KR100871235B1 - 노드 위치의 중앙집중식 계산을 이용하여 사람 또는 재산의위치를 찾아내고, 그 노드 위치를 디스플레이하는 시스템및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 애드-혹 무선 통신 네트워크(100) 등의 휴대용 음성 및 데이터 무선 통신 네트워크 내의 이동성 사용자 단말기(103)의 위치 정보를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은, 각 위치에 관한 단말기(103)가 제공하는 각 정보로부터 각 단말기(103) 위치를 계산하는, 서버(125) 등의 중앙집중식 컴퓨팅 디바이스를 이용하여 사람 또는 재산의 위치를 찾아내는 시스템에 관한 것이다. 그래픽 디스플레이(121)가 중앙집중식 서버(125)로부터 위치 정보를 수신하고, 그 서버(125)에 의해 계산된 위치들에 기초하여 모든 또는 선택된 단말기(103)의 위치의 그래픽 디스플레이(121)를 생성한다.

애드-혹 무선 통신 네트워크, 이동성 사용자 단말기, 위치 정보, 중앙집중식 컴퓨팅 디바이스, 중앙집중식 서버

Description

노드 위치의 중앙집중식 계산을 이용하여 사람 또는 재산의 위치를 찾아내고, 그 노드 위치를 디스플레이하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR LOCATING PERSONS OR ASSETS USING CENTRALIZED COMPUTING OF NODE LOCATION AND DISPLAYING THE NODE LOCATIONS}

본 출원은 2004년 7월 28일자로 제출된 미국 가출원 번호 60/591,616호의 이익을 주장하며, 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

관련 출원의 교차 참조

2007년 1월 23일 등록된 발명의 명칭이 "애드-혹 네트워크에서 상대 위치를 결정하기 위한 시스템 및 방법(A System And Method For Determining Relative Positioning In Ad-Hoc Networks)"인 미국특허번호 제7,167,715호에 관련 내용이 개시되어 있으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

기술분야

본 발명은 애드-혹 멀티호핑 무선 통신 네트워크 등의 휴대용 음성 및 데이터 무선 통신 네트워크에서 이동성 사용자 단말기의 위치 정보를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 재산(asset)이 제공하는 각 정보에 기초하여 재산의 각 위치를 계산하고, 그 계산된 위치에 기초하여 모든 또는 선택된 재산의 위치의 디스플레이를 생성하는 중앙집중식 디바이스를 이용하 여 사람 또는 재산의 위치를 찾아내는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

최근에는, 예를 들어, "애드-혹" 네트워크로 공지되어 있는 이동성 통신 네트워크 유형이 군사용으로 개발되었다. 이러한 네트워크 유형에 있어서, 각 이동 노드는 그 외의 이동 노드들에 대해 기지국 또는 라우터로서 동작할 수 있으므로, 고정된 기지국의 기초시설의 필요성을 제거한다. 본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이, 네트워크 노드들은 시분할 다중 억세스(TDMA) 포맷, 코드분할 다중 억세스(CDMA) 포맷, 또는 주파수 분할 다중 억세스(FDMA) 등의 다중화된 포맷의 데이터 패킷 통신을 송수신한다.

종래의 애드-혹 네트워크에서와 같이 이동 노드들이 서로 통신할 수 있도록 하는 것에 부가하여, 공중 교환 전화 네트워크(PSTN) 및 인터넷 등의 다른 네트워크들에서와 같이 이동 노드들이 고정 네트워크에 억세스하여 다른 이동 노드들과 통신할 수 있도록 하는, 매우 정교한 애드-혹 네트워크들이 또한 개발되고 있다. 진보된 애드-혹 네트워크 유형의 상세는, 2006년 7월 4일자로 등록된 발명의 명칭이 "PSTN 및 셀룰러 네트워크에 인터페이스된 애드 혹 피어-투-피어 이동성 무선 억세스 시스템(Ad Hoc Peer-to-Peer Mobile Radio Access System Interfaced to the PSTN and Cellular Networks)"인 미국특허번호 제7,072,650호, 2004년 10월 19일자로 등록된 발명의 명칭이 "분리된 예약 채널에 의해 공유 병렬 데이터 채널에 통합 채널 억세스하는 애드-혹, 피어-투-피어 무선 네트워크용 시분할 프로토콜(Time Division Protocol for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer Radio Network Having Coordinating Channel Access to Shared Parallel Data Channels with Separate Reservation Channel)"인 미국특허번호 제6,807,165호 및 2005년 3월 29일 등록된 발명의 명칭이 "애드-혹, 피어-투-피어, 이동성 무선 억세스 시스템용 우선 라우팅(Prioritized-Routing for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer, Mobile Radio Access System)"인 미국특허번호 제6,873,839호에 기술되어 있으며, 각 출원의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

종래의 무선 통신 네트워크 또는 애드-혹 무선 통신 네트워크 중 어느 하나의 네트워크에 있어서, 이동 노드의 지리적 위치를 알아내거나 결정할 수 있도록 하는 것이 필수적이거나 바람직할 수 있다. 무선 통신 네트워크용 위치 판정 서비스 및 기술의 상세는 "이동성 위치확인 서비스"라는 제목의 노키아 화이트 페이퍼(Nokia White Paper)에 기술되어 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

특히, 노키아 문서는 위치 식별 서버스가 주요 3가지 기술에 기초하여 무선 통신 네트워크에 현재 공급되고 있다고 진술하고 있다. 3가지 기술 중 하나는 RTT(Round Trip Time), TA(Timing Advance) 및 측정된 신호 레벨(RX 레벨), TDOA(Time Difference of Arrival) 및 AOA(Angle Of Arrival) 기술을 조합한 셀 식별을 이용하며, 그 상세에 대해서는 본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있다. 제2의 기술은 코드 분할 다중 억세스(CDMA) 및 광대역 코드 분할 다중 억세스(WCDMA) 방법에 기초한 셀룰러 신호 타이밍을 이용한다. 노키아 문서에 기술된 제3의 기술은 GPS(Global Positioning System)를 이용한다.

위치확인 서비스를 제공하기 위한 무선 통신 산업에 현재 이용되고 있는 방법 및 기술들의 또 다른 리스트가 "E911 위치확인 기술"이란 제목으로 월간 DISPATCH에 제시되어 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. GPS 기술이 이 리스트에 언급된 최종 기술이기는 하지만, 일반적으로 리스트되어 있는 다른 모든 방법보다 더 정확한 것으로 보고 있다. 또한, GPS 기반의 방법의 상세 및 기술은, 1996년 미국 항공우주 학회의 "GPS - 이론 및 응용" 중 "위성 콘스텔레이션 및 기하학적 정밀도 저하율(Satellite Constellation and Geometric Dilution Precision)"이란 제목의 J.J. Spilker Jr.에 의한 간행물, 1996년 미국 항공우주 학회의 "GPS - 이론 및 응용" 중 "GPS 네비게이션 알고리즘(GPS Navigation Algorithms)"이란 제목의 P. Axelrad et al.에 의한 간행물, 1996년 미국 항공우주 학회의 "GPS - 이론 및 응용" 중 "GPS 에러 분석(GPS Error Analysis)"이란 제목의 Bradford W. Parkinson에 의한 간행물, 및 1996년 미국 항공우주 학회의 "GPS - 이론 및 응용" 중 "GPS 상의 상대론적 효과 소개"라는 제목의 N. Ashby et al.에 의한 간행물에 설명되어 있으며, 이 각 간행물들의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

GPS 기술은 상당한 기간동안 사용되어 왔으며 세계의 대부분의 네비게이션은 이 기술에 의존하고 있다는 사실에도 불구하고, GPS 기술은 측정시 오류의 여지가 매우 많다. 그러므로, GPS 기술은 그러한 오류를 없애기 위해 비교적 많은 측정을 수행한 후에만 매우 높은 정확성을 갖는 위치 판정 결과를 제공할 수 있다. GPS의 단점에 대한 것은 "GPS(Global Positioning System)의 정확성 도전"이란 제목의 IMA(Institute For Mathematics and its Applications)의 문서에 설명되어 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다. 또한, 임의의 다른 테스트들도 GPS 기술이 지상 기반 네트워크용으로는 부적절함을 논증하고 있다.

또한, 무선 통신 네트워크에서 이동국 위치를 판정하기 위해 GPS 위성을 이용하지 않는 다른 방법 및 기술은, 통상, 신호 착신 사이의 지연을 측정하여 처리할 수 있는 적어도 두개의 셀 사이트가 이동국으로부터의 신호를 수신할 것을 요구하며, "경로 서명"에 기초하여 신호의 방향을 식별하고, 이동국과 셀 타워(cell tower) 간의 거리를 판정한다.

이러한 모든 방법들에 있어서, 정보의 처리는 통상적으로 기지국(BTS) 옆의 셀 타워에 위치된 지정된 중앙 처리 장치(CPU)에서 실행된다. 또한, 이러한 대부분의 방법들은 현존하는 무선 통신 시스템에서 지나친 변경이 행해질 것을 요구하는 것이 아니라 E911 요구조건에 따르도록 설계되어 있다. 그 밖의 위치 판정 기술의 예들은 "신규 참조 시스템 탐색"이란 제목의 Wendy J Woodbury Straight의 논문 및 "스냅트랙 서버-정보를 이용한 GPS 기술의 소개"라는 제목의 논문에 설명되어 있으며, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

위치 정보를 판정하는 문제를 극복하기 위해, 위치 정보를 판정하는데 위성 또는 중앙집중식 컴퓨팅 시설 중 어느 것도 요구하지 않는 애드-혹 네트워크가 개발되고 있다. 또한, 이러한 애드-혹 네트워크의 상세는, 발명의 명칭이 "무선 통신 네트워크에서 이동성 단말기의 위치를 계산하는 시스템 및 방법(A System and Method for Computing the Location of a Mobile Terminal in a Wireless Communication Network)"인 미국특허 제6,728,545호에 기술되어 있다.

부가적으로, 지리적 절대 위치를 사용자에게 제공할 수 있는 비고정 또는 이동성 하부구조 컴포넌트를 이용하는 애드-혹 네트워크가 개발될 수 있다. 서비스 구역(coverage) 및 용량(capacity) 제약을 최소화하기 위한 이동성 억세스 지점들 및 중계기(repeater)들을 이용하는 네트워크의 추가 상세에 대해서는, 2003년 5월 15일자로 공개된 발명의 명칭이 "무선 통신 네트워크에서 서비스 범위 및 용량 제약을 최소화하기 위한 이동성 억세스 지점 및 중계기 및 이를 이용하는 방법(Movable Access Points and Repeaters for Minimizing Coverage and Capacity Constraints in a Wireless Communications Network and a Method for Using the Same)"인 미국특허공개번호 제20030091010호에 기술되어 있으며, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

앞서 논의된 바와 같이, GPS 및 많은 다른 위치확인 시스템에서, 무선 신호(TOF, TDOA 또는 이와 유사한 신호)를 수신하거나 측정하는 실제 단말기는, 착신 신호의 전파 시간 또는 시간차를 측정하거나 일부 다른 측정을 행함으로써 단말기의 위치를 계산한다. 4가지 측정을 행함으로써, x, y, z 좌표를 계산할 수 있다.

그러나, 시스템이 중앙집중식 서버 등의 중앙집중 위치에서 무선 단말기의 위치를 계산하는 것이 바람직할 수 있다.

첨부 도면들에 있어서, 같은 참조번호는 각개 도면들 전체에서 동일하거나 기능적으로 유사한 소자를 언급하며, 이하의 상세한 설명과 함께 본 명세서 내에 포함되어 그 일부를 형성하며, 각종 실시예들을 더 설명하고, 본 발명에 따른 각종 원리 및 이점 모두를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 복수의 노드들을 포함하는 예시적인 애드-혹 패킷 교환 무선 통신 네트워크의 블록도.

도 2는 도 1에 도시된 네트워크에 이용되는 이동 노드의 일례의 블록도.

도 3은 도 1에 도시된 네트워크에 이용된 무선 라우터의 일례의 도면.

도 4는 본 발명의 실시예에 따르면 휴대용 구조 상에 장착된 도 3에 도시된 바와 같은 무선 라우터의 일례의 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따르면 본 발명의 일 실시예가 어떻게 화재/구조 시나리오에 전개될 수 있는 지의 예를 도시한 도면.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따르면 전개된 장비 및 대원들의 위치를 디스플레이하는 이동 노드의 일례를 도시한 도면.

본 기술분야의 숙련자라면, 본 도면의 소자들은 간단성 및 명료성을 위해 도시된 것이며, 반드시 비율에 맞게 그려질 필요가 없음을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들에 대한 이해를 돕기 위해 도면 내의 일부 소자들의 크기를 그 외의 소자들에 비해 과장할 수도 있다.

상세한 설명

본 발명에 따른 세부 실시예들을 기술하기에 앞서, 실시예들은, 주로, 재산에 의해 제공된 각 정보에 기초하여 재산의 각 위치를 계산하는 중앙집중식 디바이 스를 이용하여 사람 또는 재산의 위치를 찾아내는 시스템 및 방법에 관한 방법 단계 및 장치 구성요소를 조합하여 이루어짐을 이해해야 한다. 따라서, 장치 구성요소 및 방법 단계들은, 본 명세서의 이익을 위해 본 기술분야의 숙련자들이 쉽게 인식할 수 있는 명세서 상세를 불명료하지 않도록 하기 위해, 본 발명의 실시예들을 이해하기에 적절한 특정 세부사항들만을 도시하는 도면에서 종래의 기호들을 사용하여 표시했다.

본 명세서에서는, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등과 같은 관련 용어들을, 실체 또는 동작 간의 임의의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하는 것이 아니며, 다만 하나의 실체 또는 동작을 다른 실체 또는 동작으로부터 구별하는 데에 사용할 수 있다. 용어 "포함한다", "포함하는" 또는 그 임의의 다른 변형은 비배타적 포함까지 포함하도록 의도된 것이므로, 요소들의 리스트를 포함하는 처리, 방법, 아티클 또는 장치는 단지 그 소자들만을 포함하는 것이 아니라, 이러한 처리, 방법, 아티클 또는 장치에 명백히 리스트되지 않거나 고유하지 않은 다른 요소들까지도 포함할 수 있다.

본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예들은, 본 명세서에 기술된 재산에 의해 제공되는 각 정보에 기초하여 재산의 각 위치들을 계산하는 중앙집중식 디바이스를 이용하여 사람들 또는 재산의 위치를 찾아내는 시스템 및 방법의 기능들의 일부, 대부분, 또는 전부를, 임의의 비처리기 회로와 관련하여 구현하도록, 하나 이상의 종래의 처리기들 및 상기 하나 이상의 처리기들을 제어하는 특이한 저장 프로그램 명령들로 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 비처리기 회로들은 무선 수신기, 무 선 송신기, 신호 구동기, 클럭 회로, 전원 회로 및 사용자 입력 디바이스를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이처럼, 이 기능들은, 재산에 의해 제공되는 각 정보에 기초하여 재산의 각 위치들을 계산하는 중앙집중식 디바이스를 이용하여 사람 또는 재산의 위치를 찾아내기 위한 동작을 수행할 방법의 단계들로 해석될 수 있다. 대안으로, 일부 또는 전부의 기능들은, 어떠한 저장된 프로그램 명령문도 갖지 않는 상태 머신에 의해, 또는 각 기능 또는 기능들의 임의의 조합들이 주문형 로직으로서 구현되는 하나 이상의 응용 주문형 집적 회로(ASICs)에서, 구현될 수 있다. 물론, 두가지 접근법을 조합해서 이용할 수도 있다. 따라서, 이 기능들에 대한 방법 및 수단을 본 명세서에 기술하였다. 또한, 본 기술분야의 숙련자라면, 예를 들어, 가용 시간, 현재 기술 및 경제적 고려사항들에 의해 동기부여된 가능한 상당한 노력과 많은 설계 선택들이, 본 명세서에 개시된 개념들 및 원리들에 따라 인도되는 경우, 이러한 소프트웨어 명령문, 프로그램 및 IC를 최소의 실험으로 용이하게 생성할 수 있을 것임을 예상해야 한다.

따라서, 이후 상세히 논의되는 바와 같이, 본 발명은, 무선 링크를 이용하여 중앙집중식 서버로의 측정치(measurement)를 통신하는 애드-혹 멀티-호핑 단말기 또는 그 밖의 단말기의 위치를 계산하기 위해, 중앙집중식 서버와 같은 중앙집중 구성요소를 이용한 시스템 및 방법을 제공한다. 시스템 및 방법은, 단말기에 의해 취해져 서버로 통신된 측정치에 기초하여 중앙집중식 서버에서의 단말기들의 위치를 계산할 시에, 무선 애드-혹 단말기 등의 무선 단말기의 디스플레이를 생성할 수 있다.

무선 통신 네트워크는 네트워크 내의 다른 노드로 신호를 송수신하도록 적응되어 있는 복수의 노드들을 포함한다. 네트워크는 무선 애드-혹 피어-투-피어 멀티-호핑 네트워크 또는 임의의 다른 무선 네트워크가 될 수 있다. 시스템 및 방법은 전개 영역에 복수의 노드들을 분포시키고, 그 노드들이 자신에 대한 위치 정보를 취득할 수 있도록 한다. 노드들은 취득된 위치 정보를 계산 디바이스에 제공하도록 제어된다. 이어서, 계산 디바이스는 각각의 위치 정보에 기초하여 노드들의 각 위치들을 계산하도록 제어된다. 또한, 계산 디바이스에 의해 계산된 노드들의 각각의 위치들을 나타내는 디스플레이를 생성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 일례의 통신 구조에서 이동성 억세스 단말기를 채용한 무선 통신 네트워크(100)의 일례를 도시하는 블록도이다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, "휴대용 네트워크"로서 언급될 수 있는 네트워크(100)는, 억세스 지점(101), 무선 라우터(102) 및 이동 노드(103)로서 총괄하여 언급될 수 있는, 억세스 지점(101-1 내지 101-n), 무선 라우터(102-1 내지 102-n), 이동 노드(103-1 내지 103n) 및 및 네트워크 관리 시스템(104-1)을 포함하고 있는 복수의 단말기들을 포함한다. 본 설명을 위해서, 단말기는 또한 총괄하여 단말기(101, 102 또는 103) 또는 노드(101, 102 또는 103)로서 언급될 수 있으며, 용어 "기준 단말기"는 무선 라우터 및 억세스 지점 양자 모두에 적용된다. 네트워크 관리 시스템(104-1)은 개선된 네트워크 관리 및 제어 기능을 제공하는 네트워크 선택 부재이다. 이러한 기능들은 이동 노드 등록, 인증 및 구성, 데이터 로깅 및 시스템 알람을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

이하 기재된 바람직한 실시예의 시스템 및 방법은, 그 밖의 무선 라우터, 이동 노드 및 그 밖의 이동성 억세스 지점에 통신 신호를 송수신하도록 적응되어 있는 적어도 하나의 송수신기를 각각 포함하는, 이동성 억세스 지점, 무선 라우터, 및 이동 노드를 채용하고 있다. 각각의 억세스 지점은 이동 차량에 탑재될 수 있으며, 그 차량으로부터 실질적으로 일정한 전력을 수신할 수 있다. 억세스 지점은 개선된 네트워크 모니터링 및 제어를 허용하는 네트워크 관리 시스템에 선택적으로 접속될 수 있다. 무선 라우터는 쉬운 전개를 위해 휴대용 스탠드에 탑재될 수 있으며, 통상적으로 휴대용 전원에 접속된다. 이동 노드는 배터리로 전원공급되며, 추적용으로 장비 또는 개인에게 부착된다. 각 네트워크 노드는, 노드가 그 자신에 대한 위도(latitude), 경도(longitude) 및 고도 정보를 포함하는 절대 노드 위치, 그 자신과 다른 노드들 간의 거리 및 각도를 포함하는 상대 노드 위치, 또는 절대 및 상대 위치 데이터의 조합에 속하는 정보를 모으도록 하는 기술을 더 포함한다.

네트워크 관리 시스템(104-1)은, 다른 애드-혹 네트워크, 공중 교환 전화 네트워크(PSTN) 및 인터넷 등의 다른 네트워크로의 억세스를 네트워크 노드들에 제공하도록, 예를 들어, 코어 LAN(core local access network), 복수의 서버들 및 게이트웨이 라우터를 포함할 수 있는 고정 네트워크의 선택적 부재이다. 본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이, 노드(101, 102, 103)는 서로 직접적으로 또는 앞서 참조된 미국특허번호 제7,072,650호, 제6,807,165호 및 제6,873,839호에 기재되어 있는 바와 같이, 노드들 간에 전송된 패킷들을 위한 라우터 또는 라우터들로서 동작하는 하나 이상의 다른 노드들(101, 102, 103)을 통해 통신할 수 있다. 이러한 통신 링크의 예가 도 1에 도시되어 있지만, 도 1의 네트워크(100)에 임의의 수의 통신 구조가 존재할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 억세스 지점(101), 무선 라우터(102), 및 이동 노드(103)가 안테나(108)로 결합된 적어도 하나의 송수신기(105)를 포함한다. 송수신기(105)는 산업, 과학 및 의학(ISM) 분야처럼, 임의의 주파수 대역에 걸쳐 데이터 패킷들을 송수신하도록 적응되어 있다. 그러나, 송수신기(105)에 의해 사용되는 주파수 및 변조 체계는 억세스 지점, 라우터 또는 노드들의 구현에 강한 영향을 미치는 것은 아니다.

억세스 지점(101), 무선 라우터, 및 이동 노드(103) 각각은 적어도 하나의 처리기, 또는 제어기(106) 및 위치 및 라우팅 정보와 같은 정보를 처리하여 저장하는데 사용되는 메모리 모듈(107)을 더 포함한다. 도 2에 더 도시된 바와 같이, 임의의 이동 노드(103)는 노트북 컴퓨터, PDA(personal digital assistant), 이동성 데이터 유닛 또는 임의의 다른 적절한 디바이스를 포함할 수 있다.

도 1의 이동성 억세스 지점(101)은 물리적으로 아주 작게 구성될 수 있으므로, 자동차, 트럭, 버스, 기차, 택시, 경찰차, 소방차 또는 임의의 다른 적절한 이동성 차량과 같은 차량의 내부 및 외부에 탑재될 수 있다. 이동성 억세스 지점(101)의 안테나(108)는, 차량 내부 또는 외부에 탑재될 수 있으며, 이동 노드(103)에서도 마찬가지로 채용되는 안테나(108)의 이득보다 높은 이득을 가질 수 있다. 이러한 안테나 이득 변화의 중요성은 이하 보다 상세히 기술된다.

억세스 지점(101)이 차량에 고정된 응용에서, 억세스 지점은 또한 부착된 차 량이 제공하는 12V DC 전원과 같은 실질적으로 일정한 외부 전원에의 접속을 포함할 수 있다. 그렇게 할 시, 각 이동성 억세스 지점(101)은 이동 노드들, 그 외의 억세스 지점들 및 네트워크(100)를 통해 구현되는 개선된 네트워크 관리 및 제어 기능을 제공하는 네트워크 관리 시스템(104-1)과 통신할 수 있다.

이동성 억세스 지점(101), 무선 라우터(102) 및 이동 노드(103)는, 본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 앞서 참조된 미국특허 제6,728,545호에 기술되어 있는 바와 같은, GPS(global positioning system), 차동 네비게이션 시스템 또는 기타 위치확인 시스템 등의 위치확인 기능 뿐만 아니라 그 밖의 각종 기술들을 더 포함할 수 있다. 이들 및 다른 유사한 시스템은, 각 억세스 지점 및 무선 라우터가 상대적 및 실제적인 지리적 위치를 판정할 수 있도록 하며, 이는 임의의 이동 노드가 네트워크(100) 내의 억세스 지점으로서 이동성 억세스 지점을 이용하려고 시도하는 경우와 같은 동작 중에 네트워크(100)의 다른 요소들에 제공될 수 있다. 이러한 위치확인 시스템의 추가적인 세부사항들은, 발명의 명칭이 "통신 네트워크에서의 무선 노드의 위치를 판정하기 위해 양방향 범위선정(ranging)을 효율적으로 수행하기 위한 시스템 및 방법(System and method for Efficiently Performing Two-Way Ranging to Determine the Location of a Wireless Node in a Communication Network)"인 2004년 7월 27일자 등록된 미국특허번호 제6,768,730호, 앞서 참조된 2001년 11월 30일자로 제출된 미국특허출원번호 09/996,603호, 및 미국특허 제6,728,545호에서 더 논의되었으며, 각각의 전체 내용은 본 명세서에 참조로 포함되어 있다.

도 3에는, 도 1의 네트워크(100)에 사용된 일례의 무선 라우터(102)의 도면이 도시되어 있다. 라우터는, 하면(112)과 기계적으로 결합된 상면(111)을 갖는, 예컨대, 각각이 대략 3인치×4인치의 크기를 갖는 직사각형 박스로 구성될 수 있는 하우징(110)을 포함한다. 상면과 하면은 3인치×4인치의 무선 라우터에 대한 전체 부피를 형성하는 4개의 둘레면에 의해 1인치만큼 분리되어 있다. 이 크기들은 본 실시예에서 사용하기 위해 예로서 표시되었으나, 대안의 실시예들이 임의의 특정 설치 또는 사용에 적합한 크기를 사용할 수 있다.

제1 둘레면(113)은 일련의 개구부에 조작자 인터페이스 제어 및 표시기를 장착하는데 사용할 수 있다. 이러한 제어 및 표시기들은 온-오프 스위치(114) 및 라우터 상태 표시기(115)를 사용하기 위해 단일물(simple)을 포함한다. 본 기술분야의 숙련자에게 공지되어 있는 바와 같이, 휴대용 무선 라우터(102)는, 디바이스의 내부 또는 외부에 있을 수 있는 전원(도시되지 않음)에의 접속, 및 도 4에 도시된 바와 같이, 라우터가 휴대용 구조 상에 장착되도록 하는 장착 메카니즘(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 도 4는, 라우터(102)의 안테나가 전개 표면으로부터 대략 5 내지 6 피트 레벨에서 동작하도록 하는, 휴대용 구조 상에 장착된 도 3에 도시된 바와 같은 무선 라우터의 개념도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 화재 구조 시나리오에서와 같이, 본 발명의 일 실시예가 전개될 수 있는 방법의 개념도이다. 통상의 화재 구조 시나리오에서, 소방차(119-n) 등의 몇몇 구조 차량이 많은 개인 소방 대원(120-n)이 작업할 수 있는 위치에 존재할 수 있다. 도착시, 또는 화재 구조 요청이 빈번히 발생하는 것으로 공지된 위치에서, 다수의 라우터들(102-n) 및 휴대용 구조(116-n)가 작업 영역에 대해 배치될 수 있다. 도 5는, 억세스 지점(101) 및 네트워크 관리 시스템(104-1)이 구조 차량(119-1, 119-2)에 대해 각각 위치되어 있고, 무선 라우터(102-1, 102-2 및 102-3)가 휴대용 구조물(116-1, 116-2, 112-3) 상의 영역에 대해 각각 전개되어 있고, 개인 대원(102-1, 102-2)이 이동 노드(103-1, 103-2)를 각각 소지하고 있는 일례의 전개를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 각 이동 노드(103)는, 무선 라우터(102), 억세스 지점(101) 또는 네트워크 관리 시스템(104-1)을 사용하여 직접적으로 또는 간접적으로 다른 이동 노드들과 통신할 수 있다. 각 이동 노드는 또한 마찬가지의 형태로 직접적으로 또는 간접적으로 네트워크 관리 시스템(104-1)과 통신할 수 있다. 다수의 라우터들(102)이 영역에 대해 분포되어 있기 때문에, 이동 노드들 간의 통신 링크는, 이동 노드가 그 영역에 대해서 이동할 때, 하나의 디바이스로부터 다른 디바이스로 핸드오프될 수 있다.

상술된 바와 같이, 노드들을 가변 이득의 대응 통신 제어 및 안테나에 제공할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서, 이동성 억세스 지점(101)은 이동 노드(103)의 이득보다 높은 이득을 가질 수 있다. 또한, 각 노드는, 증가된 범위, 옥내 벽/마루 신호 침투에 대해, 송수신기의 이득 또는 전원 출력을 증가시키는 "비상 전력 부스트 버튼"을 포함할 수 있다. 보통, 라우터(102) 및 이동 노드들(103)은 연방 통신 위원회(FCC)의 제한 내에서 동작하지만, 비상 모드에서는 통상의 FCC 제한 레벨 또는 배터리 수명을 최대화하도록 설정된 상기 통상의 배터리 동작에서 출력할 수 있다.

앞서 이해될 수 있는 바와 같이, 본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예들은 다수의 시나리오에 적용될 수 있지만, 설명을 위해서, 이하의 설명은 비상 서비스 전개 시나리오에 적용되는 실시예를 나타낸다. 주요 목적은, 개인 또는 팀 단위의 비상 연락망이 비상 전개 환경에서 다른 비상 개인 및 재산의 위치를 찾아내도록 하는 것이다. 도시된 실시예에서, 비상 팀은 요구되는 모든 시스템 및 이들을 갖는 장비를 취하며, 이어서 신속하게 전개 및 동작될 수 있으며, 이후 제거된다. 앞서 언급된 바와 같이, 전개가 규칙적으로 발생하거나 재산이 관리 및 저장되는 대안의 실시예에서, 그러한 장비는 전개되어 적소에 배치될 수 있다.

이하에 기재된 전개에서는, 본 실시예는 상대적 위치확인만으로 충분하므로, 개인 및 재산을 추적하기 위한 절대 위치확인을 요구하지는 않는다. 다시 말해, 소방대원은 그가 빌딩의 입구 및 다른 소방대원들 및 장비와 관련되어 있는 곳을 알아야 할 필요가 있지만, 위치가 뉴욕인지 아니면 로스앤젤레스인지를 알 필요는 없다.

도 5에 도시된 바와 같이, 억세스 지점(101)는 전개 영역(118) 주위의 각종 위치들에 위치된 소방차 또는 다른 차량(119)에 위치되어 있다. 양각의 디바이스(116) 상에 장착된 다수의 무선 라우터들(102)이 그 영역에 대한 정확한 위치 및 무선 주파수(RF) 적용범위를 허용할만큼 억세스 지점(101)로부터 떨어져 배치된다. 이동 노드들(103)은 전개 영역(118) 도처에서 추적 및 위치확인을 허용하기 위해 각각의 비상 인원(120) 및 다른 재산(도시되지 않음)에 의해서 사용된다. 이동 노드들(103)이 전개되어 있기 때문에, 이동 노드(103), 무선 라우터(102), 억세스 지 점(101) 및 네트워크 관리 시스템(104-1) 간에 통신을 설정할 수 있다. 이하에 보다 상세하게 기술되는 바와 같이, 네트워크 관리 시스템(104-1)은 현장에서 모든 인원, 장비 및 차량을 위치확인하고 추적하는 등의 전체 전개를 관리할 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예의 일례의 구현에서, 전개 영역(118)이 먼저 식별되고, 비상 차량(119-1, 119-2)이 도착한다. 비상 인원(120-1, 120-2)은 도 5에 도시된 바와 같이 영역 적용범위를 제공하기 위해 다수의 무선 라우터들(102-1, 102-2, 102-3)을 전개한다. 각 개인 화재 인원(120) 및 재산(도시되지 않음)은 이동 노드(103)를 수반하고 있으며, 직접적으로 또는 이동 노드(103) 및 연관된 부착 호스트 디바이스(109)를 이용한 전개된 무선 라우터들(102)을 통해, 서로간에 설정되어 유지된 완전 음성 및 데이터 통신으로 현장에서 임의의 빌딩에 자유롭게 들어갈 수 있다. 각 이동 노드(103)는 또한 전개 영역에서 차량(119-2)에 위치된 네트워크 관리 시스템(104-1)에 의해 통신 성능을 허용한다. 이하에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 네트워크 관리 시스템(104-1)은, 휴대용 네트워크에서의 인원, 차량 및 무선 라우터의 위치를 도시함으로써 각 디바이스(101, 102, 103 및 104-1)의 상대 위치를 각각 디스플레이할 것이다. 억세스 지점(101) 및 무선 라우터(102)가 GPS와 같은 위치확인 성능을 가진다면, 절대 위치도 디스플레이될 수 있다. 이러한 상대 및/또는 실제 위치 정보는 디스플레이를 위해 노드(101, 102, 103)에 전송될 수 있다.

본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있는 바와 같이, 빌딩들은 무선 통신 에 대해 추가적인 도전을 제공하고 있으며, 도 5에 도시된 전개 영역(118)에서 빌딩 내의 적용범위는 몇몇 환경에서 제한되거나 존재하지 않을 수 있다. 빌딩 형세가 적용범위의 난점들을 취하고 있는 경우에, 도 5에 도시된 본 발명의 실시예가 매우 간단하고 비용 효율적인 해법을 제공할 수 있다. 무선 라우터(102)가 도 3에 도시된 바와 같이 작은 디바이스이기 때문에, 소방대원에 의해 건물 내의 임의의 위치, 층 또는 계단통으로 쉽게 운반될 수 있다. 소방 대원이 건물의 내부와 외부 사이에 통신 적용범위의 제한에 도달함에 따라, 3차원의 브릿징 통신 링크, 또는 "브레드 크럼즈(bread crumbs)" 및 건물 내부로도 확장 적용범위로서 역할을 하는 무선 라우터(102)를 전개할 수 있다. 이러한 확장된 소방대원들의 건물 외부로의 접속은 이제 현장 및 건물 도처에 전개된 하나 이상의 무선 라우터(102)를 통해 "데이지 체인 방식(daisy-chained)"이 될 수 있다. 더구나, 무선 라우터들의 전개에 따르면, 3차원 위치 판정이 수행되어, 네트워크 관리 시스템(104-1)에 제공될 수 있다.

상술된 바와 같은 소방활동 시나리오 또는 화재 및 구조 시나리오에서, 예를 들어, 다른 노드(102, 103)까지의 거리를 측정함으로써 행방불명된 소방관의 위치를 찾아낼 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동 노드들(103)은 자신의 위치를 계산하지 않지만, 그 대신에 네트워크(100)를 사용하여 그들의 측정치 정보를 존재하는 중앙집중식 서버(125), 예컨대, 관리 시스템(104-1)으로 통신하여, 모든 노드(101, 102, 103)로부터의 측정치들을 수집한다. 그러나, 중앙집중식 서버(125)는 임의의 다른 실제 위치에 위치될 수 있다. 위치확인 작업의 부분인 모 든 노드들간에 이러한 측정들을 행한다.

예를 들어, 소방활동 또는 화재 및 구조 시나리오에서, 현장에서의 모든 노드들(예를 들어, 노드 101, 102, 103)은 그 외의 모든 노드들(101, 102, 103)까지의 거리를 보고하고, 네트워크(100)의 무선 링크 또는 그 외의 링크들을 이용하여 중앙집중식 서버(125)에 그 측정치를 전송한다. 중앙집중식 서버(125)는 보고된 측정치를 이용함으로써 모든 또는 선택된 노드들(101, 102, 103)의 실제 x, y, z 좌표를 계산한다. 그러므로, 모든 측정치가 한 위치, 즉 중앙집중식 서버(125)에 모아지기 때문에, 데카르트 극좌표 또는 기타 좌표 시스템에 있어서의 위치 정보에 대한 측정을 줄이는데 매우 효율적인 알고리즘이 이용될 수 있다. 노드, 예를 들어, 이동 노드(103)가 그 위치를 알 필요가 있으면, 상술된 바와 같은 네트워크(100)의 통신 링크를 이용하여 계산된 좌표를 다시 보고하는 중앙집중식 서버(125)에 요청을 전송한다. 다시, 본 실시예에서, 어떤 노드들도 서버(125)로부터 좌표를 요청하지 않고서는 그들의 좌표을 알지 못한다.

본 실시예에서, 측정치로부터 실제 위치를 계산하는 서버(125)와의 통신은 단방향 또는 양방향이 될 수 있다. 예를 들어, 각 노드는 상술된 바와 같이, 네트워크(100)의 무선 링크를 이용하여 중앙집중식 서버(125)까지의 취득된 거리 또는 비행시간(time-of-flight) 측정치 또는 임의의 다른 무선 신호 측정치를 보고할 수 있다. 또한, 네트워크(100)는 상술된 바와 같이 애드-혹 피어-투-피어 멀티호핑 네트워크일 필요는 없지만, 무선 링크를 사용하여 측정치를 통신하는 통신 네트워크의 임의의 형태가 될 수 있다.

또한, 측정치는 방송을 이용하여 노드들에 의해 전송될 수도 있다. 이 경우, 각 서버가 방송 측정치 신호를 수신하는 다수의 서버들(125)이 존재할 수 있으며, 측정치를 보고한 노드들(예컨대, 노드 103)의 위치를 독립하여 계산할 수 있다. 마찬가지로, 임의의 개별 노드가 다수의 서버(125) 중 임의의 서버로부터 그 좌표를 요청할 수 있다. 서버(125)는 그들 각각의 MAC, IP 또는 기타 어드레스에 속하는 네트워크(100)의 무선 또는 그 밖의 링크를 통해 메시지를 전송함으로써 그들의 존재를 광고한다. 노드들(101, 102, 103)은 이어서 소망의 서버 또는 서버들(125)에 억세스하기 위해 그 정보를 이용할 수 있다. 또한, 이더넷, WAN, LAN, 셀룰러 데이터 또는 그 밖의 데이터 링크의 유형을 이용하여 서버(125)에 억세스할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나의 노드(예컨대, 노드 103)가 그 절대 좌표, 예컨대 GPS 좌표에 속하는 정보를 취득할 수 있다면, 이 노드(103)는 이 좌표들을 이용하여 전이(translation) 및 회전(rotation) 계산을 이용함으로써, 다른 디바이스들의 좌표를 계산할 수 있는 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)에 그 공지된 좌표들을 전송할 수 있다. 충분히 공지된 좌표들이 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)에 전송된 경우, 그 서버 또는 서버들(125)은 공지된 좌표 시스템에 관한 모든 노드들(101, 102, 103)에 대한 절대 좌표, 예컨대, GPS 좌표 시스템을 계산할 수 있다.

중앙집중식 서버 또는 서버들(125)은 또한 좌표들을 도식적으로 디스플레이한 도 6에 도시된 바와 같이, 사용자 인터페이스(130)에 모든 노드들(101, 102, 103)의 좌표들을 보고할 수 있다. 나타낸 바와 같이, 자체가 상술된 형태의 이동 또는 고정 노드가 될 수 있는 인터페이스(130), 또는 퍼스널 컴퓨터(PC), 랩탑 또는 노트북, PDA 등과 같은 적절한 디바이스의 임의의 다른 형태는, 휴대용 네트워크(100)의 디바이스의 위치를 디스플레이하기 위한 그래픽 윈도우(121), 사용자가 단계를 되돌아가도록 하는 백트랙 버튼(122), 및 문자 정보용 상태 윈도우(123)를 포함한다. 대안의 조작자 인터페이스 제어가 다른 실시예들에 포함될 수 있거나, 단순히 재산에 부착되어 최소 제어를 제공할 수 있다. 도 6에 도시된 실시예에서, 단지 관련 위치들을 디스플레이한다. 예를 들어, 도 5의 노드(101, 102, 103)의 전개가 각각의 거리 및 방향을 포함하는 이동 노드(103)의 그래픽 윈도우(121)를 통해 도시된다. 또 다른 실시예에서는, 각각의 절대 위치 정보, 위도, 경도 및 고도를 포함하는 억세스 지점(101) 및 무선 라우터(102)도 디스플레이될 수 있다. 또한, 억세스 지점(101), 무선 라우터(102) 및 네트워크 관리 시스템(104-1) 역시 이 디스플레이 특징 및 기능을 포함할 수 있다.

이러한 사용자 인터페이스(130)는 다른 표시 또는 색을 이용하여 다른 디바이스를 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 행방불명의 사람 또는 재산을 공지된 디바이스들과 색 또는 표시가 다르게 할 수 있다. 또한, 노드(101 또는 102) 등의 기준으로 사용된 노드를 다른 색을 이용하여 디스플레이할 수 있다. 또한, 사용자 인터페이스(130)는 화면 상에 디스플레이될 사람 또는 재산의 명칭을 사용자가 타이핑하도록 함으로써, 노드들의 명칭을 부여하는데 이용될 수 있다. 사용자는 또한 그래픽 또는 텍스트 형태로 디스플레이되는 노드들의 리스트에 파라미터를 첨가 할 수 있는데, 예를 들어, 노드들의 그 외의 노드들과의 관련 위치를 입력할 수 있고, 그 위치의 의미를 입력할 수 있다. 예를 들어, 하나의 노드(예컨대, 노드 102)가 원점으로 선택될 수 있으며, 그 외의 노드(102)가 원점에 대해 x축 포인트로, 제3의 노드(102)가 원점에 대해 y축 포인트로 선택될 수 있으며, 마찬가지로, 그 노드 위치들 간의 관계가 입력되어 디스플레이될 수 있다.

사용자 인터페이스(130)는 다른 사람 또는 재산에 비해 근접한 사람 또는 재산을 찾는데 더 이용될 수 있는데, 예를 들어, 몇몇 다른 사람 또는 재산에 비해 가장 근접한 사람 또는 재산을 사용자 인터페이스 그래픽 화면에 다르게 디스플레이할 수 있다. 위치 계산에 관련된 부가적인 정보가 중앙집중식 서버(125)에 전송될 수 있다. 예를 들어, 이동 노드(103) 상에 센서가 존재하여, 그 노드(103)가 이동하는지를 판정하는데 이용될 수 있다. 노드(103)가 이동하면, 이 정보를 서버(125)에 통신할 수 있으며, 노드(101, 102) 등의 고정인 노드들로부터의 측정치와는 다르게 측정치를 처리할 수 있다. 노드(103)의 이동 속도를 위치 정보를 필터링하는데 이용할 수 있는데, 예를 들어, 노드(103)가 너무 급속하게 변화하지 않는 정보가 이용가능하다면, 즉, 노드(103)가 너무 빠르게 이동하지 않는다면, 평균화하거나, 본 기술분야에 공지되어 있는 칼만 필터링(예컨대, 2004년 4월 북캐롤라이나 대학의 TR 95-041에서, Greg Welch 및 Gary Bishop 저자의 "An Introduction to the Kalman Filter" 참조)하거나 또는 임의의 다른 적절한 필터링 처리를, 정확성을 개선하는데 이용할 수 있다. 또한, 각 노드(103) 또는 선택 노드들(103)에 가속도 센서를 배치하여, 그 노드들(103)이 이동하는지를 판정하고, 그들 각각의 이동 속도를 추정할 수 있다. 칼만 필터링 또는 서버(125)에 의해 수행될 수 있는 임의의 다른 적절한 형태의 필터링의 트랙킹 파라미터들을 조정하는데에, 모니터링된 재산의 형태에 대해 통상의 가속도 또는 이동을 나타내도록 공지된 선험적 가속도 정보, 또는 재산의 이동에 대한 측정된 가속도 정보를 이용할 수 있음을 이해해야 한다.

그래픽 사용자 인터페이스(130)를 노드들 및 그 각각의 주위환경들에 관련된 부가 정보를 도시하는데에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 위치와 관련된 온도 측정 또는 그 밖의 다른 측정들을 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)에 전송할 수 있다. 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)은, 측정된 시간 비행, TDOA, 수신 신호 강도 표시기(RSSI) 또는 상술된 방식의 유사한 측정치들에 기초하여 측정 위치를 판정하며, 디스플레이 위치에 온도 등의 부가 위치 정보를 첨가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상대 위치확인의 사용의 또 다른 예는, 이동 노드(103) 및 전개된 무선 라우터들을 이용한 "백트랙킹(backtracking)" 또는 경로 문서화, 또는 상술된 "브레드크럼즈(breadcrumbs)"이다. 인에이블된 경우, 이 특징은 차량 또는 집 위치와 같은 제1 시작 지점으로부터 현재 지점까지 소방관의 이동의 3차원 추적까지 유지될 것이다. 그렇게 할 때, 소방관은 경로 문서화 또는 "브레드크럼즈" 흔적을 이용하여, 이동 노드(103)가 디스플레이 능력을 갖는다고 가정하면, 그 어플리케이션이 디스플레이용으로 이동 노드(103)에 제공될 수 있는 인터페이스(130)의 디스플레이 특징들 상에 이러한 정보를 역으로 리플레이할 경우, 그가 소방차로 다시 되돌아가도록 할 수 있다. 상술된 본 발명의 실시예의 또 다 른 특징은 디스에이블된 인원의 위치를 찾아내는 능력이다. 상술된 경로 문서화 특징과 유사한 방식으로, 중앙 서버 또는 서버들(125)은 전개 현장에서 디스에이블된 이동 노드 사용자의 위치, 및 그 밖의 이동 노드들로부터의 방향, 거리 및 경로를 판정하여 통신하는데 사용될 수 있으므로, 디스에이블된 사용자가 전자적으로 위치되도록 한다.

본 실시예의 부가적인 어플리케이션은 그 밖의 비상 서비스에 관한 것이다. 소형이며 비교적 저가인 이동 노드들(103)은 인원 및 재산의 임의의 전개를 추적하는데 이용할 수 있다. 이는, 생성기 또는 심장 소생기(defibrillator) 등의 재산 또는 환자들 등의 인원을 분류 유닛 내에 포함할 수 있다. 또 다른 어플리케이션들은 경찰견이 용의자를 추적하고, 각종 경찰 장비들이 착수되고 있는 전개를 포함할 수 있으며, 각각은 쉽게 검출되고, 위치확인되고, 참조될 수 있다.

본 실시예의 중요한 이점은 GPS 시스템 없이도 재산이 신속하게 추적되어 위치확인될 수 있다는 것이다. 본 기술분야의 숙련자라면 이해할 수 있듯이, GPS 시스템은 처음 동기화할 때 느리다는 단점이 있으며, 통상시선 통신을 요구한다. 이러한 디바이스는 종종 혼잡하거나, "건물이 빽빽한(built-in)" 영역에 비효율적이다. 상술된 실시예는 그러한 시스템이 제공하는 GPS 또는 절대 위치의 비용 및 복잡성을 요구하지 않는다.

요약하면, 상술된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 모든 노드들(101, 102, 103) 또는 적어도 선택된 노드들(101, 102, 103)은, 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)에 그들의 측정치를 보고한다. 측정치는, 단일 각각의 무선 링크 또는 다 수의 링크에 의해 노드들(101, 102, 103)로부터 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)로 통신될 수 있다. 그 보고는 무선 링크 또는 네트워크(100)의 링크들을 통해 행해지며, 이는 노드로부터 서버 또는 서버들(125)로의 단방향 또는 양방향이 될 수 있다. 무선 네트워크는 상술된 무선 애드-혹 피어-투-피어 멀티호핑 네트워크일 수 있지만, 대안으로 임의의 적절한 무선 네트워크일 수도 있다. 일반적으로 계산 디바이스로 언급될 수 있는 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)은 측정치로부터 위치 정보를 계산하고, 그래픽 사용자 인터페이스(130)는 서버(125)로부터 선택 디바이스의 위치 정보를 요청하여 그 정보를 디스플레이한다. 그래픽 사용자 인터페이스(130)는 노드들의 관련 위치에 대한 정보를 입력하는데 이용될 수 있으며, 그 정보는 중앙집중 컴퓨팅 서버 또는 서버들(125)로 전송된다. 그래픽 사용자 인터페이스(130)는 또한 디스플레이되는 노드들을 선택하는데 이용될 수 있으며, 위치 계산에 이용되는 노드들을 선택하는데 이용될 수 있다.

또한, 그래픽 사용자 인터페이스(130)는 노드들의 파라미터들, 예를 들어, 노드가 이동하는지, 이동하지 않는지의 여부, 노드의 형태, 디스플레이 모드 등을 위치 계산 서버(125)에 알리는데 이용될 수 있다. 노드 이동 파라미터들은 중앙집중식 서버(125)에 통신되며, 노드 이동 속도는 상술된 바와 같이 가속 센서를 이용하여 측정할 수 있다. 또한, 각 노드 또는 선택된 노드들은 노드들이 지시하는 방향을 중앙집중식 서버 또는 서버들(125)에 알리는 나침반을 포함할 수 있고, 이 정보는 이동 방향 또는 노드로부터데이터를 필터링하는 방법을 판정하는데 이용될 수 있다. 또한, 노드 이동 속도는 노드 측정치 또는 계산된 위치 정보에 대한 필터링 또는 처리 방법을 판정하는데 사용될 수 있으며, 그래픽 사용자 인터페이스(130)는 부가 정보, 예컨대, 온도, 나침반 방향(compass heading) 등을 위치 정보에 첨가하는데 이용될 수 있다.

또한, 노드(101, 102, 103)가 그 위치를 알 필요가 있으면, 계산된 위치 정보를 중앙집중 위치 서버(125)로부터 요청한다. 또한, 각각의 위치 서버(125)가 각 노드에서 실행될 수 있을지라도, 각 서버(125)는 계산된 위치들이 동일하도록 노드로부터 취득된 측정치의 동일 세트를 이용해야 한다.

앞서 말한 상세한 설명에는, 본 발명의 특정 실시예들을 기술했다. 그러나, 본 기술분야의 숙련자라면, 이하의 청구범위에 설명된 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 여러가지 변형 및 변경이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 상세한 설명 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 그러한 모든 변형들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 이점들, 장점들 문제점에 대한 해법들, 및 임의의 이점, 장점 또는 해법이 더 표명될 수 있도록 하는 임의의 요소(들)은 청구범위의 일부 또는 전부의 중요하거나, 필요하거나 필수적인 특징 또는 요소들로 해석되어서는 안된다. 본 발명은 본 출원 및 발행된 청구범위의 모든 등가물이 특허결정될 때까지 행해지는 임의의 보정사항들을 포함하는 첨부 청구항에 의해서만 한정된다.

본 발명의 일부 예시적 실시예들이 앞서 상세히 기술되었지만, 본 기술분야의 숙련자라면 본 발명의 신규한 교시 및 이점들로부터 실질적으로 벗어나지 않고 예시적인 실시예들에 많은 변형들이 가능함을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 이러 한 모든 변형들은 본 발명의 한정된 범위에 포함되도록 의도된다.

Claims (26)

1. 신호를 서로 송수신하는 복수의 노드를 포함하는 무선 통신 네트워크에서 노드 위치를 식별하고 분포시키기 위한 방법으로서,

   전개 영역에 복수의 노드를 전개하는 단계 - 상기 복수의 노드의 각 노드는 측정 정보를 취득하고, 상기 취득한 측정 정보를 중앙집중식 서버로 전송함 - ;

   상기 측정 정보를 상기 중앙집중식 서버 내의 계산 디바이스로 제공하는 단계;

   수신된 상기 측정 정보를 이용하여 상기 복수의 노드의 상기 각 노드의 위치 좌표들을 계산하도록 상기 계산 디바이스를 조작하는 단계; 및

   상기 무선 통신 네트워크에서의 적어도 하나의 노드의 상기 계산된 위치 좌표들을 상기 무선 통신 네트워크의 적어도 하나의 다른 노드로 제공하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 계산 디바이스에 의해 계산된 좌표들에 기초하여 상기 복수의 노드의 상기 각 노드에 대응하는 물리적 장소 위치들의 각 장소 위치를 도시하는 디스플레이를 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 생성하는 단계는,

   적어도 하나의 노드 위치에 대응하는 상기 계산된 좌표들을 나타내는 데이터를 사용자 인터페이스로 제공하도록 상기 중앙집중식 서버를 조작하는 단계; 및

   수신된 상기 좌표들에 기초하여 상기 노드들에 대응하는 상기 물리적 장소들을 디스플레이하도록 상기 사용자 인터페이스를 조작하는 단계를 포함하는, 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 노드는 적어도 하나의 비 고정 노드를 포함하며,

   복수의 고정 노드를 전개하는 단계; 및

   상기 고정 노드들 및 상기 비 고정 노드들로부터 선택된 적어도 하나의 다른 노드와의 상호작용에 기초하여 노드들 자신에 대한 상기 측정 정보를 취득하도록 상기 복수의 노드의 각 노드 및 상기 적어도 하나의 비 고정 노드를 조작하는 단계를 더 포함하는 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 중앙집중식 서버로부터 상기 복수의 노드 중 적어도 하나의 노드의 물리적 장소에 대응하는 좌표들을 요청하도록 상기 복수의 노드 중 상기 적어도 하나의 노드를 조작하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 계산 디바이스를 조작하는 단계는,

   대응되는 상기 노드에 대응하는 알려진 움직임(behavior)에 기초하여 대응되는 상기 노드들의 상기 각 노드에 대응하는 상기 측정 정보를 필터링하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 계산 디바이스를 조작하는 단계는,

   대응되는 상기 노드들의 상기 각 노드에 의해 제공되는 노드들 자신의 이동에 대한 대응하는 측정 정보에 기초하여 대응되는 상기 노드들에 대응하는 상기 측정 정보를 필터링하는 단계를 포함하는, 방법.
8. 애드혹 무선 통신 네트워크(adhoc wireless communications network)에 있어서,

   신호를 서로 송수신하고, 전개 영역에서 전개되며, 노드들 자신에 대한 측정 정보를 취득하도록 동작가능하고, 상기 취득된 측정 정보를 중앙집중식 서버에 전송하는 복수의 노드

   를 포함하며,

   상기 중앙집중식 서버는

   상기 노드들의 각 노드로부터 취득된 대응하는 측정 정보를 수신하기 위한 수단, 수신된 상기 측정 정보에 기초하여 상기 노드들의 상기 각 노드에 대응하는 위치 좌표들을 계산하기 위한 계산 디바이스, 및 상기 애드혹 무선 통신 네트워크에서의 적어도 하나의 노드의 상기 계산된 위치 좌표들을 상기 애드혹 무선 통신 네트워크의 적어도 하나의 다른 노드로 제공하기 위한 수단을 포함하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
9. 제8항에 있어서,

   상기 계산 디바이스에 의해 계산된 좌표들에 기초하여 상기 노드들에 대응하는 물리적 장소들을 도시하는 디스플레이를 생성하는 디스플레이 디바이스를 더 포함하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
10. 제9항에 있어서,

    상기 중앙집중식 서버는 적어도 하나의 노드 위치에 대응하는 상기 계산된 좌표들을 나타내는 데이터를 상기 디스플레이 디바이스로 제공하고, 상기 디스플레이 디바이스는 수신된 상기 좌표들에 기초하여 상기 노드들에 대응하는 상기 물리적 장소들을 디스플레이하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
11. 제8항에 있어서,

    상기 복수의 노드는 적어도 하나의 비 고정 노드를 포함하며, 상기 애드혹 무선 통신 네트워크는 복수의 고정 노드를 더 포함하고, 상기 고정 노드들 및 상기 비 고정 노드들로부터 선택된 적어도 하나의 노드와의 상호작용에 기초하여 상기 복수의 노드가 노드들 자신에 대한 상기 측정 정보를 취득하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
12. 제8항에 있어서,

    상기 복수의 노드 중 적어도 하나의 노드는 상기 중앙집중식 서버로부터 상기 복수의 노드 중 상기 적어도 하나의 노드의 물리적 장소에 대응하는 좌표들을 요청하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
13. 제8항에 있어서,

    상기 계산 디바이스는 대응되는 상기 노드에 대응하는 알려진 움직임에 기초하여 대응되는 상기 노드들에 대응하는 상기 측정 정보를 필터링하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
14. 제8항에 있어서,

    상기 계산 디바이스는 대응되는 상기 노드들의 상기 각 노드에 의해 제공되는 노드들 자신의 이동에 대한 대응하는 측정 정보에 기초하여 대응되는 상기 노드들의 대응하는 상기 측정 정보를 필터링하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
15. 신호를 서로 송수신하고, 전개 영역에서 전개되며, 노드들 자신에 대한 측정 정보를 취득하도록 동작가능하고, 상기 취득된 측정 정보를 전송하는 복수의 노드를 포함하는 애드혹 무선 통신 네트워크 내에서 노드 위치를 식별하고 분포시키기 위한 시스템으로서,

    대응되는 상기 노드들로부터 취득된 대응하는 측정 정보를 수신하는 송수신기; 및

    수신된 상기 측정 정보에 기초하여 상기 복수의 노드의 각 노드에 대응하는 위치 좌표들을 계산하기 위한, 중앙집중식 서버 내의 계산 디바이스

    를 포함하며,

    상기 송수신기는 상기 애드혹 무선 통신 네트워크에서의 적어도 하나의 노드의 상기 계산된 위치 좌표들을 상기 애드혹 무선 통신 네트워크의 적어도 하나의 다른 노드로 제공하는, 시스템.
16. 제15항에 있어서,

    상기 계산 디바이스에 의해 계산된 좌표들에 기초하여 상기 복수의 노드의 상기 각 노드에 대응하는 물리적 장소들을 도시하는 디스플레이를 생성하는 디스플레이 디바이스를 더 포함하는 시스템.
17. 제16항에 있어서,

    상기 송수신기는 적어도 하나의 노드 위치에 대응하는 상기 계산된 좌표들을 나타내는 데이터를 상기 디스플레이 디바이스로 제공하며, 상기 디스플레이 디바이스는 수신된 상기 좌표들에 기초하여 상기 노드들에 대응하는 상기 물리적 장소들을 디스플레이하는, 시스템.
18. 제15항에 있어서,

    상기 계산 디바이스는 상기 계산 디바이스로부터 대응하는 상기 좌표들을 요청하는 상기 노드에 대응하는 상기 위치 좌표들을 상기 송수신기를 통해 전송하는, 시스템.
19. 제15항에 있어서,

    상기 계산 디바이스는 대응되는 상기 노드에 대응하는 알려진 움직임에 기초하여 대응되는 상기 노드들의 상기 각 노드에 대응하는 상기 측정 정보를 필터링하는, 시스템.
20. 제15항에 있어서,

    상기 계산 디바이스는 대응되는 상기 노드들의 상기 각 노드에 의해 제공되는 노드들 자신의 이동에 대한 대응하는 측정 정보에 기초하여 대응되는 상기 노드들에 대응하는 상기 측정 정보를 필터링하는, 시스템.
21. 제1항에 있어서,

    상기 측정 정보는 단방향(unidirectional) 또는 양방향(budirectional) 측정에 의해 유도되는 노드들 간의 거리 및 상기 측정을 좌표 시스템과 연관있게 수행하는 노드의 좌표를 포함하는, 방법.
22. 제21항에 있어서,

    상기 좌표 시스템은 좌표의 위도, 경도 및 엘리베이션 시스템(elevation system), 좌표의 지구중심 3차원 카테시안 시스템(geocentric three dimensional Cartesian system), 좌표의 로컬 2차원 데카르트 시스템(local two dimensional Cartesian system), 좌표의 3차원 극좌표계(polar system) 및 좌표의 평면 2차원 극좌표계(planar two dimensional polar system)를 포함하는 그룹 중 적어도 하나에 해당하는, 방법.
23. 제8항에 있어서,

    상기 측정 정보는

    상기 측정 정보는 단방향 또는 양방향 측정에 의해 유도되는 노드들 간의 거리 및 상기 측정을 좌표 시스템과 연관있게 수행하는 노드의 좌표를 포함하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
24. 제23항에 있어서,

    상기 좌표 시스템은 좌표의 위도, 경도 및 엘리베이션 시스템(elevation system), 좌표의 지구중심 3차원 데카르트 시스템(geocentric three dimensional Cartesian system), 좌표의 로컬 2차원 데카르트 시스템(local two dimensional Cartesian system), 좌표의 3차원 극좌표계(polar system) 및 좌표의 평면 2차원 극좌표계(planar two dimensional polar system)를 포함하는 그룹 중 적어도 하나에 해당하는, 애드혹 무선 통신 네트워크.
25. 제15항에 있어서,

    상기 측정 정보는

    상기 측정 정보는 단방향 또는 양방향 측정에 의해 유도되는 노드들 간의 거리 및 상기 측정을 좌표 시스템과 연관있게 수행하는 노드의 좌표를 포함하는, 시스템.
26. 제25항에 있어서,

    상기 좌표 시스템은 좌표의 위도, 경도 및 엘리베이션 시스템(elevation system), 좌표의 지구중심 3차원 데카르트 시스템(geocentric three dimensional Cartesian system), 좌표의 로컬 2차원 데카르트 시스템(local two dimensional Cartesian system), 좌표의 3차원 극좌표계(polar system) 및 좌표의 평면 2차원 극좌표계(planar two dimensional polar system)를 포함하는 그룹 중 적어도 하나에 해당하는, 시스템.

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