KR20100065964A - 휴대 단말기 위치 추정 방법 및 시스템 - Google Patents

휴대 단말기 위치 추정 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대 단말기 위치 추정 방법 및 시스템에 관한 발명이다. 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기 위치 추정 방법은 휴대 단말기로부터 호출 신호를 수신하면 보조 데이터(assistance data)를 호출 신호를 송신한 단말기 및 적어도 하나의 다른 단말기에 송신하는 보조 데이터 송신 단계, 호출 신호를 송신한 단말기 및 적어도 하나의 다른 단말기로부터 GPS 위성 신호 정보를 수신하는 GPS 위성 신호 정보 수신 단계, 보조 데이터 및 GPS 위성 신호 정보에 근거하여 호출 신호를 송신한 단말기의 위치 및 적어도 하나의 다른 단말기의 위치를 판단하는 위치 판단 단계 및 적어도 하나의 다른 단말기의 위치 및 기지국의 위치를 이용하여 호출 신호를 송신한 단말기의 위치를 보정하여 위치 범위를 산출하는 위치 범위 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명을 통해 기지국은 휴대 단말기의 위치를 신속하고 정확하게 추정할 수 있어, 긴급 상황 시 빠른 대처가 가능하다.
GPS(Global Positioning System), AGPS(Assisted GPS), E911, 긴급 위치 추정 시스템

Description

휴대 단말기 위치 추정 방법 및 시스템{METHOD FOR LOCATING MOBILE TERMINAL AND SYSTEM}
본 발명은 휴대 단말기 위치 추정 방법 및 시스템에 관한 발명으로서 특히, AGPS 기반에서 휴대 단말기의 위치를 추정하는 방법과 이러한 방법을 이용하는 시스템에 관한 것이다.
긴급 위치 추정 시스템은 위급한 상황에서 구조 요청자의 위치를 신속하게 확정하기 위한 시스템을 의미한다. 예를 들어, 북미의 E911 위치 정보 시스템이 이에 해당한다. 긴급 위치 추정 시스템에서는 구조 요청자의 생명과 밀접한 관계가 있기 때문에 구조 요청자의 위치를 신속하고 정확하게 판단하는 것이 중요하다.
긴급 위치 추정 시스템에서는 일반적으로 AGPS(Assisted Global Positioning System)를 이용하여 구조 요청자의 위치를 확인한다. 구체적으로 구조 요청자는 소지하고 있는 휴대 단말기를 이용하여 긴급 구조대를 호출하고 기지국에 호출 신호가 전송되면 기지국은 휴대 단말기의 위치 추정을 위한 정보(GPS 신호 정보)를 휴대 단말기로부터 전송 받아 휴대 단말기의 위치를 판단한 후, 긴급 구조대에 전송하게 된다. 따라서 긴급 구조대의 호출만으로도 긴급 구조대는 구조 요청자의 현 위치를 파악할 수 있게 되는 것이다.
이 때, 구조 요청자가 소지하고 있는 휴대 단말기에 포함된 GPS 모듈의 성능이 떨어지거나 성능이 저하되는 상황, 예를 들어 멀티 패스가 많은 지역(multipath) 또는 주변에 높은 빌딩이 많아 GPS 위성 신호가 수신되지 않는 지역 에 위치하는 경우에는 구조 요청자의 위치 확정의 오차가 커지거나 응답속도가 느려지게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 이 경우, 긴급 구조대는 구조 요청자의 위치를 판단하기 어려워 신속한 상황 대처에 미흡할 수 있다. 따라서 긴급 위치 추정 시스템에서 휴대 단말기의 위치를 신속하고 정확하게 추정할 수 있는 방법의 필요성이 대두된다.
본 발명의 목적은 AGPS 기반의 위치 추정 시스템에서 휴대 단말기의 위치를 신속하고 정확하게 추정할 수 있는 위치 추정 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 이용하는 위치 추정 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기 위치 추정 방법은 단말기로부터 호출 신호를 수신하면 보조 데이터(assistance data)를 호출 신호를 송신한 단말기 및 적어도 하나의 다른 단말기에 송신하는 보조 데이터 송신 단계, 호출 신호를 송신한 단말기 및 적어도 하나의 다른 단말기로부터 GPS 위성 신호 정보를 수신하는 GPS 위성 신호 정보 수신 단계, 보조 데이터 및 GPS 위성 신호 정보에 근거하여 호출 신호를 송신한 단말기의 위치 및 적어도 하나의 다른 단말기의 위치를 판단하는 위치 판단 단계 및 적어도 하나의 다른 단말기의 위치 및 기지국의 위치를 이용하여 호출 신호를 송신한 단말기의 위치를 보정하여 위치 범위를 산출하는 위치 범위 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기 위치 추정 방법에서 위치 판단 단계는 기지국의 실제 위치와 GPS 위성 신호로부터 판단된 기지국의 위치와의 오차를 호출 신호를 송신한 단말기 위치 및 적어도 하나의 다른 단말기 위치에 적용하여, 호출 신호를 송신한 단말기 위치 및 적어도 하나의 다른 단말기 위치를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 AGPS 기반의 위치 추정 시스템은 GPS 모듈을 포함하는 복수의 휴대 단말기 및 복수의 휴대 단말기 중 어느 하나의 휴대 단말기로부터 호출 신호를 수신하면 복수의 휴대 단말기들로 보조 데이터를 송신하며, 복수의 휴대 단말기들로부터 GPS 위성 신호 정보를 수신하면 GPS 위성 신호 정보 및 보조 데이터에 근거하여 복수의 휴대 단말기의 위치를 판단하고, 복수의 휴대 단말기 중 호출 신호를 송신한 휴대 단말기를 제외한 다른 휴대 단말기의 위치 및 기지국의 위치를 이용하여 상기 호출 신호를 송신한 휴대 단말기의 위치 범위를 산출하는 기지국을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통해 기지국은 휴대 단말기의 위치를 신속하고 정확하게 추정할 수 있어, 긴급 상황 시 빠른 대처가 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 '보조 데이터(assistance data)'는 휴대 단말기가 위치 서버로부터 수신하는 데이터를 의미한다. AGPS(Assisted Global Positioning System)에서의 '보조 데이터'는 위성에 관한 정보를 포함하고 있으며 구체적으로, 가시 위성 번호(PRN#), 위성 위치 정보(Ephemeris data), 위성 클럭 오차 보정값(clock error correction), 전리층 보정값(ionosphere correction)등 위성에서 송신하는 보정 파라미터, GPS 위성 신호 도플러(Doppler) 및 위상 정보 등을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 긴급 위치 추정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 긴급 위치 추정 시스템은 휴대 단말기(100, 102, 104), GPS 위성(110), 기지국(130) 및 PSAP(140)을 포함한다.
본 발명에 있어서 휴대 단말기(100, 102, 104)는 GPS 모듈을 포함하는 휴대 단말기에 해당한다. 휴대 단말기(100)는 긴급 호출 신호를 기지국(130)에 송신하는 휴대 단말기에 해당하며, 휴대 단말기(100)의 사용자는 긴급 구조 번호(예를 들어 911)를 입력하여 통화 호를 연결하면 긴급 호출 신호가 기지국(130)으로 송신된다. 휴대 단말기(102) 및 휴대 단말기(104)는 기지국(130)의 명령에 의해 기지국(130)에 GPS 위성 신호 정보를 송신하는 휴대 단말기에 해당한다. 기지국(130)은 자신의 위치 휴대 단말기(102) 및 휴대 단말기(104)의 위치를 이용하여 휴대 단말기(100)의 위치 오차를 조정하여 위치 범위를 산출하게 된다. 도 1에서는 기지국(130)의 명령에 의해 기지국(130)에 GPS 위성 신호 정보를 송신하는 휴대 단말기로서 휴대 단말기(102, 104)만을 예시하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 둘 이상의 복수의 휴대 단말기들이 이에 해당할 수 있다.
GPS 위성(110)은 기지국(130)과 휴대 단말기(100, 102, 104)에 GPS 위성 신호를 송신하는 역할을 수행한다. GPS 위성(110)은 지구의 주위의 6개의 궤도면에서 선회하는 24개의 위성들 중 휴대 단말기(100, 102, 104)로 GPS 위성 신호를 송신할 수 있는 위성에 해당한다. GPS 위성(110)은 사용자가 최소한 5개의 GPS 위성으로부터 신호를 수신할 수 있도록 배치되어 있으며, 각각의 GPS 위성은 2개의 L밴드 주파수(L1, L2)를 송신한다. L1은 P코드(Precise code) 및 C/A 코드(Coarse/Acquisition)를 반송하며, L2는 P코드를 반송한다.
기지국(130)은 휴대 단말기(100, 102, 104)와 이동통신 망의 교환기로부터 전파를 수신하여 이동통신 서비스를 가능하게 하는 역할을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따른 기지국(130)은 AGPS에서 사용되는 위치 서버(Location server)를 포함할 수 있다. 위치 서버는 GPS 위성(110)으로부터 보조 데이터를 수신하여 휴대 단말기(100, 102, 104)로 제공하며, 휴대 단말기(100, 102, 104)는 보조 데이터를 이용하여 GPS 위성(110)으로부터 GPS 위성 신호를 수신하게 된다. 위치 서버는 휴대 단말기로 보조 데이터를 송신하는 기능 이외에 휴대 단말기로부터 수신하는 GPS 위성 신호의 정보를 이용하여 휴대 단말기의 위치를 직접 계산할 수 있다. 본 발명에서의 기지국(130)은 휴대 단말기(100, 102, 104)로 보조 데이터를 송신하고, 보조 데이터를 수신한 휴대 단말기(100, 102, 104)로부터 휴대 단말기(100, 102, 104)의 위치 확정을 위한 데이터(GPS 위성 신호 정보)를 수신하여, 휴대 단말기(100, 102, 104)의 위치를 계산하는 역할을 수행한다.
PSAP(Public Safety Answering Point)(140)은 공공 안전 응답 지점이라고도 하며 북미의 '911 긴급 구조 센터'가 이에 해당한다. 전화 호출을 가장 가까운 PSAP(140)로 라우팅(routing)하면 PSAP(140)가 문제를 정확하게 지적하여 적절한 응답 팀을 급파할 때 도움을 주는 복잡한 컴퓨터 전화 통신 시스템에 해당한다. PSAP(140)는 기지국(130)으로부터 통화 호 및 위치 정보를 전달 받음으로써 위급 상황이 발생했다는 사실과 상황 발생 위치를 인식하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기 구성을 나타내는 도면이다.
무선통신부(210)는 휴대 단말기의 무선 통신을 위한 해당 데이터의 송수신 기능을 수행한다. 무선통신부(210)는 송신되는 신호의 주파수를 상승변환 및 증폭하는 RF송신기와, 수신되는 신호를 저잡음 증폭하고 주파수를 하강 변환하는 RF수신기 등으로 구성될 수 있다. 또한, 무선통신부(210)는 무선 채널을 통해 데이터를 수신하여 제어부(260)로 출력하고, 제어부(260)로부터 출력된 데이터를 무선 채널을 통해 전송할 수 있다.
GPS 모듈부(220)는 GPS 위성으로부터 GPS 위성 신호를 수신하는 역할을 수행 한다. GPS 모듈부(220)는 크게 2개의 블록으로 나누어진다. 고주파부는 안테나로 수신한 1.2GHz 및 1.5GHz의 신호를 취급하기 쉬운 낮은 주파수로 변환한다. 다음의 신호 처리부에서는 스펙트럼 확산을 원래대로 복원시키는 역 환산을 하여 위성으로부터 수신하는 메시지와 의사거리(Pseudo Range)를 획득한다.
저장부(230)는 프로그램 메모리, 데이터 메모리들로 구성될 수 있다. 상기 프로그램 메모리는 휴대 단말기의 일반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램들 및 본 발명의 실시 예에 따라 GPS 모듈부(220)를 구동시키는 프로그램을 저장할 수 있다. 또한 상기 데이터 메모리는 상기 프로그램들을 수행하는 중에 발생되는 데이터들을 일시 저장하는 기능을 수행한다.
표시부(240)는 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display)로 형성될 수 있으며, 휴대 단말기의 메뉴, 입력된 데이터, 기능 설정 정보 및 기타 다양한 정보를 사용자에게 시각적으로 제공한다. 예를 들어, 표시부(240)는 휴대 단말기 부팅 화면, 대기 화면, 표시 화면, 통화 화면, 기타 어플리케이션 실행화면을 출력하는 기능을 수행한다. 표시부(240)는 액정표시장치를 제어하기 위한 제어장치, 영상 데이터를 저장할 수 있는 비디오 메모리 및 액정표시장치의 소자 등을 구비할 수 있다. 휴대 단말기(102, 104)의 표시부(240)의 경우에는 GPS 위성 신호 정보를 기지국(130)으로 송신할 때, 송신 여부를 선택하는 메시지를 표시할 수 있다. 또한 휴대 단말기(102, 104)의 표시부(240)는 기지국(130)으로부터 보조 데이터를 수신하는 경우, 보조 데이터 수신을 알리는 메시지를 표시할 수 있으며, GPS 위성(110)으로부터 GPS 위성 신호를 수신하는지 여부를 선택하는 메시지를 표시할 수 있다.
입력부(250)는 휴대 단말기를 제어하기 위한 사용자의 키 조작신호를 입력받아 제어부(260)에 전달한다. 입력부(250)는 숫자키, 방향키를 포함하는 키패드로 구성될 수 있으며, 표시부(240)가 터치스크린 방식으로 구현될 경우 입력부(250)는 표시부(240)와 결합된 형태일 수 있다.
제어부(260)는 휴대 단말기의 전반적인 동작 및 휴대 단말기의 내부 블록들 간 신호 흐름을 제어한다. 본 발명의 실시예에 따른 제어부(260)는 무선통신부(210)를 제어하여 기지국(130)으로 호출 신호를 송신한다. 본 발명의 실시예에 따른 호출 신호는 통화 호(call) 형태가 될 수 있으며, 긴급 구조 요청에 해당하는 통화 호를 연결하여 호출 신호를 송신할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 '911'을 입력한 후 통화 버튼을 입력하면, 호출 신호가 기지국(130)으로 전송된다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 호출 신호는 SMS(Short Message Service) 형태가 될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 제어부(260)는 기지국(130)으로부터 보조 데이터를 수신하면 GPS모듈부(220)를 제어하여 GPS 위성(110)으로부터 GPS 위성 신호를 수신하도록 한다. 제어부(260)는 GPS 위성 신호에 포함된 GPS 위성 신호 정보를 무선 통신부(210)를 통해 기지국(130)으로 송신한다. 기지국(130)은 무선 통신부(210)로부터 수신한 GPS 위성 신호 정보를 이용하여 휴대 단말기(100)의 위치를 추정하게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기(100)의 위치를 추정하는 방법을 나타내는 순서도에 해당한다.
본 발명 명확한 설명을 위해 긴급 호출 신호를 송신하는 휴대 단말기(100)를 휴대 단말기(A)라고 하며, 긴급 호출 신호를 송신하지는 않지만 기지국(130)으로 GPS 위성 신호 정보를 송신하는 휴대 단말기(102, 104)를 각각 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)라고 하여 설명하기로 한다. 또한 기지국(130)으로 GPS 위성 신호 정보를 송신하는 휴대 단말기로는 상기 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C) 뿐만 아니라 휴대 단말기(D), 휴대 단말기(E) 등도 포함될 수 있으며 GPS 위성 신호 정보를 송신하는 휴대 단말기의 개수는 설정에 의해 변경될 수 있다.
310단계에서 휴대 단말기(A)는 기지국(130)으로 긴급 호출 신호를 송신한다. 긴급 호출 신호는 예를 들어 '911호출'에 해당할 수 있다. 기지국(130)은 휴대 단말기(A)로부터 긴급 호출 신호를 수신하면 320단계에서 휴대 단말기(A)와 해당 기지국(130)을 사용하는 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)에 보조 데이터를 송신한다. 본 발명의 실시예에 있어서의 보조 데이터는 GPS 위성에 관한 데이터를 의미하며, GPS 위성 신호가 수신 가능한 GPS 위성에 관한 정보(위성 번호(PRN#), 위성 위치 정보, 기타 보정 값) 등이 포함된다.
기지국(130)은 GPS 모듈을 구비한 휴대 단말기로서 휴대 단말기(100)와 동일한 기지국(130)을 사용하는 휴대 단말기 중에서 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기를 선정할 수 있다. 또한 휴대 단말기(A)가 중계기를 통해 이동통신 서비스를 이용하는 경우 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기는 휴대 단말기(A)가 사용하는 중계기와 동일한 중계기를 사용하며 GPS 모듈을 구비한 휴대 단말기 중에서 선정될 수 있다.
기지국(130)은 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기 선정 시, 휴대 단말기 제조업체를 기준으로 선정할 수 있다. 예를 들어 휴대 단말기(A)가 S사에 제조된 단말기에 해당하는 경우, 기지국(130)은 휴대 단말기(A)와 동일한 기지국(130)을 사용하고 GPS 모듈을 구비하며 휴대 단말기(A)를 제조한 업체와 동일한 제조업체로부터 제조된 휴대 단말기 중에서 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기를 선정할 수 있다.
또한 기지국(130)은 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기 선정 시, 휴대 단말기의 시리얼(serial) 번호 또는 SIM 번호 등을 이용하여 선정할 수도 있다. 휴대 단말기(A)는 고유의 시리얼 번호를 포함하고 있으며, 기지국(130)은 휴대 단말기(A)의 시리얼 번호에 관한 데이터를 갖고 있으므로, 휴대 단말기(A)의 시리얼 번호를 기준으로 설정된 범위 내에 포함되는 시리얼 번호를 갖는 휴대 단말기 중에서 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기를 선정할 수도 있다. 휴대 단말기(A)가 SIM 또는 USIM 카드를 구비하고 있는 경우, 기지국(130)은 휴대 단말기(A)의 SIM 또는 USIM 번호에 관한 데이터를 갖고 있으므로, 휴대 단말기(A)의 SIM 또는 USIM 번호를 기준으로 SIM 또는 USIM 번호가 설정된 범위 내에 포함되는 휴대 단말기 중에서 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기를 선정할 수 있다.
기지국(130)은 미리 설정된 기준에 근거하여 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기를 선정한다. 도 3의 실시예에서는 휴대 단말기가 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기로서 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)가 선정된다. 기지국(130)은 320단계에서 휴대 단말기(A), 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)로 보조 데이터를 송신한 다.
휴대 단말기(A)는 330단계에서 기지국(130)에서부터 수신한 보조 데이터를 이용하여 GPS 위성(110)으로부터 GPS 위성 신호를 수신한다. GPS 위성 신호에는 GPS 위성 신호 전송 속도 및 전송 시간 등 휴대 단말기(A)의 위치를 판단할 수 있는 데이터가 포함된다. 본 발명의 명확한 설명을 위해 GPS 위성 신호에 포함된 데이터들을 'GPS 위성 신호 정보'라고 하기로 한다.
휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)도 330단계에서 기지국(130)으로부터 수신한 보조 데이터를 이용하여 GPS 위성(110)으로부터 GPS 위성 신호를 수신한다. GPS 위성 신호에는 각각 휴대 단말기(B)와 휴대 단말기(C)의 위치를 판단할 수 있는 데이터가 포함된다. 휴대 단말기(B)를 예로 들어 설명하면, 휴대 단말기(B)는 기지국(130)으로부터 보조 데이터가 전송되면, 휴대 단말기(B)의 제어부(260)는 GPS 모듈부(220)를 제어하여 GPS 위성(110)으로부터 GPS 신호를 수신하도록 한다. 기지국(130)으로부터 보조 데이터를 수신할 때, 휴대 단말기(B)는 대기 상태(idle)에 해당할 수 있으며, 통화 중 상태일 수도 있으며, 기타 어플리케이션 실행 상태에 해당할 수 있다. 휴대 단말기(B)의 상태와는 관계없이 휴대 단말기(B)의 제어부(160)는 GPS 모듈부(220)를 제어하여 GPS 위성(110)으로부터 GPS 위성 신호를 수신하도록 한다. 다른 기능 실행 중인 경우에는 제어부(260)는 멀티태스킹(multitasking)으로 GPS 모듈부(220)를 제어하여 GPS 위성 신호를 수신하도록 한다. 이러한 과정은 휴대 단말기(C)에도 동일하게 적용 가능하다.
휴대 단말기(A), 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)는 340단계에서 수신한 GPS 위성 신호에 대한 GPS 위성 신호 정보를 기지국(130)으로 전송한다. 휴대 단말기(A)에서는 휴대 단말기(A)의 제어부(260)가 무선 통신부(220)를 제어하여 휴대 단말기(A)의 위치 판단을 위한 데이터를 포함하는 GPS 위성 신호 정보를 기지국(130)으로 송신하게 된다.
휴대 단말기(B)의 경우에도 휴대 단말기(B)의 제어부(260)는 무선 통신부(210)를 제어하여 휴대 단말기(B)의 위치 판단을 위한 데이터를 포함하는 GPS 위성 신호 정보를 기지국(130)으로 전송하도록 한다. 이 때, GPS 위성 신호 정보가 휴대 단말기(B)의 사용자가 인식하지 못하는 사이에 기지국(130)으로 전송되는 것을 방지하기 위해, 휴대 단말기(B)에 보조 데이터가 전송되면 휴대 단말기(B)의 제어부(260)는 표시부(240)를 제어하여 GPS 위성 신호 정보의 송신 여부를 선택하는 메시지를 표시할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면 메시지 형식은 팝업(pop-up)창 형태가 될 수 있다. 휴대 단말기(B)의 사용자가 GPS 위성 신호 정보의 송신 허용에 해당하는 명령을 선택하면, GPS 위성 신호 정보가 기지국(130)으로 송신된다. 이러한 휴대 단말기(B)의 수행 과정은 휴대 단말기(C)의 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
기지국(130)은 휴대 단말기(A), 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)로부터 각각 GPS 위성 신호 정보를 수신하면, 320단계에서 휴대 단말기(A), 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)로 전송하였던 보조 데이터와 340단계에서 수신한 GPS 위성 신호 정보를 이용하여 휴대 단말기(A), 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)의 위치를 계산한다. 여기서 기지국(130)은 휴대 단말기(A), 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C) 의 위치를 판단할 수 있다.
기지국(130)은 350단게에서 계산된 휴대 단말기(A), 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)의 위치들 중 기지국의 위치와 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)의 위치를 기준점으로 하여 망조정(network adjustment)을 개시한다. 망조정은 측정된 거리, 측정 각도, 방위각 등을 이용한 망조직에 의하여 미지점 좌표를 조정하는 것을 의미한다.
구체적으로 설명하면, 망조정에서는 고정점을 기준으로 하여 미지점의 좌표를 계산한다. 본 발명에서 휴대 단말기(A)의 위치는 일정하지 않은 넓은 범위에 분포되어 나타나 휴대 단말기(A)의 위치를 확정하기 어려운 상태에 해당한다고 가정한다. 이러한 경우, 휴대 단말기(A)는 미지점에 해당한다고 할 수 있다. 휴대 단말기(B) 및 휴대 단말기(C)는 평지에 있으며 GPS 모듈의 상태가 양호하여 휴대 단말기의 위치가 좁은 범위로 분포되어 나타난다고 가정한다. 이 경우 휴대 단말기(B)의 위치와 휴대 단말기(C)의 위치는 일정한 고정점에 해당하는 것으로 가정할 수 있다.
기지국(130)은 휴대 단말기(A)의 위치를 설정된 횟수만큼 측정한다. 본 발명의 실시예에 따라 휴대 단말기(A)의 위치를 100번 측정하였다고 가정한다. 기지국(130)은 휴대 단말기(A)의 위치에 대해 A1, A2,..., A100값을 획득한다. 각각의 An은 2차원 또는 3차원 좌표에 해당한다. 기지국(130)은 고정점에 해당하는 기지국의 위치를 기준으로 각 A1, A2..., A100과의 거리를 측정한다. 기지국과 An 간의 측정된 거리는 a1, a2...., a100이라고 정의하기로 한다. 측정된 거리(a1 내지 a100)에는 기지국의 위치와 휴대 단말기(A)위치 간의 실제 거리와 오차 거리가 함께 포함되어 있다. 따라서 측정된 거리 중 기준이 되는 거리를 특정하여 각각의 측정된 거리와의 오차를 계산한다. 예를 들어 기준이 되는 거리를 a5로 특정한다면, 기지국(130)은 a5와 a1 내지 a100간의 오차 거리를 계산한다. 즉, a1과 a5와의 거리차, a2와 a5와의 거리차를 순차적으로 계산하여, a100과 a5와의 거리차까지 산출한다. 여기서 산출된 거리차는 오차 거리에 해당한다. 특정되는 기준 거리는 a1, a2.... , a100의 평균값에 해당 될 수 있다. 또한 상기 특정되는 기준 거리(a5)에 해당하는 좌표(A5)를 기준으로 상기 계산된 오차 거리를 적용하면, 휴대 단말기(A)의 위치 범위가 산출된다. 휴대 단말기(A)의 위치 범위는 기준 좌표(A5)를 중심으로 오차 거리가 반경인 위치 범위에 해당한다. 오차 거리를 산출함에 있어서 a5와 a1 내지 a100간 거리차의 절대값이 이용될 수 있으며, 거리차의 제곱값이 이용될 수도 있다. 또한 반경에 해당하는 오차 거리로는 오차 거리들(절대값) 간의 평균값이 적용될 수 있으며, 오차 거리들(절대값) 중 최대값 또는 최소값이 적용될 수도 있다.
본 발명은 기지국(130)뿐만 아니라 휴대 단말기(B)와 휴대 단말기(C)를 고정점으로 하여 휴대 단말기(A)의 위치 범위를 정하는 것을 특징으로 한다. 기지국(130)이 휴대 단말기(B)로부터 GPS 위성 신호 정보를 수신하면, 이를 바탕으로 휴대 단말기(B)의 위치를 판단한다. 본 발명의 실시예에 따라 100회에 걸쳐 휴대 단말기(B)의 위치를 측정했다고 가정하면 기지국(130)은 B1, B2,..., B100에 해당하는 휴대 단말기(B)의 좌표를 획득한다. 휴대 단말기(B)의 좌표는 매우 좁은 영역 내로 위치가 분포되는 것으로 가정하면, B1=B2=...=B100로 판단할 수 있다. 휴대 단말기(B)에 관한 과정은 휴대 단말기(C)에도 동일하게 적용된다. 따라서 기지국(130)은 휴대 단말기(C)에 대한 위치 좌표인 C1, C2..., C100을 획득하며, 휴대 단말기(C)의 경우에도 C1=C2...=C100로 판단할 수 있다.
기지국(130)은 기지국(130)의 위치를 기준으로 하여 An과의 거리를 측정하며, Bn을 기준으로 하여 An과의 거리를 측정하고, Cn을 기준으로 An과의 거리를 측정한다. 기지국(130)은 Bn과 An과의 측정 거리로서 b1, b2,..., b100을 획득하고, Cn과 An과의 측정 거리로서 c1, c2..., c100을 획득한다. 기지국(130)은 b1, b2,..., b100와 c1, c2..., c100에서 각각 기준 거리를 특정하고 측정 거리와의 오차를 계산한다. 예를 들어, 휴대 단말기(B)를 기준으로 설명하여 b5를 기준 거리로 특정한다면, b5와 b1 내지 b100까지 오차 거리를 각각 계산한다. 즉, b1과 b5와의 거리차, b2와 b5와의 거리차를 순차적으로 계산하고, b1과 b100과의 거리차까지 계산한다. 여기서 계산된 거리차(절대값)는 오차 거리에 해당한다. 특정되는 기준 거리는 b1, b2...., b100의 평균값에 해당 될 수 있다. 또한 특정되는 기준 거리(b5)에 해당하는 좌표(A5)를 기준으로 상기 계산된 오차 거리를 적용하면, 휴대 단말기(A)의 위치 범위가 산출된다. 휴대 단말기(A)의 위치 범위는 기준 좌표(A5)를 중심으로 오차 거리(절대값)가 적용된 반경 위치 범위에 해당한다. 오차 거리로는 오차 거리들 간의 평균값이 적용될 수 있으며, 오차 거리들 중 최대값 또는 최소값이 적용될 수도 있다. 이는 휴대 단말기(C)의 경우에도 동일하게 적용한다.
이후 기지국(130)을 중심으로 계산한 휴대 단말기(A)의 위치 범위, 휴대 단 말기(B)의 위치를 기준으로 계산한 휴대 단말기(A)의 위치 범위 및 휴대 단말기(C)를 기준으로 계산한 휴대 단말기(A)의 위치 범위를 동시에 만족하는 범위로 휴대 단말기(A)의 범위를 한정한다. 기준점이 되는 휴대 단말기가 휴대 단말기(B) 및 (C)이외에 휴대 단말기(D), (E) 등이 존재하는 경우에는 기준점이 되는 모든 휴대 단말기에서 거리를 측정하여 휴대 단말기(A)의 위치 범위를 특정하게 된다. 이러한 계산 과정을 수행하면, 기지국(130)의 위치만을 기준으로 휴대 단말기(A)의 위치를 망조정한 경우보다 휴대 단말기(A)가 위치할 수 있는 분포 범위가 축소되는 효과가 발생할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 기지국(130)은 기지국의 실제 위치와 기지국이 측정한 위치와의 오차율을 휴대 단말기(A, B, C)에 적용한 후 망조정을 수행할 수 있다.
기지국(130)은 고정되어 있기 때문에 실제 위치에 관한 정확한 좌표값을 가지고 있다. 기지국(130)에는 위치 서버가 있기 때문에 기지국(130) 자체의 위치를 GPS 위성(110)을 통해 측정할 수 있다. GPS 위성 신호를 수신하는 경우, 클럭 오차값, 전리층 보정값, 도플러 현상 등으로 인해 오차값이 발생하게 된다. 이러한 오차값은 기지국의 범위에 분포되어 있는 휴대 단말기(A, B, C)에도 동일하게 적용된다. 따라서 기지국(130)은 실제 위치와 측정된 위치와의 오차를 계산한 후 이를 휴대 단말기(A, B, C)의 위치값에도 적용하여 새로운 휴대 단말기(A, B, C)의 위치값을 산출한다. 망조정을 수행하기 전에 오차 보정을 수행하기 때문에 망조정을 바로 수행하는 것보다 휴대 단말기(A)의 위치 범위가 더욱 정확해 질 수 있다.
기지국(130)은 370단계에서 휴대 단말기(A)의 위치를 판단하고, 380단계에서 판단된 휴대 단말기(A)의 위치를 PSAP(140)로 전송한다. 본 발명을 통해 기지국(130)은 휴대 단말기(B)와 (C)의 위치를 추가적인 고정점으로 이용함으로써 휴대 단말기(A)가 위치할 수 있는 범위를 한정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국과 휴대 단말기(A, B, C)와의 데이터 전송 구도를 나타내는 도면에 해당한다.
휴대 단말기(A)는 기지국(130)으로 긴급 호출 신호를 송신한다(①). 기지국(130)은 긴급 호출 신호를 수신하면 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기를 선정한다. 기지국(130)은 긴급 호출 신호를 송신한 휴대 단말기(A)와 보조 데이터를 송신할 휴대 단말기로 선정된 휴대 단말기(B) 및 (C)로 보조 데이터를 송신한다. 보조 데이터를 송신한 휴대 단말기(A), (B) 및 (C)은 GPS 위성(110)으로부터 GPS 위성 신호를 수신하고, GPS 위성 신호 정보를 기지국(130)으로 송신한다. 기지국(130)은 휴대 단말기(A), (B) 및 (C)의 위치를 계산하며, 계산된 위치를 이용하여 휴대 단말기(A), (B) 및 (C)의 위치를 판단하게 된다. 이후 기지국(130)의 위치와 휴대 단말기(B) 및 (C)의 위치를 이용하여 휴대 단말기(A)의 위치 범위를 산출한다.
본 발명을 이용하면, 기지국(130)만을 기준으로 하여 휴대 단말기(A)의 위치를 판단하는 것보다 휴대 단말기(A)가 위치할 수 있는 범위를 더욱 한정하여 정확하고 신속한 위치 판단이 가능해진다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시 된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 내 용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 긴급 위치 추정 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휴대 단말기(100)의 위치를 추정하는 방법을 나타내는 순서도에 해당한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 기지국과 휴대 단말기(A, B, C)와의 데이터 전송 구도를 나타내는 도면에 해당한다.

Claims (9)

  1. AGPS(Assisted Global Positioning System) 기반의 위치 추정 방법에 있어서,
    단말기로부터 호출 신호를 수신하면 보조 데이터(assistance data)를 상기 호출 신호를 송신한 단말기 및 적어도 하나의 다른 단말기에 송신하는 보조 데이터 송신 단계;
    상기 호출 신호를 송신한 단말기 및 상기 적어도 하나의 다른 단말기로부터 GPS 위성 신호 정보를 수신하는 GPS 위성 신호 정보 수신 단계;
    상기 보조 데이터 및 상기 GPS 위성 신호 정보에 근거하여 상기 호출 신호를 송신한 단말기의 위치 및 상기 적어도 하나의 다른 단말기의 위치를 판단하는 위치 판단 단계; 및
    상기 적어도 하나의 다른 단말기의 위치 및 기지국의 위치를 이용하여 상기 호출 신호를 송신한 단말기의 위치를 보정하여 위치 범위를 산출하는 위치 범위 산출 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 위치 범위 산출 단계는
    상기 기지국의 위치 및 상기 적어도 하나의 다른 단말기의 위치를 기준점으로 망조정을 수행하여 상기 호출 신호를 송신한 단말기의 위치 범위를 산출하는 것 을 특징으로 하는 위치 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치 판단 단계는
    상기 기지국의 실제 위치와 GPS 위성 신호로부터 판단된 상기 기지국의 위치와의 오차를 상기 호출 신호를 송신한 단말기 위치 및 상기 적어도 하나의 다른 단말기 위치에 적용하여, 상기 호출 신호를 송신한 단말기 위치 및 상기 적어도 하나의 다른 단말기 위치를 판단하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 위치 범위 산출 단계는
    상기 기지국의 실제 위치와 상기 오차가 적용된 상기 적어도 하나의 다른 단말기의 위치를 기준점으로 망조정을 수행하여 상기 호출 신호를 송신한 단말기의 위치 범위를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 위치 범위 산출 단계는
    상기 호출 신호를 송신한 단말기의 위치와 상기 기지국의 위치와의 거리 오차, 상기 호출신호를 송신한 단말기의 위치와 상기 적어도 하나의 다른 단말기의 위치와의 거리 오차를 산출하는 단계;
    상기 거리 오차에 근거하여 상기 호출 신호를 송신한 단말기의 위치 범위를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 다른 단말기는
    상기 호출 신호를 송신한 단말기와 동일한 기지국을 사용하는 단말기에 해당하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.
  7. AGPS 기반의 위치 추정 시스템에 있어서,
    GPS 모듈을 포함하는 복수의 휴대 단말기; 및
    상기 복수의 휴대 단말기 중 어느 하나의 휴대 단말기로부터 호출 신호를 수신하면 상기 복수의 휴대 단말기들로 보조 데이터를 송신하며, 상기 복수의 휴대 단말기들로부터 GPS 위성 신호 정보를 수신하면 상기 GPS 위성 신호 정보 및 상기 보조 데이터에 근거하여 상기 복수의 휴대 단말기의 위치를 판단하고, 상기 복수의 휴대 단말기 중 호출 신호를 송신한 휴대 단말기를 제외한 다른 휴대 단말기의 위치 및 기지국의 위치를 이용하여 상기 호출 신호를 송신한 휴대 단말기의 위치 범위를 산출하는 기지국을 포함하는 위치 추정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은
    상기 복수의 휴대 단말기 중 상기 호출 신호를 송신한 휴대 단말기를 제외한 다른 휴대 단말기의 위치를 기준점으로 망조정을 수행하여 상기 호출 신호를 송신한 휴대 단말기의 위치 범위를 산출하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기지국은
    상기 기지국의 실제 위치와 GPS 위성으로부터 수신한 상기 기지국의 위치와의 오차를 상기 복수의 휴대 단말기들에 적용하고, 상기 오차가 적용된 복수의 휴대 단말기들의 위치 중 상기 호출 신호를 송신한 휴대 단말기를 제외한 다른 휴대 단말기의 적어도 하나의 위치와 상기 기지국의 정확한 위치를 기준점으로 하여 망조정을 수행하여 상기 호출 신호를 송신한 휴대 단말기의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 시스템.
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