KR20020067973A - 이동 단말 위치 계산 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

2 이하의 기지국으로부터의 신호밖에 위치 계산에 이용할 수 없는 영역에서도 이동 단말 위치의 계산을 가능하게 하여, 위치 정보 서비스의 서비스 영역을 확대하여 이용 편의성을 향상시킨다. 위치 계산에 사용 가능한 기지국 수가 3 이상인 경우에는 삼각 측량에 의한 위치 계산을 행한다. 사용 가능한 기지국 수가 2 또는 1인 경우를 위해서, 각각 2 기지국용 위치 계산 방법 및 1 기지국용 위치 계산 방법을 설정하여 두고, 사용 가능한 기지국 수에 맞게 그 중의 하나를 선택하여 위치 계산에 사용한다.

Description

이동 단말 위치 계산 장치 및 그 방법{EQUIPMENT AND METHOD FOR THE CALCULATION OF MOBILE HANDSET POSITION}
본 발명은 무선 신호를 이용하여 현재 위치를 측정하는 장치에 관한 것이다.
특개평 7-181242호 공보는 셀룰러 전화의 신호를 이용하여 이동 단말의 현재 위치를 산출하는 방법을 개시하고 있다. 이 공보에 개시된 이동 단말의 현재 위치 측정 방법을 이하에 설명한다. 이동 단말은 3개의 셀룰러 전화 기지국으로부터 송신된 신호를 수신한다. 이 수신 신호를 바탕으로, 이동 단말은 각 기지국으로부터의 신호의 전파 시간차를 산출한다. 이동 단말은 상기 전파 시간차를 이용하여, 삼각 측량의 원리에 의해 현재 위치를 산출한다.
휴대 전화 기지국의 아주 가까운 곳이나 휴대 전화 기지국의 수가 적은 교외나 산간부에서는, 이동 단말 위치에서 위치 측정 가능한 수신 품질을 충족시키는 휴대 전화 기지국의 수가 감소한다. 이에 따라, 위치 계산에 이용할 수 있는 수신 품질을 충족시키는 기지국 수가 2 이하로 되어, 위치 계산에 최저로 필요한 3개의 기지국으로부터의 신호를 이용할 수 없게 된다. 이 때문에, 삼각 측량을 이용한 종래의 방법으로는 이동 단말의 현재 위치를 계산하는 것이 불가능해진다. 이에 따라, 2개 이하의 기지국으로부터의 신호로밖에 위치 계산에 이용할 수 없는 영역에서는 위치 정보를 이용한 서비스를 받지 못하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 2개 이하의 기지국으로부터의 신호밖에 위치 계산에 이용할 수 없는 경우에도, 이동 단말의 현재 위치를 계산함으로써 위치 정보 서비스의 서비스 영역을 확대할 수 있는 이동 단말 위치 계산 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명을 실시하는 장치 구성도.
도 2는 위치 계산부(400)의 동작 흐름도.
도 3은 2 기지국용 위치 계산 단계 421을 실현하는 구성의 제1 예.
도 4는 2 기지국용 위치 계산 단계 421을 실현하는 구성의 제2 예.
도 5는 2 기지국용 위치 계산 단계 421을 실현하는 구성의 제3 예.
도 6은 1 기지국용 위치 계산 단계 431을 실현하는 구성의 제1 예.
도 7은 1 기지국용 위치 계산 단계 431을 실현하는 구성의 제2 예.
도 8은 주변 점포 정보 서비스의 경우의 위치 정보 이용부(500)의 동작.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 안테나
101 : 신호 수신부
102 : 셀룰러 수신 신호
103 : 위치 계산 정보 생성부
104 : 위치 계산 정보
105 : 사용 기지국 선택부
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 측면에 따른 이동 단말 위치 계산 장치는 위치 계산에 사용 가능한 기지국의 수를 산출하고, 그 기지국의 수가 3 이상인 경우에는 삼각 측량에 의한 위치 계산을 행하고, 그 기지국의 수가 2인 경우에는 2 기지국용 위치 계산 방법에 의한 위치 계산을 행하고, 그 기지국의 수가 1인 경우에는 1 기지국용 위치 계산 방법을 이용하여 위치 계산을 행한다. 또한, 위치 계산에 사용 가능한 기지국의 수에 맞추어서 이동 단말 보유자에게 제공하는 정보를 제어한다.
구체적인 위치 계산 방법에 대해서는, 이후에 보다 상세하게 설명한다. 이들 처리나 계산은 소프트웨어에 기초하여 프로세서로 실행되어도 되며, 전용 하드웨어를 이용해도 된다. 본원 발명의 대상은 이후에 도면을 참조하여 상세하게 설명하는 순서 그 자체, 이를 위한 하드웨어 및 소프트웨어를 포함한다.
본 발명을 실시하는 장치의 구성을 도 1에 도시한다. 신호 수신부(101)는 안테나(100)에 의해 수신된 셀룰러 신호에 대응한 고/중간 주파수에서의 수신 처리, 기저 대역 신호의 복조 처리를 행하여, 셀룰러 수신 신호(102)를 작성한다.
위치 계산 정보 생성부(103)는 셀룰러 수신 신호(102)에 기초하여 위치 계산에 필요한 위치 계산 정보(104)를 생성하여, 사용 기지국 선택부(105)로 출력한다.여기서, 위치 계산에 필요한 정보로서는, 예를 들면 각 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 수신 타이밍이나 각 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 수신 신호 품질 등을 들 수 있다. 수신 타이밍은, 예를 들면 정합 필터를 이용하여 수신 신호의 지연 프로파일을 작성함으로써 구할 수 있다. 수신 신호 품질은 상기 지연 프로파일의 상관치로부터 구할 수 있다.
사용 기지국 선택부(105)는 입력된 위치 계산 정보(104)를 바탕으로, 위치 계산에 사용 가능한 기지국을 선택하고, 선택된 기지국의 위치 계산 정보(106)를 기지국 수 산출부(200)와 위치 계산부(400)로 출력한다. 기지국 수의 선택 방법으로서는, 예를 들면 수신 신호의 신호 대 잡음 전력비가 사전에 정해진 임계치를 초과한 기지국만을 선택하는 방법을 이용하여도 무방하다.
기지국 수 산출부(200)는 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국 수를 카운트하고, 선택된 기지국 수(201)를 위치 계산 방법 제어부(300)로 출력한다.
위치 계산 방법 제어부(300)는 선택된 기지국 수(201)에 맞추어서 위치 계산부(400)에서의 위치 계산 방법을 제어하기 위한 제어 신호(301)를 위치 계산부(400)와 위치 정보 이용부(500)로 출력한다. 여기서 본 실시예에서는, 선택된 기지국 수(201)가 1인 경우에는 제어 신호(301)를 1로 하고, 선택된 기지국 수(201)가 2인 경우에는 제어 신호(301)를 2로 하며, 선택된 기지국 수(201)가 3 이상인 경우에는 제어 신호(301)를 3으로 한다.
위치 계산부(400)는 제어 신호(301)의 제어에 따라 위치 계산 방법을 선택하고, 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국의 위치 계산 정보(106)를 이용하여 이동 단말의 현재 위치를 산출하고, 그 위치 계산 결과(401)를 출력한다. 위치 계산부(400)의 동작 흐름을 도 2를 이용하여 설명한다. 위치 계산부(400)는 우선 제어 신호(301)가 「3」인지의 여부를 판정한다(단계 410). 제어 신호(301)가 「3」인 경우, 위치 계산부(400)는 삼각 측량에 의한 위치 계산을 행한다(단계 411). 제어 신호(301)가 「3」이 아닌 경우, 위치 계산부(400)는 제어 신호(301)가 「2」인지의 여부를 판정한다(단계 420). 제어 신호(301)가 「2」인 경우, 위치 계산부(400)는 2 기지국용 위치 계산 방법을 이용한 위치 계산을 행한다(단계 421). 단계 420에서의 판정에서 제어 신호(301)가 「2」가 아닌 경우, 즉 제어 신호(301)가 「1」인 경우, 위치 계산부(400)는 1 기지국용 위치 계산 방법을 이용한 위치 계산을 행한다(단계 431). 위치 계산부(400)는 제어 신호(301)에 따라 선택된 위치 계산 방법의 위치 계산 결과(412, 422, 432)를 위치 계산 결과(401)로서 출력한다(단계 440).
2 기지국용 위치 계산 단계 421의 구성의 제1 예를 도 3에 도시한다. 본 예에서는, 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국의 위치 계산 정보(106) 중, 제1 및 제2 기지국 위치 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)가 위치 계산에 사용된다. 기지국 위치 평균화부(600)는 상기 위치 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)의 X 성분 및 Y 성분 각각의 평균값을 산출하여 이동 단말 위치 (X, Y)로서 출력한다.
2 기지국용 위치 계산 단계 421의 구성의 제2 예를 도 4에 도시한다. 본 예에서는 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국의 위치 계산 정보(106) 중,제1 및 제2 기지국 위치 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)와, 제1 및 제2 기지국으로부터의 수신 신호의 수신 품질 W1및 W2가 위치 계산에 사용된다. 여기서 본 실시예에서는 수신 신호의 수신 품질로서, 신호 대 잡음 전력비 SNR을 이용한다. 그 밖에도, 수신 품질로서, 예를 들면 수신 신호의 수신 전력을 이용해도 된다. 기지국 위치 가중치 부여 평균화부(600)는 상기 위치 (X1, Y1) 및 (X2, Y2)의 X 성분 및 Y 성분 각각을, 수신 품질 W1및 W2를 가중치로 하여 평균한 가중치 부여 평균값을 산출하고, 그 결과를 이동 단말 위치 (X, Y)로서 출력한다.
2 기지국용 위치 계산 단계 421의 구성의 제3 예를 도 5에 도시한다. 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국의 위치 계산 정보(106)는 삼각 측량 계산부(602)와 기지국 정보 보유부(603)에 입력된다. 기지국 정보 보유부(603)는 과거의 위치 계산에서 사용한 위치 계산 정보를 보유하고 있다. 본 예에서는, 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국은 제1 기지국과 제2 기지국의 2국으로, 삼각 측량을 행하기 위해서는 1국의 기지국이 부족하다. 그래서, 사용 기지국 보유부(603)는 과거의 위치 계산에서 사용한 위치 계산 정보 중, 상기 제1 기지국 및 제2 기지국과는 다른 제3 기지국의 위치 계산 정보(604)를 선출하여, 삼각 측량 계산부(602)로 출력한다. 여기서 제3 기지국의 선출 방법으로서는, 예를 들면 현재에 가장 가까운 시점에서 위치 계산에 사용된 기지국 중, 제1 기지국 및 제2 기지국과 다른 기지국을 선출하면 된다. 또한 이러한 기지국이 복수개 존재하는 경우에는, 예를 들면 그 중에서 가장 수신 품질이 좋은 것을 선출하면 된다. 삼각 측량 계산부(602)는 사용 기지국 선택부(105)로부터 입력되는 제1 및 제2 기지국의 위치 계산 정보 E1 및 E2와, 기지국 정보 보유부(603)로부터 입력되는 제3 기지국의 위치 계산 정보 E3을 이용하여, 삼각 측량의 원리에 의한 위치 계산을 행하고 그 결과를 이동 단말 위치(422)로서 출력한다.
1 기지국용 위치 계산 단계 431의 구성의 제1 예를 도 6에 도시한다. 본 예에서는 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 제1 기지국의 위치 계산 정보(106) 중, 제1 기지국 위치 (X1, Y1)이 위치 계산에 사용된다. 기지국 위치 출력부(700)는 상기 위치 (X1, Y1)을 그대로 이동 단말 위치 (X, Y)로서 출력한다.
1 기지국용 위치 계산 단계 431의 구성의 제2 예를 도 7에 도시한다. 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국의 위치 계산 정보 E1(106)은 삼각 측량 계산부(701)와 기지국 정보 보유부(702)에 입력된다. 기지국 정보 보유부(702)는 과거의 위치 계산에서 사용한 위치 계산 정보를 보유하고 있다. 본 실시예에서는 사용 기지국 선택부(105)에서 선택된 기지국은 제1 기지국만의 1국으로, 삼각 측량을 행하기 위해서는 2국의 기지국이 부족하다. 그래서, 사용 기지국 보유부(702)는 과거의 위치 계산에서 사용한 위치 계산 정보 중, 상기 제1 기지국과는 다른 제2 기지국 및 제3 기지국의 위치 계산 정보 E2 및 E3(703)을 선출하여, 삼각 측량 계산부(701)로 출력한다. 여기서 제3 기지국의 선출 방법으로서는, 예를 들면 현재에 가장 가까운 시점에서 위치 계산에 사용된 기지국 중, 제1 기지국과 다른 2개의 기지국을 선출하면 된다. 또한 이러한 기지국이 복수개 존재하는 경우에는, 예를들면 그 중에서 가장 수신 품질이 좋은 2개의 기지국을 선출하면 된다. 삼각 측량 계산부(701)는 사용 기지국 선택부(105)로부터 입력되는 제1 기지국의 위치 계산 정보 E와, 기지국 정보 보유부(702)로부터 입력되는 제2 및 제3 기지국의 위치 계산 정보 E2 및 E3을 이용하여, 삼각 측량의 원리에 의한 위치 계산을 행하고 그 결과를 이동 단말 위치(432)로서 출력한다.
위치 정보 이용부(500)는 입력된 위치 계산 결과(401)와 제어 신호(301)를 이용하여, 주변 점포 정보나 경로 안내 등의 위치 정보를 이용한 서비스를 이동 단말 보유자에게 제공한다.
위치 정보를 이용한 서비스로서 주변 점포 정보를 제공하는 경우의 위치 정보 이용부(500)의 동작을 도 8에 도시한다. 위치 계산 결과(401)가 현재 위치로서 위치(800)를 나타내고 있다고 가정한다. 우선 제어 신호(301)가 「3」인 경우를 설명한다. 이 경우, 위치 계산에 사용된 기지국 수는 3국 이상으로, 위치 계산 결과(400)의 정밀도는 양호하다고 생각된다. 이 경우, 위치 정보 이용부(500)는 이동 단말 보유자에게 주변 점포 정보로서, 영역(801) 내의 점포(810, 811)의 정보를 제공한다. 다음에 제어 신호(301)가 「2」인 경우를 설명한다. 이 경우, 위치 계산에 사용된 기지국 수는 2국으로, 위치 계산 결과(400)의 정밀도는 제어 신호(301)가 「3」인 경우보다 나쁘다고 생각된다. 이 경우, 위치 정보 이용부(500)는 이동 단말 보유자에게 주변 점포 정보로서, 영역(801)보다 넓은 영역(802) 내의 점포(810, 811, 812)의 정보를 제공한다. 마지막으로 제어 신호(301)가 「3」인 경우를 설명한다. 이 경우, 위치 계산에 사용된 기지국 수는1국으로, 위치 계산 결과(400)의 정밀도는 제어 신호(301)가 「2」인 경우보다 더 나쁘다고 생각된다. 이 경우, 위치 정보 이용부(500)는 이동 단말 보유자에게 주변 점포 정보로서, 영역(802)보다 넓은 영역(803) 내의 점포(810, 811, 812, 813)의 정보를 제공한다.
이와 같이, 위치 정보 이용부(500)가 위치 측정 정밀도에 맞게 제공하는 점포 정보의 영역을 제어함으로써, 위치 측정 정밀도가 나쁜 경우에도, 이동 단말 보유자에게 주변 점포의 정보를 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따르면, 2개 이하의 기지국으로부터의 신호밖에 위치 계산에 이용할 수 없는 영역에서도, 이동 단말의 현재 위치를 계산할 수 있다. 이에 따라 위치 정보 서비스의 서비스 영역의 확대가 가능해진다. 또한, 위치 계산에 사용하는 기지국 수에 맞게, 이용자에게 제공하는 정보를 제어함으로써, 예를 들면 하나의 기지국밖에 위치 계산에 이용할 수 없어, 위치 측정 정밀도가 나쁜 경우에도, 이용자에게 유익한 정보를 제공할 수 있다. 이에 따라 위치 정보 서비스의 이용 편의성을 향상시킬 수 있다.

Claims (12)

  1. 셀룰러 전파를 이용하여 이동 단말 위치를 계산하는 장치에 있어서,
    셀룰러 전파를 수신하여 수신 신호를 작성하는 신호 수신부와,
    상기 수신 신호를 이용하여 위치 계산에 필요한 위치 계산 정보를 작성하는 위치 계산 정보 생성부와,
    상기 위치 계산 정보를 이용하여 위치 계산에 사용 가능한 기지국을 선택하는 사용 기지국 선택부와,
    상기 사용 기지국 선택부에 의해 선택된 기지국의 수를 산출하는 기지국 수 산출부와,
    상기 선택된 기지국의 수에 부합하여 위치 계산 방법을 제어하기 위한 위치 계산 방법 제어 신호를 작성하는 위치 계산 방법 제어부와,
    상기 위치 계산 방법 제어 신호에 부합한 위치 계산 방법을 이용하여, 상기 위치 계산 정보와 상기 사용 기지국 선택부에 의해 선택된 기지국 정보로부터 이동 단말 위치를 계산하는 위치 계산부와,
    상기 이동 단말 위치를 이용하여 이용자에게 정보를 제공하는 위치 정보 이용부를 포함하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 계산부는,
    상기 위치 계산 방법 제어부로부터 입력되는 상기 위치 계산 방법 제어 신호가 위치 계산에 사용 가능한 기지국 수가 3국 이상인 것에 대응하는 경우에는, 삼각 측량에 의한 위치 계산을 행하고,
    상기 위치 계산 방법 제어 신호가 위치 계산에 사용 가능한 기지국 수가 2국인 것에 대응하는 경우에는, 2 기지국용 위치 계산부를 이용하여 위치 계산을 행하며,
    상기 위치 계산 방법 제어 신호가 위치 계산에 사용 가능한 기지국 수가 1국인 것에 대응하는 경우에는, 1 기지국용 위치 계산부를 이용하여 위치 계산을 행하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 2 기지국용 위치 계산부는, 위치 계산에 사용 가능한 2개의 기지국의 위치의 평균값을 계산하고, 상기 평균값을 이동 단말 위치로서 출력하는 기지국 위치 평균화부를 구비하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 2 기지국용 위치 계산부는, 위치 계산에 사용 가능한 2개의 기지국의 위치를 각각의 기지국의 가중치로 가중치 부여한 가중치 부여 평균값을 계산하고, 상기 가중치 부여 평균값을 이동 단말 위치로서 출력하는 기지국 위치 가중치 부여 평균화부를 구비하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가중치 부여 평균화부는 가중치로서 각각의 기지국으로부터의 수신 신호의 신호 대 잡음 전력비의 함수를 이용하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 가중치 부여 평균화부는 가중치로서 각각의 기지국으로부터의 수신 신호의 수신 전력을 이용하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 2 기지국용 위치 계산부는,
    상기 위치 계산 정보를 보유하고 있고, 과거의 위치 계산에서 사용된 기지국 중, 상기 사용 기지국 선택부에 의해 선택된 제1 및 제2 기지국과는 다른 제3 기지국의 위치 계산 정보를 선택하여 출력하는 기지국 정보 보유부와,
    상기 제1, 제2 및 제3 기지국의 위치 계산 정보를 이용하여 삼각 측량에 의한 위치 계산을 행하는 삼각 측량 계산부를 구비하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 1 기지국용 위치 계산부는, 위치 계산에 사용 가능한 하나의 기지국의 위치를 이동 단말 위치로서 출력하는 기지국 위치 출력부를 구비하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 1 기지국용 위치 계산부는,
    상기 위치 계산 정보를 보유하고 있고, 과거의 위치 계산에 있어서 사용된 기지국 중, 상기 사용 기지국 선택부에 의해 선택된 제1 기지국과는 다른 제2 및 제3 기지국의 위치 계산 정보를 선택하여 출력하는 기지국 정보 보유부와,
    상기 제1, 제2 및 제3 기지국의 위치 계산 정보를 이용하여 삼각 측량에 의한 위치 계산을 행하는 삼각 측량 계산부를 구비하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 위치 정보 이용부는, 상기 이동 단말 위치에 부가하여 상기 사용 기지국 선택부에 의해 선택된 기지국의 수에 맞게 이용자에게 제공하는 정보를 제어하는 이동 단말 위치 계산 장치.
  11. 셀룰러 전파를 이용하여 이동 단말 위치를 계산하는 방법에 있어서,
    셀룰러 전파를 수신하여 수신 신호를 작성하고,
    상기 수신 신호를 이용하여 위치 계산에 필요한 위치 계산 정보를 작성하며,
    상기 위치 계산 정보를 이용하여 위치 계산에 사용 가능한 기지국을 선택하고,
    상기 위치 계산에 사용 가능한 기지국의 수를 산출하고, 상기 사용 가능한 기지국의 수에 부합하여 위치 계산 방법을 제어하기 위한 위치 계산 방법 제어 신호를 작성하며,
    상기 위치 계산 방법 제어 신호에 부합한 위치 계산 방법을 이용하여, 상기 위치 계산 정보와 상기 사용 기지국 선택부에 의해 선택된 기지국 정보로부터 이동 단말 위치를 계산하는 이동 단말 위치 계산 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 위치 계산 방법 제어 신호가 위치 계산에 사용 가능한 기지국 수가 3국 이상인 것에 대응하는 경우에는 삼각 측량에 의한 위치 계산을 행하고, 상기 위치 계산 방법 제어 신호가 위치 계산에 사용 가능한 기지국 수가 2국인 것에 대응하는 경우에는 2 기지국용 위치 계산 방법을 이용한 위치 계산을 행하고, 상기 위치 계산 방법 제어 신호가 위치 계산에 사용 가능한 기지국 수가 1국인 것에 대응하는 경우에는 1 기지국용 위치 계산 방법을 이용한 위치 계산을 행하는 이동 단말 위치 계산 방법.
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