KR20050054451A - 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법 및이동 통신 장치 - Google Patents

Abstract

이동 디바이스의 현재 위치를 결정하는 방법 및 장치가 제공된다. 특히, Bluetooth

Description

블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법 및 이동 통신 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MOBILE TELEPHONE LOCATABILITY}

전반적으로, 본 발명은 이동 디바이스에 관한 것으로서, 특히, 개별적인 이동 디바이스의 현재 위치를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

현재, 사용자들이 다양한 이동 디바이스를 채택하여 널리 이용하고 있다. 예를 들어, 무선 셀룰러 원격통신 시스템은 종래의 유선 기반 원격통신 시스템에 의해 한때 단독으로 제공되었던 서비스의 전달을 빠르게 대체하고 있다. 특히, 증가하는 수의 셀룰러 전화 가입자들은 그들의 기본적인 음성( 및 데이터) 접속으로서 그들의 이동 셀룰러 전화에만 의존하며, 더 이상 전통적인 유선(즉, 잘 알려진 POTS 라인) 서비스에 가입하지 않는다. 무선 셀룰러 통신은 잘 알려져 있으며, 그것에 대한 설명은, 예를 들면, 본 명세서에서 참조로 인용된 미국 특허 제 5,204,902 호에 의해 제공되어 있으므로, 본 명세서에서는 그러한 셀룰러 통신의 세부 내용에 대해 제공되지 않는다.

무선 셀룰러 통신 네트워크의 잘 알려진 중요한 속성은 네트워크를 통해 통신하는 특정 이동 전화를 위치 결정하는 능력이다. 통상적으로, 셀룰러 통신 네트워크내의 특정 이동 전화의 위치 결정은 삼각 측량(triangulation) 및/또는 삼변 측량(trilateration)의 형태를 변화시킴으로써 수행된다. 삼각 측량은 위치가 알려져 있는 3개의 다른 디바이스로부터, 위치 결정될(to-be-located) 이동 디바이스에서의 신호 도달 각도에 대한 지식을 통해 특정 이동 디바이스를 위치 결정하는 잘 알려진 기법이다. 삼변 측량은 정확한 위치가 알려져 있는 적어도 3개의 참조 포인트로부터, 위치 결정될 이동 디바이스의 거리를 결정함으로써, 특정 이동 디바이스를 위치 결정하는 잘 알려진 기법이다. 예를 들어, 3개의 참조 포인트는 위치 결정될 이동 디바이스에 근접한 3개의 다른 이동 디바이스일 수 있다. 셀룰러 전화를 위치 결정하는 관점에서, 종래의 셀룰러 통신에서는 2개의 기본적인 형태의 삼변 측량이 이용된다. 제 1 형태의 삼변 측량은 네트워크 하부 구조를 이용하여 셀룰러 네트워크 자체에 의해 수행되며, 특히, 네트워크는 그의 하부 구조내의 각 기지국의 알려진 위치를 이용하여 특정 이동 전화를 위치 결정한다. 특히, 위치 결정될 이동 전화와 동일한 지리적 위치에 있는 3개의 알려진 기지국의 위치는 그러한 디바이스의 상대적 위치를 결정하는데 이용된다. 이러한 기법의 전형적인 위치 결정 정밀도는 대략 50m 내지 300m의 범위를 갖는다(예를 들면, 공중 이용가능 비상 911 Phase II FCC 사양에 기술된 바와 같음).

셀룰러 통신 네트워크내에 특정 이동 전화 디바이스를 위치 결정하는데 통상적으로 이용된 제 2 형태의 삼변 측량은 잘 알려진 GPS(Global Positioning System)를 이용한다. GPS는 24개의 개별적인 위성으로 구성되는 표준 GPS 배열 사이에서 확산 스펙트럼 코드를 방송하는 시간 동기화된 공간 기반 위성 시스템이다. 위치 결정될 객체(object)에 또는 그 부근에 있는 지상 기반(ground-based) GPS는 각 위성이 특정 시간 신호를 송신하는 시간과 그러한 신호가 수신되는 시간 사이의 차이를 결정한다. 계산된 시간차 및 표준 GPS를 이용하여, 객체의 위치가 전형적으로 약 100m 이내로 결정된다. 이러한 정확성은, GPS 위치 결정 정확성을 10m 이내로 향상시키는 잘 알려진 상업용 차분 GPS를 이용함으로써, 더 향상될 수 있다.

위에서 기술된 전형적인 기법들은 무선 통신 네트워크내에 객체(예를 들면, 무선 이동 전화)를 위치 결정하는데 있어 유용하지만, 그러한 기법들은 소정의 제약을 받게 된다. 예를 들어, 위치 결정될 셀룰러 전화가 필요한 수의 기지국에 대해 양호한 가시도(visibility)를 갖지 않는다면(예를 들면, 밀집된 도시의 협곡 영역에서의 그 위치로 인한 불량한 시선(line-of-sight)), 그러한 이동 전화의 위치는 정확하게 결정될 수 없다. 마찬가지로, GPS 위성으로부터의 낮은 전력 레벨로 인해, GPS 위치 결정은, GPS 수신기의 현재 위치 결정시에 궂은 날씨, 지형 및 높은 건물에 의해 야기된 악영향을 피하기 위해, GPS 수신기가 소정의 수평 레벨 이상의 적어도 3개의 위성에 대해 명료한 시선 경로를 가질 것을 요구한다. 비상 911과 같은 소정의 응용에서, 특정 이동 디바이스의 위치 결정에 대한 무능력은 수용될 수 없다.

따라서, 이동 디바이스(예를 들면, 무선 이동 전화)의 현재 위치를 정확하게 위치 결정하는 개선된 기법이 필요하다.

본 발명은 이동 디바이스의 현재 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다. 특히, 본 발명의 다양한 양상은 Bluetooth 가능 이동 디바이스(예를 들면, 블루투스 가능 이동 전화)는 독립적인 형태로(즉, 특정 이동 디바이스와 관련된 임의의 통신 네트워크로부터 독립적으로, 또는 위치 식별 목적으로 이용된 GPS 혹은 다른 전용 시스템으로부터 독립적으로) 정확하게 위치 결정될 수 있도록 실현하는 것에 기초한다.

본 발명의 양상에 따르면, 소정의 복수의 블루투스 가능 디바이스, 예를 들면, 복수의 블루투스 가능 이동 전화는 그들의 개별적인 지리적 위치의 지식을 갖는다. 예시적으로, 그러한 복수의 블루투스 가능 이동 전화는 소정의 무선 통신 네트워크내의 비 블루투스 가능 이동 전화의 보다 큰 공동체와 혼합될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 양상에 따르면, 특정 블루투스 가능 이동 전화(즉, 그들의 개별적인 위치의 현재 지식을 갖는 복수의 디바이스에 포함되지 않는 이동 전화)가 그의 현재 위치를 얻기를 원할 때, 그러한 이동 전화는 메시지(예시적으로, 디바이스 발견 메시지)를 방송한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 그러한 메시지는 특정 통신 네트워크 토폴로지내의 소정의 고정된 영역내에서 방송된다. 그 후, 복수 개 중에서 그들의 위치에 대한 현재 지식을 갖고 있는 개별적인 블루투스 가능 이동 전화만이 그러한 메시지 방송에 응답한다. 본 발명의 양상에 따르면, 방송된 메시지에 대해 3개 이상의 응답이 수신될 때, 위치 결정될 이동 전화 및 응답하는 이동 전화가 동기화되고, 위치 결정될 이동 전화의 정확한 위치가, 예시적으로, 동기화된 이동 전화들 사이의 클록 스큐(clock skew)의 함수로서 결정된다.

중요하게, 본 발명의 상기 양상에 따르면, 특정 이동 디바이스가 임의의 관련된 통신 네트워크 하부 구조 및/또는 위치 식별 목적으로 사용될 수 있는 임의의 다른 전용 하드웨어 혹은 시스템(예를 들면, GPS)으로부터 독립적으로 위치 결정된다. 따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 상기 양상을 이용함으로써, 무선 통신 네트워크가 종래의 위치 결정 기법들 중 어느 하나를 이용하여 특정 디바이스를 위치 결정하는 융통성을 가질 수 있고, 또는 그러한 네트워크가 그 자신의 위치를 얻기 위해 특정 디바이스에 코맨드를 발행할 수 있다. 바람직하게, 이것은 그러한 통신 네트워크에서의 셀룰러 전화들 사이에서 전력 보존의 잠재적인 이점을 가질 것이며, 그 이유는, 그러한 전화와 관련된 GPS 수신기가 턴 오프될 수 있기 때문이다.

블루투스 무선 기법, 및 블루투스 가능 디바이스는 새로운 것이 아니다. 예를 들면, 인터넷 사이트 http://www.bluetooth.com에서 이용가능한, "the Specification of the Bluetooth System", Volume 0, dated November 5, 2003, as amended(코어 패키지, 버전 1.2 포함)를 참조하기 바라며, 이것의 전체 내용은 본 명세서에서 참조로 인용된다(이후, "블루투스 코어 사양"이라고 지칭함). 그러나, 알져진 디바이스 위치 결정 기법은 그러한 이동 디바이스의 정확한 위치를 결정시에 블루투스 가능 디바이스를 이용함으로써 개선될 수 있고, 그로 인해 독립적인 형태로 및 블루투스 가능 디바이스 자체의 함수로서 정확한 위치가 결정될 수 있음을 인식하는 것이 출원인에 대해 남겨져 있다.

본 발명은 이동 디바이스의 현재 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다. 특히, 본 발명의 다양한 양상은, 현재의 블루투스 가능 이동 디바이스(예를 들면, 블루투스 가능 이동 전화)가 독립적인 형태로 정확하게 위치 결정될 수 있도록 실현하는 것에 기초한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 원리에 따라 구성된 이동 전화(100)의 예시적인 블록도가 도시되어 있다. 도 1은 이동 전화 디바이스에 관한 것이지만, 이해할 수 있듯이, 본 발명의 원리는 예를 들면, PDA(personal digital assistant) 또는 결합 PDA/셀룰러 전화 디바이스와 같은 임의의 블루투스 가능 디바이스를 위치 결정하는데 응용가능함을 고려할 수 있다. 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에서, 이동 전화(100)는 종래의 방법으로 이동 전화(100)의 다양한 동작 양상을 제어하는 마이크로프로세서(125) 및 메모리(130)를 포함한다. 디스플레이(150) 및 키패드(155)는 종래의 방법으로 동작하여, 이동 전화(100)의 사용자와의 인터페이스를 제공한다. 위치 응용(135)은 이하에 더욱 상세히 기술되는 바와 같이 이동 전화(100)의 현재 위치를 결정하기 위한, 본 발명의 다양한 양상에 관한 응용 프로그램이다. 이해할 수 있듯이, 도 1에 도시된 본 발명의 실시예는 마이크로프로세서(125)에 의해 실행가능한 독립형 응용으로서 위치 응용(135)을 도시하지만, 본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 위치 응용(135)은 대안의 예로서, 마이크로프로세서(125)(예를 들면, 펌웨어)와 완전히 통합되거나, 또는 블루투스 트랜시버(110)와 통합될 수 있음을 이해할 것이다.

통신 인터페이스(105)는 무선 통신 네트워크에서의 이동 전화(100)와 기지국 사이의 무선 통신을 가능하게 한다. 예시적으로, 통신 인터페이스(105)는 예를 들면, TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), GSM(Global System for Mobile) 또는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)과 같은 임의의 잘 알려진 무선 통신 표준을 이용하여 임의의 무선 통신 네트워크와 통신하기 위한 잘 알려진 트랜시버 디바이스로서 구성될 수 있다. 오디오 프로세서(120)는 통신 인터페이스(105)를 통해 수신된 신호의 오디오 처리를 제어하고, 그렇게 처리된 신호를 종래의 방법으로 스피커(140)에 라우팅한다. 마찬가지로, 오디오 프로세서(120)는 또한 마이크로폰(145)으로부터 신호를 수신하고, 무선 통신 네트워크에서의 기지국(예를 들면, CDMA 기지국)으로 송신을 방송하기 위해, 그러한 수신 신호를 통신 인터페이스(105)(예를 들면, CDMA 트랜시버)에 전송한다. GPS 수신기(115)는 GPS와 이동 전화(100) 사이의 종래의 동작들을 허용한다.

블루투스 가능 디바이스로서, 이동 전화(100)는 (블루투스 코어 사양에 개시된 바와 같은) 종래의 블루투스 통신 및 성능을 제공하는 블루투스 트랜시버(110)를 제공한다. 전술한 바와 같이, 블루투스 시스템은 음성 및 데이터 전송을 위해, 짧은 범위의 저전력 무선 통신 링크를 제공한다. 블루투스는 2.4GHz의 미인가 ISM 주파수 대역에서 유니버설 무선 인터페이스로서 동작함으로써, 휴대용 전자 디바이스가 임시(ad hoc) 네트워크를 통해 접속 및 통신할 수 있도록 한다. 강건성, 낮은 복잡성, 저전력 및 저비용을 포함하는 블루투스의 주된 특징의 관점에서, 셀룰러 전화 제조자, 이동 PC 제조자, 전자 디바이스 제조자, 휴대형 소형 디바이스 개발자, 소프트웨어 개발자 및 집적 회로 벤더를 포함하는 다양한 그룹에 의한 블루투스의 광범위한 채택을 지원하는데 현재 커다란 관심이 있다.

오늘날의 통신 네트워크를 통한 블루투스 가능 디바이스의 그러한 광범위한 채택 및 도입은, 본 출원인으로 하여금 이동 디바이스의 현재 위치 결정시에 블루투스 가능 디바이스를 이용함으로써 알려진 디바이스 위치 결정 기법이 향상될 수 있고, 그로 인해 독립적인 형태로, 즉 특정 이동 디바이스와 관련된 임의의 통신 네트워크로부터 독립적으로 또는 위치 식별 목적으로 이용된 GPS 혹은 다른 전용 시스템으로부터 독립적으로 정확한 위치가 결정될 수 있음을 인식하도록 하였다. 그와 같이, 특정 블루투스 가능 디바이스의 현재 위치는 특정 이동 디바이스와 관련된 통신 네트워크 또는 위치 결정 목적을 위해 이용된 GPS 혹은 다른 전용 시스템에 대한 액세스를 필요로 하지 않고서 블루투스 가능 디바이스 그들 자신의 함수로서 결정된다.

특히, 블루투스 가능 디바이스의 그룹은 짧은 범위의 무선을 통해 서로 통신하므로, 디바이스가 상이한 영역(예를 들면, 지리적 영역)으로 이용함에 따라, 그러한 디바이스는 작은 재구성 네트워크, 소위 피코넷(piconet)을 형성하는 능력을 갖는다. 피코넷의 형성은, 시분할 프로토콜이며 층형 소프트웨어 프로토콜 스택을 갖는 블루투스에 의해 용이하게 되며, 그것은 디바이스가 피코넷을 결합 또는 방치하는 소위 링크 관리 프로토콜(LMP)을 통해서이다. 블루투스 코어 사양에 의해 정의된 바와 같이, 피코넷은 마스터 디바이스(특정 피코넷은 단지 하나의 마스터 디바이스를 가짐)로서 지정된 하나의 디바이스를 가지며, 피코넷내의 나머지 디바이스는 슬레이브 디바이스이다. 다른 것들 중에서, 마스터 디바이스는 모든 슬레이브 디바이스들 사이의 중재에 대한 책임이 있다. 더욱이, 블루투스 코어 사양에 의해 정의된 바와 같이, 임의의 주어진 시점에서, 최대 7개의 디바이스가 특정 피코넷에서 활성화될 수 있다. 특정 블루투스 디바이스는 슬레이브 디바이스로서의 하나보다 많은 피코넷의 일부일 수 있지만, 그것은 단지 하나의 피코넷의 마스터 디바이스일 수 있다. 또한, 슬레이브는 시분할 다중 기반으로 상이한 피코넷에 참여할 수 있으며, 하나의 피코넷에서의 마스터는 다른 피코넷에서의 슬레이브일 수 있다.

더욱이, 블루투스의 피코넷과 관련하여, 다수의 슬레이브(예를 들면, 200개 이상)가, 소위 파킹 상태(parked state)에서 마스터 디바이스에 록킹(locking)되는 것이 가능하다. 즉, 최대 7개의 "활성(active)" 디바이스를 임의의 일시에 제공하는 피코넷 속성에도 불구하고, 슬레이브는, 활성이 아닌 동안, 그러한 슬레이브가 특정 마스터 디바이스와 동기화된 채로 유지되도록 하는 파킹 상태로 들어갈 수 있도록 하는 능력을 여전히 갖는다. 또한, 마스터 디바이스는 각각의 디바이스에 액세스를 부여할 책임이 있으며, 각각의 슬레이브 디바이스와 동기화할 뿐만 아니라, 각각의 슬레이브 디바이스에 대한 주파수 할당 및 호핑(hopping) 방안을 설정하는 것 또한 마스터 디바이스의 책임이다. 그와 같이, 마스터 디바이스와 동기화된 슬레이브 디바이스는 LMP 프로토콜의 일부로서 클록 오프셋(clock offset)을 계산한다. 클록 오프셋은, 마스터 디바이스로부터 슬레이브 디바이스로 이동하는 신호에 대해 관련된 시간 지연이 있기 때문에 필요한 것이며, 그러한 시간 지연은 두 디바이스들 사이의 전체 거리의 함수이다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 원리는 임의의 한 특정 이동 디바이스를 위치 결정하여, 특정의 위치 결정될 디바이스와 관련된 임의의 통신 네트워크로부터 독립적으로, 또는 위치 식별 목적을 위해 이용된 임의의 GPS 혹은 다른 전용 시스템으로부터 독립적으로 위치가 결정되는 개선된 기법에 관한 것이다. 즉, 본 발명의 양상에 따르면, 특정 블루투스 가능 디바이스(예를 들면, 이동 전화)가 그의 현재 위치를 얻고자 원할 때, 디바이스는 디바이스 발견 메시지를 방송한다. 예시적으로, 디바이스 발견 메시지는 그러한 디바이스의 특정 영역, 예를 들면, 최대 100m를 커버하는 영역으로 정의되는 소위 이웃(neighborhood)에서 방송될 수 있다. 본 발명에 따르면, 그들의 현재 위치를 알고 있는 다른 블루투스 가능 디바이스만이 이 메시지에 응답한다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 방송하는 디바이스는 피코넷의 마스터 디바이스로서 동작할 것이며, 응답한 디바이스는 피코넷의 슬레이브로서 동작할 것이다. 동일 영역내의 다른 디바이스는, 그들이 정확한 위치 정보를 갖고 있지 않기 때문에, 또는, 그들이 블루투스 가능 디바이스가 아니기 때문에, 디바이스 발견 메시지 방송을 단순히 무시한다.

본 발명의 이러한 양상에 따르면, 피코넷에 일단 3개 이상의 디바이스가 존재하면, 마스터 및 슬레이브는 블루투스 프로토콜에 따라 동기화된다. 중요하게, 동기화 이후에, 네트워크내에서의 마스터 디바이스의 위치가, 예시적으로, 클록 스큐의 함수로서 이제 결정될 수 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 위치 결정될 디바이스(즉, 방송하는/마스터 디바이스)의 현재 위치가 도달 시간의 함수로서 계산되고, 그로 인해 신호가 3개의 참조 포인트까지 도달하는데 소요된 시간이 측정된다. 이해할 수 있듯이, 위치가 알려져 있는 다수의 참조 포인트까지의 신호 도달 시간을 측정하는 임의의 수의 알려진 기법이 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 그러한 3개의 참조 포인트는 디바이스 발견 메시지에 응답하였던 3개 이상의 디바이스들로부터 선택되며, 전술한 바와 같이 슬레이브 디바이스로서 이제 동기화된다. 그와 같이, 3개의 슬레이브 디바이스의 위치가 알려지기 때문에, 위치 결정될 디바이스(즉, 방송하는/마스터 디바이스)의 정확한 위치가, 단순 기하학(straightforward geometry) 또는 다른 잘 알려진 기법을 이용하여 결정될 수 있다.

따라서, 본 발명의 다양한 양상에 따르면, 질의중인 특정 이동 디바이스의 위치는 특정하게 식별된 블루투스 가능 디바이스를 단독으로 이용하여 그것의 함수로서 결정된다. 더욱이, 그러한 위치는 그러한 블루투스 가능 디바이스에 의해 이용된, 또는 블루투스 가능 디바이스와 관련된 임의의 통신 네트워크로부터 독립적으로 및 그러한 통신 네트워크(예를 들면, 무선 기지국) 또는 임의의 GPS 혹은 유사한 유형의 위치 결정 시스템의 하부 구조로부터 독립적으로 결정된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 다양한 양상은 이하의 예시적인 실시예에서 더욱 상세히 기술된다. 도 2 및 2a는 도 1의 이동 전화를 통합하는 본 발명의 실시예를 구현하는데 적합한 예시적인 셀룰러 통신 네트워크 배열을 도시하고, 도 3은 본 발명의 원리에 따라 디바이스, 예를 들면, 도 1의 이동 전화의 위치를 결정하는 예시적인 동작의 흐름도를 도시한다. 특히, 도 2에 도시된 무선 통신 네트워크는 지리적 영역(200)내의 다양한 가입자에게 통신 서비스를 제공한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 지리적 영역(200)은 복수의 셀(210-1 내지 210-7)로 분할되며, 각각의 셀은 특정 셀내의 이동 전화들 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 대응하는 기지국(200-1 내지 200-7)을 갖는다. 더욱이, 각각의 기지국(200-1 내지 200-7)은 이동 교환 센터(mobile switching center; MSC)(240)에 접속되며, MSC(240)는 잘 알려진 방법으로 무선 통신 네트워크를 관리하고, (예를 들면, PSTN(public switched telephone network)(그러나 이것에 한정되지는 않음)을 통해) 무선 통신 네트워크와 다른 분리된 네트워크 사이의 통신 인터페이스로서 기능한다.

도 2 및 2a에 도시된 바와 같이, 셀(210-1)은 (a) 각각 본 발명의 원리에 따라서 및 (도 1에 도시된 바와 같은) 예시적인 이동 전화(100)에 따라 구성되는 이동 전화(100-1 내지 100-6) 사이의 무선 통신 및 (b) 각각 비 블루투스 가능 디바이스와 같은 종래의 방법으로 구성되는 이동 전화(240, 250, 260) 사이의 무선 통신을 용이하게 하는 기지국(200-1)을 포함한다. 본 발명의 원리에 따르면, 이동 전화(100-1 내지 100-6) 중 임의의 이동 전화가, 본 발명의 다양한 양상을 구현함으로써, 그의 정확한 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 2a 및 3을 주목하면, 이동 전화(100-4)가 그의 현재 위치를 결정하고자 원한다고 가정한다. 본 발명의 양상에 따르면, 이동 전화(100-4)(즉, 위치 결정될 디바이스)는 디바이스 발견 메시지를 방송한다(블록 300).

이해할 수 있듯이, 그러한 디바이스 발견 메시지는 블루투스 코어 사양에 정의된 바와 같은 블루투스 패킷의 일반적 패킷 구조로 구성될 수 있다. 특히, 그러한 일반적 패킷 구조는 액세스 코드의 유형에 따라 (최하위 비트로부터) 처음의 68 또는 72 비트를 형성하는 액세스 코드를 포함하며, 액세스 코드 이후에는 54 비트의 헤더 및 마지막으로 2745 비트까지의 페이로드가 뒤따른다. 설명중인 본 발명의 예시적인 실시예의 관점에서, 이하에 기술된 유형의 잘 알려진 액세스 코드, 즉 (1) IAC(Inquiry Access Codes), (2) GIAC(General IAC)(IAC의 또다른 분류임) 및 (3) LIAC(Limited availability Inquiry access codes)(LIAC는 때로는 DIAC(Dedicated IAC)라고도 지침됨)에 특히 관심을 갖는다. 현재, 단지 GIAC만이 블루투스 코어 사양에 의해 특정된다. DIAC는 특정 부류의 디바이스에 할당되며, 구현 특정적이다. 설계에 의해, 블루투스 프로토콜은 DIAC를 상정하여, 마스터 디바이스가 디바이스 발견 메시지를 방송할 때, 피코넷으로 제한된 수의 디바이스(모두 특정한 특징을 지원함)의 발견을 지원한다. 그와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 블루투스 가능 디바이스에 의한 이용을 위해 특정적 프로그램가능 액세스 코드가 정의되어, 그러한 디바이스가 그의 현재 위치를 인식할 때에만, 블루투스 가능 디바이스가 그러한 DIAC에 응답한다. 이러한 방식으로, 그들의 위치를 정확하게 알고 있는 디바이스만이, 본 발명의 다양한 양상에 따라 형성된 피코넷의 일부일 것임을 보장한다.

따라서, 본 발명의 원리에 따르면, 그들의 현재 위치에 대한 지식을 갖는 블루투스 가능 디바이스만이 디바이스 발견 메시지에 응답한다. 예시적으로, 그러한 디바이스 발견 메시지는 셀(210-1)에 의해 정의된 영역을 통해 방송된다. 그들의 현재 위치에 대한 그러한 이전의 지식은, 본 발명의 기법을 이용한 이전의 결과로서 포함하는(그러나, 이것에 한정되지 않음) 다양한 소스에 기인한다.

예를 들어, 무선 통신 네트워크내의 5개의 블루투스 가능 이동 전화 A, B, C, D, E를 고려한다. 이동 전화 B가 현재 그의 위치를 얻을 필요가 있고, 이동 전화 A 및 D는 GPS 가능으로 되고, 그들의 현재 위치를 정확히 알고 있다고 가정한다. 이동 전화 E도 GPS 인에이블링되지만, 그의 GPS 수신기는 전력을 보존하기 위해 무선 네트워크에 의해 턴 오프되었다. 그러나, 무선 네트워크는 이전의 네트워크 기반 삼각 측량을 수행하였으므로, 이동 전화 E는 그의 위치를 정확히 알고 있다. 이동 전화 C는 그의 현재 위치에 대한 지식을 갖고 있지 않다. 본 발명의 원리에 따르면, 이동 전화 B는 모든 블루투스 가능 디바이스 A, B, C, D, E에 의해 수신되는 특수 DIAC를 갖는 디바이스 발견 메시지를 방송한다. 예시적으로, 그러한 메시지의 수신은, 블루투스 프로토콜의 상태 전이도에 질의 스캔 상태(inquiry scan state)를 입력함으로써, 소위 질의 액세스 코드에 대한 주기적 스캔을 통해 수행된다. 그러나, 본 발명의 원리에 따르면, 단지 이동 전화 A, D, E만이 방송된 메시지에 응답할 것이며, 마스터로서 이동 전화 B를 갖는 피코넷의 일부가 될 것이다.

일단 피코넷이 형성되면, 이들 4개의 디바이스는 블루투스 프로토콜에 따라 서로 동기화되며, 마스터 디바이스로서의 이동 전화 B는 슬레이브 디바이스의 클록 스큐를 얻기 위해 표준 정의된 메시지인 "LMP_clkoffset_req"라고 불리는 잘 알려진 LMP 메시지를 발행한다. 그와 같이, 슬레이브 디바이스, 즉 이동 전화 A, D, E는, 이동 전화 B에서의 마스터 클록에 비교하여 클록 오프렛의 올바른 값을 갖는 "LMP_clkoffset_res"를 이용하여 다시 응답한다. 그 후, 이동 전화 B는, 잘 알려진 방법으로, 각 디바이스들 사이의 거리의 평가를, 클록 오프셋 및 광속의 곱으로서의 평가를 계산하는데, 이것은, 클록 오프셋은 마스터로부터 슬레이브까지 신호가 이동하는데 필요한 시간의 측정치이고, 이들 전자기 신호는 공기중에서 광속으로 이동하기 때문이다. 3개의 슬레이브 디바이스들 사이의 거리의 3개의 평가를 가지고, 이동 전화 B는 삼변 측정을 수행하여, 그 자신의 현재 위치를 얻을 수 있다. 이와 달리, 이동 전화 B는 클록 오프셋의 페어 방식 차이(pair wise difference)를 취하고, 위치 계산의 소위 "도달 시간차" 방법을 이용할 수 있다. 이들 잘 알려진 방법들 중 임의의 방법에서, 위치 계산을 수행하기 위해, 이미 계산된 클록 오프셋을 블루투스 디바이스에 의해 이용하는 것은 간단한 실행이다.

도 2a 및 도시된 예시적인 실시예를 다시 참조하면, 이동 전화(100-1, 100-2, 100-3, 100-5, 100-6)는, 전술한 바와 같이, 디바이스 발견 메시지에 각각 응답할 수 있다. 본 발명의 본 실시예에 따르면, 방송된 디바이스 발견 메시지에 응답된 디바이스의 최소 수(즉, 3개 이상)인 경우 결정이 수행된다(블록 310). 만약, 예(yes)인 경우, 방송하는 디바이스(예시적인 본 예에서, 이동 전화(100-4)) 및 응답하는 디바이스는 블루투스 프로토콜에 따라 종래의 방법으로 동기화된다(블록 330). 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 방송하는 디바이스, 예를 들면, 이동 전화(100-4)는 피코넷의 마스터 디바이스로서 동작할 것이며, 응답하는 디바이스, 예를 들면, 이동 전화(100-1, 100-3, 100-6)는 피코넷의 슬레이브로서 동작할 것이다. 동일 영역내의 다른 디바이스(예를 들면, 이동 디바이스(100-5))는, 그들이 현재의 위치 정보를 갖고 있지 않기 때문에, 또는 블루투스 가능(예를 들면, 이동 전화(240, 250, 260))이 아니기 때문에, 디바이스 발견 메시지 방송을 단순히 무시한다.

동기화 이후에, 이동 전화(100-4)의 위치가, 예시적으로, 이동 전화(100-4, 100-1, 100-3, 100-6) 사이의 클록 스큐의 함수로서 이제 결정될 수 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이동 전화(100-4)의 위치는 도달 시간의 함수로서 계산되어, 이동 전화(100-4)로부터 3개의 참조 포인트, 즉 이동 전화(100-1, 100-3, 100-6)의 각 위치까지 신호가 도달하는데 걸린 시간이 측정된다. 이해할 수 있듯이, 위치가 알려져 있는 다수의 참조 포인트까지의 신호 도달 시간을 측정하는 임의의 수의 알려진 기법이 있다.

본 발명의 본 실시예에 따라, 그 위치가 결정된 후, 그러한 위치가 이동 전화(100-4)에 의해 저장된다(블록 350). 따라서, 이동 전화(100-4)는 그 자신의 위치에 대한 현재의 지식을 갖는 경우, 다른 디바이스로부터의 미래의 디바이스 발견 메시지에 응답하도록 이제 위치하게 된다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이동 전화(100-4)는 그의 현재 위치를 통신 네트워크에 통신할 수 있다. 그러한 통신은, 예를 들면, 비상 911 응용에서 매우 유용하다는 것이 입증될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 본 실시예에 따르면, 일단 그 위치가 계산되면, (마스터 디바이스로서의) 이동 전화(100-1)는 피코넷에서의 마스터-슬레이브 접속을 종료시키는 잘 알려진 "LMP_detach" 메시지를 발행한다. 따라서, 미래에 이동 전화(100-1)로부터 위치가 요청될 때, 위치가 계산되었던 시간 도장(time stamp)과 현재 시간을 비교하여, 새로운 위치 계산이 필요한지의 여부를 결정할 수 있다. 디바이스가 빠르게 이동하지 않거나 또는 너무 많은 위치 질의가 있는 응용에서, 상당히 진부한 위치 정보가 허용될 수 있고, 따라서 디바이스 위치의 캐싱(caching)을 지원한다. 그러나, 빠른 이동성을 갖고, 매우 정확한 위치를 요구하는 응용에서, 본 발명에 따라, 디바이스는 새로운 방송 메시지를 발행하여 그의 가장 최근의 위치를 정확하게 얻는다.

전술한 상세한 설명은 모든 면에서 예증적이고 예시적인 것으로서, 제한적이지 않으며, 본 명세서에서 기술된 발명의 영역은 상세한 설명으로부터 결정되지 않고, 특허법에 의해 허용되는 전체 범위에 따라 해석되는 것으로서 특허 청구 범위로부터 결정됨을 이해할 것이다. 본 명세서에서 도시 및 기술된 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 당업자라면 본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고서도 다양한 수정이 가능함을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 셀룰러 통신 네트워크는 종래의 위치 결정 기법들(예를 들면, GPS) 중 어느 하나를 이용하여 특정 디바이스의 위치 결정에 대한 융통성을 가질 수 있고, 그러한 네트워크는 전술한 본 발명의 양상을 이용하여 그 자신의 위치를 얻기 위해 특정 셀룰러에 코맨드를 발행할 수 있다. 바람직하게, 그러한 통신 네트워크에서의 이동 전화들 사이에 전력 보존의 잠재적인 이점을 가질 것이며, 그 이유는, 그러한 전화와 관련된 GPS 수신기는, 그의 GPS 위치 결정 성능이 필요하지 않으므로, 턴 오프될 수 있기 때문이다.

또한, 당업자라면, 본 명세서에서의 블록도는 본 발명의 원리를 이용하는 예시적인 회로의 개념도를 나타냄을 이해할 것이다. 마찬가지로, 임의의 플로우차트, 흐름도, 상태 전이도, 의사 코드(pseudocode), 프로그램 코드 등은 컴퓨터 판독가능 매체에서 실질적으로 표현될 수 있고, 컴퓨터, 머신, 또는 프로세서에 의해, 그러한 컴퓨터, 머신, 또는 프로세서가 명시적으로 도시되었는지의 여부와 관계없이, 실행될 수 있음을 이해할 것이다. 더욱이, 특허 청구 범위에 있어서, 특정 기능을 수행하는 수단으로서 표현된 임의의 요소는, 예를 들면, a) 그러한 기능을 수행하는 회로 요소들의 조합, 또는 b) 기능을 수행하기 위해 소프트웨어를 실행하는 적절한 회로와 결합된 임의의 형태의 소프트웨어(따라서, 펌웨어, 객체 코드, 마이크로코드 등을 포함함)를 포함하는, 해당 기능을 수행하는 임의의 방법을 포함하도록 의도된다. 그러한 특허 청구 범위에 의해 정의된 본 발명은 다양한 인용 수단에 의해 제공된 기능이, 특허 청구 범위가 요구하는 방법으로 조합되고, 초래된다는 사실에 있다. 따라서, 출원인은 그러한 기능을 제공할 수 있는 임의의 수단을 본 명세서에 도시된 것들과 등가물로서 간주한다.

본 발명에 따르면, 이동 디바이스(예를 들면, 무선 이동 전화)의 현재 위치를 정확하게 결정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 원리에 따라 구성된 예시적인 이동 전화를 도시하는 도면,

도 2 및 2a는 도 1의 이동 전화를 통합하는 본 발명의 실시예를 구현하는데 적합한 예시적인 셀룰러 통신 네트워크 배열을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 원리에 따라 이동 디바이스, 예를 들면, 도 1의 이동 전화를 위치 결정하는 예시적인 동작에 대한 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

105 : 통신 인터페이스 110 : 블루투스 트랜시버

115 : GPS 수신기 120 : 오디오 프로세서

125 : 마이크로프로세서 130 : 메모리

135 : 위치 응용 140 : 스피커

145 : 마이크로폰 150 : 디스플레이

155 : 키패드

Claims (10)

1. 블루투스 가능 이동 디바이스(Bluetooth enabled mobile device)의 위치를 결정하는 방법에 있어서,

   상기 블루투스 가능 이동 디바이스로부터 복수의 이동 디바이스로 메시지를 방송하는 단계와,

   상기 복수의 이동 디바이스로부터, 상기 방송된 메시지에 대한 사전결정된 최소 수의 응답이 수신되었는지 여부를 결정하고, 만약 수신된 경우, 상기 메시지에 응답하는 상기 복수의 이동 디바이스 중 적어도 3개의 이동 디바이스와 상기 블루투스 가능 이동 디바이스를 동기화하는 단계와,

   상기 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를, 상기 동기화된 적어도 3개의 이동 디바이스의 각각의 위치의 함수로서 계산하는 단계를 포함하는

   블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 블루투스 가능 이동 디바이스에 상기 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 저장하는 단계를 더 포함하는 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 적어도 3개의 이동 디바이스 각각이 블루투스 가능인 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 위치를 계산하는 단계는 상기 블루투스 가능 이동 디바이스 또는 상기 복수의 모바일 디바이스와 관련된 임의의 통신 네트워크로부터 독립적으로, 및, 임의의 분리된 위치 식별 시스템으로부터 독립적으로 수행되는 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 블루투스 가능 이동 디바이스는 셀룰러 전화이고, 상기 통신 네트워크는 셀룰러 통신 네트워크이며, 상기 분리된 위치 식별 시스템은 GPS(Global Positioning System)인 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 사전결정된 수의 응답은 3이고, 상기 복수의 이동 디바이스 중 그들 각각의 위치에 대한 현재 지식을 갖는 단지 특정 이동 디바이스만이 상기 메시지에 응답하는 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 메시지 방송은 상기 블루투스 가능 이동 디바이스에 대한 입력 메시지의 수신시에 개시되는 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
8. 제 4 항에 있어서,

   상기 위치를 계산하는 단계는 복수의 클록 스큐(clock skew)를 이용하여, 상기 블루투스 가능 이동 디바이스의 상기 위치를 계산하는 블루투스 가능 이동 디바이스의 위치를 결정하는 방법.
9. 이동 통신 장치(mobile communications apparatus)에 있어서,

   블루투스 트랜시버와,

   적어도 복수의 프로그램 인스트럭션을 갖는 위치 응용을 저장하는 메모리와,

   상기 복수의 프로그램 인스트럭션을 실행하고, 상기 복수의 프로그램 인스트럭션에 의해 정의된 함수에 따라 상기 이동 통신 장치의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되,

   상기 복수의 프로그램 인스트럭션은,

   (i) 상기 블루투스 트랜시버를 통해 복수의 이동 통신 디바이스(mobile communications device)로 메시지를 방송하는 단계와,

   (ii) 상기 방송된 메시지에 대한 적어도 3개의 응답이 상기 복수의 이동 통신 디바이스로부터 상기 블루투스 트랜시버에 의해 수신되었는지 여부를 결정하고, 만약 수신된 경우, 상기 블루투스 트랜시버를 통해, 상기 메시지에 응답하는 상기 복수의 이동 통신 디바이스 중 적어도 3개의 이동 통신 디바이스와 상기 이동 통신 장치를 동기화하는 단계와,

   (iii) 상기 이동 통신 장치의 위치를, 상기 동기화된 이동 통신 디바이스 각각의 위치의 함수로서 계산하는 단계를 포함하는

   이동 통신 장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 이동 통신 장치의 위치를 계산하는 단계는 상기 이동 통신 장치 또는 상기 동기화된 이동 통신 디바이스와 관련된 임의의 통신 네트워크로부터 독립적으로, 및, 임의의 분리된 위치 식별 시스템으로부터 독립적으로 수행되는 이동 통신 장치.