KR20110030592A - 자가-위치결정 액세스 포인트 - Google Patents

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KR20110030592A
KR20110030592A KR1020117001061A KR20117001061A KR20110030592A KR 20110030592 A KR20110030592 A KR 20110030592A KR 1020117001061 A KR1020117001061 A KR 1020117001061A KR 20117001061 A KR20117001061 A KR 20117001061A KR 20110030592 A KR20110030592 A KR 20110030592A
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mobile station
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레오니드 셰인블라트
아다란 헤시마티
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퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

무선 액세스 포인트에 연결하는 이동 무선 디바이스의 적절한 동기화를 허용하기 위해 무선 액세스 포인트를 캘리브레이팅하는 것에 관련된 시스템, 방법 및 장치가 제공된다. 이동국의 위치를 결정하기 위한 목적으로 액세스 포인트의 로케이션을 더욱 정확하게 결정하고 시간을 더욱 정확하게 동기화시키기 위해 폐루프 필터가 이용된다.

Description

자가-위치결정 액세스 포인트{SELF-POSITIONING ACCESS POINTS}
이동 통신 디바이스 (이하, 이동국으로서 지칭됨) 의 동작은 기지국 트랜시버 (BTS; base transceiver station) 와의 우수한 통신 링크를 확립하기 위한 무능에 의해 종종 양보된다. 이는, 높은 건물들에 둘러싸인 도심지 설정 (urban setting) 에서 빌딩과 같은 밀폐된 환경 (closed-in environment) 내에서는 특히 문제가 될 수도 있다. 우수한 통신 링크를 획득하는 것에 대해 실패하는 것은 이동국의 지리적 위치 등을 결정하는 능력과 같이 이동국을 통해서 이용가능한 수많은 서비스들을 이동국 사용자들에게서 박탈하는 것이다. 이동 전화기는, 디지털 통신 시스템이 지리적 영역 내에서 이용불가할 때, 진보된 이동 전화 서비스 (AMPS; Advanced Mobile Phone Services), 아날로그 시스템의 이용을 허용하는 것과 같이 과거의 대안적인 통신 방법들을 이용할 수 있는 능력을 갖는다. 그러나, 이러한 AMPS 시스템들도 BTS 와의 불량한 통신 링크에 의해 영향을 받기 쉽다.
무선랜 (WLANs; Wireless Local Area Networks) 은 무선 디바이스의 사용자로 하여금 인터넷 서비스 제공자 (ISP; Internet Service Provider) 에 의해 제공된 광역 네트워크 (WAN; Wide Area Network) 를 통해서 인터넷에 무선 네트워크를 연결하는 브릿지로서 종종 기능하는 액세스 포인트 (예를 들어, 핫스폿 (hotspot)) 에 무선으로 연결하는 것을 가능하게 한다. 통상적으로, Wi-Fi 네트워크는 액세스 포인트에 무선으로 연결된 IPS 의 WAN 과 WLAN 디바이스 사이에서 교환된 예를 들어 클록 데이터일 수도 있는 하나 이상의 수정 발진기 기준 클록을 이용한다. 통상적으로, 액세스 포인트에서의 기준 클록은 수정 클록을 이용하는 전압 제어 발진기를 채용한다. 기준 클록에 의해 제공된 저위상 노이즈 및 주파수 안정성은 클라이언트 디바이스와 액세스 포인트 사이의 무선 통신을 보장하는데 필요하다. 그럼에도 불구하고, WLAN 디바이스의 알맞은 동기화에 영향을 주는 기준 클록이 드리프트될 것이다.
WLAN 기준 클록에 대한 최소의 기준 클록 드리프트 및 적절하게 유지된 절대 시간을 확보하기 위한 필요성이 존재한다. 이러한 요구는, 이동 전화기와 같은 이동 디바이스들이 핫스폿을 통해서 애드 혹 (ad hoc) 네트워크와 적절하게 싱크-업하도록 허용하는데 특히 중요하다.
최근, 전화기들은 무선랜에 액세스하는 능력을 가지고 발전되어 왔다. 또한, 소유물, 사람 (피고용자들을 포함) 등을 로케이팅하는 것은, 특히 이동 전화기의 매체를 통해서 로케이팅하는 것을 수반하는 경우, 최근 수년 동안 문제의 중요성이 증가하게 되었다. 몇몇 기술은 이용가능하고 다른 네트워크-기반 솔루션에 더해 위성 위치결정 시스템 (SPS; Satellite Positioning System), 근접 방법 및 전파 및 도착 시간 (time of arrival) 측정의 이용의 범위인 이동국 위치 결정을 위해 제안되어 왔다. 여기서 이용되는 바와 같이, 이동국 (MS; mobile station) 은, 셀룰러 또는 다른 무선 통신 디바이스와 같은 디바이스, 개인용 통신 시스템 (PCS) 디바이스, 개인용 내비게이션 디바이스, 랩탑 또는 SPS 신호를 수신 및 처리할 수 있는 다른 적절한 이동 디바이스로 지칭된다. 또한, 위성 신호 수신, 보조 데이터 수신, 및/또는 위치-관련 처리가 디바이스에서 또는 개인용 내비게이션 디바이스 (PND; personal navigation device) 에서 발생하는지의 여부에 관계없이, 용어 "이동국" 은 단거리 무선, 적외선, 유선 연결, 또는 다른 연결에 의해서와 같이 PND 와 통신하는 디바이스를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, "이동국" 은, 위성 신호 수신, 보조 데이터 수신, 및/또는 위치-관련 처리가 디바이스에서, 서버에서, 또는 네트워크와 관련된 다른 디바이스에서 발생하는지의 여부와 관계없이, 그리고 인터넷, WiFi, 또는 다른 네트워크를 통해서와 같이 서버와 통신할 수 있는 무선 통신 디바이스, 컴퓨터, 랩탑 등을 포함하는 모든 디바이스를 포함하는 것으로 의도된다. 또한, 전술한 것들 중 임의의 동작가능한 조합이 "이동국" 으로서 고려된다.
핑거프린팅 (fingerprinting) 은 이동국의 위치를 결정하기 위한 하나의 접근 방식을 제공한다. 신호 송신 영역의 다양한 범위와 관련된 무선 주파수 신호 특징이 데이터베이스에 수집된다. 영역에 대한 신호 특징의 각각의 그루핑은 핑거프린팅으로서 알려져 있다. 통상적으로, 이동국의 위치는 이동국에 의해 수집된 RF 데이터 샘플과 데이터베이스 내의 핑거프린팅 데이터를 비교함으로써 결정된다. 이동국의 위치는 RF 데이터 샘플에 대한 가장 높은 상관성의 핑거프린트 데이터 포인트에 대응하는 영역 내에 놓이도록 결정된다.
RSSI (Recieved Signal Strength Intensity) 는 네트워크 플래닝 및 핑거프린팅과 관련하여 이용되어 왔다. 상이한 사이트 로케이션로부터 무선 네트워크 샘플 포인트들이 수집된다. 각각의 샘플 포인트는 Wi-Fi 네트워크 (IEEE 802.11 a/b/g), WiMAX 네트워크 (IEEE 802.16) 등의 내에서 사람, 애셋 (asset), 장비 등의 위치 추적을 위해 데이터베이스 내에 저장된 관련 맵 좌표와 함께 RSSI 데이터를 포함한다. 이러한 네트워크는 위치 결정을 계산하고 필드 데이터 (예를 들어, RSSI 데이터) 를 기록하기 위한 어플리케이션 프로그램과 관련하여 클라이언트 디바이스 (즉, 랩탑 컴퓨터, PDA, Wi-Fi 태그, 등) 와 상호작용하는 서버상에서 구동하는 프로그램을 이용할 수도 있다. 복귀된 위치 결정 데이터는 클라이언트 디바이스의 속도, 헤딩, 빌딩 플로어 및 그리드 로케이션을 포함할 수도 있다. 더 큰 스케일의 어플리케이션을 위해, 이동 전화기의 로케이션은 몇몇 액세스 포인트로부터 측정된 데이터와 관련하여 형성된 삼변측량을 위한 RSSI 측정을 이용하여 결정될 수도 있다.
(IEEE 802.11 네트워크에 대한 액세스 포인트로서도 알려져 있는) WLAN 기지국이 이동국 위치 결정과 관련하여 이용되는 경우, 시그니쳐-기반 방법을 예외로하여, 앞서 기재된 수많은 위치 결정 방법을 이용하는 것과 관련된 기지국 로케이션의 정확한 인지는 필수적이다. 사실상, 액세스 포인트 위치결정의 인지는 이동국의 전반적인 기능에 지대한 영향을 미칠 수도 있다. 중요한 고려사항은 패킷 네트워크에서 패킷 정보의 수신과 관련하여 정확한 타이밍 정보 및 동기화에 집중된다.
BTS 와의 다른 부적절한 또는 이용불가한 통신 링크시에도 이동국에 정확하고 동기화된 타이밍을 제공할 필요성이 존재한다.
도 1 은 액세스 포인트의 동기화와 관련하여, 칼만 필터 (Kalman Filter) 를 구현하는 시스템의 블록도를 도시한다.
도 2 는 인터넷을 통해서 수신되는 NTP 타임 신호와 관련하여 액세스 포인트 타임 신호들의 동기화 및 액세스 포인트 클록의 캘리브레이션 (calibration) 시의 재귀 필터의 동작을 나타내는 플로우차트이다.
도 3 은 이동국 위치 결정 및 내비게이션을 위해 웹사이트를 채용하는 시스템의 도면을 도시한다. 참조 부호는 순방향으로 이행되었다.
본 명세서에서, 무선 통신 링크는 이동국의 주요 통신 리소스들을 이용하여 BTS 에 의해 이용가능하거나 또는 불충분한 것이 아닌 예시에서 이동국에 대한 정확한 타이밍 정보를 획득하고 타이밍 동기화를 가능하게 하기 위한 방법이 제공된다. 이와 관련하여, WLAN 또는 PAN (Personal Area Network) 기지국에 대한 Wi-Fi (예를 들어, IEEE 802.11) 또는 블루투스 연결을 이용하는 보조 통신 링크는 인터넷 프로토콜 (IP) 을 이용하여 인터넷으로의 연결에 대해 의존될 수도 있다. 본 명세서 전반적으로, WiFi 및 802.11 은 상호교환가능하게 고려되고 이용된다. 듀얼 디지털 및 AMPS 성능을 갖는 이동국이 고찰되어 본 명세서의 개시물로부터 이점을 제공한다.
(예를 들어, DSL (디지털 가입자 회선) 모뎀 및 DSL 포트 및/또는 케이블 모뎀을 포함할 수도 있는) 액세스 포인트에 로케이팅된 내부 기준 클록이 드리프트될 수 있다는 것을 고려해 볼 때, 적절한 클록 타이밍을 유지하기 위한 하나의 방법은 신뢰할만한 외부 시간 소스와 클록을 동기화하는 것을 수반한다.
액세스 포인트 클록을 위한 정확한 타이밍 동기화는 NTP (Network Time Protocol) 를 구현하는 서버에 연결될 수도 있는 ISP 의 WAN 으로부터 액세스 포인트를 통해서 수신된 타이밍 정보로부터 유래될 수도 있다. NTP 는 립 세컨드 (leap second) 와 같은 피쳐 (feature) 들을 위한 지원을 포함하는, UTC (Coordinated Universal Time) 타임 스케일을 갖는 Marzullo 의 알고리즘을 이용한다. NTP 버전 4 (NTPv4) 는 인터넷을 통해서 시간을 10 밀리초 내로 유지시키는 것을 나타낸다. 또한, NTP 는 200 마이크로초 내에 정확도를 달성할 수 있거나 또는 로컬 영역 네트워크상에서 구동하는 몇몇 다른 예시에서는 더 나은 정확도를 달성할 수 있다. NTP 는 클록 계층 (clock strata) 의 계층적 시스템을 이용하여 구현된다. 계층 레벨은 기준 클록 및 관련 정확도로부터 계층적 스킴에서의 거리를 정의한다. 계층 1 디바이스에서의 타이밍 드리프트는 다른 계층에서의 타이밍 드리프트보다 낮을 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 다양한 클록 계층 레벨로부터 타이밍 정보를 공급할 때 드리프트가 초래될 것이다.
802.11 네트워크 액세스 포인트로의 무선 링크에 의해 연결된 이동국의 적절한 기능을 확립하는 것과 관련하여, 액세스 포인트 클록 발진기의 동기화는 인터넷을 통해서 제공된 정확한 시간과 함께 발생할 수도 있다.
이 기술은, 본 명세서에 참조로서 통합된, Real Time Estimation of GPS Receiver Clock Offset by the Kalman Filter, Proceedings of COBEM 2003, 기계 엔지니어링의 17 번째 국제 의회에 2003년 E. Filho, H. Kuga 및 R. Lopes. 에 의해 기재된 것과 같은 모델 클록 에러에 이용될 수도 있다.
앞서 참조된 바와 같이, Filho, Kuga 및 Lopes 에 의해 기재된 것과 같이, 칼만 필터와 같은 재귀 필터는 클록을 동기화하기 위해 이용될 수도 있다. 따라서, 이러한 필터는 인터넷을 통해서 제공된 NTP 시간과 액세스 포인트 클록을 동기화하는데 이용될 수도 있다. 칼만 필터는, 재귀 솔루션이 이용가능한 수학식의 세트로서 실시간 상태 추정 문제를 나타낼 수도 있다. 결과적으로, 칼만 필터는 이전의 시간 단계 및 현재의 측정으로부터 현재의 상태를 추정하는 재귀 추정치이다. 이는 예측 위상 및 업데이트 위상을 이용한다. 예측 위상은 현재 시간 단계에서 상태의 추정을 생성하기 위해 이전 시간 단계로부터의 상태 추정치를 이용한다. 업데이트 위상에서, 현재 시간 단계에서의 측정 정보는 또한 현재의 시간 단계에 대한 더 큰 정확도를 갖도록 의도된 새로운 상태 추정치에 도달하기 위해 이 예측을 정제하도록 이용된다.
타임 k 에서, NTP 클록 신호의 참 상태 (true state) xk 의 관찰 (또는 측정치) yk 는
yk = Hkxk + vk
에 따라서 형성되고, 여기서 vk = N(0, Rk(t)) 이다.
Hk 는 이전 상태 xk -1 에 대한 상태 전이 모델을 제공하는, 각각의 타임 단계 k 에 대한 m x n 관찰 매트릭스이다. 그 결과, 참 상태 스페이스를 관찰 스페이스로 매핑한다.
vk 는 0 평균 및 공분산 매트릭스 Rk(t) 를 갖는 가우시안 분포를 갖는 것으로 가정된 관찰 백색 잡음이다.
예측 상태는 공분산 매트릭스 P 를 갖는
Figure pct00001
로서 정의되고,
F 는 이전 상태에 적용된 상태 전이 모델이다. 타이밍 펄스의 도착 시간을 구별지음으로써, 외부 소스의 타이밍 드리프트가 산정될 수 있다. 이는, 이하와 같이 업데이트 식에 대한 모델에 반영된다.
Figure pct00002
여기서,
Figure pct00003
k 는, 이전 측정된 상태로부터 결정된 예측 상태가 현재 측정 상태와는 상이한 것만큼의 측정값 (measurement residual) 을 나타낸다.
칼만 필터를 구현하는 시스템의 블록도를 도시하는 도 1 을 참조하여, NTP 서버 (4) 로부터의 타임 신호는 인터넷을 이용하여 ISP 의 WAN (6) 을 통해서 송신된다. 액세스 포인트 (12) 의 입력 (10) 은 타임 신호를 수신하고 이 타임 신호를 타임 신호의 예측 상태를 결정하는 필터 섹션 (14) 에 입력한다. 필터 섹션 (14 및 16) 은 칼만 필터를 집합적으로 형성한다. 필터 섹션 (16) 은 측정값을 필터 섹션 (14) 으로 피드백하기 위한 업데이트 식 상태를 결정한다. 이러한 프로세스는, 인터넷을 통해서 수신된 클로킹 신호와 액세스 포인트의 내부 주파수 소스 (18) (예를 들어, 수정 발진기) 의 동기화에 대한 연속하여 더 나은 클록 펄스 예측이 되도록 의도되는 것을 계속해서 초래한다. 사실상, 액세스 포인트 주파수 소스 (18) (또는 클록) 는 자가-위치결정일 수도 있다. 시간이 지남에 따라, 필터 섹션 (16) 을 통한 피드백으로부터 기여되는 필터 섹션 (14) 로부터 17 에서의 필터 출력은 프로세서 (22), 및 트랜시버 (20) 를 통해서 신호를 클록하는 내부 주파수 소스 (18) 를 이용하여 캘리브레이팅하도록 이용된다. 이 캘리브레이션은 연속적으로 발생할 수도 있다.
이와 다르게, 프로세서 (22) 는 하드웨어 디바이스를 나타낼 수도 있다. 효과적인 NTP 타임 소스는 WLAN 액세스 포인트에서 효과적으로 제공될 수도 있고, 이에 따라, 주요 네트워크와의 연결이 불가능하고 안테나 (24) 를 통해서 액세스 포인트 (12) 에 연결하는 디바이스들을 수반하는 통신에 대해서 Wi-Fi 네트워크가 의존되는 예시에서 적절한 이동국 기능을 가능하게 한다.
도 2 는 인터넷을 통해서 수신된 NTP 타임 신호와 액세스 포인트 타임 신호의 동기화 및 액세스 포인트 클록의 캘리브레이션시에 재귀 필터의 동작을 설명하는 플로우차트이다. 수신 네트워크 타임 신호는, 필터 출력과 필터 입력 사이의 차이가 0 이 될 때까지 폐-루프 필터링된다. 액세스 포인트 클록은 이 정보에 기초하여 캘리브레이팅된다. 이러한 방법은, 새롭게 수신된 네트워크 타임 신호가 필터에 입력됨에 따라서 계속된다.
이동국이 Wi-Fi 링크를 통해서 예를 들어, 빌딩 내부의 액세스 포인트에 연결되면, 통신 링크가 예를 들어 코드 분할 다중 액세스 (CDMA), 광대역 코드 분할 다중 액세스 (WCDMA), 시간 분할 다중 액세스 (TDMA), 이동 통신용 글로벌 시스템 (GSM), AMPS, 주파수 분할 다중 액세스 (FDMA) 등을 이용하는 주요 통신 방법을 통해서는 불가능한 사실에도 불구하고, 상당한 양의 기능이 이동국에 복원될 수 있다. 이러한 기능은 액세스 포인트 클록의 절대 시간 및 타이밍 드리프트의 강화된 인식을 허용하는 전술한 동기화 체계를 통해서 크게 강화될 수도 있다. 예를 들어, 이동국의 위치 결정 및 이동국에 대한 내비게이션은 수개의 방법을 이용하는 전술한 칼만 필터링 체계의 이용을 통해서 획득된 절대 타이밍의 인지 및 동기화를 통해서 크게 용이하게 될 수도 있다. 이동국이 고정-로케이션 액세스 포인트를 통해서 통신 링크를 확립한다고 가정하면, 이동국의 추정 위치는 액세스 포인트의 추정 위치로서 근사될 수도 있다. 이와 다르게, 이동국의 위치는 도착 시간, RSSI, 등의 방법을 이용하여 결정될 수도 있다. 여전히 대안적으로, 이동국의 위치는, 액세스 포인트가 이동기기 그 자체이거나 고정되지 않은 예시들을 포함하는 전술한 방법을 이용하여 결정될 수도 있다.
몇몇 양태에서, 이동국 위치 결정 및 이동 내비게이션 요청은, 프로그램이 인터넷 또는 액세스 포인트에 대한 인트라넷 연결을 통해서 수집된 데이터에 기초하여 내비게이션 및 위치 결정을 행할 수도 있는 웹사이트에 내비게이션 관련 요청을 지시하는 것과 관련하여 처리될 수도 있다.
액세스 포인트를 통한 엔트리는 선택된 사용자에게만 제공될 수도 있다. 예를 들어, Verizon
Figure pct00004
, Sprint
Figure pct00005
등과 같은 소정의 전화기 서비스에 대한 가입자들만이 액세스 포인트를 통해서 WAN 에 연결되도록 허용된 사용자들일 수도 있다. 802.11 네트워크가 종래의 과금 메커니즘으로부터 이동국 오프라인을 취할 수도 있기 때문에, 802.11 네트워크와 관련된 서비스에 대한 과금은 서비스의 패키지에 대해 애드 혹 서비스 요청에 기초한 다양한 방법을 이용하여 월 단위로 발생할 수도 있다. 이와 다르게, 다양한 기준에 기초하여 가상의 사설 네트워크에 대해 액세스 포인트를 통한 연결이 이루어질 수도 있다.
전술한 칼만 필터링 체계에 의해 더 용이한 바와 같이, 음성 및 다른 데이터 통신은 인터넷을 이용하여 액세스 포인트에 Wi-Fi 연결을 이용하여 수행될 수도 있다. 또한, 네트워크와의 무선 통신이 이용가능하게 되면 주요 통신 네트워크에 대해 서비스하는 호출을 스위칭하는데 핸드오프 체계가 이용될 수도 있다.
몇몇 양태에서, 이동국에 대한 위치 결정은, 액세스 포인트로부터 기지의 시간에 송신된 기지의 신호의 도착 시간에 이동국 수신기에서 측정이 발생하는 범위의 도착 시간 (TOA; time of arrival) 에 기초하여 발생할 수도 있다. 기지의 신호의 도착 시간과 송신 시간 사이의 차이, 즉, 전파 시간은 광속으로 승산되어 신호 방출체와 이동국 수신기사이의 신호 전파 거리, 즉, 방출체-수신체 범위를 획득한다. 이동국의 위치는 기지의 로케이션에서 액세스 포인트에서의 다중의 신호 방출체로부터 브로드캐스팅되는 신호의 전파 시간을 측정하는 것과 관련하여 결정될 수도 있다. 각각의 신호 방출체와 이동국 수신체 사이의 신호 전파 거리는 의사 범위로서 통상적으로 지칭된다. 3 개의 이러한 의사 범위는 3 개의 동시 방정식에서 결정될 수도 있는 3 개의 미지의 위치 좌표를 제공하고, 이에 따라, 이동국의 위치가 삼변측량을 이용하여 잘-알려진 방법에 의해 결정되도록 허용한다.
BTS 에 대한 활성 링크를 갖는 이동국에 의해 실행된 다수의 피쳐는 그 수많은 부수 피쳐들을 갖는 VOIP (Voice-Over Internet Protocol) 과 같은 802.11 네트워크에 연결된 이동국에 의해 실행될 수 있다. 도 1 을 참조하여, 이동국 (15) 내의 프로세서 (미도시) 는 이동국 (15) 으로 하여금 주요 네트워크로의 연결이 이용불가한 이벤트시에 Wi-Fi 를 이용하여 BTS 를 수반하는 주요 네트워크를 통한 동작을 보조 네트워크를 통한 동작으로 그 기능을 변화시키도록 야기할 것이다. 또한, 이 프로세서 (미도시) 는 이동국 (15) 과 주요 네트워크 사이의 적절한 통신 링크의 확립시에 주요 네트워크를 통한 기능으로 이동국 (15) 을 시프팅할 수도 있다. 또한, 이동국 위치 결정 및 내비게이션 서비스는 전술한 사항과 관련하여 이동국을 통해서 제안될 수도 있다.
일 양태에서, 이동국의 위치는 연결된 액세스 포인트의 기지의 고정 위치과 동일한 것으로 가정될 수도 있고, 이동국이 두개 초과의 액세스 포인트로부터의 신호를 수신하면, 이동국과의 큰 수신 신호 강도 링크를 갖는 액세스 포인트의 로케이션은 이동국의 위치를 나타내는 것으로서 이용될 수도 있다. 또한, 송신 전력의 인지는 이동 거리를 확정하는 것으로 제기될 수 있고 이에 따라 이동 거리와 동일한 반경을 갖는 액세스 포인트의 로케이션 주변의 원에 이동국이 로케이션될 것이다.
다른 양태에서, 이동국의 위치는 잘-알려진 위치 결정 기술, 예를 들어, 삼변측량 및/또는 삼각측량을 이용하여 복수의 액세스 포인트와 비교하여 신호 분석과 관련하여 결정된다.
위치 결정 및 내비게이션 요청은 이동국의 외부의 리소스를 활용하는 분석을 요구할 수도 있다. 결과적으로, 위치 또는 내비게이션 요청이 그 주요 네트워크와 접촉하지 않고 이동국으로부터 이루어지는 경우, 그 요청은 인터넷을 이용하여 액세스 포인트를 통해서 처리될 수도 있는데, 여기서 이 인터넷은 액세스 포인트가 연결을 제공하는 것을 통해서 가상 사설 네트워크 (VPN; Virtual Private Network), 인트라넷, 또는 ATM 을 포함한다. 예를 들어, 이동국으로부터의 관련 신호 데이터는 IP 주소에 포워딩될 수도 있다.
도 3 은 이동국 위치 결정 및 내비게이션에 대한 웹사이트를 채용하는 시스템의 도면을 도시한다. 주요 무선 통신 네트워크 (32) 이외에 보조 네트워크 (30) 와 통신하는 이동국 (15) 과 관련하여, 이동국 (15) 이 앞서 논의된 방법들 중 하나의 방법에 따라서 보조 네트워크 (30) 와 동기화된다고 가정하면, 예를 들어, RSSI, TOA 정보 등과 같은 관련 신호 데이터가 액세스 포인트 (12) 를 통해서 인터넷, 인트라넷 및/또는 ATM 을 경유하여 지정 IP 주소에 포워딩된다. 지정 IP 주소는 위치 결정 또는 내비게이션 요청 (즉, 지정 목적지와 결정 로케이션 또는 위치 사이에서 이동하는 단계적인 디렉션들) 을 처리하는데 전용될 수도 있는 서버 (36) 의 IP 주소일 수도 있다. 서버 (36) 는 액세스 포인트 (12) 를 통해서 다시 보조 네트워크 (30) 를 통한 위치 결정 또는 내비게이션 요청에 응답할 수도 있고 및/또는 이동국 (15) 이 주요 네트워크 (32) 와의 콘택트를 재확립하는 이벤트시에 BTS (42) 를 이용하여 주요 네트워크 (32) 를 통해서 응답할 수도 있다. 또한, 통신 센터 (48) 는 위성 (50) 을 통해 위성 통신으로 하여금 보조 네트워크 (30) 및 주요 네트워크 (32) 를 수반하는 통신을 보충하는 것을 가능할 수도 있다. 또한, 서버 (36) 는 이동국 (15) 에 제공된 서비스에 대한 과금 및 이동국 피쳐 요청의 양태들을 처리할 수도 있다.
위치 및 내비게이션 결정은 RSSI, 핑거프린팅, 삼변측량, 삼각측량 등을 이용하는 것과 관련하여 이루어질 수도 있고, 이동국에서 수신된 또는 이동국으로부터의 신호의 분석은 액세스 포인트 (12) 로의 데이터의 포워딩을 통해서 서버 (36) 에서 수행된다. 본 명세서에서 설명된 위치 결정 기술은 WWAN (wireless wide area network), WLAN (wireless local area network), WPAN (wireless personal area network) 등과 같은 다양한 무선 통신 네트워크에 대해 이용될 수도 있다. 용어 "네트워크" 및 "시스템" 은 상호교환적으로 이용된다. WWAN 은 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 네트워크, 시간 분할 다중 액세스 (TDMA) 네트워크, 주파수 분할 다중 액세스 (FDMA) 네트워크, 직교 주파수 분할 다중 액세스 (OFDMA) 네트워크, 단일-캐리어 주파수 분할 다중 액세스 (SC-FDMA) 네트워크 등일 수도 있다. CDMA 네트워크는 cdma2000, 광역-CDMA (W-CDMA) 등과 같은 하나 이상의 무선 액세스 기술 (RAT) 을 구현할 수도 있다. cdma2000 은 IS-95, IS-2000, 및 IS-856 표준을 포함한다. TDMA 네트워크는 이동 통신용 글로벌 시스템 (GSM), D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System), 또는 다른 RAT 를 구현할 수도 있다. GSM 및 W-CDMA 는 컨소시엄 "3GPP (3rd Generation Partnership Project)" 의 문헌에 설명되어 있다. cdma2000 은 컨소시엄 "3GPP2 (3rd Generation Partnership Project 2)" 의 문헌에 설명되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문헌은 대중적으로 이용가능하다. WLAN 은 IEEE 802.11x 네트워크일 수도 있고, WPAN 은 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x, 또는 몇몇 다른 유형의 네트워크일 수도 있다. 또한, 이 기술은 WWAN, WLAN, 및/또는 WPAN 의 임의의 조합에 이용될 수도 있다.
본 명세서에 설명된 방법 및 장치는, 미국 GPS, 러시아 글로나스 (Glonass) 시스템, 유럽 갈릴레오 (Galileo) 시스템, 미래에 개발되는 위성 시스템 또는 임의의 위성 시스템의 조합으로부터의 위성을 이용하는 임의의 시스템과 같은 다양한 위성 위치결정 시스템 (SPS; satellite positioning systems) 에 이용될 수도 있다. 용어 SPS 의 이용은 GPS, Galileo, GLONASS, NAVSTAR, GNSS, 미래에 개발되는 임의의 SPS, 또는 이들 시스템의 조합으로부터의 위성을 이용하는 시스템을 포함하는 것으로 고찰된다. 전반적으로 이용되는 바와 같이, SPS 는 의사위성 시스템을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
또한, 기재된 방법 및 장치는 위성과 의사위성의 조합을 활용하는 위치결정 결정 시스템을 통해서 이용될 수도 있다. 의사위성은, GPS 타임과 동기화될 수도 있는 L-대역 (또는 다른 주파수) 캐리어 신호상에서 변조된 다른 범위 코드 (GPS 또는 CDMA 셀룰러 신호와 유사) 또는 PN 코드를 브로드캐스팅하는 지상-기반 송신기이다. 각각의 이러한 송신기에는 원격의 수신기에 의한 식별을 허용하도록 고유한 PN 코드가 할당될 수도 있다. 의사위성은, 선회하는 위성으로부터의 GPS 신호가 이용불가할 수도 있는, 예를 들어, 터널, 광산, 빌딩, 도심지 협곡 또는 다른 밀폐된 영역의 상황에서 유용하다. 의사위성의 다른 구현은 무선-비컨으로서 알려져 있다. 본 명세서에서 이용된 용어 "위성" 은 의사위성, 의사위성의 등가물, 및 다른 가능한 것을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에 이용된 것과 같이, 용어 "SPS 신호" 는 의사위성 또는 의사위성의 등가물로부터 SPS-형 신호를 포함하는 것으로 의도된다.
본 명세서에 설명된 방법은 용도에 기초하여 다양한 수단으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 방법은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현에서, 프로세싱 유닛은 하나 이상의 주문용 반도체 (ASIC), 디지털 신호 프로세서 (DSP), 디지털 신호 프로세싱 디바이스 (DSPD), 프로그래머블 로직 디바이스 (PLD), 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 마이크로프로세서, 전자 디바이스, 본 명세서에 기재된 기능들을 수행하도록 고안된 다른 전자 유닛, 또는 그 조합으로 구현될 수도 있다. 펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에서, 방법은 본 명세서에 기재된 기능들을 수행하는 모듈 (예를 들어, 절차, 기능 등) 을 통해서 구현될 수도 있다. 명령을 명백하게 사용하는 임의의 머신 판독가능 매체는 본 명세서에 기재된 방법을 구현하는데 사용될 수도 있다. 메모리는 프로세서 내에서 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있다. 본 명세서에서 이용되는 바와 같이, 용어 "메모리" 는 장기간, 단기간, 휘발성, 비휘발성, 또는 다른 메모리의 임의의 유형을 지칭하고, 메모리의 임의의 특정 유형 또는 메모리들의 수, 또는 메모리가 저장된 매체의 유형으로만 한정되지 않는다.
하나 이상의 예시적인 양태에서, 설명된 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어에서 구현되는 경우, 그 기능은 컴퓨터-판독가능 매체상에서 하나 이상의 명령 또는 코드로서 저장될 수도 있고, 하나 이상의 명령 또는 코드를 통해서 송신될 수도 있다. 컴퓨터-판독가능 매체는 하나의 로케이션에서 다른 로케이션로 컴퓨터 프로그램의 전달을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체 모두를 포함한다. 저장 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능 매체일 수도 있다. 한정이 아닌 예시로서, 이러한 컴퓨터-판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장매체, 자기 디스크 저장매체 또는 다른 자기 저장 매체, 또는 명령 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 운반 또는 저장하는데 이용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 커넥션은 컴퓨터-판독가능 매체로서 적절하게 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, 디지털 가입자 회선 (DSL) 또는 (적외선, 무선, 및 마이크로웨이브와 같은) 무선 기술을 이용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 소프트웨어가 송신되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 (적외선, 무선, 및 마이크로웨이브와 같은) 무선 기술이 매체의 정의에 포함된다. 본 발명에 사용되는 것과 같은 디스크 (Disk) 및 디스크 (Disc) 는 콤팩트 디스크 (CD; compact disc), 레이저 디스크 (laser disc), 광학 디스크 (optical disc), 디지털 휘발성 디스크 (DVD; digital versatile disc), 플로피 디스크 (floppy disk) 및 블루레이 디스크 (blue-lay disc) 를 포함하고, 여기서 디스크 (disk) 는 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하고, 디스크 (disc) 는 레이저를 통해서 광학적으로 데이터를 재생한다. 전술한 것들의 조합이 컴퓨터-판독가능 매체의 범위 내에 포함되어야만 한다.
특정 양태들을 참조하여 설명하였지만, 이러한 실시형태들은 원리 및 용도의 단지 예시일 뿐이라는 것을 이해해야만 한다. 예를 들어, 전술한 사항은 그 전체가 소프트웨어에서 구현되는 것으로서 고찰된다. 따라서, 예시적인 실시형태에 대해 수많은 변형이 이루어질 수도 있고, 첨부된 특허청구범위에 의해 정의된 바와 같이 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 다른 배치도 계획될 수도 있다. 예를 들어, 전술한 사항은 소프트웨어에서 전체적으로 구현되는 것으로서 고찰된다.

Claims (22)

  1. 무선 네트워크에 대한 액세스 포인트로서,
    클록 타이밍 신호들을 발생시키도록 구성된 클록;
    상기 클록에 커플링되고, 인터넷에 연결된 네트워크로부터 수신된 타이밍 신호들과 상기 클록 타이밍 신호들의 동기화를 야기하도록 구성된 폐루프 필터; 및
    상기 클록을 캘리브레이팅 (calibrate) 하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 액세스 포인트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐루프 필터는 상기 인터넷에 연결된 네트워크로부터 수신된 타이밍 신호들로부터 상기 클록 타이밍 신호들의 타이밍 오프셋들을 출력하도록 또한 동작가능한, 액세스 포인트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 폐루프 필터는 칼만 필터 (Kalman filter) 인, 액세스 포인트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 네트워크는 광역 네트워크 (Wide Area Network) 인, 액세스 포인트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터넷에 연결된 상기 네트워크로부터 수신된 상기 타이밍 신호들은 네트워크 타임 프로토콜을 구현하는 서버에 의해 발생되는, 액세스 포인트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 하드웨어의 이용을 통해서 상기 클록을 캘리브레이팅할 수 있는, 액세스 포인트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 소프트웨어의 이용을 통해서 상기 클록을 캘리브레이팅할 수 있는, 액세스 포인트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 인터넷에 연결된 상기 네트워크로부터 수신된 상기 타이밍 신호들은 위성 위치결정 시스템에 의해 발생된 타이밍 신호들과 동기화되는, 액세스 포인트.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 위성 위치결정 시스템은 GPS, Galileo, GLONASS, NAVSTAR, GNSS 또는 이들의 조합으로 이루어진, 액세스 포인트.
  10. 위성 위치결정 시스템 타임 소스로부터 타이밍 신호를 수신하는 단계;
    상기 타이밍 신호를 칼만 필터링 (Kalman filtering) 하는 단계; 및
    상기 칼만 필터링으로부터의 출력을 이용하여 무선 액세스 포인트 클록을 캘리브레이팅하는 단계를 포함하는, 무선 네트워크 액세스 포인트 동기화 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 타이밍 신호는 네트워크 타임 프로토콜을 구현하는 소스에 의해 발생되는, 무선 네트워크 액세스 포인트 동기화 방법.
  12. 유형의 매체 (tangible medium) 에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    프로세서에 의해 실행될 때, 타이밍 신호를 나타내는 데이터의 칼만 필터링을 야기하고 무선 액세스 포인트 주파수 소스에 대한 캘리브레이션 데이터 (calibration data) 를 결정하는 명령들을 저장하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 타이밍 신호는 위성 위치결정 시스템으로부터 공급되는, 컴퓨터 프로그램.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 위성 위치결정 시스템은 GPS, Galileo, GLONASS, NAVSTAR, GNSS, 또는 이들의 조합으로 이루어진, 컴퓨터 프로그램.
  15. 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템으로서,
    인터넷에 커플링된 네트워크에 대한 Wi-Fi 액세스 포인트로서, 상기 Wi-Fi 액세스 포인트는 클록 타이밍 신호들을 발생시키도록 구성된 클록 및 상기 클록에 커플링된 피드백 루프를 갖는 필터를 포함하고, 상기 필터는 상기 보조 네트워크로부터 수신된 타이밍 신호들과 상기 클록 타이밍 신호들의 동기화를 야기하도록 구성된, 상기 Wi-Fi 액세스 포인트; 및
    상기 클록을 캘리브레이팅하도록 구성되고, 상기 보조 네트워크에 그리고 상기 보조 네트워크로부터 음성 및 데이터 정보를 포워딩하는 프로세서를 포함하는, 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 보조 네트워크는 상기 인터넷에 연결되어 있는, 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 프로세서는 무선 트랜시버를 갖는 이동국에 음성 및 데이터 정보를 포워딩할 수 있는, 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    과금, 피쳐 (feature) 들에 대한 액세스 결정, 이동국 위치결정, 내비게이션 디렉션들 또는 이들의 조합으로 이루어진 정보를 계산하기 위한 서버를 더 포함하고,
    상기 서버는 이동국 위치결정 요청, 이동국 내비게이션 요청 및 이들의 조합으로 이루어진 이동국으로부터의 요청들을 수신할 수 있는, 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 필터는 칼만 필터인, 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 네트워크는 광역 네트워크인, 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 서버는 상기 인터넷을 통해서 액세스가능한, 보조 네트워크를 통해서 서비스를 획득하기 위한 시스템.
  22. 네트워크로의 무선 액세스를 제공하기 위한 액세스 포인트 수단으로서,
    클록 타이밍 신호들을 발생시키도록 동작가능한 클록;
    상기 클록에 커플링되고, 인터넷에 연결된 네트워크로부터 수신된 타이밍 신호들과 상기 클록 타이밍 신호들의 동기화를 야기하도록 동작가능한, 재귀 필터 수단; 및
    상기 클록을 캘리브레이팅할 수 있는 프로세서를 포함하는, 액세스 포인트 수단.
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