KR20000048735A - 이동셀룰러 시스템의 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동국의 지형적인 위치를 경정하기위해 셀룰러 이동 전기통신 시스템, 즉 GSM시스템의 방법 및 장치에 관한 것이다.

이동국과 무선 기지국사이의 거리는 전파 지연으로부터 추정된다. 이 전파지연은 본 발명의 방법에 따라 결정되는 것으로, 이동국은 일반적인 핸드오버와 같은 방식으로 도달한 버스트의 액세스 지연을 측정하는 기지국에 액세스 버스트를 전달한다. 기지국으로부터 이동국으로 수신된 액세스 버스트에 대한 확인도 전달되지 않아서 핸드오버 시도가 중단된다.

이동국과 전의 기지국사이의 연결이 재설정된다. 측정된 액세스 지연은 전파지연에 비례함으로써 이동국에 대한 거리에 비례한다. 3개이상의 기지국이 얻어지면 매우 정확하게 이동국의 위치가 결정되는 두개만의 값이 얻어지면 덜 정확하게 이동국의 위치가 결정된다. 공지된 방법에 의해 측정된 액세스 지연은 이동국의 지연을 결정하기위해 본 발명에 따라 성취된 측정치와 함께 이용된다.

Description

이동셀룰러 시스템의 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD IN A CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM}

지상을 기반으로한 셀룰러 이동 무선 시스템의 위치를 결정하는 여러 방법이 선행기술에 공지되어 있다.

PCT 96/00274는 이동국의 위치를 결정하는 방법을 설명한다. 이동국의 위치는 이동국과 이웃하는 기지국사이의 전파 지연과 신호강도를 측정하여 기록하는 삼각측량에 의해 결정된다. 제1기지국을 통해 이동국과 통화 연결이 먼저 설정되고 이 연결에 대한 전파 지연이 측정된다. 상기 이동국과 제2기지국사이의 전파 지연과 신호강도를 측정할수 있도록, 제2기지국을 개재하여 상기 연결을 유지하기위해 무선 연결을 핸드오버하는 것이 필요하다. 또다른 기지국에 대한 신호강도와 전파지연을 측정할때, 새로운 핸드오버를 실행하는 것이 필요로한다. 측정과정이 완료되는 경우, 무선접속은 재차 원 기지국으로 전환된다. 주지해야 할 것은 완료된 핸드오버가 각각의 기지국에서 발생한다는 것이다. 즉, 새로운 기지국에 대해 통화연결이 이루어진다는 것이다. 이는 연결이 최적이 아닌 기지국에 대해 설정된다는 것을 의미한다. 이동국이 위치한 셀에서 이용하지 않도록 된 채널 즉, 이동 무선 시스템에서 다른 통화에 장해를 야기하고 설정된 연결의 품질을 손상시키기 쉬운 환경에 대해 무선 연결이 설정된다.

SE-B-466 376은 GSM형 이동전화 시스템에서 이동국의 위치를 결정하는 또다른 방법을 개시한다. 이 경우에, 시스템 기지국이 동기되지 않았을 지라도, 이동국의 위치를 결정할 수 있다. 이동국이 기지국과 같은 위치에 위치하는 경우에, 액세스신호의 예상시간 도달에 대한 이동국에 의해 전달된 액세스신호의 도달에 관한 시간지연을 측정한다. 액세스신호는 무선 기지국에 대해 공통인 램덤 액세스 채널(RACH)을 통해 이동국에 의해 전달된다. 이동국이 아이들 모드에 있는 경우에 이 채널을 이용한다. 측정절차는 여러 기지국에서 반복되는데 3개의 측정값이 이동국의 위치를 결정하는데 필요한다.

이동국은 액세스신호가 전달되는 기지국을 지정한다. 일실시예에 따라, 기지국에서 측정된 시간지연은 소위 시간 일치값(time-alignment values)(TA)의 형태로 이동국에 재차 전송된다. 이동국은 각각의 지정된 기지국으로부터 TA을 수신하고 기지국의 아이덴티와 함께 TA값을 국부유닛에 전달하는데 이 국부유닛에서 이동국의 위치가 결정된다. 이들 데이터를 전송하기위해 이동국을 수정할 필요가 있다. 또한 액세스가 개시된 여러 기지국을 지정할 수 있도록 기지국을 수정해야 한다.

또다른 실시예에서, 기지국은 측정된 시간지연을 국부유닛에 전달한다.

스웨덴 특허출원 SE 96005772에서는 위치 발견에 대해 설명되어 있다. 이 문서는 이동국과 3개이상의 무선기지국사이의 전파지연을 측정함으로써 TDMA형 이동 무선시스템에서의 이동국의 위치를 결정하는 방법을 설명한다. 이동국은 여러 기지국으로부터 전송된 신호버스트사이의 도달시간의 차이를 측정한다. 하나의 문제로는 무선기지국이 시간지향으로 동기되지 않는다는 것이다. 이는 내부신호 버스트 전송계획이 시간에 따라 변위한다는 것을 의미한다. 공지된 전파지연을 알기위해, 신호가 전송되는 시간과 이 신호가 이동국에 의해 수신되는 시간을 알 필요가 있다. 전송시정을 설명하기위해, 위치와 더불어 이웃하는 기지국으로부터의 신호의 전파시간이 알려진 기준 이동국이 이용된다. 기준 이동국은 상이한 기지국으로부터의 신호버스트사이의 시간차를 측정한다. 기준 이동국과 위치를 결정해야 하는 이동국에서 측정된 시간차는 기지국사이의 시간 변위를 산출하는 평가 모우드에 전송된다. 무선기지국과 이동국사이의 전파지연의 다음, 이동국의 위치의 산출이 평가 노드나 이동국중에서 수행될 수 있다.

본 발명은 GSM형 이동전화 시스템에서의 이동국의 지형적인 위치를 결정할 수 있는 방벙에 관한 문제를 해결하는 것이다.

또다른 문제로는 이동국의 위치를 결정하는데 필요한 무선 연결의 측정이 시스템 주파수 평면을 벗어남과 동시에 이 시스템에서 무선주파수 간섭이 증가한다는 것이다.

공지된 방법의 또다른 문제로는 설정된 음성 접속의 품질이 이동국의 위치를 결정하는데 필요한 신호에 의해 손상을 입는다는 것이다.

본 발명의 또다른 문제는 위치발견 기능을 자체적으로 이용할 수 있도록 하기위해 사용자가 이동국을 개량된 이동국과 대치할 때, 높은 코스트가 야기된다는 것이다.

또다른 문제로는 기존의 이동전화 시스템에서 이동국의 위치를 결정할 수 있음과 동시에, 신호 버스트 전송에 관해 기지국사이에서 동기를 회피할 수 있는 문제이다.

또다른 문제로는 이동국의 위치를 결정할 때 높은 정도의 정밀도를 성취하는 문제이다.

따라서, 본 발명의 일 목적은 시스템의 지상위치 부분의 기존의 일반적인 기능을 이용하여 이동국을 개량하지 않고 그리고 자체 무선통화와 위치 결정과정에 의해 야기된 이웃하는 무선 통화에 대한 부가적인 무선 주파수 간섭을 제한하지 않고, 비동기 무선 기지국으로 이동 무선 시스템의 이동국의 위치를 결정하게 하는 것이다.

위치를 결정해야 하는 이동국과 통화연결이 초기에 설정되지 않는 경우, 통화연결이 설정된다.

제안된 방법에 따라, 새로운 기지국으로 핸드오버하도록 이동국이 명령됨과 동시에 이동국은 액세스신호를 새로운 기지국에 전달한다. 새로운 기지국은 일반적인 핸드오버로 액세스신호의 도달시의 시간지연을 결정한다. 이러한 시간지연은 이동국과 새로운 기지국사이의 전파지연의 측정이고, 일반적인 핸드오버와 달리 새로운 기지국으로부터 이동국으로의 신호의 전달이 금지되어, 이동국이 전송된 액세스신호에 관한 어떠한 확인도 수신하지 못한다. 다음, 성공적이지 않은 핸드오버 절차에 따라 기존의 기지국과의 연결을 재설정한다. 상술한 측정절차는 하나이상의 기지국에서 반복된다. 이러한 측정절차의 결과는 이동국의 위치를 결정하는데 이용된다.

바람직한 실시예에서, 서어비스 노드는 3개이상의 기지국에서 측정된 이들 시간지연에 대한 액세스를 얻는다. 이러한 서어비스 노드는 일찍이 공지된 산출방식을 기반으로 기지국의 위치와 상기 시간지연을 알므로써 이동국의 위치를 결정할수 있다. 액세스가 두개의 시간지연간에 유효하면, 어느정도 불확실하지만, 이동국의 위치를 결정할 수 있다.

이동국의 위치를 결정할 때, 일찍이 공지된 측정방법으로 연결설정중 이동국을 서브하는 기지국에서 얻어진 시간지연을 이용할 수 있다.

위치결정방법은 청구항 1의 특징부에 설명되어 있고, 이방법을 수행하는 장치는 청구항 7의 특징절의 내용에 설명되어 있다.

이동국과의 통화 연결을 설정한 후, 기지국 제어기는 연결된 무선 기지국에 이웃하는 기지국으로부터의 수신된 신호강도의 리스트에 대한 액세스가 주어지고 이동국에 의해 컴파일된다.

이동국의 위치를 결정하기위해 측정을 해야하는 이동국은 시스템의 지상을 기반으로한 부분에 의해 이 리스트로부터 선택된다.

이동국은 리스트에 포함된 각각의 기지국에 대한 시간기준을 기록한다. 이동국은 각각의 기지국에 포함된 동기채널(SCH) 및 주파수 정정채널(FCCH)에 대한 수화에 의해 시간 기준을 측정한다.

이동국이 이동국에 의해 컴파일된 리스트로부터 선택된 새로운 기지국에 대한 핸드오버를 수행하도록 명령된다. 시간기준은 정정시간에서 액세스신호를 새로운 기지국에 전송하는데 이용된다.

액세스신호를 전송함에도 불과하고, 액세스신호가 파전파지연으로 정정시간위치에 대해 지연된 새로운 기지국에 도달한다.

새로운 기지국은 정정시간 위치에 관한 이 시간지연을 기록한다.

기록된 시간지연은 새로운 기지국과 이동국사이에서 주고받는 신호의 파전파시간에 대응한다.

본 발명의 방법은 무선 연결의 완전한 핸드오버가 수행되어 이동국의 위치를 결정하게 하는 일찍이 공지된 방법의 개량을 구성한다.

본 발명의 방법을 적용하는 경우에, 현재 주파수 계획에 위반되는 무선 통화는 이동국의 위치를 결정하기위해 이동국에 의해 선택된 기지국에 전달된 이들 액세스신호로 제한되지 않는다. 상기 위반은 이동국의 위치를 결정하는데 필요한다.

핸드오버가 지속되고 통화연결이 새로운 기지국에 걸쳐 설정될 때 보다 무선지향이 불량한 기지국에 대한 핸드오버에 대한 시도를 이동국이 방해할 때, 진행중인 연결은 품질손상을 덜받는다.

하나의 이유는 무선 연결이 핸드오버가 방해될 때 초기 기지국에 대해 신속하게 재설정되기 때문이다.

본 발명에 의해 제공되는 또다른 장점은 기존의 개량되지 않은 이동국의 위치가 결정될 수 있다는 것이다.

위치 결정기능은 기존의 핸드오버 기능을 이용한다. 시스템의 지상을 기반으로한 부분에서의 중간 변경만이 본 발명의 위치 결정 방법에 필요하다.

본 발명에 의해 제공되는 또다른 장점은 자리울림없이 기지국에서 측정된 시간 지연을 이용하여 이동국의 위치를 매우 정밀하게 결정할 수 있다는 것이다.

본 발명은 바람직한 실시예와 수반한 도면을 참고로 하면서 상세히 설명한다.

본 발명은 TDMA형 이동 무선 시스템에서 이동국의 지리적인 위치를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이고, 특히 GSM표준을 이용하는 종류의 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 위치 결정 방법을 적용할 수 있는 이동전화 시스템의 구조를 도시한 도면.

도 2는 타임슬롯 및 신호 버스트에서의 반송파의 TDMA특성분할과 예로 주어진 GSM시스템과의 대체를 도시한 도면.

도 3 및 도 4는 본 발명의 방법을 설명하는 흐름도.

도 5는 채널 활성도의 이유에 관한 본 발명의 방법에 이용되는 정보의 포맷의 도면.

도 6은 공지된 핸드오버 신호 순차 계획의 도면.

도 7은 본 발명에 따라 이동국의 위치를 결정하는 신호 순차 계획의 도면.

도 8은 무선 기지국에 포함된 유닛과 본 발명에 의해 필요한 개량을 도시한 블록도.

본 발명을 설명하기에 앞서, GSM시스템의 구성부분과 본 발명을 기반으로한 기능에 대하여 설명하는 것이 바람직한 것으로 생각된다.

GSM 형 이동 무선 시스템은 도 1에 개략적으로 도시되어 있고 이 시스템은 3개의 송수신국(BTS1, BTS2, BTS3)을 포함한다. 이들 기지국은 공통 기지국 제어기(BSC)에 연결되어 있다. 기지국에 연결된 송수신국의 수는 도 1에 도시된 것 보다 많을수 있다.

각각의 기지국 송수신국(BTS1-BTS3)은 무선셀 등을 서브한다. 기지국(DTS1)은 셀(C1)을 서브하고, 기지국(DTS2)은 셀(C2)을 서브한다. 기지국 제어기(BSC)는 이동 전화 교환센터(MSC)에 연결되어 있다.

또한 기지국 제어기는 도면에 도시되어 있지않을 지라도 교환센터(MSC)에 연결될 수 있다.

이동국이 셀(C2)에 위치한다고 했으므로 시분할 다중 액세스 방식(TDMA, 반송주파수, 타임슬롯, 다음내용 참조)에 따라 소정의 무선채널에 거쳐 기지국 송수신기(BTS1)에 의해 서브된다.

도시되어있지 않을 지라도, 서어비스 노드가 공중 이동 무선망 바깥쪽에 위치될 수 있을 지라도, 이동 국부 레지스터(HLR, VLR) 및 가능한 서어비스 노드(SN)가 이동 교환 센터(MSC)에 연결되어 있다. 이 경우에, 서어비스 노드(SN)는 어느 서어비스와 함께 이동 무선 시스템을 서브한다. 이들 서어비스는 본 발명의 방법과 관련이 없기때문에 여기서 상세히 설명하지 않는다. 그러나, 이 서어비스 노드(SN)는 본 발명의 방법을 수행함과 관련하여 이용될 수 있다.

물리적인 인터페이스가 TDMA구조에 따라 분할되는데 이는 무선 반송파가 타임슬롯으로 분할된다는 것을 의미한다. 프레임은 8개의 상호 연속적인 타임슬롯으로 구성되어 있다. 연결을 설정한 후, 사용자는 물리적인 채널을 이용하고 이 채널은 각각의 업링크와 다운링크에 대해 예약된 프레임당 하나의 타임슬롯으로 구성되어 있다. 도 2는 타임슬롯, 일반 신호 버스트 및 액세스 버스트를 포함하는 TDMA 프레임을 도시한다. 프레임, 타임슬롯, 일반 신호 버스트 및 액세스 버스트의 길이가 도 2에 도시되어 있다. 또한 일반 신호 버스트 및 액세스 버스트에서의 여러 비트의 이용이 또한 도시되어 있다. 업링크 채널의 경우에, 타임슬롯(n)은 기지국에서 알수 있듯이, 타임슬롯(n)은 타임슬롯(n) 다운링크를 시간이동한 3개의 타임슬롯이다. 이동국으로부터의 신호 버스트가 예약된 타임슬롯내의 기지국에 수신된다.

도 2에 나타난 바와 같이, 타임슬롯은 단지 8.25비트 주기만을 갖는다. 즉 일반 신호 버스트보다 긴시간주기 30μs을 가진다. 동일한 프레임을 이용한 상이한 이동블록으로부터의 신호 버스트는 인터페이스 되지않도록 시간에 대해 매우 정밀하게 기지국에 수신되어야 한다.

논리 채널이 상술한 물리적인 채널에 전송된다. 연결된 이동국은 자신의 표시된 제어채널(DCCH)을 포함한다.

도 1에 도시된 이동국(MS)은 서빙 기지국 송수신국(BTS1)을 걸쳐 관련된 지정된 제어채널(DECCH)을 지닌 통화 채널(TCH11)에 설정된 통화연결을 갖는다. 이동국은 전송 제어채널(BCCH)이 이웃하는 기지국에 전송하는 주파수를 지속적으로 감지한다. 도 1에서, 참조번호(BTS1, BTS3)는 기지국(BTS2)과 인접한 국을 확인한다. 이동국은 BCCH가 각각의 이웃하는 국에 대해 전송하는 주파수의 신호강도를 측정한다. 또한 이동국은 상기 국을 확인하기위해, 가장 강한 기지국의 BS동기 채녈(SCH)을 숨화한다. 즉, 신호 레벨이 주위 잡음의 레벨을 초과하는 기지국을 수화한다. 확인된 이웃 기지국이 이동국의 리스트에 포함된다. 이동국은 지상을 기반으로한 부분에 초당 최고 2번까지 리스트 및 아이덴티상에 기록된 기지국의 신호강도를 알린다. 또한, 이동국은 기지국 동기채널(SCH)을 수화함으로써 리스트에 포함된 각 기지국의 시간 기준(T1)을 기록한다. 시간 기준(T1)은 기지국에서 프레임 교환 시간을 나타낸다.

이동국은 도 1의 기지국 제어기(BSC)에게 상술한 리스트에 포함된 기지국의 신호 강도와 기지국의 아이덴티를 알린다. 기지국 제어기는 이동국(MS)과 설정된 무선 연결이 기지국(BTS1)대신 기지국(BTS2)에 대하여 발생했는지를 결정할 수 있다. 즉 이러한 연결이 기지국(BS2)으로 핸드오버를 결정한다. 핸드오버로 이동국(MS), 기지국(BTS1, BTS2) 및 기지국 제어기(BSC)사이에서 공지된 방식으로 교환된 신호 시퀸스가 도 6에 도시되어 있다. 기지국 제어기(BSC)는 통화연결(CHannel ACtivation message)을 설정하기위해 제어채널을 지닌 통화 채널을 활성하라고 기지국(BTS2)에 명령한다. 이 메세지는 통화 연결이 설정되는 이유에 관한 정보, 이 경우에는 비동기 무선 기지국간의 핸드오버를 포함한다. 이동국(MS)은 기지국(BS2)에 설정된 채널로 핸드오프하라고 명령된다(handover) command). 메세지는 제어데이터(HO 기준값)를 포함한다. 이동국은 다음 기지국 송수신기국(BST2)과 통신하기위해 활당된 표시된 제어채널(DCCH)중 하나에 핸드오버 액세스 메세지 신호를 전달한다. 제1액세스신호를 전송할 때, 클럭(T3124)은 이동국(MS)에서 활성화된다. 기지국(BTS2)의 시간계획에 따라 이들 액세스신호를 정확하게 전달하기위해, 기지국(MS)은 초기에 측정된 시간기준(t1)을 이용하고 가능한 어느 시간지연에 대한 보정없이 채널(DCCH)에 의해 이용되는 타임슬롯에 관해 정정한다.

액세스신호를 전달할 때, 이동국(MS)은 전파지연을 알지못하고 신호가 기지국(BTS2)에 도달하는데 걸리는 시간을 보상할 수 없다. 따라서, 액세스신호는 기지국(BS2)의 내부신호 버스트 도달 계획에 대해 지연된 기지국(BTS2)에 수신된다. 시간지연(t2)이 측정되어 기지국(BTS2)에 기록된다. 기록된 시간지연은 기지국(BTS2)과 이동국사이에서 주고받는 신호의 파전파시간에 대응한다.

기지국(BTS2)에 수신된 액세스신호가 정정 제어데이터를 포함하면, 기지국(BTS2)은 응답을 이동국(MS)(PHYS INFO)에 전달함으로써 핸드오버를 지속하고 기지국 제어기에 핸드오버가 검출되었다는 것을 알리는 신호를 전달한다. 이 신호는 기록된 시간지연을 포함한다. 나머지 핸드오버 절차는 본 발명의 흥미의 대상이 아니다.

기지국에서서의 측정된 시간지연(t2)은 2로 나누어져 비트기간까지 올림된다. 이 값은 GSM 명세서에서 "Time Advance" TA로 표시된다. 기지국 송수신기 국(BST2)이 액세스신호에 대해 이동국(MS)에 응답하는 경우, 이동국(MS)은 TA을 알고 연속된 신호에서, 전파지연에 대해 시간정정을 할 수 있다. 이동국(MS)이 기지국(BTS2)으로부터 전송된 액세스신호의 확인을 수신하는 경우, 클럭(T3124)이 정지된다.

상술한 절차는 GSM형 이동 시스템에 일반적으로 적용된다. 이동국의 위치가 본 발명에 따라 결정되는 방식을 설명한다.

위치가 결정된 이동국이 설정된 통화연결을 미리 갖지못하면 이러한 연결이 당장 설정된다.

도 1에서 연결된 이동국(MS)은 모든 연결된 이동국(MS)에 대해 상술한 방식으로 이웃하는 기지국이 각각의 전송 제어 채널(BCH)을 전송하는 반송파의 신호강도를 반복해서 측정하는 기록한다. BTS2는 이웃하는 기지국 송수신국중 하나이다. 이러한 단계를 도 3의 흐름도에서 제1블록(B1)으로 나타내었다.

이동국(MS)은 이동국이 가장 강한 신호강도를 측정하는 기지국의 동기채널(SCH)을 디코드하고 각각의 이웃하는 기지국의 시간기준을 기록한다. 기지국(BTS2)에 대해 기록된 시간기준이 t1으로 표시하였다. 기타 연결된 이동국(MS)에 대해 상술한 방식일지라도, 신호강도가 측정된 비율보다 낮을 지라도 이러한 절차가 연속적으로 수행된다. 이러한 절차를 도 3에서 제2블록(B2)으로 표시했다.

리스트에 포함된 기지국에 대해 이동국에 의해 측정된 신호강도의 평균치 방식 절력레벨은 초당 두번까지 기지국 제어기에 보고된다. 이러한 절차는 또한 GSM시스템의 모든 연결된 이동국(MS)에 일반적으로 적용된다. 이러한 절차는 도 3에서 제3블록(B3)에 의해 나타나있다.

본 발명의 특징은 기지국 제어기(BSC)로부터 이동위치 측정에 관한 새로운 명령을 수신할때 발생한다. 이러한 명령은 이동국(MS)으로부터 액세스신호를 수신하기위해 채널을 활성화하는 기지국(BTS2)과 관련된다. 이러한 단계를 도 3에서 제 4블록(B4)으로 나타내었다.

기지국 제어기(BSC)는 이동국이 어느 채널을 이용할 것 인가에 관한 정보 또는 제어데이터를 포함하는 기지국(BTS2)에 핸드오버하라고 명령하는 일반 핸드오버 명령을 기지국(BTS1)을 개재하여 이동국에 전달한다. 이러한 절차가 도 3에서 제5록으로 나타내었다.

이동국(MS)은 핸드오버를 실행할 때 상술한 방식으로 진행한다. 이동국은 다수의 액세스 버스트를 표시된 제어채널(DCCH)을 통해 전달한다. BTS2에 대해 측정된 시간기준(t1)과 표시된 채널의 타임슬롯에 대한 프레임의 명령수에 의해 각각의 액세스 버스트의 전송시간이 결정된다. 이동국이 기지국(BTS2)과 같은 위치에 위치하는 경우, 액세스신호의 시간지연(t2)은 기지국(BTS2)에 의해 걸리는 도달시간에 대해 기지국(BTS2)에서 측정된다. 전체 핸드오버와 다를 지라도, 기지국(BTS2)과 이동국(MS)에 대한 모든 응답을 핸드오버로 금지하는 방식으로 측정된다. 이동국(MS)는 액세스신호에 대한 응답을 수신하지 못한다. 도 7에 도시된 제1액세스 버스트를 전송할 때 클럭(T3124)이 이동국에서 활성된다. 이 클럭상에 설정된 시간이 만료될때, 기지국(BTS2)으로부터 어떠한 확인없이, 이동국(MS)은 기지국으로의 액세스 버스트의 전송을 중단한다. 다음 이동국(MS)은 성공적이지 못한 표준 핸드오버 절차에 따라 기지국 송수신국(BTS1)을 걸쳐 초기의 연결을 재설정한다. 이러한 단계는 도 3에서 블록(B6)으로 표시되어 있다.

측정된 시간지연(t2)은 데이터처리를 측정하고 이동국의 위치를 산출하기위해 가능한 다른 노드를 개재하여 기지국(BTS2)으로부터 서어비스 노드에 전달된다. 블록(B1-B6)을 따른 절차가 BTS2외의 기지국 송수신국에서 수행된다. 즉 기타의 기지국 송수신부, 예를 들어 BTS3에 대해 동일한 형태의 액세스가 이루어진다. 도 4는 여러 기지국에서의 도 3의 절차의 반복을 도시하고 이동국의 위치는 기지국에서 측정된 시간지연(tn)을 기반으로 결정된다. 도 4의 제1블록(A4)에서, 카운트 업 넘버(N)는 개시값 n=2에 설정된다. 제1기지국을 참고로 도 3에서 설명한 모든 단계(B1-B8)는 블록(A2)을 통과한다. BTS2에서 측정할 때 시간지연(t2)을 얻을 수 있는 것을 보장하기위해 점검이 수행된다(블록 A3). 이러한 시간지연(t2)이 블록(A3)에서 "YES"가 얻어지는 경우, 또다른 기지국에서 측정이 반복되는지에 관한 결정이 이루어진다(블록A4). 측정과정을 되풀이하고 있다는 것이 블록(A4)에서 결정되면, 즉 응답이 "YES"이면, 카운트 업 넘버가 블록(A5)에서 1증분된다. 즉 n=n+1이된 후, 블록(A2, A3)은 또다른 기지국(BTS)에 대해 반복됨과 동시에 또다른 시간지연을 얻는다. 또다른 기지국에서 측정이 반복되는지 여부에 관한 의문이 블록(A4)에서 일어난다. 또다른 기지국에서 측정을 반복하는 각각의 결정인 경우에, 이동국의 위치를 결정하는데 예상할 수 있는 또다른 기지국에 대한 액세스가 있는지를 점검한다. 이러한 기지국이 존재한다고 나타나는 경우에, 이동국(MS)에 의해 기지국 제어기에 전달된 앞서 설명한 리스트에 기록된다. 시간지연에 대한 액세스가 하나 또는 2기지국만으로부터 유효한 경우에 측정과정을 예상할 수 있는 또다른 기지국이 발견되는 경우 측정 절차의 반복이 결정된다. 한편, 시간지연이 3개이상의 기지국으로부터 얻어지는 경우, 측정과정이 반복되는지 여부를 결정할때, 이동국의 위치를 결정할 수 있는 정밀도를 또다른 측정치가 증가하는지 여부에 관한 의문이 고려된다. 또다른 측정의 의문후에 부정적으로 응답하는 블록(A4), 이동국의 위치가 시간지연 또는 기지국으로부터 얻어진 시간지연에 의해 산출된다(블록(A6). 이미 공지된 측정방법에 의해 또다른 기지국으로부터 얻어진 하나이상의 시간지연은 이동국의 위치를 결정하는데 이용할 수 있다. 매우높은 안정성으로 이 위치를 결정하기위해, 상이한 기지국에서 측정된 3개이상의 시간지연이 서어비스 노드에 유효하게 된다. 이동국위치는 안정도가 낮을 지라도 단지 2개의 시간지연으로 결정될 수 있다. 이동국의 위치를 결정에 관한 기지국(BTS2)에 의해 수신된 새로운 명령은 채널활성에 관한 개정된 명령을 포함할 수 있다. 이 명령은 기지국 제어기(BSC)에 의해 기지국(BTS2)에 전달된다. 현재의 명령은 새로운 채널이 비동기 기지국사이의 연결의 핸드오버를 설정하는 이유에 관한 정보를 포함한다.

도 5는 명령의 이유를 설명하는 명령 채널활성에 포함된 표준 포맷(GSM 08.58, 버젼 5. 0. 0, 8. 4. 1 및 9. 3. 3). 포맷은 채널활성의 이유를 나타내는 8비트의 두개의 필드(01, 02)를 포함한다. 또다른 필드(02)는 이유를 나타내는데 이용되는 3비트(A1, A2, A3)를 포함한다. 3개의 비트는 GSM 08. 58, 버젼 5. 0. 0에 따라 특정목적을 위해 5가 예약된 8문자를 가질수 있다. 나머지 3개의 문자는 위치결정을 위해 활성화할 채널을 표시하는데 이용될 수 있다.

도 7은 상기 설명에 따라 채널 활성 명령이 수정되는지를 나타낼 때 신호 시퀸스 계획을 도시한다. 절차계획은 패널활성명령(CH ACT)이 개정된 것을 제외하고 핸드오버 절차의 계획과 유사하다. 기지국 송수신국이 기지국 제어기에게 핸드오버가 검출된 메세지(HO DET)를 전송할지라도, 기지국(BTS2)은 신호를 전달하지 않을때, 시간지연(t2)을 포함하는 메세지가 기지국(BTS2)에 등록된다. 시간지연(t2)이 기지국제어기로부터 서어비스 노드에 전달된다.

기지국(BTS2)으로부터의 t2의 전송은 이 효과에 대해 새로운 명령을 수신할 때 대안적으로 이루어진다.

서어비스 노드에 의해 수신된 시간지연은 지형적인 거리와 대응한다. 이동국(MS)의 거리가 위치가 알려진 3개의 기지국에 알려지는 경우, 서어비스 노드는 일찍이 알련진 삼각측량법에 의해 이동국(MS)의 위치를 산출할 수 있다. 효과적으로 삼각측량을 하기위해, 기지국은 이등변 삼각형과 거의 유사한 삼각형을 형성하도록 지형적으로 위치하는 것이 바람직하다. 기지국이 이렇게 편리하게 지형적으로 위치할 수 없기 때문에, 측정절차에서 3개이상의 기지국을 포함하는것이 바람직하다. 3개이상의 기지국이 측정절차에 포함될 때, 측정치의 시분할과 올림에 의해 이동국의 위치가 매우 정확하게 결정된다.

이동국은 이동국의 위치를 결정하기위해 3개이상의 기지국에 대한 액세스가 없는 위치에 이동국이 위치할 수 있다. 정확도가 낮더라도, 심지어, 2개의 기지국으로부터 얻어진 2개만 시간지연에 대한 액세스가 있을 때, 이동국은 이동국의 위치를 결정하기위해 3개이상의 기지국에 대한 액세스가 없는 위치에 위치할 수 있다. 하나의 기지국으로부터 얻어진 하나의 시간지연은 기지국으로부터의 소정의 거리에 해당하고 이동국이 위치한 원으로 맴상에 그려질 수 있다. 이동국의 위치는 이들 2개의 원이 서로 교차하는 두개의 점중 하나에 대응된다. 결정된 위치는 두개의 교점으로 인해 신뢰할 수 없다. 대부분의 경우에, 교점중 하나는 이동국의 매우가능한 위치일 수 있다. 이는 예컨데 하나의 교점이 하이웨이에 대응하는 반면 나머지 교점이 숲지연국에 대응하는 경우이다.

서빙 기지국(BTS1)은 기지국과 이동국(MS)사이에서 주고 받는 시간지연의 현재값을 갖는다. 이 시간지연은 이동국의 위치를 결정할때 서어비스 노드에 의해 본 발명의 방법에 따라 측정된 시간지연과 함께 이용될 수 있다. 무선 또는 통화 이유로 이동국 위치결정 절차를 시작한 후에 새로운 기지국에 대한 무선 연결의 완전한 핸드오버가 이루어진다. 이러한 경우에, 새로운 기지국에서 측정된 전파지연과 전의 서빙 기지국에서 측정된 전파지연이 이동국의 위치를 결정하기위해 본 발명의 측정방법에 의해 얻어지는 시간지연과 함께 서어비스 노드에 의해 이용될 수 있다.

기지국은 이동국 위치 결정과 관련된 명령을 해석하기위해 변경되어야 하고 정확한 방식으로 진행한다. 도 8은 개량된 기지국 송수신국(BTS2)에 포함된 유닛을 도시한 개략적인 블록도이다. 기지국은 3개의 분리 블록으로 나타나있는데, TR로 표시된 제1블록은 기지국의 무선 송수신부분이다. GR로 표시된 제2블록은 기지국 제어기에 대한 인터페이스, 즉 GSM에서 Abis 인터페이스를 나타낸다. CPU로 표시된 제3블록은 기지국 제어기능을 처리할 수 있는 메모리 유닛과 중앙프로세스를 나타낸다. 이 CPU는 또다른 두개의 블록과의 데이터 연결을 갖는다.

블록(GR)은 기지국 제어기(BSC)로의 모든통신의 매개체이다. 이는 BSC와 BTS사이의 데이터와 BSC와 이동국(MS)사이의 음성 및 데이터를 포함한다. GR은 BSC와 MS사이에 통과된 음성과 데이터에 대하여 TR에 연결되어 있다.

중앙 프로세서(CPU)는 MS와 BSC로부터 BTS에 도달하는 데이터를 디코드하고 MS 및BSC로부터 수신된 명령을 기반으로 또다른 블록의 기능을 제어하는 디코더 유닛을 포함한다. 또한 프로세스(CPU)는 BSC에 대한 신호를 개시하고 상기 신호는 GR을 통해 통과한다.

개량된 기지국(BTS2)은 제어블록이 위치측정에 관한 명령이 기억되는 메모리 공간(M1)을 갖는다는 점에서 일반적인 기지국과 다르다. 이동국위치를 결정하기위해 이용되는 기지국(BTS3)에서 유사한 변경이 있을수 있다. 기지국 제어기(BSC)로부터 수신된 명령은 인입 명령이 위치결정 명령인 것을 보장하기위해 상술한 기억된 명령과 비교된다.

기지국(BTS2)은 본 발명의 방법을 수행해야 함과 동시에 위치결정 단계에서 배척되야하는 단계가 추정해야 하는지 여부를 보장하기위해 필요할지라도 일반적인 핸드오버에 적용되는 절차와 같은 절차로 시작할 수 있다. 이동국 위치 결정 명령이 수신될 때 끼워지는 하나이상의 프레그에 의해 점검이 수행된다. 이를위해 기지국(BTS2)의 프로세서(CPU)에는 상기 하나 이상의 프레그를 기억하는 또다른 메모리 공간(M2)이 마련된다.

이동국 명령이 확인될 때, 개량된 기지국(BTS2)은 표준 핸드오버와 같은 이동국(MS)으로부터 얻어진 액세스 버스트의 측정을 수행하기위해 일반적인 핸드오버와 같은 프로그램 루우프를 개시할 수 있다. 그러나, 표준 핸드오프와 달리, 기지국(BTS2)은 프레그를 중앙프로세서의 메모리 공간에 끼우므로써 수신된 액세스 버스트의 확인을 금지한다.

일반적인 핸드오버에 적용된 절차를 수행는 대안으로, 이동국의 위치를 결정하기위해 분리 프로그램 루우프가 이용된다. 이경우에, 기지국의 제어부에 위치결정과정에 특정한 루우프를 기억할 수 있는 메로리 공간(도시되어 있지 않음)이 마련되어야 한다.

본 발명에 따라 이동국의 위치를 결정하는 도 1에서 모든 기지국(BTS1-BTS3)은 기지국(BTS2)과 같은 방식으로 개량되어야 한다.

그러나, 방지할 수 없을 지라도 원 서어빙 기지국(BTS1)은 개량을 필요로 하지 않는다.

GSM 시스템에서의 일반 무선 송수신국은 최대거리 35km로 이동국을 서브할 수 있다. GSM 시스템은 또한 최대 70km의 확장거리로 이동국을 서브하도록 구성된 무선 기지국 송수신국을 특정한다.

특허출원 US 08 617,406은 이동국과 무선 기지국 송수신국사이의 거리가 35km이상일 때, 핸드오버의 개시를 설명한다. 이동국의 위치를 결정하기위해 핸드오브가 수행되고 이동국과 무선 기지국 송수신국사이의 거리가 35km이상일 때, 특허출원 08 617,406의 개시를 본 발명에 적용할 수 있다. 본 발명은 하나의 기지국 제어기와 하나의 이동 교환 센터를 포함하는 실시예로 제한되지 않고 다음 청구의 범위내에서 여러 기지국 제어기와 이동교환센터에 본 발명을 적용할 수 있다는 것을 알아야 한다.

Claims (10)

1. 소정의 제1기지국(BTS1)과 연결되는 동안, 이동국은 다수의 기지국(BTS2-BTS3)으로부터의 무선 연결을 평가하고, 상기 다수의 기지국은 랭킨 순서로 위치하여 랭킹 리스트에 끼워지는, 무선 기지국 송수신국(BTS1-BTS3)과 연결된 하나이상의 기지국 제어기와 하나이상의 이동 무선 교환센터를 포함하는 TDMA형 이동 무선 시스템에 있어서의 이동국(MS)의 위치를 결정하는 방법에 있어서,

   a) 상기 리스트로부터 상기 다수의 기지국중 제2다수의 기지국을 지정하는 단계와;

   b) 이동국이 상기 제2다수의 기지국(BTS2, BTS3)중 지정된 제2기지국(BTS2)으로 핸드오버하라고 명령하는 단계와;

   c) 액세스신호를 제2기지국에 전달함으로써 이동국으로부터 상기 제2기지국(BTS2) 핸드오버를 개시하는 단계와;

   d) 이동국이 제2기지국과 같은 위치에 위치하는 경우에, 제 기지국에서 산출된 도달시간에 대한 액세스신호의 도달시 시간지연(t2)을 측정하여 기록하는 단계와;

   e) 제2기지국은 이동국으로부터 수신된 액세스신호의 확인을 금지하는 단계와;

   f) 기록된 시간지연(t2)이 평가되는 단계와;

   g) 단계(b-f)에 따라 명령 및 측정 절차가 상기 다수의 기지국으로부터 하나이상의 또다른 기지국에서 반복되고 제1시간지연과 함께 이동국의 위치를 산출하기위해 이용되는 하나이상의 제2시간지연을 얻는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 이동국의 위치를 결정하는 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제2다수의 기지국중에서 하나이상의 기지국에서 단계(b-f)를 수행하고, 이에 따라 얻어진 시간지연은 이동국의 위치를 결정하기위해 서빙 기지국(BTS1)에서의 공지된 방법에 의해 측정된 시간지연과 함께 이용되는 것을 특징으로 하는 이동국의 위치를 결정하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 제1기지국(BTS1)과의 설정된 연결중, 이동국은 리스트에 기록된 각각의 기지국(BTS2, BTS3)에 대한 시간 기준(t1)을 측정하고 상기 기준 시간과 액세스신호가 이동국으로부터 지정된 기지국으로 전달되는 시점을 결정하는 것을 특징으로 하는 이동국의 위치를 결정하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 기지국(BTS2)은 채널 활성 명령의 개량된 버젼을 포함하는 이동 위치 결정 명령을 수신할 때, 기지국은 이동국으로부터 액세스신호의 수신시의 확인을 금지하는 것을 특징으로 하는 이동국의 위치를 결정하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3번이상의 시간지연이 이동국의 위치를 산출하기위해 얻어지는 것을 특징으로 하는 이동국의 위치를 결정하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이동 무선 시스템은 GSM시스템인 것을 특징으로 하는 이동국의 위치를 결정하는 방법.
7. TDMA형식의 이동 무선 시스템은 무선 기지국 송수신국과 연결된 하나이상의 기지국 제어기(BSC)와 하나이상의 이동 무선 교환센터를 포함하며, 소정의 제1기지국 송수신기국(BTS1)과의 설정된 연결중, 상기 이동국은 다수의 기지국 송수신기국(BTS2-BTS3)으로부터의 무선연결을 형가하고 상기 다수의 기지국 송수신기국은 랭킹순서로 리스트에 위치하며, TDMA형의 이동 무선 시스템의 액세스신호를 전달하는 이동국(MS)의 위치를 산출하게 하도록 일반적인 핸드오버와 같은 방식으로 액세스신호도달시간의 측정 및 등록을 실행하는 개량된 무선 기지국 송수신국(BTS)에 있어서,

   무선기지국은 위치결정 명령이 기록된 메모리 공간(M1)을 포함하고 이 기억된 명령은 이동국의 위치의 결정에 관한 명령을 확인하기위해 기지국 제어기(BSC)로부터 수신된 명령과 비교하는데 이용되며, 무선기지국은 이동위치 결정 명령의 확인시에 이동국으로부터 얻어진 액세스신호의 확인을 금지하는 것을 특징으로 하는 개량된 무선 기지국 송수신기국.
8. 제7항에 있어서, 상기 국은 프레그가 기억되는 또다른 메모리 공간(M2)을 포함하고, 이동국 위치결정 명령이 기지국 제어기(BSC)로부터 수신될 때 프레그가 엔어블되고 이 프레그는 프레그가 엔어블되는 경우 이동국으로부터 수신된 액세스신호의 확인을 금지하기위해 핸드오프 절차중 금지되는 것을 특징으로 하는 개량된 무선 기지국 송수신국.
9. 제7항에 있어서, 상기 국은 프로그램 루우프가 기억된 메모리 공간을 더포함하고 이 프로그램 루우프는 이동국 위치결정 명령이 기지국 제어기(BSC)로부터 수신될 때 수행되고, 이 국은 핸드오버의 방식으로 이동국으로부터 수신된 액세스신호를 측정하지만 이동국에 대한 상기 수신의 확인을 금지하는 것을 특징으로 하는 개량된 무선 기지국 송수신국.
10. 제7항 제8항 또는 제9항중 어느한 항에 있어서, GSM이 무선 기지국 송수신국(BTS)에 대해 특정된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 개량된 무선 기지국 송수신국.