KR20040052013A - Apparatus for measuring location using wireless communication network and method thereof - Google Patents
Apparatus for measuring location using wireless communication network and method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040052013A KR20040052013A KR1020020079731A KR20020079731A KR20040052013A KR 20040052013 A KR20040052013 A KR 20040052013A KR 1020020079731 A KR1020020079731 A KR 1020020079731A KR 20020079731 A KR20020079731 A KR 20020079731A KR 20040052013 A KR20040052013 A KR 20040052013A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mobile terminal
- measurement
- measurement frame
- frame
- base station
- Prior art date
Links
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 통신망, 예를 들면 이동통신망(IMT-2000등) 및 무선랜 통신망(WLAN)들을 이용하여 해당되는 통신망의 단말 기능과 연동하여 단말기 혹은 사용자의 지리적 위치를 정밀하게 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 위치기반통신서비스(LBS : Location Based Service)를 위한 사용자 기본 위치 정보를 망혹은 사용자에게 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 종래에 사용되는 GPS, LORAN-C 등 방식과는 다르게 통신망 자체의 기능과 정보만을 가지고 사용자 위치를 정밀하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제시한다.The present invention relates to an apparatus and method for precisely measuring the geographical location of a terminal or a user by using a communication network, for example, a mobile communication network (IMT-2000, etc.) and a wireless LAN communication network (WLAN). The present invention relates to providing basic user location information for a location based service (LBS) to a user or a user. The present invention provides an apparatus and method capable of precisely measuring a user's location using only the functions and information of the communication network itself, unlike the conventional methods such as GPS and LORAN-C.
본 발명이 속하는 기술 분야는 전파를 이용한 무선 자동 위치 측정 기술에 관한 것이다. 발명이 속하는 종래의 대표적 기술분야는 GPS(지피에스), LORAN(로란)등이 있다. 이들은 위성 혹은 전용 무선국에서 발사하는 전파에 내재된 정보들을 수신하여 전파 수신 지점의 위치를 측정하는 방식이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wireless automatic positioning technology using radio waves. Conventional technical fields to which the invention belongs are GPS (GPS), LORAN (Loran) and the like. They receive information embedded in radio waves emitted by satellites or dedicated radio stations and measure the location of radio wave reception points.
로란(LORAN)은 장거리 무선 항법시스템의 하나로 해상, 육상, 항공기 등의 폭넓은 이용범위와 높은 정확도로 위치 측정을 할 수 있는 시스템이며 LOng RAnge Navigation에서 유래되어 LORAN이라 한다. LORAN이 다른 시스템과 구별되는 주요원리는 펄스파를 발사하는 것이며 A, B, C, D와 같이 붙이는 것은 처음의 로란과 개발된 로란 사이의 다른점을 나타낸 것이다. 1940년 200마일거리에서 300m이내 정확도로 측정하는 장거리 정밀 항공 항법시스템이 하버드 대학 J.A. Pierce교수팀에 의해 제안되었다. 처음의 시스템은 발전되어 단파 2MHz LORAN-A로 운영되었으며 그 후 LF LORAN이라 불리는 저주파 로란시스템으로 발전되어 180kHz를 이용하는 주기정합로란 CYCLAN(후에 CYTAC으로 변경)은 최초의 자동화 항법 시스템이었다. LORAN-C시스템은 하나의 주국(Master Station)과 나머지는 종국(Secondary Station)으로 하는 최소3개국 이상(보통 4개국)으로 하나의 체인을 구성한다. 현재 전세계에는 우리나라가 운영하는 코리아 LORAN-C 체인을 포함하여 25개 체인(78개 송신국)이 운영되고 있다. 이용범위는 약1,200마일(2,200km)이며 이 범위 내에서 적합한 수신기를 갖춘 사용자는 전천후로 이용 가능하며 100kHz의 안정된 저주파 사용과 장거리 전파특성으로 여타 무선 항행 원조 장치에 비해 무선항법 시스템으로 우수성이 인정되고 있다. 일 예로 최근 널리 사용되고 있는 전세계 위치측정시스템인 GPS(Global Positioning System)와 비교하면 절대정도(Absolutely Accuracy)는 비슷하지만 반복정도(Repeatable Accuracy)가 좋아 특정지점의 추적. 접근 등 연근해 어업과 선박 항행용으로 유익하게 쓰이고 있으며 약 2200km 정도의 넓은 범위의 이용이 가능하므로 유럽 연합에서는 각 국의 협력으로 GPS 오차보정신호(Differential)를 기존 구축된 LORAN-C 시스템에 실어 보내는 EUROFIX 시스템으로 발전되고 있는 추세이다.Loran is a long-range radio navigation system that can measure position with high accuracy and wide range of use by sea, land, and aircraft. It is derived from LOng RAnge Navigation and is called LORAN. The main principle that LORAN distinguishes from other systems is that it emits pulse waves, and the addition of A, B, C, and D marks the difference between the original Loran and the developed Loran. In 1940, a long-range precision aviation navigation system with accuracy within 300 meters at 200 miles was produced by Harvard University J.A. It was proposed by the Pierce team. The first system was developed and operated with a shortwave 2MHz LORAN-A, then developed into a low-frequency Loran system called the LF LORAN. The LORAN-C system forms a chain of at least three countries (typically four), with one master station and the other as a secondary station. Currently, 25 chains (78 transmitting stations) are operating around the world, including Korea's LORAN-C chain. The range of use is about 1,200 miles (2,200km), and users with suitable receivers within this range are available all-weather, and the excellent low-frequency use of 100kHz and the long-range propagation characteristics make the radio navigation system superior to other radio navigation aids. It is becoming. For example, compared to GPS (Global Positioning System), a widely used global positioning system, the absolute accuracy is similar but the repeatability is good. It is useful for offshore fishing and ship navigation such as access, and it is available for a wide range of about 2200km. Therefore, the European Union sends GPS error correction signal (Differential) to existing LORAN-C system with cooperation of each country. It is developing into the EUROFIX system.
기본적으로 로란은 전파의 전파속도가 거의 불변이므로 2개의 동기된 송신국이 발사하는 전파의 도착 시간차 측정치에서 .쌍곡선 형태의 위치 차 괴적선(위치선(LOP: Line Of Postion))들의 공통 합점이 존재한다는 원리로 동작한다. 위치 측정에는 2개이상의 위치선의 교차점으로 가능하며 각 위치선의 시간차 측정은 주국과 종국간 동기되고 그들 간의 경과 시간의 측정으로 수신된 펄스 포락선(Pulse Envelope) 또는 싸이클 리딩엣지의 비교에 의해서 결정된다. 주국은 일정한 간격으로 송신하며 이러한 신호의 수신 후에 종국이 시작하며 서로 동기되어 있다. 연속하는 주국 신호사이의 지연시간은 커버리지내의 수신기가 주국의 다음 전송이 있기 전에 종국의 전송을 수신할 수 있도록 충분해야 된다. LORAN 체인은 보통 삼각형, 스타결선형, 사각형등의 송신국 배열로서 구성되며 이러한 각 구성은 시스템 커버리지 및 정확도에 서로 장단점을 갖고 있다. 여러가지 구성은 지정된 지역의 항행범위 계획을 고려하여야 하며 최적의 정확도를 얻을 수 있도록 배열을 결정하기 위하여 지상국들의 구성간에 방사오차, 지리학 또는 기하학의 수학적 상관관계를 고려하여 개선하는 것이 바람직하다. 체인은 쌍곡선으로 형성되는 위치선들을 갖게 되며 위치선은 송신국으로부터 발사되어온 펄스 도착 시간의 차이에서 형성된다. 송신국들 중 주국(Master station)이 펄스를 먼저 발사하고 다른 송신국들은 종국(Secondary Station)이 되어 주국에 동기되어 정해진 시간차를 갖고 차례로 펄스를 발사한다. 위치선은 두 송신국으로부터 지표상의 거리차가 일정한 궤적인 두국으로부터의 도달시간차에 의하여 결정된다. 같은 시간차를 갖는 모든 점의 위치는 쌍곡선 형태가 되며 한 위치를 찾기 위해서는 두 개의 LOP 즉, 하나의 주국( M)과 두개의 종국(X, Y)으로 구성되는 최소 세 개의 송신국이 필요하다.Basically, since Loran's propagation speed of the radio waves is almost unchanged, the common sum of the hyperbolic form of position difference masses (LOP: Line Of Postion) in the measurement of the arrival time difference of the radio waves emitted by two synchronized transmitting stations It works on the principle of existence. The position measurement is possible by the intersection of two or more position lines, and the time difference measurement of each position line is determined by comparing the pulse envelope or cycle leading edge received as a measurement of the elapsed time between the master station and the slave station. The master stations transmit at regular intervals and after receiving these signals the slave stations start and are synchronized with each other. The delay between successive master signals should be sufficient to allow the receiver in coverage to receive the slave's transmission before the master's next transmission. LORAN chains usually consist of arrays of transmitting stations, such as triangles, star connections, and squares, each of which has advantages and disadvantages in terms of system coverage and accuracy. The various configurations should take into account the range planning of the designated area, and it is desirable to improve them by considering the mathematical correlations of radiation error, geography or geometry between the configurations of ground stations in order to determine the arrangement for optimum accuracy. The chain has hyperbolic position lines that form at the difference in pulse arrival times emitted from the transmitting station. Among the transmitting stations, the master station fires the pulse first, and the other transmitting stations become the secondary station, which in turn synchronizes with the master station and emits the pulses in sequence with a predetermined time difference. The position line is determined by the time difference of arrival from two stations whose distance difference on the surface from the two transmitting stations is constant. The positions of all points with the same time difference are hyperbolic, and at least three transmitting stations composed of two LOPs, that is, one master station (M) and two slave stations (X, Y) are required to find a position.
최근 널리 사용되고 있는 GPS(Global Positioning System; GPS)는 미국 정부가 존스 홉킨스대학 ARL에 의뢰하여 1958년 초반부터 개발한 군사용 항법지원시스템으로 "지상, 해상, 공중 등 지구상의 어느 곳에서나 시간 제약 없이 인공위성에서 발신하는 정보를 수신하여 정지 또는 이동체의 위치를 측정할 수 있도록 인공위성군, 지상제어국, 사용자의 3부분으로 구성되어 있는 전천후 위성측정 시스템"이라고 정의할 수 있다. GPS는 군사목적으로 개발을 시작하였으나 GPS신호의 일부를 민간인이 사용할 수 있도록 하는 것을 전제로 美의회가 예산을 승인하게 되어 GPS신호 중 L1, C/A 코드는 민간인에게도 개방되었다. GPS 위성에서 방송하는 C/A 코드를 이용하면 전 세계 어디에서나 전천후로 24시간 측위가 가능하며, 그 정확도는 약 100m 정도이다. GPS위성은 적도와 약 55도의 경사를 이루는 6개의 궤도로 구성되어 있고, 각 궤도마다 4-5개씩의 위성들이 배치되어 있으며, 지구 표면으로부터 약 20,200km의 상공에 위성을 배치를 하고 있다. 공전 주기는 11시간 58분으로 위성이 하루에 지구를 2번씩 회전하도록 하여 지구상 어디에서나 항상 4개 이상의 위성을 추적할 수 있도록 되어 있다.Global Positioning System (GPS), widely used recently, is a military navigational support system developed by the US government from Johns Hopkins University ARL in early 1958. All-weather satellite measurement system composed of three parts of satellite group, ground control station, and user to measure the position of stationary or moving object by receiving information from. GPS began to be developed for military purposes, but the US Congress approved the budget on the basis of making some of the GPS signals available to civilians, and the L1 and C / A codes among the GPS signals were opened to civilians. C / A codes broadcast from GPS satellites allow 24-hour positioning in all weather anywhere in the world, with an accuracy of about 100 meters. The GPS satellite consists of six orbits with an inclination of about 55 degrees with the equator, with four or five satellites in each orbit, and about 20,200 km above the Earth's surface. The idle cycle is 11 hours and 58 minutes, allowing the satellite to rotate the Earth twice a day so that it can always track four or more satellites anywhere on Earth.
또한 위성에는 세시움이나 루비디움 원자시계를 탑재하여 시각을 일치시키고 있다. GPS위성은 미국 콜로라도 스프링스에 위치하고 있는 주 제어국의 제어를 받는데, 이 주제어국 이외에도 적도 주위로 4개의 위성추적소을 설치하여, GPS위성의 궤도를 감시하고 제어에 필요한 정보를 항상 수집하고 있다. GPS의 측위는 거리측정방식에 의한 삼각법(Triangulation)을 이용하는데, C/A코드를 이용하여 위성과 수신기 안테나간의 거리를 구한다. 위성은 항상 1575.42MHz의 L1주파에 C/A코드를 실어서 방송하고 있고, 수신기에서도 똑같은 코드를 발생시켜 수신된 위성의 코드 와 비교하여 위성의 신호가 위성을 떠나 수신기까지 도착하는데 소요된 시간을 측정한다. 따라서, "광속(위성신호의 속도) x 소요시간"으로 위성과 수신기간의 거리를 측정하게 된다. C/A코드는 그 자체가 거의 잡음에 가까운 의사잡음부호(Pseudo Random Noise Code)로 구성되어 있고 또한 상기와 같이 구한 거리는 오차를 포함하고 있기 때문에 이를 의사거리(Pseudo Range)라고 부른다.The satellite also has a cesium or rubidium atomic clock to keep the clock synchronized. GPS satellites are controlled by a state control station located in Colorado Springs, USA. In addition to the main control station, four satellite tracking stations are installed around the equator to monitor the GPS satellite's trajectory and to collect the necessary information. GPS positioning uses a triangulation method based on a distance measurement method. The distance between a satellite and a receiver antenna is obtained using a C / A code. Satellite always broadcasts with C / A code on L1 frequency of 1575.42MHz, and it generates the same code at the receiver and compares the time it takes for the signal of satellite to leave receiver compared to the code of received satellite. Measure Therefore, the distance between the satellite and the receiver is measured by "speed of light (speed of satellite signal) x required time". The C / A code is composed of a pseudo random noise code which is almost almost noise in itself, and the distance obtained as described above includes an error, which is called a pseudo range.
GPS수신기는 4개의 위성을 관측하여 거리를 측정하여 위치를 계산하는데, 이는 4개의 미지수(좌표;Ux,Uy,Uz 및 시계오차CB) 를 해결하는데 4개의 관측치가 필요하기 때문이다. GPS측위 오차는 다음 3가지로 대별되는데, 거리오차, 위성의배치상황에 따른 기하학적인 오차 증가 그리고 미국방성이 실시하는 선택적 이용성에 의한 오차이다. 구조적인 요인에 의한 거리오차(Range Error) : 거리오차는 위성과 수신기간의 측정된 거리의 오차를 의미하는데 다음과 같은 요인에 의하여 발생하며, 약 5-10m정도이다. 위성시계의 오차 : 위성에 탑재된 원자시계의 오차로부터 발생하는 오차이나, 다행히 위성시계의 오차는 어느 정도 예측이 가능하므로 주 관제국에서 이를 조정함으로서 최소화 시키고 있다. 위성궤도의 오차 : 위성의 궤도는 모니터국이 취득한 데이타를 바탕으로 예측하여 그 파라메터를 위성이 코드정보와 함께 방송하도록 관제하고 있다. 그러나 예측된 궤도와 실궤도사이에는 차이가 생기며, 이에 따라 거리 오차가 발생한다. 대기권의 전파지연 : 위성의 고도가 20,000km정도가 되므로 신호가 위성을 통과하여 수신기까지 오는 동안 대기권을 이루는 전리층과 대류권을 통과하게 되는데 이때에 생기는 전파지연(Delay)때문에 오차가 생긴다. 특히 전리층에서의 전파지연은 전리층의 전자활동이 활발한 정오 경에는 커지고, 활동이 미약한 자정무렵에는 작아지며, 그 차가 일별, 계절별로 상당한 격차를 보인다. 주관제소에서는 상기 지연량들을 예측하여 코드정보와 함께 방송하므로, 수신기는 측위 계산시 이를 보정하여 위치오차를 줄이고 있다. 수신기에서 발생하는 오차 : 수신기에서 발생하는 전자파적 잡음(Noise)이나, 전파의 다중경로(Multipath)등으로 인하여 거리 오차가 발생한다. 이와 같은 거리오차는 위성의 배치상황에 따른 기하학적인 요인과 어울려, 최종적으로 위치의 오차로 나타나게 된다. 위성의 배치상황에 따른 기하학적오차의 증가 : 측위시 이용되는 위성들의 배치상황에 따라 오차가 증가하게 되는데, 이는 육상에서 독도법으로 위치를 낼 때와 마찬가지로 적당 한 간격의 물표를 선택하여 독도법을 실시하면 오차삼각형이 적어져서 위치가 정확해지고, 몰려있는 물표를 이용하는 경우 오차삼각형이 커져서 위치가 부정확해진다. 마찬가지로 위성 역시 적당히 배치되어 있는 경우에 위치의 오차가 작아진다. 선택적 이용성에 의한 오차(Selective Availability; SA) : 미국방성의 정책적 판단에 의하여 오차를 일부러 증가시킨 것으로, 미국방성이 이를 인위적으로 늘리고 있는데, 이것이 선택적 이용성에 의한 오차이다. 즉, 미국방성이 인가 한 사용자만이 선택적으로 사용할 수 있다는 의미로 선택적 이용성(Selective Availability)인 것이다. SA실시시 오차는 100m 2dRMS가 된다. 미국의 연방항법플랜에 의하면 GPS측위 오차는 여하한 경우든 100m 2dRMS를 넘지 않도록 한다고 공시되어 있어, 항법에 이용하는 한 큰 문제는 없으나, GIS데이타의 취득이나 측량에서와 같이 수cm에서 수mm의 정밀도로 위치를 구해야 하는 경우에는 단독 측위가 아닌 상대측위를 실시한다. 여기서 측위오차가 100m 2dRMS이내라는 것은 "100m twice the root mean square horizontal error"의 약어로 평면에서 95% 오차확율의 범위내에서 위치오차가 100m임을 의미한다.The GPS receiver observes four satellites and calculates the position by measuring the distance, because four observations are needed to solve four unknowns (coordinates: Ux, Uy, Uz and clock error CB). GPS positioning errors are roughly classified into the following three categories: distance errors, geometrical errors due to satellite positioning, and errors caused by the US military's selective availability. Range Error due to Structural Factors: The distance error refers to the error of the measured distance between the satellite and the receiver. It is caused by the following factors and is about 5-10m. Satellite clock errors: Errors from satellite clocks on satellites, but fortunately, satellite clock errors can be predicted to some extent and are minimized by adjusting them in the host country. Satellite orbital error: The satellite's orbit is predicted based on the data acquired by the monitor station, and the parameters are controlled so that the satellite is broadcast with code information. However, there is a difference between the predicted trajectory and the actual trajectory, which results in a distance error. Atmospheric Propagation Delay: Since the satellite's altitude is about 20,000km, the signal passes through the ionosphere and troposphere in the atmosphere as it passes through the satellite to the receiver, causing errors due to the propagation delay. In particular, the propagation delay in the ionosphere increases at about noon when the ionosphere is actively active, and decreases at about midnight when the activity is weak, and the difference is significant by day and season. Since the control station predicts the delay amounts and broadcasts them with the code information, the receiver compensates for the position calculation to reduce the position error. Error in Receiver: Distance error occurs due to electromagnetic noise or multipath of radio waves. This distance error goes well with the geometrical factors according to the satellite arrangement, resulting in a positional error. Increasing geometrical errors due to satellite placement: The error increases depending on the satellites used for positioning, which is the same as when positioning on the Dokdo method on land. The smaller the error triangle, the more accurate the position, and when using a concentrated object, the larger the error triangle, the incorrect the position. Similarly, satellites also have a small positional error when properly positioned. Selective Availability (SA): This is a deliberate increase in error based on the US Department of Defense's policy judgment, which is artificially increased by the US Department of Defense, which is an error due to selective availability. In other words, it is selective availability, meaning that only the authorized user can use it selectively. In the SA implementation, the error is 100m 2dRMS. According to the US Federal Navigation Plan, the GPS positioning error is not to exceed 100m 2dRMS in any case, so there is no big problem as long as it is used for navigation, but the accuracy of several centimeters to several millimeters as in the acquisition or survey of GIS data. If it is necessary to determine the location of the furnace, perform relative positioning instead of single positioning. Here, the positioning error is within 100m 2dRMS, which stands for "100m twice the root mean square horizontal error" and means that the positional error is 100m within the range of 95% error probability in the plane.
이상의 관련 기술 및 시장 동향에서 현재 상용화 추진중인 통신망상의 위치 측정 기술은 GPS가 유력하다. 그러나 GPS 원천 서비스는 앞으로 유료화될 가능성이 확실하며, GPS 파생 응용 기술들도 위에서 언급하였듯이 막대한 로열티 지급 조건에서만 이용 가능하다. 보다 더 중요한 문제점으로는 안보상 중요한 국가 위치 정보들이 외국 기술 기반에서 운용된다는 점이다.Based on the above related technologies and market trends, GPS is a dominant position measurement technology on the commercial network. However, GPS-based services are likely to be paid for in the future, and GPS-derived applications are only available under enormous royalties, as mentioned above. More importantly, security-sensitive national location information is operated on a foreign technology basis.
다시 한번 정리하면 종래기술은 미국 등 외국에서 구축한 기반 구조에서 동작하여야 한다는 점, 구축된 기반 구조인 위성들이 고가 소모품인 관계로 운용 유지에 방대한 자금이 소요되는 점, 위치 측정에 전용 주파수 대역의 전파를 사용하는 관계로 이동 단말기 고주파 수신 부분 회로들이 듀얼 모드로 동작하거나 별도의 수신 능력을 보유하여야 된다는 점, 로보트 팔 제어등 좁은 공간 영역, 실시간 위치 측정 및 경로 제어 서비스 등을 위하여는 종래 기술들의 위치 측정 서비스 제공 주기가 매우 긴 점 등의 문제점들을 가지고 있다.Once again, the prior art should operate on infrastructures built in foreign countries such as the United States, because satellites, which are built infrastructures, are expensive consumables and require huge funds to maintain their operation. Due to the use of radio waves, the mobile terminal high frequency receiving circuits must operate in dual mode or have a separate receiving capability, a narrow space area such as robot arm control, real-time positioning and path control services, etc. The problem is that the location service providing cycle is very long.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 통신망, 예를 들면 이동통신망(IMT-2000등) 및 무선랜 통신망(WLAN)들을 이용하여 해당되는 통신망의 단말 기능과 연동하여 단말기 혹은 사용자의 지리적 위치를 정밀하게 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 보다 자세하게는 종래에 사용되는 GPS, LORAN-C 등 방식과는 다르게 통신망 자체의 기능과 정보만을 가지고 사용자 위치를 정밀하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to precisely measure the geographical location of the terminal or the user by using a communication network, for example, a mobile communication network (IMT-2000, etc.) and a wireless LAN communication network (WLAN) in conjunction with the terminal function of the corresponding communication network It is to provide an apparatus and method for. In more detail, unlike the conventional methods such as GPS, LORAN-C and the like to provide an apparatus and method that can accurately measure the user location using only the function and information of the communication network itself.
도 1은 본 발명에 의한 이동단말기의 위치를 측정하기 위한 시스템의 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a system for measuring the position of a mobile terminal according to the present invention.
도 2는 2차원적인 위치 정보를 계산하기 위한 계산식을 표현한 도면이다.2 is a diagram representing a calculation formula for calculating two-dimensional position information.
도 3은 3차원적인 위치 정보를 계산하기 위한 계산식을 표현한 도면이다.3 is a diagram representing a calculation formula for calculating three-dimensional position information.
도 4는 위치 정보 측정용 신호 프레임의 구조를 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating a structure of a signal frame for measuring position information.
도 5는 송수신 신호 프레임을 비교하여 시간차를 측정하는 개념도이다.5 is a conceptual diagram of measuring a time difference by comparing transmission and reception signal frames.
도 6은 본 발명에 의한 이동단말기의 위치를 측정하는 방법의 흐름을 보여주는 흐름도이다.6 is a flow chart showing the flow of a method for measuring the position of a mobile terminal according to the present invention.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 무선기지국은 안테나 빔의 지향성을 조정하여 무선기지국을 원점으로 하는 이동단말기의 방위각을 측정하는 방향탐지 안테나를 구비하며, 상기 방향탐지 안테나의 빔의 지향성을 조정하는 제어부; 위치측정을 위한 제1측정프레임을 생성하는 프레임생성부; 상기 제1측정프레임을 상기 방향탐지 안테나로 출력하고 상기 제1측정프레임에 대응하여 상기 이동단말기가 송출하는 제2측정프레임을 상기 방향탐지 안테나로부터 입력받는 송수신부; 및 상기 제1측정프레임과 제2측정프레임 그리고 상기 방향탐지 안테나에 의하여 구하여진 상기 이동단말기의 방위각을 기초로 상기 이동단말기의 위치를 측정하는 위치계산부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the radio base station according to the present invention includes a direction detecting antenna for measuring the azimuth angle of a mobile terminal having the base station as a base by adjusting the directivity of the antenna beam, and the directivity of the beam of the direction detecting antenna. A control unit for adjusting; A frame generation unit generating a first measurement frame for position measurement; A transmission / reception unit for outputting the first measurement frame to the direction detection antenna and receiving a second measurement frame transmitted by the mobile terminal in response to the first measurement frame from the direction detection antenna; And a position calculator which measures a position of the mobile terminal based on the azimuth angle of the mobile terminal obtained by the first measurement frame, the second measurement frame, and the direction detecting antenna.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 이동단말기는 안테나 빔의 지향성을 조정하여 무선기지국을 원점으로 하는 이동단말기의 방위각을 측정하는 방향탐지 안테나를 구비하는 무선기지국을 포함하는 이동통신망에 접속하며, 상기 무선기지국으로부터 위치측정을 위한 제1측정프레임을 수신하는 수신부; 상기 제1측정프레임에 따른 동작에 필요한 지연시간을 계산하는 계산부; 및 상기 지연시간 그리고 출력주체를 지시하는 식별자를 포함하는 제2측정프레임을 송출하는 출력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, the mobile terminal according to the present invention is connected to a mobile communication network including a wireless base station having a direction detecting antenna for measuring the azimuth angle of the mobile terminal with the base station as the origin by adjusting the directivity of the antenna beam. A receiving unit for receiving a first measurement frame for position measurement from the radio base station; A calculator configured to calculate a delay time required for the operation according to the first measurement frame; And an output unit configured to transmit a second measurement frame including the delay time and an identifier indicating an output subject.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 위치측정 시스템은 안테나 빔의 지향성을 조정하여 무선기지국을 원점으로 하는 이동단말기의 방위각을 측정하는 방향탐지 안테나; 상기 방향탐지 안테나의 동작을 제어하고 제1측정프레임을 상기 안테나를 통하여 상기 이동단말기로 출력하여 상기 방위각과 상기 이동단말기가 응답하는 제2측정프레임을 기초로 상기 이동단말기의 위치를 측정하는 무선기지국; 상기 제1측정프레임에 대응하여 소정의 동작시간후에 상기 제2측정프레임을 상기 안테나로 되쏘는 수단을 구비하는 이동단말기; 측정하고자 하는 이동단말기 정보를 상기 무선기지국에 지령하는 VLR; 상기 측정된 이동단말기의 위치 정보를 저장하는 HLR; 및 상기 무선기지국, VLR, 그리고 HLR을 통신망을 통하여 연결하는 MSC;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a position measuring system according to the present invention comprises a direction detecting antenna for measuring the azimuth angle of a mobile terminal having a radio base station as an origin by adjusting the directivity of the antenna beam; A wireless base station for controlling the operation of the direction detecting antenna and outputting a first measurement frame to the mobile terminal through the antenna to measure the position of the mobile terminal based on the azimuth angle and the second measurement frame to which the mobile terminal responds. ; A mobile terminal having means for returning said second measurement frame to said antenna after a predetermined operating time corresponding to said first measurement frame; A VLR for instructing the radio base station of mobile terminal information to be measured; An HLR for storing location information of the measured mobile terminal; And an MSC for connecting the radio base station, VLR, and HLR through a communication network.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 이동통신망에서 이동단말기의 위치를 측정하기 위하여 상기 이동단말기와 기지국간에 주고받는 측정프레임의 구조는 상기 측정프레임을 지시하는 프레임마크; 상기 측정프레임을 송출하는 주체를 지시하는 제1식별자; 위치측정을 위한 선로부호를 포함하는 제2식별자;In order to achieve the above technical problem, in order to measure the position of a mobile terminal in a mobile communication network according to the present invention, a structure of a measurement frame exchanged between the mobile terminal and a base station includes a frame mark indicating the measurement frame; A first identifier indicating a subject that sends the measurement frame; A second identifier including a line code for positioning;
상기 이동단말기가 상기 측정프레임을 상기 무선기지국으로 되쏘는데 필요한 시간지연치를 표시하는 지연시간부; 및 거리측정에 필요한 정보를 포함하는 부가정보부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A delay time unit for displaying a time delay value required for the mobile terminal to return the measurement frame to the radio base station; And an additional information unit including information necessary for distance measurement.
상기의 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 위치측정 방법은 이동단말기와 무선기지국간의 거리측정을 위한 제1측정프레임을 구비한 후 상기 이동단말기로 상기 측정프레임을 송신하는 단계; 방향탐지 안테나에서 얻어지는 상기 이동단말기의 방위각을 수신하는 단계; 및 상기 제1측정프레임을 수신한 이동단말기가 동작지연시간후에 되쏘는 제2측정프레임과 상기 방위각을 기초로 상기 이동단말기의 위치를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a position measuring method according to the present invention comprises the steps of: providing a first measuring frame for distance measurement between a mobile terminal and a wireless base station and transmitting the measuring frame to the mobile terminal; Receiving an azimuth angle of the mobile terminal obtained from a direction detecting antenna; And calculating a position of the mobile terminal based on the second measurement frame and the azimuth angle returned by the mobile terminal after receiving the first measurement frame after an operation delay time.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 일 실시예을 자세히 설명하도록 한다. 다만 설명의 반복을 피하기 위하여 위하여 무선기지국, 이동단말기, 데이터구조에 대하여는 위치측정 시스템으로 묶고, 위치측정방법과 함께 기술하도록 한다. 또한 아래에서 사용되는 측정프레임이라는 용어는 무선기지국(130)이 송신하는 경우에는 제1측정프레임, 이동단말기가 송신하는 경우에는 제2측정프레임을 의미하며, 프레임 구성에 있어서 그 송신 주체를 표시하는 식별자(403)로 구별된다. 도 1은 본 발명에 의한 이동단말기의 위치를 측정하기 위한 시스템의 전체구성도이며, 도 6은 본 발명에 의한 이동단말기의 위치를 측정하는 방법의 흐름을 보여주는 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 위치측정 시스템은 이동 단말기(120)의 방위각 측정이 기능한 것을 특징으로 하는 방향탐지 안테나(110), 방향탐지 안테나(110)를 구동 제어하는 무선기지국(130), 무선 기지국의 직접 제어에 의하여 발사된 거리 측정 신호를 탐지한 후 특정 단말기별로 정하여진 최단 시간에 거리 측정 신호를 단말기의 송신측 안테나 경로를 통하여 되쏘아 주는 기능을 가진 이동 단말기(120), 무선 기지국(130)에 위치 정보 측정 대상 단말기(120) 정보를 지령하는 방문자 위치 서버(VLR)인 위치정보 서버-1(140), 위치정보 서버-1(140)의 측정 대상 단말기 정보를 무선 기지국(130)에 전달하는 경로 역할을 수행하는 주 교환 노드(MSC)(160), 측정된 위치 정보를 가입자가 가입한 지역에서 관리하기 위한 위치정보 서버-2(HLR)(150)들로 구성되어 있다. 따라서 제 3의 사용자 혹은 장치가 특정 가입자의 위치 정보를 문의할 필요성이 있는 경우 해당 가입 지역내 가입자 위치 정보를 관리하는 위치정보 서버-2(150)에 문의하여야 한다. 이러한 구성을 통하여 측정된 가입자 위치정보는 택시 콜 서비스, 위치정보 기반 최적 광고 메시징 서비스, 자동 항법, 물류 제어 서비등 다수의 유용한 통신 서비스를 위한 기초 정보로 활용될 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in order to avoid repetition of the description, the radio base station, mobile terminal, and data structure should be bundled with the position measuring system and described together with the position measuring method. In addition, the term measurement frame used below means a first measurement frame when the radio base station 130 transmits, and a second measurement frame when the mobile terminal transmits, and indicates the transmission subject in the frame configuration. Distinguished by an identifier 403. 1 is an overall configuration diagram of a system for measuring the position of a mobile terminal according to the present invention, Figure 6 is a flow chart showing the flow of a method for measuring the position of the mobile terminal according to the present invention. As shown in FIG. 1, in the position measuring system according to the present invention, a wireless base station for controlling driving of the direction detecting antenna 110 and the direction detecting antenna 110 is characterized in that the azimuth measurement of the mobile terminal 120 functions. 130), the mobile terminal 120 having a function of detecting the distance measurement signal emitted by the direct control of the wireless base station and returning the distance measurement signal through the antenna side of the transmitting terminal at the shortest time determined for each specific terminal. , The location information server-1 (140) which is a visitor location server (VLR) for instructing the location information measurement target terminal 120 information to the wireless base station 130, and the measurement target terminal information of the location information server-1 (140). A main switching node (MSC) 160 serving as a path delivered to the base station 130, comprising location information server-2 (HLR) 150 for managing the measured location information in the region to which the subscriber subscribed It is. Therefore, when a third user or device needs to inquire about the location information of a specific subscriber, the third user or device should contact the location information server-2 150 which manages the location information of the subscriber in the subscription area. The subscriber location information measured through this configuration can be utilized as basic information for a number of useful communication services such as taxi call service, location information-based optimal advertisement messaging service, automatic navigation, logistics control service.
무선기지국(130)과 무선기지국의 안테나인 방향탐지 안테나(110)의 동작을 보다 더 상술하기로 한다. 제어부(231)는 무선기지국(130)이 커버하는 셀존으로 이동 단말기(120)가 인입되는 경우, 방향탐지 안테나(110)에 인입된 이동 단말기의 기지국을 기점으로 한 3차원 극 좌표계상의 위치 정보들 중 방위각 정보 측정을 요구한다. 여기서 방위각은 3차원 위치 측정인 경우 2개의 스칼라 변수, 2차원 위치 측정인 경우 1개의 스칼라 변수로 구성된다. 무선 기지국(130)으로부터 방위각 정보 측정을 요구 받은 방향탐지 안테나(110)는 송수신 안테나 빔의 지향성을 조정하여 방위각 정보를 획득한다(603단계). 방향탐지 안테나(110)에 대하여 설명을 하도록 한다. 최근 안테나 기술의 발전에 힘입어 군사용 유도탄 추적 제어에 사용되던 위상제어안테나(Phase Array Antenna) 기술들이 상용 이동통신 시스템에 실용화될 수 있다. 이들 이동통신 시스템에 사용되는 위상제어안테나는 일명 스마트 안테나로 알려져 있으며, 방향탐지 안테나는 기지국 제어기의 제어하에 송수신 빔의 방출 패턴을 제어할 수 있다. 다시 말하면 이동 단말기(120)의 위치 방위를 측정할 수 있는 능력을 가지고 있다. 프레임생성부(233)는 무선기지국과 이동 단말기 사이의 거리를 측정하기 위하여 거리 측정용 특수 부호들이 내장된 도 4의 측정프레임신호를 생성한다(601단계). 송수신부(235)는 상기 측정프레임을 방향탐지 안테나 즉 방향탐지 안테나(110)를 통하여 이동 단말기(120)로 송출한후 아래에서 설명하게될 이동단말기가 송신하는 측정프레임을 수신한다. 위치계산부는 아래에서 설명할 방법으로 이동단말기가 송신한 측정프레임과 이동단말기가 송신한 측정프레임, 그리고 방위각을 기초로 이동단말기의 정확한 위치를 계산하게 된다(605단계). 각 단계의 상세한 절차는 아래의 시스템 설명을 보면 이해가 가능하므로 별도의 기술은 피하기로 한다.The operation of the radio base station 130 and the direction detecting antenna 110 which is an antenna of the radio base station will be described in more detail. When the mobile terminal 120 is introduced into the cell zone covered by the wireless base station 130, the controller 231 may include location information on a three-dimensional polar coordinate system starting from the base station of the mobile terminal introduced into the direction detecting antenna 110. Requires azimuth information measurement. Here, the azimuth angle is composed of two scalar variables in the case of three-dimensional position measurement, and one scalar variable in the case of two-dimensional position measurement. The direction detecting antenna 110, which is requested to measure the azimuth information from the wireless base station 130, obtains azimuth information by adjusting the directivity of the transmission / reception antenna beam (step 603). The direction detecting antenna 110 will be described. Recently, due to the development of antenna technology, phase array antenna technology, which has been used for military missile tracking control, can be put into practical use in commercial mobile communication systems. The phase control antenna used in these mobile communication systems is known as a smart antenna, and the direction detection antenna can control the emission pattern of the transmission / reception beam under the control of the base station controller. In other words, it has the ability to measure the position orientation of the mobile terminal 120. The frame generation unit 233 generates the measurement frame signal of FIG. 4 with special codes for distance measurement in order to measure the distance between the radio base station and the mobile terminal (step 601). The transceiver 235 transmits the measurement frame to the mobile terminal 120 through the direction detection antenna, that is, the direction detection antenna 110, and then receives the measurement frame transmitted by the mobile terminal, which will be described below. The position calculator calculates the exact position of the mobile terminal based on the measurement frame transmitted by the mobile terminal, the measurement frame transmitted by the mobile terminal, and the azimuth angle in the method described below (step 605). The detailed procedure of each step can be understood by looking at the system description below, so a separate description will be avoided.
이동 단말기(120)의 수신부(121)은 이동단말기가 송신하는 측정프레임을 수신하여 계산부(125)에서 상기 수신된 측정프레임을 단말기 동작에 필요한 단말기지연 시간을 계산한 후 출력부(123)로 출력한다. 출력부(123)는 계산된 지연시간과 도 4의 측정프레임(400)내의 송수신식별자(403)에 출력주체를 나타내는 값을 삽입한 후 무선기지국(130)으로 되쏘게 된다. 무선기지국(130)은 자신이 저장하고 있던 측정프레임(400) 송출시간, 단말기(130)가 되쏜 측정프레임(400) 수신 시간, 이동 단말기(120)가 측정프레임(400)을 되쏘기 위해 필요한 동작 지연 시간이며 측정프레임(400)에 포함되어 들어온 단말기(120) 지연 시간, 무선기지국(130)이 동작하는 셀존 영역의 대기 상태등 환경 요인을 고려한 전파 속도들을 이용하여 무선기지국(130)과 이동 단말기(120) 사이의 거리를 정밀하게 측정한다.The receiver 121 of the mobile terminal 120 receives the measurement frame transmitted by the mobile terminal, calculates the terminal delay time required for the terminal operation by the calculator 125, and outputs the measurement frame to the output unit 123. Output The output unit 123 inserts the calculated delay time and a value representing the output subject into the transmission / reception identifier 403 in the measurement frame 400 of FIG. 4, and then returns the result to the wireless base station 130. The wireless base station 130 transmits the measurement frame 400 that was stored therein, the measurement time of the measurement frame 400 returned by the terminal 130, and an operation required for the mobile terminal 120 to regain the measurement frame 400. The radio base station 130 and the mobile terminal using the propagation speeds considering the environmental factors such as the delay time and the delay time of the terminal 120 included in the measurement frame 400 and the standby state of the cell zone in which the radio base station 130 operates. Measure the distance between 120 precisely.
측정된 단말기 방위각, 무선기지국(130)과 이동 단말기(120) 사이의 거리, 무선기지국(130)의 절대 위치 좌표들을 이용하여 이동 단말기의 위치 좌표를 3차원 위치 측정인 경우에는 도 5, 2차원 위치 측정인 경우에는 도 4에 나타나 있는 관계식을 통하여 계산한다. 이 계산식은 일반적인 수학공식이므로 설명은 생략한다.이러한 계산 동작은 위치계산부(237)가 수행한다. 측정되어 계산되어진 단말기 위치 정보는 방문자 위치 정보를 관리하는 위치정보 서버-1(140)에 저장되고, 그 결과(위치정보 서버-1(140)에서 위치 정보를 가지고 있음을)를 가입자 홈에서 위치 정보를 관리하는 위치정보 서버-2(150)에 통보한다.If the position coordinates of the mobile terminal are measured in three dimensions using the measured terminal azimuth angle, the distance between the wireless base station 130 and the mobile terminal 120, and the absolute position coordinates of the wireless base station 130, FIGS. In the case of a position measurement, it calculates through the relationship shown in FIG. Since this calculation formula is a general mathematical formula, description thereof will be omitted. The calculation operation is performed by the position calculator 237. The measured and calculated terminal location information is stored in the location information server-1 140 which manages the visitor location information, and the result (the location information server-1 140 has location information) is located at the subscriber home. The location information server-2 150 which manages the information is notified.
도 2는 2차원 위치 정보를 측정하기 위한 무선기지국을 기점으로 한 2차원 좌표계를 도시하고 있다. 도 2의 (a', b')는 무선기지국(130)의 절대 좌표점이며 이는 다른 정밀한 위치 측정 기법 예로서 GPS등을 통하여 무선기지국 설치 시점에 확정되어 무선기지국 정보로 등록되어 있다. 이동 단말기(120)의 위치 좌표를(a,b)라 하면 무선기지국(130)의 지시에 따라 방향탐지 안테나(110)에 의하여 측정된 2차원 방위각 정보(θ)와 이동 단말기(120) 및 무선기지국(130)의 상호 작용에 의하여 측정된 거리 정보(R)를 이용하여 이동 단말기의 절대 위치 좌표(a,b)를 구할 수 있다.FIG. 2 shows a two-dimensional coordinate system starting from a radio base station for measuring two-dimensional position information. 2 (a ', b') is the absolute coordinate point of the radio base station 130, which is determined at the time of installation of the radio base station through the GPS, etc. as another precise position measurement technique is registered as the radio base station information. If the position coordinates of the mobile terminal 120 is (a, b), the two-dimensional azimuth information (θ) measured by the direction detecting antenna 110 and the mobile terminal 120 and the radio according to the direction of the radio base station 130 The absolute position coordinates (a, b) of the mobile terminal may be obtained using the distance information R measured by the interaction of the base station 130.
도 3은 3차원 위치 정보를 측정하기 위한 무선기지국(130)을 기점으로 한 3차원 좌표계를 도시하고 있다. 도 5의 (a', b', c')는 무선기지국의 절대 좌표점이며 이는 다른 정밀한 위치 측정 기법 예로서 GPS등을 통하여 무선기지국 설치 시점에 확정되어 무선기지국 정보로 등록되어 있다. 이동 단말기(120)의 위치 좌표를 (a,b,c)라 하면 무선기지국(130)의 지시에 따라 방향탐지 안테나(110)에 의하여 측정된 3차원 방위각 정보(θ,φ)와 이동 단말기(120) 및 무선기지국(130)의 상호 작용에 의하여 측정된 거리 정보(R)를 이용하여 이동 단말기의 절대 위치 좌표(a,b,c)를 구할 수 있다.3 illustrates a three-dimensional coordinate system starting from the radio base station 130 for measuring three-dimensional position information. 5 (a ', b', c ') are absolute coordinate points of the radio base station, which is determined at the time of installation of the radio base station through GPS, etc., and is registered as radio base station information through another precise position measuring technique. If the position coordinates of the mobile terminal 120 is (a, b, c), the three-dimensional azimuth information (θ, φ) measured by the direction detecting antenna 110 and the mobile terminal (in accordance with the instructions of the radio base station 130). The absolute position coordinates a, b, and c of the mobile terminal may be obtained using the distance information R measured by the interaction of the 120 and the radio base station 130.
도 4는 거리를 측정하기 위한 측정프레임(400)의 구조의 일 예를 나타내고 있으며, 측정프레임 시작을 나타내는 프레임 마크(401), 측정프레임의 송수신자를 식별하기위한 송수신 식별자(403), 측정프레임이 위치 측정용 신호 프레임임을 표시하며 위치 측정용 특정한 선로 부호들로 구성된 위치 측정 식별자(405), 이동단말기(120)가 수신하여 측정프레임을 되쏘는 과정에 필요한 시간 지연치를 표시하며 이동 단말기에 의하여 표기되는 단말기 지연(407), 그 밖에 거리 측정에 요구되는 정보들을 담을 수 있는 부가 정보(409)로 구성되어 있다. 거리 측정용 측정프레임(400)은 이동 단말기에서 되쏘임 당할 때 송수신 식별자(403)등 되쏘임에 의하여 정보의 내용이 변경될 필요가 있는 정보 영역의 내용 및 크기들이 재 조정될 수 있다. 즉 측정 대상 거리의 원근에 따라 측정프레임(400)의 길이 및 내용이 변할 수 있다.4 illustrates an example of a structure of a measurement frame 400 for measuring a distance, a frame mark 401 indicating a measurement frame start, a transmission / reception identifier 403 for identifying a transmitter / receiver of a measurement frame, and a measurement frame It indicates that it is a signal frame for position measurement, and indicates the position measurement identifier 405 composed of specific line codes for position measurement and the time delay received by the mobile terminal 120 to recover the measurement frame. Terminal delay 407, and additional information 409 capable of containing information required for distance measurement. The distance measurement frame 400 may readjust the contents and sizes of the information area in which the contents of the information need to be changed by the retransmission, such as the transmission / reception identifier 403, when the distance is measured by the mobile terminal. That is, the length and contents of the measurement frame 400 may change according to the perspective of the measurement target distance.
도 5는 거리 측정의 일 예를 도시하고 있다. 도 5는 위치를 측정하기 위한측정프레임(400)의 송출이 무선기지국(130)의 방향탐지 안테나(110)에서 진행되고 있는 상황에서, 이동 단말기에 의하여 되쏘임된 즉 루우프백된 위치 측정용 측정 프레임이 무선기지국(130)에 인입된 경우를 보여 주고 있다. 도 5에 예시된 거리 측정의 경우 무선기지국(130)은 송신 신호 프레임인 위치 측정용 송신 프레임(제1측정프레임,400)에서 최적인 측정 기준위치를 선정하여 수신 신호 프레임인 루우프백된 위치 측정용 수신 프레임(제2측정프레임,400)의 대응되는 위치와 비교하여 두 신호 프레임의 시간 지연차를 구한 후 루우프백된 위치 측정용 수신 프레임내에 표기된 단말기 지연량을 보정하여, 두 신호 프레임이 무선기지국(130) 내부와 무선기지국(130)과 이동단말기(120)사이의 공간을 왕복하면서 소비한 시간 지연을 측정한다. 여기에 무선기지국(130) 내부에서 측정 프레임 송출 및 수신 과정에서 발생하는 시간 지연 정보를 제거한 시간 정보는 오직 공간을 왕복하면서 소비한 시간 지연을 나타내고 이를 기반으로 거리 정보를 추출할 수 있다. 측정프레임내의 측정 기준위치는 단일 프레임내에 복수개 존재할 수 있고, 이러한 경우 상기한 측정 과정이 반복되며, 이들 반복 측정된 시간 지연량에서 비교 점의 신호 파형, 신호 대 잡음비등을 고려하여 최적인 특정 측정 시간을 선정하거나, 단순 평균하여 평균치를 시간 지연량으로 선정할 수 있다. 측정 기준시점에서의 시간 지연 정보 추출법은 GPS에서 사용되고 있는 두 신호의 컨볼루션 값 비교법등을 이용할 수 있다.5 shows an example of distance measurement. FIG. 5 is a measurement for repositioning, ie looped back, a position measured by a mobile terminal in a situation where transmission of the measurement frame 400 for measuring a position is being performed at the direction detecting antenna 110 of the radio base station 130. The case where the frame is received by the radio base station 130 is shown. In the case of the distance measurement illustrated in FIG. 5, the wireless base station 130 selects an optimal measurement reference position from a position measurement transmission frame (first measurement frame 400), which is a transmission signal frame, to measure a looped-back position as a reception signal frame. After calculating the time delay difference between the two signal frames compared with the corresponding positions of the receiving frame (second measurement frame 400), and correcting the terminal delay amount indicated in the looped-back position measurement receiving frame, the two signal frames are wireless The time delay consumed while reciprocating the space between the base station 130 and the radio base station 130 and the mobile terminal 120 is measured. In this case, the time information from which time delay information generated during measurement frame transmission and reception is removed in the radio base station 130 represents a time delay consumed while reciprocating a space, and distance information may be extracted based on the time information. In the measurement frame, a plurality of measurement reference positions may exist in a single frame. In this case, the above-described measurement process is repeated, and the specific measurement is optimal considering the signal waveform and the signal-to-noise ratio of the comparison point in the repeated measured time delay amount. The time can be selected or simply averaged to select the mean as the amount of time delay. As a method of extracting time delay information at a measurement reference point, a method of comparing convolution values of two signals used in GPS may be used.
본 발명에 의한 이동단말기의 위치측정방법은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이타 저장장치등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를들면 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함된다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다. 또한 본 발명에 의한 폰트 롬 데이터구조도 컴퓨터로 읽을 수 있는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 하드 디스크, 플로피 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이타 저장장치등과 같은 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다.The position measuring method of the mobile terminal according to the present invention can also be embodied as computer readable codes on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, hard disk, floppy disk, flash memory, optical data storage device, and also carrier wave (e.g. transmission over the Internet). It is also included to be implemented in the form of. The computer readable recording medium can also be distributed over computer systems connected over a computer network so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion. Also, the font ROM data structure according to the present invention can be read by a computer on a recording medium such as a computer readable ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, hard disk, floppy disk, flash memory, optical data storage device, and the like. It can be implemented as code.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 이동단말기의 위치측정 시스템 및 그 방법에 의하면 종래의 위치측정방법과는 달리 오직 통신망의 기능에 기반하여 정밀하게 이동단말기의 위치를 측정할 수 있다.As described above, according to the position measuring system and method of the mobile terminal according to the present invention, the position of the mobile terminal can be precisely measured based on the function of the communication network, unlike the conventional position measuring method.
이동단말기의 정밀한 위치 정보를 통신망이 인지할 수 있어 새로운 통신 서비스들 예로서, 택시 호출 최적 제어, 택배 물류 제어, 선택적 메시징 광고, 재난시 인명 구출, 자동 항법 등을 개발 제공할 수 있는 기본 조건을 제공할 수 있게된다.The communication network can recognize the precise location information of the mobile terminal and provide the basic conditions for developing and providing new communication services such as taxi call optimal control, courier logistics control, selective messaging advertising, rescue of people during disasters, and automatic navigation. Will be able to provide.
또한 정치 경제적 요인에 민감한 GPS등 국외 시스템 기반 위치 정보 측정 시스템을 이용함에 따른 안보, 경제적 손실을 방지할 수 있게되며, 점점 소형화 되고 있는 이동통신 셀 존의 추세에 비추어볼 때 소형 셀존에서 빠른 소프트 핸드오버 구현을 위한 새로운 소프트 핸드오버 방식의 기본 토대를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to prevent security and economic loss due to the use of foreign system-based location information measurement system, such as GPS, which is sensitive to political and economic factors, and fast soft hand in small cell zones in view of the trend of mobile cell zones becoming smaller. It can provide the basic foundation of a new soft handover scheme for over implementation.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0079731A KR100520303B1 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Apparatus for measuring location using wireless communication network and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0079731A KR100520303B1 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Apparatus for measuring location using wireless communication network and method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040052013A true KR20040052013A (en) | 2004-06-19 |
| KR100520303B1 KR100520303B1 (en) | 2005-10-13 |
Family
ID=37345789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0079731A KR100520303B1 (en) | 2002-12-13 | 2002-12-13 | Apparatus for measuring location using wireless communication network and method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100520303B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100810005B1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-07 | 인하대학교 산학협력단 | The high precision real-time ephemeris method at td-scdma environment |
| KR100877290B1 (en) * | 2007-03-14 | 2009-01-09 | 에스케이 텔레콤주식회사 | System for Tracking Position of Mobile Communication Terminal and Method using the same |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5719584A (en) * | 1996-09-03 | 1998-02-17 | Harris Corporation | System and method for determining the geolocation of a transmitter |
| KR100254518B1 (en) * | 1998-03-11 | 2000-05-01 | 서정욱 | The location detection method of mobile station using rtd in mobile telecommunication system |
| KR100326297B1 (en) * | 1999-03-25 | 2002-03-08 | 박종섭 | Apparatus for searching location of mobile station |
| KR20020080548A (en) * | 2001-04-16 | 2002-10-26 | 이필홍 | System and method for searching position of the terminal in wireless network |
| KR100390722B1 (en) * | 2001-04-27 | 2003-07-10 | 주식회사 디지탈씨앤씨 | Method for tracking position of wireless terminal device |
| KR100447411B1 (en) * | 2001-12-26 | 2004-09-04 | 한국전자통신연구원 | Apparatus and method for locating a mobile tranceiver |
-
2002
- 2002-12-13 KR KR10-2002-0079731A patent/KR100520303B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100810005B1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-07 | 인하대학교 산학협력단 | The high precision real-time ephemeris method at td-scdma environment |
| KR100877290B1 (en) * | 2007-03-14 | 2009-01-09 | 에스케이 텔레콤주식회사 | System for Tracking Position of Mobile Communication Terminal and Method using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100520303B1 (en) | 2005-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2556603B1 (en) | Geolocation leveraging spot beam overlap | |
| US11736946B2 (en) | Satellite relaying for geolocation and mitigation of GNSS denial | |
| Dardari et al. | Satellite and terrestrial radio positioning techniques: a signal processing perspective | |
| US9557422B1 (en) | Systems, methods, devices and subassemblies for creating and delivering a GNSS augmentation service | |
| Han et al. | Future alternative positioning, navigation, and timing techniques: A survey | |
| US6674398B2 (en) | Method and apparatus for providing an integrated communications, navigation and surveillance satellite system | |
| CN102540227B (en) | The method and system of aerogram target geo-location in search and rescue system | |
| JP5972900B2 (en) | System and method for a time-synchronized wireless network access point | |
| US20150002334A1 (en) | Positioning system and method based on channel from ground control center to aerospace relay node | |
| EP2965112A1 (en) | Acquisition channel geolocation | |
| JPH083522B2 (en) | Navigation method using satellite | |
| US9000977B2 (en) | Indoor altitude measurement by GNSS receiver | |
| Zekavat et al. | Wireless positioning systems: Operation, application, and comparison | |
| GB2585087A (en) | Positioning system and method | |
| US20130197860A1 (en) | Acquisition Channel Geolocation | |
| US20060227043A1 (en) | Passive geostationary satellite position determination | |
| KR100520303B1 (en) | Apparatus for measuring location using wireless communication network and method thereof | |
| US11573085B2 (en) | Positioning system and method | |
| CN104392108A (en) | Remote positioning system and remote positioning method adopting iterative differential algorithm | |
| KR20130111603A (en) | System and method for time synchronizing wireless network access points | |
| Son et al. | Enhancing Coastal Air Navigation: eLoran 3D Positioning and Cycle Slip Mitigation | |
| RU2669042C2 (en) | Application of triangular methods of measurements in the glonass system | |
| Grendár et al. | Application of Positioning Systems in Intelligent Transport Systems | |
| Kansal et al. | Wireless Positioning Systems: Operation, Application, and Comparison | |
| JPH04357483A (en) | Position measuring method using artificial satellite |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20081001 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |