KR101822575B1

KR101822575B1 - 셀룰러 통신 기기 위치를 정하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101822575B1
Application number: KR1020137023233A
Authority: KR
Inventors: 사이먼 손더스; 앤써니 팀슨
Original assignee: 리얼셀 리미티드
Priority date: 2011-02-03
Filing date: 2012-02-03
Publication date: 2018-01-26
Also published as: US9544722B2; JP6081377B2; KR20140045333A; WO2012104425A1; EP2485546A1; US20140287772A1; ES2628341T3; AU2012213341B2; AU2012213341A1; JP2014510442A; EP2485546B1

Abstract

무선 신호들을 이용하여 통신 네트워크와 통신하는 모바일 통신 기기의 위치를 정하기 위한 로케이션 (location) 시스템에 대해서 설명된다. 상기 로케이션 시스템은 상기 모바일 통신 기기 그리고 상기 통신 네트워크의 일부를 형성하는 기지국 사이에서 전송된 무선 신호를 탐지하는 수신기, 그리고 상기 모바일 통신 기기용의 신원 정보를 추출하기 위해서 상기 탐지된 무선 신호를 프로세싱하는 프로세싱 수단을 포함한다. 상기 추출된 신원은 상기 기지국을 나타내는 정보와 연관하여 데이터 저장부에 저장된다. 상기 프로세싱 수단 그리고 상기 데이터 저장부는 상기 통신 네트워크와는 독립적이며, 그러므로 상기 모바일 네트워크의 동작에 영향을 주지 않는다.

Description

셀룰러 통신 기기 위치를 정하기 위한 시스템 및 방법{System and method for locating a cellular communication device}

본 발명은 공중 육상 이동 통신망 (public land mobile network (PLMN)과 같은 무선 통신 네트워크의 기지국들과 통신하는 셀룰러 통신 기기의 위치를 정하는 것과 관련된다. 셀룰러 통신 기기의 위치를 시간에 따라서 모니터링하여, 본 발명은 셀룰러 통신 기기의 이동이 추적되도록 한다. 본 발명은 무선 통신 네트워크의 표준의 동작의 유리함을 취하지만, 그 표준의 동작과는 독립적으로 동작할 수 있을 것이다. 그처럼, 본 발명의 실시예들은 무선 통신 네트워크의 오퍼레이터에 의한 어떤 결부됨 없이 구현될 수 있을 것이다.

무선 통신 네트워크들이 셀룰러 통신 기기들 (이하에서는 편이를 위해서 셀룰러 전화기들로서 언급된다)의 위치의 자취를 유지하는 것은 잘 알려져 있다. 특히, 상기 무선 통신 네트워크는 서로 인접한 복수의 셀들 (하나의 셀은 하나의 기지국 안테나에 의해서 커버되는 영역이다)에 대응하는 각 로케이션 영역 (location area)을 가진 복수의 영역들을 커버하는 것이 보통이다. 심지어는 셀룰러 전화기가 음성 호 또는 데이터 전달 세션에 참여하고 있지 않을 때에도, 상기 무선 통신 네트워크는 상기 셀룰러 전화기가 위치한 로케이션 영역을 안다.

특히, 각 로케이션 영역에는 로케이션 영역 코드 (Location Area Code)가 할당되며, 그 로케이션 영역 코드는 그 로케이션 영역 내 모든 기지국들에 의해서 일정한 간격들로 브로드캐스트된다. 심지어는 셀룰러 전화기가 음성 호 또는 (UMTS에서 아이들 모드로서 알려진) 데이터 세션에 참여하고 있지 않을 때에도, 셀룰러 전화기는 상기 로케이션 영역 코드 브로드캐스트를 자신들의 현재 모니터링하고 있는 셀들에 의해서 수신하고 모니터한다. 셀룰러 전화기가 다른 로케이션 영역과의 경계에 도달하면, 그 셀룰러 전화기는 새로운 영역 코드를 탐지하며 그리고 응답으로 무선 통신 네트워크 (Wireless Communication Network)의 코어 네트워크에게 요청 메시지를 송신한다 (UMTS에서 로케이션 업데이팅 요청 (LOCATION UPDATING REQUEST)으로 알려짐). 이 요청 메시지는 그 셀룰러 전화기에 대한 가입자의 식별에 관한 제한된 정보를 포함한다. 요청 메시지들은 타이머가 시간 만료될 때에 상기 셀룰러 전화기에 의해서 또한 송신된다 (UMTS에서 주기적인 업데이팅으로서 알려짐). 이 타이머의 길이는 상기 무선 통신 시스템의 오퍼레이터에 의해서 세팅되며, 그리고 보통은 적어도 60분이다.

상기 요청 메시지를 수신한 다음에, 코어 네트워크는 그 가입자에 관련된 허가들에 종속하여 그 요청을 수락하거나 또는 거절한다. 그 가입자가 새로운 로케이션 영역에 액세스하도록 허가되지 않았으면 (예를 들면, 인증되지 않은 로밍을 구성하기 때문에), 무선 통신 네트워크는 (UMTS에서 위치 업데이팅 요청 (LOCATION UPDATING REJECT) 메시지로서 알려진) 거절 메시지를 송신하며, 이는 왜 그 요청이 허용되지 않았는가에 관한 이유를 표시한다.

상기에서 설명된 로케이션 영역 업데이팅 절차는 상기 셀룰러 전화기의 위치가 제한된 범위 내에서 결정되도록 허용하지만, 두 가지 이유로 인해서 위치 결정의 효율적인 방법은 아니다. 첫 번째로, 각 로케이션 영역 경계의 장소 (position)는 보통은 상기 셀룰러 전화기에 의해서 송신된 메시지들의 개수를 최소화하기 위해서 무선 통신 네트워크의 오퍼레이터에 의해서 선택되는 것이 보통이며, 그러므로 바쁜 트래픽 로케이션들 (즉, 셀룰러 전화기들이 그 로케이션 영역을 자주 횡단하는 로케이션들)로부터 떨어져서 위치한다. 로케이션 영역들은 다소 크며, 수십 또는 심어지는 수백 개의 셀들로 보통 구성된다. 그래서 무선 통신 네트워크의 오퍼레이터에 의해서 세팅된 로케이션 영역 경계들을 건너가는 것에 의해서 트리거된 로케이션 영역 업데이트는 오히려 드물며 그리고 상기 셀룰러 전화기의 위치를 결정하는 것이 바람직한 위치들에서는 발생하지 않을 수 있을 것이다. 두 번째로, 주기적인 업데이팅 메시지들 사이의 간격은 다소 길어서, 상기 셀룰러 전화기가 빠른 속도로 이동하고 있을 때에 또는 상기 셀룰러 전화기의 위치가 높은 정도의 정밀도로 결정될 것이 요망될 때에는 그 위치를 결정하는 것을 힘들게 한다.

본 발명은 무선 통신 네트워크의 오퍼레이터의 협조를 필요로 하지 않으면서 셀룰러 전화기의 위치를 결정하기 위한 향상된 기술을 제공하는 상기 문제점을 중점을 두어 다룬다. 본 발명의 모습들은 동반된 청구범위들에서 제시된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 펨토셀 (femtocell)들의 이점을 취하며, 이 펨토셀들은 연관된 무선 통신 네트워크의 통신 표준들을 따르는 기지국들 (이후에는 펨토셀 기지국들로 언급된다)을 구비한 짧은 범위의 셀들이며 그리고 그 무선 통신 네트워크에 인가된 주파수 스펙트럼에서 무선 신호들을 송신한다. 그러나, 펨토셀 기지국의 위치를 정하는 것은 상기 무선 통신 네트워크의 오프레이터에 의해서가 아니라 오히려 상기 펨토셀 기지국의 사용자에 의해서 고정된다. 또한, 상기 펨토셀 기지국의 사용자는 누가 그 펨토셀 기지국을 경유하여 통신하는 것이 허용되는가에 관한 규칙들을 세팅할 수 있다. 보통은, 펨토셀 기지국은 소비자 브로드밴드 연결을 경유하여 무선 통신 네트워크의 나머지에 연결되며, 그리고 이 규칙들은 누가 그 소비자 브로드밴드 연결을 따라 신호들을 송신할 수 있는가를 사용자가 제한하는 것을 가능하게 한다. 펨토셀에는 로케이션 영역 코드가 할당되며, 이는 상기 무선 통신 네트워크의 주변의 셀들의 로케이션 영역 코드들과는 다르다.

펨토셀들은 많은 통신 표준들을 위해서 제공된다. 3GPP UMTS 표준들에서, 펨토셀들은 홈 노드B들 (Home NodeB's)로 언급되며, 반면에 3GPP LTE 표준들에서는 펨토셀들은 홈 e노드B들 (Home eNodeB's)로 언급된다. 3GPP2 표준들에서는, 펨토셀들은 펨토셀들이라고 간단하게 언급되며, 반면에 WiMAX 표준에서 펨토셀들은 펨토셀 액세스 포인트들로 언급된다. 그러나, 펨토셀의 용어는 이 용법을 일반적으로 커버하도록 인식되며, 따라서 명료함을 위해서 펨토셀 그리고 펨토셀 기지국의 용어가 이어질 것이다.

본 발명을 구현하기 위한 장치는 현존하는 펨토셀 기지국들 또는 상기 무선 통신 네트워크의 다른 기지국들 (예를 들면, 피코셀 기지국들)을 취할 수 있을 것이다. 대안으로, 본 발명을 구현하기 위한 상기 장치는 하나 또는 그 이상의 펨토셀 기지국들과 결합하여 판매될 수 있을 것이다.

간략하게, 본 발명을 구현하기 위한 상기 장치는 로케이션 업데이트 절차 동안에 전송된 무선 신호들을 탐지하는 수신기, 그리고 그 무선 신호들로부터 신원 정보를 추출하고 그리고 그 추출된 신원 정보를 펨토셀 기지국 (또는 다른 유형의 기지국)을 식별하는 데이터와 결합하여 저장하기 위한 데이터베이스로 송신하는 프로세서를 포함한다. 수신기는 복수의 펨토셀 기지국들로 전달된 그리고 그 복수의 펨토셀 기지국들로부터 전달된 무선 신호들을 모니터할 수 있을 것이며, 그리고 상기 데이터베이스는 복수의 수신기들에 의해서 제공된 로케이션 데이터를 저장할 수 있을 것이다. 이런 방식에서, 관심 대상인 영역 내의 복수의 펨토셀 기지국들을 위한 로케이션 영역 경계들의 적합한 위치 결정에 의해서, 그 관심 대상 영역을 통한 셀룰러 전화기의 이동이 추적될 수 있다.

펨토셀들은 최종 사용자에 의해서 설정된 폐쇄된 사용자 그룹을 구비하는 것이 보통이다. 그 폐쇄된 사용자 그룹 내 셀룰러 전화기들만이 그 펨토셀들에 관한 서비스를 얻을 수 있다. 이는 최종 사용자가 구매하는 것이 보통인 펨토셀이 지나가는 다른 사용자들로부터의 트래픽을 운반하지 않고 그 구매자에 전용이도록 남아있는 것을 보장하기 위해서 행해진다. 이는 다음에는 최종 사용자 구매자의 인터넷 연결이 지나치게 활용되는 것을 방지한다.

펨토셀 기지국의 위치 결정은 보통은 최종 사용자에 의해서 수행되지만, 하나 또는 그 이상의 펨토셀 기지국들은 고의로 위치가 정해질 수 있으며 그래서 그것들 각각의 로케이션 영역 경계들이 원하는 방식으로 위치가 정해지도록 한다. 본 발명의 몇몇의 실시예들에서, 연관된 로케이션 영역 경계의 위치를 정하는 것을 더 잘 제어하는 것을 허용하기 위해 펨토셀 기지국의 커버리지 영역을 조절하는 수단이 제공된다.

본 발명은 쇼핑 센터 또는 공항과 같은 한정된 관심 대상 영역을 통해서 셀룰러 전화기가 이동하는 것을 추적하기 위해 특히 유용하다.

본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.

본 발명의 다양한 예시적인 실시에들은 첨부된 도면들을 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 첫 번째 실시예에 따른 셀룰러 전화기, 펨토셀 기지국 시스템 그리고 로케이션 시스템을 개략적으로 보여주는 블록 도면이다.
도 2는 첫 번째 펨토셀로부터 두 번째 펨토셀로 이동하는 셀룰러 전화기를 도시한 블록 도면이다.
도 3은 펨토셀 기지국을 포함하여 로케이션 업데이트 절차에서 수행된 시그날링의 간략화 된 부분집합을 보여주는 테이블이다.
도 4a는 펨토셀 기지국의 커버리지 영역을 수정하기 위한 반사 표면과 함께 펨토셀 기지국을 보여준다.
도 4b는 슬롯이나 개구 (aperture) 안테나로서 행동하는 슬롯을 구비한 차폐 케이스에 넣어진 펨토셀 기지국을 보여준다.
도 4c는 차폐 케이스 외부의 안테나에 연결된 케이스 내부의 안테나와 함께 차폐 케이스 내에 그 전체가 넣어진 펨토셀 기지국을 보여준다.

도 1에서 보이는 것처럼, 본 발명의 실시예에서 통상적인 펨토셀 기지국 (1)은 그 펨토셀 기지국 (1)의 일부를 형성하는 안테나 (2)를 경유하여 무선 통신 네트워크로부터 가입자의 셀룰러 전화기 (5)로 신호들을 전송하고 그리고 그 전화기로부터 무선 통신 네트워크로 신호들을 수신한다. 상기 펨토셀 기지국 (1)은 인터넷 (3)을 경유하여, 예를 들면, 통상적인 소비자 브로드밴드 연결을 경유하여 상기 무선 통신 네트워크의 코어 네트워크 그리고 연관된 관리 시스템들 (4)로 연결된다. 이 실시예에서, 상기 무선 통신 네트워크는 전통적인 지상 셀룰러 네트워크이며 그리고 상기 펨토셀 (1), 상기 코어 네트워크 (4) 그리고 상기 인터넷 (3)의 동작은 통상적인 동작으로부터 변경되지 않으며 따라서 본 발명은 무선 통신 네트워크의 동작에 전혀 영향을 주지 않는다.

이 실시예에서, 상기 펨토셀 기지국 (1)은 독립적인 모니터링 기기 (7)와 함께 설치된다. 상기 모니터링 기기 (7)는 업링크 메시지들을 단지 수신하고 프로세싱하도록 변경된 또는 상기 셀룰러 전화기 (5)로부터의 전송들을 수신하고 디코딩할 수 있는 어떤 다른 기기로 동등하게 대체된 펨토셀일 수 있다. 상기 모니터링 기기 (7)의 동작은 상기 무선 통신 네트워크의 동작과는 독립적이며, 그리고 상기 모니터링 기기 (7)와 상기 무선 통신 네트워크의 코어 네트워크 (4) 사이에는 어떤 데이터도 전달되지 않는다.

상기 모니터링 기기 (7)는 자기 자신의 안테나 (6)에 연결되며, 이 안테나는 유사한 (반드시 동일할 필요는 없음) 영역 내에서 참조번호 2의 안테나로 전송된 신호들을 수신한다. 실제로, UMTS와 같은 동일한 주파수 시스템들의 업링크 채널들 상에서 상이한 분리 코드들 또는 스크램블링 코드들을 사용하기 때문에, 여러 펨토셀들 (1)로부터 데이터를 수집하고 그리고 어느 펨토셀 (1)이 상기 분리 코드를 기반으로 하여 로케이션 업데이트 절차를 수행했는가를 판별하기 위해서 하나의 모니터링 기기 (7)를 사용하는 것이 가능하다.

상기 모니터링 기기 (7)는 안테나 (6)에 연결되며 그리고 전송된 신호들을 탐지하는 수신기 회로 (8), 그리고 셀룰러 전화기 (5)를 위한 신원 정보를 추출하기 위해서 상기 탐지된 신호들을 프로세싱하는 프로세서 (9)를 또한 포함한다. 이 실시예에서, 상기 모니터링 기기 (7)는 네트워크 (10)를 경유하여 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)에 연결되며, 이 네트워크는 인터넷 또는 사설의 로컬 영역 네트워크일 수 있다. 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)의 동작은 상기 무선 통신 네트워크의 동작과는 또한 독립적이며, 그리고 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)과 상기 무선 통신 네트워크의 코어 네트워크 (4) 사이에는 어떤 데이터도 전달되지 않는다.

보통의 동작에서, 상기 펨토셀 기지국 (1)은 자신의 커버리지 영역에 진입하는 모든 셀룰러 전화기들이 로케이션 업데이트를 수행하는 것을 트리거하기 위해서 상이한 로케이션 영역 코드를 상기 무선 통신 네트워크의 주변의 기지국들로 전송한다. 결과적으로, 셀룰러 전화기 (5)가 펨토셀 기지국 (1)의 범위 내로 들어올 때에, 상기 셀룰러 전화기는 상기 펨토셀 기지국 (1)으로 로케이션 업데이팅 요청 (LOCATION UPDATING REQUEST) 메시지를 전송한다. 이 실시예에서, 이후에서 더욱 상세하게 설명될 것과 같이, 상기 펨토셀 기지국 (1)은 아주 적은 셀룰러 전화기들로 구성된 또는 셀룰러 전화기들이 없는 폐쇄된 사용자 그룹을 가지도록 세팅되며, 로케이션 업데이팅 요청을 수신한 다음에 상기 펨토셀 기지국 (1)은 로케이션 업데이팅 거절 (LOCATION UPDATING REJECT) 메시지를 송신하고 그리고 모바일의 다음의 음성 및 데이터 호들이, 상기 펨토셀 기지국 (1)이 아니라 더 넓은 무선 통신 네트워크의 기지국들을 사용하여 수행된다.

본 발명에 따라서, 상기 모니터링 기기 (7)는 상기 셀룰러 전화기 (5)로부터의 로케이션 업데이팅 요청 메시지를 탐지하고, 그리고 상기 셀룰러 전화기 (1)의 신원 및 상기 메시지 수신 시각을 기입하고, 이는 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)으로 송신되어 저장된다. 이 방식에서, 특정 시각에서의 상기 셀룰러 전화기 (1)의 위치가 판별되고 그리고 저장된다.

도시를 용이하게 하기 위해서, 도 1에서 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)은 단일의 모니터링 기기 (7)와 연결된 것으로 보여진다. 그러나, 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)은 각각의 모니터링 기기가 하나 또는 그 이상의 펨토셀들의 각 그룹으로 전송된 그리고 그 각 그룹으로부터 전송된 신호들을 모니터하는 다중의 모니터링 기기들에 연결될 수 있을 것이다. 예를 들면, 도 2는 인터넷을 경유하여 오퍼레이터 네트워크에 연결된 펨토셀 기지국을 각각 포함하는 두 개의 서브-시스템들 (21, 23)을 보여준다 (연결은 도시되지 않음). 각 서브-시스템 (21, 23)은 로컬 영역 네트워크 (25)를 경유하여 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)에 연결된 독립적인 모니터링 기기를 또한 포함한다. 첫 번째 서브-시스템 (21)의 펨토 기지국의 커버리지 영역 (27)의 경계에 접근하는 셀룰러 전화기 (5)는 상기 첫 번째 서브-시스템 (21)의 모니터링 수신기에 의해서 모니터되는 로케이션 업데이팅 절차를 개시하기 위해서 로케이션 업데이팅 요청 (LOCATION UPDATING REQUEST)을 송신하며, 그리고 상기 셀룰러 전화기 (5)의 신원 그리고 그 셀룰러 전화기 (5)가 통신하고 있는 펨토셀 기지국의 신원과 함께 시각이 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)에 기록된다. 상기 셀룰러 전화기 (5)가 두 번째 서브-시스템 (23)의 펨토 기지국의 커버리지 영역 (29)의 경계에 이어서 접근할 때에, 상기 셀룰러 전화기 (5)는 다른 로케이션 업데이팅 절차를 개시하기 위해서 로케이션 업데이팅 요청을 송신하며, 그리고 상기 셀룰러 전화기의 신원 그리고 그 셀룰러 전화기 (5)가 통신하고 있는 펨토셀 기지국의 신원과 함께 시각이 상기 관리 및 데이터 로깅 시스템 (11)에 기록된다.

기록된 모바일 가입자 신원들을 비교하고 그리고 그것들이 동일한 가입자로부터 온 것이라는 것을 결정함으로써, 상기 시스템 (11)은 상기 셀룰러 전화기 (5)의 움직임을 추적할 수 있고 그리고 한 셀의 경계로부터 다른 셀의 경계로 이동하기 위해서 상기 셀룰러 전화기 (5)에 의해서 취해진 시간을 결정할 수 있다. 상기 관리 시스템 (11)으로 연결된 모니터링 기기 (7)의 개수는 추적된 로케이션들의 개수가 증가함에 따라 더 증가될 수 있을 것이다.

상기 펨토셀 기지국 (1), 유사하게는 상기 모니터링 기기 (7)가 셀룰러 전화기 (5)의 신원을 결정하는 방식이 도 3을 참조하여 이제 설명될 것이다. 도 3에 도시된 것처럼, 상기 셀룰러 전화기 (도 3에서는 모바일 (Mobile) 그리고 MS로 언급된다)가 상기 펨토셀 기지국 (도 3에서 BTS/노드B로서 언급된다)의 로케이션 영역에 진입한 이후에, 상기 셀룰러 전화기 (3)는 채널을 요청하고 그리고 상기 펨토셀 기지국은 그 채널을 할당한다. 그러면 상기 셀룰러 전화기 (5)는 펨토셀 기지국 (1)으로 로케이션 업데이팅 요청 (LOCATION UPDATING REQUEST)을 전송한다. 이 로케이션 업데이팅 요청 (LOCATION UPDATING REQUEST)은 로케이션 영역 코드 그리고 상기 셀룰러 전화기 (5)를 소유한 가입자에게 이전에 할당되었던 그리고 제한된 시간 구간에 대해서만 유효한 임시 모바일 가입자 식별자 (Temporary Mobile subscriber Identifier (TMSI))를 규정한다. TMSI들은 상기 셀룰러 전화기의 가입자에게 할당된 유일한 번호인 국제 모바일 가입자 신원 (International Mobile Subscriber Identity (IMSI))이 보안을 향상시키기 위해서 무선 통신 네트워크에게 전송될 필요가 있는 횟수를 줄이기 위해서 사용된다. IMSI는 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에게 잘 알려진 식별자이며, 그리고 첫 번째 6개 숫자로부터 모바일 국가 코드 (Mobile Country Code) 및 모바일 네트워크 코드를 결정하는 것이 가능하다. 이 값들은 가입자의 SIM 카드를 국가와 그리고 세계의 임의 장소의 네트워크에게 확인시킬 것이다. 풀 (full) IMSI가 세계적으로 단 한번만 사용되기 때문에, 이것은, 나머지 자리의 숫자들과 결합하여, 유일 식별자를 제공한다.

상기 셀룰러 전화기 (5)의 신원을 결정하기 위해서, 상기 펨토셀 기지국 (1), 그리고 유사하게는 상기 모니터링 기기 (7)는 상기 IMSI를 알 필요가 있다. 따라서, 도 3의 단계 5에서, 상기 펨토셀 기지국 (1)은 신원 요청 (IDENTITY REQUEST)을 상기 셀룰러 전화기 (5)에게 전송하여 그 셀룰러 전화기 (5)에 대한 가입자의 IMSI를 요청한다. 응답으로, 상기 셀룰러 전화기 (5)는 도 3의 단계 6에서 신원 응답 (IDENTITY RESPONSE)을 상기 펨토셀 기지국 (1)으로 전송하여 IMSI를 제공한다.

상기 펨토셀 기지국 (1)은 그러면 그 IMSI가 그 펨토셀에 대해 폐쇄된 사용자 그룹에 있는가를 체크한다. 그 IMSI가 폐쇄된 사용자 그룹 내에 있으면 도 3은 그러면 암호화된 채널을 셋업하고 그리고 새로운 TMSI를 상기 셀룰러 전화기의 가입자에게 할당하는 것을 옵션으로 포함하는 단계로 진행한다. 그러나, 상기에서 설명된 것처럼, 본 발명의 이 실시예에서 상기 폐쇄된 사용자 그룹 목록은 IMSI를 전혀 포함하지 않거나 또는 매우 소수의 IMSI들을 포함하며, 따라서 상기 펨토셀 기지국 (1)은 대부분의 로케이션 업데이팅 요청 (LOCATION UPDATING REQUEST)들을 부정할 것이다.

상기 펨토셀 기지국이 셀룰러 전화기의 가입자에 대한 IMSI를 판별하라는 요구는 유리하며, 이것이 상기 모니터링 기기 (7)로 하여금 상기 셀룰러 전화기를 불명료하게 확인하는 것을 허용하기 때문이다. 그러나, TMSI 그 자체는 유용한 신원 데이터이며 그리고 대안으로 상기 모니터링 기기는 TMSI 만을 추출할 수 있을 것이며, 또는 TMSI 그리고 IMSI를 추출할 수 있을 것이다.

상기에서 언급된 것처럼, IMSI를 전송하는 것에 관련한 보안의 염려가 있다. 이 실시예에서, 데이터베이스를 추적하는데 있어서 풀 IMSI를 활용하는 것과 연관된 잠재적인 보안 및 데이터 보호 문제들은, IMSI의 첫 번째 6자리를 제외한 모든 것을 낮은 충돌 비율을 가진 단-방향 비-가역적 해시를 통해서 혼란스럽게 하여 회피된다. 첫 번째 6자리들, 즉, 모바일 국가 코드 및 모바일 네트워크 코드를 유지하는 것은 동일한 응용들을 위해서 유용한 마케팅 정보를 제공한다.

수정 및 추가적인 실시예들

상기에서 설명된 실시예에서, 펨토셀 기지국의 커버리지 영역은 로케이션 업데이트하는 것이 수행되는 경계들을 결정한다. 더 큰 정밀도로 상기 로케이션을 결정하기 위해서, 전송하는 펨토셀 기지국의 커버리지 영역은 다양한 수단에 의해서 수정될 수 있다. 설명된 모든 수단을 이용하여, 오퍼레이터 장비 (즉, 상기 펨토셀 기지국)의 동작에는 어떤 조절도 필요하지 않다.

도 4a에서, 펨토셀 기지국 (1)은, 수정되지 않은 펨토셀 기지국 (1)의 커버리지 영역보다 더 날카로운 윤곽의 가장자리를 가진 제한된 영역으로 상기 펨토셀 기지국 (1)으로부터의 방사 (radiation)를 향하게 하기 위한 형상을 한, 반사 표면 (31)으로 둘러싸인다. 상기 반사 표면 (31)의 형상은 본 발명의 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 다양한 방식으로 조절될 수 있으며, 예를 들면, 상기 방사가 제한된 영역으로 실질적으로 아래로 향하게 하기 위해서 코너 반사경을 형성하는 세 개의 수직의 전도성 시트들을 사용할 수 있다.

도 4b에서, 상기 펨토셀 기지국 (1)은 슬롯 (35)을 통해서 지나가도록 허락된 것을 제외한 상기 펨토셀 기지국으로부터의 모든 방사를 포함하는 차폐된 케이스 (33) 내에 싸여 있으며, 상기 슬롯의 크기 및 모습은 슬롯 또는 개구 (aperture) 안테나로서 행동하도록 설계되며 그리고 그럼으로써 우선적인 방사 특성들을 가지도록 설계된다.

도 4c에서, 상기 펨토셀 기지국 (1)은 차폐 케이스 (37) 내에 완전히 싸여 있다. 전도성 프로브 (39)는 상기 펨토셀 기지국 (1)으로의 그리고 펨토 기지국으로부터의 방사를 최대로 수신하고 그리고 전송하기 위해서 선택된 위치, 크기 및 모습을 가지고 상기 차폐 케이스에 삽입된다. 상기 프로브 (39)는 케이블 (43)로의 연결을 허락하는 커넥터 (41)로 연결된다. 상기 케이블 (43)은 그러면 상기 오퍼레이터 펨토셀 (1)에 의해서 구성된 로케이션 영역을 제어하기 위한 우선적인 속성들을 가지는 임의의 표준의 안테나 또는 안테나 시스템에 연결될 수 있다.

셀룰러 전화기가 복수의 펨토셀 기지국들 중 어느 것과 통신하는가를 결정하기 위해서, 상기에서 설명된 것처럼, 스크램블링 코드 또는 분리 코드 (separation code)가 사용될 수 있을 것이다. 본 발명의 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들은, 예를 들면, 채널화 코드 또는 셀 글로벌 신원 코드 (cell global identification code)를 이용하는 다른 기술들이 가능하다는 것을 인정할 것이다.

본 발명의 실시예에서, 상기 모니터링 기기 (7)는 수신 범위 내의 하나 또는 그 이상의 펨토셀 기지국들 (1)의 (채널 번호 및 스크램블링 코드들과 같은) 구성을 모니터하며, 그리고 하나 또는 그 이상의 펨토셀 기지국들로의 그리고 그 기지국으로부터의 통신을 모니터하기 위해서 스스로-설정한다. 이는, 펨토셀 기지국이 부속된 무선 통신 네트워크 의해서 모니터되고 있는 그 펨토셀 기지국의 동작에서의 독립적으로-제어된 변화들에 적응할 수 있을 간단하고 그리고 고도로 효율적인 모니터링 네트워크를 용이하게 한다.

상기 설명된 실시예에서, 회선-교환 (circuit-switched) 네트워크 내 상이한 로케이션 영역 코드들 사이의 경계들이 사용된다. 대안으로, GSM/GPRS 그리고 UMTS의 회선 교환 (Circuit Switching) 환경에서 LAC 및 로케이션 영역 업데이트를 위한 패캣 교환 (Packet Switching) 환경에서 라우팅 영역 코드 (Routing Area Code (RAC)) 그리고 라우팅 영역 업데이트를 대체하는 것은 완전하게 동작할 수 있는 해결책이다. CDMA와 같은 네트워크들에 대해서, 영역 식별자 (Area Identifier (AID)) 그리고 모바일 신원 번호 (Mobile Identification Number (MIN))는 LAC 및 IMSI에 동등하게 대응할 수 있을 것이다. 다른 적합한 모습의 모바일 신원 번호는 IMEI, 또는 전자적인 일련 번호 또는 상기 펨토셀에 의해서 요청되고 그리고 상기 셀룰러 전화기에 의해서 전송된 어떤 다른 신원일 수 있다.

비록 상기 설명된 실시예가 셀룰러 전화기들 (때로는 모바일 전화기들로서도 언급된다)을 언급하지만, 본 발명이 속한 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자들은 본 발명은 다른 유형의 모바일 통신 기기, 예를 들면, 개인용 디지털 보조 장치들 (personal digital assistants (PDAs)), 랩탑 컴퓨터들, 모바일 브로드밴드 USB 동글들 등의 위치를 판별하기 위해서 사용될 수 있을 것이다.

Claims

모바일 통신 기기 (5)의 위치를 정하기 위한 로케이션 (location) 시스템으로서,
상기 모바일 통신 기기는 무선 신호들을 이용하여 통신 네트워크와 통신하도록 동작할 수 있으며, 상기 로케이션 시스템은:
상기 모바일 통신 기기 (5) 그리고 상기 통신 네트워크의 일부를 형성하는 기지국 (1) 사이에서 전송된 무선 신호를 탐지하도록 동작 가능한 수신기 (8);
상기 모바일 통신 기기 (5)용의 신원 정보를 추출하기 위해서 상기 탐지된 무선 신호를 프로세싱하기 위한 수단 (9); 및
상기 기지국을 나타내는 정보와 연관하여 상기 신원 정보를 저장하기 위한 수단을 포함하며,
상기 프로세싱 수단 및 상기 저장 수단은 상기 통신 네트워크와는 독립적이어서, 상기 프로세싱 수단 (9)과 상기 통신 네트워크의 코어 네트워크 (4) 사이에는 어떤 데이터도 전달되지 않도록 하며 그리고 상기 저장 수단 (11)과 상기 통신 네트워크의 코어 네트워크 (4) 사이에는 어떤 데이터도 전달되지 않도록 하며, 그래서 상기 로케이션 시스템이 상기 통신 네트워크의 오퍼레이터를 결부시키지 않으면서 구현될 수 있도록 하는, 로케이션 시스템.
제1항에 있어서,
상기 저장 수단은 상기 기지국 그리고 타임 스탬프를 나타내는 데이터와 연관하여 상기 신원 정보를 저장하도록 구성된, 로케이션 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 프로세싱 수단은 로케이션 코드 (location)를 운반하는 상기 기지국에 의한 메시지 브로드캐스트에 응답하여 상기 모바일 통신 기기에 의해서 송신된 메시지로부터 상기 모바일 통신 기기용의 신원 정보를 추출하도록 구성된, 로케이션 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 수신기는 상기 모바일 통신 기기 그리고 복수의 상이한 기지국들 사이에서의 무선 신호들을 탐지하도록 동작할 수 있는, 로케이션 시스템.
제4항에 있어서,
상기 복수의 상이한 기지국들은 상이한 통신 네트워크 오퍼레이터들을 위한 기지국들을 포함하는, 로케이션 시스템.
제4항에 있어서,
상기 프로세싱 수단은 상기 무선 신호와 연관된 기지국을 상기 무선 신호를 위해서 사용된 스크램블링, 채널화, 분리 (separation) 또는 셀 글로벌 식별 (cell global identity code) 코드로부터 결정하도록 동작할 수 있는, 로케이션 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로케이션 시스템은 펨토셀 기지국을 더 포함하며,
이 경우 상기 수신기는 상기 모바일 통신 기기와 상기 펨토셀 기지국 사이에서 전송된 무선 신호를 탐지하도록 동작 가능한, 로케이션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 수신기 및 상기 펨토셀 기지국은 공통의 안테나를 구비한, 로케이션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 펨토셀 기지국은 상기 펨토셀 기지국에 의해서 제공된 원거리 통신 서비스들을 사용하도록 허락된 모바일 통신 기기들의 폐쇄된 목록을 구비하며, 그리고
상기 저장 수단은 상기 폐쇄된 목록 내에 포함되지 않은 모바일 통신 기기들에 대응하는 신원 정보를 저장하도록 동작할 수 있는, 로케이션 시스템.
제7항에 있어서,
상기 로케이션 시스템은 상기 펨토셀 기지국의 커버리지 영역을 조절하기 위한 수단을 더 포함하는, 로케이션 시스템.
제10항에 있어서,
상기 조절 수단은 상기 커버리지 영역을 축소하기 위해서 적어도 부분적 흡수성 재질로 상기 펨토셀 기지국을 부분적으로 둘러싸기 위한 수단을 포함하는, 로케이션 시스템.
제10항에 있어서,
상기 조절 수단은 상기 펨토셀 기지국으로부터의 무선 신호들을 제한된 영역으로 반사하기 위한 수단을 포함하는, 로케이션 시스템.
제10항에 있어서,
상기 조절 수단은 상기 펨토셀 기지국을 에워싸기 위한 케이스를 포함하며,
이 경우 상기 케이스는 상기 펨토셀 기지국으로부터의 무선 신호들을 제한된 영역으로 향하게 하도록 구성된 개구 (aperture)를 포함하는, 로케이션 시스템.
제10항에 있어서,
상기 조절 수단은:
상기 펨토셀 기지국을 에워싸기 위한 케이스로서, 상기 펨토셀 기지국으로부터 무선 신호들을 수신하고 그리고 상기 펨토셀 기지국으로 무선 신호들을 전송하기 위한 전도성 프로브를 포함하는 케이스; 그리고
상기 케이스의 외부로부터 상기 전도성 프로브로 연결 가능한 안테나 시스템을 포함하며,
상기 안테나 시스템은 상기 펨토셀 기지국의 커버리지 영역과는 상이한 커버리지 영역을 제공하도록 동작할 수 있는, 로케이션 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 로케이션 시스템은, 각각이 모바일 통신 기기와 적어도 하나의 펨토 셀 기지국 사이의 무선 신호들을 탐지하도록 동작할 수 있는 복수의 수신기들을 포함하며,
상기 프로세싱 수단은 상기 복수의 수신기들에 의해서 탐지된 무선 신호들을 프로세싱하기 위한 수단을 포함하며, 그리고
상기 저장 수단은 인출된 신원 정보를, 대응하는 펨토셀 기지국 및 타이밍 정보를 나타내는 데이터와 연관하여, 상기 수신기들 모두에 공통인 데이터베이스에 저장하도록 구성된, 로케이션 시스템.
무선 신호들을 이용하여 통신 네트워크와 통신하는 모바일 통신 기기 (5)의 위치를 정하는 방법으로서,
상기 방법은:
상기 모바일 통신 기기 (5)와 기지국 (1) 사이에서 전송된 무선 신호들을 탐지하고 그리고 상기 무선 신호들에 의해서 운반된 모바일 통신 기기 (5)용의 신원 정보를 인출하는 단계; 및
상기 기지국 (1)과 연관된 로케이션을 나타내는 데이터와 연관하여 상기 신원 정보를 상기 통신 네트워크와 독립적인 데이터베이스 (11)에 저장하여, 상기 데이터베이스 (11)와 상기 통신 네트워크의 코어 네트워크 (4) 사이에는 어떤 데이터도 전달되지 않도록 하며, 그래서 상기 방법이 상기 통신 네트워크의 오퍼레이터를 결부시키지 않으면서 구현될 수 있도록 하는 단계를 포함하는, 방법.
제16항에 있어서,
상기 기지국은 펨토셀 기지국이며 그리고
상기 방법은 상기 펨토셀 기지국의 위치를 정하는 단계를 더 포함하여,
상기 펨토셀 기지국용의 로케이션 영역 (location area) 경계가 원하는 위치에 있도록 하는, 방법.
제17항에 있어서,
상기 펨토셀 기지국은 상기 펨토셀 기지국에 의해서 제공된 원거리 통신 서비스들을 이용할 것이 허용된 모바일 통신 기기들의 폐쇄된 목록을 구비하며, 그리고
상기 저장하는 것은 상기 폐쇄된 목록에 포함되지 않은 모바일 통신 기기들에 대응하는 신원 정보를 저장하는 것을 포함하는, 방법.
제17항 또는 제18항에 있어서,
상기 펨토셀 기지국은 로케이션 코드를 운반하는 무선 신호를 브로드캐스트하며, 그리고 상기 신원 정보는 상기 로케이션 코드를 운반하는 상기 무선 신호에 응답하여 송신된 무선 신호로부터 인출되는, 방법.