드 트랙의 관점에서 특정될 수 있다. 천문력 데이터 내의 정보는 코드화되며 임의의 주어진 시간에 지구상에 있는 GPS 위성의 정확한 위치의 정확한 식별을 제공하는 GPS 위성으로부터 송신된다.

이 기술들의 점차로 확대된 사용으로, 현재의 추세는 PDAs, 셀룰러 전화, 휴대형 컴퓨터, 라디오, 위성라디오, 트렁크된 라디오, SMR, 차량, 양방향 페이저 등을 포함하는 광범위한 전자장치 및 시스템으로 GPS 서비스를 통합하는 것을 요구하고 있다. 동시에, 전자장치 제조자들은 지속적으로 비용을 절감하고 소비자에게 가능한 가장 매력적인 비용의 제품을 생산하려고 노력한다.

셀룰러 전화통신에서, GPS 수신기와 셀룰러 전화를 통합하려는 관심은 주어진 셀룰러 전화에 의하여 "911"콜(또는 "확장 911" 또는 "E911"로 지칭됨)과 같은 비상콜이 발생되면 셀룰러 전화가 50 피트 이내에 위치가능해야 한다는 새로운 "FCC"(Federal Communications Commission) 요건에 기인한다. 비상상황이 발생하 면, 사람들은 지상기반(또는 "지상통신"으로 공지됨) 전화 상의 911(보통은 "911"콜로 지칭됨)을 다이얼링하고 그 콜이 발생한 지상기반 전화의 위치를 자동으로 식별할 수 있는 비상상황 센터와 접촉하려고 한다.

불행하게도, 셀룰러 전화와 같은 무선장치는 그 위치를 능동적으로 입력 또는 설명하는 사람이 없이는 그 위치를 통신할 수 없다. 이에 응하여, 미국 의회는, FCC를 통하여, 주어진 셀룰러 전화에 의하여 E911과 같은 비상상황 콜이 발생되면 셀룰러 전화가 50피트 이내로 위치 추적 가능하게 하는 요건을 법규화하였다. 이런 종류의 위치 데이터는 경찰, 구급의료진, 및 다른 법률집행 및 공무원, 및 특정한 셀룰러 전화의 위치를 결정할 합법적 권리를 가질 필요가 있을 수 있는 다른 기관들을 보조한다. 그러나, E911 서비스는 911콜이 지상통신 전화에서 하는 것과는 상이하게 무선장치에서 동작한다.

지상통신 전화로부터 911콜이 발생되면, 911 수신센터는 콜을 수신하며 콜의 기점을 결정한다. 콜러(caller)가 그 위치를 식별하는 것을 실패하는 경우, 또는 잊어버린 경우, 911 수신센터는 PSTN(public telephone switching network)로부터 콜이 만들어진 위치를 획득하고 그 콜의 위치로 비상상황 직원을 보낼 수 있다.

대신에, E911콜이 셀룰러 전화와 같은 무선장치로부터 발생되면, E911 수신센터는 그 콜을 수신하지만 그 콜의 기점을 결정할 수는 없다. 콜러가 그 위치를 식별하는 것을 실패하거나 그것을 잊은 경우, E911 수신센터는 무선네트워크는 PSTN과 상이하므로 그 콜의 위치를 결정할 수 없다. 현재는, E911 수신센터가 할 수 있는 최선은 콜이 발생된 셀 사이트의 위치를 결정하는 것이다. 불행하게도, 무선 네트워크 시스템 내의 통상적인 셀 사이트는 대략 직경 30마일인 영역을 커버할 수 있다. 위치의 추가적인 상세화는 콜링 무선장치의 전력설정에 의하여 디지털 네트워크 내에서 결정가능할 수 있다. 그러나, 이것은 여전히 많은 마일을 커버하는 영역으로 귀착된다.

이 문제에 대하여 제안된 해법은 GPS 수신기를 셀룰러 전화와 통합하는 것을 포함한다. 이 제안된 해법에 부가된 이점은 통합된 GPS 수신기에 의하여 만들어진 임의의 GPS 데이터는 셀룰러 사용자가 위치를 정하고자 하는 다른 셀룰러 전화들 또는 다른 위치들의 방향, 위도 및 경도 위치(위치 또는 장소), 다른 랜드마크에 대한 셀룰러 사용자의 상대적 위치의 결정, 인터넷맵 또는 다른 GPS 매핑기술을 통한 셀룰러 전화 사용자에 대한 지시 등을 위하여 셀룰러 전화 사용자에 의하여 이용될 수 있다는 것이다. 그런 데이터는 E911 이외의 경우에 유용할 수 있으며, 셀룰러 및 PCS 가입자들에게 매우 유용할 것이다.

GPS 수신기와 셀룰러 전화통신을 통합하려는 현재 시도의 일 예로서, 미국특허 제5,874,914호(크라스너에게 부여되고, 여기에 참고로 포함됨)는 기지국(또한 기지국 및/또는 "MTSO"(Mobile Telephone Switching office)로도 공지됨)이, GPS 위성정보(도플러 정보를 포함)를 셀룰러 데이터 링크를 이용하여 원격 유니트(셀룰러 전화와 같은)로 송신하며, GPS 위성 천문력 정보를 수신하거나 이용하지 않고 인뷰(in-view) GPS 위성으로의 가상거리(pseudoranges)를 계산하는 방법을 개시한다.

그러나, 크라스너에서의 접근은 GPS 전용 데이터 공급 웨어하우스로 접속될 수 있는 데이터 링크의 수에 의하여 제한된다. 시스템 웨어하우스는 각각의 셀룰러 또는 GPS 데이터를 요청하는 PCS 사용자로의 GPS 정보 전달의 추가적인 요건을 처리하도록 업그레이드될 필요가 있다. 이 추가적인 요건은 무선시스템에 의하여 처리되고 전달되는 데이터 트래픽 및 정상적인 음성을 처리하는 요건의 최상위에 위치될 것이다.

GPS 시스템과 무선네트워크 사이의 보조에 관한 또 다른 특허는 미국특허 제5,365,450호(슈취만 등에게 부여되며, 참고로 여기에 포함)이다. 슈취만의 참고문헌에서, GPS 수신기가 GPS 위성을 포착하고 추적하는데 있어 셀룰러 전화 시스템을 통한 천문력 보조가 요구된다. 그러나, 셀룰러 및 다른 무선네트워크는 모바일 GPS 수신기로 항상 천문력 보조를 제공할 능력이 있는 것은 아니다.

따라서, 업계에서는 효율적으로, 무선통신 시스템(셀룰러 및 PCS 가입자를 포함)으로 GPS 데이터를 전달할 필요가 있다. 또한, GPS 가능 셀룰러 및 PCS 전화가 필요하다. 더욱이, 셀룰러/PCS 가입자(즉, 사용자)에 의한 이용을 위하여 GPS 위성 데이터를 수신할 수 있는 GPS 가능 셀룰러 및 PCS 전화가 필요하다. 또한, 지리적으로 근접한 기지국을 필요로 하지 않는 E911을 포함하는 다수의 어플리케이션에 대하여 GPS 정보를 이용하거나 GPS 정보를 셀룰러 전화 사용자에게 공급할 수 있는 큰 셀룰러 시스템이 필요하다.

발명의 개요

지구위치(geolocation) 서버 및 무선통신장치를 포함할 수 있는 ALCS(Aided Location Communication System)가 개시된다. 지구위치 서버는 하나 이상의 "GPS"(Global Position System) 위성으로부터 하나 이상의 신호를 수신할 수 있고 무선통신장치는 GPS 수신기부를 포함할 수 있다. GPS 수신기부는 독립모드와 무선통신장치의 지구위치를 결정하는 하나 이상의 다른 모드 사이에서 선택적으로 전환될 수 있다. 하나 이상의 다른 모드는 자율모드, 네트워크 보조된 모드, 역방향 보조 모드, 증대된 자율 모드 및 네트워크 중심 모드를 포함할 수 있다. 무선통신장치는 무선통신장치의 결정된 지구위치를 지구위치 서버로 선택적으로 보낼 수 있다.

ALCD(Aided Locaton Communication Device)도 개시된다. ALCD는 GPS 수신기를 갖는 위치결정부 및 위치결정부와 신호 통신하는 통신부를 포함한다. 위치결정부는 위치관련 신호를 수신하고 상기 수신된 위치관련 신호로부터 ALCD에 대한 지구위치를 결정할 수 있고 위치결정부는 GPS 독립 모드와 ALCD의 지구위치를 결정하는 하나 이상의 다른 모드 사이에서 선택적으로 전환가능하며, 상기 하나 이상의 다른 모드는 GPS 자율 모드, GPS 네트워크 보조된 모드, GPS 네트워크 중심 모드, 역방향 보조 모드, 네트워크 기반 및 증대된 자율 모드를 포함한다. 통신은 외부 위치보조 소스로부터 위치보조 정보를 수신할 수 있는 한편, 위치보조 소스는 ALCD의 외부에 위치된다.

본 발명의 다른 시스템, 방법, 특성 및 장점들은 이하의 도면 및 상세한 설명을 통해 당업자에게 자명할 것이다. 모든 그러한 추가적인 시스템, 방법, 특성 및 장점은 본 명세서 내에 포함되고, 본 발명의 범위 내에 포함되며, 첨부된 청구항에 의하여 보호되도록 의도된다.

본 발명은 이하의 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 도면 내의 구성요소들은 척도를 가지고 설계될 필요는 없으며, 대신에 본 발명의 원리를 예시하는데 강조를 둔다. 도면에서, 동일한 참조부호는 상이한 도면들을 통해서 대응하는 부분들을 지시한다.

도 1은 ALCD 내에 위치된 GPS 수신기를 구비하는 ALCD(Aided Location Communication Device)를 이용하는 ALCS(Aided Location Communication System)의 일 실시예를 도시한다.

도 2는 도 1에 도시된 ALCD의 일 실시예의 블럭도이다.

도 3은 도 1에 도시된 ALCS를 위한 아키텍쳐의 일 실시예를 도시한다.

도 4는 도 1에 도시된 ALCS를 위한 아키텍쳐의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 5는 도 1에 도시된 ALCS를 위한 아키텍쳐의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 6은 셀룰러 통신 시스템의 일 예의 하나의 셀 내에 위치된 기지국을 도시한다.

도 7은 두 개의 예시적인 기지국 및 두 개의 셀 내에서의 방향성 안테나를 이용하고 세 개의 주파수를 이용하는 셀룰러 통신 시스템의 일 실시예를 도시한다.

도 8은 다수의 셀에 할당된 7채널을 갖는 전형적인 N7 주파수 재사용 플랜의 일 예를 도시한다.

도 9는 역방향 보조 모드를 이용하는 도 1의 ALCS의 일 실시예를 도시한다.

도 10은 역방향 보조 모드를 이용하여 SDM을 통해 하나의 셀 내에서 주파수 용량을 증가시키는 도 1의 ALCS의 일 실시예를 도시한다.

도 11은 역방향 보조 모드를 이용하여 SDM을 통해 하나의 셀 내에서 주파수 용량을 증가시키는 ALCS(1100)의 또 다른 실시예를 도시한다.

도 12는 모바일 보조에 대해 역방향 보조 모드 모바일을 이용하는 ALCS(1200)의 일 실시예를 도시한다.

도 13은 하나의 빌딩 내의 하나의 방에 있는 도 1의 ALCD의 일 실시예를 도시한다.

도 14는 다수의 빌딩을 갖는 4개 도시 블럭의 교차점에 위치된 도 1의 ALCD의 일 실시예를 도시한다.

도 15는 도 1의 ALCS와 연계되어 이용되는 시간 전송 아키텍쳐의 일 실시예를 도시한다.

도 16은 도 1의 ALCS와 연계되어 이용되는 주파수전송 아키텍쳐의 일 실시예를 도시한다.

도 17은 도 1의 ALCS와 연계되어 이용되는 주파수전송 아키텍쳐의 일 실시예의 블럭도를 도시한다.

도 18은 도 1의 ALCS에 의하여 수행되는 프로세스의 일 예를 도시하는 흐름도이다.

바람직한 실시예의 이하의 설명에서는, 여기의 일부를 이루고, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예가 예로서 도시되는 첨부된 도면에 대한 참조가 이루어진 다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 이용될 수 있으며 구조적인 변화가 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.

개요

당업자는 GPS 시스템은 "SPS"(Satellite Positioning System) 및/또는 네비게이션 위성시스템을 포함하는 것을 이해한다. 일반적으로 GPS 시스템은 위성("SV(space vehicle)"으로도 공지됨) 기반의 네비게이션 시스템이다. GPS 시스템의 예들은 미국("U.S") "NNSS"(Navy Navigation Satellite System)(TRANSIT으로도 공지됨), LORAN, 쇼란, 데카, TACAN, NAVSTAR, "GLONASS"(Global Navigation Satellite System)으로서 공지된 NAVSTAR에 대한 러시아의 대응물 및 제안된 "Galileo" 프로그램과 같은 임의의 미래 서구유럽의 GPS를 포함한다(그러나 이에 한정되는 것은 아님). 일 예로서, US NAVSTAR GPS 시스템은 참고로 여기에 포함된, 2001년, 뉴욕 스프링거-버라그 위엔, 호프만-웰렌호프, 리히테니거 및 콜린스에 의한 개정판, 제5판, GPS 이론 및 연습에 개시된다.

GPS 시스템 구성요소들을 무선통신 시스템(셀룰러, 페이징, 양방향 페이징, "PDA"(Personal Data Assistant), 블루투스, Wi-Fi PCS 시스템을 포함할 수 있음)과 통합하는 경우, GPS 시스템은 전형적인 무선통신 시스템 사용자가 조우할 수 있는 조건 하에서 GPS 시스템을 포착하고 추적하는 능력을 가져야 한다. 이 조건들 중 일부는 실내 사용, 하늘을 보는 것이 제한된 밀집된 도시영역(위성 뷰를 차단하는 초고층빌딩들이 있는 다운타운 영역과 같은)에서의 사용을 포함할 수 있다. 이 조건들은 보통은 지상기반 무선통신 시스템에 대하여는 관리가능하지만, GPS 시스 템의 경우에는 어려운 환경이다. 예를 들어, GPS 수신기가 GPS 위성으로부터 신호를 포착하고, 위성을 추적하며, 원하는 경우에는, GPS 시스템으로 어떠한 외부 정보도 전달되지 않고 네비게이션을 수행하는 전통적인 "GPS 독립" 모드에서, 전형적인 GPS 수신기는 긴 "TIFF"(Time-To-First-Fix) 시간과 관련된 문제가 있으며, 또한, 실내 또는 하늘을 보는 것이 제한된 조건하에서는 GPS 위성신호를 포착하는 능력이 제한된다. 일부의 추가적인 정보로도, 천문력 데이터는 GPS 시스템 그 자체로부터 포착되어야 하며, 이는 신뢰성있게 천문력 데이터를 획득하기 위하여 강력한 GPS 신호를 필요로 하는 것이 보통이므로 TIFF 시간은 30초를 초과할 수 있다. 이 조건들은 위치 유용성(position availability)의 신뢰성, 및 예를 들어 셀룰러 전화와 같은 무선통신장치 내에서의 전력소모에 영향을 미치는 것이 보통이다.

이 문제들을 극복하기 위하여 다양한 인자들에 기하여 동작의 복수의 모드를 고려하는 ALCD(Aided Location Communication Device)가 개시된다. ALCD는 셀룰러 전화, 페이징 장치, 양방향 페이져, PDA, 블루투스 인에이블된 장치, Wi-Fi 인에이블 장치, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 비-모바일(non-mobile) 장치 및/또는 PCS 시스템일 수 있다. 또한, ALCD는 예를 들어, 셀룰러 전화, 페이징 장치, 양방향 페이져, PDA, 블루투스 인에이블된 장치, Wi-Fi 인에이블 장치, 랩탑 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 비-모바일(non-mobile) 장치 및/또는 PCS 시스템과 같은 장치 내의 반도체 집적회로(즉, 하나의 칩 또는 칩세트)일 수 있다.

ALCD는 GPS 독립 모드, GPS 자율 모드, GPS 네트워크 보조된 모드, GPS 네트워크 중심 모드, 역방향 보조 모드, 네트워크 기반 및 증대된 보조 모드에서 동작 할 수 있다. 이러한 동작의 복수의 모드는 ALCD가 다양한 환경에서 동작하고 외부 네트워크 또는 외부 보조 장치로 또는 그곳으로부터 "보조(aiding)"정보를 수신 및/또는 송신하도록 해준다.

ALCD는 위치결정부(GPS 수신기를 포함), 및/또는 통신부를 포함하며, 일 예로서, 위치결정부의 GPS 수신기가 강한 신호를 수신하고, 최근의 천문력 또는 알마낵(almanac) 데이터를 갖거나, 또는 정확한 위치가 요구되지 않는 경우, ALCD는 "GPS 독립" 모드에서 이용될 수 있다. GPS 독립 모드에서, 위치결정부는 어떠한 보조도 수신하지 않으므로 임의의 이용 가능한 외부의 네트워크 또는 외부의 보조 장치로부터 독립적으로 동작한다. GPS 독립 모드에서, 위치결정부의 GPS 수신기는 GPS 위성신호를 포착하고, 그 신호들을 이용하여 ALCD의 위치를 결정한다. 또한, GPS 수신기는 추적을 위하여 GPS 위성신호를 이용할 수 있으며, 원하는 경우, ALCD의 네비게이션 기능을 이용할 수 있다. ALCD의 결정된 위치는 ALCD 내의 위치결정부에 내부적으로 이용되거나 위치결정부에 외부적으로 그리고 통신부에 내부적으로 이용될 수 있다.

또 다른 예에서, ALCD 내의 GPS 수신기가 GPS 위성으로부터 강한 신호를 다시 수신하고, 최근의 천문력 또는 알마낵 데이터를 갖거나, 또는 정확한 위치가 필요하지 않은 경우, ALCD는 "GPS 자율" 모드에서도 이용될 수 있다. GPS 독립 모드와 유사하게, GPS 자율 모드에서는 ALCD 내의 위치결정부는 어떠한 보조도 수신하지 않으므로 임의의 이용 가능한 외부의 네트워크 또는 외부의 보조 장치로부터 독립하여 동작한다. GPS 자율 모드에서, GPS 수신기는 GPS 위성신호를 포착하며, 그 신호들을 이용하여 ALCD의 위치를 결정한다. 또한, GPS 수신기는 추적을 위하여 GPS 위성신호를 이용할 수 있으며, 원하는 경우, 네비게이션 기능들을 이용할 수 있다. 그러나, 상기 결정된 위치를 ALCD에 내부적으로 이용하는 대신, 자율 모드에서는, ALCD는 또한 ALCD의 결정된 위치를 지구위치 서버 또는 다른 유사한 장치들을 포함할 수 있는 외부의 네트워크로 전송한다.

유사하게, 또 다른 예에서, GPS 수신기가 강한 신호를 다시 수신하고, 최근의 천문력 또는 알마낵 데이터를 가지거나, 또는 정확한 위치가 필요하지 않은 경우, ALCD는 "역방향 보조된" 모드에서도 이용될 수 있다. GPS 자율모드 및 GPS 독립 모드와 유사하게, 역방향 보조된 모드에서 ALCD 내의 위치결정부는 어떠한 보조도 수신하지 않으므로 임의의 이용 가능한 외부의 네트워크 또는 외부의 보조 장치로부터 독립적으로 동작한다. 역방향 보조 모드에서, GPS 수신기는 GPS 위성신호를 포착하며, 그 신호들을 이용하여 ALCD의 위치를 결정한다. 위치결정부 내의 GPS 수신기는 또한 추적을 위하여 GPS 위성신호를 이용하며, 원하는 경우, 네비게이션 기능들을 이용할 수 있다. 그러나, 상기 결정된 위치를 ALCD에 내부적으로 이용하는 것 대신에, 역방향 보조 모드에서, ALCD는 GPS 수신기에서 측정된 정보의 다양한 유형을 외부의 네트워크로 송신한다.

또 다른 예에서, ALCD는 ALCD 내의 GPS 수신기가 충분히 강한 GPS 신호를 수신하지 않으면 "GPS 네트워크 보조된" 모드에서 동작할 수 있으며, 예를 들어, ALCD가 실내에서 이용되는 경우, 위치결정부는 동작의 상이한 모드로 전환할 수 있으며 여기서는 무선통신 시스템과 같은 여부의 네트워크는 위치결정부를 도와(즉, "보조하여") 외부의 네트워크 또는 외부의 보조 장치에 의하여 공급된 추가적인 정보와 함께 GPS 수신기에 의하여 수신된 GPS 신호를 이용하여 포착, 추적, 및/또는 네비게이션하도록 할 수 있다. 추가적인 정보는 알마낵 또는 서브알마낵 정보, 하등의 위치정보, 도플러 데이터, 인뷰 위성위치, 시간 및 주파수 보조, 수신된 무선 라디오 신호 강도, 또는 GPS 수신기가 포착, 네비게이트, 또는 추적할 필요가 있는 정보를 획득하는데 있어 GPS 수신기를 보조할 다른 보조들을 포함할 수 있다. GPS 네트워크 보조된 모드 접근은 "GPS 네트워크 중심" 모드(또한 다른 공지된 문헌에서는 "GPS 모바일 기반" 모드 또는 "네트워크 원조된" 모드로서 공지됨)와는 상이하며 그 이유는 GPS 네트워크 보조된 모드 접근에서는, ALCD 내의 GPS 수신기는 결국 위치를 획득하고 스스로 ALCD의 위치를 정하는데 필요한 정보를 추적할 수 있기 때문이다.

추가적으로 또 다른 예에서, ALCD가 더욱 거친 신호수신 환경에서 이용되며 ALCD 내의 GPS 수신기는 어떠한 GPS 신호들도 수신할 수 없는 상황에서 ALCD는 "네트워크 기반" 모드에서 동작할 수 있다. 그와 같이, ALCD 내의 위치결정부는 외부의 네트워크에 완전히 의존하여 임의의 위치결정 정보를 획득할 수 있다. 보통, 네트워크 기반 모드는 GPS 또는 다른 GPS 위성정보 없이 위치를 계산한다. ALCD의 위치는 셀룰러 송신타워, "TDOA"(Time Difference of Arrival) 기술, 비셀룰러 무선네트워크, 등과 같은 네트워크 리소스들로부터 도출된다.

추가적으로 또 다른 예에서, ALCD 내의 GPS 수신기가 성능이 제한되거나 ALCD의 위치가 네트워크에서 계산되는 상황에서 ALCD는 GPS 네트워크 중심 모드에 서 동작할 수 있다. 그와 같이, ALCD는 위치결정부 내에서 신호를 수신하며 최종적인 위치 계산을 위하여 위치관련 데이터를 네트워크로 송신한다. 이 모드는 또한 "모바일 원조된(mobile-assisted)" 모드로서 공지되어 있다.

유사하게, 또 다른 예에서, ALCD가 거친 신호수신 환경에서 이용되며 어떠한 GPS 신호도 수신할 수 없는 경우에 ALCD는 "증대된 자율" 모드에서 동작할 수 있다. 증대된 자율 모드에서, ALCD는 다양한 유형의 외부의 위치 보조 소스/장치 또는 외부의 네트워크를 이용하여 임의의 GPS 정보와 전체적으로 독립적일 수 있는 위치정보를 획득할 수 있다. 증대된 자율모드에서, ALCD는 GPS 또는 다른 GPS 위성정보를 이용하지 않고 그 위치를 계산한다. ALCD의 위치는 위치정보를 송신할 수 있는 컴퓨터 네트워크, 통신네트워크, 무선네트워크 또는 외부장치와 같은 네트워크 리소스로부터 도출된다.

ALCD는 몇 가지 변수, 및 사용자가 선택한 기호 또는 요구에 기하여 동작의 이 모드들 사이에서 전환할 수 있으며, 로컬 또는 원격제어를 통하여 또는 ALCD에 주어진 자동 또는 수동의 명령을 통하여 전환할 수 있다.

GPS 아키텍쳐

도 1은 ALCD(102)의 위치결정부(도시하지 않음) 내에 위치된 GPS 수신기(도시하지 않음) 및 통신부(도시하지 않음)를 갖는 ALCD(102)를 이용하는 ALCS(Aided Location Communication System)(100)의 일 실시예이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 동작동안, ALCD(102)는 기지국(106) 및 무선 송신경로(108)를 통하여 무선네트워크(104)와 신호 통신하고 신호 통신경로(112, 114, 116 및 118)를 통하여 GPS 위 성 콘스텔레이션(110)의 하나 이상의 GPS 위성과 신호 통신한다. 4개의 GPS 위성(120, 122, 124 및 126)만이 도시되지만, GPS 위성(120, 122, 124 및 126)은 ALCD(102)에 가시적인 GPS 콘스텔레이션(110)으로부터의 임의의 수의 GPS 위성일 수 있음이 당업자에게는 이해된다.

ALCD(102)는 통신부(도시하지 않음) 내의 "콜프로세싱"부로도 알려진 무선프로세싱부(도시하지 않음) 및 위치결정부(도시하지 않음) 내에 GPS 수신기(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. ALCD(102) 내의 GPS 수신기는 신호 통신경로(112, 114, 116 및 118)를 통하여 GPS 위성 콘스텔레이션(110)으로부터 GPS 신호를 수신할 수 있고 ALCD(102)의 통신부는 신호 통신경로(108) 및 기지국(106)을 통하여 무선네트워크(104)로부터 무선통신신호를 수신할 수 있다. 일부 실시예들에서, ALCD(102)는 신호 통신경로(108) 및 기지국(106)을 통하여 무선네트워크(104)로 무선통신 신호를 송신할 수도 있다. ALCD(102)는 셀룰러전화(또는 무선 핸드셋, 셀폰, 모바일전화 또는 모바일폰으로 공지됨) 또는 "PDAs"(personal digital assistants), 페이저, 컴퓨터, 양방향 라디오, 트렁크된 라디오, "SMR"(specialized mobile radio) 또는 위치정보를 결정하는 것이 바람직한 임의의 다른 장치를 포함(그러나 이에 한정하지는 않음)하는 임의의 다른 형태의 모바일 장치와 같은 무선장치일 수 있다. 또한, ALCD(102)는 무선장치 내에 위치된 반도체 집적회로(즉, 하나의 칩) 또는 무선장치 내에 위치된 반도체 집적회로의 조합(즉, 칩세트)일 수 있다. 칩, 또는 칩세트의 예들은, "ASIC"(application specific integrated circuit) 또는 ASIC 및 "DSP"(digital signal processor) 또는 DSP를 포함할 수 있는 트랜시버 및 GPS 수 신기를 구비하는 임의의 집적회로를 포함할 수 있다. 셀룰러 전화의 경우에, ALCD(102)는 CDMA, CDMA-2000, W-CDMA, TDMA, FDMA, GSM, UMTS, AMPS, 블루투스, Wi-Fi 및/또는 이 송신 스킴들 또는 유사한 스킴들의 임의의 조합 또는 확장을 포함하는(그러나 이에 한정하지는 않음) 임의의 송신스킴(transmission schemes)을 이용하여 임의의 "RF"(radio frequency) 대역에서 동작하는 통신부 내의 셀룰러 트랜시버를 이용할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 ALCD(102)의 일 실시예의 블럭도이다. 도 2의 ALCD(102)는 통신부(200) 및 위치결정부(202) 모두를 포함한다. 무선통신부(200)는 무선어플리케이션을 위한 프로세싱 기능들을 수행하는 "CP"(call processing)부를 포함할 수 있으며 무선 트랜시버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 전화의 경우, ALCD(102)는 셀룰러 트랜시버를 구비한 CP부를 포함할 것이다. 위치결정부(202)는 GPS 위성 콘스텔레이션(110)으로부터 위성 송신(206)을 수신하는 GPS 수신기(204)를 포함한다. 또한, 위치결정부(202)는 이하에 개시된 바와 같이 비-GPS(non-GPS) 위치 보조 정보를 수신할 수 있는 비-GPS 수신기를 포함할 수 있다. 위치결정부(202)는 ALCD(102)에 대한 위치계산 기능을 수행한다. 통신부(200)의 기술을 위치결정부(202)의 경우와 통합함으로써, ALCD(102)는 두 개의 주요 서비스 시스템을 제공하며: 그것은 셀룰러 전화 서비스와 같은 무선장치의 경우, 및 ALCD(102)의 위치정보를 제공하는 GPS 수신기의 경우이다. 이러한 통합은 "FCC"(Federal Communication Commission)의 E911 요건 충족을 포함하여 다수의 장점들을 제공하는 것으로 당업자는 이해한다.

ALCD(102) 내에서, 또는 대안적으로, ALCD(102)와 ALCD(102)로의 외부의 액세서리(도시하지 않음) 사이에서, 통신부(200)와 위치결정부(202) 사이의 통신이 발생한다. 이 통신은 신호가 통신부(200)로부터 위치결정부(202)로 전달되도록 하며, 보통은 시리얼 통신링크(208) 및 하드웨어 라인(210)에서 발생하지만, 다른 접속들도 원하면 이용될 수 있다.

일 예로서, 통신부(200) 및 위치결정부(202)는 동일한 디지털 프로세서(도시하지 않음) 및 다른 회로를 공유할 수 있다. 그런 경우, 상기 부분들 사이의 통신은 인터태스크(inter-task) 통신에 의하여 이루어질 수 있으며, 통신부(200)와 위치결정부(202) 사이의 임의의 시간 또는 주파수 전송과 같은 특정의 데이터 전송은 하드웨어 라인(208)을 이용하지 않을 것이지만, 회로에 내부적으로 될 것이거나 또는 잠재적으로는, 회로설계에 따라 전송이 필요하지 않을 것이다.

도 3에서는, ALCS(300) 아키텍쳐의 일 예가 도시된다. ALCS(300) 아키텍쳐는 E911 및 지구위치 서버의 실시를 위하여 ALCD(302)의 다양한 실시를 지원하는 GPS 기술을 이용한다. 저비용, 저전력, 고성능 및 고정밀 GPS 수신기 및 무선네트워크 통신서비스를 이용하여, ALCS(300)는 ALCD(302)에 대하여 신뢰성이 높고 경제적인 해법들을 제공한다. ALCS(300)는 GPS 독립 모드, GPS 자율 모드, GPS 네트워크 보조된 모드, GPS 네트워크 중심 모드, 역방향 보조 모드, 네트워크 기반 및 증대된 보조 모드를 포함하는 모든 형태의 지구위치 서비스를 지원한다. 또한, ALCS(300)은 CDMA, TDMA, AMP, 및 심지어는 페이저 시스템을 포함하는 광범위한 무선통신 기술들을 수용한다.

도 3에서, ALCS 시스템(300)의 일 실시예는 GPS 위성(304)(지구궤도에 있는 GPS 위성(304)의 콘스텔레이션의 예시임), GPS 수신기를 포함하는 ALCD(302), 기지국(306), 지구위치(서버) 서비스 센터(308), 지구위치 엔드 어플리케이션(310), 및 "PSAP"(Public Safety Answering Point, 312)를 포함할 수 있다.

동작의 일 예에서, GPS 위성(304)은 지구위치 서버(308) 및 ALCD(302)에서 수신되는 확산스펙트럼 신호(314)를 송신한다. 쉬운 예시를 위하여, 다른 GPS 위성들은 도시되지 않지만, 다른 GPS 위성들도 또한 ALCD(302) 및 지구위치 서버(308)에 의하여 수신되는 신호들을 송신한다. ALCD(302)가 충분히 강한 신호(314)를 수신하면, ALCD(302) 내의 GPS 수신기는 공지된 GPS 시스템의 전형적인 방식으로 ALCD(302)의 위치를 계산할 수 있다.

그러나, ALCD(302)가 충분히 강한 신호(314)를 수신할 수 없거나, 충분한 GPS 위성들(302)로부터 신호를 수신하여 자율적으로 ALCD(302)의 위치를 계산할 수 없다면, 신호경로(316)를 통하여 기지국(306)과 통신하는 것이 여전히 가능할 것이다. 본 예에서, 기지국(306)은 신호(316)를 통하여 정보를 ALCD(302)로 통신하여 ALCD(302)가 그 위치를 계산하도록 해준다. 대안적으로, 기지국(306)은 ALCD(302)로부터 지구위치 서버(308)로 정보를 통신하여 지구위치 서버(308)가 ALCD(302)의 위치를 계산하도록 해준다. 기지국(306)이 ALCD(302)로 정보를 전송하여 ALCD(302)가 그 위치를 계산하도록 해주는 경우, 그 프로세스는 "무선 보조된 GPS"로 공지된 한편, 기지국(306)이 정보를 ALCD(302)로부터 지구위치 서버(308)로 전송하여 지구위치 서버(308)가 ALCD(302)의 위치를 계산하도록 해주는 경우는, 그것 은 "네트워크 중심 GPS"로 공지되어 있다.

지구위치 서비스 센터(즉, 지구위치 서버)(308)는 또한 신호(318)를 통하여 지구위치 어플리케이션(310)과 통신하며, 신호(320)를 통하여 PSAP(312)와 통신한다. 이 신호(318 및 320)는 무선링크를 통할 수 있거나 지상통신 전화 네트워크 또는 다른 유선기반 네트워크를 통할 수 있다.

ALCS(300)는 지구위치 소프트웨어 모듈을 갖는 GPS 수신기 및 지구위치 서버(308)를 구비하는 ALCD(302)를 포함하는 두 개의 주요 서비스 시스템을 포함할 수 있다. 또한, 두 종류의 지원 시스템이 있으며, 그것은 네트워크 정보 전송 메커니즘을 제공하는 기지국("BS")(306) 하부구조, 및 지구위치 네트워크 서비스를 개시할 수 있는 지구위치 엔드 어플리케이션(310) 시스템 또는 PSAP(312)이다.

ALCD(302)는 CP 기능들을 수행하는 전형적인 통신부, 및 ALCD(302)에서 수행되는 위치계산, 가상거리 측정, 및 다른 GPS 기능들을 위한 위치결정부를 포함할 수 있다. 시리얼 통신링크, 또는 다른 통신링크는 통신부와 위치결정부 사이의 통신을 수행하고 하드웨어 라인의 일 콜렉션이 이용되어 두 부분들 사이에서 신호를 송신할 수 있다.

도 4는 ALCS(400)의 엔드-투-엔드(end-to-end) 시스템의 또 다른 실시예를 도시한다. ALCS(400)는 GPS 위성 콘스텔레이션(406)으로부터 GPS 신호(404)를 수신하는 ALCD(402)를 도시한다. ALCD(402)는 GPS 수신기 클라이언트(도시하지 않음)를 구비하는 위치결정부(408) 및 CP부(도시하지 않음)를 구비하는 통신부(410)를 포함하며, 이들은 예를 들면 RS232 데이터링크(412)에 의하여 접속된다. 통신 부(410)는 기지국(414)과 통신하며, 이는 셀룰러 및/또는 셀룰러/지상기반 전화 네트워크(415)를 통하여 메인서버(416)와 통신한다. 메인서버(416)는 지상기반 또는 무선네트워크를 통하여(보통은 TCP/IP 프로토콜 이용) 지구위치 서버(418) 및 어플리케이션(420)과 통신한다.

또한, GPS 신호(404)는 기준수신기(422)의 위치를 계산하고 GPS 신호(404)로부터 데이터를 추출하는 일련의 기준수신기들(422)에 의하여 수신된다. GPS 콘스텔레이션(406) 내의 모든 GPS 위성들에 대하여, 시간, 도플러, 주파수, 등과 같은 추출 데이터는 GPS 데이터 센터(424)로 보내진다. 필요한 경우, 지구위치 서버(418)는 ALCD(402)에 의한 이용을 위하여 GPS 데이터 센터(424)로부터 데이터를 추출하고, 그 데이터를 ALCD(402) 또는 어플리케이션(420)으로 송신한다. 또한, 메인서버(416)는 원하면 PSAP(426)으로 인터페이스할 수 있고, 메인서버(416) 및 지구위치 서버(418)는 원하거나 필요한 경우에는 함께 위치될 수 있다.

셀룰러, PCS, 양방향 페이징, "SMR"(Specialized Mobile Radio), "SMS"(Short Messaging Service), 등과 같은 이용중인 무선네트워크에 따라, ALCS(400)의 물리적 실시는 도 3 및 4에 도시된 것으로부터 변화할 수 있다. 도 3 및 4는 예시적인 목적일 뿐이며, ALCS(400)의 다른 무선시스템으로의 어플리케이션을 제한하려는 것은 아니다. 또한, ALCS(400)는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 지상통신 전화 시스템, 로컬영역 네트워크, 등과 같은 하드와이어 시스템과 함께 이용될 수 있다.

도 5는 ALCS(500)의 또 다른 실시에를 도시한다. ALCS(500)는 GPS 콘스텔레 이션(504)로부터 GPS 신호(502)를 수신하나, ALCD(506)는 클라이언트로도 지칭되는 GPS 수신기를 구비하는 위치결정부(508), 서버(510), 및 CP부(512)를 포함할 수 있다. 서버(510) 및 CP(512)는 통신부(514) 내에 포함될 수 있다. ALCS(500) 내에서, 서버(510)는 보통은 "얇은 서버(thin server)"로 알려져 있는데, 그 이유는 도 4에 개시된 서버(즉, 통신부(410))와 동일한 성능을 갖지 않을 것이기 때문이다. ALCS(500)은 GPS 기준 수신기(516)를 이용하여 또한 GPS 콘스텔레이션(504)으로부터 신호(502)를 수신하고, 데이터 센터(518)에 GPS 데이터를 기억시킨다. 이 정보는, 서버(510)를 이용하여 CP부(512)와 클라이언트(508) 사이에서 데이터를 전후로 송신하는 ALCD(506), 또는 어플리케이션(522)에 의하여 요청되는 경우, 메인서버(520)로 송신된다. ALCS(500)는 천문력(ephemeris)과 같은 일부 보조 데이터가 서버(510)의 ALCD(506)에 기억되고 그 후 요구가 있으면 클라이언트(508)로 제공되도록 한다.

무선 네트워크를 통한 멀티모드 GPS 동작

전술된 바와 같이, ALCS는 신호강도, 오퍼레이터 개입, 원하거나 요청되는 서비스의 유형, 성능기대(예를 들면, 수 초 대 수십 초의 TTFF), 등과 같은 다수의 변수에 따라 상이한 모드에서 동작될 수 있다. 각각의 모드의 동작은 이하에 개시된다.

독립 모드

GPS 독립 모드(GPS-standalone mode)에서, ALCD(304)에 위치된 위치결정부의 GPS 수신기는 기지국(306) 및 신호경로(316)를 통하여 ALCD(304)와 신호 통신하는 무선통신 네트워크로부터 독립하여 동작한다. 위치결정부는 GPS 신호(314)를 획득하고, 신호(314)를 이용하여 ALCD(304)의 위치를 결정한다. 또한, 위치결정부는 추적, 및 원하는 경우, 네비게이션 기능들을 위하여 GPS 신호(314)를 이용한다. ALCD(304)의 결정된 위치는 ALCD(304)에 내부적으로 이용된다.

자율모드

GPS 자율모드(GPS-autonomous mode)에서, ALCD(304)의 위치는 예를 들면, 셀룰러 또는 다른 통신네트워크로부터의 어떠한 원조도 없이 ALCD(304) 내의 위치결정부에 의하여 GPS 독립 모드와 유사한 방식으로 계산된다. 그러나, ALCD(304)에 내부적인 ALCD(304)의 결정된 위치를 이용하는 대신, GPS 자율 모드에서는, ALCD(304)는 ALCD(304)의 상기 결정된 위치를 무선통신 네트워크를 통하여 다시 통신 네트워크(예를 들면, 지구위치 서버(308), 어플리케이션(310), PSAP(312), 등)로 송신한다.

네트워크 보조된 모드(NETWORK AIDED MODE)

ALCD(302) 내의 위치결정부는 위치정보의 일부를 위치결정부로 보내는 무선통신 네트워크를 이용하여 포착, 추적, 및 네비게이션 기능들에 있어서 GPS 수신기를 "보조"하도록 하는 상이한 모드의 동작이 ALCS(300)에서 실시될 수 있다. 그런 정보는 알마낵 또는 서브 알마낵 정보, 하등의 위치정보, 도플러 데이터, 인뷰(in-view) GPS 위성위치, 시간 및 주파수 보조, 수신된 무선 라디오 신호강도(유추하여 GPS 신호강도에 대하여 예상되는 것의 아이디어를 획득하기 위함), 또는 포착, 네비게이션, 또는 추적에 있어서 GPS 수신기를 보조할 다른 보조들을 포함한다. 그 런 상황들은 ALCD(302)가 차단되거나 아니면 GPS 위성신호들을 포착할 수 없거나 , 또는 다중경로 문제로 인하여 GPS 위성을 추적할 수 없으므로, ALCD(302)가 하늘에 대한 제한적인 뷰를 가지거나, 스스로 충분한 GPS 신호를 포착할 수 없는 경우에 발생할 수 있다. 더욱이, 그런 상황들은 ALCD(302)로부터 E911 콜이 발생된 경우, 사용자가 매우 짧은 TTFF를 원하거나 그 추가적인 네트워크 정보는 정밀도 향상, 또는 다른 이유로 GPS 계산시 포함되는 것과 같은 주어진 상황에 처해진 사용자에 의해서도 개시될 수 있다.

GPS 네트워크 보조된 접근은 GPS 네트워크 중심(다른 문헌에서는 네트워크 원조된 모드로도 지칭됨) 접근과는 상이한데 그 이유는 GPS 네트워크 보조된 접근에서, 위치결정부는 결국은 스스로 ALCD(302)의 위치를 정하는데 필요한 위치 및 추적정보를 획득할 수 있기 때문이다. 크라스너에서 설명된 바와 같이, GPS 네트워크 중심 접근은 무선네트워크의 외부로부터 획득된 GPS 정보를 이용하여 모바일 장치의 위치를 결정할 수 없는데, 그 이유는 위치계산은 ALCD(302) 대신, 기지국에서의 무선네트워크의 내부에서 수행되기 때문이다.

또한, ALCS(300)에 대하여 개시된 바와 같이, GPS 네트워크 보조된 접근은, 초기 획득이 이루어졌으면, GPS 독립 모드, GPS 자율 모드, 또는 다른 모드들 사이에서 전환하는 것을 고려한다. ALCS(300)의 아키텍쳐 및 GPS 네트워크 보조된 모드는 약한 신호 환경에서도 추적, 예를 들면, GPS 자율 모드 또는 GPS 독립 모드에서 수행되는 사용자위치의 지속적인 업데이트를 고려한다. 크라스너의 GPS 네트워크 보조된 아키텍쳐는 지속적으로 네트워크 보조에 의존하여 후속하는 위치를 계산 하는 것이 보통이다.

GPS 네트워크 보조된 모드는 약한 신호 환경에서 GPS 신호의 포착을 위하여만 이용되는 것이 보통이다. GPS 신호가 포착되면, ALCD(302)의 GPS 수신기는 네트워크로부터의 보조없이 GPS 위성(304)을 추적할 수 있다. 크라스너의 GPS 네트워크 원조된 모드는 추적 및 포착을 목적으로 모바일 장치 내의 GPS 수신기를 네트워크가 원조할 것을 요한다.

네트워크 기반 모드

네트워크 기반 모드는 GPS 수신기가 어떠한 GPS 신호도 수신할 수 없는 상황에도 이용될 수 있다. 그와 같이, ALCD(302)는 완전히 무선통신 네트워크에 의존하여 임의의 위치결정 정보를 획득하며, 그와 같이, 무선통신 네트워크에 의하여 전달된 정보에 "중심"을 둔다. 보통, 네트워크 기반 모드는 GPS 또는 다른 위성정보를 이용하지 않고 위치를 계산한다. ALCD(302)의 위치는 네트워크 리소스(예를 들면, 셀룰러 송신기 타워 및 TDPA 기술)로부터 도출된다. 따라서, 네트워크 기반 모드는 ALCD(302) 위치를 결정하기 위한 GPS 또는 다른 위치결정 시스템 정보를 획득할 수 없는 영역에 ALCD(302)가 있는 경우 유용하다.

역방향 보조 모드

ALCD(302) 내의 GPS 수신기가 다시 강한 GPS 신호를 수신하고, 최근의 천문력 또는 알마낵 데이터를 갖는 경우, 또는 정확한 위치가 요구되지 않는 경우 역방향 보조 모드가 이용될 수 있다. GPS 자율 모드 및 GPS 독립 모드와 유사하게, 역방향 보조된 모드에서, 위치결정부는 어떠한 보조도 수신하지 않으므로, 임의의 이 용 가능한 외부의 네트워크 또는 외부의 보조 장치로부터 독립적으로 동작한다. 역방향 보조 모드에서, 위치결정부는 GPS 위성신호를 포착하며, 그 GPS 신호를 이용하여 ALCD(302)의 위치를 결정한다. 위치결정부는 추적, 및, 원하는 경우, 네비게이션 기능을 위하여 GPS 신호를 이용할 수도 있다. 그러나, ALCD(302)에 내부적인 상기 결정된 위치를 이용하는 것 대신에, 역방향 보조 모드에서, ALCD(302)는 GPS 수신기에서 측정된 정보의 다양한 유형들을 무선통신 네트워크 내에서 이용하기 위하여 무선통신 네트워크와 같은 외부의 네트워크 및/또는 무선장치의 통신부로 송신한다.

역방향 보조 모드는 위치정보, 정확한 시간, 속도, 헤딩(heading) 및 기준 GPS 클럭을 제공하도록 이용될 수 있으며 그 이유는 위치, 속도 및 헤딩은 셀 플래닝 및 전력관리에 매우 유용하기 때문이다.

셀 플래닝 및 주파수 재사용을 위한 역방향 보조

셀룰러 통신 시스템에서, 역방향 보조 모드는 셀 플래닝 및 증가하는 주파수 재사용에 유용하다. 셀룰러 통신 시스템이 성장함에 따라, 더 많은 가입자들을 받으며, 그 결과 하나의 셀 내에 더 많은 라디오 채널들을 부가하거나 하나의 셀룰러 시스템으로 새로운 셀들을 부가한다. 무선통신 시스템은 스마트 안테나(페이즈드 어레이(phased array) 기술을 이용하는 안테나와 같은)를 이용하여 각각의 무선통신장치에 중심을 두는 형상화된 안테나 송신빔을 빔조종(beam-steer) 또는 빔형성(beam-form)할 수 있으므로, 역방향 보조 모드는 하나의 셀 내에서 부가적인 주파수 재사용 또는 코드 재사용을 허용한다.

도 6은 셀룰러 통신 시스템(604)의 일 예의 하나의 셀(602) 내에 위치된 일 기지국(600)을 도시한다. 셀룰러 통신 시스템(604)에서는, 기지국(600)에서의 고전력 송신기(도시하지 않음)가 전체 셀(602)과 같은 큰 지리적 영역을 취급하는 것이 보통이다. 고전력 송신기에 의하여 송신된 각각의 라디오 채널 F₁(606)은 특정한 대역폭을 필요로 하는 것이 보통이므로, 결과적으로 제한된 라디오 채널의 수는 셀룰러 통신 시스템(604)의 서빙용량을 낮게 만들어 얼마 안되는 이용가능한 채널들에 대한 소비자의 요구는 높다.

주파수 스펙트럼 할당이 제한되는 라디오 채널의 수를 증가시키기 위하여, 셀룰러 제공자들은 송신된 주파수들을 재사용하는 것이 보통이다. 라디오 채널 신호강도는 거리에 따라 급격히 감소되므로 이 주파수들의 재사용이 가능하며 충분히 멀리 떨어져 있는 가입자들은 간섭이 없이 동일한 라디오 채널 주파수를 이용할 수 있는 것이 보통이다. 따라서, 이 방식으로 간섭을 최소화하기 위하여, 셀룰러 시스템 플래너들은 서로 멀리 떨어져 있는 동일한 라디오 채널 주파수를 이용하는 셀 사이트들의 위치를 정한 것이 보통이다.

그러나, 라디오 채널을 더 추가하기 위하여, 셀룰러 시스템은 동일한 주파수를 이용하는 셀 사이트들을 전략적으로 위치결정하는 것 이외에 몇 가지 기술들을 이용하는 것이 보통이다. 방향성 안테나 및 언더레이/오버레이 송신 패턴은 라디오 신호들을 셀의 한 영역내로 집중하고 다른 영역에서의 간섭을 감소시킴으로써 셀 내의 신호품질을 개선하는 것이 보통이다. 감소된 간섭은 더 많은 주파수 재사 용을 허용하므로 방향성 안테나가 이용되어 하나의 셀을 웨지들(wedges)로 분할할 수 있어 셀의 일 부만(예를 들면, 1/3, 또는 120도)이 단일 라디오 채널로 이용된다. 그런 분할은 영역 내에서 다른 셀들과의 간섭을 감소시키는 것이 보통이다.

도 7은 두 기지국(702 및 704)이 세 개의 전체 주파수 F₁, F₂, 및 F₃를 이용하는 두 셀(706 및 708) 내의 두 예시적인 기지국(702 및 704)에서 방향성 안테나를 이용하는 셀룰러 시스템(700)의 일 실시예를 도시한다. 셀(706 및 708)은 각각 섹터(710, 712, 714, 716, 718 및 720)으로 분할되며 여기서 섹터(710)는 주파수 F₁을 갖고, 712는 주파수 F₂를 갖고, 714는 주파수 F₃을 갖고, 716은 주파수 F ₁을 갖고, 718은 주파수 F₂를 가지며, 720은 주파수 F₃를 갖는다.

섹터 내에서 주파수의 할당은 표준 채널 스페이싱 절차를 이용하여 선택될 수 있다. 보통, 채널 스페이싱은 셀룰러 스펙트럼의 양의 밖에 있는 모든 셀룰러 채널에 대하여 할당되는 실질적인 대역폭 스페이스를 의미한다. 보통, 각각의 셀 기지국은 특정 수의 셀룰러 채널들이 할당된다. 채널들의 이 그룹은 채널 세트로서 공지되어 있다. 주파수 재사용 플랜("N4" 또는 "N7" 플랜과 같은)은 상기 플랜 내에서 다수의 채널 세트들을 이용한다. 일 예로서, N=7 주파수 재사용 플랜(즉, N7 플랜)에서는, 21 채널 세트가 있으며, 세트당 평균적으로 15 내지 20 쌍의 채널들이 할당된다. 채널세트들은 N=7 재사용 포맷을 이용하여, 세 개의 그룹으로 문자숫자 겸용으로 할당되므로 21개의 채널세트가 존재한다.

도 8은 다수의 셀들에 A, B, C, D, E, F 및 G로서 할당된 7 채널들을 갖는 전형적인 N7 주파수재사용 플랜(800)을 도시한다. 관습에 의해, 채널세트들은 문자숫자 겸용으로 할당되는 것이 보통이다. 다수의 셀들은 각각 중심셀(806 및 808) 주위에 중심을 둔 셀(802 및 804)의 두 클러스터로 배열된다.

증가하는 주파수 용량에 대한 역방향 보조

주파수 재사용에 대한 장점과 유사하게, 역방향 보조 모드는 또한 셀룰러 통신 시스템 내에서 이용된 주파수 용량을 증가시키는데 유용하다. 페이스 어레이(phase-array) 및 일반적인 빔스티어링 안테나와 같은 "스마터(smarter)" 안테나의 출현으로, 셀룰러 통신 시스템은 모바일 핸드세트로 향할 수 있는 한편 모바일 핸드세트가 이동중에 모바일 핸드세트와 기지국 사이에 통신링크를 유지시키는 방식으로 안테나빔을 조종할 수 있는 안테나를 포함할 수 있다.

역방향 보조 모드는 ALCD(302) 내의 GPS 수신기가 그 위치, 속도 및 헤딩에 관한 위치정보를 결정하고 그 정보를 ALCD(302)의 통신부로 보내도록 한다. ALCD(302)의 통신부는 그 후 이 정보를 역방향 액세스 제어채널과 같은 통신채널을 통하여 기지국으로 송신할 수 있다.

ALCD(302)의 위치정보를 알고 있는, 기지국은 그 후, 스마트 안테나를 이용하여 ALCD(302)로 향하는 좁은 빔폭을 가지는 안테나 빔을 이용해서 ALCD(302)로 송신할 수 있다. 이 안테나빔은 그 후 이동중인 ALCD(302)와의 신호 통신을 유지하기 위하여 ALCD(302)의 수신된 속도 및 헤딩정보에 기하여 기지국에 의하여 조종될 수 있다. 페이스드 어레이 기술과 같은 공지된 안테나 기술을 이용하여 안테나빔이 생성되고 조종될 수 있음을 당업자는 이해한다.

도 9는 역방향 보조 모드를 이용하는 ALCS(900)의 일 실시예를 도시한다. 일 예로서, ALCS(900)는 각각 기지국(906 및 908)을 갖는 두 셀(902 및 904)로 역방향 보조 모드를 이용할 수 있다. 기지국(906)은 안테나빔(912)을 통하여 ALCD(910)와 신호 통신할 수 있으며 기지국(908)은 안테나빔(916)을 통하여 제2 ALCD(914)와 신호 통신한다.

도 9에서, 제1 ALCD(910) 내에 위치된 제1 위치결정부는 제1 ALCD(910)의 위치를 결정한다. 제1 ALCD(910)의 제1 통신부는 그 후 제1 위치결정부로부터 위치정보를 획득하며 그것을 제1 기지국(906)으로 보낸다. 유사하게, 제2 ALCD(914) 내에 위치된 제2 위치결정부는 제2 ALCD(914)의 위치를 결정한다. 제2 ALCD(914)의 제2 통신부는 그 후 제2 위치결정부로부터 위치정보를 획득하며 그것을 제2 기지국(908)으로 보낸다. 제1 기지국(906)은, 제1 ALCD(910)의 위치정보를 이용하여, 그 후 제1 안테나빔(912)을 조절하여 ALCD(910)를 지향적으로 조준한다. ALCD(910)가 셀(902) 내에서 이동함에 따라, 제1 기지국(906)은, 제1 ALCD(910) 이동의 속도 및 헤딩을 포함하는 제1 ALCD(910)의 위치정보를 이용하여, 제1 안테나빔(912)을 조종하여 제1 ALCD(910)와의 신호 통신을 유지한다.

유사하게, 제2 기지국(908)은, 제2 ALCD(914)의 위치정보를 이용하여, 그 후 제2 안테나빔(916)을 조절하여 제2 ALCD(914)를 지향적으로 조준한다. 제2 ALCD(914)가 셀(904) 내에서 이동함에 따라, 제2 기지국(908)은, 제2 ALCD(914) 이동의 속도 및 헤딩을 포함하는 제2 ALCD(914)의 위치정보를 이용하여, 제2 안테나빔(916)을 조종하여 제2 ALCD(914)와의 신호 통신을 유지한다.

스페이스 도메인 멀티플렉싱을 통한 주파수 용량 증가를 위한 역방향 보조

역방향 보조 모드는 또한 "SDM"(space-domain multiplexing)을 통하여 하나의 셀 내에서의 주파수용량을 증가시킬 수 있다. 역방향 보조 모드는 복수의 안테나빔을 기지국으로부터 셀 내에 위치된 복수의 ALCD로 송신함으로써 하나의 셀을 분배하도록 한다. 이 복수의 안테나빔은 송신 범위에서 변경할 수 있으며 ALCD의 이동을 따르도록 조종될 수 있다. 이 방식으로, 역방향 보조 모드는 셀 내에서 복수의 ALCD로의 복수의 송신을 분리하는 방법으로서 기지국이 셀 내에서 스페이스 도메인을 이용하도록 한다. 시간, 주파수, 및 코드-도메인 멀티플렉싱과 유사하게, SDM은 셀 내에서 송신되는 주파수의 용량의 증가를 고려한다.

도 10은 역방향 보조 모드를 이용하여 SDM을 통하여 셀(1002) 내에서 주파수 용량을 증가시키는 ALCS(1000)의 일 실시예를 도시한다. 일 예로서, 셀(1002) 및 기지국(1004)을 구비하는 ALCS(1000)가 도시된다. 기지국(1004)은 안테나빔(1010 및 1012)을 통하여 두 ALCD(1006 및 1008)과 통신할 수 있다. 셀(1002)을 따라서 ALCD(1006 및 1008)이 이동함에 따라 기지국(1004)은 안테나빔(1010 및 1012)의 송신전력 레벨을 조종 및 조절하여 ALCD(1006 및 1008)의 이동을 따른다.

도 11은 역방향 보조 모드를 이용하여 SDM을 통해 하나의 셀(1002) 내에서 주파수 용량을 증가시키는 ALCS(1100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 일 예로서, 셀(1102) 및 기지국(1104)을 포함하는 ALCS(1100)이 도시된다. 기지국(1104)은 각각 안테나빔(1112, 1114 및 1116)을 통하여 ALCD(1106, 1108 및 1110)과 통신할 수 있다. 기지국(1104)은 세 ALCD(1106, 1108 및 1110) 보다 더 높이 위치될 수 있 다. 동작의 일 예에서, ALCD(1106, 1108 및 1110)가 셀(1102)을 따라 이동함에 따라, 기지국(1104)은 안테나빔(1112, 1114 및 1116)의 송신전력 레벨을 조종 및 조절하여 ALCD(1106, 1108 및 1110)의 이동을 따른다.

전술된 바와 같이, 기지국(1104)으로부터 ALCD(1106, 1108 및 1110)의 거리에 기하여, 기지국(1104)은 ALCD(1106, 1108 및 1110)로의 송신에 이용하는 전력의 양을 변경시킬 수 있다. 역방향 보조 모드는 ALCD(1106, 1108 및 1110)의 위치를 이용하여 또 다른 기지국(도시하지 않음)으로 전환(즉, GPS 보조된 기지국 핸드오버)하는 시기를 결정하는 것을 돕도록 이용될 수도 있다.

전력관리를 위한 역방향 보조

역방향 보조 모드는 기지국이 ALCD의 움직임에 기하여 송신전력을 변경하도록 하므로 ALCS에서의 역방향 보조 모드는 전력관리에 대하여도 유용하다. 형성되거나 조종된 안테나빔은 전방향성 빔패턴보다 더 많은 이득(gain)을 가지는 것이 보통이므로, 역방향 보조 모드는 ALCD로부터의 더 낮은 전력뿐만 아니라, 기지국 송신기에 의하여 이용되는 더 낮은 송신전력을 고려한다. 따라서, 역방향 보조 모드 특성은 통신링크를 최적화시키고 무선통신 시스템 기지국의 용량(CDMA 네트워크의 용량은 코드효율에 의해서가 아니라, 네트워크 상에 더 많은 사용자들이 위치됨에 따라서 증가하는 노이즈 플로어(noise floor)에 의하여 제한되는 것이 보통이므로, CDMA 네트워크에서는 매우 중요함)을 증가시키는 것을 돕는다.

다시 도 9로 돌아와서, 기지국(906 및 908)은 ALCD(910 및 914)가 셀(902 및 904)을 따라 이동함에 따라 안테나빔(912 및 916)의 송신전력을 변경시킬 수 있다. ALCD(910 및 914)가 기지국(906 및 908)에 더 근접하게 이동함에 따라, 기지국(906 및 908)은 안테나빔(912 및 916)의 송신전력을 감소시킬 수 있다. ALCD(910 및 914)가 기지국(906및 908))으로부터 더 멀리 이동함에 따라, 기지국(906 및 908)은 안테나빔(912 및 916)의 송신전력을 증가시킬 수 있다.

포착 가속화를 위한 역방향 보조

매우 정확한 절대시간 및 주파수 기준을 제공함으로써 무선네트워크와 같은 외부의 네트워크로의 코드 동기화 및 포착을 가속화하기 위하여 ALCS에서 역방향 보조 모드가 이용될 수도 있다. ALCD 내의 GPS 수신기가 GPS 위성의 GPS 콘스텔레이션으로부터의 GPS 신호를 자동추적하게 되면, GPS 수신기 내의 GPS 클럭은 대략 0.01 내지 0.001 "ppm"(parts-per-million)의 값으로 매우 안정하게 될 것이다. 반대로, 모바일장치(셀룰러 전화와 같은) 내의 전형적인 콜프로세싱부의 CP 클럭은 많아야 대략 0.10 ppm의 값을 가질 것이며, 이것은 많은 기지국 클럭의 경우 전형적인 것이다. 결과적으로, GPS 클럭 주파수 기준이 ALCD의 통신부에 있는 CP 클럭을 보조하도록 함으로써, 역방향 보조 모드를 이용하는 ALCS는 ALCD 내의 CP 클럭이 역방향 보조가 없는 경우보다 더 안정되고 정밀하게 되도록 하며, 이는 ALCD의 위치결정부에 대하여 더 빠른 포착시간을 야기시킨다.

모바일 보조에 대한 역방향 모바일 보조

도 12는 모바일 보조에 대한 역방향 모바일 보조 모드를 이용하는 ALCS(1200)의 또 다른 실시예를 도시한다. 일 예로서, ALCS(1200)는 통신매체로서만 네트워크(1206)를 이용하여(신호경로(1208 및 1210)를 통하여), 제1 ALCD(1202) 가 제2 ALCD(1204)를 보조하도록 할 것이며, 여기서 제1 ALCD(1202)는 절대시간 정보를 수신하고, GPS 콘스텔레이션(1213)으로부터의 GPS 시간(GPS 신호(1212)를 통하여)과 네트워크 시간 사이의 차이를 측정하며, 상기 정보를 신호경로(1208)를 통하여 네트워크(1206)로 보낸다. GPS 보조 정보를 요청하는 제2 ALCD(1204)는 제1 ALCD(1202)로부터 GPS 시간 대 네트워크 시간차를 수신하고(신호경로(1208 및 1210) 및 네트워크(1206)를 통하여), GPS 시간을 획득하기 위한 이 정보의 네트워크 시간을 정정하여 그 자체의 GPS 포착 프로세스에 있어서 도움을 줄 것이다.

역방향 보조 모드는 주파수 전송을 위하여 제1 ALCD(1202)로부터 제2 ALCD(1204)에 이르기까지 ALCS(1200)에서 이용될 수도 있으며, 여기서, 제1 ALCD(1202) 내의 GPS 주파수와 네트워크 주파수 사이에 측정된 주파수 에러는 네트워크(1206)로 보내지며, 원조 정보(assistance information)의 일부로서 새로운 모바일(즉, 제2 ALCD(1204))로 보내진다. 이 프로세스는 네트워크(1206)의 기지국에 의하여 방송되는 제어 커맨드로서 실시될 수 있다.

또한, 역방향 보조 모드는 서버(네트워크(1206)에서)를 이용하지 않고 ALCS(1200) 내에서 제1 ALCD(1202)로부터 제2 ALCD(1204)로의 직접 GPS 보조를 고려한다. 직접 GPS 보조는 보조를 요청하는 또 다른 ALCD에 있는 다음 사용자에게 재송신하기 전에 원조 정보를 일시적으로 기억시키면서 서버(네트워크(1206)에서)의 개입없이 이용될 수 있다. 일 예로서, 위치, 유효한 천문력 및 가능한 네트워크-시간 및 주파수-에러-대-GPS를 포착한 제1 ALCD(1202)는 이 정보를 네트워크(1206)의 기지국을 통한 근처 또는 MSC(1214)를 통한 영역에 있는 임의의 다른 ALCD로 전송할 수 있다.

네트워크 원조를 위한 역방향 보조

ALCS에서의 역방향 보조 모드는 무선네트워크 모니터링을 위하여 이용될 수도 있으며, 여기서 무선신호 강도와 함께 위치정보, 또는 임의의 위치관련 정보가, 네트워크 내의 중심 위치에서, 모든 ALCD 요청 원조로부터 수집되어 셀커버리지 영역, 단일 셀 내의 트래픽량, 트래픽이 집중된 곳, 무선수신이 불량한 영역을 지속적으로 모니터링하여 새로운 기지국의 추가 또는 그들의 재배치의 결정에 도움을 준다. 서비스 품질은 상기 영역 내에서 이용된 모든 ALCD에 의하여 실시간으로 모니터링될 수 있다.

또한, ALCS에서의 역방향 보조 모드는 상이한 시점에 동일한 영역 내의 수 개의 ALCD로부터 여분시간(redundant time) 및/또는 주파수 기준 정보를 수신하는 외부의 네트워크가 네트워크 시간 오프셋 및 주파수 드리프트를 모델링하도록 하며, 장래의 그 값을 예측한다. 이 방식으로, 네트워크는 어떠한 ALCD로부터도 정보가 수신되지 않는 주기 이후에도, 타이밍 원조 정보를 새로운 ALCD로 제공할 수 있다.

지상기반 무선통신네트워크는 다중경로의 모델링 시에 원조할 수 있고/거나 모델링툴을 제공하여 ALCD의 초기 위치가 주어진 클라이언트에서의 다중경로 수신문제를 정정하는 것을 도울 수 있으므로, ALCS에서의 역방향 보조 모드는 ALCD 내의 클라이언트에서의 다중경로 문제를 정정하기 위하여 이용될 수도 있다.

더욱이, ALCS 내의 역방향 보조 모드는 ALCD 내의 GPS 수신기로부터의 속도 정보의 이용이 "PLL"(Phase Locked Loop)을 정렬하여 ALCD 움직임과 관련된 문제에 대처하는데 있어서 무선통신 시스템을 원조하도록 한다. 특히, 역방향 보조 모드는 위치결정부로부터의 절대 ALCD 속도정보를 이용하여 무선추적 루프를 안내하여, 더 낮은 라디오신호 강도에서 무선동작을 허용함으로써 유효 무선셀 반경을 증가시킬 수 있다.

증대된 자율 모드

외부의 네트워크가 필요한 신뢰도를 전달할 수 없거나, 네트워크가 보조 능력을 갖지 않으면, ALCS는 다른 모드 또는 다른 정보의 소스를 이용하여 증대된 자율 모드로 지칭되는 동작모드에서, GPS 자율 또는 GPS 독립 모드를 증대시킬 수 있다. 증대된 자율 모드는 블루투스("IEEE"(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11(일반적으로 "Wi-Fi"로 공지됨)) 및 /또는 압력, 가속도계, 또는 자이로(gyros)와 같은 다른 센서들과 함께 이용되어 ALCD에 통신을 위하여 이용되는 네트워크의 외부에 보조를 제공할 수 있다. 예를 들어, 증대된 자율 모드는 ALCD로 블루투스 송신기의 위치 및 플로어 정보를 보내는 고층빌딩의 모든 플로어에서 블루투스 송신기를 이용할 수 있으며 이 '증대된 정보'는 위치결정 데이터를 전달하기 위하여 빌딩 내부의 ALCD에 의하여 GPS 신호가 포착될 수 없는 경우에 보내질 것이다.

더욱이, 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우, 증대된 자율 모드는 ALCD가 GPS 독립 모드로부터 다른 모드(예를 들면, 보조된 모드, GPS 네트워크 중심 모드, 증)로 전환하도록 한다. 이 미리 결정된 이벤트는 GPS 위성신호가 포착되지 않은 상태에서의 미리 결정된 양의 시간의 경과, 초 또는 분의 미리 결정된 수 등을 포함할 수 있으며, 여기서 ALCD는 GPS 신호, 장치의 전력주기, 등을 수신할 수 없다.

도 13은 하나의 빌딩 내에 있는 하나의 방 내의 ALCS(1300)의 일 실시예를 도시한다. ALCS(1300)는 ALCD(1304) 및 위치모듈을 포함할 수 있다. 위치모듈은 GPS 신호 또는 다른 위치정보 신호의 무선 및/또는 유선 재방사기(re-radiator)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 위치모듈은 "EXIT" 표시(1306) 내에 고정된 재방사기 또는 빌딩 내의 방(1302)또는 복도 내의 또 다른 유사한 고정위치 장치(1308)를 포함할 수 있다. 동작의 일 예로서, ALCD(1304)는 위치모듈로부터 무선 보조 신호(각각 EXIT 표시(1306) 또는 고정위치 장치(1308)로부터의 신호(1310 및 1312)와 같은) 또는 고정위치 장치(1308)로부터의 유선 보조 신호(1314)를 수신할 수 있다. 보조 신호는 시간기준, 천문력, 또는 다른 유사한 GPS 보조 데이터를 제공할 수 있다. 보조 신호는 고정위치 장치(1308)의 고정된 위치에 관련된 정보와 같은 비-GPS형 위치 데이터를 제공할 수도 있다. 이 정보는 빌딩의 주소, 빌딩의 플로어, 방(1302) 번호 또는 복도, 및 방(1302) 내의 고정위치 장치(1308)의 위치를 포함할 수 있다.

유사하게, 도 14는 다수의 빌딩(1406)을 갖는 4개의 도시 블럭(1404)의 교차점(1402)에 위치된 ALCS(1400) 내의 위치모듈의 일 실시예를 도시한다. 위치모듈(1408)은 GPS 신호 또는 다른 위치정보 신호의 무선 및/또는 유선 재방사기를 포함할 수 있다. 일 예로서, 위치모듈(1408)은 광포스트, 거리표시, 또는 다른 유사한 고정된 위치 장치 내의 고정된 재방사기(1408)를 포함할 수 있다. 동작의 일 예로 서, ALCD(도시하지 않음)는 위치모듈(1408)로부터 무선 보조 신호(1410)를 수신할 수 있다. 보조 신호(1410)는 시간기준, 천문력, 또는 다른 유사한 GPS 보조 데이터를 포함할 수 있다. 보조 신호는 위치모듈(1408)의 고정된 위치에 관련한 정보와 같은 비-GPS형 위치 데이터를 제공할 수도 있다. 이 정보는 교차점(1402)의 주소, 교차점(1402)상의 코너, 또는 다른 유사한 정보를 포함할 수 있다.

다른 모드

GPS 독립, GPS 자율, GPS 네트워크 보조된, 또는 네트워크 기반 모드들과 유사한 다른 모드에서, ALCS는 GPS 위성 시스템의 외부뿐만 아니라 셀룰러 무선통신 네트워크의 외부로부터 정보를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 다른 모드에서, ALCD의 위치결정부는 셀룰러 무선통신 네트워크를 이용하여 음성이나 데이터를 송신하는 한편, GPS 위성 및 블루투스 네트워크 및/또는 IEEE 802.11 Wi-Fi 네트워크로부터 정보를 수신할 수 있다. GPS 포착, 추적, 및 네비게이션 기능들은 셀룰러 네트워크를 이용하지 않고 블루투스 네트워크 및/또는 IEEE 802.11 Wi-Fi 네트워크로부터의 입력으로 증대될 수 있다.

더욱이, ALCS의 예시적인 아키텍쳐는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 전화 네트워크 또는 데이터 네트워크와 같은 유선 네트워크로 확장될 수 있다. 예를 들어, 랩탑 또는 PDA에 GPS 능력이 존재하고 장치가 유선 또는 무선 인터넷 링크로 접속되면, GPS 계산이 인터넷을 통하여 보조되어 빌딩 내의 위치를 계산할 수 있다. 상기 위치는 국소적으로 디스플레이되거나 서버로 보내질 수 있다. ALCD의 일 실시예는 보안 또는 다른 전화나 하드와이어 시스템 어플리케이션을 위하여 이 용될 수 있다.

동작모드들의 비교

본 발명의 동작모드는 GPS 수신기 프레임워크 내에서 유연성을 더 허용한다. GPS 수신기가 짧은 TTFF 요건, 또는 네트워크 대역폭, 또는 다른 신호요구들에 의하여 제한되지 않는 경우, 본 발명의 GPS 수신기는 주어진 포착 모드를 자동으로 선택하도록 프로그램될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 트래픽이 상당한(heavy) 경우(무선통신 네트워크에서 적은 대역폭 이용가능성으로 해석), 본 발명은 사용자가 자동으로 또는 수동으로 자율 모드 또는 독립 모드(보조 정보를 위하여 무선통신 네트워크에 의존하지 않음)를 선택하도록 한다. 동일한 방식으로, 지구위치 서버(108) 사용이 중대하고, 보조 정보 대기시간이 요건과 맞지 않는 경우, 사용자는 자율 또는 독립 모드를 자동으로 또는 수동을 선택할 수 있다. 그러나, 무선네트워크 내에 추가적인 대역폭이 이용 가능하거나, 사용자가 E911 콜에 대하여 짧은 TTFF를 필요로 한다면, 본 발명은 동작의 자율 또는 독립모드를 자율 또는 독립(천문력이 존재하고 암시적인 보조 정보가 있는 경우), 네트워크 기반 또는 네트워크 보조된 모드로 수동 또는 자동으로 변경하는 것을 고려한다.

ALCS의 멀티모드 아키텍쳐는 이용 가능한 경우 네트워크 원조를 이용함으로써, 자동적인 무결성 및 신뢰성 있는 응답을 고려하며, 원조가 이용가능하지 않거나 시기적절한 방식으로 이용가능하지 않으면 ALCD가 독립적으로 동작하도록 한다. 네트워크 보조된 동작 모드는 GPS 자율 또는 GPS 독립 모드의 스타트업 제한을 극복하며 네트워크 기반 모드와 동일한 성능 레벨을 허용하지만, 스타트업 이후 지속 적인 네트워크 접속성을 요구하지는 않는다. 어떤 통신매체를 통하여 ALCD에 의하여 보조 데이터(천문력, 대략적인 위치, 대략적인 시간 등)가 수신되었으면, 통신링크는 ALCD의 GPS 기능이 개시되는 경우 오프될 수 있다. 이것은 ALCD상에 직접 탑재된 얇은 서버를 갖는 기억 및 포워드 방법이다. ALCS 아키텍쳐의 무결성 성질 및 유연성은 서비스 제공자들이 원하는 서비스의 유형 및 네트워크의 능력에 기한 그들의 요구를 충족하도록 ALCS에 동조시키는 것을 가능하게 한다.

더욱이, 동작모드의 선택은 ALCD가 ALCS로부터 요청 또는 요구하는 정밀도 또는 서비스의 유형에 의존할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 E911 콜을 발생시키면, ALCD 내의 GPS 수신기는 가능한 가장 시기적절한 방식으로 가장 정밀한 위치정보를 제공할 모드에 자동으로 위치될 수 있다. 그 모드는 네트워크 기반일 수 있지만, 네트워크가 완전한 GPS 정보 세트를 제공할 수 없어서 ALCD의 GPS 수신기가 위치계산 정보를 결정할 수 있다면, ALCD 내의 위치결정부는 네트워크 보조된 모드로 전환되어 위치결정부 및 네트워크의 프로세싱 능력은 병행되어 이용될 수 있다. 또 다른 예로서, 사용자가 특정한 위치로의 방향을 요청하면, ALCD는 시기적절한 방식으로 정보를 제공할 GPS 자율 또는 GPS 독립 모드를 자동으로 선택할 수 있지만, ALCD의 프로세싱 능력 및 전원에 대하여는 그런 요구를 두지 않을 수 있다. 더욱이, ALCS는 사용자가 동작 모드의 자동적 선택을 변환하는 것을 허용한다. 또한, ALCD는 미리 결정된 이벤트(예를 들면, 위치결정부의 제1 위치결정 계산)가 획득되면 모드들 사이에서 전환할 수 있다. 예를 들어, E911콜이 발생되면, ALCD는 가능한 빨리 네트워크 보조된 모드를 선택하여 ALCD로의 위치정보를 획득할 수 있 다. 그 정보가 전달되고, 제1 위치가 계산되면, ALCD는 그 후 상이한 모드(GPS 자율 모드 또는 GPS 독립 모드와 같은)로 전환하여 다른 사용자들에게 이용가능한 무선통신 네트워크 내에 추가적인 대역폭을 만들 수 있다. 프라이버시 목적으로, ALCS의 아키텍쳐는 또한 보조 정보의 수신을 고려하며 사용자에게 상기 위치가 네트워크로 보내지거나, 사용자가 ALCD의 위치를 비밀로 유지하기를 바라는 경우에는 사용자에게만 이용가능하게, ALCD에 "로크(locked)"되는 것을 받아들이는 선택을 제공한다.

예를 들어, 퍼유즈(per use) 기초로 네트워크 액세스가 사용자에게 부과되는 상황에서, 사용자의 요건을 만족하기 위하여 네트워크에 도달할 필요가 있는 것으로 ALCD가 결정을 한 경우에도, ALCS의 아키텍쳐는 또한 원조를 위한 네트워크 접속을 방지하는 선택을 사용자에게 허용한다. 본 예에서, 위치결정부는 사용자의 오리지날 성능 요건을 성취하지 않고 잠재적으로 GPS 독립 모드에서 위치를 제공하려는 시도를 할 것이다.

ALCS는 대역폭이 더욱 효율적으로 이용될 수 있도록 관리되는 무선통신 네트워크의 대역폭을 고려한다. 더욱이, ALCS는 가능한 많은 정보를 병행하여 프로세스하는, ALCD에서 이용가능한 프로세싱을 포함하는, 네트워크 리소스의 동적 할당을 고려한다. 이것은 복수의 ALCD에 대한 위치를 더욱 효율적으로 계산하기 위하여 GPS 클라이언트 및 네트워크 서버 프로세서의 동적 로딩(dynamic loading)을 고려한다. 이 접근은 무선통신 시스템의 하부구조에 크게 영향을 미치지 않고 ALCD 사용자의 증가된 수를 고려한다.

ALCS를 원조하기 위하여, 복수의 상관기(correlator)들이 이용되어 ALCD에 더 짧은 TTFF, 더 정밀한 위치, 또는 GPS 자율 또는 GPS 독립 모드로부터 네트워크 보조된 모드 또는 네트워크 기반의 모드로의 전환이 거의 없는 더욱 신뢰성 있는 결과를 제공한다.

분산형 스마트 클라이언트/서버 아키텍쳐

ALCD의 위치결정부(또는 클라이언트로서 공지됨) 및 ALCD의 통신부(또는 서버로서 공지됨) 내의 GPS 수신기가 지능형 방식으로 포착, 추적, 및 네비게이션 태스크의 워크로드(workload)를 분산시키도록 함으로써, ALCS는 더 빠른 포착, 더 빠른 TTFF 시간을 고려하며, 위치결정부의 일부가 전원이 끊기거나 또는 선택적으로 전원이 공급되어 ALCD의 GPS 부분의 전력소모를 감소시키도록 한다.

또한, ALCS의 아키텍쳐는 위치결정부의 GPS 수신기에 기억된 천문력 데이터가 여전히 유효한지 확인하기 위하여 네트워크 보조된 모드를 이용함으로써 천문력 데이터의 진보 품질(예를 들면, 기억된 천문력 데이터 품질의 유효성)을 고려한다. 유사하게, 네트워크 보조된 모드는 하등의 위치포착 시나리오를 위하여 이용될 수 있는 하등의 위치 데이터를 ALCD가 도출하도록 하며, 여기서는 실질적인 위치결정을 위하여 데이터의 포스트 프로세싱 및 공지된 천문력 또는 알마낵에 기한 시간태그(time-tag) 근접 위치가 이용된다. 또한, 하등의 위치 데이터는 가린 등에게 부여된 미국특허 제6,671,620호(참고로 여기에 전부가 포함됨)에 개시된 바와 같이, 현재의 천문력 데이터와 함께 원격 서버에서 이용될 수도 있다.

또한, 다른 모드들(증대된 자율 모드와 같은)은 근접 위치로 위치결정부를 보조하기 위하여 저전력 단범위 무선기술을 이용하는 것뿐만 아니라, TTFF 시간을 감소시키는데 있어서 위치결정부를 보조하기 위하여, 블루투스와 같은 저전력 단범위 무선기술의 이용을 고려한다.

또한, 천천히 변하는 에러에 대하여, GPS 자율 또는 GPS 독립과 네트워크 보조된 모드 사이에서 전환하거나, 네트워크 보조된 모드에서 유지함으로써, ALCD는, 무선통신 네트워크를 통해 ALCS로 정정 정보가 보내지도록 하여 정확한 로컬 위치를 획득한다(예를 들면, 이오노(Iono) 정정인자, 새로운 서브알마낵 정보 등). 또한, ALCS는 근접 위치, 시간, 및 주파수 정보를 ALCD에 제공하여 더욱 정밀한 위치결정의 결정 시에 ALCD를 원조하고/거나 각각의 클라이언트에 대한 TTFF 시간을 향상시키는 것 뿐만 아니라, 위치결정의 정밀도에 부가하기 위하여 역시 ALCD에 포함된 다양한 소스들(예를 들면, 가속도계, 압력센서, 틸트미터(tilt meter) 등)로부터의 데이터 "퓨전(fusion)"을 고려한다.

시간 및 주파수 보조

무선네트워크 시스템은 고품질 기준 클럭을 가지는 것이 보통이며, 일부 무선네트워크 시스템(CDMA와 같은)은 절대 GPS 시간에 동기화된다. ALCS는 GPS 클럭 주파수 오프셋을 추정하고 주파수 불확실성을 크게 감소시키기 위하여 ALCD의 위치결정부로 전송되는 무선네트워크 주파수 기준을 고려한다. GPS 클럭 시간을 위하여 GPS 시간 기준이 위치결정부로 전송될 수 있다. 시간 및 주파수 전송의 주목적은 ALCD 시간 및 주파수의 불확실성을 감소시켜서, TTFF를 개선하는 것이다. 이 시간 전송은 또한 감도를 개선하는데 기여할 수 있다.

시간 전송

도 15는 ALCS(1500)과 연계하여 이용되는 시간 전송 메커니즘의 일 실시예의 블럭도를 도시한다. 본 예에서, "LMU"(Location Measurement Units)와 CDMA 또는 GSM을 이용하는 무선네트워크와 같이, ALCS(1500)는 절대 GPS 시간에 동기화된다. 보통, GPS 시간 기준(1502)은 ALCD(도시하지 않음)의 GPS부로 전송되어 GPS 클럭 시간을 GPS 시간과 동기화시킨다. 본 예의 ALCS에서는, 시간 전송이 세 단계로 이루어질 수 있다.

제1 단계에서, 기지국("BS") 클럭(1504)은 GPS 시간 기준(1502)으로 동기화될 수 있다. BS 클럭(1504)에서의 시간 정밀도는 시스템 구성에 따르며 100 내지 300 나노초의 범위에 있을 수 있다. 이것은 특정한 유형의 네트워크의 빌트인 특성인 것이 보통이다.

제2 단계에서, BS 클럭(1504)으로부터 CP 클럭(1506)으로 송신된 마스터 프레임 내의 하나의 특정한 이벤트의 수신 시간을 정함으로써 CP 클럭은(1506)은 BS 클럭(1504)으로 동기화된다. BS 클럭(1504)은 300 나노초의 정밀도를 가지고 절대 GPS 시간에서 예측가능한 제1 비트의 송신 시간으로 마스터 프레임을 송신한다. BS 클럭(1504)과 CP 클럭(1506) 사이의 동기화 에러는 BS 클럭(1504) 신호 내의 RF 기준 포인트, BS 클럭(1504) 내의 그룹 지연, ALCD와 기지국 사이의 거리에 기인한 신호송신시간, CP부에서의 그룹 지연, 및 ALCD 아키텍쳐에 의하여 야기된다.

ALCD가 기지국을 추적하는 한, ALCD의 CP부는 절대 GPS 시간을 알고, 실시간이 아니라, 제품 통합 단계동안 측정되고 조절된, ALCD에서의 GPS 시간의 연관된 정밀도를 예측할 수 있다. ALCD가 기지국 또는 BS 클럭(1504)에 대한 추적을 상실한다면, CP 클럭(1506) 정밀도는 손상될 것이다. CP 클럭(1506) 주파수 안정도에 기하여 CP 클럭(1506) 성능 저하가 예측될 수 있으며, 이는 알란 변동(Allan variance), 및 최후 추적의 연령에 의하여 나타내지는 것이 보통이다.

ALCS는 무선인터페이스 독립적으로 되도록 설계될 수 있다. 모바일 핸드세트(즉, ALCD) 제조자가 추적 조건, CP 클럭(1504) 주파수 안정도, 및 무선인터페이스 성능에 대한 정보를 가지므로, 모바일 핸드세트 제조자는 모든 불확실성 효과를 포함하는 연관된 정밀도 및 절대 GPS 시간을 전송하기 위하여 GPS 클럭(1508)으로의 인터페이스 및/또는 모델을 제공하는 바람직한 또는 최적의 방법을 결정할 수 있다.

제3 단계에서, GPS 클럭(1508)은 ALCD의 위치결정부와 ALCD의 통신부 사이의 통신링크를 통한 시간 전송 메시지를 CP 클럭(1506)에게 요구한다. 보통, 이 시간 전송 요청 메시지는 파라미터를 포함하지 않는다.

ALCD의 통신부는 몇 가지 상이한 방식으로 그런 메시지에 반응할 수 있다. 통신부는 정확한 타이밍 이벤트를 생성하고 시간 전송 응답 메시지를 돌려줄 수 있다. 타이밍 이벤트는 상승에지가 활성이거나 하강에지가 활성인, 단일의 구형펄스인 것이 보통이다. 시간 전송 응답 메시지는 초단위의 시간의 불확실성(time uncertainty in seconds), 위크로의 초(seconds into the week), GPS 위크에서의 타이밍 이벤트의 시간을 포함하는 것이 보통이다. GPS 클럭(1508)을 이용하여 타이밍 이벤트의 시간을 정함으로써, GPS 클럭(1508)은 CP 클럭(1506) 시간으로 동기 화된다.

또한, 통신부는 "델타(delta)" 메시지를 위치결정부로 다시 보낼 수 있다. 예를 들면, 통신부 또는 위치결정부는 CP 클럭(1506) 및 GPS 클럭(1508)을 모니터링할 수 있다. 시간 전송 요청이 이루어지는 경우, 통신부, 또는 위치결정부는(어느 부분이라도 클럭을 모니터링함) GPS 시간(1502)을 수신하며, GPS 클럭(1508)과 GPS 시간(1502) 사이에 차이 계산이 이루어진다. 그 후, 이 델타는 새로운 시간 전송이 요청될 때까지 GPS 계산 및 위치결정을 위하여 이용될 수 있다.

위치결정부가 새로운 GPS 위성에서 새로운 검색을 개시하는 경우 타이밍 정보가 요구되는 것이 보통이다. 타이밍 동기화는 위치결정부의 요청 시 주기적으로 이루어질 수 있다. GPS 클럭(1508)의 품질에 기인하여 최종 기준 시간 및/또는 주파수가 송신되었으므로, 상기 검색에 이용 가능한 유효시간 정밀도는 시간에 따라 손상될 수 있지만, ALCS에 관하여 개시된 접근은 BS 클럭(1504)을 통하여 CP 클럭(1506)이 GPS 시간 기준(1502)으로 로킹되도록 하는 것 뿐만 아니라, GPS 클럭(1508)을 CP 클럭(1506)으로 로킹(locking)시킬 필요를 감소 또는 제거한다. GPS 클럭(1508)의 주파수 안정도(온도에 따른 주파수 안정도 뿐만 아니라 Allan 변동에 의하여 나타냄)는 GPS 위성 신호 검색의 개시 시의 시간 불확실성을 예측하는데 이용될 수 있다. GPS 클럭(1508) 선택의 제어 및 다음 검색이 이루어지는 시기는 ALCS의 제어하에 이루어지므로, ALCS는 시간 손상 효과를 정확히 예측하는데 있어 ALCD를 보조하여, 시간 전송 주기성을 선택하며, 시간 전송을 실시한다.

주파수 전송

도 16은 ALCS(1600)과 연계하여 이용되는 주파수 전송 아키텍쳐의 일 실시예를 도시한다. 본 예에서, ALCS(1600)는 각각의 기지국("BS")이 높은 품질 기준 클럭을 갖는 미국에서 이용되는 CDMA 시스템과 같은 셀룰러 전화 시스템과 연계하여 동작한다. 시스템 ALCS(1600)는 BS 클럭(1602)(연관된 BS 클럭(1602)주파수로)이 CP 클럭(1604)으로 전송되며 그 후 이하에서와 같이 GPS 클럭(1606)으로 전송되어, 필요한 대로 GPS 클럭(1606) 주파수 오프셋을 추정할 수 있음을 보여준다.

보통, ALCD(도시하지 않음)의 통신부는 무선네트워크 신호를 추적하고 BS 클럭(1602)에 관계된 CP 클럭(1604) 주파수 오프셋을 측정한다. 이 측정 이후의 CP 클럭(1604) 주파수 불확실성은 BS 클럭(1602) 주파수 오프셋에 의하여 야기되는 것이 보통이며, 이것은 네트워크 표준, ALCD 추적 루프 성능, CP 클럭(1604) 주파수 안정도, 및 ALCD 움직임에 의하여 특정된다.

통신부는 그 후 주기적으로 주파수 기준 메시지를 메시지가 CP 클럭(1604)과 BS 클럭(1602) 사이에서 주파수의 에러를 포함하는 것이 보통인 위치결정부로 송신한다. GPS 클럭(1506) 및/또는 CP 클럭(1604) 요건에 기한 업데이트의 필요성뿐만 아니라, ALCD 능력에 의하여 결정된 주기로 주파수 기준 메시지가 송신된다. 예를 들어, GPS 클럭(1606) 및 CP 클럭(1604)이 모두 고품질의 크리스탈이라면, GPS 클럭(1606) 및 CP 클럭(1604)이 모두 저품질의 크리스탈인 경우보다 덜 자주 업데이트 메시지가 송신되거나, 어떤 경우에는 한 번만 송신될 수 있다. 그러나, 주파수 에러 업데이트의 주기성은 ALCD 제조자에 의하여 선택가능하다. 이하에서 개시되는 바와 같이 그 자체의 속도에서 CP 클럭(1604)으로 GPS 클럭(1506)이 비교되므 로, 주파수 기준 메시지들 사이의 CP 클럭(1604) 대 BS 클럭(1602) 드리프트는 GPS 클럭(1606)의 불확실성에 부가될 것이다. CP 클럭(1604)을 설정하는 또 다른 방법은 수신된 신호로 CP 클럭(1604)을 조종하고 BS 클럭(1602)으로 동기화시키는 것이다.

크라스너에게 부여된 미국특허 제5,841,396호(참고로 여기에 포함됨)와 같은 다른 접근은 GPS 클럭(1606)을 CP 클럭(1604)으로 로킹시키는 페이스 로크된(phase-locked) 루프 접근을 개시한다. ALCS(1600)는 크라스너 접근에 의하여 개시되는 GPS부 및 CP부 사이의 신호전송 및 추가적인 회로를 피한다. 이것은 기존의 셀룰러, 무선, 또는 유선 전화 시스템을 실행하기에 더 용이하고 덜 비용이 드는 ALCS(1600)를 야기시킨다.

도 17은 ALCS(1700)과 연계되어 이용된 주파수 전송 아키텍쳐의 일 실시예의 블럭도를 도시한다. ALCD(1701)는 GPS 클럭(1702)을 CP 클럭(1704)으로 로킹시키지 않고 전체 주파수 에러버젯(error budget)에 의하여 부과된 제한 내에서 전체 주파수 에러를 유지할 수 있다. ALCD(1701)는 GPS 클럭(1702) 및 CP 클럭(1704)과 함께 위치결정부(도시하지 않음) 내의 GPS부(1706) 및 통신부(도시하지 않음) 내의 CP부(1708)를 포함할 수 있다. ALCD(1701) 제조자들은 CP 클럭(1704)의 알란변동 특성 및, 기준 메시지를 이용하는 주파수 및/또는 시간 조정 이후의 잔류 버젯된 주파수 에러에 따라 메시지 주기성의 특정한 경계를 설계할 수 있다. GPS부(1706)는 CP 클럭(1704)의 절대 주파수를 알지 못하므로, 송신된 정보는 절대 에러가 아닌, 상대적 주파수 에러이다(헤르쯔 "Hz" 단위). GPS부(1706)가 필요로 하는 메시 지는 명목상 CP 클럭(1704) 주파수로부터 독립적이다.

GPS부(1706), 및 GPS 클럭(1702)은 CP 클럭(1704)의 불확실성 정보를 이용하여 신호포착 성능을 최적화시킨다. 에러버젯 내의 모든 것(ALCD(1701) 움직임을 제외)은 무선 하부구조 및 CP부(1708) 아키텍쳐에 의존한다. CP부(1708)는 GPS부(1706)로 주기적으로 메시지를 보내며, 메시지는 CP 클럭(1704) 명목 주파수(헤르쯔 단위)(예를 들면, 나누어진 CP 클럭(1704)의 주파수는 측정을 위하여 CP부(1708)에 의하여 카운터(1710)로 보내져서 절대 주파수 에러를 상대적 주파수 에러로 변환함), CP 클럭(1704) 상대 주파수 오프셋 대 BS 클럭(도시하지 않음) 주파수, 및 CP 클럭(1704) 주파수 오프셋 불확실성을 포함한다.

그 후, GPS부(1706)는 카운터(1710)를 이용하여 GPS 클럭(1702)과 CP 클럭(1704) 사이의 상대적 주파수를 측정한다. 카운터 게이팅 신호의 유효폭은 GPS 클럭(1702) 펄스의 미리 결정된 수를 카운트함으로써 결정된다. 이 게이팅 신호동안의 CP 클럭(1704) 펄스의 수가 이용되어 GPS 클럭(1702)과 CP 클럭(1704) 사이의 상대적 주파수 에러를 결정한다.

주파수 기준 정보의 송신들 사이의 주파수 드리프트는 GPS 클럭(1702)의 알란 변동 및 온도에 따른 그 안정도에 의존한다. 주파수 기준 정보의 송신 주기성은 GPS 클럭(1702)의 품질, 및 GPS 클럭(1702)에 할당된 최대 주파수 에러에 기하여 조절될 수 있다. 대안의 실시예에서, 또는 편리한 실시를 위하여, 주파수 디바이더가 CP 클럭(1704)과 카운터(1710) 사이에 삽입될 수 있으므로, 카운터(1710)에 의하여 측정되는 절대 주파수가 감소된다. 이 프로세스는 참고로 전체가 여기에 포함되며, 발명의 명칭이 "Method for aiding a global positioning system"이고, 가린 등에게 2004년 1월 27일에 부여된 미국특허 제6,684,158호에 개시된다.

도 18에는, ALCS에 의하여 수행되는 예시적인 프로세스를 실시하는데 이용되는 단계들을 도시하는 흐름도(1800)가 도시된다. 프로세스는 1802에서 개시하며, 블럭(1802)은 ALCD에서 하나 이상의 GPS 위성으로부터 하나 이상의 신호를 수신하는 단계를 도시하며, 여기에서 ALCD는 GPS 독립 모드와 하나 이상의 다른 모드 사이에서 선택적으로 전환될 수 있다. 블럭(1806)은 ALCD로 주파수 기준 메시지를 주기적으로 송신하는 것을 도시한다. 블럭(1808)은 주파수 기준 메시지 및 하나 이상의 신호를 이용하여 ALCD의 지구위치를 결정하는 단계를 도시한다. 프로세스는 그 후 단계(1810)에서 종료한다.

도 18에서의 프로세스는 하드웨어 또는 소프트웨어에 의하여 수행될 수 있다. 프로세스는 소프트웨어에 의하여 수행되며, 소프트웨어는 ALCS 내의 소프트웨어 메모리(도시하지 않음)에 존재할 수 있다. 소프트웨어 메모리 내의 소프트웨어는 로직 기능들(즉, 디지털 회로 또는 소스코드와 같은 디지털 형태 또는 아날로그 전기, 사운드 또는 비디오 신호와 같은 아날로그 소스 또는 아날로그 회로와 같은 아날로그 형태로 실시될 수 있는 "로직")을 실시하기 위하여 실행 가능한 명령들의 정렬된 리스팅을 포함할 수 있고, 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서 포함 시스템, 또는 명령실행 시스템, 장치, 또는 디바이스로부터 명령을 선택적으로 가져오고 그 명령을 실행할 수 있는 다른 시스템과 같은, 명령실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의하여 또는 그들과 연계하여 사용하기 위한 임의의 컴퓨터 판독가능의(또는 신 호 베어링(signal-bearing)의) 매체에서 선택적으로 구현될 수 있다. 본 서류의 문맥에서, "컴퓨터 판독가능의 매체" 및/또는 "신호 베어링 매체"는 명령실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의하여 또는 그와 연계하여 이용하기 위한 프로그램을 포함, 기억, 통신, 전파, 또는 전달할 수 있는 임의의 수단이다. 컴퓨터 판독가능 매체는 선택적으로, 예를 들어 전자적, 자기적, 광학적, 전자기적, 적외선, 또는 반도체 시스템, 장치, 디바이스, 또는 전파매체(이에 한정하지는 않음)일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 "망라되지 않은 리스트"가 포함하는 더욱 특정한 예들은 다음과 같다: 하나 이상의 배선을 갖는 전기적 접속 "전자적", 휴대형 컴퓨터 디스켓(자기적), RAM(전자적), "ROM"(read-only-memory)(전자적), EPROM(erasable programmable read-only memory) 또는 플래시 메모리(전자적), 광섬유(광학적), 및 휴대형 "CDROM"(compact disc read-only memory)(광학적). 프로그램은 예를 들면 종이 또는 다른 매체의 광스캐닝을 통하여 전자적으로 포획되고, 그 후 컴파일, 해석 또는 필요한 경우 적절한 방식으로 프로세스되고, 그 후 컴퓨터 메모리에 기억될 수 있으므로, 컴퓨터 판독가능 매체는 종이 또는 프로그램이 프린트되는 다른 적절한 매체일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들이 개시되었지만, 본 발명의 범위 내에서 더 많은 실시 및 실행이 가능하다는 점은 당업자에게는 자명할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의한 경우를 제외하고는 제한되지 않는다.

Claims

보조된 위치 통신 시스템(Aided Location Communication System; ALCS)으로서,

지구위치 서버; 및

보조된 위치 통신 장치(Aided Location Communication Device; ALCD)

를 포함하고,

상기 ALCD는,

지구위치 서버와 신호 통신하는 통신부, 및

GPS 수신기를 구비하는 위치결정부

를 포함하며,

상기 위치결정부는, 상기 GPS 수신기에서의 GPS 신호에 응답하여, 상기 ALCD의 지구위치를 결정하는 제1 위치결정 모드와 상기 ALCD의 지구위치를 결정하는 제2 위치결정 모드 사이에서 상기 GPS 수신기를 선택적으로 전환할 수 있고, 상기 제1 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제1항에 있어서, 상기 선택적 전환은 상기 ALCD의 지구위치결정과 실질적으로 동시에 발생하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제1항에 있어서, 상기 지구위치 서버는 하나 이상의 GPS 위성으로부터 하나 이상의 GPS 신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제1항에 있어서, 상기 통신부는 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 상기 지구위치 서버로 선택적으로 보낼 수 있는 것을 특징으로 하는 ALCS.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제2 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서, 상기 선택적 전환은 상기 ALCD의 지구위치의 결정과 실질적으로 동시에 발생하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서, 상기 통신부는 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 상기 지구위치 서버로 선택적으로 보낼 수 있는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제8항에 있어서, 상기 통신부는 무선수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제9항에 있어서, 상기 선택적 전환은 상기 ALCD의 지구위치의 결정과 실질적으로 동시에 발생하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제10항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제11항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제10항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제13항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에서 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제9항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 ALCD에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제9항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 통신부에서 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제9항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 ALCD에 의하여 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제17항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 통신부에서 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제9항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제19항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제9항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제21항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에서 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는,

컴퓨터 네트워크;

통신 네트워크; 및

무선 네트워크

로 구성되는 그룹으로부터 선택된 네트워크 리소스를 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제23항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 블루투스 무선 네트워크인 것을 특 징으로 하는 ALCS.
제23항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는 증대된 보조 정보를 송신할 수 있는 외부장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제26항에 있어서, 상기 외부장치는 상기 증대된 보조 정보를 송신하기 위해 무선통신을 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제27항에 있어서, 상기 무선통신은 블루투스 송신을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제27항에 있어서, 상기 무선송신은 IEEE 802.11 송신을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제27항에 있어서, 상기 외부장치는 GPS 무선 재방사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제26항에 있어서, 상기 외부장치는 상기 증대된 보조 정보를 송신하는 비무선 송신을 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제31항에 있어서, 상기 비무선 송신은 직렬접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제31항에 있어서, 상기 비무선 송신은 이더넷 접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제31항에 있어서, 상기 비무선 송신은 전기적 접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제34항에 있어서, 상기 외부장치는 상기 ALCD를 위한 충전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제26항에 있어서, 상기 외부장치는 고정형 오브젝트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제36항에 있어서, 상기 고정형 오브젝트는 EXIT 표시를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제36항에 있어서, 상기 고정형 오브젝트는 트래픽 표시를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제36항에 있어서, 상기 고정형 오브젝트는 광포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제26항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 상기 외부장치에 대한 위치정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제26항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 상기 GPS 위성에 대한 천문력 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서, 상기 네트워크 기반 모드에서 동작하는 ALCD는 외부 통신 시스템 내의 송신기를 이용하여 상기 ALCD의 지구위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제42항에 있어서, 상기 ALCD는 도착 시간차(Time Difference of Arrival; TDOA) 기술을 이용하여 ALCD의 지구위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제43항에 있어서, 상기 외부 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서, 상기 역방향 보조 모드에서 동작하는 ALCD는 상기 ALCS를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제45항에 있어서, 상기 역방향 보조 모드에서 동작하는 ALCD는 상기 ALCS의 전력 관리에 이용하기 위하여 상기 ALCS를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제46항에 있어서, 상기 전력 관리는 ALCS 내에 있는 기지국으로부터 상기 ALCD로 송신되는 안테나 빔의 특성을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제45항에 있어서, 상기 역방향 보조 모드에서 동작하는 ALCD는 상기 ALCS의 셀 플래닝에 이용하기 위하여 상기 ALCS를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제45항에 있어서, 상기 ALCD는 무선 네트워크 모니터링 정보와 함께 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 상기 지구위치 서버로 보내는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제49항에 있어서, 상기 무선 네트워크 모니터링 정보는 상기 ALCD의 지구위 치에서의 무선 네트워크의 무선 신호세기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제45항에 있어서, 상기 ALCD는 상기 무선 네트워크 내의 ALCD의 지구위치, 속도 및 헤딩(heading)을 상기 지구위치 서버로 보내는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제45항에 있어서, 상기 역방향 보조 모드에서 동작하는 ALCD는 상기 ALCD에서 측정된 여분의 시간 및 주파수 참조 정보를 상기 지구위치 서버로 제공하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제52항에 있어서, 상기 ALCS는 상기 ALCD에서 측정된 여분의 시간 및 주파수 참조 정보로부터 무선 네트워크 타임 오프셋 및 주파수 드리프트를 모델링하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제45항에 있어서, 상기 ALCD는 상기 ALCD에서 측정된 다중경로 정보를 상기 지구위치 서버로 보내는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제54항에 있어서, 상기 ALCS는 상기 ALCD로부터의 상기 측정된 다중경로 정보로부터 무선 네트워크 다중경로 특성을 모델링하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제45항에 있어서, 상기 ALCS는 상기 ALCD 무선 트래킹 루프의 위상 동기 루 프(Phase Locked Loop; PLL)을 정렬하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서, 상기 역방향 보조 모드에서 동작하는 ALCD는 지구위치 서버를 이용하지 않고 상기 ALCS 내의 제2 ALCD로부터의 직접 GPS 보조를 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서, 상기 역방향 보조 모드에서 동작하는 ALCD는 공간 도메인 멀티플렉싱(Space-Domain Multiplexing; SDM)을 이용하여 상기 ALCS의 셀 내에서의 주파수 용량을 증가시키는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서, 상기 위치결정부는 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우 상기 제1 위치결정 모드와 상기 제2 위치결정 모드 사이에서 전환하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제59항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 사용자에 의하여 수동으로 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제59항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 하나 이상의 GPS 위성신호의 초기 획득인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제61항에 있어서, 상기 제1 위치결정 모드는 GPS 독립 모드이며 상기 제2 위치결정 모드는,

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제62항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 위치결정부를 상기 제2 위치결정 모드로부터 상기 GPS 독립 모드로 전환시키는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제62항에 있어서, 상기 제2 위치결정 모드는 상기 GPS 네트워크 보조된 모드인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제62항에 있어서, 상기 제2 위치결정 모드는 상기 역방향 보조 모드인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제65항에 있어서, 상기 ALCD는 제2 소스로부터 정보를 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제66항에 있어서, 상기 제2 소스는,

블루투스 네트워크;

특화된 이동 무선 (Specialized Mobile Radio; SMR) 네트워크;

개인 통신 시스템(Personal Communication System; PCS) 네트워크;

비무선 로컬영역 네트워크;

무선 로컬영역 네트워크;

적외선 네트워크;

페이징 네트워크;

양방향 페이징 네트워크; 및

FM 방송 네트워크

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제67항에 있어서, 상기 무선 로컬영역 네트워크는 IEEE 802.11 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제67항에 있어서, 상기 ALCD의 지구위치는 하나 이상의 GPS 위성으로부터의 GPS 신호 및 상기 제2 소스로부터의 정보를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제59항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 하나 이상의 GPS 위성신호를 획득하지 않는 시간의 미리 결정된 양의 경과인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제70항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 상기 ALCD의 지구위치의 결정의 시점에 중심을 둔 30초 시간 윈도우 내에서 발생하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제71항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제72항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제71항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제74항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에서 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제71항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 ALCD에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제76항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 통신부에서 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제71항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 ALCD에 의하여 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제78항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 것은 상기 통신부에서 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제6항에 있어서,

상기 통신부는 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 상기 지구위치 서버로 선택적으로 보낼 수 있고,

상기 통신부는 무선 수신기를 포함하며,

상기 통신부는 주기적으로 주파수 참조 메시지를 상기 위치결정부로 송신하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제80항에 있어서, 상기 주파수 참조 메시지는 콜 프로세싱 클럭을 기지국 클 럭으로 조종하며, 상기 콜 프로세싱 클럭은 상기 통신부의 일부이고 상기 기지국 클럭은 상기 지구위치 서버와 신호 통신하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제80항에 있어서, 상기 주파수 참조 메시지는 콜 프로세싱 클럭과 기지국 클럭 사이의 오차를 포함하며, 상기 콜 프로세싱 클럭은 상기 통신부의 일부이고 상기 기지국 클럭은 상기 지구위치 서버와 신호 통신하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제82항에 있어서, 상기 위치결정부의 GPS 클럭은 주기적으로 상기 콜 프로세싱 클럭과 비교되어 상기 GPS 클럭의 주파수 오프셋을 결정하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제83항에 있어서, 상기 주파수 참조 메시지의 주기적 송신 및 상기 콜 프로세싱 클럭에 대한 상기 GPS 클럭의 주기적 비교는 동일한 주기를 가지는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제84항에 있어서, 상기 위치결정부는 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우 상기 제1 위치결정 모드와 상기 제2 위치결정 모드 사이에서 전환하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제85항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 하나 이상의 GPS 위성신호의 초기 획득인 것을 특징으로 하는 ALCS.
제86항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 위치결정부를 상기 제1 위치결정 모드로부터 상기 GPS 독립 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제87항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 위치결정부를 GPS 독립 모드로부터 상기 제2 위치결정 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
제59항에 있어서, 상기 ALCD는 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 ALCS.
삭제
ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법으로서, 상기 방법은,

상기 ALCD에서 하나 이상의 GPS 위성으로부터 하나 이상의 GPS 신호를 수신하는 단계 - 상기 ALCD는 제1 위치결정 모드와 상기 ALCD의 지구위치를 결정하는 하나 이상의 다른 위치결정 모드 사이에서 GPS 수신기를 선택적으로 전환할 수 있고, 상기 전환은 상기 GPS 신호에 응답하여 일어남 -, 및

상기 ALCD의 지구위치를 결정하는 단계

를 포함하고, 상기 제1 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제91항에 있어서, 상기 하나 이상의 다른 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 ALCD의 지구위치는 상기 선택된 하나 이상의 다른 위치결정 모드로 전환하는 것과 실질적으로 동일한 시점에 상기 선택된 하나 이상의 다른 위치결정 모드를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 지구위치 서버로 선택적으로 보내는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제94항에 있어서, 상기 지구위치를 결정하는 단계는 상기 ALCD에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제95항에 있어서, 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 보내는 단계는 상기 ALCD에 의하여 수행되며, 상기 지구위치는 상기 ALCD로부터 상기 지구위치 서버로 보내지는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제95항에 있어서, 선택적으로 전환하는 단계는 자동적으로 선택적으로 ALCD 를 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제95항에 있어서, 선택적으로 전환하는 단계는 수동으로 선택적으로 ALCD를 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는,

컴퓨터 네트워크;

통신 네트워크; 및

무선 네트워크

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 네트워크 리소스로부터 증대된 모드 정보를 수신하는 단계를 더 포함하여 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제99항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 블루투스 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제99항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드를 선택하는 단계는 외부장치로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제102항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 무선 송신을 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제103항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 블루투스 송신을 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제103항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 IEEE 802.11 송신을 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제102항에 있어서, 외부장치로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계는 고정형 오브젝트로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제106항에 있어서, 고정형 오브젝트로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계는 EXIT 표시로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하 는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제106항에 있어서, 고정형 오브젝트로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계는 트래픽 표시로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제106항에 있어서, 고정형 오브젝트로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계는 광포스트로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제102항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는 GPS 재방사 보조 정보를 포함하는 외부장치로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제102항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 비무선 송신을 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제111항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 직렬접속을 통하여 수신되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제111항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는 이더넷 접속을 통하여 상기 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제111항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는 전기적 접속을 통하여 상기 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제114항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는 상기 외부장치 내의 충전기로부터 상기 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제92항에 있어서,

상기 증대된 자율 모드는,

컴퓨터 네트워크;

통신 네트워크; 및

무선 네트워크

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 네트워크 리소스로부터 증대된 모드 정보를 수신하는 단계를 더 포함하여 선택되며,

상기 증대된 보조 정보를 수신하는 단계는 상기 GPS 위성에 대한 천문력 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제116항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는 외부장치로부터 송신된 증대된 보조 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제117항에 있어서, 외부장치로부터 송신된 상기 증대된 보조 정보를 수신하는 단계는 상기 외부장치에 대한 위치 정보를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제92항에 있어서, 상기 ALCD는 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우 상기 GPS 독립 모드와 상기 하나 이상의 다른 모드 사이에서 선택적으로 전환하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제119항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 사용자에 의하여 수동으로 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제119항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 하나 이상의 GPS 위성신호의 초기 획득인 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제121항에 있어서, 상기 하나 이상의 다른 위치결정 모드로부터 상기 GPS 독립 모드로 선택적으로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제122항에 있어서, 상기 ALCD는 제2 소스로부터 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제123항에 있어서, 상기 제2 소스는,

블루투스 네트워크;

"SMR"(specialized mobile radio) 네트워크;

"PCS(personal communication system) 네트워크;

비무선 로컬 영역 네트워크;

무선 로컬 영역 네트워크;

적외선 네트워크;

페이징 네트워크;

양방향 페이징 네트워크; 및

FM 방송 네트워크

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제124항에 있어서, 상기 무선 로컬 영역 네트워크는IEEE 802.11 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제125항에 있어서, 상기 ALCD의 지구위치는 하나 이상의 GPS 위성으로부터의 GPS 신호 및 상기 제2 소스로부터의 정보를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
제119항에 있어서, 상기 ALCD 상에 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCS 내에서 ALCD의 지구위치를 결정하는 방법.
삭제
ALCD로서, 상기 ALCD는,

무선통신 네트워크와 통신하는 통신부; 및

GPS 수신기를 구비하는 위치결정부로서, 상기 GPS 수신기에서 GPS 신호를 수신하여, 제1 모드 위치결정 모드와 상기 ALCD의 지구위치를 결정하는 하나 이상의 다른 위치결정 모드 사이에서 상기 GPS 수신기를 선택적으로 전환할 수 있는 위치결정부

를 포함하고, 상기 제1 모드 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제129항에 있어서, 상기 하나 이상의 다른 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제130항에 있어서, 상기 선택적 전환은 상기 ALCD의 지구위치의 결정과 실질 적으로 동시에 발생하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제130항에 있어서, 상기 통신부는 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 지구위치 서버로 선택적으로 보낼 수 있는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제132항에 있어서, 상기 통신부는 무선수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제133항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제134항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에 의하여 자동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제133항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 ALCD에 의하여 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제133항에 있어서, 상기 위치결정부의 선택적 전환은 상기 통신부에서 수동으로 수행되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제129항 또는 제130항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는,

컴퓨터 네트워크;

통신 네트워크; 및

무선 네트워크

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 네트워크 리소스를 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제138항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 블루투스 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCD.
제138항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCD.
제129항 또는 제130항에 있어서, 상기 증대된 자율 모드는 증대된 보조 정보를 송신할 수 있는 외부장치를 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제141항에 있어서, 상기 외부장치는 상기 증대된 보조 정보를 송신하는 무선송신을 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제142항에 있어서, 상기 무선송신은 블루투스 송신을 포함하는 것을 특징으 로 하는 ALCD.
제142항에 있어서, 상기 무선 송신은 IEEE 802.11 송신을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제142항에 있어서, 상기 외부장치는 GPS 무선 재방사기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제141항에 있어서, 상기 외부장치는 상기 증대된 보조 정보를 송신하는 비무선 송신을 이용하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제146항에 있어서, 상기 비무선 송신은 직렬접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제146항에 있어서, 상기 비무선 송신은 이더넷 접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제146항에 있어서, 상기 비무선 송신은 전기적 접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제149항에 있어서, 상기 외부장치는 상기 ALCD를 위한 충전기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제141항에 있어서, 상기 외부장치는 고정형 오브젝트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제151항에 있어서, 상기 고정형 오브젝트는 EXIT 표시를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제151항에 있어서, 상기 고정형 오브젝트는 트래픽 표시를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제151항에 있어서, 상기 고정형 오브젝트는 광포스트를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제141항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 상기 외부장치에 대한 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제141항에 있어서, 상기 증대된 보조 정보는 상기 GPS 위성에 대한 천문력 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제129항 또는 제130항에 있어서, 상기 위치결정부는 미리 결정된 이벤트가 발생하는 경우 상기 GPS 독립 모드와 상기 하나 이상의 다른 모드 사이에서 전환하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제157항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 사용자에 의하여 수동으로 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제157항에 있어서, 상기 미리 결정된 이벤트는 하나 이상의 GPS 위성신호의 초기 획득인 것을 특징으로 하는 ALCD.
제159항에 있어서, 상기 GPS 수신기의 선택적 전환은 상기 위치결정부를 상기 하나 이상의 다른 위치결정 모드로부터 상기 GPS 독립 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제160항에 있어서, 상기 ALCD느 제2 소스로부터 정보를 수신할 수 있는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제161항에 있어서, 상기 제2 소스는,

블루투스 네트워크;

"SMR"(specialized mobile radio) 네트워크;

"PCS(personal communication system) 네트워크;

비무선 로컬 영역 네트워크;

무선 로컬 영역 네트워크;

적외선 네트워크;

페이징 네트워크;

양방향 페이징 네트워크; 및

FM 방송 네트워크

로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제162항에 있어서, 상기 무선 로컬 영역 네트워크는 IEEE 802.11 무선 네트워크인 것을 특징으로 하는 ALCD.
제162항에 있어서, 상기 ALCD의 지구위치는 하나 이상의 GPS 위성으로부터의 GPS 신호 및 상기 제2 소스로부터의 정보를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제130항에 있어서, 상기 ALCD는 상기 ALCD의 결정된 지구위치를 선택적으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제130항에 있어서, 상기 ALCD는 신호 통합 회로인 것을 특징으로 하는 ALCD.
제130항에 있어서, 상기 위치결정부는 신호 통합 회로인 것을 특징으로 하는 ALCD.
제130항에 있어서, 제2 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.
삭제
ALCD로서, 상기 ALCD는,

무선통신 네트워크와 통신하는 수단; 및

GPS 수신기를 구비하는 위치결정부로서, 상기 GPS 수신기에서의 GPS 신호에 응답하여, 제1 모드 위치결정 모드와 상기 ALCD의 지구위치결정을 위한 하나 이상의 다른 위치결정 모드 사이에서 상기 GPS 수신기를 선택적으로 전환할 수 있는 위치결정부

를 포함하고, 상기 제1 모드 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제170항에 있어서, 상기 하나 이상의 다른 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
삭제
ALCD로서, 상기 ALCD는,

무선통신 네트워크와 통신하는 수단; 및

ALCD 위치결정수단으로서, 수신된 GPS 신호에 응답하여, 제1 모드 위치결정 모드와 상기 ALCD의 지구위치결정을 위한 하나 이상의 다른 위치결정 모드 사이에서 GPS 수신기를 선택적으로 전환할 수 있는 ALCD 위치결정수단

을 포함하고, 상기 제1 모드 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제173항에 있어서, 상기 하나 이상의 다른 위치결정 모드는,

GPS 독립 모드;

GPS 자율 모드;

GPS 네트워크 보조된 모드;

GPS 네트워크 중심 모드;

네트워크 기반 모드;

역방향 보조 모드; 및

증대된 자율 모드

로 구성된 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 ALCD.
제174항에 있어서, 상기 결정수단이 GPS 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 ALCD.