KR100557080B1 - 이동통신단말기의 위치결정 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신단말기의 위치결정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 외부 클라이언트로부터 수신된 이동통신단말기들의 위치 요청 메시지를 수신하고, 그 위치 요청 메시지에 응답하여 그 특정지역을 관할하는 기지국 식별자와 그 특정지역에 포함된 셀들의 리스트를 계산한 후 그 계산 결과에 의거하여 상기 이동통신단말기들에 대한 위치를 계산하기 위한 위치보조정보를 계산하고, 그 계산된 위치보조정보를 상기 특정지역에 위치한 모든 이동통신단말기들(통신망에 연결된(connected) 이동통신단말기 및 유휴(idle)상태인 이동통신단말기 들 모두)에게 전송한 후 상기 이동통신단말기들로부터 위치계산결과를 수신하는 과정을 포함한다. 따라서, 본 발명은 특정 지역에 위치한 모든 이동통신단말기들의 위치를 따르게 결정할 수 있고 이동통신단말기의 위치정보제공허용여부와 관계없이 그 이동통신단말기의 위치를 결정할 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정지역에 재해, 재난 발생시 재해, 재난에 대한 구조가 용이한 효과가 있다.

셀 방송, 위치 결정, 단문 메시지

Description

이동통신단말기의 위치결정 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR LOCATING MOBILE TERMINALS}

도 1은 이동통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,

도 2는 종래의 일 실시 예에 따라 이동통신단말기의 위치를 결정하는 방법에 대한 흐름도,

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신단말기의 위치결정 시스템에 대한 구성도,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신단말기의 위치결정 방법에 대한 처리 절차도,

도 5 및 도 6은 이동통신 시스템에서 위치결정을 위해 송/수신되는 메시지의 구조를 예시한 표를 도시한 도면들.

본 발명은 이동통신단말기의 위치결정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특 히, 지.피.에스(GPS)와 연동하여 특정 지역에 위치한 식별되지 않은 다수의 이동통신단말기들의 위치를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 특히, 도 1은 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 이동통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시하고 있다. 도 1을 참조하면 UMTS 이동통신 시스템은 코어 네트워크(CN: Core Network, 이하 　CN"이라 칭하기로 한다)(110), 복수의 무선 네트워크 서브시스템(RNS: Radio Network Subsystem, 이하 "RNS"라 칭하기로 한다)들(120, 130) 및 사용자 단말기(UE: User Equipment, 이하 "UE"라 칭하기로 한다)(150)로 구성된다.

CN(110)은 UE(150)들의 정보를 관리하며, 이동성관리(mobility management), 세션관리(session management), 및 콜 관리(call management)를 수행한다.

RNS(120 또는 130)는 CN(110)으로부터 전달된 데이터를 공중 인터페이스(interface)를 통하여 사용자에게 전달하는 역할을 담당한다. 이를 위해 RNS(120 또는130)는 무선 네트워크 제어기(RNC: Radio Network Controller, 이하 "RNC"라 칭하기로 한다)(121 또는 131) 및 복수개의 기지국(Node B)들(123, 125 또는 133, 135)로 구성된다. 이 때, RNC(121 또는 131)는 그 동작에 따라 서빙(serving) RNC(이하 "SRNC"라 칭하기로 한다), 드리프트(drift) RNC(이하 "DRNC"라 칭하기로 한다) 및 제어(controlling) RNC(이하 "CRNC"라 칭한다)로 분류된다. 즉, 대응되는 RNC에 속하는 UE들의 정보를 관리하고 lu 인터페이스(interface)를 통하여 그 UE들과 CN(110)과의 데이터 전송을 담당하는 RNC를 SRNC라하고, 다른 RNC에 속한 UE와 그 UE가 속한 RNC(예컨대, SRNC)사이의 데이터 전송을 중계하는 RNC를 DRNC라하고, 기지국들 각각을 제어하는 RNC를 CRNC라 한다. 도 1의 예에서 UE(150)의 정보를 RNC(121)가 관리하면 RNC(121)는 UE(150)에 대한 SRNC로 동작하는 것이고, UE(150)가 이동하여 UE(150)와 RNC(121)가 RNC(131)를 통해 데이터를 송수신하면 RNC(131)는 UE(150)에 대한 DRNC로 동작하는 것이고, 상기 UE(150)와 통신하고 있는 기지국(노드 B)(125)을 제어하는 RNC(121)가 상기 기지국(125)의 CRNC가 되는 것이다. 도 1의 예에서 UE(150)의 정보와 데이터는 UE(150)의 SRNC인 RNC(121)를 거쳐 CN(110)와 송수신된다.

상기와 같은 이동통신망에서 UE의 위치를 결정하는 위치결정기술은 다양하며, 대표적으로 다음과 같이 세 가지로 분류할 수 있다.

첫째, UE의 위치에 가장 가까이 놓여 있는 셀(cell)의 정보 또는 UE를 관리하는 셀(cell)의 정보를 이용하여 UE의 위치를 셀 단위로 결정하는 방법이 있다. 둘째, 노드(node) B와 UE 사이의 측정 신호를 이용하여 신호의 세기, 또는 전파의 전달시간으로부터 얻어지는 전파도달시간(Time of Arrival, 이하 'TOA'라 칭한다) 또는 전파도달시간차(Time Difference of Arrival, 이하 'TDOA'라 칭한다)를 산출하고, 그 TOA 또는 TDOA를 삼각측량법에 적용하여 UE의 위치를 결정하는 네트워크 기반의 위치 결정 기술이 있다. 셋째, 미국 국방성에서 개발된 GPS(Global Positioning System, 이하 　GPS　라 칭한다)를 이용하여 UE의 위치를 결정하는 방법이 있다. 이와 같이 GPS를 이용한 위치결정 방법 중 특히, GPS의 기술을 보완하여 이동통신망에 적용한 것이 네트워크 도움 GPS 방식(Network-Assisted GPS, 이하 'Network-AGPS'　라 칭한다)이라 한다.

네트워크 외부의 위치서비스 클라이언트(Location Service Client, 이하, 　'LCS 클라이언트'라 칭한다)가 소정 UE에 대한 위치를 요청한 경우 종래에는 우선 위치결정을 위한 준비과정을 수행하고, 위치 측정에 필요한 신호를 측정한 후 이에 따라 UE의 위치를 계산한다. 즉, 상기 준비과정에서 UE의 사생활 제한과 같은 프라이버시 지시자를 검토하고 네트워크의 자원을 할당하며 LCS 클라이언트(client)에 의해 요청된 QoS(Quality of Service, 이하, 　QoS　라 칭한다), UE 및 네트워크의 성능에 따라 위치 결정 기술을 선택한다. 그리고 위치측정과정은 UTRAN(Universal Terrestrial Random Access Network, 이하 'UTRAN'이라 한다)과 UE 사이에서 이루어지며 상기 준비과정에서 선택한 위치 결정 기술에 따라 위치측정에 필요한 신호를 위치측정신호를 획득한 후 UE의 위치를 계산한다. 이 때, UE는 이미 MSISDN(Mobile Subscriber ISDN Number, 이하 'MSISDN'라 칭한다) 또는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity, 이하 'IMSI'라 칭한다)를 알고 있는 개별적인 UE이어야 한다.

도 2는 종래의 일 실시 예에 따라 이동통신단말기의 위치를 결정하는 방법에 대한 흐름도이다. 도 2를 참조하면 종래의 일 실시 예에 따라 이동통신단말기의 위치를 결정하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 클라이언트(210)가 CN(220)에게 위치를 알고자 하는 UE(240)의 위치를 요청하면(S201) CN(220)은 UE(240)가 속해 있는 UTRAN(230)에게 UE(240)의 위치를 요청한다(S203). 그러면 UTRAN(230)은 UE(240)의 성능에 따라 위치 결정 방법을 선택한 다음(S205), 그 위치 결정 방법에서 필요한 위치 측정 정보를 UE(240)에게 요청하고(S207) 그에 대한 UE(240)의 응답을 수신한다(S209). 그리고 수신된 정보를 이용하여 UTRAN(230)에서 UE의 위치를 계산한다. 또는 UE(240)에게 위치 계산을 요청하고(S211) UE(240)로부터 위치 계산(S213)결과를 전달받아(S215) 그 위치계산결과를 CN(220)를 거쳐 클라이언트(210)에게 전송한다(S217, S219). 즉, UTRAN(230)은 CN(220)과 클라이언트(210)에게 UE(240)의 위치를 알려준다. 이 때, UE는 상기한 바와 같이 이미 MSISDN(Mobile Subscriber ISDN Number, 이하 'MSISDN'라 칭한다) 또는 IMSI(International Mobile Subscriber Identity, 이하 'IMSI'라 칭한다)를 알고 있는 개별적인 UE이어야 한다.

이러한 종래의 방법은 특정 지역 내에 위치하고 있으며 셀 단위로 위치를 알고 있는 UE에 대하여 UE의 식별자(MSISDN 또는 IMSI)를 LCS 클라이언트가 미리 알고 있는 경우에 한하여 위치측정을 수행한다. 결과적으로 종래의 방법은 통신망에 연결된 UE(connected UE)에 대하여만 위치 측정이 가능하다. 따라서 종래에는 특정 지역 내에 위치하고 있으나 유휴 상태인 UE(idle UE)에 대하여는 RNC에서 위치관리가 되지 않기 때문에 위치를 측정할 수 없는 단점이 있다. 다만 유휴 상태인 단말(idle UE)일지라도 UE의 식별자(MSISDN 또는 IMSI)를 알고 있는 경우에는 그 UE에 대하여 먼저 페이징을 수행하여 UE의 위치를 대략 결정한 후에, UE의 위치를 구할 수 있다. 즉, 종래에는 UE의 식별자(MSISDN 또는 IMSI)를 알고 있어야만 UE의 위치를 구할 수 있는 단점이 있다.

또한, 종래의 방법은 UE의 수가 많을수록 처리시간이 비례적으로 증가하며 개별적인 무선 연결로 인하여 무선 자원의 비효율적인 사용이 발생하게 되는 단점 이 있다.

따라서, 종래에는 이동통신단말기의 식별자를 알고 있고 그 이동통신단말기가 위치정보를 허용한 경우에만 해당 이동통신단말기의 위치가 식별되므로 역, 공항, 산등과 같은 특정지역에서 재해, 재난 시 긴급 구조의 목적으로 이동통신단말기의 위치를 식별하고자 하는 경우에 이동통신단말기의 위치 식별이 제한된다는 단점이 있다.

본 발명은 상기 단점들을 보완하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 특정 지역에 위치한 이동통신단말기들 중 그 식별자를 알 수 없는 이동통신단말기의 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제2 목적은 특정 지역에 위치한 모든 이동통신단말기들에 대하여 그 이동통신단말기 식별자의 인식 여부에 관계없이 이동통신단말기의 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제3 목적은 이동통신단말기의 수와 관계없이 빠르게 모든 이동통신단말들의 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제4 목적은 이동통신단말기의 위치정보제공허용여부와 관계없이 그 이동통신단말기의 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 제5 목적은 특정지역에 재해, 재난 발생시 그 지역에 위치한 모든 이동통신단말기들의 위치를 결정함으로써 재해, 재난에 대한 구조가 용이하도록 하 는 이동통신단말기의 위치결정방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 이동통신단말기의 위치결정장치는 특정 셀 내에 위치한 이동통신단말기들에게 전파신호를 전송하고 그 이동통신단말기들로부터 수신된 전파를 측정하여 TDOA 등의 위치 측정치를 무선 네트워크 제어부에 전달하는 기지국과, 상기 기지국으로부터 이동통신단말기들의 위치측정신호를 수신하고 그 위치측정신호를 이용하여 이동통신단말기들의 위치를 계산하는 무선 네트워크 제어부와, 특정 셀 내에 위치한 이동통신단말기들에게 위치보조정보 요청신호 및 지.피.에스 보조정보를 방송하는 셀 방송부와, 소정 네트워크에 연결된 이동통신단말기들의 정보를 관리하며 위치서비스 클라이언트와의 인터페이스를 제공하는 네트워크부를 포함함을 특징으로 한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 이동통신단말기의 위치결정방법은 외부 클라이언트로부터 특정지역에 위치한 이동통신단말기들에 대한 위치 요청 메시지를 수신하는 제1 과정과, 상기 위치 요청 메시지에 응답하여 그 특정지역을 관할하는 기지국 식별자와 그 특정지역에 포함된 셀들의 리스트를 계산하는 제2 과정과, 상기 제2 과정의 계산 결과에 의거하여 상기 이동통신단말기들에 대한 위치를 계산하기 위한 위치보조정보를 계산하는 제3 과정과, 상기 계산된 위치보조정보를 상기 특정지역에 위치한 모든 이동통신단말기들에게 전송하는 제4 과정과, 상기 위치보조정보를 수신한 모든 이동통신단말기들의 위치계산결과를 수신 하는 제5 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이 때, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신단말기의 위치결정 시스템에 대한 구성도이다. 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신단말기의 위치결정 시스템은 기지국(노드 B)(420), 무선 네트워크 제어부(RNC: Radio Network Controller)(430), 셀 방송 부(CBC: Cell Broadcast Center)(440), 코어 네트워크(CN: core network)(450)를 포함한다.

기지국(노드 B)(420)은 특정 셀 내에 위치한 이동통신단말기(UE: User Equipment)들에게 전파신호를 전송하고, 상기 UE들로부터 수신된 전파로부터 위치측정신호(예컨대, 전파도달시간(TOA: Time Of Arrival) 또는 전파도달시간차(TDOA: Time Difference Of Arrival) 등)를 RNC(430)에 전달한다.

RNC(430)는 상기 기지국(노드 B)(420)으로부터 이동통신단말기들의 위치측정신호를 수신하고 그 위치측정신호를 이용하여 이동통신단말기의 위치를 계산한다.

CBC(440)는 특정 셀에 전달메시지를 방송(broadcast)하기 위한 구성 요소로서 본 발명에서는 유휴(idle) UE에게 위치 요청을 함과 동시에 기지국의 리스트 및 위치를 전달하는 역할을 수행한다.

CN(450)은 UE들의 정보를 관리하며, 이동성관리(mobility management), 세션관리(session management) 및 콜 관리(call management)를 수행한다. 또한 CN(450) 은 외부 위치서비스(LCS: LoCation Service) 클라이언트(client)(460)와의 인터페이스를 제공한다. 즉, CN(450)은 특정 지역에 위치한 UE들(예컨대, UE(410))에 대한 위치결정요구를 LCS 클라이언트(460)로부터 수신하고 그 결과를 LCS 클라이언트(460)에게 송신한다.

상기 각 구성요소들의 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

LCS 클라이언트(460)가 Le 인터페이스를 이용하여 특정 지역에 위치한 UE들에 대한 위치 요청 메시지를 전송하면, 이를 수신한 CN(450)은 Iu 인터페이스를 통하여 RNC(430)에게 전달하고 RNC(430)는 luBC 인터페이스를 이용하여 상기 위치 요청 메시지에 응답한 위치정보를 획득하기 위한 셀 방송을 위해 필요한 데이터(예컨대, 셀 방송데이터의 종류와 위치보조정보)를 CBC(440)에게 전달한다. 그러면, CBC(440)는 RNC(430)로부터 수신된 데이터를 이용하여 위치보조정보(예컨대, 기지국의 리스트 및 주기지국과 인접기지국의 위치)를 방송한다. 이는 RNC(430)가 특정 셀 내에 위치하고 유휴 상태인 UE(idle UE)를 식별하고 각 UE로부터 응답을 받아 그 UE들의 위치를 결정할 수 있도록 하기 위함이다.

이 때, LCS 클라이언트(460)가 CN(450)에게 전송하는 위치 요청 메시지의 구성 예가 도 5에 예시되어 있다. 도 5를 참조하면 상기 위치 요청 메시지는 서비스 종류(service type), LCS 클라이언트 ID, 암호코드(ciphering serial number), 지리적 영역, 허용 최대 UE의 수, 최대 응답시간을 그 엔티티(entity)로 한다(표 1). 여기서, 지리적 영역은, 주소, 셀의 리스트, 그리고, 다각형 중 하나로 표현되어야 한다. 예를 들어, 지리적 영역은 {RNC 식별자, 셀 리스트}의 집합으로 이루어진다.

이러한 위치 요청 메시지를 수신한 CN(450)은 상기 위치 요청 메시지에 포함된 지리적 영역에 매칭되는 RNC와 셀의 리스트를 계산한 다음, 위치 정보 요청에 대한 메시지를 상기 지리적 영역에 매칭되는 RNC에게 전달한다. 예컨대, CN(450)은 서비스 종류, {RNC 식별자, 셀 리스트}, 허용 최대 UE의 수, 최대 응답시간으로 이루어진 메시지를 RNC(430)에게 전달하는 것이다. 또한 CN(450)은 RNC(430)로부터 응답받은 UE의 리스트와 각 UE의 위치를 모두 모아서 하나의 리스트를 구성한다.

RNC(430)는 CN(450)으로부터 전달된 해당 지역의 셀 정보를 이용하여 해당 셀에 위치하고 있고 연결(connected) 상태에 있는 UE들의 리스트를 추출하고, 또한 해당 셀에 위치하고 있으나 유휴(idle) 상태인 UE를 확인하기 위하여 필요한 위치보조정보를 CBC(440)에게 전달한다. 한편, RNC(430)는 연결(connected) 상태에 있는 UE에 대하여 DCCH(Dedicated Control CHannel)를 이용하여 위치요청을 하고 유휴(idle) 상태인 UE에 대하여는 CBC(440)를 통해 위치 요청과 동시에 위치 보조 정보를 방송한다. 이 때, CBC(440)는 위치 보조정보를 단문메시지 형태로 방송함이 바람직하다.

그리고, RNC(430)는 UE의 응답으로부터 얻어진 위치측정정보(예컨대, 전파도달시간(TOA) 또는 전파도달시간차(TDOA))를 이용하여 각 UE의 위치를 계산한다. 이를 위해 RNC(430)에는 상기 UE의 응답으로부터 얻어진 위치측정정보를 이용하여 각 UE의 위치를 계산하는 알고리즘이 기 저장되어 있어야 한다. 또한, RNC(430)는 특정 지역 내에 위치하고 있는 UE들이 가능한 모두 응답하였는지를 검증하는 과정을 수행한다.

기지국(노드 B)(420)는 UE와의 데이터 송/수신을 수행하는데, 소정 전파 신호를 UE에게 전송하고 UE로부터 수신된 전파를 측정하여 TOA, TDOA 등의 위치 측정 보조정보를 RNC(430)에 전달하게 된다.

한편, UE(410)는 위치측정을 위한 전파를 기지국(노드 B)(420)에 전송하거나 또는 TOA, TDOA 측정치와 측정치의 정확도를 기지국(노드 B)(420)에게 전달한다. 예를 들어 유휴(idle) UE의 경우, 위치 요청을 한 CBS 방송 메시지를 받았을 때, 이에 대하여 응답을 먼저 수행한다. 만일 상기 UE가 LCS(LoCation Service) 기능이나 GPS 기능을 이미 가지고 있는 경우에는 이를 활용하여 RNC(430)에서 향상된 위치 계산을 하여 추가적인 메시지 교환을 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신단말기의 위치결정 방법에 대한 처리 절차도이다. 즉, 도 4에는 도 3에 예시된 이동통신단말기 위치결정시스템을 이용한 위치결정 방법에 대한 절차가 예시되어 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치결정 방법은 먼저, 외부의 클라이언트(460)가 CN(450)에게 특정 지역에 위치하고 있는 UE들의 위치를 요청한다(S501). 이 때, 클라이언트(460)는 도 5에 예시된 정보요소들로 이루어진 위치 요청 메시지(location request message)를 이용한다. 도 5를 참조하면 위치 요청 메시지(location request message)는 서비스 종류, LCS 클라이언트 ID, 암호코드, 지리적 영역, 허용 최대 UE의 수, 최대 응답시간을 그 엔티티(entity)로 한다. 여기서, 지리적 영역은, 주소, 셀 리스트, 그리고, 다각형 중 하나로 표현될 수 있다.

그러면 CN(450)은 위치 요청(location request) 메시지에 포함된 다각형과 같은 지리적 영역으로부터 특정 영역에 해당하는 RNC 식별자와 셀의 리스트를 계산한다. 이를 위하여 CN(450) 내부에는 위치 계산 서비스(LCS: LoCation Service)를 위한 서버(예를 들어, 3GPP의 GMLC(Gateway Mobile Location Center, 이하 　GMLC　라 칭한다.))가 탑재되어 있어야 하며, 상기 LCS 서버는 지리 코드의 변환 및 암호코드를 이용한 LCS 클라이언트(460)에 대한 인증을 수행한다. 그리고 CN(450)은 상기 변환된 지리 정보를 기반으로 한 위치 정보 요청 메시지를 RNC(430)에게 전달한다(S503). 이 때, 지리적 영역은 {RNC 식별자, 셀 리스트}의 집합으로 이루어지고, RNC에게 전달되는 메시지는 서비스 종류, {RNC 식별자, 셀 리스트}, 허용 최대 UE의 수, 최대 응답시간으로 이루어진다.

상기 위치 요청 메시지를 수신한 RNC(430)는 먼저, 셀 리스트로부터 해당 셀에 위치하고 있는 UE들을 확인하여야 한다.

통상적으로 통신망에 연결된(connected) UE의 경우 RNC의 저장부에서 해당 셀에 위치하고 있는 UE들 중 통신망에 연결된(connected) UE들의 리스트와 관련 셀 또는 URA(UTRAN Registration Area)영역의 정보를 추출할 수 있으므로 RNC(430)는 이를 이용한다. 그러나, 유휴 (idle) UE의 경우 RNC(430)에서 그 정보를 가지고 있지 않기 때문에 별개의 과정이 요구된다.

하지만, 본 발명에서는 유휴(idle) 상태인 UE의 확인과 유휴(idle) 상태인 UE의 위치 측정치를 위한 신호 송수신을 함께 할 수 있도록 하기 위해, 방송을 하기 전에 RNC(430)에서 TDOA 위치 결정에 필요한 위치보조정보들을 미리 계산하고(S505), 이를 CBC(440)에 전달한다(S507). 그러면, CBC(440)는 그 정보를 바탕으로 RNC(430)를 거쳐 위치계산을 위한 단문메시지를 방송하고(S509), 동시에 그 위치보조정보를 UE(410)에게 전달한다(S511). 이 때, 과정(S509)에서 단문메시지로 방송된 위치보조정보들은 유휴(idle) 상태인 UE에게 전달되고, 과정(S511)에서 전달된 위치보조정보들은 통신망에 연결된(connected) UE에게 전달된다.

이 때, CBC(440)에서 UE(410)에게 전달하는 방송 메시지의 정보 요소들은 도 6과 같다. 도 6을 참조하면, 상기 방송 메시지는 크게 CBS 헤더 정보와 위치 요청 헤더 정보, 위치 보조 정보 및 응답 분포 제어로 나누어진다. CBS 헤더 정보는 메시지의 종류와 ID, 그리고, 시리얼 넘버(serial number) 등을 포함하고, 위치 요청 헤더 정보는 위치 요청의 서비스 종류와 위치 보조 정보 및 CBS 메시지가 만들어진 시각 정보로 이루어진다.

한편, 상기 과정(S505)에서 위치 보조 정보를 생성하는 방법은 UE에서 위치를 직접 계산하는 UE 기준 위치 결정 방법과, 네트워크에서 UE의 신호를 받아 계산을 수행하는 UE 보조 위치 결정 방법을 모두 지원할 수 있다. 그리고 상기 과정들(S509 및 S511)에서 전송된 위치보조정보를 수신한 특정 지역의 많은 UE들의 응답에 따른 데이터 혼잡을 회피하기 위해 CBC(440) 및 RNC(430)는 상기 위치보조정보 전송시 응답 허용시간 구간 및 응답이 요구되는 분포함수를 같이 전달하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 과정들(S509 및 S511)은 그 순서를 달리할 수 있다.

그러면 UE(410)는 그 위치보조정보를 이용하여 위치를 계산하고(S513), 그 계산결과를 RNC(430)에게 전송한다(S515). RNC(430)는 다시 그 위치계산결과를 CN(450) 및 클라이언트(460)에게 전송한다(S523, S525). CN(450)은 RNC(430)로부터 응답받은 UE의 리스트와 각 UE의 위치를 모두 모아서 하나의 리스트로 구성한다. 특히, UE(410)가 유휴(idle)상태인 경우 UE(410)는 상기 단문메시지를 수신하고, 그 단문메시지의 IE(Information Element)를 이용하여 위치 정보 제공을 위한 응답과 UE 자신의 해당 셀에 존재하고 있다는 정보를 전달한다.

이 때, UE(410)는 통신망에 연결된(connected) 상태이거나 유휴(idle) 상태에 관계없이 주어진 응답 분포 변수를 활용하여 순차적으로 위치 측정치 또는 위치 결과를 RNC에게 보고한다(S515). 예를 들어, 통신망에 연결된(connected) UE와 유휴(idle) 상태인 UE 모두 'Cell_DCH 상태'로 바뀐 다음, OTDOA 측정치 또는 해당 정보를 RNC에게 보고한다.

한편, 특정 지역 내에 UE가 많은 경우 RNC에 도달하는 정보의 양이 크게 증가할 수 있으므로, 이를 시간적으로 분배시켜야 한다. 따라서 CBC(440) 및 RNC(430)는 상기 과정들(S509 및 S511)에서 UE(410)에게 전송되는 위치보조정보에 시간분배를 위한 제어신호를 추가하는 것이 바람직하다. 이와 같이 함으로써 RNC(430)는 UE(410)로부터 수신된 위치 측정치를 이용하여 특정 영역에 위치한 UE들의 위치와 위치 정확도를 순차적으로 획득하게 된다.

또한 해당 영역 내에 포함되어 있는 모든 UE가 상기 서비스에 응답을 하였다고 가정하기 위해서는 RNC(430)에서 검증 절차가 수행되어야 하는데, 유휴(idle) 상태인 UE의 경우 RNC(430)에서 수신한 UE(410)의 응답메시지에 대한 확인이 불가능하다. 따라서, CBC(440)가 상기 단문메시지를 반복적으로 송신하는 것이 바람직 하다. 또는 CN(450)이 사전 연결정보 및 사전위치정보를 활용하여 유휴(idle) UE의 리스트(list)를 RNC(430)에게 전달하고 RNC(430)가 그 유휴(idle) UE 리스트를 이용하여 상기 단문메시지에 응답한 유휴(idle) UE를 판단하도록 함이 바람직하다. 이 과정에서 응답하지 않은 것으로 판단된 유휴(idle)에게 추가적으로 단문메시지를 전송하여 위치 요청을 하는 것이 바람직하다.

만일 UE(410)가 GPS 기능 또는 다른 위치 결정 방법을 사용하여 위치를 계산하는 것이 가능한 경우 선택적으로 정밀한 위치결정을 위하여 RNC(430)는 GPS 위성 궤도 정보, 시간 정보, DGPS 보정 정보 등의 GPS 보조 정보(assisted information)를 UE(410)에게 전달하고(S517), UE(410)는 이를 기반으로 보다 정확한 위치를 계산한 후(S519) 그 결과를 RNC(430)에게 전송하는 것(S521)이 바람직하다.

그러면 RNC(430)는 상기 과정(S521)의 전송결과를 이용하여 특정 영역 내에 위치한 UE들의 리스트와 위치, 위치 정확도를 CN(450)에게 전달하고(S523), CN(450)은 RNC(430)들로부터 수신된 UE의 리스트와 각 UE의 위치를 모두 모아서 하나의 리스트를 구성한 후 클라이언트(460)에게 전달한다(S525).

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 특정 지역에 위치한 모든 이동통신단말기들에 대하여 그 이동통신단말기 식별자의 인식 여부에 관계없이 이동통신단말기의 위치를 결정할 수 있고 이동통신단말기의 수와 관계없이 빠르게 모든 이동통신단말들의 위치를 결정할 수 있고 이동통신단말기의 위치정보제공허용여부와 관계없이 그 이동통신단말기의 위치를 결정할 수 있다. 따라서, 본 발명은 특정지역에 재해, 재난 발생시 그 지역에 위치한 모든 이동통신단말기들의 위치를 알 수 있고 이로 인해 재해, 재난에 대한 구조가 용이한 효과가 있다.

Claims (22)

1. 위치 서비스 클라이언트로부터 특정지역에 위치한 이동통신단말기들에 대한 위치 요청 메시지를 수신하는 제1 과정과,

   상기 특정 지역의 셀에 위치하는 상기 이동통신 단말기들이 각각 연결된 단말인지 유휴상태의 단말인지 확인하고, 상기 이동통신 단말기들에 대한 위치를 계산하기 위한 위치보조정보를 계산하는 제2 과정과,

   상기 연결된 단말에 전용 채널을 통해 상기 위치보조정보를 전달하고, 상기 유휴상태인 단말에 상기 위치보조정보를 포함하는 메시지를 상기 특정 지역에 방송하는 제3 과정과,

   상기 위치보조정보를 전달받은 이동통신단말기들의 위치계산결과를 수신하는 제4 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 과정은

   서비스 종류, 클라이언트 식별번호, 암호코드, 지리적 영역정보, 이동통신단말기의 허용 가능한 최대 수 및 최대 응답시간을 포함하는 위치 요청 메시지를 수신함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 지리적 영역정보는

   주소, 셀 리스트 및 다각형 중 적어도 어느 하나로 표현됨을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 과정은

   이동통신단말기가 상기 위치보조정보를 직접 계산하는 방법 및 이동통신단말기로부터 위치보조정보계산을 위한 정보를 수신하여 위치보조정보를 계산하는 방법 중 어느 하나의 방법으로도 지원 가능하도록 위치보조정보를 계산함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
5. 제1항에 있어서,

   사전 연결정보를 이용하여 상기 특정지역내에 위치한 이동통신단말기들 중 유휴(idle) 상태인 이동통신단말기들에 대한 리스트를 생성하는 과정을 더 포함하여,

   상기 리스트에 포함된 모든 이동통신단말기들로부터 응답메시지를 수신할 때까지 상기 제3 과정을 반복 수행함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제3 과정은

   상기 특정지역에 위치한 이동통신단말기들 중 유휴(idle) 상태인 이동통신단말기에게 상기 계산된 위치보조정보를 단문메시지 형태로 방송(broadcast)함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제3 과정은

   상기 특정지역에 위치한 불특정 다수의 이동통신단말기들로부터의 응답에 따른 데이터 혼잡을 회피하기 위해 응답허용시간 구간 및 응답이 요구되는 분포함수를 상기 위치보조정보와 함께 전송함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
8. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제3 과정은

   이동통신단말기의 수신 신뢰도를 높이기 위해 상기 위치보조정보를 소정횟수 반복 전송함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
9. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 제3 과정은

   상기 위치보조정보에 시간분배를 위한 제어신호를 추가하여 전송함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 이동통신단말기들에게 지.피.에스 위성 궤도정보, 시간정보, 보정정보를 포함하는 보조 지.피.에스(Assisted GPS)정보를 전송하고 그 이동통신단말기로부터 상기 보조 지.피.에스(Assisted GPS) 정보를 이용한 위치계산결과를 수신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 방법.
11. 네트워크에 연결된 이동통신단말기들의 정보를 관리하며 위치 서비스 클라이언트로부터 특정 지역에위치한 이동통신 단말기들에 대한 위치요청 메시지를 수신하는 코어 네트워크부와,

    상기 특정 지역에 위치한 이동통신 단말기들에 대한 위치 요청 메시지가 수신되면 상기 특정 지역의 셀에 위치하는 이동통신 단말기들이 각각 연결된 단말인지 유휴상태인 단말인지 판단하고, 상기 이동통신 단말기들에 대한 위치를 계산하기 위한 위치보조정보를 계산하는 무선 네트워크 제어부와,

    상기 유휴상태인 단말에 상기 위치보조정보를 전달하기 위해 상기 특정 지역에 상기 위치보조정보를 포함하는 메시지를 방송하는 셀 방송부와,

    상기 연결된 단말에 전용 채널을 통해 상기 위치보조정보를 전달하고, 상기 위치보조정보를 전달받은 이동통신단말기들의 위치계산결과를 수신하는 기지국을 포함함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 기지국은

    상기 이동통신단말기들로부터의 전파도달시간(TOA) 및 전파도달시간차(TDOA) 중 적어도 어느 하나에 해당하는 위치측정신호를 수신하여 상기 이동통신단말기들의 위치 계산을 수행함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
13. 제11항에 있어서, 상기 코어 네트워크부는

    상기 특정 지역에 위치한 이동통신 단말기들에 대한 위치 요청 메시지 수신 시 상기 이동통신 단말기들에 대한 위치 정보를 획득하기 위한 셀 방송을 위해 필요한 데이터를 상기 셀 방송부에게 전달함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 위치 요청 메시지는

    서비스 종류, 클라이언트 식별번호, 암호코드, 지리적 영역정보, 이동통신단말기의 허용 가능한 최대 수 및 최대 응답시간을 포함함을 특징으로 하는 이동통신 단말기의 위치결정 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 지리적 영역정보는

    주소, 셀 리스트 및 다각형 중 적어도 어느 하나로 표현됨을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
16. 제14항에 있어서, 상기 코어 네트워크부는

    내부에 위치 계산 서비스를 위한 처리 모듈을 구비하고,

    상기 모듈은 상기 위치 요청 메시지에 포함된 지리적 영역 정보를 변환하고, 상기 위치서비스 클라이언트에 대한 인증을 수행함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
17. 제11항에 있어서, 상기 셀 방송부는

    상기 위치보조정보를 단문메시지 형태로 방송함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 셀 방송부는

    사전 연결정보를 이용하여 생성된 상기 특정지역 내에 위치한 이동통신단말기들 중 유휴(idle) 상태인 이동통신단말기들에 대한 리스트 정보를 내장하고, 상기 단문메시지를 방송함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
19. 제17항에 있어서, 상기 셀 방송부는

    상기 특정지역에 위치한 불특정 다수의 이동통신단말기들로부터의 응답에 따른 데이터 혼잡을 회피하기 위해 응답 허용시간 구간 및 응답이 요구되는 분포함수를 상기 위치보조정보와 함께 전송함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
20. 제17항에 있어서, 상기 셀 방송부는

    이동통신단말기의 수신 신뢰도를 높이기 위해 상기 위치보조정보를 소정횟수 반복 전송함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
21. 제17항에 있어서, 상기 셀 방송부는

    상기 위치보조정보에 시간분배를 위한 제어신호를 추가하여 전송함을 특징으 로 하는 이동통신단말기의 위치결정 장치.
22. 제1항에 있어서,

    상기 위치 요청 메시지에 응답하여 상기 특정 지역을 관할하는 기지국 식별자와 상기 특정 지역에 포함된 셀들의 리스트를 계산하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신단말기의 위치 결정 방법.

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