KR100782043B1 - 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보측정 오차를 줄이는 방법 및 시스템 - Google Patents

지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보측정 오차를 줄이는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템에 있어서, GPS 기능을 내장하지 않은 상기 Non GPS 단말기로서, 사용자에게 위치 기반 서비스를 제공하는 이동통신 단말기; 파일럿 위상 정보(Pilot_PN_Phase), 파일럿 세기 정보(Pilot_Strength) 및 의사 잡음(Pseudo Noise)을 포함한 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)을 상기 이동통신 단말기로부터 수집하는 기지국 전송기; RMP 응답(Radio Measurement for Position Response) 메시지에 포함된 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 RTD(Round Trip Delay)를 구성하는 기지국 제어기; 상기 기지국 제어기로 RMP 요청(Radio Measurement for Position Request) 메시지를 통해 PSMM의 수집을 요청하여 상기 기지국 제어로부터 상기 RMP 응답 메시지를 수신하고, 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)에 상기 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함시키는 이동통신 교환국; 상기 이동통신 교환국에 상기 PSMM의 수집을 요청해서 상기 이동통신 교환국으로부터 상기 시스템 간 위치 요구 메시지를 수신하고, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에 상기 기준 의사 잡음만 포함되어 있으면 상기 다운 링크 무선 환경의 상기 'CDMA Target One Way Delay'에 구성 된 상기 RTD를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 결정 엔터티(PDE: Positioning Determination Entity)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 위치 결정 엔터티에서 Non GPS 단말기의 위치 정보를 PSMM을 이용하여 측정할 때, 다운 링크 무선 환경 리스트에 기준 의사 잡음만 포함되어 있으면, 기준 의사 잡음의 RTD를 이용하여 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하기 때문에, 기존의 셀 ID 방식보다 위치 정보 측정 오차가 감소하는 효과가 있다.
이동통신 단말기, Non GPS, PSMM, 위치 정보, 측정, RTD, 의사 잡음, PDE

Description

지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법 및 시스템{Method and System for Reducing Position Information Measurement Error of Non GPS Mobile Communication Terminal}
도 1은 Non GPS 단말기의 위치 정보를 측정하는 종래 과정을 나타낸 흐름도,
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 Non GPS 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이기 위한 시스템을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 Non GPS 단말기의 위치 정보를 산출하는 방식을 예시적으로 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 Non GPS 단말기의 위치 정보를 측정할 때, RTD를 이용하여 위치 정보의 측정 오차를 줄이는 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 Non GPS 단말기의 위치 정보를 측정할 때, RTD를 이용하여 위치 정보의 측정 오차를 줄이는 과정을 나타낸 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210: 이동통신 단말기 220: 기지국 전송기
230: 기지국 제어기 240: 이동통신 교환국
250: 위치 결정 엔터티 310: 섹터 범위
320: 연장선 330: 이등분선
본 발명은 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 측정 오차를 줄이는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에만 RTD(Round Trip Delay)를 구성하고, 위치 결정 엔터티가 이동통신 교환국으로부터 수신한 시스템 간 위치 요구(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke) 메시지에 포함된 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(PN: Pseudo Noise)의 개수가 한 개, 즉 기준 의사 잡음만 포함되어 있으면, 기준 의사 잡음의 RTD를 이용하여 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
컴퓨터, 전자, 통신 기술이 비약적으로 발전함에 따라 무선통신망(Wireless Network)을 이용한 다양한 무선통신 서비스가 제공되고 있다. 이에 따라, 무선통신망을 이용한 이동통신 시스템에서 제공하는 서비스는 음성 서비스뿐만 아니라, 써킷(Circuit) 데이터, 패킷(Packet) 데이터 등과 같은 데이터를 전송하는 멀티미디어 통신 서비스로 발전해 가고 있다.
또한, 최근에는 공간을 초월한 통신 서비스를 제공하기 위하여 이동통신 서 비스 가입자에게 무선통신망을 통해 인터넷 통신 서비스를 제공하는 무선인터넷 서비스가 대두되어, 수많은 기업이 무선인터넷에 대한 기술 개발을 진행하고 있다. 무선인터넷 서비스는 개인의 단말기 사용에 따른 진일보된 개인화 서비스이며 사용자의 이동성에 기반하여 고유의 정보를 제공할 수 있는 서비스라는 특징이 있다. 이동통신 서비스 가입자들은 무선인터넷 서비스를 통하여 뉴스, 날씨, 스포츠, 증권, 금융, 환율, 교통 정보 등의 각종 정보를 문자, 음성, 정지 영상, 동영상 등의 각종 형태로 제공받을 수 있다.
이동통신 단말기를 이용한 다양한 무선인터넷 서비스 중 특히, 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)는 넓은 활용성 및 편리함으로 크게 각광받고 있다. 위치 기반 서비스는 휴대폰 및 PDA(Personal Digital Assistant) 등 이동통신 단말기의 위치를 파악하고, 파악된 위치와 관련된 부가 정보를 제공하는 통신 서비스를 말한다. 위치 기반 서비스는 구조 요청, 범죄 신고에의 대응, 인접 지역 정보 제공의 지리 정보 시스템(GIS: Geographical Information System), 교통 정보, 차량 항법 및 물류 관제, 위치 기반 CRM(Customer Relationship Management) 등 다양한 분야에 사용될 수 있다.
이러한 위치 기반 서비스는 이동통신 단말기의 위치를 파악하는 방법으로 GPS(Global Positioning System)를 기반으로 이동통신 단말기의 위치를 확인한 후 GPS 측정값인 항법 데이터(Navigation Data)를 이용하여 이동통신 단말기의 위치 정보를 측정하거나, 기지국 기반 혹은 네트워크 기반으로 위치를 확인하는 방법 등을 이용하여 왔다. 한편, 위치 기반 서비스를 제공하는 서버는 이동통신 단말기가 측정한 위치 정보를 교환국 등의 이동통신망을 경유하여 수신한 후 사용자의 위치에 기반한 서비스를 제공하였다.
한편, 이동통신 가입자 중에 소수만이 GPS 기능이 내장된 이동통신 단말기를 통해 GPS 기반의 위치 정보 측정 방법을 이용하고 있으며, 나머지 이동통신 가입자는 기지국 기반의 셀(Cell) ID(IDentifier) 방식, 복수의 기지국에 수신되는 신호의 수신 시간 차이를 이용한 TDOA(Time Difference Of Arrival) 방식 및 수신 각도의 정보를 이용하는 AOA(Angle Of Arrival) 방식 등을 이용하여 GPS 기능을 내장하지 않은 이동통신 단말기인 Non GPS 단말기를 통한 위치 기반 서비스를 제공받고 있다.
이러한, Non GPS 단말기의 위치 정보를 측정하기 위한 TDOA(Time Difference Of Arrival) 방식 및 AOA(Angle Of Arrival) 방식은 이동통신 시스템에서 핸드오프 또는 품질 측정에 이용되는 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM: Pilot Strength Meacurment Message, 이하 'PSMM'이라 칭함)에 포함된 파일럿 위상(Pilot_PN_Phase) 정보를 이용하여 Non GPS 이동통신 단말기의 위치 정보를 측정한다. 여기서, PSMM은 기지국을 구분하는 의사 잡음(PN: Pseudo Noise함) 및 파일럿 세기 정보(Pilot_Strength)도 포함한다.
도 1은 Non GPS 단말기의 위치 정보를 측정하는 종래 과정을 나타낸 흐름도이다.
위치 기반 서비스를 제공하는 위치 기반 서비스 서버에서 GPS 기능을 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 조회를 요청하면, 위치 결정 엔터티(PDE: Positioning Determination Entity)은 시스템 간 위치 요구(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke) 메시지를 통해 이동통신 교환국으로 PSMM 수집 요청을 하고, 이동통신 교환국은 기지국 제어기로 PSMM의 수집을 요청하기 위해 기지국 제어기에 페이징 요청을 한다(S110, S120). 기지국 제어기는 기지국 전송기를 통해 이동통신 단말기에 페이징을 수행하고 트래픽 채널을 설정한 후, 이동통신 교환국에 채널 할당 완료 메시지를 전송한다(S130, S140, S150).
이동통신 교환국은 RMP 요청(Radio Measurement for Position Request) 메시지를 통해 PSMM의 수집을 기지국 제어기에 요청하고, 기지국 제어기는 PSMM의 수집 과정을 통해 수집한 PSMM을 RMP 응답(Radio Measurement for Position Response) 메시지를 통해 이동통신 교환국으로 전송한다(S160, S170, S180). 이동통신 교환국은 ISPOREQ 메시지에 PSMM을 포함시켜서 위치 결정 엔터티에 전송하게 된다(S190).
ISPOREQ 메시지를 수신한 위치 결정 엔터티는 PSMM에 포함된 파일럿 위상 정보를 이용해서 이동통신 단말기의 위치 정보를 TDOA 방식 또는 AOA 방식으로 계산한다.
여기서, TDOA 방식을 이용하기 위해서는 PSMM에 포함된 의사 잡음 개수가 3개 이상이어야 하고, AOA 방식은 PSMM에 포함된 의사 잡음 개수가 2개 이상일 경우에만 이용할 수 있다. 하지만, 현재 대부분의 이동통신망은 핸드오프 구간을 제외하고는 수집된 PSMM 내의 의사 잡음 개수가 대부분 1개이다. PSMM 내의 의사 잡음 개수가 1개일 경우에는 셀 ID 방식을 이용하게 되는데 셀 ID 방식은 최대 수 ㎞까지 오차가 발생하여 이동통신 단말기의 위치 정보 측정의 정확도를 떨어뜨리는 요 인이 되고 있다.
따라서, GPS 기능을 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보를 측정할 때, 정확도를 개선하기 위한 방법이 필요하며, 이를 이용하여 위치 기반 서비스를 제공할 필요성이 생겼다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에만 RTD(Round Trip Delay)를 구성하고, 위치 결정 엔터티가 이동통신 교환국으로부터 수신한 시스템 간 위치 요구(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke) 메시지에 포함된 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(PN: Pseudo Noise)의 개수가 한 개, 즉 기준 의사 잡음만 포함되어 있으면, 기준 의사 잡음의 RTD를 이용하여 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템에 있어서, GPS 기능을 내장하지 않은 상기 Non GPS 단말기로서, 사용자에게 위치 기반 서비스를 제공하는 이동통신 단말기; 파일럿 위상 정보(Pilot_PN_Phase), 파일럿 세기 정보(Pilot_Strength) 및 의사 잡음(Pseudo Noise)을 포함한 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)을 상기 이동통신 단말기로부터 수집하는 기지국 전송기; RMP 응답(Radio Measurement for Position Response) 메시지에 포함된 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 RTD(Round Trip Delay)를 구성하는 기지국 제어기; 상기 기지국 제어기로 RMP(Radio Measurement for Position Request) 요청 메시지를 통해 PSMM의 수집을 요청하여 상기 기지국 제어로부터 상기 RMP 응답 메시지를 수신하고, 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)에 상기 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함시키는 이동통신 교환국; 및 상기 이동통신 교환국에 상기 PSMM의 수집을 요청해서 상기 이동통신 교환국으로부터 상기 시스템 간 위치 요구 메시지를 수신하고, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에 상기 기준 의사 잡음만 포함되어 있으면 상기 다운 링크 무선 환경의 상기 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 상기 RTD를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 결정 엔터티(PDE: Positioning Determination Entity)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법에 있어서, (a) 이동통신 교환국으로 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)의 수집을 요청하는 단계; (b) 상기 이동통신 교환국으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)를 수신하는 단계; (c) 상기 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(Pseudo Noise) 개수를 확인하는 단계; 및 (d) 상기 의사 잡음 개수가 1개이면, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 RTD(Round Trip Delay)를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법에 있어서, (a) 이동통신 교환국으로 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)의 수집을 요청하는 단계; (b) 상기 이동통신 교환국으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)를 수신하는 단계; (c) 상기 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(Pseudo Noise) 개수를 확인하는 단계; (d) 상기 의사 잡음 개수가 1개이면, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 RTD(Round Trip Delay)를 기본 지연 시간 정보와 비교하는 단계; (e) 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 상기 기본 지연 시간 정보를 거리로 산출한 기본 영역을 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역으로 하고, 기지국 전송기의 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계; 및 (f) 상기 단계 (d)에서, 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 크면, 상기 RTD를 거리로 산출한 영역을 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역으로 하고, 상기 기지국 전송기의 상기 위경도 좌표 및 상기 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 이용하여 상기 위치 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법에 있어서, (a) 이동통신 교환국으로 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)의 수집을 요청하는 단계; (b) 상기 이동통신 교환국으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)를 수신하는 단계; (c) 상기 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(Pseudo Noise) 개수를 확인하는 단계; (d) 상기 의사 잡음 개수가 1개이면, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 RTD(Round Trip Delay)를 영역 구분 정보 테이블과 비교하는 단계; (e) 상기 RTD가 상기 영역 구분 정보 테이블의 지연 시간 정보에 포함된 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 상기 영역 구분 정보 테이블에서 기본 영역 정보를 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보로 이용하는 단계; (f) 상기 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 기지국 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 정보 테이블에서 추출하는 단계; (g) 상기 기지국 위경도 좌표 및 상기 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 상기 기본 영역 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계; (h) 상기 단계 (d)에서, 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 크면, 상기 RTD 에 해당하는 영역 구분 정보를 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보로 이용하는 단계; (i) 상기 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 기지국 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 정보 테이블에서 추출하는 단계; (j) 상기 기지국 위경도 좌표 및 상기 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 Non GPS 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 제 1 또는 제 2 실시예에 따른 Non GPS 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템은 이동통신 단말기(210), 기지국 전송기(220), 기지국 제어기(230), 이동통신 교환국(240) 및 위치 결정 엔터티(PDE: Positioning Determination Entity)(250) 등을 포함한다.
이동통신 단말기(210)는 음성 통화를 수행할 뿐만 아니라 사용자에게 무선통신을 이용한 위치 기반 서비스를 제공하는 단말기이다. 또한, 이동통신 단말기(210)는 GPS(Global Positioning System) 기능을 내장하지 않은 Non GPS 단말기이고, 사용자에게 위치 기반 서비스를 제공하기 위해 기지국 기반 또는 네트워크 기반의 위치 측정 방법을 이용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기(210)는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러 폰, PCS(Personal Communication Service)폰, GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰, MBS(Mobile Broadband System)폰 및 DMB(Digital Multimedia Broadcasting)폰 등을 포함한다. 여기서, MBS 폰은 현재 논의되고 있는 제 4 세대 시스템에서 사용될 핸드폰을 말한다.
기지국 전송기(220)는 신호 채널 중 트래픽(Traffic) 채널을 통해 이동통신 단말기(210)로부터 통화 요청 신호를 수신하고, 수신된 통화 요청 신호를 기지국 제어기(230)로 전송한다. 또한, 기지국 전송기(220)는 기저대역 신호처리, 유무선 변환, 무선 신호의 송수신 등을 수행하여 이동통신 단말기(210)와 직접적으로 연결되는 망 종단(End Point) 장치이다.
본 발명에서의 기지국 전송기(220)는 기지국 제어기(230)의 제어에 의해 이동통신 단말기(210)로부터 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)을 수집한다. 여기서, PSMM은 파일럿 위상 정보(Pilot_PN_Phase), 파일럿 세기 정보(Pilot_Strength) 및 의사 잡음을 포함한다.
기지국 제어기(230)는 기지국 전송기(220)를 제어하며, 이동통신 단말기(210)에 대한 무선 채널 할당 및 해제, 이동통신 단말기(210) 및 기지국 전송기(220)의 송신 출력 제어, 셀간 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 및 하드 핸드오프(Hard Handoff) 결정, 트랜스코딩(Transcoding) 및 보코딩(Vocoding), GPS(Global Positioning System) 클럭 분배, 기지국에 대한 운용 및 유지 보수 기능 등을 수행한다. 또한, 기지국 제어기(230)는 기지국 전송기(220)를 통하여 수신된 통화 요청 신호를 이동통신 교환국(130)으로 전달한다.
한편, 이동통신 교환국(240)에서 RMP 요청(Radio Measurement for Position Request) 메시지를 통해 PSMM의 수집을 요청하면, 기지국 제어기(230)는 기지국 전송기(220)를 통해 이동통신 단말기(210)로부터 PSMM을 수집하고, PSMM 카운트(Count) 횟수만큼 수집이 완료되면 다운 링크 무선 환경 리스트(Down Link Radio ebvirment List)에 하나 이상의 의사 잡음 및 의사 잡음에 해당하는 파일럿 위상 정보 및 파일럿 세기 등을 포함하는 다운 링크 무선 환경을 포함하고, RMP 응답(Radio Measurement for Position Response) 메시지에 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함하여 이동통신 교환국(240)으로 전송한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국 제어기(230)는 다운 링크 무선 환경 리스트의 각 다운 링크 무선 환경을 해당 기지국별로 메시지 구성을 할 때에 동작 기지국을 나타내는 기준 의사 잡음(Reference PN)을 최우선에 위치하며, 기준 의사 잡음에 대해서는 'CDMA Target One Way Delay'에 왕복 지연 시간 정보(RTD: Round Trip Delay, 이하 'RTD'라 칭함)를 구성한다. 여기서, RTD는 신호가 기지국 전송기(220)로부터 이동통신 단말기(210)까지, 이동통신 단말기(210)로부터 다시 기지국 전송기(220)까지 왕복하는데 걸리는 시간을 나타내는 정보로서, 기지국 제어기(230)는 이동통신 단말기(210)와의 트래픽 설정 후, 주기적으로 RTD를 측정한다.
기준 의사 잡음을 제외한 후보 기지국 및 주변 기지국을 나타내는 나머지 의사 잡음에 대해서는 'CDMA Target One Way Delay'에 각각의 의사 잡음에 해당하는 파일럿 위상 정보를 구성한다.
본 발명에서 기준 의사 잡음의 'CDMA Target One Way Delay'에 RTD를 구성하는 이유는 기지국 제어기(230)에서 측정하는 RTD는 1/8 Chip 단위를 가지는 반면에, 이동통신 단말기(210)에서 측정하는 파일럿 위상 정보는 1 Chip 단위를 가지기 때문이다. 즉, RTD를 이용하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출하면 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 파일럿 위상 정보를 이용하여 산출하는 것보다 정확한 위치 정보를 산출할 수 있기 때문이다. 여기서, Chip은 확산코드 한 펄스의 간격으로 CDMA 시스템에서의 사용대역에 설계된 확산속도가 1.2288Mcps 이므로 1 Chip의 시간은 1 sec/1228800 = 833 ns이고, 1 Chip 당 도달거리는 833 ns × 300000000 m/sec(빛의 속도) = 244.140625 m이다. 또한, RTD는 1/8 Chip 단위이므로, 244.140625 m/8 = 30.52 m이다.
이동통신 교환국(240)은 기본 및 부가 서비스 처리, 가입자의 착신 및 발신호 처리, 위치 등록 절차 및 핸드오프 절차 처리, 타망과의 연동 기능 등을 수행한다. IS-95A/B/C 시스템의 이동통신 교환국(240)은 분산된 호 처리의 기능을 수행하 는 ASS(Access Switching Subsystem), 집중화된 호 처리 기능을 수행하는 INS(Interconnection Network Subsystem), 운용 및 보전의 집중화 기능을 담당하는 CCS(Central Control Subsystem), 이동통신 가입자에 대한 정보의 저장 및 관리 기능을 수행하는 LRS(Location Registration Subsystem) 등의 서브 시스템을 포함한다.
또한, 3 세대 및 4 세대를 위한 이동통신 교환국(240)에는 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 스위치가 포함될 수 있는데, ATM 스위치는 셀 단위의 패킷 전송으로 전송 속도와 회선 사용의 효율을 증대시킨다. ATM 스위치는 이동통신 단말기(210)의 무선통신을 수행하는 가입자 등록, 갱신 기능 및 기지국 제어기(230)와의 인터페이스 기능을 수행하는 이동성 제어부(Mobility Control Subsystem), 셀 단위로 호 처리를 수행하는 호 제어부(Call Control Subsystem), 각종 부가 서비스 가입자에 대한 과금 기능을 수행하는 서비스 제어부(Service Control Subsystem), 각종 부가 서비스를 제공하기 위한 지능형 부가 서비스부(Intelligent Peripheral Subsystem) 등의 서브시스템을 포함한다.
한편, 이동통신 교환국(240)은 위치 결정 엔터티(250)에서 시스템 간 위치 요구(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke) 메시지를 수신하면, 기지국 제어기(230)로 RMP 요청 메시지를 통해 PSMM의 수집을 요청하고, 지지국 제어기(230)에서 다운 링크 무선 환경 리스트가 포함된 RMP 응답 메시지를 수신하면, 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지를 위치 결정 엔터티(250)에 전송한다.
위치 결정 엔터티(250)는 위치 기반 서비스를 제공하기 위해 이동통신 단말기(210)의 위치를 측위하는 서버이며, 위치 기반 서비스 서버(미도시)에서 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 요청하면 위치의 측위가 필요한 이동통신 단말기(210)에 대하여 필요한 만큼의 PSMM을 원하는 조건으로 이동통신 교환국(240)을 통하여 이동통신 단말기(110)로 요구한다.
본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 위치 결정 엔터티(250)는 위치 기반 서비스 서버(미도시)로부터 이동통신 단말기(210)의 위치 정보 조회를 요청받으면, 이동통신 교환국(240)에 시스템 간 위치 요구 메시지를 전송하고, 이동통신 교환국(240)으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지를 수신한다.
다운 링크 무선 환경 리스트에 의사 잡음 개수가 1개일 경우, 즉 기준 의사 잡음만 있을 경우, 위치 결정 엔터티(250)는 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 기재된 값, 즉 기준 의사 잡음의 RTD를 이용하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다.
위치 결정 엔터티(250)는 전국에 분포된 기지국 전송기의 기지국 ID, 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 기지국 ID별 위경도 좌표를 저장한다. 여기서, α, β, γ 섹터 안테나의 배치 방향은 위도 또는 경도로 표시한다.
또한, 위치 결정 엔터티(250)는 영역 구분 및 영역 범위를 포함한 영역 구분 테이블을 저장하고, 기본 지연 시간 정보에 해당하는 영역의 거리값인 기본 영역을 저장한다.
위치 결정 엔터티(250)에서 RTD를 이용하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출하는 방법은 아래와 같다.
우선, 위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID 및 기준 의사 잡음의 기지국 섹터를 확인하고, 위치 결정 엔터티(250)에 저장된 기본 지연 시간 정보와 기준 의사 잡음의 RTD를 비교한다. 여기서 기본 지연 시간 정보는 이동통신 단말기(210)와 기지국 전송기(220)가 떨어져 있지 않아도, 기지국 전송기(220) 및 이동통신 단말기(210)에서 신호를 처리하기 위해 소요된 시간으로 인해 측정된 RTD이고, 각 기지국 전송기의 시스템 특성에 따라 기지국 전송기별로 기본 지연 시간 정보를 동일하게 또는 상이하게 설정할 수 있다.
기준 의사 잡음의 RTD가 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 위치 결정 엔터티(250)는 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역을 기본 지연 시간 정보에 대한 영역 구분값인 기본 영역으로 산정한다. 여기서, 기본 영역은 시스템 운영자에 의해서 임의로 설정되고, 각 기지국 전송기의 시스템 특성에 따라 기지국 전송기별로 기본 영역을 동일하게 또는 상이하게 설정할 수 있다.
기준 의사 잡음의 RTD가 기본 지연 시간 정보보다 크면, 위치 결정 엔터티(250)는 '(RTD - 기본 지연 시간 정보) × 30.52 m'로 기지국 전송기(220)와 이동통신 단말기(210) 간의 거리를 계산하고, 계산된 거리를 포함한 영역 범위를 가지는 영역 구분을 영역 구분 테이블에서 추출하여 이동통신 단말기가 위치한 영역으로 산출한다.
표 1은 영역 구분 테이블의 일 예를 나타낸 것으로서, 위치 결정 엔터 티(250)는 영역 구분 테이블의 영역에 대한 임계값을 기본 영역에 30. 52 m를 한 번에서 n 번까지 합산하는 방식으로 기본 영역, 기본 영역 + 30.52 m = 제 1 영역, 기본 영역 + (30.52 m × 2) = 제 2 영역, … , 기본 영역 + (30.52 m × n) = 제 n 영역으로 구분한다.
예를 들어, 기본 지연 시간 정보가 0.5 Chip, 기본 영역의 거리가 3 m이고 기준 의사 잡음의 RTD가 2.5 Chip일 때, 기지국 전송기(220)와 이동통신 단말기(210) 간의 거리는 (2.5 - 0.5) × 30.52 m = 61.04 m가 되고, 이에 해당하는 영역은 제 2 영역(3 + 30.52 m × 2 = 64.04 m, 제 2 영역의 범위는 33.52 m ~ 64.04 m)이 된다.
영역 구분 영역 범위
기본 영역 3 m
제 1 영역 3 m < 제 1 영역 ≤33.52 m
제 2 영역 33.52 m < 제 2 영역 ≤64.04 m
. . . . . .
제 n 영역 3 + {30.52 ×(n-1)} m < 제 n 영역 ≤ 3 + (30.52 ×n) m
위치 결정 엔터티(250)는 기지국 전송기(220)의 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 ID별 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보에서 조회하여 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보를 확인한 후, 기준 의사 잡음의 섹터를 2 등분하는 연장선, 즉 섹터 안테나의 배치 방향을 향하는 연장선을 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 이등분선까지 연장하여 연장선과 이등분선이 교차하는 지점의 위도 및 경도를 연산하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다. 이에 대한 예시적인 도면을 도 3에 도시하였다.
위의 예에서 기지국 전송기(220)에서 제 19 영역의 이등분선까지의 거리는 614.62 m가 된다. 여기서, 산출된 위치 정보는 이동통신 단말기(210)가 위치한 정확한 지점의 위치 정보가 아닌, 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 중점을 나타내는 위치 정보이다.
한편, 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 위치 결정 엔터티(250)는 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보, 기지국 전송기별 기지국 ID 및 기지국 ID별 위경도 좌표를 포함하는 기지국 정보 테이블 및 지연 시간 정보 및 영역 구분 정보를 포함하는 영역 구분 정보 테이블을 저장하여 RTD에 해당하는 거리를 직접 계산하지 않고, 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID 및 RTD를 기지국 정보 테이블 및 영역 구분 정보 테이블에서 조회하여 기지국 ID에 해당하는 위경도 좌표, α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 이동통신 단말기(210)의 영역 구분 정보를 추출하고, 이를 이용하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 영역 구분 정보 테이블은 지연 시간 정보 및 영역 구분 정보를 포함하며, 영역 구분 정보 테이블의 일 예는 표 2와 같다.
지연 시간 정보(Chip) 영역 구분 정보(m)
기본 지연 시간 정보 (기본 영역/2)
기본 지연 시간 정보 + 1/8 (기본 영역 + 15.26)
기본 지연 시간 정보 + (1/8 ×2) (기본 영역 + 15.26 + 30.52)
기본 지연 시간 정보 + (1/8 ×3) (기본 영역 + 15.26 + 30.52 ×2)
기본 지연 시간 정보 + (1/8 ×4) (기본 영역 + 15.26 + 30.52 ×3)
. . . . . .
표 2에서 기본 영역 정보의 지연 시간 정보는 기본 지연 시간 정보이고, 영역 구분 정보는 '기본 영역/2 m'가 되고, 기본 영역 정보의 기본 지연 시간 정보 및 영역 구분 정보가 영역 구분 정보 테이블의 초기값이 된다. 영역 구분 정보 테이블에서 지연 시간 정보는 기본 지연 시간 정보부터 1/8 Chip 단위로 증가하고, 영역 구분 정보는 (기본 영역/2) m = 기본 영역 정보, (기본 영역 + 15.26) m = 제 1 영역 정보, (기본 영역 + 15.26 + 30.52) m = 제 2 영역 정보 …, {기본 영역 + 15.26 + 30.52 ×(n-1)} = 제 n 영역 정보와 같이 30.52 m 단위로 증가한다. 여기서, 제 1 영역 정보에 30.52 m가 아닌 15.26(30.52/2) m를 더하고, 각 영역 구분 정보에 15.26 m를 더한 것은 각 영역 구분 정보가 각 영역의 이등분 지점을 나타내기 때문이다. 이에 대한 예시적인 도면을 도 3에 도시하였다.
기지국 ID 및 RTD를 기지국 정보 테이블 및 영역 구분 정보 테이블에서 조회하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출하는 방법은 아래와 같다.
위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID 및 기준 의사 잡음의 RTD를 기지국 정보 테이블 및 영역 구분 정보 테이블과 비교하여 기지국 ID에 해당하는 기지국 전송기(220)의 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 위경도 좌표를 추출하고, RTD를 영역 구분 정보 테이블과 비교하여 RTD가 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, RTD에 해당하는 영역 구분 정보를 기본 영역 정보로 하고, RTD가 기본 지연 시간 정보보다 크면, 제 1 영역 정보부터 제 n 영역 정보 중에서 RTD에 해당하는 영역 구분 정보를 추출한다.
기지국 전송기(220)의 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보, 위경도 좌표 및 이동통신 단말기(210)의 영역 구분 정보를 추출한 위치 결정 엔터티(250)는 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 중점을 나타내는 위치 정보를 산출한다.
본 발명의 바람직한 제 1 및 제 2 실시예에서 다운 링크 무선 환경 리스트에 의사 잡음 개수가 2개 이상일 경우, 위치 결정 엔터티(250)는 기존에 이용했던 위치 결정 방식인 pCell™ DB(Data Base)를 이용한 네트워크 기반 방식, TDOA 방식 및 AOA 방식 중 어느 하나를 이용한다. 여기서, pCell™ 이란 지도를 100 m × 100 m 격자로 분할하고, 분할한 각 격자의 중심점 및 사방의 위도, 경도 데이터를 가진 영역 정보로서, pCell DB는 각 pCell™에 해당하는 의사 잡음, 파일럿 위상 정보 및 신호대 잡음비(Ec/Io)를 포함한다.
본 발명에서 위치 결정 엔터티(250)가 pCell™ DB를 이용한 네트워크 기반 방식을 이용할 때, 위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기준 의사 잡음의 RTD를 보완재로 이용한다. 기준 의사 잡음의 RTD를 보완재로 이용하는 방법은 아래와 같다.
다운 링크 무선 환경 리스트에 의사 잡음 개수가 2개 이상일 경우, 기준 의사 잡음을 제외한 나머지 의사 잡음은 후보 기지국 및 주변 기지국을 나타내는 의사 잡음으로서, 기준 의사 잡음 및 나머지 의사 잡음에 해당하는 제 1 후보군 pCell™을 pCell™ DB에서 추출하고, 이 중에서 나머지 의사 잡음의 파일럿 위상 정보에 해당하는 제 2 후보군 pCell™을 다시 추출한 후, 기준 의사 잡음에 해당하는 동작 기지국이 위치한 pCell™에서 RTD를 이용하여 산출된 거리에 근접한 근접 pCell™을 제 2 후보군 pCell™에서 추출하여 근접 pCell™의 중심점에 대한 위도, 경도를 이동통신 단말기(210)의 위치 정보로 추출한다.
이와 같이 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출 또는 추출한 위치 결정 엔터티(250)는 위치 기반 서비스 서버(미도시)에 제공한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 방식을 예시적으로 나타낸 도면이다.
기지국 전송기(220)의 섹터는 α, β, γ 를 포함하는 3개의 섹터로 구성되고, 각 섹터의 섹터각은 120°(Degree)이고, 각 섹터의 섹터 범위(310)는 중심각이 120°인 부채꼴이 된다.
본 발명의 영역 구분은 도 3에서와 같이 기본 영역을 제외한 제 1 영역, 제 2 영역, …, 제 n 영역은 넓이가 30.52 m인 도넛(Doughnut) 모양을 하고 있다. 위치 결정 엔터티(250)가 RTD를 이용하여 이동통신 단말기(210)가 위치한 도넛 모양의 영역은 알 수 있지만, 도넛 모양의 영역을 이동통신 단말기(210)의 위치 정보로 이용하면 위치 정보 측정 오차가 커진다. 이를 해결하기 위해 기지국 전송기(220)의 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 이용하여 이동통신 단말기(210)가 기지국 전송기(220)를 기준으로 해서 어느 방향에 위치해 있는지 확인하고, 도넛 모양의 영역에서 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보, 즉 기준 의사 잡음의 섹터 범위에 해당하는 영역을 이동통신 단말기(210)의 위치 정보로 산출하여 도넛 모양의 영역 전체를 위치 정보로 이용하는 것보다 위치 정보 측정 오차가 감소하도록 한다.
도 3에서 위치 결정 엔터티(250)는 기지국 전송기(220)의 위경도 좌표 및 섹터 안테나 배치 방향 정보를 조회하여 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보를 확인한 후, 기준 의사 잡음의 섹터를 2 등분하는 연장선(320), 즉 섹터 안테나 배치 방향을 향하는 연장선(320)을 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 이등분선(330)까지 연장하여 연장선(320)과 이등분선(330)이 교차하는 지점의 위도 및 경도를 연산하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다.
여기서, 산출된 이동통신 단말기(210)의 위치 정보는 이동통신 단말기(210)가 위치한 정확한 지점의 위치 정보가 아닌, 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 중점을 나타내는 위치 정보로서, 셀 ID 방식으로 산출한 이동통신 단말기(210)의 위치 정보보다 오차가 적다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 이동통신 단말기의 위치 정보를 측정할 때, RTD를 이용하여 위치 정보의 측정 오차를 줄이는 과정을 나타낸 순서도이다.
위치 기반 서비스 서버(미도시)로부터 이동통신 단말기(210)의 위치 정보 조회를 요청받은 위치 결정 엔터티(250)는 이동통신 교환국(240)에 시스템 간 위치 요구 메시지를 전송하고, 이에 대한 응답으로 이동통신 교환국(240)으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지를 수신한다(S410). 여기서, 시스템 간 위치 요구 메시지는 다운 링크 무선 환경 리스트, 기지국 ID 등을 포함한다.
위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 다운 링크 무선 환경 리스트에서 의사 잡음의 개수를 확인하여, 의사 잡음 개수가 2개 이상이면, 위치 결정 엔터티(250)는 pCell™ DB를 이용한 네트워크 기반 방식으로 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한 후, 기준 의사 잡음의 RTD를 보완재로 이용하여 pCell™ DB를 이용한 네트워크 기반 방식만을 이용한 이동통신 단말기(210)의 위치 정보 산출보다 정확한 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다(S420, S430, S440).
다운 링크 무선 환경 리스트에서 의사 잡음 개수가 1개이면, 즉 다운 링크 무선 환경 리스트에 기준 의사 잡음만 존재하면, 위치 결정 엔터티(250)는 기준 의사 잡음의 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 기재된 RTD를 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 기본 지연 시간 정보와 비교한다(S450). 여기서, 기본 지연 시간 정보는 이동통신 단말기(210)와 기지국 전송기(220)가 떨어져 있지 않아도, 기지국 전송기(220) 및 이동통신 단말기(210)에서 신호를 처리하기 위해 소요된 시간으로 인해 측정된 RTD이고, 각 기지국 전송기의 시스템 특성에 따라 기지국 전송기별로 기본 지연 시간 정보를 동일하게 또는 상이하게 설정할 수 있다.
RTD가 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역을 기본 영역으로 산정한다(S460). 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역을 기본 영역으로 산정한 위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 기지국 전송기(220)의 위경도 좌표 및 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보에서 조회하여 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보를 확인한 후, 기준 의사 잡음의 섹터를 2 등분하는 연장선(320)을 이동통신 단말기(210)가 위치한 기본 영역의 이등분선까지 연장하여 연장선(320)과 기본 영역의 이등분선이 교차하는 지점의 위도 및 경도를 연산하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다(S470).
상기 단계 S450에서 RTD가 기본 지연 시간 정보보다 크면, 위치 결정 엔터티(250)는 '(RTD - 기본 지연 시간 정보) × 30.52 m'로 기지국 전송기(220)와 이동통신 단말기(210) 간의 거리를 계산하고, 계산된 거리에 해당하는 영역, 즉 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역을 영역 구분 테이블에서 조회하여 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역을 구분 짓는다(S480).
이동통신 단말기(210)가 위치한 영역을 산출하여 구분 지은 위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 기지국 전송기(220)의 위경도 좌표 및 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보에서 조회하여 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보를 확인한 후, 기준 의사 잡음의 섹터를 2 등분하는 연장선(320)을 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 이등분선(330)까지 연장하여 연장선(320)과 이등분선(330)이 교차하는 지점의 위도 및 경도를 연산하여 이동통신 단말기(210)의 위치 정보(340)를 산출한다(S490). 여기서, 상기 단계 S470 또는 S490에서 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한 위치 결정 엔터티(250)는 이동통신 단말기(210)의 위치 정보 조회를 요청한 위치 기반 서비스 서버(미도시)에 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 전송한다.
상기 과정을 통해 산출된 이동통신 단말기(210)의 위치 정보는 이동통신 단말기(210)가 위치한 정확한 지점의 위치 정보가 아닌, 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 중점을 나타내는 위치 정보로서, 셀 ID 방식으로 산출한 이동통신 단말기(210)의 위치 정보보다 오차가 적다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 이동통신 단말기의 위치 정보를 측정할 때, RTD를 이용하여 위치 정보의 측정 오차를 줄이는 과정을 나타낸 순서도이다.
위치 기반 서비스 서버(미도시)로부터 이동통신 단말기(210)의 위치 정보 조회를 요청받은 위치 결정 엔터티(250)는 이동통신 교환국(240)에 시스템 간 위치 요구 메시지를 전송하고, 이에 대한 응답으로 이동통신 교환국(240)으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지를 수신한다(S505). 여기서, 시스템 간 위치 요구 메시지는 다운 링크 무선 환경 리스트, 기지국 ID 등을 포함한다.
위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 다운 링크 무선 환 리스트에서 의사 잡음의 개수를 확인하여, 의사 잡음 개수가 2개 이상이면, 위치 결정 엔터티(250)는 pCell™ DB를 이용한 네트워크 기반 방식으로 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한 후, 기준 의사 잡음의 RTD를 보완재로 이용하여 pCell™ DB를 이용한 네트워크 기반 방식만을 이용한 이동통신 단말기(210)의 위치 정보 산출보다 정확한 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다(S510, S515, S520).
다운 링크 무선 환경 리스트에서 의사 잡음 개수가 1개이면, 즉 다운 링크 무선 환경 리스트에 기준 의사 잡음만 존재하면, 위치 결정 엔터티(250)는 기준 의사 잡음의 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 기재된 RTD를 영역 구분 정보 테이블과 비교한다(S525). 여기서, 영역 구분 정보 테이블은 지연 시간 정보 및 영역 구분 정보를 포함한다.
RTD가 기본 영역 정보의 지연 시간 정보인 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 위치 결정 엔터티(250)는 영역 구분 정보 테이블에서 기본 영역 정보를 추출하여 이동통신 단말기(210)의 영역 구분 정보로 이용한다(S530, S535). 또한, 위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 위경도 좌표를 추출한다(S540). 여기서, 기본 지연 시간 정보는 이동통신 단말기(210)와 기지국 전송기(220)가 떨어져 있지 않아도, 기지국 전송기(220) 및 이동통신 단말기(210)에서 신호를 처리하기 위해 소요된 시간으로 인해 측정된 RTD이고, 각 기지국 전송기의 시스템 특성에 따라 기지국 전송기별로 기본 지연 시간 정보를 동일하게 또는 상이하게 설정할 수 있다.
기지국 전송기(220)의 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보, 위경도 좌표 및 이동통신 단말기(210)의 영역 구분 정보를 기지국 정보 테이블 및 영역 구분 정보 테이블에서 추출한 위치 결정 엔터티(250)는 도 4의 단계인 S490과 같은 방법으로 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다(S545).
상기 단계 S530에서 RTD가 기본 지연 시간 정보보다 크면, 위치 결정 엔터티(250)는 제 1 영역 정보부터 제 n 영역 정보 중에서 RTD에 해당하는 영역 구분 정보를 추출하여 이동통신 단말기(210)의 영역 구분 정보로 이용한다(S550). 또한, 위치 결정 엔터티(250)는 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 위경도 좌표를 추출한다(S555).
기지국 전송기(220)의 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보, 위경도 좌표 및 이동통신 단말기(210)의 영역 구분 정보를 기지국 정보 테이블 및 영역 구분 정보 테이블에서 추출한 위치 결정 엔터티(250)는 도 4의 단계인 S490과 같은 방법으로 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한다(S560). 여기서, 상기 단계 S545 또는 S560에서 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 산출한 위치 결정 엔터티(250)는 이동통신 단말기(210)의 위치 정보 조회를 요청한 위치 기반 서비스 서버(미도시)에 이동통신 단말기(210)의 위치 정보를 전송한다.
상기 과정을 통해 산출된 이동통신 단말기(210)의 위치 정보는 이동통신 단말기(210)가 위치한 정확한 지점의 위치 정보가 아닌, 이동통신 단말기(210)가 위치한 영역의 중점을 나타내는 위치 정보로서, 셀 ID 방식으로 산출한 이동통신 단말기(210)의 위치 정보보다 오차가 적다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 위치 결정 엔터티에서 Non GPS 단말기의 위치 정보를 PSMM을 이용하여 측정할 때, 다운 링크 무선 환경 리스트에 기준 의사 잡음만 포함되어 있으면, 기준 의사 잡음의 RTD를 이용하여 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하기 때문에, 기존의 셀 ID 방식보다 위치 정보 측정 오차가 감소하는 효과가 있다.

Claims (19)

  1. Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템에 있어서,
    GPS 기능을 내장하지 않은 상기 Non GPS 단말기로서, 사용자에게 위치 기반 서비스를 제공하는 이동통신 단말기;
    파일럿 위상 정보(Pilot_PN_Phase), 파일럿 세기 정보(Pilot_Strength) 및 의사 잡음(Pseudo Noise)을 포함한 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)을 상기 이동통신 단말기로부터 수집하는 기지국 전송기;
    RMP 응답(Radio Measurement for Position Response) 메시지에 포함하는 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 RTD(Round Trip Delay)를 구성하는 기지국 제어기;
    상기 기지국 제어기로 RMP 요청(Radio Measurement for Position Request) 메시지를 통해 PSMM의 수집을 요청하여 상기 기지국 제어로부터 상기 RMP 응답 메시지를 수신하고, 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)에 상기 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함시키는 이동통신 교환국; 및
    상기 이동통신 교환국에 상기 PSMM의 수집을 요청해서 상기 이동통신 교환국으로부터 상기 시스템 간 위치 요구 메시지를 수신하고, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에 상기 기준 의사 잡음만 포함되어 있으면 상기 다운 링크 무선 환경의 상기 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 상기 RTD를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 위치 결정 엔터티(PDE: Positioning Determination Entity)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국 제어기는 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에서 상기 기준 의사 잡음을 제외한 나머지 의사 잡음에 대해서는 'CDMA Target One Way Delay'에 각각의 의사 잡음에 해당하는 파일럿 위상 정보를 구성하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 엔터티는 기지국 ID, 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 기지국 ID별 위경도 좌표를 저장하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 엔터티는 영역 구분 및 영역 범위를 포함한 영역 구분 테이 블을 저장하고, 상기 기본 지연 시간 정보에 해당하는 영역인 기본 영역을 저장하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 엔터티는 상기 RTD를 기본 지연 시간 정보와 비교하여, 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역을 기본 영역으로 산정하고, 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 크면, '(RTD - 기본 지연 시간 정보) × 30.52 m'로 상기 기지국 전송기와 상기 이동통신 단말기 간의 거리를 계산하고, 상기 거리를 포함한 영역 범위를 가지는 영역 구분을 영역 구분 테이블에서 추출하여 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역으로 산출하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 엔터티는 상기 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 상기 기지국 전송기의 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 ID별 위경도 좌표 및 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보에서 조회하여 상기 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보를 확인한 후, 상기 기준 의사 잡음의 섹터를 2 등분하는 연장선을 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역의 이등분선까지 연장하여 상기 연장선과 상기 이등분선이 교차하는 지점의 위도 및 경도를 연산하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 엔터티에서 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보, 기지국 전송기별 기지국 ID 및 기지국 ID별 위경도 좌표를 포함하는 기지국 정보 테이블 및 지연 시간 정보 및 영역 구분 정보를 포함하는 영역 구분 정보 테이블을 저장하면, 상기 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID 및 상기 RTD를 상기 기지국 정보 테이블 및 상기 영역 구분 정보 테이블에서 조회하여 상기 기지국 ID에 해당하는 위경도 좌표, α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보를 추출하고, 위경도 좌표, α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치 결정 엔터티는 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에 의사 잡음 개수가 2개 이상일 경우, 기존에 이용했던 위치 결정 방식인 pCell™ DB(Data Base) 를 이용한 네트워크 기반 방식, TDOA 방식 및 AOA 방식 중 어느 하나를 이용하고, 상기 네트워크 기반 방식을 이용할 때에는 상기 RTD를 보완재로 이용하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 시스템.
  9. Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법에 있어서,
    (a) 이동통신 교환국으로 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)의 수집을 요청하는 단계;
    (b) 상기 이동통신 교환국으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)를 수신하는 단계;
    (c) 상기 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(Pseudo Noise) 개수를 확인하는 단계; 및
    (d) 상기 의사 잡음 개수가 1개이면, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 RTD(Round Trip Delay)를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  10. Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법에 있어서,
    (a) 이동통신 교환국으로 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)의 수집을 요청하는 단계;
    (b) 상기 이동통신 교환국으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)를 수신하는 단계;
    (c) 상기 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(Pseudo Noise) 개수를 확인하는 단계;
    (d) 상기 의사 잡음 개수가 1개이면, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 RTD(Round Trip Delay)를 기본 지연 시간 정보와 비교하는 단계;
    (e) 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 상기 기본 지연 시간 정보를 거리로 산출한 기본 영역을 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역으로 하고, 기지국 전송기의 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계; 및
    (f) 상기 단계 (d)에서, 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 크면, 상기 RTD를 거리로 산출한 영역을 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역으로 하고, 상 기 기지국 전송기의 상기 위경도 좌표 및 상기 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 이용하여 상기 위치 정보를 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 단계 (a) 이후에,
    (a1) 상기 이동통신 교환국이 RMP 요청(Radio Measurement for Position Request) 메시지를 통해 PSMM의 수집을 기지국 제어기에 요청하는 단계;
    (a2) 기지국 제어기에서 상기 기지국 전송기를 통해 상기 PSMM을 수집하고, 다운 링크 무선 환경 리스트에서 상기 기준 의사 잡음에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 상기 RTD를 구성한 후, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트를 RMP 응답(Radio Measurement for Position Response) 메시지에 포함하여 상기 이동통신 교환국으로 전송하는 단계; 및
    (a3) 상기 이동통신 교환국에서 상기 시스템 간 위치 요구 메시지를 상기 위치 결정 엔터티로 전송하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 단계 (c)에서
    상기 의사 잡음 개수가 2개 이상이면, 기존에 이용했던 위치 결정 방식인 pCell™ DB(Data Base)를 이용한 네트워크 기반 방식, TDOA 방식 및 AOA 방식 중 어느 하나를 이용하고, 상기 네트워크 기반 방식을 이용할 때에는 상기 RTD를 보완재로 이용하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  13. 제 10 항에 있어서, 상기 단계 (e)에서
    상기 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보를 확인한 후, 상기 기준 의사 잡음의 섹터를 2 등분하는 연장선을 상기 이동통신 단말기가 위치한 상기 기본 영역의 이등분선까지 연장하여 상기 연장선과 상기 기본 영역의 이등분선이 교차하는 지점의 위도 및 경도를 연산하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 단계 (f)에서
    상기 기준 의사 잡음의 섹터에 해당하는 섹터 안테나 배치 방향 정보를 확인한 후, 상기 기준 의사 잡음의 섹터를 2 등분하는 연장선을 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역의 이등분선까지 연장하여 상기 연장선과 상기 이동통신 단말기가 위치한 영역의 이등분선이 교차하는 지점의 위도 및 경도를 연산하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 방법은
    (g) 상기 위치 정보를 상기 이동통신 단말기의 위치 정보 조회를 요청한 위치 기반 서비스 서버에 전송하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  16. Non GPS(Global Positioning System) 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법에 있어서,
    (a) 이동통신 교환국으로 PSMM(Pilot Strength Meacurment Message)의 수집을 요청하는 단계;
    (b) 상기 이동통신 교환국으로부터 다운 링크 무선 환경 리스트를 포함한 시스템 간 위치 요구 메시지(ISPOREQ: Inter System Position Request Invoke)를 수신하는 단계;
    (c) 상기 다운 링크 무선 환경 리스트의 의사 잡음(Pseudo Noise) 개수를 확인하는 단계;
    (d) 상기 의사 잡음 개수가 1개이면, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트에서 기준 의사 잡음(Reference PN)에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 구성된 RTD(Round Trip Delay)를 영역 구분 정보 테이블과 비교하는 단계;
    (e) 상기 RTD가 상기 영역 구분 정보 테이블의 지연 시간 정보에 포함된 기본 지연 시간 정보보다 작거나 같으면, 상기 영역 구분 정보 테이블에서 기본 영역 정보를 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보로 이용하는 단계;
    (f) 상기 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 기지국 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 정보 테이블에서 추출하는 단계;
    (g) 상기 기지국 위경도 좌표 및 상기 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 상기 기본 영역 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계;
    (h) 상기 단계 (d)에서, 상기 RTD가 상기 기본 지연 시간 정보보다 크면, 상기 RTD에 해당하는 영역 구분 정보를 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보로 이용하는 단계;
    (i) 상기 시스템 간 위치 요구 메시지에 포함된 기지국 ID에 해당하는 기지국 위경도 좌표 및 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보를 기지국 정보 테이블에서 추출하는 단계;
    (j) 상기 기지국 위경도 좌표 및 상기 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보 및 상기 이동통신 단말기의 영역 구분 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 단계 (a) 이후에,
    (a1) 상기 이동통신 교환국이 RMP 요청(Radio Measurement for Position Request) 메시지를 통해 PSMM의 수집을 기지국 제어기에 요청하는 단계;
    (a2) 기지국 제어기에서 상기 기지국 전송기를 통해 상기 PSMM을 수집하고, 다운 링크 무선 환경 리스트에서 상기 기준 의사 잡음에 대한 다운 링크 무선 환경의 'CDMA Target One Way Delay'에 상기 RTD를 구성한 후, 상기 다운 링크 무선 환경 리스트를 RMP 응답(Radio Measurement for Position Response) 메시지에 포함하여 상기 이동통신 교환국으로 전송하는 단계; 및
    (a3) 상기 이동통신 교환국에서 상기 시스템 간 위치 요구 메시지를 상기 위치 결정 엔터티로 전송하는 단계
    를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 단계 (c)에서
    상기 의사 잡음 개수가 2개 이상이면, 기존에 이용했던 위치 결정 방식인 pCell™ DB(Data Base)를 이용한 네트워크 기반 방식, TDOA 방식 및 AOA 방식 중 어느 하나를 이용하고, 상기 네트워크 기반 방식을 이용할 때에는 상기 RTD를 보완재로 이용하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 기지국 정보 테이블은 기지국 ID별 α, β, γ 섹터 안테나 배치 방향 정보, 기지국 전송기별 기지국 ID 및 기지국 ID별 위경도 좌표를 포함하고, 상기 영역 구분 정보 테이블은 지연 시간 정보 및 영역 구분 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 지피에스를 내장하지 않은 이동통신 단말기의 위치 정보 측정 오차를 줄이는 방법.
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