KR20010041699A - 단축 반복 버스트를 이용한 이동 전화기의 위치 발견 방법 - Google Patents
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Abstract
표준 셀룰러 전화기는 단축 버스트 신호 전송을 이용하여, 셀룰러 전화망 상의 호출 전송을 동기화한다. 상기 단축 버스트 뿐 아니라 통화 채널 버스트가 셀 전화기의 위치를 확인하는데 이용될 수 있다. 작동시, 주 기지국은 통화 채널 지정 메시지를 선택된 이동 전화기로 전송하며, 그 다음 상기 선택된 이동 전화기는 5초 미만의 간격에 걸쳐 단축 버스트와 같은 선택된 통화 채널 버스트 전송을 시작한다. 주 기지국 및 적어도 두 개의 인접한 기지국은 상기 버스트 전송을 수신하여, 상기 버스트 신호의 도착 시간 또는 그 밖의 적합한 거리 관련 측정에 따라 셀 전화기로부터의 상기 각 기지국의 거리를 판정한다. 명령 센터(command center)는 기지국에 대한 거리 측정을 삼각 측량함으로써 셀 전화기의 위치를 판정한다.
Description
미합중국의 새로운 규정은, 2001년까지 이동 셀룰러 전화기가 이들의 송신 발생 지점의 위치에 의해서만 위치가 알려져야 한다고 되어 있다. 초기 기준은, 소정 네트워크 영역에서의 긴급 호출을 하는 셀룰러 전화기는 정확히 125 평방 제곱 미터 미만의 오차로 위치가 발견되어야 한다는 것이다. 현재의 셀룰러 전화기를 재조절(retro-fit)하지 않고 상기 기준을 구현하는 것이 바람직할 것이다.
산업 표준(Industry Standard)("IS")-54 및 136 TDMA 시스템에서 현재의 기지국들은 주로, 한 기지국에서 다른 기지국으로의 핸드오버(handover)시에 이동국 음성 전송 데이터를 확인하는 위치 확인 모듈(location verification module)("LVM")을 이용한다. TDMA 호출을 진행하기 위해서는 이동국과 기지국의 타이밍이 밀접하게 동기화되어야 한다. IS-54 및 -136에 따르면, 이동국은 호출이 설정될 때, 또는 네트워크의 한 기지국에서 다른 기지국으로 통화 채널 전환(handoff)하는 동안 "단축 버스트(shortened burst)" 전송을 제공하거나, 제공 요청을 받을 수 있다. 아날로그 제어 채널을 이용하는 IS-54에 따르면, 단축 버스트는 디폴트(default)로 전송된다. IS-136 제어 채널은 디지털이며, 기지국이 단축 버스트를 요구해야 한다. 단축 버스트는 약 5.58 밀리세컨드에 달하는 타임 슬롯 신호의 전송으로서, 이는 단 5초의 주기동안 20 밀리세컨드마다 반복한다. 상기 버스트는 이동 유닛과 기지국간의 타임 슬롯화된 음성 전송을 동기화시키는데 이용된다. 본 발명에 있어서, 상기 버스트는 또한, 이동 유닛의 위치를 정확히 알아내는데 이용하기에 매우 적합하다.
단축 버스트는 지리적인 범위에서 기지국으로부터 이동국까지의 거리와 관련된 수량(quantity)을 측정하는데 이용된다. 측정된 수량은 공지된 삼각측량 기법(triangulation technique)과 관련하여 이동 유닛의 x,y 좌표 위치를 알아낸다.
전세계 측위 시스템(global positioning system)은, 위성에 의해 전송된 신호의 도착 시간을 알아냄으로써 그 위치를 판정하는 이동 수신기에 이용되어 왔다. 상기 시스템은 공간적으로 배치된 기지국과 관련하여 이동 송신기의 위치를 검출하는데는 이용되지 않는다.
또한, 호출을 개시할 때 이동 유닛에 의해 역방향 제어 채널에서 제공되는 신호 버스트의 기지국 도착 시간 차이를 이용하여 이동 셀 전화 유닛의 위치를 알아내도록 시스템이 발전되어 왔다. 이와 같은 시스템에 있어서, 역방향 제어 채널은 호출하는 동안 이동 유닛의 위치를 알아내는데 이용될 수 없으므로, 이동 유닛의 위치는 호출이 개시되는 때에만 판정된다. 또한, 역방향 제어 채널은 위치 데이터에 접근함에 있어 제한된 시간을 제공하므로, 실제 시간 동안 정확하게 위치를 판정할 수가 없다.
본 발명 시스템은 단축 버스트와 같은 통화 채널 버스트(traffic channel burst)를 이용하여 이동 유닛의 위치를 판정한다. 통화 채널 버스트는, 호출이 설정될 때 및 호출이 지속되고 있는 동안 이동 유닛의 위치를 알아내는데 이용될 수 있다. 따라서, 상기 시스템은 호출 진행시에 이동중인 유닛의 위치를 추적할 수 있으며, 호출하는 동안 어느 때라도 위치 판정을 개시할 수 있다. 또한, 상기 시스템은 실제 시간동안 위치 데이터를 얻을 수 있으므로, 정확하게 위치 확인을 할 수 있다. 더욱이, 단축 통화 채널 버스트는 타임 슬롯의 타이밍을 조절하는데 이용되도록 설계되어 있으므로, 이동 유닛의 위치를 알아내는데 이용되는 신호의 도착 시간을 측정하기에 매우 적합하다.
따라서, 본 발명의 목적은, 시스템에 있는 이동국에 대한 추가의 또는 변형된 하드웨어를 필요로하지 않고 현재의 셀 통신 시스템에서 이동 셀 전화 유닛의 위치를 판정하는 정확한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이동 호출을 설정하는 동안 및 호출이 진행되는 동안 이동 셀 전화 유닛의 위치를 알아내는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 통화 채널 단축 버스트를 이용하여, 시스템에 공간적으로 배치된 기지국에 대한 이동 유닛의 위치를 알아내는 상기와 같은 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이동 유닛의 위치가 긴급 상황에 응답하여 호출 시작시에 자동으로 알려지는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 이동 유닛에 대한 위치 확인 정보에 대한 정확도를 검사하여, 필요하다면 위치 발견에 대한 정확도를 개선하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 유닛이 이동함에 따라 이동 유닛의 위치를 계속해서 감시하도록 하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 대한 상기 및 그 밖의 목적은 이하의 상세한 설명, 도면 및, 특허청구범위로부터 명백해진다.
본 발명은 셀 전화기(cell telephone)와 같은 이동 통신 장치 및, 네트워크 영역 내에서의 상기 장치의 위치를 정확하고 세밀하게 판정하는 방법에 관한 것이다. 따라서, 호출자에게 비상 경찰이나 의료진을 급파하거나 또는 임의의 다른 목적을 위해 셀 전화기의 위치가 알려질 수 있다.
도 1은 기지국과 이동 유닛 간의 시간 정렬 또는 동기화에 이용된 공지되어 있는 단축 버스트 전송을 부호로 나타내는 도면.
도 2a 및 2b는 IS-54 또는 -136 TDMA 시스템에서 이동 유닛의 위치를 알아내기 위한 본 발명 단계의 흐름도.
도 3은 본 발명 시스템에서 이동 유닛 및 관련 기지국에 대한 도면.
단축 버스트는, 셀룰러 전화망에서 타임 슬롯을 동기화하는데 현재 이용되는 반복적인 신호 전송이다. 본 발명은 또한, 상기와 같은 단축 버스트를 이용하여, 예컨대 긴급 상황인 경우나 그 밖의 다른 목적으로 셀룰러 전화와 같은 이동 유닛의 위치를 알아낸다. 본 발명은 현재 장치를 이용하여, 긴급 호출을 하는 이동 유닛의 위치를 알아내는 새로운 미합중국 기준을 충족한다.
셀룰러 전화망의 정상 작동 중, 주(primary) 기지국과, 이 기지국의 셀 영역 내에 놓여있는 이동 전화기 간의 통신을 위해 통화 채널이 할당된다. 셀룰러 전화기의 위치를 판정할 필요가 있다면, 주 기지국은 셀 전화기로 하여금 음성 대신 5.58 밀리세컨드의 단축 버스트 신호를 전송하도록 하는 명령을 전송하는데, 이는 단 5초의 간격동안 20 밀리세컨드마다 반복한다. 본 발명 시스템에 있어서, 상기 버스트 전송은 주 기지국 및 두 개 이상의 인접한 기지국에 의해 수신된다. 상기 기지국은 버스트 신호의 각각의 도착 시간을 측정하거나, 버스트 도착 시간 차이와 같은 다른 측정을 한다. 상기 측정은 각 지기국과 셀 전화기 간의 거리를 계산하는데 이용된다.
셀 전화기의 위치는 기지국의 거리 측정을 삼각 측량함으로써 판정된다. 삼각 측량 계산은 주 기지국, 이동 전화 교환국(mobile switching center), 이동 위치 확인 센터(mobile positioning center), 경찰 긴급 파견 센터(police emergency dispatch center), 또는 기지국과 통신하는 그 밖의 네트워크 장소(locus)에 의해 이루어진다. 필요하다면, 삼각 측량 과정은, 더 큰 위치 확인 정확도가 요구되는 경우 동일한 또는 새로운 통화 채널에서 추가 5초의 제2버스트 구간 동안 반복될 수도 있다. 이와 같은 시스템은, 중앙 네트워크의 소프트웨어 변경만으로도 긴급 상황시 위치 확인을 위한 새로운 연방 기준을 충족할 수 있다.
본 발명은, 현재의 이동 유닛 및 공지된 신호 프로토콜을 이용하여 아날로그 제어 채널(IS-36) 또는 디지털 제어 채널(IS-136) 모드에서 IS-54나 136 셀룰러 전화 시스템의 이동 단말기 혹은 유닛의 지리적인 위치를 판정하는 기술을 제공한다. 공지된 신호 프로토콜은 각각 약 5.58 밀리세컨드에 달하는 시퀀스를 가진 단축 버스트를 이용하는데, 이는 20 밀리세컨드마다 반복된다. 상기 버스트는 이동 유닛 혹은 단말기의 타이밍(즉, 타임 슬롯)을 이것과 통신하고 있는 기지국의 타이밍에 동기화 또는 정렬하는데 이용된다.
IS-54 시스템에 있어서, 제어 채널은 아날로그이며, 단축 버스트는 항상 호출 시작시에 전송된다. IS-136 시스템에 있어서, 단축 버스트는 기지국으로부터의 다운링크(downlink) 통화 채널 지정 또는 할당 메시지에 적절한 필드(field)를 설정함으로써 트리거된다(trigger). 일반적으로, 이동 유닛은, 네트워크 기지국에 의해 통화 채널 할당 메시지 부분으로 명령받는다면 통화 채널 할당을 받자마자 단축 버스트 전송을 시작하게 된다. 이동 유닛은 기지국으로부터 타임 슬롯 할당 신호를 수신할 때까지 5초 동안 상기 전송을 계속하게 된다. 그 후, 이동국은 기지국의 시간 정렬에 따라 송신 및 수신한다. 현재의 이동 유닛은 단축 버스트 및 그 밖의 통화 채널 버스트를 정기적으로 동보통신(broadcast)하고, 현재의 기지국은 정상 작동 중 상기 버스트를 정기적으로 수신한다. 이와 같이 알려져있는 통화 채널 버스트는 셀룰러 전화기와 같은 이동 유닛에 대한 새로운 위치 확인 시스템에 이용될 수 있다. 따라서, 단축 버스트, 음성 채널 버스트, 또는 통화 채널 상의 그 밖의 역방향 제어 메시지가 이동 유닛의 위치를 확인하는데 이용될 수 있다. 음성 채널, 또는 통화 채널의 그 밖의 역방향 제어 메시지는 단축 버스트보다 상당히 단축된 알려진 비트 시퀀스를 가지므로, 이동 유닛의 위치를 확인함에 있어 단축 버스트만큼 적합하지가 않다. 상기 다른 통화 채널 버스트는 단축 버스트와 함께 이용되어, 이동 유닛의 위치를 발견함에 있어 더 나아진 정확도를 제공할 수 있다.
단축 버스트에 대한 표준 형태가 도 1에 도시되어 있다. 상기 버스트는 이동 유닛의 위치를 판정하는데 매우 적합하다. 상기 버스트의 134 비트가 유일하게 이동 유닛을 식별한다. 단축 버스트의 보호 시간(guard time)은, 한 유닛의 전송이 다른 유닛의 전송을 방해하지 않도록 한다. 또한, 버스트는 상기 버스트 내의 각기 다른 공간에 놓이는 6개의 동기 시퀀스를 갖는다. 이와 같이 함으로써, 상기 버스트는 버스트의 기지국 도착 시간과 같은 위치 정보 검출에 이용하기가 매우 적합하다.
TDMA 블록에서의 슬롯 내의 단축 버스트에 대한 알려진 비트는 기지국에 의해 쉽게 검출되어 상기 버스트의 도착 시간을 정확히 판정할 수 있다. 버스트 신호의 반복 자체나 또는 다른 통화 채널 버스트와의 결합은, 평균적으로 더욱 향상된 정밀 측정을 허용한다. 또한, 알려진 비트가 있으므로, 비트가 알려져있지 않은 경우보다 더 나은 유연성 및 보다 우수한 성능을 허용한다.
TDMA 시스템의 정상 작동 중, 호출이 이동 유닛 또는 단말기로부터 기지국을 통해 처음 설정되면, 이동 유닛은 상기 시스템의 다운링크 제어 채널상에서 보이는 신호, 즉 기지국에 의해 전송된 정보로부터 타이밍 참조를 얻는다. 다양한 이동 유닛의 전송 타이밍이 각기 다를 수 있으므로, 상이한 이동 유닛의 전송은 각기 다른 시간에 기지국에 도착한다. 단축 버스트는 기지국과, 상기 기지국과 통신하는 이동 유닛 간의 전송을 동기화하는데 이용된다. IS-136 시스템에 있어서, 통화 채널 지정 메시지 상에 플래그(flag)가 설정된다면, 최초의 통화 채널 할당이 이루어지거나 기지국간의 통화 채널 전환이 발생할 때, 이동 유닛은 시간 정렬을 위해 단축 버스트를 전송한다. 상기 단축 버스트는 보호 시간을 가져, 기지국과의 통신을 동기화하기 전에 다른 이동 유닛을 방해하지 않는다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 방법에 대한 한 가지 형태를 도시하는 것으로서, 현재의 이동전화기, 기지국 및, 셀룰러 네트워크 장치는 이동국의 위치를 알아내기 위해 단축 버스트 및 그 밖의 통화 채널 버스트와 함께 이용된다. 기지국이 위치 확인을 요구 혹은 요청하는 호출을 수신하면(10), 예컨대 이동 유닛이 긴급 호출을 위해 911에 전화를 걸거나, 임의의 목적으로 호출 설정시 위치 확인이 요구되면, 기지국은 먼저 이동 유닛에 이용가능한 통화 채널을 확인한(11) 다음, 제어 채널이 아날로그(즉, IS-54에서 작동함)인지 또는 디지털(즉, IS-136에서 작동함)인지를 판정한다(12). 제어 채널이 디지털이면, 기지국은 통화 채널 지정 또는 할당 메시지를 단축 버스트 모드가 가능하도록 설정한다(14). 단축 버스트 모드는 디지털 통화 채널 지정 메시지에서 SB 필드를 1로 설정함으로써 이루어진다.
디지털 통화 채널 지정 메시지의 형식은 다음 도표에 도시되어 있다:
정보 요소 참 조 유 형 길 이
프로토콜 판별 장치 M 2
메시지 유형 M 6
DVCC IS-136.2 M 8
DMAC IS-136.2 M 4
CHAN M 11
ATS M 4
SB M 1
프로토콜 버전 M 4
시간 정렬 M 5
지연 간격 보상 모드 M 1
음성 모드 O 10
하위 번호(subadress) O 20-180
메시지 암호화 모드 O 13
하이퍼밴드 정보(Hyperband Info) O 6
디스플레이 O 12-668
제어 채널이 아날로그이면, 이동 유닛은 단축 버스트를 디폴트로 전송한다. 주 또는 서어빙(serving) 기지국은, 할당된 통화 채널 상의 이동 유닛으로부터 단축 버스트 신호의 도착 시간을 측정하도록 적어도 두 개의 인접한 기지국에 명령한다(16). 도시 지역에서, 125 미터 미만의 범위 이내의 위치에 대해 정확히 삼각측량하기 위해서는 상기와 같은 두 개 이상의 인접한 기지국이 필요하다.
비거주 지역이나 인적이없는 지역 근처의 외딴 지역에서는, 두 개의 인접 기지국이 이용될 수 없다. 이러한 경우, 거리 또는 범위와 관련된 측정은 주 및/또는 추가의 한 인접 기지국에 수신된 버스트에 대한 도착 측정각과 결합되어 이동 유닛의 위치를 판정할 수 있다. 도착각은 예컨대, 주 기지국 및/또는 추가 기지국에서 다수의 안테나 소자를 이용함으로써 판정될 수 있다. 선택적으로, 지리적인 정보를 참조하여 예상 발생 지점을 제거함으로써 세 개 미만의 기지국을 이용하여 위치가 판정될 수 있다. 예컨대, 예상 발생 지점은 화산, 수역(body of water), 군사 보호 구역(prohibited military zone) 등으로부터 전송을 일으킨다면 제거될 수 있다.
일단, 인접한 기지국이 작동되면, 주 기지국(즉, 이동 유닛과 주로 통신하는 기지국)은 이동 유닛에 통화 채널 지정 메시지를 전송한다(18). 이와 같은 전송은, 디지털 제어 채널에 대해 이동 유닛의 단축 버스트 모드를 가능하게 하며, 아날로그 채널에 대해서는 단축 버스트 전송을 계속할 수 있게 한다. 다음으로, 이동 유닛은 규칙적으로 할당된 슬롯의 버스트를 주 기지국에 전송하며, 선택된 인접 기지국이 또한 상기 신호를 얻는다. 수신하는 기지국 각각은 이동 유닛으로부터 각 기지국까지의 거리를 나타내는 단축 버스트 전송에 대한 도착 시간 또는 그 밖의 거리 관련 파라미터를 측정한다(20).
다수의 기지국이 버스트에 대한 이들의 시간 측정한 것을 주 기지국에 알리거나, 또는 기지국 각각이 이동 위치 확인 센터(MPS), 교환국, 경찰 파견 센터, 또는 상기와 같은 중앙 제어국(central controlling station)에 알리는데, 이는 각 지기국으로부터 측정된 값에 대한 정확도를 판정한다(24). 선택된 모든 기지국으로부터의 측정에 대한 정확도가 충분한 것으로 판정되면, 주 기지국은 시간 정렬 신호를 이동 유닛에 전송하여(25) 이동 유닛의 타임 슬롯을 주 기지국에 동기화하도록 한다. 다음으로, 상기 측정은 제어국에 이용되어 이동 유닛의 위치를 판정한다(26).
이동 유닛에 대한 하나 이상의 도착 시간 측정이 그다지 정확하지 않다면, 기지국은 충분히 정확한 측정이 얻어질 때까지, 또는 5초의 시간 제한 혹은 이보다 짧은 선택된 시간 제한에 도달할 때까지 계속해서 그 다음 버스트에 대한 도착 시간을 측정한다. 만족스런 측정이 얻어지지 않고 시간 제한에 이른다면, 주 기지국은 이동 유닛에 시간 정렬값을 전송한다(27). 일 실시예에 있어서, 이후 상기 시스템은 이용가능한 통화 채널을 확인하여(28) 이동 유닛을 통화 채널 전환할 수 있다. 상기 채널은 앞서 이용된 것과 동일할 수도 있고, 또는 상이한 채널이 이용될 수도 있다. 다음으로, 이동 유닛의 위치를 검출하는 과정은 12를 시작으로 반복될 수 있으며, 충분히 정확한 위치가 판정될 때 까지 상기 기재된 방식으로 계속 수행될 수 있다. 이와 같은 동작은 둘 이상의 연속된 5초 단축 버스트 전송을 제공한다는 단점이 있는데, 이는 결과적으로 호출의 음성 전송에 있어 바람직하지 않은 장시간 방해를 일으킬 수 있다. 상기 문제점은, 5초 또는 다른 설정 시간 동안 지속되는 단축 버스트에 의해 충분히 정확하게 위치가 확인될 수 없다면, 음성 버스트를 이용하여 위치 검출의 정확도를 높임으로써 극복될 수 있다.
도 2a 및 2b를 보면, 음성 통화 전송을 포함하는 음성 버스트가 계속적으로 위치를 측정하는데 이용된다면, 추가의 연속적인 5초 단축 버스트를 이용하지 않고도 위치 측정에 대한 정확도가 높아질 수 있다. 이와 같은 동작은, 이동 유닛에 시간 정렬이 전송된(27) 후, 음성 버스트의 도착 시간을 측정함으로써(29) 이루어진다. 상기 측정에 대한 정확도를 검사하여(31), 만일 상기 정확도가 허용될 수 있는 것이라면, 이동 유닛의 위치가 계산된다(26). 상기 정확도가 허용될 수 없는 것이라면, 음성 버스트 시간 제한, 예컨대 5초를 검사한다. 시간 제한에 이르지 않았다면, 음성 버스트 시간 제한에 도달할 때까지, 또는 허용된 위치 측정이 얻어질 때까지 상기 시스템은 계속해서 음성 버스트의 도착 시간을 측정한다. 음성 버스트 시간 제한에 도달하면, 이용가능한 통화 채널을 확인하고(28), 상기 시스템은 다시 단축 버스트를 이용하여 이동 유닛의 위치를 검출한다. 상기 과정은, 이동 유닛의 위치가 충분히 정확하게 검출될 때까지 계속될 수 있다.
30에서, 호출이 설정된 후 이동 유닛 또는 주 기지국에 의해 위치 확인을 요구하는 것으로 호출이 확인되면, 주 기지국은 상기 호출에 대한 통화 채널을 확인한다(28). 그런 다음, 이동 유닛의 위치를 알아내는 상기 과정은 12를 시작으로 상기 설명한 바와 같이 계속된다.
이하, 측정된 도착 시간을 이용하여 이동 유닛의 위치를 계산하는 과정이 설명된다. 간단히 설명하고자, 도 3을 참조하면, 이동 유닛(32)의 위치에 대한 좌표 위치는, 신호가 이동 유닛으로부터 임의의 기지국(34, 36, 또는 38)에 도달하는데 걸리는 시간 함수로 표현될 수 있다. 상기 관계는 다음과 같이 표현된다:
여기서, t는 이동 유닛으로부터 전송한 것이 기지국에 도달하는데 걸리는 시간, c는 빛의 속도, (x,y)는 이동 유닛의 좌표 위치, 그리고 (xbs,ybs)는 기지국의 좌표 위치이다. 전송 시간은, 기지국에 신호가 도착한 시간과 이동 유닛으로부터 신호가 전송된 시간 간의 차이와 일치한다. 따라서, 식 1은 다음과 같이 다시 표현될 수 있다:
여기서, tR은 신호가 기지국에 도착한 시간이며, tT는 이동 유닛에 의해 신호가 전송된 시간이다. 식 2는 알려지지 않은 세 가지: 즉, 전송 시간(tT), 이동 유닛의 x-좌표 및, 이동 유닛의 y-좌표를 갖는다. 세 기지국(34, 36 및, 38)에서 측정이 이루어진다면, 세 개의 식은 각 식마다 알려지지 않은 동일한 세 개의 값을 가지고 생성될 수 있다. 각 식에서, 수신 시간에 대한 값(tR), 기지국의 x 좌표 및, 기지국의 y 좌표는 각기 다르게 된다. 상기 식은 공지된 대수법을 이용하여 이동 유닛의 x 및 y 좌표를 얻음으로써 해결될 수 있다.
이동 유닛을 추적할 필요가 있다면, 잘 알려져있는 칼만 필터(Kalman filter) 추적법을 이용할 수 있다. 계산에 대한 정확도를 보장하기 위해, 칼판 필터 추적법은 이동 유닛 위치의 계산된 추정값에 대해 표준 편차(deviation)를 제공한다. 표준 편차는 공지된 방식으로, 위치 계산에 대한 정확도를 평가하는데 이용될 수 있다. 선택적으로, 또는 이 외에도, 기지국은 이동 유닛으로부터 수신된 신호에 대한 품질을 측정할 수 있다. 예컨대, 각 기지국은 이동 유닛으로부터 수신된 신호의 신호 세기(RSSI)를 측정할 수 있다. 신호 품질 측정은, 위치 계산에 이용되는 시간 측정과 함께 주 기지국 또는 다른 제어국으로 전송된다. 제어국은 신호 품질 측정을 이용하여 품질 검사를 수행할 수 있다. 상기 측정에 대한 정확도가 이동 유닛의 위치 계산에서의 바람직한 정도의 정확도를 얻기에 충분하지 않다면, 상기 측정 과정은 반복될 수 있다. 측정 과정을 반복하기 위해, 제어국은 주 기지국(34)에 제어 메시지를 반복하도록 명령한다. 제어 메시지를 반복한 후, 주 기지국 및 주변 기지국(36 및 38)은 다시 표준 편차를 검사하고 및/또는 이동 유닛으로부터 제어 메시지 응답을 측정하여, 새로이 측정한 것을 제어국으로 전달한다. 상기 과정은, 바람직한 정확도가 얻어질 때까지 필요한 수 만큼 반복될 수 있다. 이동 유닛의 위치를 계산한 후, 제어국은 이동 유닛의 위치를 긴급 호출 센터나 그 밖의 응용 처리 센터에 전송한다.
이용된 방법, 신호, 슬롯 등에 있어서의 변화는 본 발명 범위로부터 벗어나지 않는다. 예컨대, 도착 시간 차이 방법 또는 그 밖의 거리 측정 방법은, 본 발명에서 벗어나지 않고 기지국으로부터 이동 유닛까지의 거리를 측정하는데 이용될 수 있다. 또한, 위치 측정에 대한 정확도를 판정함에 있어 상이한 테스트가 이용될 수 있으며, 이동 유닛의 위치를 측정함에 있어 단축 버스트 및 통화 버스트 이 외의 통화 채널 버스트가 이용될 수 있다. 첨부한 특허청구범위의 범위 내에서 이루어지는 상기 모든 변화 역시 본 발명 범위내에서 이루어진다.
Claims (38)
- 이동 유닛으로부터의 통화 채널 버스트 전송을 이용하며, 공간상 분산되어 있는 복수의 기지국을 가진 통신 시스템에서의 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법으로서,a) 이동 유닛으로부터 주 기지국 및 그 밖의 인접한 복수의 기지국으로 통화 채널 버스트 신호를 전송하는 단계,b) 이동 유닛으로부터 상기 주 기지국 및 상기 복수의 인접 기지국까지의 버스트 신호의 거리 관련 특성을 측정하는 단계,c) 상기 측정에 대한 정확도를 검출하는 단계,d) 상기 측정에 대한 정확도가 허용될 수 없다면, 정확한 측정이 얻어질 때까지, 또는 규정된 시간이 경과할 때까지 상기 c)까지의 과정을 계속 수행하는 단계, 및e) 상기 측정에 대한 정확도가 허용될 수 있다면, 상기 측정으로부터 이동 유닛의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 위치 확인 요구는, 상기 이동 유닛이 상기 주 기지국에 의해 서비스되는 호출을 설정할 때 확인되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 위치 확인 요구는, 주 기지국에 의해 상기 이동 유닛에 대해 호출이 설정된 후 확인되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 시스템은 IS-54에 의해 운영되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 시스템은 IS-136에 의해 운영되며, 단축 통화 채널 버스트를 전송할 수 있는 이동 유닛으로 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 인접한 기지국 및 주 기지국이 이동 유닛으로부터의 버스트 도착 시간을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 인접한 기지국 및 주 기지국이 이동 유닛으로부터의 버스트 도착 시간 차이를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이동 유닛으로부터 단축 버스트를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 측정은 계속 수행되며, 이동 유닛을 추적하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 검출 방법.
- 복수의 기지국을 포함하고, 이동 유닛으로부터 주 기지국까지의 통화 채널 상의 단축 버서스트 전송을 이용하며, 주 기지국과 이동 유닛 간의 통신을 동기화하는 주 기지국으로부터의 반응 시간 정렬 신호에 상응하는 이동 통신 시스템에서의 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법으로서,지리적으로 상기 이동 유닛 부근에 있는 두 개 이상의 인접 기지국을 선택하는 단계,상기 인접 기지국이 상기 이동 유닛으로부터 상기 단축 버스트를 수신하는 단계,하나 이상의 단축 버스트 신호를 이용하여, 상기 이동 유닛으로부터 주 기지국 및 인접 기지국까지의 거리를 판정하는 단계, 및상기 거리로부터 이동 유닛의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 이동 유닛에 의해 이용되는 제어 채널의 특성이 디지털인지 또는 아날로그인지 확인하는 단계를 더 포함하며, 상기 채널이 디지털인 경우, 상기 이동 유닛에 의한 단축 버스트 동작 모드를 가능하게 하도록 통화 채널 지정을 설정하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 이동 유닛의 위치를 계산하는 단계는 주 기지국에서 수행되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 이동 유닛의 위치 확인 요구는, 이동 유닛이 상기 주 기지국에 의해 서비스되는 호출을 설정할 때 식별되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 이동 유닛에 대한 위치 확인 요구는, 주 기지국에 의해 이동국에 대한 호출이 설정된 후 식별되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 거리 측정에 대한 정확도를 평가하여, 상기 측정이 충분히 정확한 것으로 판정된 이후에만 이동 유닛의 위치를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제15항에 있어서,단축 버스트 신호에 대한 거리 측정이 설정 시간내에 얻어지지 않는다면, 이동 유닛의 타임 슬롯을 정렬하는 단계,이동 유닛에 의해 음성 버스트를 생성하는 단계, 및하나 이상의 상기 음성 버스트에 대해 충분히 정확한 거리 측정을 함으로써, 이동 유닛의 위치를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 음성 버스트로부터 얻어진 거리 측정이 그다지 정확하지 않다면, 이동 유닛으로부터 단축 버스트 전송을 개시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 시스템이 IS-54에 의해 운영되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 시스템은 IS-136에 의해 운영되며, 상기 단축 버스트를 전송할 수 있는 이동 유닛으로 통화 채널 지정 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 단축 버스트 신호의 도착 시간을 측정하는 단계 및, 상기 도착 시간의 측정에 따라 거리를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 이동 유닛과 상기 주 기지국 및 인접한 기지국 간의 단축 버스트 신호의 도착 시간 차이를 측정하여, 상기 도착 시간 차이 측정에 따라 이동 유닛과 상기 기지국 간의 거리를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 거리 측정은 계속 수행되며, 이동 유닛을 추적하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 유닛의 위치 확인 방법.
- 공간상으로 배치된 기지국의 네트워크와 작동하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법으로서,네트워크를 이용하여, 이동 통신 장치로 하여금 위치 정보를 얻기에 적합한 버스트 신호를 전송하도록 하는 단계,상기 복수의 기지국에서 상기 버스트 신호를 수신하는 단계,각 기지국에 의해 수신되는 하나 이상의 버스트 신호로부터, 상기 기지국으로부터 이동 통신 장치까지의 거리 측정을 얻는 단계,상기 복수의 거리 측정을 결합하는 단계, 및상기 거리 측정을 결합함으로써 상기 이동 통신 장치의 위치를 판정하는 단계를 포함하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 거리 측정을 얻는 단계는 상기 하나 이상의 버스트 신호의 도착 시간을 검출하는 것을 포함하고, 상기 판정하는 단계는 세 개 이상의 기지국에 대한 도착 시간을 이용하여 상기 이동 통신 장치의 x,y 공간 좌표에 대해 세 개 이상의 식의 풀이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 거리 측정을 얻는 단계는, 세 개 이상의 기지국에 대해 상기 하나 이상의 버스트 신호에 대한 도착 시간의 차이를 검출하는 것을 포함하고, 상기 판정하는 단계는, 상기 도착 시간 차이를 측정한 것을 이용하여 상기 이동 통신 장치의 x,y 공간 좌표에 대한 세 개 이상의 식의 풀이를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 전송하는 단계는 상기 이동 통신 장치로부터 단축 버스트 신호의 전송을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 결합하는 단계는, 상기 거리 측정에 대한 정확도를 평가하여, 상기 거리 측정이 충분히 정확하기만 한다면, 거리 측정을 이용하여 이동 통신 장치의 위치를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 이동 통신 장치의 위치가 판정되면, 이동 통신 장치의 타임 슬롯을 정렬하여 동기화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 거리 측정은 상기 하나 이상의 복수의 기지국에서 적어도 하나의 버스트 신호의 도착 시간인 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 거리 측정은 복수의 기지국에서의 하나 이상의 버스트 신호의 도착 시간 차이인 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서,규정된 시간 후 상기 거리 측정이 그다지 정확한 것으로 발견되지 않으면, 단축 버스트로부터 얻은 상기 거리 측정을 결합하는 것을 종료하는 단계,상기 이동 통신 장치의 타임 슬롯을 정렬하여 동기화하는 단계,상기 이동 통신 장치에 의해 음성 버스트 신호를 생성하는 단계,상기 기지국으로부터 이동 통신 장치까지의 거리에 대한 측정을, 각 기지국에 의해 수신된 하나 이상의 음성 버스트 신호로부터 얻는 단계, 및상기 하나 이상의 음성 버스트 신호에 대해 충분히 정확하게 거리 측정을 함으로써, 상기 이동 통신 장치의 위치를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제31항에 있어서, 상기 음성 버스트로부터 얻어진 거리 측정이 그다지 정확하지 않다면, 상기 이동 통신 장치로부터 단축 버스트 전송을 개시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 네트워크가 IS-54에 따라 운영되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 네트워크가 IS-136에 따라 운영되며, 단축 음성 채널 버스트를 전송할 수 있는 이동 통신 장치에 통화 채널 지정 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제23항에 있어서, 상기 거리 측정은 계속 수행되며, 이동 통신 장치를 추적하는데 이용되는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 공간상으로 배치된 기지국의 네트워크와 작동하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법으로서,네트워크를 이용하여 이동 통신 장치로 하여금 위치 정보를 얻기에 적합한 버스트 신호를 전송하도록 하는 단계,하나 이상의 기지국이 상기 버스트 신호를 수신하는 단계,기지국에서부터 이동 통신 장치까지의 거리 측정을, 상기 하나 이상의 기지국에 의해 수신된 하나 이상의 버스트 신호로부터 얻는 단계, 및상기 거리 측정 및 그 밖의 위치 표시 정보로부터 상기 이동 통신 장치의 위치를 판정하는 단계를 포함하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제36항에 있어서, 상기 그 밖의 위치 표시 정보는 상기 하나 이상의 기지국에서의 버스트 신호에 대한 도착 각도인 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
- 제36항에 있어서, 상기 그 밖의 위치 표시 정보는, 예상 위치에 대해 알려져있는 지리적 특성에 따라 이동 통신 장치의 예상 위치를 제거하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 장치의 위치 확인 방법.
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