KR20070088592A - 다수의 네트워크에 속하는 기지국에 관한 정보에 기초한무선 장치의 위치 설정 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 장치의 위치를 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 일 실시예에서 위치를 결정하는 것은 적어도 하나의 협력 기지국 및 적어도 하나의 비협력 기지국을 액세스하는데 의존한다. 협력 기지국은 무선 장치에 근접할 것같은 기지국의 알마낵을 제공한다. 범위 내의 협력 및 비협력 기지국은 무선 장치의 위치를 결정하는데 사용될 수 있다. 비협력 기지국은 일반적으로 무선 장치에 이용 불가능하지만, 무선 장치까지의 거리를 결정하는데 사용될 수 있다.

Description

다수의 네트워크에 속하는 기지국에 관한 정보에 기초한 무선 장치의 위치 설정{LOCATING A WIRELESS DEVICE BASED ON INFORMATION ABOUT BASE STATIONS BELONGING TO A PLURALITY OF NETWORKS}
본 출원은 2003년 6월 27일 출원된 미국 가출원 시리즈 번호 60/483,094의 정규 출원인, 2004년 6월 25일 출원된 미국 출원 시리즈 번호 10/877,205의 일부 계속 출원으로 이를 우선권으로 청구하며, 본 출원은 또한 2003년 6월 27일 출원된 미국 가출원 시리즈 번호 60/483,094에 대해 우선권을 주장하는, 2004년 6월 28일 출원된 US PCT 출원 번호 PCT/US04/20920의 일부 계속 출원으로 이를 우선권으로 주장한다.
본 발명은 통상적으로 자동화된 위치 결정에 관한 것으로, 특히 무선 장치의 위치 결정에 관한 것이지만, 이에 한정되지는 않는다.
다양한 모바일 장치의 지리적 위치를 알기 위한 요구는 계속 증가하고 있다. 예를 들어, 셀룰러 폰 조작자는 긴급 목적을 위해 핸드셋을 위치 설정하는 요구에 응하기 위해 시도하고 있다. 일단 위치가 알려지면 응급 요원이 응급 상황을 해결하기 위해 급파될 수 있다. 지리적 위치를 아는 것은 지리적 관련 광고, 아동 관리, 자동화된 가석방자 관리, 리버스 911, 고속 자전거 트래킹과 같은 많은 다른 목적에 적용된다.
통상의 위치 결정 기술은 소정의 상황에서 정확하게 위치를 설정하는데 어려움을 갖고 있다. 위성 기반 위치 설정 시스템은 창공에 대한 맑은 조망이 불가능하면 부정확한 문제점이 있다. 지상 기반 시스템은 삼변 측량 동안 알려진 기준으로 작용하는 몇몇 기지국과의 통신을 필요로 하지만, 소정의 경우, 이들 시스템은 통신 목적으로 기본적으로 설계되었기 때문에, 모바일 장치의 통신 범위 내에 충분히 지리적으로 분산된 기지국이 없다. 심지어 통신이 다수의 기지국과 가능한 경우라도, 다중 경로 유도 부정확성은 정확한 위치를 결정할 성능을 감소시킬 수 있다.
통상의 위치 결정 기술은 무선 전하가 가입된 서비스국과 관련된 기지국과 상호작용하는 무선 전화를 갖는다. 기지국의 알마낵(almanac)은 기지국이 어디에 위치하고 있는지를 무선 전화에 표시한다. 대부분의 경우, 적어도 한 쌍의 기지국이 무선 전화에 대해 실재한다.
셀룰러 전화는 종종 추가의 정보를 저장하기 위해 제한된 메모리를 갖는다. 기지국은 항상 셀룰러 전화 네트워크에서 부가, 제거 또는 재위치 설정된다. 기지국의 알마낵은 때때로 셀룰러 전화로 전송되어 위치를 결정하는데 도움을 준다. 대규모의 알마낵을 통신 및 저장하는 것은 일부 셀룰러 전화에는 실질적이지 않다.
무선 장치의 위치를 결정하게 하는 방법 및 시스템이 설명된다. 일 실시예에서 위치를 결정하는 것은 적어도 하나의 협력 기지국 및 적어도 하나의 비협력 기지국을 액세스하는 것에 의존한다. 협력 기지국은 무선 장치에 인접할 것 같은 기지국들의 알마낵을 제공한다. 영역 내의 협력 및 비협력 기지국은 무선 장치의 위치를 결정하는데 사용될 수 있다. 비협력 기지국은 일반적으로 무선 장치에 이용가능하지 않지만, 무선 장치까지의 거리를 결정하는데 사용될 수 있다. 비협력 기지국에 대한 데이터 또는 음성을 전달하기 위한 무선 장치에 의한 시도는 비협력 기지국에 의해 방해되거나 또는 그렇지 않을 수도 있다.
일 실시예에서, 기지국들의 개체 수는 기지국들의 맞춤형 알마낵을 생성하기 위해 감소된다. 맞춤형 알마낵은 각각의 기지국을 유일하게 식별하는 정보를 포함하고, 기지국에 대한 위치 정보를 포함할 수도 있다.
다른 실시예에서, 상이한 기지국 타입의 소정 수가 사용될 수도 있다. 기지국은 장치의 유일한 식별 및 거리 측정을 가능하게 하는 방식으로 무선 장치와 소정의 모드로 무선 통신할 수 있는 셀룰러 폰 기지국, 무선 로컬 영역 네트워크, 무선 광역 네트워크, 위성, 지상 위치설정 비컨, 또는 소정의 다른 장치일 수 있다.
다른 다양한 실시예에서, 무선 장치의 일반적인 위치 설정은 다양한 방식으로 결정된다. 다양한 실시예는 전화기에 필수적인 위치설정 기능, 현재 협력 기지국 및 추정 셀 풋프린트, 중첩 셀 풋프린트를 탐색하기 위한 다수의 기지국, 위치를 삼변 측량하기 위한 다수의 협력 기지국, 위치를 삼변 측량하기 위한 기지국 및 위성, 및/또는 범위 및 각을 결정할 수 있는 하나 이상의 협력 기지국을 이용할 수 있을 것이다. 다양한 무선 장치가 기지국이 행하는 것과 같이, 다수의 접근이 사용 가능하도록 상이한 성능을 갖는다.
설명된 실시예의 특징, 목적 및 장점은 첨부된 도면과 함께 이하의 설명으로부터 명백하며, 동일한 구성 요소는 동일한 참조번호를 사용한다. 더욱이, 동일한 타입의 다양한 구성 요소가 유사한 구성 요소들 사이의 구별을 위해 대시 및 제2 라벨에 의한 참조 라벨로 구별될 수 있다. 만일 제1 기준 라벨이 명세서에 사용되기만 하면, 설명은 제2 기준 라벨에 무관하게 동일한 제1 기준 라벨을 갖는 유사한 구성 요소 중 소정의 하나에 적용가능하다.
도1A, 1B 및 1C는 위치 결정 시스템의 실시예의 도면이다.
도2A 및 2B는 단일 셀 위치설정 시스템의 실시예의 도면이다.
도3A 및 3B는 셀 섹터 위치설정 시스템의 실시예의 도면이다.
도4는 중첩 셀 위치 설정 시스템의 실시예의 도면이다.
도5는 삼변 측량 셀 시스템의 실시예의 도면이다.
도6은 하이브리드 삼변 측량 시스템의 실시예의 도면이다.
도7은 각 범위 시스템의 실시예의 도면이다.
도8은 원시 위치 설정 기능을 갖는 무선 장치의 위치를 설정하는 프로세스의 실시예의 흐름도이다.
도9는 한정된 위치 설정 기능을 갖는 무선 장치의 위치 설정을 위한 프로세스의 다른 실시예의 흐름도이다.
도10은 비협력 기지국으로부터 위치 정보를 수집하는 시스템의 실시예의 도 면이다.
도11은 기지국으로부터 위치 정보를 수집하는 프로세스의 실시예의 흐름도이다.
도12는 비협력 기지국으로부터 위치 정보를 수집하는 시스템의 또다른 실시예의 도면이다.
도1을 참조하면, 위치 결정 시스템(100-1)의 실시예의 도면이 도시된다. 위치 결정 시스템(100)은 위성(152)(예를 들어, GLONASS, GPS, Galileo, EGNOS, globalstar, IRIDIUM) 및/또는 기지국(112, 124)(예를 들어, 셀룰러 폰 기지국, 무선 로컬 영역 네트워크, 무선 광역 네트워크, 위성 폰, 위성 인터넷, 또는 유일하게 식별될 수 있고 무선 장치(120)와 통신할 수 있는 소정의 다른 장치)를 이용함으로써, 무선 장치(120)가 자신의 지리적 위치를 탐색하거나 원격 엔티티에 의해 위치설정되게 한다. 협력 기지국(112)은 이러한 실시예에서 광역 네트워크(WAN)(110)를 경유하여 알마낵 프로세서(122)에 결합되지만, 다른 실시예는 로컬 영역 네트워크(LAN)를 이용할 수 있다. 알마낵 프로세서(122)는 무선 장치(120)의 추정된 영역에 따라 알마낵을 맞춤화(tailor) 또는 커스터마이즈(customize)하기 위해 기지국 데이터 베이스(144)를 액세스한다.
무선 장치(120)는 위치 설정 정보를 제공하기 위해 소정 수의 장치와 통신할 수 있다. 이러한 실시예에서, 무선 장치(120)는 기지국(112, 124)을 경유하여 셀룰러, 위성, 무선 데이터 및/또는 메시 네트워크를 이용하여 음성 및/또는 데이터 를 전달하기 위해 소정 수의 통신 모드(예를 들어, CDMA, TDMA, WCDMA, OFDM, GPRS, EV_DO, WiFi, 블루투스, WiMAX, 802.xx, UWB, 위성 등) 또는 이들의 조합을 가질 수도 있는 셀룰러 폰이다. 다른 실시예에서, 무선 장치(120)는 추적 장치, 아동 또는 가석방자 관리기, 네비게이션 장치, 무선 페이저, 무선 컴퓨터, PDA, 자산 태그 등일 것이다.
각각의 무선 장치(120)에 대한 지원된 통신 모드는 소정 수의 통신 모드에서 동작하는 특정한 무선 장치(120)에 의해 행해진 각각의 위치 또는 거리 측정을 위해 불확정 팩터를 결정하는데 도움을 주기 위한 정보를 포함하는 장치 성능 데이터 베이스(140)에 저장된다.
이러한 실시예는 각각 상이한 통신 모드를 가질 수 있는 협력 기지국(112), 비협력 기지국(124) 및 위성 위치 설정 비컨(152)을 도시한다. 예를 들어, 셀룰러 기지국(112, 124)은 TDMA 및 GSM을 지원하고, 위성 기지국은 CDMA만을 지원하거나, 다른 위성 기지국은 TDMA만을 지원할 수 있다.
기지국(112, 124)은 본 실시예에서 데이터 및/또는 음성 전달을 가능하게 하도록 한정된다. 기지국(112, 124)은 가입자 또는 로밍 승인을 얻은 다른 시스템의 가입자가 데이터 및/또는 음성 트래픽을 전달하기 위해 기지국(112)과 통신할 수 있도록 소정의 엔티티(예를 들어, 셀룰러 또는 WiFi 서비스 제공자)와 종종 제휴한다. 기지국(112, 124)은 맞춤형 알마낵을 얻기 위해 WAN 또는 LAN에 접속될 수도 있지만, 협력 기지국(112)만이 맞춤형 알마낵을 제공한다. 다양한 기지국(112, 124)이 셀룰러, 위성, 무선 데이터 및/또는 메시 네트워크를 이용하여 음성 및/또 는 데이터를 전달하기 위해 소정 수의 통신 모드(예를 들어, GSM, CDMA, TDMA, WCDMA, OFDM, GPRS, EV_DO, WiFi, 블루투스, WiMAX, 802.xx, UWB, 위성 등) 또는 이들의 조합을 가질 수도 있다.
협력 및 비협력 기지국(112, 124)이 존재한다. 협력 기지국(112)은 무선 장치(120)와의 데이터 및/또는 음성 통신을 가능하게 하는 것이다. 일 예에서, 음성 통신은 VoIP(Voice over IP)에 의해 지원될 수 있다. 비협력 기지국(124)은 데이터 및/또는 음성 트래픽을 가능하게 하지 않을 수도 있지만, 무선 장치의 위치를 결정하는에 유용한 정보를 제공할 수 있다. 비협력 기지국(124)은 소정 타입의 식별자를 제공하고 위성 거리 측정(ranging)에 종종 사용될 수 있는데, 이는 기지국(124)과 무선 장치(120) 사이의 거리가 결정되는 프로세스이다. 예를 들어, WiFi 기지국(124)의 경우, 식별자는 국식별자 및 MAC 어드레스를 포함한다. 또한 소정의 비협력 기지국(124)은 모두가 거리를 결정하기 위해 사용될 수 있는 위성 거리 측정, 수신 신호 강도 표시 및 비컨 시그널링 성능을 가능하게 한다.
기지국 데이터 베이스(144)는 기지국의 상기 부류에서 각각의 기지국을 유일하게 식별하기 위해 사용될 수 있는 식별자 정보를 저장한다. 예를 들어, 각각의 WiFi 기지국은 식별자 정보로서 MAC 주소를 포함할 수 있다. 다른 예로서, CDMA 기지국 식별자는 SID, NID 및 베이스 ID 또는 SID, MSC ID 및 베이스 ID를 포함할 수 있다. 기지국(112, 124)의 특성은 기지국(112, 124)을 유일하게 식별하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 만일 두 개의 기지국이 동일한 국 식별자를 가지지만, 특정한 하나의 통신 표준만이 지원되면, 두 기지국은 유일하게 식별될 수 있다. 통상적으로, 무선 장치(120)는 다양한 통신 모드의 서브 세트를 지원할 것이다. 또한 무선 장치를 갖는 영역의 측정에 의해 각각의 기지국(112, 124)에 대해 결정된 위치 정보가 기지국 데이터 베이스(144)에 저장된다.
일 실시예에서, 무선 장치(120)는 각각의 기지국(112, 124)의 위치를 결정하는데 사용될 수 있으며, 그 후 위치가 알마낵 프로세서(112)로 다시 보고된다. 각각의 기지국(112, 124)에 대한 다양한 무선 장치(120)로부터의 위치 정보는 기지국 데이터 베이스를 업데이트하기 위해 알마낵 프로세서(112)에 의해 수집된다. 더 많은 위치 데이터 포인트가 수집됨에 따라, 이들은 무선 장치(120)에 의해 제공된 위치 정보의 정확도에 따라 가중되며 계속 증가하는 정확도에 따라 기지국의 위치를 결정하는데 사용된다. 각각의 무선 장치(120)의 정확도는 장치 성능 데이터 베이스(140)에 저장될 수 있으며, 이는 무선 장치(120)가 정보를 수집할 수 있는 다양한 방식에 대해 상이한 정확도를 가질 수 있는 장치 성능 데이터 베이스(140)에 저장될 수 있다. 무선 장치(120)가 자신의 위치를 아는데 있어서 가질 수 있는 소정의 부정확성은 기지국 데이터 베이스(144)에 대한 정확도 가중에 반영될 수 있다.
다양한 타입의 위치 비컨이 위치 결정에 도움을 주기 위해 무선 장치(120)에 의해 사용될 수 있다. 이러한 실시예는 위성 위치 설정 비컨(152)을 이용하지만, 의사 위성 및 로란(LORAN)과 같은 지상 비컨 시스템이 사용될 수 있다. 일반적으로 위치 기준이 더 많으면, 무선 장치(120)의 위치가 더욱 양호하게 결정될 수 있다.
이러한 실시예는 협력 기지국(112)으로부터 분리된 알마낵 프로세서(122)를 도시하지만, 각각의 협력 기지국(112) 또는 협력 기지국(112)의 부류는 다른 실시예에서 알마낵 프로세서(112) 및/또는 데이터 베이스(140, 144)를 가질 수 있다. 소정의 실시예는 알마낵 프로세서(122)를 무선 장치(120)로 통합할 수 있다. 기지국 및/또는 장치 성능 데이터 베이스(144, 140)는 무선 장치(120)에 위치할 수 있으며 주기적으로 업데이트된다.
도1B를 참조하면, 위치 결정 시스템(100-2)의 다른 실시예가 도시된다. 소정의 실시예에서, 기지국 데이터 베이스(144)는 중앙에 위치되지만, 기지국 데이터 베이스(144)는 지역적으로 또는 각각의 협력 기지국(112)에 대해 일부 또는 본 실시예의 로컬 알마낵(158)으로서 협력 기지국(112)의 부류에 분포된다. 예를 들어, 제1 기지국(112-1)은 자신의 풋프린트 및 제1 로컬 알마낵(158-1)에서의 모든 인접한 기지국 풋프린트에 대해 기지국데이터 베이스(114)의 일부를 저장할 수도 있다. 또다른 예로서, 제1 로컬 알마낵(158-1)은 모든 또는 선택된 세트의 CDMA 기지국에 대해 기지국 데이터 베이스를 포함할 수도 있다. 또다른 실시예에서, 제1 알마낵(158-1)은 지리적으로 조직화되지 않지만 특정한 서비스 제공자 네트워크의 일부인 기지국을 포함할 수도 있다. 중앙에 위치한 기지국 데이터 베이스(114)가 업데이트됨에 따라, 이들의 변경은 새로운 정보를 이용할 수 있는 다양한 로컬 알마낵(158)에 전달된다.
이러한 실시예는 위성 위치 설정 비컨(152) 또는 다른 타입의 위치 설정 비컨을 이용하지 않지만, 음성 및/또는 데이터 통신에서 사용하기 위해 하나 이상의 통신 위성 기지국(154)을 갖는다. 통신 위성 기지국(154)의 이러한 실시예는 로컬 알마낵(158) 및/또는 데이터 베이스(140,144)를 가질 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. 통신 위성 기지국(154)은 맞춤형 알마낵들을 생성하기 위해 알마낵 프로세서(122)에 의존한다. 위성 지상국(160)은 WAN(110)을 경유하여 알마낵 프로세서(122)와 통신한다.
도1C를 참조하면, 위치 결정 시스템(100-3)의 또다른 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 협력 기지국(112)은 알마낵 프로세서(122)와 장치 성능 및 기지국 데이터 베이스(140, 144)에 연결된 로컬 영역 네트워크(LAN)에 연결된다. 장치 성능 및 기지국 데이터 베이스(140,144)에서의 정보는 WAN 등을 이용하여 이러한 데이터 베이스의 원격 마스터 버젼과 주기적으로 업데이트 또는 조정될 수 있다. 심지어 세부 레벨이 도면에 도시되지 않았지만, 이러한 실시예의 위성 기지국(154)은 또한 알마낵 프로세서(122)와 장치 성능 및 기지국 데이터 베이스(140, 144)를 포함할 수 있다.
도2A 및 2B를 참조하면, 단일 셀 위치 설정 시스템(200)의 실시예가 도시된다. 협력 기지국(112)은 무선 장치(120)와 통신할 수 있는 셀 풋프린트(204)를 갖는다. 도2A는 셀 풋프린트(204) 내에서 비협력 무선 기지국(124)을 도시한다.
때에 따라서, 무선 장치(120)는 협력 기지국(112)과 통신하기 위해 셀 풋프린트(204) 내에 거의 없지만, 도2B에 도시된 것과 같이 이러한 셀 풋프린트 외부의 비협력 기지국(124)과 통신할 능력을 갖는다. 셀 버퍼 존(208)은 협력 기지국(112)의 범위 외부에 비협력 기지국(124)을 포함하지만, 가능하게는 협력 기지 국(112)의 범위 내의 무선 장치(120)의 범위 내에 있을 것이다. 비협력 기지국 풋프린트(212)는 셀 풋프린트 외부의 기지국(124)에 대해 도시되지만, 무선 장치(120)의 통신 범위 내에 있다. 셀 버퍼 존(208)에 이러한 기지국을 포함하는 것은 이러한 가설을 조정한다.
이러한 실시예에서, 무선 장치(120)는 단일 협력 기지국(112)의 통신 범위 내에 있다. 협력 기지국(112)의 셀 풋프린트(204)에서, 11개의 비협력 기지국(124)이 존재한다. 셀 버퍼 존(208)은 두 개의 추가의 비협력 기지국(124)을 갖는다. 알마낵 프로세서(122)가 맞춤형 알마낵에 대한 요청을 수신하면, 13개의 가능한 비협력 기지국에 대한 정보가 포함된다.
일 실시예에서, 협력 기지국(112)은 무선 장치(120)에 대한 범위를 결정하고 알마낵 프로세서(122)는 협력 기지국(112) 중심의 환형 링 내에 포함되는 것들에 대한 13개의 리스트를 발췌한다. 링은 협력 기지국(112)에 대한 범위의 결정으로부터 소정의 에러 팩터를 더한 특정 모드에서 다양한 비협력 기지국(124)과 대화할 때 무선 장치(120)의 범위와 같은 범위가 될 것이다. 예를 들어, 무선 장치(120)는 10%의 에러 팩터를 가진 50개의 측정 유닛의 협력 기지국(112)으로부터의 범위를 가질 수도 있다. 일 통신 모드에서, 무선 장치(120)로부터의 범위는 15개의 유닛이다. 이러한 실시예에서, 환형 링은 30개의 반경으로 시작하고 70개의 측정 유닛으로 확장한다. 상기 통신 모드를 알고 있고 환형 풋프린트 내의 소정의 기지국(112, 124)은 맞춤형 알마낵에 포함될 수 있다. 물론, 만일 환형 링이 셀 버퍼 존(208)을 넘어서 연장하면, 링의 반경은 적절히 단축될 것이다.
무선 장치(120)가 다양한 타입의 기지국에 대한 상이한 통신 모드를 가짐에 따라, 두께는 각각의 타입의 기지국 통신 모드에 대해 상이할 수 있다. 더욱이, 무선 장치(120)는 무선 장치(120)가 모르는 다른 협력 기지국(112)에 대한 알마낵 정보를 수신할 수도 있다.
다른 실시예에서, 알마낵 프로세서(122)는 맞춤형 알마낵에 포함된 기지국의 수(112, 124)를 발췌할 수도 있다. 소정의 경우, 기지국(112, 124)의 밀도는 너무 커서 근접한 추가의 기지국(112, 124)을 포함하는 것은 무선 장치(120)의 위치를 결정하는데 있어서 거의 도움이 되지 않을 것이다.
소정의 실시예에서, 알마낵 프로세서(122)는 이들을 유일하게 식별하는 소정의 방식을 갖지 않는 기지국(112, 124)을 제외할 수도 있다. 예를 들어, 만일 두 개의 기지국이 동일 국 식별자를 갖고 이들을 유일하게 식별하기 위한 소정의 다른 코드를 제공하지 않으면, 이들 모두는 맞춤형 알마낵으로부터 제외될 수 있다. 때때로, 통신 프로토콜에서 다른 식별자들이 기지국들(112, 124)을 식별하는 유일한 식별자를 생성하기 위해 식별자들과 결합되리 수 있다. 소정의 경우, 유일하게 식별될 수 없는 두 개 이상의 기지국(112, 124)이 지리적으로 분리되어 유일한 식별자가 이들이 계속 사용될 수 있도록 관심 대상의 지리적 위치를 인식함으로써 명학하게 될 수 있다. 단지 하나만이 소정의 맞춤형 알마낵에 포함될 것이다.
도3A 및 3B를 참조하면, 셀 섹터 위치 시스템(300)의 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 협력 기지국(112)에 대해 6개의 셀 섹터(304)를 갖지만, 다른 실시예는 소정 수의 셀 섹터를 가질 수 있다. 셀 풋프린트(204)에서의 무선 장 치(120)는 기지국(122)이 어떤 셀 섹터가 특정 무선 장치(120)와 통신하는지를 알도록 셀 섹터(304)들 사이에서 분할된다. 무선 장치(120)를 가질 수 있는 셀 섹터(들)은 알마낵 프로세서(122)로 전달된다. 셀 섹터(들) 내의 소정의 기지국(112, 124)은 무선 장치(120)로의 연계를 위해 협력 기지국(112)으로 전송된다.
도3A의 실시예에서, 단일 셀 섹터(304)는 무선 장치(120)와 통신할 수 있다. 알마낵 프로세서(122)는 섹터 버퍼 존(308)의 기지국들과 함께 섹터(304)에 기지국들(112, 124)을 포함한다. 도3B의 실시예는 두 셀 섹터가 모두 통신을 수신할 수 있도록 두 셀 섹터(304) 사이의 에지에 인접한 무선 장치(120)를 도시한다. 알마낵 프로세서(122)는 상기 영역 내의 또는 부근의 소정의 무선 장치(120)로 기지국들 중심의 두 개의 셀 섹터(304) 및 셀 버퍼 존(308)에 기지국(112, 124)을 제공한다.
도4를 참조하면, 셀 위치 설정 시스템(400)의 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 두 개의 협력 기지국(112)은 셀 풋프린트(204)에서의 중첩이 무선 장치(120)의 위치로 추정되도록 무선 장치와 통신할 수 있다. 알마낵 프로세서(122)는 이러한 중첩 영역(404)에 대한 알마낵을 맞춤하는 방법을 결정하기 위해 장치 성능 및 기지국 데이터 베이스(140, 144)에 조회할 것이다. 다른 셀 풋프린트(204)의 셀 버퍼 존(208)과 셀 버퍼 존(208)(및 그 반대)을 중첩하는 셀 버퍼 존(208)의 일부는 소정의 맞춤형 알마낵에 포함되도록 기지국(112, 124)에 대해 또한 분석될 것이다.
도5를 참조하면, 삼변 측량 셀 시스템(500)의 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 무선 장치(120)는 지리적으로 분리된 3개 이상의 협력 기지국들(112-1, 112-2, 112-2)과 통신할 수 있다. 무선 장치(120)의 일반적 위치는 다수의 협력 기지국(112)에 의해 또는 그로부터 수집된 범위 정보를 분석함으로써 결정된다. 하나의 협력 기지국(112)으로부터의 도달 시간 판독은 상기 기지국(112) 중심의 링에 대한 일반 위치를 감소시킨다. 도달 시간차(TDOA) 범위 판독을 생성하는 두 협력 기지국(112)은 과장(hyperbole)에 대한 위치를 감소시킨다. 3개 이상이 일반 위치를 더욱 잘 결정할 수 있다. 이러한 실시예에서, 도달 시간 및/또는 도달 시간차 측정은 삼변측량 프로세스에 사용된다.
그러나 영역이 작아질수록, 상기 영역 중심의 버퍼가 결정에서의 에러에 대한 보상을 위해 결정되며 기지국(112, 124)에 대한 무선 장치(120)의 범위를 어드레싱한다. 알마낵 프로세서(122)는 무선 장치(120)에 의해 지지된 각각의 통신 모드에 대한 통신 범위에 있을 것 같은 기지국(112, 124)에 대한 정보를 수집한다.
도6을 참조하면, 혼성 삼변측량 시스템(600)의 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 상이한 타입의 통신 모드를 이용하는 삼변 측량을 도시한다. 무선 장치(120)는 위성 위치 설정 비컨(152)으로부터 범위 정보를 수신하고 두 개의 협력 기지국(112-1, 112-2)과 통신한다. 세 개의 152, 112-1, 112-2 사이에서, 일반 위치는 삼변측량될 수 있고 맞춤형 알마낵에 대한 교환으로 협력 기지국들(112) 중 하나로 포워딩된다.
도7을 참조하면, 각 범위 시스템의 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서 협력 기지국(112)은 도달각(AoA) 및 무선 장치까지의 거리를 추정할 수 있다. 이러한 성능은 단일의 협력 기지국(112)을 이용한 일반 위치의 결정을 가능하게 한다. 협력 기지국(112)이 범위가 아닌 AoA만을 결정할 수 있는 경우, 두 협력 기지국(112-1, 112-2)은 일반 위치를 결정할 수 있다.
전술한 실시예는 초기 위치 추정을 탐색하기 위해 협력 기지국(124)에 의존하지 않지만, 정밀화된 위치 추정을 위해 협력 기지국(112)으로부터 정밀화된 알마낵을 요청한다. 소정의 실시예는 기지국(112,124), 보여진 위치 설정 비컨 및 소정의 범위 추정을 위치 요청의 일부로서 기지국들에 보고할 수 있다. 알마낵 프로세서(112)는 이러한 정보를 취하고, 장치 성능, 연산 모드 및 기지국 데이터 베이스(140, 144)를 이용하여 위치를 결정한다. 이러한 실시예에서, 위치 정보의 초기 수집은 맞춤형 알마낵의 도움없이 행해진다. 알마낵 프로세서(122)가 더욱 정확한 위치가 요구된다고 결정하는 경우, 무선 장치(120)의 범위 내에 있을 것 같은 추가의 기지국들(112, 124)을 나타내는 맞춤형 알마낵이 생성될 수 있다.
도8을 참조하면, 최초 위치 함수(800)를 갖는 무선 장치(120)의 위치를 설정하기 위한 프로세스의 실시예의 흐름도가 도시된다. 무선 장치(120)는 단계(804)에서 일반 위치를 결정하기 위해 협력 기지국(112) 또는 위성 또는 지상 위치 설정 비컨에 대해 삼변 측량한다. 단계(808)에서, 무선 장치(120)는 위치 추정을 보고하고 맞춤형 알마낵을 요청한다. 소정의 무선 장치는 새로운 맞춤형 알마낵이 수신됨에 따라 업데이트되는 기지국(112, 124)의 베이스 알마낵을 저장할 수도 있다.
이러한 실시예에서, 위치 추정은 단계(812)에서 무선 장치 외부에서 추가로 정밀하게 될 수 있다. 예를 들어, 협력 기지국(112)은 도달 시간 또는 도달 시간차로부터 소정의 위치정보를 가질 수 있다. 일반 위치는 알마낵 프로세서(112)로 전송된다. 단계(816)에서, 알마낵 프로세서(112)는 무선 장치(120)의 위치를 결정하는데 사용하기에 충분하게 근접할 수 있는 모든 기지국들(112, 124)을 탐색함으로써 알마낵을 맞춤한다. 이는 다양한 기지국들(112, 124)과 호환가능한 무선 장치의 모든 통신 모드, 상기 모드에서의 가능한 범위, 및 무선 장치(120)의 가능한 위치를 고려한다. 맞춤형 알마낵은 WAN(110)을 통해 협력 기지국(112)으로 전송되고 단계(820)에서 무선 장치로 중계된다.
단계(824)에서, 추가의 위치 정보가 무선 장치(120)에 의해 수집된다. 이러한 위치 정보는 맞춤형 알마낵을 이용하고 비협력 기지국(124) 및 협력 기지국(112)을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 무선 장치(120)는 단계(828)에서 위치 추정을 정밀화할 위치 정보를 분석한다. 위치 추정은 단계(832)에서 협력 기지국으로 보고된다. 위치를 결정하는 프로세서 동안, 무선 장치(120)는 맞춤형 알마낵의 기지국들(112, 124) 또는 아직 알마낵에 있지 않은 기지국들에 대한 위치 정보를 가질 수도 있다. 단계(836)에서, 관측된 기지국들의 식별과 같은 알마낵 관련 정보와 함께 이러한 위치 정보는 협력 기지국(112)으로 보고되고 기지국 데이터 베이스(144)를 업데이트하기 위해 알마낵 프로세서(122)로 전송된다.
도9를 참조하면, 한정된 위치 함수를 갖는 무선 장치(120)의 위치를 결정하기 위한 프로세스(900)의 다른 실시예의 흐름도가 도시된다. 소정의 무선 장치는 이들의 위치를 독립적으로 결정하기 위해 제한된 성능을 갖는다. 이러한 실시예는 위치 정보를 분석하기 위해 위치 결정 시스템(100)의 다른 부분에 의존한다. 단계(908)에서, 무선 장치(120)는 맞춤형 알마낵을 요청한다. 위치는 단계(912)에서 다양한 협력 기지국(112)에 의해 추정된다.
상기 위치 추정은 단계(816)에서 알마낵 정보의 맞춤화를 위해 알마낵 프로세서(122)에 전달된다. 단계(820)에서, 맞춤형 알마낵은 무선 장치(120)로 전송된다. 단계(824)는 협력 기지국(124)을 탐색하기 위해 맞춤형 알마낵을 이용하는 위치 정보를 추가로 수집한다. 단계(916)에서, 수집된 위치 정보는 협력 기지국(112)으로 전송된다. 단계(928)는 위치 정보를 사용하여 위치 추정을 정밀화한다. 정밀화는 협력 기지국(112), 알마낵 프로세서(122) 또는 협력 기지국(112)과 통신하는 소정의 다른 위치에서 실행될 수 있다. 무선 장치(120)에 의해 수집된 소정의 추가 정보는 기지국 데이터 베이스(144)를 정밀화하기 위해 알마낵 프로세서(122)로 전송된다.
도10을 참조하면, 비협력 기지국(124)으로부터 위치 정보를 수집하는 시스템(100)의 실시예가 도시된다. 일단 맞춤형 알마낵이 무선 장치(210)에 의해 수신되면, 이는 알마낵에 리스팅된 기지국들을 위치 설정하도록 시도한다. 도10에는 두 개의 통신 모드를 지원하는 듀얼 모드 무선 장치(120)가 도시된다. 하나의 통신 모드는 제1 풋프린트(1012-1)를 가지며, 두 번째는 더 큰 풋프린트(1012-2)를 갖는다. 맞춤형 알마낵은 제1 통신 모드를 이용하는 제1 풋프린트(1012-1)의 모든 기지국들(112, 124) 및 제2 통신 모드를 이용하는 제2 풋프린트(1012-2)의 모든 기 지국들(112, 124)을 가질 것이다.
소정의 실시예에서, 알마낵 프로세서는 맞춤형 알마낵이 사용될 경우 풋프린트(1012)가 무선 장치(120)의 가능한 위치를 조정하도록 무선 장치(120)에 대한 모션 추정을 실행할 수 있다. 다른 실시예는 무선 장치(120)가 소정의 방향으로 진행함에 따라 무선 장치(120)의 가능한 속도 또는 최대 속도에 응하여 풋프린트를 확장할 수 있다. 또다른 실시예에서, 다양한 기지국들 사이의 핸드 오프의 히스토리가 알마낵 정보를 맞춤하기 위해 사용될 수 있다.
도11을 참조하면, 기지국들(112, 124)로부터 위치 정보를 수집하기 위한 프로세스(1100)의 실시예의 흐름도가 도시된다. 프로세스(1100)는 무선 장치(120)가 맞춤형 알마낵에서 기지국들(112, 124)을 체크하는 단계(1104)에서 시작한다. 이는 알마낵(112, 124)에서 기지국을 임의로 선택함으로써 실행될 수 있다. 소정의 실시예에서, 기지국들(112, 124)은 무선 장치(120)가 기지국들을 순서대로 취하도록 하기 위해 사전 랜덤화될 수 있다.
다른 실시예에서, 알마낵 프로세서(122)는 신속하게 하나를 선택하기 위해 기지국들(112, 124)을 조직화하기 위한 또다른 방식을 선택할 수 있다. 예를 들어, 이들은 통신 모드 및 풋프린트(1012) 크기에 의해 조직화될 수도 있다. 알마낵의 풋프린트는 더 큰 범위를 갖는 통신 모드를 이용하여 신속하게 커버링된다.
단계(1108)에서, 일단 알마낵에서 하나의 기지국(112,124)이 발견되면, 알마낵에서 기지국들(112, 124) 중 일부를 배제하는 것이 가능할 수도 있다. 무선 장치(120)의 범위에서 기지국을 탐색하기 위해 다양한 기지국(112, 124)을 검색한 후, 단계(1112)에서 각각에 대한 거리가 추정된다.
비협력 기지국(124)은 비록 데이터 통신이 불가능할지라도 여전히 소정의 정보를 제공한다. 비협력 기지국들은 스스로를 식별하는데, 이는 무선 장치(120)가 통신을 하기 위해 충분히 근접해 있다는 것을 나타낸다. 소정의 비협력 기지국들(124)은 수신된 신호의 신호 강도를 나타낼 것이다. 다른 비협력 기지국들(124)은 메시지 및 전파 시간이 진행한 거리에 상관할 수 있다는 것을 승인할 것이다. 비협력 기지국(124)으로부터의 신호의 신호 강도는 초기 또는 예상된 신호 강도가 결정될 때 거리를 암시할 수 있다.
소정의 실시예에서, 무선 장치(120)는 단계(1116)에서 알마낵에 포함되지 않은 기지국들(112, 124)에 대한 정보를 수집한다. 종종 기지국들(112, 124)은 자신들을 스스로 식별한다. 만일 리소스가 이용가능하면, 단계(1120)에서, 위성 거리 측정은 알마낵 프로세서에 대한 늦은 보고에 대해 리스트되지 않은 기지국들(112,124)에 대해 실행될 수도 있다. 다른 실시예에서, 기지국의 풋프린트 또는 둘 이상의 풋프린트의 중첩이 무선 장치(120)의 일반 위치를 결정하기 위해 분석될 수 있다.
도12를 참조하면, 비협력 기지국들(124)로부터 위치 정보를 수집하는 시스템(1200)의 다른 실시예가 도시된다. 도시된 비협력 기지국(124)은 통신 범위에 있을 것 같은 맞춤형 알마낵에서 한정된 것들이다. 이러한 실시예에서, 3개의 비협력 기지국들(124-1, 124-4, 124-5)은 제1 통신 풋프린트(1212-1, 1212-4, 1212-5)를 갖는 통신 모드에서 동작하며; 2개의 비협력 기지국들(124-2, 124-6)은 제2 통신 풋프린트(1212-2, 1212-6)를 갖는 제2 통신 모드에서 동작하며; 및 하나의 비협력 기지국(124-3)은 제3 통신 풋프린트(1212-3)를 갖는 제3 통신 모드에서 동작한다. 무선 장치(120)의 현재의 위치만이 3개의 비협력 기지국들(124-2, 124-3, 124-4)과의 통신을 가능하게 한다. 심지어 위성 거리 측정 없이도, 현재재의 위치는 무선 장치(120)의 위치를 좁힐 수 있지만, 위성 거리 측정을 이용하면 매우 정밀한 위치가 결정될 수 있다.
전술한 실시예의 설명은 당업자가 본 발명을 이용 또는 실시하도록 하기 위해 제공되었다. 실시예에 대한 다양한 변경이 용이하다는 것이 당업자에게 가능하며, 설명된 일반 원칙은 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 설명은 설명된 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 원리 및 새로운 특징과 조화하는 광의로 해석된다.

Claims (23)

  1. 무선 장치의 위치를 결정하는 시스템으로서,
    상기 무선 장치의 일반 위치를 결정하는 수단;
    상기 무선 장치의 범위에서 기지국들의 알마낵을 생성하는 수단을 포함하는데, 상기 알마낵은 상기 일반 위치에 대해 커스터마이즈(customize)되고 상기 무선 장치를 통상적으로 서비스하지 않을 적어도 하나의 비협력 기지국들을 포함하며; 및
    상기 알마낵을 이용하는 상기 무선 장치의 상기 위치를 결정하는 수단을 포함하는,
    위치 결정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치를 결정하는 수단은 상기 무선 장치와 상기 적어도 하나의 비협력 기지국 사이의 거리를 결정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 일반 위치를 결정하는 수단은,
    상기 무선 장치에 필수적인 위치 설정(location) 기능,
    기지국들 중 하나 및 추정된 셀 풋프린트,
    중첩하는 셀 풋프린트를 탐색하기 위한 다수의 기지국,
    다수의 협력 기지국,
    기지국 및 위치 설정 비컨, 및
    상기 무선 장치에 대한 각을 결정할 수 있는 적어도 하나의 기지국 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 일반 위치를 결정하는 수단은 비협력 기지국을 포함하지 않으며, 상기 위치를 결정하는 수단은 비협력 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 일반 위치는 상기 위치보다 덜 정확한 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  6. 무선 장치의 위치를 결정하는 시스템으로서,
    통상적으로 상기 무선 장치에 서비스하고 알마낵을 상기 무선 장치로 전송할 협력 기지국의 제1 식별자, 및 통상적으로 상기 무선 장치에 서비스하지 않을 비협력 기지국의 제2 식별자를 포함하는 기지국 식별자들의 상기 알마낵을 포함한, 상 기 무선 장치의 범위에 있는 다수의 기지국을 포함하는,
    위치 결정 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 협력 기지국 및 비협력 기지국은 상기 무선 장치와 상기 협력 및 비협력 기지국들 사이의 거리를 결정하게 하는 상호 작용을 하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 식별자는 특정 기지국과 관련한 다수의 유일한 특징들로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 비협력 기지국은 상기 무선 장치가 음성 또는 데이터 신호들의 송신에서 상기 비협력 기지국을 이용하지 않게 방지하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 시스템.
  10. 무선 장치의 위치를 결정하는 방법으로서,
    제1 기지국으로부터 제1 유일한 식별자를 포함하는 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 무선 장치와 상기 제1 기지국 사이의 제1 거리를 추정하는 단계;
    상기 제1 기지국의 제1 위치를 참조하는 단계를 포함하는데, 상기 제1 위치는 사전에 결정되며;
    제2 기지국으로부터 제2 유일한 식별자를 포함하는 제2 신호를 수신하는 단계;
    상기 무선 장치와 상기 제2 기지국 사이의 제2 거리를 추정하는 단계;
    상기 제2 기지국의 제2 위치를 참조하는 단계를 포함하는데, 상기 제2 위치는 사전에 결정되며;
    제3 기지국으로부터 제3 유일한 식별자를 포함하는 제3 신호를 수신하는 단계;
    상기 무선 장치와 상기 제3 기지국 사이의 제3 거리를 추정하는 단계;
    상기 제3 기지국의 제3 위치를 참조하는 단계를 포함하는데, 상기 제3 위치는 사전에 결정되며, 상기 제1, 제2 및 제3 기지국 중 적어도 하나는 원격 위치들과 통신가능하고, 원격 위치들과의 통신을 위해 상기 무선 장치에 이용할 수 없으며; 및
    상기 무선 장치의 상기 위치를 계산하는 단계를 포함하는,
    위치 결정 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 계산 단계는 상기 제1, 제2, 및 제3 거리, 그리고 상기 제1, 제2 및 제 3 위치를 이용하여 상기 무선 장치의 상기 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 각각의 추정 단계는,
    기지국이 상기 무선 장치에 의해 인식되는 지를 결정하는 단계; 및
    기지국 풋프린트, 응답 지연, 신호 강도 및 신호 범위 중 적어도 하나에 기초하여 거리를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 기지국 중 적어도 하나로부터 제1, 제2 및 제3 위치 중 적어도 하나를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 위치 중 적어도 하나를 포함하는 알마낵을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    기지국 통신 모드를 포함하는 알마낵을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    기지국 타입을 포함하는 알마낵을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 무선 장치의 위치를 할당하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    추정 단계 및 계산 단계 중 적어도 하나는 상기 무선 장치에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 제2 또는 제3 기지국 중 적어도 하나는 무선 로컬 영역 네트워크인 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  20. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 제2, 또는 제3 기지국 중 적어도 하나는 셀룰러 폰 기지국인 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  21. 제10항에 있어서,
    상기 무선 장치는 상이한 풋프린트들을 갖는 적어도 두 개의 상이한 통신 모드를 지원하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  22. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 제2 또는 제3 기지국 중 적어도 하나는 위성인 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
  23. 제10항에 있어서,
    상기 제1, 제2 또는 제3 기지국 중 적어도 하나는 비컨인 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
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