KR100491643B1 - 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 GPS 방식에 보조적으로 A-GPS 방식을 채용하여 무선 통신 단말기의 위치 결정을 보다 안정하게 하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

무선망에서 위치 기반 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위한 무선 통신 단말기의 위치를 결정하는 시스템에 있어서, GPS 방식을 통해 위치를 결정하되, 기설정된 일정 기간 동안 위치 결정이 실패하거나 불량한 경우 위치 결정 방식이 A-GPS 방식으로 자동으로 변환되는 인터넷 접속이 가능한 무선 통신 단말기, 상기 무선 통신 단말기로부터의 위치 확인 요청 신호를 수신하여 상기 A-GPS 방식으로 상기 무선 통신 단말기의 위치 정보를 계산하는 무선 기지국과 이동 교환국을 포함하는 무선망 및 상기 무선망으로부터 상기 위치 정보를 수신하여, 상기 무선 통신 단말기의 위도값 및 경도값을 계산하고, 상기 위도값 및 상기 경도값을 다른 좌표값으로 변환하는 측위 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면 GPS 방식에서 나타나는 위치 결정의 에러나 장애에 의한 무선 인터넷 서비스의 불안정을 A-GPS 방식으로 극복할 수 있다.

Description

무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 방법 및 시스템{Method and System for Assisting of Wireless Communication Terminal's Location Decision by Using Wireless Network}

본 발명은 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정을 보완하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 범지구 위치 파악 시스템(GPS : Global Positioning System, 이하 GPS라 칭함)을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정이 불량한 경우 GPS 방식의 위치 파악 모드(Mode)를 무선망을 이용하는 A-GPS(Assisted GPS) 방식으로 신속하게 전환하여 무선 통신 단말기의 위치 결정을 보완하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

월드와이드웹(World Wide Web)으로 상징되는 인터넷 통신 서비스가 각광을 받기 시작한 이후, 통신 서비스는 이미 사회, 경제, 정치 등 모든 측면에서 인류의 삶에 큰 변화를 일으키고 있다. 인터넷이 불가능한 생활은 상상하기 힘들 정도로 인터넷은 생활의 일부로 인식되고 있는 현실이다. 그래서 최근에는 다양한 통신 서비스를 보다 나은 환경에서 이용하기 위해 초고속 통신망 등의 보급이 크게 증가하고 있다.

하지만, 컴퓨터를 이용한 인터넷 등의 통신 서비스는 전송 속도가 빠르고 데이터 입력이 편리하다는 장점이 있지만, 통신 서비스를 이용할 수 있는 환경을 벗어나면 더 이상 통신 서비스를 이용할 수 없게 되므로 고정된 위치에서만 통신 서비스를 이용해야 하는 단점을 가지고 있다.

그래서 최근에는 공간을 초월하여 인터넷 등의 통신 서비스를 제공하기 위하여 수많은 기업들이 무선 인터넷이라는 새로운 기술 개발에 박차를 가하고 있다. 무선 인터넷은 사용자가 이동하는 중 무선망(Wireless Network)을 통해 인터넷 서비스를 이용할 수 있는 환경과 기술을 말한다. 휴대폰 관련 기술의 발달과 휴대폰 보급율의 비약적인 증가는 이러한 무선 인터넷 환경의 발전을 더욱 촉진시켰다.

한편, 휴대폰이나 피디에이(PDA) 등과 같은 무선 통신 단말기를 이용한 다양한 무선 인터넷 서비스들 중 특히, 위치 기반 서비스는 넓은 활용성 및 편리함으로 인하여 크게 각광받고 있다. 위치 기반 무선 인터넷 서비스는 구조 요청, 범죄 신고에의 대응, 인접 지역 정보 제공의 지리 정보 시스템(GIS : Geographic Information System), 위치에 따른 이동 통신 요금의 차등화, 교통 정보, 차량 항법 및 물류 관제, 위치 기반 CRM(Customer Relationship Management) 등 다양한 분야 및 상황에 사용될 수 있다.

이러한, 위치 기반 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위해서는 무선 통신 단말기의 위치를 파악하는 것이 필수적이다. 현재, 무선 통신을 이용하여 위치를 파악하는 방법으로는 GPS를 이용하는 방법이 대표적이다.

GPS는 고도 약 20,000 킬로미터 상공에서 지구 궤도를 도는 24개의 GPS 위성에 의해 전세계 어느 곳이든 위치를 파악할 수 있는 시스템이다. GPS는 1.5 GHz 대역의 전파를 사용하고, 지상에는 컨트롤 스테이션(Control Station)이라는 조정 센터가 있어 GPS 위성에서 전송된 정보를 수집하고 동기화시키는 일을 하며, 사용자는 GPS 수신기를 통해 현재의 위치를 파악한다. GPS 시스템을 이용하여 위치를 파악하는 방법으로서 일반적으로 삼각측량법이 사용된다. 삼각측량을 위해서는 3개의 위성이 필요하며, 여기에 시간 오차를 위한 관측용 위성 한 개를 포함하여 총 4개의 GPS 위성이 필요하다.

보다 상세하게 설명하면, GPS에서는 3개의 위성 각각의 위치를 이미 알고 있으므로, 위성과 GPS 수신기 사이의 거리를 측정하여 측위를 한다. 위성에서 GPS 수신기까지의 거리는 위성에서 시각이 송출되므로 전파가 위성으로부터 송출된 시각과 시계를 내장하고 있는 GPS 수신기가 수신하는 시각의 차이에서 전파 전달 시간을 알 수 있고, 전파 전달 시간에 광속의 곱하면 거리를 계산할 수 있다.

한편, GPS는 누구든 무료로 자유롭게 이용할 수 있고, 이용자수에 제한이 없고, 실시간으로 연속적인 측위가 가능하고, 비교적 정확한 위치 측정이 가능하다는 장점이 있다.

하지만, 다중 경로와 가시위성의 부족으로 인해 도심에서의 위치 결정 능력이 제한받고, 터널이나 건물 지하에서와 같이 위성이 보이지 않는 곳(전파가 도달하지 않는 곳)에서는 측위가 거의 불가능하고, 수신기에서 본 위성의 배치에 따라 측위 상태에 큰 오차가 발생하는 문제점이 있다. 또한, GPS 수신기가 최초에 자신의 위치를 결정하기 위해 요구되는 실제적인 시간인 TTFF(Time To First Fix)가 대략 몇 분에서 십분 이상이 소요되는 경우가 간혹 발생하여 위치 기반 무선 인터넷의 서비스 이용자에게 큰 불편을 끼치는 문제점이 있다.

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 GPS를 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정이 불량한 경우 GPS 방식의 위치 파악 모드를 무선망을 이용하는 A-GPS 방식으로 신속하게 전환하여 무선 통신 단말기의 위치 결정을 보완하는 방법 및 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은, 무선망에서 위치 기반 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위한 무선 통신 단말기의 위치를 결정하는 시스템에 있어서, GPS 방식을 통해 위치를 결정하되, 기설정된 일정 기간 동안 위치 결정이 실패하거나 불량한 경우 위치 결정 방식이 A-GPS 방식으로 자동으로 변환되는 인터넷 접속이 가능한 무선 통신 단말기, 상기 무선 통신 단말기로부터의 위치 확인 요청 신호를 수신하여 상기 A-GPS 방식으로 상기 무선 통신 단말기의 위치 정보를 계산하는 무선 기지국과 이동 교환국을 포함하는 무선망 및 상기 무선망으로부터 상기 위치 정보를 수신하여, 상기 무선 통신 단말기의 위도값 및 경도값을 계산하고, 상기 위도값 및 상기 경도값을 다른 좌표값으로 변환하는 측위 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 목적에 의하면, 무선 인터넷 접속이 가능한 무선 통신 단말기, 상기 무선 통신 단말기의 호 시도 처리 및 위치 정보를 파악하는 무선망, 상기 무선망으로부터 상기 위치 정보를 수신하여 좌표 변환을 수행하는 측위 서버가 연결된 무선 인터넷 환경에서 무선 통신 단말기의 위치를 결정하는 방법에 있어서, 상기 무선 통신 단말기가 GPS 방식을 이용하여 위치 결정을 최초로 시도하는 단계, 상기 무선 통신 단말기는 기설정된 기간 내에 상기 위치 결정이 성공하는지를 체크하되, 상기 위치 결정이 실패하면 상기 무선 통신 단말기는 A-GPS 방식으로 위치 결정 모드(Mode)를 자동으로 변환하는 단계, 상기 무선 통신 단말기는 상기 무선망과 상기 측위 서버를 통해 위치 결정을 요청하여 상기 측위 서버로부터 연산된 지리 좌표값을 수신하는 단계 및 상기 무선 통신 단말기는 상기 GPS 방식으로 상기 위치 결정이 성공되는지를 지속적으로 체크하되, 상기 위치 결정이 성공하면 상기 위치 결정 모드를 상기 A-GPS 방식에서 상기 GPS 방식으로 자동으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 방식을 보조하여 무선 통신 단말기의 위치 결정을 결정하는 A-GPS의 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.

본 발명의 실시예에 따른 A-GPS의 시스템은 위치확인 위성(110), 무선 통신 단말기(120), 기지국 전송기(BTS : Base Transceiver Station)(130), 기지국 제어기(BSC : Base Station Controller)(140), 이동 교환국(MSC : Mobile Switching Center)(150) 및 측위 서버(160)를 포함하여 구성된다.

위치확인 위성(110)은 GPS에서 무선 통신 단말기(120)의 위치를 파악하는데 사용되는 위성이다. GPS에서 위치확인 위성(110)은 위치 계산을 위해 필요한 항법 데이터를 무선 통신 단말기(120)에게 반송파(Carrier Wave)를 통하여 연속적으로 전송하는 모두 24개의 위성으로 구성되는데 이 중 21개가 항법에 사용되며 3개의 위성은 예비용으로 배치된다.

이러한 위치확인 위성의 배치는 무선 통신 단말기의 3차원 위치 및 무선 통신 단말기에 내장된 시계의 오차를 계산하기 위해 지구 전역에서 최소한 4개 이상의 위성이 항상 보이도록 특수하게 설계된 것이다. 각각의 위치확인 위성에서 송신되는 항법 데이터는 각 위치확인 위성의 번호에 따라 특수하게 설계된 PRN 코드(Pseudo Random Noise)를 포함한다. 즉, 코드 다중 분할 방식(Code Division Multiple Access : CDMA)으로 항법 데이터가 무선 통신 단말기로 전송되므로 무선 통신 단말기에서는 각 위치확인 위성에서 전송한 항법 데이터를 명확하게 수신할 수 있다.

무선 통신 단말기(120)는 위치확인 위성(110)으로부터 항법 데이터를 수신하여 무선 통신 단말기(120)의 위치 및 속도를 계산하는 GPS 수신기(미도시)가 내장되어 있는 무선 인터넷이 가능한 휴대폰이다. 물론, 본 발명의 실시예에서 무선 통신 단말기는 GPS 모듈(Module)을 내장한 피디에이(PDA)도 포함한다.

GPS 수신기에 연결되는 GPS 안테나(AT)는 자체에 내장된 알고리즘(Althorism)을 이용하여 위치확인 위성으로부터 송출되는 위성 신호를 추적하며, 하나의 위성 신호만 추적하면 그 위치확인 위성으로부터 다른 위치확인 위성들의 상대적인 위치 정보를 얻을 수 있다.

한편, 무선 통신 단말기(120)는 GPS 방식을 이용한 위치 결정이 실패하거나 불량한 경우에는 무선망을 이용하는 A-GPS 방식으로 모드를 자동으로 전환하는 기능이 포함되어 있다. 여기서, GPS 방식을 이용한 위치 결정이 실패하는 경우는 무선 통신 단말기(120)의 위치를 최초로 결정하는 경우에 주로 발생한다. 즉, 무선 통신 단말기(120)가 위치 기반 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위해 최초로 자신의 위치를 결정하기 위한 TTFF의 수행 작업에 걸리는 기간이 기설정된 기간 내에 완료되지 않는 경우가 대부분이다. 여기서, 기설정된 기간은 무선 통신 단말기(120)의 제조 단계에서 미리 설정되어 입력될 수 있을 것이다.

또한, GPS 방식을 이용한 무선 통신 단말기(120)의 위치 결정이 불량한 경우란 초당 결정되는 무선 통신 단말기(120)의 위치의 거리가 설정한도 이상으로 차이가 발생하는 경우를 말한다. 즉, 무선 통신 단말기(120)의 초당 위치가 수백 미터 내지는 수 킬로미터 단위로 차이가 나는 경우는 위치 결정이 불량하다고 판단할 수 있을 것이다. 여기서, 설정한도는 실제 서비스 테스트 등을 거쳐 적절한 값을 얻는 것이 바람직할 것이다.

기지국 전송기(130)는 무선 통신 단말기(120)로부터의 위치 확인 요청 신호를 수신하거나 무선망으로부터 계산된 위치 정보 신호를 무선 통신 단말기(120)로 송출하는 기능을 한다.

기지국 제어기(140)는 기지국 전송기(130)로부터 위치 확인 요청 신호를 수신하여 해당 무선 통신 단말기(120)의 위치를 계산한다.

이동 교환국(150)은 무선 기지국들이 효율적으로 운용될 수 있도록 하는 통제 기능과 공중 전화망에 설치된 교환기와의 연동 기능을 가지고 있다.

측위 서버(160)는 무선 통신 단말기(120)의 위치 정보에 대한 전반적인 관제 및 관리 기능을 수행한다. 또한, GPS 방식이나 무선망을 이용하는 A-GPS 방식에 따라 무선 통신 단말기(120)의 위치 정보를 계산한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 GPS 방식에서 A-GPS 방식으로 자동으로 변경되어 무선 통신 단말기(120)의 위치 결정을 보완하는 방법을 나타낸 순서도이다.

위치 기반 무선 인터넷 서비스를 이용하고자 하는 사용자는 인터넷 접속이 가능한 무선 통신 단말기(120)를 이용하여 특정 위치 기반 무선 인터넷 서비스를 요청한다(S200).

사용자로부터 위치 기반 무선 인터넷 서비스의 요청에 관한 데이터가 입력되면, 무선 통신 단말기(120)는 내장한 GPS 수신기를 이용하여 위치확인 위성(110)으로부터 항법 데이터를 수신하여 위치 결정을 하는 GPS 방식으로 자신의 위치 결정을 시도한다(S202).

무선 통신 단말기(120)의 제어부는 기설정된 기간 내에 무선 통신 단말기(120)의 위치 결정이 완료되는지를 체크한다(S204).

단계 S204에서 기설정된 기간 내에 위치 결정이 완료되면 무선 통신 단말기(102)는 계속하여 GPS 방식을 이용하여 위치를 결정하면서 해당 위치 기반 서비스를 이용할 수 있다. 그렇지 않고, 단계 S204에서 기설정된 기간 내에 위치 결정이 완료되지 않으면, 무선 통신 단말기(102)는 기지국 전송기(130), 기지국 제어기(140) 및 이동 교환국(150)으로 구성되는 무선망과 측위 서버(160)를 통해 위치 파악을 요청한다(S206). 즉, 단계 S204부터가 무선망을 이용하는 A-GPS가 시작되는 단계이다.

측위 서버(160)는 무선망으로부터 전송되는 무선 통신 단말기(120)의 위치 정보를 수신하여 경도와 위도 좌표값을 계산하고, 계산된 경도와 위도 좌표값을 무선망을 통해 무선 통신 단말기(120)로 전송한다(S208).

한편, 무선 통신 단말기(120)는 단계 S206부터 단계 S208 동안에도 위치확인 위성(110)을 통해 GPS 방식을 이용한 위치 파악 작업을 계속해서 수행한다. 따라서, 무선 통신 단말기(120)는 위치 기반 서비스를 이용하는 동안에도 계속해서 GPS 방식을 이용한 위치 파악이 가능한지를 체크하게 된다(S210).

단계 S210에서 GPS 방식을 이용한 위치 파악이 안되는 경우에는 계속해서 A-GPS 방식을 이용하여 위치 기반 서비스를 이용하게 된다. 그렇치 않고, GPS 방식을 이용한 위치 파악이 가능하게 되는 경우에는 A-GPS 방식의 이용을 종료하고 GPS 방식으로 전환하여 위치를 결정하면서 위치 기반 서비스를 이용한다(S212).

한편, 무선 통신 단말기(120)는 최초에 GPS 방식을 이용하거나 A-GPS 방식을 이용하던 중에 GPS 방식으로 전환하여 위치 기반 서비스를 이용하는 경우에도 위치 결정이 불량한 경우가 발생하는지를 계속해서 체크한다(S214).

단계 S214에서 GPS 방식을 이용한 무선 통신 단말기(120)의 위치 결정이 양호한 경우에는 계속해서 GPS 방식을 이용하여 위치 결정을 하고, 위치 결정이 불량한 경우가 발생하면 단계 S206으로 진행하여 A-GPS로 모드를 자동으로 전환하여 무선 통신 단말기(120)의 위치를 결정한다.

이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

앞에서 설명하였듯이, 본 발명에 의하면 GPS 방식을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정이 곤란한 경우 무선망을 이용하는 A-GPS 모드로 자동으로 위치 결정 방법이 변경되어 위치 결정이 실시간으로 수행될 수 있다.

따라서, 이동 통신 사업자가 제공하는 위치 기반 서비스를 이용하는 사용자는 GPS 방식을 이용하여 위치를 결정하는 도중에 발생하는 위치 결정의 실패나 불량의 경우에도 바로 A-GPS 방식을 통해 끊김 없이 안정된 위치 기반 서비스를 제공받을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 방식을 보조하여 무선 통신 단말기의 위치 결정을 결정하는 A-GPS의 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 GPS 방식에서 A-GPS 방식으로 자동으로 변경되어 무선 통신 단말기의 위치 결정을 보완하는 방법을 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 위치확인 위성 120 : 무선 통신 단말기

130 : 기지국 전송기 140 : 기지국 제어기

150 : 이동 교환국 160 : 측위 서버

Claims (10)

1. 무선망에서 위치 기반 무선 인터넷 서비스를 이용하기 위한 무선 통신 단말기의 위치를 결정하는 시스템에 있어서,

   GPS 방식을 통해 위치를 결정하되, 기설정된 일정 기간 동안 위치 결정이 실패하거나 불량한 경우 위치 결정 방식이 A-GPS 방식으로 자동으로 변환되며, 위치 결정 요청 신호를 자동으로 송출하는 무선 통신 단말기;

   상기 무선 통신 단말기로부터의 상기 위치 결정 요청 신호를 수신하고, 상기 A-GPS 방식의 측위를 위한 데이터를 전송하는 무선 기지국과 이동 교환국을 포함하는 무선망; 및

   상기 무선망으로부터 상기 데이터를 수신하여, 상기 무선 통신 단말기의 위도값 및 경도값을 계산하는 측위 서버

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 시스템.
2. 삭제
3. 삭제
4. GPS 서비스 이용이 가능하며, GPS 방식을 이용하여 위치 기반 서비스를 이용하는 도중 위치 결정이 기설정된 기간 동안 이루어지지 않거나 상기 GPS 방식으로 결정한 위치의 편차가 기설정된 기준을 초과하는 상태인 경우에는 위치 결정 모드를 상기 GPS 방식에서 A-GPS 방식으로 자동으로 다시 변환하는 무선 통신 단말기, 상기 무선 통신 단말기의 호 시도를 처리하는 무선망, 상기 무선망으로부터 측위 데이터를 수신하여 상기 무선 통신 단말기의 위치 정보를 계산하는 측위 서버가 연결된 무선망에서의 무선 통신 단말기의 위치를 결정하는 방법에 있어서,

   (a) 상기 무선 통신 단말기가 상기 GPS 방식을 이용하여 상기 위치 결정을 최초로 시도하는 단계;

   (b) 상기 무선 통신 단말기는 기설정된 기간 내에 상기 위치 결정이 성공하는지를 체크하되, 상기 위치 결정이 실패하면 상기 무선 통신 단말기는 상기 A-GPS 방식으로 상기 위치 결정 모드(Mode)를 자동으로 변환하는 단계;

   (c) 상기 무선 통신 단말기는 상기 무선망과 상기 측위 서버를 통해 상기 위치 결정을 요청하여 상기 측위 서버로부터 상기 무선 통신 단말기가 위치하고 있는 지점의 경도 좌표값과 위도 좌표값인 위치 정보를 수신하여 위치 기반 서비스를 이용하는 단계; 및

   (d) 상기 무선 통신 단말기는 상기 GPS 방식으로 상기 위치 결정이 성공되는지를 지속적으로 체크하되, 상기 위치 결정이 성공하면 상기 위치 결정 모드를 상기 A-GPS 방식에서 상기 GPS 방식으로 자동으로 변환하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 단계 (b)에서

   상기 기설정된 기간은 상기 무선 통신 단말기가 최초로 자신의 위치를 결정하는데 필요한 TTFF(Time To First Fix)인 것을 특징으로 하는 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 방법.
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 4 항에 있어서,

    상기 편차는 초당 파악되는 상기 무선 통신 단말기의 두 지점간의 거리차인 것을 특징으로 하는 무선망을 이용한 무선 통신 단말기의 위치 결정의 보완 방법.