KR102157309B1 - 이동 단말기의 위치측정시스템 - Google Patents

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Abstract

본 개시는, 이동통신 시스템에서 단말기가 전송하는 신호를 바탕으로 보다 정확한 위치추정을 할 수 있는 위치측정기, 위치측정서버, 및 위치측정시스템을 제안한다. 구체적으로, 위치측정기는, 타겟단말기의 상향링크 신호의 채널 설정 정보를 획득하고, 채널 설정 정보에 기초하여 하나 이상의 상향링크 신호 수신부를 통해 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하고, 수신된 상향링크 신호에 대한 정보를 측정하고, 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하고, 위치측정서버는, 위치측정기로부터 상기 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 수신하고, 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보에 기초하여 타겟단말기의 위치를 계산한다.

Description

이동 단말기의 위치측정시스템{POSITION MEASUREMENT SYSTEM FOR MOBILE TERMINAL}
본 개시는 이동통신 시스템 내의 이동 단말기의 위치를 추정하는 시스템에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서의 일반적인 단말기와 기지국의 연결이 도 1에 도시되어 있다. 도 1을 참조하여 설명하면 이동통신 시스템은 기지국과 단말기로 구성되어 있다. 종래의 단말기 위치추정방식은 단말기가 전송하는 신호를 바탕으로 해당 단말기의 위치를 추정한다. 이때 일반적으로 사용되는 방법은 단말기가 전송하는 신호가 기지국에 도달하는 데 소요되는 신호의 지연값을 사용하는 것이다. 또한, 단말기가 전송하는 신호가 기지국에 도달하는 채널에서 발생하는 전파감쇄의 양을 바탕으로도 기지국과 단말기 사이의 거리를 추정할 수 있다.
다시 말해, 종래의 이동통신 시스템에서 단말기의 위치추정 방법은 단말기가 전송하는 신호를 기지국이 수신하고, 수신된 신호의 무선채널상의 지연, 전파감쇄 등을 바탕으로 단말기의 위치를 추정한다.
그러나 이러한 방법은 기지국 간의 거리가 멀어 단말기의 추정된 위치가 정확하지 못하다는 문제점이 있다. 일반적으로 이동통신 시스템에서 기지국 간의 거리가 도심에서는 1-3Km 수준이고, 시골이나 산악지역은 10Km 이상이 되는 경우가 많다.
대부분의 경우 단말기가 전송하는 신호를 검출할 수 있는 기지국의 수가 많지 않다는 것이 상기 단말기 위치 추정 방식의 한계이다. 일부 핸드오버 지역에 있는 단말기의 경우 두 개 정도의 기지국에서 신호를 수신하여 이를 바탕으로 하여 좀 더 정확한 위치를 측정할 수 있지만, 이는 일부 단말기에 국한된다는 단점이 있다.
또한, 기지국과 단말기 사이에 빌딩과 같은 장애물이 있는 경우에는 전파 지연과 감쇄가 장애물이 없는 경우보다 훨씬 크게 나타날 수 있어 정확도를 떨어뜨리는 단점이 있다.
이러한 문제들로 인해 상기 단말기 위치 추정 방식에서 단말기의 위치를 추정하는 정확도는 수백 m 의 수준인 경우가 대부분이다.
본 개시는, 이동통신 시스템에서 단말기가 전송하는 신호를 바탕으로 보다 정확한 위치추정을 할 수 있는 위치측정시스템을 제안한다.
전술한 과제에서 안출된 본 개시는, 일 측면에서, 이동통신 네트워크의 기지국으로부터 타겟단말기의 상향링크 신호의 채널 설정 정보를 획득하고, 채널 설정 정보에 기초하여 하나 이상의 상향링크 신호 수신부를 통해 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하고, 수신된 상향링크 신호에 대한 정보를 측정하고, 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하는 위치측정기와, 위치측정기로부터 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 수신하고, 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보에 기초하여 타겟단말기의 위치를 계산하는 위치측정서버를 포함하는 위치측정시스템을 제안한다.
다른 측면에서, 본 개시는 이동통신 네트워크의 기지국으로부터 하향링크 신호를 수신하는 하나 이상의 하향링크 신호 수신부, 타겟단말기의 상향링크 신호의 채널 설정 정보를 획득하는 제어부, 채널 설정 정보에 기초하여 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하고, 상향링크 신호에 대한 정보를 측정하는 하나 이상의 상향링크 신호 수신부 및 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하는 통신부를 포함하는 위치측정기를 제시한다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 타겟단말기와의 호를 설정하고, 타겟단말기의 식별정보를 위치측정기에게 알리는 이동통신 네트워크를 제시한다.
또 다른 측면에서, 이동통신네트워크로부터 타겟단말기의 자원할당 정보 및 상향링크의 전송과 관련된 파라미터 들을 수신하고, 상기 자원할당 정보 및 전송 파라미터에 기초하여 하나 이상의 상향링크 수신부를 통해 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하고, 수신된 상향링크 신호에 대한 정보를 측정하고, 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하는 위치측정기와, 위치측정기로부터 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 수신하고, 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보에 기초하여 타겟단말기의 위치를 계산하는 위치측정서버를 포함하는 위치측정시스템을 제안한다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 이동통신네트워크으로부터 타겟단말기의 자원할당 및 상향링크 전송 파라미터 정보를 수신하는 통신부와, 자원 할당 및 상향링크 전송 파라미터 정보에 기초하여 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하고, 수신된 상향링크 신호에 대한 정보를 측정하는 하나 이상의 상향링크 신호 수신부를 포함하고, 통신부는 타겟단말기의 식별정보 및 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하는 위치측정기를 제시한다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 타겟단말기와의 호를 설정하고, 타겟단말기의 자원할당 및 상향링크 전송 파라미터 정보를 위치측정기에게 알리는 이동통신네트워크를 제시한다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 위치측정기로부터 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보를 수신하는 수신부; 및 상기 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟단말기의 위치를 계산하는 제어부를 포함하는 위치측정서버를 제시한다.
본 개시의 위치측정시스템에 따르면, 하나 이상의 위치측정기는 타겟단말기의 상향링크 전송과 관련한 자원할당 및 전송시점 등의 정보를 획득하고 이를 바탕으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 측정한다. 다수의 위치측정기들을 사용하여 타겟단말기의 상향링크 신호전송의 수신시간, 수신전력, 수신되는 방향 등의 정보를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 정확히 측정할 수 있다. 이에 따라, 실종자, 조난자의 위치를 보다 정확히 파악하여 신속한 대응을 할 수 있다.
도 1은 종래의 기지국 기반의 위치 측정을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 위치 측정의 개념을 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 위치측정시스템의 구성 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 실시예에 대한 위치측정기와 위치측정서버와 기지국의 동작의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치측정시스템의 구성 간의 관계를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5의 실시예에 대한 위치측정기와 위치측정서버와 기지국의 동작의 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 위치측정기의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 위치측정기의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따라 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따라 타겟단말기가 두 가지의 다른 채널을 이용하여 상향링크 신호를 전송할 때 위치측정기가 상향링크 신호를 검출하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따라 타겟단말기가 두 가지의 다른 채널을 이용하여 상향링크 신호를 전송할 때 위치측정기가 상향링크 신호를 검출하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따라 타겟단말기가 단속적으로 상향링크 신호를 전송하는 방식을 설명하는 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 위치측정서버의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템을 의미한다. 무선 통신 시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS)을 포함한다.
사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA, LTE, HSPA 및 IMT-2020(5G 또는 New Radio) 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.
기지국 또는 셀(Cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), gNB(gNode-B), LPN(Low Power Node), 섹터(Sector), 싸이트(Site), 다양한 형태의 안테나, BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 포인트(예를 들어, 송신포인트, 수신포인트, 송수신포인트), 릴레이 노드(Relay Node), 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.
앞서 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. 1) 무선 영역과 관련하여 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 스몰 셀(small cell)을 제공하는 장치 그 자체이거나, 2) 무선 영역 그 자체를 지시할 수 있다. 1)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호 작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 포인트, 송수신 포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. 2)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.
본 명세서에서 셀(Cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는 신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 사용자 단말과 기지국은, 본 발명에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다.
여기서, 상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크 또는 역방향)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크 또는 순방향)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.
상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식, TDD 방식과 FDD 방식의 혼용 방식이 사용될 수 있다.
본 발명에서 하향링크는 상향링크에 대한 자원할당 정보 및 제어정보를 전송하는 주파수대역을 통해 전송되는 하향링크를 특정할 수 있다.
또한, 무선 통신 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다.
상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 등과 같은 제어 채널을 통하여 제어 정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터 채널로 구성되어 데이터를 전송한다.
하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있으며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있다. 이때, 하향링크에서 송신부는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신부는 단말의 일부분일 수 있다. 또한, 상향링크에서 송신부는 단말의 일부분일 수 있고, 수신부는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.
이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.
한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC 시그널링을 포함한다.
기지국은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. 기지국은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 하향링크 데이터 채널의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어 채널을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다. 기지국은 PDCCH를 통해서 단말기에게 채널 설정 정보, 구체적으로, 자원할당 정보를 전송할 수 있다, 또한 기지국은 PDSCH를 통해서도 단말기에게 자원할당 및 신호전송에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다. 또한, 기지국은 하향링크 제어채널 또는 데이터 채널을 사용하여 자원할당 및 신호전송에 대한 제어 정보를 보낼 수 있다.
무선 통신 시스템에서 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access), OFDM-TDMA, OFDM-FDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 여기서, NOMA는 SCMA(Sparse Code Multiple Access)와 LDS(Low Density Spreading) 등을 포함한다.
본 발명의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE/LTE-Advanced, IMT-2020으로 진화하는 비동기 무선 통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원 할당에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 MTC(Machine Type Communication) 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.
다시 말해 본 명세서에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는, Release-14에서 정의된 further Enhanced MTC 단말을 의미할 수도 있다.
본 명세서에서 NB-IoT(NarrowBand Internet of Things) 단말은 셀룰러 IoT를 위한 무선 액세스를 지원하는 단말을 의미한다. NB-IoT 기술의 목적은 향상된 인도어(Indoor) 커버리지, 대규모의 저속 단말에 대한 지원, 저지연민감도, 초저가 단말 비용, 낮은 전력 소모, 그리고 최적화된 네트워크 구조를 포함한다.
3GPP에서 최근 논의 중인 NR(New Radio)에서 대표적인 사용 시나리오(usage scenario)로서, eMBB(enhanced Mobile BroadBand), mMTC(massive Machine Type Communication), URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communication)가 제기되고 있다.
본 명세서에서 NR(New Radio)과 관련한 주파수, 프레임, 서브프레임, 자원, 자원블럭, 영역(region), 밴드, 서브밴드, 제어채널, 데이터채널, 동기신호, 각종 참조신호, 각종 신호, 각종 메시지는 과거 또는 현재 사용되는 의미 또는 장래 사용되는 다양한 의미로 해석될 수 있다.
한편, 이하 본 명세서에서는 단말과 기지국 두 가지 노드를 기준으로 기술적 사상에 대해서 설명하나, 이는 이해의 편의를 위한 것일 뿐, 단말과 단말 간에도 동일한 기술적 사상이 적용될 수 있다. 예를 들어, 아래에서 설명하는 기지국은 단말과 통신을 수행하는 하나의 노드를 예시적으로 개시하여 설명한 것으로, 필요에 따라 단말과 통신을 수행하는 타 단말 또는 인프라 장치 등으로 대체될 수 있다.
즉, 본 기술적 사상은 단말과 기지국 간의 통신 뿐만 아니라, 단말 간 통신(Device to Device), 사이드 링크 통신(Sidelink), 차량 통신(V2X) 등에 적용될 수도 있다. 특히, 차세대 무선 액세스 기술에서의 단말 간 통신에도 적용될 수 있으며, 본 명세서의 신호, 채널 등의 용어는 단말 간 통신 종류에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있다.
예를 들어, PSS 및 SSS는 각각 단말 간 통신에서 PSSS(Primary D2D Synchronization Signal) 및 SSSS(Secondary D2D Synchronization Signal)로 용어가 변경되어 적용될 수 있다. 또한, 전술한 PBCH와 같이 브로드캐스트 정보를 전달하는 채널은 PSBCH로, PUSCH 및 PDSCH와 같이 사이드링크에서 데이터를 전달하는 채널은 PSSCH로, PDCCH 및 PUCCH와 같이 제어정보를 전달하는 채널은 PSCCH로 변경되어 적용될 수 있다. 한편, 단말 간 통신에서는 디스커버리 신호가 필요하며, 이는 PSDCH를 통해서 송수신된다. 다만, 이러한 용어에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 명세서에서는 기술적 사상을 단말과 기지국 간의 통신을 예시적 기준으로 설명하되, 필요에 따라 기지국 노드가 타 단말로 대체되어 본 기술적 사상이 적용될 수 있다.
본 개시는 무선통신 시스템, 특히 이동통신 시스템에서 단말기가 어떠한 위치에 있는지의 정보를 획득하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
본 개시에서는 이동통신 시스템의 하향링크 신호 수신부와 상향링크 신호 수신부를 같이 구비한 새로운 형태의 위치측정기를 제안한다. 제안하는 위치측정기는 다수의 상향링크 신호 수신부를 포함할 수 있으며, 다수의 상향링크 신호 수신부는 서로 다른 물리적인 위치에 설치할 수 있다.
본 발명의 위치측정기는 기지국이 전송하는 하향링크의 신호를 분석하여 어떠한 신호가 상향링크를 통해서 단말에서 기지국으로 전송되는 지에 대한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 상향링크 신호 수신기를 통해 상향링크 신호를 수신하여 상기 상향링크의 데이터가 단말에서 기지국으로 전송되는지를 판단하고, 수신된 신호 또는 데이터에 기초하여 해당 단말의 위치를 파악할 수 있다.
또한, 본 발명의 위치측정기는 이동통신 시스템으로부터 타겟단말기의 자원할당 및 상향링크 전송 파라미터 정보를 수신한다. 그리고, 상향링크 신호 수신기를 통해 상향링크 신호를 수신하고, 이에 기초하여 단말의 위치를 파악할 수 있다.
본 실시예들의 관련 분야는 무선통신 시스템에서의 단말들의 위치정보 획득 기술이다.
본 실시예들의 적용가능제품 및 방법은 이동통신 시스템을 통한 실종자들의 위치 측정과, 재난 및 조난 발생시 인명구조를 위한 위치 추정이다.
본 실시예들과 가장 관련도가 높은 종래기술은 가장 연관성이 높은 것은 이동통신 시스템이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
한편, 이하에서 설명한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 적용될 수 있다.
본 개시의 이동통신 시스템에는 기지국과 단말기가 신호를 주고 받는다. 본 개시는 위치를 추적하고자 하는 타겟단말기의 주변에 위치측정기를 배치하고, 위치측정기가 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하여, 위치측정서버가 타겟단말기의 위치를 측정하는 위치측정시스템을 제안한다.
본 발명의 위치측정기는 타겟단말기가 전송하는 상향링크 신호를 포착하고 위치측정서버는 이를 바탕으로 단말기의 위치를 측정한다. 타겟단말기의 위치를 정확하게 측정하기 위해 상기 위치측정기 한 개 이상을 타겟단말기 주변에 배치할 수 있다. 본 개시의 위치측정기는 사람이 휴대하여 사용할 수 있지만, 차량 및 드론 등에 설치하여 사용하는 것도 가능하다. 본 개시에서 이동통신 시스템은 LTE 기반의 이동통신 시스템을 가정하여 기술하나, 다른 기술을 적용한 이동통신 시스템에 공통적으로 적용할 수 있음을 밝혀두는 바이다. 특히, 이동통신 시스템 중 서킷방식의 이동통신 시스템인 GSM 및 W-CDMA 방식의 통신시스템에서도 단말기의 위치를 정확히 측정이 가능하다. 또한, 다른 이동통신 시스템을 포함한 다양한 무선통신 시스템에서 적용이 가능하다.
본 발명의 장치는 이동이 가능하다. 종래의 방식에서는 위치측정을 위한 장치가 고정된 위치에 존재하였지만, 본 발명에서는 이를 소지하고 이동할 수 있다는 장점이 있다. 이동을 하게 되는 경우 본 발명의 장치를 소지한 사람 또는 사물이 위치측정을 하려는 타겟단말기에 보다 근접한 위치로 이동할 수 있다. 측, 타겟단말기에 보다 가까이 갈 수 있으므로 보다 정확한 타겟단말기의 위치측정이 가능하다. 또한, 본 발명의 장치는 고정된 위치에 설치하여 단말기의 위치를 정확히 측정하는 데 활용할 수 있음을 밝혀두는 바이다.
도 2는 본 개시의 위치 측정의 개념을 도시한 도면이다. 도 2를 참조하여 설명하면 이동통신 시스템에서 기지국(250)과 단말기(210)가 서로 신호를 주고 받는다.
본 발명의 위치측정기(220, 230, 240)는 위치를 측정하고자 하는 단말기(타겟단말기) (210) 주변에 배치되어 타겟단말기(210)가 전송하는 신호를 수신하고 위치측정서버(도시되지 않음)는 이를 바탕으로 타겟단말기(210)의 위치를 측정한다.
이 때 타겟단말기(210)가 전송하는 신호가 각 위치측정기(220, 230, 240)에 도달하는 신호의 지연과 수신 신호의 크기 등으로 바탕으로 타겟단말기(210)의 위치를 측정한다.
또한, 위치측정기는 신호가 수신되는 각도 또는 방향을 사용하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 일 예시로, 위치측정기는 하나 이상의 상향링크 신호 수신부를 포함할 수 있으며, 위치측정기는 각각의 상향링크 신호 수신부에 연결된 안테나에서 상향링크 신호가 수신된 각도 또는 방향, 수신 시점 및 수신 전력 정보를 조합하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 다른 예시로, 위치측정기는 하나 이상의 상향링크 신호 수신부를 포함할 수 있으며, 위치측정기는 각각의 상향링크 신호 수신부에 연결된 안테나에서 상향링크 신호가 수신된 각도 또는 방향 정보를 위치측정서버에 전송하고, 위치측정서버는 수신된 신호의 수신 각도 또는 수신 방향 정보, 수신 시점 및 수신 전력 정보를 조합하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 보다 정확한 위치 측정을 위해 더 많은 수의 위치측정기를 타겟단말기(210) 주변에 배치 할 수 있다. 또한, 위치측정기의 측정결과뿐 아니라 기지국(250)에서 수신하는 신호의 크기와 시간지연 정보들과 위치측정기에서 수신한 정보를 결합하여 보다 정확한 위치를 측정하게 할 수도 있다.
이러한 측정을 위해서는 기지국과 타겟단말기 사이에 링크가 형성되어 타겟단말기가 상향링크를 전송하여야 한다. 또한, 이미 기지국과 링크가 형성되어 있는 타겟단말기의 경우에도 보다 정확한 측정을 위해 이동통신 네트워크와 위치측정기가 사전에 약속한 신호를 타겟단말기가 전송하도록 설정할 수 있다. 본 발명에서는 이렇게 기지국과 타겟단말기와의 링크를 형성하는 것과 서로 약속된 신호를 타겟단말기가 전송하도록 기지국이 설정하는 것을 측위를 위한 링크형성이라고 정의한다.
타겟단말기와 기지국간의 링크 형성요청은 본 발명의 위치측정기가 이동통신 시스템에 직접 요청할 수도 있다. 그러나 탐색자가 상기 요청을 본 발명의 위치측정서버에 전달하여 위치측정서버가 이동통신 네트워크에 전달하고, 이동통신 네트워크로부터 상기 링크에 대한 정보를 수신하여 이를 위치측정기에게 알려줄 수 있다.
상기 과정에서 타겟단말기 인근에 배치된 위치측정기 중 하나가 마스터가 되어 상기 링크형성에 대한 설정 및 해지 등의 요청을 전송할 수 있다. 또한, 또 다른 방법으로 모든 위치측정기가 같은 권한을 가지고 상기 링크 형성에 대한 설정 및 해지 등의 요청를 하도록 할 수 있다.
본 발명에서 제안하는 위치측정기(220, 230, 240)는 이동통신 시스템에서 타겟단말기(210)가 전송하는 상향링크 신호를 수신하고 상기 신호의 크기 및 시간지연 정보를 바탕으로 타겟단말기(210)의 위치측정을 수행한다. 이동통신 시스템에서 타겟단말기(210)가 신호를 전송하는 시점을 획득하기 위해 본 발명의 위치측정기(220, 230, 240)는 기지국(250)이 전송하는 신호인 하향링크 신호 수신부를 포함한다. 즉, 본 발명의 위치측정기(220, 230, 240)는 이동통신 시스템에서 전송하는 하향링크 신호 수신부로 순방향 신호(하향링크 신호)를 포착하고 이를 바탕으로 역방향 링크의 신호(상향링크 신호)가 전송되는 시점을 추정한다. 즉, 역방향 링크의 신호가 전송되는 기준시점을 획득하고 이 기준 시점 주변에 타겟단말기(210)가 전송하는 역방향 신호를 포착 및 수신한다. 상기 과정에서 위치측정기가 수신하는 하향링크 신호는 타겟단말기에게 제어정보 또는 채널 설정 정보, 구체적으로, 자원할당 정보를 전송하는 주파수대역을 수신하도록 설정할 수 있다. 또한, 위치측정기의 하향링크 신호 수신부는 타겟단말기와 호설정을 하고 있는 기지국의 신호를 수신한다. 이 과정에서 필요하다면 위치측정기에 구비되어 있는 하향링크 신호 수신부는 기지국이 전송하는 시스템 정보인 BCCH (Broadcasting Control Channel) 또는 BCH 등의 정보들을 수신하여 시스템에 대한 전반적인 파라미터 등을 획득할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 위치측정시스템의 구성 간의 관계를 도시한 도면이다.
본 발명은 종래 이동통신 시스템에서 기지국(120)과 타겟단말기(110)가 서로 무선으로 신호를 주고 받는 것을 전제한다. 본 발명에서 상기 무선 신호는 이동통신 시스템일 수 있다. 본 명세서의 이하의 설명에서는 상기 이동통신 시스템이 LTE 이동통신 시스템을 대상으로 기술한다. 그러나 본 발명이 해당 통신 시스템에 한정되는 것은 아니다.
도 3의 위치측정시스템은 상기 타겟단말기(110)의 위치를 측정하려는 위치측정기(130)와 위치측정서버(140)를 포함한다. 여기서 위치측정기(130)는 하나 이상 존재할 수 있다. 본 발명의 위치측정기(130)는 상향링크 신호 수신부와 하향링크 신호 수신부를 통해 타겟단말기(110)와 기지국(120) 사이에 전송하는 상향링크와 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 여기서 위치측정기(130)의 상향링크 신호 수신부와 하향링크 신호 수신부는 상향링크 신호 또는 하향링크 신호를 송신하는 주체인 기지국(120)과 단말에 포함된 신호 수신부가 아니며, 타 통신 장비의 상향링크 신호와 하향링크 신호를 수신하는 것을 특징으로 한다. 상기한 타 통신장비는 타겟단말기가 될 수 있다. 위치측정기(130)는 상향링크 신호를 수신하는 경우 타겟단말기(110)의 상향링크 신호의 수신시점과 전파세기 등을 측정한다. 또한, 신호가 수신되는 방향, 각도 등도 측정할 수 있다. 위치측정기(130)는 타겟단말기(110)가 전송하는 신호를 측정하여 이를 위치측정서버(140)에 전송하고, 이를 바탕으로 위치측정서버(140)는 타겟단말기(110)의 위치를 계산하여 위치측정기(130)에게 전송한다. 이 위치정보를 수신한 위치측정기(130)는 타겟단말기(110)의 위치를 디스플레이부 등의 출력장치를 통해 사용자에게 알린다.
먼저, 위치측정기(130)는 통신부를 통해 기지국(120)으로부터 타겟단말기(110)의 식별정보를 수신한다. 여기서 통신부는 기지국(120) 또는 위치측정서버(140)와 같은 타 통신 장비와 신호를 송수신할 수 있는 구성으로서, 상향링크 신호 수신부 또는 하향링크 신호 수신부와 별개의 구성일 수 있다. 다른 실시예에서, 통신부의 수신측은 하향링크 신호 수신부와 동일한 구성으로서, 기지국(120) 또는 위치측정서버(140)로부터 신호를 수신하는 구성일 수 있다. 예를 들면, 타겟단말기에게 전송되는 하향링크 신호가 사용하는 주파수 대역과 위치측정기의 통신부가 사용하는 하향링크 주파수 대역은 동일한 대역을 사용하고, 이를 하나의 하향링크 수신기를 사용하여 수신하게 할 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명의 위치측정기(130)는 한 기지국(120)이 단말기에게 할당하는 임시 ID에 해당하는 RNTI (Radio Network Temporary Identifier)를 타겟단말기(110)의 식별정보로 수신할 수 있다.
RNTI라 함은 한 기지국 내에서의 단말기의 임시 ID로 사용되며, 한 단말기에게 어떤 RNTI가 할당될 지 알 수 없으므로 익명성을 유지할 수 있다. 본 발명에서 RNTI를 단말기를 식별하는 방법을 기준으로 설명하였으나, 본 발명은 한 기지국 또는 셀 내에서 단말기에게 임시로 할당하는 ID라면 동일한 기능으로 사용할 수 있음을 밝혀두는 바이다.
일 실시예에서, 실종자(또는 조난자)에 대한 신고를 하게 되면 이동통신 네트워크의 기지국(120)은 하나의 RNTI를 상기 실종자에게 할당하고, 이 RNTI 정보를 위치측정기(130)들에게 알려준다. 상기 RNTI 정보를 받은 위치측정기(130)는 해당 RNTI를 사용하여 상향링크 신호를 전송하는 단말기(110)의 상향링크 신호를 검출하여 이 단말기(110)의 위치를 추정한다. 상기 과정에서 기지국이 RNTI의 정보를 위치측정기에게 직접 전송할 수 있지만, 타겟단말기 정보 서버를 사용하여 기지국이 RNTI의 정보를 통신서버에게 전송하고, 이 통신서버가 위치측정기에게 RNTI 정보를 전송하게 할 수 있다. 또 다른 실시예로 이동통신 네트워크의 기지국과 위치측정기 사이에 측위를 위해 사용할 RNTI를 사전에 약속한 후, 기지국은 미리 정해진 RNTI를 타겟단말기에게 할당하고, 위치측정기는 상기 RNTI를 사용하여 타겟단말기의 신호를 검출하고 측정할 수 있다. 또한, 여러 개의 RNTI를 이동통신 네트워크와 위치측정기 간에 약속할 수 있으며, 이러한 경우 타겟단말기에게 그 중 어떠한 RNTI를 할당하였는지의 정보를 RNTI의 비트 수보다 적은 비트수로 알려줄 수 있다. 예를 들면, RNTI가 16비트로 구성되어 있을 때, 8개의 RNTI가 타겟단말기에게 할당할 수 있도록 약속되어 있다면, 3비트의 정보로 그 중 어떠한 RNTI를 사용하는지 위치측정기에게 알려줄 수 있다.
일 실시예에서, 위치측정기가 위치추적을 하고자 하는 타겟단말기(110)의 RNTI 정보를 받을 때 또는 받은 후, 기지국(120)에서는 상기 타겟단말기(110)의 대략적인 위치정보를 제공할 수 있다. 이러한 정보를 바탕으로 위치측정기(130)를 타겟단말기(110)들 주변에 배치하고 위치 측정을 시도할 수 있다. 본 발명의 위치측정기(130)는 위치측정을 하려고 하는 타겟단말기(110)가 할당받은 RNTI 기반으로 전송하는 상향링크 신호의 검출을 시도할 수 있다. 위치측정기는 상기 RNTI를 기반으로 하량링크의 자원할당정보를 수신하여 타겟단말기의 자원할당 정보를 획득하고, 이를 기반으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출 및 측정한다.
본 발명의 위치측정기(130)는 상향링크로 전송하는 타겟단말기(110)의 신호를 수신하기 위해 상향링크의 시간적인 동기를 획득하여야 한다. 상향링크 전송시점에 대한 시간적인 동기를 위해 위치측정기(130)들은 하향링크 신호 수신부를 구비할 수 있다. 즉, 하향링크 신호를 수신하여 시스템의 시간정보를 확보하고 이를 바탕으로 타겟단말기(110)가 역방향 채널로 전송하는 시간적인 동기를 확보하는 것이다. 이 과정에서 필요하다면 위치측정기(130)에 구비되어 있는 하향링크 신호 수신부는 기지국(120)이 전송하는 시스템 정보인 BCH, dynamic BCH 등의 정보들을 수신하여 시스템에 대한 전반적인 파라미터 등을 획득할 수 있다.
본 발명에서는 이 때 상향링크로 타겟단말기(110)가 언제 신호를 전송하는 지의 정보를 위치측정기(130)가 획득하는 방법을 제안한다.
일 실시예에서, 위치측정기(130)는 하나 이상의 하향링크 신호 수신부를 통해 제어 정보를 수신하고, 수신된 제어 정보 및 타겟단말기의 식별정보에 기초하여 타겟단말기의 상향링크 신호의 자원 할당 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 위치측정기(130)는 하향링크 신호 수신부를 사용하여 하향링크에 전송되는 제어정보인 PDCCH (Physical Downlink Control Channel)을 수신하여 상향링크 신호의 전송 여부와 전송되는 자원의 정보를 획득할 수 있다. 종래의 LTE 수신부와 동작이 다른 것은 본 발명의 LTE 하향링크 신호 수신부는 타 사용자에게 전송되는 제어정보를 수신한다는 것이다. 즉, 자신에게 전송되는 제어정보를 수신하는 것이 아닌 다른 단말기(타겟 단말기)에게 전송되는 제어정보를 수신하는 것이다. 이렇게 수신한 타겟사용자 제어정보를 바탕으로 위치측정기(130)는 타겟단말기(110)에게 할당된 상향링크 자원의 정보를 획득한다. 그리고 이 과정에서 상향링크의 자원할당에 대한 정보를 추가적으로 확보하기 위해 본 발명의 위치측정기는 추가적으로 타겟단말기(110)에게 전송되는 순방향채널의 제어채널뿐 아니라 이에 할당되어 전송되는 PDSCH (Physical Downlink Shared channel)의 정보를 수신할 수도 있다.
이러한 상향링크 전송자원에 대한 정보를 기지국(120)이 타겟 단말기에게 전송하는 경우에는 단말기의 PDCCH, PDSCH 의 수신 복잡도를 감소하기 위해 기지국(120)이 신호를 전송하는 형식을 일부 제한 할 수 있다. 이 경우, 위치측정기(130)는, 기지국으로부터 하향링크 신호에 대한 전송 형식 정보를 수신하고, 하향링크 신호에 대한 전송 형식 정보를 이용하여 하나 이상의 하향링크 신호 수신부를 통해 하향링크 신호를 수신하고, 수신된 하향링크 신호를 처리하여 제어 정보를 획득할 수 있다.
예를 들면, PDCCH의 경우 CCE aggregation 레벨이 1, 2, 4, 8 모두 가능하다. 그러나 본 발명의 일 실시예에서 위치측정기(130)의 제어의 복잡도를 감소시키기 위해 기지국은 단말기에게 PDCCH를 전송할 때 CCE 어그리게이션(CCE aggregation) 레벨 8로만 전송할 수 있다. 또 다른 예로, PDCCH의 CCE 어그리게이션 레벨 4 또는 8을 사용하는 것이다. 이렇게 CCE 어그리게이션 레벨을 제한하여, 하나의 위치측정기가 여러 타겟단말기의 위치측정을 수행하는 경우 그 PDCCH의 블라인드 복호를 위한 복잡도를 크게 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서 기지국이 PDSCH를 통해 위치측정기가 측정할 수 있게 타겟단말기의 상향링크 자원을 할당하는 경우 전송모드를 제한하여 위치측정기의 복잡도를 감소시킬 수 있다. 예들 들면, 기지국이 위치측정기의 측정을 위해 타겟단말기에게 상향링크 자원을 PDSCH를 통해 할당하는 경우에는 전송모드를 다이버시티 전송모드로 제한할 수 있다. 이렇게 함으로 위치측정기는 하향링크에 가능한 모든 전송모드를 구현할 필요 없이 정해진 형식의 전송모드만을 이용하므로 그 복잡도가 크게 감소한다.
상기 과정을 통해 타겟단말기(110)가 상향링크를 통해 신호를 전송하는 시점과 자원에 대한 정보를 위치측정기(130)가 획득할 수 있다. 이를 바탕으로 위치측정기(130)는 타겟단말기(110)가 전송하는 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
위치측정기(130)가 타겟단말기의 신호를 포착하면, 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력을 측정하고, 측정된 정보를 위치측정서버(140)에 전송한다. 이 때 각 위치측정기(130)가 전송하는 타겟 단말기의 신호에 대한 정보는 타겟 단말기의 RNTI 정보 (또는 단말의 ID정보), 상향링크 신호의 수신 시간, 수신 전력 정보 등을 포함할 수 있다. 여기서, 상향링크 신호의 수신 시간의 정보는 GPS 등을 기준으로 만들어진 절대적인 시점을 모든 위치측정기(130) 사이에 공유하고 이를 기준으로 하여 상대적인 수신시간의 정보를 뜻한다. 즉, 모든 위치측정기들 사이의 하나의 공통된 시간의 정보가 공유되고 이 시점을 기준으로 하는 상대적인 수신시간을 의미한다. 위치측정기(130)는 상기 측정정보 이외에 타겟단말기(110)의 신호를 측정한 시간정보를 전송하여 실시간의 위치추적이 가능하게 할 수 있다. 상기한 수신시점의 정보로부터 타겟단말기에서부터 위치측정기까지의 상향링크 신호가 전파되는 시간의 정보를 계산할 수 있다. 특히, 여러 위치측정기가 수신시점의 정보를 획득하거나, 한 위치측정기가 여러 장소에서 수신시점의 정보를 획득하며, 이를 바탕으로 전파의 시간지연의 정보를 획득할 수 있고, 이를 바탕으로 타겟단말기와 위치측정기 사이의 거리를 계산할 수 있다.
본 발명의 위치측정시스템은 위치측정서버(140)를 구비할 수 있다. 위치측정서버(140)는 위치측정기(130)로부터 타겟단말기(110)의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력 정보를 수신하고, 타겟단말기(110)의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력 정보에 기초하여 타겟단말기(110)의 위치를 계산하고, 계산된 타겟단말기(110)의 위치 정보를 위치측정기(130)에 송신한다. 또한 위치측정기는 타겟단말기의 신호를 수신한 시간의 정보를 위치측정서버에 전송하여 언제 측정이 이루어졌는지를 알릴 수 있다. 이를 바탕으로 위치측정서버는 각기 다른 시점에 이루어진 위치측정기의 측정결과를 결합하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 위치측정서버(140)는 하나 이상의 위치측정기로부터 타겟단말기(110)의 ID 정보, 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력에 대한 측정정보를 수신할 수 있다. 상기한 타겟단말기의 ID 정보는 RNTI가 될 수 있지만, 위치측정서버와 위치측정기 사이에 사전에 정의한 번호를 한 타겟단말기에 할당하고 이를 사용할 수 있다. 그리고 위치측정서버(140)는 위치측정기들이 전송한 측정정보를 바탕으로 삼각측량과 전파감쇄 등의 정보를 바탕으로 타겟단말기(110)의 위치를 계산하고 이 정보를 위치측정기들에게 전송할 수 있다. 이 때 사용하는 위치측정방법은 기존에 많은 연구에서 사용되었던 다양한 기술들을 적용할 수 있으며, 본 발명은 이러한 위치측정을 가능하게 하는 위치측정기 및 그 운용환경에 대한 시스템을 제안한다.
일 실시예에서, 본 발명의 위치측정서버(140)는 기지국(120)으로부터 기지국(120)이 수신한 타겟단말기(110)의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력 정보를 추가로 수신하고, 위치측정기(130)로부터의 타겟단말기(110)의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력 정보, 및 기지국(120)으로부터의 타겟단말기(110)의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력 정보를 조합하여 타겟단말기(110)의 위치를 계산할 수 있다. 이로써 각 위치측정기(130)가 전송한 측정정보뿐 아니라 기지국(120)이 측정한 정보를 사용하여 타겟단말기(110)의 위치정보의 정확도를 향상시킬 수 있다. 즉, 타겟단말기(110)와 통신하는 기지국(120)도 타겟단말기(110)가 전송하는 신호의 채널상의 지연 및 수신전력에 대한 측정을 수행하여 측정된 정보를 위치측정서버(140)에 전송한다. 위치측정서버(140)는 위치측정기(130)뿐만 아니라 기지국(120)으로부터도 타겟단말기(110)의 상향링크 신호에 대한 측정 정보를 수신하고, 기지국(120)으로부터의 타겟단말기(110)의 상향링크 신호에 대한 측정 정보와 위치측정기(130)로부터의 타겟단말기(110)의 상향링크 신호에 대한 측정 정보를 결합하여 위치 측정을 수행함으로써 보다 정확한 위치측정을 수행할 수 있다. 상기 과정에서 위치측정서버에게 측정결과를 전송하는 위치측정기와 기지국은 각기 자신의 위치정보도 위치측정서버에게 전송한다. 위치측정서버는 상기 위치정보들과 측정결과들을 기반으로 타겟단말기의 위치를 계산한다.
본 발명에서 위치측정서버(140)는 산출된 타겟단말기(110)의 위치 정보를 포함하는 타겟단말기(110)의 정보를 위치측정기(130)에 전송한다. 타겟단말기(110)의 위치 정보를 수신한 위치측정기(130)는 이를 디스플레이를 포함한 출력장치에 출력하여 사용자에게 알린다. 일 실시예에서, 위치측정기(130)가 타겟단말기(110)의 위치를 사용자에게 알리는 방법으로 지도 위에 타겟단말기(110)의 위치를 표시할 수 있다.
본 발명의 위치측정의 정확도는 위치측정기(130)가 어디에 위치하는지에 따라 정확도가 달라질 수 있다. 보다 정확한 위치측정을 위해서는 위치측정기(130)의 배치를 측정오차를 감소하는 방향으로 변경하는 것이 더 효과적이다. 따라서, 일 실시예에 따른 위치측정기(130)는 위치측정기(130) 자신의 위치 정보를 위치측정서버(140)에 전송하고, 위치측정서버(140)는, 하나 이상의 위치측정기로부터 하나 이상의 위치측정기의 위치 정보를 각각 수신하고, 하나 이상의 위치측정기와 타겟단말기 사이의 배치가 타겟단말기의 위치 측정 오차를 감소시킬 수 있도록, 상기 하나 이상의 위치측정기의 이동방향을 산출하고, 하나 이상의 위치측정기 각각의 이동방향 정보를 하나 이상의 위치측정기 각각에 전송할 수 있다.
즉, 본 발명에서 위치측정서버(140)는 위치측정기(130)가 전송한 측정 데이터를 바탕으로 타겟단말기(110)의 위치를 측정할 뿐 아니라, 각 위치측정기(130)의 이동방향에 대한 정보를 위치측정기(130)에 전달할 수 있다. 예를 들면, 지도 위에 타겟단말기(110)의 위치를 표시할 뿐 아니라 위치측정기(130)의 위치를 표시하고, 측정오차를 감소하기 위해 상기 위치측정기(130)가 이동하여야 하는 방향 또는 목적지의 정보를 화살표로 표시할 수 있다. 또한, 본 발명의 위치측정기(130)는 자신의 위치뿐 아니라 타 위치측정기(130)의 위치정보를 지도 위에 표시하여 각 위치측정기(130) 사용자들 사이의 위치를 파악하도록 할 수 있다. 이 경우 타겟단말기(110)의 위치, 사용하는 위치측정기(130)의 위치, 타 위치측정기(130)의 위치를 각기 다른 색 또는 모양의 표시를 사용하여 나타낼 수 있다.
도 4는 도 3의 실시예에 대한 위치측정기(130)와 위치측정서버(140)와 기지국(120)의 동작의 흐름도이다. 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 위치측정기(130)는 초기화 과정에서 인접한 기지국(120)의 신호를 포착하여 이에 대한 시간동기를 확보하고 기지국(120)이 하향링크로 전송하는 시스템 정보를 획득한다(S410). 또한, 위치측정기(130)는 위치를 파악하고자 하는 타겟단말기(110)의 RNTI 값을 포함한 단말기의 식별정보를 수신한다(S420). 상기 타겟단말기(110)의 정보는 LTE 하향링크를 통해 수신할 수 있지만 다른 통신채널을 통해 입력받을 수도 있다. 전술한 초기과정에서 LTE의 시스템에 대한 동기과정과 타겟단말기(110)의 정보를 획득하는 것은 순서가 변경되어도 동작에 변화가 없다. 상기 과정에서 이동통신 네트워크의 기지국으로가 위치측정기에게 타겟단말기의 식별정보를 직접 전송할 수 있다. 또 다른 방법으로 상기 타겟단말기의 식별정보를 별도의 서버에 전송하고, 상기 서버가 본 위치측정기들에게 전송할 수도 있다. 이 과정에서 타겟단말기의 식별정보를 위치측정기에게 전송하는 서버를 본 발명의 위치측정서버를 사용할 수 있다. 즉, 위치측정서버는 기지국으로부터 타겟단말기의 식별정보를 수신하고 이를 위치측정기에게 전송하는 기능도 같이 수행할 수 있다.
전술한 초기과정을 거친 위치측정기(130)는 LTE 하향링크를 통해 기지국(120)이 전송하는 제어정보를 수신한다. 상기 제어정보에는 상향링크에 대한 자원할당 등 상향링크 전송에 대한 스케쥴링 정보가 포함되어 있다. 따라서 위치측정기(130)는 수신된 제어정보에 기초하여 타겟단말기의 상향링크 신호의 스케줄링 정보 또는 자원 할당 정보를 획득한다(S430). 위치측정기(130)는 스케쥴링 정보 또는 자원 할당 정보에 기초하여 타겟단말기(110)가 전송하는 상향링크 신호를 검출을 시도한다(S440). 위치측정기(130)는 검출된 신호가 위치측정기(130)에 도달한 시간 및 수신 전력 등을 측정하고 이 측정정보를 위치측정서버(140)에 전송한다(S450). 일 실시예에서 위치측정기(130)는 자기의 위치정보를 측정시간, 수신전력 등 상향링크에 대한 측정정보와 함께 위치측정서버(140)에 전송할 수 있다. 위치측정서버(140)는 한 개 이상의 위치측정기(130)가 전송하는 측정 정보를 바탕으로 타겟단말기(110)의 위치를 계산한다(S460). 계산된 타겟단말기(110)의 위치정보는 각 위치측정기(130)에 전송되며(S470), 위치측정기(130)는 상기 위치정보를 디스플레이를 포함한 출력장치로 출력한다(S480). 일 실시예에서, 본 발명의 위치측정서버(140)가 디스플레이와 같은 출력장치를 포함하는 경우, 위치측정서버(140)의 출력장치에 타겟단말기(110)의 위치정보를 출력할 수 있다. 위치측정기(130)와 위치측정서버(140)는 전술한 타겟단말기(110)의 상향링크 신호 측정 과정과 타겟단말기(110)의 위치 측정 과정을 반복하여 수행한다. 또한, 위치측정기는 다른 위치측정기의 위치정보도 같이 위치측정기에게 전달하며, 본 발명의 위치측정기는 타겟단말기의 위치, 탐색자가 사용하고 있는 위치측정기의 위치, 타 위치측정기의 위치를 위치측정기의 디스플레이에 표시할 수 있다
도 3과 4의 실시예에서 위치측정기(130)는 LTE의 하향링크 신호를 분석하여 상향링크 자원 할당 정보를 획득한다. 그러나 위치측정기(130)가 한 셀 내에 어디에 있는지에 따라 하향링크 신호의 수신 성능이 상이할 수 있다. 즉, 어떤 단말기는 하향링크의 자원할당 정보의 수신성공률이 높은 반면 어떤 단말기는 그 성공률이 낮을 수 있다. 이러한 경우에는 위치측정기(130)간에 별도의 통신채널을 사용하여 수신한 자원할당 정보를 공유할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치측정시스템의 구성 간의 관계를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하여 설명하면 대부분의 동작은 도 3과 같으며, 도 3에 대한 설명을 참조할 수 있다. 도 3의 방법과의 가장 큰 차이는 타겟단말기(110)의 상향링크 자원 할당 정보를 기지국(120)이 위치측정기(130)에게 직접 전달하는 것이다. 즉, 위치측정기(130)는 기지국(120)이 타겟단말기에게 전송하는 상향링크 지원할당 정보를 수신하지 않고, 상기 정보를 기지국(120)이 위치측정기(130)들에게 직접 전송한다. 도 5의 방식에 따르면, 위치측정기(130)들이 보다 안정적으로 자원할당 정보를 수신할 수 있다. 상기한 타겟단말기의 자원할당 정보는 타겟단말기의 상향링크의 시간, 부호 등의 자원할당 뿐 아니라 전송형식 및 전송시점, 주기, 송신전력 등에 대한 파라미터 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상기 정보는 타겟단말기가 상향링크 전송 관련 파라미터에는 타겟단말기의 RNTI 정보를 포함할 수 있다.
전송시점을 정확하게 위치측정기에게 알릴 수 있을 뿐 아니라 상향링크 신호의 전송가능한 시간범위를 알려줄 수도 있다. 만일, 타겟단말기의 전송시점의 시간범위의 정보를 전송하는 경우, 본 발명의 위치측정기는 상기 시간범위에 대해 타겟단말기의 상향링크 신호의 검출을 시도한다.
타겟단말기의 위치를 정확히 측정하기 위해 이동통신 네트워크는 기지국과 타겟단말기와의 링크를 연결한다. 이동통신 네트워크는 상기 링크에 대한 정보를 본 발명의 위치측정기에게 전송한다. 상기 정보를 수신한 본발명의 위치측정기는 타겟단말기가 전송하는 상향링크 신호를 수신하여 타겟단말기가 전송하는 신호의 전파세기 및 시간지연 정보를 획득한다. 이때 이동통신 시스템이 전달하는 정보는 타겟단말기와 기지국 사이에 형성한 링크의 채널에 대한 파라미터를 포함한다.
도 5의 방식에서도 위치측정기(130)는 하향링크 신호 수신부를 구비할 수 있다. 상기 하향링크 신호 수신부는 기지국(120)이 전송하는 하향링크의 신호를 포착하여 이를 바탕으로 기지국(120)으로부터의 신호의 세기, 시간동기 정보 및 시스템 정보 등을 획득할 수 있다.
도 6은 도 5의 실시예에 대한 위치측정기(130)와 위치측정서버(140)와 기지국(120)의 동작의 흐름도이다. 도 6의 동작은 도 4의 동작과 대부분 유사하며 도 4에 대한 설명을 참조할 수 있다. 다만, 도 6의 위치측정기(130)가 타겟단말기의 상향링크 전송자원 및 시점에 대한 정보를 기지국(120)이 타겟단말기(110)에게 전송하는 신호로부터 획득하는 것이 아니고 기지국(120)이 타겟단말기의 상향링크 전송자원 및 시점에 대한 정보를 타겟단말기(110)에게 전송할 뿐 아니라 위치측정기(130)들에게도 전송하므로, 위치측정기(130)는 하나 이상의 하향링크 신호 수신부를 통해 하향랑크 신호를 수신하여 타겟단말기(110)에게 전송되는 자원할당 정보를 획득하지 않아도 된다는 점이 차이가 있다. 즉, 기지국(120)은 한 타겟단말기(110)의 위치를 측정하는 모든 위치측정기(130)들에게 타겟단말기(110)에게 할당된 상향링크 자원과 전송시점의 정보를 각각 전송하거나 멀티캐스팅의 형태로 전송할 수 있다(S630). 위치측정기(130)는 기지국(120)이 전송하는 상기 정보를 수신하고 이를 바탕으로 타겟단말기(110)의 상향링크 신호를 검출을 시도할 수 있다(S640). 상기한 과정에서 이동통신 네트워크의 기지국은 타겟단말기에 대한 자원할당 정보 및 전송시점에 대한 정보를 직접 전달할 수도 있지만, 이를 다른 통신서버를 통하여 전송할 수도 있다. 즉, 이동통신 네트워크의 기지국은 상기 자원할당 정보 및 전송시점에 대한 정보를 통신서버를 통해 전송하고, 상기 통신서버가 위치측정기들에게 전송하도록 할 수 있다. 또한, 위치측정서버가 상기 통신서버의 역할도 수행할 수 있다. 즉, 위치측정서버가 타겟단말기에 대한 자원할당 정보 및 전송시점의 정보를 이동통신 네트워크로부터 수신하여 위치측정기에게 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
도 6에서 본 발명의 위치측정기는 초기화 과정에서 인접한 기지국의 신호를 포착하여 이에 대한 시간동기를 확보하고 기지국이 하향링크로 전송하는 시스템정보를 획득한다. 또한, 위치측정기는 위치를 파악하고자 하는 타겟단말기의 상향링크 설정정보를 수신한다. 상기 타겟단말기의 정보는 타겟단말기가 사용하는 시스템의 하향링크를 통해 수신할 수 있지만 다른 통신채널을 통해 전송 받을 수도 있다. 상기한 초기과정에서 이동통신 시스템에 대한 동기과정과 타겟단말기의 상향링크 채널의 설정정보를 획득하는 것은 순서가 변경되어도 동작에 변화가 없다. 타겟단말기의 상향링크 채널의 설정정보를 수신하기 위해 타겟단말기의 측정을 위해 사용하는 장치와 별도의 통신장치를 구비할 수도 있다. 이 경우에는 상기 별도의 통신장치를 사용하여 이동통신네트워크으로부터 타겟단말기의 채널의 설정정보를 수신한다.
본 발명의 또 다른 구현 방식은 이동통신 네트워크의 기지국과 위치측정기가 사전에 전송하는 상향링크 신호의 채널의 종류, 전송 포맷, 전송 시간, 주기 및 전송 전력에 대해 약속해 놓는 것이다. 기지국은 타겟단말기의 측위가 필요한 경우, 약속된 채널 종류 및 포맷을 사용하여 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하도록 설정한다. 그리고 위치측정기는 상기 약속된 상향링크 전송 채널 및 포맷 등의 파라미터를 기반으로 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 검출 및 측정을 수행한다.
상기 과정에서 위치측정기는 타겟단말기가 사용하는 RNTI의 정보가 필요한데, 이는 이동통신 네트워크의 기지국이 위치측정기에게 전송할 수 있다. 또 다른 구현으로 상기 RNTI 정보를 기지국이 통신서버에 전송하고 상기 통신서버가 위치측정기에게 전송하게 할 수도 있다. 그리고 상기 이동통신 네트워크의 기지국과 위치측정기 사이에 사전에 약속하는 정보에 타겟단말기의 RNTI를 포함할 수 있다.
상기 과정에서 타겟단말기가 전송하는 채널, 전송방식, 자원 등의 파라미터를 미리 정한 경우에도 실제로 정해진 타겟단말기의 상향링크 전송이 이루어지는지의 여부를 위치측정기가 알 수 없을 수 있다. 그러므로, 이렇게 미리 설정된 전송 채널, 전송방식, 자원, 전력 등으로 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하더라도 전송이 시작되는지 끝나는 지의 정보를 이동통신 네트워크의 기지국이 본 발명의 위치측정기에게 알려줄 수 있다. 또는, 언제 타겟단말기가 상향링크 전송을 시작하고 종료하는지에 대한 시간의 정보를 알려줄 수 있다. 또한, 상기 전송 시작과 종료의 정보를 이동통신 네트워크의 기지국이 통신서버에 전송하고, 이 통신서버가 위치측정기에게 전송하게 할 수 있다.
도 4와 도 6의 방식의 차이는 타겟단말기(110)에게 할당되는 상향링크 자원 및 전송시점에 대한 정보를 기지국(120)이 위치측정기(130)들에게 전송하는지의 여부이다. 도 4의 실시예에서는 기지국(120)이 상기 정보를 위치측정기(130)들에게 전송하지 않고, 위치측정기(130)는 기지국(120)이 타겟단말기(110)에게 전송되는 제어정보의 수신을 시도하여 상기 정보를 획득한다. 반면에 도 6의 실시예에서는 기지국(120)이 상기 상향링크 자원할당 정보를 타겟단말기(110)뿐 아니라 위치측정기(130)들에게도 전송한다는 것이다. 그러므로, 위치측정기(130)는 하향링크에서 타겟단말기(110)에게 전송되는 제어 정보를 수신할 필요 없이 안정적으로 타겟단말기(110)의 상향링크 자원 할당 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4와 도 6의 방법을 결합하여 위치측정기(130)는 하향링크로 기지국(120)으로부터 타겟단말기(110)에 전송되는 제어정보를 수신하여 자원 할당 정보를 획득할 뿐 아니라 기지국(120)이 위치측정기(130)에 전송하는 타겟단말기(110)의 자원 할당 정보를 수신할 수 있다. 두 가지의 방식을 결합하여 타겟단말기(110)에 대한 자원할당 정보의 수신률과 시간지연을 최소화할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 타겟단말기(110)에 대한 상항링크 할당 정보를 제1 자원할당과 제2 자원할당 정보로 분류하고 각기 다른 방법으로 전송하는 것이다. 즉, 기지국(120)이 타겟단말기(110)에서 상향링크 전송에 대한 자원할당을 수행할 때, 특정 자원에 대해서는 타겟단말기(110)에만 자원할당 정보를 전송하고, 다른 자원에 대해서는 타겟단말기(110)와 위치측정기(130) 모두에 자원할당 정보를 전송하는 것이다. 예를 들어, 제1 자원할당의 경우 기지국(120)은 타겟단말기(110)에게만 제1 자원할당에 대한 정보를 전송한다. 이 경우에는 위치측정기(130)는 자원할당 정보 획득을 위해 기지국(120)이 타겟단말기(110)에게 전송하는 제어 채널을 수신을 시도하여야 한다. 제2 자원할당 정보의 경우 기지국(120)은 타겟단말기(110)뿐만 아니라 위치측정기(130)들에게도 재2 자원할당에 대한 정보를 전송한다. 이 경우, 위치측정기(130)는 제2자원할당 정보를 수신하기 위해서 기지국(120)이 타겟단말기(110)에게 전송하는 제어 채널을 수신할 필요가 없다.
도 3 내지 도 6의 실시예에서는 위치측정기(130)가 위치측정서버(140)로 측정 정보를 전송하고 위치측정서버(140)가 이를 바탕으로 타겟단말기(110)의 위치를 계산하고 이를 각 위치측정서버(140)에 전송하는 방법을 사용한다. 그러나, 각 위치측정기(130)가 서로 통신장치를 사용하여 타겟단말기(110)의 신호에 대한 측정 정보를 공유하고 각기 개별적으로 타겟단말기(110)의 위치를 계산하는 방식을 사용할 수도 있다. 전송하고 이러한 경우에는 위치측정서버(140)가 없이 본 발명의 위치측정이 구현될 수 있다.
또는 하나의 위치측정기로 다른 위치측정기들이 측정결과들을 상기 측정결과를 수신한 위치측정기가 타겟단말기의 위치를 계산하고 이를 다른 위치측정기에게 전송하는 방식으로 구현할 수도 있다. 이 경우 위치측정기의 하나가 위치측정서버의 역할을 수행하는 것으로 해석할 수 있다.
타겟단말기의 이동성이 낮은 경우에는 한 대의 위치측정기를 사용하여 여러 위치에서 타겟단말기의 상향링크 신호를 측정하고 이를 위치측정하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 한 대의 위치측정기로 타겟단말기의 위치를 측정하는 경우, 위치측정서버에 여러 위치에서 측정한 결과를 전송하여 이를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 위치측정서버에 상기 정보를 전송하지 않고 한 대의 위치측정기 내에서 측정한 정보를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 측정할 수도 있다. 그러나, 이 경우 측정에 시간이 오래 걸리고, 타겟단말기가 이동하는 경우에는 그 정확도가 높지 않으므로 여러 대의 위치측정기를 사용하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 이렇게 한대의 위치측정기로 타겟단말기의 위치를 측정하는 경우, 최근 Tm의 시간 동안의 측정결과를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 최근의 Nm개의 서로 다른 위치에서 측정한 결과를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 위치측정기의 구성을 도시한 도면이다. 도 7을 참조하여 설명하면 본 발명의 위치측정기는 이동통신 신호를 수신하기 위해 하나 이상의 하향링크 신호 수신부(710)와 하나 이상의 상향링크 신호 수신부(720)를 포함한다. 또한, 위치측정기는 수신된 신호를 제어하는 제어부(730)를 포함한다. 선택적으로, 위치측정기는 기지국 또는 위치측정서버 또는 타 위치측정기와 통신할 수 있는 통신부(740), 절대 시간과의 동기를 수행하는 GPS 수신부(770), 사용자로부터의 입력을 수신하는 입력부(750), 제어부(730)에 의해 처리된 정보를 표시하는 디스플레이부(760)를 포함할 수 있다.
여기서 하향링크 신호 수신부(710)와 상향링크 신호 수신부(720)는 LTE 하향링크 신호 수신부 및 LTE 상향링크 신호 수신부일 수 있다. 본 발명에서 하향링크 신호 수신부는 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하는 주파수 대역을 제어정보를 전송하는 주파수 대역으로 설정하여 동작할 수 있다. 본 발명은 LTE 시스템을 기준으로 설명하고 있으나, 다른 무선통신 시스템에 용이하게 적용할 수 있음을 밝혀두는 바이다. 즉, 타겟단말기의 호가 설정된 통신 시스템이 GSM 또는 W--CDMA라면, 상기 하향링크 수신부 (710), 상향링크 수신부(720)은 각각 GSM 또는 W-CDMA 시스템의 수신기로 구현된다.
상기 LTE 하향링크 신호 수신부는 초기의 LTE의 하향링크 신호를 포착하여 시스템 시간동기를 획득하고, 기지국 ID와 시스템 정보 등을 획득하는 역할을 수행한다. 또한, 기지국에서 전송하는 신호를 측정하여 햐향링크의 신호의 세기를 측정하고 이를 디스플레이에 표시한다. 또한, 기지국의 ID 또는 원하는 기지국의 서비스범위에 있는지의 여부를 표시한다. 이를 통해 사용자가 원하는 기지국의 서비스범위 내에 있는지를 확인할 수 있게 한다. 하향링크 수신기를 통해 BCCH 등을 수신하고 시스템의 정보를 획득한다.
또한, 하향링크 신호 수신부(710)는 기지국이 타겟단말기에 전송하는 제어정보를 수신할 수 있다. LTE 상향링크 신호 수신부는 타겟단말기에게 할당된 상향링크 전송자원의 정보를 수신한다. 또한, 본 발명의 또 다른 구현의 예에서는 통신부(740)을 통해 타겟단말기의 자원할당 정보를 통신서버로부터 수신할 수 있고, 상기 통신서버로 위치측정서버가 사용될 수 있다. 또 다른 구현의 예에서는 이동통신네트워크와 위치측정기 간에 사전에 정의한 자원과 시간에 타겟단말기의 신호를 전송하도록 설정하고 상기 자원할당 정보 및 정보를 사용할 수도 있다. 그 후, 제어부(730)는 타겟단말기에 할당된 상향링크 전송자원의 정보를 바탕으로 타겟단말기의 전송신호를 검출하고 그 신호의 도달 시점과 신호 전력 등을 계산하는 역할을 수행한다.
또한, 본 발명의 위치측정기는 절대적인 시간기준을 확보하여 각 위치측정기에서 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하는 시점의 차이를 계산할 수 있다. 도 7의 실시예에서는 이러한 역할을 할 수 있도록 GPS 수신부(770)로부터 수신한 GPS 신호를 바탕으로 위치측정기들이 시간적인 동기를 확보한다. 이 과정에서 GPS뿐 아니라 측위 또는 시간정보를 위해 사용하는 SBAS, Galileo 등의 다른 기술을 사용하거나 GPS와 결합하여 사용할 수 있다. 그러나 본 발명은 다른 형태의 위치측정기들간의 상호 간의 시간동기를 확보하거나, 도달하는 시점의 차이를 구별할 수 있는 다른 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 고정밀도의 시계를 사용하고 이를 위치측정기간의 동기를 사전에 맞추어 사용하거나 상대적인 차이를 계산할 수 있다면 적용이 가능하다. 또한, 시간의 측정을 LTE 하향링크 신호 수신부의 특정신호가 수신된 시점과 타사용자의 상향링크 신호를 수신한 시점과의 시간차를 바탕으로 위치측정을 수행할 수 있다. 이러한 수신 시간에 대한 정보는 위치측정서버로 전송된다.
본 발명에서 위치측정서버와 통신하거나 타 위치측정기와의 직접적인 통신이 필요로 하는 경우 별도의 통신부(740)를 사용할 수 있다. 상기 통신부(740)는 타겟단말기의 신호를 측정하는 대역과는 서로 다른 대역을 사용할 수 있다. 이는 타겟단말기가 전송하는 상향링크 신호에 상기 통신장치가 간섭을 주지 않기 위해서이다.
도 7의 위치측정기는 사용자에게 타겟단말기의 위치를 표시하기 위해 디스플레이 등의 출력장치를 구비한다. 또한, 사용자의 입력을 위한 입력부(750)를 구비하는 데, 상기 입력부(750)를 통해 사용자가 현재 위치측정기의 위치의 정보를 수동으로 입력하는 등 추가적인 정보를 입력하여 위치측정의 정확도를 높일 수 있다.
만일 본 발명의 위치측정기가 무인 드론에 설치되어 있다면, 위치측정서버가 계산한 위치정보를 위치측정기에 전송할 필요가 없을 수 있다. 대신 위치측정서버에서 이를 사용자에게 표시하거나 탐색자가 소지한 또 다른 형태의 터미널에 이를 표시할 수 있다. 또 다른 구현의 예로 위치측정서버가 상기 위치정보를 또 다른 서버에게 전송할 수 있다. 예를 들면, 드론을 제어하고 조정하는 사람들에게 타겟단말기의 위치를 알릴 수 있다. 또 다른 예로 타겟단말기의 위치를 모니터링 하는 관제실로 상기 정보를 전송하여 이를 디스플레이로 표시하게 할 수 있다. 이러한 목적을 위해 위치측정서버가 위치측정기 사이에게 타겟단말기의 위치를 전송하는 기능을 끌 수 있게 설정할 수 있다. 또한, 위치측정기의 타겟단말기의 위치를 디스플레이 하는 기능을 끌 수 있도록 설정할 수 있다.
도 7의 제어부(730)는 전술한 위치측정기의 동작을 제어한다. 제어부(730)는 각 장치들과 연결되어 본 명세서에서 설명한 정보수신, 측정, 통신, 입출력등을 제어하는 역할을 수행한다.
도 8은 본 개시의 다른 실시예에 따른 위치측정기의 구성을 도시한 도면이다.
도 7의 위치측정기의 구성과 다른 점은, 외부 다른 장비 (위치측정서버 또는 타 위치측정기)와의 통신, 디스플레이, 입력장치 등의 기능을 외부의 스마트폰 또는 테블릿과 같은 단말기(850)와 연결하여 본 발명의 위치측정기의 부품의 수를 감소하여 구현했다는 점이다. 도 8의 위치측정기(800)는 하향링크 신호 수신부(810), 상향링크 신호 수신부(820), 제어부(830), GPS 수신부(840)를 포함하고, 타 장비와의 통신 기능, 표시 기능, 입력 기능 등은 상용 테블릿, 스마트폰과 같은 단말기(850)에 연결하여 구현한다. 도 8의 점선의 사각형안에 표시된 부분이 새로운 형태의 위치측정기의 구현이다. 도 8의 제어부(830)과 단말기(850) 사이의 연결은 USB와 같은 유선을 사용하여 연결할 수도 있지만, WIFI 등과 같이 유선의 연결을 사용할 수도 있다. 또 다른 구현으로 유선연결과, 무선연결을 모두 구비하고 상황에 따라 선택하여 사용하도록 설정할 수 있다. 또한, 도 8의 위치측정기에는 전원 ON/OFF, 기능설정 등을 위한 간단한 입출력장치를 점선의 사각형안의 위치측정기에 추가할 수 있다.
본 발명에서 타겟단말기의 위치를 정밀측정 하려는 경우, 이동통신 네트워크를 포함한 종래의 측위시스템을 통해 타겟단말기의 대략적인 위치를 파악한다. 상기 종래의 측위 시스템은 이동통신 네트워크에서 타겟단말기가 존재하는 셀의 정보일 수 있다. 또한, WIFI 등의 종래 측위 시스템을 추가적으로 사용하여 특정 지점에서 일정 반경이내에 존재한다는 정보일 수 있다.
본 발명은 종래의 타겟단말기의 위치 측정 방법 중 하나를 사용하여 단말기의 대략적인 위치를 파악한 후, 이 정보를 바탕으로 타겟단말기의 정확한 위치를 파악하는 것을 목적으로 한다. 예를 들면, 종래의 조난자의 단말기의 위치를 파악하면 대략적인 타겟단말기의 위치를 알 수 있다. 이를 바탕으로 대략적인 타겟단말기의 위치 부근에 본 발명의 위치측정기를 배치한다.
이 이후에 본 발명의 위치측정기 중 하나가 이동통신 시스템에 정밀한 위치측정을 위해 타겟단말기와 기지국간의 링크 형성을 요청한다. 또 다른 구현의 예로 타겟단말기를 찾고자 하는 사람이 위치측정서버에 직접 링크형성을 요청할 수도 있다. 이동통신 네트워크는 타겟단말기와 기지국 간의 링크를 형성하고, 이에 대한 설정정보를 본 발명의 위치측정기에게 전달한다. 상기 정보에는 타겟단말기와 기지국간에 형성된 링크가 사용하는 주파수, 다중접속에 사용되는 시간 또는 확산 부호 정보 및 채널의 전송포맷에 대한 정보를 포함할 수 있다. 상기 정보를 바탕으로 본 발명의 위치측정기는 타겟단말기가 전송하는 신호를 검출 및 측정할 수 있다. 상기 정보는 이동통신 네트워크가 직접 위치측정기에게 전해줄 수도 있지만, 이를 하나의 통신서버에 전달하고, 상기 통신서버가 위치측정기에게 전달할 수도 있다. 또한, 본 발명의 위치측정서버가 상기 통신서버의 기능을 수행할 수도 있다.
타겟단말기와 기지국간의 링크 형성요청은 본 발명의 위치측정기가 이동통신 시스템에 직접 요청할 수도 있다. 그러나 상기 요청을 본 발명의 위치측정서버에 전달하여 위치측정서버가 이동통신 네트워크에 전달하고, 이동통신 네트워크로부터 상기 링크에 대한 정보를 수신하여 이를 위치측정기에게 알려줄 수 있다.
상기 과정에서 타겟단말기 인근에 배치된 위치측정기 중 하나가 마스터가 되어 상기 링크형성에 대한 설정 및 해지 등의 요청을 전송할 수 있다. 또한, 또 다른 방법으로 모든 위치측정기가 같은 권한을 가지고 상기 링크 형성에 대한 설정 및 해지 등의 요청 하도록 할 수 있다.
본 발명의 동작을 LTE 시스템에서의 동작을 중심으로 상술한다. LTE 시스템의 기지국은 다양한 역방향 채널을 설정하여 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하게 하여 그 신호를 바탕으로 위치측정기가 검출 및 측정할 수 있다. 이러한 과정에서 가장 중요한 것 중 하나가 타겟단말기가 광대역의 신호를 전송하게 하는 것이다. 광대역의 신호를 전송하여야 위치측정기에 도달하는 시간지연을 보다 정확히 계산하고 이를 바탕으로 각 위치측정기에서 신호의 전파지연을 정확하게 계산할 수 있다. 또한, 광대역 신호는 타겟단말기가 전송하는 송신전력을 크게 전송하여 먼 거리에서도 신호를 검출할 수 있다는 장점이 있다.
이러한 광대역 신호로 LTE 시스템의 SRS (Sounding Reference Signal), PUSCH 등을 설정하여 타겟단말기가 신호를 전송하게 할 수 있다.
SRS는 단말기가 채널측정의 용도 등으로 광대역으로 데이터 없이 전송하는 신호이며, 기지국은 타겟단말기가 SRS를 주기적으로 전송하도록 설정할 수 있다. 또한, 한 이동통신 네트워크의 기지국은 SRS의 전송 파라미터, 전송주기, 시간 오프셋 등의 정보를 위치측정기에게 알린다. 상기 SRS 전송정보를 획득한 위치측정기는 획득한 타겟단말기의 전송정보를 바탕으로 타겟단말기의 신호를 검출, 측정한다.
또 다른 광대역 신호의 전송으로 PUSCH를 설정하여 전송할 수 있다. PUSCH를 광대역으로 설정하여 전송하게 하는 것이다. 기지국은 타겟단말기가 광대역으로 PUSCH를 전송하게 하여 이를 바탕으로 위치측정기가 타겟단말기의 신호를 측정하게 하는 것이다. 이를 설정하는 방법은 전송이 필요한 경우마다 기지국이 PDCCH를 통해 타겟단말기가 PUSCH를 전송하도록 하는 것이다. 또 다른 설정 방법은 기지국이 persistent scheduling을 통해 타겟단말기가 주기적으로 PUSCH를 전송하도록 설정하는 것이다. 필요할 때 마다 PDCCH를 통해 PUSCH를 전송하도록 설정하는 경우는 앞에서 설명한 위치측정기의 동작의 예들을 통해 위치측정기가 PUSCH의 자원할당 정보를 획득할 수 있게 한다. 하나의 예로, persistent scheduling 을 통해 설정된 PUSCH의 대역폭, MCS 등의 전송 파라미터와 전송주기, 전송 시간 오프셋 등의 정보를 이동통신 네트워크의 기지국은 위치측정기에게 알려줄 수 있다. 상기 과정에서 기지국이 위치측정기에게 직접 상기 정보를 전달할 수도 있지만, 기지국이 상기 정보를 통신서버에게 전달하고, 이 통신서버가 위치측정기들에게 전달할 수도 있다.
또 다른 채널 설정 방법은 타겟단말기가 PUCCH를 전송하도록 하는 것이다. PUCCH는 상대적으로 협대역의 신호로 높은 빈도록 전송하게 설정하는 것이 가능하다. 이동통신 네트워크는 타겟단말기에게 주기적으로 PUCCH를 전송하도록 설정하고, 위치측정기가 상기 정보를 바탕으로 타겟단말기의 신호를 측정하도록 할 수 있다. 특히, PUCCH를 통한 채널설정은 전송빈도가 높은 이유로 위치측정기가 수신전력의 평균을 보다 정확하게 계산할 수 있다는 장점이 있다. 타겟단말기가 PUCCH를 전송하는 경우, 이동통신 네트워크의 기지국은 PUCCH의 설정정보를 본 발명의 위치측정기에게 전송할 수 있다. 상기 설정정보는 사용하는 대역, PUCCH 전송 포맷, 사용하는 부호, 전송주기, 전송 시간 오프셋의 정보들을 포함할 수 있다.
또 다른 채널 설정방법으로 타겟단말기가 랜덤액세스 채널인 PRACH를 통해 신호를 전송하고 이를 위치측정기가 측정하도록 설정할 수 있다. 일반적인 PRACH의 경우 단말기가 프리앰블의 부호를 임의로 선택하고 전송하기 때문에 위치측정기가 검출하기 어렵다. 그러므로, 본 발명의 실시예에서는 이동통신 네트워크의 기지국이 타겟단말기가 전송하는 PRACH의 부호를 지정하여, 상기 지정된 부호를 사용하여 전송하도록 설정한다. 위치측정기는 상기 지정된 부호로 전송되는 PRACH를 검출 및 측정을 한다. 이동통신 네트워크의 기지국은 타겟단말기가 전송하는 PRACH의 부호, 전송시점, 전송대역 등의 전송과 관련된 정보를 위치측정기에게 알려줄 수 있다.
상기한 LTE 의 실시예에서는 한 개의 채널만 설정하는 경우를 설명하였다. 그러나, 타겟단말기의 보다 정확한 검출과 측정을 위해 두 가지 이상의 서로 다른 채널을 설정하여 위치측정기가 타겟단말기의 신호를 검츨하게 할 수 있다. 예를 들면, SRS와 PUSCH를 동시에 전송하도록 설정할 수 있다. 또한, PUCCH와 PUSCH를 동시에 전송하도록 설정하거나, PUCCH와 SRS를 동시에 전송하도록 설정할 수 있다.
이렇게 타겟단말기가 전송하는 신호를 두 가지 이상의 채널을 설정하는 경우, 두 채널의 전송주기 또는 전송빈도를 상이하게 설정할 수 있다. 또한, 두 채널의 대역폭을 다르게 설정할 수 있다. 예를 들면, 타겟단말기가 빈번히 전송하는 채널은 협대역의 신호로, 낮은 빈도로 전송하는 채널은 광대역의 신호가 되도록 설정할 수 있다. 이러한 채널설정의 정보를 이동통신 네트워크의 기지국은 위치측정기에게 알릴 수 있다. 또한, 위치측정기는 상기 채널들의 설정정보를 획득하고 이를 바탕으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출, 측정할 수 있다.
도 9에 상기 전송의 한 실시예를 도시한다. 도 10을 참조하여 설명하면 타겟단말기는 두 가지의 다른 채널을 전송하도록 설정되어 있다. 낮은 빈도의 광대역 신호와 높은 빈도의 협대역 신호를 전송한다. 상기 협대역 신호의 실시예로 PUCCH가 설정되어 있다. 또한, 광대역의 신호의 실시예로 PUSCH 또는 SRS가 사용될 수 있다. 위치측정기는 두 가지의 다른 채널을 사용하여 타겟단말기의 신호를 검출 측정하는 동작을 수행한다.
도 10에 상기 두 가지 다른 채널의 설정에 대한 본 발명의 위치측정기의 동작을 설명한다. 위치측정기는 타겟단말기의 RNTI와 채널설정에 대한 정보를 획득한다. 위치측정기는 상기 채널설정에 대한 정보를 기반으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출하고 측정한다. 도 10의 실시예에서는 협대역의 신호를 먼저 검출하여 타겟단말기가 위치측정기 부근에 존재하는 것을 확인한다. 협대역의 신호가 검출되는 것이 확인되었다면, 그 이후에 광대역의 신호를 사용하여 타겟단말기의 신호를 보다 정밀하게 측정한다. 상기 과정에서 위치측정기는 광대역의 신호뿐 아니라, 협대역의 신호도 동시에 사용하여 측정하면 더욱 정확한 측정결과를 획득할 수 있다.
도 11에 두 가지 다른 채널의 설정에 대한 위치측정기의 또 다른 동작의 실시예를 도시한다. 도면 11을 참조하여 설명하면, 위치측정기는 타겟단말기의 RNTI와 채널설정에 대한 정보를 획득한다. 위치측정기는 상기 채널설정에 대한 정보를 기반으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출하고 측정한다. 도 11의 실시예에서는 광대역의 신호를 먼저 검출하여 타겟단말기가 위치측정기 부근에 존재하는 것을 확인한다. 광대역의 신호가 검출되는 것이 확인되었다면, 그 이후에 협대역의 신호를 추가로 사용하여 타겟단말기의 신호를 보다 정확하게 측정한다. 높은 빈도의 협대역의 신호는 타겟단말기로부터 수신되는 신호의 평균전력을 측정하는데 사용할 수 있다. 상기 과정에서 위치측정기는 협대역의 신호뿐 아니라, 광대역의 신호도 동시에 사용하여 측정하면 더욱 정확한 측정결과를 획득할 수 있다.
타겟단말기가 상향링크를 지속적으로 전송하는 경우, 타겟단말기의 전력소모가 과도하게 커질 수 있다. 또한, 이동통신 시스템의 상향링크 자원을 과도하게 사용할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해 기지국이 타겟단말기의 상향링크 신호 전송을 단속적으로 설정할 수 있다. 즉, 일정 구간 동안 타겟단말기가 특정 상향링크 신호를 전송하게 설정하고, 또 다른 일정구간 동안 타겟단말기의 상기 특정 상향링크 신호전송을 멈추게 할 수 있다. 그 이후에 상기 상향링크 신호를 다시 타겟단말기가 전송하도록 할 수 있다. 위치측정기는 이러한 단속적인 채널설정 정보를 획득하여 타겟단말기가 신호를 전송하는 구간에 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출, 측정하는 동작을 수행한다. 상기 단속적인 채널설정의 정보를 이동통신 네트워크의 기지국으로부터 수신할 수 있다. 또한 기지국은 상기 정보를 통신서버에게 전송하고 통신서버가 이를 위치측정기에게 전송할 수 있다. 상기 통신서버의 기능을 본 발명의 위치측정서버가 수행할 수도 있다.
도 12에 이러한 타겟단말기의 단속적인 신호전송의 실시예를 도시한다. 도 12을 참조하여 설명하면, 기지국은 타겟단말기에게 T1 시간동안 특정 상향링크 신호를 전송하도록 설정한다. 그리고, 그 시간 구간 이후에 T2의 시간동안 타겟단말기는 상기 상향링크 신호의 전송을 멈추게 한다. 또한, 상기 T2의 시간구간이 경과하면 다시 상기 상향링크 신호를 전송하도록 설정한다. 이러한 단속적인 타겟단말기의 상향링크 전송설정 정보를 이동통신 네트워크의 기지국은 위치측정기에게 전송한다. 위치측정기는 상기 단속적인 전송설정 정보를 수신하여 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하는 시간구간에 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출, 측정하는 동작을 수행한다.
이동통신 네트워크의 기지국이 위치측정기에게 상기 정보를 전달하는 방법은 여러가지 형태로 구현할 수 있다. 한 실시예로 타겟단말기가 상향링크 신호 전송을 시작하는 시간 오프셋의 정보, 그리고 상향링크 신호를 전송하는 시간 구간 T1, 상향링크 신호 전송을 멈추는 T2의 정보 등을 위치측정기에게 알릴 수 있다. 또 다른 실시예로 타겟단말기의 상향링크 신호 전송이 시작되거나 멈추는 경우, 매번 메시지를 전송하여 이를 알릴 수 있다. 이 경우 타겟단말기의 상향링크 신호 전송시간, 신호 전송 멈추는 시간의 길이를 임의로 조정하는 것이 가능하다. 또 다른 실시예로 한번 타겟단말기가 신호전송을 시작하면, 전송을 지속하는 T1의 정보와 함께 신호전송이 시작되는 것만 알릴 수도 있다. 이 경우 타겟단말기가 신호전송을 멈추는 경우에 별도의 메시지를 전송하지 않아도 되므로 메시지의 양을 감소할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 동작을 GSM, W-CDMA 시스템에서의 동작을 중심으로 상술한다. 본 발명에서는 타겟단말기와 기지국 사이의 링크에 대한 채널설정 정보를 위치측정기가 획득하고 이를 기반으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출 측정하는 것을 제안한다. 이는 이동통신 네트워크의 기지국이 위치측정기에게 직접 정보를 전송할 수도 있지만, 이동통신 네트워크가 통신서버에 전송하고 이를 통신서버가 위치측정기에게 전송하게 하는 방식으로 구현할 수도 있다. 상기 과정에서 위치측정서버가 통신서버의 기능도 수행할 수 있다.
또한, 또 다른 방법으로 상기 채널설정에 대한 정보를 이동통신 네트워크의 기지국과 위치측정기 사이에 미리 약속하고, 약속한 설정을 사용하여 타겟단말기와 기지국간의 채널을 설정할 수 있다. 이 경우, 이동통신 네트워크의 기지국은 언제 얼마동안 채널이 설정되는지의 정도의 정보가 위치측정기에게 알리는 것도 가능하다. 또한, 이동통신 네트워크의 기지국은 상기 약속된 설정의 신호가 전송되는지 전송이 중단되는지의 정보를 위치측정기에게 알릴 수 있다. 그리고 다수의 타겟단말기의 위치를 측정하는 경우 다수 개의 채널설정 파라미터를 미리 정해두고, 그 것을 식별할 수 있는 ID 정보를 위치측정기에게 알려줄 수 있다. 상기 과정에서 이동통신 네트워크의 기지국은 위치측정기에게 상기 정보를 직접 전달할 수 있지만, 전술한 바와 같이 통신서버를 거쳐 통신서버가 위치측정기에게 전송하게 할 수 있다.
본 발명의 위치측정기는 이동통신 시스템이 전송한 타겟단말기의 채널정보를 바탕으로 타겟단말기의 신호를 측정한다. 상기 과정에서 타겟단말에게 전송되는 하향링크 채널을 수신을 시도할 수 있다. 이를 바탕으로 타겟단말기와 기지국간의 설정된 채널이 제대로 형성되어 있는지도 파악할 수 있다. 예를 들면 하향링크로 타겟단말기에게 전송되는 채널의 존재유무를 바탕으로 상향링크 채널의 전송여부를 판단할 수 있다. 또한, 하향링크 채널의 수신시점을 바탕으로 상향링크의 대략적인 시간동기 정보를 획득할 수 있다.
본 발명의 동작을 GSM 통신 시스템에 대해 실시예를 설명한다. GSM의 시스템은 자원을 시간으로 분할하여 전송하는 시분할다중접속 기술을 사용한다. 즉, 한 주파수를 8명의 사용자가 시분할 하여 사용하는 개념이다. 또한, 단말기가 전송하는 상향링크 신호는 데이터와 채널추정을 위한 미드앰블로 구성되어 있다. 미드앰블은 26비트의 길이인데, 전체 8개의 비드앰블 중 하나의 시퀀스를 사용한다.
본 발명에서 이동통신네트워크는 타겟단말기가 사용하는 상향링크의 주파수 정보, 시분할다중접속에서 사용하는 자원의 시간정보 및 미드앰블의 시퀀스 정보를 포함하는 상향링크의 채널설정 정보를 위치측정기에게 알린다. 또한, 상향링크로 전송하는 채널의 데이터율 및 포맷의 정보도 알려줄 수 있다. 그리고 상기 채널이 설정되는 시간의 정보, 단말기 식별 ID 등을 추가적으로 위치측정기에게 알릴 수 있다.
이와 동시에 기지국이 타겟단말기에게 전송하는 하향링크 채널의 설정정보도 본 발명의 위치측정기에게 알릴 수 있다. 예를 들면, 하향링크 채널의 주파수, 시분할 다중접속에서 사용하는 자원의 시간정보 등을 포함 할 수 있다. 위치측정기는 상기 하향링크 채널을 수신하여 이 채널의 전송이 진행 중이면, 상향링크의 전송이 진행되고 있다고 판단할 수 있다. 또한, 상기 하향링크 채널의 전송이 중단되었다는 것이 판단되면 타겟단말기의 상향링크 전송이 중단되었다고 판단할 수 있다.
본 발명의 동작을 또 다른 서킷방식의 통신시스템인 W-CDMA 방식에 적용할 수 있다. W-CDMA는 부호분할 다중접속 방식으로 사용자를 구분한다. W-CDMA 방식의 통신시스템에서 타겟단말기의 위치를 측정하고자 하는 경우, 타겟단말기가 사용하는 주파수의 정보, 상향링크의 확산부호 정보 및 상향링크의 채널구조 (데이터율, TFCI, TPC 비트 수 등)을 본 발명의 위치측정기에게 알려줄 수 있다. 또한, 타겟단말기와 기지국간의 링크가 형성되는 시점, 시간길이 등의 정보도 알려줄 수 있다. 또한, 타겟단말기가 상향링크를 전송하기 위해서는 기지국이 타겟단말기에게 하향링크를 전송하는 것이 필요하다. 상기 타겟단말기에게 전송하는 하향링크 채널의 설정정보도 본 발명의 위치측정기에게 전송할 수 잇다. 예를 들면, 위치측정기는 하향링크 채널로 전송되는 전력제어명령을 기반으로 하향링크의 채널의 전송여부를 판정할 수 있다. 또한, 상기 판정을 바탕으로 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하는지 여부를 판정할 수 있다.
본 발명에서 GSM, W-CDMA 시스템에서 기지국과 타겟단말기 사이의 채널설정의 정보를 본 발명의 위치측정기에게 알리고, 이를 바탕으로 본 발명의 위치측정기가 타겟단말기의 상향링크 전송신호를 측정하는 것을 제안한다. 앞에서 설명한 바와 같이 기지국과 위치측정기 사이에 미리 약속된 채널설정정보를 사용하여 기지국은 타겟단말기가 상향링크 신호를 전송하게 할 수 있다. 또한, 위치측정기는 미리 약속된 채널설정정보를 바탕으로 타겟단말기가 전송하는 신호를 검출 및 측정할 수 있다.
본 발명에서 한 개 이상의 위치측정기는 타겟단말기의 상향링크 전송과 관련한 자원할당 및 전송시점 등의 정보를 획득하고 이 정보를 바탕으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 측정한다. 다수의 위치측정기들을 사용하여 타겟단말기의 상향링크 신호전송의 수신시간, 수신전력 등의 정보를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 정확히 측정할 수 있다.
도 13에 본 발명에 따른 이동통신 네트워크의 기지국의 구조를 도시한다. 도 13을 참조하여 설명하면, 기지국은 하향링크 신호 송신부(1310)와 상향링크 신호 수신부(1320)를 구비한다. 상기 하향링크 신호 송신부(1310)는 단말기들에게 신호를 전송하는 기능을 한다. 또한, 상향링크 신호 수신부(1320)는 단말기들이 전송하는 상향링크 신호를 수신하는 기능을 한다. 또한, 이동통신 네트워크의 기지국은 위치측정기에게 타겟단말기의 RNTI 정보 또는 채널설정정보를 전송하기 위한 통신부(1340)를 구비한다. 상기 통신부(1340)는 직접 위치측정기에게 타겟단말기에게 RNTI 정보 또는 채널설정정보를 전송할 수 있다. 또 다른 방법으로 타겟단말기에게 RNTI 정보 또는 채널설정정보를 또 다른 통신서버에 전달하여 상기 통신서버가 위치측정기에게 상기 정보를 전달하게 할 수 있다. 이 때 상기 통신서버의 역할을 위치측정서버가 수행하도록 구현할 수 있다. 또한, 기지국은 타겟단말기의 RNTI 정보 또는 채널설정정보를 전송하는 통신부(1340)를 별도로 구비하지 않고 하향링크 송신기와 상향링크 수신기를 사용하여 통신하는 것이 가능함을 알려두는 바이다. 또한, 제어부(1330)는 기지국의 하향링크 신호 송신부(1310), 상향링크 신호 수신부(1320)를 사용하여 타겟단말기에게 신호전송을 설정하도록 한다. 또한, 상향링크 신호 수신부(1320)를 통해 설정된 신호가 제대로 수신되는지를 체크하는 기능을 수행한다. 그리고, 통신부(1340)를 사용하여 위치측정기에게 타겟단말기의 RNTI 정보를 전송하게 할 수 있다. 또한 통신부(1340)를 사용하여 위치측정기에게 타겟단말기의 RNTI 정보뿐 아니라 상향링크의 채널설정 정보를 전송하도록 할 수 있다.
도 14에 본 발명의 위치측정서버의 구성의 실시예를 도시한다. 위치측정서버는 통신부(1410)를 구비한다. 통신부(1410)는 이동통신네트워크와의 통신 기능과 위치측정기와의 통신 기능을 구비한다. 이동통신네트워크와의 통신 기능은 타겟단말기의 RNTI 정보 또는 상향링크 채널설정 정보를 수신한다. 또한, 위치측정서버로 특정 타겟단말기의 위치측정 요청이 전달되는 경우 상기 타겟단말기에 대한 링크 설정 요청을 이동통신 네크워크에 전달한다. 상기 위치측정 요청은 위치측정기가 요청할 수도 있고, 위치측정서버에 입력장치가 연결되어 상기 입력장치를 통해 요청할 수도 있다. 위치측정기가 위치측정을 요청하는 경우, 이는 통신부(1410)을 통해 전달된다. 이때 타겟단말기의 식별정보로 타겟단말기의 전화번호, IMSI 등이 사용될 수 있다. 또한 단말기의 고유번호 (serial number) 또는 TMSI 등이 사용될 수 있다. 위치측정기와의 통신 기능은 위치측정기와 통신을 수행하는 기능을 한다. 위치측정기는 타겟단말기의 신호측정 결과를 전달하고, 이를 바탕으로 위치측정서버는 타겟단말기의 위치를 계산하여 이를 위치측정기에게 다시 전송한다. 상기 신호측정 결과에는 타겟단말기의 신호의 세기, 시간지연, 수신방향 등의 정보를 포함한다. 또한, 위치측정기의 위치, 신호를 측정간 시간의 정보 등을 포함할 수 있다.
위치측정서버는 제어부(1420)를 포함한다. 제어부(1420)는 이동통신 네트워크에 타겟단말에 대한 링크 형성 요청을 하고, 이동통신 네트워크의 기지국으로부터 타겟단말기의 RNTI 또는 자원할당정보 등을 수신하는 기능을 한다. 또한 상기 타겟단말기의 RNTI 또는 자원할당정보를 위치측정기에게 전달하는 기능을 수행한다. 또한, 한 개 이상의 위치측정기로부터 타겟단말기의 상향링크 측정결과를 수신하여 타겟단말기의 위치를 계산하고 이를 위치측정기에게 전송하는 기능을 수행한다. 또한, 제어부는 위치측정기 또는 다른 장치로부터 타겟단말기에 대한 위치측정 요청을 수신하여 이를 이동통신 네트워크에 전달하는 기능을 수행한다.
또한, "시스템", "프로세서", "컨트롤러", "컴포넌트", "모듈", "인터페이스", "모델", "유닛" 등의 용어는 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전술한 구성요소는 프로세서에 의해서 구동되는 프로세스, 프로세서, 컨트롤러, 제어 프로세서, 개체, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러 또는 프로세서에서 실행 중인 애플리케이션과 컨트롤러 또는 프로세서가 모두 구성 요소가 될 수 있다. 하나 이상의 구성 요소가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 있을 수 있으며 구성 요소는 한 시스템에 위치하거나 두 대 이상의 시스템에 배포될 수 있다.
전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 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.
110: 타겟단말기
120: 기지국
130: 위치측정기
140: 위치측정서버

Claims (30)

  1. 하향링크 신호를 수신하는 하나 이상의 하향링크 신호 수신부;
    타겟단말기의 상향링크 신호의 채널 설정 정보를 획득하는 제어부;
    상기 채널 설정 정보에 기초하여 상기 타겟단말기가 기지국으로 전송하는 상향링크 신호를 수신하고, 상기 상향링크 신호에 대한 정보를 측정하는 하나 이상의 상향링크 신호 수신부; 및
    상기 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하는 통신부
    를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 상향링크 신호의 수신 타이밍을 상기 하향링크 신호에 기초하여 설정하는 위치측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상향링크 신호의 채널 설정 정보는, 상기 하향링크 수신부 또는 상기 통신부를 통해 수신되는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상향링크 신호의 채널 설정 정보는, 상기 타겟단말기에 대하여 구성된 상향링크 신호에 대한 자원할당 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 상향링크 신호의 채널 설정 정보는, 기지국이 상기 타겟단말기에게 전송하는 하향링크 신호를 수신하여 획득하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타겟단말기의 식별정보를 획득하고,
    상기 타겟단말기의 식별정보에 기초하여 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하는 것을 특징하는, 위치측정기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기지국 또는 위치측정서버로부터 상기 타겟단말기의 식별정보를 수신하여 획득하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 식별정보는, 상기 타겟단말기에게 임시로 할당되는 식별정보임을 특징으로 하는, 위치측정기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 식별정보는, RNTI인 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 타겟단말기의 식별정보를 획득하고,
    상기 타겟단말기의 식별정보에 기초하여 타겟단말기의 상향링크 신호의 채널 설정 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 하나 이상의 하향링크 신호 수신부는 상기 기지국으로부터 제어 정보를 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 제어 정보 및 상기 타겟단말기의 식별정보에 기초하여 상기 타겟단말기의 상향링크 신호의 채널 설정 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 상향링크 신호 수신부는,
    상기 하나 이상의 상향링크 신호 수신부에서 수신한 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점, 수신 전력, 수신 각도 및 수신 방향 정보 중 적어도 하나를 측정하고,
    상기 통신부는,
    상기 위치측정기의 위치 정보, 상기 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점, 수신 전력, 수신 각도 및 수신 방향 정보 중 적어도 하나를 상기 위치측정서버에 전송하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 위치측정서버로부터 상기 타겟단말기의 위치 정보를 수신하고,
    상기 위치측정기는 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는,
    상기 타겟단말기의 위치 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이부는,
    상기 위치측정기의 위치 정보를 더 표시하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 타겟단말기에 대한 상향링크 신호 측정결과를 상기 위치측정서버에 전송하고,
    상기 위치측정서버로부터 상기 위치측정기의 이동방향 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  15. 제14항에 있어서
    상기 위치측정기는 디스플레이부를 더 포함하고,
    상기 디스플레이부는,
    상기 위치측정기의 이동방향 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는,
    상기 위치측정기의 위치 정보를 상기 위치측정서버에 전송하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 통신부는,
    위치측정서버로부터 타 위치측정기의 위치정보를 수신하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  18. 제 17항에 있어서,
    디스플레이에 타 위치측정기의 위치정보를 디스플레이하는 것을 특징으로 하는, 위치측정기.
  19. 타겟단말기가 접속하는 서빙 기지국이 타겟단말기에게 할당한 상향링크 자원할당 정보를 획득하고, 상기 자원할당 정보에 기초하여, 위치측정기가 수집한 타겟단말기가 상기 서빙 기지국으로 전송하는 상향링크 신호 정보를 수신하는 수신부; 및
    상기 타겟단말기의 상향링크 신호에 대한 정보에 기초하여 상기 타겟단말기의 위치를 계산하는 제어부
    를 포함하는 위치측정서버.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 수신부는,
    상기 위치측정기의 위치 정보, 상기 위치측정기가 수신한 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점, 수신 전력, 수신 각도 및 수신 방향 정보 중 적어도 하나를 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 위치측정기의 위치 정보, 상기 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점, 수신 전력, 수신 각도 및 수신 방향 정보 중 적어도 하나에 기초하여 상기 타겟단말기의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는, 위치측정서버.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 수신부는,
    기지국으로부터 상기 기지국이 수신한 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력 정보를 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 위치측정기로부터의 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점과 수신 전력 정보, 및 상기 위치측정기의 위치 정보, 상기 타겟단말기의 상향링크 신호의 수신 시점, 수신 전력, 수신 각도 및 수신 방향 정보 중 적어도 하나를 조합하여 상기 타겟단말기의 위치를 계산하는 것을 특징으로 하는, 위치측정서버.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 타겟단말기의 위치 정보를 상기 위치측정기에 송신하는 송신부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치측정서버.
  23. 제19항에 있어서,
    상기 수신부는,
    하나 이상의 위치측정기로부터 상기 하나 이상의 위치측정기의 위치 정보를 각각 수신하고,
    상기 제어부는,
    상기 하나 이상의 위치측정기의 이동방향을 산출하고,
    상기 위치측정서버는,
    상기 하나 이상의 위치측정기 각각의 이동방향 정보를 상기 하나 이상의 위치측정기 각각에 전송하는 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치측정서버.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 이동방향은 상기 하나 이상의 위치측정기의 배치가 상기 타겟단말기의 위치 측정 오차를 감소시키는 방향으로 산출되는 것을 특징으로 하는, 위치측정서버.
  25. 제19항에 있어서,
    상기 수신부는,
    하나 이상의 위치측정기로부터 상기 하나 이상의 위치측정기의 위치 정보를 각각 수신하고,
    상기 위치측정기들의 위치를 각 위치측정기에게 송신하는 송신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 위치측정서버.
  26. 타겟단말기에 대한 위치측정 또는 상향링크 채널 설정 요청을 수신하고,
    상기 타겟단말기에 대해 상향링크 신호 전송을 위한 채널설정을 하고,
    상기 타겟단말기의 상향링크의 채널설정 정보를 위치측정기에게 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 네트워크.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 전송하는 채널설정 정보가 상기 타겟단말기의 임시식별정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 네트워크.
  28. 제 26항에 있어서,
    상기 전송하는 채널설정 정보가 상기 타겟단말기에 대한 상향링크 자원할당 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 네트워크.
  29. 제 26항에 있어서,
    상기 타겟단말기의 상향링크 채널설정 정보를 통신서버에 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 네트워크.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 통신서버가 위치측정서버인 것을 특징으로 하는 이동통신 네트워크.
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