KR20050099644A - 무선 이동국의 위치 기반 통신 방법 및 시스템 - Google Patents

무선 이동국의 위치 기반 통신 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우선 통신 이용(preferred communication usage)을 위해 지정된 지역 범위를 갖는 무선 네트워크 내에서 무선 이동국이 통신하는 방법 및 시스템을 제공한다. 이동국의 추정 지역 위치가 결정된다. 이동국에는 그 결정된 이동국의 추정 위치와 관련있는 적어도 하나의 우선 통신 영역의 상대 위치 데이터가 제공된다. 그 후에, 이동국은 상대 위치 데이터를 토대로 우선 통신 영역에 재위치된다. 바람직하게, 미리 지정된 우선 통신 영역 위치에 대한 요청은 이동국의 송신에 의해 시작되고, 네트워크 기지국에 의해 수신된다. 이동국에는 이동국의 추정 위치를 결정하기 위하여 GPS가 장착될 수 있다. 추정 위치 데이터는 이동국 또는 네트워크가 상대 위치 데이터를 계산하는지 여부에 따라 송신될 수 있다.

Description

무선 이동국의 위치 기반 통신 방법 및 시스템{LOCATION BASED METHOD AND SYSTEM FOR WIRELESS MOBILE UNIT COMMUNICATION}
본 발명은 무선 이동국의 위치 기반 통신 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 특히, 우선 통신 이용을 위해 지정되고, 가끔 핫 스팟 (hot spot)이라고 불리는 지역 범위를 갖는 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 종래 기술에 널리 알려져 있다. 일반적으로, 그 통신 시스템은 무선 통신 신호들을 서로 송수신하는 통신국을 포함한다. 통상적으로, 이동국을 포함하는 무선 송수신 장치(WTRU : wireless transmit/ receive unit)로 일반적으로 알려진 복수의 가입자국과 무선 동시 통신을 행할 수 있는 지지국이 제공된다. 일반적으로, 여기서 사용하는 "기지국"이란 용어는 이것에 국한되지 않고, 기지국이 결합되는 네트워크에 무선 액세스를 제공하는 무선 환경에서, 기지국, 노드 B, 중계국 제어기, 액세스 포인트 또는 기타 인터페이싱 장치를 포함한다. 여기서 사용하는 WTRU란 용어는 이것에 국한되지 않고, 무선 환경에서 동작할 수 있는 사용자 장비, 이동국, 고정 또는 이동 가입자 장치, 휴대용 소형 무선 호출기 또는 어떤 다른 타입의 장치를 포함한다.
WTRU들은 네트워크 접속을 하는 전화기, 비디오 전화기 및 인터넷 폰 등의 개인용 통신 장치를 포함한다. 추가적으로, WTRU들은 비슷한 네트워크 용량을 갖는 무선 모뎀을 장착한 PDA 및 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 개인 계산 장치를 포함한다.
휴대하거나, 다른 장소로 위치를 변경할 수 있는 WTRU는 이동국으로 칭해진다. 이동국의 배터리 수명의 보존은 일반적으로 이동국과 이 장치가 동작하는 통신 네트워크를 설계할 때 중요한 고려 사항이다. 이동국에서 소비 전력을 줄이는 목표를 달성할 수 있는 방법은 몇가지가 있다. 예를 들면, 지역내에서 기지국을 접속하는 수의 증가는 이동국 통신에 필요한 전력의 감소로 변환될 수 있다.
도 1a는 무선 랜(WLAN; 106) 내의 이동국 (104)을 도시하며, 이 무선 랜(106)의 중앙에는 기지국(102)이 위치된다. 이동국 (102)이 기지국(102)으로부터 멀리 이동하는 경우, WTRU(104)와 기지국(102)은 그들의 무선 통신시 동일한 서비스 품질(QoS)를 확보하기 위하여 출력을 증가시켜야 한다.
도 1b는 WLAN(112), 이동국(107) 및 9개의 기지국(101, 103, 105, 109, 111, 113, 115, 117)을 도시한다. 기지국들의 밀도 집중은 이동국(107)과 각 기지국간의 거리를 줄인다. 이에 따라 이동국과 기지국은 거리가 짧아지기 때문에 송신 출력을 적게 이용할 수 있다. 그러한 기지국의 밀도 집중은 송신 거리에 따라 필요한 전력을 줄일 수 있지만, 간섭의 증가는 희생해야 한다. 이 간섭의 증가로 인하여 이동국과 기지국에 송신 전력을 증가시킬 필요성이 있기 때문에, 전력 보존 및 베터리 수명 보존의 문제는 원점으로 돌아간다.
시스템은 각 이동국의 위치를 판정하여, 기지국의 안테나 빔 패턴을 각 이동국의 방향으로 집중시킴으로써 간섭을 줄일 수 있다. 안테나의 빔 패턴의 집중은 또한 빔 형성(beam forming)으로 알려져 있다.
도 2a-c는 본 발명의 양수인이 소유한 미국 특허 출원 제10/305,595호에 개시된 바와 같이 빔 형성을 이용하는 시스템의 안테나 방사 패턴을 도시한다. 도 2a는 이동국의 상대 위치를 토대로 이동국(UE1)에 대하여 무선 주파수 에너지를 집중시키는 안테나 패턴(12)을 갖는 기지국(10)을 도시한다.
빔 형성은 복수의 빔 또는 단일 빔과 복수의 무선 동시 통신을 제공하는데 선택적으로 이용될 수 있으며, 이 복수의 빔 또는 단일 빔은 위치 및 상대 간섭 등의 인자를 토대로 제어된다. 도 2b 및 2c는 다른 이동국의 상대 위치를 토대로 이동국(UE2, UE3)에 대하여 무선주파수 에너지를 집중시키는 기지국(10)의 2개의 다른 시나리오를 도시한다.
빔 형성을 이용하기 위하여, 이동국의 위치가 먼저 결정되어야 한다. 위치 결정 방법은 다양하게 공지되어 있으며, 그 방법 중 하나에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면, 이동국은 내장(built-in) GPS 수신기를 이용하여 자체의 위치를 결정하고, 그 위치를 네트워크에 보고할 수 있다. 네트워크는 또한 AOA(Angle of Arrival : 도달각), TDOA(Time Difference of Arrival : 도달 시간차) 또는 도플러 기법을 이용하여 이동국의 위치를 결정할 수 있다. 네트워크가 이동국 자체의 위치를 결정하는 것을 돕는 데에는 하이브리드 방법이 이용될 수 있다. 일반적으로, 각각의 방법은 추정 에러의 관련된 마진으로 상대 이동국 위치를 추정한다.
서비스 제공업자가 네트워크 액세스를 제공하고 제어하는 방법들은 많이 있다. 예를 들면, 하나 이상의 WLAN 액세스 포인트를 갖는 대중에게 보급된 무선랜 프로토콜은 IEEE 802.11b 표준에 따라 설치될 수 있다. 이러한 일부 네트워크에 있어서, "핫 스팟"으로 알려진 비교적 작게, 잘 정의된 지역 범위에는 선택된 WLAN 서비스가 제공될 수 있다. 이러한 지역에 의해 사용자는 그들의 이동국과 "온라인"으로 무선 네트워크에 액세스할 수 있다.
'핫 스팟" WLAN 통신 시스템의 이점은 공항, 커피숍 및 도서관 등의 많은 장소에 배치될 수 있다는 것이다. 이들 네트워크에 액세스는 통상적으로 사용자 인증 절차를 통하여 수행된다. IEEE 802 표준의 그룹들이 발전하고 있는 중이기 때문에, 그러한 절차들은 WLAN 기술 분야에서 아직 완전히 표준화되지는 않았다.
출원인은 "핫 스팟" 통신이 갖는 문제점을 인식하였으며, 즉 핫 스팟 통신 영역이 있는 장소, 보다 구체적으로 말하면, 사용자가 WLAN 내에서 최상의 서비스 품질(QoS)를 얻을 수 있도록 물리적으로 위치되어야 하는 장소를 정할 때 사용자가 가질 수 있는 문제점을 인식하였다.
본 발명은 우선 통신 이용을 위해 지정되거나 결정된 지역 범위를 갖는 무선 네트워크 내에서 무선 이동국이 통신하는 방법 및 시스템을 제공한다. 몇몇 적용시에, 특정 영역들은 "핫 스팟"으로 미리 지정된다. 대안으로, 우선 통신 영역은 이동국과 진행 중인 통신의 신호 품질 또는 기타 통신 변수와 관련하여 결정될 수 있다.
이 방법은 이동국의 추정 지역 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 이동국에는 그 결정된 이동국의 추정 위치와 관련있는 적어도 하나의 통신 영역의 상대 위치 데이터가 제공된다. 그 후에, 이동국은 그 상대 위치 데이터를 토대로 우선 통신 영역에 다시 위치된다.
바람직하게, 핫 스팟 영역 위치의 요청은 이동국 송신에 의해 시작되어, 네트워크 기지국에 의해 수신된다. 이동국에 GPS가 장착되면, 이동국의 추정 위치는 이동국의 GPS를 이용하여 결정된다. 그 후에, 이동국의 송신 요청은 현재 이동국의 추정 위치 데이터를 포함하고, 그 네트워크 기지국은 현재 이동국의 추정 위치 데이터를 토대로 네트워크에 의해 결정되는 상대 위치 데이터를 이동국으로 송신한다. 바람직하게, 네트워크 기지국에 의해 이동국으로 전송되는 상대 위치 데이터는 현재 수행되고 있는 무선 통신의 횟수 등의 현재 이동국의 추정 위치 데이터 및 핫 스팟 영역 사용의 동적 데이터를 토대로 네트워크에 의해 결정된다.
무선 네트워크에 의해 현재 이동국 추정 위치를 결정하는 한가지 다른 방법이 있다. 하나 이상의 네트워크 기지국에 의해 수신되는 이동국 송신의 물리적인 특성과 관련된 종래의 데이터 분석을 이용하여 위치 추정이 이루어진다. 그 후에, 네트워크 기지국 중 하나는 그 네트워크에 의해 전체적으로 결정되는 상대 위치 데이터를 이동국으로 송신한다. 네트워크 기지국에 의해 이동국으로 송신되는 상대 위치 데이터는 현재 이동국의 추정 위치 데이터 및 네트워크 이용의 동적 데이터를 토대로 네트워크에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 그 상대 위치 데이터는 미리 지정된 핫 스팟 영역, 또는 그 네트워크가 결정한 데이터에 의해 이동국에 개선된 무선 접속을 제공할 간단한 영역에 해당할 것이다.
이동국에 GPS가 장착되면, 이동국은 추정 위치를 네트워크에 송신할 필요가 없다. 네트워크 기지국은 기지국에 의해 서비스되는 모든 미리 지정된 핫 스팟 영역의 지역 위치 데이터를 이동국으로 송신할 수 있다. 그 후에, 핫 스팟에 대한 이동국의 상대 위치는 자체의 GPS를 통해 이동국에 의해 결정될 수 있다.
그 네트워크는 네트워크 기지국과 직접 이동국 무선 통신을 허용하고, 또한 이동국간 P2P(peer to peer) 무선 통신을 허용한다. 그 다음, 네트워크 기지국에 의해 수신하는 동안 이동국에 의해 시작되는 요청은 기지국에 의해 서비스되는 핫 스팟 영역에 위치된 다른 이동국을 통하여 중계될 수 있다.
이 네트워크는 이동국의 추정 위치를 모니터링하여, 우선 통신 영역의 상대 위치 데이터를 이동국으로 주기적으로 송신하도록 구성될 수 있다. 바람직하게, 그러한 데이터는 현재 이동국의 추정 위치 데이터 및 이동국의 신호 및/또는 네트워크 사용의 동적 데이터를 토대로 네트워크에 의해 결정된다. 이 네트워크는 우선 통신 영역에 등급을 매긴 선호 순위(preference order)를 결정하여, 선호도 또는 일련의 등급을 매긴 선호도에 관한 최적의 우선 통신 영역의 상대 위치 데이터를 이동국으로 송신한다.
지역 핫 스팟 영역은 네트워크 데이터베이스 내에 저장되는 지역 좌표의 각각의 집합에 의해 바람직하게 정의된다. 그 후에, 하나 이상의 데이터 집합은 상대 위치 데이터를 이동국에 제공하기 위하여 네트워크 기지국으로부터 선택적으로 전송된다.
무선 네트워크 내에서 그러한 통신을 행하는 이동국은 송신기, 수신기 및 사용자 출력 장치를 갖는 것이 바람직하다. 송신기는 우선 통신 영역 위치의 요청을 시작하기 위하여 구성된다. 수신기는 네트워크에 의해 서비스되는 적어도 하나의 우선 통신 영역에 해당하는 지역 위치 데이터를 수신하기 위하여 구성된다. 사용자 출력 장치는, 이동국이 장착되는 방법에 따라 네트워크 또는 이동국 중 하나에 의해 결정되는 이동국의 추정 위치로 그 네트워크에 의해 서비스되는 적어도 하나의 우선 통신 영역의 상대 위치를 이동국 사용자에게 경보한다.
이동국은 이것에 국한되지 않고, 무선랜(WLAN)과, 시분할 이중(TDD) 원격 통신 시스템과, 주파수 분할 이중(FDD) 원격 통신 시스템을 포함하는 하나 이상의 무선 네트워크 상에서 무선 통신을 위해 구성될 수 있다. 따라서, 이동국의 송신기 및 수신기는 이용될 특정 시스템에 이용되는 프로토콜을 이용하기 위하여 구성된다.
이동국에는 이동국의 추정 위치를 결정하는 GPS가 장착될 수 있다. 그러한 경우에, 송신기는 현재의 이동국의 추정 위치 데이터를 포함하는 신호를 송신함으로써 우선 통신 위치 요청을 송신하도록 구성될 수 있고, 이동국 수신기는 송신된 이동국의 추정 위치 데이터를 토대로 네트워크에 의해 결정되는 상대 위치 데이터의 형태로 적어도 하나의 우선 통신 영역에 해당하는 지역 위치 데이터를 수신하도록 구성된다.
대안으로, 그 이동국 위치는 GPS가 장착된 이동국에 의해 네트워크로 전송되지 않는다. 이동국의 GPS는, 네트워크에 의해 서비스되는 적어도 하나의 우선 통신 영역에 해당하는 송신 요청에 응답하여 수신된 지역 위치 데이터를 토대로 우선 통신 영역에 상대 위치 데이터를 계산하는데 이용된다.
이동국에 GPS가 없으면, 이동국 수신기는 무선 네트워크에 의해 결정되는 이동국의 추정 위치에 기초하는 상대 위치 데이터의 형태로 적어도 하나의 우선 통신 영역에 해당하는 지역 위치 데이터를 수신하기 위하여 바람직하게 구성된다.
이동국은 네트워크 기지국과 직접 통신을 위하여 구성되고, 또한 다른 이동국과 P2P 무선 통신을 위하여 구성된다. 그러한 경우에, 이동국 수신기는 또한 네트워크 기지국과 직접 통신시 다른 이동국으로부터 중계기를 통하여 전송된 요청에 응답하여 수신하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이동국은 이동국 추정 위치에 관하여 우선 통신 영역을 가시적으로 디스플레이하기 위하여 맵 디스플레이로 구성될 수 있다. 사용자 출력 장치는, 소비 전력이 상대적으로 높은 영역에 이동국이 물리적으로 위치될 때, 동작하는 전력 사용 표시기를 포함할 수 있다. 이 표시기는 소비 전력이 낮아질 수 있는 우선 통신 영역의 상대 위치에 대한 수동 요청 또는 자동 요청을 트리거하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점들은 당업자라면 이후의 상세한 설명 및 첨부 도면을 통하여 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 도면을 참조로 기술되었으며, 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 나타낸다. 기지국, WTRU 및 이동국이란 용어는 전술한 바와 같이 일반적인 의미로서 이용된다. 본 발명은 복수의 네트워킹 기지국이 있고, 이동국, 즉 각 기지국에 의해 제공되는 지역 커버리지의 각 영역으로 들어와서 이동하는 이동 WTRU에 무선 서비스를 제공하는 무선랜을 제공한다. 간략화를 위하여, 본 발명은 IEEE 802.11b 표준으로 설치된 액세스 포인트, 즉 복수의 기지국을 갖는 무선랜(WLAN)에 적용된 바와 같이 부분적으로 기술된다. 바람직하게, WLAN은 핫 스팟이라 칭하는 우선 통신 이용을 위해 미리 지정된 지역 범위를 갖는다. 그러한 네트워크는 이동국에 의한 양방향 네트워크 액세스를 위하여 구성될 수 있고, 또한, 가끔 "ad hoc" 통신이라 칭해지는 P2P 이동국 통신을 허용할 수도 있다. 그러나, 본 발명은 이동국에 의해 액세스될 수 있는 임의의 무선 시스템에 적용할 수 있다. 예를 들면, 핫 스팟 영역 대신에 또는 핫 스팟 영역에 추가하여, 우선 통신 영역은 이동국과 진행 중인 통신의 신호 품질 또는 다른 통신 변수와 관련하여 결정될 수 있다.
도 3을 참조하면, 무선 통신 환경(400)은 적어도 하나의 기지국(406)을 갖는 이동국(402, 404)과 WLAN(405)이 도시된다. 이동국(402, 404)에는 GPS를 장착하는 것이 바람직하며, 이에 따라 이동국들은 그들 자체의 지역 위치를 결정할 수 있다.
기지국은 관련 안테나 시스템(407)을 통하여 선택된 지역 범위 내에서 네트워크 액세스를 제공한다. 벽(408), 집(409) 및/또는 오피스 빌딩(411) 등의 다양한 장애물은 기지국에 제공된 서비스 품질(QoS)을 제한할 수 있다. 장애 영역이 기지국(406)에 의해 서비스될지라도, 필요 전력은 영역(401, 403) 등의 장애 영역에 비하여 일반적으로 크다. 비장애 영역은, 이 영역 내에 이동국이 위치하는 경우에, 이동국에 통신 또는 향상된 통신 서비스를 제공하기 위해 우선 영역으로서 유리하게 지정될 수 있다.
이동국(402)에 GPS를 장착하지 않거나, 다른 방법으로 이동국 자체의 위치 결정을 위한 구성이 없는 경우에, WLAN(405)은 전술한 다양한 3각 측량 기법 및 도플러 기법을 이용하여 이동국의 추정 위치를 결정한다. 예를 들면, WLAN(405)은 기지국(406)의 안테나(407)로 이동국(402)의 상대 위치를 결정하고, 위치 정보 데이터를 이동국(402)으로 송신하여, 이동국(402)이 핫 스팟 영역(401, 403)으로 이동하는 것을 가능하게 한다.
핫 스팟 서비스는 선택된 서비스에 빔 형성을 이용하여 제공될 수 있다. 예를 들면, 기지국 안테나가 송수신하는 통신빔은 핫 스팟 영역을 커버하도록 구성됨으로써, 기지국 안테나의 통신 반경 내에 있을지라도, 핫 스팟 영역 밖에서 그 선택된 서비스를 이용하려는 이동국의 통신 전력 임계치를 충족시키지는 않는다. 대안으로 또는 빔 형성과 결합하여, 기지국은, 이동국이 상대 재위치 데이터의 평가를 통하여 핫 스팟 영역에 물리적으로 위치되는지 여부를 결정할 때, 이동국에 향상된 통신만을 제공하도록 구성될 수 있다.
기지국은 소정의 통신 반경 내에서 서비스를 제공하지만, 핫 스팟 영역 내에 물리적으로 위치되는 경우, 이동국에 향상된 통신만을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 기본 페이징 서비스는 기지국(406)의 안테나(407)로부터 360도 반경에 대하여 제공될 수 있지만, 데이터 전송, 음성 및/또는 인터넷 서비스는 핫 스팟 영역(401, 403)에만 제공될 수 있다. 그러한 예로써, 예를 들면, 이동국(402)은 그 도시된 위치에서 페이징될 수 있지만, 핫 스팟 무선 통신 시스템(406)에 의해 제공되는 다른 유형의 통신을 유도하기 위해서는 핫 스팟 영역(401 또는 403)에 재위치되는 것이 필요할 것이다.
대안으로서, 기지국은 소정의 통신 반경 내에 서비스를 제공하지만, 소비 전력이 상대적으로 높은 핫 스팟 영역 내에 물리적으로 위치되지 않는 경우에, 이동국에 경보하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 모든 서비스는 기지국(406)의 안테나 (407)로부터 360도 반경에 제공될 수 있지만, 더 많은 에너지 효율 서비스는 핫 스팟 영역(401, 403)에 제공될 수 있다. 그러한 예로서, 이동국(402)은 그 예시된 위치에서 경보를 수신할 수 있지만, 핫 스팟 영역(401, 403)에 재위치되는 경우에, 그러한 경보를 수신할 수 없다.
네트워크(405)는 바람직하게는 상대 지역 커버리지 영역 데이터를 포함하는 각 기지국(406)에 의해 서비스되는 핫 스팟에 관한 데이터를 유지하는 것이 좋고, 상대 지역 커버리지 영역 데이터는 최근의 통신 이력을 토대로 위치 대 처리량의 동적 테이블의 형태를 가질 수 있다. 그 후에, 이 데이터는 이동국 지역 데이터와 결합하여, 이동국에 재위치 데이터를 제공하는데 이용함으로써, 사용자가 향상된 서비스를 이용하는 핫 스팟 영역에 재위치시킬 수 있다.
WLAN(405)은 바람직하게는 핫 스팟 위치 요청을 수신하고 응답하도록 구성되는 것이 좋다. 예를 들면, 기지국(406)이 핫 스팟 영역(401, 403) 밖에서 적어도 일부의 통신 서비스를 제공하도록 구성되면, 이동국(402)은 핫 스팟 위치에서만 이용할 수 있는 서비스에 액세스하기 위한 요청을 송신한다. 그 요청이 이동국 지역 데이터를 포함하거나, 다른 방법으로 네트워크가 그 요청 이동국의 위치의 추정을 결정할 수 있으면, 그 후에, 네트워크(405)는 사용자의 위치 근처에 있는 핫 스팟 위치의 하나 이상의 데이터 집합에 응답한다. 그 후에, 사용자는 이들 위치 중 하나로 이동하여, 보다 나은 서비스 품질(QoS)에 액세스함으로써, 보다 나은 서비스 품질을 달성할 수 있다.
네트워크(405)는 핫 스팟이 그 요청 이동국의 소정의 임계 거리 내에 있는지 여부를 판정할 때, 이동국(402)에 제공된 정보를 기초로 할 수 있다. 그 선택 범위는 네트워크 사용에 기초하여, 요청 시간에 고용량의 통신 트래픽을 제공하는 핫 스팟의 위치 데이터를 제공하지 않고, 또한 최상의 이용가능한 서비스 품질을 토대로 위치를 목록화함으로써, 덜 사용된 핫 스팟으로 이동국을 향하여 이동할 수 있다. 예를 들면, 도 3을 참조하면, 핫 스팟 영역(401)만 또는 첫번째로 후속되는 핫 스팟 영역(403)은 이동국(402)으로 식별될 수 있으며, 그 이동국(404)은 핫 스팟 영역(403)에서 통신을 행하는 중이며, 현재 핫 스팟 영역(401)에서 행해지는 통신은 없다.
특정 이동국에 대한 대안으로, WLAN(405)은 이동국 위치를 모니터링할 수 있고, 사용자에 의해 개시된 개입이 아니라, 사용자가 다른 위치로 이동하게끔 자동으로 알림으로써 더욱 효율적인 처리량을 달성할 수 있다. 이것은 향상된 서비스 영역 또는 보다 에너지 효율적인 위치가 이용가능한지를 이용자에게 경보하면서 진행 중인 통신을 유지하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, WLAN(405)에 의한 이동국(402)의 모니터링은 그 후에, 이동국(402)이 기지국(406)의 WLAN 커버리지 영역을 통과함으로써 실시간으로 갱신되는 무선 신호 커버리지 정보를 이동국(402)에 제공하기 위하여 구성된다.
이동국은 GPS 시스템으로 널리 알려진 형태와 같은 디스플레이 가능한 맵 기능을 갖는 디스플레이로 구성될 수 있다. 그러한 경우에, 예를 들면, WLAN(405)이 이동국(402)의 위치를 결정한 후에, 시스템(405)은 맵 영상처럼 디스플레이용 핫 스팟 좌표를 포함하는 맵 정보를 이동국(402)에 다운로드한다. 예를 들면, 그 다운로드 정보는, 전체의 맵 형태이거나, 또는 맵에 설치된 이동국에 관한 영역을 정의하는 좌표로서 일반적인 맵 정보를 이동국이 갖는 경우 중 하나의 경우에, 핫 스팟 위치 (401, 403)에 관한 좌표 정보를 포함할 수 있다.
위치(401, 403) 등의 핫 스팟은 네트워크 가이드에서 공개되거나, WLAN(405)의 기지국(406)에 의해 서비스되는 무선 커버리지 영역을 통하여 이전에 머무르면서 체득한 발견적 학습에 의해 결정되는 것을 네트워크로부터 초기의 다운로드시에제공될 수 있다. 그러한 외부 또는 이전에 저장된 정보가 특정 WLAN(405)에 인덱스되는 경우에, 그 WLAN(405)은 WLAN의 서비스 영역내에 이동국이 있다는 것을 알리는 식별 정보를 이동국(402)으로 전송할 수 있고, 그 후에, 이동국은 추가 정보 없이 핫 스팟 위치로의 경로 및/또는 방향을 결정할 수 있다.
WLAN이 핫 스팟 영역에 물리적으로 위치되는 이동국에만 서비스를 제공하기 위하여 구성되는 경우에, 이동국에 이용할 수 있는 그러한 외부적으로 또는 이전에 저장된 자원은 이동국을 서비스 영역에 위치시키는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 무선 서비스는 핫 스팟 영역(401, 403)에만 제공될 수 있다. 그러한 예로서, 이동국(402)은 핫 스팟 무선 통신 시스템에 의해 제공되는 다른 유형의 통신을 행하기 위하여 핫 스팟 영역(401, 403)에 재위치될 필요가 있다.
이동국은 재위치하기 위해서 이용가능한 외부의 정보나 이전에 저장된 정보를 이용할 수 있다. 대안으로, WLAN이 이동국 사이의 ad hoc P2P 통신과 핫 스팟을 통한 네트워크 액세스를 위하여 구성되면, 핫 스팟 위치 요청은 WLAN에 간접적으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 이동국(402)은 핫 스팟 위치 정보의 요청을 핫 스팟 영역(403)에 위치된 이동국(404)으로 전송할 수 있으며, 이것은 차례로 그 요청을 WLAN(405)으로 중계하고, 차례로 재위치 정보를 이동국(505)을 통해 이동국(402)으로 송신한다.
바람직하게, 핫 스팟 서비스 영역 정보는 WLAN(405)의 데이터베이스 내에 저장되어, 규칙적으로 갱신된다. 동적 QoS 정보는 트래픽 및 다른 파라메터, 특히 무선 간섭과 관련된 인자를 토대로 핫 스팟의 레이팅을 유지하는데 이용될 수 있다. 서비스 영역 정보는 네트워크의 안테나(407) 방사 패턴을 이용하여 계산할 수 있게 유도되고, 이력 이동국 신호 품질 패드백 정보를 이용하여 시간의 경과에 따라 맵핑될 수 있다.
빔 형성이 핫 스팟 영역을 정의하는데 이용될 수 있고, 일부의 예에서는 핫 스팟 영역을 정의하는데 바람직하게 이용되지만, 이동국 위치를 토대로 빔을 지향시키는 통상적인 빔 형성 시스템과 달리, 본 발명의 무선 통신 시스템은 일반적으로 형성된 빔이 지향되는 핫 스팟 영역으로 이동국을 재위치시키도록 이동국에 요청한다. 그 정의된 핫 스팟 영역을 서비스하는데 빔 형성이 이용되는 경우, 그 빔은 핫 스팟 영역 내의 실제의 트래픽을 설명하기 위하여 조정될 수 있다. 예를 들면, 기지국(406)으로부터 안테나(407)를 통해 형성된 빔은 특정 시점에서 핫 스팟 영역(401, 403)의 전체 영역을 실제로 커버하지 않고, 오히려, 그 핫 스팟 영역에 서비스를 제공할 때 보다 최적의 처리량을 제공하기 위하여 조정된다. 잠재적으로, 도 3에 도시된 극히 제한된 예를 통하여, 빔은 핫 스팟 영역(403)의 일부분만을 커버하기 위하여 서비스 이동국(404)으로 지향될 수 있으며, 비점유 핫 스팟 영역(401)의 커버리지 없이 서비스 이동국(404)으로 지향될 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, WLAN은 바람직하게는 그 전체적으로 핫 스팟 영역을 모니터링하는 몇몇 형태로 구성되며, 그 결과, 적합한 빔은 이동국이 진입하거나, 핫 스팟 영역 내에서 동작할 때 제공된다.
전술한 바와 같이 802.11 기술을 적용하는 WLAN 기술을 논의했더라도, 본 발명은 시분할 이중(TDD) 또는 주파수 분할 이중(FDD) 무선 전화 시스템 등의 임의의 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다.
본 발명에 따르면, 이동국의 추정 지역 위치가 결정되고, 이동국에는 상기 추정 위치와 관련된 적어도 하나의 우선 통식 영역의 상대 위치 데이터가 제공되어, 이동국은 상기 상대 위치 데이터를 토대로 우선 통신 영역에 재위치될 수 있다. 이에 의해, 사용자에게 최상의 통신 품질을 제공할 수 있다.
도 1a는 무선랜(WLAN) 내의 이동국을 도시한다.
도 1b는 복수의 기지국이 있는 무선랜을 도시한다.
도 2a-c는 빔 형성 시스템의 안테나 방사 패턴예의 다이어그램이다.
도 3은 본 발명에 유익하게 이용되는 다양한 장애물, 기지국 및 2개의 이동국을 도시하는 블록도이다.

Claims (23)

  1. 우선 통신 이용을 위해 지정된 지역 범위를 갖는 무선 네트워크 내에서 무선 이동국이 통신하는 방법으로서,
    이동국의 추정 지역 위치를 결정하는 단계와,
    상기 결정된 이동국의 추정 위치와 관련있는 적어도 하나의 우선 통신 영역의 상대 위치 데이터를 상기 이동국에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    미리 지정된 우선 통신 영역 위치의 요청을 상기 이동국의 송신에 의해 시작하는 단계와,
    상기 요청을 네트워크 기지국에 의해 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동국에는 GPS가 장착되고, 상기 이동국의 추정 위치는 상기 이동국의 GPS를 이용하여 결정되며, 상기 이동국의 송신 요청은 현재 이동국의 추정된 위치 데이터를 포함하고, 상기 네트워크 기지국은 상기 현재 이동국의 추정 위치 데이터를 토대로 상기 네트워크에 의해 결정되는 상대 위치 데이터를 상기 이동국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 네트워크 기지국에 의해 상기 이동국로 송신되는 상대 위치 데이터는 상기 현재 이동국의 추정 위치 데이터 및 우선 통신 영역을 이용하기 위한 동적 데이터를 토대로 상기 네트워크에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동국의 송신 요청의 물리적인 특성과 관련된 데이터를 분석하는 무선 네트워크에 의해 현재의 이동국의 추정된 위치가 결정되고, 상기 네트워크 기지국은 상기 현재 이동국의 추정된 위치 데이터를 토대로 상기 네트워크에 의해 결정되는 상대 위치 데이터를 상기 이동국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 네트워크 기지국에 의해 상기 이동국으로 송신되는 상대 위치 데이터는 상기 현재 이동국의 추정 위치 데이터 및 미리 지정된 우선 통신 영역을 이용하는 동적 데이터를 토대로 상기 네트워크에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동국에는 GPS가 장착되고, 상기 이동국의 추정 위치는 상기 이동국의 GPS를 이용하여 결정되며, 상기 네트워크 기지국은 상기 기지국에 의해 서비스되는 모든 네트워크의 미리 지정된 우선 통신 영역의 지역 위치 데이터를 상기 이동국로 송신하고, 상기 이동국에 의해 상대 위치 데이터가 결정되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 네트워크는 네트워크 기지국과 직접 이동국 무선 통신을 허용하고, 또한 이동국 사이의 P2P(peer-to-peer) 무선 통신을 허용하며, 상기 이동국에 의해 시작되어 상기 네트워크 기지국에 의해 수신되는 요청은 상기 기지국에 의해 서비스되는 미리 지정된 우선 통신 영역에 위치된 다른 이동국을 통하여 중계되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크는 상기 결정된 이동국의 추정 위치를 모니터링하고, 네트워크 사용의 동적 데이터 및 현재 이동국의 추정 위치 데이터를 토대로, 상기 네트워크에 의해 결정되는 이동국으로 상대 위치 데이터가 주기적으로 송신되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동국에는 GPS가 장착되고, 상기 이동국의 추정된 위치는 상기 이동국의 GPS를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 상대 위치 데이터는, 우선 통신 영역의 등급을 매긴 선호 순위가 결정되도록, 네트워크 이용 데이터의 동적 데이터 및 상기 결정된 이동국의 추정 위치 데이터를 토대로 상기 네트워크에 의해 결정되며, 적어도 하나의 최적의 우선 통신 영역의 선호 순위의 상대 위치 데이터는 네트워크 기지국에 의해 이동국로 전송되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    지역 좌표들의 각 집합에 의해 우선 통신 영역을 정의하는 단계와,
    상기 좌표 집합을 네트워크 데이터베이스에 저장하는 단계와,
    네트워크 기지국으로부터 하나 이상의 데이터 집합을 선택적으로 송신하여 상대 위치 데이터를 상기 이동국에 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동국에는 맵 디스플레이가 장착되고,
    상기 방법은,
    상기 추정된 이동국 위치와 관련있는 핫 스팟(hot spot) 영역을 디스플레이하기 위하여 상대 위치 데이터를 이용하고, 상기 상대 위치 데이터를 토대로 우선 통신 영역에 상기 이동국을 재위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  14. 우선 통신 이용을 위하여 미리 지정된 지역 범위를 갖는 무선 네트워크 내에서 통신하는 이동국으로서,
    상기 이동국이 상기 네트워크의 핫 스팟 영역 내에 있지 않는 경우, 미리 지정된 우선 통신 영역 위치에 대한 요청을 시작하도록 구성되는 송신기와,
    상기 네트워크에 의해 서비스되는 적어도 하나의 미리 지정된 우선 통신 영역에 해당하는 지역 위치 데이터를 수신하도록 구성되는 수신기와,
    결정된 이동국의 추정 위치로 상기 네트워크에 의해 서비스되는 적어도 하나의 지정된 우선 통신 영역의 상대 위치를 이동국 사용자에게 경보하는 사용자 출력 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동국의 추정된 위치를 결정하는 GPS를 더 포함하고,
    상기 송신기는 현재 이동국의 추정된 위치 데이터를 포함하는 신호를 송신함으로써 상기 미리 지정된 우선 통신 위치 요청을 송신하도록 구성되고,
    상기 이동국 수신기는 상기 송신된 이동국의 추정된 위치 데이터를 토대로 상기 네트워크에 의해 결정되는 상대 위치 데이터의 형태로 적어도 하나의 미리 지정된 우선 통신 영역에 해당하는 지역 위치 데이터를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동국 수신기는 상기 이동국이 요청한 송신의 물리적인 특성과 관련된 데이터를 분석하는 무선 네트워크에 의해 결정된 이동국의 추정 위치를 토대로, 상기 네트워크에 의해 결정되는 상대 위치 데이터의 형태로 적어도 하나의 미리 지정된 우선 통신 영역에 해당하는 지역 위치 데이터를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동국의 추정된 위치를 결정하고, 송신 요청에 응답하여 수신되는 상기 네트워크에 의해 서비스된 적어도 하나의 미리 지정된 우선 통신 영역에 해당하는 지역 위치 데이터를 토대로 상대 위치 데이터를 계산하는 GPS를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동국은 네트워크 기지국과 직접 통신을 위하여 구성되고, 또한 다른 이동국과 P2P 무선 통신을 위해 구성되며, 상기 이동국 수신기는 또한 네트워크 기지국과 직접 통신시 다른 이동국로부터 중계기를 통해 전송된 요청의 응답을 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 추정된 이동국 위치와 관련이 있는 미리 지정된 우선 통신 영역을 가시적으로 디스플레이하기 위하여 구성되는 맵 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동국은 무선랜(WLAN)에서 무선 통신을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동국은 시분할 이중(TDD) 원격 통신 시스템에서 무선 통신을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 이동국은 주파수 분할 이중(FDD) 원격 통신 시스템에서 무선 통신을 위해 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 상대 위치를 이동국 사용자에게 경보하는 사용자 출력 장치는, 소비 전력이 비교적 큰 미리 지정된 우선 통신 영역에 이동국이 물리적으로 위치되지 않는 경우에 동작하는 전력 이용 표시기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.
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