KR20040069230A - 이동통신 단말기 위치의 결정 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동통신 단말기 위치의 결정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 이동 통신망 기반의 위치 결정 시스템에 있어서 중계기에 의한 거리 오차의 영향을 보정하여 이를 최소화하기 위한 이동통신 단말기 위치의 결정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 GPS 위성을 이용한 위치 결정 방식과 이동 통신망을 이용한 이동 통신망 기반의 위치 결정 방식을 혼합한 하이브리드 방식의 위치 결정 시스템에 있어서, GPS 기반의 위치 데이터를 이용하여 이동 통신망 기반의 중계기 관련 지연시간에 대한 데이터베이스를 최적화하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

Description

이동통신 단말기 위치의 결정 방법 및 시스템{POSITION DETERMINATION METHOD AND SYSTEM OF WIRELESS COMMUNICATION EQUIPMENT}
본 발명은 이동통신 단말기 위치의 결정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 이동 통신망 기반의 위치 결정 시스템에 있어서 중계기에 의한 거리 오차의 영향을 보정하여 이를 최소화하기 위한 이동통신 단말기 위치의 결정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 GPS 위성을 이용한 위치 결정 방식과 이동 통신망 기반의 위치 결정 방식을 혼합한 하이브리드 방식의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템에있어서, GPS 기반의 위치 결정 결과를 이용하여 이동 통신망 기반의 중계기 관련 지연시간에 대한 데이터베이스를 지속적으로 최적화하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래의 이동통신 단말기의 위치 추적 방법인 GPS 위성을 이용한 위치 추적 시스템은 단말기가 GPS 신호를 수신함에 있어서 장애물이 없을 때, 즉 GPS 위성과 이동통신 단말기 사이가 LOS(Line of Sight) 상태일 때는 정확한 위치 추적이 가능하지만, 이동통신 단말기가 빌딩들이 즐비한 도심지역의 빌딩 숲 사이나, 숲 속, 또는 건물의 실내에 있을 경우에는 수신할 수 있는 GPS 신호가 아주 미약하기 때문에 GPS 수신기를 이용한 단말기의 위치 추적에는 많은 어려움이 있다.
반면에, 종래의 이동 통신망 기반의 위치 결정 방법에 의한 이동통신 단말기의 위치 추적 시스템은 GPS 위치 추적 시스템과는 달리 이동통신 단말기가 위치한 지역의 환경과 상관없이 이동통신 단말기의 위치를 추적할 수 있는 장점이 있지만, GPS 방식보다는 정확도가 떨어지는 단점이 있다.
또한, 종래의 이동 통신망 기반의 위치 추적 시스템은 기지국과 단말기 사이의 파일럿 신호의 전파지연시간을 이용한 이동통신 단말기의 위치 계산에 있어서 상기 파일럿 신호가 중계기를 통해 전송되는 경우에 상기 중계기에 의한 전파지연시간을 실제 위치 계산에 반영하지 못하는 관계로 이동통신 단말기의 위치 계산에 많은 오차가 발생되는 문제점이 있다.
즉, 종래의 이동 통신망 환경에서는 중계기가 설치되어 있는 음영지역에서의 이동통신 단말기의 위치 추적에 있어서도 중계기에 의한 전파지연시간을 고려하지않고 위치 계산을 수행함으로써 전파지연시간을 위치 측정의 기본 수단으로 하는 이동 통신망 기반의 위치 결정 기술(AFLT, TDOA, OTDOA, EOTD 등)이 의도하는 정확도를 충분히 만족시키지 못하는 문제점이 있다.
따라서 최근에는 중계기의 영향으로 인한 이동통신 단말기의 위치 계산 오차의 문제를 해결하기 위한 다양한 방법이 제시되고 있다.
이러한 방법 중 하나는 이동 통신망의 중계기에 하드웨어적인 장치를 추가하여 중계기에 의한 전파지연시간을 보정하는 방법이다. 하지만, 이러한 시스템의 구축은 이동 통신망에 설치되어 있는 수많은 중계기마다 추가적인 장비를 설치해야만 하는 번거로움과 이에 따른 막대한 비용의 증가로 인하여 상용화에 많은 문제점을 안고 있다.
또 다른 방법으로는 중계기에 의한 전파지연시간의 영향을 감소시키기 위해 중계기에 식별번호를 부여하는 별도의 장치를 추가하거나, 기지국과 단말기간의 신호 내에 중계기에 관한 별도의 메시지를 추가하는 등 종래의 국제표준 규격을 변경하는 방법도 제시되고 있지만, 이러한 방법 역시 전체 시스템 변경에 관한 문제로서 막대한 추가 투자와 운영상의 추가적인 비용이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 이동 통신망에서 이동통신 단말기의 위치추적 시 중계기에 의한 영향으로 발생되는 과도한 위치 오차 범위를 보정함으로서 위치 추적의 정확도를 향상시키기 위한 이동통신 단말기의 위치 결정 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 GPS 기반 위치 결정 방법과 이동 통신망 기반의 위치 결정 방법을 결합한 하이브리드 방식의 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템에서, GPS 기반의 위치 결정 방법으로 획득한 데이터를 이용하여 이동 통신망 기반의 위치 결정 방식에 이용되는 중계기 관련 지연시간 데이터베이스를 지속적으로 최적화하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 이동통신 단말기 위치결정의 시스템에 대한 구성도.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 결정부의 블록도.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따라 중계기 관련 지연시간의 보정 방법에 대한 순서도.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 관련 지연시간 데이터베이스의 최적화 방법에 대한 순서도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 중계기가 포함된 이동 통신망에서 수신 신호의 전파지연시간을 이용하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법에 있어서,
(a) 상기 이동통신 단말기가 각 기지국 신호 데이터를 수신한 후 위치오차 보정부의 수신부로 상기 신호 데이터를 송신하는 단계;
(b) 상기 위치오차 보정부의 수신부가 상기 각 수신 신호의 전파지연시간을 획득하고, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스를 검색하여 상기 수신 신호에 관계된 기지국의 표준지연시간을 결정하는 단계;
(c) 상기 위치오차 보정부의 제어부가 상기 수신부로부터 전송받은 상기 수신 신호의 전파지연시간 값과 표준지연시간 값을 비교하여 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하는 단계;
(d) 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호라고 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에서 중계기 정보를 검색하여 관련 중계기의 위치 및 중계기 관련 지연시간을 결정한 후 모기지국의 위치를 상기 중계기 위치로 치환하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하는 단계; 및
(e) 상기 위치오차 보정부의 송신부가 보정된 상기 수신 신호의 전파지연시간 값을 위치 계산부로 송신하고, 상기 위치 계산부는 각 기지국의 전파지연시간 값과 위치정보 값을 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 GPS 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템과 이동 통신망 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템이 결합된 하이브리드 시스템에서의 이동통신 단말기 위치 결정 방법에 있어서,
(a) 상기 이동통신 단말기가 각 GPS 신호 데이터를 수신하여 위치 계산부로 송신하는 단계;
(b) 상기 수신된 GPS 신호만으로는 상기 위치 계산부에서 이동통신 단말기의 위치를 결정할 수 없는 경우, 위치오차 보정부가 상기 이동통신 단말기로부터 상기 이동 통신망 기반의 각 기지국 신호 데이터를 수신하는 단계;
(c) 상기 신호 데이터를 수신한 위치오차 보정부는 데이터베이스에 저장되어 있는 해당 기지국의 표준지연시간 값과 상기 수신 신호의 전파지연시간 값을 비교하여 수신 신호의 중계기 통과 여부를 판별하고, 중계기를 통과한 신호인 경우 모기지국의 위치를 중계기 위치로 치환하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하고 상기 위치 계산부로 상기 보정된 전파지연시간 값을 송신하는 단계; 및
(d) 상기 위치 계산부가 상기 (a) 단계에서 수신된 GPS 신호 데이터와 (c) 단계에서 보정된 전파지연시간 값으로 상기 이동통신 단말기의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 GPS 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템과 중계기가 포함된 이동 통신망 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템이 결합된 하이브리드 시스템에서 위치오차 보정부의 데이터베이스에 저장되어 있는 중계기 관련 지연시간 정보를 자기 진단하여 최적화하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법에 있어서,
(a) 상기 이동통신 단말기가 GPS 신호 데이터와 각 기지국 신호 데이터를 수신한 후 상기 위치오차 보정부의 수신부로 상기 신호 데이터를 전송하는 단계;
(b) 상기 수신 신호가 GPS 신호인 경우, 위치 계산부에서 GPS 위치 결정 방식으로 이동통신 단말기의 위치(X)를 결정하는 단계;
(c) 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 기지국 신호인 경우, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스를 검색하여 중계기 관련 지연시간(d)을 결정하고 모기지국의 위치를 중계기 위치로 치환하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하고, 상기 보정된 전파지연시간을 이용하여 이동 통신망 기반의 위치 결정 방식으로 이동통신 단말기의 위치(Y)를 결정하는 단계;
(d) 상기 이동통신 단말기의 위치(X)와 이동통신 단말기의 위치(Y)를 비교하여 그 차이 값이 사용자 설정 범위를 벗어나는 경우, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스에 저장되어 있는 중계기 관련 지연시간(d)을 보정변수(α)로 보정하는 단계;
(e) 상기 보정된 중계기 관련 지연시간을 이용하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 새로 획득한 후, 이를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치(Y)를 새로결정하는 단계;
(f) 상기 이동통신 단말기의 위치 정보 (X) 와 (Y) 의 차이값이 사용자 설정 범위를 만족할 때까지 상기 (d) 내지 (e) 단계를 반복하는 단계; 및
(g) 상기 사용자 설정 범위를 만족하는 경우, 새롭게 최적화된 중계기 관련 지연시간을 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 이동통신 단말기와 신호를 송수신하는 다수의 기지국, 중계기, 기지국 제어기(BSC: Base Station Controller), 교환기(MSC: Mobile Switching Center), 및 위치 결정부를 포함하는 이동 통신망에서의 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템에 있어서,
상기 위치 결정부는 위치오차 보정부와 위치 계산부를 포함하며,
상기 위치오차 보정부는
상기 이동통신 단말기가 송신한 기지국 신호 데이터를 수신하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 획득하고, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스를 검색하여 상기 수신 신호에 관계된 기지국의 표준지연시간을 결정하는 수신부;
상기 중계기 관련 정보 및 기지국 정보가 함께 저장되는 데이터베이스;
상기 기지국의 표준지연시간과 상기 수신 신호의 전파지연시간을 비교하여 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하는 수단과, 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호로 판단된 경우 상기 데이터베이스의 중계기 관련 정보를 검색하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정할 중계기 관련 지연시간을결정하는 수단, 상기 수신 신호의 모기지국의 위치를 중계기 위치로 치환하는 수단, 및 상기 수신 신호의 전파지연시간에 상기 중계기 관련 시간지연 값을 감산하여 새로운 전파지연시간 값을 획득하는 보정 수단을 포함하는 제어부; 및
상기 보정된 수신 신호의 전파지연시간 값을 상기 위치 계산부로 전송하는 송신부를 포함하고,
상기 위치 계산부는
상기 보정된 수신 신호의 전파지연시간 값을 이용하여 삼각측량 (Trilateration)의 원리에 의한 위치 결정 과정을 수행하여 이동통신 단말기의 위치 좌표 값을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 이동통신 단말기 위치결정의 시스템에 대한 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템은 주 기지국(BS0 ; 100), 다수의 인접 기지국(BS1, BS2 ; 101), 중계기(RE: Repeater Enhancer ; 130), 기지국 제어기(BSC: Base Station Controller ; 102), 교환기(MSC: Mobile Switching Center ; 103), 위치 결정부(150), 및 이동통신 단말기(140)로 구성된다.
또한, 본 발명에 따른 GPS 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템과 중계기가 포함된 이동 통신망 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템이 결합된 하이브리드 시스템에서는 다수의 GPS 인공위성(105)을 더 포함하고, 상기 이동통신 단말기(140)에는 GPS 신호 수신을 위한 별도의 GPS 수신 장치가 내장되어야 한다. 본 발명에서 언급되는 GPS 방식을 이용한 위치 결정기술은 국제표준규격 IS-801-1 등과 같은 규격에 정의된 메시지에 의하여 신호처리 과정을 수행하는 공지된 기술로서, 본 발명에서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1 에서는 종래의 이동 통신망 기반의 위치 결정 방식과 GPS 기반의 위치 결정 방식을 모두 나타내고 있지만, 구체적인 실시예에 따라서는 상기의 방식 중 어느 한가지만을 사용하는 방식도 가능하고 혼합하여 사용하는 방식도 가능하다.
도 1 에 도시된 상기 각 구성요소들 중 본 발명의 특징적 구성 요소인 위치 결정부를 제외한 나머지 구성요소에 대한 일반적인 기능은 이미 공지된 것이므로, 이에 대한 설명은 이하에서 간략하게 설명하거나 생략하기로 한다.
도 1 을 참조하여 우선 이동 통신망을 기반으로 한 이동통신 단말기의 위치 추적 시스템을 살펴보면, 상기 이동통신 단말기(140)는 주변에 위치하는 다수개의 기지국(BS0 내지 BS2 ; 100, 101) 및 중계기(RE0 내지 RE4 ; 130)로부터 전송된 신호를 획득하고 각 기지국 및 중계기로부터의 신호를 현재 단말기와 통신 중인 주 기지국(BS0 ; 100)으로 전송한다.
기지국 제어기(102)는 상기 다수개의 기지국(100, 101) 및 중계기(130)를 관리하고 이동 통신망 교환기(103)는 다른 유/무선 이동 통신망과의 연결을 담당하고 음성 및 데이터 송/수신을 수행한다.
이동 통신망을 통하여 수신된 각 기지국(100, 101) 및 중계기(130)로부터의 신호는 본 발명의 위치 결정부(150)로 전송되어 중계기(130)로 인하여 발생하는 전파지연시간의 보정 과정 및 중계기와 기지국 위치의 치환과정을 거쳐 단말기의 정확한 위치 결정을 수행하게 된다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 결정부의 구성도로서, 상기 위치 결정부(150)는 위치오차 보정부(160)와 위치 계산부(170)로 구성된다.
상기 위치오차 보정부(160)는 송신부(201), 수신부(200), 데이터베이스 (203), 제어부(202)를 포함한다.
수신부(200)는 이동통신 단말기(140)가 수신한 중계기(130)를 통과한 신호 데이터 및 중계기(130)를 통과하지 않은 각 기지국 신호 데이터를 이동 통신망을 통하여 수신하고 상기 수신된 신호의 전파지연시간을 획득한다. 또한, 수신부(200)는 데이터베이스(203)에 저장된 중계기 및 기지국 정보를 근거로 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하기 위한 표준지연시간 값을 결정한다.
이때 상기 단말기가 수신한 각 기지국의 정보인 SID(System IDentity), NID(Network IDentity), 및 PN Offset 혹은 기지국 ID 값은 표준 시간지연 값을 결정하는 중요한 정보가 된다.
상기 표준지연시간 값을 결정하는 과정을 간략히 살펴보면, 우선 각 기지국으로부터 이동 통신망을 통해 수신한 신호 데이터 중 SID, NID, PN Offset 혹은 기지국 ID 등의 기지국 정보가 상기 위치오차 보정부의 수신부(200)에 전송되면 상기수신부(200)는 기지국 정보가 저장되어 있는 데이터베이스(203)를 검색하여 상기 단말기가 위치하는 해당지역 기지국의 셀 반경 값을 탐색한 후 그 해당지역의 셀 반경 값을 광속으로 나눈 시간 값으로 표준지연시간 값을 결정하게 된다. 표준지연시간 값을 결정하는 과정은 이하에서 다시 구체적으로 설명한다.
데이터베이스(203)에는 음영지역에 설치되어 있는 중계기(130)에 대한 정보(중계기 위치, 중계기 자체의 전파지연시간 및 전송선로 지연 값 등) 및 기지국 정보(기지국 위치정보, 기지국 자체의 전파지연시간(안테나와 기지국 RF단의 TX 발신부 사이의 Delay 등))가 함께 저장된다.
제어부(202)는 상기 획득한 수신 신호의 전파지연시간을 표준지연시간 값과 비교하여 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 아닌지를 판단하고, 중계기를 통과한 것으로 판단되는 경우에는 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정할 중계기 관련 시간지연 값을 결정한 후 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하고 모지기국의 위치를 중계기의 위치로 치환하여 송신부(201)를 통하여 위치 계산부(170)로 상기 보정된 전파지연시간 값을 송신한다.
위치 계산부(170)는 중계기를 통과한 신호의 상기 보정된 전파지연시간 값과 중계기를 통과하지 않고 수신된 기지국 신호의 전파지연시간 값을 이용하여 종래의 공지된 다양한 위치 결정 방식에 의하여 이동통신 단말기의 (X,Y.Z) 좌표값 즉, 위도(Latitude), 경도(Longitude) 및 고도(Altitude) 값을 결정한다.
위치 계산부(170)에서 결정된 위치추적 단말기의 (X,Y.Z) 좌표 값은 이동 통신망을 통하거나 인터넷 등의 IP 망을 통해 서비스노드 이동위치센터(MPC: MobilePositioning Center)을 거쳐 단말기의 위치 추적을 요청한 서비스 요청자에 전송된다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기 위치 계산부(170)는 상기 위치 결정부(150)와 분리되어 상기 이동통신 단말기에 내장됨으로써 상기 이동통신 단말기 내에서 위치가 계산되는 방식도 가능하다.
본 발명이 해결하고자 하는 문제점인 중계기(Repeater Enhancer)에 의한 시간지연(중계기 자체 지연 값 및 전송선로 지연 값)을 유발시키는 원인을 이해하기 위해서 중계기의 구조 및 작동 환경을 간략히 살펴본다.
먼저 중계기는 기지국과 유선으로 연결이 되어있고, 기지국에서 중계기까지의 선로상의 지연시간은 일반적으로 무선 환경의 전파의 지연시간에 비해 무시할 정도로 상대적으로 작은 값이기는 하지만, 실시예에 따라서는 중계기 자체의 지연시간과 비교해 무시할 수 없을 정도로 큰 경우도 있을 수 있다.
통상적으로 중계기에 많이 쓰이는 표면탄성파필터(SAW Filter)의 경우 4.7usec/km, 광 선로의 경우는 1.7usec/km 의 지연 특성을 갖고 있다. 따라서 선로상의 지연시간은 종종 무시되지만 광 선로의 길이가 3km 을 넘게 되면 선로에 의한 지연 값이 중계기 내부의 지연 값보다 커질 수도 있다.
중계기는 통상적으로 수신부, 안테나, 감쇄되어진 신호를 증폭 시켜주기 위한 증폭기, 및 표면탄성파 필터를 포함한다. 따라서 중계기는 기지국의 신호를 증폭시켜 중계하는 과정에서 각 구성요소의 지연 특성에 따라 결정되는 중계기 자체 지연 값을 가지게 마련이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 중계기 관련 지연시간의 보상 방법에 대한 순서도로서, 위치오차 보정부가 중계기에 의한 전파지연시간을 보정하여 정확한 단말기의 위치를 계산하는 과정을 나타내고 있다.
단계 301 에서 이동통신 단말기가 각 기지국 신호를 수신하여 수신된 정보를 현재 단말기와 통신 중인 주 기지국(100)을 통하여 위치오차 보정부(160)의 수신부(200)로 전송한다. 상기 수신 신호에는 각 기지국의 SID(System IDentity), NID(Network IDentity), PN Offset 혹은 기지국 ID 및 각 신호의 전송 시간 지연 값(Pseudo Range)의 결정에 필요한 다양한 정보가 포함될 수 있다.
단계 302 및 단계 303에서, 각 기지국 신호의 전파지연시간 값을 획득한 위치오차 보정부의 수신부(200)는 데이터베이스(203)내에 저장되어 있는 기지국 정보를 검색하여 해당 기지국의 셀 반경 값을 결정하고 해당 표준지연시간을 계산한다. 상기 데이터베이스(203)내의 기지국 정보에는 단말기가 위치한 해당 지역 기지국의 셀 반경 값이 저장되어 있다.
예를 들어, 데이터베이스(203) 내의 기지국 정보에 단말기가 위치하는 해당지역의 기지국 셀 반경 값이 R = 1 km 라고 설정되어 있다면 다음과 같은 계산식으로 표준지연시간 값을 얻을 수 있다.
표준지연시간 값 = (R: 셀 반경 값) / (광속 C=3 x 108m/s)
따라서 표준지연시간 값은 1000m / (3 x 108m/s) = 3.3us 으로 결정한다.
단계 304 에서, 상기 위치오차 보정부의 제어부(202)는 상기 결정된 표준지연시간 값과 수신 신호의 전파지연시간 값을 비교하여 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단한다.
예를 들어, 도 1 에 도시된 Case 1 경로를 참고하여 설명하면, 즉 기지국(BS0 ; 100)과 단말기 (MS ; 140)사이에 하나의 중계기(RE4) 가 설치되어 있는 경우에 기지국과 단말기 사이의 시간지연 값, 즉 기지국(BS1)과 단말기 사이의 시간지연 값(BS1-MS)이 2us, 기지국(BS2)과 단말기 사이의 시간지연 값(BS2-MS)이 3us, 기지국(BS0)과 단말기 사이의 시간 지연 값(BS0-MS)이 7us 이라고 가정하고 각 기지국의 표준지연시간 값을 3.3us라고 가정하면, BS1-MS 및 BS2-MS 는 상기 단계 303 에서 획득한 표준지연시간 값보다 작으므로 중계기를 거치지 않는 기지국의 신호라고 판단하고, BS0-MS는 표준지연시간 값보다 크므로 중계기를 통과한 신호라고 판단한다.
BS0-MS사이의 시간지연 값이 중계기를 통과한 신호라고 판단되는 경우, 상기 제어부(202)에서는 데이터베이스(203)에서 중계기 관련 정보를 탐색하여 획득한 중계기 관련 지연 값(중계기(RE4) 자체 지연 값 4.7us, BS0-RE4 전송선로 지연 값 1us)으로부터 BS0-RE4 경로사이의 시간지연 값을 5.7us (= 4.7us + 1us) 라고 결정할 수 있다.
이와 같이 결정된 중계기에 의한 지연시간 값 5.7us를 7us(BS0-MS사이의 수신 신호 전파지연시간 값)에서 빼준(-) 보정된 전파지연시간 값 1.3us와, BS1-MS사이의 전파지연시간 값 2us, BS2-MS사이의 전파지연시간 값 3us를 이동 통신망 기반의 위치 결정 알고리즘이 저장되어 있는 위치 계산부(170)로 송신하여 정확한 위치를 계산하게 된다.
다른 실시예로서 도 1 에 도시된 Case 2 를 참조하여 설명하면, 즉 기지국(BS0; 101)과 단말기(MS; 140) 사이에 설치되어 있는 두개의 중계기(RE0, RE1)가 직렬 형태로 연결되어 있는 경우에 단말기가 이동 통신망을 통하여 보고한 각 기지국과 단말기 사이의 시간지연 값, 즉 BS1 기지국과 단말기 사이의 전파지연시간 값(BS1-MS)이 2us, BS2 기지국과 단말기 사이의 전파지연시간 값(BS2-MS)이 3us, BS0 기지국과 단말기 사이의 전파지연시간 값(BS0-MS)이 14us 이라고 가정하고 각 기지국의 표준지연시간 값을 3.3us라고 가정하면, BS1-MS 및 BS2-MS 는 상기 단계 303 에서 획득한 표준지연시간 값보다 작으므로 중계기를 거치지 않는 기지국의 신호라고 판단하고, BS0-MS는 표준지연시간 값보다 크므로 중계기를 통과한 신호라고 판단한다.
또한, 단계 304 는 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호로 판단되는 경우, 상기 수신 신호의 전파지연시간이 상기 표준지연시간을 초과하는 정도에 따라 하나의 중계기를 통과한 신호인지 다수의 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함한다.
단계 304 에서 상기 위치오차 보정부의 제어부(202)가 상기 수신 신호 중 중계기를 통과하지 않은 신호로 판단한 수신 신호의 경우에 있어서는 해당 기지국의 위치가 상기 전파지연시간 값의 보정 과정 없이 획득된다.
단계 304 에서 상기 위치오차 보정부의 제어부(202)가 상기 수신 신호 중 중계기를 통과한 신호로 판단한 수신 신호의 경우에 있어서는 상기 데이터베이스(203) 내의 중계기 정보를 검색하여 중계기의 위치 및 중계기 자체의 시간지연 값과 전송선로에 의한 시간지연 값을 결정(단계 306)하고, 모기지국의 위치를 중계기 위치로 치환(단계 307)한 후, 수신 신호의 전파지연시간 값을 보정한다(단계 308).
상기 데이터베이스(203) 내에 저장되는 중계기 정보는 중계기의 위치, 중계기관련 시간지연값(중계기 자체의 시간지연 값, 전송선로 지연 값(기지국-중계기, 중계기-중계기))을 포함한다.
예를 들어, BS0-MS 사이의 시간지연 값이 중계기를 통과한 신호라고 판단되는 경우, 제어부(202)에서는 중계기 관련 정보를 검색하여 두개의 중계기 관련 지연 값, 즉 중계기(RE0) 자체 지연 값 4.7us, 전송선로(BS0-RE0) 지연 값 1us, 중계기(RE1) 자체 지연 값 5us, 전송선로(RE0-RE1) 지연 값 1.5us 을 획득하여 경로(BS0-RE0-RE1) 사이의 총 시간지연 값으로 12.2us (= 4.7us + 1us + 5us + 1.5us)을 결정한다.
이렇게 결정된 중계기에 의한 지연시간 값 12.2us 을 BS0-MS 사이의 전파지연시간 값(14us)에서 빼준(-) 보정된 전파지연시간 값 1.8us와, BS1-MS 사이의 전파지연시간 값 2us, BS2-MS사이의 전파지연시간 값 3us 을 이동 통신망 기반의 위치 결정 알고리즘이 저장되어 있는 위치 계산부(170)로 전송한다.
본 발명의 또 다른 실시예를 도 1의 Case 3 경로를 참조하여 설명하면, 즉 중계기가 직렬 형태가 아닌 각각의 중계기(RE2, RE3)를 통과한 기지국(BS0) 신호를 단말기가 감지했을 경우로써, 기지국(BS0)과 각 중계기(RE2, RE3) 사이의 전송선로 지연시간 차이가 거의 나지 않는 경우이다. 참고로 이 경우는 하나의 중계기가커버하는 지역에 또 다른 중계기가 설치되어 있어서 바람직하지 않는 경우이다.
즉, 각 기지국과 단말기 사이의 시간지연 값 즉, 기지국(BS1)과 단말기(140) 사이의 시간지연 값(BS1-MS)이 2us, 기지국(BS2)과 단말기(140) 사이의 시간지연 값(BS2-MS)이 3us, 기지국(BS0)과 단말기(140) 사이의 시간 지연 값(BS0-MS)이 각각 8us, 12us 이라고 가정하고 각 기지국의 표준지연시간 값을 3.3us라고 가정하면, BS1-MS 사이에서 수신된 신호 및 BS2-MS 사이에서 수신된 신호는 단계 304 에서 획득한 표준지연시간 값보다 작으므로 중계기를 거치지 않는 기지국의 신호라고 판단하고, BS0-MS 사이에서 수신된 신호는 상기 표준지연시간 값보다 크므로 중계기를 통과한 신호라고 판단한다.
이때는 중계기를 통과한 신호가 2 개이므로 이 신호들 중 어떤 신호가 어느 중계기를 통과한 것인지를 구분할 수 있어야 한다. 이를 위해서는 기지국(BS0)으로부터 각 중계기(RE2, RE3) 사이의 전송선로 지연시간 값으로 중계기를 구분하는 것이 바람직하다. 각 중계기 자체 지연 값이 별로 차이가 나지 않고, 두 중계기와 단말기 사이의 무선 전파지연시간이 거의 비슷하기 때문이다. 따라서 기지국(BS0)과 각 중계기 사이의 전송선로 지연시간 값을 현저히 구분하기 위해서, 기지국의 신호를 전송 받는 중계기의 수신부에 이미 설정된 시간지연 값을 가지고 있는 지연소자(180)를 설치하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 중계기(RE3)에 4us의 시간지연 값을 가지는 지연소자(180)가 설치되어 있고, 기지국(BS0)과 중계기(RE2) 사이의 전송선로 지연시간이 2us 라고 하면(데이터베이스(203)를 탐색한 후 결정된 값), 기지국(BS0)과 중계기(RE3) 사이의전송선로 지연시간 값은 6us(데이터베이스(203)를 탐색한 후 결정된 값)가 될 것이다.
따라서 BS0-MS 사이의 전파지연시간 값 8us 는 중계기(RE2)를 통과한 신호라고 판단하고, BS0-MS 사이의 전파지연시간 값 12us 는 중계기(RE3)를 통과한 신호라고 판단하게 된다.
상기 제어부(202)에서는 데이터베이스(203) 내의 중계기 관련 정보를 검색하여 획득한 중계기(RE2) 관련 지연 값(중계기(RE2) 자체 지연 값 4.7us, BS0-RE2 사이의 지연 값 2us)으로부터 BS0-RE2 경로 사이의 시간지연 값을 6.7 (= 4.7 + 2)us 라고 결정할 수 있다.
또한, 중계기(RE3) 관련 지연 값(중계기(RE2) 자체 지연 값 4.8us, BS0-RE2 사이의 지연 값 6us)으로부터 BS0-RE3 경로 사이의 시간지연 값을 10.8us (= 4.8us + 6us) 라고 결정할 수 있다.
이렇게 결정된 중계기(RE2) 관련 지연시간 값 6.7us 을 8us(BS0-MS사이의 전파지연시간 값)에서 빼준(-) 보정된 전파지연시간 값 1.3us, 중계기(RE3) 관련 지연시간 값 10.8us 을 12us(BS0-MS사이의 전파지연시간 값)에서 빼준(-) 보정된 전파지연시간 값 1.2us, BS1-MS 사이의 전파지연시간 값 2us, 및 BS2-MS 사이의 전파지연시간 값 3us 을 이동 통신망 기반의 위치 결정 알고리즘이 저장되어 있는 위치 계산부(170)로 송신한다. 또한, 모기지국(BS0)의 위치를 중계기(RE2, RE3)의 위치로 치환한 값을 위치 계산부(170)으로 송신한다.
이때, 상기 2개의 중계기(RE2, RE3)를 통과한 보정된 신호 중에서 일부만을위치 계산부(170)로 송신할 수 있다.
단계 309 에서 상기 수신된 각각의 신호를 순차적으로 처리하여 모든 신호의 처리과정이 수행되어지면 단계 308 에서 보정된 중계기의 위치 값과 인접 기지국의 위치 값을 이용하여 위치 계산부(170)에서는 각 기지국에서 단말기까지의 전파지연시간 값을 이용한 이동 통신망 기반의 위치 결정기술(삼각측량법)을 이용하여 단말기의 정확한 위치를 결정한다.
본 발명의 다른 실시예로서, 본 발명은 GPS 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템과 이동 통신망 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템이 결합된 하이브리드 시스템에서의 이동통신 단말기 위치 결정 방법을 제공한다.
상기 방법은 우선 상기 이동통신 단말기가 각 GPS 신호 데이터를 수신하여 위치 계산부로 송신한 후 상기 수신된 GPS 신호만으로는 상기 위치 계산부에서 이동통신 단말기의 위치를 결정할 수 없는 경우, 상기 이동통신 단말기가 상기 이동 통신망 기반의 각 기지국 신호 데이터를 수신하여 상기 GPS 신호와 통신망 기반의 기지국 신호를 모두 사용하여 위치 계산을 수행하게 된다.
이러한 방법은 통신망 기반의 신호의 정확성보다 정확한 GPS 수신 신호를 최대한 활용함으로써 보다 정확한 위치 결정을 수행할 수 있다.
상기 방법에 있어서도 중계기 관련 지연시간 보정은 앞서 살펴본 바와 동일한 방법으로 전파지연시간의 보정 과정을 거치게 된다. 여기에서는 설명의 중복을 피하기 위해 생략하기로 한다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예로서 GPS 기반 위치 결정기술과 이동 통신망기반의 위치 결정기술을 함께 이용하는 하이브리드 방식의 위치 결정 시스템에서 중계기 관련 지연시간 보정 값의 최적화 과정을 나타내고 있다.
도 4 는 도 3 의 과정에서 나타날 수 있는 중계기 관련 시간지연 값의 불확실성(예를 들면, 중계기 DB 입력에러, 잦은 중계기의 교체, Cell Plan 변경 등으로 인한 시간지연 값 d 의 에러 오차)을 최소화하기 위해, 자기 진단 및 최적화 과정 (Self-Diagnosis & Optimization)을 수행함으로써 시간이 지남에 따라 점점 보다 정확한 중계기의 시간지연 값을 얻는 과정을 나타낸다.
일반적으로 GPS 방식의 위치 결정 과정을 통해 얻은 단말기의 위치는 이동 통신망 기반의 위치 결정방식을 이용하여 얻은 단말기의 위치에 비해 상대적으로 단말기의 실제 위치(True Position 혹은 Reference Position)에 가깝다고 할 수 있으므로(실제로 미국의 경우 FCC 의 E911 mandate에서, 67%, 95%의 확률로 GPS기반 기술의 경우, 위치오차가 50m/150m, 이동 통신망 기반 기술의 경우 150m/300m 을 초과하지 않도록 규정하고 있다) 이를 이용하여 지연시간 값 d를 보정하기 위한 보정변수 α를 최적화 할 수 있게 된다.
즉, GPS 방식을 이용하여 얻은 단말기의 위치를 기준 좌표 값(True Position 혹은 Reference Position)으로 생각하여 이동 통신망 기반 방식을 이용하여 얻은 위치와의 비교를 통해 오차를 보정하는 방식이다.
단말기의 위치 결정에 필요한 개수의 GPS 위성신호가 수신되는 상황 하에서 도 3 의 과정을 동시에 처리하여, 데이터베이스(203)의 중계기 혹은 기지국 관련 지연시간 값을 최적화하는 과정으로써 신호처리 과정은 다음과 같다.
단계 401 및 단계 402 에서 단말기가 각 기지국신호를 수신하여 얻은 정보(SID(System IDentity), NID(Network IDentity), 및 PN Offset 혹은 기지국 ID 등의 이동 통신망 관련 정보, 위성과 단말기사이의 Pseudo Range의 계산에 필요한 데이터 등)를 현재 단말기와 통신 중인 주 기지국(100)을 통하여 위치오차 보정부(160)의 수신부(200)로 전송한다.
단계 405 에서 상기 위치 계산부(170)는 이동통신 단말기가 수신한 GPS 신호를 바탕으로 공지된 다양한 GPS 방식의 위치 결정방식을 이용한 단말기의 위치를 계산한다(결과 값 = X).
단계 403 에서 도 3 에서 제시된 과정을 통해 중계기 관련 시간지연 값 d 를 결정한 후 단계 404 에서 단계 405 와 동시에 상기 도 3 에서 제시된 과정과 동일한 이동 통신망 기반의 위치 결정 방식을 통해 단말기의 위치를 계산한다(결과 값 = Y).
단계 406 에서 상기 두 방식으로 계산한 결과 값의 차이가 미리 설정한 오차범위(예를 들면 100m, 이는 위치기반서비스 제공 주체의 요구사항에 따라 조정될 수 있다) 내인지를 판단한다. 설정된 오차범위를 벗어나면 단계 407 에서 상기 시간지연 값(d)을 보정변수α 로 보정한 후 상기 단계 404 를 반복하여 최적화된 α 값을 얻는다. 이렇게 얻은 α 값을 이용하여 도 3 의 과정에서 획득한 중계기 관련 시간지연 값 d 를 α 값으로 보정하여, 중계기관련 시간지연 값(d)을 최적화하여 상기 과정을 통해 최적화된 새로운 시간지연 값 (dnew=d + α)을 데이터베이스의 중계기 DB에 저장한다(단계 408).
본 발명의 제 4 도의 수행과정에 있어서, 중계기 관련 시간지연 값의 부정확성과 이에 따른 위치 결정 과정상의 오차를 최소화하기 위한 목적으로 사용되어지는 이동통신 단말기 위치의 기준 좌표 값을 획득하기 위해서는 이동통신 단말기 내에, GPS 신호를 수신하여 위치 계산부가 GPS 방식의 위치계산을 수행하도록 하기 위한 GPS-수신기, 프로세서 및 관련 장치가 설치되어야 한다.
상기와 같은 방법으로 이동 통신망에 설치되어 있는 중계기 관련 시간지연 값의 부정확성과 이에 따른 위치 결정과정 상의 오차를 최소로 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 이동 통신망 기반 위치계산 과정을 수행하기 위한 자원이 되는 기지국과 단말기 사이의 전파전달시간 시간차 정보의 획득은 공지되어있는 다양한 방식으로 얻을 수 있다. 예를 들면, 이동 통신망 요소만을 이용하는 단말기 위치추적 시스템과 상기에서 언급한 하이브리드 방식의 위치추적 시스템에 있어서, 이동 통신망을 기반으로 단말기의 위치를 추정하는 방식으로는 상기에서 언급되어진 CDMA, GSM, WCDMA 시스템에서 각 기지국의 순방향 신호를 이용한 AFLT(Advanced Forward Link Trilateration) 방식, 각 기지국에 수신되는 단말기 신호의 도달 시간차이를 이용하는 TDOA(Time Difference Of Arrival) 방식, OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival), EOTD(Enhanced Observed Time Difference) 방식, 각 기지국에 수신되는 신호의 도달시간을 이용하는 TOA(Time Of Arrival) 방식, TDMA 시스템에서 사용되는 TA(Timing Advance) 방식 등이 있다.
한편 GPS 신호를 이용하여 위치 결정을 하는 방법에는 현재 널리 상용화가진행되고 있는 Assisted GPS 방식이 있다.
본 발명은 상기에 설명한 몇 가지 실시예 뿐만 아니라 다양한 기술 표준의 이동 이동 통신망에서 통신망 기반의 위치 결정 방법이 부분적 혹은 전체적으로 사용되는 어떠한 경우에도 적용이 가능함을 알 수 있을 것이다.
이제까지의 상세한 설명은 본 발명의 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 다양하게 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상기에서 개시된 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, 단말기의 위치 추적 시 이동통신 중계기의 영향으로 나타나는 부정확성과 위치오차 문제를 해결하여 위치기반서비스 신뢰도 향상을 도모하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 위치 오차에 대한 보상을 소프트웨어적으로 구현함으로써 별도의 하드웨어 추가 및 종래의 국제 표준 통신 규격을 변경할 경우 발생하는 과도한 비용과 유지보수 등에 따른 문제를 해결하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 자기진단(Self-Diagnosis) 및 자동 최적화(Automatic Optimization) 알고리즘을 사용하여 실제 사용자에 의한 단말기의 위치 결정 시도횟수가 증가할수록 중계기의 시간지연 오차를 지속적으로 더욱 줄일 수 있는 학습능력을 제공하는 효과가 크다.

Claims (19)

  1. 중계기가 포함된 이동 통신망에서 수신 신호의 전파지연시간을 이용하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법에 있어서,
    (a) 상기 이동통신 단말기가 각 기지국 신호 데이터를 수신한 후 위치오차 보정부의 수신부로 상기 신호 데이터를 송신하는 단계;
    (b) 상기 위치오차 보정부의 수신부가 상기 각 수신 신호의 전파지연시간을 획득하고, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스를 검색하여 상기 수신 신호에 관계된 기지국의 표준지연시간을 결정하는 단계;
    (c) 상기 위치오차 보정부의 제어부가 상기 수신부로부터 전송받은 상기 수신 신호의 전파지연시간 값과 표준지연시간 값을 비교하여 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하는 단계;
    (d) 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호라고 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에서 중계기 정보를 검색하여 관련 중계기의 위치 및 중계기 관련 지연시간을 결정한 후 모기지국의 위치를 상기 중계기 위치로 치환하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하는 단계; 및
    (e) 위치 계산부가 상기 위치오차 보정부의 송신부로부터 상기 보정된 수신 신호의 전파지연시간 값을 수신한 후, 각 기지국의 전파지연시간 값과 위치정보 값을 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치를 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  2. GPS 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템과 이동 통신망 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템이 결합된 하이브리드 시스템에서의 이동통신 단말기 위치 결정 방법에 있어서,
    (a) 상기 이동통신 단말기가 각 GPS 신호 데이터를 수신하여 위치 계산부로 송신하는 단계;
    (b) 상기 수신된 GPS 신호만으로는 상기 위치 계산부에서 이동통신 단말기의 위치를 결정할 수 없는 경우, 위치오차 보정부가 상기 이동통신 단말기로부터 상기 이동 통신망 기반의 각 기지국 신호 데이터를 수신하는 단계;
    (c) 상기 신호 데이터를 수신한 위치오차 보정부는 데이터베이스에 저장되어 있는 해당 기지국의 표준지연시간 값과 상기 수신 신호의 전파지연시간 값을 비교하여 수신 신호의 중계기 통과 여부를 판별하고, 중계기를 통과한 신호인 경우 모기지국의 위치를 중계기 위치로 치환하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하고 상기 위치 계산부로 상기 보정된 전파지연시간 값을 송신하는 단계; 및
    (d) 상기 위치 계산부가 상기 (a) 단계에서 수신된 GPS 신호 데이터와 (c) 단계에서 보정된 전파지연시간 값으로 상기 이동통신 단말기의 위치를 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위치 계산부에서 이동통신 단말기의 위치를 계산하는 방식은 AFLT(Advanced Forward Link Trilateration) 방식, TDOA(Time Difference Of Arrival) 방식, OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival), EOTD(Enhanced Observed Time Difference) 방식, TOA(Time Of Arrival) 방식, 및 TA(Timing Advance) 방식 중 어느 하나를 사용하여 이동통신 단말기의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 위치오차 보정부가 수신하는 상기 신호 데이터는 SID(System IDentity), NID(Network IDentity), PN Offset 혹은 기지국 ID 및 각 신호의 전파지연시간(Pseudo Range)을 획득하는데 필요한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치오차 보정부의 데이터베이스는 기지국 정보, 및 중계기 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 중계기 정보는 중계기 위치, 중계기 자체의 전파지연시간, 중계기 관련 전송선로의 지연시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정방법.
  7. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 (b) 단계의 표준지연시간 값은 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스의 기지국 정보를 검색하여 이동통신 단말기가 위치하는 해당 지역의 기지국 셀 반경 값을 광속도로 나눈 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호로 판단되는 경우, 상기 수신 신호의 전파지연시간이 상기 표준지연시간을 초과하는 정도에 따라 하나의 중계기를 통과한 신호인지 다수의 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 결정되는 중계기 관련 지연시간은 중계기 자체의 지연 값, 전송선로 지연 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전송선로 지연 값은 중계기와 모기지국간의 전송선로 지연 값과, 수신 신호가 다수의 중계기를 통과하는 경우에는 중계기와 중계기간의 전송선로 지연 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 (d) 단계의 수신 신호의 전파지연시간 보정은 상기 (b) 단계에서 획득된 전파지연시간에 상기 (d) 단계에서 결정된 중계기 관련 지연시간을 감산하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 수신 신호가 다수의 중계기를 통과한 것으로 판단되는 경우에 있어서 관련 중계기의 검색을 용이하게 하기 위해 다수의 중계기가 기지국 주위에 성상구조로 설치되는 지역에서는 인접 중계기에 전파지연 소자를 부가하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 통신망은 CDMA, WCDMA, TDMA, FDMA, 및 GSM 통신망의 어느 하나인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  14. GPS 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템과 중계기가 포함된 이동 통신망 기반의 이동통신 단말기 위치 결정 시스템이 결합된 하이브리드 시스템에서 위치오차 보정부의 데이터베이스에 저장되어 있는 중계기 관련 지연시간 정보를 자기 진단하여 최적화하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법에 있어서,
    (a) 상기 이동통신 단말기가 GPS 신호 데이터와 각 기지국 신호 데이터를 수신한 후 상기 위치오차 보정부의 수신부로 상기 신호 데이터를 전송하는 단계;
    (b) 상기 수신 신호가 GPS 신호인 경우, 위치 계산부에서 GPS 위치 결정 방식으로 이동통신 단말기의 위치(X)를 결정하는 단계;
    (c) 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 기지국 신호인 경우, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스를 검색하여 중계기 관련 지연시간(d)을 결정하고 모기지국의 위치를 중계기 위치로 치환하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하고, 상기 보정된 전파지연시간을 이용하여 이동 통신망 기반의 위치 결정 방식으로 이동통신 단말기의 위치(Y)를 결정하는 단계;
    (d) 상기 이동통신 단말기의 위치(X)와 이동통신 단말기의 위치(Y)를 비교하여 그 차이 값이 사용자 설정 범위를 벗어나는 경우, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스에 저장되어 있는 중계기 관련 지연시간(d)을 보정변수α로 보정하는 단계;
    (e) 상기 보정된 중계기 관련 지연시간을 이용하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 새로 획득한 후, 이를 이용하여 상기 이동통신 단말기의 위치(Y)를 새로 결정하는 단계;
    (f) 상기 이동통신 단말기의 위치 정보 (X) 와 (Y) 의 차이 값이 사용자 설정 범위를 만족할 때까지 상기 (d) 내지 (e) 단계를 반복하는 단계; 및
    (g) 상기 사용자 설정 범위를 만족하는 경우, 새롭게 최적화된 중계기 관련 지연시간을 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스에 저장하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 (c) 단계는
    (c-1) 상기 수신 신호가 기지국 신호인 경우, 상기 수신부가 상기 수신 신호의 전파지연시간을 획득하고 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스를 검색하여 상기 수신 신호에 관계된 기지국의 표준지연시간을 결정하는 단계;
    (c-2) 상기 위치오차 보정부의 제어부가 상기 수신 신호의 전파지연시간과 표준지연시간을 비교하여 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하는 단계;
    (c-3) 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호라고 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 데이터베이스에서 중계기 정보를 탐색하여 해당 중계기의 위치 및 중계기 관련 지연시간(d)을 결정하고, 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정하는 단계; 및
    (c-4) 위치 계산부가 상기 보정된 전파지연시간을 이용하여 AFLT(Advanced Forward Link Trilateration) 방식, TDOA(Time Difference Of Arrival) 방식, OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival), EOTD(Enhanced Observed Time Difference) 방식, TOA(Time Of Arrival) 방식, 및 TA(Timing Advance) 방식 중 어느 하나를 사용하여 이동통신 단말기의 위치(Y)를 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 GPS 위치 결정 방식은 A-GPS 방식인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 방법.
  17. 제 2 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 이동통신 단말기는 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템.
  18. 이동통신 단말기와 신호를 송수신하는 다수의 기지국, 중계기, 기지국 제어기(BSC: Base Station Controller), 교환기(MSC: Mobile Switching Center), 및 위치 결정부를 포함하는 이동 통신망에서의 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템에 있어서,
    상기 위치 결정부는 위치오차 보정부와 위치 계산부를 포함하며,
    상기 위치오차 보정부는
    상기 이동통신 단말기가 송신한 기지국 신호 데이터를 수신하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 획득하고, 상기 위치오차 보정부의 데이터베이스를 검색하여 상기 수신 신호에 관계된 기지국의 표준지연시간을 결정하는 수신부;
    상기 중계기 관련 정보 및 기지국 정보가 함께 저장되는 데이터베이스;
    상기 기지국의 표준지연시간과 상기 수신 신호의 전파지연시간을 비교하여 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호인지 여부를 판단하는 수단과, 상기 수신 신호가 중계기를 통과한 신호로 판단된 경우 상기 데이터베이스의 중계기 관련 정보를 검색하여 상기 수신 신호의 전파지연시간을 보정할 중계기 관련 지연시간을 결정하는 수단, 상기 수신 신호의 모기지국의 위치를 중계기 위치로 치환하는 수단, 및 상기 수신 신호의 전파지연시간에 상기 중계기 관련 시간지연 값을 감산하여 새로운 전파지연시간 값을 획득하는 보정 수단을 포함하는 제어부; 및
    상기 보정된 수신 신호의 전파지연시간 값을 상기 위치 계산부로 전송하는 송신부를 포함하고,
    상기 위치 계산부는
    상기 보정된 수신 신호의 전파지연시간 값을 이용하여 삼각측량 (Trilateration)의 원리에 의한 위치 결정 과정을 수행하여 이동통신 단말기의 위치 좌표 값을 결정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 위치 계산부는 상기 위치결정부와 분리되어 상기 이동통신 단말기에 내장되는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치 결정 시스템.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100598149B1 (ko) * 2003-04-28 2006-07-07 (주)에프알텍 중계기 지역에 위치하는 이동국의 위치 추적 방법 및 장치
KR20060122055A (ko) * 2005-05-25 2006-11-30 주식회사 컨버시스 시분할 복신 통신에서의 위치추적방법 및 시스템
KR100703172B1 (ko) * 2005-01-31 2007-04-05 에스케이 텔레콤주식회사 중계기로부터의 신호를 분리/제거하여 순방향 삼각 측정방식의 측위 성능을 향상시키는 방법 및 장치
KR100732985B1 (ko) * 2005-11-01 2007-06-29 엘지전자 주식회사 Ｇｐｓ와 중계기를 이용한 이동통신 단말기 위치추적방법
KR100745829B1 (ko) * 2006-03-09 2007-08-02 길 용 노 다중 전파항법시스템용 수신기 및 그 위치 결정 방법
KR100754613B1 (ko) * 2004-11-11 2007-09-05 삼성전자주식회사 Ｇｐｓ 방식 및 ｔｄｏａ 방식을 통합한 이동단말의 위치추적방법 및 장치
KR100757526B1 (ko) * 2006-05-16 2007-09-11 주식회사 케이티프리텔 비동기 ｗｃｄｍａ망에서 왕복 시간을 이용한 위치 추정방법 및 시스템
WO2007133045A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Ktfreetel Co., Ltd. Method and system for measuring location using round trip time information in mobile communication network
KR100800738B1 (ko) * 2003-10-31 2008-02-01 삼성전자주식회사 이동통신망에서 중계기 시간 지연 판단 방법
KR100801099B1 (ko) * 2006-06-30 2008-02-04 엘지전자 주식회사 위치기반 이동통신단말기 제어시스템 및 제어방법
KR100833300B1 (ko) * 2007-02-05 2008-05-29 (주)래디안트 중계기 신호 여부 판단 방법 및 이를 이용한 판단 장치
KR100865628B1 (ko) * 2007-01-05 2008-10-27 에스케이 텔레콤주식회사 Ｇｐｓ 신호 중계 시스템 및 그 중계 방법
KR100931345B1 (ko) * 2007-10-19 2009-12-11 에스케이 텔레콤주식회사 중계기에 의한 시간 지연의 오차 제거를 이용한 위치 측정방법 및 시스템
KR101161516B1 (ko) * 2010-08-18 2012-06-29 주식회사 엘지유플러스 지연 신호를 이용한 위치 기반 서비스 제공 방법, 장치 및 기록 매체
KR101375084B1 (ko) * 2007-10-15 2014-03-18 에스케이플래닛 주식회사 위치 기반 서비스를 제공하는 시스템
CN114019585A (zh) * 2021-10-11 2022-02-08 武汉大学 一种大高差地区高精度定位cors网fkp解算方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3761725A1 (en) 2019-07-03 2021-01-06 Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG System and method for network synchronization correction

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100598149B1 (ko) * 2003-04-28 2006-07-07 (주)에프알텍 중계기 지역에 위치하는 이동국의 위치 추적 방법 및 장치
KR100800738B1 (ko) * 2003-10-31 2008-02-01 삼성전자주식회사 이동통신망에서 중계기 시간 지연 판단 방법
US7400890B2 (en) 2003-10-31 2008-07-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for decision of time delay by repeater in mobile communication network
KR100754613B1 (ko) * 2004-11-11 2007-09-05 삼성전자주식회사 Ｇｐｓ 방식 및 ｔｄｏａ 방식을 통합한 이동단말의 위치추적방법 및 장치
KR100703172B1 (ko) * 2005-01-31 2007-04-05 에스케이 텔레콤주식회사 중계기로부터의 신호를 분리/제거하여 순방향 삼각 측정방식의 측위 성능을 향상시키는 방법 및 장치
KR20060122055A (ko) * 2005-05-25 2006-11-30 주식회사 컨버시스 시분할 복신 통신에서의 위치추적방법 및 시스템
KR100732985B1 (ko) * 2005-11-01 2007-06-29 엘지전자 주식회사 Ｇｐｓ와 중계기를 이용한 이동통신 단말기 위치추적방법
KR100745829B1 (ko) * 2006-03-09 2007-08-02 길 용 노 다중 전파항법시스템용 수신기 및 그 위치 결정 방법
KR100757526B1 (ko) * 2006-05-16 2007-09-11 주식회사 케이티프리텔 비동기 ｗｃｄｍａ망에서 왕복 시간을 이용한 위치 추정방법 및 시스템
WO2007133045A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Ktfreetel Co., Ltd. Method and system for measuring location using round trip time information in mobile communication network
EP2022193A4 (en) * 2006-05-16 2012-12-05 Kt Freetel Co Ltd METHOD AND SYSTEM FOR POSITION MEASUREMENT USING CIRCULATION INFORMATION IN A MOBILE COMMUNICATION NETWORK
EP2022193A1 (en) * 2006-05-16 2009-02-11 KTFreetel Co., Ltd. Method and system for measuring location using round trip time information in mobile communication network
KR100801099B1 (ko) * 2006-06-30 2008-02-04 엘지전자 주식회사 위치기반 이동통신단말기 제어시스템 및 제어방법
KR100865628B1 (ko) * 2007-01-05 2008-10-27 에스케이 텔레콤주식회사 Ｇｐｓ 신호 중계 시스템 및 그 중계 방법
KR100833300B1 (ko) * 2007-02-05 2008-05-29 (주)래디안트 중계기 신호 여부 판단 방법 및 이를 이용한 판단 장치
KR101375084B1 (ko) * 2007-10-15 2014-03-18 에스케이플래닛 주식회사 위치 기반 서비스를 제공하는 시스템
KR100931345B1 (ko) * 2007-10-19 2009-12-11 에스케이 텔레콤주식회사 중계기에 의한 시간 지연의 오차 제거를 이용한 위치 측정방법 및 시스템
KR101161516B1 (ko) * 2010-08-18 2012-06-29 주식회사 엘지유플러스 지연 신호를 이용한 위치 기반 서비스 제공 방법, 장치 및 기록 매체
CN114019585A (zh) * 2021-10-11 2022-02-08 武汉大学 一种大高差地区高精度定位cors网fkp解算方法
CN114019585B (zh) * 2021-10-11 2024-06-11 武汉大学 一种大高差地区高精度定位cors网fkp解算方法

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