KR20110084316A

KR20110084316A - 프록시 방법에 의한 펨토 셀 위치탐색

Info

Publication number: KR20110084316A
Application number: KR1020117013409A
Authority: KR
Inventors: 라시더스 에스. 미아; 로버트 제이. 앤더슨; 매튜 엘. 워드
Original assignee: 트루포지션, 인크.
Priority date: 2008-11-11
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2011-07-21
Also published as: JP5292472B2; AU2009314488B2; CA2741293A1; JP2012508540A; AU2009314488A1; US8200239B2; CA2741293C; US20100120394A1; WO2010056454A1; CN102210170A; BRPI0921885A2; CN102210170B; IL212449A0; EP2351404A1; IL212449A; MX2011004766A

Abstract

고객이 전개하는 작은 펨토셀의 위치는 통상의 사이트 측정 방법으로는 결정될 수 없다. 소속 이동 장치의 위치탐색에 따라 펨토셀의 프록시 위치를 찾을 수 있고, 그러면 이 프록시 위치는 펨토셀에 대한 계산된 디폴트 긴급 서비스 위치 제공을 포함하는 무선 네트워크 플래닝에 이용될 수 있다.

Description

프록시 방법에 의한 펨토 셀 위치탐색{FEMTO-CELL LOCATION BY PROXY METHODS}

상호 인용

본 출원은 현재 출원 계속중인 미국 특허출원 제12/269,000(출원일: 2008년 11월 11일)의 우선권을 주장하며, 그 전체 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다. 또한 본 출원에서 기술된 발명은 미국 특허출원 제12/268,989호(출원일: 2008년 11월 11일, 발명의 명칭: "직접적 방법에 의한 펨토 셀 위치탐색(Femto-Cell Location by Direct Methods)")의 발명에 관련되며, 이 출원의 전체 내용은 본 명세서에 인용으로 포함된다.

본 발명은 일반적으로 소속된 또는 근접한 이동 장치를 통해 무선 기지국의 위치를 찾아내고, 무선 또는 온라인 기지국 데이터를 획득하고, (산출된 디폴트 긴급 서비스 위치의 제공을 포함하는) RF 플래닝을 위한 발견된 위치와 획득된 무선 및 시스템 데이터를 이용하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 또한 본 발명은 저전력 기지국 또는 액세스 포인트의 비용은 줄이면서 상호 운용성은 증가시키기 위해 무선 위치탐색 기술을 이용하는 것에 관한 것이다.

이 절에서는 여기서 설명되는 본 발명의 기술에 관한 배경 정보에 대해 설명한다. 게다가 하기의 인용은 관심있는 독자에게 추가적인 배경 정보를 제공한다.

● 펨토셀 시스템에 대한 3GPP2 S.P 0126-0 시스템 요건;

● "Universal Geographical Area Description(GAD)" 문헌 ID: 3GPP TS

23.032 V7.0.0(2006년 06월 발간)

● 미국 특허출원 제11/607,420호(출원일: 2006년 12월 1일, 발명의

명칭: "System for Automatically Determining Cell Transmitter

Parameters to Facilitate the Location of Wireless Devices"(공개

번호: US20080132247A1);

● 미국 특허출원 제11/948,244호(출원일: 2007년 11월 30일, 발명의

명칭: "Automated Configuration of a Wireless Location System"); 및

● TR-069, "CPE WAN Management Protocol 1.1" DSL Forum

1984년, 특히 지난 십년간 셀룰러 원격통신의 도래 이후로 셀룰러 산업에서는 무선 전화가 이용할 수 있는 무선 인터페이스 프로토콜의 수가 증가해 왔으며, 무선 또는 이동 전화의 동작 주파수 대역의 수가 증가해 왔으며, "개인 휴대 통신(PCS)", "무선" 등과 같이 이동 전화를 지칭하거나 이에 관련된 용어의 수가 확장되어 왔다. 무선 통신 산업에서 현재 사용되고 있는 무선 인터페이스 프로토콜로는 AMPS, N-AMPS, TDMA, CDMA, GSM, TACS, ESMR, GPRS, EDGE, UMTS WCDMA, WiMAX, LTE 등이 있다.

용어 CDMA는 CDMA 디지털 셀룰러(TIA/EIA TR-45.4 정의 IS-95, IS-95A), Personal Communications Services(J-STD-008) 및 3GPP2 defined CDMA-2000 및 UMB 표준과 무선 인터페이스를 지칭하는데 사용될 것이다. 용어 UMTS는 3GPP 규정 Wideband-CDMA(W-CDMA) 기반 Universal Mobile Telecommunications System, 정의 표준 및 무선 인터페이스를 지칭하는데 사용될 것이다. 용어 WiMAX는 IEEE 정의 802.16, "Broadband Wireless"; 802.20, "Mobile Broadband Wireless Access"; 및 802.22, "Wireless Regional Area Networks" 기술을 지칭하는데 이용될 것이다. 본 발명은 또한 특히 현재도 개발이 진행 중인 3GPP 정의 Long-Term-Evolution(LTE)와 3GPP LTE Advanced 시스템에도 적용된다.

무선 기지국은 때로는 액세스 포인트라고 부르는데, PCS(Personal Communications System), ESMR(Enhanced Specialized Mobile Radio), WAN(Wide-Area-Network), 기타 다른 형태의 무선 통신 시스템과 같은 아날로그 또는 디지털 셀룰러 주파수 재사용 시스템을 위한 무선 접속점이다. 무선 통신 링크의 다른 쪽은 이동, 휴대 또는 고정이 가능한 이동국 또는 이동 장치라고 할 것이다.

무선 통신 프로토콜 수가 증가함에 따라 기지국(때로는 BTS(Base Trasnsceiver Station)이라 함) 종류 수도 증가하고 있다. 셀(지금은 매크로셀이라 부름)은 원래는 최대 통신가능 구역(coverage area)을 제공하는 상세 지역, 지형 및 무선 주파수 전파 모델에 따라서 전개되었던 것이다. 매크로셀 기지국은 그 통상적인 전력 출력 범위가 수십 내지 수백 와트이다. 이용량이 증가함에 따라 기존 기지국에는 채널이 추가되고 새로운 기지국이 추가되었다. 기지국들 간의 간섭을 방지하기 위해서 안테나 다운 틸트(down-tilt)와 송신 전력 레벨을 조정하였고, 무선 주파수 전파 모델링을 이용하여 주파수 재사용비를 12에서 7, 4, 3, 심지어 어떤 경우에는 1까지 증가시켰다.

더 작은 무선 전력 출력과 더 작은 설치 공간을 가진 더 작은 셀(마이크로셀)을 전개하여 필요한 곳에 용량(capacity)을 제공하였다. 시장에서는 매크로셀과 마이크로셀의 오버레이/언더레이 방식을 채용하여 용량과 지리적 커버리지를 최대화하였다. 마이크로셀은 통상적으로 300 내지 1000미터의 짧은 범위에 걸쳐 무선 커버리지를 제공하며 매크로셀에 비해 작은 출력비 전력, 보통은 수 와트 정도를 갖고 있다. 이러한 매크로셀/마이크로셀 네트워크 솔루션도 고속으로 이동하는 이동 장치에 대해서 BTS간 핸드오프 제한 효과를 갖고 있었다. 커버리지 요건이 더 엄격해짐에 따라서 사각지역(dead zone)을 커버하고 트래픽량이 많은 지역에 용량을 제공할 수 있는 훨씬 더 작고 전력 소모가 적은 기지국(피코셀)을 전개하였다. 피코셀 무선 전력 출력은 명목상 1와트이하이다.

가장 최근의 기지국 종류는 펨토셀이다. 펨토셀은 이것이 통상적으로 인가된 스펙트럼을 이용하는 휴대형 고객 전개 유닛이라는 점에서 이전의 기지국 종류와는 다르다. 전통적인 기지국과는 달리, 무선 통신 네트워크로의 백홀(backhaul)은 1세대와 2세대 셀룰러 시스템에 사용된 전용 또는 임대 회선 교환 회로 백홀이 아닌 고객 제공 패킷 데이터(IP) 접속부를 통한다. 옥내 커버리지용으로 설계된 펨토셀 무선 전력 출력은 명목상 0.5 내지 0.1와트 범위이다. 펨토셀은 3GPP(Third Generation Partnership Program)의 LTE(Long Term Evolution) 또는 Evolved UTRAN(eUTRAN) 프로그램에서는 "Home eNode B"라고 한다.

무선 통신 네트워크에 커버리지 및 용량을 추가하는 저비용 방식으로서 고객 설치 펨토셀을 이용하는 것은 본 발명의 실시예들이 해결하고자 하는 몇 가지 난점에 봉착한다. 펨토셀 기지국은 가변적인 휴대형 고객 제어 장치일 수 있으나 무선 통신 사업자(WCP)에게 인가된 스펙트럼을 이용하기 때문에 무선 주파수 이용과 전력은 펨토셀이 제대로 기능하고 다른 펨토셀을 포함하여 무선 통신 네트워크와의 간섭을 최소화하도록 관리되어야 한다. DSL Forum's TR-069,"CPE WAN Management Protocol 1.1"과 같은 제안된 펨토셀 관리 프로토콜은 펨토셀을 자동 발견, 제공 및 관리하나 펨토셀의 위치를 탐색하는 것은 아니다. 또한 펨토셀 기지국 용량을 이용하는 이동국은 긴급 서비스를 이용할 수 있어야 하기 때문에 펨토셀은 만일 이동 장치 그 자체가 아니라면 미국 FCC(Federal Communications Commission) 명령에 따라 그 위치가 제공되어야 한다. 간섭을 방지하기 위해 초기의 펨토셀은 주위의 무선 환경을 듣고 마크로 무선 통신 네트워크 및 다른 인접 펨토셀과의 간섭을 최소화하도록 자기 자신을 자동적으로 구성할 수 있을 것이다. 일부 오퍼레이터 전개는 펨토셀에 대한 별개의 스펙트럼 대역을 이용할 수도 있고 이에 따라서 광역 무선 통신 네트워크와의 간섭을 방지할 수 있지만, FCC E911 Phase 2 명령에 따라서 펨토셀 위치가 여전히 요구될 수 있다.

전술한 시나리오에서는 네트워크 기반 UTDOA 무선 위치 탐색 시스템의 다운링크 수신기 서브시스템(미국 특허출원 제11/736,868호(발명의 명칭: "Sparsed U-TDOA Wireless Location Networks")에 기재되어 있고 미국 특허출원 제11/948,244호(발명의 명칭: "Automated Configuration of a Wireless Location System")에서 확장됨)을 이용하여 방송 비콘(beacon)의 검출과 처리를 통해 고정 셀과 이동 셀(매크로셀, 마이크로셀, 피코셀 및 펨토셀을 포함함)의 위치를 얻을 수 있다. 방송 비콘은 보통은 무선 액세스 네트워크에서 채널 또는 채널 세트(GSM: BCCH, UMTS: BCH[PCCPCH], CDMA: 방송 제어 채널 및 파일럿 채널)로서 구현되는데, 이 방송 비콘에 따라서 이동 전화는 로컬 기지국을 지리적으로 찾아낼 수 있다.

오버레이 네트워크 기반 위치 탐색 솔루션은 무선 통신 네트워크 내에 있는 또는 이에 오버레이된 전용 수신기 및/또는 수동 모니터를 이용하여 이동 장치의 위치와 속도를 결정하는데 이용되는 업링크(이동 장치에서 기지국으로) 신호를 수집한다. 오버레이 네트워크 기반 기술은 TDOA(Time-Difference-Of-Arrival), AOA(Angle-Of-Arrival), 다중경로 분석(RF 핑거프린팅(fingerprinting)) 및 SSM(Signal Strength Measurement)을 포함한다.

이동 장치 기반 위치 탐색 솔루션은 이동 장치 내의 전용 전자 장치 및/또는 소프트웨어를 이용하여 신호를 수집한다. 이동 장치에서 위치 탐색 결정이 이루어질 수 있으며 또는 그 위치를 결정하는 랜드사이드(landside) 서버로 정보가 전송될 수 있다. 장치 기반 위치 탐색 기술은 CID(서빙(serving) 셀-ID), CID-RTF(서빙 셀-ID 플러스 무선 비행 시간 기반 레인징(ranging)), CIDTA(서빙 셀-ID 플러스 시간 기반 레인징), ECID(Enhanced Cell-ID, 서빙 셀 시간 기반 레인징 및 도달 전력차의 혼합), AFLT(Advanced-Forward-Link-Trilateration), E-OTD(Enhanced Observed Time Difference), OTDOA(Observed-Time-Difference-Of-Arrival) 및 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위치탐색을 포함한다. GNSS 시스템의 예는 미국 NavStar Global Positioning System이다. 네트워크 기반 기법과 이동 장치 기반 기법의 혼합은 위치탐색의 속도, 정확도, 수율 및 균일성 향상을 포함하여 서비스 품질을 향상시키는데 이용될 수 있다. 무선 위치탐색 시스템은 지리적 위치, 어떤 경우에는 무선 장치의 이동 속도와 방향을 결정한다. 무선 위치탐색 시스템은 업링크(장치에서 네트워크로) 신호, 다운링크(네트워크에서 장치로) 신호, 또는 비통신(non-communications) 네트워크 신호(고정된 비콘, 지상파 방송, 및/또는 위성 방송)를 이용한다. 네트워크 기반 위치탐색 솔루션은 위치를 결정하는데 이용되는 신호를 수집하기 위하여 무선 통신 네트워크 내에 있는 또는 이에 오버레이된 전송 수신기 및/또는 수동 모니터를 이용한다. 네트워크 기반 기법은 업링크 TDOA(Time-Difference-Of-Arrival), AoA(Angle-Of-Arrival), 다중경로 분석(RF 핑거프린팅(fingerprinting)), 및 SSM(Signal Strength Measurement)을 포함한다. 이들 네트워크 기반 기법들의 혼합은 위치탐색의 속도, 정확도, 수율 및 균일성을 포함하여 서비스 품질을 향상시키는데 이용될 수 있다.

고객이 전개하는 작은 펨토셀의 위치는 통상의 사이트 측정 방법으로는 결정될 수 없다. 펨토셀의 위치탐색은 저전력 구동 기지국들의 옥내 전개 시에 이용될 수 있는 유일한 호출자 위치일 수 있기 때문에 극히 중요하다. 펨토셀의 위치를 탐색하는 한 가지 방법은 실제로 무선 장치를 분포된 네트워크 프로브로 이용하여 펨토셀의 프록시 위치를 찾아내는 관련 이동 장치의 위치탐색이다. 관련 이동 장치는 펨토셀에 (소속된) 서비스를 받고 있는 것, 펨토셀과 광역 무선 통신 시스템 간에 핸드오프되고 있는 것, 펨토셀을 핸드오버 후보로서 보고하는 펨토셀 부근의 이동 장치들, 또는 소프트 핸드오프 중의 펨토셀, 또는 펨토셀을 소프트 핸드오프 후보로서 포함하는 펨토셀 부근의 이동 장치를 포함한다. 펨토셀 방송은 지속적이고 펨토셀 전개는 고정적이므로 복수의 프록시 위치를 확률론적으로 조합하여 펨토셀에 대한 프록시 위치를 결정할 수 있다.

펨토셀 위치가 전개되고 나면, 이 위치는 펨토셀 사용자에 대한 계산된 디폴트 긴급 서비스 위치 제공을 포함하는 무선 네트워크 플래닝과 광역 셀룰러 네트워크와 펨토셀간 핸드오프를 위한 핸드오버 플래닝에 이용될 수 있다.

다른 발명 양상에 대해서는 이하에서 설명한다.

상기 개요와 하기의 상세한 설명은 첨부도면을 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 본 발명의 설명을 위해 도면에서는 본 발명의 예시적인 구성이 도시되어 있지만 본 발명은 개시된 특정 방법과 수단에 한정되는 것은 아니다. 도면에서,
도 1은 광역 무선 통신 시스템에서 구현되는 펨토셀의 개략도.
도 2는 이동 장치 제공 방송 정보, 신호 전력 및 신호 타이밍 정보의 모니터링을 이용하는 펨토셀의 예시적인 프록시 위치탐색을 설명하는 도.
도 3은 이동 기반 무선 위치탐색 기법을 이용하는 부속 이동 장치의 위치탐색에 의한 펨토셀의 예시적인 프록시 위치탐색을 설명하는 도.
도 4는 위성 기반 기법을 이용하는 부속 이동 장치의 위치탐색에 의한 펨토셀의 예시적인 프록시 위치탐색을 설명하는 도.
도 5는 마크로 무선 네트워크와 펨토셀 간의 핸드오버 시에 이동 장치의 위치탐색에 의한 펨토셀의 예시적인 프록시 위치탐색을 설명하는 도.
도 6은 대표적인 무선 통신 시스템, 이 예에서는 듀얼 모드 GSM-UMTS 네트워크에서 구현된 무선 위치탐색 시스템의 예를 도시한 도.
도 7은 본 발명의 실시예가 작동할 수 있는 대표적인 이동 통신 네트워크를 도시한 도.
도 8은 반복적 펨토셀 위치탐색 프록시 절차를 설명하는 도.
도 9a, 9b, 9c, 9d 및 9e는 펨토셀 위치탐색용 프록시로서 이용될 수 있는 이동 장치의 위치를 탐색하기 위한 여러 가지 GSM 네트워크 및 이동 장치 기반 위치탐색 기법을 그래픽으로 표현한 예를 보여주는 도.
도 9f는 프록시 위치마다의 위치 에러의 평가를 설명하는 도.
도 9g는 프록시 위치탐색 기법을 이용하여 더 정확한 펨토셀 위치를 전개하는데 있어 위치들의 조합을 보여주는 그래프도.
도 10a는 긴급 서비스 위치탐색 요구를 처리하는 절차를 설명하는 도.
도 10b는 LBS(Location Based Services) 요구를 처리하는 절차를 설명하는 도.
도 10c는 WARN(Warning, Alert and Response Network) 요구를 처리하는 절차를 설명하는 도.

이제 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다. 먼저 상세한 개관을 제공한 다음에 본 발명의 솔루션에 대해서 상세히 설명한다.

개관

무선 위치탐색 시스템이 이용하는 위치탐색 방법은 전개된 서비스 지역 또는 전개된 펨토셀의 타입 또는 모델의 기능에 따라 다를 수 있다. 네트워크 기반 무선 위치탐색 시스템은 역방향 제어 및 트래픽 채널(이동국에서 기지국으로), 순방향(방송) 채널(펨토셀에 의한 방송) 및/또는 순방향 트래픽 채널(셀에서 이동 장치로) 각각이나 이들 모두로부터 무선 에너지와 신호를 모을 수 있다. 이들 채널에 대해서는 POA(Power Of Arrival for ranging), PDOA(Power Difference Of Arrival), TOA(Time Of Arrival), TDOA(Time Difference Of Arrival) 또는 AOA(Angle Of Arrival) 또는 이들의 조합을 이용하여 위치탐색이 이루어질 수 있다. 펨토셀 기반 무선 위치탐색 시스템은 이들 사용하는 POA, PDOA, TOA, TDOA, GPS 또는 A-GPS를 포함할 수 있다. 복수의 네트워크 기반 기법들, 복수의 장치 기반 기법들, 또는 네트워크 기반 기법과 장치 기반 기법을 조합한 혼성 기법을 이용하여 위치탐색 기반 애플리케이션에 대한 정확도, 수율 및 레이턴시(latency) 요건을 달성할 수 있다. 프록시 기법을 통한 펨토셀 위치탐색은 실제로는 무선 위치탐색 시스템에 의한 로케이션 오브 오퍼튜니티(location of opportunity)이다. 설명된 기법들은 특정 위치탐색 기능을 갖춘 이동 장치를 이용하는 짧은 기간 동안에만 또는 특정 네트워크 이벤트(예컨대 핸드오버, 호 발신/착신, 등록) 동안에만 이용될 수 있다. 펨토셀로부터 서비스를 제공받는 이동 전화의 위치는 이동 장치의 위치의 추정치로서 이용된다. 미국 특허출원 제11/607,420호(발명의 명칭: "System for Automatically Determining Cell Transmitter Parameters to Facilitate the Location of Wireless Devices")에 기재된 바와 같이, 무선 장치를 분포된 네트워크 프로브(probe)로서 이용하는 것이 가능하다. 당연히, 표준화된 무선 장치는 (그 네트워크의 주파수간, 섹터간 또는 셀간) 핸드오버, (네트워크간에 통신을 전달하는) 핸드오프 및 (CDMA나 UMTS와 같은 확산 스펙트럼 시스템에서 무선 링크를 더하거나 삭제하는) 소프트 핸드오프와 같은 이동성 운용을 용이하게 하기 위하여 근처의 기지국으로부터 방송 셀 정보를 수집한다. 무선 장치 제공 데이터를 통한 펨토셀을 포함하는 셀 사이트의 위치탐색은 여기서는 프록시에 의한 셀 사이트 위치탐색이라 한다. 무선 위치탐색 시스템은 새로운 셀 ID가 네트워크 상에 검출될 때마다 펨토셀 방송 셀 ID에 기초한 무선 지능 네트워크를 통한 오퍼레이터 명령에 따라서 또는 RNM(Radio Network Monitor)이나 LMS(Link Monitoring System)를 갖춘 WLS에 의해 자동적으로 펨토셀의 위치를 찾아내도록 트리거될 수 있다.

도 1은 광역 무선 통신 시스템에서의 펨토셀을 보여준다. 광역 또는 매크로셀룰러 네트워크는 (매크로셀(101), 마이크로셀(102) 및 피코셀(103)의 조합, 중계기(미도시), 및 분포된 안테나 시스템(미도시)일 수 있는) 지리적으로 분포된 셀들을 포함한다. 언더레이 펨토셀(104)은 추가적인 트래픽 용량을 제공하는 다른 셀의 무선 공간에 존재할 수 있다. 경계 펨토셀(105)은 복수의 셀 무선 공간을 언더레이할 수 있고 원격 펨토셀(106)은 광역 무선 네트워크의 커버리지 밖에(사각지역 내에) 존재할 수 있어 커버리지를 증가시킬 수 있다. 광역 무선 통신 네트워크 내에서 펨토셀을 이용하면 동일 이동 장치(107)는 무선 신호(108)를 이용하여 매크로셀(101), 마이크로셀(102), 피코셀(103) 및 펨토셀(104, 105, 106) 무선 기지국들과 통신할 수 있다. 무선 통신 시스템은 WLS(Wireless Location System)으로 전개될 수 있다. 이동 기반 위치탐색 기법에서는 이동 장치(107)와 SMLC(Serving Mobile Location Center)(111)를 이용하여 위치를 결정한다. 오버레이 네트워크 기반 위치탐색 기법에서는 LMU(Location Measuring Unit)(109)가 독립적인 장치로서 전개되거나 기지국과 더불어 전개될 수 있다. LMU(109)는 패킷 데이터 접속부(110)를 통해 SMLC(111)와 통신한다. SMLC(111)는 패킷 데이터 접속부(112)를 통해 하나 이상의 무선 통신 네트워크와 통신한다. SMLC는 무선 통신 시스템의 내부 네트워크 내에 전개된 링크 모니터로부터 패킷 데이터 접속부(113)를 통해 위치 추정치를 발생하는 정보를 수신할 수도 있다. SMLC는 무선 통신 네트워크의 셀 위치 및 기타 다른 무선 양상을 열거하는 데이터베이스(114)를 포함한다.

소속 이동 장치를 통한 펨토셀 프록시 위치탐색

도 2는 SMLC에 신호 측정으로부터 얻은 정보와 셀 방송 정보를 제공하는 프록시 이동 장치를 통한 펨토셀의 위치탐색을 보여준다. 상기 기법에서는 무선 장치는 분포된 네트워크 프로브로서 기능한다. 당연히, 무선 장치는 (그 네트워크의 주파수간, 섹터간 또는 셀간) 핸드오버, (네트워크간에 통신을 전달하는) 핸드오프 및 (CDMA나 UMTS와 같은 확산 스펙트럼 시스템에서 무선 링크를 더하거나 삭제하는) 소프트 핸드오프와 같은 이동성 운용을 용이하게 하기 위하여 근처의 기지국으로부터 방송 셀 정보를 수집한다. SMLC(111)(도 1)는 (표준화된 통신 링크를 통해 무선 통신 네트워크에 의해 전달된 또는 사설 통신 링크를 통해 통신 사업자 네트워크 내에 설치된 링크 모니터링 프로브로부터 전달된) 이들 수집된 데이터를 SMLC 데이터베이스(114)(도 1)에 저장되어 있는 네트워크 토폴로지 정보와 함께 이용하여 펨토셀(203)의 개략적인 위치를 결정한다.

도 2의 예시에서 MS(202)는 펨토셀(203)에 의해 방송된 것과 주변 셀(204, 205, 206, 207) 각각으로부터의 비콘(209, 210, 211, 212)을 포함하는 정보를 수집한다. 펨토셀(203)은 (출원계속 중인 미국 특허출원 제＿호(Attorney Docket TPI-0958)(본 출원과 같은 날짜에 출원됨, 발명의 명칭: "System and Method for Direct Femto-Cell Location")에 기재된 바와 같이) 비콘 정보를 수집할 수 있다. 이동 장치가 수집한 정보는 이동 장치 지원 핸드오프 표준에 따라 무선 액세스 네트워크로 전송되며, 수동적으로 인터셉트되어 링크 모니터링 시스템을 통해 SMLC에 공급된다.

위치탐색이 가능한 소속 이동 장치를 통한 펨토셀 프록시 위치탐색

프록시를 통해 펨토셀의 위치를 탐색하는 다른 방법은 통신을 위한 펨토셀을 이용한 이동 장치의 위치탐색이다. 이용된 위치탐색 기법은 무선 기법과 이동 장치의 온보드 위치탐색 기능의 구현에 따라 다르다. LDS(Location Determination Subsystem)를 갖춘 펨토셀의 구조와 모델에 있어서는 위치 계산은 다운링크 기법을 이용하여 이루어질 수 있다. 펨토셀의 LDS는 장치 기반 기술, 네트워크 기반 기술 및/또는 혼성 위치탐색 기술의 이용을 가능하게 한다. 이 서브시스템은 장치 기반 TOA(Time-Of-Arrival), FLT(Forward Link Trilateration), AFLT(Advanced Forward Link Trilateration), E-FLT(Enhanced-Forward Link Trilateration), EOTD(Enhanced Observed Difference Of Arrival), O-TDOA(Observed Time Difference Of Arrival), GPS(Global Positioning System) 및 A-GPS(Assisted GPS)를 비롯한 (이들에 한정되는 것은 아님) 여러 가지 위치탐색 방법에 대한 전력 및 타이밍 측정치, 셀 방송 정보 및 기타 다른 부수적인 정보를 수집할 수 있다. 위치탐색 방법은 무선 통신 네트워크 사업자가 이용하는 기초적인 무선 통신 네트워크 또는 무선 위치탐색 시스템의 특성에 따라 다를 수 있다. 이 수집된 데이터에 기지의 펨토셀 ID 또는 미지의 셀 ID를 포함한 것은 이 위치탐색 이벤트에 대한 트리거이다. 온보드 위치탐색 기능이 없는 이동 장치에 대해서는 셀 ID, 무선 비행 시간 레인징를 가진 셀 ID 및 SSM(Signal Strength Measurement)과 같은 로컬화 기법이 이용될 수 있다. 서빙 셀 ID, 무선 비행 시간, 및 3개 이상의 셀 사이트 안테나로부터의 방송 신호 전력 레벨이 이용가능할 때에 ECID(Enhanced Cell-ID)와 같은 혼성 위치탐색 기법이 가능하다.

도 3은 프록시를 통한 펨토셀 위치탐색의 예를 보여준다. 이 예에서 이동 장치(302)는 펨토셀(303)과 듀플렉스 통신(308)을 하고 있다. 이동 장치는(302)는, 무선 신호를 감쇄시키는 주위 구조물(301)에도 불구하고, 인근의 매크로셀(306, 305)과 마이크로셀(304)로부터 3개 이상의 비콘(309, 310, 311)을 검출하고 복조할 수 있다. 다른 인근의 기지국(307)으로부터의 추가 비콘(312)은 검출 임계치 이하로 차단되거나, 적어도 일시적으로 이용불가능할 수 있다. 3개의 비콘(309, 310, 311)이 이용가능하므로, 이동 장치(302)에 대해서 수신된 신호를 이용하여 TDOA(Time Difference of Arrival) 또는 PDOA(Power Difference Of Arrival) 위치가 계산될 수 있다. CDMA 시스템에서는 시간 기반 AFLT 기법이 이용될 수 있다. GSM 시스템에서는 비콘 안테나 위치와 비콘 송신 전력 레벨의 SMLC 데이터베이스가 주어지면 PDOA 기법이 가능하다. ECID 기법이 수행될 수 있지만, 이 기법은 펨토셀 위치를 모르기 때문에 서빙 펨토셀로부터의 시간 기반 레인징의 결핍으로 인해 제한된다.

EOTD(Enhanced Observed Time Difference)는 ETSI 3GPP 기술 명세 43.059에 정의된 위치탐색 기법이며, 이 기법에서 GSM MS는 지리적으로 분포된 기지국이 전송한 비콘 신호의 상대 시간차 측정을 하는데, 이 경우에 이러한 측정은 위치를 계산하는데 이용된다. EOTD가 가능한 이동 장치가 펨토셀을 이용하거나 펨토셀을 가능한 핸드오버 후보로서 가지고서 검출된다면, EOTD는 그 펨토셀의 위치를 찾아내는데 이용될 수 있다. AFLT(Advanced Forward Link Trilateration)은 CDMA MS가 지리적으로 분포된 CDMA 기지국들이 전송한 파일럿 신호의 상대 시간차 측정을 실시하여 위치를 계산하는 TIA IS-95 및 CDMA 2000 표준에 규정된 기법이다.

OTD(Observed Time Difference)는 ETSI 3GPP 기술 명세 23.271에 정의된 위치탐색 기법이다. 이 기법에서는 UE(User Equipment)는 기본적으로 UMTS 네트워크 내의 이동국으로서 지리적으로 분포된 Node B(UMTS 시스템에서 기지국)이 전송한 신호의 상대 시간차 측정을 하는데, 이 경우에 이러한 측정은 위치를 계산하는데 이용된다.

ECID(Enhanced Cell Identification)는 GSM MS의 위치를 탐색하는 기법이며, 이 기법에서는 MS는 지리적으로 분포된 GSM 기지국이 전송한 신호의 수신된 전력 레벨 측정을 실시하는데, 이 경우에 이 전력 측정은 서빙 셀의 위치탐색, 서빙 셀의 기지의 방송 전력, 및 서빙 셀로부터의 무선 비행 시간 결정 레인지와 함께 위치를 탐색하는데 이용된다.

프록시 위치를 찾아내면, 펨토셀과 이동 장치(302) 간의 시간 또는 전력 레벨 측정을 이용하여 프록시 이동 장치(302)에서 펨토셀(303)까지의 레인지(316)를 확인할 수 있다.

GNSS가 가능한 소속 이동 장치를 통한 펨토셀 프록시 위치탐색

도 4는 이동 장치(401)가 온보드 GNSS 수신기 기능을 가진 경우에 프록시 이동 장치를 통한 펨토셀의 위치탐색을 그래픽으로 보여준다. 이 GNSS 기능은 Taylor 등의 미국특허 제4,445,118호(발명의 명칭: "Navigation system and method")와 Krasner 등의 미국특허 제6,064,336호(발명의 명칭: "GPS receiver utilizing a communication link")에 기재된 바와 같이 보조 데이터와 타이밍에 의해 강화될 수 있다. 만일 GNSS를 갖춘 이동 장치가 TDOA/AoA 네트워크 기반 무선 위치탐색 시스템이 전개되는 지역 내에 있다면, 특허 공개 US20050148346A1(출원일: 2003년 12월 30일, 발명의 명칭: "TDOA/GPS Hybrid Wireless Location System")에 기재된 바와 같이 혼성 GNSS 위치탐색 기법이 이용될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 만일 이동 장치가 펨토셀과 통신하고 또 GNSS를 갖춘 이동 장치에 의해 수신될 수 있는 무선 신호(410, 411, 412, 413)를 가진 4개 이상의 GNSS 위성(406, 407, 408, 409)과 통신한다면, 이동 장치의 위치가 전개될 수 있고, 이에 따라서 서빙 펨토셀에 대한 프록시 위치가 전개될 수 있다. 서빙 펨토셀 전송 신호 강도 및/또는 신호 품질에 기초하여, 비행 시간 또는 전력 기반 레인지 결정(414)을 이용하여 펨토셀의 위치를 더 알아내거나 프록시 위치탐색을 위해 에러 추정치를 생성할 수 있다. GNSS를 갖춘 소속 이동 장치를 통한 이러한 펨토셀 프록시 위치탐색은 소프트 핸드오프가 존재하고 이동 장치(401)가 펨토셀(403) 및 다른 기지국(402)과 무선 링크(404, 405)를 유지하는 경우에도 적용된다.

이동 장치가 다른 셀(402)로부터 서비스를 제공받으나 펨토셀(403)을 (설정된 전력 임계치 이상의 펨토셀 방송(404)의 수신을 통해) 가능한 핸드오버 후보로서 보고하는 경우에는 GNSS를 갖춘 이동 장치를 통한 정확도와 신뢰도가 낮은 펨토셀 프록시 위치탐색이 구축될 수 있다.

핸드오버 중의 이동 장치 업링크 전송을 이용한 펨토셀 위치탐색

이동 장치가 네트워크 기반 무선 위치탐색 시스템 또는 이동 장치 기반 위치탐색 기법을 이용하여 펨토셀 내로 또는 외로 핸드오버하고 있을 때에 이 이동 장치의 위치를 탐색함으로써 펨토셀에 대한 프록시 위치탐색이 가능할 수 있다. 네트워크 기반 TDOA/AoA 위치탐색 시스템을 이용하는 경우에는 이 기법은 고전력 업링크 전송을 이용하여 광역 무선 통신 네트워크와 통신할 수 있다는 장점이 있다.

미국 특허 제6,782,264호(발명의 명칭: "Monitoring of call information in a wireless location system")와 미국 특허출원 제11/150414호(발명의 명칭: "Advanced triggers for location-based service applications in a wireless location system")에 기재된 바와 같은 무선 네트워크 모니터(RNM) 또는 링크 모니터링 시스템(LMS) 또는 그와 동등한 것을 이용하여, 펨토셀과 광역 무선 네트워크 간의 핸드오버가 검출될 수 있고, 핸드오버/핸드오프 전 또는 후에 바로 위치탐색되는 이동 장치는 펨토셀 위치탐색의 추정 기회를 제공한다. 광역 무선 네트워크로부터의 핸드오버와 이로의 핸드오버 모두 검출되어 이동 장치의 위치를 알아내는데 이용될 수 있다. 펨토셀로부터 서비스를 제공받는 이동 장치의 위치탐색은 펨토셀의 위치 추정치를 제공한다. 이 동작은 이동 장치 수집 정보 또는 네트워크 기반 무선 위치탐색 시스템을 이용하여 위치 정보를 제공할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 매크로셀 BTS(506)의 무선 커버리지 영역(502)으로부터 펨토셀(503)로 이동하는 이동 장치(501)는 셀간 핸드오버 중에 무선 링크(504, 505)를 셀 모두와 잠시 통신한다. 무선 위치탐색 시스템은 LMS(Link Monitoring System)(510)에 의해 트리거된다. LMS는 미국 특허 제6,782,264호에 기재된 Abis 모니터(AMS(Abis Monitoring System)라고도 함)의 개량형으로서 Abis와 A 인터페이스만을 모니터하는 것이 아니라 GSM-MAP, Iub, Iu-PS 및 Iu-CS 인터페이스, 어떤 경우에는 Iur 인터페이스도 모니터할 수 있다. LMS는 Abis 모니터와 동일한 하드웨어/소프트웨어 샤시 상에 변형되어 구현될 수 있다. LMS는 미리 설정된 기준에 따라 무선 위치탐색 시스템을 트리거하기 위해 무선 통신 시스템 내에서 메시지 트래픽을 수동적으로 모니터한다.

무선 위치탐색 시스템의 LMS(510)와 RNM 트리거링은 미국 특허출원 제11/150,414호(발명의 명칭; "Advanced triggers for location-based service applications in a wireless location system")와 미국 특허출원 제11/198,996호(발명의 명칭: "Geo-frencing in a wireless location system")에 자세히 기재되어 있다. 핸드오버와 같은 이벤트의 검출은 미국 특허 제6,119,000호(발명의 명칭: "Method and apparatus for tracking identity-code changs in a communications system")에 기재되어 있다. LMS(510)의 기능은 무선 원격통신 네트워크 장비(506, 511) 내에 구축될 수도 있다. 도시된 바와 같이, LMS(510)는 BTS-Span 507(GSM에서는 "Abis", IS-95에서는 "IS-634, UMTS에서는 "Iub")을 모니터하며, LMS(510)는 수동 프로브(미도시)에 (디지털 데이터 링크(509)를 통해) 연결되어, 필요에 따라 또는 제조업자와 오퍼레이터 네트워크 설계 및 구성 선택에 따라 무선 원격통신 교환 및 제어 기능 네트워크(511) 내의 다른 데이터 링크를 모니터할 수 있다. 핸드오버 개시가 LMS(510)에 의해 검출되고 트리거링 기준(이 경우에는 핸드오버 메시지에 존재하는 펨토셀(503) Cell-ID)을 충족하면, LMS(510)는 이를 디지털 패킷 LMS-SMLC 링크(514)를 통해 WLS(512)의 SMLC에 통지한다.

레인징을 가진 Cell-ID, ECID, AFLT, E-OTD 및 OTDOA 기법에 대해서는 이동 장치 메모리 또는 LMS 메모리는 시그널링, 타이밍 및 전력 레벨 정보의 슬라이딩 윈도우(sliding window)를 저장할 수 있다. 기지의 펨토셀 셀 ID 또는 미지의 셀 ID에 대한 핸드오프 트리거는 핸드오버 이벤트 직전에 수집된 정보의 복구를 유도할 것이다. 캐시된(cached) 정보는 데이터 접속부(514)를 통해 SMLC(512)로 전송되어 위치 추정치를 생성하는데 이용된다.

U-TDOA 및/또는 AoA 업링크 기반 무선 위치탐색 시스템에 대해서는 LMS(510)는 SMLC(512)를 즉시 트리거하여, LMU 데이터 링크(516)를 통해 LMU 네트워크(515) 태스킹에 대한 서빙 셀 및 현재 업링크 무선 채널 정보를 제공할 것이다. LMU 네트워크(515)는 통상적으로 인근 BTS(517)와 근접 BTS(518)에 위치한 지리적으로 분포된 LMU 수신기를 포함한다. 이러한 즉시 트리거링에 의해서 LMU 네트워크(515)는 더 높은 전력 신호를 수집하고 이를 매크로셀룰러 네트워크로 전송하여 무선 위치 생성에 이용할 수 있다.

도 5의 예는 고전력 매크로셀로부터 저전력 펨토셀로의 셀룰러간 핸드오버를 보여주지만, 리버스(reverse) 핸드오버도 메시징은 다르지만 동일한 방법을 이용하여 검출되고 찾아낼 수 있음에 유의한다. LMS(510) 모니터링 및 트리거링 기능이 무선 원격통신 교환 및 제어 네트워크(511) 내에 구축되면, SMLC에게 표준화된 접속부(513)(예컨대 GSM에서는 "Lb" 인터페이스, UTMS에서는 "Iupc" 인터페이스, J-STD-036에서는 "E5" 또는 "E12" 인터페이스를 포함)를 통해 핸드오버 이벤트가 통지될 수 있다. 펨토셀들 간 핸드오버는 상기 방법에 의해 포착되어 펨토셀들 간의 경계를 결정할 수가 있다.

도 6은 LMU(601); GPS 수신기 안테나(602); 다운링크 수신기 안테나(603); LMU(601)를 외부 장착 안테나(602, 603)와 안전하게 인터페이싱하는데 필요한 접지(604)와 입력 보호부(606); SMLC(608)와 SMLC 데이터베이스(609); 및 무선 주파수 케이블류(605)를 포함하는 오버레이 WLS의 예시적인 전개를 개략적으로 보여준다. 도시된 바와 같이 LMU(601)는 TCP/IP 패킷 방식 통신을 전달하는 무선 또는 유선 접속부(607)를 통해 SMLC(608)에 연결되어 있다. SMLC(608)는 네트워크 셀 식별자, 네트워크 안테나 식별자, 네트워크 안테나 위치, LMU(셀) 위치 및 LMU 식별자를 포함하는 SMLC 데이터베이스(609)를 호스트(host)한다. 또한 SMLC(608)는 위치 기록 데이터베이스(예컨대 SMLC 데이터베이스(609))를 저장하거나 이에 연결되어 있다. 이 데이터베이스는 신호 수집 및/또는 위치 계산 전에 이동 장치 또는 네트워크 공급 셀 ID 및 근접성 정보(예컨대 GSM에서의 CGI+TA, UMTS에서의 CI+RTT)에 기초하여 위치탐색 애플리케이션에 대한 서비스 품질을 예측하는데 이용될 수 있다. 이 데이터베이스는 수동 입력에 의해 발생되거나, OSS부터 다운로드되거나, GPS 및/또는 다운링크 수신기 서브시스템으로부터 전개된 무선 및 네트워크 파라미터를 유지하기 위해 여기서 설명된 대로 이용될 수 있다. 무선 통신 네트워크에서 펨토셀의 위치탐색을 위해서 SMLC(608)는 네트워크 셀 식별자와 네트워크 안테나 식별자를 수집하고 네트워크 안테나 위치(펨토셀 위치)를 SMLC 데이터베이스(609)에 포함시키도록 전개할 수 있다.

도 7은 GERAN/UTRAN 표준 NRM을 이용한 예시적인 네트워크 참조 모델(NRM)(710)의 구조를 보여준다. 표준화된 NRM은 RNM(Radio Network Monitor)(706), LMS(Link Monitoring System)(711), Iota 인터페이스(791), 펨토셀(Home NodeB(HNB)), 펨토셀 게이트웨이(Home Node B 게이트웨이(HNB-GW), 및 HNB와 HNB-GW 간 Iuh 인터페이스를 포함하는 표준 이전(pre-standard), 선택적, 비표준 성분에 의해 향상되었다. Home NodeB(HNB)는 백홀(backhaul)을 위해 기존의 유선 또는 무선 광대역 서비스에 연결되는 고객 설치 플러그 앤 플레이 기지국이다. HNB는 가정이나 사무실 내의 표준 이동 장치에 대한 무선 커버리지를 제공하도록 설계되어 있다. HNB는 표준 NodeB 기능은 물론, RNC(Radio Network Controller)의 기능과 유사한 제한된 무선 자원 관리 기능을 갖고 있다. 광역 무선 네트워크와 HNB 간의 핸드오버가 지원된다. HNB 게이트웨이는 분포된 HNB 기지국들 위한 집중장치(concentrator)이다. 코어 무선 서비스 네트워크에서 무선 통신 네트워 사업자에 의해 전개된 HNB-GW는 Iuh 인터페이스를 통해 복수의 HNB와 통신한다. 그러면 HNB-GW는 트래픽을 Iu-CS 인터페이스를 통해 교환 회로망으로 (MSC를 통해) 보내고, 패킷 데이터 스트림을 Iu-PS 인터페이스를 통해 패킷망으로 (SGSN을 통해) 보낸다.

Iota 인터페이스(791)는 도 7에 도시된 기존의 표준 인터페이스를 개량한 것이다. 무선 통신 네트워크는 이 Iota(791)를 이용하여, 트리거(trigger)(예컨대 다이얼된 숫자, 가입자 ID 또는 이동 ID)가 충족되면 무선 위치탐색 네트워크(이 경우에는 SMLC(712))에 신호를 보낼 수 있다. 무선 위치탐색 네트워크는 이 Iota 인터페이스(791)를 이용하여, RAT간 핸드오프가 요구될 때에 무선 정보를 요청하는 신호를 무선 통신 네트워크에 보낼 수 있다. Iota(791)는 여러 가지 기능들을 집합한 것이지만 반드시 적접적인 유선 인터페이스일 필요는 없으며, 이 예시된 듀얼 모드 네트워크에 대해서는 Iota 인터페이스(791)는 SMLC를 MSC에 연결하는 것으로 도시되어 있지만, 실제 구현 시에는 이 인터페이스는 무선 지능 네트워크 상에서 MSC를 MPC, GMLC, gsmSCF 또는 임의의 지능적인 주변 장치에 쉽게 연결할 수 있다. Iota 인터페이스의 바람직한 구현은 MSC(750)와 SMLC(712)를 서로 연결시키는 기존의 무선 지능 네트워크(IS-41, WIN, CAMEL)의 확장을 이용한 비표준 디지털 패킷 인터페이스(또는 표준화된 디지털 패킷 인터페이스의 개량)이다. Iota 인터페이스(791)를 이용하면 MSC(750)는 SMLC(712)에게 위치에 대해 신속하게 질의할 수 있고 SMLC(712)는 이동 장치에 대한 유휴 이동 장치 위치(유휴 이동 장치의 페이지), 채널 및 셀 정보를 요청하고 RAT(Radio Access Technology)간 핸드오버를 요청한다. 변형된 무선 지능 네트워크 프로토콜을 이용하면 SMLC(712)는 시스템간 RAT(Radio Access Technology)간 핸드오프가 필요한 경우에 복수의 MSC(750)와 통신할 수 있다. Iota 인터페이스(791)의 일부 기능은 Joint Standard 36(J-STD-036) "Enhanced Wireless 9-1-1 Phase 2"에 규정된 ETSI/ANSI IS-41 E2에 이미 존재한다.

RNM(Radio Network Monitor)(782)은 어떤 주파수 대역에서라도 업링크와 다운링크 채널에 동조될 수 있는 광대역 다중채널 무선 수신기인데, 실제로는 애드 훅(ad hoc) 동조 협대역 수신기 배열이다. RNM(782)은 처음에는 LMU 무선 수신기 플랫폼 상에서 구현되었다(이 LMU는 미국 특허 제6,782,264호에서 SCS를 위한 수신기 모듈의 대안적인 협대역 실시예로서 이미 설명되었음). RNM은 그 무선 수신기를 이용하여 무선 위치탐색 시스템을 트리거하는 신호를 수집한다. RNM, 그 동작, 능력 및 기능은 미국 특허출원 제11/150,414호(발명의 명칭: "Advanced Triggers For Location-Based Service Applications in A Wireless Location System")에 더 자세히 기술되어 있다. LMS는 미리 설정된 기준에 따라 무선 위치탐색 시스템을 기동시키기 위해 무선 통신 시스템 내에서 메시지 트래픽을 수동적으로 모니터한다.

네트워크(710)는 SMLC(Serving Mobile Location Center)(712)를 포함한다. RNM(782)은 통신 사업자(carrier)의 셀 사이트에서 전개될 수 있는 주성분이다. RNM(782)은 바람직하게는 위치탐색 서비스의 자율적 생성을 위해 RACH와 SDCCH 메시지를 수신할 수 있는 무선 수신기의 분산형 네트워크로서 구현된다. RNM(782)은 지시된 주파수들에 동조하여 시스템을 위한 데이터를 모은다. 그러면 RNM(782)은 수집된 데이터를 SMLC(712)에 전송할 수 있다. 네트워크 내의 모든 RNM(782)은 바람직하게는 GPS(Global Positioning Satellite) 군(미도시)의 이용을 통해 시간 및 주파수 동기화된다.

SMLC(712)는 바람직하게는 고성능 위치 처리 플랫폼이다. SMLC(712)는 U-TDOA와, 위치, 신뢰 구간, 속도 및 진행 방향을 계산하는 다중 경로 간섭 제거(multipath mitigation) 알고리즘을 포함한다. SMLC(712)는 LMS(Link Monitoring System)(711)로부터의 트리거링이나 Lb 인터페이스(754)로부터 기반시설 판매업자(infrastructure vendor)의 BSC(Base Station Controller)(796)(또는 일부 경우에 Ls 인터페이스로서의 MSC(750))로의 요청에 따라서 어느 무선 전화의 위치를 찾을 것인가를 판단할 수도 있다. SMLC(712)는 통상적으로는 오퍼레이터의 BSC(796)와 동일 위치에 있지만 원격적으로 분포되어 있을 수도 있다. SMLC(712)의 주 기능은 RNM(782)으로부터 신호 검출에 대한 보고를 수신하고, 위치탐색 처리를 수행하고, 각 신호에 대한 위치 추정치를 계산하는 것이다. SMLC(712)는 네트워크를 관리하며 위치 기록에 대한 통신 사업자 액세스를 제공한다. SMLC(712)는 위치 기록의 수집과 분배를 담당한다. SMLC(712)는 구성 정보를 유지하고 네트워크 관리를 지원하기도 한다.

LMS(711)는 LMS(711)가 연결된 네트워크(710)에서 모든 Abis 신호 링크(776)(일부 경우에는 A-인터페이스 링크(752)와 GSM-MAP(GSM Mobile Application Protocol) 인터페이스(748))를 연속적으로 모니터한다. LMS(711)의 기능은 호(call)(예컨대 GSM 음성 대화와, SMS 트랜잭션 또는 GPRS 데이터 세션)와 SMS 설정 절차 중의 메시지, 중간호(mid-call) 제어 메시지, 및 MS(780) 및/또는 UE(788)에 대한 호 종단 및 해제 메시지를 포착하는 것이다. 그러면 LMS(711)는 이들 메시지에 포함된 데이터를 뒤의 위치탐색 처리를 위해 SMLC(712)에 전송한다.

GSM 서비스 제어 기능부(gsmSCF)(720)는 서비스 제어 포인트(SCP)라고도 하는데 가입자에게 무호 지향(non-call oriented) 서비스를 제공하기 위한 데이터베이스와 논리 규칙을 포함한다. gsmSCF(720)는 SS7 네트워크(749)를 통해 CAP(CAMEL Application Part) 접속부(763)를 통해 MSC와 GSN에 연결된다. GSM-MAP(GSM Mobile Application Protocol)(748)은 무선 네트워크 중 유선부에서의 호 관련 제어 서비스를 위한 통신 매체이다. GSM-MAP(748)은 GSM 또는 UMTS 네트워크 상의 자동 로밍, 인증, 위치탐색 서비스 시스템간 핸드오프, 및 단문 메시지 서비스 라우팅과 같은 서비스를 제공하기 위해 존재한다. MSC(750), HLR(734), VLR(여기서는 MSC(750)의 일부로서 도시됨), GMSC(744), EIR(732), GMLC(798) 및 gsmSCF(720)와 같은 모든 무선 네트워크 구성요소는 이 메시징 프로토콜을 이용하여 서로 통신한다. GSM-MAP(748)은 국제 SS7(Signaling System 7) 네트워크(MAP-CAP 네트워크(749)) 상에 상주한다.

GMLC(Gateway Mobile Location Center)(798)는 3GPP 표준에 따라 GSM/GPRS/UMTS 네트워크에서 위치 기록을 위한 정보센터(clearinghous)로서 정의된다. GMLC(798)는 엄격하게 제어되는 SS7 네트워크(749)와 공중 인터넷 간의 버퍼로서 기능한다. 위치 기반 서비스에 대한 인증, 액세스 제어, 회계 및 인가 기능들은 보통은 GMLC(798)에 상주하거나 이에 의해 제어된다.

Le 인터페이스(724)는 원래는 LIF(Location Interoperability Forum)에 의해 개발되고 그 뒤에 GSM(GERAN) 및 UMTS(UTRAN)를 위해 3GPP(3rd Generation Partnership Program)에 의해 표준화된 IP 기반 XML 인터페이스이다. LBS(Location-Based Service) 클라이언트(722)는 LCS(Location Services)라고도 한다. LBS와 LCS(722)는 이동 장치의 위치를 고유하게 이용할 수 있도록 된 소프트웨어 애플리케이션 및 서비스이다.

E5+ 인터페이스(718)는 북미 E9-1-1에 대한 Joint ANSI/ETSI Standard 036에 정의된 E5 인터페이스의 변형이다. E5+ 인터페이스(718)는 LMS(711) 또는 RNM(782) 트리거가 네트워크 획득 정보(cell-ID, NMR, TA 등)을 가지고 또는 전용 수신기에 의해 수행되는 TDOA 및/또는 AoA(Angle of Arrival)를 통해 무선 위치탐색 시스템에 의해 이용될 때에 푸시(push) 동작을 직접적으로 가능하게 하는 SMLC(712) 노드와 GMLC(798) 노드를 연결시킨다.

UE(User Equipment)(788)는 UMTS 이동 장치와 같은 장비로 정의될 수 있다. NodeB(786)는 UMTS 무선 인터페이스에 대한 UTRAN(Universal Mobile Telephony System Radio Access Network) 네트워크 인터페이스이다. RNC(Radio Network Controller)(770)는 UTRAN에 의한 자율적인 무선 자원 관리(RRM)를 가능하게 한다. RNC(770)는 GSM BSC와 동일한 기능을 수행하여 RNS 구성요소(RNC 및 NodeB)에 대한 중앙 제어를 제공한다. RNC(770)는 Iu-PS(774), Iu-CS(762), Iur(761) 및 Iub(790) 인터페이스들 간의 프로토콜 교환을 처리하며 전체 무선 네트워크 시스템의 중앙집중식 동작과 유지 보수를 담당한다. RNC(770)는 필요 시에 표준화된 Iur 인터페이스를 통해 다른 RNC들과 직접적으로 통신할 수 있다.

SGSN(Serving GPRS Support Node)(768)은 개별적인 GPRS 가능 이동국(780)의 위치를 모니터하고 기본적인 보안 기능과 액세스 제어 기능을 수행한다. SGSN(768)은 GSM(Global System for Mobility) 무선 액세스 네트워크(GERAN)과 UMTS 무선 네트워크 모두에 서비스를 제공할 수 있다.

GGSN(Gateway GPRS Support Node)(746)은 GPRS 네트워크에 대한 시스템 라우팅 게이트웨이로서 기능한다. GGSN(746)은 외부 패킷 데이터 네트워크(예컨대 공중 인터넷)에의 접속부로서 과금, 라우팅, 보안 파이어월링(firewalling) 및 액세스 필터링 작업을 수행한다. GMSC(Gateway MSC)(744)는 가입자를 다른 오퍼레이터의 네트워크 내의 방문된 MSC에 로밍시키는 가교(bridge)로서 기능한다. 제어 시그널링(signaling)과 트랙픽 트렁크(trunk) 모두는 GMSC(744)를 통해 설정된다.

Um(715)은 GSM 무선 인터페이스이다. Uu(717)는 UMTS 무선 인터페이스이다. Iub 인터페이스(790)는 UMTS 네트워크 상에 위치하며 RNS(Radio Network Controller)(770)와 NodeB(786) 사이에 있다. Iupc(772)는 위치 추정치 생성을 위해 UMTS RNC(770)를 UMTS 네트워크 내의 SMLC(SAS라고도 함)에 연결시킨다. Iu-CS(Circuit Switched) 인터페이스(762)는 UMTS RNC(770)를 회로 교환 통신 지향 네트워크(MSC(750))에 연결시킨다. Iu-PS(Packet Switched) 인터페이스(774)는 UMTS RNC(770)를 패킷 교환 통신 지향 네트워크(SGSN)(768)에 연결시킨다. Gb 인터페이스(766)는 BSC(796)를 SGSN(768)에 연결시켜 GPRS 통신의 라우팅을 가능하게 한다.

Gn 인터페이스(760)는 SGSN(768)과 GGSN(746) 사이에 위치한 GPRS 네트워크 패킷 데이터 인터페이스이다. Gs 인터페이스(764)는 SGSN(768)과 MSC(750) 사이에 위치한 GPRS 시스템 인터페이스이다. Gr 인터페이스(미도시)는 SGSN(768)과 SS7 네트워크(749) 상에 있는 HLR(Home Location Register)(734) 사이에 있는 GSM-MAP 인터페이스이다.

미국특허 제6,782,264호에 기재된 바와 같이 메시지와 정보 필드를 트리거하기 위해 BSC(Base Station Controller) 링크(예컨대 Abis 링크)로의 BTS(Base Transceiver Station)를 모니터하는 것이 가능하다. 상기 264 미국특허에서 AMS(Abis Monitoring System)이라고 부르며 GSM Abis 인터페이스를 모니터함으로써 예시된 수동 네트워크 모니터는 본 발명에 따라서 확장되어 지금은 LMS(Link Monitoring System)이라 부른다. LMS(Link Monitoring System)(711)는 복수의 셀룰러 네트워크 데이터 링크를 동시에 모니터하여 목적하는 데이터를 스캐닝할 수 있고 특정 메시지 또는 메시지 내의 데이터 필드를 검출할 수 있다. 목적하는 메시지 또는 데이터 필드의 설정이나 태스킹은 언제든지 일어날 수 있다. 어떤 매치(match)가 발생하면 LMS(711)는 저장 메모리에의 쓰기나 트리거링 메시지 및/또는 데이터 필드의 다른 시스템 노드로의 전송과 같은 미리 설정된 동작을 수행하도록 더 트리거될 수 있다.

RNM(Radio Network Monitor)(782)은 위치탐색 트리거링 정보와 메시징에 대한 수동 모니터링 개념을 무선 인터페이스로까지 확장한다. RNM(782)은 업링크(이동 장치에서 BTS 또는 NodeB로)와 다운링크 무선 통신 모두를 검출하고 모니터할 수 있다.

이동 장치, 이동, 이동 전화 또는 이동 가입자 유닛이라는 용어들은 IEEE802.16e/m, GSM, UMTS, 또는 (GSM/UMTS 네트워크와 같은) 다중모드 네트워크에서 MS 또는 UE를 말한다. GSM에서 MS(780)는 2개의 구별되는 구성요소인 ME(Mobile Equipment)와 SIM(Subscriber Identity Module)으로 구성된다. UMTS에서 UE는 ME(Mobile Equipment)와 SIM/U.S.IM(Subscriber Identity Module/UMTS Subscriber Identity Module)의 조합이다.

어떤 이동 장치에 의해서는 다중모드 또는 다중 무선 동작이 다중 기술 무선 통신 네트워크 또는 이질적인 무선 액세스 기술을 이용하는 이질적인 무선 통신 네트워크에 액세스할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 이동 장치는 GSM MS(Mobile Station)(780)와 UMTS UE(User Entity)(788)의 듀얼 모드 기능을 포함할 수 있다. 이동 장치는 통상적으로 공통의 회로 및 연산 설비를 이용하여 이 두 기능을 구현한다.

펨토셀 위치탐색을 위한 트리거링 및 태스킹

도 8에 도시된 바와 같이, SMLC(608)에는 셀 정보(801)가 수동으로 또는 무선 네트워크 오퍼레이터의 OSS(Operations Support System)로부터 입력될 수 있다. OSS는 네트워크 구성, 고장 모니터링, 성능 평가, 보안 감사(auditing) 및 이벤트 검출, 최적화 등을 지원하는 네트워크 관리 시스템이다. 펨토셀은 또한 호 세부 기록(call detail records)의 분석을 통한 무선 통신 네트워크를 통해 찾거나(802), LMS 또는 RMS 설비를 이용할 수 있는 경우에는 호 이벤트와 관련된 메시지 내의 새로운 셀 ID에 대한 무선 통신 네트워크 링크 트래픽의 모니터링에 의해 찾을 수 있다.

펨토셀 ID가 결정되고 이 셀 ID와 그 관련 위치 정보(셀 위치 품질을 포함함)가 SMLC 데이터베이스에 저장되고 나면(804), SMLC는 전개된 장비와 오퍼레이터 선호도에 따라서 셀 ID 트리거가 무선 지능 네트워크 설비를 통해(Iota 인터페이스 또는 이와 유사한 인터페이스를 통해) 부가(806)될 수 있는 로케이션 오브 오퍼튜니티(Location of Opportunity) 기능을 작동시킨다(805). 대안으로서, WLS는 펨토셀 ID에 대해 이동 장치에서 수행된 당연한(matter-of-course) 위치탐색이 검사될 수 있도록 펨토셀 Cell-ID에 대한 내부 트리거를 설정할 수 있다(807). 마지막으로 WLS는 셀 ID의 검출이 WLS에게 위치탐색을 시도하도록 RNM 또는 LMS에 셀 ID 트리거를 설정할 수 있다.

프록시 위치 정보는, 그 소스가 무었이든지 간에, SMLC에 전달되고 나면, 위치가 계산될 수 있다(809). 이 계산은 프록시 이동 장치와 당해 펨토 셀 장치로부터의 오프셋 거리를 포함하도록 시도될 수 있다. 이 단계에서는 위치 신뢰도도 계산된다.

그 다음에, 이 계산된 위치는 현재 펨토셀 ID에 대해 SMLC 데이터베이스에 저장된 위치와 비교된다(801). 계산된 신뢰도가 셀 위치 품질의 신뢰도보다 양호하다면 SMLC 데이터베이스는 자동적으로 갱신되거나, 오퍼레이터 OSS에게 결정된 셀 위치 에러가 통지될 수 있다.

펨토셀 위치가 제공되거나 펨토셀 위치가 자율적으로 전개되는 경우에는 SMLC는 위치 자원을 이용하여 펨토셀 위치를 간간이(또는 오퍼레이터의 요청에 따라) 확인, 재확인하고, 변경 사항을 네트워크 오퍼레이터에게 알릴 수 있다. 펨토셀 ID는 주어져 있으나 위치가 제공되지 않은 경우에는 SMLC는 식별된 펨토셀의 위치를 알아내기 위하여 위치와, 링크 모니터링을 이용할 수 있은 경우에는 자원을 할당할 것이다.

무선 위치탐색 시스템이 프록시를 통해 펨토셀의 위치를 찾고나면 셀 사이즈, 섹터 수, 수신 전력 레벨, 이용된 위치탐색 기법의 본래 정밀도와 같은 인자(factor)에 기초하여 신뢰도(실제로 위치탐색이 얼마나 양호한지를 나타내는 측정량)의 분석이 수행된다. 만일 신뢰도가 너무 낮으면(즉 펨토셀의 위치를 원하는 정확도로 알지 못하면) WLS는 반복적으로 더 정확한 레벨로 펨토셀의 위치를 찾는 것을 시도할 수 있다. 이러한 재위치 탐색 또는 위치의 확인은 이용가능한 점점 더 정밀해지는 무선 위치탐색 기법을 이용하여 수행될 수 있다.

프록시 위치의 수와 레인지 추정치를 가진 프록시 위치가 펨토셀에 대해 증가함에 따라 통계적 방법을 이용하여 펨토셀의 위치탐색을 더 개선할 수 있다. SMLC는 모든 경우에서 이동 장치 위치를 계산하는데 이용된다.

도 9a는 Cell-ID(GSM에서의 CGI)만이 전방위(단일 섹터) 셀에 대해 보고될 때에 안테나 및 위치 에러 영역(902)에서의 보고된 이동 장치 위치(901)를 보여준다. 이 기법은 셀 사이즈가 작거나, 셀이 섹터화되어 있지 않거나, 이동 장치가 잠재적인 핸드오버 후보를 보고하지 않을 때에 유용할 수 있다. 위치 에러 영역(902)은 실제로는 기지의 또는 예측된 펨토셀 커버리지 영역(903)의 반경만큼 셀 커버리지 영역(901)보다 크다. 셀 ID 위치 에러 영역에는 SMLC 데이터베이스에 저장된 저확률 스코어, 차원 및 확률이 할당된다.

도 9b는 셀 ID 및 서빙 섹터(903)(GSM에서의 CGI)가 섹터화된 셀에 대해 보고될 때에 보고된 셀&섹터 이동 장치 위치(905)와 위치 에러 영역(906)을 보여준다. 이 기법은 셀 사이즈가 작거나 이동 장치가 잠재적인 핸드오버 후보를 보고하지 않을 때에 가장 유용하다. 보고된 셀&섹터 위치(904)는 섹터 이등분선(907)을 따라 섹터 안테나(901)로부터 1/2 반경으로서 보고된다.

위치 에러 영역(906)은 기지의 또는 예측된 펨토셀 커버리지 영역(903)의 반경 때문에 셀 커버리지 영역(901)보다 더 클 수 있다. 셀 ID&섹터 위치 에러 영역에는 SMLC 데이터베이스에 저장된 저확률 스코어, 차원 및 확률이 할당된다.

도 9c는 셀 섹터 타이밍(GSM 예에서는 이는 CGI+TA 기법이고, UMTS에서는 이는 CI+RTT라 부름)을 이용한 이동 장치(908)의 보고된 위치를 보여준다. 이 예는 섹터화된 구성을 보여주지만, 전방위 셀에서는 CGI+TA 기법은 서빙 안테나(901)에 중심을 둔 TA+1 반경(1 TA 대역=554미터, 1RTT 대역=78미터)에 의해 제한된 에러 영역을 생성한다. 도 9c에 나타낸 섹터화된 경우에는, 셀 영역(902)은 섹터화되고 서빙 섹터(903)는 가상선(907)에 의해 이등분된다. 이동 장치는 "TA" 또는 "Chips"의 타이밍 어드밴스(또는 왕복 시간)를 이용하는 것으로 보고한다. 레인징 측정(TA 또는 RTT)은 서빙 섹터(904)에 걸친 대역(910)으로서 나타낸다. 보고된 타이밍과 공기 중의 광속도를 이용하여 레인지를 전개하면, 보고된 CGI+TA 이동 장치 위치(908)는 섹터 이등분선(907)을 따라 서빙 안테나(901)로부터 554(TA+1/2)미터이다. UMTS에서는 보고된 CI+RTT는 섹터 이등분선(907)을 따라 서빙 안테나(901)로부터 78(Chip(s)+1/2)미터이다. 셀 ID+섹터+시간 기반 레인징(CGI+TA 또는 CI+RTT) 위치 에러 영역에는 SMLC 데이터베이스에 저장된 저확률 스코어, 차원 및 확률이 할당된다.

도 9d는 셀 섹터 타이밍 PDOA(이 GSM 예에서는 이것은 ECID(Enhanced Cell-ID) 또는 CGI+TA+NMR 기법이라 함)를 이용하는 이동 장치(908)의 보고된 위치를 보여준다. 이 예는 섹터화된 구성을 보여주지만, 전방위 셀에서는 CGI+TA+NMR 기법은 유사한 사이즈 에러 영역을 생성한다.

도 9d의 예에서 셀 영역(902)은 이동 장치가 보고한 서빙 섹터(904)로 섹터화된다. 또한 이동 장치는 "TA"의 타이밍 어드밴스 값을 보고하고, TA는 지리적으로 서빙 섹터(904)에 걸친 대역(910)로서 나타나 있다. 보고된 타이밍과 공기 중의 광속도를 이용하여 레인지를 전개하면, 초기 CGI+TA+NMR 이동 장치 위치(908)는 서빙 안테나(901)로부터 554(TA+1/2)미터이다. 이 초기 추정은 PDOA(Power-Difference-Of-Arrival) 계산을 이용하여 (3개 이상의 셀 간 핸드오버 후보를 얻을 수 있다면) 개선된다. 셀간 핸드오버 후보의 전력 레벨과 위치가 SMLC에게 알려지고 SMLC 데이터베이스에 저장되어, PDOA 계산 전에 전력 레벨의 정규화가 가능하게 된다. ECID 보고 위치 에러 영역(912)에는 SMLC 데이터베이스에 저장된 중간 확률 스코어, 에러 영역의 차원 및 확률이 할당된다. 이동국이 동기화된 네트워크에서 확산 스펙트럼 기법, 예컨대 CDMAOne(IS-95)이나 CDMA200(IS-2000) 시스템에서 이용되는 CDMA(Code Division Multiple Access)를 이용하는 경우에는 FLT(Forward Link Trilateration)와 PSMM(Power Strength Multiple Measurement)과 같은 위치탐색 기법을 이용하여 그 소프트 핸드오프 시의 펨토셀 ID, MAHO(Mobile-Assisted-Handoff) 운용에 이용되는 후보 또는 인접 리스트를 보고하는 이동국의 위치를 찾아낼 수 있다. 3GPP UMTS 시스템(광대역 CDMA 시스템)과 같은 확산 스펙트럼 비동기 네트워크에 대해서는 (MAHO 운용의 일부로서 다시 이용될 수 있는) 그 소프트 핸드오프 시의 펨토셀 ID, 후보 또는 인접 세트를 가진 이동국에 대한 이동국 위치가 무선 통신 네트워크 내에서 이용가능하다면 O-TDOA(Observed-Time-Difference-Of-Arrival) 이동국 기반 기법을 이용하여 발생될 수 있다.

도 9e는 네트워크 기반 위치탐색 기법과 이동 장치 기반 위치탐색 기법을 조합한 것을 보여준다. 이 예에서 GSM 이동 장치는 EOTD 또는 A-GPS 기능을 갖고 있다. 도 9d에서와 같이 서빙 셀 영역(902)(CGI), 서빙 섹터 안테나(901), 보고된 TA 값(섹터 스패닝 대역(910)으로서 나타냄) 및 NMR 정보를 이용하여 초기 네트워크 기반 위치탐색 추정치를 생성할 수 있다. 이 초기 추정치는 이동 장치 전개 위치 추정치와 혼성 프록시 위치와의 조합에 의해 더 개선된다.

혼성 프록시 위치 에러 영역(912)에는 SMLC 데이터베이스에 저장된 고확률 스코어, 에러 영역의 차원 및 확률이 할당된다.

도 9f는 이동 장치 프록시에 대해 전개된 위치를 이용하여 쳄토셀 위치를 추정하는 방법을 보여준다. 프록시 이동 장치(913)의 계산된 위치는 원형 확률 영역(917)의 중심을 구성한다. 다각형, 타원 또는 기타 다른 형태에 기초한 다른 에러 영역은 여기서는 설명의 간략화를 위해 생략됨에 유의한다. 다른 위치 에러 형태의 예들은 3GPP 기술 명세 "Universal Geographical Area Description(GAD)" 문헌 ID: 3GPP TS 23.032 V7.0.0(2006년 06월 발간)에서 찾을 수 있다. 원형 확률 영역(917)은 반경(916)을 갖고 있다. 이 원형 확률 영역 반경(916)은 에러 성분(r1)(914)(이용된 위치탐색 기법에 고유한, 추정된 또는 계산된 위치 에러)와 프록시 이동 장치를 통해 얻을 수 있는 전력 또는 신호 품질 측정치에 기초한 프록시와 펨토셀 간 추정 레인지(r2)의 합이다. 이들 에러와 추정 레인지(916)를 더하면 펨토셀 위치에 대한 확률 영역을 얻게 된다.

도 9g는 예시적인 위치탐색 기법들 각각을 이용한 펨토셀 프록시 위치탐색을 보여준다. 서빙 셀(901)과 서빙 섹터(903) 내의 제1 이동 장치는 섹터(905)에의 국지화를 가능하게 한다. 타이밍 어드밴스 TA(910)를 가진 서빙 셀(901)과 서빙 섹터(903) 내의 제2 이동 장치는 개선된 위치 추정치(908)의 생성을 가능하게 한다. 타이밍 어드밴스 TA(910)와 그 NMR(Network Measurement Report) 내의 3개 이상의 보고된 셀룰러간 핸드오프 후보를 가진 서빙 셀(901)과 서빙 섹터(903) 내의 제3 이동 장치는 프록시 위치탐색(909)의 추가적인 개선을 가능하게 한다. 온보드 위치탐색 기능과 서빙 셀 또는 핸드오프 후보로서의 펨토셀을 가진 제4 이동 장치는 추가적인 위치 추정(911)을 가능하게 한다. 보고된 프록시 위치, 각 프록시 위치에 대한 보고된 위치 에러 및 펨토셀로부터의 프록시의 레인지 추정치를 조합하면 펨토셀 위치에 대한 프록시 위치(918)와 위치 에러 추정치(919)에 의한 최적화된 펨토셀 위치를 전개할 수 있다.

RF 플래닝과 조정을 위한 펨토셀 위치탐색

펨토셀은 몇 가지 전개 문제가 있다. 이러한 문제들 중 한 가지는 최종 수요자 또는 설치자 입력이 없는 전체 매크로셀 무선 주파수 플랜에서 기능하는 자율적인 플래그 앤 플레이 펨토셀의 거동이다. 즉, 어쩌면 매크로셀 당 수백 개의 펨토셀 또는 무선 통신 시스템 당 수백만 개의 펨토셀이 RF 도메인에 있는 더 큰 셀룰러 기반시설과 상호작용하여야 하며, 그렇게 하는데 있어 펨토셀 및/또는 더 넓은 무선 통신 네트워크는 주파수와 무선 채널 재사용의 이익을 그대로 유지하면서 다른 펨토셀과 주위의 매크로셀 무선 통신 네트워크와의 잠재적인(또는 진행 중인) 간섭을 경감하도록 작용해야 한다. 이러한 주파수 관리는 사용자들과 규제 기관이 예상하는 서비스 품질을 고려하면 반드시 필요한 것이다. 지역 규제 요건만 준수하는 규제되지 않는 무선 스펙트럼에서 작동하는 자율적 액세스 포인트들로 구성된 현재 전개되어 있는 IEEE802.11 WiFi 데이터 네트워크와는 달리, 예약된 스펙트럼에서 펨토셀을 이용하는 무선 통신 시스템은 FCC E9-1-1 Phase 1 과 Phase 2 명령과 같은 규제를 지켜야 할 것이다. 듀얼 모드 WLAN과 셀룰러 프로토콜 펨토셀은 규제 의무 조항 세트 전부를 충족하여야 할 것이다. 펨토셀 무선 인터페이스 신뢰성과 위치탐색 기능을 필수 요건으로 하는 것은 바로 이 서비스 품질 예상과 규정이다.

용량 증가를 위해서 무선 네트워크 사업자는 그 매크로셀 무선 액세스 네트워크와 동일한 채널을 이용하는 펨토셀을 원할 것이다. 이러한 재사용은 펨토셀과 매크로셀 간 간섭, 펨토셀들 간 간섭 등과 같은 간섭을 유발할 것이다. 궁극적으로는 그 결과는 네트워크 성능의 저하, BTS간 핸드오프의 곤란, 코어 네트워크의 셀 관리 부담으로 나타날 수 있다. 현재에는 RF 플래닝과 간섭 저감은 펨토셀 판매업자가 제공하는 특정 기술적 솔루션을 포함한다. 일부 펨토셀 판매업자는 간섭을 피하기 위해 펨토셀 제품이 무간섭 채널을 자동적으로 선택하고 송신 전력을 조정하도록 설계하였으나 이는 펨토셀의 비용과 복잡성을 증가시키는 것이다. 그렇기는 하지만 이웃한 또는 지리적으로 근접한 펨토셀과의 간섭을 예상해야 한다.

펨토셀 간섭을 피할 수 있는 한 가지 방법은 무선 액세스 네트워크 사업자가 고립된 펨토셀과 광역 통신 네트워크 사이에 있을 수 있는 간섭이 없도록 펨토셀 전개에 주로 이용될 새로운 무선 스펙트럼을 획득하는(또는 기존의 스펙트럼을 분리시키는) 것일 수 있다. 구별되는 스펙트럼을 가지고서 펨토셀의 전개는 광역 무선 액세스 네트워크와의 간섭없이(따라서 통합(integration)을 위해 RF 플래닝이 필요없이) 가능하다.

일부 펨토셀 판매업자는 펨토셀이 다른 위치 또는 국가로 이동할 때에 펨토셀의 위치를 찾아내고 어떤 경우에는 펨토셀을 고정시키기 위해 (Navstar GPS와 같은) GNSS 수신기를 BTS 장비에 통합하였다. 이 GNSS 위치탐색 수신기는 대개는 주위 구조물에 의한 약한 위성 전송 신호의 감쇄때문에 펨토셀의 옥내 위치를 얻을 수 없으므로 그 효용에 한계가 있다. 일부 무선 네트워크 사업자는 GNSS 위치 측정치를 이용할 수 없는 장소와 시간에 펨토셀을 자동적으로 작동중지시킴으로써 펨토셀 전개를 가능한 한 제한하려고 한다.

이용가능한 무선 위치탐색 기술을 이용하여 펨토셀 위치를 도출하고 그 위치와 RF 데이터를 무선 네트워크 플래닝 및 모니터링 툴(tool)에 제공하는, 무선 주파수 관리를 위한 보다 저비용의 펨토셀 솔루션을 제안한다. 이 위치탐색 방식에 따라서 펨토셀은 긴급 서비스를 위한 위치를 제공할 수 있다. 펨토셀 위치는 인가된 스펙트럼에 내재하는 지리적 커버리지 요건과의 일치를 위해서도 필수적이다. 무선 네트워크 사업자의 인가된 지역 밖에서 이동하는 펨토셀은 다른 통신 사업자의 무선 액세스 네트워크를 방해해서는 않된다. 찾아낸 위치는 이러한 방해가 일어나지 않도록 한다. 추가 이익으로서 펨토셀 위치에 따라서 소규모 지역 무선 네트워크 사업자는 펨토셀을 제공하고 이용할 수 있다.

긴급 서비스를 위한 펨토셀 위치탐색

FCC의 E911 Phase I과 Phase II 규정에 따르면 펨토셀을 이용한 호출자 위치탐색이 필요하다. 펨토셀은 최종 수요자 설치 및 재설치가 가능하므로 설치 시에 펨토셀에 프로그램된 고정 위치가 이용될 수 없거나 부정확할 수가 있다. 펨토셀은 그 커버리지 구역이 한정되어 있고 그 커버리지를 구조물에 의해 매크로셀룰러 네트워크 커버리지로부터 차단될 수 있는 구역에 제공하는데 이용되도록 설계되어 있기 때문에 펨토셀(셀 ID)의 위치는 E911 Phase I과 Phase II 규정을 충족하여야 한다. 타임베이스 레인징 기법(그 예로는 (GSM의 경우) 타이밍 어드밴스를 갖는 셀 ID 방식, (CDMA의 경우) 서빙 단방향 지연 방식, 또는 (UMTS의 경우) ½ RTT(Round Trip Time)를 갖는 셀 ID 방식이 있음)을 이용하면 펨토셀의 위도와 경도를 찾으면 셀 ID 기반 펨토셀 위치탐색 성능을 향상시킬 수 있다.

도 10a에 도시된 바와 같이, SMLC는 (SMLC 데이터베이스를 갱신한 후에) 명목상으로 서빙 셀 ID와 채널 정보에 대해 무선 통신 네트워크에 질의함으로써(1013) 긴급 서비스 위치탐색 요구(1012)에 응답할 수 있다. 많은 경우에 서빙 셀 ID는 실제 요구 메시지로서 전달될 수 있다. SMLC는 서빙 셀 데이터(그 소스가 무엇이든지 간에)를 이용하여 SMLC 데이터베이스에 질의한다(1014). 서빙 셀이 펨토셀인 것으로 결정되고 이 펨토셀의 위치가 (PSAP 또는 규제 기관에) 용인될 수 있는 임계치 이상의 정확도로 찾아졌다면, SMLC는 위치탐색 시도를 중단하고 서빙 펨토셀 위치탐색(그리고 선택적으로는 이동 장치와 펨토셀 간의 시간 또는 전력 기반 측정치에 의해 제공된 펨토셀 위치 에러 추정, 펨토셀 에러 추정 및 임의의 레인징)으로 되돌아 갈 수 있다(1015). SMLC 데이터베이스 질의(1014) 결과, 서빙 셀이 펨토셀이 아니라면 통상의 위치탐색 처리가 수행될 수 있다(1016).

또한 2006 WARN 법(Warning, Alert and Response Network(WARN) 법의 규정에 따라서, 펨토셀을 이용하는 호출자의 위치는 긴급 경고, 권고, 경보 및 통지(리버스(reverse) 9-1-1라고도 함) 서비스를 위해 제공될 수 있다.

도 10c에 도시된 바와 같이, SMLC는 (SMLC 데이터베이스를 갱신(1004)한 후에) WLS에 피해 지역의 서빙 셀 ID를 질의함으로써 WARN 요구(1012)에 응답할 수 있다. 그러면 SMLC는 SMLC 데이터베이스에 이 피해 지역의 셀 ID를 질의하게 되고(1020), 이 피해 지역의 셀 사이트(매크로셀과 펨토셀 모두를 포함)의 지리적 위치가 리턴될 것이다(1021).

또한 SMLC는 피해 지역 내의 이동국들의 (셀 ID보다) 더 정확한 위치를 제공하고 그리고/또는 이 피해 지역 내의 이동국들의 식별 정보를 제공하는 과업이 주어질 수 있다. 광역 로컬화(1022)를 이용하면, 피해 지역 내의 이동 장치를 다양한 정확도로 식별하고 그 위치를 찾아낼 수 있다.

상업적 위치탐색 서비스를 위한 펨토셀 위치탐색

상업적 위치 기반 서비스(LBS)를 위해서는 이동국의 위치탐색이 필요하다. 이동 장치가 무선 통신 네트워크에의 접속을 위해 펨토셀을 이용하는데 있어서, 다운링크 이동 기반 기법 또는 GNSS 기법을 이용한 위치탐색은, 펨토셀이 구조물에 의해 마크로 셀룰러 네트워크와 GNSS 위성 신호가 차단되거나 심하게 감쇄되는 지역에 서비스하도록 설계되기 때문에 문제가 있다. 또한 펨토셀은 최종 수요자 설치 및 재설치가 가능하므로 설치 시에 펨토셀에 프로그램된 고정 위치가 이용될 수 없거나 부정확할 수가 있다. 펨토셀의 (전술한 업링크와 다운링크 기법을 통해) 찾아낸 위치를 이동 장치 위치로 이용하면 펨토셀로부터 서비스를 제공받는 사용자는 (이동 장치 검색, 국지적(localized) 광고 또는 모바일 소셜 네트워킹(mobile social networking))과 같은) 상업적 위치 기반 서비스 및 애플리케이션을 이용할 수 있다.

도 10b에 도시된 바와 같이 SMLC는, (SMLC 데이터베이스를 갱신한 후에) 명목상으로 서빙 셀 ID와 채널 정보에 대해 무선 통신 네트워크에 질의함으로써 상업적 LBS(Location-based Services) 위치탐색 요구(1017)에 응답할 수 있다. 많은 경우에 서빙 셀 ID는 실제 요구 메시지로서 전달될 수 있다. SMLC는 서빙 셀 데이터(그 소스가 무엇이든지 간에)를 이용하여 SMLC 데이터베이스에 질의한다. 서빙 셀이 펨토셀인 것으로 결정되고 이 펨토셀의 위치가 (요구된 위치 서비스 품질(QoS)을 통해) 용인될 수 있는 임계치 이상의 정확도로 찾아졌다면, SMLC는 LBS 위치탐색 시도를 중단하고 서빙 펨토셀 위치탐색(그리고 선택적으로는 이동 장치와 펨토셀 간의 가용 시간 또는 전력 기반 측정치에 기초하여 펨토셀 위치 에러 추정과 펨토셀 거리 에러 추정)으로 되돌아 갈 수 있다(1018). SMLC 데이터베이스 질의 결과, 서빙 셀이 펨토셀이 아니라면 통상의 위치탐색 처리가 수행될 수 있다(1016).

결론

본 발명의 범위는 여기에 개시된 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 여기서 설명된 구현(즉, 기능 요소)은 단지 설계자의 선호에 따른 것으로 엄격한 필수 요건은 아니다. 따라서 명시적으로 한정한 경우를 제외하고는 하기의 청구범위의 보호 범위는 전술한 특정 실시예들에 한정되어서는 않된다.

Claims

무선 위치탐색 시스템(WLS; wireless location system)이 무선 통신 시스템에서 동작하는 펨토셀 장치(femto-cell device)의 위치를 탐색하는데 사용하기 위한 방법으로서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 발견하고 가입(initiating)시키는 단계;
상기 펨토셀 장치로부터 서비스를 제공받는 이동국(MS; mobile station)의 ID(identification)를 결정하는 단계;
상기 MS의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 MS의 위치를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 결정하는 단계
를 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 펨토셀 장치를 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 결정하는 단계; 및
상기 MS의 위치와, 상기 펨토셀을 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 계산하는 단계
를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 가입시키는 단계는 상기 무선 통신 시스템로부터의 명령을 수신하는 단계를 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 가입시키는 단계는, 상기 펨토셀 장치에 의해 브로드캐스팅된 셀 ID 정보에 기초한 무선 지능 네트워크 트리거를 수신하는 단계를 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 가입시키는 단계는 새로운 셀 ID를 검출하는 단계를 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제5항에 있어서,
상기 새로운 셀 ID는 상기 WLS와 연관된 무선 네트워크 모니터(RNM; radio network monitor)에 의해 검출되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제5항에 있어서,
상기 새로운 셀 ID는 상기 WLS와 연관된 링크 모니터링 시스템(LMS; link monitoring system)에 의해 검출되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은, 상기 펨토셀 이외에도 복수의 매크로셀(macro-cell)과 적어도 하나의 마이크로셀(micro-cell)을 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제8항에 있어서,
상기 펨토셀은 단일 매크로셀의 무선 공간(radio footprint) 내에 위치한 언더레이(under-lay) 펨토셀인, 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제8항에 있어서,
상기 펨토셀은 다수의 매크로셀의 무선 공간들 내에 위치한 경계(border) 펨토셀인, 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제8항에 있어서,
상기 펨토셀은 상기 무선 통신 시스템의 모든 매크로셀의 무선 공간과 커버리지 구역들 외에 위치한 원격 펨토셀인, 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 WLS는 SMLC(Serving Mobile Location Center), 상기 SMLC와 통신하는 복수의 LMU(Location Measuring Unit), 상기 SMLC와 통신하는 복수의 링크 모니터, 및 상기 SMLC와 통신하며 상기 무선 통신 시스템의 셀 위치들과 기타 무선 양상들(other radio aspects)을 포함하는 데이터베이스를 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 MS의 위치는 상기 MS에 의해 계산되고 상기 MS에 의해 제공되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제13항에 있어서,
상기 MS는 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성 신호들을 수신할 수 있는 수신기를 포함하는 GNSS 작동가능(capable) 장치인 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제1항에 있어서,
상기 MS의 위치는 네트워크 기반 무선 위치탐색 시스템(WLS)에 의해 계산되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제15항에 있어서,
상기 MS의 위치는 핸드오버 절차 동안에 MS 업링크 전송을 이용하여 결정되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
무선 위치탐색 시스템(WLS)이 무선 통신 시스템에서 동작하는 펨토셀 장치의 위치를 탐색하는데 사용하기 위한 방법 - 상기 WLS는, SMLC(Serving Mobile Location Center), 상기 SMLC와 통신하는 복수의 LMU(Location Measuring Unit), 상기 SMLC와 통신하는 복수의 링크 모니터, 및 상기 SMLC와 통신하며 상기 무선 통신 시스템의 셀 위치들과 기타 다른 무선 양상들을 포함하는 SMLC 데이터베이스를 포함함 - 으로서,
(a) 상기 펨토셀 장치의 위치를 발견하고 가입시키는 단계 - 상기 발견 및 가입 단계는, 다음의 절차들: (a1) 상기 무선 통신 시스템으로부터 펨토셀 ID 정보를 수신하는 절차; (a2) 호(call) 세부 사항 기록의 분석을 통한 상기 펨토셀 ID 정보의 발견 절차; 및 (a3) 호 이벤트들과 관련된 메시지들 내의 새로운 셀 ID들에 대한 무선 통신 시스템 링크 트래픽의 모니터링을 통한 상기 펨토셀 ID 정보의 발견 절차 중 적어도 한 가지를 포함함 -;
(b) 펨토셀 ID 정보를 상기 SMLC 데이터베이스에 저장하는 단계;
(c) 상기 펨토셀의 위치탐색을 위한 트리거를 설정하는 단계 - 상기 설정 단계는, 다음의 절차들: (c1) WIN(Wireless Intelligent Network) 설비를 통해 상기 SMLC 데이터베이스에 펨토셀 셀 ID 트리거를 설정하는 절차; (c2) 상기 펨토셀 장치가 상기 이동국(MS)에 서비스를 제공하고 있는 때를 알아내기 위해 MS 위치 정보가 검사되어야 한다는 것을 상기 WLS에 표시하기 위해 내부 펨토셀 셀 ID 트리거를 상기 SMLC 데이터베이스에 설정하는 절차; 및 (c3) 상기 펨토셀 셀 ID의 검출이 상기 WLS가 상기 펨토셀 장치의 위치탐색을 시도하는 것을 유발하도록 구성된 상기 WLS와 연관된 RNM(Radio Network Monitor) 또는 LMS(Link Monitoring System)에 펨토셀 셀 ID 트리거를 설정하는 절차 중 적어도 한 가지를 포함함 -;
(d) 상기 펨토셀 장치로부터 서비스를 제공받는 MS의 ID를 결정하는 단계;
(e) 상기 MS의 위치를 결정하고 상기 SMLC 데이터베이스에 MS 위치 정보를 제공하는 단계;
(f) 상기 MS의 위치를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 계산하는 단계;
(g) 상기 펨토셀의 상기 계산된 위치와 관련된 신뢰도(confidence factor)를 계산하는 단계; 및
(h) 상기 계산된 신뢰도를 상기 SMLC 데이터베이스에 저장된 신뢰도와 비교하는 단계
를 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상기 계산된 신뢰도가 상기 저장된 신뢰도보다 양호하다고 판단하고, 상기 SMLC 데이터베이스 내의 위치 정보를 갱신하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상기 계산된 신뢰도가 상기 저장된 신뢰도보다 양호하다고 판단하고, 상기 무선 통신 시스템의 오퍼레이터에게 상기 펨토셀 장치와 연관된 상기 저장된 위치 정보 내의 에러를 통지하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상기 계산된 신뢰도가 소정값 미만이라고 판단하고, 상기 펨토셀 장치의 더 정확한 위치를 얻기를 시도하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
RF 플래닝과 조정(RF planning and coordination)에 상기 펨토셀 위치를 이용하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제21항에 있어서,
상기 RF 플래닝과 조정은, 상기 펨토셀 장치의 위치를 다시 찾을 때에 상기 펨토셀 장치가 다른 셀들에 간섭하는 것을 방지하는 것을 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
긴급 서비스에 상기 펨토셀 위치를 이용하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
WARN(Warning, Alert and Response Network) 서비스에 상기 펨토셀 위치를 이용하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상업적 위치탐색 서비스에 상기 펨토셀 위치를 이용하는 단계를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상기 펨토셀 장치를 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 결정하는 단계; 및
상기 MS의 위치와, 상기 펨토셀을 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 계산하는 단계
를 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은, 상기 펨토셀 이외에도 복수의 매크로셀과 적어도 하나의 마이크로셀을 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제27항에 있어서,
상기 펨토셀은 단일 매크로셀의 무선 공간 내에 위치한 언더레이 펨토셀(under-lay femto-cell)인, 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제27항에 있어서,
상기 펨토셀은 다수의 매크로셀의 무선 공간들 내에 위치한 경계 펨토셀인, 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제27항에 있어서,
상기 펨토셀은 상기 무선 통신 시스템의 모든 매크로셀의 무선 공간과 커버리지 구역들 외에 위치한 원격 펨토셀인, 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상기 MS의 위치는 상기 MS에 의해 계산되고 상기 MS에 의해 제공되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제31항에 있어서,
상기 MS는, GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성 신호들을 수신할 수 있는 수신기를 포함하는 GNSS 작동가능 장치인 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제17항에 있어서,
상기 MS의 위치는 네트워크 기반 무선 위치탐색 시스템(WLS)에 의해 계산되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
제33항에 있어서,
상기 MS의 위치는 핸드오버 절차 동안에 MS 업링크 전송을 이용하여 결정되는 펨토셀 장치 위치탐색 방법.
무선 위치탐색 시스템(Wireless Location System: WLS)으로서,
SMLC(Serving Mobile Location Center);
상기 SMLC와 통신하는 복수의 LMU(Location Measuring Unit);
상기 SMLC와 통신하는 복수의 링크 모니터;
상기 SMLC와 통신하며 무선 통신 시스템의 셀 위치들과 기타 무선 양상들을 포함하는 SMLC 데이터베이스; 및
상기 무선 통신 시스템에서 동작하는 펨토셀 장치의 위치를 탐색하기 위한 수단
을 포함하며,
상기 위치탐색 수단은, 상기 펨토셀 장치의 위치를 발견하고 가입시키기 위한 수단; 상기 펨토셀 장치로부터 서비스를 제공받는 이동국(MS)의 ID를 결정하기 위한 수단; 상기 MS의 위치를 결정하기 위한 수단; 및 상기 MS의 위치를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 결정하기 위한 수단을 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제35항에 있어서,
상기 펨토셀 장치를 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 결정하기 위한 수단; 및
상기 MS의 위치와, 상기 펨토셀을 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 계산하기 위한 수단
을 더 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제35항에 있어서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 가입시키기 위한 수단은 상기 무선 통신 시스템으로부터 명령을 수신하기 위한 수단을 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제35항에 있어서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 가입시키기 위한 수단은 상기 펨토셀 장치에 의해 브로드캐스팅된 셀 ID 정보에 기초하여 무선 지능 네트워크 트리거를 수신하기 위한 수단을 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제35항에 있어서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 가입시키기 위한 수단은 새로운 셀 ID를 검출하기 위한 수단을 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제39항에 있어서,
상기 새로운 셀 ID를 검출하기 위한 수단은 RNM(Radio Network Monitor)을 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제39항에 있어서,
상기 새로운 셀 ID를 검출하기 위한 수단은 LMS(Link Monitoring System)를 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제35항에 있어서,
상기 무선 통신 시스템은, 상기 펨토셀 이외에도 복수의 매크로셀과 적어도 하나의 마이크로셀을 포함하는 무선 위치탐색 시스템.
제35항에 있어서,
상기 MS의 위치는 상기 MS에 의해 계산되고 상기 MS에 의해 제공되는 무선 위치탐색 시스템.
제43항에 있어서,
상기 MS는, GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성 신호들을 수신할 수 있는 수신기를 포함하는 GNSS 작동가능 장치인 무선 위치탐색 시스템.
제35항에 있어서,
상기 WLS는 네트워크 기반 WLS인 무선 위치탐색 시스템.
제45항에 있어서,
상기 MS의 위치는 핸드오버 절차 동안에 MS 업링크 전송을 이용하여 결정되는 무선 위치탐색 시스템.
무선 위치탐색 시스템(WLS)이 무선 통신 시스템에서 동작하는 펨토셀 장치의 위치를 탐색하는데 사용하기 위한 서브시스템 - 상기 WLS는, SMLC(Serving Mobile Location Center), 상기 SMLC와 통신하는 복수의 LMU(Location Measuring Unit), 상기 SMLC와 통신하는 복수의 링크 모니터, 및 상기 SMLC와 통신하며 상기 무선 통신 시스템의 셀 위치들과 기타 무선 양상들을 포함하는 SMLC 데이터베이스를 포함함 - 으로서,
상기 펨토셀 장치의 위치를 발견하고 가입시키기 위한 수단 - 상기 발견 및 가입 수단은, (a) 다음의 절차들: (a1) 상기 무선 통신 시스템으로부터 펨토셀 ID 정보를 수신하는 절차; (a2) 호(call) 세부 사항 기록의 분석을 통한 상기 펨토셀 ID 정보의 발견 절차; 및 (a3) 호 이벤트들과 관련된 메시지들 내의 새로운 셀 ID들에 대한 무선 통신 시스템 링크 트래픽의 모니터링을 통한 상기 펨토셀 ID 정보의 발견 절차 중 적어도 한 가지를 포함함 -;
(b) 펨토셀 ID 정보를 상기 SMLC 데이터베이스에 저장하기 위한 수단;
(c) 상기 펨토셀의 위치탐색을 위한 트리거를 설정하기 위한 수단 - 상기 설정 수단은, 다음의 절차들: (c1) WIN(Wireless Intelligent Network) 설비를 통해 상기 SMLC 데이터베이스에 펨토셀 셀 ID 트리거를 설정하는 절차; (c2) 상기 펨토셀 장치가 상기 이동국(MS)에 서비스를 제공하고 있는 때를 알아내기 위해 MS 위치 정보가 검사되어야 한다는 것을 상기 WLS에 표시하기 위해 내부 펨토셀 셀 ID 트리거를 상기 SMLC 데이터베이스에 설정하는 절차; 및 (c3) 상기 펨토셀 셀 ID의 검출이 상기 WLS가 상기 펨토셀 장치의 위치탐색을 시도하는 것을 유발하도록 구성된 상기 WLS와 연관된 RNM(Radio Network Monitor) 또는 LMS(Link Monitoring System)에 펨토셀 셀 ID 트리거를 설정하는 절차 중 적어도 한 가지를 포함함 -;
(d) 상기 펨토셀 장치로부터 서비스를 제공받는 MS의 ID를 결정하기 위한 수단;
(e) 상기 MS의 위치를 결정하고 상기 SMLC 데이터베이스에 MS 위치 정보를 제공하기 위한 수단;
(f) 상기 MS의 위치를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 계산하기 위한 수단;
(g) 상기 펨토셀의 상기 계산된 위치와 관련된 신뢰도를 계산하기 위한 수단; 및
(h) 상기 계산된 신뢰도를 상기 SMLC 데이터베이스에 저장된 신뢰도와 비교하기 위한 수단
을 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.
제47항에 있어서,
상기 계산된 신뢰도가 상기 저장된 신뢰도보다 양호하다고 판단하고, 상기 SMLC 데이터베이스 내의 위치 정보를 갱신하기 위한 수단을 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.
제47항에 있어서,
상기 계산된 신뢰도가 상기 저장된 신뢰도보다 양호하다고 판단하고, 상기 무선 통신 시스템의 오퍼레이터에게 상기 펨토셀 장치와 연관된 상기 저장된 위치 정보 내의 에러를 통지하기 위한 수단을 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.
제47항에 있어서,
상기 계산된 신뢰도가 소정값 미만이라고 판단하고, 상기 펨토셀 장치의 더 정확한 위치를 얻기를 시도하기 위한 수단을 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.
제47항에 있어서,
상기 펨토셀 장치를 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 결정하기 위한 수단; 및
상기 MS의 위치와, 상기 펨토셀을 상기 MS로부터 분리시키는 거리를 이용하여 상기 펨토셀 장치의 위치를 계산하기 위한 수단
을 더 포함하는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.
제47항에 있어서,
상기 MS의 위치는 상기 MS에 의해 계산되고 상기 MS에 의해 제공되는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.
제47항에 있어서,
상기 MS의 위치는 상기 WLS에 의해 계산되는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.
제53항에 있어서,
상기 MS의 위치는 핸드오버 절차 동안에 MS 업링크 전송을 이용하여 결정되는 펨토셀 장치 위치탐색 서브시스템.