KR20010082220A - 위치 확인 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20010082220A
KR20010082220A KR1020017004248A KR20017004248A KR20010082220A KR 20010082220 A KR20010082220 A KR 20010082220A KR 1020017004248 A KR1020017004248 A KR 1020017004248A KR 20017004248 A KR20017004248 A KR 20017004248A KR 20010082220 A KR20010082220 A KR 20010082220A
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KR1020017004248A
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Inventor
다비드 엠. 아베리
Original Assignee
요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
    • G01S5/0081—Transmission between base stations
    • G—PHYSICS
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
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    • G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location

Abstract

물품이나 사람의 위치를 확인하는 방법은, 무선 시스템의 무선 커버 영역에서 사람이나 물품에 의해 운반되는 자신의 고유한 무선 아이덴티티(radio identity)를 갖는 적어도 하나의 트랜스폰더국(transponding station)(TS1)을 포함한다. 상기 시스템은 송수신 수단과 수신된 신호 강도 결정 수단을 구비하는, 공간적으로 떨어진 무선 유닛들(M1 내지 M7)로 이루어진 복수의 클러스터를 포함하며, 상기 각 무선 유닛들은 개별 아이덴티티를 갖는다. 각 클러스터는 적어도 자신의 클러스터에 있는 상기 무선 유닛들과 통신하기 위한 송수신 수단을 포함하는, 네트워크 신호 전송국(network interrogating station){NIU(1), NIU(2)}과 관련된다. 중앙국(10)은 복수의 신호 전송국과 통신하는 송수신 수단과, 상기 무선 유닛(M1 내지 M7)의 위치를 포함하는 데이터 베이스를 저장하는 저장 수단을 구비한다. 상기 트랜스폰더국의 위치를 결정하도록 요구될 때, 상기 중앙국은 상기 신호 전송국에 조회 신호를 송신하고, 그 다음에 신호 전송국은 조회 신호(enquiry signal)를 브로드케스팅한다.

Description

위치 확인 시스템 및 방법{LOCATION FINDING SYSTEM AND METHOD}
물품이나 사람의 위치를 알아내는 많은 방법이 알려져 있다. 셀룰러 전화 시스템을 이용하여 상대적인 위치를 대강 확인하는 방법은, 호를 취급(handle)하고 있는 기지국의 위치를 결정하는 것이다. 이로 인해 호출자가 위치하고 있는 셀의 위치를 알 수 있을 것이다. 통상적으로, 셀은 저 주파수 운용 시스템에서 지름이 대략 20 km가 될 수 있으며, 1.8 또는 1.9 GHz 대의 고 주파수에서 저 전력으로 운용되는 마이크로 셀룰러 시스템에서는 이보다는 현저히 줄어들 수 있다. GPS 위성 수신기가 셀룰러 전화기에 내장되어 있다면, 포지션은 대략 100m의 정밀도로 결정될 수 있다.
WO-A-97 33 386은 셀룰러 전화 터미널의 위치가, 송신 포인트들과 수신 포인트 사이의 거리와 전기장 강도 간의 관계를 이용함으로써, 터미널의 위치를 결정하는 포지션 관리국(position management station)에, 복수의 기지국의 수신된 라디오파의 전기장 강도와 함께 기지국 ID(identification)를 송신하는 터미널에 의해 확인될 수 있는, 위치 검출 시스템을 개시한다.
알려진 이들 시스템의 단점은 이 시스템들이 상대적으로 비싼 터미널 유닛을사용자가 휴대하고 사용하도록 요구한다는 것이다. 이것은 물품 추적이나, 셀룰러 전화 터미널을 맡길 수 없는 아이들을 자동으로 추적하거나 찾는 애플리케이션들에 구현하기 위한 시스템의 가격을 상승하게 한다.
본 발명은 물품이나 사람의 위치 확인 시스템과 그 방법에 관한 것이다.
도 1은 위치 확인 시스템의 실시예에 대한 개념도.
도 2는 중앙 계측국의 개략적인 블록도.
도 3은 트랜스폰더국의 개략적인 블록도.
도 4는 무선 계측 유닛의 개략적인 블록도.
도 5는 위치 조회(location enquiry)를 수행할 때의 동작 시퀀스를 보여주는 흐름도.
도면에서, 동일한 참조 번호는 대응하는 특징들을 나타내는데 사용됐다.
본 발명의 목적은 상대적으로 저렴한 트랜스폰더 유닛을 구비하는 위치 확인 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 관점에 따라, 송수신 수단과 수신된 신호 강도 결정 수단을 구비하는, 공간적으로 떨어진 무선 유닛들로 이루어진 복수의 클러스터로서, 상기 각 무선 유닛은 개별 아이덴티티를 가지며, 각 클러스터는, 적어도 자신의 클러스터에 있는 무선 유닛들과 통신하기 위한 송수신 수단을 포함하는 신호 전송국(interrogating station)과 연관되어 있는, 상기 복수의 클러스터와; 복수의 상기 신호 전송국과 통신하기 위한 송수신 수단과 상기 무선 유닛들의 위치를 포함하는 데이터베이스를 저장하기 위한 저장 수단을 갖는 중앙국과; 송수신 수단과 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 구비하는 적어도 하나의 트랜스폰더국을 포함하는 무선 시스템이 제공되며, 상기 트랜스폰더국의 위치를 결정하도록 요구될 때, 상기 중앙국은 조회 신호(enquiry signal)를 다시 브로드케스팅하는 상기 신호 전송국에, 자신의 무선 아이덴티티를 포함하는 상기 조회 신호를 송신하며, 상기 트랜스폰더국은 조회 신호에 있는 자신의 무선 아이덴티티의 수신(hearing)에 응답하여 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 포함하는 응답 신호(reply signal)를 송신하며, 상기 무선 유닛들은 상기 트랜스폰더국의 확인(identifying)에 응답하여 상기 수신된 신호 강도를 결정하며, 각각의 상기 무선 유닛들은 적어도 하나의 신호 전송국에 상기 무선 아이덴티티와 상기 결정된 수신 신호 강도를 자신의 고유 아이덴티티와 같이 중계하며, 적어도 하나의 신호 전송국은 상기 무선 유닛들의 포지션에 대한 상기 트랜스폰더국의 위치를 계산하는 상기 중앙국에 정보를 중계한다.
본 발명의 제 2 관점에 따라, 송수신 수단과 수신 신호 강도 결정 수단을 구비하는, 공간적으로 떨어진 무선 유닛들로 이루어진 복수의 클러스터로서, 상기 각 무선 유닛들은 개별 아이덴티티를 가지며, 각 클러스터는 적어도 자신의 클러스터에 있는 상기 무선 유닛들과 통신하기 위한 송수신 수단을 포함하는 신호 전송국과 연관되어 있는, 상기 복수의 클러스터와; 복수의 상기 신호 전송국과 통신하기 위한 송수신 수단과 상기 무선 유닛들의 위치를 포함하는 데이터베이스를 저장하기 위한 저장 수단을 구비하는 중앙국을 포함하는 무선 시스템의 상기 무선 커버 영역에서, 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 갖는 적어도 하나의 트랜스폰더국의 위치를 확인하는 방법이 제공되며, 여기서 상기 트랜스폰더국의 위치를 결정하도록 요청될 때, 상기 중앙국은 상기 신호 전송국에 상기 조회 신호를 송신하고, 그 다음에 상기 신호 전송국은 상기 조회 신호를 브로드케스팅하며, 상기 트랜스폰더국은 조회 신호에 있는 자신의 무선 아이덴티티의 수신(hearing)에 응답하여 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 포함하는 응답 신호를 송신하며, 상기 영역 내의 무선 유닛들은 상기 트랜스폰더국을 확인하고 상기 수신된 신호 강도를 결정하며, 상기 신호 전송국에 상기 트랜스폰더국의 무선 아이덴티티와 상기 결정된 수신 신호 강도와 자신의 고유한 아이덴티티를 중계하며, 상기 신호 전송국은 상기 무선 유닛의포지션에 대한 상기 트랜스폰더국의 위치를 계산하는 상기 중앙국에 정보를 중계한다.
본 발명의 제 3 관점에 따라, 상기 유닛의 무선 아이덴티티를 저장하는 비 휘발성(non-volatile) 저장 수단과; 조회 신호를 수신하는 무선 수신기와; 상기 저장된 무선 아이덴티티와 상기 조회 신호의 무선 아이덴티티를 비교하는 수단과; 실질적으로 동일하다고 고려되는 상기 무선 아이덴티티들에 응답하여, 수신된 조회 신호와 서로 다른 적어도 하나의 특성을 갖는 응답 신호를 송신하는 송신기를 활성화하기 위한 수단을 포함하는 트랜스폰더 유닛이 제공된다.
상기 적어도 하나의 특성은 상기 조회 신호의 주파수와 서로 다른 상기 응답 신호의 주파수이거나, 또는 상기 조회 신호의 시그널링 속도와 서로 다른 상기 응답 신호의 시그널링 속도일 수 있다.
상기 시스템을 구현하는데 있어, 기반 시설(infrastructure)은 예를 들어 가정 및 회사 건물의 수도, 가스, 전기 및/또는 온수의 소비량을 검침하는데 사용하는, 구축된 광역 자동 계측 시스템(an installed wide area automatic metering system)을 변경한 것(modified version)일 수 있다. 따라서, 도시 지역에서 상기 무선 유닛은 매 주거지 단위의 계측을 가능하게 하는, 각 건물에 접속된 계측 유닛의 원격 통신 부분을 포함한다. 네트워크 신호 전송국은 일반적으로 유리한 포지션, 예를 들면 무선 통신 관점에서의 포스트(post)에 설치된다. 무선 유닛이 도시 지역보다는 낮은 조밀도로 분산되어 있을 수 있는 농촌 지역에서, 네트워크 신호 전송국은 위치 확인을 위한 무선 유닛으로서 기능할 수 있으며, 정보는 중계국으로기능하는 하나 이상의 중간 네트워크 신호 전송국에 의해 중앙국으로 중계된다.
트랜스폰더국은 의류 특히 아이들의 옷에 부착되거나 물품 용기 안에 설치되거나 물품 자체에 부착될 수 있는 액서서리를 포함할 수 있게 하기 위하여 물리적으로 크기가 작아질 수 있다. 트랜스폰더국은 통상적으로 어떤 주파수로 조회 신호를 수신하고 다른 주파수로 신호를 송신할 수 있는 송수신기이다.
이제 본 발명은 첨부된 도면들을 참고로 예를 들어 설명된다.
도 1에 도시된 시스템은, 대형 컴퓨터(12)와 다양한 안테나(antenna diversity)를 제공할 수 있는 안테나(16, 18)에 접속된 송수신기(14)를 포함하는 중앙 계측국(central metering station)(10)을 포함한다. 상기 컴퓨터(12)는 전체 시스템 지도(map)를 저장한다.
예를 들어 수도 계측 유닛인, 지리적으로 분산된 복수의 무선 계측 유닛(M1내지 M7)은 특정 물건(particular commodity)을 받는 각 가정 및 회사 건물에 접속된다. 이후에 자세하게 설명되겠지만, 각 계측 유닛은 상기 계측 유닛을 포함하는 상자의 뚜껑(또는 덮개)에 포함될 수 있거나, 양호한 신호의 수신 및 전파(propagation)를 제공하기 위하여 적절하게 자리잡고 있는 윕 안테나(whip antenna)를 포함할 수 있는, 안테나에 접속된 무선 송수신기를 포함한다. 무선 계측 유닛은 네트워크 신호 전송 유닛{NIU(1), NIU(2)}과 관련하여 동작하는 클러스터에 대충(loosely) 배치된다. 각 네트워크 신호 전송 유닛은 자신의 클러스터에 있는 계측 유닛으로부터 메시지를 수신할 수 있도록 하기 위한, 그리고 메시지를 중앙 계측국으로 중계하기 위한 송수신기를 포함한다. 농촌 지역 같은 특정 경우에, 무선 중계 네트워크 신호 전송 유닛{NIU(R)}이 제공된다. 그러나, NIU(1) 및 NIU(2)는 중계 기능을 제공하도록 호출될 때, 중계 기능을 제공하는 것이 가능하다.
트랜스폰더국(TS1)은 사람 예를 들어 어린 아이, 또는 물품 예를 들어 운송 수단 또는 패키지에 의해 운반된다. 각 트랜스폰더국은 송수신기와, 송신된 메시지에 포함된 고유한 아이덴티티를 저장하는 저장 장치를 포함한다.
계측 시스템으로 동작하는데 있어, 네트워크 신호 전송 유닛{NIU(1), NIU(2)}은 자신들의 각 클러스터에 있는 무선 계측 유닛(M1 내지 M4 및 M5 내지 M7)을 개별적으로 신호 전송하고, 계측 유닛 판독 및 계측 유닛의 아이덴티티를 저장한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 무선 계측 유닛들은 임의로 자신들의 송신을 수행할 수 있다. 때때로, 중앙 계측국(10)은 저장된 계측 유닛 판독 및아이덴티티(the stored meter readings and identities)를 다운로드하는 각각의 네트워크 신호 전송 유닛과 교신한다. 송신 주파수 또는 주파수들은, 상기 목적을 위해 예비되어 있는 승인된 주파수 대역 내에 있다. 설명을 쉽게 하기 위하여, 단일 주파수(F2)가 사용된다고 가정한다.
위치 확인 모드의 일 실시예에서, 중앙 계측국(10) 또는 전용 제어 센터(도시되어 있지 않음)는 검색 범위에 따라(the breath of the search)에 따라 "TS1" 같은 고유한 어드레스를 포함하는 짧은 메시지를 일부 또는 모든 NIU에 송신한다. NIU들은 모든 트랜스폰더국에 의해 수신 가능한 전용 응급 채널(F1)을 통해 "TS1, F2 주파수로 그쪽 ID를 송신하기 바랍니다(TS1 please transmit your ID on frequency F2)"를 송신한다. 주파수(F2)는 계측 유닛이 자신의 NIU에 송신하기 위해 사용되는 통상 주파수(customary frequency)이다. 주파수(F2)는 계측 유닛 판독 시스템을 소유하는 회사와 유틸리티의 형식과 지역에 따라 서로 달라질 수 있다.
트랜스폰더국(TS1)은 자신의 송신기를 상기 주파수(F2)에 다시 튜닝 함으로써 상기 메시지에 대해 응답하고, "TS1 응답함(TS1 responding)"을 송신한다. 이 메시지는 영역내의 무선 계측 유닛에 의해, 또한 아마도 일부 신호 전송 유닛들(NIU)에 의해 수신된다. 계측 유닛들은 수신 신호의 강도를 측정한다. 자신의 클러스터에 있는 계측 유닛들을 차례로 폴링(poling)하는 상기 신호 전송 유닛에 의해 신호 전송되면, "계측 유닛(M1)은 신호 레벨(56)로 TS1 수신 완료(Meter M1 has heard TS1 at signal level 56)"과 "계측 유닛(M2)은 신호 레벨(23)로 TS1 수신 완료(Meter M2 has heard TS1 at signal level 23)" 같은 메시지들이 송신된다. 신호 전송 유닛은, 자신의 데이터 베이스에 저장된 지도 데이터(map data)의 사용으로 가장 높은 신호 레벨로 메시지를 수신한 상기 계측 유닛의 위치를 결정할 수 있는 중앙 계측국(10)에, 이들 메시지를 중계한다. 상대적으로 높은 밀도로 분포된 도시 지역의 계측 유닛은 트랜스폰더국(TS1)을 휴대(carry)하는 사람이나 물품이나 운반 수단이 가시적으로 확인될 수 있다는 것을 의미할 것이다. 트랜스폰더국이 이동하면, 상기 트랜스폰더국은 추적될 수 있다.
다른 실시예(도시되어 있지 않음)에서, 상기 트랜스폰더국은 F1 같은 동일한 주파수를 통해 수신 및 송신하며, 상기 무선 계측 유닛과 일부 또는 모든 NIU는 자신들의 송수신기를 F1로 다시 튜닝한다. 이 재 튜닝된 상태는 다른 재 튜닝 신호가 수신되거나 상기 상태가 타임 아웃되고, 상기 무선 계측 유닛들과 NIU들은 자신들을 재 튜닝할 때까지 지속될 수 있다.
도 2를 참고하면, 상기 중앙 계측국(10)은 안테나(16, 18)에 접속된 입력과 디코더(20)에 접속된 출력을 갖는 수신기(14R)를 포함한다. 디코더(20)는 PROM(22)에 저장된 소프트웨어에 따라 동작하는 제어기(12)에 접속된다. 다양한 설비들과 데이터베이스들이 제어기(12)에 접속된다. 이들은 신호 전송 유닛들과 계측 유닛들의 위치에 대한 데이터베이스와, 소비자에게 보내질 청구서를 컴파일 하는 빌링 설비(billing facility)(26)와, 디스플레이 디바이스(28)와, 신호 전송 유닛들(NIUs)과 무선 계측 유닛(M1 내지 M7)의 ID 들을 저장하는 저장 장치(30)와, 트랜스폰더국의 ID를 저장하는 저장 장치(32)를 포함한다. 제어기(12)는 PSTN 또는 지역 개인용 컴퓨터를 통해 일반적으로 블록(42)으로 나타내어질 수 있는 외부 데이터를 위한 입력을 갖는다.
중앙 계측국(10)이 메시지를 송신하는 것이 필요하다면, 상기 송신은 스테이지(36)에서 일어난다. 상기 메시지는 안테나(16, 18)에 접속된 송신기(14T)에 중계된다.
주파수 합성기(38)는 수신기(14R)와 송신기(14T)에 접속된다. 자신의 출력 주파수는 상기 제어기에 의해 결정되며, 설정 주파수 신호는 출력(40)에 인가된다. 수신기(14R)와 송신기(14T)는 할당된 계측 유닛 판독 대역의 주파수 범위로 조정될 수 있다.
도 3은 수신기(52)와 송신기(54)에 접속된, 루프 안테나 일 수 있는 안테나(50)를 포함하는 트랜스폰더국(TS1)의 실시예를 나타낸다. 수신기(52)는 디코더(56)에 접속되어 있으며, 이 디코더는 제어기(58)에 접속되어 있다. 원한다면, 상기 디코더(56)는 생략될 수 있고, 디코딩 기능은 소프트웨어 제어 하에 제어기(58)에 의해 수행된다. 트랜스폰더국의 아이덴티티를 저장하는 PROM(60)(또는 코드 플러그)는 제어기(58)에 접속된다. 수신 및 송신 주파수가 동일한 실시예에서, 요청되어 국부적으로 생성된 신호(the required locally generated signals)는 수신기(52)와 송신기(54)에 접속된 고정 주파수 생성기(62)를 사용하여 만들어진다. 그러나 송신 주파수(F2)와 수신 주파수(F1)가 서로 다른 실시예에서, 주파수 생성기(62)는 상기 수신기(52)가 주파수(F1)를 수신하도록 할 국부 오실레이터 신호를 생성하기 위해 제어되며, 상기 송신기(54)가 주파수(F2)를 통해 송신하도록 할 주파수를 생성하기 위해 제어된다. 상기 트랜스폰더국(TS1)이 단지 위치 조회신호에 응답할 수 있게 되는 것 만 필요하기 때문에, 상기 제어기(58)는 PROM(60)으로부터 얻어지는 국들(stations)의 ID를 갖는 적절한 메시지를 미리 저장한다.
트랜스폰더국(TS1)은 배터리(64)로 동작된다. 배터리의 수명을 최대화하기 위하여, 수신기(52)는 배터리 절약 프로토콜에 따라 주기적으로 전력을 공급받는다. 사용되는 프로토콜이 무선 계측 유닛들에 의해 사용되는 프로토콜과 호환된다면 편리하다. 따라서, 상기 트랜스폰더국(TS1)이 조회 메시지를 반드시 수신하도록 하기 위하여, 상기 메시지는 상기 수신기(52)의 정상 온 주기(normal on-period)의 두 배에 두 개의 연속적인 온 주기 사이의 오프 주기(off-period)를 더한 값에 해당하는 시간 주기 동안 반복되어져야 한다.
주파수 생성기(62)의 단일 주파수 실시예에서, 상기 국부 오실레이터는 성능이 낮은 허용 오차의 수정(low tolerance crystal)을 구비할 수 있으며, 상기 국부 오실레이터 주파수에 맞추기 위하여 수신 주파수(F1)를 기준 주파수로 사용할 수 있다. F1을 사용함으로 인한 장점은, F1이 상대적으로 안정적인 주파수이라는 것과 상기 트랜스폰더국(TS1) 구성 성분의 노화에 다른 영향을 받지 않는다는 것이다.
도 4는 무선 계측 유닛(M)의 구현을 도시한다. 안테나(70)는 수신기(72)와 송신기(74)에 접속되어 있다. 수신기(72)는 디코더(76)에 접속되고, 이 디코더는 ROM(80)에 저장된 프로그램에 따라 동작하는 제어기(78)에 접속된다. 또한 상기 제어기(78)에는 유닛의 ID를 저장하는 PROM과, 측정되는 자원 예를 들어 수도의 소비량를 나타내는 디지털 출력을 제공하는 계측 유닛(84))과 상기 소비량을 저장하는 RAM(86)과, 주파수 합성기(88)와, 수신된 무선 신호 강도 지시(RSSI : RadioSignal Strength Indication) 결정 스테이지(90)와 배터리(91)가 접속되어 있다. 정상 동작 중에, 상기 계측 유닛(M)은 동일한 주파수(F2)로 수신 및 송신하지만, 다른 시스템들이 할당된 계측 대역의 나머지 다른 주파수로 동작할 때, 주파수 합성기(88)를 사용함으로써 수신기(72)와 송신기가 원하는 채널로 튜닝될 수 있도록 한다. 단일 주파수 디바이스가 존재하는 트랜스폰더국의 실시예에서, 주파수 합성기(88)는 무선 계측 유닛이 요청될 때 다시 튜닝되고, 다시 튜닝하라는 명령에 응답하여, 또는 임시적인 재 튜닝 상태로 존재 한 후의 타이밍 아웃(timing-out)의 결과로 다시 한번 재 튜닝될 수 있도록 할 것이다.
신호 전송 유닛(NIU)은 근본적으로 무선 계측 유닛과 동일하지만, 상기 전송 유닛은 계측 유닛에 접속되는 않을 것이고, PROM(82)은 상기 클러스터에 있는 모든 계측 유닛 ID를 저장할 것이고, RAM(86)은 중계되는 모든 측정값들을 저장하기 위한 충분한 용량을 가질 수 있다는 차이점을 갖는다.
무선 계측 유닛과 신호 전송 유닛들은 모두 WO-A-99/25051에 개시되어 있는 것과 같은 적당한 프로토콜에 따라 배터리를 절약한다. 요약하면, 계측 유닛은 M 개의 비트로 구성된 무선 아이덴티티 코드를 가지며, 네트워크 신호 전송 유닛(NIU) (또는, 적용 가능하다면 중앙 계측국)은 적어도 두 번의 웨이크 업 시퀀스(wake-up sequence) 반복으로 이루어진 웨이크업 메시지를 송신하는데, 상기 웨이크업 시퀀스는 N 개의 연관된 부분(concatenated part)을 포함하며, 여기서 N은 정수이고 각각의 N 부분들은 동기 코드 워드(sync code word)와 무선 아이덴티티 코드의 비트들에 대한 차이 분수(different fraction) M/N를 포함한다. 계측 유닛은 캐리어와, N 부분들 중 적어도 하나를 검출하기 위하여 간헐적으로 전력을 공급받는다. 상기 N 부분들 중 하나의 검출에 응답하여, 계측 유닛은 전력을 공급받은 채로 남아있으며, N 부분들 중 적어도 검출된 하나를 분석한다. 무선 아이덴티티 코드의 수신된 비트가 계측 유닛의 무선 아이덴티티 코드의 대응 비트와 일치하지 않는다면, 계측 유닛은 자신의 간헐적인 전력 공급 상태로 되돌아가며, 그렇지 않으면 상기 계측 유닛은 송신된 무선 아이덴티티 코드에 덧붙여진 메시지를 수신하기 위하여 전력 공급받은 채로 유지된다.
도 5에 도시된 흐름도는 SOS 요청을 수신하고 트랜스폰더국을 확인하는 메시지를 송신하는 중앙 계측국을 나타내는 블록(92)에서 시작한다. 블록(94)은 주파수(F1)를 통해 상기 메시지를 중계하는 신호 전송 유닛에 관한 것이다. 블록(96)은 상기 중계된 메시지를 수신하는 트랜스폰더국을 나타낸다. 블록(98)에서, 상기 요청된 트랜스폰더국의 아이덴티티가 상기 국(station)에 할당된 아이덴티티와 일치하는지를 알아보기 위한 검사가 이루어진다. 일치하면(Y) 흐름도에서 블록(102)으로 이동하며 상기 블록에서, 확인된 트랜스폰더국은 주파수 F2(또는 F1)를 통해 중계한다. 일치하지 않으면(N), 상기 트랜스폰더국은 자신의 배터리 절약 모드로 복귀한다.
블록(104)은 F2(또는 F1)를 통해 응답을 수신하고, 수신된 신호 강도를 점검하는, 영역에 있는 계측 유닛(in-range metering units)에 관한 것이다. 블록(106)은 계측 유닛들의 메시지들을 임의로 또는 '초대(invitation)'에 응하여 네트워크 신호 전송 유닛으로 전달하는 계측 유닛에 관한 것이다. 블록(108)은 클러스터에있는 모든 계측 유닛들이 응답했는지 또는 폴링(pole)됐는지를 알아보기 위한 점검에 관한 것이다. 상기 점검에 대한 응답이 아니오(N)이면, 상기 흐름도에서 블록(106)으로 되돌아가고, 예(Y) 이면, 다음 블록(110)으로 넘어간다. 이 블록은 자신이 상기 중앙 계측국에 저장한 메시지들을 중계하는 신호 전송 유닛을 나타낸다. 일반적으로 이는 상기 중앙 계측국에 의해 발행된 공중파를 통한 초대(over-the-air invitation)에 응하여 수행될 것이다.
블록(112)은 상기 송신 트랜스폰더에 가장 가까이 있는 계측 유닛을 결정하기 위하여, 메시지를 수신하고 신호 강도를 이용하는 중앙 계측국을 나타낸다. 블록(114)은 가장 가까운 계측 유닛의 ID를 포함하는 출력을 제공하는 중앙 계측 유닛에 관한 것이다.
트랜스폰더국(TS1)과 무선 계측 유닛에 의한 전류 소비를 최소화하기 위하여, 계측 유닛은, 트랜스폰더국(TS1)에 의해 송신된 짧은 메시지 시퀀스를 빨리 검출할 수 있도록 하기 위하여, 짧은 시간 동안 연속으로 또는 자신들의 계측 유닛 판독 모드에서 보다 더 자주 활성화되는, 빠른 웨이크업 모드(fast wake-up mode)에 위치될 수 있다.
도시되지 않은 또 다른 실시예에 있어, 중앙 계측국과 네트워크 신호 전송 유닛은 트랜스폰더국으로부터 메시지를 수신하는 별도의 전용 응급 수신기를 구비한다. 먼저 트랜스폰더국 위치에 대한 대강의 결정이 이루어질 수 있으며, 그 다음에 중앙 계측국은 앞에서 대강 탐색하여 결정된 국부적 영역에 있는 무선 계측 유닛의 이용에 기초하여 정밀한 탐색을 착수할 수 있다.
본 명세서 및 청구항에서, 단수로 사용된 단어는 이러한 요소가 복수개 존재한다는 것을 배제하지 않는다. 또한, 용어 "포함한다"는 나열된 것 이외의 요소들이나 단계들의 존재를 배제하지 않는다.
본 명세서를 읽은 후에, 다른 변경물들이 당업자에게 명백히 드러날 것이다. 이러한 변경물들은 다른 특징들을 수반할 수 있는데, 이들은 무선 위치 확인 시스템과 이 시스템의 구성 부분들에 대한 설계와 제조 그리고 사용에 이미 알려져 있으며, 그리고 본 명세서에서 이미 설명된 특징들을 대신하여 또는 이에 추가하여 사용될 수 있다.
이미 구축된 무선 기반 시설을 사용하는 물품 및/또는 사람 위치 확인 시스템에 이용된다.

Claims (10)

  1. 송수신 수단과 수신된 신호 강도 결정 수단을 구비하는, 공간적으로 떨어진 무선 유닛들로 이루어진 복수의 클러스터로서, 상기 각 무선 유닛은 개별 아이덴티티를 가지며, 각 클러스터는, 적어도 자신의 클러스터에 있는 무선 유닛들과 통신하기 위한 송수신 수단을 포함하는 신호 전송국(interrogating station)과 연관되어 있는, 상기 복수의 클러스터와; 복수의 상기 신호 전송국과 통신하기 위한 송수신 수단과 상기 무선 유닛들의 위치를 포함하는 데이터베이스를 저장하기 위한 저장 수단을 갖는 중앙국과; 송수신 수단과 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 구비하는 적어도 하나의 트랜스폰더국을; 포함하는 무선 시스템으로서,
    상기 트랜스폰더국의 위치를 결정하도록 요구될 때, 상기 중앙국은 조회 신호(enquiry signal)를 다시 브로드케스팅하는 상기 신호 전송국에, 자신의 무선 아이덴티티를 포함하는 상기 조회 신호를 송신하며, 상기 트랜스폰더국은 조회 신호에 있는 자신의 무선 아이덴티티의 수신(hearing)에 응답하여 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 포함하는 응답 신호(reply signal)를 송신하며, 상기 무선 유닛들은 상기 트랜스폰더국의 확인(identifying)에 응답하여 상기 수신된 신호 강도를 결정하며, 각각의 상기 무선 유닛들은 적어도 하나의 신호 전송국에 상기 무선 아이덴티티와 상기 결정된 수신 신호 강도를 자신의 고유 아이덴티티와 같이 중계하며, 적어도 하나의 신호 전송국은 상기 무선 유닛들의 포지션에 대한 상기 트랜스폰더국의 위치를 계산하는 상기 중앙국에 정보를 중계하는, 무선 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 트랜스폰더국의 상기 송수신 수단은 상기 무선 유닛이 튜닝(tune)되는 주파수에 실질적으로 대응하는 주파수로 응답 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는, 무선 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 트랜스폰더국의 상기 송수신 수단은 동일한 주파수로 수신 및 송신하는 것을 특징으로 하며, 적어도 상기 무선 유닛들과 적어도 하나의 신호 전송국은 적어도 자신들의 수신 주파수들을 상기 적어도 하나의 트랜스폰더국의 상기 송신 주파수로 변경시키기 위한 주파수 변경 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 무선 시스템.
  4. 송수신 수단과 수신 신호 강도 결정 수단을 구비하는, 공간적으로 떨어진 무선 유닛들로 이루어진 복수의 클러스터로서, 상기 각 무선 유닛들은 개별 아이덴티티를 가지며, 각 클러스터는 적어도 자신의 클러스터에 있는 상기 무선 유닛들과 통신하기 위한 송수신 수단을 포함하는 신호 전송국과 연관되어 있는, 상기 복수의 클러스터와; 복수의 상기 신호 전송국과 통신하기 위한 송수신 수단과 상기 무선 유닛들의 위치를 포함하는 데이터베이스를 저장하기 위한 저장 수단을 구비하는 중앙국을; 포함하는 무선 시스템의 상기 무선 커버 영역에서, 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 갖는 적어도 하나의 트랜스폰더국의 위치를 확인하는 방법으로서,
    상기 트랜스폰더국의 위치를 결정하도록 요청될 때, 상기 중앙국은 상기 신호 전송국에 상기 조회 신호를 송신하고, 그 다음에 상기 신호 전송국은 상기 조회 신호를 브로드케스팅하며, 상기 트랜스폰더국은 조회 신호에 있는 자신의 무선 아이덴티티의 수신(hearing)에 응답하여 자신의 고유한 무선 아이덴티티를 포함하는 응답 신호를 송신하며, 상기 영역 내의 무선 유닛들은 상기 트랜스폰더국을 확인하고 상기 수신된 신호 강도를 결정하며, 상기 신호 전송국에 상기 트랜스폰더국의 무선 아이덴티티와 상기 결정된 수신 신호 강도와 자신의 고유한 아이덴티티를 중계하며, 상기 신호 전송국은 상기 무선 유닛의 포지션에 대한 상기 트랜스폰더국의 위치를 계산하는 상기 중앙국에 정보를 중계하는, 적어도 하나의 트랜스폰더국의 위치 확인 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 트랜스폰더국은 기준 주파수로 수신된 신호를 사용하여, 자신의 고유한 오실레이터 주파수가 상기 기준 주파수에 대해 조정되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 트랜스폰더국의 위치 확인 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 트랜스폰더국에 의한 송신을 예견하는데 있어, 상기 무선 유닛과 적어도 하나의 상기 신호 전송국이 상기 적어도 하나의 트랜스폰더국의 송신 주파수로 자신의 수신 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 트랜스폰더국의 위치 확인 방법.
  7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 계측 유닛은 비위치 결정 모드(non-location determining mode)에서 보다 트랜스폰더국의 위치를 결정할 때의 더 빠른 웨이크업 모드(faster wake-up mode)에 위치되는 것을 특징으로 하는, 적어도 하나의 트랜스폰더국의 위치 확인 방법.
  8. 유닛의 무선 아이덴티티를 저장하는 비 휘발성(non-volatile) 저장 수단과; 조회 신호를 수신하는 무선 수신기와; 상기 저장된 무선 아이덴티티와 상기 조회 신호의 무선 아이덴티티를 비교하는 수단과; 실질적으로 동일하다고 고려되는 상기 무선 아이덴티티들에 응답하여, 상기 수신된 조회 신호와 서로 다른 적어도 하나의 특성을 갖는 응답 신호를 송신하는 송신기를 활성화하기 위한 수단을; 포함하는, 트랜스폰더국.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 무선 수신기는, 제 1 주파수로 상기 조회 신호를 수신하고, 제 2 주파수로 송신하기 위해 상기 송신기로 신호를 중계하도록 적응되는 것을 특징으로 하는, 트랜스폰더국.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 무선 수신기와 상기 송신기는 동일한 주파수에서 동작하는 것을 특징으로 하는, 트랜스폰더국.
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