KR101150648B1 - 무선 네트워크 하이브리드 위치 측정 방법 및 장치 - Google Patents

무선 네트워크 하이브리드 위치 측정 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 위치 결정 및 다른 동작을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에서, 이동국은 위치 결정을 위해(예를 들어, 데이터 통신을 위해, 시간 및/또는 주파수 정보를 얻기 위해, 거리 측정을 위해, 섹터 또는 고도 측정을 위해) (예를 들어, 상이한 무선 인터페이스에 따라 및/또는 상이한 서비스 제공자에 의한 동작되는) 다수의 무선 네트워크로부터의 무선 신호를 사용한다. 본 발명의 일 실시예에서, 이동국은 무선 액세스 포인트에 관한 통계적 데이터(예를 들어, 셀룰러 기지국, 무선 로컬 영역 네트워크 액세스 포인트, 위치 측정 신호의 반복기 또는 다른 무선 통신 송신기와 같은 무선 액세스 포인트로부터 수신된 신호를 갖는 이동국의 위치)를 수집하고, 수집된 통계 데이터로부터 무선 네트워크에 대한 위치 정보(예를 들어, 무선 액세스 포인트의 위치 및 통화 가능 구역)를 유도하는 데 사용된다.

Description

무선 네트워크 하이브리드 위치 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESS NETWORK HYBRID POSITIONING}
본 출원은 2003년 6월 27일자 제출된 미국 예비 특허 출원 제 60/483,094 호를 우선권으로 청구한다.
본 발명은 위치 결정 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 통신 신호를 이용한 하이브리드 위치 결정에 관한 것이다.
무선 셀룰러 네트워크(예를 들어, 셀룰러 전화 네트워크)에서 위치 측정을 위해, 여러 가지 접근 방법은 각각의 여러 기지국과 셀룰러 전화 등의 모바일 기기 사이에 전송되는 타이밍 정보의 사용에 기반한 삼각 측량법(trilateration)을 수행한다. CDMA에서 AFLT(Advanced Forward Link Trilateration) 또는 GSM에서 EOTD(Enhanced Observed Time Difference) 또는 WCDMA에서 OTDOA(Observed Time Difference of Arrival)라 하는 한 방법은 모바일 기기에서 여러 각각의 기지국들로부터 전송된 신호들의 상대적인 도달 시간을 측정한다. 이들 시간은 위치 서버(예를 들어, CDMA의 위치 결정 엔티티(PDE))에 전송되며, 위치 서버는 이들 수신 시간을 이용하여 모바일 기기의 위치를 계산한다. 기지국들에서의 송신 시간은 특정 시간의 경우에 다수의 기지국과 관련된 시각이 지정된 에러 범위 내에 있도록 조정된다. 기지국들의 정확한 위치 및 수신 시간은 모바일 기기의 위치를 결정하는데 사용된다.
도 1은 모바일 셀룰러 전화(111)에서 셀룰러 기지국(101, 103, 105)으로부터의 신호 수신 시간(TR1, TR2, TR3)이 측정되는 AFLT 시스템의 예를 나타낸다. 이 타이밍 데이터는 모바일 기기의 위치를 계산하는데 사용될 수 있다. 이러한 계산은 모바일 기기 자체에서 이루어질 수도 있고, 이와 같이 모바일 기기에 의해 취득된 타이밍 정보가 통신 링크를 통해 위치 서버에 전송된다면 위치 서버에서 이루어질 수도 있다. 통상적으로, 수신 시간은 셀룰러 기지국들 중 하나(예를 들어, 기지국(101 또는 103 또는 105))를 통해 위치 서버(115)로 전달된다. 위치 서버(115)는 모바일 교환국(113)을 통해 기지국으로부터 데이터를 수신하도록 연결된다. 위치 서버는 기지국들의 위치 및/또는 기지국들의 커버리지 영역을 제공하는 기지국 알마낙(almanac)(BSA) 서버를 포함한다. 대안으로, 위치 서버 및 BSA 서버가 서로 분리될 수도 있는데, 위치 서버가 기지국과 통신하여 위치 결정을 위한 기지국 알마낙을 취득한다. 모바일 교환국(113)은 육상 공중 전화 교환망(PSTN)으로의 그리고 육상 PSTN으로부터의 신호들(예를 들어, 음성 통신)을 제공하여 신호들이 모바일 전화로 그리고 모바일 전화에서 다른 전화(예를 들어, PSTN 상의 육상 전화 또는 다른 모바일 전화)로 전달될 수 있다. 어떤 경우에는 위치 서버가 셀룰러 링크에 의해 모바일 교환국과 통신할 수도 있다. 위치 서버는 여러 기지국으로부터의 방사의 상대적 타이밍을 결정하기 위한 노력으로 이들 방사를 모니터링할 수도 있다.
UTOA(Uplink Time of Arrival)라 하는 다른 접근 방법에서는, 모바일 기기로부터의 신호 수신 시간이 여러 기지국에서 측정된다(예를 들어, 기지국(101, 103, 105)에서 이루어진 측정). 도 1은 TR1, TR2, TR3의 화살표가 반대라면 이 경우에 적용된다. 이후 이 타이밍 데이터는 위치 서버에 전달되어 모바일 기기의 위치를 계산할 수 있다.
위치 측정의 세 번째 방법은 모바일 기기에 미국의 전역 위치 측정 위성(GPS) 시스템 또는 러시아의 GLONASS 시스템이나 제안된 유럽의 갈릴레오 시스템과 같은 다른 위성 위치 측정 시스템(SPS), 또는 위성과 의사 위성(pseudolites)의 조합에 대한 회로의 사용을 수반한다. 의사 위성은 지상 기반 송신기이며, 이는 일반적으로 SPS 시간과 동기화되며 L-대역 캐리어 신호로 변조되는 (GPS 신호와 유사한) PN 코드를 방송한다. 각 송신기에는 고유 PN 코드가 할당되어 모바일 기기에 의한 식별을 가능하게 할 수 있다. 의사 위성은 터널, 광산, 빌딩 또는 다른 폐쇄된 지역과 같이 궤도 위성으로부터의 SPS 신호들의 이용이 불가능할 수도 있는 상황에서 유용하다. 여기서 사용되는 "위성"이라는 용어는 의사 위성 또는 의사 위성들의 등가물을 포함하는 것이며, 여기서 사용되는 GPS 신호라는 용어는 의사 위성 또는 의사 위성들의 등가물로부터의 GPS형 신호들을 포함하는 것이다. SPS 수신기를 사용하여 이동국의 위치를 결정하는 방법들은 완전히 독립적일 수도 있고(SPS 수신기는 어떠한 도움도 없이 이동국의 위치를 결정함), 무선 네트워크를 이용하여 보조 데이터를 제공하거나 위치 계산을 나눌 수도 있다. 이러한 방법들의 예는 미국 특허 6,208,290호; 5,841,396호; 5,874,914호; 5,945,944호; 5,812,087호에 개시되어 있다. 예컨대, 미국 특허 5,945,944호는 특히 셀룰러 전화 송신 신호들로부터 정확한 시간 정보를 얻는 방법을 개시하며, 정확한 시간 정보는 SPS 신호들과 관련하여 수신기의 위치를 결정하는데 사용되고; 미국 특허 5,874,914호는 특히 통신 링크를 통해 모바일 기기상의 수신기에 위성에서의 도플러 주파수 시프트를 전송하여 모바일 기기의 위치를 결정하는 방법을 개시하고; 미국 특허 5,874,914호는 특히 통신 링크를 통해 수신기에 위성 알마낙 데이터(또는 에페메리스 데이터)를 전송하여 수신기의 위치 결정에 도움을 주는 방법을 개시하며; 미국 특허 5,874,914호는 또한 특히 셀룰러 전화 시스템의 정밀한 캐리어 주파수 신호를 고정하여 SPS 신호 취득을 위한 수신기에 기준 신호를 제공하는 방법을 개시하고; 미국 특허 6,208,290호는 특히 SPS 신호 처리 시간을 줄이기 위해 수신기의 근사 위치를 이용하여 근사 도플러를 결정하는 방법을 개시하며; 미국 특허 5,812,087호는 특히 수신기의 위치를 결정하기 위해 수신된 위성 데이터의 서로 다른 레코드들을 비교하여 레코드들 중 하나가 수신기에 수신된 시간을 결정하는 방법을 개시한다. 실제 저가의 구현에 있어서, 모바일 셀룰러 통신 수신기와 SPS 수신기 모두 동일한 케이스에 통합되고, 사실 공통 전기 회로를 공유할 수 있다.
상기 방법들의 또 다른 변형으로, 기지국으로부터 모바일 기기로 전송되었다가 되돌아오는 신호들에 대한 왕복 지연(RTD: round trip delay)이 발견된다. 비슷하지만 대안적인 방법으로, 모바일 기기에서 기지국으로 전송되었다가 되돌아오는 신호들에 대한 왕복 지연이 발견된다. 이러한 왕복 지연의 각각은 둘로 나뉘어 단방향 전파 지연의 추정치를 결정한다. 단방향 지연에 더하여, 기지국 위치의 인식은 모바일 기기의 위치를 지구상 원으로 제한한다. 이러한 별개의 기지국으로부터의 두 측정치는 두 원의 교점이 되고, 이는 지구상의 두 지점으로 위치를 제한한다. 제 3 측정치(도달 각도나 셀 섹터 식별)는 불명료함을 해소한다.
SPS 시스템과 AFLT 또는 U-TDOA와의 조합은 "하이브리드" 시스템이라 할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 5,999,124호는 특히 셀 기반 트랜시버의 위치가 적어도 ⅰ) 셀 기반 트랜시버와 통신 시스템 사이의 셀 기반 통신 신호들의 메시지 이동 시간을 나타내는 시간 측정치; 및 ⅱ) SPS 신호의 이동 시간을 나타내는 시간 측정치의 조합으로부터 결정되는 하이브리드 시스템을 기술한다.
모바일 기기의 위치를 결정하는 여러 방법에 고도 보조(aiding)가 사용되었다. 고도 보조는 통상적으로 고도의 의사 측정치에 기반한다. 모바일 기기 위치의 고도 인식은 모바일 기기의 가능한 위치를 중심이 지구 중심에 위치하는 구(또는 타원) 표면으로 제한한다. 이러한 인식은 모바일 기기의 위치를 결정하는데 필요한 개별 측정치들의 수를 감소시키는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 6,061,018호는 특히 추정 고도가 셀 객체의 정보로부터 결정되는 방법을 개시하며, 셀 객체 정보는 모바일 기기와 통신하는 셀 사이트 송신기를 갖는 셀 사이트일 수도 있다.
하이브리드 위치 결정 및/또는 통신 신호에 의한 다른 유형의 동작들을 위한 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일부 실시예들이 이 섹션에 요약된다.
본 발명의 한 양상에 있어서, 이동국은 위치 결정을 위해(예를 들어, 데이터 통신을 위해, 시간 및/또는 주파수 정보를 얻기 위해, 측정 위치 측정을 위해, 섹션 또는 고도 추정을 위해) (예를 들어, 다른 무선 인터페이스나 핵심 기술을 갖고/갖거나 다른 서비스 제공자에 의해 운용되는) 다수의 다른 무선 네트워크로부터의 무선 신호들을 이용한다. 본 발명의 특정한 다른 양상에 있어서, 무선 액세스 포인트(예를 들어, 셀룰러 기지국, 무선 로컬 영역 네트워크 액세스 포인트, 개인 통신 송신기, 위치 측정 신호들을 위한 리피터나 비컨, 또는 다른 무선 통신 송신기 등의 무선 액세스 포인트로부터 신호들을 수신한 이동국들의 위치)에 관한 통계 데이터를 얻고 수집된 통계 데이터로부터 무선 네트워크에 대한 위치 정보(예를 들어, 무선 송신기의 위치 및/또는 커버리지 영역, SID/NID/BASE-ID, MSC-ID, IP 주소, MAC 주소, 논리명 등의 무선 송신기 식별 정보)를 유도하는데 이동국이 사용된다. 본 출원에서 무선 송신기는 일반적으로 송신기들인 궤도 위성들과 반대로 지상 기반 송신기이다.
본 발명의 한 양상에서, 이동국을 작동시키는 예시적인 방법은: 이동국에 액세스 가능한 제 1 무선 네트워크의 액세스 포인트인 제 1 무선 송신기의 식별 정보를 이동국에서 결정하는 단계; 및 이동국의 위치 결정시 제 2 무선 네트워크의 제 2 무선 송신기를 통해 이동국에서 원격 서버로 식별 정보를 전달하는 단계를 포함한다. 이 예시적인 방법에서, 제 1 무선 네트워크는 제 2 무선 네트워크와 다르다. 제 1 및 제 2 무선 액세스 포인트는 다른 통신 프로토콜, 및/또는 무선 인터페이스 및/또는 구조를 이용한다. 예를 들어, 제 1 무선 액세스 포인트는 a) UWB(ultra-wide bandwidth); 또는 b) 여러 IEEE 802 표준(예를 들어, 802.11, 802.15, 802.16, 802.20)에 의해 지원되는 Wi-Fi(Wireless Fidelity) 중 하나와 같은 액세스 기술을 이용하여 제 1 무선 네트워크의 근거리 네트워크(LAN)에 액세스하기 위한 것이고; 제 2 무선 액세스 포인트는 a) TDMA(시분할 다중 접속); b) GSM(이동 통신용 글로벌 시스템); c) CDMA(코드 분할 다중 접속); d) W-CDMA(광대역 코드 분할 다중 접속); e) TD-SCDMA(시분할 동기화 코드 분할 다중 접속); f) cdma2000 1X EV-DO(에볼루션 데이터 전용) 또는 cdma2000 1X EV-DV(에볼루션 데이터 및 음성); 및 g) ANSI-41, GSM-MAP, IS-136, iDEN(Integrated Digital Enhanced Network), GERAN, UTRAN, CDMA DS-MAP, CDMA MC-41, CDMA DS-41, CDMA MC-MAP 등의 다른 네트워크 중 하나를 이용하는 시스템과 같은 광역 네트워크(WAN)의 무선 전화 시스템을 위한 셀룰러 기지국이다. 제 1 서비스 제공자가 제 1 무선 네트워크를 운용할 수 있고, 제 2 서비스 제공자가 제 2 무선 네트워크를 운용할 수 있다. 제 1 무선 액세스 포인트는 양방향 통신을 지원할 수 있다. 이 방법의 일례에서, 이동국은 이동국과 제 1 무선 액세스 포인트간 거리를 지시하는 위치 측정 정보를 결정하고; 이동국은 제 2 무선 액세스 포인트를 통해 위치 측정 정보를 서버에 전달하여 이동국의 위치를 결정한다. 위치 측정 정보는 예를 들어 제 1 무선 액세스 포인트로부터 전송되어 이동국에 수신되는 신호들에 대한 신호 레벨 표시를 포함할 수 있다. SPS(위성 위치 측정 시스템) 위성까지의 의사 거리 측정치가 이동국의 SPS 수신기에서 결정되고 제 2 무선 액세스 포인트를 통해 이동국에서 서버로 전달되어 이동국의 위치를 결정할 수 있다. 일례로, 서버로부터의 제 1 무선 액세스 포인트의 위치는 제 1 무선 액세스 포인트의 식별 정보가 서버에 전달된 후 수신된다.
본 발명의 다른 양상에서, 이동국을 작동시키는 방법은: 양방향 통신을 지원하는 제 1 무선 네트워크의 제 1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 제 1 신호들을 이동국에서 수신하는 단계; 제 1 신호들을 이용하여 거리 측정치(예를 들어, 이동국과 제 1 무선 액세스 포인트간 거리를 지시하는 거리 측정치)를 결정하는 단계; 이동국과 제 1 무선 네트워크와 다른 제 2 무선 네트워크의 제 2 무선 액세스 포인트 사이에 제 2 신호들을 통신하는 단계; 이동국과 서버 사이에 통신하여 제 2 무선 네트워크의 제 2 무선 액세스 포인트를 통해 이동국의 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 이 양상에 따른 일례에서, 이동국의 국부 발진기가 제 1 신호들을 이용하여 조정될 수 있다(예를 들어, 국부 발진기는 제 1 무선 네트워크의 제 1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 제 1 신호들의 캐리어 주파수 신호로 고정된다). 또한, 제 1 신호들로부터 정확한 시간 정보(예를 들어, 타이밍 마커 또는 시스템 시간)가 얻어질 수 있다. 제 2 무선 액세스 포인트는 무선 로컬 영역 네트워크에 대한 표준에 따라 이동국과 통신할 수도 있고, 무선 광역 네트워크에 대한 표준에 따라 이동국과 통신할 수도 있다. 일례에서, 제 1 무선 액세스 포인트는 무선 셀룰러 전화 통신 시스템의 기지국(예를 들어, 셀룰러 전화 "타워")이다.
본 발명은 방법들 및 이들 방법을 수행하는 장치들을 포함하며, 상기 장치들은 상기 방법들을 수행하는 데이터 처리 시스템, 및 데이터 처리 시스템에서 실행될 때 시스템이 상기 방법들을 수행하게 하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 또한, 본원에 개시된 발명은 이동국, 기지국 또는 위치 서버를 포함하는 노드나 네트워크 또는 무선 네트워크의 다른 노드 등 시스템 내의 서로 다른 노드 상에 구현될 수 있다.
본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면 및 다음 상세한 설명으로부터 명백할 것이다.
본 발명은 예로서 도시되며, 동일 부호가 비슷한 엘리먼트들을 지시하는 첨부 도면으로 제한하지 않는다.
도 1은 모바일 셀룰러 기기의 위치를 결정하는 종래 기술의 셀룰러 네트워크의 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 사용되는 서버의 예를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동국의 블록도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 위치 결정 시스템의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 위치 결정 시스템의 다른 예를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 포인트의 위치를 결정하는 한 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 포인트의 위치 정보를 결정하는 다른 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 무선 네트워크를 이용한 하이브리드 위치 결정 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버와 통신하기 위해 2개의 무선 네트워크를 이용하는 하이브리드 위치 결정 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 포인트에 관한 위치 정보를 생성하는 방법을 나타낸다.
도 11은 통신용 무선 네트워크 및 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 결정 파라미터들의 측정을 위한 다른 무선 네트워크를 이용하는 하이브리드 위치 결정 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 다른 예시적인 실시예를 나타내는 흐름도이다.
다음 설명 및 도면들은 본 발명의 예시이며 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명을 전반적인 이해를 제공하기 위해 많은 구체적인 사항이 설명된다. 그러나 어떤 경우에는 본 발명의 설명을 불명료하게 하지 않도록 공지되었거나 종래의 사항은 설명하지 않는다. 본 개시에 있어서 어떤 또는 하나의 실시예에 대한 참조는 반드시 동일 실시예에 필수적인 것은 아니며, 이러한 참조들은 적어도 하나를 의미한다.
최근의 무선 통신 기술 개발은 일부 지역에서 상당한 오버랩 커버리지를 가지는 여러 다른 무선 네트워크의 배치를 초래했다. 본 출원에서 무선 네트워크는 한 서비스 제공자(예를 들어, Verizon Wireless 또는 Sprint)에 의해 운용되는 동일한 무선 인터페이스를 갖는 무선 액세스 포인트들(예를 들어, 기지국)의 집합을 말하며, 따라서 모바일 유닛은 네트워크의 커버리지 영역에서 무선 네트워크의 무선 액세스 포인트들의 커버리지 영역의 결합이 상기 네트워크의 커버리지 영역일 때 무선 액세스 포인트들의 세트 중 하나를 통해 네트워크에 액세스할 수 있으며, 무선 네트워크의 무선 액세스 포인트들의 커버리지 영역들의 전체(union)는 상기 네트워크의 커버리지 영역이다. 또한, 데이터 통신은 양방향 통신 시스템에서의 데이터 송신을 말하지만, 어떤 실시예들에서 데이터 통신은 단방향 통신일 수도 있고, 수신기가 필요로 하는지 여부에 관계없이 방송되는 신호들에 포함된 정보 추출을 포함할 수도 있다. 무선 액세스 포인트는 셀 타워(tower)나 기지국 또는 다른 노드의 네트워크에 연결된 다른 무선 송신기나 수신기로 간주할 수 있다(예를 들어, 무선 액세스 포인트는 다른 노드에 무선 또는 유선으로 연결된다).
일정한 지역에서, 특히 대도시 지역에서 서로 다른 무선 네트워크는 실질적으로 오버랩되는 서비스 구역을 갖는다. 예컨대, 서로 다른 서비스 제공자는 같은 지역에서 같은 유형의 무선 서비스(예컨대, 셀룰러 폰 통신)를 제공한다. 더욱이, 무선 전화 서비스(예컨대, 데이터, 음성 또는 둘 모두를 위한 셀룰러 폰 서비스)와 무선 디지털 통신 서비스(예컨대, Wi-Fi 네트워크, 블루투스, 초광대역과 같은 무선 랜)와 같은 서로 다른 형태의 무선서비스는, 서비스 구역에서 중복될 수 있다. 예컨대, 무선 랜 액세스 포인트(예컨대, 무선 네트워크 기반의 IEEE 802.11를 위한)는, 예를 들어, TDMA(Time Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile Communications), CDMA(Code Division Multiple Access), W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access), UMTS(United Mobile Telecommunication System), TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access), IDEN(Integrated Digital Enhanced Network), HDR(High Data Rate)와 같은, 또는 무선 통신 네트워크(예컨대, IS-95, IS-856 또는 IS-2000과 같은 TIA[Telecommunications Industry Association]/ EIA[Electronic Industries Alliance] 표준 기반)의 다른 유사한 셀룰러 네트워크를 기반으로 하는 커버리지 영역 내에 위치될 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시예는, 측정치를 결정하고, 유연하며 유비쿼터스한 내비게이션 솔루션을 형성하는데 도움이 되는 정보(예컨대, 액세스 포인트의 위치와 서비스 구역, SPS 위성 관점에서의 도플러 주파수 편이, SPS 에페메리스[ephemeris, 상세 위성궤도정보] 데이터)를 얻기 위해 무선 신호의 이러한 다른 소스(disparate source)를 이용한 위치 측정(positioning)을 지원하는 포괄적인 시스템을 추구한다. 이러한 포괄적인 시스템에서, 액세스 포인트(예컨대, 기지국의 위치 및 서비스 구역과 같은 기지국 알마낙[Almanac, 간략 위성궤도정보])에 대한 정보가 유용할 때, 상기 정보가 이용될 것이고 개선될 것이다. 상기 정보가 없는 곳에서, 상기 시스템은, 미래의 위치 측정 시도의 혜택을 위하여 그러한 정보를 자동으로 모으고 개선할 것이다.
본 발명의 적어도 일 실시예는 이동국용 위치 솔루션을 얻기 위하여, SPS 관찰, 무선 네트워크 관찰, 지형의 고도 정보 등과 같은 정보를 결합하는 적어도 둘 이상의 무선 네트워크의 액세스 포인트로부터 전송된 무선 신호를 사용한다. 본 발명의 일 실시예에서, 하이브리드(hybrid) 위치 시스템의 이동국은 SPS 신호의 획득, 측정치를 위한 시간 검증 및 이동국에서의 다른 작업에 도움을 주기 위해, 적어도 하나 이상의 무선 네트워크(양방향 통신)의 액세스 포인트를 통해 정보를 전송한다. 본 발명의 일 실시예에서, 하이브리드(hybrid) 위치 시스템의 이동국은, 하나 또는 그 이상의 무선 네트워크를 이용하여 원격 서버와 통신하는 한편, 서로 다른 무선 네트워크의 액세스 포인트로부터 신호를 사용하여 측정을 수행한다.
전형적으로, 식별자(identification), 위치, 및 무선 네트워크의 섹터 서비스 구역을 기술하는 정보는, 단일 무선 네트워크를 이용한 하이브리드(hybrid) 위치 측정 시스템에서 사용되는 기지국 알마낙(almanac)에 저장된다. 그러나, 서로 다른 무선 네트워크(예컨대, 서로 다른 서비스 제공자 또는 서로 다른 형태의 네트워크)가 오버랩되는 커버리지를 가질 경우, 통상적인 이동국은, 비록 서로 다른 네트워크의 액세스 포인트로부터 전송된 그 무선 신호가 무선이고(in the air) 이동국에 유용할지라도, 서로 다른 무선 네트워크의 액세스 포인트에 대한 그러한 정보에 액세스하지 않는다. 이는 통상적으로 이동국이 다른 무선 네트워크가 아닌 하나의 무선 네크워크로 액세스하도록 허가 또는 허락받기 때문이다. 이러한 간단한 일 예로는 제 1 무선 네트워크(예컨대, 버라이존 무선[Verizon Wireless]과 같은 서비스 제공자에 의해 운용되는 셀 폰 네트워크)에 대한 액세스를 인증하나 제 2 무선 네트워크(예컨대, 스프린츠 셀 폰 네트워크[Sprint's cell phone network]) 또는 제 3 무선 네트워크(예컨대, Wi-Fi"hotspot")에 대한 액세스는 인증하지 않는 셀 폰이다.
본 발명의 일 실시예에서, IEEE 802.11 무선 랜 액세스 포인트와 같은 작고 지역화된 송신기로부터의 정보는 유용할 때 무선 내비게이션 솔루션에 통합된다. 많은 경우에, 이러한 송신기를 위한 지역정보는 잘 알려져 있지 않다. 몇몇 경우에, 무선 네트워크(예컨대, ID, 위치, 및 액세스 포인트의 서비스 구역)의 물리적 특성을 기술하는 "알마낙(almanac)" 정보는 이를 이용하려는 사용자들에게 사용가능하지 않다. 몇몇 네트워크 제공자는 그러한 정보를 공유하지 않도록 선택할 것인 반면, 다른 제공자들은 사용가능한 그러한 정보를 가지지 못할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 네트워크의 물리적인 특성들을 유도하는 정보는 통신을 위한 다른 무선 네트워크를 이용하는 이동국으로부터 수집된다. 본 발명의 일 실시예에서, 서로 다른 무선 네트워크들로부터 무선으로 사용가능한 무선 신호들 및 위치 결정(예컨대, GPS 수신기를 지니거나, GPS 수신기 부품을 가진 셀 폰)을 위한 이동국의 능력을 사용하여, 이동국은 일반적으로 상기 이동국이 통상적으로 데이터 통신을 수행하는 무선 네트워크 운용자의 제어하에 있지 않을 수 있는 서로 다른 무선 네트워크의 액세스 포인트에 대한 정보를 획득한다. 상기 획득된 정보는 미래 위치 결정을 위한 하이브리드 위치 결정을 돕는데 사용될 수 있는 액세스 포인트들에 대한 위치 정보(예컨대, 위치, 서비스 구역)를 유도하는데 이용된다.
본 발명의 실시예에서, 이동국에 대한 시간 정보 및/또는 주파수 정보를 제공하는데 이용된 상기 신호는, 데이터 통신 트랜잭션이 수행되는 신호와 동일하지 않다.
다중 무선 통신 인터페이스(예컨대, IEEE 802.11[그리고 802.15, 802.16, 및 802.20과 같은 다른 IEEE 802 표준], 블루투스, UWB[Ultra-Wideband], TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR, 또는 다른 유사한 네트워크)를 지원하는 이동국은, 다중 무선 네트워크를 사용하기 위한 본 발명의 일 실시예에서 사용된다. 그러한 이동국은, 이렇게 서로 다른 통신 인터페이스를 위한 데이터의 전송 및/또는 수신을 지원하는 통신 섹션에서 예컨대, 몇몇 서로 다른 부품을 가질 수 있다. 따라서, 일 부품은 Wi-Fi 신호(예컨대, IEEE 802.11 또는 802.16)의 전송 및/또는 수신을 다룰 수 있고, 통신 섹션의 다른 부품은 CDMA 인터페이스와 같은 셀룰러 텔레폰 인터페이스를 지원할 수 있다. 이는 또한 통신하기로 결정할 때 어떤 것을 선택할 지로부터 선택적 통신 경로를 사용자에게 제공한다. 예컨대, 유효성, 커버리지, 비용, 데이터 속도, 및 사용의 편리성은, 어떤 통신 경로를 사용할지 선택할 때 고려되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 2 무선 네트워크가 위치 측정 및 부가적 통신을 위해 사용되는 반면, 제 1 무선 네트워크는 통신과 위치 측정을 위해 사용된다. 예컨대, 이러한 무선 네트워크 각각은, 전형적 무선 셀 폰(예컨대, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR 또는 다른 유사한 셀 방식 네트워크)을 위한 무선 인터페이스와 같이, 완전히 서로 다른 무선 인터페이스를 사용하거나, IEEE 802.11, 블루투스 또는 UWB에 따른 몇몇 다른 무선 인터페이스를 사용할 것이다. 다수의 이러한 무선 네트워크는, 비록 단지 하나의 무선 네트워크가 통신을 위해 사용될 수도 있을지라도 위치 측정 목적을 위해 이용된다. 본 발명의 적어도 몇몇 실시예에 따른 하이브리드 방식의 장점은, 더 나은 실패-방지(fail-safe), 고장을 막는 장치를 갖춘) 솔루션을 위하여, 개선된 리던던시(redundancy), 더 높은 위치 측정 가능성, 더 나은 정확도, 및 더 빠른 수정(fix) 시간을 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 위치 측정 시스템의 일 예를 나타낸다. 도 4에서, 이동국(407)은, 위치 결정을 위해 무선 네트워크 A의 무선 액세스 포인트(403) 및 무선 네트워크 B의 무선 액세스 포인트(405) 모두로부터 전송된 무선 신호를 이용한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 이동국은 SPS 위성들(예컨대, GPS 위성, 도 4에 도시하지 않음)로부터 SPS 신호들을 수신하는 수신기를 포함한다. 무선 네트워크 A 및 B(그리고 SPS 신호) 중 하나 또는 둘 모두로부터의 무선 신호를 기반으로 하는 시간 측정(예컨대, 의사거리, 왕복 시간, 신호의 도착 시간, 신호들의 도착시간 편차)은 이동국의 위치를 결정하는 데 이용될 수도 있다. 일반적으로, 무선 네트워크 A 및 B 각각이 다수의 액세스 포인트(예컨대, 무선 액세스 포인트(403, 405)와 같은 셀룰러 기지국)를 포함하는 것은 이해된다. 무선 네트워크 A 및 B는, 서로 다른 서비스 제공자에 의해 동작되는 동일한 형태의 무선 인터페이스를 사용하거나, 서로 다른 주파수에서지만 동일한 통신 프로토콜로 동작할 수도 있다. 그러나, 무선 네트워크 A 및 B는, 동일한 서비스 제공자 또는 서로 다른 서비스 제공자에 의해 운용되는 서로 다른 형태의 무선 인터페이스(예컨대, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, TD-SCDMA, IDEN, HDR, 블루투스, UWB, IEEE 802.11 또는 다른 유사한 네트워크)를 이용한다.
본 발명의 일 실시예에서, 위치 결정은 도 4에 도시된 예에서 보인 바와 같이 위치 서버(411)에서 수행된다. 이동국(407)은 관측된 SPS 신호들(예컨대, SPS 의사거리 측정치, 신호 수신의 시간을 결정하는 비교를 위한 SPS 메시지의 기록)로부터 추출된 정보 및 관측된 무선 신호들로부터 추출된 정보(예컨대, 액세스 포인트의 식별자, 이동국(407)과 무선 액세스 포인트의 적어도 하나 사이에서의 일주 또는 단방향 시간 측정치, 수신 신호 레벨)를 무선 네트워크 A(예컨대, 이동국이 무선 네트워크 B의 가입자가 아니고 무선 네트워크 A의 가입자일 때)와 같은 무선 네트워크들 중 하나를 통해 위치 서버로 전달한다. 서버(413, 415)는 무선 네트워크 A 및 B에 대한 알마낙(Almanac) 데이터를 각각 유지시킨다. 이러한 알마낙 데이터는, 간단하게는 일 예시적인 구현에서, 식별자 정보(예컨대, MAC 어드레스 또는 셀 타워 식별자 등)에 의해 특정된 각 무선 액세스 포인트에 대한 위도 및 경도를 리스트화하는 데이터 베이스일 수도 있다. 위치 서버(411)는 이동국의 위치를 결정하기 위해 이동국으로부터 전송된 정보 및 알마낙 서버들(413, 415) 내의 데이터를 이용한다. 상기 위치 서버(411)는 다수의 서로 다른 방법으로 이동국의 위치를 결정할 수도 있다. 예컨대, 이동국(407)의 위치를 계산하기 위해, 무선 액세스 포인트들(403,405)의 위치들을 서버들(413, 415)로부터 검색할 수도 있고, 그러한 위치, 이동국(407)과 상기 포인트들(403, 405) 사이의 거리를 가리키는 거리 측정치와 상기 위치들, 및 SPS 의사거리 측정치와 SPS 에페메리스(ephemeris, 상세 위성궤도정보) 정보를 이용할 수도 있다. 미국 특허 번호 5,999,124는, 단일 무선 네트워크와 SPS 의사거리 측정치로부터의 거리 측정치들이 이동국의 위치를 계산하기 위해 어떻게 결합될 수도 있는지에 대한 논의를 제공한다. 선택적으로, 많은(예컨대, 3 이상) 그러한 거리 측정치가 만들어질 수 있는 경우, 위치 서버(411)는, 위치 계산을 위한 다중 무선 네트워크의 다중 무선 접속 포인트에 대한 단지 지상의 거리 측정치(또는 신호 크기 측정치과 같은 다른 형태의 측정치)만을 이용할 수도 있는데, 이러한 경우, SPS 의사거리 또는 SPS 에페메리스 정보를 얻을 필요가 없다. 만일 SPS 위성에 대한 SPS 의사거리가 가용적이라면, 이러한 의사거리들은 이동국에 의해서 또는 미국 특허 번호 6,185,427에 기재된 바와 같은 GPS 기준 수신기들의 수집에 의해 얻어진 SPS 에페메리스 정보와 결합되어 위치 계산에서 추가적인 정보를 제공할 수 있다.
네트워크(401)는 다양한 엔터티(entity)들 사이에서 정보교환을 위한 지역 네트워크(LAN), 하나 또는 그 이상 인트라넷 및 인터넷을 포함할 수도 있다. 서버(411, 413, 415)는 단일 서버 프로그램, 또는 단일 데이터 처리 시스템에서나 개별 데이터 처리 시스템들(예컨대, 서로 다른 서비스 제공자에 의해 유지되거나 운용되는)에서 다른 서버 프로그램으로 구현될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 서로 다른 서비스 제공자들은 위치 결정을 위해 이동국에 의해 사용되는 무선 네트워크 A 및 B를 운용한다. 전형적인 이동국은 무선 네트워크들 중 단지 하나의 네트워크에 대한 가입자이고, 따라서 상기 이동국은 단일 무선 네트워크 사용(또는 액세스)을 위한 허가를 받는다. 그러나, 가끔 가입되지 않은 무선 네트워크로부터 적어도 신호를 수신하는 것이 가능하고, 따라서 상기 가입되지 않은 무선 네트워크에서 무선 액세스 포인트와 관련된 거리 측정치나 신호 세기 측정치를 만들 수 있다. 이러한 상황의 구체적인 일 예는, PCS 주파수 대역 신호(예컨대, 제 1 서비스 제공자인 스프린트에 의해 운용되는 무선 네트워크로부터와 같은)를 수신할 수 있고 또한 다른 주파수(예컨대, 제 2 서비스 제공자인 버라이존 무선에 의해 운용되는 무선 네트워크로부터와 같은)에서 다른 CDMA 신호를 수신할 수 있는 트라이 모드(tri-mode) CDMA 셀룰러 폰의 사용자를 포함한다. 만일 사용자가 스프린트 무선 네트워크에만 가입된 경우, 사용자의 전화(이동국의 형태임)는 버라이존의 무선 네트워크가 아닌 스프린트의 무선 네트워크로 동작하도록 승인된다. 사용자는, 단지 하나의 스프린트 무선 액세스 포인트(예컨대, 스프린트의 셀룰러 기지국)가 사용자의 전화와 무선 통신을 할 수 있는 환경에서 상기 전화를 사용할 수도 있으나, 이러한 환경에서는 사용자 전화의 무선 통신 거리 내에 다수의 버라이존 무선 액세스 포인트들이 존재한다. 이러한 상황에서, 상기 전화는 스프린트의 무선 네트워크를 통해 위치 서버로부터 여전히 SPS 보조 데이터를 얻을 수 있고, 상기 전화에서 얻어진 SPS 의사거리를 상기 위치 서버로 전송할 수 있다. 그러나, 버라이존의 무선 액세스 포인트에 대한 거리 측정치를 얻지 못한다면 무선 액세스 포인트에 대한 둘 이상의 거리 측정치를 얻는 것은 불가능할 것이다. 본 발명의 실시예에 의해, 상기 전화는, 사용가능한 버라이존 무선 액세스 포인트에 대한 거리 측정치를 얻어, 상기 전화의 위치를 결정하기 위해 수행되는 위치 계산들에 사용될 수 있는 적어도 몇몇 거리 측정치(예컨대, 전화기와 두 개의 버라이존 셀룰러 기지국 사이의 거리)들을 제공한다.
상기 서비스 제공자는 서버(413, 415) 상에서 알마낙 정보를 개별적으로 유지시킨다. 비록 이동국(407)이 무선 네트워크들 중 단지 하나의 네트워크에 대한 통신 액세스를 구비하더라도, 위치 서버(411)는 기지국 알마낙 데이터용 서버들(413, 415) 모두에 대한 액세스를 구비할 수도 있다. 무선 네트워크 A 및 B 모두의 기지국들(예컨대, 무선 액세스 포인트(403, 405))의 식별자(identifier) 결정 후에, 상기 이동국(407)은, 상기 이동국의 위치를 결정하는 데 사용될 수 있는 상기 기지국의 해당 위치들을 검색하기 위한 서버들(413, 415)을 사용하는 위치 서버(411)로 기지국 식별자(identification)를 전송한다.
선택적으로, 알마낙 데이터를 공유하기 위한 서비스 제공자들 사이의 협력은 필수적이지 않다. 예컨대, 위치 서버(411)의 운용자는 알마낙 서버(413, 415)(예컨대, 도 6, 도 7 및 도 10에 상세히 도시될 알마낙 데이터를 얻기 위한 탐색과정을 통해, 또는 이동국을 이용한 데이터 획득과정을 통해) 모두를 유지시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 이동국(407)은 위치 서버(통신 목적용 무선 네트워크들 중 단지 하나의 네트워크만을 이용하는 대신)와 통신하기 위해 무선 네트워크 A 및 B 모두를 이용한다. 공지된 바와 같이, 다양한 형태의 정보는 이동국과 위치 결정용 위치 서버 사이에서 교환될 수 있다. 예컨대, 위치 서버(411)는 이동국(예컨대, 무선 네트워크 A를 통해)의 관측 위성들에 대한 도플러 주파수 편이 정보를 이동국(407)에 제공할 수 있고, 이동국은 SPS 신호에 대한 의사 거리 측정치, 기지국의 식별자 정보 및 관련 거리 측정치(예컨대, 왕복 시간 측정치)를 이동국의 위치 계산용 위치 서버에 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 이동국은, 이러한 무선 네트워크의 커버리지 영역 내에 있을 때, 하나 이상의 무선 네트워크를 통해 위치 서버로 전달할 수 있다. 그러나, 가격과 성능의 절충은, (예컨대, 모호성의 해결을 위한) 측정치들을 타입스탬핑(time stamping)하기 위해 액세스 포인트로부터의 무선 전송으로부터의 시간 정보의 획득과 같은, 단지 측정치(또는 수신된 신호 레벨과 같은 다른 측정치)들을 시간지정(timing)하기 위해서만, 또는 측정을 돕기 위해서만, 또는 이동국의 국부 발진기를 교정(calibrate)하기 위한 무선 셀룰러 기지국의 정확한 캐리어 주파수에 고정시키기 위해서만 다른 무선 네트워크들을 사용하는 반면에, 상기 무선 네트워크들 중 하나를 이용하여 상기 서버와의 통신을 지시할 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 이동국의 위치는 상기 이동국으로부터 전달된 정보를 사용하여 위치 서버에서 결정되고, 이후 다시 이동국으로 전송된다. 선택적으로, 위치 계산은 상기 위치 서버(예컨대, 위성 관점에서 도플러 주파수 편이, 위치 및 액세스 포인트의 서비스 구역, 편차 GPS 데이터, 고도 보조 정보)로부터 보조 정보를 이용하여 상기 이동국에서 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 위치 측정 시스템의 다른 예를 나타낸다. 하나의 무선 네트워크(예컨대, 셀룰러 기지국(503))의 액세스 포인트는, 이동국(507)과 위치 서버(511) 사이에서 통신을 위해 사용된다. 이동국(507)의 위치 결정 방법은, SPS 신호(예컨대, 위성(521)으로부터), 데이터 통신에 사용되는 무선 네트워크의 액세스 포인트(예컨대, 셀룰러 폰 기지국(503))로부터의 무선 신호뿐만 아니라 서로 다른 무선 셀룰러 폰 네트워크(예컨대, 서로 다른 서비스 제공자에 의해 운용되거나, 서로 다른 무선 인터페이스를 사용하는)의 기지국이 될 수 있는 액세스 포인트 B(505) 및 무선 랜 액세스 포인트(예컨대, 블루투스 액세스 포인트 또는 Wi-Fi 무선 액세스 포인트)가 될 수 있는 액세스 포인트 A(509)로부터의 무선 네트워크들과 같은 다른 무선 네트워크의 액세스 포인트로부터의 무선신호를 이용할 수도 있다.
전형적으로, 무선 랜 액세스 포인트(또는 다른 유사한 저 전력 송신기들)는 좁은 커버리지 영역을 구비한다. 사용가능한 경우, 이러한 액세스 포인트의 작은 커버리지 영역은 이동국 위치의 매우 좋은 추정치를 제공한다. 더욱이, 무선 랜 액세스 포인트는 전형적으로 다른 형태의 신호들(예컨대, SPS 신호들 또는 무선 전화 신호들)의 가용성이 매우 낮을 수도 있는 건물 근처 또는 건물 내에 위치된다. 따라서, 이러한 무선 전송이 다른 형태의 신호들과 함께 사용되는 경우, 상기 위치 측정 시스템의 성능은 대단히 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 서로 다른 무선 네트워크들로부터의 무선 신호들은 위치 결정을 위해 이용된다. 예컨대, 서로 다른 무선 네트워크들로부터의 무선 신호들은, 상기 대응되는 액세스 포인트들의 위치들 및 커버리지 영역들을 결정하는 데 사용되는 대응 액세스 포인트들의 식별을 결정하는데 이용될 수 있다. 정밀한 거리 정보(예컨대, 왕복 시간 또는 액세스 포인트와 이동국 사이에서 신호가 걸리는 시간)가 사용가능한 경우, 상기 거리 정보 및 액세스 포인트의 위치는 하이브리드 위치 측정 솔루션을 얻는데 이용될 수 있다. 대략적인 거리 정보가 유용할 때, 액세스 포인트의 위치는 이동국의 위치(이동국의 예측된 고도를 결정하는)를 예측하는 데 사용될 수 있다. 더욱이, 이동국은, 이동국의 국부 발진기를 맞추기 위해, 데이터 통신 목적을 위해 사용되는 것이 아닐 수도 있는 무선 네트워크들 중 하나로부터(예컨대, 액세스 포인트(505, 509)로부터) 정밀한 캐리어 주파수를 사용할 수 있다. 신호 획득용 SPS 수신기에서 기준 신호를 제공하기 위한 무선 신호의 정밀 캐리어 주파수의 고정에 대해서는 미국 특허 번호 5,874,914에서 더욱 상세히 찾을 수 있다. 더욱이, 이동국은, 데이터 통신 목적을 위해 사용되는 것이 아닐 수도 있는 무선 네트워크들 중 하나로부터(예컨대, 액세스 포인트(505, 509)로부터) 무선 신호들에서 정확한 시간 정보를 이용할 수 있다. 타임 스탬프를 위한 정확한 시간 정보(예컨대, 시간 마커, 또는 시스템 시간)를 이용하는 것에 대해서는 미국 특허 번호 5,945,944에서 더욱 상세히 찾을 수 있다.
상이한 무선 네트워크들의 몇몇 액세스 포인트들은 잘 알려진 알마낙(almanac) 데이터(예를 들어, 무선 액세스 포인트의 위치, 무선 액세스 포인트의 커버리지 영역)를 가지고 있지 않기 때문에, 본 발명의 일 실시예는 이동국들로부터 수집된 정보로부터 알마낙 데이터를 유도한다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 포인트의 위치를 결정하기 위한 하나의 방법을 나타낸다. 도 6에서, 위치 서버는 액세스 포인트 안테나(601)의 위치를 알지 못한다. 액세스 포인트의 위치를 계산하기 위해, 위치 서버는 하나 이상의 이동국들의 위치들 및 이들의 대응하는 범위들을 액세스 포인트와 상관시키며, 상기 위치들 및 대응 범위들은 이동국들에 대한 위치 결정을 수행하는 동안에 이동국들로부터 획득된다. 예를 들어, 위치 L1(611)에 있는 이동국은 액세스 포인트 안테나(601)에 대한 범위 R1(613)을 결정한다. 이동국은 SPS 신호들에 기반한 측정들(예를 들어, SPS 의사범위들(pseudoranges)의 측정들 및 SPS 신호들로부터의 SPS 알마낙 정보의 추출)과 무선 전송들(예를 들어, 범위 측정들)을 획득한다. 이동국은 상기 측정들을 이용하여 자신의 위치를 결정하고, 계산된 위치를 위치 서버로 전송하며, 상기 계산된 위치는 i) 액세스 포인트 안테나의 범위 및 ii) 액세스 포인트 안테나에 대한 식별 정보를 포함한다. 대안적으로, 이동국은 i) 상기 측정들, ii) 액세스 포인트 안테나의 범위 및 iii) 위치 서버에 대한 액세스 포인트 안테나의 식별 정보를 위치 서버로 전송할 수 있으며, 상기 위치 서버는 상기 측정들을 이용하여 이동국의 위치를 계산하고 범위 측정들(예를 들어, R1, R2 및 R3)과 대응하는 위치들(예를 들어, L1, L2 및 L3)을 저장한다. 각각의 데이터 포인트가 이동국의 위치와 이동국으로부터 액세스 포인트 안테나까지의 거리를 상관시키는 다수의 데이터 포인트들이 이용가능하면, 위치 서버는 액세스 포인트 안테나의 위치를 결정한다. 세 개의 범위 측정들(R1, R2 및 R3) 및 이들의 대응하는 위치들(L1, L2 및 L3)은 (세 개의 범위들에 의해 특정된 세 개의 원들의 교점으로 도시되는) 식별된 액세스 포인트의 위치를 특정하기에 충분하다는 것을 도 6으로부터 알 수 있다. 범위 정보에 기반하여 이동국의 위치를 계산하기 위한 본 발명의 기술분야에서 이용될 수 있는 여러가지 방법들은 액세스 포인트의 위치를 계산하기 위해 이용될 수 있다. 데이터 포인트들은 하나의 이동국으로부터 또는 다수의 이동국들로부터 얻을 수 있음을 유의하도록 한다.
또한, 이동국들의 위치들에 대한 축적된 데이터 포인트들은 (예를 들어, 이동국들의 분산된 플롯에 있는) 액세스 포인트의 커버리지 영역을 나타낸다. 액세스 포인트의 위치가 알려지지 않은 경우, 수집된 데이터 포인트들은 액세스 포인트의 위치 및 커버리지를 추정하기 위해 이용될 수 있다. 액세스 포인트의 위치에 대한 초기 추정이 이용가능하면, 수집된 데이터 포인트들은 추정을 향상시키기 위하여 이용될 수 있다. 수집 및 향상 프로세스는 위치 서버의 서비스 동안에 이루어지는 연속적인 프로세스일 수 있다. 수집 및 향상 작업들은 또한 상기 위치 서버가 아닌 다른 서버를 통해 수행될 수 있음을 유의하도록 한다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시예에서, 수집 및 향상 작업들은 알마낙 서버(513)에서 수행되며, 알마낙 서버(513)는 이동국들에 대한 하이브리드(hybrid) 위치 결정을 수행하도록 위치 서버(511)와 통신한다.
그러나, 몇몇 액세스 포인트들에 대한 정확한 범위 정보는 위치 서버의 이동국들에 대하여 이용가능하지 않을 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 포인트의 위치 정보를 결정하기 위한 다른 방법을 나타낸다. 액세스 포인트(예를 들어, 703)로부터 신호들을 수신할 수 있는 이동국들의 위치들에 대한 보다 많은 개수의 데이터 포인트들(예를 들어, 711, 713, 715, 721, 723, 725)은 (예를 들어, 데이터 포인트들을 둘러싸는 가장 작은 원(circle)인, 위치들의 분산 플롯을 통해서) 액세스 포인트의 커버리지 영역(예를 들어, 705)을 정의한다. 커버리지 영역으로부터, 위치 서버는 액세스 포인트의 추정된 위치(예를 들어, 커버리지 영역의 기하학적 중심)를 계산할 수 있다. 또한, 범위 정보(예를 들어, 수신된 신호 레벨의 표시자, 왕복 시간)는 (예를 들어, 액세스 포인트에 보다 근접하게, 가중치를 보다 크게) 커버리지 영역의 가중(weighted) 평균을 결정하기 위한 가중치를 정의하기 위해 이용될 수 있으며, 상기 가중치로부터 액세스 포인트의 추정된 위치가 결정된다. 또한, 일 실시예에서, 주어진 특정 범위의 정보가 특정되는 경우, 위치 서버는 이동국들의 통계들로부터 이동국이 특정 위치에 있을 확률을 결정한다. 다른 송신기들로부터의 무선 전송의 신호 레벨과 같은, 다른 정보는 그 후에 추가적으로 이동국의 가능한 위치들의 범위를 좁히기 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, 무선 LAN 액세스 포인트는 빌딩(701) 안쪽에 위치한다. SPS 신호들(예를 들어, SPS 위성들(741-745)로부터의 신호들)과 무선 셀룰러 폰 신호들(예를 들어, 셀룰러 기지국(751)으로부터의 신호들)이 빌딩(701) 내부에서 약해질 수 있으나, 반면에 이동국의 위치는 빌딩 주변의 특정 위치들(예를 들어, 빌딩 외부이거나 또는 창문들에 근접한 장소들과 같은, 빌딩 내부의 특정 위치들일 수 있는 위치들(711-725))에서 (예를 들어, 액세스 포인트(703)의 신호들을 이용함이 없이) 용이하게 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 액세스 포인트의 식별이 결정되어 액세스 포인트(703)의 커버리지 영역(또는/및 위치)을 결정하기 위해 이동국의 위치(또는 관측 위성들의 의사범위와 같은, 모바일의 위치를 특정하는 정보)와 함께 서버로 전송된다. 액세스 포인트(예를 들어, 커버리지 영역, 위치)의 위치 정보는 서버(또는 다른 서버)에서 유지될 수 있다. 이동국이 빌딩 내부(또는 빌딩 근처의 위치)에 위치하는 경우에, 몇몇 SPS 신호들과 셀룰러 폰 신호들의 차단이 발생하면, 액세스 포인트에 대한 위치 정보가 이동국의 위치를 결정을 보조하기 위해 이용될 수 있다.
몇몇 액세스 포인트들은 하나의 위치에서 다른 위치로 이동될 수 있음을 이해하도록 한다. 본 발명의 일 실시예에서, 서버는 액세스 포인트가 이동하는지 여부를 결정하기 위해 하나의 액세스 포인트로부터의 전송을 수신하는 하나 이상의 이동국들에 대한 수집된 위치 정보를 추적한다. 예를 들어, 서버는 액세스 포인트가 이동하는지 여부를 결정하기 위해 (예를 들어, 커버리지 영역의 중심과 반경을 비교함으로써) 예전 커버리지 영역과 최근 커버리지 영역을 비교할 수 있다. 대안적으로, 서버는 새롭게 수집된 정보를 보기 위해 주기적으로 예전 정보를 폐기할 수 있다. 또한, 서버는 수집된 정보에 가중치를 부여할 수 있으며, 그 결과 새롭게 수집된 데이터는 액세스 포인트의 커버리지 영역 및/또는 위치를 결정하는데 있어서 보다 많은 가중치를 부여받게 되며(carrry) 예전에 수집된 데이터의 영향은 시간이 경과함에 따라 줄어들 수 있다. 또한, 서버는 액세스 포인트가 빈번하게 이동하는지 여부를 결정할 수 있으며; 액세스 포인트가 빈번하게 이동하는 경우에, 액세스 포인트는 위치 결정을 위한 기준 포인트로서의 자격을 상실할 수 있다(disqualify). 또한, 일 실시예에서, 액세스 포인트가 특정 시간 주기 동안 관찰되지 않은 경우에, 액세스 포인트는 데이터베이스에서 삭제되며, 유사하게, 새로운 액세스 포인트가 관찰되면, 상기 액세스 포인트는 데이터베이스에 추가된다. 그리하여, 서버는 진행형 기반으로 액세스 포인트에 대한 정보를 갱신할 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예에서, 이동국은 통신 링크없이 자신의 위치를 결정할 수 있다. 이동국은 이동국의 위치들 및 (예를 들어, 셀룰러 폰 접속 또는 무선 LAN 접속을 위한) 다수의 무선 액세스 포인트들의 대응하는 수신된 신호 레벨들 또는 범위 측정들에 대한 적어도 몇몇 정보를 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 통신 링크(예를 들어, 이동국의 통신 포트를 통한 무선 접속 또는 이동국의 트랜시버를 통한 무선 접속)가 이용가능한 경우에 이동국은 데이터를 서버로 전송한다. 대안적으로, 이동국은 필요한 경우에 자신의 위치를 결정하는데 있어서 액세스 포인트에 대한 위치 정보를 획득하기 위해 저장된 정보를 직접 이용할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 무선 네트워크들을 이용하여 하이브리드 위치 결정을 수행하는 일반적인 방법을 나타낸다. 동작(801)에서, 이동국은 상이한 무선 네트워크들(예를 들어, 상이한 무선 인터페이스들을 가진 무선 네트워크들, 상이한 서비스 제공자를 가진 무선 네트워크들, 상이한 주파수들에서 동작하는 무선 네트워크들, 상이한 통신 프로토콜을 이용하는 무선 네트워크들 등)의 복수의 무선 액세스 포인트들로부터 전송된 무선 신호들을 수신하다. 동작(803)에서, 이동국은 이동국의 위치를 결정하는데 있어서 (예를 들어, 액세스 포인트에 대한 식별을 결정, 이동국의 국부 발진기를 무선 신호의 정확한 캐리어 주파수로 고정, 무선 신호로부터 타이밍 표시자를 획득, 이동국과 액세스 포인트들 중 하나 사이의 신호 전송 지연을 결정, 서버와 통신) 상이한 무선 네트워크들의 액세스 포인트들 각각으로부터의 무선 신호들을 이용한다. 일반적으로, 이동국이 다수의 유사한 동작들을 수행하기 위해 몇몇 상이한 무선 네트워크들의 액세스 포인트들로부터의 무선 신호들을 이용할 수 있음에도 불구하고, 이동국은 상이한 동작들을 수행하기 위해 상이한 무선 네트워크들의 액세스 포인트들로부터의 무선 신호들을 이용할 수 있다. 동작(805)에서, 이동국은 적어도 하나의 상이한 무선 네트워크들을 이용하여 이동국의 위치를 결정하기 위해 서버와 통신한다. 전형적으로, 이동국은 오직 상이한 무선 네트워크들 중 하나를 이용하여 서버와 통신한다; 그러나, (예를 들어, 이동국으로부터 전송된 신호에 대하여 액세스 포인트에서 수신 시각을 전송하거나, 왕복 시간을 전송하거나 또는 위치 서버로/로부터 다른 정보를 전송하기 위해) 이동국은 하나 이상의 무선 네트워크들을 이용하여 서버와 통신할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 서버와 통신하는 두 개의 무선 네트워크들을 이용하여 하이브리드 위치 결정을 수행하는 방법을 나타낸다. 동작(821)은, 이동국에서, 하나 이상의 SPS 위성들로부터 전송된 SPS 신호들 및 하나 이상의 무선 네트워크들의 복수의 무선 액세스 포인트들로부터 전송된 무선 신호들을 수신한다. 이동국은 (예를 들어, 이동국의 관측 위성들에 대한 도플러 주파수 편이들을 추출하고, 이동국의 국부 발진기를 조정하고, 측정을 타임 스탬핑하기 위한 타이밍 표시자를 획득함으로써) SPS 신호를 획득하기 위해 하나 이상의 무선 네트워크들로부터 수신된 무선 신호들을 이용할 수 있다. 이동국은 관측 위성들에 대한 의사범위들을 결정하기 위해 SPS 신호들을 이용하며, 이동국은 액세스 포인트들을 식별하고 위치 결정을 위한 무선 액세스 포인트들에 대한 범위 측정들을 수행하기 위해 무선 액세스 포인트들로부터의 무선 신호들을 이용한다. 이러한 수신된 신호들은 전형적으로 위성들 및 무선 액세스 포인트들의 송신기들로부터의 브로드캐스트되며, 이들을 이용하기 위해 선택하는 임의의 이동국에서 이용가능하다. 동작(823)은 제 1 무선 네트워크(예를 들어, 무선 로컬 영역 네트워크)의 액세스 포인트를 이용하여 이동국과 서버 사이에서 제 1 정보(예를 들어, SPS 메시지의 기록)를 통신한다. 동작(825)은 제 2 무선 네트워크(예를 들어, 무선 셀룰러 폰 네트워크)의 액세스 포인트를 이용하여 이동국과 서버 사이에서 제 2 정보(예를 들어, 도플러 주파수 편이들, 관측 SPS 위성들에 대한 알마낙 데이터)를 통신한다. 동작(827)은 제 1 정보 및 제 2 정보의 통신으로부터 이동국의 위치를 결정한다. 전형적으로, 이용가능성, 커버리지, 비용, 데이터 속도 및 사용의 용이성은 어떤 통신 경로를 이용할 것인지 선택하는 경우에 고려된다. 또한, 이동국은 상이한 위치들에서 상이한 통신 경로들을 이용할 수 있다. 예를 들어, 이동국이 무선 LAN(예를 들어, 홈 네트워크)의 커버리지 영역 내에 있을 때, 이동국은 무선 셀룰러 폰 시스템의 기지국을 통해 전달할 필요가 없는 정보(예를 들어, 도플러 주파수 편이들)에 대하여 서버와 통신하기 위해 무선 LAN(예를 들어, 인터넷을 통해)을 이용할 수 있으며; 기지국과 관련된 정보(예를 들어, 무선 셀룰러 폰 시스템의 기지국들에 대한 왕복 시간 측정)를 전송하기 위해 무선 셀룰러 폰 시스템의 기지국을 이용할 수 있다. 추가적인 예시로서, 이동국은 통신 비용 및 이용가능성에 따른 통신을 위해 무선 셀룰러 폰 시스템 또는 무선 LAN 중 하나를 이용하도록 선택할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 이동국은 자동적으로 규칙들의 세트(예를 들어, 이용가능성, 비용, 우선 순위 및 다른 것들)에 따라 통신 경로를 결정하며, 상기 규칙들의 세트는 이동국의 사용자에 의해 특정될 수 있으며 또는 무선 네트워크들 중 하나의 네트워크에 의해 디폴트 세팅으로서 설정될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보를 생성하는 방법을 나타낸다. 동작(841)은, 이동국에서, 무선 액세스 포인트(예를 들어, 무선 로컬 영역 네트워크에 대한 IEEE 802. 11 표준에 따르는 무선 액세스 포인트 또는 신호들을 자신들의 식별 정보와 함께 전송하는 다른 타입들의 지상(ground)-기반 무선 송신기들)로부터 전송된 무선 신호들을 검출한다. 본 발명에서, 무선 액세스 포인트들은 위성-기반 송신기들을 포함하지 않음을 유의하도록 한다. 동작(843)은 무선 신호들로부터 무선 액세스 포인트의, 고유한(unique) 식별자일 수 있는, 식별 정보(예를 들어, 무선 액세스 포인트의 MAC 주소 또는 셀룰러 기지국의 식별자)를 결정한다. 동작(845)은 (예를 들어, 이동국에서 또는 위치 서버에서) 이동국의 위치를 결정한다. 예를 들어, 이동국은 의사범위 특정들 및 다른 범위 정보에 기반하여 위치를 계산할 수 있다; 또는, 이동국은 의사범위 측정들 및 범위 정보를 위치 서버로 전송할 수 있으며, 위치 서버는 이동국의 위치를 계산한다. (그리고, 위치 서버는 계산된 위치를 이동국으로 다시 전송할 수 있다) 동작(847)은 이동국의 위치와 무선 액세스 포인트의 식별 정보를 연관시킨다. 이러한 상관은 위치 서버로 전송될 수 있으며, 그 결과 이동국들의 다음번 위치 측정 동작들은 식별된 무선 액세스 포인트의 위치를 결정하기 위해 위치 및 식별 정보를 이용할 수 있다. 동작(849)은 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보(예를 들어, 액세스 포인트 알마낙, 무선 액세스 포인트의 커버리지 영역들에 대한 통계)를 생성한다. 전형적으로, 상기 상관 데이터는 서버(예를 들어, 위치 서버 또는 액세스 포인트 알마낙 서버)로 전송되며, 서버는 액세스 포인트로부터 전송된 신호들의 수신을 보고하는 하나 이상의 이동국들의 다수의 위치들에 기반하여 액세스 포인트에 대한 위치 정보를 생성한다. 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보는 위에서 설명된 바와 같이 (또는 도 6에 도시된 바와 같이 범위 정보를 이용하여) 가중 평균 방법으로부터 유도될 수 있다. 그러나, 이동국은 또한 상기 상관을 추적하여 (예를 들어, 상이한 시간 인스턴스들에서 수집된 데이터 포인트들로부터 얻어지는) 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보를 얻을 수 있다. 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보는 그 후에 위치 결정을 위해 이용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신을 위한 하나의 무선 네트워크와 위치 파라미터들의 측정을 위한 다른 무선 네트워크를 이용하는 하이브리드 위치 결정 방법을 나타낸다. 동작(861)은, 이동국에서, 제 1 무선 네트워크(예를 들어, 무선 로컬 영역 네트워크 또는 셀룰러 폰 통신 시스템)의 무선 액세스 포인트(예를 들어, 무선 로컬 영역 네트워크를 위한 IEEE 802. 11 표준에 따르는 무선 액세스 포인트 또는 셀룰러 통신 기지국)로부터 전송된 무선 신호들을 검출한다. 동작(863)은 무선 액세스 포인트의 식별 정보(예를 들어, MAC 주소 또는 기지국 ID)를 결정한다. 동작(865)은 식별 정보를 이용하여 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보(예를 들어, 액세스 포인트 알마낙)를 검색한다. 예를 들어, 이동국은 무선 액세스 포인트의 식별 정보를 위치 서버로 전송할 수 있으며, 위치 서버는 (예를 들어, 데이터베이스 또는 액세스 포인트 알마낙 서버와 같은 다른 서버로부터의) 식별 정보를 이용하여 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보를 검색한다. 또다른 예에서, 이동국은 메모리에 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보를 저장하고 있으며; 따라서 위치 정보는 이동국의 메모리로부터 간단하게 검색된다. 동작(867)은 위치 정보 및 이동국과 제 2 무선 네트워크(예를 들어, 셀룰러 폰 네트워크)의 무선 액세스 포인트 간의 통신 링크를 이용하여 이동국의 위치를 결정한다. 예를 들어, SPS 신호들의 획득을 위한 위성 보조 데이터(예를 들어, 도플러 주파수 편이들) 또는 타이밍 측정들(예를 들어, 의사범위들 또는 SPS 신호들의 도달 시간)은 이동국의 위치를 결정하기 위해 제 2 무선 네트워크를 통해서 통신하게 된다.
도 12는 본 발명에 대한 다른 예시적인 방법을 나타낸다. 이러한 방법에서, 이동국은, 동작(901)에서, 제 1 무선 네트워크의 제 1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 제 1 신호들을 수신한다. 제 1 무선 네트워크는 제 1 무선 네트워크 내에 있는 다수의 노드들뿐만 아니라 상기 네트워크의 외부에 있는 노드들 사이에서 양방향 통신을 지원할 수 있다. 동작(903)에서, 적어도 하나의 범위 측정이 제 1 신호들을 이용하여 결정된다. 제 1 무선 네트워크의 다른 무선 액세스 포인트들로부터의 추가적인 신호들이 또한 이용가능한 경우에, 이러한 다른 무선 액세스 포인트들에 대한 추가적인 범위 측정들(과 이들의 식별 정보)이 획득된다. 동작(903)의 대안적인 구현예에서, 다른 측정(예를 들어, 제 1 신호들에 대한 신호 강도 측정)이 제 1 신호들을 이용하여 범위 측정을 시도하지 않고 이동국에 의해 수행될 수 있다. 하나의 예시적인 구현예에서, 이동국에 대한 제 1 무선 액세스 포인트로부터의 제 1 신호들의 이동 시간이 측정되고 제 1 무선 액세스 포인트에 대한 식별 정보는 제 1 무선 액세스 포인트로부터 수신된다. 동작(905)에서, 제 2 신호들은 이동국과 제 2 무선 네트워크의 제 2 무선 액세스 포인트 사이에서 통신하게 되며, 상기 제 2 무선 네트워크는 제 1 무선 네트워크와 다른 네트워크이다. 이동국은, 이러한 동작에서, 제 2 무선 액세스 포인트로부터 (SPS 보조 데이터 등을 포함할 수 있는) 제 2 신호들을 수신할 수 있다. 동작(907)에서, 이동국과 서버는 이동국의 위치를 결정하기 위해 통신하며, 이러한 통신은 제 2 무선 액세스 포인트를 통해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 이동국은, 동작(907)에서, 동작(903)에서 수행된 범위 측정들 및 식별 정보와, 이동국에 의해 획득된 SPS 의사범위들을 제 2 무선 액세스 포인트를 통해 서버로 전송할 수 있다. 식별 정보는 범위 측정들 (또는 다른 측정들이) 획득되었던 무선 액세스 포인트들의 위치를 얻기 위해 이용되며, 서버는 그 후에 적어도 몇몇 이용가능한 측정들(예를 들어, SPS 위성들에 대한 SPS 의사범위들 또는 여러가지 지상 무선 액세스 포인트들에 대한 범위 측정들이나 다른 측정들)을 이용하여 이동국의 위치를 결정할 수 있다. 대안적으로, 이동국은 범위 측정들 및 SPS 의사범위들을 이용하고 (하나 또는 양측의 무선 네트워크들의 식별된 무선 액세스 포인트들의 위치와 같은) 서버에 의해 제공되는 정보를 이용하여 (서버가 위치를 결정하기 보다는) 자신의 위치를 결정할 수 있다.
도 12의 제 1 무선 네트워크는 무선 로컬 영역 네트워크일 수 있으며, 이러한 경우에, 제 1 무선 액세스 포인트는 Wi-Fi 표준에 따라 동작하는 무선 라우터일 수 있다. 대안적으로, 제 1 무선 네트워크는 제 1 서비스 제공자에 의해 동작되는 무선 셀룰러 폰 네트워크일 수 있으며, 제 2 무선 네트워크는 제 2 서비스 제공자에 의해 동작되는 다른 (상이한) 무선 셀룰러 폰 네트워크일 수 있으며, 통합된 GPS 수신기를 구비한 셀룰러 폰일 수 있는, 이동국은 제 1 무선 네트워크가 아닌 오직 제 2 무선 네트워크를 통해서만 동작하도록 인가된다. 여기에 제시된, 다양한 다른 대안들은 또한 도 12의 예에 적용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 예를 보여주는 도이다. 상기 예에서, 동작(931)에서 이동국은 자신에게 접속가능한(예를 들면, 무선 통신 내에서) 제1 무선 네트워크의 제1 무선 접속 포인트에 대한 식별 정보를 획득한다. 이러한 식별 정보는 셀룰러 전화 기지국(예를 들면, 셀 타워) 식별자의 (예를 들면, 이더넷 로컬 영역 네트워크에 대한) MAC 어드레스일 수 있다. 동작(933)에서, 이동국은 제2 무선 네트워크의 제2 무선 접속 포인트를 통해, 위치 결정 동작 동안 식별 정보를 서버(예를 들면, 위치 서버)로 전송한다. 이러한 예에서, 제2 무선 네트워크는 제1 무선 네트워크와는 상이하다(예를 들면, 상이한 무선 인터페이스, 상이한 서비스 제공자 등). 그리고 나서, 동작(935)에서, 서버는 제1 무선 접속 포인트의 식별 정보를 사용하여 제1 무선 접속 포인트의 위치를 결정한다(이는 도14에 제시된 방법을 통해 수확/수집됨). 서버는 또한 동작(935)에서 다른 데이터(예를 들면, 이동국내에 통합되는 GPS 수신기에서 결정되어 서버로 전송되는 SPS 의사거리들)를 이용하여 이동국의 위치를 결정한다. 예를 들어, 서버는 SPS 의사거리들을 무선 접속 포인트들로부터의 신호에 대한 측정치와 결합하여 이동국의 위치를 결정한다. 대안적으로, SPS 의사거리들은 무선 접속 포인트들의 공지된 위치와 결합될 수 있다(특히, 짧은 신호 거리들을 갖는 무선 LAN의 경우). 동작(935)에 대한 다른 대안으로서, 서버는 보조(assistance) 데이터(예를 들면, 제1 무선 접속 포인트의 위치 및 이동국에서 관측가능한 SPS 위성들에 대한 도플러 데이터와 같은 다른 데이터 등)를 이동국으로 제공하지만, 서버는 이동국의 위치를 계산하지 않는다; 오히려, 이동국은 적어도 가용한 측정치들(예를 들면, SPS 의사거리, 거리 측정치 또는 하나 또는 모든 가용 무선 네트워크의 무선 접속 포인트들에 대한 상대적인 다른 측정치들) 및 서버로부터의 가용 보조 데이터 중 적어도 일부를 사용하여 위치 솔루션(solution)을 수행한다.
도 14는 본 발명의 또 다른 방법을 보여주는 도이다. 이러한 방법은 무선 접속 포인트의 위치를 궁극적으로 결정하여, 이동국에 대한 추후 위치 결정 동작이 여기서 제시되는 다수의 무선 네트워크들을 사용하여 수행될 수 있다. 동작(971)에서, 데이터가 수집된다. 이러한 데이터는 복수의 위치들에 대한 위치 결정 동안 제1 무선 네트워크의 적어도 제1 무선 접속 포인트로부터 전송되는 무선 신호가 수신되는 이동국들의 복수의 위치들을 특정한다. 동작(973)에서, 이동국은 제1 무선 접속 포인트들로부터 신호들을 수신하고, 이동국들과 제2 무선 네트워크(제1 무선 네트워크와는 다름)의 적어도 하나의 제2 무선 접속 포인트 사이에서 신호를 통신한다. 이러한 제2 무선 네트워크와의 통신은 제1 무선 네트워크의 무선 접속 포인트들의 위치들을 결정하는데 사용되는 데이터를 수집하는데 사용되는 정보를 제공하기 위함이다. 동작(975)에서, 적어도 제1 무선 접속 포인트의 위치가 복수의 위치들에 의해 정의되는 커버리지 영역으로부터 결정된다(예를 들어, 도6에 제시된 방식으로).
도2는 본 발명의 다양한 실시예들에서 서버로 사용될 수 있는 데이터 처리 시스템의 일 예를 보여주는 도이다. 예를 들어, 미국 특허 번호 5,841,396에 제시된 바와 같이, 서버(201)는 도플러 또는 다른 위성 보조 데이터와 같은 보조 데이터를 이동국의 GPS 수신기로 제공한다. 이에 부가하여, 또는 이에 대한 대안으로서, 이동국이 아니라 동일한 서버 또는 상이한 서버가 최종 위치 계산을 수행할 수 있고(이동국으로부터 의사 거리들이 결정될 수 있는 의사거리 또는 다른 데이터가 수신된 후에), 그리고 나서 이러한 위치 결정 결과를 기지국 또는 다른 시스템으로 전송할 수 있다. 서버(예를 들면, 위치 서버, 알마낙 서버)로서의 데이터 처리 시스템은 일반적으로 모뎀 또는 네트워크 인터페이스와 같은 통신 장치들(212)을 포함한다. 위치 서버는 통신 장치(212)(예를 들어, 모뎀 또는 다른 네트워크 인터페이스)를 통해 다수의 상이한 네트워크들과 연결될 수 있다. 이러한 네트워크들은 하나 이상의 인트라넷, 네트워크, 셀룰러 교환국(들)(225), 지상 기반 전화 시스템 스위치(223), 셀룰러 기지국(도2에서 미도시), GPS 수신기(227), 또는 다른 프로세서 또는 위치 서버(221)를 포함한다.
다수의 셀룰러 기지국들이 무선 커버리지를 갖는 지리적 영역을 커버하도록 배치되며, 이러한 상이한 기지국들은 공지된 적어도 하나의 이동 교환국(도1 참조)와 연결된다. 따라서, 다수의 기지국들은 지리적으로 분포되지만, 이동 교환 센터에 의해 연결된다. 네트워크(220)는 차분 GPS 정보를 제공하는 기준 GPS 수신기 네트워크와 접속되고, 또한 이동 시스템의 위치를 계산하는데 사용되는 GPS 에페메리스(ephemeris) 데이터를 제공할 수 있다. 이러한 네트워크는 모뎀 또는 다른 통신 인터페이스를 통해 프로세서(203)와 연결된다. 네트워크(220)는 다른 컴퓨터 또는 네트워크 컴포넌트들과 연결될 수 있다. 또한 네트워크(220)는 911 전화에 응답하는 공중 안전 응답 포인트와 같은 응급 센터에 의해 운용되는 컴퓨터 시스템과 연결될 수도 있다. 위치 서버를 사용하는 방법의 다양한 예들이 미국 특허 5,841,396, 5,874,914, 5,812,087, 및 6,215,442에 제시되어 있다.
데이터 처리 시스템 형태를 취하는 서버(201)는 마이크로 프로세서(203)에 연결되는 버스(202), ROM(207), 휘발성 RAM(205), 및 비휘발성 메모리(206)를 포함한다. 프로세서(203)는 도 2의 예에서 제시되는 바와 같이 캐시 메모리(204)에 연결된다. 버스(202)는 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다. 도 2에서는 비휘발성 메모리가 데이터 처리 시스템 내의 나머지 컴포넌트들에 직접 연결된 로컬 디바이스임을 도시하지만, 본 발명은 모뎀 또는 이더넷 인터페이스와 같은 네트워크 인터페이스를 통해 데이터 처리 시스템에 연결된 네트워크 저장 장치와 같은 시스템으로부터 원격인 비휘발성 메모리를 이용할 수도 있음이 이해될 것이다. 버스(202)는 다양한 브릿지들을 통해 서로 연결되는 하나 이상의 버스들, 공지된 제어기들 및/또는 어댑터들을 포함한다. 많은 상황에서, 위치 서버는 인간의 도움없이 자동적으로 그 동작을 수행한다. 휴먼 인터랙션(human interaction)이 요구되는 일부 설계에서, I/O 제어기(209)는 디스플레이, 키보드, 및 다른 I/O 장치들과 통신할 수 있다.
도2가 비록 데이터 처리 시스템의 다양한 컴포넌트들을 제시하지만, 이러한 내용은 본 발명과 특별히 밀접한 관계가 있는 것이 아니기 때문에 컴포넌트들을 상호 접속하는 특정 구조 또는 방식을 나타내는 것으로 해석되어서는 안 된다. 보다 적은 수의 컴포넌트 또는 보다 많은 수의 컴포넌트를 갖는 다른 데이터 처리 시스템들 및 네트워크 컴포넌트들이 본 발명에서 사용될 수 있고 위치 서버 또는 PDE(위치 결정 엔티티)로서 동작할 수 있음이 이해될 것이다.
일부 실시예들에서, 본 발명의 방법은 셀룰러 스위칭, 메세지 서비스 등과 같은 다른 기능들을 위해 동시에 사용되는 컴퓨터 시스템에서 수행될 수 있다. 이러한 경우, 도2의 하드웨어의 일부 또는 전부가 수개의 기능들을 위해 공유될 수 있다.
상술한 설명으로부터 본 발명의 다양한 양상들이 적어도 부분적으로 소프트웨어로 구현될 수 있음이 명백하다. 즉, 상기 기술들은 ROM(207), 휘발성 RAM(205), 비휘발성 메모리(206), 캐시(204) 또는 원격 저장 장치와 같은 메모리에 포함된 일련의 프로세서 실행 지령들에 응답하여 컴퓨터 시스템 또는 다른 데이터 처리 시스템에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 하드웨어 회로가 본 발명을 구현하기 위해서 소프트웨어 지령들과 결합되어 사용될 수 있다. 따라서, 상기 기술들은 하드웨어 회로 및 소프트웨어의 특정 조합으로 제한되지 않으며, 데이터 처리 시스템에 의해 실행되는 임의의 특정 지령 소스로 제한되지도 않는다. 또한, 본 명세서에서, 다양한 기능들 및 동작들이 설명을 간략화하기 위해서 소프트웨어에 의해 실행되는 것으로 기술되었다. 그러나, 당업자는 이러한 기재가 의미하는 바가 이러한 기능들이 프로세서(203)와 같은 프로세서에 의한 코드의 실행으로부터 이뤄진다는 것임을 잘 이해할 수 있을 것이다.
데이터 처리 시스템에 의해 실행되는 경우 시스템이 본 발명의 다양한 방법들을 수행할 수 있도록 하여 주는 소프트웨어 및 데이터를 저장하는데 기계 판독가능 매체가 사용될 수 있다. 이러한 실행가능한 소프트웨어 및 데이터는 도2에 제시된 ROM(207), 휘발성 RAM(205), 비휘발성 메모리(206) 및/또는 캐시(204)를 포함하는 다양한 공간들에 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 및/또는 데이터의 일부는 이러한 저장 장치들 중 하나에 저장될 수 있다.
따라서, 기계 판독가능 매체는 기계(예를 들면, 컴퓨터 네트워크 장치, 개인 휴대 단말기, 제조 툴, 하나 이상의 프로세서들 세트를 구비한 장치 등)에 의해 접속 가능한 형태로 정보를 제공하는(즉 저장 및 전송) 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 기계 판독가능 매체는 기록가능/비-기록가능 매체(예를 들면, 판독 전용 메모리(ROM); 랜덤 액세스 메모리(RAM); 자기 디스크 저장 매체; 광학 저장 매체; 플래쉬 메모리 장치 등) 및 전파 신호들(예를 들면, 캐리어, 적외선 신호, 디지털 신호 등)에 대한 전기, 광학, 음향 또는 다른 형태들을 포함한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동국을 보여주는 블록도이다. 이동국은 본 발명의 일 실시예에서 사용하기 위해 GPS 수신기를 통신 트랜시버에 결합한 휴대용 수신기를 포함한다. 결합된 이동 유닛(310)은 GPS 신호 처리를 위해 필요한 기능들 및 통신 링크를 통해 수신되는 통신 신호들을 처리하는데 필요한 기능들을 수행하는 회로를 포함한다. 통신 링크(350 또는 360)와 같은 통신 링크는 일반적으로 통신 안테나(351) 또는 안테나(361)를 구비한 무선 LAN 접속 포인트(362)를 갖는 기지국(352)과 같은 다른 컴포넌트에 대한 무선 주파수 통신 링크이다. 비록 도 3에서 통신 안테나(311)가 상이한 타입의 무선 접속 포인트들로부터(예를 들어, 무선 LAN에 대한 접속 포인트(362)로부터 및 셀룰러 전화 서비스를 위한 기지국(352)으로부터) 신호들을 수신하는데 사용되지만, 결합된 수신기는 상이한 무선 인터페이스에 대한 신호들을 수신하기 위해서 별개의 안테나들을 사용할 수도 있다. 또한, 결합된 수신기는 수신된 신호들에 대한 적어도 부분적인 처리를 위해 개별 컴포넌트를 사용할 수 있고, 상이한 무선 인터페이스에 대한 무선 신호들을 처리하는데 있어서 일부 컴포넌트들을 공유하거나 또는 공유하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 결합된 수신기는 RF 신호 처리를 위해 개별 회로들을 가지며 동일 데이터 프로세서 자원들을 공유할 수도 있다. 이러한 설명으로부터, 결합된 수신기의 다양한 조합들 및 변경들이 당업자에게 명백할 것이다.
휴대용 수신기(310)는 결합된 GPS 수신기 및 통신 수신기/송신기의 예이다. 통신 수신기 및 송신기는 상이한 무선 네트워크들에 대해 다수의 수신기 및 송신기로 구현될 수 있다. 예를 들어, 통신 트랜시버(305)는 셀룰러 전화 신호들을 수신 및/또는 송신하는 트랜시버부와 Wi-Fi 신호들을 수신 및/또는 송신하는 다른 트랜시버 부분을 포함할 수 있다. 수신기(310)는 포착 및 추적 회로(321) 및 통신 트랜시버 섹션(305)을 포함하는 GPS 수신기 스테이지를 포함한다. 포착 및 추적 회로(321)는 GPS 안테나(301)에 연결되며, 통신 트랜시버(305)는 통신 안테나(311)에 연결된다. GPS 신호(예를 들어, 위성(303)으로부터 전송되는 신호(370))는 GPS 안테나(301)를 통해 수신되어 다양한 수신 위성들에 대한 PN(의사랜덤 잡음) 코드들을 포착하는 포착 및 추적 회로(321)로 입력된다. 회로(321)(예를 들면, 상관 표시기)에 의해 생성되는 데이터는 트랜시버(305)에 의한 (예를 들면, SPS 의사 거리) 전송을 위해 프로세서(333)에 의해 처리된다. 통신 트랜시버(305)는 통신 안테나(311) 및 트랜시버(305)로/로부터 통신 신호들(일반적으로 RF)을 라우팅하는 송신/수신 스위치(331)를 포함한다. 이러한 시스템들에서, 대역 분할 필터, 또는 "듀플렉서"가 T/R 스위치 대신에 사용된다. 수신된 통신 신호들은 통신 수신기(332)로 입력되고 처리를 위해 프로세서(333)로 전달된다. 프로세서(333)로부터 전송되는 통신 신호들은 변조기(334) 및 주파수 전환기(335)로 전달된다. 전력 증폭기(336)는 신호 이득을 기지국(352)(또는 무선 LAN 접속 포인트(362))으로 전송하기에 적절한 레벨로 증가시킨다.
본 발명의 일 실시예에서, 통신 트랜시버 섹션(305)은 (예를 들면, 통신 링크(350 및 360)를 통해) 통신을 위한 다수의 상이한 무선 인터페이스(예를 들면, IEEE 802.11, 블루투스, UWB, TD-SCDMA, IDEN, HDR, TDMA, GSM, CDMA, W-CDMA, UMTS, 또는 다른 유사한 네트워크)에서 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 통신 트랜시버 섹션(305)은 통신을 위한 하나의 무선 인터페이스에서 사용될 수 있고, 다른 무선 인터페이스를 갖는 신호들을 수신하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 통신 트랜시버 섹션(305)은 통신을 위한 하나의 무선 인터페이스에서 사용될 수 있고, 또한 타이밍 표시기(예를 들면, 타이밍 프레임 또는 시스템 시간)를 추출하거나 또는 이동국의 국부 발진기(도3에서 미도시)를 교정(calibrate)하기 위해서 다른 무선 인터페이스 내의 신호들에서 사용될 수 있다. 시간 표시자를 추출하거나 국부 발진기를 교정하기 위한 이동국에 대한 세부 설명은 미국 특허 5,874,914 및 5,945,944호에서 찾아볼 수 있다.
수신기(310)의 결합된 GPS/통신 시스템에 대한 일 실시예에서, 포착 및 추적 회로(321)에 의해 생성되는 데이터는 통신 링크(350)를 통해 기지국(352)으로, 또는 통신 링크(360)를 통해 무선 LAN 접속 포인트(362)로 전송된다. 그리고 나서, 서버는 원격 수신기로부터의 데이터, 이러한 데이터가 측정된 시간, 그 자신의 GPS 수신기로부터 수신된 에페메리스 또는 이러한 데이터의 다른 소스에 기반하여 수신기(310)의 위치를 결정한다. 그리고 나서, 이러한 위치 데이터는 수신기(310) 또는 다른 원격 위치들로 다시 전송될 수 있다. 통신 링크를 이용하는 휴대용 수신기에 대한 상세한 내용은 미국 특허 5,874,914호에서 찾아볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 결합된 GPS 수신기는 데이터 처리 시스템(예를 들면, 휴대용 개인 단말기, 또는 휴대용 컴퓨터)를 포함한다(또는 연결된다). 데이터 처리 시스템은 메모리(예를 들면, ROM, 휘발성 RAM, 비휘발성 메모리) 및 마이크로 프로세서에 연결되는 버스를 포함한다. 이러한 버스는 다양한 컴포넌트들을 함께 상호 연결하고 이러한 컴포넌트들을 디스플레이 제어기 및 디스플레이 장치 그리고 공지된 입력/출력(I/O) 장치들과 같은 주변 장치들에 연결시킨다. 이러한 버스는 공지된 다양한 브릿지(bridge), 제어기 및/또는 어댑터를 통해 서로 연결되는 하나 이상의 버스들을 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 데이터 처리 시스템은 통신 포트들(예를 들면, USB(범용 직렬 버스) 포트, IEEE-1394 버스 접속용 포트)을 포함한다. 일 실시예에서, 이동국은 메모리 및 메모리에 저장된 소프트웨어 프로그램을 사용하여 무선 접속 포인트들에 대한 위치 정보를 추출 및 향상시키기 위해서 무선 접속 포인트(예를 들면, 무선 접속 포인트들의 타입에 따라)의 위치 및 식별(예를 들면, MAC 어드레스)를 저장한다. 일 실시예에서, 이동국은 통신 접속이 설정되는 경우 서버로의 전송(예를 들면, 통신 포트 또는 무선 통신 링크를 통해)을 위해 무선 접속 포인트의 식별 및 이동국의 위치만을 저장한다.
비록 본 발명의 방법 및 장치가 GPS 위성을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 의사위성(pseudolite) 또는 위성 및 의사위성의 조합을 사용하는 위치 측정 시스템에 동일하게 적용될 수 있다. 의사위성들은 GPS 위성과 일반적으로 동기화되며, L-대역 캐리어 신호로 변조되는 PN 코드(GPS 신호와 유사함)를 방송하는 지상-기반 송신기이다. 각각의 송신기에는 원격 수신기에 의한 식별을 위해 고유한 PN 코드가 할당된다. 의사위성은 궤도 위성으로부터의 GPS 신호들이 이용가능하지 않은 환경들, 즉 터널, 광산, 빌딩 또는 다른 폐쇄된 영역에서 유용하다. 여기서 사용되는 "위성" 이라는 어구는 의사위성 또는 의사위성의 등가물을 모두 포함하며, "GPS 신호" 라는 어구는 의사위성 또는 의사위성의 등가물로부터의 GPS 신호와 유사한 신호들을 포함하도록 의도된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 미국 GPS 시스템을 참조하여 기술되었다. 그러나, 이러한 방법들이 유사한 위성 위치 측정 시스템, 특히 러시아의 GLONASS 시스템 및 제안된 유럽 갈릴레오(Galileo) 시스템에 동일하게 적용될 수 있다. GLONASS 시스템은, 상이한 의사랜덤 코드들을 사용하는 것이 아니라, 약간 상이한 캐리어 주파수들을 사용함으로써 상이한 위성들로부터의 방사 신호들이 서로에 대해 구별된다는 점에서, GPS 시스템과는 다르다. 이러한 상황에서, 이전에 제시된 실질적으로 모든 회로 및 알고리즘이 적용가능하다. 여기서 사용되는 어구 "GPS" 는 러시아의 GLONASS 시스템 및 유럽의 갈릴레오 시스템과 같은 대안적인 위성 위치 측정 시스템들을 포함한다.
상술한 예에서 다양한 동작들이 특정 순서로 제시되었지만, 이러한 설명으로부터 다양한 다른 동작 순서 및 이러한 동작들에 대한 다양한 변형들이 위에서 예시된 예들에 한정될 필요 없이 사용될 수 있다는 점이 이해될 것이다.
상술한 예들에서 공지된 내용들은 상술되지 않았다; 상술한 바와 같이, 이러한 공지된 내용들에 대한 상세한 내용은 미국 특허 5,812,087, 5,841,396, 5,874,914, 5,945,944, 5,999,124, 6,061,018, 6,208,290, 및 6,215,442 에 제시되어 있으며 이들 모두는 여기에 참조로써 통합되었다.
본 발명은 특정 실시예를 기초로 설명되었다. 하지만, 본 발명이 이러한 특정 실시예들로 제한되는 것은 아니며, 단지 이해를 돕기 위한 것으로 해석되어야 할 뿐, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서, 상술한 내용은 예시적으로 해석되어야 하고, 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (74)

  1. 이동국을 동작시키는 방법으로서,
    양방향 통신을 지원하는, 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area netwokr)의 제1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 하나 이상의 제1 신호들을 상기 이동국에서 수신하는 단계 ? 상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크와의 양방향 통신에 대하여 인가되지 않음 ?;
    상기 하나 이상의 제1 신호들에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 이동국에 대한 위치 정보를 결정하는 단계;
    셀룰러 무선 네트워크의 제2 무선 액세스 포인트와 상기 이동국 사이에서 하나 이상의 제2 신호들을 통신하는 단계; 및
    상기 셀룰러 무선 네트워크의 상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해 상기 이동국의 위치를 결정하기 위해 상기 이동국과 서버 사이에서 통신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 위치는 상기 위치 정보에 적어도 부분적으로 기반하여 결정되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호들 중 하나 이상의 캐리어 주파수에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 이동국의 국부 발진기(local oscillator)를 교정(calibrate)하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나에서 캐리어 주파수 신호로 고정(lock)시키는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나에서의 캐리어 주파수 신호와, 상기 이동국의 상기 국부 발진기의 주파수 간의 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나로부터 정확한 시간 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나에 포함된 시간 마커를 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나로부터 시스템 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트는 무선 로컬 영역 네트워크에 대한 IEEE 802.11 표준에 따라 상기 이동국과 통신하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 무선 액세스 포인트는 무선 셀룰러 통신 시스템의 기지국을 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 위성 위치 측정 시스템(SPS) 위성으로부터의 신호들로부터 적어도 하나의 의사 거리(pseudorange) 측정치를 결정하는 단계; 및
    상기 위치 정보 및 상기 적어도 하나의 SPS 위성으로부터의 신호들로부터의 적어도 하나의 의사 거리 측정치로부터 상기 이동국의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 서버는 상기 적어도 하나의 의사 거리 측정치 및 상기 위치 정보를 수신하고 상기 이동국의 상기 위치를 결정하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 서버는 상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해 상기 이동국으로 위치 보조 데이터를 제공하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 이동국의 위치를 결정하고, 상기 위치 보조 데이터는 (a) SPS 위성들에 대해 추정된 도플러; 또는 (b) 상기 이동국의 추정된 위치를 고려한 SPS 위성들의 리스트; 또는 (c) 위성 알마낙(almanac) 정보; 또는 (d) 상기 이동국의 추정된 위치; 또는 (e) 상기 제1 무선 액세스 포인트의 위치 중 적어도 하나를 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크의 운용자에 의해 상기 제1 무선 액세스 포인트와 통신하도록 인가되지 않으며, 상기 셀룰러 무선 네트워크의 운용자에 의해 상기 제2 무선 액세스 포인트와 통신하도록 인가되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  15. 삭제
  16. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보는 상기 이동국의 위치를 결정하는 데 사용되는 거리 측정치를 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트 및 상기 제2 무선 액세스 포인트 모두는 인가된 이동국들과의 양방향 통신을 지원할 수 있는, 이동국을 동작시키는 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 셀룰러 무선 네트워크는,
    a) TDMA(Time Division Multiple Access);
    b) GSM(Global System for Mobile communications);
    c) CDMA(Code Division Multiple Access);
    d) W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access);
    e) UMTS(United Mobile Telecommunication System);
    f) TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access);
    g) iDEN(Integrated Digital Enhanced Network); 및
    h) HDR(High Data Rate) 중 하나와 호환되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 무선 로컬 영역 네트워크는,
    a) 무선 네트워크 액세스용 IEEE 802.11, 802.15, 802.16 및 802.20 표준들 중 하나 이상;
    b) 블루투스 표준; 및
    c) UWB(Ultra-wideband) 표준 중 하나와 호환되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  20. 이동국을 동작시키는 방법으로서,
    양방향 통신을 지원하는, 무선 로컬 영역 네트워크의 제1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 하나 이상의 제1 신호들을 상기 이동국에서 수신하는 단계 ? 상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크와의 양방향 통신을 위해 인가되지 않음 ?;
    상기 제1 신호들을 사용하여 제1 측정치를 결정하는 단계;
    셀룰러 무선 네트워크의 제2 무선 액세스 포인트와 상기 이동국 사이에서 하나 이상의 제2 신호들을 통신하는 단계;
    상기 제2 신호들을 사용하여 제2 측정치를 결정하는 단계;
    위성 위치 측정 시스템(SPS) 위성까지의 의사 거리를 상기 이동국에 의해 수신된 SPS 신호들로부터 결정하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 측정치와 상기 의사 거리를 사용하여 상기 이동국의 위치를 결정하는 단계
    를 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제1 신호들 중 하나 이상의 캐리어 주파수에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 이동국의 국부 발진기를 교정(calibrate)하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나에서 캐리어 주파수 신호로 고정시키는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나에서의 캐리어 주파수와, 상기 이동국의 상기 국부 발진기의 주파수 사이에서 오프셋을 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나로부터 정확한 시간 정보를 획득하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나에 포함된 시간 마커를 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나로부터 시스템 시간을 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 제2 무선 액세스 포인트는 무선 로컬 영역 네트워크에 대한 IEEE 802.11 표준에 따라 상기 이동국과 통신하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  28. 삭제
  29. 제20항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 제1 및 제2 측정들을 수행하고, 상기 의사 거리 및 상기 위치를 결정하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  30. 제20항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트 및 상기 제2 무선 액세스 포인트 중 적어도 하나는 상기 이동국에 위치 보조 데이터를 제공하며, 상기 위치 보조 데이터는 (a) SPS 위성들에 대해 추정된 도플러; 또는 (b) 상기 이동국의 추정된 위치를 고려한 SPS 위성들의 리스트; 또는 (c) 위성 알마낙 정보; 또는 (d) 상기 이동국의 추정된 위치; 또는 (e) 상기 제1 무선 액세스 포인트의 위치; 또는 (f) 상기 제2 무선 액세스 포인트의 위치 중 적어도 하나를 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  31. 제20항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크의 운용자에 의해 상기 제1 무선 액세스 포인트와 통신하도록 인가되지 않으며, 상기 셀룰러 무선 네트워크의 운용자에 의해 상기 제2 무선 액세스 포인트와 통신하도록 인가되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  32. 삭제
  33. 제20항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트 및 상기 제2 무선 액세스 포인트 모두는 인가된 이동국들과의 양방향 통신을 지원할 수 있는, 이동국을 동작시키는 방법.
  34. 제20항에 있어서,
    상기 제1 측정치는 (a) 상기 이동국과 상기 제1 무선 액세스 포인트 사이의 전송 시간에 기초하여 상기 이동국과 상기 제1 무선 액세스 포인트 사이의 거리를 나타내는 거리 측정치, 또는 (b) 신호 강도에 관련한 신호 파라미터 중 적어도 하나인, 이동국을 동작시키는 방법.
  35. 제20항에 있어서,
    상기 제2 신호들은 상기 제2 무선 액세스 포인트로부터 상기 이동국으로 전송되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  36. 제20항에 있어서,
    상기 제2 신호들은 상기 이동국으로부터 상기 제2 무선 액세스 포인트로 전송되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  37. 이동국을 동작시키는 방법으로서,
    상기 이동국에 액세스 가능한 무선 로컬 영역 네트워크의 제1 무선 액세스 포인트의 식별 정보를 상기 이동국에서 결정하는 단계 ? 상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크와의 양방향 통신을 위해 인가되지 않음 ?; 및
    셀룰러 무선 네트워크의 제2 무선 액세스 포인트를 통해, 상기 이동국의 위치 결정 동안 상기 식별 정보를 상기 이동국으로부터 원격 서버로 통신하는 단계를 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 무선 액세스 포인트들은 상이한 무선 인터페이스(air interface)들을 사용하며, 상기 제1 무선 액세스 포인트는 상기 무선 로컬 영역 네트워크의 제1 그룹의 노드들과 통신상으로 연결되며, 상기 제2 무선 액세스 포인트는 상기 셀룰러 무선 네트워크의 제2 그룹의 노드들과 통신상으로 연결되고,
    상기 방법은 상기 제 1 무선 액세스 포인트로부터의 하나 이상의 신호들의 캐리어 주파수에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 이동국의 국부 발진기를 교정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 제2 무선 액세스 포인트는 셀룰러 기지국을 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  40. 삭제
  41. 제39항에 있어서,
    상기 셀룰러 무선 네트워크는,
    a) TDMA(Time Division Multiple Access);
    b) GSM(Global System for Mobile communications);
    c) CDMA(Code Division Multiple Access);
    d) W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access);
    e) UMTS(United Mobile Telecommunication System);
    f) TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access);
    g) iDEN(Integrated Digital Enhanced Network); 및
    h) HDR(High Data Rate) 중 하나 이상과 호환되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  42. 제39항에 있어서,
    상기 무선 로컬 영역 네트워크는,
    a) 무선 네트워크 액세스용 IEEE 802.11, 802.15, 802.16 및 802.20 표준들 중 하나;
    b) 블루투스 표준; 및
    c) UWB(Ultra-wideband) 표준 중 하나와 호환되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  43. 제37항에 있어서,
    상기 무선 로컬 영역 네트워크는 제1 서비스 제공자에 의해 운용되며, 상기 셀룰러 무선 네트워크는 제2 서비스 제공자에 의해 운용되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  44. 제37항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트는 양방향 통신을 지원하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  45. 제37항에 있어서,
    상기 이동국과 상기 제1 무선 액세스 포인트 사이의 거리를 나타내는 위치 측정 정보(positioning information)를 결정하는 단계; 및
    상기 이동국의 위치를 결정하기 위해, 상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해, 상기 이동국으로부터 상기 서버로 상기 위치 측정 정보를 통신하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 위치 측정 정보는 상기 제1 무선 액세스 포인트로부터 전송되고 상기 이동국에서 수신된 신호들에 대한 신호 레벨의 표시자를 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  47. 제45항에 있어서,
    SPS(위성 위치 측정 시스템) 위성에 대한 의사 거리의 측정치를 결정하는 단계; 및
    상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해, 상기 이동국의 상기 위치를 결정하기 위해 상기 이동국으로부터 상기 서버로 상기 의사 거리의 측정치를 통신하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 식별 정보는 상기 제1 무선 액세스 포인트의 위치를 결정하는데 사용되는, 이동국을 동작시키는 방법.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 신호들에 대한 신호 레벨의 표시자, 및 상기 SPS(위성 위치 측정 시스템) 위성에 대한 의사 거리의 측정치 중 적어도 하나를 사용하여 상기 이동국의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  49. 제37항에 있어서,
    상기 서버로부터 상기 제1 무선 액세스 포인트의 위치를 수신하는 단계를 더 포함하는, 이동국을 동작시키는 방법.
  50. 위치 결정 시스템의 이동국으로서,
    상기 이동국에 액세스 가능한 무선 로컬 영역 네트워크의 제1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 무선 신호들을 수신하는 무선 통신 섹션 ? 상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크와의 양방향 통신을 위해 인가되지 않음 ?; 및
    상기 무선 로컬 영역 네트워크의 상기 제1 무선 액세스 포인트의 식별 정보를 결정하기 위해 상기 무선 통신 섹션에 결합된 프로세서를 포함하며,
    상기 무선 통신 섹션은, 상기 이동국의 위치 결정 동안 상기 무선 로컬 영역 네트워크와 상이한 셀룰러 무선 네트워크의 제2 무선 액세스 포인트를 통해 상기 식별 정보를 상기 이동국으로부터 원격 서버로 통신하는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  51. 제50항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 무선 액세스 포인트들은 상이한 무선 인터페이스(air interface)들을 사용하며, 상기 제1 무선 액세스 포인트는 상기 무선 로컬 영역 네트워크의 제1 그룹의 노드들과 통신상으로 연결되며,
    상기 제2 무선 액세스 포인트는 상기 셀룰러 무선 네트워크의 제2 그룹의 노드들과 통신상으로 연결되고,
    상기 프로세서는 상기 제 1 무선 액세스 포인트로부터의 하나 이상의 신호들의 캐리어 주파수에 적어도 부분적으로 기반하여 상기 이동국의 국부 발진기를 교정하도록 추가적으로 구성되는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 제2 무선 액세스 포인트는 셀룰러 기지국을 포함하는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  53. 제52항에 있어서,
    상기 셀룰러 무선 네트워크는,
    a) TDMA(Time Division Multiple Access);
    b) GSM(Global System for Mobile communications);
    c) CDMA(Code Division Multiple Access);
    d) W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access);
    e) UMTS(United Mobile Telecommunication System);
    f) TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access);
    g) iDEN(Integrated Digital Enhanced Network); 및
    h) HDR(High Data Rate) 중 하나 이상과 호환되는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  54. 제52항에 있어서,
    상기 무선 로컬 영역 네트워크는,
    a) 무선 로컬 영역 네트워크 액세스용 IEEE 802 표준;
    b) 블루투스 표준; 및
    c) UWB(Ultra-wideband) 표준 중 하나 이상과 호환되는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  55. 제50항에 있어서,
    상기 무선 로컬 영역 네트워크는 제1 서비스 제공자에 의해 운용되며, 상기 셀룰러 무선 네트워크는 제2 서비스 제공자에 의해 운용되는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  56. 제50항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트는 양방향 통신을 지원하는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  57. 제50항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 이동국과 상기 제1 무선 액세스 포인트 사이의 거리를 나타내는 위치 측정 정보를 추가로 결정하며, 상기 무선 통신 섹션은 상기 이동국의 위치를 결정하기 위해, 상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해, 상기 이동국으로부터 상기 서버로 상기 위치 측정 정보를 통신하는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 위치 측정 정보는 상기 제1 무선 액세스 포인트로부터 전송되고 상기 이동국에서 수신된 신호들을 위한 신호 레벨의 표시자를 포함하는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  59. 제57항에 있어서,
    SPS(위성 위치 측정 시스템) 위성에 대한 의사 거리의 측정치를 결정하기 위해 상기 프로세서에 결합된 SPS(위성 위치 측정 시스템) 신호 수신기를 더 포함하며,
    상기 무선 통신 섹션은 상기 이동국의 상기 위치를 결정하기 위해, 상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해, 상기 이동국으로부터 상기 서버로 상기 의사 거리의 측정치를 통신하며, 상기 식별 정보는 상기 제1 무선 액세스 포인트의 위치를 결정하기 위해 사용되는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  60. 제50항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 통신 섹션을 통해 상기 서버로부터 상기 제1 무선 액세스 포인트의 위치를 수신하는, 위치 결정 시스템의 이동국.
  61. 이동국으로서,
    양방향 통신을 지원하는 무선 로컬 영역 네트워크의 제1 무선 액세스 포인트로부터 전송된 제1 신호들을 수신하고 셀룰러 무선 네트워크의 제2 무선 액세스 포인트로부터 전송된 제2 신호들을 수신하기 위한 무선 통신 섹션; 및
    SPS(위성 위치 측정 시스템) 위성에 대한 의사 거리의 측정치를 결정하기 위해 상기 무선 통신 섹션에 결합된 SPS(위성 위치 측정 시스템) 신호 수신기
    를 포함하며,
    상기 이동국은 상기 제1 신호들을 사용하여 거리 측정치를 결정하며, 상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크와의 양방향 통신을 위해 인가되지 않으며, 상기 무선 통신 섹션은 상기 제2 무선 네트워크의 상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해 상기 이동국의 위치를 결정하기 위해 서버와 통신하는, 이동국.
  62. 제61항에 있어서,
    상기 무선 통신 섹션 및 상기 SPS 신호 수신기에 결합된 국부 발진기를 더 포함하며, 상기 국부 발진기는 상기 제1 신호들 중 하나 이상의 캐리어 주파수 적어도 부분적으로 기반하여 상기 무선 통신 섹션에 의해 교정(calibrate)되는, 이동국.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 국부 발진기는 상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나에서의 캐리어 주파수 신호로 고정되는, 이동국.
  64. 제61항에 있어서,
    상기 무선 통신 섹션은 상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나로부터 정확한 시간 정보를 획득하는, 이동국.
  65. 제64항에 있어서,
    상기 정확한 시간 정보는 상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나의 시간 마커로부터 획득되는, 이동국.
  66. 제64항에 있어서,
    상기 정확한 시간 정보는 상기 제1 신호들 및 상기 제2 신호들 중 적어도 하나로부터의 시스템 시간을 포함하는, 이동국.
  67. 삭제
  68. 제61항에 있어서,
    상기 제2 무선 액세스 포인트는 무선 셀룰러 통신 시스템의 기지국을 포함하는, 이동국.
  69. 제61항에 있어서,
    상기 서버는 상기 제2 무선 액세스 포인트를 통해 상기 이동국으로 위치 보조 데이터를 제공하는, 이동국.
  70. 제69항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 이동국의 상기 위치를 결정하며, 상기 위치 보조 데이터는 (a) SPS 위성들에 대해 추정된 도플러; 또는 (b) 상기 이동국의 추정된 위치를 고려한 SPS 위성들의 리스트; 또는 (c) 위성 알마낙 정보; 또는 (d) 상기 이동국의 추정된 위치; 또는 (e) 상기 제1 무선 액세스 포인트의 위치 중 적어도 하나를 포함하는, 이동국.
  71. 제61항에 있어서,
    상기 이동국은 상기 무선 로컬 영역 네트워크의 운용자에 의해 상기 제1 무선 액세스 포인트와 통신하도록 인가되지 않으며, 상기 셀룰러 무선 네트워크의 운용자에 의해 상기 제2 무선 액세스 포인트와 통신하도록 인가되는, 이동국.
  72. 삭제
  73. 제61항에 있어서,
    상기 거리 측정치는 상기 이동국의 상기 위치를 결정하는 데 사용되는, 이동국.
  74. 제61항에 있어서,
    상기 제1 무선 액세스 포인트 및 상기 제2 무선 액세스 포인트 모두는 인가된 이동국들과의 양방향 통신을 지원할 수 있는, 이동국.
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