KR100734998B1 - 무선 네트워크에서 위치 인식을 지원하기 위한 트랜스폰더서브시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, IEEE 802.11 또는 하이퍼랜과 같은 무선 근거리 망(WLAN) 인프라스트럭처의 액세스 프로토콜 하에서 참여하고 있는 통신 장치의 지리적 위치 측정 기능을 제공하기 위해, 무선 네트워크 내의 통신 장치의 위치를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 장치는, 통신 장치가 무선 네트워크의 커버리지 영역 내에 위치하는 경우, 통신 장치와 통신하는 적어도 두 개의 트랜스폰더 유닛들, 및 트랜스폰더 유닛들로부터 수신된 정보에 따라 커버리지 영역 내의 통신 장치의 위치를 도출하는 처리 유닛을 포함한다.

Description

무선 네트워크에서 위치 인식을 지원하기 위한 트랜스폰더 서브시스템{TRANSPONDER SUBSYSTEM FOR SUPPORTING LOCATION AWARENESS IN WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 IEEE 802.11 또는 하이퍼랜(Hyperlan)과 같은 무선 근거리 네트워크(wireless local-area network; WLAN) 인프라스트럭처(infrastructure)의 액세스 프로토콜 하에서 참여하고 있는 통신 장치에게 지리적 위치 측정 기능(geolocation functionality)을 제공하기 위하여 무선 네트워크 내의 통신 장치의 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 네트워크의 커버리지 영역 내의 이동 스테이션(mobile station) 및 태깅된 물체(tagged objects)의 위치를 결정할 수 있도록 한다.

이동 컴퓨팅 장치 및 무선 근거리 네트워크(WLAN으로도 약기됨)가 확산됨에 따라, 정밀한 위치 인식 시스템 및 서비스에 대한 관심이 증가되어 왔다.

원래 위치 인식 서비스도 가능하게 하는 기능과 함께 무선 데이터 트래픽을 지원하기 위해 설계된 기존의 WLAN 인프라스트럭처를 업그레이드하는 것이 특히 관심의 대상이 된다. IEEE 802.11 또는 하이퍼랜과 같은 이들 WLAN의 동작(PHY-계층 및 MAC-계층)은 표준화되어 있으며, 원래 무선 데이터 트래픽을 위해서만 설계되었 다. 특히, IEEE 802.11x 표준에 기초한 WLAN이 확산되고 있는데, 부가 가치를 제공하는 특징들을 추가하는 것이 매우 바람직하다. 그러므로, 표준들의 세트와 모순되지 않는 지리적 위치 측정 기능을 제공하는 것이 관심의 대상이 된다.

글로벌 측위 시스템(Global Positioning System; GPS) 및 무선 강화 911(enhanced 911; E-911) 이동 전화 서비스는 위치 탐지에 관한 문제를 다룬다. 그러나, 이들 기술은 정밀한 실내의 지리적 위치 측정을 제공할 수 없는데, 이러한 실내의 지리적 위치 측정은 고유의 독립적인 시장 및 기술적인 과제들을 갖는다.

이동 스테이션의 위치를 결정하기 위해, 이동 스테이션과 액세스 포인트들(access points) 간의 무선 프레임 교환으로부터 수신 신호 강도(received signal strength; RSS) 및/또는 시간 지연(TD)과 같은 측정 파라미터들을 획득하는 것이 이용될 수 있다.

Paramvir Bahl과 Venkata Padmanabhan은 자신의 논문인 "RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking System" (IEEE INFOCOM, 이스라엘, 2000년 3월, pp. 775-784)에서, 이동 스테이션에 RSS 파라미터를 제공하기 위해 원하는 위치 범위 내에서 서로 다른 위치를 갖는 한 세트의 액세스 포인트(AP)들을 사용하고, 채널 감쇠 모델을 사용하는 삼각 측량 방법(triangulation method)으로 추정 위치를 결정할 것을 제안하였다.

또한, 종래 기술은 서명 방법(signature method)을 이용하여 처리하기 위한 RSS 데이터를 제공하기 위해, 원하는 위치 범위 당 적어도 세 개의 AP 세트가 사용되는 순수한 소프트웨어 해법을 제시한다.

이동 스테이션에 거리 추정치를 제공하기 위해 동일한 위치 범위 내의 반응 스테이션들(responding stations)로서 다수의 AP를 사용하는 것이 분명한 선택이 될 수 있더라도, 이는 추가적인 지리적 위치 측정 기능의 적용 가능성 및 비용뿐만 아니라, WLAN 인프라스트럭처의 설치, 데이터 처리율 성능과 관련된 몇 가지 단점을 갖는다. IEEE 802.11 WLAN 표준에서 사용되는 용어를 살펴보면, AP는 그 AP와 연관되어 기본 서비스 세트(basic service set; BSS)를 형성하는 스테이션들로의/스테이션들로부터의 데이터 트래픽을 위한 전용 영역 또는 셀(cell) 내에서의 무선 액세스를 제공한다. AP의 다른 기능은 분배 시스템(distribution system; DS) 내의 데이터의 라우팅을 조정하는 것인데, DS는 상이한 BSS들을 서비스하는 다른 AP들, 및 종래의 유선 LAN들에 접속하기 위한 포털(portal)에 접속된다. 설치 시에, 빌딩 내에서의 AP들의 물리적인 배치는 무선 커버리지를 최적화하고, 동일하거나 인접한 채널 상에서 동작하는 AP들 간의 잠재적인 간섭을 최소화하도록 신중하게 선택되어야 한다. 자신의 커버리지 범위 내의 하나의 BSS를 서비스하는 AP의 물리적 배치와, (종래 기술의 해법에 따라 추가적인 AP들을 사용함으로써) 여러 개의 스테이션들이 동일한 커버리지 범위 내에서 위치 감지에 응답하도록 하는 요구 사항 간에 충돌이 존재한다. 이 상황은, WLAN이 주어진 사이트 또는 캠퍼스를 커버하기 위해 확장 서비스 세트(extended service set; ESS)를 형성하는 여러 개의 BSS들로 구성되는 경우에 더욱 심각하다. 여기서, ESS를 형성하는 셀 당 하나의 AP가 존재하는 경우의 셀 플래닝(cell planning)과 주파수 할당은, 앞서 제안된 대로 최선의 위치 감지 결과를 위해 최적화된 위치들에서 적어도 세 개의 AP들을 사용하는 것과 더욱 더 상충한다. 더욱이, 만약 가청 범위 내의 AP들이 동일한 채널 상에서 동작하도록 선택된다면, 심각한 상호 간섭이 발생하여 IEEE 802.11e와 같은 QoS(quality of service)를 다루는 장래의 프로토콜 확장의 도입을 방해할 수 있다.

AP와 통신하기 전에, 스테이션들이 자신들을 인증하고 연관(associate)/재연관(reassocite)시키도록 요청되는 것은, 스테이션과 AP 간에 여러 개의 프레임 교환을 필요로 함으로써 실질적인 프로토콜 오버헤드를 야기하므로 단점이 된다. 위치 감지를 보조하기 위해 사용되는 추가적인 AP들에 의해 프로토콜 오버헤드는 더욱 더 커지게 된다. 스테이션들이 AP들의 세트와 통신하기 위해 완전한 프로토콜 스택을 지원하는 것도 종래의 기술의 추가적인 단점이다. 이는 완전한 세트의 하드웨어 및 소프트웨어(WLAN 어댑터 카드, 호스트 컴퓨터)를 요구하므로, 물체의 위치를 파악하기 위한 무선 태그(wireless tag)와 같은 매우 저가이면서 전원 절약적인 하드웨어를 요구하는 응용을 배제한다.

상술한 바로부터, 당해 기술 분야에서 무선 네트워크 내의 통신 장치의 향상된 위치 결정에 대한 필요성이 여전히 존재하게 된다. 더욱이, 비용 효율적인 스테이션 또는 태그와 함께, 수 미터의 정확도로 스테이션 또는 태그의 위치를 결정하는 것이 요청된다.

본 발명에 따르면, 무선 네트워크 내의 통신 장치의 위치를 결정하는 장치가 제공된다. 상기 장치는, 통신 장치가 무선 네트워크의 커버리지 영역 내에 위치하 는 경우, 통신 장치와 통신하는 적어도 두 개의 트랜스폰더 유닛들, 및 트랜스폰더 유닛들로부터 수신된 정보에 따라 커버리지 영역 내의 통신 장치의 위치를 도출하는 처리 유닛을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 무선 네트워크 내의 통신 장치의 위치를 결정하는 방법이 제공된다. 상기 방법은, 통신 장치가 무선 네트워크의 커버리지 영역 내에 위치하는 경우 통신 장치와 통신하는 적어도 두 개의 트랜스폰더 유닛들을 배치하는 단계, 트랜스폰더 유닛들로부터 정보를 수신하는 단계 및 수신된 정보에 따라 커버리지 영역 내의 통신 장치의 위치를 도출하는 단계를 포함한다.

일반적으로, 트랜스폰더 유닛들의 자율적이고 분리된 서브시스템이 사용되는데, 이는, 최적화된 원하는 커버리지 영역을 갖는 액세스 포인트의 물리적인 배치와, 최적의 위치 감지 결과를 달성하기 위한 동일한 커버리지 영역 내에서의 위치 측정 트랜스폰더 유닛들의 배치에 대해 상충하는 요구 사항들을 완화할 수 있도록 한다. 독립적인 고정 위치 측정 트랜스폰더 유닛들의 서브시스템으로부터의 수신 신호 세기(RSS) 및/또는 시간 지연(TD) 데이터는, 이동 스테이션 또는 태깅된 물체(tagged object), 즉 통신 장치의 국부적인 위치를 결정하기 위해 수집되어 처리된다. 다시 말해서, 이동 스테이션 또는 태깅된 물체들의 위치의 결정은, 이동 스테이션이나 태깅된 물체와, 보통 고정되고 공지된 위치를 갖는 세 개의 반응 스테이션들의 세트 간의 무선 프레임 교환으로부터 RSS 및/또는 TD와 같은 측정 파라미터들을 획득하는 것을 이용할 수 있다. 그 후, 이동 스테이션 또는 태깅된 물체의 위치는 그 정보로부터 추정되거나 도출될 수 있다.

상기 장치 또는 방법은 위치 감지 기능을 위해 액세스 포인트를 사용하는 단점을 제거한다.

처리 유닛은 스테이션이라고도 하는 통신 장치에 필수적인 구성 요소일 수 있는데, 이는 스테이션 자체가 자신의 위치를 결정할 수 있는 장점을 갖는다. 이것은 사용자의 행방을 통신하기 위해 통신 장치로서 이동 컴퓨터를 갖는 사용자에게 유용할 수 있다.

통신 장치는 물품에 용이하게 부착될 수 있는 태그 또는 무선 태그 장치일 수 있다. 그 후, 물품의 위치는 빌딩이나 지정된 영역 내에서 거의 정확하게 결정될 수 있다.

물체들을 추적하기 위한 저가의 배터리 절약형 애플리케이션을 나타내는 무선 태그뿐만 아니라 위치 측정 트랜스폰더 유닛이라고도 하는 트랜스폰더 유닛들(transponder units)은, 축소 프로토콜 스택(reduced protocol stack) 상에서 동작할 수 있고 호스트 시스템을 부착하지 않으므로 비용 및 프로토콜 오버헤드를 최소화할 수 있다. 각각의 트랜스폰더 유닛 또는 무선 태그는, 애플리케이션에 따라 적응될 수 있고 설계될 수 있는 논리적 링크 제어 기관(logical-link-control facilities), PHY-계층(물리적 계층) 및 MAC-계층(매체 액세스 계층)의 축소된 세트를 포함할 수 있다. 이는 비용 효율적인 트랜스폰더 유닛들 또는 무선 태그들에 대한 여러 개의 구성을 제공할 수 있도록 한다.

완전한 프로토콜 스택을 지원하는 정규 무선 지역망(WLAN) 스테이션들의 위치를 측정하기 위해, 대폭 축소된 프로토콜 스택 상에서 동작하며 제1 트랜스폰더 유닛 또는 타입이라고도 하는 저가의 제1 타입 트랜스폰더 유닛들의 세트가 적용될 수도 있다. 각각의 제1 트랜스폰더 타입은 감지를 위한 목적으로, 단지 정규 스테이션들에 의해 전송되어 입력되는 유니캐스트 데이터 프레임들(unicast data frames)의 수신을 확인(acknowledge)하기만 한다. 이는 액세스 포인트와의 어떠한 연관(association)도 필요로 하지 않으므로 프로토콜 오버헤드를 최소화한다.

무선 태그들의 위치를 측정하기 위해, 각각 제2 트랜스폰더 유닛 또는 타입이라고도 하는 제2 트랜스폰더 유닛들의 세트가 사용될 수 있다. 이러한 제2 트랜스폰더 타입들의 세트는 보다 완전한 프로토콜 스택을 실행할 수 있으며, 가청 범위 내의 액세스 포인트와 연관된다. 무선 태그들은, 모든 제2 트랜스폰더 타입들에 속하는 그룹 어드레스(group address)로 어드레싱된 일정 구간에서 멀티캐스트 프레임들(multicast frames)을 전송하기만 하는 송신기 기능으로 구현될 수 있다. 이를 통해 상당히 저가이며 배터리 절약적인 구현이 가능하게 된다.

정규 WLAN 스테이션들 및 무선 태그들 모두를 지원하기 위한 제1 및 제2 트랜스폰더 타입들의 조합은 결합 애플리케이션(combined application)이 가능하도록 할 수 있다.

액세스 포인트 유닛은 트랜스폰더 유닛들에 결합될 수 있는데, 액세스 포인트 유닛은 트랜스폰더 유닛들로부터 정보를 수신하고, 그 정보를 처리 유닛으로 전달한다. 이것은, 액세스 포인트 유닛이 또한 트랜스폰더 유닛들의 정보를 통신하기 위해 사용된다는 점에서 하나의 액세스 포인트 유닛이 통신 장치의 위치 결정을 위해 충분하다는 장점을 나타낸다.

더욱이, 액세스 포인트 유닛은 통신 장치를 통해 트랜스폰더 유닛들에 결합될 수 있고, 통신 장치를 통해 트랜스폰더 유닛들로부터 정보를 수신한다. 이와 같이, 액세스 포인트 유닛은 오직 통신 장치와만 통신한다.

적어도 두 개의 트랜스폰더 유닛들, 통신 장치 및 액세스 포인트 유닛은 커버리지 영역 내의 통신 장치의 위치를 결정하기 위해 충분한 정보를 제공하는 기본 서비스 세트를 형성할 수 있다.

커버리지 영역 내에 세 개 이상의 트랜스폰더 유닛들이 존재하는 경우, 위치 결정의 정확도는 증가된다.

통신 장치 위치의 도출은 삼각 측량 방법 또는 서명 방법을 포함할 수 있다. 서명 방법은 수행하기에 보다 용이하기 때문에 더 선호되는 방법이고, 보통 서명 방법은 어떤 식으로든 액세스 포인트 유닛들을 설치하는 때에 사용된다.

위치 인식 애플리케이션들에 대해 참조하자면, 애플리케이션들은, 예컨대 이하의 분야들에서 사용된다.

- 기업(Enterprise)

●사용자 위치에 따라 가용한 데이터 전송율의 지시자(indication)와 같은 위치 인식에 기반한 오퍼링(offering) 서비스 및 자원들

● 무선 랩탑, PDA 및 태깅된 물체들을 추적하기 위한 위치 탐지 툴(location finding tool)

● 액세스를 위한 사용자 존(zone)을 규정함으로써, 액세스 영역의 외부로부 터의 무선 해킹(wireless hacking)의 방지를 통한 무선 보안성의 증가

- 소매업(retail)

● 방문객 행동을 추적하기 위한 백화점 및 쇼핑몰 관리

● 방문객 위치에 기초한 직접적인 오퍼(offer) 및 판촉(promotion)

● 고가의 무선 태깅된 물체들의 추적

- 건강 관리(healthcare)

● 비상시를 위한 무선 경보 시스템을 소지하는 환자들의 추적

● PDA를 소지하는 병원 전문가들의 추적

● 휠체어와 같은 이동형 병원 장비의 추적

- 일반 공중(Public)

● 위치 측정 인에이블(enable)된 PDA들을 구비한 진열품들(exhibitions)을 통한 네비게이션

● PDA 상에서 이용 가능한 태깅된 물체들에 관한 정보

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 통신 환경의 개략도.

도 2는 도 1에 도시된 통신 환경에서 사용될 수 있는 제1 트랜스폰더 유닛의 개략도.

도 3은 도 1에 도시된 통신 환경에서 사용될 수 있는 스테이션의 개략도.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 통신 환경의 개략도.

도 5는 도 4에 도시된 통신 환경에서 사용될 수 있는 제2 트랜스폰더 유닛의 개략도.

도 6은 도 4에 도시된 통신 환경에서 사용될 수 있는 태그의 개략도.

도 7은 제1 트랜스폰더 유닛들을 사용함으로써 일반적인 스테이션들의 위치를 파악하기 위한 메시지 시퀀스 차트에서의 신호 흐름의 개략도.

도 8은 제2 트랜스폰더 유닛들을 사용함으로써 태깅된 물체들의 위치를 파악하기 위한 메시지 시퀀스 차트에서의 신호 흐름의 개략도.

본 발명의 바람직한 실시예들은, 오직 예로서만 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

첨부된 도면들은 오직 예시적인 목적을 위해서만 제공되며, 본 발명의 실제적인 예들을 반드시 일정한 비율로 나타내는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, WLAN 통신 장치의 위치를 측정하기 위한 위치 측정 트랜스폰더 서브시스템(location transponder subsystem)이 사용될 수 있는 통신 환경의 일반적인 레이아웃이 도시되어 있다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 동일하거나 유사한 부분을 나타내기 위해 사용된다. 본 발명의 실시예들을 설명히기 전에, 본 발명에 따른 소정의 기본 원리들을 검토한다.

통신 장치, 즉 이동 스테이션 또는 태그의 위치는 삼각 측량 방법이나 서명 방법을 사용하여 결정될 수 있다.

삼각 측량 방법은 이동 스테이션과 고정 반응 스테이션들 간의 추정된 직선(line-of-sight) 전파 거리를 고려하여 탐색 위치의 삼각법 계산에 기초한다. 추정 전파 거리는 직선 전파 시간 측정(TD) 또는 측정된 수신 신호 강도(RSS) 데이터로부터 전파 거리를 추정하는 무선 채널 감쇠 모델 중 어느 하나로부터 도출될 수 있다.

서명 방법은 각각의 관심 있는 위치에 대해, 각각의 액세스 가능한 반응 스테이션으로부터의 RSS 및/또는 시간 지연(time delay; TD) 데이터가 자동화 무선 기록 장치에 의해 최초로 수집되는 초기 사이트 조사(site survey)를 이용한다. 측정된 RSS 및/또는 TD 파라미터들의 세트를 제공하는 이동 스테이션의 위치를 추정함에 있어서, 가장 적합한 위치는 사전 기록된 서명 데이터베이스 내에서 최선의 파라미터 부합을 갖는 위치를 검색함으로써 발견된다.

본 명세서에서, 위치 측정 트랜스폰더 서브시스템의 이하의 실시예들은 IEEE 802.11 매체 액세스(MAC) WLAN 표준과 관련하여 설명된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 WLAN 아키텍쳐를 구비한 통신 환경의 개략도를 나타낸다. 도 1은, 제1 기본 서비스 세트(BSS-1)를 형성하며 통신 장치(10)에 접속된 제1 액세스 포인트(AP-1)를 나타내는데, 이하에서 통신 장치(10)는 클라이언트 스테이션 또는 스테이션(10)이라고도 하며 STA로 라벨링된다. 제1 액세스 포인트(AP-1)는, 제1 액세스 포인트(AP-1)와 연관된 제1 스테이션(10)으로의/제1 스테이션(10)으로부터의 WLAN 데이터 접속(8)을 통한 데이터 트래픽을 위해, 전용 영역 또는 셀(즉, 커버리지 영역) 내에서의 무선 액세스를 제공한다. 여기서, 스테이션(10)은 세 개의 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-11, TPa-12 및 TPa-13)에 의해 둘러싸이는데, 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-11, TPa-12 및 TPa-13)은 제1 기본 서비스 세트(BSS-1)의 커버리지 영역 내에 사전 배치되며 위치 감지 접속(location sensing connection; 6)을 통해 스테이션(10)과 통신하도록 적응된다. 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-11, TPa-12 및 TPa-13)은 양호한 위치 감지 결과를 제공하기 위해 고정되고 최적화된 위치에 배치된다.

스테이션(10)은 이동 스테이션이기 때문에, 경로(7)를 따라 제2 기본 서비스 세트(BSS-2)의 커버리지 영역으로 이동한다. 여기에서 제2 기본 서비스 세트(BSS-2)는 제2 액세스 포인트(AP-2)를 포함하고, 또한 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-21, TPa-22 및 TPa-23)을 포함한다. 더욱이, 도 1은 제3 액세스 포인트(AP-3)를 구비하고, 나아가 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-31, TPa-32 및 TPa-33)을 구비한 제3 기본 서비스 세트(BSS-3)를 나타내고 있는데, 스테이션(10)은 제2 기본 서비스 세트(BSS-2)로부터 이동할 수 있다.

각각의 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3)는 분배 시스템(distribution system; 3)에 접속된다. 분배 시스템(3)은, 스테이션(10)으로의 추가적인 분배를 위해 분배 접속(9)을 통해 정보를 올바른 액세스 포인트(AP-1, AP-2, AP-3)에 전달하여 확장 기본 서비스 세트(extended basic service set; ESS)를 형성하는 일을 담당한다. 분배 시스템(3)은 또한 포털(portal; 12)을 통해 종래의 유선 IEEE 802.x LAN(4)에 접속되는데, 이 유선 IEEE 802.x LAN(4)은 커버리지 영역 내의 스테이션(10)의 위치를 도출하는 처리 유닛(14)을 구비한 WLAN 관리자 스테이션 또는 위치 측정 서버를 포함한다. 그러나, 스테이션(10)의 위치를 결정하는 처리 유닛(14)은 또한 스테이션(10) 자체에 배치되어 자기 주도적 위치 추정(self-initiated position estimates)이 가능하도록 할 수 있다. 하나의 BSS로부터 다른 BSS로 이동하는 스테이션(10)과 같은 이동 스테이션은 각각의 액세스 포인트들(AP-1, AP-2 및 AP-3)과 연관 또는 재연관을 설정하는 프레임들을 교환함으로써 핸드오버(hand over)된다.

설명의 단순화를 위해, 이하에서 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-11, TPa-12, TPa-13; TPa-21, TPa-22, TPa-23; TPa-31, TPa-32, TPa-33)은 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)으로 지시되는데, 여기서 a는 제1 트랜스폰더 타입을 나타내고, n, m은 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3)와 트랜스폰더 번호 각각을 식별하는 인덱스이다.

스테이션(10)의 위치를 얻는 단계에 있어서, 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)은 위치 감지 정보를 제공하기 위해 특정 제1 트랜스폰더 유닛(TPa-nm)으로 어드레싱된 유니캐스트 데이터 프레임들에 대해 단순히 확인 응답(acknowledge)할 수 있도록 하는 축소 프로토콜 스택 상에서 동작한다. 위치 감지 정보의 흐름은 도 7과 관련하여 도시되고 설명된 메시지 시퀀스 차트로 설명된다.

도 2는 도 1에 도시된 통신 환경에서의 한 세트의 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm) 내에서 사용될 수 있는 제1 트랜스폰더 유닛(TPa-nm)의 아키텍쳐의 개략 도를 나타낸다. 제1 트랜스폰더 유닛(TPa-nm)은, IEEE 802.11x 표준에 따라 무선 신호를 전송하고 수신하는 RF-송신 유닛(21) 및 RF-수신 유닛(22), 베이스밴드-송신 유닛(23) 및 베이스밴드-수신 유닛(24)에 의해 물리적 계층(PHY) 기능들을 수행하는 회로 및 제1 트랜스폰더 안테나(20)를 포함한다. 수신 신호 강도(RSS)의 측정은 PHY-계층에서 수행되고, IEEE 802.11x 표준의 일부가 된다. 또한, 제1 트랜스폰더 유닛(TPa-nm)은 축소 a-타입 MAC 스택(R-MACa) 유닛(25)을 포함하는데, 이 유닛(25)은 마이크로프로세서나 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA)로 구현된다. R-MACa의 기능은 에러 없는 수신 및 올바른 MAC 어드레스를 위해 수신되는 데이터 프레임들을 필터링하고, 전송을 위해 짧은 프레임 간 공간(short interframe space; SIFS) 뒤에 확인 응답 프레임(ACK)을 PHY-계층에 전달하는 것이다. 또한, 제1 트랜스폰더 유닛(TPa-nm)은 정확히 SIFS 시간 뒤에 ACK 프레임을 전송함으로써 스테이션(10)과 제1 트랜스폰더 유닛(TPa-nm) 간의 전파 시간에 기초하여 거리를 추정할 수 있도록 하는 추가적인 회로를 구비할 수도 있다. 시간 지연 측정을 수행하는 추가적인 회로는, 2002년 4월 30일에 출원되고 명칭이 "Geolocation Subsystem"이며, 출원의 양도인에게 즉시 양도된 유럽 특허 출원 제02009752.3호에 기술되어 있으며, 그 내용은 참조로서 본 명세서에 포함된다. 대안적으로, 트랜스폰더 응답을 트리거하는 RTS(Request-to-Send) 및 CTS(Clear-to-Send)와 같은 다른 프레임 타입들이 가능하다.

도 3은 도 1에 도시된 통신 환경에서 사용 가능하며, 위치가 결정될 수 있는 스테이션(10)의 아키텍쳐의 개략도를 나타낸다. 스테이션(10)은 IEEE 802.11x 표 준에 의해 제안된 PHY 및 MAC 계층의 완전한 구현물을 구비한다. 스테이션(10)은 보통 WLAN 어댑터 카드에 포함되는 물리적 계층(PHY) 기능들을 수행하는 회로 및 스테이션 안테나(30)를 포함한다. PHY 기능은 IEEE 802.11x 표준에 따라 무선 신호를 전송하고 수신하는 RF-송신 유닛(21) 및 RF-수신 유닛(22), 베이스밴드-송신 유닛(23) 및 베이스밴드-수신 유닛(24)에 의해 수행된다. 또한, 스테이션(10)은 MAC 스택 유닛(35)을 포함하는데, 이 MAC 스택 유닛(35)은 호스트 마이크로프로세서 시스템과, 스테이션(10)의 호스트 마이크로프로세서 시스템에서 실행 가능한 지리적 데이터(Geodata) 패킷 핸들러 소프트웨어 모듈(36)로 구현된다. 이 소프트웨어 모듈(36)은, 범위 내에 있을 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)의 MAC 어드레스들의 세트를 포함하는 액세스 포인트들(AP-1, AP-2 및 AP-3)로부터 수신된 데이터 프레임에 내장된 위치 측정 명령(location command)과, 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)이 어느 채널 상에서 동작하는지를 나타내는 정보를 인식할 수 있다. 위치 감지 정보의 흐름은 도 7과 관련하여 도시되고 설명되는 메시지 시퀀스 차트로 보다 상세하게 설명된다. 일반적으로, 위치 명령을 수신한 경우, 스테이션(10)은 개별적인 제1 트랜스폰더 유닛(TPa-nm)으로 어드레싱된 0-data 프레임들을 전송한다. 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)로부터 수신된 각각의 ACK에 대해, 수신 신호 강도(RSS)가 제1 트랜스폰더 유닛의 MAC 어드레스와 함께 로깅(logging)된다. 만약 앞서 언급한 바와 같이 스테이션(10)이 시간 지연을 측정하는 회로도 구비하고 있다면, 시간 지연도 로깅된다. 모든 확인 응답을 수신하거나 타임아웃이 된 후, 로깅된 데이터는 결합되고 타임스탬프를 제공받아 각각의 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3)를 통해 WLAN 관리자의 처리 유닛(14)으로 전송된다. 대안으로, 트랜스폰더 응답을 트리거하는 RTS 및 CTS와 같은 다른 프레임 타입들이 가능하다.

도 4는 태깅된 물체들의 위치를 측정하기 위한 본 발명의 제2 실시예에 따른 IEEE 802.11 아키텍쳐를 구비한 통신 환경의 개략도를 나타낸다. 제2 실시예에 대한 설정은 도 1과 관련하여 도시되고 설명된 제1 실시예와 유사하다. 제2 실시예는, 스테이션(10)이 태깅된 물체를 나타내는 태그(40)로 대체되고 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)이 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)로 대체된다는 점에서 제1 실시예와 다르다. 제2 트랜스폰더 유닛들은 TPb-nm으로 지시되는데, b는 제2 트랜스폰더 타입을 나타내고, n, m은 각각 액세스 포인트(AP-1, AP-2, AP-3) 및 트랜스폰더 번호를 식별하는 인덱스이다. 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)은 또한 위치 감지 정보를 중계하는 하나의 액세스 포인트(AP-1, AP-2, AP-3)와의 연관을 허용하는 축소 프로토콜 스택 상에서 동작한다. 이를 위해, 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)과 각각의 액세스 포인트들(AP-1, AP-2 및 AP-3) 간의 통신은 WLAN 데이터 접속(8)을 통해 직접 수행되는 반면, 위치 감지 접속(6)은 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)과 태그(40) 간에 수행된다. 위치 감지 정보의 흐름은 도 8과 관련하여 도시되고 설명되는 메시지 시퀀스 차트로 보다 상세하게 설명된다.

도 5는 도 4에 도시된 통신 환경에서의 한 세트의 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm) 내에서 사용될 수 있는 하나의 제2 트랜스폰더 유닛(TPb-nm)의 아키텍쳐의 개략도를 나타낸다. 타입 TPb의 제2 트랜스폰더 유닛(TPb-nm)은, IEEE 802.11x 표준에 따라 무선 신호를 전송하고 수신하는 RF-송신 유닛(21) 및 RF-수신 유닛 (22), 베이스밴드-송신 유닛(23) 및 베이스밴드-수신 유닛(24)에 의해 물리적 계층(PHY) 기능들을 수행하는 회로 및 제2 트랜스폰더 안테나(50)를 포함한다. 또한, 제2 트랜스폰더 유닛(TPb-nm)은 축소된 b-타입 MAC 스택(R-MACb) 유닛(55)을 포함하는데, 이 유닛(55)은 마이크로프로세서로 구현된다. R-MACb의 기능은 제2 트랜스폰더 유닛(TPb-nm)과 이와 연관된 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3) 간에 IEEE 802.11x에 따른 데이터 트래픽을 가능하게 하는 것이다. 또한, R-MACb는 태그(40)로부터 또는 나아가 모든 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)에 대해 유효한 그룹 어드레스를 갖는 무선 태그들로부터 멀티캐스트 프레임들을 수신할 수 있다. 더욱이, 제2 트랜스폰더 유닛(TPb-nm)은 R-MACb를 작동시키는 일을 담당하는 마이크로프로세서에서 실행될 수 있는 지리적 데이터(Geodata) 패킷 어셈블러 소프트웨어 모듈(56)을 포함한다. 이 지리적 데이터 패킷 어셈블러 소프트웨어 모듈(56)의 기능은 타이머(도시되지 않음)에 의해 규정된 대기 기간(listening period) 동안, 대응하는 채널 상의 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)로부터 수신된 각각의 멀티캐스트 프레임의 타임스탬프, RSS 및 태그 MAC 어드레스를 기록하는 것이다. 타이머의 만료 후, 상기 기록된 데이터는 결합되고, 대응하는 채널 상의 각각의 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3)를 통해 WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14)으로 전송된다. 상기 데이터를 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3)로 전송한 후, 대기 기간은 재개된다. 대기 기간들은 다른 트랜스폰더 유닛들이나 무선 태그들의 기간에 상당하지만 이들과 동기화되는 것은 아니다.

추가적인 실시예에서, 제3 트랜스폰더 유닛들(도시되지 않음)이 적용될 수 있다. 여기서, 제3 트랜스폰더 유닛들은 TPc-nm로 지시되는데, c는 제3 트랜스폰더 타입을 나타내고 n, m은 각각 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3) 및 트랜스폰더 번호를 식별하는 인덱스이다. 제3 트랜스폰더 유닛들(TPc-nm)은 위치 측정 인에이블된 WLAN(location-enabled WLAN)을 방문하거나 상기 프로토콜을 위반하고, 지리적 데이터 패킷 핸들러 소프트웨어 모듈(36)을 구비하지 않는 외부 스테이션(external station)의 위치를 측정하기 위해 사용된다. 제3 트랜스폰더 유닛들(TPc-nm)은 IEEE 802.11x 표준에 따른 정규 데이터 교환 서비스에 관여하기 위해 완전한 WLAN 프로토콜 또는 프로토콜 스택을 지원한다. 제3 트랜스폰더 유닛들(TPc-nm)과 각각의 액세스 포인트들(AP-1, AP-2 및 AP-3) 간의 통신은 또한 직접 WLAN 데이터 접속(8)을 통해 수행되는 반면, 위치 감지 접속(6)은 제3 트랜스폰더 유닛들(TPc-nm)과 외부 스테이션 간에 수행된다. 제3 트랜스폰더 유닛들(TPc-nm)은 또한 자신의 MAC 스테이션 어드레스에 의해 식별되는 외부 스테이션의 위치를 측정하기 위해 WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14)으로부터의 명령을 수신하고 해석하도록 적응된다. 이를 위해, 각각의 제3 트랜스폰더 유닛(TPc-nm)은 이 외부 스테이션에 0-데이터 프레임을 전송하고, 그 후 외부 스테이션은 ACK 프레임으로 응답한다. 외부 스테이션으로부터 수신된 각각의 ACK에 대해, RSS 데이터가 외부 스테이션의 MAC 어드레스와 함께 로깅된다. 외부 스테이션의 MAC 어드레스, RSS 데이터 및 타임스탬프를 포함하는, 수집되어 결합된 정보는, 외부 스테이션의 위치 결정을 위해 연관 액세스 포인트(AP-1, AP-2 및 AP-3)를 통해 WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14)에 전달된다.

도 6은 위치가 결정될 하나의 태그(40)의 아키텍쳐의 개략도를 나타내는데, 상기 태그(40)는 도 4에 도시된 통신 환경에서 사용될 수 있다. 태그(40)는 오직 PHY 계층의 구현물만을 구비한다. 이는, 태그(40)가 IEEE 802.11x 표준에 따라 무선 신호를 전송하는 RF-송신 유닛(21) 및 베이스밴드-송신 유닛(23)에 의해 물리적 계층(PHY) 기능들을 수행하는 회로 및 제2 트랜스폰더 안테나(60)를 포함한다는 것을 의미한다. 또한, 태그(40)는 마이크로프로세서나 FPGA로 구현되는 축소된 태그 MAC 스택(R-MACtag) 유닛(65)을 포함한다. R-MACtag의 기능은 모든 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)의 그룹으로 어드레싱된 멀티캐스트 프레임을 비동기화된 타이머 "TAG"에 의해 제어되는 일정한 간격으로 전송하기 위해 PHY 계층으로 전달하는 것이다. 각각의 멀티캐스트 프레임을 전송한 후, 태그 회로는 배터리 전원을 보전하기 위해 휴면 모드(sleep mode)로 진입한다. 멀티캐스트 프레임의 몸체(body)는 공백이거나, 배터리의 전원 상태와 같은 추가적인 태그 정보를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 모든 멀티캐스트 프레임은 전체 사이트 설치에 대해 동일한 채널 상에서 전송된다.

트랜스폰더 타입 TPa를 사용하여, WLAN 스테이션들에 대한 위치 감지

도 7은 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)을 이용함으로써, 스테이션(10)과 같은 일반적인 스테이션들의 위치를 파악하기 위한 메시지 시퀀스 차트 내의 위치 감지 정보의 신호 흐름에 대한 개략도를 나타낸다. 메시지 시퀀스 차트는 수행될 작업들을 나타내는 수직 막대들을 갖는 통신 개체들의 집합을 최상부에 나타내고 있 다. 시간은 막대를 따라 아래 방향으로 증가한다. 좌측에서부터 우측으로 통신 개체들의 집합은 WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14), 액세스 포인트(AP-n), 스테이션(10) 및 세 개의 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-n1, TPa-n2 및 TPa-n3)을 나타낸다. 주어진 스테이션(10)에 대한 위치 측정 프로세스(localization process)의 개시는 상자(71.1)에서 지시된 바와 같이, 처리 유닛(14)의 위치 측정 기능 모듈(location function module)에서 시작된다. 상자(71.2)에서 지시된 바와 같이, 액세스 포인트(AP-n)는 처리 유닛(14) 및 관련 스테이션들과 데이터 트래픽을 통신할 준비가 되어 있다. 상자들(71.3)에서 지시된 바와 같이, 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-n1, TPa-n2 및 TPa-n3)은 0-데이터 프레임에 대해 ACK-프레임으로 응답할 준비가 되어 있다. 화살표(72)에 의해 지시된 바와 같이, 정보 프레임은 스테이션이 현재 연관되어 있는 각각의 액세스 포인트(AP-n)로 송신된다. 이 정보 프레임은, 대응하는 액세스 포인트(AP-n)의 가능한 범위 내에 있는 모든 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)의 채널 정보 및 MAC 어드레스뿐만 아니라, 위치 측정 명령(localization command)으로서 그 메시지를 식별하기 위한 모든 정보를 보유한다. 그 후, 화살표(73)에 의해 지시된 바와 같이, 이 정보 프레임은 IEEE 802.11 프로토콜을 이용하여 액세스 포인트들(AP-n)을 통해 대응하는 스테이션(10)으로 라우팅된다. 상자(74)에 의해 지시된 바와 같이, 프레임을 수신한 경우, 스테이션(10)은 상주하는 지리적 데이터 패킷 핸들러 소프트웨어 모듈(36)을 초기화하고, 화살표(75)에 의해 지시된 바와 같은 확인 응답 ACK 후에, 화살표(76)에 의해 지시된 바와 같이, 대응하는 채널들 상의 대응하는 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nx)로 어드레 싱되는 유니캐스트 0-데이터 프레임들(unicast 0-data frames)의 시퀀스를 전송한다. 화살표들(77)에 의해 지시된 각각의 ACK-프레임을 수신한 경우, 상자(78)에 의해 지시된 바와 같이, 대응하는 RSS 및/또는 TD 파라미터가 로깅된다. 지리적 데이터 패킷 핸들러 소프트웨어 모듈(36)은 또한, 각각의 수신된 응답에 대한 타임스탬프, MAC 어드레스, RSS 및/또는 TD 파라미터를 포함하는 수신된 위치 측정 정보를 포함하는 데이터 프레임의 몸체(body)를 생성한다. 그 후, 화살표들(79)에 의해 지시된 바와 같이, 이 데이터 프레임은 WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14) 내의 위치 측정 기능 모듈로 라우팅된다. 상자(80)에 의해 지시된 바와 같이, 수신된 데이터는 이 곳, 즉 처리 유닛(14)에서 삼각 측량 또는 서명 방법에 기초하여 위치 추정치를 계산하도록 처리된다. 대안으로, WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14) 내의 위치 측정 기능 모듈은 스테이션(10) 자체에 존재함으로써 자기 주도적 위치 추정(self-initiated position estimates)이 가능하도록 할 수 있다.

트랜스폰더 타입 TPb를 사용하여, 무선 태깅된 물체들에 대한 위치 감지

도 8은 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)을 사용함으로써, 태깅된 물체들의 위치를 파악하기 위한 또 하나의 메시지 시퀀스 차트 내의 위치 감지 정보의 신호 흐름에 대한 개략도를 나타낸다. 바람직하게는, 위치 감지는 태그(40) 등으로 태깅된 물체들의 러닝 업데이트(running updates)를 제공하도록 계속적으로 수행된다. 메시지 시퀀스 차트는 수행될 작업들을 나타내는 수직 막대들을 갖는 통신 개체들 의 집합을 최상부에 나타내고 있다. 시간은 막대를 따라 아래 방향으로 증가한다. 좌측에서부터 우측으로, 통신 개체들의 집합은 처리 유닛(14), 액세스 포인트(AP-n), 두 개의 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-n1 및 TPb-n2) 및 태그(40)를 나타낸다. 화살표들(81)에 의해 지시된 바와 같이, 타이머 만료 후마다, 예컨대 매 분마다, 태그(40)는 설치된 모든 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)에 도달하는데 유효한 그룹 어드레스를 갖는 멀티캐스트 프레임을 전송한다. 전송되는 정보는 태그(40)를 식별하는 소스 MAC 어드레스이다. 태그 신원에 관한 추가적인 정보는 멀티캐스트 프레임의 몸체로 구성될 수 있다. 상자들(82)에 의해 지시된 바와 같이, 매 전송 후, 태그 회로는 절전 모드(power-saving mode)를 재개하고 타이머를 재가동한다.

상자들(83)에 의해 지시된 바와 같이, 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)은 태그(40) 또는 태그들이 전송하고 있는 채널 상에서 대기 구간(listening interval)에 주기적으로 진입한다. 이는, "TAG"로 라벨링된 태그 타이머(85)와 유사한 타이밍 구간을 갖는, "TP"로 라벨링된 비동기 트랜스폰더 타이머(84)에 의해 제어된다. 대기 구간 동안, 수신된 멀티캐스트 프레임들로부터의 RSS 및 소스 어드레스가 로깅된다. 타이머 만료 후, 로깅된 데이터는 개별적으로 수신된 태그-ID, RSS 및 타임스탬프를 포함하는 전체 태그 정보 몸체로 결합된 후, 화살표(85)에 의해 지시된 바와 같이, 연관 액세스 포인트(AP-n)로 전달된다. 상자(86)에 의해 지시된 바와 같이, 연관 액세스 포인트(AP-n)는 처리 유닛(14)과 데이터 트래픽을 통신하도록 준비된다. 그 후, 화살표들(87)에 의해 지시된 바와 같이, 각각의 제2 트랜스폰더 유닛(TPb-nm)으로부터의 전체 태그 정보는 WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14) 에서 무선 태그 정보를 처리하는 일을 담당하는 위치 측정 기능 모듈로 라우팅된다. 모든 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm)은 서로 동기화되지 않고 독립적으로 동작한다. 상자(89)에 의해 지시된 바와 같이, "위치 업데이트(Location update)"로 라벨링된 위치 업데이트 타이머(88)에 의해 제어되는 주기적인 구간에서, 위치 측정 기능 모듈은 각각의 태그(40)로부터 수신된 데이터에 기초하여 추정 위치의 계산을 수행한다.

세 가지 타입의 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm, TPb-nm 및 TPc-nm), 즉 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm), 제2 트랜스폰더 유닛들(TPb-nm) 및 제3 트랜스폰더 유닛들(TPc-nm)의 기능들은 모든 동작 모드들을 허용하도록 결합될 수 있다.

WLAN 위치 측정 기능을 지원하는 위치 측정 기능 모듈은 보다 바람직하게는 WLAN 관리자 스테이션의 처리 유닛(14)에 상주한다. 이것은 위치 시스템을 관리하고, 초기 사이트 조사 동안 사전 기록된 RSS 및/또는 TD 값들의 데이터베이스를 구축하고 유지하며, 개별적이고 주기적으로 위치 측정 요청을 개시하고 처리하며, 위치 추정치를 계산하고 표시하는 일을 담당한다.

RSS 데이터를 이용하는 위치 측정의 정확도를 평가하기 위한 실험이 IEEE 802.1b WLAN 장치를 사용하여 수행되었다. 액세스 포인트들(AP-n)의 무선 신호들에 의해 커버되는 빌딩의 구역이 사용되었다. 5개의 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)은 서로 다른 위치에 배치되었다. 측정된 RSS 값들(-dBm 단위)로 표시된 외곽선들이 플로팅되었는데, 상기 선들은 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)에 대해 이용 가능한 RSS를 나타낸다. 2.8m의 간격을 갖는 격자 네트워크(grid network)는, 5개 의 모든 제1 트랜스폰더 유닛들(TPa-nm)로부터의 RSS 값들이 기록되어 후속적인 위치 추정치에 대한 데이터베이스를 제공하는 위치들을 나타내었다(서명 방법). 위치 측정 알고리즘은 사전 기록된 데이터베이스를 이용하여 그 위치가 결정될 스테이션에 의해 측정된 5개의 RSS 샘플들을 비교하기 위해 사용되었다. 측정된 RSS 샘플들과의 최적의 부합을 제공하는 보간 격자점(interpolated grid points)을 찾음으로써, 추정 위치를 얻었다. 대체적인 결과는 0.5m의 위치 측정 정확도를 나타낸다. 평균적으로는, 1m 내지 2m의 위치 측정 정확도를 달성할 수 있다.

임의의 개시된 실시예는 도시되고/도시되거나 기술된 다른 실시예들 중 하나 또는 여러 개의 실시예와 결합될 수도 있다. 이것은 실시예들의 하나 이상의 특징들에 대해서도 가능하다.

Claims (10)

  1. 무선 네트워크 내의 통신 장치의 위치를 결정하는 장치에 있어서,
    축소 매체 액세스 제어(MAC) 스택 유닛을 구비하며, 상기 통신 장치가 상기 무선 네트워크의 커버리지 영역(coverage area) 내에 위치하는 경우, 상기 통신 장치와 통신하기 위한 적어도 두 개의 트랜스폰더 유닛들(transponder units); 및
    상기 트랜스폰더 유닛들로부터 수신된 정보에 따라 상기 커버리지 영역 내의 상기 통신 장치의 위치를 도출하기 위한 처리 유닛
    을 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 처리 유닛은 상기 통신 장치에 통합된 구성 요소인 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 통신 장치는 축소 태그 MAC 스택 유닛을 구비한 태그(tag)인 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 트랜스폰더 유닛들에 결합된 액세스 포인트 유닛(access point unit)을 더 포함하고,
    상기 액세스 포인트 유닛은 상기 트랜스폰더 유닛들로부터 정보를 수신하고 상기 정보를 상기 처리 유닛에 전달하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 액세스 포인트 유닛은 상기 통신 장치를 통하여 상기 트랜스폰더 유닛들에 결합되고, 상기 통신 장치를 통하여 상기 트랜스폰더 유닛들로부터 정보를 수신하는 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 트랜스폰더 유닛들, 상기 통신 장치 및 상기 액세스 포인트 유닛은 기본 서비스 세트(basic service set)를 형성하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 커버리지 영역 내에 세 개의 트랜스폰더 유닛들을 포함하는 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 장치를 포함하는 네트워크.
  9. 무선 네트워크 내의 통신 장치의 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    축소 매체 액세스 제어(MAC) 스택 유닛을 구비하며, 상기 통신 장치가 상기 무선 네트워크의 커버리지 영역 내에 위치하는 경우, 상기 통신 장치와 통신하기 위한 적어도 두 개의 트랜스폰더 유닛들을 배치하는 단계;
    상기 트랜스폰더 유닛들로부터 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 정보에 따라 상기 커버리지 영역 내의 상기 통신 장치의 위치를 도출하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 통신 장치의 위치를 도출하는 단계는 삼각 측량 방법(triangulation method) 또는 서명 방법(signature method)을 포함하는 방법.
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WO (1) WO2004017569A2 (ko)

Families Citing this family (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2003255950A1 (en) * 2002-08-15 2004-03-03 International Business Machines Corporation Transponder subsystem for supporting location awareness in wireless networks
US7260392B2 (en) * 2002-09-25 2007-08-21 Intel Corporation Seamless teardown of direct link communication in a wireless LAN
US9123077B2 (en) 2003-10-07 2015-09-01 Hospira, Inc. Medication management system
US7895053B2 (en) 2003-10-07 2011-02-22 Hospira, Inc. Medication management system
US7352733B2 (en) * 2004-03-03 2008-04-01 Atheros Communications, Inc. Implementing location awareness in WLAN devices
US8155018B2 (en) * 2004-03-03 2012-04-10 Qualcomm Atheros, Inc. Implementing location awareness in WLAN devices
US8576730B2 (en) * 2004-03-31 2013-11-05 Time Warner, Inc. Method and system for determining locality using network signatures
DE102004045385A1 (de) * 2004-09-18 2006-03-23 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Abrufen einer Information
CN100553378C (zh) 2004-10-27 2009-10-21 上海宽鑫信息科技有限公司 无线局域网终端设备室内定位方法
WO2007036940A2 (en) * 2005-09-30 2007-04-05 Sandlinks Systems Ltd. A wide area dynamic rfid system using uwb
DE102005048269B4 (de) * 2005-10-08 2008-01-31 Diehl Stiftung & Co. Kg Sensor-Netzwerk sowie Verfahren zur Überwachung eines Geländes
KR100728605B1 (ko) * 2006-02-18 2007-06-08 전북대학교산학협력단 수술환자 자동식별장치
AU2007245050B2 (en) * 2006-03-28 2012-08-30 Hospira, Inc. Medication administration and management system and method
JP2010507176A (ja) 2006-10-16 2010-03-04 ホスピラ・インコーポレイテツド 複数のデバイス管理システムからの動態情報および構成情報を比較および利用するためのシステムおよび方法
KR100769991B1 (ko) * 2006-12-01 2007-10-25 한국전자통신연구원 무선 개인 통신망에서 채널환경을 예측하여 전송시간을예약하는 방법
DE102007022065A1 (de) * 2007-05-11 2008-11-27 Identec Solutions Ag Verfahren zum Betrieb eines RFID-Tags mit genauer Lokalisierung
EP3232414A1 (en) * 2008-04-14 2017-10-18 Mojix, Inc. Radio frequency identification tag location estimation and tracking system
US8086248B2 (en) 2008-05-16 2011-12-27 International Business Machines Corporation Estimating location using multi-antenna radio receiver
EP2353024B1 (fr) * 2008-12-05 2016-08-31 Thales Procede de geo-localisation d'un objet par multitelemetrie
US8271106B2 (en) 2009-04-17 2012-09-18 Hospira, Inc. System and method for configuring a rule set for medical event management and responses
US8650072B2 (en) 2009-05-05 2014-02-11 Groupon, Inc. System and methods for providing location based discount retailing
US8355948B2 (en) 2009-05-05 2013-01-15 Groupon, Inc. System and methods for discount retailing
US8301495B2 (en) 2009-05-05 2012-10-30 Groupon, Inc. System and methods for discount retailing
EP2317733A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-04 British Telecommunications public limited company Communications system
US8566022B1 (en) 2010-02-09 2013-10-22 Google Inc. Managing use of location-identification services
WO2011130582A1 (en) 2010-04-14 2011-10-20 Mojix, Inc. Systems and methods for detecting patterns in spatio-temporal data collected using an rfid system
CN101808316A (zh) * 2010-04-14 2010-08-18 曹鹏 基于wlan的定位方法
US9594875B2 (en) 2011-10-21 2017-03-14 Hospira, Inc. Medical device update system
US9996859B1 (en) 2012-03-30 2018-06-12 Groupon, Inc. Method, apparatus, and computer readable medium for providing a self-service interface
US10304091B1 (en) 2012-04-30 2019-05-28 Groupon, Inc. Deal generation using point-of-sale systems and related methods
US8848565B2 (en) * 2012-07-12 2014-09-30 Qualcomm Incorporated Method for performing measurements and positioning in a network based WLAN positioning system
US10147130B2 (en) 2012-09-27 2018-12-04 Groupon, Inc. Online ordering for in-shop service
US9632898B2 (en) * 2012-12-31 2017-04-25 Aeroscout Ltd. Methods and systems for calculating and presenting a positioning performance of a locating system
US10304093B2 (en) 2013-01-24 2019-05-28 Groupon, Inc. Method, apparatus, and computer readable medium for providing a self-service interface
JPWO2014129159A1 (ja) * 2013-02-21 2017-02-02 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカPanasonic Intellectual Property Corporation of America 情報通知方法及び情報通知システム
EP2964079A4 (en) 2013-03-06 2016-11-23 Hospira Inc Medical device communication method
US9766322B2 (en) 2013-03-14 2017-09-19 Ensco, Inc. Geolocation with radio-frequency ranging
US9111156B2 (en) 2013-03-15 2015-08-18 Mojix, Inc. Systems and methods for compressive sensing ranging evaluation
US10192243B1 (en) 2013-06-10 2019-01-29 Groupon, Inc. Method and apparatus for determining promotion pricing parameters
US10255620B1 (en) 2013-06-27 2019-04-09 Groupon, Inc. Fine print builder
US10311972B2 (en) 2013-11-11 2019-06-04 Icu Medical, Inc. Medical device system performance index
AU2014353130B9 (en) 2013-11-19 2019-09-05 Icu Medical, Inc. Infusion pump automation system and method
US9612325B2 (en) 2014-06-02 2017-04-04 Ensco, Inc. Unwrapping and prediction of distance and velocity measurements using carrier signals
US9271258B2 (en) * 2014-06-02 2016-02-23 Ensco, Inc. Distance and velocity measurements using carrier signals
US9829574B2 (en) 2014-06-02 2017-11-28 Ensco, Inc. Carrier phase distance and velocity measurements
US9724470B2 (en) 2014-06-16 2017-08-08 Icu Medical, Inc. System for monitoring and delivering medication to a patient and method of using the same to minimize the risks associated with automated therapy
US9539383B2 (en) 2014-09-15 2017-01-10 Hospira, Inc. System and method that matches delayed infusion auto-programs with manually entered infusion programs and analyzes differences therein
US9883337B2 (en) 2015-04-24 2018-01-30 Mijix, Inc. Location based services for RFID and sensor networks
US10129848B2 (en) * 2015-05-06 2018-11-13 Yo Wireless Global Ltd. System and methods for locating a mobile device
GB2550208A (en) * 2016-05-13 2017-11-15 Here Global Bv Determining one or more potential installation positions and/or areas for installing one or more radio positioning support devices

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998035524A2 (en) 1997-02-11 1998-08-13 Ericsson Inc. Method and system for locating a mobile station within a mobile telecommunications network

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5365516A (en) * 1991-08-16 1994-11-15 Pinpoint Communications, Inc. Communication system and method for determining the location of a transponder unit
US5926133A (en) * 1997-07-21 1999-07-20 Denso Corporation Differentially corrected position location system and method for mobile communication networks
US6061614A (en) * 1997-10-17 2000-05-09 Amtech Systems Corporation Electronic tag including RF modem for monitoring motor vehicle performance
US6072421A (en) * 1998-05-29 2000-06-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Moving object high-accuracy position locating method and system
US6717507B1 (en) * 1999-07-12 2004-04-06 Interval Research Corporation Radio frequency tags for media access and control
AU2298801A (en) 1999-10-21 2001-04-30 Pinpoint Corporation Method and apparatus for low cost asset location
US6314365B1 (en) 2000-01-18 2001-11-06 Navigation Technologies Corp. Method and system of providing navigation services to cellular phone devices from a server
AU2871101A (en) * 2000-02-02 2001-08-14 Nokia Mobile Phones Ltd Position acquisition
US6414635B1 (en) 2000-10-23 2002-07-02 Wayport, Inc. Geographic-based communication service system with more precise determination of a user's known geographic location
AU2688402A (en) 2000-11-14 2002-05-27 David Goren Methods and apparatus for identifying asset location in communication networks
US6839625B2 (en) * 2000-11-29 2005-01-04 Caterpillar Inc Apparatus and method for reducing work machine noise based on location
US6831563B1 (en) * 2001-03-20 2004-12-14 Bellsouth Intellectual Property Corp. Location visit confirmation services for wireless devices
US7856368B2 (en) * 2001-04-06 2010-12-21 Ahold Licensing Sa Methods and systems for providing personalized information to users in a commercial establishment
US20030093663A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Walker Jesse R. Technique to bootstrap cryptographic keys between devices
AU2003255950A1 (en) * 2002-08-15 2004-03-03 International Business Machines Corporation Transponder subsystem for supporting location awareness in wireless networks
US7113792B2 (en) * 2002-10-01 2006-09-26 Qualcomm Incorporated Mobile station location

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998035524A2 (en) 1997-02-11 1998-08-13 Ericsson Inc. Method and system for locating a mobile station within a mobile telecommunications network

Also Published As

Publication number Publication date
US8380218B2 (en) 2013-02-19
KR20050032095A (ko) 2005-04-06
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US7289815B2 (en) 2007-10-30
JP4156592B2 (ja) 2008-09-24
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US20060105785A1 (en) 2006-05-18
JP2006504296A (ja) 2006-02-02

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