KR101087658B1 - ＭＳ-Ｂａｓｅｄ ＧＰＳ 방식에 있어서 보간법을 이용한위치 정보 산출 방법 및 시스템 - Google Patents

ＭＳ-Ｂａｓｅｄ ＧＰＳ 방식에 있어서 보간법을 이용한위치 정보 산출 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 정보 산출 방법 및 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 GPS 인공위성으로부터 GPS 전파를 수신하여 MS-Based GPS 방식으로 이동통신 단말기의 위치 정보를 추정하여 산출하는 시스템으로서, GPS 인공위성으로부터 수신한 GPS 전파에서 GPS 정보를 추출하며 GPS 정보를 이용하여 위치 정보를 산출하는 중 일정 시간 동안 위치 정보의 업데이트가 이루어지지 못하는 경우 보간법을 이용하여 위치 정보를 예측하는 이동통신 단말기; 이동통신 단말기로부터 GPS 정보 및 단말 정보를 무선으로 수신하는 무선 기지국과 이동통신 교환국을 포함하는 이동통신망; 및 이동통신망으로부터 이동통신 단말기의 GPS 정보를 수신하여 이동통신망의 보조 데이터를 생성하고 이동통신망을 통해 이동통신 단말기로 제공하는 위치 결정 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면 MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기가 이동하는 경우 측정한 위치 정보를 시간 별로 저장하고 일정 시간 동안 위치 정보가 업데이트되지 않는 경우 시간별로 저장된 위치 정보에 보간법(Interpolation)을 적용하여 이동통신 단말기의 다음 이동할 예상 위치 정보를 산출함으로써 일반적인 GPS 장치처럼 일정한 주기 간격으로 사용자에게 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
MS-Based GPS, 위치 정보, 보간법, 이동통신 단말기

Description

ＭＳ-Ｂａｓｅｄ ＧＰＳ 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 정보 산출 방법 및 시스템{Method and System for Generationg Position Information by Using Interpolation for Use in MS-Based GPS}
도 1은 MS-Based GPS 방식을 이용한 이동통신 단말기에서 커버리지 반경이 50m인 경우 위치 측정 시간별 최대 검침가능 속도를 표 형식으로 나타낸 도면,
도 2는 초당 100m 로 진행하고 있는 MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기의 측정 시간 간격별 커버리지 범위를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 시스템을 간략하게 나타낸 블럭도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일반적인 MS-Based GPS 방식에서의 위치 측정값과 보간법 알고리즘이 적용된 MS-Based GPS 방식에서의 위치 측정값을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
310 : GPS 인공위성 330 : 이동통신 단말기
340 : 이동통신망 341 : 무선 기지국
343 : 기지국 전송기 345 : 기지국 제어기
347 : 이동통신 교환국 360 : 위치 결정 서버
본 발명은 MS-Based GPS(MS-Based GPS : Mobile Station Based Global Positioning System, 이하 'MS-Based GPS'라 칭함) 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다. MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기가 이동하는 경우 측정한 위치 정보를 시간별로 저장하고 일정 시간 동안 위치 정보가 업데이트되지 않는 경우 시간별로 저장된 위치 정보에 보간법(Interpolation)을 이용하여 이동통신 단말기의 다음 이동할 예상 위치 정보를 산출하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근 공간을 초월하여 인터넷 등의 통신 서비스를 제공하기 위하여 수많은 기업들이 무선 인터넷이라는 새로운 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 무선 인터넷은 이용자가 이동하는 중 무선망(Wireless Network)을 통해 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 환경과 기술을 말한다. 휴대폰 관련 기술의 발달과 휴대폰 보급률의 비약적인 증가는 이러한 무선 인터넷 환경의 발전을 더욱 촉진시켰다.
한편, 휴대폰이나 피디에이(PDA) 등과 같은 이동통신 단말기를 이용한 다양한 무선 인터넷 서비스들 중 특히, 위치 기반 서비스(LBS : Location Based Service)는 넓은 활용성 및 편리함으로 인하여 크게 각광받고 있다. 위치 기반 무선 인터넷 서비스는 구조 요청, 범죄 신고에의 대응, 인접 지역 정보 제공의 지리 정보 시스템(GIS : Geographic Information System), 위치에 따른 이동통신 요금의 차등화, 교통 정보, 차량 항법 및 물류 관제, 위치 기반 CRM(Customer Relationship Management) 등 다양한 분야 및 상황에 이용될 수 있다.
이러한, 위치 기반 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위해서는 무선 통신 단말기의 위치를 파악하는 것이 필수적이다. 현재, 무선 통신을 이용하여 위치를 파악하는 방법으로는 GPS(Global Positioning System)를 이용하는 방법이 대표적이다.
GPS는 고도 약 20,000 킬로미터 상공에서 지구 궤도를 도는 24개의 GPS 인공위성에 의해 전세계 어느 곳이든 위치를 파악할 수 있는 시스템이다. GPS는 1.5 GHz 대역의 전파를 이용하고, 지상에는 컨트롤 스테이션(Control Station)이라는 조정 센터가 있어 GPS 인공위성에서 전송된 정보를 수집하고 동기화시키는 일을 하며, 이용자는 GPS 수신기를 통해 현재의 위치를 파악한다. GPS 시스템을 이용하여 위치를 파악하는 방법으로서 일반적으로 삼각측량법이 이용된다. 삼각측량을 위해서는 3개의 위성이 필요하며, 여기에 시간 오차를 위한 관측용 위성 한 개를 포함하여 총 4개의 GPS 인공위성이 필요하다.
현재 이동통신 단말기에 이용되는 GPS 방식은 크게 두 가지로 MS-Assisted GPS 방식과 MS-Based GPS 방식이 있다. 여기서 MS-Assisted GPS 방식은 이동통신 단말기의 GPS 정보를 이동통신망을 통해 제공받은 위치연산서버가 위치를 측정하는 방식이고, MS-Based GPS 방식은 이동통신 단말기가 초기 위치 측정할 때 위치연산 서버로부터 위치 측정에 필요한 위치 정보를 수신하고 수신된 위치 정보를 이용하여 수 시간 동안 이동통신 단말기가 자체적으로 자신의 위치를 GPS 인공위성에서 수신되는 GPS 정보를 이용하여 위치를 측정하는 방식이다.
일반적으로 차량항법 시스템이나 차량용 속도감지 카메라 알림 장치 등의 용도로 이용되는 GPS 수신기의 경우 1초에 한 번씩 차량의 위치를 측정하여 제공하고 있지만, 현재 MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기의 경우 한 개의 모뎀으로 GPS 위치 측정 및 CDMA 호 처리를 동시에 처리해야 하기 때문에 GPS 인공위성신호 수신 환경이 우수한 경우 1.5초에 한 번씩 위치 측정이 가능하고 수신 환경이 좋은 않은 경우 5초에 한 번씩 위치 측정이 가능하게 된다.
도 1은 MS-Based GPS 방식을 이용한 이동통신 단말기에서 커버리지 반경이 50 m인 경우 위치 측정 시간별 최대 검침가능 속도를 표 형식으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 이동통신 단말기가 1초에 한 번씩 위치 측정을 하면서 초당 100 m 이하로 이동하는 경우 일반적인 GPS 장치와 마찬가지로 커버리지 범위 100 m를 충족하기 때문에 모든 범위에 걸쳐 위치를 측정할 수 있다. 마찬가지로 이동통신 단말기가 2초에 한 번씩 위치 측정을 하면서 초당 50 m 이하로, 3초에 한 번씩 위치 측정하면서 초당 33.3 m 이하로 및 4초에 한 번씩 위치 측정을 초당 25 m 이하로 이동하면서 위치를 측정하는 경우 커버리지 범위를 충족할 수 있다.
즉, 위치 측정 시간 간격이 1초일 때 초당 이동거리 100 m, 2초일 때 초당 이동거리 50 m, 3초일 때 초당 이동거리 33.3 m 및 4초일 때 초당 이동거리 25 m를 초과하는 속도로 이동하게 되면 모든 커버리지 범위를 충족하지 못하게 된다.
도 2는 초당 100 m로 진행하고 있는 MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기의 측정 시간 간격별 커버리지 범위를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 이동통신 단말기가 1초 간격으로 위치 측정을 하는 경우 모든 구간에서 위치 측정 가능한 커버리지를 만족하면서 서비스를 제공하는 것이 가능하게 된다. 하지만, 2초 이상의 간격으로 위치 측정을 하는 경우 위치 측정 가능한 커버리지를 만족하지 못한 상태로 서비스를 제공하기 때문에 측정 시간 간격사이에 위치 측정을 할 수 없는 위치 측정 불가능 범위가 생기는 문제점이 발생한다.
따라서, 현재의 MS-Based GPS 방식을 이용한 이동통신 단말기는 GPS 인공위성으로부터 GPS 전파를 수신하는 환경에 따라 위치 측정 시간이 가변적이기 때문에 일반적인 GPS 장치처럼 일정한 주기로 정확한 위치 정보를 제공하기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 이동통신 단말기가 측정 시간 간격별 최대 검침가능 속도를 초과하여 진행하는 경우 이동통신 단말기의 모든 위치 측정 가능한 커버리지를 만족하는 양질의 서비스를 제공할 수 없는 문제점이 발생한다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기가 이동하는 경우 측정한 위치 정보를 시간별로 저장하고 일정 시간 동안 위치 정보가 업데이트되지 않는 경우 시간별로 저장된 위치 정보에 보간법 (Interpolation)을 적용하여 이동통신 단말기의 다음 이동할 예상 위치 정보를 산출하여 사용자에게 양질의 네비게이션 서비스를 제공하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.
따라서, 본 발명의 제 1 목적에 의하면, GPS 인공위성으로부터 GPS 전파를 수신하여 MS-Based GPS 방식으로 이동통신 단말기의 위치 정보를 추정하여 산출하는 시스템으로서, GPS 인공위성으로부터 수신한 GPS 전파에서 GPS 정보를 추출하며 GPS 정보를 이용하여 위치 정보를 산출하는 중 일정 시간 동안 위치 정보의 업데이트가 이루어지지 못하는 경우 보간법을 이용하여 위치 정보를 예측하는 이동통신 단말기; 이동통신 단말기로부터 GPS 정보 및 단말 정보를 무선으로 수신하는 무선 기지국과 이동통신 교환국을 포함하는 이동통신망; 및 이동통신망으로부터 이동통신 단말기의 GPS 정보를 수신하여 이동통신망의 보조 데이터를 생성하고 이동통신망을 통해 이동통신 단말기로 제공하는 위치 결정 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명의 제 2 목적에 의하면, GPS 인공위성, 이동통신 단말기, 이동통신망 및 위치 결정 서버를 포함하는 네비게이션 시스템에서 MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기의 위치를 추적하는 중 일정 시간 동안 위치 정보의 업데이트가 이루어지지 못하는 경우 보간법 알고리즘을 이용하여 이동통신 단말기의 위치 정보를 예측하는 방법으로서, (a) GPS 인공위성으로부터 항법 데이터가 포함된 GPS 정보를 수신하여 위치 정보를 산출하고 저장하는 단계; (b) 위치 정보가 계속 업데이트되고 있는지 판단하는 단계; 및 (c) 단계 (b)에서 위치 정보가 정해진 시간 동안 업데이트되지 않는다고 판단하는 경우 보간법 알고리즘을 적용하여 위치를 측정하여 추정 위치 좌표를 포함하는 추정 위치 정보를 산출하고 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 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 가지도록하고 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.
본 실시예에서는 이동 통신망 또는 무선 통신망을 CDMA 방식의 이동 통신망으로 설명하고 있으나 이에 한정하는 것은 아니며, 유럽의 GSM 이동 통신망, TDMA 이동 통신망, IMT-2000 이동 통신망, W-CDMA 이동 통신망, 초고속(HPi) 이동 통신망 등 단말기 사이의 무선 데이터를 중개하는 어떠한 이동 통신망도 모두 포함하는 넓은 개념이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 MS-Based GPS 방식을 이용한 이동통신 단말기는 도로 상을 주행하는 차량처럼 수 초 내에 진행 방향이나 주행 속도가 크게 변하지 않는 상황에서 사용되고 그 이동궤적이 직선에 가깝다고 가정하는 것이 바람직하 다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 시스템을 간략하게 나타낸 블럭도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MS-Based GPS(Mobile Station Based Global Positioning System, 이하 'MS-Based GPS'라 칭함)에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 시스템은 GPS 인공위성(310), 이동통신 단말기(330), 이동통신망(340) 및 위치 결정 서버(360)를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GPS 인공위성(310)은 GPS에서 이동통신 단말기(330)의 위치를 파악하는 데 사용되는 위성이다. GPS에서 GPS 인공위성(310)은 위치 산출을 위해 필요한 항법 데이터인 GPS 정보를 반송파(Carrier Wave)를 통하여 이동통신 단말기(330)로 연속적으로 전송하는 24개의 위성으로 구성되는데, 이들 중 21개의 위성이 항법에 사용되며 3개의 위성은 예비용으로 배치된다.
이러한 GPS 인공위성(310)의 배치는 이동통신 단말기(330)의 3차원 위치 및 이동통신 단말기(330)에 내장된 시계의 오차를 산출하기 위해 지구 전역에서 최소한 4개 이상의 위성이 항상 보이도록 설계된 것이다. 각각의 GPS 인공위성(310)에서 전파 형태로 송신되는 데이터는 각 GPS 인공위성의 번호에 따라 고유하게 설계된 PRN 코드(Pseudo Random Noise)를 포함한다. 즉, 코드 다중 분할 방식(Code Division Multiple Access : CDMA)으로 항법 데이터인 GPS 정보가 GPS 인공위성(310)에서 송신한 GPS 전파를 통해 이동통신 단말기(330)로 전송되므로 이동통신 단말기(330)에서는 전파 형태로 각 GPS 인공위성에서 전송한 항법 데이터인 GPS 정 보를 명확하게 수신할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 단말기(330)는 MS-Based GPS 방식을 이용하여 이동통신 단말기의 위치를 측정하는 단말기이다. 또한, 이동통신 단말기(330)는 GPS 인공위성(310)으로부터 수신한 항법 데이터가 포함된 GPS 정보와 단말 정보(MS Information)를 이동통신망(340)을 통해 위치 결정 서버(360)로 전송한다. 위치 결정 서버(360)는 수신한 GPS 정보 및 단말 정보를 이용하여 이동통신 단말기(330)의 위치 결정을 위한 보조 데이터를 생성하여 이동통신망(340)을 통해 이동통신 단말기(330)로 전송한다. 이동통신 단말기(330)는 수신한 보조 데이터를 이용하여 하나 이상의 GPS 인공위성(310)으로부터 GPS 전파를 수신하고, 수신한 GPS 전파에 포함된 항법 데이터인 GPS 정보를 추출하여 자신의 위치를 측정한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기(330)는 이동통신 단말기(330)가 자체적으로 측정한 자신의 위치 정보를 시간 별로 저장한다. 또한, 이동통신 단말기(330)는 만약 GPS 인공위성(310)과 통신 상황의 악화로 자신의 위치를 측정할 수 없어 위치 정보 데이터가 임의로 설정된 시간 안에 업데이트되지 않는 경우 보간법(Interpolation) 알고리즘을 이용하여 다음 번에 측정할 위치 정보를 생성한다.
여기서, 보간법 알고리즘은 이미 당업자에게 공지된 사항이나 이해를 돕기 위해 본 발명의 실시예에서 사용되는 보간법 알고리즘이 적용된 경우를 간단히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일반적인 MS-Based GPS 방식에서 의 위치 측정값과 보간법 알고리즘이 적용된 MS-Based GPS에서의 예상 위치 측정값을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 4A는 일반적인 GPS 장치에서의 위치 측정값을 나타내는 것으로 일반적인 GPS 장치를 이용한 경우 1초에 한 번씩 일정한 시간 간격으로 측정하게 된다.
4B는 이동통신 단말기(330)가 통신 상황의 악화로 5초 간격으로 위치를 측정하는 경우 보간법 알고리즘이 적용된 MS-Based GPS에서의 예상 위치 측정값을 나타내는 것으로 보간법을 적용한 보간법 알고리즘에 의해서 위치 측정 구간 별 수 개의 추가적인 예상 위치 측정값을 알아 낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 MS-Based GPS 방식을 이용한 이동통신 단말기(330)의 위치 측정 간격을
Figure 112011026903691-pat00001
라고 하고
Figure 112011026903691-pat00002
에서의 위치를
Figure 112011026903691-pat00031
,
Figure 112011026903691-pat00004
에서의 위치를
Figure 112011026903691-pat00032
라 할 때
Figure 112011026903691-pat00006
, 1초에 한 번씩 이동통신 단말기(330)는 위치 측정값을 얻기 위해서
Figure 112011026903691-pat00009
개의 추가적인 예상위치 측정값이 필요하며 보간법을 적용한 위치 측정값
Figure 112011026903691-pat00010
는 수학식 1과 같게 된다.
Figure 112011026903691-pat00033
따라서, 수학식 1을 이용하면 1초 간격으로 이통통신 단말기(330)의 위치 정보를 산출할 수 있고, 앞서 언급한 바와 같이 이동통신 단말기(330)가 수 초 내에 진행 방향이나 주행속도가 크게 변하지 않는다는 가정 하에 현재까지의 산출되어 저장된 위치 정보를 토대로 위치 좌표를 예측할 수 있기 때문에 이동통신 단말기(330)의 진행할 예상 위치 좌표 및 예상 진행 방향을 포함하는 예상 위치 정보를 산출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기(330)는 GPS 인공위성(310)에서 수신한 GPS 전파에서 항법 데이터를 추출하여 자체적으로 경위도 좌표를 결정하며, 보조 데이터를 갱신해야 하거나 지도를 다운로드해야 하는 상황이 아닌 경우에는 경위도 좌표를 위치 결정 서버(360)로 전송하지 않는다. 따라서, MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기(330)의 위치를 이동통신 단말기(330)가 자체적으로 측정하므로 이동통신망(340)의 이용이 적어져 시간 지연이나 부하가 적게 발생하기 때문에 개인 항법 시스템에 적합하다. 여기서, 개인 항법 시스템은 소정의 항법 단말기를 소지한 개인에게 각종 LBS(LBS : Location Based Service) 서비스를 제공하기 위한 시스템으로, 개인의 위치를 지도상에 표시해 줄 수 있고, 현재 위치를 기준점으로 한 일정 범위의 지도를 표시하고, 목적지까지의 최단 거리 경로를 안내하기 위한 시스템이다. 따라서, MS-Based GPS 방식에서 자신의 위치를 결정한 이동통신 단말기(330)는 위치 정보를 이동통신망(340)으로 전송하고, 이동통신망(340)에 설치된 소정의 맵 서버(미도시) 등으로부터 현재 위치를 기준점으로 한 일정 범위의 지도를 다운로드하여 디스플레이한 다. 또한, 이동통신 단말기(330)는 다운로드한 일정 범위의 지도에서 벗어나기 전까지는 이동통신망(340)에 접속하지 않고, 자체적으로 수행하는 위치 측정 결과를 다운로드한 지도에 표시한다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기(330)는 일반적인 MS-Based GPS 방식을 이용한 이동통신 단말기(330)와 달리 이동통신망(340)을 통해 맵 서버에서 지도를 다운로드하는 것에 한정하지 않고 지도 정보가 저장된 메모리 카드 같은 저장매체를 이동통신 단말기(330)에 결합하여 지도를 제공받을 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 단말기(330)는 PDA(Personal Digital Assistant), 셀룰러폰, PCS(Personal Communication Service)폰, 핸들 헬드 PC(Hand-Held PC), GSM(Global System for Mobile)폰, W-CDMA(Wideband CDMA)폰, CDMA-2000폰, MBS(Mobile Broadband System)폰, 노트북 컴퓨터 등을 포함한다. 여기서, MBS폰은 현재 논의되고 있는 제 4세대 시스템에서 사용될 핸드폰을 말한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 MS-Based GPS 방법은 동기식 이동통신 시스템 및 비동기식 이동통신 시스템뿐만 아니라, 제 4세대 ALL-IP 시스템 등에 모두 적용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신망(340)은 이동통신 단말기(330)로부터 수신한 GPS 정보 및 단말 정보를 위치 결정 서버(360)로 전송하고 위치 결정 서버(360)가 측정한 이동통신 단말기(330)의 위치 결정을 위한 보조 데이터를 생성하여 이동통신 단말기(330)로서, 전송하는 통신망으로서 무선 기지국(341) 및 이동통신 교환국(347)을 포함한다.
무선 기지국(BS : Base Station)(341)은 기지국 전송기(343)와 기지국 제어기(345)를 포함하여 구성된다. 기지국 전송기(343)는 이동통신 단말기(330)로부터 전송되는 GPS 정보 및 단말 정보를 수신하여 기지국 제어기(345)로 전송한다. 기지국 제어기(345)는 기지국 전송기(343)를 제어하며, 이동통신 단말기(330)에 대한 무선 채널 할당 및 해제, 이동통신 단말기(330) 및 기지국 전송기(343)의 송신 출력 제어, 셀간 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 및 하드 핸드오프(Hard Handoff) 결정, 트랜스코딩(Transcoding) 및 보코딩(Vocoding), 무선 접속망에 대한 운용 및 유지 보수 기능 등을 수행한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 전송기(343) 및 기지국 제어기(345)는 동기식 이동통신 시스템과 비동기식 이동통신 시스템을 모두 지원할 수 있는 구성을 갖는다. 여기서, CDMA 2000 1X, CDMA 2000 1x EV-DO(Evolution-Data Only) 등과 같은 동기식 이동통신 시스템의 경우에는 기지국 전송기(343)는 BTS(Base Transceiver Station), 기지국 제어기(345)는 BSC(Base Station Controller)이다. 또한, WCDMA(Widedband CDMA)와 같은 비동기식 이동통신 시스템인 경우 기지국 전송기(343)는 RTS(Radio Transceiver Subsystem), 기지국 제어기(345)는 RNC(Radio Network Controller)이다. 물론, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 전송기(343) 및 기지국 제어기(345)는 이에 한정되는 것은 아니고, CDMA망이 아닌 GSM망 및 향후 구현될 제 4세대 이동통신 시스템의 접속망을 포함할 수 있다.
이동통신 교환국(MSC : Mobile Switching Center)(347)은 무선 기지국(341)들이 효율적으로 운용될 수 있도록 하는 통제 기능과 공중 교환 전화망(PSTN : Public Switched Telephone Network)에 설치된 전자식 교환기와의 연동 기능을 갖는다. 이동통신 교환국(347)은 이동통신 단말기(330)로부터 전송되는 GPS 정보 및 단말 정보를 기지국 제어기(345)를 통해 수신하여 위치 결정 서버(360)로 전송한다. 이동통신 교환국(347)은 기본 및 부가 서비스 처리, 가입자의 착신 호 발신 호 처리, 위치 등록 절차 및 핸드오프 절차 처리, 타망과의 연동 기능 등을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 교환국(347)은 IS(Interim Standard)-95 A/B/C 시스템과 3세대 및 4세대 이동통신망을 모두 지원할 수 있다.
위치 결정 서버(PDE : Positioning Determination Entity)(360)는 이동통신 단말기(330)의 위치 정보에 대한 전반적인 관제 및 관리 기능을 수행한다. 또한, 이동통신 단말기(330)의 위치를 산출하여 이동통신망(340)을 통해 이동통신 단말기(330)의 계산을 위한 보조 데이터를 송신한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 위치 측정 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 이동통신 단말기(330)가 사용자의 요구에 따라 위치 정보 제공 서비스를 제공하기 위해 MS-Based GPS 방식을 이용하여 이동통신 단말기(330)의 위치 측정을 시작한다(S510). 이때, 이동통신 단말기(330)는 GPS 인공위성(310)으로부터 수신한 GPS 정보와 이동통신 단말기(330)의 단말 정보를 이동통신망(340)을 통해 위치 결정 서버(360)로 전송하고, 위치 결정 서버(360)가 GPS 정보를 이용하여 이동통신 단말기(330)의 위치 결정을 위해 생성한 보조 데이터를 수신하여 위치 정보 산출을 시작한다. 여기서, 사용자는 위치 측위의 정확성을 위해 차량을 이용하여 고속으로 이동하고 있으며 진행 방향 및 진행속도를 순간적으로 바꾸지 않는 것이 바람직하다. 이어서, 이동통신 단말기(330)는 자체적으로 측정 시간별로 위치 정보를 산출하여 저장하고(S520), 설정된 시간 내에 위치 정보가 계속 산출되어 업데이트되고 있는지 확인한다(S540).
단계 S540에서 위치 정보의 업데이트가 이루어지지 않는다고 판단된 경우 이동통신 단말기(330)는 자체적으로 내장된 보간법 알고리즘을 이용하여 앞으로 이동할 이동통신 단말기(330)의 진행 방향 및 진행좌표 등과 같은 예측 위치 정보를 산출하고(S550), 예측 위치 정보를 이동통신 단말기(330)의 표시부(미도시)에 나타내거나 스피커를 통해 사용자에게 알려준다(S560). 이때, 이동통신 단말기(330)는 LCD와 같은 별도의 표시장치와 연결하여 예측 위치 측정값인 예측 위치 정보를 표시할 수 있다.
또한, 단계 S540에서 위치 정보의 업데이트가 이루어지고 않다고 판단된 경우 이동통신 단말기(330)는 계속적으로 업데이트되고 있는 위치 정보를 표시함으로써 사용자에게 알려준다.
이어서, 이동통신 단말기(330)는 사용자가 MS-Based GPS 방식을 이용하여 계속 위치 정보 제공 서비스를 이용할지 여부를 확인하고(S570) 사용자가 위치 정보 제공 서비스를 종료한다고 판단한 경우 위의 과정을 종료한다.
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. 따 라서, 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, MS-Based GPS 방식을 이용하는 이동통신 단말기가 이동하는 경우 측정한 위치 정보를 시간 별로 저장하고 일정 시간 동안 위치 정보가 업데이트되지 않는 경우 시간별로 저장된 위치 정보에 보간법(Interpolation)을 적용하여 이동통신 단말기의 다음 이동할 예상 위치 정보를 산출함으로써 일반적인 GPS 장치처럼 일정한 주기 간격으로 사용자에게 이동통신 단말기의 위치 정보를 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이동통신 단말기가 측정 시간 간격별 최대 검침가능 속도를 초과하며 진행하더라도 이동통신 단말기의 모든 위치 측위 가능한 커버리지를 만족함으로써 사용자에게 양질의 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. GPS 인공위성으로부터 GPS 전파를 수신하여 MS-Based GPS 방식으로 이동통신 단말기의 위치 정보를 추정하여 산출하는 시스템으로서,
    상기 GPS 인공위성으로부터 수신한 상기 GPS 전파에서 GPS 정보를 추출하며 상기 GPS 정보를 이용하여 위치 정보를 산출하는 중 일정 시간 동안 상기 위치 정보의 업데이트가 이루어지지 못하는 경우 보간법을 이용하여 위치 정보를 예측하는 이동통신 단말기;
    상기 이동통신 단말기로부터 상기 GPS 정보 및 상기 단말 정보를 무선으로 수신하는 무선 기지국과 이동통신 교환국을 포함하는 이동통신망; 및
    상기 이동통신망으로부터 상기 이동통신 단말기의 상기 GPS 정보를 수신하여 상기 이동통신망의 보조 데이터를 생성하고 상기 이동통신망을 통해 상기 이동통신 단말기로 제공하는 위치 결정 서버
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동통신 단말기는
    상기 MS-Based GPS 방식을 이용하여 자체적으로 상기 위치 정보를 산출하여 산출된 시간 별로 저장하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 시스템.
  3. 제 1 항 또는 2 항에 있어서, 상기 이동통신 단말기는
    상기 이동통신 단말기의 위치를 측정할 수 없어 상기 위치 정보가 수 초간 업데이트되지 않는 경우 상기 이동통신 단말기의
    Figure 112011026903691-pat00012
    일 때의 위치를
    Figure 112011026903691-pat00034
    ,
    Figure 112011026903691-pat00014
    일 때의 위치를
    Figure 112011026903691-pat00035
    라 하고 위치 측정 시간 간격을
    Figure 112011026903691-pat00016
    라 할 때 보간법 알고리즘인
    Figure 112011026903691-pat00036
    을 이용하여 상기 이동통신 단말기의 예상 위치 좌표를 포함하는 추정 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 추정 위치 정보는
    상기 예상 위치 좌표를 이용하여 산출한 상기 이동통신 단말기의 예상 진행 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 무선 기지국은
    상기 이동통신 단말기로부터 상기 GPS 정보 및 상기 단말 정보를 수신하는 기지국 전송기 및 상기 기지국 전송기를 제어하는 기지국 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 시스템.
  7. GPS 인공위성, 이동통신 단말기, 이동통신망 및 위치 결정 서버를 포함하는 네비게이션 시스템에서 MS-Based GPS 방식을 이용하는 상기 이동통신 단말기의 위치를 추적하는 중 일정 시간 동안 위치 정보의 업데이트가 이루어지지 못하는 경우 보간법 알고리즘을 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 정보를 예측하는 방법으로서,
    (a) 상기 GPS 인공위성으로부터 항법 데이터가 포함된 GPS 정보를 수신하여 위치 정보를 산출하고 저장하는 단계;
    (b) 상기 위치 정보가 계속 업데이트되고 있는지 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 단계 (b)에서 상기 위치 정보가 정해진 시간 동안 업데이트되지 않는다고 판단하는 경우 상기 보간법 알고리즘을 적용하여 위치를 측정하여 추정 위치 좌표를 포함하는 추정 위치 정보를 산출하고 표시하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 단계 (a)는
    (a1) 상기 GPS 인공위성으로부터 수신한 상기 GPS 정보 및 상기 이동통신 단말기의 단말 정보를 상기 이동통신망을 통해 상기 위치 결정 서버로 전송하는 단계; 및
    (a2) 상기 위치 결정 서버가 상기 GPS 정보를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치 결정을 위해 생성한 보조 데이터를 수신하여 위치 정보를 산출하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 추정 위치 정보는
    예상 위치 좌표를 이용하여 산출한 상기 이동통신 단말기의 예상 진행 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 이동통신 단말기는
    상기 MS-Based GPS 방식을 이용하여 자체적으로 상기 위치 정보를 산출하여 산출된 시간 별로 저장하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 방법.
  11. 제 7 항 또는 10 항에 있어서, 상기 이동통신 단말기는
    상기 이동통신 단말기의 위치를 측정할 수 없어 상기 위치 정보가 수 초간 업데이트되지 않는 경우 상기 이동통신 단말기의
    Figure 112011026903691-pat00019
    일 때의 위치를
    Figure 112011026903691-pat00037
    ,
    Figure 112011026903691-pat00021
    일 때의 위치를
    Figure 112011026903691-pat00038
    라 하고 위치 측정 시간 간격을
    Figure 112011026903691-pat00023
    Figure 112011026903691-pat00024
    라 할 때 보간법 알고리즘인
    Figure 112011026903691-pat00039
    을 이용하여 상기 이동통신 단말기의 예상 위치 좌표를 포함하는 추정 위치 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 MS-Based GPS 방식에 있어서 보간법을 이용한 이동통신 단말기의 위치 정보 산출 방법.
  12. 삭제
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