KR20010066413A - 이동통신시스템에서 이동국의 위치추정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 이동국의 위치 추정 장치가, 위성신호를 송신하는 위성과, 상기 위성신호를 수신하며, DGPS 센터로 동작하는 기지국과, 상기 위성신호를 수신하여 상기 이동국의 위치를 계산하고, 상기 기지국으로부터 제공되는 위성신호의 오차정보를 가지고 상기 계산된 위치를 보정하여 정확한 위치를 추정하는 상기 이동국으로 구성된다.

Description

이동통신시스템에서 이동국의 위치추정 장치{apparatus for positioning mobile terminal in mobile communication system}

본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 이동국의 위치를 정확히 추정할수 있는 장치에 관한 것이다.

미국 FCC(Federal communication commission)는 2001년 10월까지 모든 이동전화기(Mobile Station, 이하 단말기라 칭함)의 위치를 125 m의 오차내에서 67%의 확률로 추정하는 서비스를 Emergency 911 위치 추정을 위하여 가능하게 하도록 요구하고 있다. 이 요구에 대하여 기존 TIA/EIA(통신 산업 협의회/전자 산업 협의회)에서 제작한 코드 분할 다중 접속 방식(CDMA: Code Division Multiple Access)의 북미 표준인 IS-95에서도 PUF(Power Up Function;전력증가함수)라는 역방향 채널에서의 구현을 통하여 그 서비스를 구현하려 하고 있다. PUF는 역방향 채널을 통하여 응급 상황(Emergency 911)의 단말기가 자신의 위치를 알리기 위하여 점진적으로 높은 전력(power)으로 프로브(probe)를 송신함으로써 멀리 떨어진 주변 복수개의 기지국들이 단말기의 신호를 획득, 송신단인 단말기로부터 신호가 전송되어 수신될 때까지의 시간을 추정하여 각 기지국(Base Station)까지의 거리를 측정하는 방법이다. 상기 PUF의 구현은 IS-95B에 표준으로 지정되어 있다.

단말기 위치 측정의 정확도는 1회의 측정으로 항상 만족할 만한 측정치를 얻기 어려우며 반복되고 지속적인 측정이 될수록 그 정확도의 향상과 위치 추정에 의한 서비스가 가능할 것이다. 현재 IS-95B에서 고안된 PUF는 역방향 링크의 간섭 증가로 인한 기지국에서의 near-far effect가 크고 단말기는 자신의 위치가 계속적인 추적이 되도록 계속적인 PUF의 사용이 제약되며 또한 단말기가 PUF를 실행시 많은 battery power를 소모하게되는 문제가 생긴다.

또한, GPS시스템을 이용하여 이동국의 위치를 파악할수도 있다. 그리나, 단지 GPS만으로는 도로정비가 제대로 되어있지 않은 경우 자기(이동국)의 위치를 제대로 표시할 수가 없다. 만약, 강변도로를 달리고 있다고 하면 수신기를 통한 나의위치는 강에서 수영을 하고 있거나 보트를 타고 있는 것으로 되기 일쑤다. 즉, GPS수신기에서 지도(map)을 표시하려고 할대 지도 매칭(map matching)을 통해 보정을 할 수는 있지만, 이 경우에는 모든 지역에 대한 테스트가 필요하다. 그러나 만약 수신기가 DGPS가 가능하다면 특정한 장소에 대한 정확한 위치 정보만을 가지고 있다면 지도에 위치를 표시하려고 할때 좀더 효율적으로 표시가 가능할 것이다. 그리고 현재 셀룰라 망에서 사용하고 있는 SMS를 이용하여 현재 증권정보같은 부가 정보로 현재의 교통 상황(사용자의 목표 위치 그리고 현재 위치와 관련된 자료가 제공된다면)이 제공이 가능할 것이다. 그렇다면 차량을 분산시킴으로서 현재 벌어지고 있는 교통 문제나 앞으로 더욱 가중될 교통 문제 해결에 실마리를 제공할 수도 있을 것이다.

현재, GPS수신기를 구비하는 CDMA PHONE은 아직 개발되어 있지 않다. 미국에서 개발된 NAVTALK(AMP+GPS PHONE)은 부가 기능이 구현되어 있지 않다. 그리고 현재 기지국은 타임을 동기시키기 위해서 기지국마다 GPS 수신기를 사용하고 있다. 이것을 이용하여 DGPS에서 필요한 고정 위치의 역할을 할수 있을 것이다. 고로, 새로 개발될 폰의 여러 가지 부가기능들을 첨가함으로써 부가가치를 높일 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신시스템에서 이동국의 위치를 정확히 추정할수 있는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신시스템에서 기존망을 이용해 이동국의 위치를 파악하고, 상기 파악된 위치 주변의 교통정보를 SMS를 통해 이동국에 전송할수 있는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 물류시스템에서 기존의 이동망을 이용해 이동국(배송차량)의 위치를 정확히 파악할수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 이동통신 시스템에서 이동국의 위치 추정 장치가, 위성신호를 송신하는 위성과, 상기 위성신호를 수신하며, DGPS 센터로 동작하는 기지국과, 상기 위성신호를 수신하여 상기 이동국의 위치를 계산하고, 상기 기지국으로부터 제공되는 위성신호의 오차정보를 가지고 상기 계산된 위치를 보정하여 정확한 위치를 추정하는 상기 이동국으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템 구성을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 동작을 도시하는 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동국의 동작을 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동국이 교통정보를 수신하기 위한 절차를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동국이 물류관리 센터로 자신의 위치를 제공하는 절차를 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 시스템 구성을 도시하고 있다.

상기 도 1을 참조하면, 기지국(102)은 기존 이동망의 기지국을 나타내며, 본 발명에 따라 DGPS 기지국으로 사용한다. 위성(101)은 GPS수신기를 구비하는 단위시스템(기지국 및 이동국)으로 동기된 타임정보 및 위치정보 등을 송신한다. 이동국(103)은 예를들어, 교통센터(104)로부터 현재 자기 위치와 목적지 위치에 대한 교통정보를 단문 메시지 서비스(SMS : short message service)를 통해 수신한다. 여기서 상기 이동국(103)은 GPS수신기를 구비하며, 상기 위성(101)로 부터 수신한 정보로부터 자신의 위치를 계산하고 이를 상기 기지국(102)으로부터 수신한 오차정보에 근거하여 보정하여 정확한 자신의 위치를 파악한다. 여기서 상기 이동국(104)는 상기 단문 메시지 서비스를 통해 예를들어, 물류관리센터(104)로 자신의 위치정보를 주기적으로 보낸다.

여기서, 상기 기지국(102)은 설치가 될 때 자신의 고유위치를 정확히 알수 있다. 본 발명은 기지국이 알고 있는 고유위치를 이용하여 GPS신호가 가지고 있는 SA에 의한 오차를 보정한다. 상기 기지국(102)이 어떠한 시간에 GPS수신기에서 위치를 계산한다면, 상기 기지국(102)은 이미 자신의 고유위치를 알고있기 때문에 그 시간에 얼만큼의 오차를 가지는지 알수 있다. 따라서 상기 이동국(103)은 가장 인접한 기지국으로부터 상기 오차를 수신한여 자신의 위치를 보상할수 있다. 여기서 상기와 같은 보상을 했을 때 위치 오차는 수십 cm에 지나지 않는다.

상기 이동국(103)은 기존의 폰(phone)을 차량용 GPS에 연결하여 폰에서 사용하는 서비스(SMS 등를 이용하여 GPS기능에 기지국을 DGPS 센터로 이용하고, 교통센터(104)로부터 제공되는 교통정보를 이용하여 목적지까지의 최단 라우트(Route)를 안내할수 있는 기능을 가질수도 있다. 즉, 상기 이동국(103)은 자신의 위치와 목적지 위치를 기지국을 통해 상기 교통센터(104)에 전송하고, 상기 교통센터(104)로부터 현재 자신의 위치와 목적지 위치에 대한 교통정보를 SMS를 통해 제공받는다.

또한, 본 발명은 물류관리 시스템에 용이하게 사용할수 있다. 상기 물류관리시스템은 중앙센터에서 현재 차량의 위치를 파악하는 것이 매우 중요하다. 이러한 경우, 상기 이동국(103)이 자신의 위치를 SMS를 통해 주기적으로 센터에 보냄으로서, 상기 센터에서 현재 이동국의 위치를 용이하게 파악할수 있다.

이하 구체적인 동작을 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국(102)의 동작을 도시하고 있다. 여기서 상기 기지국은 GPS수신기를 구비하여 위성신호를 수신하는 것으로 가정한다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 기지국(102)은 211단계에서 상기 위성신호로부터 자신의 위치를 계산한다. 여기서 상기 기지국(102)은 자신의 위치를 주기적으로 혹은 이동국의 요구에 의해 파악한다. 그리고 상기 기지국은 213단계에서 상기 위성신호로부터 계산한 자신의 위치와 이미 알고 있는 자신의 고유위치를 비교하고, 215단계에서 상기 두 위치간의 오차(error)를 계산한다. 그리고 상기 기지국(102)은 217단계에서 상기 오차 정보를 기지국 위치정보와 함께 이동국으로 전송한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동국(103)의 동작을 도시하고 있다. 여기서 상기 이동국(103)은 GPS수신기를 구비하여 위성신호를 수신하는 것으로 가정한다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 이동국(103)은 311단계에서 상기 위성신호로부터 자신의 위치를 계산한다. 그리고 상기 이동국(103)은 313단계에서 가장 인접해 있는 기지국으로부터 상기 도 2에서 계산한 오차정보를 수신한다. 여기서 상기 오차정보는 현재 시간에 위성신호(GPS신호)가 가지고 있는 SA에 의한 오차를 나타낸다. 또한, 상기 이동국(103)은 상기 오차정보를 주기적으로 수신할수도 있고, 자신이 요구해서 수신할수도 있다. 한편, 상기 이동국(103)은 315단계에서 상기 위성신호로부터 계산한 자신의 위치를 상기 오차정보에 의해 보정하여 정확한 자신의 위치를 추정한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동국이 교통정보를 수신하기 위한 절차를 도시하고 있다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 이동국(103)은 411단계에서 상기 도 3의 과정으로부터 얻은 자신의 위치정보와 목적지 위치정보를 상기 기지국(102)을 통해 상기 교통센터(104)로 전송한다. 그러면, 상기 기지국(102)은 413단계에서 상기 교통센터(104)로부터 상기 자신의 위치와 목적지 위치에 대한 교통정보를 수신하여 이를 단문메세지 서비스를 통해 상기 이동국(103)으로 전송한다. 그러면, 상기 이동국(103)은 상기 기지국(102)로부터 수신하는 교통정보를 지도(MAP)에 디스플레이한다. 여기서, 상기 이동국(103)이 네비게이션 기능을 가지고 있다면, 교통정보를 분석하여 목적지까지의 최적의 라우트(route)를 사용자에게 제공할수도 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동국이 물류관리 센터로 자신의 위치를 제공하는 절차를 도시하고 있다. 상기 도 5를 참조하면, 상기 이동국(103)은 511단계에서 상기 도 3과 같은 절차를 통해 얻은 자신의 위치 정보를 주기적으로 SMS를 통해 상기 물류센터(104)로 전송한다. 그러면, 상기 물류센터(104)는 513단계에서 상기 이동국(배송차량)의 위치를 파악하여 물품 도착시기를 파악한다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 활성화되어 있는 기존망을 사용함으로서 DGPS 서비스를 위한 추가적으로 주파수를 할당할 필요가 없고, DGSP 센터 설치를 위한낭비도 막을수 있다. 그리고 가장 가까이에 있는 기지국을 선택하여 기준으로 삼아 위치값을 보정함으로써 좋은 효과를 기대할수 있다. 또한, 본 발명은 앞으로 2001년부터 미국에서 상용화될 emergency call의 형태로도 사용될수 있다. 그리고 물류시스템에서는 정확한 시간에 정확히 배송하는 것이 가장 중요하므로 꼭 적용해야할 시스템일 것이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 기존망을 사용하여, 이동국의 위치를 정확히 파악할수 있으므로, 이동국의 위치를 파악하여 교통정보를 제공한다거나, 물류시스템에서 이동국의 위치를 파악하는데 용이하게 사용될수 있다. 무엇보다. 이동국을 Phone+GPS 혹은 GPS added PHONE으로 구성하고, 기존의 기지국을 DGPS 센터로 이용함으로써 부가적인 설치없이 이동국의 위치를 정확히 추정할수 있는 이점을 제공한다.

Claims (5)

1. 이동통신 시스템에서 이동국의 위치 추정 장치에 있어서,

   위성신호를 송신하는 위성과,

   상기 위성신호를 수신하며, DGPS 센터로 동작하는 기지국과,

   상기 위성신호를 수신하여 상기 이동국의 위치를 계산하고, 상기 기지국으로부터 제공되는 위성신호의 오차정보를 가지고 상기 계산된 위치를 보정하여 정확한 위치를 추정하는 상기 이동국으로 구성되는 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이동국은 SMS를 통해 상기 이동국의 위치를 교통정보센터에 등록하고, 상기 교통정보센터로부터 제공되는 상기 이동국의 위치에 관련한 교통정보를 SMS를 통해 수신하여 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 이동국은 GPS수신기를 구비하는 휴대 단말기임을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 이동국은 물류시스템의 배송차량에 설치된 GPS수신기와 휴대 단말기를 연결한 것임을 특징으로 하는 위치 추정 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 이동국은 상기 보정된 이동국의 위치를 물류센터에 주기적으로 등록시키는 것을 특징으로 하는 위치 추정 장치.