KR100894633B1

KR100894633B1 - 측위를 위한 지에스엠 패턴 데이터베이스 구축 방법,지에스엠 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성방법 및 측위 데이터베이스 구축 시스템

Info

Publication number: KR100894633B1
Application number: KR1020060126798A
Authority: KR
Inventors: 이훈주; 김창윤; 이상기; 한원준; 이관석
Original assignee: 주식회사 셀리지온
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2009-04-24
Also published as: KR20080054494A

Abstract

본 발명에 의한 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법은, GPS 수신장치 및 GSM 단말과 연동하는 이동용 컴퓨터로 구비된 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 이용하여 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법으로서, (a1) GPS 위성을 수신할 수 있는 지역에서는, 상기 GSM 데이터베이스 구축 툴을 이동하면서 각 측위 서비스 지역별로 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 수집하고 이를 임시 로그 파일로 생성하여 저장하는 단계; (a2) GPS 위성을 수신할 수 없는 지역에서는, 상기 GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램을 이용하여 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 특정 지역별로 수집하여 저장하는 단계; (a3) 상기 (a2) 단계 후에, 상기 데이터베이스 구축 툴은, 상기 GSM 단말별로 수집되어 저장된 상기 특정 지역별 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 디지털 맵을 이용하여 추출한 해당 측정 지역의 위,경도 정보와 결합하여 임시 로그 파일을 생성하여 저장하는 단계; 및 (a4) 상기 (a1) 단계 후 또는 상기 (a3) 단계 후에, 상기 데이터베이스 구축 툴은 상기 임시 로그 파일을 지역별 로그 파일 형태로 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

측위를 위한 지에스엠 패턴 데이터베이스 구축 방법, 지에스엠 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법 및 측위 데이터베이스 구축 시스템{Construction Method of GSM Pattern Database for Positioning, Generation Method and System of Base Station Almanac Using the GSM Pattern Database, and Positioning Database Construction system}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 2는 본 발명의 GSM 이동통신 네트워크를 활용한 GSM 패턴 데이터베이스 구축 시스템의 구성 예이다.

도 3은 본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴의 구체적 사용 예와 패턴 데이터베이스 구축 및 네트워크 측위 서버와의 연동에 의한 실 사용 예이다.

도 4는 도 1의 S202 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 5는 DM 프로그램으로서 Genie(TTPCom)가 탑재된 단말에서 수행되는 로그 신호(Log Signal) 처리 구조를 예시한 것이다.

도 6은 도 1의 S204 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 7은 GSM 단말에서 수행되는 측위를 위한 Log Signal 수집 구조이다.

도 8은 본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스 구축 시스템에서 사용되는 GSM 단말의 LBS를 위한 UI의 메뉴를 나타내는 예시 화면이다.

도 9는 도 1의 S206 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 10은 단말에 수집된 Log Signal을 패턴 데이터베이스 구축 툴로 전송(upload)하는 구체적인 구조를 예시한 것이다.

도 11 내지 도 17은 재생기능 프로그램이 실행된 예시화면의 구성 메뉴들이다.

도 18은 도 1의 S208 단계에서 생성된 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일 중 각 로그 파일별로 화면에 재생한 예이다.

도 19는 도 18의 화면에서 DB 구축을 위해 이동한 경로(trace) 및 DB 미 구축 지역 확인, 출력된 각각의 격자별로 내용까지 확인해 볼 수 있는 기능을 제공한 예이다.

도 20은 도 1의 S208 단계에서 생성된 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일 전체를 격자로 분할하여 구성된 출력화면의 예이다.

도 21은 통계적인 분석을 통해 GSM 패턴 데이터베이스가 구축된 지역과 구축되지 않은 지역을 구분하여 지도와 매핑(Mapping)하여 출력한 화면의 예를 나타낸 것이다.

도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 GSM 패턴 데이터베이스를 이 용한 기지국 정보(Base Station Information) 생성 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 23은 도 22의 S106 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트로서, 구축된 데이터베이스로부터 각각의 기지국 정보를 산출하여 기지국 정보 데이터베이스(BSA)를 구축하는 일련의 과정들로 이루어진다.

도 24는 도 22의 S108 단계의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 플로우차트이다.

도 25는 도 22의 S108 단계의 실시간 패턴 데이터베이스를 업데이트(Update)하기 위한 시스템 구성의 일 예이다.

도 26은 도 22의 S108 단계의 실시간 패턴 데이터베이스를 업데이트(Update)하기 위한 시스템 구성의 다른 예이다.

도 27은 정상적으로 서비스(동작)하고 있는 단말에서 네트워크 측위를 위한 파라미터 수집하기 위해 GSM 단말의 블록 간 연동 예이다.

본 발명은 GSM(Global System for Mobile communication) 이동통신 시스템에서의 네트워크 기반 측위(Network Based Positioning Method)를 위해 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법 및 구축된 데이터베이스를 이용하여 기지국별 정보(Base Station Almanac)를 추출하는 방법에 관한 것이다.

위치기반 서비스(location based service, LBS) 제공을 위한 위치측정 기술은 이동단말기의 위치를 측정하기 위하여 이동통신망의 기지국의 셀 반경인 전파환경을 이용하여 소프트웨어적으로 위치를 확인하는 네트워크 기반(network based) 방식과 이동단말기내에 장착된 GPS(global positioning system) 수신기를 이용한 핸드셋 기반(handset based) 방식, 그리고 이들 두 가지 방식을 혼합한 혼합(hybrid) 방식으로 분류된다.

핸드셋 기반 방식으로는 A-GPS 방식과 Conventional(Autonomous) GPS 방식이 있다.

A-GPS는 TDMA 무선접속방식을 사용하는 유럽의 GSM 기반망과 CDMA 무선접속방식을 사용하는 IS-95 기반망 기술에서 모두 사용 가능한 방식이다. GSM 무선접속방식에서는 GPS 수신기를 내장한 이동단말기와 GSM망 내의 SPC(SUPL Positioning Center)간에 OMA SUPL(Secure User Plane Location) 인테페이스와 OMA SUPL 내의 A-GPS 측위를 위한 프로토콜인 SUPL POS (RRLP (Radio Resource Location Protocol)를 내장한 GSM A-GPS 프로토콜)를 통한 메시지 송수신으로 단말기의 위치를 결정한다. 이 때에 GPS 위성에서 수신되는 신호는 4개 이상의 위성신호가 수신됨으로써 위치 결정이 매우 정확하다. A-GPS는 이동단말기에서 수신한 위성신호를 전송받아서 위치를 계산하는 SPC(SUPL Positioning Center)와 GSM 이동통신망 내의 기지국 정보에 의한 계산을 가공 또는 다른 시스템으로 연계하는 위치정보센터(SUPL Location Center, SLC)로 구성되어 있다. A-GPS의 위치 측위 방식에는 MS-Assisted 방식과 MS-Based 방식으로 나눌 수 있는데, MS-Assisted 방식은 SPC와 단 말간 SUPL POS 프로토콜에 의해 데이터를 주고 받다가 단말에서 SPC로 위치 측정을 위한 보조할 수 있는 데이터(단말의 현 위치에서의 신호 수신 가능한 위성정보 등)를 측정하여 넘겨주고 이를 SPC에서 수신한 다음 SPC에 저장되어 있는 위성 정보와 단말에서 수신한 정보를 이용하여 GPS 방식으로 SPC에서 위치 측위하는 방식을 말한다. MS Based 방식은 위성의 Ephemeris와 Almanac 정보를 단말의 요구에 의해 SPC에서 단말에 내려주고 이를 이용하여 단말에서 위치 측위를 하는 방식이며 보통 30분에서 2시간 단위로 상기에서 언급한 위성 data를 SPC에 요구하여 수신한 다음 단말에서 위치 측위하는 방식을 말한다.

또한, Conventional(Autonomous) GPS는 SPC (SUPL Positioning Center) 등의 도움을 전혀 받지 않고 단말 자체에 내장된 GPS 수신 안테나 및 측위 알고리즘을 이용하여 단말 자체적으로 GPS 방식 위치 측위를 수행하는 방식으로 단말의 Cold Start (power를 켜고 난 상태) 시에 전체 위성 정보를 받는데 소요되는 시간 때문에 (수 분 ~ 수십 분 소요) 실제 GPS 서비스를 제공하는데 시간이 오래 걸리는 단점과 A-GPS 방식에 비해 수신 감도가 떨어지는 문제만을 제외하고는 상기에서 언급한 MS Based 방식과 유사하다.

E-OTD(enhanced observed time difference) 방식은 대표적인 네트워크 기반 측위 방식으로 TDMA 무선접속 규격을 사용하는 유럽의 TDMA 기반 GSM 방식의 GSM 표준위원회에서 LCS Release 98과 99를 통해 표준화되었다. 이동단말기가 3개 이상의 기지국에서 수신된 신호를 상대적인 도착시간과 거리의 차를 계산하여 위치를 결정한다. E-OTD 방식은 OTD (Observed Time Difference), RTD(Relative Time Difference), GTD(geometric time difference)등의 시간 차 개념을 조합하여 네트워크 방식의 측위 계산에 사용하는 방식이다. OTD 는 기지국에서 단말기까지의 두 기지국으로부터 신호 도착시간 차를 의미하며 GSM 단말에서 UE Rx-Tx Time Difference type 2 parameter를 측정함으로써 구할 수 있다, RTD는 두 기지국에서 신호 송신 시작시간의 차를 구할 수 있는 파라미터로서 기지국에 별도의 측정장치인 LMU(Location Measurement Unit)를 장착해야만 측정이 가능하다. 따라서 GSM 표준에서 권고한 네트워크 방식의 위치 계산을 위한 Key Parameter인 "GTD=OTD-RTD"를 구하기 위해서는 OTD 뿐만 아니라 RTD를 구해야만 E-OTD 방식의 네트워크 위치 계산을 수행할 수 있다.

네트워크 기반의 위치측정 기술은 이동단말과 서버와의 약속된 프로토콜(IS-801, RRLP, RRC 등)에 의해 단말 및 LMU에서 측정한 데이터(MCC(Mobile Country Code), MNC(Mobile Network Code), LAC(Location Area Code), CI(Cell Identity), BSIC(Base Station Identity Code) 및 NMR(Network Measurement Report), OTD, RTD등)를 측위 서버에 전달하고, 그 단말 측정 데이터(MCC, MNC, LAC, CI, BSIC 및 NMR, OTD, RTD등)와 기지국(BSIC별)의 위, 경도 이용하여 측위서버에서 해당 이동단말의 위치측정 기능을 수행한다. 여기서, 기지국별 위, 경도 정보가 존재하지 않으면 어떤 형태의 네트워크 측위 방식도 제공할 수 없다. 즉, 기지국(BSIC별)별 위, 경도 정보가 네트워크 방식의 위치 측정을 위한 기본 위, 경도 정보로 활용되기 때문에 네트워크 방식의 위치 측정을 위해서는 반드시 기지국별 위, 경도 정보 데이터베이스가 구축되어 있어야 한다. 측위서버는 네트워크 방식의 위치측정(GPS 위성을 이용한 위치측정 방식을 제외한 서버 단에서 측위 요청한 단말의 위치를 측위하는 방식)을 수행하여 그 결과를 측위 서비스 요청한 대상에게(SLC, CP(Contents Provider) 혹은 서비스 요구한 단말) 전송한다.

이러한 네트워크 기반의 위치측정 기술은 기지국 반경 셀을 이용한 셀ID 방식, 이동단말기에서 보내는 신호를 기지국에서 수신하면서 방향각(LOB: line of bearing)을 계산하여 위치를 계산하는 AOA(angle of arrival) 방식, 3개 이상의 기지국간에서 발사한 전파의 도착시간으로 이동단말기에서 위치를 계산하는 TOA(time of arrival) 방식, 그리고 이동단말기에서 3개의 기지국으로부터 수신한 파일롯(pilot) 신호의 도착시간 차이를 측정하여 기지국간의 거리차를 계산하여 얻어진 2개의 쌍곡선(hyperbola)이 교차하는 지점을 이동단말기의 위치로 결정하는 TDOA(time difference of arrival) 방식 (E-OTD 방식이 이에 해당) 및 서비스 대상 지역을 격자로 분할하고 각각의 격자에 기지국 특성 데이터를 수집하여 데이터베이스화 한 다음 해당 데이터베이스를 이용하여 측위를 수행하는 Pilot FingerPrint 방식 등이 있다.

이러한 종래의 네트워크를 이용한 위치측위 방식을 수행하는데는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 이동단말 또는 이동통신 네트워크에서 측정한 파라미터인 시간 및 거리 측정 데이터를 이용하여 삼각측량 또는 쌍곡선 교차점 계산시 중계기에 의한 영향을 많이 받게 된다. 즉, 중계기 사용 시 단말에서 측정한 기지국과 단말과의 시간 및 거리 데이터가 원 데이터 대비하여 지연이 발생하기 때문에 위치측정 정확도 가 저하되는 문제점이 있다.

둘째, 비동기 이동통신망(GSM, W-CDMA)의 경우 시간 및 거리 측정 파라미터를 이용한 삼각 측량(E-OTD 등) 방법은 단말에서 측정한 파라미터인 OTD(Observed Time Difference) 외에 별도의 GPS 장비를 부착한 LMU를 추가로 설치하여 LMU에서 측정한 RTD(Relative Time Difference) 값까지 측정해야만 계산식에 의해 측위 결과 값을 구할 수 있는데, 네트워크 방식 위치 측정을 위해 전체 이동통신 망에 LMU를 추가 설치하기에는 투자대비 효과가 크지 않은 관계로 LMU가 설치되지 않은 지역에서 삼각 측량 방식에 의한 네트워크 측위 방식은 사용할 수 없는 문제점이 있다.

셋째, 기지국 재배치시에 재배치된 기지국 위,경도 데이터를 즉시 반영하지 못하므로, 이 경우 원천적으로 참조되는 위,경도 데이터의 정확도에 심각한 오류가 초래되는 문제점이 있다.

네째, 네트워크 기반의 위치측정 기술별로 이동통신 기지국 및 섹터마다 특성이 다른 관계로 위치측정 정확성을 높이기 위한 기지국 또는 섹터별로 다르게 사용되는 파라미터 최적화 과정에서 인적, 물적 자원 투입의 과다로 인하여 상용화 추진의 어려움이 발생하는 문제점이 있다.

따라서 종래의 네트워크 기반의 위치측정 기술은 위치측정의 정확도면에서 중계기 여부, LMU 설치 여부 및 최적화의 완성도 여부에 따라 최대 수백m ~ 수km 까지 오차가 발생하는 등 상당한 문제가 내포된 위치측정 방식을 사용하였다.

또한, 위치 측위 기술 중 측위 정확도 면에서 가장 좋고 측위의 안정도 (Stability)도 뛰어난 방식인 RF Pattern Matching(FingerPrinting) 기술의 경우 서비스 대상 지역 전체를 구축하려는 데이터베이스의 크기에 따라 분할하고 각각의 데이터베이스 모두를 해당 분할한 데이터베이스마다 RF 특성 데이터를 측정하여 데이터베이스를 구축해야 하는데, 이러한 데이터베이스를 구축하는 인적 및 물적 자원이 너무나 많이 소요되는 관계로 상용화 하는데 가장 큰 어려움으로 작용하고 있다.

이러한 상기의 문제를 해결하기 위하여 A-GPS(Assisted GPS)와 결합하여 A-GPS 측위 시마다 측정 결과와 단말에서 측정한 해당 단말이 위치한 지역의 RF 특성 데이터를 결합하여 적은 비용으로 자동으로 데이터베이스를 구축하는 방법(국내특허 등록 제0645355호) 등을 연구하여 데이터베이스 구축에 사용하고 있는 실정이다.

그러나, A-GPS 서버와 결합하여 RF 특성 데이터베이스를 구축하는 방법은 가장 비용이 적게 소요되나 초기에 시장 진출 시에는 사용할 수 없는 방법이고 더군다나 A-GPS 서버는 측위에 사용되는 측위 알고리즘에 대한 license 가격이 높은 관계로 A-GPS 서버 구축에 서비스 사업자로서는 상당한 부담으로 작용할 수 있어서 A-GPS와 결합하여 서비스 제공하기는 쉽지 않은 상황이다.

더군다나 이동통신 사업자가 직접 LBS 서비스를 위해 이동통신 사업자가 소유하고 있는 시스템 및 기지국 정보(BSA)를 네트워크 측위 서버를 구축하는 SI(System Integrator) 제공자에게 제공하여 네트워크 측위 서버를 도입하는 것은 어렵지 않으나 GSM 이동통신 시장의 특성상 이동통신 사업자와 이동통신 시스템을 이용하여 LBS 서비스 등의 부가적인 서비스를 제공하는 사업자가 분리되어 있는 즉, Open Market 시장에서는 이동통신 사업자가 대외비로 취급하고 있는 시스템 및 기지국 정보(BSA)를 제공받기는 사실상 불가능하다.

따라서, 네트워크 방식 측위를 위해 필수적으로 제공되어야 하는 데이터인 시스템 및 기지국 정보(BSA)를 이동통신 사업자의 도움을 받지 않고 어떻게 구축할 수 있는지가 Open Market에서 LBS 서비스 제공을 위한 서비스 사업자에게는 사업의 성패를 가름할 수 있는 필수적인 요소라고 할 수 있다. 또한, BSA 구축을 위해 필요한 패턴 데이터베이스 구축 시간 및 효율적인 구축 방법이 궁극적으로 서비스 제공의 성패 여부를 좌우한다고 하여도 과언이 아니라 하겠다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래의 (1) A-GPS 측위 서버와 결합하지 않고 쉽게 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스를 구축할 수 있는 방법, (2) 측위 패턴 데이터베이스가 구축되지 않은 지역을(특히 건물 등의 In-building 지역) 인적, 물적 자원을 투입하여 가장 손쉽고 빠르게 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스 구축하는 방법, (3) 동일한 서비스 지역에 많은 이동통신 사업자가 서비스하고 있을 경우 동시에 해당 서비스 가입자의 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법, (4) 이동통신 사업자가 시스템 및 기지국 정보(BSA)를 제공하지 않을 경우 어떻게 BSA 데이터베이스를 구축할 것인지에 대한 방법을 제공하는데 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법은, GPS 수신장치 및 GSM 단말과 연동하는 이동용 컴퓨터로 구비된 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 이용하여 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법으로서, (a1) GPS 위성을 수신할 수 있는 지역에서는, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 이동하면서 각 측위 서비스 지역별로 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 수집하고 이를 임시 로그 파일로 생성하여 저장하는 단계; (a2) GPS 위성을 수신할 수 없는 지역에서는, 상기 GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램을 이용하여 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 특정 지역별로 수집하여 저장하는 단계; (a3) 상기 (a2) 단계 후에, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은 상기 이동용 컴퓨터에서, 상기 GSM 단말별로 수집되어 저장된 상기 특정 지역별 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 상기 GPS 수신장치를 통해 수집된 해당 측정 지역의 위,경도 정보와 결합하여 임시 로그 파일을 생성하여 저장하는 단계; 및 (a4) 상기 (a1) 단계 후 또는 상기 (a3) 단계 후에, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은 상기 임시 로그 파일을 지역별 로그 파일 형태로 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a4) 단계에 있어서, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은 상기 임시 로그 파일을 날짜별 로그 파일 형태로 저장하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 GSM 단말에는 DM(Diagnotic Monitor) 프로그램 탑재되고 상기 이동용 컴퓨터와 상기 GSM 단말은 DM Cable을 통해 연동되고, 상기 이동용 컴퓨터와 상기 GPS 수신장치는 위,경도 데이터를 획득하기 위해 유/무선으로 상호 연동되고,

상기 (a1) 단계는, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 이동하면서 각 측위 서비스 지역별로 해당 DM cable을 통해 수신되는 상기 GSM 단말의 로그 메시지 중 상기 이동용 컴퓨터에서 특정 메시지만을 파싱(parsing)하여 RF 특성 network parameter를 추출하여 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 수집하고, 이를 상기 GPS 수신장치에서 획득된 위,경도 데이터와 결합하여 임시 로그 파일을 생성하여 저장하는 것을 특징으로 한다.

상기 GSM 단말에는 GSM 패턴 데이터베이스 구축을 원하는 다수의 사업자용 SIM(subscriber identity module) 카드가 장착되고, 상기 이동용 컴퓨터와 상기 GSM 단말 사이에는 다수의 단말 정합용 장비가 구비되어 다수의 GSM 서비스 사업자용 패턴 데이터베이스 데이터를 동시에 수집하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a2) 단계에 있어서, RF 특성 정보인 NMR(Network Measurement Report) 정보가 포함된 네트워크 파라미터(Network Parameter)를 상기 GSM 단말에서 전송하는 로그신호(log signal) 중에서 상기 네트워크 파라미터(Network Parameter)용의 메시지만 따로 메시지 파싱(Parsing)으로 뽑아내어 상기 GSM 단말의 메모리에 저장하는 형태로 동작하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a2) 단계에 있어서, 상기 GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램은 상기 GSM 단말의 사용자 인터페이스(UI) 메뉴를 통해 데이터 수집을 시작하거나 종료하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a2) 단계는, 상기 GSM 단말의 GKI(Generic Kernel Interface)에서 모든 단말의 실제 Action에 관련된 모든 signal을 처리할 때 Setting된 Filter 값을 확인하고 원래 받아야 하는 task 뿐만 아니라 EmmiLowPriTask(Electrical Man- Machine Interface Low Priority Task)로 전송하게 되는데, Log Signal 수집이 개시되면 GKI에서 미리 정의된 파라미터 수집에 필요한 Log Signal들만 EmmiLowPriTask에게 보내지고 EmmiLowPriTask는 그 log Signal을 파일에 저장하며, 이러한 동작이 Log Signal 수집이 완료될 때까지 계속해서 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 (a3) 단계는, 상기 GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램은 상기 GSM 단말의 사용자 인터페이스(UI)를 통해 상기 GSM 단말에 저장된 파일을 상기 이동용 컴퓨터로 전송하는 과정을 시작하거나 종료하는 것을 특징으로 한다.

상기 (a3) 단계는, 상기 GSM 단말에 저장된 log signal 파일을 하나씩 읽어 GKI→EmmiLowPriTask→EmmiHighPriTask(Electrical Man-Machine Interface High Priority Task)→serial 연동을 통해 상기 이동용 컴퓨터에 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법은, 상기 (a4) 단계 후에 상기 저장된 로그 파일들을 화면에 재생하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 저장된 로그 파일 중 특정 로그 파일을 지정하여 화면에 재생하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 저장된 로그 파일 전체를 격자로 분할하여 화면에 출력하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법은, 상기 (a4) 단계 후에 데이터베이스가 구축된 지역과 구축되지 않은 지역을 구분하여 지도와 매핑(Mapping)하여 화 면에 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 소정 프로그램으로서 기록될 수 있다.

또한 상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법은, (a) 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법에 의하여 측위 서비스 대상 지역의 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일을 수집하는 단계; (b) 상기 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일에 포함된 위, 경도 정보를 이용하여 측위 서비스 대상 지역을 소정의 격자 단위로 분할한 격자별로 패턴 데이터베이스를 구축하는 단계; 및 (c) 구축된 격자별 데이터베이스로부터 각각의 기지국 정보를 산출하여 기지국 정보 데이터베이스를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 (b), (c) 단계는, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 (b), (c) 단계는, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴에 연결된 상기 네트워크 측위 서버에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 (c) 단계는, (c1) 패턴 데이터베이스 로그 file을 기지국 정보 생성을 위해 하나의 directory로 모으는 단계; (c2) 각각의 로그 파일을 열어서 MCC, MNC, BSIC 및 CI가 모두 일치하는 조건을 가진 group별로 로그 file을 별도로 생성하는 단계; (c3) 생성된 group별 로그 file의 패턴 데이터베이스 격자별 중심점을 산출하는 단계; 및 (c4) MCC, MNC, BSI, CI 정보와 산출된 중심점 정보를 결합하여 별도의 기지국 정보 file을 생성하여 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법은, (d) 기지국 추가, 변경, 삭제에 따라 변화하는 RF 환경 업데이트(Update)를 위해 네트워크 측위 서버와 상기 GSM 단말간의 연동을 통해 실시간으로 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보를 업데이트하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d) 단계는, (d1) Conventional GPS와 연동하는 단말 또는 MS Based 방식의 단말에 패턴 데이터베이스 수집 프로그램을 탑재하고 네트워크 측위 서버와 연동하여 상용 환경(시험용이 아닌 상용 이동통신망을 이용하여 단말이 동작하는 환경)에서 패턴 데이터베이스 데이터를 로그파일로서 수집하는 단계; (d2) 상기 (d1) 단계에서 수집한 패턴 데이터베이스 로그파일을 이용하여 네트워크 측위 서버에서 이전의 패턴 데이터베이스 로그 파일과 비교하여 새로운 패턴 데이터베이스를 생성하는 단계; (d3) 상기 (d2) 단계에서 생성된 패턴 데이터베이스를 이용하여 새로운 기지국 정보 데이터베이스를 생성하는 단계; 및 (d4) 상기 (d2), (d3) 단계에서 생성한 새로운 패턴 데이터베이스 및 새로운 기지국 정보 데이터베이스로 기존의 데이터베이스를 업그레이드하여 구축하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d1) 단계는, Conventional GPS와 연동하면서 Navigation 용도로 사용하는 단말에서 상기 네트워크 측위 서버의 명령에 의해 패턴 데이터베이스 수집하고, 상기 네트워크 측위 서버의 명령에 의해 수집된 결과를 상기 네트워크 측위 서버로 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d1) 단계는, Conventional GPS와 연동하는 단말 또는 MS Based 방식으 로 동작하는 단말이 상기 네트워크 측위 서버에서 패턴 데이터베이스 수집 명령을 받은 경우, 상기 Conventional GPS 단말의 측위 결과 또는 상기 MS Based 단말의 측위 결과와, 각 단말의 상기 패턴 데이터베이스 수집 프로그램에서 수집한 Network Parameter를, 별도로 정의한 단말 메모리에 각각 저장하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 (d1) 단계는, Conventional GPS와 연동하여 패턴 데이터베이스를 수집한 단말 또는 MS Based Mode의 측위 결과를 이용하여 패턴 데이터베이스를 수집한 단말은, 상기 네트워크 측위 서버의 명령을 받은 경우에 수집된 패턴 데이터베이스를 상기 네트워크 측위 서버에 무선망을 통해 전송하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d1) 단계는, 상기 Conventional GPS 또는 상기 MS Based 방식으로 동작하는 단말과, 상기 네트워크 측위 서버간의 패턴 데이터베이스 수집 메시지 교환시, OMA SUPL에서 규정한 SUPL INIT, SUPL POS INIT 및 SUPL END 메시지만을 이용하여 수집, 중지, 수집된 결과의 전송 명령을 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 (d1) 단계는, MS Assisted 방식으로 동작하는 단말에서 A-GPS 측위 서버와 연동하여 측위하는 경우, SUPL POS INIT 메시지의 파라미터 중 Lid에 무조건 해당 단말이 속한 RF 특성 정보를 수집하여 A-GPS 서버로 전송하는 것을 특징으로 한다. 여기서 상기 (d1) 단계는, MS Assisted 방식으로 동작하는 단말에서 송신한 RF 특성 정보를 수신한 A-GPS 측위 서버는, 상기 RF 특성 정보를 A-GPS 측위 결과와 결합하여 로그 파일로 생성하고, 이를 네트워크 측위 서버에 전송하고, 상기 네트워크 측위 서버에서 해당 로그 파일을 이용하여 패턴 데이터베이스 및 기지국 정 보 데이터베이스를 업데이트하는 것을 특징으로 한다.

상기 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 소정 프로그램으로서 기록될 수 있다.

상기한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 의한 측위 데이터베이스 구축 시스템은, GPS 위성을 수신할 수 있는 지역에서 측위 서비스 대상 지역별 패턴 데이터베이스 데이터로 사용되는 RF 특성 정보를 수집하는 GSM 이동통신 단말기, 상기 위,경도 정보를 획득하는 GPS 수신장치, 및 상기 GSM 이동통신 단말기 및 상기 GPS 수신장치와 연동하여 상기 RF 특성 정보 및 상기 위,경도 정보를 수신하고, 이를 결합하여 로그파일을 생성하는 이동용 컴퓨터로 구비된 OPEN SKY용 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴; 및 GPS 위성을 수신할 수 없는 지역에서 측위 패턴 데이터베이스 수집용 소프트웨어를 탑재하여 특정 지역별로 RF 특성 정보를 수집하는 GSM 이동통신 단말기, 및 상기 GSM 이동통신 단말기와 연동하여 상기 RF 특성정보를 수신하고, Digital Map 또는 별도의 지도 정보를 제공하는 데이터베이스에서 해당 지역의 위, 경도 정보를 획득하여 운용자에 의해 해당 지역의 위, 경도 정보로써 입력한 다음 입력된 위, 경도 정보와 RF 특성 정보를 결합하여 이를 로그파일로 생성하는 이동용 컴퓨터로 구비된 비 OPEN SKY용 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 시스템은 GPS 위성을 수신할 수 있는 지역에서 GPS 수신장치와 연동하여 자신의 현재 위치에 대한 RF 특성정보와 위,경도 정보를 수집한 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 GSM 이동통신 네트워크에서 소정 프로토콜을 통하여 전송하는 GPS 수신가능 이동통신 단말기; 및 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 장치로부터 GSM 패턴 데이터베이스를 수신하여 저장하고, 상기 GPS 수신가능 이동통신 단말기로부터 GSM 패턴 데이터베이스를 수신하여 저장하거나 GSM 패턴 데이터베이스를 업데이트하고, 상기 GSM 패턴 데이터베이스를 이용하여 기지국 정보 데이터베이스를 생성하는 네트워크 측위 서버를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기본적인 개념은 A-GPS와 결합하지 않은 상태에서 GSM 패턴 데이터베이스(이하 'DB'라 함)를 용이하게 구축하는 방법, 특히 측위를 위한 패턴 DB의 가장 큰 난제인 건물별 또는 특정 지역별로 GSM 패턴 DB를 용이하게 구축하는 방법을 제공하는 것이다.

이동통신 사업자가 아닌 MVNO(Mobile Virtual Network Operators, 가상 이동망 사업자)가 LBS 서비스를 제공하기 위하여는 네트워크 기반의 측위를 위하여 기지국 정보(BSA)가 필수적으로 필요하다. 그러나, 이동통신 사업자가 보통 대외비인 기지국 정보(BSA)를 제공하지 않기 때문에 MVNO 사업자는 필요한 기지국 정보를 어떻게 생성하느냐 하는 것이 과제가 된다.

본 발명의 다른 기본적인 개념은 상기 구축된 GSM 패턴 DB를 이용하여 MVNO 사업자가 필요로 하는 기지국 정보(BSA)를 용이하게 생성하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 기본적인 개념은 GSM 패턴 DB 구축시 가장 큰 맹점인 패턴 DB가 어떻게 구성되어 있고 문제가 무엇인지를 명확하게 시각적으로 확인 하지 못하는 문제를 GUI를 이용하여 통계적, 시각적으로 출력 및 여러 개의 측정된 패턴 DB용 로그 데이터를 통합하여 하나의 데이터베이스화하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1의 방법은 도 15에서 설명할 본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보(Base Station Information) 생성 방법의 전제적인 단계가 된다.

도 1의 GSM 패턴 DB 수집 방법은 먼저, GPS 위성을 수신할 수 있는 지역(이하 'Open Sky 지역')인가를 판단한다(S200). Open Sky 지역인지의 판단은 예컨대 GPS(도 2의 11)로부터 GSM 패턴 DB 구축 툴(도 2의 10)로 위,경도 측위 결과가 수신되는 지역인지 여부에 의해 판단할 수 있다.

Open Sky 지역(GPS 위성을 수신할 수 있는 지역)일 경우에는, Conventional GPS와 GSM 단말을 구비한 패턴 데이터베이스 구축 툴(도 1, 도 2 참조)을 구비하고 이동하면서 각 서비스 지역별로 GSM 패턴 데이터베이스를 수집한다(S202). 이 때 패턴 DB 구축 툴의 이동속도는 정확한 패턴 DB가 수집될 수 있도록 충분히 저속(예:30km 이하)으로 이동하는 것이 바람직하다. 그리고 툴의 이동경로는 자동차를 이용하여 도로를 중심으로 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법이 권고되며, GPS 위성을 되도록 많이 잡을 수 있도록 Conventional GPS의 안테나를 차량 밖의 지붕에 고정하는 등의 방법을 사용하는 것이 효과적이다. 자동차가 들어가지 못하는 Open Sky 지역의 경우는 멜 수 있는 가방 또는 개인휴대(Hand Carry) 형태의 이동형 장치내에 패턴 DB 구축 툴을 구비한 다음 해당 지역을 이동하면서 데이터를 수집할 수 있다.

한편, Open Sky 지역이 아닌 경우(GPS 위성을 수신할 수 없는 지역) 예컨대 건물내(In-Building), 지하 등에서는 특정 지역, 건물별, 층별 등으로 패턴 데이터베이스 수집 프로그램이 탑재(Porting)된 단말(도 1의 13, 도 2의 37)을 이용하여 GSM 패턴 데이터베이스를 수집한다(S204). 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램은 단말의 UI를 통해 패턴 데이터베이스 수집 모드(mode)로 동작되며 RF 특성 정보인 NMR(Network Measurement Report) 정보가 포함된 Network Parameter를 단말내에서 동작하는 소프트웨어의 각 블록에서 전송하는 로그신호(log signal) 중 Network Parameter용의 메시지만 따로 뽑아내어 단말의 메모리에 저장하는 형태로 동작하게 되어 있다. 따라서, 패턴 데이터베이스 구축 툴을 이용한 경우보다 손쉽고 빠르게 건물 및 특정 지역에 대한 패턴 데이터베이스를 구축할 수 있는 장점이 있다. 즉 단말에 탑재된 프로그램을 이용하여 DB를 수집하는 경우에는 패턴 데이터베이스 구축 툴 보다 이동 및 휴대가 간편하고 편리하며 특히, 중요 건물등의 출입시 단말만 휴대하면 되기 때문에 불필요한 오해의 소지를 줄일 수 있는 장점이 있고 기동성이 좋기 때문에 쉽고 빠르게 DB 수집 가능하다.

이렇게 단말에 저장된 패턴 데이터베이스는 데이터베이스 구축 툴과 연계하여 수집된 지역의 위, 경도 정보를 추가하여 임시 로그 파일 형태로 저장한다 (S206). 임시 로그 파일의 로그 데이터에 대한 위, 경도는 MAP 및 기타 위, 경도 정보를 제공하는 툴(각 지역별로 별도로 제공되는 디지털 맵 또는 on-line 맵, 예: 홍콩 지역의 경우는 MapKing^TM 온라인 지도, 국내의 경우에는 ㈜ 이스트소프트社의 알맵 또는 (주)트윈클리틀스타社의 콩나물 등의 디지털 지도 사용)을 이용하여 특정 건물 지역의 위, 경도 정보를 획득한 다음 운용자가 Manual로 위, 경도 정보를 입력할 수 있다. 다만, 데이터베이스 구축 툴과 수집용 단말은 Serial 정합을 통하여 자동으로 로그 file화 할 수 있도록 프로그램 되어 있는데 먼저, 패턴 DB를 수집한 단말에서 UI Menu을 통하여 Log Signal PC전송 Start(Upload Start Menu선택)메뉴를 선택하면 해당 단말의 특정 메모리에 저장되어 있던 수집 DB들을 읽어서 수집된 DB 데이터의 끝까지 또는 Upload Stop 메뉴를 선택할 때까지 Serial Port를 이용하여 데이터베이스 구축 툴의 로그 파일 생성 Application에게 전송하여 이를 이전에 획득한 위, 경도 정보와 연동하여 새로운 로그 파일 형태로 작성한다.

이렇게 수집된 GSM 패턴 데이터베이스는 각 지역별, 날짜별 또는 지역과 날짜를 혼합한 로그 파일 형태로 저장한다(S208).

S208 단계 후에 수집된 패턴 데이터베이스용 로그 파일의 분석을 위해서 각 로그 파일별 또는 로그 파일 전체를 격자로 분할(예:50m×50m, 75m×75m 또는 100m×100m)하여 구성된 화면에 출력할 수도 있고, 통계적인 분석을 통하여 데이터베이스가 구축된 지역과 구축되지 않은 지역을 분석을 통해 구분 출력할 수도 있다(S210). S210 단계에서의 출력 형태는 각 패턴 데이터베이스 격자별 정보를 각각 GUI(graphic user interface) 화면을 통해 확인할 수도 있고 각 격자별 거리도 확인할 수 있으며 지도 정보와 결합하여 도로 및 건물별, 지역별 패턴 데이터베이스 구축 여부를 매핑(mapping)하여 출력할 수도 있다. 이에 대하여는 도 18 내지 도 21의 화면 예시를 통해 다시 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 네트워크 기반의 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하는 시스템 및 기지국 정보 생성 시스템은, Open Sky 지역에서 서비스 대상 지역별 패턴 데이터베이스를 수집하는 이동통신 단말기(13), GPS 수신장치(Conventional GPS, C-GPS, 11) 및 이동용 컴퓨터(10, 예:Notebook PC, 차량에 탑재하기 위해 별도로 고안된 컴퓨터 하드웨어 등)를 결합한 패턴 데이터베이스 구축용 툴과 GSM 네트워크로 이루어진다. Open Sky 지역이 아닌 건물내 및 지하 지역 등 차량에 의해 이동하면서 패턴 데이터베이스를 수집하기 곤란한 지역에서의 수집 장치는, 패턴 데이터베이스 수집용 소프트웨어를 탑재한 GSM 이동통신 단말(13) 및 이동용 컴퓨터가 된다. 수집용 소프트웨어가 탑재된 GSM 이동통신 단말의 메모리에 저장된 수집 패턴 DB의 위, 경도 정보가 없을 경우 패턴 데이터베이스 수집용 소프트웨어를 탑재한 이동용 컴퓨터에서는 위, 경도를 입력할 때까지 입력 메뉴를 제공하고, 디지털 맵 또는 지도 정보 제공 툴을 이용하여 DB 수집한 건물 또는 지하 지역의 위, 경도 데이터를 수동으로 입력하면 해당 위, 경도 정보와 단말에서 수집한 패턴 DB를 결합하여 패턴 로그 파일 형태로 생성한다.

도 2를 참조하면, GSM 네트워크는 BTS(Base Transceiver Station, 20), BSC(Base Station Controller), MSC(Mobile Switching Center), SGSN(Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node), GGSN(Gateway GPRS Support Node), SMSC(Short Message Service Center), HLR(Home Location Register, STP(Signalling Transfer Point), SMS Gateway 등을 포함한다.

GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(10)은 사용자의 주기 입력에 의해 일정한 주기로 계속 유선(Serial Cable) 또는 무선으로 연결된 단말(13)에 탑재(porting)된 DM(Diagnostic Monitor) 소프트웨어(예:Genie Monitoring Software, 시리얼(Serial)로 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴 및 이동단말과 연동, 12)에서 연동하는 기지국(BTS, 20)별 RF 특성 정보를 수집하여 제공하는 메시지 중 필요한 파라미터를 메시지 파싱(Parsing) 방법을 통해 선별하여 뽑아낸 다음, GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(10)과 역시 시리얼(Serial) 방식으로 연동하는 Conventional GPS(11)를 통해 해당 측정 지역의 위, 경도 정보를 결합하여 어떤 특정 지역에서의 패턴 데이터베이스 데이터 파일의 하나의 로그 형태로 생성한다.

여기서 이동 단말기(13)에 탑재된 DM 프로그램(예:Genie Monitoring 프로그램 등)에서 수집하는 기본 패턴 데이터들은 현재 서비스 중인 시스템의 정보, 인접 기지국의 식별 정보 및 OTD 값, 신호 세기(Ec/lo) 등이다. 현재 서비스 중인 시스템의 정보는 GSM 서비스 지역의 국가 코드(MCC, Mobile Country Code), GSM 망 서비스 지역의 사업자 구분을 위한 네트워크 코드(MNC, Mobile Network Code), GSM 기지국의 서비스 Coverage를 의미하는 코드인 LAC(Location Area Code), 기지국 정보를 유일하게 식별할 수 있는 정보인 CI(Cell Identity), 기지국에 대한 식별자인 BSIC(Base Station Identity Code), GSM의 RF 채널 식별 번호인 ARFCN(Absolute Radio Frequency Channel Number) 등이 포함되고, Serving 기지국에서 측정되어 단말에 제공되는 기지국에서 단말까지의 Round trip delay를 의미하는 TA(Timing Advance), Serving 기지국에서 수신하는 total 수신 신호 세기인 RSSI(Receive Signal Strength Indicator), 현재 셀(serving cell) 및 6개까지의 인접셀(neighbouring cell)로부터의 단말에서의 수신신호의 세기(strength of signals received by the handset)를 의미하는 RXLEV, 단말에서 수신된 신호의 품질(received signal quality)을 의미하는 RXQUAL 파라미터를 포함한다. 또한 인접 기지국별 식별 번호인 BSIC, Serving 기지국과 인접 기지국간 수신 신호의 차를 의미하는 각 neighbor 기지국별 OTD값, 각 Neighbor 기지국별 신호세기 파라미터인 RXLEV 값을 포함한다.

또한, GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(10)에 패턴 데이터베이스 측정 당시의 위, 경고 데이터를 제공하는 Conventional GPS(11)는 Open Sky 지역(GPS 위성을 수신할 수 있는 지역)에서 보통 4개 이상의 위성을 이용하여 거의 1~2초 간격으로 계속 측위 기능을 수행하여 위, 경도 데이터를 출력한다. GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(10)에서는 이동단말기(13)의 DM 소프트웨어(12)에서 측정한 측정 데이터 중 GSM 패턴 데이터베이스 구축에 필요한 데이터만을 파싱(parsing)한 다음, 상기의 위, 경도 데이터와 결합하여 특정 측정 지역의 GSM 패턴 데이터베이스를 생성한다.

먼저 본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스 구축을 위해서 GSM 패턴 데이터베이 스 구축 툴(30)을 구비하여야 한다.

GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)은 데이터베이스 수집을 위하여 단말(37)에 탑재된 DM(Diagnostic Monitor)과 연동하는 연동 모듈(33, 38), 현재 위치 결과를 측정하여 알려주는 Conventional GPS와 시리얼(Serial) 방식으로 연동하는 연동 모듈(33, 40), 위치 측위 서버(44)와 연동하여 측정한 패턴 데이터베이스를 전송하는 무선 모뎀(Wireless modem) 형태의 연동 모듈(33, 41)로 연동 모듈을 구성한다.

GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)의 내부적인 기능으로는 측정한 데이터를 GSM 패턴 데이터베이스로 생성하는 기능(31) 및 패턴 데이터베이스를 특정 지역의 지도와 매핑(Mapping)하여 적절히 생성되었는지 여부를 표시해 주는 기능(31, 32), 패턴 데이터베이스와 패턴 데이터베이스를 통해 생성된 기지국 정보(BSA)와의 상관관계를 분석하여 출력해 주는 기능(31, 32), 각각의 패턴 데이터베이스 마다의 상세 데이터를 GUI(graphic user interface) 상에서 바로 확인할 수 있는 기능(32), 측정된 데이터베이스를 이용하여 특정 단말의 위치를 측위할 수 있는 기능(34) 및 저장된 패턴 데이터베이스 로그 파일을 이용하여 측정 당시의 상황을 재현해 볼 수 있는 재생(replay) 기능 등을 포함한다.(도 18~도 21 참조)

GSM 테이터베이스 구축 툴(30)과 연동하여 특정 지역의 RF 특성 정보인 네트워크 파라미터(Network Parameter, 36)를 측정하는 단말(37)은, 해당 단말(37)과 연동하는 Serving 및 Neighboring 기지국(35)의 Network Parameter(36)를 단말(37)에 탑재(porting)된 DM 소프트웨어(예:Genie 소프트웨어)에서 발생하는 모든 event 및 메시지를 Serial Cable(38)로 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)로 전송한다. 이때 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)은 Network Parameter(36) 중에서 필요한 Network Parameter를 메시지 파싱(Parsing)을 통해 추출하여 특정 지역의 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스로서 사용한다. 툴(30)에서 특정 지역의 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하기 위하여는 측정한 Network Parameter뿐만 아니라 해당 지역의 위치를 알아야 하므로, 이를 해결하기 위해 툴(30)과 Conventional GPS 장치(39)를 Serial 방식(40)으로 연동하고, Conventional GPS(39)로 부터의 측위 결과를 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)에서 수신하기 위하여 GPS(39)와 연동할 수 있는 구동 소프트웨어(driver)를 툴(30)에 설치하여 구성한다.

측위 서비스를 제공하려는 지역이 광범위할 경우에는 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)을 여러 대 운용하여 차량으로 이동하면서 패턴 데이터베이스 수집이 수행되어야 하는데, 데이터베이스 수집 후 네트워크 측위 서버(44)에 해당 수집된 결과를 송신하기 위해서 Wireless Modem(41)을 통해 네트워크 측위 서버(44)로 측정된 GSM 패턴 데이터베이스 데이터(G-pCELL Data, 42)를 송신한다.

이때, 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)에서 네트워크 측위 서버(44)로의 패턴 데이터베이스 데이터(42)의 송신은 네트워크 측위 서버(44)의 요청에 의해 또는 패턴 데이터베이스의 네트워크 측위 서버로의 IP connection 연결에 의해 가능하다. 패턴 데이터베이스 데이터(42)를 수신한 네트워크 측위 서버(44)는 데이터베이스를 처리(handling)하는 DB Manager(45)를 거쳐 GSM 패턴 DB(46)를 생성한다. GSM 패턴 DB 생성 주기는 보통 운용자에 의해 주기적으로 생성될 수도 있고 임의의 시점에 운용자의 요구에 의해 생성될 수도 있다.

네트워크 측위 서버(44)는 GSM 패턴 DB(46)로부터 네트워크 방식 측위 알고리즘에 반드시 필요한 GSM 기지국 정보를 추출하여 이를 별도의 GSM BSA DB(47)로 구축한다.

본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)은 보통 하나의 단말기를 이용하여 하나의 서비스 사업자에 대해서만 GSM 패턴 데이터베이스를 생성하기 위한 Network Parameter를 측정할 수도 있고, 다수의 단말의 패턴 데이터베이스 구축 툴에 연동하여 동시에 여러 서비스 가입자에 대한 GSM 패턴 데이터베이스 구축을 위한 Network Parameter를 측정할 수도 있다. 후자의 다수 측정 방식을 위하여 패턴 데이터베이스 구축 툴(30)과 Network Parameter(36)를 수집하는 장치인 이동단말(MS, 37) 사이의 연동 방식인 Serial Cable(38)을 다수 개가 한꺼번에 연동될 수 있도록 하기 위해 별도의 장치를 추가할 수 있다. 여기서 상기 별도의 장치는, 다수의 이동 단말(37)이 GSM 이동통신 사업자별로 각각 다른 연결(connection)을 가질 수 있는데, 이에 대한 지원을 위해 특정 서비스 지역별 여러 이동통신 사업자를 모두 한번에 Network Parameter 수집을 위해 고안한 장비로서, 각각 다른 단말과의 serial 연결 pin assignment를 모두 만족하는 다수의 사업자의 DM(Diagnostic Monitor) 연동 serial cable을 묶어서 한번에 지원하는 장치가 될 수도 있고, USB(Universal Serial Bus)↔serial 형태로 연동되는 1-USB 대(對) 다수 serial Cable 형태로도 지원될 수도 있다. 이 때 각각의 serial cable은 장시간 Network Parameter 측정이 가능하도록 단말(37)에 전원을 공급하는 기능을 포함하여 제작할 수도 있다.

그리고, 네트워크 측위 서버(44)에 GSM 패턴 DB(46)와 GSM BSA DB(47)가 구 축된 후에, 툴(30)에서 무선모뎀(41)을 통하여 네트워크 측위 서버(44)로 단말에서 측정한 네트워크 파라미터와 함께 측위 요청을 하면, 네트워크 측위 서버(44)는 DB(46,47)를 이용하여 해당 단말의 측위결과(43)를 툴(30)로 전송하게 하는 기능(Positioning mode)을 구현하는 것이 가능하다.

S202 단계에서 사용하는 GSM 패턴 데이터베이스 구축용 툴(도 2의 10)은, 특정 서비스 사업자용 패턴 데이터베이스 구축을 위해서는, Notebook PC에 단말(도 2의 13)을 DM Cable(12)을 통해 연결하고 위, 경도 데이터를 획득하기 위해 다시 Notebook에 Serial Cable 또는 USB Cable을 통해 Conventional GPS(도 2의 11)와 연결하여 이동하면서 패턴 데이터베이스를 수집한다(S300).

이때, Notebook PC와 연결되는 단말에는 Genie(TTPCom)와 같은 DM 프로그램이 탑재되어 있어야 하며(TTPCom 단말의 Log Signal 처리구조는 도 5에서 설명함), 해당 DM cable을 통해 수신되는 단말의 로그 메시지를 Notebook PC에서 특정 메시지만을 파싱(parsing)하여 RF 특성 network parameter 용도로 사용한다. 패턴 데이터베이스 구축 툴은 Notebook PC 형태로 구성할 수도 있고 차량에 탑재하기 위해 별도로 고안된 하드웨어 형상으로 구성될 수 있는데 그 인터페이스에는 단말 연동을 위한 DM Serial(또는 USB) Interface, Conventional GPS와의 연동을 위한 Serial(또는 USB) Interface 및 네트워크 측위 서버와의 프로토콜 연동을 위해 OMA SUPL 규격에 의거한 Call Flow에 입각하여 도 3에 도시한 바와 같은 프로토콜 연동 이 가능하도록 무선 모뎀(Modem)이 장착되어야 한다. 여기서, 단말 연동을 위한 DM(또는 USB) Cable은 데이터 송, 수신 용도의 pin assignment 뿐만 아니라 단말에 전원을 공급하기 위한 pin assignment까지 포함되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 패턴 데이터베이스 구축 툴은 차량에 장착하여 차량으로부터 전원을 공급받을 수 있도록 하는 것이 바람직하므로, AC 100, 200V 뿐만 아니라 Cigar Jack을 통한 전원 공급이 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 동일한 서비스 지역에 다수의 서비스 사업자가 서비스하고 있는 경우가 다반사이므로 다수의 GSM 서비스 사업자용 패턴 데이터베이스 구축을 위해서는 다수의 서비스 사업자용 SIM(subscriber identity module, 가입자 식별 모듈) 카드가 장착된 단말과 Notebook PC를 연결하기 위해 Notebook PC와 단말 사이에 다수의 단말 정합용 하드웨어 장치를 두어 다수의 GSM 서비스 사업자용 패턴 데이터베이스를 수집한다(S302). 이동통신 망 사업자와 별도로 MVNO 방식으로 네트워크 측위 방식의 LBS 서비스를 제공하기 위해서는 특정 서비스 지역에서 서비스를 제공하는 다수의 이동통신 사업자에게 동시에 서비스를 제공하는 것이 유용할 수 있는데 이 경우에는 패턴 데이터베이스 구축용 툴에 다수의 GSM 및 CDMA 단말을 동시에 정합할 수 있는 장치가 패턴 데이터베이스 구축 툴(도 2의 10)과 단말(도 2의 13) 사이에서 정합 장치 형태로 제공되어야 하는데, 이러한 정합 장치는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 1 USB 대(對) 다수 serial 연동 형태로 제공될 수도 있고, 다수 serial 연동 형태로 제공될 수도 있다. 다만, Notebook PC가 패턴 데이터베이스 구축 툴(10) 용도로 사용될 경우에는 하나의 USB(Notebook(10) Side)에 다수의 Serial 정합(단말(13) side)하는 방식이 바람직하다 할 수 있겠다.

도 5를 참조하면, TTPCom solution GSM 단말은 GKI(Generic Kernel Interface)을 통하여 Task간 Signal을 주고 받는 구조로 되어 있다. TTPCom에서 제공하는 Genie APP은 단말의 serial port를 이용하여 Task간 주고 받는 Signal을 PC로 전송받는 기능을 지원하는데, 이러한 기능을 하기 위해서는 Genie APP에서 단말로부터 전송받고 싶은 Signal(Log Signal)을 Filtering할 수 있게 Filter Matrix 값을 Serial interface을 통하여 단말에 Setting 하여야 한다. 그러면 GKI에서 모든 Signal을 처리할 때 setting된 Filter값을 확인하고 setting된 Signal을 원래 받아야 하는 Task뿐만 아니라 EmmiLowPriTask(Electrical Man-Machine Interface Low Priority Task)로 전송 하게 되고, EmmiLowPriTask는 다시 EmmiHighPriTask(Electrical Man-Machine Interface High Priority Task)로 EmmiHighPriTask는 serial port을 통하여 Genie APP로 전송하게 되어있다.

예를 들어, 도 5에서 Task A 에서 AAA_Signal, BBB_Signal을 Task B로 보내고 Filter Matrix에 BBB_Signal이 setting되어 있는 경우, GKI는 Task A에서 받은 AAA_Signal과 BBB_Signal을 Task B에게 전달하고 Filter Matrix에 Setting된 BBB_Signal는 EmmiLowPriTask 에게 전달하게 된다.

S204 단계를 구현함에 있어서, GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램은 GSM 단말의 사용자 인터페이스(UI)를 통해 패턴 데이터베이스 수집 모드(mode)로 동작되도록 구성되는 것이 바람직하다. S204 단계에서 사용하는 GSM 단말은 LBS UI 메뉴와 패턴 데이터베이스 수집을 위한 프로그램을 탑재한 단말로서 먼저, 단말에 구성되어 있는 UI Menu(도 8 참조) 중에서 LBS Menu를 선택하고 이중 Log Save Menu에서 Log Start Menu를 선택함으로써 패턴 데이터베이스 수집을 위한 log data(Signal) 수집을 시작한다(S400). 이러한 GSM 단말에서 수행되는 측위를 위한 Log Signal 수집 구조는 도 7에서 설명하기로 한다. 그리고 GSM 단말(도 2의 13)의 LBS를 위한 UI의 메뉴에 대하여는 도 8에서 설명하기로 한다.

S400 단계에서 Log Start Menu(도 8 참조) 선택한 후에, GSM 단말의 패턴 데이터베이스 수집 과정의 실시예(도 7 참조)로서, GSM 단말의 GKI(Generic Kernel Interface)에서 모든 단말의 실제 Action에 관련된 모든 signal을 처리할 때 Setting된 Filter 값을 확인하고 원래 받아야 하는 task 뿐만 아니라 EmmiLowPriTask(Electrical Man-Machine Interface Low Priority Task)로 전송하게 되는데 Log Start Menu(도 8 참조)를 선택하게 되면 GKI에서 미리 정의된 파라미터 수집에 필요한 Log Signal 들만 EmmiLowPriTask에게 보내지고 EmmiLowPriTask는 그 log Signal을 File에 저장하며 Log Signal Stop(도 8 참조) 메뉴를 선택할 때까지 계속해서 수집되는 패턴 데이터를 File에 저장한다(S402). 해당 단계를 반복적으로 수행함으로써 패턴 데이터 파일에 계속적으로 수집된 패턴 데이터베이스 데이터들이 순차적으로 저장되게 되어 있는 구조로 수행한다.

한편, 본 발명에서 사용하는 단말의 UI 메뉴는 실제 단말의 동작과 무관하게 동작할 수 있도록 실제 상용으로 사용되고 있는 phone(시험용이 아닌 상용 이동통신망을 이용하여 동작하는 단말)에 추가한 Menu로서 시험자의 선택에 의해서 동작할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 도 8은 이러한 본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스 구축 시스템에서 사용되는 GSM 단말(도 2의 13)의 LBS를 위한 UI의 메뉴를 나타내는 예시 화면이며, 그 메뉴 구성을 예시적으로 설명하면 다음과 같다.

도 8의 "State" 메뉴는 GSM 단말의 현재 데이터 수집 상태를 표시하는 메뉴로서, 데이터를 수집하는 상태이면 예컨대 "Log Save"를 화면에 표시하고, 수집된 데이터를 데이터베이스 구축 툴(도 2의 10)로 전송(upload)하는 상태이며 예컨대 "Log Upload"를 화면에 표시한다.

도 8의 "Log Save" 메뉴는 하위메뉴로서 예컨대 "Save Start:Log Data 수집을 시작" 메뉴, "Save Stop:Log Data 수집을 중지" 메뉴를 포함할 수 있다. 최대 저장할 수 있는 Log Data의 제한용량을 설정하여 두고, "Save Start" 메뉴 선택 이후에 수집된 Log Data의 용량이 상기 제한용량을 초과한 경우에는 Log Data 수집을 자동으로 중지하는 기능을 구현할 수도 있다.

도 8의 "Log　Upload" 메뉴는 하위메뉴로서 예컨대 "Upload Start:Log Data Upload" 메뉴, "Upload Stop:Log Data Upload을 중지" 메뉴를 포함할 수 있다.

도 8의 "Utility" 메뉴는 하위메뉴로서 예컨대 "Call Information" 메뉴, "Log Delete" 메뉴를 포함할 수 있다. "Call Information" 메뉴가 설정되면, Call Cnt(Call을 시도한 총 수), Fail Call Cnt(실패한 Call의 총 수), Total Msg Cnt(수집된 메시지의 총 수) 등이 화면에 표시되도록 구현할 수 있다. "Log Delete" 메뉴가 설정되면 저장된 Log Data 파일을 삭제한다.

도 8의 "Memory Status" 메뉴가 설정되면, Write byte(Log Save 상태에서 유효한 값으로 File에 write된 값), Upload byte(Log Upload 상태에서 유효한 값으로 Upload된 값), File Size(Log Data 저장 파일의 크기) 등이 화면에 표시되도록 구현할 수 있다.

전술한 도 1, 도 6의 S204 단계가 완료(예컨대 도 8에서 설명한 "save stop" menu click 또는 단말의 Log Data 저장 제한용량 초과 시)되면, 도 1의 S206 단계를 수행하는데, 단말의 LBS Menu에서 "Upload Start" Menu(도 8 참조)를 선택하면 단말에 저장되어 있는 Log file을 패턴 데이터베이스 구축 툴(도 2의 10)로 전송하는 과정을 시작한다(S500).

단말은 저장된 log file의 내용이 있는지를 계속적으로 check(S502)하여 Log file이 존재하면 UI Task에서 단말에 저장된 log signal file을 하나씩 읽어 GKI→EmmiLowPriTask→EmmiHighPriTask→serial 연동을 통해 패턴 데이터베이스 구축 툴에 전송(upload)한다(S504).

S504 단계에서 해당되는 데이터를 수신한 패턴 데이터베이스 구축 툴에서는 해당 지역의 위, 경도 정보를 추가하여 임시 로그 File로 저장한다(S506). 해당 지역의 위, 경도 정보는 Digital Map 또는 별도의 지도 정보를 제공하는 데이터베이 스에서 해당 지역의 위, 경도 정보를 획득한다. 획득된 위, 경도 정보는 운용자에 의해 수동으로 입력될 수 있다.

도 10은 단말에 수집된 Log Signal을 패턴 데이터베이스 구축 툴(Notebook PC 등으로 구현)로 전송(upload)(도 9의 S504)하는 구체적인 구조를 예시한 것이다. 단말의 UI Menu(도 8 참조)을 통하여 Upload Start Menu 선택을 하면 GKI에서 모든 Signal을 EmmiLowPriTask로 보내지지 않게 설정하고, UI Task는 단말에 저장된 Log Signal File에서 측위에 필요한 Signal들을 하나씩 읽어 GKI을 통하지 않고 EmmiLowPriTask에게 직접 전송한다. EmmiLowPriTask는 UI Task로부터 받은 Signal들을 EmmiHighPriTask에게 전송하고, 이 Signal들은 최종 Serial Port를 이용하여 GSM 측위 Application에게 전송된다. 이러한 동작은 UI Menu에서 Upload Stop Menu(도 8 참조)을 선택하거나, Log Signal File에 저장된 측위 관련 Signal을 모두 전송 완료할 때까지 계속 된다. UI Menu에서 Upload Stop을 선택하거나 저장된 Signal을 모두 전송 완료하면 UI Task, GKI, EmmiLowPriTask는 원래의 기능으로 돌아간다.

도 11 내지 도 21은 도 1의 S208 단계에서 생성된 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일을 분석하기 위하여 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴에서 재생(replay)하는 기능을 구현한 프로그램의 예시화면들이다. 이러한 재생기능을 통해 데이터베이스 수집 당시의 상황을 재현해 봄으로써 지역적 특성과 패턴 데이터베이스 구축의 문제점 여부를 검증할 수 있게 된다.

먼저 도 11 내지 도 17의 재생기능 프로그램이 실행된 예시화면의 구성 메뉴 들을 설명하면 다음과 같다.

도 11의 File : Exit 메뉴를 선택하면, 재생기능 프로그램을 종료시킨다.

도 12의 Call Scenario 메뉴는, 작성된 시나리오로 Auto Call(단말에서 측정하는 지역의 패턴 DB를 수집하기 위하여 실제 단말 사용 환경과 동일한 환경을 만들기 위해 데이터 Call을 생성할 수 있는 명령을 단말에 DM 명령어를 통해 입력하여 단말에서 이 명령에 의해 Call을 생성하고 이후 해당 지역의 RF 특성 정보를 수집함)을 수행하기 위한 기능이다. 이 기능을 수행하기 위해선 단말과 연결되어 있어야 하고 단말에 Log Mask(단말에서 수신할 수 있는 메시지를 선별적으로 선택하는 기능으로 특정 메시지 수신만을 선택하기 위해 Log Mask를 선택하고 이를 단말에 전송함으로써 단말에서는 이를 참조하여 단말에서 발생하는 로그 중 명령에 의해 전송된 로그만을 전송할 수 있도록 하는 기능)가 설정되어 있어야 한다.

도 12의 Call Statistics 메뉴를 선택하면, Main 화면 하단의 Measurements Information에 나온 결과에 대한 통계 데이터를 생성하기 위한 기능을 제공한다. Call Statistics 화면을 띄울 때마다 통계 데이터는 갱신된다.

도 12의 Manual Test 메뉴는 Genie Mode를 해제하기 위한 기능이다.

도 12의 Genie Mode 메뉴는 단말에 저장된 메시지를 PC로 uploading할 때 사용하는 것으로 Genie Mode일 때 아무런 액션을 취하지 않고 데이터 수신만 한다. 이 모드 또한 단말과 연결된 상태여야 하고 단말에 Log Mask 명령을 내려선 안 된다. 만약 단말에 Masking이 된 상태라면 단말을 Rebooting한 후 메시지를 수신하여야 한다.

도 13의 Call Trace 메뉴는 dump파일(GSM 패턴 DB 수집을 위한 단말간의 메시지 디버깅의 목적으로 단말에서 수신한 메시지만을 저장한 파일)을 이용하여 데이터 수집 경로를 추적(Trace)하는 기능이다. 이 기능은 GSM 패턴 데이터베이스 수집 개발 초기 단계에서 메시지 디버깅을 위해 구현된 것이다.

도 13의 Map Trace 메뉴는, Measurement data 생성기능(각 패턴 DB ID(격자)별 측정된 정보를 생성하는 기능)과 Repositioning 기능(측위된 결과를 재확인하기 위해 Trace하고자 하는 화일로부터 측위 결과 위, 경도 정보를 GIS 화면에 측위된 격자셀의 위치를 표시해 주는 기능)을 제공한다. 이 기능은 기존에 측위된 결과를 재확인하기 위한 기능과 알고리즘 확인을 그 목적으로 한다. Trace시 Main화면의 GIS(Geographic Information System) Window에 GPS 위치와 측위된 격자셀의 위치를 표시하는 기능을 제공한다.

도 13의 Create Meas. 메뉴는, 여러 개의 Trace 파일을 동시에 작업하기 위한 기능으로 Map Trace 기능을 모두 포함한다. 주 기능은 여러 개의 Trace 파일을 Merge하고 Measurements data를 생성하며 통계 데이터를 생성하는 기능을 제공한다. Map Trace와 마찬가지로 Reposition 기능을 제공하나 Map상에 출력하지는 않는다. 통계 데이터는 개별 통계 및 전체 통계를 모두 제공할 수 있다.

도 14의 Excute pCellManager 메뉴는, 생성된 Measurements data를 이용하여 GSM 패턴 DB와 BSA 파일을 생성시키는 기능을 제공한다.

도 14의 Searching pCell DB 메뉴는, GSM 패턴 DB에서 MCC, MNC, LAC, Cell ID 별로 특정 pCell을 찾는 기능을 담당한다. 미리 지정된 특정한 실행 디렉터 리(directory) 내에 GSM 패턴 DB 파일이 존재해야 이 기능이 동작하도록 구현할 수 있다.

도 14의 Status 메뉴는, 현재 단말의 Network 정보를 보여 주는 기능으로 MCC, MNC, LAC, CellID및 Neighbor Cell의 정보등을 출력해 주는 기능을 제공한다.

도 15의 SignalAnalyzer 메뉴는, 단말로부터 수신되는 Signal을 분석하기 위한 기능이다.

도 15의 Set Log Mask 메뉴는, 단말로부터 수신되는 Signal을 설정하기 위한 기능이다.

도 15의 Logging all request 메뉴는, 단말에 모든 Signal을 수신받도록 요청하는 기능이다.

도 16의 Set configuration 메뉴는, 단말과 GPS의 포트 설정 및 로그 옵션, Time out 정보(단말과 GPS 간의 메시지 전송 및 송, 수신 시 각각의 명령 또는 로그별로 명령을 송신하고 상대방에서 ACK가 수신될 때까지 기다리는 시간)와 Map 관련 옵션 등을 설정하기 위한 기능을 제공한다. 도 16의 Set search parameter 메뉴는, GSM 패턴 DB 및 BSA 측위 알고리즘에 대한 가중치 설정, 측위 방식 설정과 관련된 정보를 설정하기 위한 기능을 제공한다.

도 17의 Help 메뉴는 Version Information(개발된 재생 소프트웨어 버전 정보)을 출력하는 기능, 프로그램 사용방법에 관한 정보를 제공한다.

도 18은 도 1의 S208 단계에서 생성된 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일 중 각 로그 파일별로 화면에 재생한 예로서, 저장된 여러 개의 로그 파일을 한번에 재 생하여 구축된 GSM 패턴 데이터베이스의 문제점 디버깅 및 DB 구축의 편리성을 제공할 수 있는 기능을 제공한다.

도 19는 도 18의 화면에서 DB 구축을 위해 이동한 경로(trace) 및 DB 미 구축 지역 확인, 출력된 각각의 격자별로 내용까지 확인해 볼 수 있는 기능을 제공한 예이다. 예컨대, 각각의 격자에 커서를 가져가면 그 격자의 내용이 출력되므로 편리하게 파라미터 수집 내용을 확인할 수 있다.

도 20은 도 1의 S208 단계에서 생성된 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일 전체를 격자로 분할하여 구성된 출력화면의 예이다. 도 20의 화면에서 엑스(×)표시점은 BSA(기지국 정보)를 의미하며, 동그라미(○) 표시점은 측정된 패턴 DB의 격자를 의미하는데 ○과 ×가 함께 표시된 것은 DB 격자와 함께 BSA가 거의 동일한 위치에 존재한다는 의미이다. 붉은색과 흰색은 구축하려는 DB의 특정 지역별 구분자 역할을 할 수 있도록 별도의 색으로 할당하여 표시한 것이다.

도 21은 통계적인 분석을 통해 GSM 패턴 데이터베이스가 구축된 지역과 구축되지 않은 지역을 구분하여 지도와 매핑(Mapping)하여 출력한 화면의 예를 나타낸 것으로서, 홍콩 섬과 구룡 반도에서 실시한 데이터베이스 수집 및 데이터베이스 구축 현황을 도시한 화면이다. 도 21의 화면에서 예컨대 파란색, 분홍색, 회색, 노란색, 검분홍색, 초록색 등으로 구분된 영역들은 일정한 통계적인 분석에 의해 GSM 패턴 데이터베이스 구축 현황을 표시한 예이다. 예컨대 화면에 출력하려는 GSM 패턴 데이터베이스 구축 지역의 전체 격자 수와 실제 구축된 데이터베이스의 격자 수의 비율(%)에 따라 지도상에서 색(color)을 달리하여 표시한 것이다. 예컨대 도 21 의 상위 지도 화면에서 확인하려는 지역(예:홍콩 섬과 구룡 반도 지역)을 마우스(mouse)로 드래그(drag)하거나 지역명을 입력하면, 도 21과 같은 해당 지역에 대한 데이터베이스 구축 현황이 일정한 통계적 분석을 거쳐 화면에 출력되도록 구현할 수 있다.

도 22는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의한 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보(Base Station Information) 생성 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.

먼저, 서비스 대상 지역의 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일을 수집한다(S100). S100 단계는 도 1 내지 도 21의 실시예에서 설명한 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법에 의해 수집될 수 있다. 즉, 상기 도 1에서 상세히 설명한 바와 같이 Open Sky 지역의 경우에는 도 2에서 구성한 패턴 데이터베이스 구축 툴을 구비하고 자동차 등으로 이동하면서 패턴 데이터베이스를 수집하고, 특정 건물이나 지하와 같은 In-building 및 지하 지역의 경우에는 단말내에 탑재된 데이터베이스 수집 장치를 이용하여 패턴 데이터베이스를 수집한다. 만일, A-GPS 방식인 MS Based 및 MS Assisted 방식 단말이 활성화 되어 있는 서비스 지역의 경우에는(도 18 참조), 손쉽게 초기 GSM 패턴 데이터베이스를 구축할 수 있으며 또한, Conventional GPS와 같은 Navigation 단말이 활성화되어 사용되고 있는 경우에도 서버와의 연동 소프트웨어 및 단말 내에서 패턴 데이터베이스 구축용 network parameter 수집용 소프트웨어를 탑재한다면 손쉽게 패턴 데이터베이스 구축이 가능하다.

S100 단계에서 전체 서비스 지역에 대해 초기 데이터베이스 수집이 종료(S102)되면, 수집한 데이터베이스 file을 이용하여 서비스 대상 지역을 소정의 격자 단위로 분할한 격자별로 패턴 데이터베이스를 구축하는 단계로 넘어간다 (S104). S100 단계에서 다양한 툴 및 방법을 통해 수집한 패턴 데이터베이스 file을 패턴 데이터베이스 구축 툴 또는 네트워크 측위 서버에서 해당 file에 저장된 위, 경도 정보를 이용하여 소정의 격자 단위와 mapping하여 패턴 데이터베이스를 구축한다(S104).

그리고 패턴 데이터베이스 구축이 완료되면 구축된 데이터베이스로부터 각각의 기지국 정보를 산출하여 기지국 정보 데이터베이스(BSA)를 구축한다(S106). 구축된 패턴 데이터베이스는 특정 지역 또는 특정 Area에 걸쳐 MCC(Mobile Country Code), MNC(Mobile Network Code), LAC(Location Area Code) 및 CI(Cell Identity)가 동일한 여러 개의 패턴 데이터베이스의 집합으로 이루어져 있기 때문에 해당 패턴 데이터베이스 집합에서 중심점을 찾아내면 해당 중심점이 바로 MCC, MNC, LAC, CI가 동일한 기지국의 위, 경도 값이 될 수 있다. 이러한 과정을 반복하면 전체 패턴 데이터베이스 모두에 대한 기지국 정보(BSA)를 생성하여 기지국 정보 데이터베이스를 구축할 수 있다.

한편, 도 22의 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 (Base Station Information) 생성 방법은 패턴 데이터베이스를 업데이트하는 단계(S108)를 더 구비하는 것이 바람직하다(도 24, 도 25, 도 26 참조). 즉 시간이 흐르면서 변화하는 무선 환경(기지국 최적화, 인구의 변화에 따른 기지국 추가, 변경, 삭제 등)에 맞 게 패턴 데이터베이스도 업데이트하여야 하는데 매번 수동(Manual)에 의해 전체 서비스 지역을 모두 측정하여 다시 패턴 데이터베이스를 구축하는 것이 어렵기 때문에, 네트워크(또는 A-GPS) 측위 서버와 단말간의 연동을 통해 실시간으로 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보를 업데이트하는 단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.

먼저, 현재까지 수집 및 산출되었던 모든 패턴 데이터베이스 로그 file을 하나의 directory에 모은다 (S600). 모든 로그 file의 내용을 검사하여 어떤 그룹에 속하는 여부를 검사하기 위해 각각의 로그 file을 열어서 순차적으로 (S602) 독립적인 기지국 정보 그룹인지를 검사하기 위해 MCC(Mobile Country Code), MNC(Mobile Network Code), BSIC(Base Station Identity Code) 및 CI(Cell Identity) 등 4가지 정보가 일치(S604)하는 경우 새로운 기지국 정보 group으로 선정하고 별도의 로그 file을 생성하고 다음의 패턴 데이터베이스를 선택한 다음 (S606) 마찬가지로 독립적인 group 여부를 검사한다(S604).

그리고, MCC(Mobile Country Code), MNC(Mobile Network Code), BSIC(Base Station Identity Code) 및 CI(Cell Identity) 정보가 일치하는 패턴 데이터베이스 group별로 생성된 로그 file에 데이터를 추가한다(S608).

그리고, 생성된 group별 로그 file의 패턴 데이터베이스 격자별로 중심점(center position)을 산출한다(S610).

그리고, MCC, MNC, BSI, CI 정보와 산출된 중심점 정보를 결합하여 별도의 기지국 정보 file을 생성하여 저장한다(S612).

먼저, Conventional GPS와 연동하는 단말 또는 MS Based 방식의 단말에 패턴 데이터베이스 수집 소프트웨어를 탑재하고 네트워크 측위 서버와 연동하여 상용 환경(시험용이 아닌 상용 이동통신망을 이용하여 단말이 동작하는 환경)에서 패턴 데이터베이스를 수집한다(S700).

그리고 S700 단계에서 수집한 패턴 데이터베이스 로그 file을 이용하여 네트워크 측위 서버에서 이전의 패턴 데이터베이스 로그 파일과 비교하여 새로운 패턴 데이터베이스를 생성한다(S702).

그리고 S702 단계에서 생성된 패턴 데이터베이스를 이용하여 새로운 기지국 정보 데이터베이스를 생성한다(S704).

그리고 S702, S704 단계에서 생성한 새로운 패턴 데이터베이스 및 새로운 기지국 정보 데이터베이스로 기존의 데이터베이스를 업그레이드하여 구축한다(S708).

도 25는 도 22의 S108 단계의 실시간 패턴 데이터베이스를 업데이트(Update)하기 위한 시스템 구성의 일 예로서, 본 발명의 GSM 단말내에 내장되는 Conventional GPS 또는 별도의 거치대를 활용한 자동차내에 탑재되는 Conventional GPS를 활용하여 네비게이션 등의 용도의 서비스와 결합하여 네트워크 측위 서버에 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하고 실시간 패턴 데이터베이스를 업데이트(Update) 하기 위한 실시예이다.

도 1에 제시된 방법에 의해 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴에 의해 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법은 사람 혹은 자동차를 이용하여 이동하면서 수동(Manual)으로 구축해야 하는 관계로 많은 시간과 인력을 낭비해야 원하는 서비스 지역의 패턴 데이터베이스를 구축할 수 있다.

초기 서비스 시작 시점에서는 어떻게든 패턴 데이터베이스 구축 툴에 의해 구축하는 것이 가능하지만, 시간이 흐르면서 변화하는 무선 환경(기지국 최적화, 인구의 변화에 따른 기지국 추가 및 삭제 등)에 맞게 패턴 데이터베이스도 업데이트하여야 하는데 매번 수동(Manual)에 의해 전체 서비스 지역을 모두 측정하여 다시 패턴 데이터베이스를 구축하는 것이 어렵기 때문에, 이를 해결하기 위하여 도 25에 제시한 본 발명의 패턴 데이터베이스 업데이트 방법을 제시한다. 도 25을 참조하면, GPS가 내장된 단말(GPS enabled phone, 50)이 MS Based 형태로 동작하는 경우, MS based 측위 결과 및 패턴 데이터베이스 측정 parameter를 일정 시간(측위 서버(57)에서 명령에 의해 지정 가능)부터 일정 간격으로 단말의 일정 영역에 저장하였다가 네트워크 측위 서버(57)의 명령에 의해 네트워크 측위 서버로 송신(54, 55)하여 그 수신된 데이터로 패턴 데이터베이스 데이터를 업데이트(58)하는 과정을 도시하였다.

도 25에서 발명에 사용되는 단말의 종류는 단말내에 GPS 기능이 장착되어 MS Based 측위 형태로 동작하는 GPS가 내장된 단말(GPS enabled phone, 50)이며, 이 단말에는 패턴 데이터베이스 측정 명령 송, 수신 정합 소프트웨어가(서버와의 정합 을 위해 별도로 정의한 명령을 수행하기 위해 단말에 탑재되어 동작하는 별도의 Application 소프트웨어로서 SMS에 의한 서버의 명령어 전송에 의해 기동 및 정지될 수 있다) 탑재되어 있다. 이 단말(50)은 측위서버(57)로부터 패턴 데이터베이스 측정 명령을 수신한 후, 단말(50)에 탑재되어 있는 RF 특성 정보인 Network Parameter를 측정하기 위해 단말의 각 소프트웨어 모듈과 연동하는 parameter 측정 소프트웨어 모듈에서 해당 지역의 RF 특성 정보인 Network Parameter를 측정하고, MS Based 방식에 의한 단말(50) 자체적으로 계산한 측위 결과값인 위, 경도 값과 결합하여 단말(50)의 메모리에 저장하는 형식으로 데이터 수집 플로우가 구성된다. 이 때, 해당 단말(50)의 메모리 크기 만큼의 데이터 개수를 저장한 다음 이를 네트워크 측위 서버(57)에 전송하여 패턴 데이터베이스 업데이트 및 신규 구축 용도로 사용한다.

또한, 도 25 발명에 사용되는 단말의 다른 종류로는 단말 자체적로는 GPS가 내장되어 있으나 Conventional GPS와 연동하여 측위 결과값을 수신할 수 있는 형태의 단말이며, 이 단말에는 패턴 데이터베이스 측정 명령 송, 수신 정합 소프트웨어(서버와의 정합을 위해 별도로 정의한 명령을 수행하기 위해 단말에 탑재되어 동작하는 별도의 Application 소프트웨어로서 SMS에 의한 서버의 명령어 전송에 의해 기동 및 정지될 수 있다)가 탑재되어 있다. 이 단말(50)은 측위서버(57)로부터 패턴 데이터베이스 측정 명령을 수신한 후, 단말(50)에 탑재되어 있는 RF 특성 정보인 Network Parameter를 측정하기 위해 단말의 각 소프트웨어 모듈과 연동하는 parameter 측정 소프트웨어 모듈에서 해당 지역의 RF 특성 정보인 Network Parameter를 측정하고, 이를 Conventional GPS(51, 52)에서 측위한 측위 결과값인 위, 경도 값과 결합하여 단말(50)의 메모리에 저장하는 형식으로 데이터 수집 플로우가 구성된다. 이 때, 해당 단말(50)의 메모리 크기 만큼의 데이터 개수를 저장한 다음 이를 네트워크 측위 서버(57)에 전송하여 패턴 데이터베이스 업데이트(58) 및 신규 구축 용도로 사용한다.

여기서 단말(50)과 네트워크 방식 측위 서버(57) 간에 수행되는, 단말(50)에서 수집한 측정 Network Parameter(MCC, MNC, LAC, CI, BSIC, TA 및 OTD, RXLEV, RXQUAL등)의 송, 수신 프로토콜(55)은 OMA SUPL(Secure User Plane Location) 규격에서 정의한 SUPL INIT(네트워크 방식 측위 서버→단말로 측정 개시 명령 전송), SUPL POS INIT(56, 단말에서 메시지 측정 완료 후 서버에 측정 결과를 전송) 및 종료의 의미로 SUPL END 메시지를 이용하여 연동한다.

도 26은 도 22의 S108 단계의 실시간 패턴 데이터베이스를 업데이트(Update)하기 위한 시스템 구성의 다른 예로서, A-GPS가 탑재된 단말을 이용하여 A-GPS 측위 서버와 연동하여 패턴 데이터베이스를 구축하고 업데이트하기 위한 실시예이다. 도 26의 실시예는 A-GPS 측위 서버(65)와 네트워크 측위 서버(미도시)가 연동하는 환경에서 실시될 수 있다.

단말내에 GPS 기능이 장착되어 MS Assisted 측위 형태로 동작하는 Phone(60)에 패턴 데이터베이스 측정 명령 송, 수신 정합 소프트웨어 탑재 및 측정 명령 수신 후 단말에 기 탑재되어 있는 RF 특성 정보인 Network Parameter를 측정하기 위해 단말의 각 소프트웨어 모듈과 연동하는 parameter 측정 소프트웨어 모듈에서 해 당 지역의 RF 특성 정보인 Network Parameter(64)를 측정한 다음 바로 A-GPS 방식 측위 서버(65)로 OMA SUPL의 A-GPS 방식 처리 Flow(62, 63)에 따라 전송하는데 이때, Network Parameter는 SUPL POS INIT 메시지의 Lid parameter(64)에 단말에서 측정한 Serving 및 Neighbor 기지국의 network parameter(MCC, MNC, LAC, CI, BSIC, TA 및 OTD, RXLEV, RXQUAL등)를 대입하여 전송한다. SUPL POS INIT 메시지를 수신한 A-GPS 측위 서버(65)는 측위 방식이 MS Assisted 이고 Lid parameter에 NMR(Network Measurement Report)가 포함된 경우 이를 저장하였다가 A-GPS 측위 결과 값이 일정 수준 이상의 정확도(Accuracy)가 보장된 측위 결과 값(66, 예컨대 측위시 사용한 위성 개수가 6개 이상인 경우의 측위 결과 값만을 유효한 측위 결과 값으로 사용)의 위, 경도와 이전에 저장하였던 Lid parameter를 결합하여 로그 파일 형태로 저장하고 네트워크 측위 서버(미도시)와 연동하여 일정 시간 단위로 이를 네트워크 측위 서버에 전송하여 패턴 데이터베이스(67)화 한다. 이와같이, A-GPS 방식인 MS Based 및 MS Assisted 방식 단말이 활성화 되어 있는 서비스 지역에서 A-GPS 측위 방식 서버(65)와 연동하여 패턴 데이터베이스 구축하는 경우에는 차량 및 사람에 의해 수동(Manual)으로 패턴 데이터베이스를 구축하는 경우보다 손쉽게 GSM 데이터베이스를 구축할 수 있는 장점이 있다.

도 27은 정상적으로 서비스(동작)하고 있는 단말에서 네트워크 측위를 위한 파라미터 수집을 위한 GSM 단말의 블록 간 연동 예이다. GSM 단말의 호처리를 담당하는 두 개의 블록 (G)MM(71, (Gprs) Mobility Management), (G)RR(72, Gprs) Radio Resource)과 연동(73, 74 연동 프로토콜 이용)하여 네트워크 측위 서버에서 측위하는데 필요한 단말 측정 파라미터(MCC, MNC, LAC, BSIC, CI, RXLEV, OTD)를 단말 S/W의 Core 부분인 OEM () level을 신규로 개발(70, MPR 블록 : Measurement Parameter Report)하여 측정하고 그 결과를 Network Based Server Interface를 담당하는 S/W 블록(75)에 전송하여 네트워크 측위 서버에서 필요로 하는 측정 파라미터를 전달하도록 한다. 또한, 아래에서 언급한 프로세스는 단말에 OEM level 소프트웨어를 적용하기 위한 프로세스로서 MPR 소프트웨어(77)를 개발하고 난 다음 해당 소프트웨어를 컴파일(78)하여 이후 해당 기능을 필요로 하는 단말에 컴파일된 소프트웨어를 로딩하는 과정을 거쳐 네트워크 측위를 위한 단말에서의 패턴 DB 파라미터 측정이 가능하게 하는 것이다. 여기서, MPR과 연동하는 단말 SW 연동 규격은 GRRMP(74, Gprs Radio Resource to Measurement Parameter interface), MMMP(73, Mobility Management to Measurement Parameter interface), MNMP(76, Mobility Network to Measurement Parameter interface) 등이며 각각의 특성을 갖는 블록과 연동하기 위한 연동 규격을 정의한 연동 규격을 사용하여 필요한 메시지를 수신하고 각 메시지에서 측정 파라미터를 수집한 후 네트워크 측위 서버에 전송하는 개념으로 연동한다.

전술한 본 발명의 바람직한 실시예들은 본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법 및 이를 이용한 기지국 정보(Base Station Information) 생성 방법 및 시스템이 적용될 수 있는 이동통신 시스템으로서 GSM을 중심으로 기술되었으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자라면 본 발명이 GSM 이외에도 CDMA, W-CDMA, WiBro 등도 위치기반 서비스 제공을 위한 패턴 데이터베이스 구축 및 기지국 정보 생성 방법으로서 적용될 수 있음을 이해할 것이다. WiBro는 이동하면서 초고속인터넷을 이용할 수 있는 차후 상용화될 무선광대역 휴대인터넷이다.

전술한 본 발명에 의한 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법 및 기지국 정보 (Base Station Information) 생성 방법은, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 프로그램이나 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드디스크, 플로피디스크, 플래쉬 메모리, 광데이터 저장장치 등이 있다. 여기서, 기록매체에 저장되는 프로그램이라 함은 특정한 결과를 얻기 위하여 컴퓨터 등의 정보처리능력을 갖는 장치 내에서 직접 또는 간접적으로 사용되는 일련의 지시 명령으로 표현된 것을 말한다.　 따라서, 컴퓨터라는 용어도 실제 사용되는 명칭의 여하에 불구하고 메모리, 입출력장치, 연산장치를 구비하여 프로그램에 의하여 특정의 기능을 수행하기 위한 정보처리능력을 가진 모든 장치를 총괄하는 의미로 사용된다.

또한, 전술한 본 발명에 의한 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법 및 기지국 정보 (Base Station Information) 생성 방법은, 컴퓨터상에서 스키매틱(schematic) 또는 초고속 집적회로 하드웨어 기술언어(VHDL) 등에 의해 작성되고, 컴퓨터에 연결되어 프로그램 가능한 집적회로 예컨대 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의해 구현될 수 있다. 상기 기록매체는 이러한 프로그램 가능한 집적회로를 포함한다. 또한 상기 기록매체는 상기 네트워크 기반의 측위 방법이 LBS 시스템에서 집적 회로에 의해 플랫폼으로 구현된 ASIC(application specific integrated circuit)을 포함하는 개념이다.

이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 사용된 특정한 용어나 수치들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 GSM 패턴 데이터베이스 구축 방법, 기지국 정보 생성 방법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 의하면 이동통신 시스템에서 MVNO 사업자 등 이동통신 사업자로부터 기지국 정보를 제공 받을 수 없는 LBS 서비스 사업자의 경우 기지국 정보를 제공 받지 않고도 자체적으로 기지국 정보를 구축할 수 있는 방법을 제시함으로써 손쉽게 LBS 서비스를 실시할 수 있도록 함으로써 위치기반 서비스(LBS) 활성화에 기여한다.

기지국 정보가 제공되지 않으면 네트워크 기반 위치 측위 뿐만 아니라 A-GPS 기반 위치 측위도 수행할 수 없기 때문에 본 발명에서 제시한 패턴 데이터베이스 구축 방법 및 기지국 정보 구축 방법을 적용하면 이동통신 망 사업자의 망을 전혀 변경하지 않고도 LBS 서비스 제공을 위한 A-GPS 측위 방식 도입(OMA SUPL 방식의 A-GPS 도입 시) 및 네트워크 측위 방식 도입이 가능하다.

본 발명에 의하면 패턴 데이터베이스 구축 및 기지국 정보 데이터베이스 구축을 위해 Open Sky 환경 뿐만 아니라 빌딩내 지하 지역 등 다양한 환경에서 어떤 경우는 차량에 장착 가능한 패턴 데이터베이스 구축 툴로 어떤 경우에는 휴대하기 편리하고 조작이 간편한 단말기를 이용한 데이터베이스 구축 툴을 사용할 수 있도록 제공하며, 또한 기지국 추가/삭제/변경 등의 상황에 대처하기 위해 Conventional GPS 및 MS Based 단말과 네트워크 측위 서버와의 연동에 의한 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보 Update 방법 제시, A-GPS 단말과 네트워크 측위 서버와의 연동에 의한 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보 Update 방법 제시 등 다양한 방법으로 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보 구축 및 update를 실시할 수 있도록 함으로써 투입되는 인적 자원의 최소화 및 최적화를 도모할 수 있도록 하여 서비스 사업자의 부담을 최소화 할 수 있다.

본 발명에 의하면 이동통신 망 서비스 사업자의 경우 동일한 지역에 여러 서비스 사업자가 중복으로 서비스하는 경우가 많은데 이럴 경우 모든 서비스 사업자의 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보 데이터베이스를 한 번의 수집만으로도 구축할 수 있는 방법을 제시함으로써 투입되는 인적 자원의 최소화를 도모할 수 있으며 이렇게 함으로써 MVNO 등의 LBS 서비스 사업자가 적은 비용 투자 만으로 다양한 망에 대한 LBS 서비스를 제공할 수 있는 발판을 마련할 수 있도록 하였다.

본 발명에 의하면 이미 구축한 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보의 문제점 여부를 분석할 수 있는 방법을 제시하고 문제가 있는 특정 지역 정보를 신속히 update할 수 있는 방법을 제시함으로써 운용 및 유지보수 편리성을 제고 및 비용 절감 효과를 극대화할 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명은 초기 구축된 GSM 패턴 데이터베이스를 Conventional GPS가 장착된 단말의 측위 결과를 계속해서 해당 단말에 저장하였다가 서버의 요청이 있을 경우에는 이동통신 네트워크을 통해 현재까지 저장되어 있던 측위 결과 데이터 및 RF 특성 데이터를 결합한 측정 데이터를 서버에 전송하여 필요 시마다 업데이트하고, 이러한 업데이트된 GSM 패턴 데이터베이스를 이용하여 해당 GMS 네트워크의 기지국 정보도 자동 생성하여 반영함으로써 GSM 이동통신네트워크 내에서 이루어지는 기지국 변동 사항도 함께 반영하여 항상 최적의 데이터베이스를 유지할 수 있도록 구성된다.

본 발명에 의하면 GSM 이동통신 시스템에서 A-GPS 방식과 결합하지 않은 경우에도 패턴 데이터베이스를 손쉽게 구축할 수 있고 GPS 측위가 되지 않는 지역 (건물 내 또는 지하도 또는 GPS 수신이 되지 않는 특정 지역 등)의 경우에도 단말 단독의 GSM 패턴 데이터베이스 측정 및 저장 기능을 이용하여 손쉽게 측정하여 데이터베이스화 할 수 있어서 패턴 데이터베이스를 이용한 RF FingerPrinting 및 기지국 정보와 Power Strength를 이용한 네트워크 측위 방식의 손쉬운 상용화에 기여한다.

본 발명에 의하면 가상 이동망 사업자 (MVNO, Mobile Virtual Network Operators) 경우 보통은 이동통신 사업자로부터 기지국 정보를 제공받을 수 없는데 이 경우 기지국 정보 없이는 어떤 네트워크 측위 방식도 제공할 수 없기 때문에 이 를 해결하기 위해 이동통신 사업자가 기지국 정보를 제공하지 않는 경우에도 구축된 패턴 데이터베이스를 이용하여 기지국 정보를 생성할 수 있도록 하여 MVNO 사업자 등 GSM LBS Open Market(GSM 이동통신 망 사업자의 특별한 도움 없이 GSM 망 자체만을 이용하여 LBS 서비스를 제공하는 서비스 사업) 활성화에 크게 기여할 수 있다. 본 발명에 의하면 3GPP에서 규정한 규격에 의해 구현된 기지국(BTS), 제어국(BSC) 및 교환국(MSC) 등의 망 요소를 별도로 update하지 않고도 단말의 일부 기능 추가만으로 GSM 패턴 데이터베이스 구축 및 기지국 정보 생성이 가능하다.

본 발명은 이상에서 설명되고 도면에서 표현된 예시들에 한정되는 것은 아니다. 전술한 실시예들에 의해 가르침을 받은 당업자라면, 다음의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 범위 및 목적 내에서 치환, 소거, 병합 등에 의하여 전술한 실시예들에 대해 많은 변형이 가능할 것이다.

Claims

GPS 수신장치 및 GSM 단말과 연동하는 이동용 컴퓨터로 구비된 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 이용하여 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스를 구축하는 방법으로서,

(a1) GPS 위성신호를 수신할 수 있는 지역에서는, 상기 GSM 데이터베이스 구축 툴을 이동하면서 각 측위 서비스 지역별로 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 수집하고 이를 임시 로그 파일로 생성하여 저장하는 단계;

(a2) GPS 위성신호를 수신할 수 없는 지역에서는, 상기 GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램을 이용하여 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 특정 지역별로 수집하여 저장하는 단계;

(a3) 상기 (a2) 단계 후에, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은, 상기 GSM 단말별로 수집되어 저장된 상기 특정 지역별 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 디지털 맵 및 지도 정보를 통해 측정된 해당 측정 지역의 위,경도 정보와 결합하여 임시 로그 파일을 생성하여 저장하는 단계; 및

(a4) 상기 (a1) 단계 후 또는 상기 (a3) 단계 후에, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은 상기 임시 로그 파일을 지역별 로그 파일 형태로 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a4) 단계에 있어서

상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은 상기 임시 로그 파일을 날짜별 로그 파일 형태로 저장하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서,

상기 GSM 단말에는 DM(Diagnotic Monitor) 프로그램이 탑재되고 상기 이동용 컴퓨터와 상기 GSM 단말은 DM Cable을 통해 연동되고, 상기 이동용 컴퓨터와 상기 GPS 수신장치는 위,경도 데이터를 획득하기 위해 유/무선으로 상호 연동되고,

상기 (a1) 단계는, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 이동하면서 각 측위 서비스 지역별로 해당 DM cable을 통해 수신되는 상기 GSM 단말의 로그 메시지 중 상기 이동용 컴퓨터에서 특정 메시지만을 파싱(parsing)하여 RF 특성 network parameter를 추출하여 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 수집하고, 이를 상기 GPS 수신장치에서 획득된 위,경도 데이터와 결합하여 임시 로그 파일을 생성하여 저장하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서,

상기 GSM 단말에는 GSM 패턴 데이터베이스 구축을 원하는 다수의 GSM 서비스 사업자용 SIM(subscriber identity module) 카드가 장착되고, 상기 이동용 컴퓨터와 상기 GSM 단말 사이는 다수의 시리얼(serial) 케이블 연동 형태 또는 1-USB(Universal Serial Bus) 대(對) 다수 serial Cable 형태의 단말 정합용 장비에 의해 연결되어, 상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은 다수의 GSM 서비스 사업자용 패턴 데이터베이스 데이터를 동시에 수집하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a2) 단계에 있어서,

RF 특성 정보인 NMR(Network Measurement Report) 정보가 포함된 네트워크 파라미터(Network Parameter)를 상기 GSM 단말에서 전송하는 로그신호(log signal) 중에서 상기 네트워크 파라미터(Network Parameter)용의 메시지만 따로 메시지 파싱(Parsing)으로 뽑아내어 상기 GSM 단말의 메모리에 저장하는 형태로 동작하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a2) 단계에 있어서,

상기 GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램은 상기 GSM 단말의 사용자 인터페이스(UI) 메뉴를 통해 데이터 수집을 시작하거나 종료하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a2) 단계는

상기 GSM 단말은 DM 프로그램이 탑재된 단말로서, 상기 GSM 단말은 GKI(Generic Kernel Interface)를 통하여 Task간에 signal을 송수신하는 구조로 되어 있고, 상기 GSM 단말에는 Task간에 송수신하고자 하는 signal을 Filtering하도록 Filter값이 setting 되어 있고, 상기 GSM 단말의 GKI에서는 상기 GSM 단말에 setting된 Filter값을 확인하고 Filtering한 signal(log signal)을 Task로 전송할 때 EmmiLowPriTask(Electrical Man-Machine Interface Low Priority Task)에도 전송하게 되는데, log signal 수집 개시 명령이 입력되면 EmmiLowPriTask는 수신한 log signal을 파일에 저장하는 동작을 수행하되 log signal 수집 종료 명령이 입력될 때까지 저장 동작을 계속해서 수행하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a3) 단계는

상기 GSM 단말에 탑재된 패턴 데이터베이스 수집 프로그램은 상기 GSM 단말의 사용자 인터페이스(UI)를 통해 상기 GSM 단말에 저장된 파일을 상기 이동용 컴퓨터로 전송하는 과정을 시작하거나 종료하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서, 상기 (a3) 단계에 있어서,

상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴은 상기 GSM 단말에 저장된 log signal 파일을 하나씩 읽어 GKI→EmmiLowPriTask→EmmiHighPriTask(Electrical Man-Machine Interface High Priority Task)→serial 연동을 통해 상기 이동용 컴퓨터에 전송하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a4) 단계 후에 상기 지역별 로그 파일 형태로 저장된 로그 파일들을 화면에 재생하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제10항에 있어서,

상기 지역별 로그 파일 형태로 저장된 로그 파일들 중 특정 로그 파일을 지정하여 화면에 재생하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제10항에 있어서,

상기 지역별 로그 파일 형태로 저장된 로그 파일 전체를 격자로 분할하여 화면에 출력하는 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a4) 단계 후에 데이터베이스가 구축된 지역과 구축되지 않은 지역을 구분하여 지도와 매핑(Mapping)하여 화면에 출력하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 GSM 패턴 데이터베이스 수집 방법을 구현한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
(a) 제1항의 방법에 의하여 측위 서비스 대상 지역의 측위를 위한 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일을 수집하는 단계;

(b) 상기 GSM 패턴 데이터베이스 로그 파일에 포함된 위, 경도 정보를 이용하여 측위 서비스 대상 지역을 격자 단위로 분할한 격자별로 패턴 데이터베이스를 구축하는 단계; 및

(c) 구축된 격자별 데이터베이스로부터 각각의 기지국 정보를 산출하여 기지국 정보 데이터베이스를 생성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제15항에 있어서, 상기 (b), (c) 단계는

상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴에서 수행되는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제15항에 있어서, 상기 (b), (c) 단계는

상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴에 프로토콜로 연결된 네트워크 측위 서버에서 수행되는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제15항에 있어서, 상기 (c) 단계는

(c1) 패턴 데이터베이스 로그 file을 기지국 정보 생성을 위해 하나의 directory로 모으는 단계;

(c2) 각각의 로그 파일을 열어서 MCC, MNC, BSIC 및 CI가 모두 일치하는 조건을 가진 group별로 로그 file을 별도로 생성하는 단계;

(c3) 생성된 group별 로그 file의 패턴 데이터베이스 격자별 중심점을 산출하는 단계; 및

(c4) MCC, MNC, BSI, CI 정보와 산출된 중심점 정보를 결합하여 별도의 기지국 정보 file을 생성하여 저장하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제15항에 있어서,

(d) 기지국 추가, 변경, 삭제에 따라 변화하는 RF 환경 업데이트(Update)를 위해 네트워크 측위 서버와 상기 GSM 단말간의 연동을 통해 실시간으로 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보를 업데이트하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제19항에 있어서, 상기 (d) 단계는

(d1) Conventional GPS와 연동하는 단말 또는 MS Based 방식의 단말에 패턴 데이터베이스 수집 프로그램을 탑재하고 네트워크 측위 서버와 연동하여 상용 환경(시험용이 아닌 상용 이동통신망을 이용하여 단말이 동작하는 환경)에서 패턴 데이터베이스 데이터를 로그파일로서 수집하는 단계;

(d2) 상기 (d1) 단계에서 수집한 패턴 데이터베이스 로그파일을 이용하여 네트워크 측위 서버에서 이전의 패턴 데이터베이스 로그 파일과 비교하여 새로운 패턴 데이터베이스를 생성하는 단계;

(d3) 상기 (d2) 단계에서 생성된 패턴 데이터베이스를 이용하여 새로운 기지국 정보 데이터베이스를 생성하는 단계; 및

(d4) 상기 (d2), (d3) 단계에서 생성한 새로운 패턴 데이터베이스 및 새로운 기지국 정보 데이터베이스로 기존의 데이터베이스를 업그레이드하여 구축하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제20항에 있어서, 상기 (d1) 단계는

Conventional GPS와 연동하면서 Navigation 용도로 사용하는 단말에서 상기 네트워크 측위 서버의 명령에 의해 패턴 데이터베이스 수집하고, 상기 네트워크 측위 서버의 명령에 의해 수집된 결과를 상기 네트워크 측위 서버로 전송하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제20항에 있어서, 상기 (d1) 단계는

Conventional GPS와 연동하는 단말 또는 MS Based 방식으로 동작하는 단말이 상기 네트워크 측위 서버에서 패턴 데이터베이스 수집 명령을 받은 경우, 상기 Conventional GPS 단말의 측위 결과 또는 상기 MS Based 단말의 측위 결과와, 각 단말의 상기 패턴 데이터베이스 수집 프로그램에서 수집한 Network Parameter를, 별도로 정의한 단말 메모리에 각각 저장하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제22항에 있어서, 상기 (d1) 단계는

Conventional GPS와 연동하여 패턴 데이터베이스를 수집한 단말 또는 MS Based Mode의 측위 결과를 이용하여 패턴 데이터베이스를 수집한 단말은, 상기 네트워크 측위 서버의 명령을 받은 경우에 수집된 패턴 데이터베이스를 상기 네트워크 측위 서버에 무선망을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제20항에 있어서, 상기 (d1) 단계는

상기 Conventional GPS 또는 상기 MS Based 방식으로 동작하는 단말과, 상기 네트워크 측위 서버간의 패턴 데이터베이스 수집 메시지 교환시, OMA SUPL에서 규정한 SUPL INIT, SUPL POS INIT 및 SUPL END 메시지만을 이용하여 수집, 중지, 수집된 결과의 전송 명령을 수행하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
제19항에 있어서, 상기 (d) 단계는

MS Assisted 방식으로 동작하는 단말에서 A-GPS 측위 서버와 연동하여 측위하는 경우, SUPL POS INIT 메시지의 파라미터 중 Lid에 무조건 해당 단말이 속한 RF 특성 정보를 수집하여 A-GPS 서버로 전송하는 단계; 및

상기 RF 특성 정보를 수신한 A-GPS 측위 서버는, 상기 RF 특성 정보를 A-GPS 측위 결과와 결합하여 로그 파일로 생성하고, 이를 네트워크 측위 서버에 전송하고, 상기 네트워크 측위 서버에서 해당 로그 파일을 이용하여 패턴 데이터베이스 및 기지국 정보 데이터베이스를 업데이트하는 것을 특징으로 하는 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법.
삭제
제15항 내지 제25항 중 어느 한 항의 GSM 패턴 데이터베이스를 이용한 기지국 정보 생성 방법을 구현한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
GPS 위성신호를 수신할 수 있는 지역에서 측위 서비스 대상 지역별 패턴 데이터베이스 데이터로 사용되는 RF 특성 정보를 수집하는 GSM 이동통신 단말기, 위,경도 정보를 획득하는 GPS 수신장치, 및 상기 GSM 이동통신 단말기 및 상기 GPS 수신장치와 연동하여 상기 RF 특성 정보 및 상기 위,경도 정보를 수신하고, 이를 결합하여 로그파일을 생성하는 이동용 컴퓨터로 구비된 OPEN SKY용 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴; 및

GPS 위성신호를 수신할 수 없는 지역에서 측위 패턴 데이터베이스 수집용 소프트웨어를 탑재하여 특정 지역별로 RF 특성 정보를 수집하는 GSM 이동통신 단말기, 및 상기 GSM 이동통신 단말기와 연동하여 상기 RF 특성정보를 수신하고, Digital Map 또는 별도의 지도 정보를 제공하는 데이터베이스에서 해당 지역의 위, 경도 정보를 획득하여 상기 위, 경도 정보와 상기 RF 특성 정보를 결합하여 이를 로그파일로 생성하는 이동용 컴퓨터로 구비된 비 OPEN SKY용 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴을 구비하는 것을 특징으로 하는 측위 데이터베이스 구축 시스템.
제28항에 있어서,

GPS 위성신호를 수신할 수 있는 지역에서 GPS 수신장치와 연동하여 자신의 현재 위치에 대한 RF 특성정보와 위,경도 정보를 수집한 GSM 패턴 데이터베이스 데이터를 GSM 이동통신 네트워크에서 프로토콜을 통하여 전송하는 GPS 수신가능 이동통신 단말기; 및

상기 GSM 패턴 데이터베이스 구축 툴로부터 GSM 패턴 데이터베이스를 수신하여 저장하고, 상기 GPS 수신가능 이동통신 단말기로부터 GSM 패턴 데이터베이스를 수신하여 저장하거나 GSM 패턴 데이터베이스를 업데이트하고, 상기 GSM 패턴 데이터베이스를 이용하여 기지국 정보 데이터베이스를 생성하는 네트워크 측위 서버를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 측위 데이터베이스 구축 시스템.