KR20030083225A - 위치 검출 방법과 그를 이용한 위치추적 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR20030083225A
KR20030083225A KR1020020021672A KR20020021672A KR20030083225A KR 20030083225 A KR20030083225 A KR 20030083225A KR 1020020021672 A KR1020020021672 A KR 1020020021672A KR 20020021672 A KR20020021672 A KR 20020021672A KR 20030083225 A KR20030083225 A KR 20030083225A
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 빠른 시간내에 정확하게 단말기의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와, 상기 위치 검출 방법을 이용하여 단말기의 위치를 추적하기 위한 위치 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 프리앰블신호로 동기를 걸고, 측정 주파수를 서로 상이한 경로를 통과하게 하여 전파의 전달 경로차에 의한 지연시간을 직접 측정하되 주파수 동기부에서 측정 주파수를 동일하게 설정하여 주파수의 위상을 비교함으로써 미세한 지연시간을 고정밀도로 측정하여 정밀한 위치 추적이 가능하도록 한 위치 추적 시스템 및 그 방법과, 빠른 시간내에 정확하게 단말기의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 컨트롤 기지국(110)으로부터의 프리앰블신호(단말기의 고유번호를 포함하고 있음)에 상응하여 상기 컨트롤 기지국(110)과 각 트랜폰더 기지국(120,130,140)으로 위치추적용 채널의 전파(자신의 고유번호를 포함하고 있음)를 송신하는 무선송수신 단말기(100); 이미 알려진 위치에 설치되어 피측정 단말기(100)로부터 수신된 전파의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 컨트롤 기지국(110)의 수신기로 송출하여 주는 다수의 트랜폰더 기지국(120,130,140); 상기 복수 개의 트랜스폰더 기지국(120,130,140)과 단말기(100)의 신호를 서로 상이한 전파 경로를 통하여 동시에 수신하면서 수신된 신호의 위상차를 검출하여 상대 거리 계산 알고리즘에 따라 상기 단말기(100)의 위치좌표를 계산하는 컨트롤 기지국(110); 및 상기 컨트롤 기지국(110)으로부터 단말기(100)의 좌표와 고유번호를 받아서 지리정보시스템으로 처리하여 단말기(100)의 위치를 표시하게 하는 관리자 서버(150)를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 위치 추적 시스템 등에 이용됨.

Description

위치 검출 방법과 그를 이용한 위치추적 시스템 및 그 방법{Method for detecting location, system and method for tracking location using that}
본 발명은 위치 검출 방법과 그를 이용한 위치 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 빠른 시간내에 정확하게 단말기의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체와, 상기 위치 검출 방법을 이용하여 단말기의 위치를 추적하기 위한 위치 추적 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
먼저, 종래의 위치 검출 방식에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
종래의 위치 검출 방식은 두 원의 방정식을 연립방정식으로 풀고, 다시 그것을 근의 공식을 이용해서 허근, 중근, 실근을 판독한 후에 여러 개의 값을 받아서 두 개의 원이 중근을 발생하고, 다른 원이 한번 더 중근 지점을 지나가서 정확한위치를 생성하게 되지만 실제 이론처럼 중근이 발생할 경우는 물리적으로 거의 일어나지 않는다. 또한, 허근이 발생하였을 때 처리할 수 있는 방식이 없고 위의 방식으로 알고리즘 구현하는 경우에 상당 부분에서 복잡한 계산식이 전개된다.
따라서, 종래의 위치 검출 방식은 위치 검출에 상당히 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다.
또한, 종래의 위치 검출 방식은 3개 이상의 직선이 지나는 교점을 위치로 설정하였으나, 이는 이론적인 방식이고 실제 필드 상황에 따라 위치를 계산하여 검출하는 경우에 이러한 경우가 거의 발생하지 않는다. 즉, 여러 직선들의 차는 서로 다른 직선으로 지나감으로 정확한 좌표산출에 어려움이 있다.
다음으로, 종래의 여러 위치 추적 방식에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
첫번째로, GPS 위성을 이용한 위치 추적 시스템은 옥내, 터널, 빌딩 밀집 지역 등의 장애물 지역, 숲 속 등의 지역에서 위치를 추적할 수 없는 단점이 있으며, 자기 위치 데이터를 얻는데 1~10초 정도의 시간이 필요하며, 자기 위치 데이터를 외부로 보내려면 별도의 통신망이 있어야 하는 단점이 있다.
두번째로, 고지향성 안테나를 이용한 점진적 발신지 위치 추적 시스템은 고지향성 안테나를 장착한 수신기를 가지고 계속하여 전파의 방향 및 강도를 추적하여 접근하는 방식으로, 추적시간이 매우 오래 걸리고 시스템의 비용이 비싸지는 단점이 있다.
세번째로, 도로상에 많은 송수신기를 설치하여 도로를 통과하는 차량의 위치를 감지하는 비콘 방식의 위치 추적 시스템은 도로상에 일정한 간격으로 송수신 장치를 설치하여야 하므로 많은 비용이 필요하며, 도로를 벗어난 지역에서는 위치추적이 곤란한 단점이 있다.
네번째로, PCS 혹은 셀룰러폰 등의 기지국에 수신된 전파를 분석하여 개략적인 위치를 판별하는 지역 추적 방식은 정확도가 떨어지는 단점이 있다.
다섯번째로, 휴대전화의 기지국에서 일정한 시간간격으로 동기된 위치계산을 위한 신호를 송신하고 이 신호를 수신한 휴대용 수신기에 수신된 신호 지연 및 신호 발신 기지국의 정보를 이용하여 자기 위치를 계산하는 위치 추적 방식은, 위치추적의 장애 요소를 줄일 수 있으나, 휴대전화의 가격이 상당히 상승하는 문제점이 계속 존재하고, 휴대전화 이외의 활용을 위해서 추가적인 시스템 설치비용이 상당히 많이 소요될 수밖에 없는 단점이 있다.
상기와 같은 위치 추적 방식들 중 위상차를 이용한 위치 추적 방식의 구체적인 예를 살펴보면 다음과 같다.
종래의 거리 검출 방법 및 그 장치(대한민국공개특허공보 특1999-0077584호 : 공개일자 1999년 10월 25일)는, 통신국 A가 갖는 타이머에서 발생한 기준 타이밍에 근거하여 주기성을 가지는 신호를 통신국 B로 송신하는 한편, 통신국 A의 송신 신호를 수신한 통신국 B가 그 내부에서 발생한 기준 타이밍에 근거해 생성하여 송신한 신호를 수신하고, 상기 송신 신호와 수신 신호의 위상차를 검출하여 통신국 A와 통신국 B 사이의 거리를 검출한다.
따라서, 상기와 같은 종래의 거리 검출 방법 및 그 장치는 정밀한 기준 타이밍을 가져야 하는 단점이 있고, 특히 실시간으로 상대거리를 산출할 수 없는 단점이 있다.
한편, 종래의 근거리 위치 추적 시스템(대한민국공개특허공보 특2000-0072786호 : 공개일자 2000년 12월 5일)은, 위치 추적 대상 면적에 적절히 배치되어 동기신호를 송신하는 송신기지국과 단말기로부터의 신호를 수신하여 그 지연시간을 측정하는 수신기지국, 전체 기지국의 동기를 제어하고 수신기지국으로부터 수신된 단말기까지의 거리 정보를 이용하여 단말기의 위치를 계산하는 중앙제어장치, 그리고 위치 추적 대상 면적 내에서 이동하면서 송신기지국의 동기신호에 동기를 맞추어 수신기지국에 신호를 송신하여 중앙제어장치로 하여금 그 위치를 알 수 있도록 해 주는 단말기로 구성된다.
따라서, 상기와 같은 종래의 근거리 위치 추적 시스템은, 별도의 동기신호가 필요하고 위치추적에 필요한 단말기에 정해진 자신의 시각(Time slot)을 따로 구현해야 하므로 시스템의 구현이 복잡하고 안정성이 떨어지는 단점이 있다.
한편, 종래의 자체 동조형 위상차 측정 장치(대한민국공개특허공보 특2000-0067097호 : 공개일자 2000년 11월 15일)은, 자체 생성 신호를 생성하여 주파수 동조없이 위상 비교 방식이 갖는 정밀성을 유지하면서 순시적으로 입사 신호의 방향을 탐지하도록 하기 위하여, 고정된 주파수(RF_L)를 발생시키는 발진기와, 안테나로 수신되는 고주파 신호(RF_1)를 상기 발진 주파수(RF_L)에 동조시켜 동조 신호(RF_L')를 출력하는 혼합기와, 안테나로 각기 수신되는 고주파 신호(RF_1,RF_2)와 상기 동조 신호(RF_L')를 각기 혼합하여 각각의 중간주파수 신호(IF_1,IF_2)를 출력하는 혼합기와, 상기 중간주파수 신호(IF_1,IF_2)간의 위상차를 판단하는 위상차 변별부와, 이 위상차 변별부에서의 위상차에 해당하는 방위 데이터를 출력하는 방위 데이터 출력부로 구성된다
따라서, 상기와 같은 종래의 자체 동조형 위상차 측정 장치는 자체 동조형 동조신호 발생회로가 필요하고 중간주파수로 변화하는 과정이 필요하며 또한 수신기에 따로 지연기를 설치해야 하므로, 시스템의 구현이 복잡한 단점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 측정 주파수를 서로 상이한 경로를 통과하게 하여 전파의 전달 경로차에 의한 지연시간을 직접 측정하여 실시간으로 위치 추적이 가능하도록 한 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 프리앰블신호로 동기를 걸고, 측정 주파수를 서로 상이한 경로를 통과하게 하여 전파의 전달 경로차에 의한 지연시간을 직접 측정하여 실시간으로 위치 추적이 가능하도록 한 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 프리앰블신호로 동기를 걸고, 측정 주파수를 서로 상이한 경로를 통과하게 하여 전파의 전달 경로차에 의한 지연시간을 직접 측정하되 주파수 동기부에서 측정 주파수를 동일하게 설정하여 주파수의 위상을 비교함으로써 미세한 지연시간을 고정밀도로 측정하여 정밀한 위치 추적이 가능하도록 한 위치 추적 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명은, 빠른 시간내에 정확하게 단말기의 위치를 검출하기 위한 위치 검출 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 다른 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 위치 추적 시스템의 일실시예 전체 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 컨트롤 기지국에서 단말기를 순차 호출하고, 각 트랜스폰더 기지국으로부터 데이터를 수신하는 순서 및 방식에 대한 일실시예 설명도.
도 3 은 본 발명에 따른 컨트롤러의 일실시예 상세 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 트랜스폰더의 일실시예 상세 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 주파수 동기부 및 위상 검출부의 일실시예 상세 구성도.
도 6 은 위상 검출기의 일실시예 회로도.
도 7 은 본 발명에 따른 위치 추적 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 8 은 본 발명에 따른 위치 검출 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 9 내지 도 17 은 본 발명에 따른 위치 검출 방법의 각 과정을 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 단말기 120,130,140 : 트랜스폰더 기지국
150 : 관리자 서버 320 : 컨트롤러
324 : 주파수 동기부 325 : 위상 검출부
326 : A/D 변환부 327 : RSSI 검출 판단부
328 : 메모리부 329 : 경로차 거리 계산부
330 : 거리 계산부 340 : 트랜스폰더
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 위치추적 시스템에 있어서, 컨트롤 기지국(110)으로부터의 프리앰블신호(단말기의 고유번호를 포함하고 있음)에 상응하여 상기 컨트롤 기지국(110)과 각 트랜폰더 기지국(120,130,140)으로 위치추적용 채널의 전파(자신의 고유번호를 포함하고 있음)를 송신하는 무선송수신 단말기(100); 이미 알려진 위치에 설치되어 피측정 단말기(100)로부터 수신된 전파의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 컨트롤 기지국(110)의 수신기로 송출하여 주는 다수의 트랜폰더 기지국(120,130,140); 상기 복수 개의 트랜스폰더 기지국(120,130,140)과 단말기(100)의 신호를 서로 상이한 전파 경로를 통하여 동시에 수신하면서 수신된 신호의 위상차를 검출하여 상대 거리 계산 알고리즘에 따라 상기 단말기(100)의 위치좌표를 계산하는 컨트롤 기지국(110); 및 상기 컨트롤 기지국(110)으로부터 단말기(100)의 좌표와 고유번호를 받아서 지리정보시스템으로 처리하여 단말기(100)의 위치를 표시하게 하는 관리자 서버(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 방법은, 위치추적 시스템에 적용되는 위치추적 방법에 있어서, 컨트롤 기지국이 위치추적을 하고자하는 단말기들의 고유번호를 프리앰블신호에 실어 송신하는 제 1 단계; 상기 프리앰블신호를 수신한 단말기가 수신된 고유번호와 자기 자신의 고유번호를 비교하여 같으면 위치추적용 채널의 전파를 송신하는 제 2 단계; 각 트랜스폰더 기지국이 단말기로부터 수신한 위치추적용 신호의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 바로 컨트롤 기지국으로 송신하는 제 3 단계; 컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 위치측정용 신호를 수신하여 단말기의 고유번호를 검출하고, 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 위치추적용 신호를 수신하는 제 4 단계; 및 컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 수신된 위치측정용 신호와 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 수신되는 위치측정용 신호의 위상을 검출하여 디지털 값으로 변환한 후에, 수신감도에 따라 유효하지 못한 트랜스폰더 기지국의 데이터를 버리고 3개 이상의 유효한 데이터를 결정하여 저장한 다음에, 상기 위상차를 거리로 환산하여, 3개 이상의 결과 데이터와 컨트롤 기지국의 좌표 및 각 트랜스폰더 기지국의 좌표를 상대 거리 계산 알고리즘에 적용시겨 단말기의 좌표를 구하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 위치 검출 방법에 있어서, 인가된 범위 안의 기지국간 거리와 위치간의 기울기를 구하는 제 1 단계; 최적의 조건에 해당되는 3개의 기지국신호(위상차 거리)를 획득하는 제 2 단계; 3개의 선택된 기지국들의 직선을 구하는 제 3 단계; 기준이 되는 기지국과 나머지 두 기지국간의 직선간에 교점을 구하는 제 4 단계; 및 교점의 좌표와 고도를 제어장치 및 이동 단말기로 전달하는 제 5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 프로세서를 구비한 위치추적 시스템에, 컨트롤 기지국이위치추적을 하고자하는 단말기들의 고유번호를 프리앰블신호에 실어 송신하는 제 1 기능; 상기 프리앰블신호를 수신한 단말기가 수신된 고유번호와 자기 자신의 고유번호를 비교하여 같으면 위치추적용 채널의 전파를 송신하는 제 2 기능; 각 트랜스폰더 기지국이 단말기로부터 수신한 위치추적용 신호의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 바로 컨트롤 기지국으로 송신하는 제 3 기능; 컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 위치측정용 신호를 수신하여 단말기의 고유번호를 검출하고, 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 위치추적용 신호를 수신하는 제 4 기능; 및 컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 수신된 위치측정용 신호와 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 수신되는 위치측정용 신호의 위상을 검출하여 디지털 값으로 변환한 후에, 수신감도에 따라 유효하지 못한 트랜스폰더 기지국의 데이터를 버리고 3개 이상의 유효한 데이터를 결정하여 저장한 다음에, 상기 위상차를 거리로 환산하여, 3개 이상의 결과 데이터와 컨트롤 기지국의 좌표 및 각 트랜스폰더 기지국의 좌표를 상대 거리 계산 알고리즘에 적용시겨 단말기의 좌표를 구하는 제 5 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 거리 계산 장치에, 인가된 범위 안의 기지국간 거리와 위치간의 기울기를 구하는 제 1 기능; 최적의 조건에 해당되는 3개의 기지국신호(위상차 거리)를 획득하는 제 2 기능; 3개의 선택된 기지국들의 직선을 구하는 제 3 기능; 기준이 되는 기지국과 나머지 두 기지국간의 직선간에 교점을 구하는 제 4 기능; 및 교점의 좌표와 고도를 제어장치 및 이동 단말기로 전달하는 제 5 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 위치 추적 시스템의 일실시예 전체 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 위치 추적 시스템은, 컨트롤 기지국(110)으로부터의 프리앰블신호(단말기의 고유번호를 포함하고 있음)에 상응하여 상기 컨트롤 기지국(110)과 각 트랜폰더 기지국(120,130,140)으로 위치추적용 채널의 전파(자신의 고유번호를 포함하고 있음)를 송신하는 무선송수신 단말기(100), 기존 통신망의 기지국과 같이 이미 알려진 위치에 설치되어 피측정 단말기(100)로부터 수신된 전파의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 컨트롤 기지국(110)의 수신기로 송출하여 주는 트랜폰더 기지국(120,130,140), 상기 복수 개의 트랜스폰더 기지국(120,130,140)과 단말기(100)의 신호를 서로 상이한 전파 경로를 통하여 동시에 수신하면서 수신된 신호의 위상차를 검출하여 상대 거리 계산 알고리즘에 따라 상기 단말기(100)의 위치좌표를 계산하는 컨트롤 기지국(110), 상기 컨트롤 기지국(110)으로부터 단말기(100)의 좌표와 고유번호를 받아서 지리정보시스템으로 처리하여 단말기(100)의 위치를 표시하게 하는 관리자 서버(150)를 포함한다.
도 1 을 참조하여 상기 각 구성요소를 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 단말기(100)는 위치추적의 대상체에 해당하는 피측정 단말기로서, 컨트롤 기지국(110)에서 송신한 프리앰블신호(단말기의 고유번호를 포함하고 있음)를 수신하여 상기 프리앰블신호에 포함되어 있는 단말기 고유번호가 자신의 고유번호와 같으면 프리앰블신호(펄스) 구간중 자신에게 지정된 펄스 구간에서 미리 프로그램된 순서대로 각 트랜스폰더 기지국(120,130,140)과 컨트롤 기지국(110)으로 위치추적용 채널의 전파(자신의 고유번호를 포함하고 있음)를 송신한다.
이를 위하여, 상기 단말기(100)는 컨트롤 기지국(110)에서 송신한 프리앰블신호를 수신하기 위한 수신부, 상기 수신된 프리앰블신호에 포함되어 있는 단말기 고유번호를 자신의 고유번호와 비교하기 위한 비교부, 및 상기 두 고유번호가 같은 경우에 자신의 식별을 위한 고유번호를 포함하는 위치추적용 채널의 전파(위치추적을 위한 신호)를 송신하기 위한 송신부를 구비한다(도면에 도시되지 않음).
그리고, 상기 트랜스폰더 기지국(120)은 상기 단말기(100)에서 송신되어진 위치추적용 신호를 무지향성 안테나(전방향 안테나)(121)로 수신하여 수신된 주파수를 트랜스폰더(123)에서 다른 대역의 주파수로 변환하여 즉시 지향성 안테나(122)를 통하여 컨트롤 기지국(101)으로 송신한다.
그 외 트랜스폰더 기지국(130,140)들도 상기와 같은 동작을 한다. 다만, 단말기(100)에서 송신한 위치추적용 신호를 수신하여 컨트롤 기지국(110)으로 송신하는 과정은 프리앰블신호에 따라 미리 정해진 구간에서 각 트랜스폰더 기지국(120,130,140)이 순차적으로 동작하게 된다.
상기 컨트롤 기지국(110)은 내장하고 있는 단말기 고유번호 중 위치를 알고자하는 단말기의 고유번호를 프리앰블신호에 실어 제1 무지향성 안테나(111)를 통해 송신하여 단말기(100)를 호출하고, 상기 단말기(100)가 송신한 위치추적용 신호를 제2 무지향성 안테나(112)를 통하여 직접 수신한 후에, 이 직접 수신된 신호와 상기 단말기(100)에서 송신된 위치추적용 신호가 트랜스폰더 기지국(120)에서 주파수가 변환되어 지향성 안테나(113)를 통하여 수신된 위치추적용 신호와의 수신경로 시간차를 측정한다.
즉, 제2 무지향성 안테나(112)와 지향성 안테나(113)에서 수신되어진 위치추적용 신호는 서로 상이한 채널이므로 동시적인 시각에도 수신이 가능하다. 이처럼 본 발명에서는 측정 주파수를 서로 상이한 경로를 통과하게 하여 전파의 전달 경로차에 의한 지연시간을 직접 측정함으로써, 실시간으로 위치 추적이 가능하다.
이 때, 컨트롤 기지국(110)의 컨트롤러(114)는 상기 서로 상이한 채널을 통하여 수신되어진 두 위치추적용 신호를 같은 주파수 대역으로 조정하고, 상기 조정되어진 두 위치추적용 신호의 위상을 검출하여 먼저 도착한 신호와 후에 도착한 신호의 위상차를 알아낸 후에, 상기 알아낸 위상차와 고유번호를 메모리에 저장한다. 상기와 같은 일련의 방법으로 다른 트랜스폰더 기지국(130,140)과 순차적으로 통신하여 얻은 결과를 후술되는 상대 거리 계산 알고리즘으로 처리하여 단말기의 좌표(위치)를 획득한다.
상기와 같은 방식으로 획득한 단말기(100)의 좌표와 고유번호를 관리자 서버(150)로 전송한다.
그러면, 관리자 서버(150)는 상기 컨트롤 기지국(110)에서 보내온 단말기(100)의 좌표와 고유번호를 내장된 지리정보시스템을 이용하여 처리하여 지도상의 위치에 표시한다. 이러한 지리정보시스템은 많은 상용 제품이 나와 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다. 그리고, 관리자 서버(150)는 단말기(100)로 현재의 장소에서 임의의 특정 장소로 이동하라는 지시 메시지를 미리 정의되어진 문자, 기호, 도형 또는 음성 등의 형태로 전송하는 기능을 더 수행할 수 있다.
다음으로, 도 1 을 참조하여 상기 각 구성요소의 동작을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 컨트롤러(114)에는 위치추적을 하고자하는 단말기(100)의 고유번호가 미리 내장되어 있다.
상기 컨트롤 기지국(110)은 위치추적을 하고자하는 단말기(100)들의 고유번호를 프리앰블신호에 실어 계속해서 송신하다(101).
그러면, 상기 프리앰블신호를 수신한 단말기(100)는 수신된 고유번호와 자기 자신의 고유번호를 비교하여 같으면 위치추적용 채널의 전파를 송신한다. 즉, 단말기(100)에서는 컨트롤 기지국(110) 및 모든 트랜스폰더 기지국(120,130,140)으로 예정된 프리앰블신호가 끝날 때까지 계속해서 위치추적용 채널의 전파를 송신한다(102,104,106).
그러면, 각 트랜스폰더 기지국(120,130,140)은 단말기(100)로부터 수신한 위치추적용 신호의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 바로 컨트롤 기지국(110)으로 송신한다(103,105,107). 이 때, 각 트랜스폰더 기지국(120,130,140)은 프리앰블신호에 따라 미리 정해진 구간에서 순차적으로 수신 및 송신한다.
그러면, 컨트롤 기지국(110)은 상기 단말기(100)로부터 수신된 위치측정용 신호와 상기 각 트랜스폰더 기지국(120,130,140)으로부터 순차적으로 수신되는 위치측정용 신호의 위상차를 검출하고, 수신감도에 따라 유효하지 못한 트랜스폰더 기지국(120,130,140)의 데이터를 버리고 3개 이상의 유효한 데이터를 결정하여 저장한다. 이후, 상기 위상차를 거리로 환산한 다음에, 3개 이상의 결과 데이터와 컨트롤 기지국의 좌표 및 각 트랜스폰더 기지국의 좌표를 후술되는 상대 거리 계산 알고리즘에 적용시겨 단말기(100)의 좌표를 알아낸다.
상기 상대 거리 계산 알고리즘에서 나온 좌표 결과는 관리자 서버(150)로 고유번호와 함께 보내진다(109).
그러면, 관리자 서버(150)는 컨트롤 기지국(110)으로부터 온 단말기(100)의 고유번호와 좌표를 받아서 지리정보시스템(GPS)에 단말기(100)의 위치를 표시하고, 관리자의 지시에 따라 단말기 사용자의 위치를 임의 장소로 이동시키기 위한 조치를 취한다.
도 2 는 본 발명에 따른 컨트롤 기지국에서 단말기를 순차 호출하고, 각 트랜스폰더 기지국으로부터 데이터를 수신하는 순서 및 방식에 대한 일실시예 설명도이다.
먼저, 상기 컨트롤 기지국(110)에서는 컨트롤러(114)에 내장되어 있는 단말기의 고유번호 중에서 위치를 추적하고자 하는 단말기들의 고유번호를 프리앰블신호(200)에 실어 순차적으로 송신한다.
상기 컨트롤 기지국(110)에서 전송되어 온 프리앰블신호(200)를 수신한 제1 단말기(210)는 상기 프리앰블신호(200)에 포함되어 있는 고유번호와 자신의 고유번호를 비교하여 자기 자신의 송신순서를 확인한 후에, 일정한 시간(프리앰블신호의 일정 클럭수, 일예로 도 2 에서는 6개의 트랜스폰더가 있음으로 6클럭)만큼 위치추적용 채널의 신호(자신의 고유번호를 포함하고 있음)를 송신한다. 그 다음에 제2 단말기(220) 및 제3 단말기(230)도 상기와 같은 방식으로 자신의 송신순서를 확인한 후에 같은 방식으로 순차적으로 신호를 송신한다.
상기 단말기(210)가 송신한 위치추적용 채널의 신호를 수신한 각 트랜스폰더 기지국의 트랜스폰더(240 내지 290)는 수신한 주파수 채널과 다른 채널의 주파수로 변환하여 바로 컨트롤 기지국(110)으로 송신한다. 그 다음에 각 트랜스폰더는 제2 단말기(220) 및 제3 단말기(230)에 대해서도 동일한 방식으로 동작한다.
그리고, 컨트롤 기지국(110)은 단말기(210)로부터 위치추적용 채널의 데이터를 받으면서 동시에 각각의 트랜스폰더 기지국으로부터 오는 위치추적용 채널의 데이터를 제1 트랜스폰더(240), 제2 트랜스폰더(250), 제3 트랜스폰더(260), 제4 트랜스폰더(270), 제5 트랜스폰더(280), 제6 트랜스폰더(290)의 미리 정해진 일정한 순서로 수신한다. 이 때, 순차적으로 수신하는 방법은 스위칭을 이용하여 다수의 트랜스폰더 기지국의 데이터를 순차적으로 받는다. 그 다음에 컨트롤 기지국(110)은 제2 단말기(220) 및 제3 단말기(230)에 대해서도 동일한 방식으로 동작한다.
도 3 은 본 발명에 따른 컨트롤러의 일실시예 상세 구성도이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 단말기(310)가 컨트롤러(320) 측의 무지향성 안테나 송신부(321)를 통하여 송신된 프리앰블신호를 수신하여 자신의 송신 여부를 확인한 후에, 컨트롤러(320)와 트랜스폰더(340) 측으로 위치추적용 채널의 데이터를 송신한다(350,360).
그러면, 트랜스폰더(340)는 단말기(310)로부터 무지향성 안테나 수신부(341)를 통하여 위치추적용 채널의 데이터를 수신한다(360). 이후, 상기 트랜스폰더(340)는 단말기(310)로부터 수신한 채널의 주파수와 다른 채널의 주파수로 송신주파수를 변환하여 지향성 안테나 송신부(342)를 통하여 바로 컨트롤러(320) 측으로 위치추적용 채널의 데이터를 송신한다(370).
그러면, 컨트롤러(320)의 주파수 동기부(324)는 지향성 안테나 수신부(323)를 통하여 트랜스폰더(340) 측으로부터 수신된 주파수 대역을 무지향성 안테나 수신부(322)를 통하여 단말기(310)로부터 수신된 주파수 대역과 같게 한다. 즉, 주파수 동기부(324)에서는 트랜스폰더(340) 측으로부터 수신된 주파수 대역을 단말기(310)로부터 수신된 주파수 대역과 동일한 주파수 대역으로 변환한다.
그러면, 위상 검출부(325)는 상기 주파수 동기부(324)에서 주파수 변환된 트랜스폰더(340) 측로부터의 위치추적용 데이터와 상기 단말기(310)로부터 수신된 위치추적용 데이터에서 위상을 검출하여 각각의 송신 경로차에 비례하는 위상차(수신 지연시간)을 측정한다
상기 위상 검출부(325)에서 검출된 데이터는 A/D 변환부(326)에서 디지털 데이터로 변환되고, RSSI(수신강도레벨 인디케이터) 검출 판단부(327)에서 수신감도에 따라 유효하지 못한 데이터를 버리고, 유효한 데이터만 메모리부(328)에 단말기고유번호와 함께 저장한다. 즉, 단말기(310)로부터 수신된 데이터에서 단말기의 고유번호를 추출하여 메모리부(328)에 저장한다.
상기와 같은 과정은 트랜스폰더 기지국 수만큼 실행된다. 이 때, 유효한 데이터가 3개 이상의 트랜스폰더로부터 수신되었으면 메모리부(328)의 데이터를 거리 계산부(330)로 전달하고, 그렇기 않으면 해당 데이터들을 버리고 다른 단말기의 위치를 추적하던지 아니면 해당 단말기에 대하여 다시 위치추적을 시작한다.
그리고, 경로차거리 계산부(329)에서는 메모리부(328)에서 거리 계산부(330)로 전달되는 데이터에 경로차 거리 계산에 필요한 미리 정해진 상수를 곱하여 경로차 거리를 알아낸다. 일예로 상기에서 미리 정해진 상수는 사용중인 주파수에서 1파장의 거리를 알아낸 다음에, 이 결과를 A/D 변환부(326)에서 사용되어진 비트(bit)로 나눈 몫을 상수로 이용한다.
그리고, 거리 계산부(330)는 경로차거리 계산부(329)로부터 전달받은 3개 이상의 경로차 거리와 컨트롤 기지국의 좌표, 각 트랜스폰더 기지국의 좌표를 이용하여 후술되는 상대 거리 계산 알고리즘에 따라 단말기(310)의 좌표를 알아낸다.
도 4 는 본 발명에 따른 트랜스폰더의 일실시예 상세 구성도이다.
도 4 에 도시된 바와 같이, 무지향성 안테나(410)는 단말기로부터 송신된 위치추적용 전파를 수신하여 그 전파를 전기적인 신호로 바꾸어 저잡음 증폭기(420)로 전달하여 준다.
그러면, 저잡음 증폭기(420)는 전달받은 전기적 신호의 잡음을 억제하고 신호만을 증폭하여 중간주파수로 변환하기 위한 제1 혼합기(430)로 전달한다.
그러면, 제1 혼합기(430)에서는 높은 주파수의 반송파를 제1 국부발진기(400)로부터의 발진주파수와 혼합하여 중간주파수로 변환시킨다.
이후, 중간 주파수로 변환된 신호는 대역필터(도면에 도시되지 않음)를 통과하며, 다시 컨트롤러로 송신하기 위한 반송파를 만들기 위해 제2 혼합기(450)에서 다시 제2 국부발진기(480)의 발진주파수와 혼합된다.
여기서, 중간주파수와 반송파의 주파수가 다르기 때문에 두 신호를 격리하기 위해 아이솔레이터(440)를 사용한다.
컨트롤 기지국으로 송신하기 위해 송신단 종단의 전력 증폭기(460)에서 적절한 고주파 전력으로 신호를 증폭시키며, 이 변환된 고주파 신호를 컨트롤 기지국으로 보내기 위해 지향성 안테나(470)를 통하여 송신한다.
도 5 는 본 발명에 따른 주파수 동기부 및 위상 검출부의 일실시예 상세 구성도이다.
도 5 에 도시된 바와 같이, 지향성 안테나(500)는 트랜스폰더 측으로부터 송신된 위치추적용 전파를 수신하여 그 전파를 전기적인 신호로 바꾸어 저잡음 증폭기(520)로 전달하여 주며, 무지향성 안테나(510)는 단말기로부터 송신된 위치추적용 채널의 전파를 수신하여 그 전파를 전기적인 신호로 바꾸어 저잡음 증폭기(530)로 전달하여 준다.
그러면, 각 저잡음 증폭기(520,530)는 각각 전달받은 전기적인 신호의 잡음을 억제하고 신호만을 증폭하여 각각 혼합기(540,550)로 전달한다. 그러면, 각 혼합기(540,550)에서는 국부발진기(590)로부터의 발진주파수를 각각의 신호와 혼합하여 동일한 중간주파수(IF)로 변환한다. 그리고, 불요파나 다른 주파수의 간섭을 배제하기 위하여 중간주파 대역필터(560,570)를 삽입하여 방해신호를 충분히 감쇄하고, 방해신호가 제거된 2개의 중간주파수의 송신 경로차에서 기인한 지연시간(상대시간)을 위상 검출기(580)에서 검출한다.
도 6 은 위상 검출기의 일실시예 회로도로서, Vcc1과 Vcc2는 전압 전원, -Vcc는 역 전압, Tr1 ~ Tf6은 트랜지스터, R1 ~ R7은 저항을 각각 나타낸다.
상기 주파수 동기부(324))로부터 출력된 기준위상신호(단말기로부터 수신된 신호)와 지연경로를 거친 지연경로위상신호(트랜스폰더를 더 거친 신호)는 각기 위상 검출기(도 6 의 Tr1 ~ Tr6으로 구성)의 Tr1의 베이스 단자와 Tr5의 베이스 단자로 입력된다.
상기 위상 검출기(Tr1 ~ Tr6)의 6개의 트랜지스터는 이중 평형 변조기로 동작하며, 일정한 입력 전압으로 평형된 각기의 위상신호가 Tr1, Tr2의 페어와 Tr4, Tr5의 페어에서 정밀하게 조정되어 평형을 이루게 되면, R2에 걸리는 출력전압은 입력신호의 조그만 변화에는 응답하지 않고 일정하게 유지된다.
그리고, 입력신호의 위상이 일치할 때는 출력의 평균전압은 0V를 유지한다. 그러나, 입력전압의 위상차이가 90˚일 때, 콜렉터의 평균전압은 VOS(전원전압 = Vcc1)/4 가 된다. 그리고, 입력신호의 위상이 180˚ 차이가 날 경우에 콜렉터의 평균전압은 VOS(전원전압 = Vcc1)/2 가 된다.
상기 입력의 위상차와 출력전압은 직선적으로 변화하며, 트랜지스터의 동작 속도가 충분이 빠를 경우에 무시할 정도의 오차만 발생한다. 즉, 출력전압을 측정하면 입력의 위상차가 직접 판단된다.
도 7 은 본 발명에 따른 위치 추적 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 컨트롤러에는 위치추적을 하고자하는 단말기의 고유번호가 미리 내장되어 있으므로, 컨트롤 기지국에서는 위치추적을 하고자하는 단말기들의 고유번호를 프리앰블신호에 실어 계속해서 송신하다(701).
그러면, 상기 프리앰블신호를 수신한 단말기는 수신된 고유번호와 자기 자신의 고유번호를 비교하여 같으면 위치추적용 채널의 전파를 송신한다(702). 즉, 단말기에서는 컨트롤 기지국 및 모든 트랜스폰더 기지국으로 예정된 프리앰블신호가 끝날 때까지 계속해서 위치추적용 채널의 전파를 송신한다.
그러면, 각 트랜스폰더 기지국은 단말기로부터 수신한 위치추적용 신호의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 바로 컨트롤 기지국으로 송신한다(703). 이 때, 각 트랜스폰더 기지국은 프리앰블신호에 따라 미리 정해진 구간에서 순차적으로 수신 및 송신한다.
그러면, 컨트롤 기지국은 상기 단말기로부터 위치측정용 신호를 수신하여(704) 단말기의 고유번호를 검출한다(705). 또한, 컨트롤 기지국은 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 위치추적용 신호를 수신한다(706).
이후, 컨트롤 기지국은 상기 단말기로부터 수신된 위치측정용 신호와 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 수신되는 위치측정용 신호의 위상을 검출하여(707) 디지털 값으로 변환한다(708). 그리고, 수신감도에 따라 유효하지 못한 트랜스폰더 기지국의 데이터를 버리고 3개 이상의 유효한 데이터를 결정하여 저장한다(709). 이후, 상기 위상차를 거리로 환산한 다음에(710), 3개 이상의 결과 데이터와 컨트롤 기지국의 좌표 및 각 트랜스폰더 기지국의 좌표를 후술되는 상대 거리 계산 알고리즘에 적용시겨 단말기의 좌표를 검출한다(711).
다음으로 도 8 내지 도 17 을 참조하여 상대 거리 계산 알고리즘에 대하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.
일반적으로 정확한 위치를 산출하기 위해서는 기본적인 데이터의 정확성이 요구되나, 이론적 산출기준과 필드 환경간에 서로 맞지 않는 부분들이 상당히 많이 발생하므로, 본 발명에 따른 상대 거리 계산 알고리즘에서는 최대한 정확한 위치를 산출하기 위하여 보정 방식을 사용하였으며, 기존의 복잡한 좌표 계산방법을 간소화하였다.
본 발명에 따른 상대 거리 계산 알고리즘의 개념을 살펴보면 다음과 같다.
ㄱ. 각 기지국의 좌표를 이용해서 좌표간 거리와 기울기를 먼저 구한다.
ㄴ. 위치추적용 신호를 받아 위상 검측된 후의 거리데이터를 받는다.
ㄴ. 검출된 위상차 거리를 정렬한다.
ㄷ. 위상차 거리가 제일 짧은 것을 기준으로 3개를 정렬한다.
ㄹ. 기지국간 총거리 d와 위상차 거리 r1, r2, r3의 관계를 정의한다.
ㅁ. 기지국좌표(X, Y), 기지국간 거리(d)는 알고 있다.
ㅂ. 간단한 계산식을 이용하여 각 직선의 기울기와 수직인 직선까지의 거리를 계산한다.
ㅅ. 두 개의 직선의 교점을 좌표로 한다.
도 8 은 본 발명에 따른 위치 검출 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 3개 이상의 트랜스폰더 기지국으로부터 특정한 가공자료(위상차 거리)를 넘겨받아서 간단하면서도 효과적으로 위치확인을 할 수 있는 과정을 나타내고 있다.
먼저, 인가된 범위 안의 기지국간 거리와 위치간의 기울기를 환산한다(810).
이후, 다수의 기지국으로부터 검출된 신호를 수신하여 최적의 조건에 해당되는 3개의 기지국신호(위상차 거리)를 획득한다(820).
이후, 3개의 선택된 기지국들의 직선을 구한다(830).
이후, 기준이 되는 기지국과 나머지 두 기지국간의 직선간에 교점을 구한다(840).
이후, 교점의 좌표와 고도를 제어장치 및 이동 단말기로 전달한다(850).
상기와 같은 각 과정을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
도 9 에 도시된 바와 같이, 기지국좌표((x1,y1)....(xn , yn) )는 이미 알고 있으며, 각 기지국간 거리(d1,d2,d3...dn)를 아래의 (수학식1)을 이용하여 구하고, 각 직선의 기울기(y=ax+b)를 아래의 (수학식2)를 이용하여 구한다. 이처럼 기본적인 데이터인 기지국간 거리와 기울기를 생성한다.
그리고, 도 10 및 도 11 에 도시된 바와 같이, 다수 기지국으로부터 검출된 신호를 수신하여 우선순위로 신호(위상차 거리)가 짧은 순으로 각 쌍의 기지국들이 허용범위 오차 안에 있는 것을 선별적으로 선택한다.
도 10 은 다수 기지국으로부터 검출된 신호(위상차 거리)가 제일 짧은 순으로 3개의 기지국을 선택한 과정을 나타내는 도면으로, 점선 원안에 있는 A, B, C 기지국이 선택된다.
그리고, 도 11 에 도시된 바와 같이, 다수 기지국으로부터 검출된 신호중 C 기지국처럼 잡음 및 패이딩 현상으로 기지국간 거리오차가 있는 것은 배제하고, 각 위상차 거리가 기지국간 신호(위상차 거리)의 합과 기지국간 거리(d)와 가장 근접한 순으로 3쌍을 검출한다.
다음으로, 도 12 내지 도 16 은 선택된 3개의 기지국과 관련된 데이터를 이용하여 직선을 구하는 과정을 설명한 것이다.
도 12 는 A기지국의 신호와 B기지국의 신호를 합한 것이 기지국간 거리보다 작은 경우를 나타내며, 이 경우에는 신호가 짧은 기지국에 가중치를 주어서 아래의 (수학식 3)으로 거리를 계산하여 미지수(a)를 구하여 새로운 값 (a+r1)을 얻는다. 그리고, 아래의 (수학식 4)를 이용하여 기울기를 구하여 항상 수직으로 지나가는 하기 (수학식 5)의 미지수(C)를 구한다. 즉, A기지국의 좌표를 알고 직선까지의 거리 (a+r1)를 알고 있으므로 아래의 (수학식 6)을 이용하여 미지수(C)를 구한다.
도 13 은 A기지국의 신호와 B기지국의 신호를 합한 것이 기지국간 거리와 같은 경우를 나타내며, 이 경우에서 상기 (수학식 4)를 이용하여 기울기를 구하여 항상 수직으로 지나가는 상기 (수학식 5)의 미지수(C)를 구한다. 즉, A기지국 좌표를 알고 직선까지의 거리(r1)를 알고 있으므로 아래의 (수학식 7)을 이용하여 미지수(C)를 구한다.
도 14 는 A기지국의 신호와 B기지국의 신호차(빼기)보다는 기지국간 거리가 크고 합한 것보다는 기지국간 거리가 작은 경우를 나타내며, 이 경우에는 피타고라스의 정리에 의하여 아래의 (수학식 8)을 이용하여 a값을 얻고 상기 (수학식 4)를 이용하여 기울기를 구하여 항상 수직으로 지나가는 (수학식 5)의 미지수(C)를 구한다. 즉, A기지국 좌표를 알고 직선까지의 거리(a)를 알고 있으므로 아래의 (수학식 9)를 이용하여 미지수(C)를 구한다.
도 15 는 A기지국의 신호와 B기지국의 신호의 차(빼기)가 기지국간 거리와 같을 경우를 나타내며, 이 경우에는 상기 (수학식 4)를 이용하여 기울기를 구하여 항상 수직으로 지나가는 상기 (수학식 5)의 미지수(C)를 구한다. 즉, B기지국 좌표를 알고 직선까지의 거리(r2)를 알고 있으므로 아래의 (수학식 10)을 이용하여 미지수(C)를 구한다.
도 16 은 A기지국의 신호와 B기지국의 신호차(빼기)가 기지국간 거리보다 클 경우를 나타내며, 이 경우에는 신호가 짧은 기지국에 가중치를 주어서 아래의 (수학식 11)과 같이 거리를 계산하여 미지수(a)를 구하고 새로운 값(r1-a)을 얻는다. 그리고, 상기 (수학식 4)를 이용하여 기울기를 구하여 항상 수직으로 지나가는 상기 (수학식 5)의 미지수(C)를 구한다. 즉, A기지국 좌표를 알고 직선까지의 거리(r1-a)를 알고 있으므로 아래의 (수학식 12)를 이용하여 미지수(C)를 구한다.
도 17 은 A기지국을 기준으로 상기 도 12 내지 도 16 의 각 항에서 구해진 직선의 교점을 좌표로 생성된 것을 보여준다.
여기서, 두 직선의 방정식이 y=ax+b와 y=cx+d로 구해졌을 때, 이차방정식을이용해서 교점(X,Y)를 구한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 빠른 시간내에 정확하게 단말기의 위치를 검출할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 프리앰블신호로 동기를 걸고, 측정 주파수를 서로 상이한 경로를 통과하게 하여 전파의 전달 경로차에 의한 지연시간을 직접 측정하되 주파수 동기부에서 측정 주파수를 동일하게 설정하여 주파수의 위상을 비교함으로써 미세한 지연시간을 고정밀도로 측정하여 정밀한 위치 추적이 가능하다.
또한, 본 발명은, 간단한 상대 거리 계산 알고리즘을 사용함으로써 더욱 빠르게 위치 추적을 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 위치추적 시스템에 있어서,
    컨트롤 기지국(110)으로부터의 프리앰블신호(단말기의 고유번호를 포함하고 있음)에 상응하여 상기 컨트롤 기지국(110)과 각 트랜폰더 기지국(120,130,140)으로 위치추적용 채널의 전파(자신의 고유번호를 포함하고 있음)를 송신하는 무선송수신 단말기(100);
    이미 알려진 위치에 설치되어 피측정 단말기(100)로부터 수신된 전파의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 컨트롤 기지국(110)의 수신기로 송출하여 주는 다수의 트랜폰더 기지국(120,130,140);
    상기 복수 개의 트랜스폰더 기지국(120,130,140)과 단말기(100)의 신호를 서로 상이한 전파 경로를 통하여 동시에 수신하면서 수신된 신호의 위상차를 검출하여 상대 거리 계산 알고리즘에 따라 상기 단말기(100)의 위치좌표를 계산하는 컨트롤 기지국(110); 및
    상기 컨트롤 기지국(110)으로부터 단말기(100)의 좌표와 고유번호를 받아서 지리정보시스템으로 처리하여 단말기(100)의 위치를 표시하게 하는 관리자 서버(150)
    를 포함하는 위치추적 시스템.
  2. 위치추적 시스템에 적용되는 위치추적 방법에 있어서,
    컨트롤 기지국이 위치추적을 하고자하는 단말기들의 고유번호를 프리앰블신호에 실어 송신하는 제 1 단계;
    상기 프리앰블신호를 수신한 단말기가 수신된 고유번호와 자기 자신의 고유번호를 비교하여 같으면 위치추적용 채널의 전파를 송신하는 제 2 단계;
    각 트랜스폰더 기지국이 단말기로부터 수신한 위치추적용 신호의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 바로 컨트롤 기지국으로 송신하는 제 3 단계;
    컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 위치측정용 신호를 수신하여 단말기의 고유번호를 검출하고, 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 위치추적용 신호를 수신하는 제 4 단계; 및
    컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 수신된 위치측정용 신호와 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 수신되는 위치측정용 신호의 위상을 검출하여 디지털 값으로 변환한 후에, 수신감도에 따라 유효하지 못한 트랜스폰더 기지국의 데이터를 버리고 3개 이상의 유효한 데이터를 결정하여 저장한 다음에, 상기 위상차를 거리로 환산하여, 3개 이상의 결과 데이터와 컨트롤 기지국의 좌표 및 각 트랜스폰더 기지국의 좌표를 상대 거리 계산 알고리즘에 적용시겨 단말기의 좌표를 구하는 제 5 단계
    를 포함하는 위치추적 방법.
  3. 위치 검출 방법에 있어서,
    인가된 범위 안의 기지국간 거리와 위치간의 기울기를 구하는 제 1 단계;
    최적의 조건에 해당되는 3개의 기지국신호(위상차 거리)를 획득하는 제 2 단계;
    3개의 선택된 기지국들의 직선을 구하는 제 3 단계;
    기준이 되는 기지국과 나머지 두 기지국간의 직선간에 교점을 구하는 제 4 단계; 및
    교점의 좌표와 고도를 제어장치 및 이동 단말기로 전달하는 제 5 단계
    를 포함하는 위치 검출 방법.
  4. 프로세서를 구비한 위치추적 시스템에,
    컨트롤 기지국이 위치추적을 하고자하는 단말기들의 고유번호를 프리앰블신호에 실어 송신하는 제 1 기능;
    상기 프리앰블신호를 수신한 단말기가 수신된 고유번호와 자기 자신의 고유번호를 비교하여 같으면 위치추적용 채널의 전파를 송신하는 제 2 기능;
    각 트랜스폰더 기지국이 단말기로부터 수신한 위치추적용 신호의 주파수를 다른 대역의 주파수로 변환하여 바로 컨트롤 기지국으로 송신하는 제 3 기능;
    컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 위치측정용 신호를 수신하여 단말기의 고유번호를 검출하고, 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 위치추적용신호를 수신하는 제 4 기능; 및
    컨트롤 기지국이 상기 단말기로부터 수신된 위치측정용 신호와 상기 각 트랜스폰더 기지국으로부터 순차적으로 수신되는 위치측정용 신호의 위상을 검출하여 디지털 값으로 변환한 후에, 수신감도에 따라 유효하지 못한 트랜스폰더 기지국의 데이터를 버리고 3개 이상의 유효한 데이터를 결정하여 저장한 다음에, 상기 위상차를 거리로 환산하여, 3개 이상의 결과 데이터와 컨트롤 기지국의 좌표 및 각 트랜스폰더 기지국의 좌표를 상대 거리 계산 알고리즘에 적용시겨 단말기의 좌표를 구하는 제 5 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  5. 프로세서를 구비한 거리 계산 장치에,
    인가된 범위 안의 기지국간 거리와 위치간의 기울기를 구하는 제 1 기능;
    최적의 조건에 해당되는 3개의 기지국신호(위상차 거리)를 획득하는 제 2 기능;
    3개의 선택된 기지국들의 직선을 구하는 제 3 기능;
    기준이 되는 기지국과 나머지 두 기지국간의 직선간에 교점을 구하는 제 4 기능; 및
    교점의 좌표와 고도를 제어장치 및 이동 단말기로 전달하는 제 5 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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