KR19980018140A - 긴급지원을 위한 위치파악 시스템 설비 및 방법 - Google Patents

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Abstract

공중 긴급 지원을 위한 호출(예를 들면, 911 호출)에 사용된 무선 이동 유닛의 위치를 결정하기 위한 시스템 설비 및 방법이 개시된다. 이 시스템은 기존의 원격통신의 제반 구조를 널리 사용하며, 이동 유닛 사이트 또는 호출을 처리하는 긴급 지원 센터에 특별한 하드웨어 또는 소프트웨어를 필요로 하지 않는다는 점에서 비용면에서 효과적이다. 이 시스템의 특징은 상당수의 이동 기지국을 서비스하는 다수의 이동 교환소들간에 특별히 정의된 데이터베이스 및 컴퓨터를 공유하여 사용한다는 것이며, 여기서, 다수의 이동 기지국은 사전정의된 셀룰러 영역내의 상당수의 안테나 및 송수신 사이트를 서비스한다. 기지국에서의 신호 강도 측정치는 교환소를 통하여 공유 컴퓨터로 전달되고, 공유 컴퓨터는 이 측정치를 사용하여, 지원을 요청하는 이동 유닛의 사용자가 자신의 위치를 결정하는 데 도움을 줄 수 없는 경우에 실제로 수색을 행할 작은 영역을 계산한다. 계산된 영역 및 데이터베이스는 계산된 영역의 상세한 지도를 호출을 처리하는 긴급 지원 센터로 제공하는 데 사용될 수 있고, 호출자의 위치를 정확히 결정하거나 또는 적어도 지도화된 영역의 작은 부분으로 좁힐 수 있도록 하는 응답을 발생시키기 쉬운 방식으로 호출자에게 질문하는 데 사용될 수 있는 특정 특징물(지형, 건물, 간판등)을 강조하는 데 사용될 수 있다.

Description

긴급지원을 위한 위치파악 시스템 설비 및 방법
911 긴급 전화 호출(911 emergency telephone calls)의 수신 및 처리시에, 예를 들어, 자신의 위치를 알릴 수 없을 정도로 불안정하거나 또는 이성을 잃은 호출자, 또는 자신의 위치를 알지 못하고 위치를 충분히 식별하는 데 사용될 수 있는 시각적인 경계표가 없는 호출자를 위하여, 호출자의 위치를 자동적으로 정확히 나타낼 수 있는 것이 중요하다. 공중 교환 전화 네트워크(Public Switched Telephone Network)(차후로부터 PSTN으로 지칭함)에 배선으로써 직접 연결된 일반 전화기를 통한 호출시에, 호출 장치 또는 유닛은 호출자의 위치를 쉽게 암시하거나 또는 결정할 수 있는 기지의 건물의 주소와 관련이 있으므로, 호출이 행해진 때로부터 전화 번호를 추적하고 이 정보를 사용하여 호출자의 위치를 알아 낼 수 있다.
그러나, 이것은 각 호출 유닛이 이동형(mobile)인 경우, 예를 들면, 셀룰러 전화 또는 2중(2-way) 페이저(pager)인 경우에는 불가능하다. 이러한 종류의 이동 유닛은 통상적으로, 지리적으로 분산된 안테나, 기지국 및 교환소(switching office)의 네트워크를 통하여 PSTN에 연결된다. 비록 이러한 유닛은 호출 동안 신호화(signalling)되는 식별표지(identity)를 가지지만, 이 식별표지는 유닛의 물리적 위치를 암시하거나 또는 이를 계산하기 위한 기초를 형성하지 못한다. 또한, 안테나의 위치 및 그들간의 거리를 알 수 있다고 하더라도, 이 정보 그자체로는 현재 통신중인 유닛의 위치를 결정하기 위한 기반을 형성하지 못한다.
현재 우리가 관심있는 문제는 PSTN상의 오퍼레이터가 사람들(구조자, 소방관, 경찰관등)을 파견시에 이들이 각 유닛의 위치를 성공적으로 알아낼 확률이 높도록, 심각한 상황(911 호출, 도난 차량으로부터의 방사신호 등)에 연관된 이동 유닛의 대략적인 위치에 대한 충분한 정보를 얻는 데 있다. 우리가 관심있는 또다른 문제는, 다른 저가의 이동 유닛의 사용자에게 최소의 부담(재정적 또는 기타)을 주도록 비용면에서 효과적인 방식으로 전술한 서비스를 제공하려는 데 있다.
종래의 GPS(Global Positioning System) 장치는 잘 알려져 있으며, 여기서, 공중 긴급(911) 호출 상황에 사용된 이동 유닛은 그들의 지리적 위치를 설정하고, 이 정보를 공중 긴급 오퍼레이터/센터로 중계할 수 있다. 그러나, 이러한 이동 유닛은 인공위성에 복잡한 무선 링크를 요구하므로, 이러한 상황에 관련된 사용자 중 아주 적은 비율 이상의 사용자가 사용하기에는 너무 고가인 경향이 있다.
다른 알려진 종래기술은 이동 유닛의 대략적 위치를 결정하는 기법을 기술하며, 여기서 결정은 이러한 유닛에 서비스하는 기존의 제반 구조(infrastructure)내에서 전적으로 행해지며, 유닛 그자체로부터는 최소의 정보만을 요구한다. 그러나, 이러한 기술 그자체는 긴급 상황에 관련된 호출자의 위치에 각 기법을 적용하는 것과 관련없으며, 이동 유닛을 사용하는 아주 적은 비율 이상의 긴급 호출 상황에 적용하기에는 그들의 정확도가 너무 낮다.
본 발명은 이동 유닛의 대략적인 위치를 결정하는 비용면에서 효과적인 기법을 제공하는데, 이는 공중 긴급 호출 및, 사실상의 이러한 유닛의 모든 사용자와 실질적으로 관련된 다른 심각한 상황에 실제 적용되며, 사용자 자신이 그들 위치에 대한 공급 정보를 가지고 있는지의 여부에는 실제적으로 의존하지 않는다.
본 발명에 따라서, 공중 긴급 상황에 사용된 기존( 및 장래) 이동 유닛의 대략적 위치는 호출 유닛의 통신 구역내에서 현재의 통신 제반 구조내에서 검출된 신호 강도 정보(signal strength information)와 함께, 각 제반 구조에 연결된 컴퓨팅 설비에 포함된 특수 데이터베이스 정보를 사용함으로써 상당히 실용적인 방식으로 결정될 수 있다. 이들 제반 구조는 일반적으로 공중 긴급/911 호출을 발생하는 이동 유닛의 청취 구역내의 무선 안테나, 이들 안테나에 연결되는 기지국 및, 기지국과 PSTN을 연결시키는 교환소로 구성된다.
전술한 특수 데이터베이스 정보는 각 안테나에 의해 둘러싸이는 영역에 대한 적절한 정보, 특히, 각 영역에 적절한 도로, 거리, 산, 강, 건물 구조물 등을 정의하는 것을 포함한다. 구역내 안테나 및 그들의 기지국으로부터 얻은 신호 강도 정보가 호출 유닛이 위치한 것으로 여겨지는 작은 원형 영역을 계산하는 데 사용된다. 이 영역을 기술하는 정보는 특별한 데이터베이스로부터 추출된 데이터와 함께 PSTN을 통하여 공중 긴급 오퍼레이터(또는 지원 센터)로 전달된다. 긴급 오퍼레이터는 특별한 데이터베이스로부터의 데이터를 사용하여, 사용자에게 현재 볼 수 있는 중요한 경계표(거리 표지, 건물, 호텔, 산, 언덕, 시내등)에 대한 질문을 할 수 있는데 이 질문에 대한 응답은 각 이동 유닛의 사용자와 상호동작함으로써 각 사용자의 위치를 알아낼 가능성을 상당히 증가시킨다. 그다음, 오퍼레이터는 상응하는 각 사용자에게 구조자(또는 다른 이)를 파견할 수 있는데, 이 때 각 사용자의 위치를 신속하게 알아낼 가능성이 증가된다.
이러한 과정의 초기 처리에서, 공중 긴급/911 호출을 발생하는 이동 유닛의 청취 구역내의 기지국과 PSTN 간을 조정하는 교환소를 포함하는 네트워크 제어기는 기지국과 상호동작하여 각 이동 유닛으로부터 기지국에 수신되는 신호 강도를 결정한다. 전술한 바람직한 실시예에서, 이러한 상호동작은 하나의 구역내 국(현재의 신호량 및 다른 환경에 따라 다른 곳으로 책임을 넘기도록 요구할 수도 있지만, 주로 가장 강한 신호를 수신한 국)에 1차적 추적 책임을 배정하고, 2차적 추적 책임은 다른 구역내 국에 배정하는 것을 포함한다.
이들 책임을 맡은 기지국은 개별적으로 각 이동 유닛으로부터 그들의 관련된 안테나에 수신된 전송을 모니터링하는데, 특히, 주로 그 전송내에 포함된 각 유닛이 송신한 신원(ID) 신호 및, 수신시 이러한 ID 신호의 강도를 검출하려 한다. 이들 ID 신호 및 그들의 신호 강도가 검출됨에 따라, 수신 안테나, 이동 유닛 ID 및 이 유닛의 현재 측정된 신호 강도를 식별하는 정보를 공급하는 각 메시지가 네트워크 제어기로 전송된다. 1차적 추적 책임을 가지는 국은 이들 기능을 수행하는 것 외에 이동 유닛으로부터 수신한 다른 모든 신호를 네트워크 제어기에 포함된 교환소로 전달하여 이것이 PSTN으로 전송되게 한다.
네트워크 제어기 또는 그의 지원 컴퓨터는 관여된 안테나를 식별하는 정보를 사용하여 각 안테나의 위치를 확인하고, 이들 안테나와 관련된 신호 강도 정보를 사용하여 이동 유닛이 위치한 원형 영역을 계산한다. 이 영역은 소정 안테나에 의해 둘러싸이는 영역보다는 상당히 작지만, 실제적으로 이동 호출자의 위치를 알아내는 데에는 너무 크다. 이러한 영역 정보를 사용하여, 데이터베이스가 액세스되어 정확한 지리적 및 다른 매개변수 정보와 이 영역에만 해당하는 적절한 다른 데이터가 추출된다. 그다음, 영역 정보 및 추출된 데이터는 PSTN을 통하여 긴급 지원 센터로 전달된다. 긴급 지원 센터에서, 지원 오퍼레이터는 추출된 데이터를 공중 긴급 호출을 처리하는 데 사용하여, 호출자가 현재 볼 수 있거나 또는 달리 식별할 수 있는 경계표(호텔, 표지, 거리명등)등에 대하여 호출자에게 특정 질문을 할 수 있다. 이들 특정 질문에 대한 응답은 원형 영역을 보다 작은 영역으로 상당히 감소시킴으로써, 파견된 사람이 쉽게 호출자를 발견할(도울) 확률이 높아진다.
원형 영역의 크기는 먼저 신호 강도 측정으로부터 설정되고, 따라서, 사용자의 실제 위치에 대한 이 정보의 본질적인 타당성은 다수의 요인, 예를 들면, 이 과정에 관여한 안테나 및 기지국의 수, 호출동안의 기상 조건 등에 의존한다. 그럼에도 불구하고, 많은 경우에, 이 정보 그자체는 파견될 사람(구조자, 경찰등)이 호출 유닛 및 그의 사용자의 위치를 알아낼 수 있도록 하는 데 유용하다. 또한, 호출한 측이 공중 긴급 오퍼레이터가 질문한 특정 질문에 응답하여 적절한 정보(예를 들면, 눈에 띄는 경계표, 거리 표지등)를 제공할 수 있는 경우, 이 정보는 호출자가 위치할 것으로 여겨지는 처음에 계산된 원형 영역내에서 보다 작은 영역을 결정하는 데 유용할 것이다.
이 시스템의 중요한 장점은 광범위하게 사용되는 이동 유닛과 관련된 기존의 이동 통신의 제반 구조를 광범위하게 사용한다는 것으로, 따라서, 상당수의 잠재적 사용자에게 비용면에서 효과적인 긴급 위치파악 서비스를 제공한다는 점이다. 또다른 장점은 호출자 또는 호출을 수신하는 공중 지원 오퍼레이터가 특별한 하드웨어 또는 소프트웨어를 가지지 않아도 된다는 것이다.
초기에 계산된 원형 영역에 관련된 매개변수를 추출하는 데 사용되는 데이터베이스는 구역에 대한 지도(regional maps)로부터 얻을 수 있는 정보와, 표시된 각 영역내의 특정 경계표, 건물 및 다른 지형상 구조물의 지리적 위치를 식별하는 부가적인 정보를 포함해야만 한다.
또한, 추적 네트워크가 기존의 이동 시스템에 일반적으로 사용되던 전방향성 안테나 대신에 아직까지는 새로운 스티어러블(steerable) 안테나를 사용하는 경우, 현재 정의된 기법으로 위치파악의 정확도가 상당히 증가될 수 있다.
정확도를 개선시키기 위해 무선 시스템의 다른 특징이 또한 사용될 수 있다. 예를 들면, (전화 스피치 및 2중 페이징의 모두를 위한)기존의 이동 유닛 대부분은 (유닛이 파워온(power on)인 동안 온되는) 일정한 능동(active) 커맨드(command) 채널을 가진다. 이 채널은 사용자가 로밍(roam)함에 따라(예를 들어, 상이한 안테나로부터의 주 통신가능범위(coverage)를 수신하는 영역들간을 이동함에 따라) 추적을 위해 사용가능하다. 이 채널을 감시하여 얻은 정보는 현재 위치파악 기능에 정확성을 부가시키는 데 사용된다. 또한, 현재 호출 유닛에 수신되는 신호의 강도에 대한 지지 제반 구조 정보를 보고할 수 있도록 이러한 커맨드 채널을 사용하는 이동 유닛을 변형시키는 것은 그다지 어렵지 않으므로, 현재 원형 영역 계산의 정확도를 더 향상시킨다.
생각할 수 있는 다른 변형이나 추가로서, 강도가 점차적으로 감소되는 소정 신호를 송신하고, 이러한 신호를 수신하는 이동 유닛이 접촉이 불가능한 지점까지 그들의 수신 강도에 대한 정보를 피드백(feed back)시킬 수 있도록 기존의 제반 구조를 변경하거나 추가하는 것을 생각할 수 있다. 이 정보는 각 안테나에 관련된 위치 반경을 계산하는 데 사용되어, 호출자의 유닛을 포함할 것으로 생각되는 원형 영역의 계산시에 정확도를 보다 향상시킬 수 있다.
공중 긴급 상황에 사용하는 것에 부가적으로, 본 발명의 기법의 일부는 무선 송신기를 포함하는 도난 물건(예를 들면, 자동차)의 위치를 결정하는 데도 사용될 수 있다.
또한, 전술한 특징의 원형 영역 계산을 사용할 때에, 추적 과정에 참여하는 네트워크 제어기는 국부적으로 정해진 호출 경로배정 규칙(call routing rules)을 사용하여 호출자가 있을 가능성이 가장 높은 위치에 가까운 긴급 센터로 긴급 호출을 경로배정하도록 요구될 수 있다.
또한, 하나 이상의 호출 장치(예를 들면, 셀룰러폰 및 2중 페이저)를 소유하는 호출자는 두 장치를 모두 작동시키도록 요청받을 수 있고, (즉, 상이한 ID를 가지는) 두 장치로부터 얻은 정보가 상호연관되어 위치파악의 결과를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 전술한 및 다른 특징, 목적 및 이점은 후속되는 상세한 설명 및 특허청구의 범위로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 이동 통신 네트워크의 개략도.
도 2는 선택된 사이트에 단일 이동 유닛이 도시된, 이동 셀룰러 전화 유닛에 관련된 통신을 처리하기 위한 전형적인 안테나 통신가능범위 형태를 도시하는 도면.
도 3은 또다른 사이트에 긴급 위치에 대한 최악의 경우인 상황을 나타내는 이동 유닛을 가지는 도 2와 유사한 도면.
도 4는 도 2에 도시된 각 이동 유닛의 사이트를 포함하는 작은 영역을 계산하기 위한 기반을 형성하는 원을 가지는 도 2의 형태의 일부를 도시하는 도면.
도 5는 도 3에 도시된 각 이동 유닛의 사이트를 포함하는 작은 영역을 계산하기 위한 기반을 형성하는 원을 가지는 도 3의 형태의 일부를 도시하는 도면.
도 6은 도 1의 시스템에 의해 수행되는 긴급 위치파악 동작의 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1: 이동유닛2, 3: 안테나
4: 기지국5: 교환소
6: PSTN 7, 8: 긴급 오퍼레이터
9: 컴퓨터10: 데이터베이스
도 1은 본 발명에 따라 구성된 이동 통신 네트워크의 개략도이다. 이동 무선 유닛(1)(예를 들면, 셀룰러 전화)은 그 청취 구역내 두개 또는 그이상의 안테나(2, 3)에 연결(link)된다(단순화시키기 위하여 두개의 안테나만 도시되었지만, 구역내에 더 많은 안테나가 있을 수 있음을 알 것이다). 안테나는 전형적으로 이들 (구역내) 안테나 및 다른 안테나에 서비스할 수 있는 기지국(4)에 연결된다. 각 기지국(4)은 부가적인 기지국에 서비스할 수 있는 교환소(5)에 연결된다. 교환 섹션(5a)은 기지국과 PSTN(공중 교환 전화 네트워크)(6) 사이에 교환 연결을 제공한다. 네트워크 제어 섹션(5b)은 섹션(5a) 및 참조번호(2, 3)와 같은 기지국의 작동 상태를 제어한다. PSTN(6)은 섹션(5a)이 서비스하는 기지국과, 공중 긴급 지원 센터(7, 8)에 위치된 전화를 포함하여 PSTN내의 전화 사이의 연결을 제공한다.
또한, 교환소(5)는 긴급 지원 사용을 위한 특별한 데이터베이스(10)를 갖춘 컴퓨터(9)에 연결된다. 참조번호(5)와 같은 다수의 교환소는 컴퓨터(9) 및 그의 데이터베이스(10)를 공유할 수 있다.
도 1에 일부 도시된 네트워크에는 일반적으로 기지국의 수보다 안테나의 수가 많고, 교환소의 수보다 기지국의 수가 많으며, 참조번호(9)와 같은 공유 컴퓨터의 수보다 교환소의 수가 많다는 것을 알아야 한다. 따라서, 컴퓨터(9) 및 제각기의 데이터베이스(10)를 사용하면 기존의 무선 이동 통신 네트워크의 제반 구조에 최소의 추가와, 이러한 네트워크를 사용하는 이동 무선 유닛의 사용자에게 최소의 비용부담을 주는 비용면에서 효과적인 긴급 지원을 제공하고자 하는 본 발명의 목적을 만족시키게 된다.
각각의 교환소(5)와 관련된 각각의 기지국(4) 간에는 적어도 2개의 통신 채널이 있다. 이들은 기지국과 교환소(5a) 사이에 음성 및/또는 데이터 신호를 직접 전달하는 데이터 채널(11) 및, 기지국과 네트워크 제어 섹션(5b) 간에 커맨드 및 제어 신호를 전달하는 제어 채널(12)을 포함한다. 각 교환소(5)는 다수의 기지국에 서비스할 수 있으므로, 다른 기지국에 연결된 부가적인 데이터 및 제어 채널(13, 14)이 있다. 또한, 각 교환소(5)와 공유 컴퓨터(9) 사이에는 교환 섹션(5a)과 컴퓨터 사이의 데이터 채널(16) 및, 네트워크 제어 섹션(5b)과 컴퓨터 사이의 제어 채널(17)을 포함하는 적어도 2개의 채널이 있다.
각각의 안테나(2, 3)는 주위 셀룰러 영역에 대한 통신가능 범위를 제공한다. 이 통신가능 범위는 주로 전방향성이므로, 전형적인 셀룰러 영역은 원형(또는 안테나 구역내에 산 또는 다른 장애물이 있는 경우에는 부분적으로 원형)이다. 셀룰러 영역의 전형적인 배치는 도 2 및 도 3을 참조하여 후술되며, 개별의 셀 영역은 CRi(I=1-7)로 표시된다. 이들 도면은 대칭적이며 동일한 크기의 셀 영역인 것으로 도시되지만, 일반적으로 지형에 따라 상당히 다른 형태 및 크기의 영역일 수 있다는 것을 알 수 있다. 여기서, 도시를 위하여 셀이 인접하도록 도시되었지만, 사실상 셀은 겹쳐질 수 있다. 또한, 셀이 통상적인 대칭 6각형으로 도시되었지만, 사실상 안테나 설계 및 이 안테나에 의해 방사되는 전력에 따라 다른 형태를 가질 수 있다.
먼저, 지형, (건물 및 다른 구조물로 인한) 간섭 및 신호질을 근거로 하여 통신가능 영역에 대해 셀이 배치되고 테스트된다. 이들 영역은 네트워크 공급자에 의해 신중하게 특성화되고, 각 영역내의 안테나 위치 및 관련된 송수신 장비가 정확히 결정되고 기록된다. 이들 특성을 근거로, 도 2를 참조하면, 셀룰러 영역 CR7의 위치(20)의 이동 유닛은 셀룰러 영역 CR7, CR5, CR6, CR4의 안테나에 감지되는데, 대부분의 경우에, 지지 네트워크 제어기는 이 유닛이 주고 받는 호출에 대한 1차적 책임을 영역 CR7의 셀 안테나에 배정한다. 트래픽(traffic) 상황 및 다른 요인에 따라, 1차적 책임을 감지 구역내의 또다른 셀에 배정할 수 있다. 1차적 책임은 안테나와 제각기의 기지국을 통한 각 교환소의 교환 섹션 사이의 음성을 나타내는 신호 및/또는 데이터 신호의 처리에 관한 것이다. 이 신호 처리는 서비스받고 있는 이동 유닛으로부터의 모든 전송에 포함된 신원 신호를 추적하는 것을 포함한다. 감지 구역내이지만 1차적 책임이 없는 셀은 보통 전송되는 ID 신호를 무시한다. 이러한 1차적 책임의 배정이 어떻게 이행되느냐에 관계없이 본 발명의 동작에 영향을 주지 않으며, 이러한 동작은 하나의 호출에 대해 1차적 책임을 다수의 셀에 동시에 배정함으로써 영향을 받지 않을 수 있다는 것을 알 수 있다.
현재, 이동 무선 유닛(1)과 관련된 공중 긴급 상황시에 지원하기 위해 필수적이라 여겨지는 두가지 기능은 1) 유닛이 위치한 것으로 보이는 작은 영역, 바람직하게는 사용자가 자신의 위치를 설명할 수 없더라도 이 유닛의 위치를 알아내기 위해 실제적인 수색을 행할 수 있기에 충분하도록 작은 크기의 영역을 결정할 수 있고, 2) 이 작은 영역내의 보다 정확한 위치를 설정하는데 이용할 수 있는 실용적인 단서를 사용자에게 제공할 수 있는 것으로, 예를 들면, 특정 지형, 경계표, 건물 간판 및 다른 구조물이 보이는지의 여부에 관하여 사용자에게 질문하여, 이러한 질문에 대한 사용자의 응답을 사용하여 수색할 영역을 좁힐 수 있다는 것이다(예를 들면, 제시한 건물 간판이 한 편에 있고 제시한 구조물이 다른 편에 보인다는 응답은 사용자의 위치를 좀더 정확히 파악하는 데 사용될 수 있다).
후속되는 내용은 도 1에 도시된 구성이 처음의 작은 영역을 결정하고, 그다음, 이 영역을 보다 작은 영역으로 감소시키기 위해 잠재적인 가시적 단서를 제공하는 기능을 제공하는 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따라서, 이동 유닛으로부터의 호출이 긴급 상황등일 때(예를 들면 호출이 공중 911 번호일 시), 각 유닛의 감지 구역내의 안테나와 관련된 하나의 네트워크 제어부(5b)(또는 구역내 안테나가 몇몇 제어부에 연결될 시에는 몇몇 네트워크 제어부)는 호출 유닛의 감지 구역내의 다수의 셀에 2차적 추적 책임을 배정한다. 안테나 및 2차적 추적 책임을 가지는 셀의 기지국은 추적 대상인 이동 유닛으로부터 방출되는 ID 신호를 감시하고, 각 신호의 강도를 결정하며, 메시지에서 발견되는 각 내용을 각각의 네트워크 제어부로 보고한다. 1차적 책임을 가지는 셀은 이와 동일한 기능을 수행하고 또한, PSTN을 통해 적절한 긴급 지원 센터로의 전송을 위한 각 교환소의 교환 섹션과 각 유닛 간의 음성 및/또는 데이터를 나타내는 신호를 중계한다.
따라서, 도 2의 지점(20)에서의 유닛이 긴급 호출에 사용된다면, 주된 추적 책임은 CR7(이 유닛으로부터 가장 강한 신호를 수신하며, 따라서 이 유닛에 가장 인접한 셀)로 배정될 수 있고, 2차적 추적 책임은 CR5, CR6, CR4(보다 약한 신호를 수신하지만 감지 구역내인 셀)에 배정될 수 있다.
1차적 책임 또는 2차적 추적 책임을 가지는 각각의 셀이 긴급 지원을 받기 위하여 호출하는 유닛의 ID 신호를 검출함에 따라, 셀을 서비스하는 기지국은 방금 수신한 신호의 강도를 결정하고, 바람직하게는 디지탈 형태로 메시지를 각 네트워크 제어부로 전송하는데, 이 메시지는 검출된 호출자 ID 및 신호 강도를 기술한다. 이들 동작은 도 6의 흐름도에서 블록(50-52)으로 요약되어 있다. 상응하는 메시지는 분석을 위하여 네트워크 제어기로부터 네트워크 컴퓨터로 전달된다. 감지 구역안의 모든 안테나의 정확한 위치를 포함하는 컴퓨터의 데이터베이스의 지도 정보를 사용하여, 컴퓨터는 감지 사이트에 대하여 그려지는 원의 교차지점을 계산한다. 이들 원은 각 셀로부터 보고되는 신호 강도에 반비례하여 배정되는 길이를 가지는 상이한 반경을 가진다(즉, 가장 높은 신호 강도를 보고하는 셀에 대해서는 가장 작은 반경을 가지는 원이 그려지고, 가장 낮은 신호 강도를 보고하는 셀에 대해서는 가장 큰 반경을 가지는 원이 그려진다). 도 6의 블록(60, 61)은 이들 원의 계산 동작을 요약한다. 이들 원의 교차지점들중에 가장 높은 밀도를 가지는 공간을 선택한 후, 컴퓨터는 호출 유닛의 실제 사이트를 포함할 확률이 가장 높은 영역을 수색하기 위하여 이를 위한 작은 영역을 결정한다. 호출자가 자신의 위치를 완벽하게 설명할 수 없다고 가정할 때 이 선택된 영역은 실제 수색시에 호출자의 위치를 쉽게 알아낼 가능성이 높도록 충분히 작다.
긴급 호출자가 위치(20)에 실제로 위치한, 도 2의 셀룰러 범위 형태에 대하여 계산되는 원은 도 4에 도시되어 있다. 호출자가 최악의 경우인 위치(21)에 실제로 위치한, 도 3에 도시된 바와 동일한 범위 형태에 대하여 계산되는 원은 도 5에 도시되어 있다.
도 2 및 도 4의 호출자 상황의 경우, CR7로부터 보고되는 가장 강한 신호에 대하여 계산되는 원은 영역 CR7내에 완전히 포함되는 작은 원(30)이다. 동일한 상황에서, CR6, CR4, CR5로부터 보고되는 보다 약한 신호로부터 계산되는 원-- 제각기 (31), (32), (33)으로 도시됨--은 원(30)보다 큰 반경을 가진다. 도 4를 살펴보면, 이들 원은 CR7내에서 서로 인접하게 밀집된 적어도 5개의 교차지점을 가지며, CR7의 외부에 위치한 몇몇 멀리 떨어진 교차지점(하나는 CR4에, 2개는 모든 구역내 영역의 외부에 위치함)을 가진다는 것을 알 수 있다. 인접하게 이격된 교차지점 클러스터(intersections cluster)는 실제 호출 사이트(20)에 상당히 가깝다는 것을 쉽게 알 수 있다(여기서 상당히 가깝다란 말은 인접한 셀들의 중심들간의 거리에 비하여 비교적 작은 거리에 있다는 것을 의미한다). 따라서, 이 클러스터를 포함하며, 이 클러스터가 차지하는 공간보다 다소 큰 작은 원을 그림으로써, 호출 유닛을 포함할 가능성이 있으며, 호출자가 자신의 위치를 알릴 수 없을 지라도 호출자가 위치할 가능성이 높으며 (예를 들어, 각 호출에 파견될 구조자가) 쉽게 찾아낼 수 있도록 충분히 작은 영역이 형성된다. 도 6의 블록(62, 63)에는 이러한 밀집된 교차지점의 위치를 근거로, 수색할 지리적 영역을 계산하는 것이 제시되어 있으며, 블록(64)에는 이 영역 및 그의 구별되는 특징을 기술하는 정보의 전달이 제시되어 있다.
도 3의 최악의 경우인 상황에서, 호출 유닛의 실제 위치(21)는 CR7내이지만, CR5 및 CR6로부터는 대략 동일한 거리에 있고 CR4 구역 밖에 있다. 따라서, 보다 적은 원 및 원의 교차지점이 형성―CR4, CR5 및 CR6에 대하여 제각기 (40, 41 및 42)이 형성―되어 컴퓨터는 실제 수색할 영역을 설정할때 작업할 데이터가 적어지게 된다. 그럼에도 불구하고, 이러한 구성에서, 컴퓨터는 CR7의 중심 아래의 이 CR7내 인접하게 이격된 세 교차지점 클러스터를 발견해야만 하는데, 센터 위에는 CR7에 둘 이상의 교차지점이 있고, CR4에는 하나의 교차지점(이는 CR5 및 CR6로부터 보고되는 신호 강도로부터 그려진 원으로부터 만들어진 교차 부분임)이 있다. 이 데이터를 적절히 분석하여, 컴퓨터는 실제 유닛 사이트에 가장 인접할 가능성이 있는 세 교차지점의 클럭스터를 포함하는 작은 영역을 선택한다. 마찬가지로, 이 클러스터를 둘러싸는 작은 영역을 선택하면 실제로 수색할 호출자의 사이트를 포함하는 영역을 제공하게 된다.
소정의 전술한 상황에서, 컴퓨터가 선택한 수색 영역이 실제 호출 사이트를 포함하지 않을 소정의 작은 확률이 있지만, 이 경우에도 실제 사이트가 선택된 영역의 주변에 상당히 인접하여 실제 수색시에 여전히 호출자를 쉽게 찾아낼 가능성이 상당히 높다.
실제 수색 영역을 선택시에, 컴퓨터는 관련된 정보를 PSTN을 통하여 각 호출이 처리되는 공중 긴급 지원 센터(도 1, (7), (8))로 전송하기 위하여 각 교환소와 상호동작한다. 관련된 정보는 예를 들어, 선택된 영역의 거리/도로 지도일 수 있다. 이러한 지도는 후술되는 바와 같이 각 영역의 상당한 지형적 및 지리적 특징물과, 이 영역에서의 각 특징물의 정확한 위치를 포함할 수 있다.
적당한 수색 영역을 선택시에, 컴퓨터는 그의 데이터베이스를 사용하여 쉽게 알 수 있는 선택된 영역의 지리적 및 지형적 특징물(예를 들어, 강, 언덕, 건물, 호텔, 간판, 광고게시판, 주유소, 특이한 색상의 울타리등) 및, 각 영역내의 각 특징물의 정확한 위치(예를 들면, 좌표)를 결정한다.
이 정보는 각 영역의 지도를 사실상 구성하는 정보(예를 들면, 거리 및 건물 주소 지도)와 함께, PSTN을 통하여 호출이 배정된 긴급 지원 센터로 전달된다.
긴급 지원 센터의 오퍼레이터는 이 정보 및 지도를 가지고, 지도에 표시된 영역의 호출자의 현 위치에 관련된 특정 특징물의 위치에 대하여 (긴급) 호출자에게 질문할 수 있다. 예를 들면, 당신은 당신이 위치한 곳으로부터 'XYZ' 회사 주유소 및 광고게시판을 볼 수 있습니까?라고 질문할 수 있다. 호출자가 소정 질문에 긍정적으로 응답하는 경우, 호출자의 위치는 정확하게 결정되거나 또는 적어도, 선택된 수색 영역의 상당히 작고 특정적인 서브영역으로 좁혀질 수 있다. 호출자가 소정 특징물을 식별할 수 없는 경우, 여전히 오퍼레이터는 즉시 구조자에게 선택 영역 전체를 수색하도록 명령할 수 있으며, 구조자에게 선택된 영역의 경계를 설명하고 컴퓨터로부터 수신한 정보를 구조자와 원격통신한다.
이동 유닛을 서비스하는 네크워크가 보다 정확하게 정의될 수 있는 선형 영역을 커버(cover)하는 감지 형태를 가지는 스티어러블 안테나를 포함하거나 또는 포함하도록 변형되는 경우, 컴퓨터는 밀집된 원의 교차지점을 선택하기 보다는 실제 호출 사이트에 보다 인접하게 되는 정확한 벡터 위치를 결정할 수 있다.
대부분의 무선 유닛, 셀룰러 전화 및 페이저 유닛의 모두는 각 유닛이 능동인 동안 능동 또는 온되는 커맨드 채널을 가진다. 이 특징은 커맨드 채널에 현재 수신되는 신호 강도를 이 채널로 되보고함으로써 현재 위치 결정 기능을 향상시키는 데 사용될 수 있어, 컴퓨터가 수색 영역을 보다 정확하게 설정할 수 있게 한다. 또다른 대안으로서, 안테나는 이 채널을 통하여 점차적으로 감소되는 강도의 신호를 제공하기 위하여 적당한 단기 간격동안 제어될 수 있고, 그러면, 유닛은 접촉 손실이 발생되는 감소 시퀀스의 특정 패이즈(phase)를 되보고하도록 변형될 수 있다. 이러한 유형의 상호작용으로써, 호출자와 개별 안테나 간의 대략적인 거리가 보다 정확하게 결정될 수 있다.
긴급 호출자의 위치를 알아내는 전술한 기법은 다른 상황, 예를 들면, 적절히 분산된 안테나로 추적가능한 신호를 방출하는 라디오를 내장한 자동차와 같은 도난 물체의 위치를 알아내는 것과 같은 다른 상황에 사용된 장비의 위치를 알아내도록 쉽게 변형될 수 있다.
또한, 긴급 호출자의 위치가 호출 유닛 또는 그의 사용자에 의해 정확히 정의될 수 있는 경우 및, 이 위치가 몇몇 긴급 지원 센터의 구역내인 경우, 호출은 센터와 이동 교환소 간에 설정된 로컬 규칙을 근거로 하나의 적절한 센터로 경로배정될 수 있다.
또한, 호출자가 한 유형 이상의 이동 유닛, 예를 들어, 셀룰러 전화 및 페이저를 소유한 경우, 두 유닛이 사용되어 추적될 수 있고, 결과적인 데이터가 상호관련되어 적당한 수색 영역을 계산하기 위한 보다 명확한 기반이 설정될 수 있다.
전술한 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위에 의해 한정된다.

Claims (6)

  1. 다수의 안테나, 제각기 상기 다수의 안테나를 서비스하는 다수의 기지국 및, 제각기 상기 다수의 기지국을 서비스하는 다수의 교환소(switching offices)를 포함하여 무선 이동 유닛(wireless mobile units)을 서비스하는 원격통신 네트워크에 대해, 긴급 상황시에 상기 이동 유닛의 위치를 알아내기 위한 시스템 설비(system arrangement)에 있어서,
    ① 상기 교환소 및 기지국에 위치하며, 각 기지국이 서비스하는 안테나를 통하여 통신하는 상기 이동 유닛들중 명확히 식별가능한 하나의 이동 유닛이 긴급 지원을 요청하는 것을 검출하는 수단과,
    ② 상기 다수의 교환소에 의해 공유되는 컴퓨터 시스템―상기 컴퓨터 시스템은 상기 컴퓨터를 공유하는 상기 다수의 교환소에 의해 서비스되는 모든 기지국에 의해 서비스되는 모든 안테나의 위치를 포함하는 지리적 데이터베이스를 가짐―과,
    ③ 상기 컴퓨터 시스템을 공유하는 상기 다수의 교환소에 위치하여, 상기 컴퓨터 시스템을 공유하는 상기 다수의 교환소에 의해 서비스받는 다수의 기지국에 의해 서비스받는 다수의 안테나를 통하여 각 유닛이 능동적으로 통신하는 동안, 현재 상기 식별가능한 하나의 이동 유닛이 긴급 지원을 요청하는 것을 검출하는 것에 응답하여, 상기 다수의 기지국과 각각 상호동작하여 상기 현재 긴급 지원을 요청하는 상기 유닛으로부터 상기 다수의 안테나의 각각에 수신되는 신호의 순간 강도에 대한 정보를 수집하는 수단―상기 신호 강도 정보를 수집하는 수단은 상기 수집한 정보를 상기 컴퓨터 시스템으로 전송하는 수단을 포함함―을 포함하고,
    상기 컴퓨터 시스템은 현재 긴급 지원을 요청하는 상기 유닛을 포함할 확률이 높은 수색가능한 지리적 영역을 계산하기 위하여 상기 지리적 데이터베이스와 함께 상기 수집한 신호 강도 정보를 활용하기 위한 수단을 포함하고,
    상기 수색가능한 영역은 상기 긴급 지원을 요청하는 상기 유닛의 사용자가 그들의 특정한 지리적 위치에 대한 정보를 제공할 수 없을 지라도 실제 수색이 가능할 정도의 크기인
    위치파악 시스템 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 상기 수색가능 영역내의 식별가능한 물리적 대상에 대한 특정 정보를 포함하고, 상기 컴퓨터는 상기 특정 정보를 현재 긴급 지원을 요청하는 상기 유닛의 위치를 알아내야 할 책임이 있는 사람이 사용할 수 있도록 만드는 수단을 포함하는 위치파악 시스템 설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터베이스는 셀 안테나의 지리적 사이트에 대한 특정 정보를 포함하고,
    상기 컴퓨터 시스템내에서 상기 수색가능 영역을 계산하는 상기 수단은,
    현재 긴급 지원을 요청하는 상기 유닛의 현재 통신 구역내의 안테나 사이트에 대해 상이한 반경의 원을 구축하는 수단―상기 원은 현재 긴급 지원을 요청하는 상기 유닛으로부터 각 안테나에 순간적으로 수신된 신호 강도에 반비례되는 길이의 반경을 가짐―과,
    상기 구축된 원의 교차지점을 분석하여 가장 근접하게 이격된 교차지점 클러스터의 위치를 알아내는 수단과,
    가장 인접하게 이격된 교차지점 클러스터를 사용하여 상기 수색가능 영역을 정의하는 수단을 포함하는
    위치파악 시스템 설비.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 안테나에 수신되는 상기 순간적인 신호 강도 정보는 상기 각 안테나와 긴급 지원을 요청하는 상기 유닛 간의 거리를 나타내는 다른 정보에 의해 적어도 일부분 증가되고, 상기 다른 정보는 상기 안테나와 상기 유닛 간의 상호동작을 신호화함으로써 얻어지는 정보를 포함하고, 가변 강도의 신호는 상기 각 거리를 표시하는 응답을 하는 상기 유닛으로 전송되는 위치파악 시스템 설비.
  5. 제 1 항에 있어서,
    긴급 지원을 요청하는 상기 유닛의 사용자가 두가지 상이한 유형의 2중 신호화 유닛―예를 들면, 셀룰러 무선전화 및 2중 신호화 페이저―을 가지고 있는지를 결정하는 수단과, 상기 두가지 상이한 유형의 신호화 유닛과 모두 통신을 함으로써 이러한 2중 신호화 유닛을 가지는 긴급 호출자에 관하여 신호 강도 결정을 증가시키기 위한 효과적인 수단을 더 포함하는 위치파악 시스템 설비.
  6. 상당한 비율의 일반 인구가 사용하는 무선 이동 유닛을 서비스하는 원격통신 네트워크에서, 긴급 지원을 요청하는 사용자의 유닛의 위치를 알아내기 위한 방법에 있어서,
    상기 네트워크의 기존의 제반 구조를 주로 사용하며, 상기 사용자가 자신의 위치 파악에 도움을 줄 수 있는 소정의 특정 정보를 가질 필요가 없을 뿐 아니라 상기 유닛외의 다른 장비를 가질 필요가 없는 방식으로, 수색가능한 지리적 영역, 즉, (a) 상기 사용자의 위치를 포함하기 쉬우며, (b) 적당한 시간에 상기 사용자를 찾아낼 필요가 있을 때 수색가능한 전체 영역을 실제로 수색하기에 충분하도록 작은 크기인 상기 수색가능한 지리적 영역을 계산하는 단계
    를 포함하는 위치파악 방법.
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