KR101056383B1

KR101056383B1 - 이동 단말기의 위치확인 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101056383B1
Application number: KR1020047008050A
Authority: KR
Inventors: 필리졸라다비데; 스톨라로리스
Original assignee: 텔레콤 이탈리아 소시에떼 퍼 아찌오니
Priority date: 2001-12-03
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2011-08-12
Also published as: JP2005512429A; BRPI0206845B1; DE60230806D1; JP4739671B2; CN101909241B; ES2320866T3; CN1600042A; BR0206845A; KR20040068555A; US7995988B2; CA2468763C; AU2002365817A1; CA2468763A1; ITTO20011125A1; CN101909241A; EP1452060A1; US20050119007A1; WO2003049479A1; ATE420541T1; EP1452060B1

Abstract

본 발명은 컨텐츠가 위치파악되는 이동 단말기의 위치 및 특징에 따른 정보와 관련되는 위치확인 요청에 따라 이동 단말기(12)를 위치확인하는 시스템(10) 및 대응하는 방법에 관한 것이다. 시스템(10)은 수신된 정보의 형태 및 신뢰도가 변함에 따라, 선택적인 방식으로, 이동 단말기(12)를 위치파악 할 수 있는 휴대폰 위치확인센터(MLC 센터)(15)를 포함한다. 시스템(10) 및 대응하는 방법은, MLC 센터(15)에 의하여, 복수의 위치확인 엔진 중에서, 수신된 정보를 처리하고 이동 단말기(12)의 위치 및 실행된 위치확인 동작의 형태에 대한 정확도 지수 모두를 선택적으로 확인하는데 적합한 정해진 엔진을 선택하게 한다.

이동 단말기, 무선 기지국, 이동통신

Description

이동 단말기의 위치확인 시스템 및 방법{System And Method For Identifying The Position Of Mobile Terminals}

본 발명은 이동 단말기, 예를 들면, 동일한 이동 단말기로부터 또는 서비스 센터로부터 또는 승인된 조작자로부터 발생한 위치확인 요청의 결과로서 위치파악되는 휴대폰의 위치확인을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 방법은 이동통신 네트워크에 의하여 서비스되는 지역내에서 이동 단말기의 위치를 확인하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

이동 단말기용의 많은 시스템 및 방법들이 해당기술분야에 공지되어 있다. 이러한 시스템들 및 해당하는 위치확인 방법들의 공통적인 특징은, 예를 들어,

이동 단말기와 정보를 교환할 수 있는 무선 기지국(서빙 기지국(serving stations))의 식별자(identifier)에 의하여,

이동 단말기에 의하여 측정된 전자기장 값에 의하여, 그리고

이동 단말기의 위치를 결정하기 위해, 이동 단말기와의 정보 교환시에 서빙 기지국에 의하여 측정된 지연 파라미터들에 의하여 구성되는 이동통신에 고유한 파라미터들 또는 특징들을 이용하는 것이다.

예를 들어, 공지된 시스템들 및 이에 따른 방법들은, 사용자 또는 승인된 조작자에 의한 위치확인 요청에 따라, 예를 들어, 이동 단말기 자체에서 및/또는 서빙 기지국에서 발생하는 무선 주파수 출력레벨, TA(Time Advance) 등의 기 정의된 네트워크 파라미터들을 기초로 이동 단말기의 위치를 확인하기 위해 이동 네트워크에 적절하게 연결된 기준국(reference station)(이동위치 확인센터(Morbile Location Center))을 제공한다.

공지된 방법들 중에서, 예를 들면, 휴대폰으로부터 수집된 무선 주파수(RF) 정보(RF 지문(fingerprints) 또는 휴대폰의 RF 측정)는, 기준 테이터베이스(기준 RF 지문)에 포함되고 네트워크에 의하여 제공되는 기본 영역 또는 픽셀 지역에 일 대 일 대응(bi-univocal) 형태로 관련되는, RF 정보와 비교되고, 이동 단말기에 의하여 측정된 값들과 가장 근사한 값들을 갖는 기준 RF 지문에 해당하는 위치를 휴대폰에 할당하여 위치파악이 수행되는 국제공개번호 제WO 0018148호에 설명된 방법을 들 수 있다.

공지된 시스템 및 방법의 대표적인 문제는 위치파악에 필요한 파라미터들이 단말기와 네트워크 사이의 실제 통신(통화상태)동안 확실히 이용가능한 반면에, 통신이 없는 경우(유휴상태)에서는 이용할 수 없다는 사실과 관련된다.

이러한 사실로 인해 신뢰성 있는 위치확인 동작은, 파라미터들이 이러한 조건하에서만 신뢰할 수 있기 때문에, 통화상태의 조건하에서만 수행되어야 한다; 그러나, 이는 2개의 부가적인 문제를 수반한다.

먼저, 위치확인 동작을 위한 파라미터들은, 통화상태의 경우에, 기지국이나 이동 네트워크에 속하는 장치에만 확실히 이용가능하기 때문에, 이러한 정보의 검색은 각 경우에 기준국과 네트워크 장치 사이의 특정 인터페이스를 필요로 한다; 잘 알려진 바와 같이, 위치확인 동작에 필요한 파라미터들의 관리는 한 네트워크 장치 제조업체와 그 다음의 네트워크 장치 제조업체와는 다르다.

둘째로, 통화상태의 조건 하에서 위치확인 동작을 실행하는 것은, 명백한 바와 같이, 바람직하게는 음성 및/또는 데이터 전화 트래픽(traffic)을 처리하는데 사용될 수 있는 값비싼 네트워크 자원(resource)의 사용을 수반하게 된다.

상술한 문제를 극복하기 위해, 공지된 위치확인 시스템들은 유휴상태의 조건하에서 위치확인 동작에 필요한 파라미터를 얻기 위한 식으로 구성된다.

그러나, 이는 유휴상태 조건하에서 파라미터들이 값비싼 네트워크 자원을 낭비함이 없이 이동 단말기로부터 검색될 수 있지만, 공지된 바와 같이, 이러한 파라미터들은 불안전하며 그리고 일반적으로 불안전하고 단말기 특징에 따르는 식으로 전송되어 이에 따라 얻은 위치확인이 실질적으로 신뢰할 수 없다는 또 다른 문제를 수반한다. 또한, 공지된 시스템들은, 통화상태 조건하에서 얻은 파라미터들인 것처럼, 이동 단말기의 위치를 확인하기 위해 기준국이 필요로 하는 파라미터들이 항상 있으며 신뢰할 수 있다고 간주하고, 유휴상태 조건하에서 위치확인 동작을 실행한다. 불행하게도 실제로 이는 정확하지 않아서, 유휴상태 조건하에서 수행된 위치확인 동작은 단지 현실적으로 나타나는 결과들을 주로 산출한다.

몇몇 경우에, 예를 들어, 서비스되는 영역에 있는 이동 단말기들은, 성능 및 품질 면에서 상호 다른 특징들을 가지므로, 위치확인 동작에 필요한 파라미터들은 단말기의 특징에 따라 다르지만, 이러한 시스템의 내재적인 경직성(rigidity)으로 인해, 균일한 방식으로 처리되는 식으로 기준국에 이용가능하게 된다.

이 경우, 종래 기술에 따르면, 위치확인 동작은 이동 단말기의 특징이 변함에 따라 다소 정확한 결과를 산출하나, 사용자나 조작자가 더 크거나 보다 작은 정확도를 정하는 것이 불가능하다.

다른 경우에, 기준국은 예를 들어, 전송된 전력, 안테나 형태, 장치 형태 및 할당된 주파수와 같은 무선 기지국의 특징에 대하여 완전히 업데이트되지 않은 기준 정보를 가지므로, 업데이트되지도 인증되지도 않은 기준 정보를 기초로 수행된 위치확인 동작은 사용되는 도구의 경직성으로 인해, 완전히 틀리고 신뢰할 수 없는 결과를 초래한다. 이 경우 역시, 공지된 위치확인 도구들이 사용된 기준 정보의 특징을 검사하도록 할 수 없으므로, 사용자 또는 조작자가 얻은 결과들의 품질을 결정할 수 없다.

본 발명의 목적은, 유휴상태 조건하에서 동작할 수 있으면서, 융통성 있고 위치확인되는 이동 단말기의 특징 및 위치확인 동작이 수행될 때 이용가능한 파라미터의 신뢰도 모두에 자동적으로 적용되는 이동 단말기의 위치를 확인하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 각 경우, 이동 단말기의 특징 및 기준 정보 모두에 따를 때, 이용가능한 파라미터의 신뢰도를 적용하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 특허청구의 범위에서와 같이 이동가능한 단말기의 위치를 확인하기 위한 시스템 및 해당하는 방법에 의하여 달성된다.

특히, 본 발명의 목적은 이동 단말기의 위치확인 동작이 수행될 때 위치확인 동작은 이용가능한 파라미터의 형태에 따라 상호 다양화되는 수단으로 실행될 수 있는 본 발명에 따른 시스템 및 해당하는 방법에 의하여 달성된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 시스템 및 대응하는 방법은, 각 경우에, 사용되는 위치확인 수단 및 파라미터에 따라, 위치확인 지수 이외에 또한 위치확인 동작의 신뢰도 또는 정확도와 관련한 파라미터를 제공할 수 있다.

본 발명의 이러한 및 다른 특징들은, 첨부도면을 참조로 순전히 비제한적인 예로써만 제공되는, 아래의 바람직한 실시예에 대한 설명을 통해 용이하게 알게된다:

도 1은 본 발명에 따른 위치확인 시스템의 구조도이다;

도 2는 도 1의 이동 단말기 시스템의 일반적인 블록도이다;

도 3은 도1의 이동 단말기 시스템에 대한 동작도이다;

도 4는 본 발명에 따른 시스템 및 방법에 대한 동작도이다;

도 5a는 도 1의 시스템에 의하여 달성가능한 위치확인 영역 또는 탐색영역의 형태를 도시한 것이다; 그리고

도 5b는 도 1의 시스템에 의하여 달성가능한 위치파악 영역 또는 탐색영역의 부가적인 형태를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 이동 단말기(시스템)(10)의 위치 확인을 위한 시스템은 복수의 이동 단말기(단말기)(12), 예를 들어, 정해진 영역에 불규칙하게 분포된 휴대폰, 복수의 무선 기지국(BTS국)(16)을 갖는 이동전화 또는 휴대폰용 네트워크(네트워크)(14), 예를 들면, GSM(Global System for Mobile Communication) 네트워크, 및 기준국(reference station) 또는 기준 센터 또는 휴대폰 위치확인센터(MLC)(15)를 포함한다.

공지된 형태의 각 단말기(12)(도 1 및 도 2)는 무선 주파수 회로(RF 회로)(22), 상기 RF회로(22)에 연결되고 제어회로 자체에 저장된 프로그램을 기초로 단말기(12)의 활동을 제어할 수 있는 제어회로(25), 및 상기 제어회로(25)에 공지된 방식으로 연결된 SIM카드(SIM)(27)를 구비한다. 공지된 형태의 SIM(27)은, 예를 들어, 유휴상태 조건하에서 자체적으로 단말기(12) 위치를 파악하게 하도록, 이하에서 더 상세하게 설명되어지는 바와 같이, 전화통화량을 처리하고 서빙하기 위한 적절한 프로그램들을 포함한다.

공지된 바와 같이, 제어회로(25)는, 특히, 정해진 주파수 채널번호(채널)내에 있는 전자기장(RF 측정)의 값을, 주기적으로 그리고 RF 회로(22)에 의하여 측정할 수 있고, 특정한 구조특징에 따라, 단말기(12)가 각각의 식별코드, 예를 들어, 서빙 기지국(serving station) 또는 서빙 셀(cell)의 CGI 코드 및/또는 ARFCN(Absolute Radio Fequency Channel Numbers) 및 BSIC(Base Station Identity Code) 코드를 디코드할 수 있는 동일한 채널번호에 해당하는, RF 측정의 최대 횟수를, 예를 들어, GSM의 경우에 7까지 상기 채널들 중에서 선택할 수 있다.

본 발명에 따른 SIM(27)은, 전화 조작자 또는 MLC 센터(15)의 관리자에 의하여 제공되고 사용자 단말기에 의하여 또는 인증된 조작자에 의하여 작동될 수 있는 적절한 프로그램 모듈로, RF 측정에 대한 사전 정의된 횟수를 실행하도록 제어회로(25)에 명령을 내리고 측정들 및/또는 얻어진 파라미터들을 SIM(27)에 자체적로 전송할 수 있으며, 측정 및/또는 파라미터를, 예를 들어 SMS(단문 메세지) 형태로, MLC 센터(15)에 전송할 수 있다. 예를 들어, 바람직한 실시예에 따르면, SIM(27)은 단말기(12)가 후술한 기능을 실행하도록 명령할 수 있는 프로그램 모듈을 포함한다.

제 1 단계의 위치확인 기능의 작동(210)(도 1, 도 2 및 도 3)에서, 예를 들어, 제어회로(25)로부터 수신된 작동 명령이 주어지면, SIM(27)은 단말기(12)를 위치파악하기 위해 필요한 파라미터들을 생성하고 MLC 센터(15)로 전송하도록 할 수 있는 프로그램 모듈을 활성화시킨다.

곧이어 단말기의 특징을 검사하는 후속단계(초기검사)(220)에서, SIM(27)은, 제어회로(25)의 도움으로, 단말기(12)의 특성을 검사한다.

상기 초기검사(220)의 결과로, 단말기(12)가 서빙 셀에 대한 정보만을 해석하고 처리할 수 있는 특징들 갖는 것으로 밝혀지면(긍정적인 경우), SIM(27)은, 순차적으로, 서빙 셀의 식별코드 얻는 단계(CGI를 얻는 단계)(225) 및 위치확인 요청과 서빙 셀의 CGI 코드만을 포함하는 SMS 메세지를 MLC 센터(15)로 전송하는 단계(CGI 전송)(230)를 작동시킨다.

MLC 센터(15)는, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 이에 따라 수신된 정보 의 형태로 시작하는, 단말기(12)의 위치확인을 진행하게 된다.

초기검사(220)의 결과, 단말기(12)가 네트워크(14)의 수 개의 BTS국(16)에 대한 전자기장 레벨(RF 레벨)을 해석하고 처리할 수 있는 특징들을 갖는 것으로 밝혀지면(부정적인 경우), SIM(27)은 단말기(12)가 서빙 셀과 상기 서빙 셀에 인접한 셀들의 RF 레벨에 대한 해석 및 처리에만 제한되는 특징을 가지는지를 검사하기 위해 단말기의 특징을 부가적으로 검사하는 단계(단말기 레벨 검사)(240)를 진행한다.

만약 단말기 레벨 검사 단계(240)에서, 단말기(12)가 RF 레벨에 대한 해석 및 처리에만 제한되는 특징을 갖는 것으로 판단되면(긍적적인 경우), SIM(27)은 순차적으로, RF 측정과 해당하는 셀 코드를 얻는 단계(RF 측정을 얻는 단계)(245)와 위치확인 요청, 셀 코드 및 RF 측정을 포함하는 SMS 메세지를 MLC 센터(15)로 전송하는 단계(RF 측정을 전송하는 단계)(250)를 작동시킨다.

MLC 센터(15)는, 하기에 상세히 설명되는 바와 같이, 이에 따라 수신된 정보의 형태로 시작하는, 단말기(12)의 위치확인을 진행하게 된다.

단말기 레벨 검사 단계의 결과(240)로, 단말기(12)가 RF 레벨 외에도 다른 파라미터, 특히 현재 실시예에 따르면 TA(Time Advance) 파라미터를 처리할 수 있는 특징들을 갖는 것으로 밝혀지면(부정적인 경우), SIM(27)은 순차적으로

RF 측정 및 해당하는 셀 코드를 얻는 단계(265);

위치확인 요청, 셀 코드 및 RF 측정을 포함하는 제 1 SMS 메세지를 MLC 센터(15)로 전송하는 단계(RF 측정을 전송하는 단계)(270);

단말기(12)와 서빙 기지국 BTS(16) 사이의 알려진 정보교환에 잇따른 파라미터 TA를 얻는 단계(285); 및

상기 파라미터 TA를 포함하는 제 2 SMS 메세지를 MLC 센터(15)로 전송하는 단계(파라미터 TA를 전송하는 단계)(290)를 작동시킨다.

이러한 순차적인 단계들에 잇따라, MLC 센터(15)는, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 이에 따라 SMS 메세지로 수신된 정보의 형태로부터 시작하는 단말기(12)의 위치확인을 진행하게 된다.

따라서, 예를 들어 SIM(27)에 저장되고 이에 의하여 실행되는 모듈들을 기초로, 본 발명에 따른 다양화된 정보 컨텐츠를 가지고, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 이동 단말기(12)를 위치파악하도록 할 수 있는 정보 및 파라미터들을 MLC 센터(15)로 전송할 수 있다.

공지된 형태의 네트워크(14), 예를 들어 GSM 네트워크는, BTS국(16)에 의하여, 통화상태(busy state) 조건과 유휴상태(idel state) 조건하의 제어정보를 교환할 수 있으며, 예를 들어 MLC 센터(15)로, 위치확인 조작에 필요한 측정 및/또는 파라미터를 포함하는 SMS 메세지를 전송할 수 있다.

일반적으로, 네트워크(14)는 기본 구역 요소 또는 픽셀에 있는 단말기(12)와 MLC 센터(15)와 같은 서비스 센터 사이의 메세지와 통신의 교환을 허용할 수 있다.

MLC 센터(15)는, 바람직한 실시예에서, 공지된 형태의 전자 컴퓨터(컴퓨터)(55), 예를 들어, 512 Mbytes의 내부 RAM 메모리를 갖는 듀얼 CPU와 Windows®NT 운영 시스템을 갖는 펜티엄®Ⅲ와, 상기 컴퓨터(55)에 연결되고, 예를 들어, 제 1 영역(52a)에 기준 데이터베이스 저장할 수 있고 제 2 영역(52b)에 단말기(12)의 위치를 확인하는데 사용되는 프로세싱(processing) 모듈 또는 프로그램 모듈을 저장할 수 있는 공지된 디스크의 서브시스템(subsystem)(디스크)(52)을 구비한다.

MLC 센터(15)는, 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 제 2 영역(52b)에 저장된 프로세싱 모듈에 의하여, 단말기(12)로부터 수신된 SMS 메세지 및 제 1 영역(52a)에 저장된 기준 데이터베이스를 기초로, 단말기(12)의 위치를 확인할 수 있고 이에 따라 얻은 위치 정보를 예를 들어, 네트워크(14)를 통하여 인증된 서비스 센터 및/또는 단말기(12) 자체에 전송할 수 있다.

디스크(52)의 제 1 영역(52a)에 저장된 기준 데이터베이스(데이터베이스)는, 예를 들어, 센터 MC(15)가 위치확인 동작을 수행하도록 인증받은 구역을 커버하는 셀의 수와 동일한 수의 한 세트의 정보 열(raw)(레코드)을 포함한다; 데이터베이스의 각 레코드(record)는, 예를 들어, 다음의 필드들을 포함한다:

·CGI 필드는 셀 식별자 코드(cell identifier code)를 포함하고, 상기 코드는, 해당 기술분야의 숙련자에게는 용이하게 명백해지는 바와 같이, 각 셀이 관련 CGI에 의하여 쌍방으로 명확하게(bi-univocally) 식별되므로 데이터베이스를 접속하기 위한 주요 키(key)이다.

·셀 위치 또는 지역 필드는 셀이 연관되는 BTS국(16)의 지리적 좌표, 예를 들어 위도 및 경도를 포함한다;

·안테나 특성필드는

- 안테나 방향;

- 안테나가 위치되는 지면의 해수면 위의 고도;

- 지면에 대한 안테나의 고도;

- 안테나에 의하여 방사되는 출력;

- 방사기기의 손실;

- 당업자에게는 쉽게 알 수 있는 바와 같은, 복사 도표의 특정형태와 관련되는 안테나 형태 또는 해당 식별자 코드;

- 셀의 센트로이드(centroid)(본 실시예에 따른 이러한 필드는 선택적이다)와 같은 안테나 및 이에 따른 방사기기(radiation apparatus)에 대한 정보를 포함한다:

·2차 셀 식별자 필드는, 쌍방의 명확한 형태로 셀을 식별하지 못하지만, 해당기술분야의 숙련자에게는 용이하게 명백해지는 바와 같이, 동일한 2차 식별자를 갖는 복수의 셀 중에서 위치확인되는 단말기(12)를 서빙하는 셀에 인접한 셀들을 반드시 식별하게 하는 상기 셀과 관련된 2차 키를 포함한다; 특히, 본 실시예에 따른, 상기 필드는

- 잘 알려진 바와 같이, 상기 셀의 제어 정보를 전송하는, BCCH 채널의 주파수에 해당하는 번호를 나타내는 ARFCN 코드(또는 BCCHN0 방송제어 채널번호라고 함); 및

- 상기 ARFCN 코드와 관련되고 영역에 있으나 대개는 인접해 있지 않는 제한된 셀의 수를 식별하게 하는 BSIC 코드(또는 셀 컬러 코드라고 함)를 포함한다.

디스크(52)의 영역(52b)에 저장된 프로세싱 모듈은 정해진 위치확인 엔진의 갯수, 예를 들어, 본 명세서에 설명된 실시예에 따르면, 3개의 위치확인 엔진들을 포함하며, 상기 엔진들은 각각 단말기(12)로부터 나오는 여러 형태의 정보를 처리할 수 있고 단말기(12) 자체의 위치 및 위치확인 정확도를 정할 수 있다.

완전한 설명을 위해, 위치확인 정확도는 본 명세서에서 도출된 위치확인 오차의 0.67퍼센트를 말하며 이러한 정확도는, 예를 들어, 각각의 위치확인 엔진에 의하여 도출된 위치확인 결과들이 실험적으로 주어지면, 얻어진다.

달리 말하면, 본 발명에 따른 위치확인 정확도는 경우의 67%로 유효한 위치확인 오차가 획득된 정확도의 값보다 더 작다고 하면 각각의 위치확인 엔진에 의하여 각 경우에 결정된다.

프로세싱 모듈은 또한, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 기준 데이터베이스에 수신되거나 저장되는 정보의 형태 및 품질이 변함에 따라 위치확인 엔진들을 선택적으로 활성화시키는 것에 의하여 MLC 센터(15)의 위치확인 기능을 조정할 수 있는 제어모듈 또는 조정모듈을 포함한다.

제 1 위치확인 엔진(CGI 엔진)은, 예를 들어, 다만 서빙 셀의 CGI 코드에 대한 정보를 포함하는 위치확인 요청이 주어지면 이동 단말기(12)의 위치 및 해당하는 위치확인 정확도를 확인할 수 있다.

상기 CGI 엔진은, 특히, 기준 데이터베이스에 저장된 "셀 센트로이드(cell centroid)" 정보를 사용하고, 예를 들어, "셀 센트로이드"에 해당하는 픽셀을 단말기(12)의 위치로 정한다.

무결성을 위해, MLC 센터(15)의 데이터베이스에 저장된 값 이외에 "셀 센트로이드"는 또한 특정 위치확인 요청이 주어지면 동적으로 계산된 값을 갖는다.

종래 기술에 대하여 새로운 형태라고 여겨지는 "셀 센트로이드"의 계산은 서빙 셀에 인접한 셀들의 배열에 대한 분석을 실행하는 단계와, 이 분석이 주어지면, 셀과 셀의 센트로이드의 형태 평가를 얻는 단계에 의하여 수행된다.

특히, 본 실시예에 따르면 "셀 센트로이드"는 데이터베이스에 있는 정보를 기초로,

서빙 셀에 가장 근접하고 동일한 지역을 나타내지 않는 BTS국(16)을 식별하는 단계;

식별된 BTS국 및 서빙 셀 사이의 거리 "d"를 결정하는 단계; 및

서빙 셀의 안테나 지향방향을 가지고 "d/2"의 동일한 거리를 갖는 픽셀에 "셀 센트로이드"의 위치를 정하는 단계를 따르는 방식으로 계산된다.

단말기(12)의 위치 평가로서 "셀 센트로이드"를 제공하는 것 이외에, CGI 엔진은, 본 발명의 또 다른 특징에 따라, 수행된 위치확인 동작의 정확도에 대한 값을 제공한다.

특히, CGI 엔진에 의하여 제공된 정확도는 형태의 표현에 따라 거리 "d"의 선형 함수로서 계산된다:

e_CGI = K₁*d + K₂

상기 식에서,

e_CGI는 CGI 엔진으로 계산되는 정확도를나타낸다;

K₁은 실험적으로 필드 측정을 기초로 하여 얻은, 1 보다 작은, 수치 계수를 나타낸다;

K₂는 실험적으로 필드 측정을 기초로 하여 얻은 항들을 나타낸다.

예를 들어, 상술한 위치확인 방법을 사용하여, K₁는 1/4 값을 취하고 K₂는 0 값을 취함이 확인되었다.

제 2 위치확인 엔진(RF 엔진)은, 예를 들어, 단말기(12)에 의하여 이루어진 RF 측정에 대한 정보만을 포함하는 위치확인 요청의 결과로서 이동 단말기(12)의 위치 및 해당하는 정확도를 확인할 수 있다.

종래 기술에 대하여 새로운 형태라고 여겨지는, RF 엔진에 의한 이동 단말기(12)의 위치 확인은 아래의 방식으로 실행된다:

·서빙 셀에 대한 MLC 센터(15)의 데이터베이스에 있는 정보를 기초로, 이 경우, 원형 섹터(64)(도 1, 도 5)로 구성되는 단말기(12)의 가능한 위치 영역 또는 탐색 영역을 한정하는 단계;

상기 원형섹터에서

- 참조부호(P)는 서빙 BTS국의 위치를 나타내고(서빙 BTS국),

- 화살표는 서빙 BTS의 안테나의 지향방향을 나타내며,

- 각도 참조부호 α1 및 α2는 동일하고, 실험적으로 결정된 값, 예를 들어, 방향성 안테나의 경우에는 45도이고 무지향성 안테나의 경우에는 180도를 갖는다;

- 원형 섹터의 반경 "d_RF"는

서빙 셀의 동일한 지역에 있지 않는 인접한 셀들에 대한 데이터베이스에 있 는 정보를 기초로, (MLC 센터(15)가 RF 측정을 수신하는) 상술한 BTS국들의 서빙 BTS로부터의 거리 "d_i"를 결정하는 단계;

이에 따라 결정된 거리들 "d_i" 사이의 최소값을 반경 "d_RF"에 할당하는 단계; 만일, "d_RF"가 기설정된 최대값을 초과하는 값, 예를 들어 30km를 가지는 것으로 밝혀지면, 반경은 기설정된 값과 동일한 것으로 간주되는 식으로 계산된다:

·이에 따라 정해진 검색 영역의 각 픽셀 "Q"에 대한 벡터 E_i(Q)를 아래의 식으로 계산 단계;

E_i(Q) = PRM_i - PR_i(Q)

상기 식에서,

i는 0 에서 n까지 범위의 지수이고, 지수 0은 서빙 셀을 말하며, 1에서 n까지의 지수들은 서빙 셀에 인접한 셀들을 말하고, MLC 센터(15)는 RF 측정을 수신하고 사용한다;

PRM_i은, MLC 센터(15)에 사용되고 셀 i에 대한 단말기(12)의 측정 레코드에 있는, GSM 네트워크의 경우에는 RXLEV라고 하는, RF 측정값이다; 그리고

PR_i(Q)는 단말기(12)가 공지된 전파 모델, 예를 들어, 글자대로, RASPUTIN이라고 하는 모델에 따라 계산된 픽셀 Q에서의 지수 i를 갖는 BTS국(16)으로부터 수신되는 출력값이다;

·정해진 탐색 영역의 각 픽셀(Q)에 대하여 계산된, 아래의 f(Q) 함수의 최 소값에 해당하는 위치를 단말기(12)에 할당하는 단계;

f(Q) = σ(Q) - r(Q)

상기 식에서,

σ(Q)는 벡터 Ei(Q)를 기초로 계산된 표준편차이다; 그리고

r(Q)는 σ(Q) 및 r(Q) 자체가 정해진 탐색영역의 픽셀(Q)에서 동일한 평균 및 동일한 편차를 가지도록 하는 정규화된 출력 PR_i(Q)의 평균값이다.

실험적으로 정해지는, 상기 함수 f(Q)는, 예를 들어, 유휴상태 조건하에서, 단말기(12) 자체에 의하여 전송되는 측정들 및 파라미터들과, 기준 데이터베이스에 저장된 정보에 따라 예측가능한 필드 측정들을 통하여 단말기(12)의 위치를 확인하기 위한 가능한 방법들 중 하나를 나타낸다.

위치확인 정확도 e_RF는

RF 측정이 수신되고 사용되는 BTS 국의 수에 따라, 기하학적 도면, 예를 들어, 상기 BTS국을 포함해서, 측면이 "X"인 정사각형을 결정하는 단계; 및

측면 "X"의 다항식 함수로서 RF 정확도를 계산하는 단계의 방식으로 RF 엔진에 의하여 계산된다.

예를 들어, 정확도 e_RF는, 해당기술분야의 숙련자에게는 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 단말기의 위치, 즉 미지의 변수가 알려져 있는 다수의 위치확인 측정을 수반하여 계수가 실험적으로 결정되는 측면 "X" 값의 제 5차 다항식 함수로 결정될 수 있다.

제 3 위치확인 엔진(엔진 TA)은, 예를 들어, RF 측정 및 파라미터 TA에 대한 정보를 포함하는 위치확인 요청에 따라 이동 단말기(12)의 위치와 해당하는 정확도 e_TA를 확인할 수 있다.

이동 단말기(12)의 위치를 확인하기 위해, 엔진(TA)은

·MLC 센터(15)의 데이터베이스에 있는 정보를 기초로 하고 서빙 셀과 관련되는 단말기(12)의 가능한 위치확인 영역 또는 각 관상부(angular corona)(66)에 대한 단말기(12)의 탐색 영역(도 1 및 도 5b)의 범위를 정하는 단계:

상기 각 관상부에서,

- 참조부호 P는 서빙 BTS국의 위치를 나타낸다(서빙 BTS);

- 화살표는 서빙 BTS의 안테나의 지향방향을 나타낸다;

- 관상부의 개방 각도는, 실험적으로 정해진 값, 예를 들어, 방향성 안테나의 경우에는 90도이고 무지향성 안테나의 경우에는 360도를 갖는다;

- d₁ 및 d₂는 아래의 표1에 나타낸 바와 같이 단말기(12)에 의하여 MLC 센터(15)로 전송된 TA 관련한 파라미터 "k"의 값을 기초로 정해진다;

TA(k)	d1(미터)	d2(미터)
0	101	601
1	201	901
2	401	1401
k>2	542*k-429	542*k+571

·RF 엔진에 대하여 상술한 방식과 동일한 방식이지만, 이 경우, 이에 따라 결정된 관상부(66)를 탐색영역으로 사용하여, 단말기(12)의 위치를 계산하고 할당 하는 단계로 처리된다.

위치확인 정확도 e_TA는 이동 단말기(12)에 의하여 MLC 센터(15)로 전송되는 파라미터(TA)의 선형 함수에 의하여 엔진(TA)으로 계산된다. 이러한 단순화는 직관적으로 이해될 수 있는데, 이는 파라미터(TA)가 더 클수록, 더욱더 탐색영역이 확장되고, 결과적으로, 위치확인 엔진(TA)이 생성할 수 있는 오차도 더 커지기 때문이다.

특히, 엔진 TA의 정확도 e_TA는 다음 종류의 표현에 따라 파라미터 TA의 선형함수로서 계산된다:

e_TA = C1*TA + C2

상기 식에서,

TA는 단말기(12)에 의하여 전송되는 0에서 k까지의 수치이며, C1 및 C2는 실험적으로 결정되는 2개의 상수이다.

예를 들어, 상술한 위치확인 방법을 사용하여, 상수 C1 및 C2의 값들은 약 200미터임이 검증되었다.

본 발명에 따른 위치확인 시스템의 동작은 아래의 도 4를 참조로 설명된다.

제 1 단계(위치확인 동작을 작동하는 단계)(510)에서, 예를 들어, 단말기(12) 중 하나로부터 전송되고 위치확인 요청을 포함하는 하나 이상의 SMS 메세지가 주어지면(도 1, 도 4), 컴퓨터(55)는 실제적으로 단말기(12)를 위치파악하기 위한 절차를 시작하기 위해, 예를 들어, 디스크(52)에 저장된 좌표모듈을 작동 시킨다.

연이은 검사단계(CGI 코드의 존재를 검사하는 단계)(520)에서, MLC 센터(15)의 컴퓨터(55)는, 예를 들어, 좌표모듈에 의하여, 전송된 정보들 중에 이동 단말기(12)를 서빙하는 셀의 식별자 CGI 코드가 있는 지를 검사한다.

상기 CGI 코드가 없다면(부정적인 경우), 컴퓨터(55)는 오류 메세지(525)를 단말기(12)에 전송하거나 위치확인을 요청한 센터로 전송하는 단계를 작동시켜, 위치확인 동작실행의 불능을 나타낸다.

CGI 코드가 있다면(긍정적인 경우), 단계는 수신된 정보를 더 검사하는 단계(CGI만 있는지를 검사하는 단계)(530)를 작동한다.

전송된 정보는 CGI 코드만을 포함한다면(긍정적인 경우), 컴퓨터(55)는 상술한 바와 같이 CGI 엔진의 위치와 정확도(535)를 계산하는 단계 및, 계산 완료시에, 위치와 정확도 정보(590)를, 예를 들어, 단말기(12)나 요청한 센터로 전송하는 단계를 작동시킨다.

CGI만 있는 지를 검사하는 단계(530)에서 서빙 셀에 인접한 셀들에 대한 정보가 또한 있음이 나타나면(음의 경우), 컴퓨터(55)는 전송된 정보(540)의 신뢰도를 검사하는 단계를 진행한다.

이 단계(540)에서, 본 발명의 부가적인 특징요소를 고려하면, 컴퓨터(55)는 전송된 정보(셀 정보)의 수와 컨텐츠, 특히 코드 ARFCN 및 BSIC를 검사하고, 이들을 디스크(52)에 포함된 데이터베이스에 있는 정보와 비교하여 서빙 셀에 인접한 셀들의 CGI 코드를 식별한다.

상기 검사 또는 검증하는 단계(540) 동안, 컴퓨터(55)는 일부 셀 정보가 일치하지 않는 것을 확인하면, 예를 들어, 서빙 셀에 인접한 셀들과 일치하지 않으면, 컴퓨터는 신뢰할 수 없는 것으로서 불일치하는 셀 정보를 신뢰할 수 없는 것으로서 폐기하고 신뢰할 수 있는 것으로 고려되는 셀 정보만을 보유한다.

검사단계(540)는, 해당 기술분야의 숙련자에게는 쉽게 알 수 있는 바와 같이, 전송된 셀 정보의 컨텐츠와 데이터베이스에 있는 정보의 컨텐츠 모두를 검사하게 한다.

신뢰할 수 있는 것으로 고려되는 셀 데이터 항의 수(J)와 전송되는 셀 데이터 항의 수(I) 사이의 비가 주어지면, 컴퓨터는 번갈아 다음 단계를 실행한다.

J/I 비가, 예를 들어, 기설정된 한계치보다 낮으면, 예를 들어 한계치의 50%이면, 컴퓨터(55)는 정보를 신뢰할 수 없는 것으로 간주하고, 셀 정보가 도착하지 않은 것처럼 CGI 엔진을 사용하고 동작하여, 차례로 위치 및 정확도 계산 단계(535)와 위치 및 정확도 정보(590)를 전송하는 단계를 작동시킨다.

J/I 비가, 예를 들어, 기설정된 한계치와 같거나 높다면, 컴퓨터(55)는 정보를 신뢰할 수 있는 것으로 간주하고, 부가적인 검사단계(TA의 존재에 대한 검사)(550)를 작동시킨다.

TA(550)의 존재 검사는 교번하는 식으로, 상술한 바와 같이, 각각 RF 엔진이나 TA 엔진을 선택하도록 이루어 진다.

특히, 파라미터(TA)가 전송되지 않았다면(부정적인 경우), 컴퓨터(55)는, 상술한 바와 같이, RF의 위치 및 정확도(555)를 계산하는 단계를 작동시키고, 계산완 료시에, 위치 및 정확도 정보(590)를, 예를 들어, 단말기(12) 또는 요청한 센터로 전송하는 단계를 작동시킨다.

파라미터(TA)가 전송되었다면(긍정적인 경우), 컴퓨터(55)는, 상술한 바와 같이, TA 엔진의 위치 및 정확도(565)를 계산하는 단계를 작동시키고, 계산완료시에, 위치 및 정확도 정보(590)를 전송하는 단계를 작동시킨다.

따라서, 상술한 단계들 세트에 의하여 그리고 제안된 구조를 기초로, 본 발명에 따른 시스템(10)은 단말기(12) 자체의 특징, 수신된 정보의 품질 및 기준 데이터베이스에 있는 정보의 품질에 따라 이동 단말기를 위치파악하도록 할 수 있다.

본 발명은 SMS 메세지를 사용하여 단말기(12)에 의하여 MLC 센터(15)로 전송된 기준 측정으로서 취해지는 것을 설명하였다. 물론, 설명된 시스템 및 방법의 특징들은 정보를 전송하기 위한 다른 모드의 경우에 또는 상기 정보가 네트워크에 의하여, 또한 통화상태 조건하에, 직접 전송되는 경우에는 변하지 않는다.

본 발명은 기준으로서 3개의 위치확인 엔진 및 단말기에 의하여 제공되는 많은 형태의 정보들을 취하는 것을 설명하였다. 물론, 엔진의 수 및 정보의 형태는 또 다른 식으로, 또는 아마도, 보충하는 식으로 상호 다양화된 정보 및 위치확인 엔진을 사용하는 본 발명의 태양을 변경함이 없이도 설명된 것들과는 다를 수 있다.

상기 설명에 대한 명확한 변형 또는 변경들이, 하기의 특허청구범위에서 설정된 바와 같이 본 발명의 기술사상에서 벗어남이 없이, 크기, 형태, 재료, 부품, 회로소자, 연결 및 접촉에서 뿐만 아니라 회로 및 본 명세서에서 예시한 구성 및 동작 방법의 세부내용에서 가능하다.

Claims

소정의 영역에서 이동 단말기들(12)의 위치를 확인하기 위하여,

상기 이동 단말기들(12)의 위치 및 위치 관련 파라미터들의 관리와 관련된 상기 이동 단말기들의 특징들에 따른 콘텐츠를 갖는 정보를 전송하기 위한 수단; 및

상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인하기 위하여 상기 이동 단말기들을 서빙할 수 있는 네트워크 장치에 관한 기준 데이터에 근거하여 상기 전송된 정보를 처리할 수 있는 기준 센터(15)를 포함하며,

상기 기준 센터(15)는

상기 전송된 정보를 선택적으로 인증하기 위한 인증 수단과,

상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인하기 위하여, 상기 인증된 정보에 근거하여 상기 인증 수단에 의하여 선택적으로 활성화되는 위치확인 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 기준 센터(15)는 상기 이동 단말기들(12)의 확인된 위치들에 대한 정확도 값을 결정하기 위한 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 이동 단말기들(12)이 상기 정보를 전송하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 이동 단말기들(12)은 서로 다른 타입의 이동 단말기들을 포함하고,

상기 정보는 상기 서로 다른 타입의 이동 단말기들에 따른 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인 시스템.
소정의 영역에서 이동 단말기들(12)의 위치를 확인하는 방법에 있어서,

이동 단말기들(12)의 위치 및 위치 관련 파라미터들의 관리와 관련된 상기 이동 단말기들의 특성들에 따른 콘텐츠를 갖는 정보를 전송하는 단계; 및

상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인하기 위하여, 상기 이동 단말기들(12)을 서빙할 수 있는 네트워크 장치에 관한 기준 데이터를 기초로 기준 센터(15)에 의하여 상기 전송된 정보를 처리하는 단계를 포함하며,

상기 기준 센터(15)에 의하여 상기 전송된 정보를 처리하는 단계는,

상기 전송된 정보를 선택적으로 인증하는 단계;

상기 인증된 정보에 근거하여 위치확인 수단들의 그룹 중에서 상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인하기 위한 위치확인 수단을 선택적으로 활성화시키는 단계; 및

상기 활성화된 위치확인 수단에 근거하여 상기 이동 단말기들(12)의 위치들을 확인하는 단계를 포함하는 이동 단말기의 위치확인 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 활성화된 위치확인 수단에 근거하여 상기 이동 단말기들(12)의 확인된 위치들의 정확도 값을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 정보를 전송하는 단계는

위치 관련 파라미터들의 관리와 관련된 상기 이동 단말기(12)의 특징들을 선택적으로 확인하는 단계; 및

상기 특징들에 따른 정보 컨텐츠를 갖는 정보를 전송하는 단계를 포함하는 이동 단말기의 위치확인 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 시스템용 이동 단말기에 있어서,

위치 관련 파라미터들의 관리와 관련된 상기 이동 단말기(12)의 특성들을 조사하는 조사 수단;

상기 조사된 특성들에 근거하여 위치 측정을 수행하는, 상기 조사 수단에 의해 활성화되도록 구성된 위치 측정 수단; 및

상기 위치 측정과 관련된 정보를 선택적으로 전송할 수 있는 전송 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템용 이동 단말기.
이동 단말기들(12)의 위치 및 위치 관련 파라미터들의 관리와 관련된 상기 이동 단말기들의 특성들에 따르는 콘텐츠를 갖는 정보를 수신하기 위한 수신 수단; 및

소정의 영역에서 상기 이동 단말기들(12)을 서빙할 수 있는 네트워크 장치에 대한 기준 데이터 및 상기 수신된 정보에 근거하여 상기 이동 단말기들(12)의 위치를 결정하기 위한 위치결정 수단을 구비하며,

상기 위치결정 수단은

상기 수신된 정보를 선택적으로 인증하기 위한 인증 수단; 및

상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인하기 위하여, 상기 인증된 정보에 근거하여 상기 인증 수단에 의해 선택적으로 활성화된 위치확인 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인용 기준 센터.
제 9 항에 있어서,

상기 위치확인 수단은 이동 단말기(12)를 서빙할 수 있는 BTS국(16)을 식별할 수 있는 식별코드를 포함하는 인증된 정보에 근거하여 상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인할 수 있는 적어도 하나의 위치확인 엔진을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인용 기준 센터.
제 10 항에 있어서,

상기 위치확인 엔진은 소정의 셀 센트로이드를 상기 식별코드에 결합시키는 것에 의하여 상기 위치를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인을 위한 기준 센터.
제 9 항에 있어서,

상기 위치확인 수단은 RF 측정을 포함하는 인증된 정보에 근거하여 상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인할 수 있는 적어도 하나의 위치확인 엔진을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인용 기준 센터.
제 12 항에 있어서,

상기 위치확인 엔진은 상기 RF 측정 및 상기 기준 데이터에 근거하여 결정된 크기를 갖는 부채꼴에서 상기 위치를 확인할 수 있는 이동 단말기의 위치확인용 기준 센터.
제 9 항에 있어서,

상기 위치확인 수단은 RF 측정 및 이동 단말기를 서빙할 수 있는 BTS국(16)으로부터 이동 단말기의 거리를 나타내는 파라미터(TA)를 포함하는 인증된 정보에 근거하여 상기 이동 단말기들(12)의 위치를 확인할 수 있는 적어도 하나의 위치확인 엔진을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인을 위한 기준 센터.
제 14 항에 있어서,

상기 위치확인 엔진은 상기 RF 측정, 상기 파라미터 및 상기 기준 데이터에 근거하여 결정된 크기를 갖는 각을 이루는 관상부(corona)에서 상기 이동 단말기들의 위치를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인용 기준 센터.
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 위치결정 수단은 상기 이동 단말기들(12)의 식별된 위치와 관련된 정확도 값을 결정하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기의 위치확인용 기준 센터.
디지털 컴퓨터의 내부 메모리에 직접적으로 로드될 수 있고, 컴퓨터 상에서 실행될 때 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행할 수 있는 소프트웨어 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능한 저장매체.