KR20230019803A - 무선 통신을 이용한 단말기의 위치 측정 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 제1 통신방식을 이용하는 제1 통신부, 제2 통신방식을 이용하는 제2 통신부 및 타겟단말기의 제2 통신방식을 이용한 측위를 위한 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보를 제1 통신부를 통하여 타겟단말기와 교환하고, 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보에 기초하여 타겟단말기가 전송하는 제2 통신방식의 신호를 제2 통신부를 통하여 측정하고, 측정 결과에 기초하여 타겟단말기의 위치를 산출하거나 측정 결과를 제1 통신부를 통하여 위치측정서버로 전송하는 제어부를 포함하는 신호측정기를 제공한다.

Description

무선 통신을 이용한 단말기의 위치 측정 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR POSITIONING MOBILE STATION USING WIRELESS COMMUNICATIONS}

본 개시는 단말기의 위치정보를 확보하는 기술에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 기지국과 단말기로 구성되어 있다. 종래의 단말기 위치추정방식은 단말기가 전송하는 신호를 바탕으로 해당 단말기의 위치를 추정한다. 이때 일반적으로 사용되는 방법은 단말기가 전송하는 신호가 기지국에 도달하는 데 소요되는 신호의 지연값을 사용하는 것이다. 또한, 단말기가 전송하는 신호가 기지국에 도달하는 채널에서 발생하는 전파감쇄의 양을 바탕으로도 기지국과 단말기 사이의 거리를 추정할 수 있다. 다시 말해, 종래의 이동통신 시스템에서 단말기의 위치추정 방법은 단말기가 전송하는 신호를 기지국이 수신하고, 수신된 신호의 무선채널상의 지연, 전파감쇄 등을 바탕으로 단말기의 위치를 추정한다.

이러한 종래의 단말의 위치추정방식보다 더 정확한 측정을 위하여, 이동통신 단말기가 전송하는 상향링크 신호를 바탕으로 단말기의 위치를 측정하는 신호측정기와 상기 측정들을 기반으로 단말기의 위치를 계산하는 방법에 대한 다양한 기술들이 제안되었다. 이러한 단말기에 포함된 이동통신 장치를 이용하는 방식에서 더 나아가, WIFI, 블루투스 등의 비면허대역 통신장치 또는 UWB 등의 초광대역 통신장치를 활용하는 방법에 대한 설계도 필요하게 된다.

본 개시는, 단말기의 위치를 이동통신의 상향링크 신호를 활용하여 측정하는 방법 이외에 단말기에 포함되어 있는 WIFI, 블루투스 또는 UWB를 활용하여 측정하는 방법을 제시한다. 이러한 방법에 의하면, 이동통신의 음영 지역 또는 이동통신 기반 신호측정기가 동작하지 않는 지역에서의 단말기의 위치 측정이 가능하다. 또한, 이동통신 시스템과 달리 면허없이 대역을 활용하는 것이 가능하므로 낮은 비용으로 단말기의 위치 측정을 하는 것이 가능할 수 있다.

전술한 과제를 해결하기 위해 안출된 일 실시예는 제1 통신방식을 이용하는 제1 통신부, 제2 통신방식을 이용하는 제2 통신부 및 타겟단말기의 제2 통신방식을 이용한 측위를 위한 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보를 제1 통신부를 통하여 타겟단말기와 교환하고, 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보에 기초하여 타겟단말기가 전송하는 제2 통신방식의 신호를 제2 통신부를 통하여 측정하고, 측정 결과에 기초하여 타겟단말기의 위치를 산출하거나 측정 결과를 제1 통신부를 통하여 위치측정서버로 전송하는 제어부를 포함하는 신호측정기를 제공할 수 있다.

또한, 다른 실시예는 제3 통신방식을 이용하는 제3 통신부, 제2 통신방식을 이용하는 제2 통신부 및 제3 통신부를 통하여 신호측정기와 위치측정의 수행 여부에 대한 정보를 교환하고, 위치측정이 요청된 경우 제2 통신부를 통하여 제2 통신방식의 신호를 출력하고, 제2 통신방식의 신호의 출력 여부 또는 제2 통신방식의 채널설정 정보를 신호측정기에 제3 통신부를 통하여 전송하는 제어부를 포함하는 단말기를 제공할 수 있다.

또한, 다른 실시예는 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식을 이용하는 통신부 및 타겟단말기에 대한 위치측정이 결정되면, 통신부를 통해 통신방식의 신호를 출력하되, 서로 다른 둘 이상의 장소에서 통신방식의 신호를 출력하도록 제어하는 것이 가능한 제어부를 포함하는 신호발생기를 제공할 수 있다.

또한, 다른 실시예는 통신부 및 타겟단말기에 대한 위치측정이 결정되면, 신호발생기가 출력하는 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식의 신호를 탐색하도록 하는 탐색 명령을 타겟단말기로 전송하고, 타겟단말기로부터 신호발생기가 출력하는 통신방식의 신호에 대한 측정 결과를 수신하고, 측정 결과에 기초하여 타겟단말기의 위치를 산출하는 제어부를 포함하는 위치측정서버를 제공할 수 있다.

본 개시에서 제안하는 위치측정 방법은 측정의 대상이 되는 단말기에 장착된 비면허대역의 통신장치 또는 초광대역 통신장치의 식별정보를 획득하고 상기 통신방식을 사용하는 식별 정보의 통신 신호에 대한 측정을 수행하고, 상기 측정을 바탕으로 타겟단말기의 위치 정보를 획득하는 것이다. 이를 위해 신호측정기는 비면허대역에 대한 통신장치 또는 초광대역 통신장치를 구비한다. 또한, 신호측정기는 위치 측정의 대상이 되는 단말기의 식별 정보를 획득하여, 수신한 신호가 타겟단말기의 신호인지 여부를 판단할 수 있게 한다.

본 개시에 따르면, 이동통신 단말기에 장착된 비면허대역의 통신장치 또는 초광대역 통신장치에서 송신하는 신호를 측정하고, 이를 바탕으로 단말기의 위치 측정이 가능할 수 있다. 이를 통해, 이동통신의 음영지역에서의 단말기의 위치측정이 가능하다. 또한, 면허대역을 사용하지 않으므로 낮은 가격으로 위치측정이 가능할 수 있다.

도 1은 이동통신 상향링크 신호를 사용한 측위의 개념을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 타겟단말기와 신호측정기 사이의 신호 전송 및 측정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 타겟단말기와 신호측정기 사이의 신호 전송 및 측정을 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 타겟단말기와 신호측정기 사이의 신호 전송 및 측정을 도시한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 가지의 서로 다른 통신방식을 운용하는 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 측위를 지원하는 통신방식을 결정하는 흐름도를 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호측정기의 구현을 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신호측정기의 구현을 도시한 도면이다.
도 10은 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신호측정기의 구현을 도시한 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호의 전송 설정을 결정하는 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신호의 전송 설정을 결정하는 흐름도를 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 WIFI에서 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 블루투스에서 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 블루투스 롱 레인지에서 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호를 측정하는 수신기의 동작의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호를 검출하고 측정하는 수신기의 구성을 도시한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호측정기와 타겟단말기 사이의 구성 및 연결을 도시한 도면이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 신호측정기의 구성을 도시한 도면이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말기의 구성을 도시한 도면이다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호발생기의 구성을 도시한 도면이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 위치측정서버의 구성을 도시한 도면이다.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.

또한, 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

다른 정의가 없다면, 본 개시에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 개시의 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 그리고 후술되는 용어들은 본 개시의 실시예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 개시 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 명세서에서 무선 통신 시스템은 음성, 패킷 데이터 등과 같은 다양한 통신 서비스를 제공하기 위한 시스템을 의미한다. 무선 통신 시스템은 사용자 단말(User Equipment, UE) 및 기지국(Base Station, BS)을 포함한다.

사용자 단말은 무선 통신에서의 단말을 의미하는 포괄적 개념으로서, WCDMA, LTE, HSPA 및 IMT-2020(5G 또는 New Radio) 등에서의 UE(User Equipment)는 물론, GSM에서의 MS(Mobile Station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), 무선 기기(wireless device) 등을 모두 포함하는 개념으로 해석되어야 할 것이다.

기지국 또는 셀(Cell)은 일반적으로 사용자 단말과 통신하는 지점(station)을 말하며, 노드-B(Node-B), eNB(evolved Node-B), gNB(gNode-B), LPN(Low Power Node), 섹터(Sector), 싸이트(Site), 다양한 형태의 안테나, BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point), 포인트(예를 들어, 송신포인트, 수신포인트, 송수신포인트), 릴레이 노드(Relay Node), 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, RRH(Remote Radio Head), RU(Radio Unit), 스몰 셀(small cell) 등 다양한 커버리지 영역을 모두 포괄하는 의미이다.

앞서 나열된 다양한 셀은 각 셀을 제어하는 기지국이 존재하므로 기지국은 두 가지 의미로 해석될 수 있다. 1) 무선 영역과 관련하여 메가 셀, 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀, 스몰 셀(small cell)을 제공하는 장치 그 자체이거나, 2) 무선 영역 그 자체를 지시할 수 있다. 1)에서 소정의 무선 영역을 제공하는 장치들이 동일한 개체에 의해 제어되거나 무선 영역을 협업으로 구성하도록 상호 작용하는 모든 장치들을 모두 기지국으로 지시한다. 무선 영역의 구성 방식에 따라 포인트, 송수신 포인트, 송신 포인트, 수신 포인트 등은 기지국의 일 실시예가 된다. 2)에서 사용자 단말의 관점 또는 이웃하는 기지국의 입장에서 신호를 수신하거나 송신하게 되는 무선 영역 그 자체를 기지국으로 지시할 수 있다.

본 개시에서 셀(Cell)은 송수신 포인트로부터 전송되는 신호의 커버리지 또는 송수신 포인트(transmission point 또는 transmission/reception point)로부터 전송되는신호의 커버리지를 가지는 요소 반송파(component carrier), 그 송수신 포인트 자체를 의미할 수 있다.

본 개시에서 사용자 단말과 기지국은, 본 개시에서 기술되는 기술 또는 기술적 사상을 구현하는데 사용되는 두 가지(Uplink 또는 Downlink) 송수신 주체로 포괄적인 의미로 사용되며 특정하게 지칭되는 용어 또는 단어에 의해 한정되지 않는다. 또한, 본 개시에서의 타겟단말기의 위치를 측정하는 장치는 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있는 단말 또는 별도의 장치를 의미하는 것으로 장치의 제한은 없다.

상향링크(Uplink, UL, 또는 업링크)는 사용자 단말에 의해 기지국으로 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, 하향링크(Downlink, DL, 또는 다운링크)는 기지국에 의해 사용자 단말로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다.

상향링크 전송 및 하향링크 전송은 서로 다른 시간을 사용하여 전송되는 TDD(Time Division Duplex) 방식이 사용될 수 있고, 서로 다른 주파수를 사용하여 전송되는 FDD(Frequency Division Duplex) 방식, TDD 방식과 FDD 방식의 혼용 방식이 사용될 수 있다.

본 개시에서 하향링크는 상향링크에 대한 자원할당 정보 및 제어정보를 전송하는 주파수대역을 통해 전송되는 하향링크를 특정할 수 있다.

또한, 무선 통신 시스템에서는 하나의 반송파 또는 반송파 쌍을 기준으로 상향링크와 하향링크를 구성하여 규격을 구성한다.

상향링크와 하향링크는, PDCCH(Physical Downlink Control CHannel), PUCCH(Physical Uplink Control CHannel) 등과 같은 제어 채널을 통하여 제어 정보를 전송하고, PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel), PUSCH(Physical Uplink Shared CHannel) 등과 같은 데이터 채널로 구성되어 데이터를 전송한다.

하향링크(downlink)는 다중 송수신 포인트에서 단말로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있으며, 상향링크(uplink)는 단말에서 다중 송수신 포인트로의 통신 또는 통신 경로를 의미할 수 있다. 이때, 하향링크에서 송신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있고, 수신기는 단말의 일부분일 수 있다. 또한, 상향링크에서 송신기는 단말의 일부분일 수 있고, 수신기는 다중 송수신 포인트의 일부분일 수 있다.

이하에서는 PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH 등과 같은 채널을 통해 신호가 송수신되는 상황을 'PUCCH, PUSCH, PDCCH 및 PDSCH를 전송, 수신한다'는 형태로 표기하기도 한다.

한편, 이하에서 기재하는 상위계층 시그널링(High Layer Signaling)은 RRC 파라미터를 포함하는 RRC 정보를 전송하는 RRC 시그널링을 포함한다.

기지국은 단말들로 하향링크 전송을 수행한다. 기지국은 유니캐스트 전송(unicast transmission)을 위한 주 물리 채널인 하향링크 데이터 채널의 수신에 필요한 스케줄링 등의 하향링크 제어 정보 및 상향링크 데이터 채널에서의 전송을 위한 스케줄링 승인 정보를 전송하기 위한 물리 하향링크 제어 채널을 전송할 수 있다. 이하에서는, 각 채널을 통해 신호가 송수신 되는 것을 해당 채널이 송수신되는 형태로 기재하기로 한다.기지국은 PDCCH를 통해서 단말기에게 자원할당 정보를 전송할 수 있다,또한 기지국은 PDSCH를 통해서도 단말기에게 자원할당 및 신호전송에 대한 제어 신호를 전송할 수 있다.

무선 통신 시스템에서 적용되는 다중 접속 기법에는 제한이 없다. TDMA(Time Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access), OFDM-TDMA, OFDM-FDMA, OFDM-CDMA와 같은 다양한 다중 접속 기법을 사용할 수 있다. 여기서, NOMA는 SCMA(Sparse Code Multiple Access)와 LDS(Low Density Spreading) 등을 포함한다.

본 개시의 일 실시예는 GSM, WCDMA, HSPA를 거쳐 LTE/LTE-Advanced, IMT-2020으로 진화하는 비동기 무선 통신과, CDMA, CDMA-2000 및 UMB로 진화하는 동기식 무선 통신 분야 등의 자원 할당에 적용될 수 있다.

본 개시에서 MTC(Machine Type Communication) 단말은 low cost(또는 low complexity)를 지원하는 단말 또는 coverage enhancement를 지원하는 단말 등을 의미할 수 있다. 또는 본 명세서에서 MTC 단말은 low cost(또는 low complexity) 및/또는 coverage enhancement를 지원하기 위한 특정 카테고리로 정의된 단말을 의미할 수 있다.

다시 말해, 본 개시에서 MTC 단말은 LTE 기반의 MTC 관련 동작을 수행하는 새롭게 정의된 3GPP Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는 본 개시에서 MTC 단말은 기존의 LTE coverage 대비 향상된 coverage를 지원하거나, 혹은 저전력 소모를 지원하는 기존의 3GPP Release-12 이하에서 정의된 UE category/type, 혹은 새롭게 정의된 Release-13 low cost(또는 low complexity) UE category/type을 의미할 수 있다. 또는, Release-14에서 정의된 further Enhanced MTC 단말을 의미할 수도 있다.

본 개시에서 NB-IoT(NarrowBand Internet of Things) 단말은 셀룰러 IoT를 위한 무선 액세스를 지원하는 단말을 의미한다. NB-IoT 기술의 목적은 향상된 인도어(Indoor) 커버리지, 대규모의 저속 단말에 대한 지원, 저지연민감도, 초저가 단말 비용, 낮은 전력 소모, 그리고 최적화된 네트워크 구조를 포함한다.

3GPP에서 최근 논의 중인 NR(New Radio)에서 대표적인 사용 시나리오(usage scenario)로서, eMBB(enhanced Mobile BroadBand), mMTC(massive Machine Type Communication), URLLC(Ultra Reliable and Low Latency Communication)가 제기되고 있다.

본 개시에서 NR(New Radio)과 관련한 주파수, 프레임, 서브프레임, 자원, 자원블럭, 영역(region), 밴드, 서브밴드, 제어채널, 데이터채널, 동기신호, 각종 참조신호, 각종 신호, 각종 메시지는 과거 또는 현재 사용되는 의미 또는 장래 사용되는 다양한 의미로 해석될 수 있다.

본 개시에서는 설명 및 이해의 편의를 위하여 LTE 기술을 중심으로 설명하나, 5G NR에도 본 개시의 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 따라서, 이하에서 설명하는 서브프레임은 NR에서의 슬롯으로 대체될 수 있으며, TTI는 하나의 스케줄링 단위를 의미하는 것으로 NR에서의 슬롯 또는 미니슬롯 등으로 대체될 수 있다. 이 외에도 LTE를 기준으로 설명한 내용은 3GPP에서 동일한 기능을 가지는 NR 용어로 대체될 수 있다. 또한, 본 개시의 내용은 이후에 새롭게 도입되는 통신 시스템에 대해서도 기술적 사상에 반하지 않는 한 동일하게 적용될 수 있다.

이하에서는 관련 도면을 참조하여 무선 통신을 이용한 단말기의 위치 측정 방법 및 장치에 대하여 설명하기로 한다.

본 개시에서는 타겟단말기의 상향링크 신호를 획득하여 타겟단말기의 위치를 측정하는 장치를 타겟단말기의 위치를 측정하는 장치로 기재하여 설명한다. 그러나, 이러한 용어는 이해의 편의를 위한 것으로, 필요에 따라 정보수집장치, 신호측정장치, 신호측정기 또는 신호측정기 등의 용어로 대체되어 설명될 수 있다. 즉, 전술한 용어들은 동일한 대상을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 이하 본 개시에서는 단말과 기지국 두 가지 노드를 기준으로 기술적 사상에 대해서 설명하나, 이는 이해의 편의를 위한 것일 뿐, 단말과 단말 간에도 동일한 기술적 사상이 적용될 수 있다. 예를 들어, 아래에서 설명하는 기지국은 단말과 통신을 수행하는 하나의 노드를 예시적으로 개시하여 설명한 것으로, 필요에 따라 단말과 통신을 수행하는 타 단말 또는 인프라 장치 등으로 대체될 수 있다.

즉, 본 개시의 기술적 사상은 단말과 기지국 간의 통신 뿐만 아니라, 단말 간 통신(Device to Device), 사이드 링크 통신(Sidelink), 차량 통신(V2X) 등에 적용될 수도 있다. 특히, 차세대 무선 액세스 기술에서의 단말 간 통신에도 적용될 수 있으며, 본 개시의 신호, 채널 등의 용어는 단말 간 통신 종류에 따라 다양하게 변형되어 적용될 수 있다. 또한, 비면허대역의 통신 또는 초광대역통신 등의 다양한 통신을 사용할 수 있다.

예를 들어, PSS 및 SSS는 각각 단말 간 통신에서 PSSS(Primary D2D Synchronization Signal) 및 SSSS(Secondary D2D Synchronization Signal)로 용어가 변경되어 적용될 수 있다. 또한, 전술한 PBCH와 같이 브로드캐스트 정보를 전달하는 채널은 PSBCH로, PUSCH 및 PDSCH와 같이 사이드링크에서 데이터를 전달하는 채널은 PSSCH로, PDCCH 및 PUCCH와 같이 제어정보를 전달하는 채널은 PSCCH로 변경되어 적용될 수 있다. 한편, 단말 간 통신에서는 디스커버리 신호가 필요하며, 이는 PSDCH를 통해서 송수신된다. 다만, 이러한 용어에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 개시에서는 기술적 사상을 단말과 기지국 간의 통신을 예시적 기준으로 설명하되, 필요에 따라 기지국 노드가 타 단말로 대체되어 본 개시의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 개시는 무선통신 시스템, 특히 이동통신 시스템에서 단말기가 어떠한 위치에 있는지의 정보를 획득하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

본 개시에서는 이동통신 시스템의 하향링크 신호 수신부와 상향링크 신호 수신부를 같이 구비한 새로운 형태의 신호측정기를 제안한다. 제안하는 신호측정기는 다수의 상향링크 신호 수신부를 포함할 수 있으며, 다수의 상향링크 신호 수신부는 서로 다른 물리적인 위치에 설치할 수 있다.

본 개시의 신호측정기는 기지국이 전송하는 하향링크의 신호를 분석하여 어떠한 신호가 상향링크를 통해서 단말에서 기지국으로 전송되는 지에 대한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 상향링크 신호 수신기를 통해 상향링크 신호를 수신하여 상기 상향링크의 데이터가 단말에서 기지국으로 전송되는지를 판단하고, 수신된 신호 또는 데이터에 기초하여 해당 단말의 위치를 파악할 수 있다.

또한, 본 개시의 신호측정기는 이동통신 시스템으로부터 타겟단말기의 자원할당 및 상향링크 전송 파라미터 정보를 수신한다. 그리고, 상향링크 신호 수신부를 통해 상향링크 신호를 수신하고, 이에 기초하여 단말의 위치를 파악할 수 있다.

본 실시예들의 관련 분야는 무선통신 시스템에서의 단말들의 위치정보 획득 기술이다.

본 실시예들의 적용가능제품 및 방법은 이동통신 시스템을 통한 실종자들의 위치 측정과, 재난 및 조난 발생시 인명구조를 위한 위치 추정이다.

본 실시예들과 가장 관련도가 높은 종래기술은 가장 연관성이 높은 것은 이동통신 시스템이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 개시 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

한편, 이하에서 설명한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 적용될 수 있다.

본 개시의 이동통신 시스템에는 기지국과 단말기가 신호를 주고 받는다. 본 개시는 위치를 추적하고자 하는 타겟단말기의 주변에 신호측정기를 배치하고, 신호측정기가 타겟단말기의 상향링크 신호를 수신하고 상향링크 신호에 대한 정보를 위치측정서버에 전송하여, 위치측정서버가 타겟단말기의 위치를 측정하는 위치측정시스템을 제안한다.

본 개시의 신호측정기는 타겟단말기가 전송하는 상향링크 신호를 포착하고 위치측정서버는 이를 바탕으로 단말기의 위치를 측정한다. 타겟단말기의 위치를 정확하게 측정하기 위해 상기 신호측정기 한 개 이상을 타겟단말기 주변에 배치할 수 있다. 본 개시의 신호측정기는 사람이 휴대하여 사용할 수 있지만, 차량 및 드론 등에 설치하여 사용하는 것도 가능하다. 본 개시에서 이동통신 시스템은 LTE 기반의 이동통신 시스템을 가정하여 기술하나, 다른 기술을 적용한 이동통신 시스템에 공통적으로 적용할 수 있음을 밝혀두는 바이다. 특히, 이동통신 시스템 중 서킷방식의 이동통신 시스템인 GSM 및 W-CDMA 방식의 통신시스템에서도 단말기의 위치를 정확히 측정이 가능하다. 또한, 다른 이동통신 시스템을 포함한 다양한 무선통신 시스템에서 적용이 가능하다.

본 개시의 위치측정을 위한 장치는 이동이 가능하다. 종래의 방식에서는 위치측정을 위한 장치가 고정된 위치에 존재하였지만, 본 개시에서는 이를 소지하고 이동할 수 있다는 장점이 있다. 본 개시의 장치는 이동이 가능하므로, 본 개시의 장치를 소지한 사람 또는 사물이 위치측정을 하려는 타겟단말기에 보다 근접한 위치로 이동할 수 있다. 즉, 타겟단말기에 보다 가까이 갈 수 있으므로 보다 정확한 타겟단말기의 위치측정이 가능하다. 또한, 본 개시의 장치는 고정된 위치에 설치하여 단말기의 위치를 정확히 측정하는 데 활용할 수도 있음을 밝혀두는 바이다.

이동통신 단말기의 위치 측정을 위해 이동통신 시스템의 하향링크 수신기와 상향링크 수신기를 구비한 신호측정기를 사용하는 단말기의 위치측정 장치 및 방법이 제안되었다. 상기 기술에서는 하향링크 수신기를 통해 이동통신 시스템의 시간동기 정보를 획득하고, 상향링크 신호에 대한 자원할당 정보를 획득하는 제어부를 포함하고, 상기 상향링크 자원할당 정보를 바탕으로 상향링크 신호를 측정하고, 상기 측정을 바탕으로 위치를 측정하고자 하는 타겟단말기의 위치 정보를 확보하는 기술이다. 상기 위치정보의 계산은 신호측정기에서 측정한 결과를 바탕으로 위치측정서버에서 계산할 수 있다.

상기한 과정에서 타겟단말기의 상향링크 자원할당 정보를 획득하는 방법은 기지국이 타겟단말기에게 전송하는 하향링크 신호를 수신하여 획득할 수 있다. 또한, 기지국이 상기 하향링크와 별도의 통신로를 통해 신호측정기에게 전달할 수 있다. 또한, 기지국과 위치측정서버 또는 신호측정기 사이에 미리 약속한 자원을 사용하여 타겟단말기의 자원할당을 수행할 수도 있다.

도 1은 이동통신 상향링크 신호를 사용한 측위의 개념을 도시한 도면이다.

도 1에 이러한 이동통신 상향링크 신호를 기반으로 타겟단말기의 위치를 측정하는 기술에 대한 동작을 도시한다. 도 1을 참조하면, 위치를 측정하려는 타겟단말기(200) 주변에 한 대 이상의 신호측정기(100_1, 100_2, 100_3)를 사용하여 타겟단말기에서 전송하는 상향링크 신호를 측정하고, 상기 측정을 바탕으로 타겟단말기의 위치정보를 계산한다. 도 1에서는 신호측정기가 측정한 결과를 위치측정서버(400)에 전송하고 위치측정서버가 타겟단말기의 위치정보를 계산하는 실시예를 도시한다.

도 1을 참조하면, 이동통신 시스템에서 기지국(300)과 단말기(200)가 서로 신호를 주고 받는다. 본 개시의 신호측정기(100_1, 100_2, 100_3)는 위치를 측정하고자 하는 단말기(이하, 타겟단말 또는 타겟단말기로 기재)(200) 주변에 배치되어 타겟단말기(200)가 전송하는 신호를 수신하고 위치측정서버(400)는 이를 바탕으로 타겟단말기(200)의 위치를 측정한다.

이 때 타겟단말기(200)가 전송하는 신호가 각 신호측정기(100_1, 100_2, 100_3)에 도달하는 신호의 지연과 수신 신호의 크기 등으로 바탕으로 타겟단말기(200)의 위치를 측정한다.

또한, 신호측정기는 신호가 수신되는 각도 또는 방향을 사용하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 일 예시로, 신호측정기는 하나 이상의 상향링크 신호 수신부를 포함할 수 있으며, 신호측정기는 각각의 상향링크 신호 수신부에 연결된 안테나에서 상향링크 신호가 수신된 각도 또는 방향, 수신 시점 및 수신 전력 정보를 조합하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다.

다른 예시로, 신호측정기는 하나 이상의 상향링크 신호 수신부를 포함할 수 있으며, 신호측정기는 각각의 상향링크 신호 수신부에 연결된 안테나에서 상향링크 신호가 수신된 각도 또는 방향 정보를 위치측정서버에 전송하고, 위치측정서버는 수신된 신호의 수신 각도 또는 수신 방향 정보, 수신 시점 및 수신 전력 정보를 조합하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 보다 정확한 위치 측정을 위해 더 많은 수의 신호측정기를 타겟단말기(200) 주변에 배치 할 수 있다.

이러한 측정을 위해서는 기지국과 타겟단말기 사이에 링크가 형성되어 타겟단말기가 상향링크를 전송하여야 한다. 또한, 이미 기지국과 링크가 형성되어 있는 타겟단말기의 경우에도 보다 정확한 측정을 위해 이동통신 네트워크와 신호측정기가 사전에 약속한 신호를 타겟단말기가 전송하도록 설정할 수 있다. 본 개시에서는 이렇게 기지국과 타겟단말기와의 링크를 형성하는 것과 서로 약속된 신호를 타겟단말기가 전송하도록 기지국이 설정하는 것을 측위를 위한 링크형성이라고 정의한다.

타겟단말기와 기지국간의 링크 형성요청은 본 개시의 신호측정기가 이동통신 시스템에 직접 요청할 수도 있다. 또는, 탐색자가 상기 요청을 본 개시의 위치측정서버에 전달하면, 위치측정서버는 이동통신 네트워크에 전달하고, 이동통신 네트워크로부터 상기 링크에 대한 정보를 수신하여 이를 신호측정기에게 알려줄 수 있다.

상기 과정에서 타겟단말기 인근에 배치된 신호측정기 중 하나가 마스터가 되어 상기 링크형성에 대한 설정 및 해지 등의 요청을 전송할 수 있다. 또한, 또 다른 방법으로 모든 신호측정기가 같은 권한을 가지고 상기 링크 형성에 대한 설정 및 해지 등의 요청을 하도록 할 수 있다.

또한, 위치측정서버가 타겟단말기와 상기 타겟단말기에 대한 신호측정기의 위치의 정보를 파악하고 이를 바탕으로 이동통신망에 호를 설정을 요청하거나, 상기 신호측정기에게 타겟단말기에 대한 신호측정을 명령할 수 있다. 즉, 위치측정서버가 신호측정기와 타겟단말기의 거리를 판단하여 소정의 조건을 만족하면 이를 바탕으로 링크 형성 및 신호측정을 명령할 수 있다. 상기, 소정의 조건으로 일정 거리 이내에 신호측정기와 타겟단말기가 존재하는 것일 수 있다.

본 개시에서 제안하는 신호측정기(100_1, 100_2, 100_3)는 이동통신 시스템에서 타겟단말기(200)가 전송하는 상향링크 신호를 수신하고 상기 신호의 크기 및 시간지연 정보를 바탕으로 타겟단말기(200)의 위치측정을 수행한다. 이동통신 시스템에서 타겟단말기(200)가 신호를 전송하는 시점을 획득하기 위해 본 개시의 신호측정기(100_1, 100_2, 100_3)는 기지국(300)이 전송하는 신호인 하향링크 신호 수신부를 포함한다. 즉, 본 개시의 신호측정기(100_1, 100_2, 100_3)는 이동통신 시스템에서 전송하는 하향링크 신호 수신부로 순방향 신호(하향링크 신호)를 포착하고 이를 바탕으로 역방향 링크의 신호(상향링크 신호)가 전송되는 시점을 추정한다.

이를 위해, 신호측정기는 타겟단말기가 접속한 서빙기지국 또는 상기 서빙 기지국과 시간 오프셋의 정보를 확보하는 있는 기지국의 하향링크 신호를 측정하고 이를 바탕으로 타겟단말기의 상향링크 신호를 검출한다. 즉, 신호측정기는 역방향 링크의 신호가 전송되는 기준시점을 획득하고 이 기준 시점 주변에 타겟단말기(200)가 전송하는 역방향 신호를 포착 및 수신한다. 상기 과정에서 신호측정기가 수신하는 하향링크 신호는, 타겟단말기에게 제어정보 또는 채널 설정 정보, 구체적으로, 자원할당 정보를 전송하는 주파수대역을 수신하도록 설정할 수 있다.

또한, 신호측정기의 하향링크 신호 수신부는 타겟단말기와 호설정을 하고 있는 기지국의 신호를 수신한다. 이 과정에서 필요하다면 신호측정기에 구비되어 있는 하향링크 신호 수신부는 기지국이 전송하는 시스템 정보인 BCCH (Broadcasting Control Channel) 또는 BCH 등의 정보들을 수신하여 시스템에 대한 전반적인 파라미터 등을 획득할 수 있다.

전술한 기술을 사용하여 이동통신 커버리지 내의 단말기에 대한 위치측정이 가능하다. 그러나, 이동통신 커버리지 밖에 있거나, 전술한 기술이 아직 적용되지 않은 지역에 있는 단말기에 대한 위치측정이 필요한 경우가 있다. 또한, 면허대역이 아닌 비면허대역에서 낮은 요금과 비용으로 단말기의 위치측정을 하는 것이 필요하다.

본 발명에서는 위치를 측정하고자 하는 타겟단말기에 대한 정보를 이동통신망에서 확보하고 있다가 상기 정보를 본 발명의 신호측정기에게 전달하여 타겟단말기의 위치 측정을 하도록 한다. 상기 전달하는 정보는 타겟단말기의 비면허대역 통신장치에 대한 식별정보 또는 초광대역 통신장치의 식별정보를 포함할 수 있다. 상기 식별정보로는 WIFI 또는 블루투스 통신장치의 MAC 어드레스가 될 수 있다. 또 다른 예로는 초광대역 통신장치의 MAC 어드레스가 될 수 있다. 또 다른 예로는 위치를 측정하는 대상이 되는 타겟단말기가 자신의 식별정보를 신호측정기에 전송하는 것도 가능하다. 이 과정에서 식별정보를 암호화하여 보안성을 향상할 수 있다. 또한, 신호측정기에서는 상기 식별정보를 타겟단말기의 위치를 측정한 이후에 폐기할 수도 있다.

이렇게 타겟단말기의 통신방식과 식별 정보를 획득하면 신호측정기는 상기 식별 정보를 바탕으로 해당하는 통신방식의 신호에서 상기 식별 정보에 해당하는 신호를 측정하고, 상기 측정을 바탕으로 타겟단말기의 위치를 측정한다. 상기 과정에서 신호측정기에서 타겟단말기의 위치 정보를 획득하는 것도 가능하다. 또한, 상기 측정결과를 위치측정서버와 같은 서버에 전송하여 서버에서 상기 단말기의 위치를 획득하는 것도 가능하다.

상기와 같은 상황에서 타겟단말기의 신호를 측정하기 위해 타겟단말기가 일정한 신호를 전송하도록 한다. 예를 들면, 타겟단말기의 비면허대역 통신장치 또는 초광대역 통신장치가 AP와 같은 역할을 하도록 설정한다. 이렇게 되면 주기적으로 비콘과 같은 신호를 타겟단말기의 해당 통신장치가 전송하게 된다. 상기 신호를 신호측정기의 통신장치가 측정하게 한다. 또 다른 실시예로 신호측정기의 통신장치가 소정의 신호를 주기적으로 전송하고, 타겟단말기의 해당 통신장치가 이에 대해 측정결과를 보고하도록 하는 방법이 가능하다. 또 다른 실시예로 타겟단말기와 통신을 수행하는 비면허대역 통신장치 (예를 들면 WIFI AP) 또는 초광대역 통신장치를 제어하여 통신장치가 타겟단말기로부터 일정한 신호를 송신하도록 명령을 내리게 할 수 있다. 또 다른 실시예로는 신호측정기의 통신장치가 소정의 신호를 주기적으로 전송하고, 타겟단말기의 해당 통신장치가 이에 대한 반응을 보내고 이를 신호측정기의 통신장치가 측정하고 이를 기반으로 타겟단말기의 위치를 측정하도록 하는 방법도 가능하다.

도 2, 도 3, 도 4에서는 전술한 세 가지의 동작에 대한 신호 흐름을 도시한다. 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 타겟단말기와 신호측정기 사이의 신호 전송 및 측정을 도시한 도면이다. 도 3은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 타겟단말기와 신호측정기 사이의 신호 전송 및 측정을 도시한 도면이다. 도 4는 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 타겟단말기와 신호측정기 사이의 신호 전송 및 측정을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 타겟단말기에 대한 측위가 시작되면 타겟단말기의 비면허대역 통신장치 또는 초광대역 통신장치가 주기적으로 신호를 전송한다(S100). 일 예에 따라, 상기 신호는 비콘 신호일 수 있다. 타겟단말기가 전송한 신호를 신호측정기가 측정(S110)하고 상기 측정과 신호측정기의 위치정보에 기초하여 타겟단말기의 위치를 계산할 수 있다.

타겟단말기에 대한 측위 요청이 수신되면, 타겟단말기의 위치 부근으로 한 대 이상의 신호측정기가 타겟단말기의 위치를 찾기 위해 이동한다. 상기 이동은 신호측정기를 소지한 사람이 상기 산호측정기를 소지하고 탐색할 수 있다. 또한, 상기 신호측정기를 드론과 같이 이동하는 물체에 탑재하여 같은 동작을 수행할 수 있다. 인근에 도달한 것이 확인되면 상기 신호측정기 또는 이와 연결된 서버에서 타겟단말기에 탐색을 위한 신호를 전송하도록 명령한다. 상기 명령은 이동통신망을 통해 전송될 수 있다. 상기 명령을 이동통신망으로부터 수신한 타겟단말기는 탐색을 위한 신호를 전송한다

상기 탐색을 위한 신호는 와이파이(WIFI), 블루투스(Bluetooth)와 같은 비면허대역(Unlicensed Band)의 신호일 수 있다. 또한, UWB(Ultra Wide Band) 등의 초광대역 신호일 수 있다. 상기 명령을 받은 타겟단말기는 인근의 간섭을 감지하여 최적의 주파수 대역을 판정하고 상기 대역으로 비면허대역 또는 초광대역 신호를 전송한다. 상기 전송된 신호의 전송방식, 사용주파수, 전송 주기, MAC ID 등을 서버에게 전송하고, 서버는 상기 정보를 신호측정기에 전송하여 상기 신호를 탐색한다. 상기 과정에서 일정 주기의 비콘이 전송될 수 있으며, 상기 비콘에 전송되는 MAC ID 뿐 아니라 다른 부가적인 메시지까지 신호측정기에 전송하여 알릴 수 있다.

또한, 상기한 과정에서 타겟단말기가 전송하는 신호를 미리 정한 형태, 주기 등을 정하여 탐색을 용이하게 할 수 있다. 단, 사용하는 주파수는 타겟단말기가 위치한 지역에 따라 간섭이 감소하는 방향으로 설정할 수 있다. 상기한 과정에서 타겟단말기가 전송하는 신호의 전력은 사용 가능한 최대전력으로 전송하도록 설정할 수 있다. 이와 같이 타겟단말기가 신호를 전송한다는 것을 신호측정기에게 알릴 수 있다. 상기 과정을 타겟단말기가 신호측정기들에게 직접 알릴 수 있다. 또한, 서버를 통해 전송하는 것이 가능하다.

상기한 타겟단말기가 전송하는 신호가 전송된다는 것을 알게 되면 신호측정기는 상기 타겟단말기가 전송하는 신호를 검출하고 그 신호의 세기, 전송방향, 시간 지연 등을 측정하고 상기 측정결과와 신호측정기의 위치를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 계산하는 것이 가능하다.

도 3은 신호측정기의 통신장치가 신호를 전송하는 실시예를 도시한다. 예를 들면, 각 신호측정기는 일정 주기로 비콘 신호를 전송할 수 있다(S200). 이를 타겟단말기의 비면허대역 또는 초광대역 통신장치가 수신하고, 상기 신호를 측정한다(S210). 상기 측정한 값들을 기반하여 타겟단말기의 위치를 계산할 수 있다. 이 경우 타겟단말기의 통신장치가 신호측정기의 위치정보를 확보하여 자신의 위치를 계산할 수 있다. 또는 타겟단말기가 측정할 결과를 위치측정서버에 전송하고, 위치측정서버가 타겟단말기의 측정결과와 신호측정기의 위치정보를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 계산할 수 있다.

상기한 과정에서 신호측정기가 전송하는 신호에 대한 정보를 서버에 전송하고, 상기 서버가 타겟단말기에게 알려서 타겟단말기가 상기 신호를 수신하는 성능을 향상하게 할 수 있다. 예를 들면, 신호측정기가 전송하는 신호의 주파수 대역, 전송방식, MAC ID의 정보 또는 헤더에 포함된 정보 등을 서버를 통해 전송하고 상기 정보를 바탕으로 타겟단말기의 통신장치가 상기 신호를 손쉽게 수신하게 할 수 있다.

상기한 과정에서 타겟단말기는 검출한 신호측정기의 식별정보 및 수신세기 등의 정보를 서버에 전송하여 타겟단말기의 위치정보를 계산하게 할 수 있다. 상기 과정에서 신호측정기는 자신의 위치 정보를 상기 서버에 전송하고, 상기 서버는 신호측정기들의 위치정보와 타겟단말기의 측정 정보를 바탕으로 타겟단말기의 위치정보를 획득할 수 있다. 상기과정에서 신호측정기가 전송하는 신호의 식별정보로 MAC ID를 사용할 수 있다. 또한, 상기 MAC ID의 정보, 주파수 대역, 송신하는 신호의 포맷 등을 포함한 각 신호측정기가 전송하는 신호의 정보를 타겟단말기의 해당하는 통신장치에 전송하는 것이 가능하다.

상기 과정에서 신호측정기는 신호를 전송하고 상기 정보를 타겟단말기에게 알린다, 상기 사실은 이동통신망을 통해 알릴 수 있다. 상기 정보를 확인한 타겟단말기는 비면허대역 통신장치 또는 초광대역통신장치를 구동시켜 상기 신호를 검출하고 이를 측정한다. 측정하는 신호는 전송하는 신호의 ID 정보뿐 아니라 신호세기를 측정할 수 있다. 또한, 전송하는 신호가 수신되는 방향 등도 측정하는 것이 가능하다.

도 3의 개념에서 신호측정기라는 표현을 사용하였으나, 실제적으로 비면허대역의 통신시스템의 관점에서 보았을 때, 이동형 신호 전송기로 해석할 수 있다. 이와 같이 본 발명에서는 신호측정기는 이동형 타겟단말기의 비면허대역 또는 면허대역의 신호를 수신하는 신호측정기의 개념뿐 아니라 이동형 비면허대역 또는 초광대역의 신호발생기(이하에서, 신호전송기로도 지칭될 수 있음)의 개념을 포함하는 개념으로 해석하여야 할 것이다.

도 3의 개념에서 비면허대역의 신호발생기는 여러 장소에서 일정한 비면허대역의 신호를 전송할 수 있다. 상기한 비면허대역의 신호는 2개 이상의 다른 장소에서 전송함으로써, 타겟단말기가 이를 수신하는지 여부와 수신된 신호의 레벨을 바탕으로 타겟단말기의 위치를 파악할 수 있다. 그리고, 각 전송 위치에 대한 정보를 위치측정서버에 전송함으로 타겟단말기의 위치측정을 정확하게 수행할 수 있게 한다. 또한, 위치측정서버는 상기 전송위치 정보와 타겟단말기의 측정값을 바탕으로 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다.

이동형 신호발생기의 경우 타겟단말기의 위치측정에 대한 판단 또는 명령이 내려진 이후에 비면허대역의 신호를 전송하게 하여, 평상시에는 해당 대역의 간섭을 최소화하게 할 수 있다. 또는, 같은 목적으로 타겟단말기의 근처 또는 일정 거리 이내에 도착했다는 판단 또는 지시를 받은 이후 비면허대역의 신호를 전송하게 동작할 수 있다. 상기한 경우는 평상시에는 신호를 전송하지 않다가, 타겟단말기에 대한 위치측정의 결정이 내려진 이후 또는 타겟단말기 근처에 도착한 것이 판단된 이후 신호를 전송하기 시작하는 것을 제시하였다. 반면에 평상시에는 제1 송신 전력 레벨로 신호를 전송하다가, 타겟단말기에 대한 위치측정의 결정이 내려진 이후 또는 타겟단말기 근처에 도착한 것이 판단된 이후 제2 송신 전력 레벨로 신호를 전송하기 시작할 수 있다. 이 경우, 상기한 제1 송신전력보다 제2 송신전력레벨을 크게 설정하는 것을 제안한다. 상기 상황의 판단을 신호발생기의 사용자가 신호발생기의 입력장치를 통해 입력하여 신호 전송을 시작하거나 송신전력 레벨을 높이기 시작할 수 있다. 이에 대한 신호발생기의 상태 변경을 위치측정서버 또는 타겟단말기에게 통신장치를 통해 알려서 상기 신호에 대한 측정을 요청할 수 있다.

도 4는 신호 측정의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 4를 참조하면, 신호측정기가 일정한 간격으로 신호를 전송할 수 있다(S300). 상기 신호는 비콘 신호를 포함할 수 있다. 타겟단말기의 통신장치가 상기 신호를 수신한 후 이에 대한 회신을 전송한다(S310). 상기한 회신 신호를 신호측정기가 측정(S320)하고, 이에 기초하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 이 경우 각 신호측정기의 위치정보를 같이 확보하여 위치계산에 사용할 수 있다. 상기한 위치측정은 신호측정기가 서로 통신하여 신호측정기에서 계산할 수도 있다. 그러나, 상기 정보를 하나의 서버에 전송하여 서버에서 타겟단말기의 위치를 계산하는 것도 가능하다.

상기한 회신을 통해 라운드 트립 (round trip) 시간 지연을 계산하는 것이 가능하다. 이를 통해 타겟단말기와 신호측정기 간의 거리를 보다 정확하게 측정할 수 있다. 도 4에서는 신호측정기가 일정한 간격으로 신호를 전송하는 경우의 실시예를 도시하였다. 그러나, 타겟단말기가 일정한 간격으로 비콘과 같은 신호를 전송하고 신호측정기가 이를 수신하여 이에 대한 응답을 전송하는 것도 가능하다. 이렇게 되면 타겟단말기가 라운드 트립 시간 정보를 획득할 수 있고, 상기 정보를 타겟단말기가 위치측정서버에 전송하여 이를 바탕으로 타겟단말기의 위치 정보를 획득하는 것이 가능하다. 이때 각 신호측정기가 자신의 위치정보를 위치측정서버에 전송하여 타겟단말기의 위치 계산을 도울 수 있다. 상기한 신호측정기들의 위치정보와 타겟단말기의 측정정보를 바탕으로 타겟단말기의 위치정보를 획득하거나 개선하는 것이 가능하다.

상기한 동작을 본 발명의 신호측정기가 서로 다른 두 장소 이상에서 수행하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다. 또한, 먼저 신호를 전송하기 시작하는 통신장치는 타겟단말기의 위치 측정이 결정된 이후 또는 신호측정기가 타겟단말기 근처에 있다는 것이 판단된 이후에 수행하기 시작할 수 있다.

위와 같이 타겟단말기의 통신장치들과 신호측정기가 신호를 전송하고 측정하여 타겟단말기의 위치정보를 획득하게 하는 동작을 가능하게 하려면 상기 동작을 제어하는 서버가 필요하다. 상기 서버는 타겟단말기의 통신장치를 동작하게 만들어야 할 뿐 아니라 신호측정기가 측위의 대상이 되는 타겟단말기의 신호를 측정하도록 하는 동작을 수행하게 하여야 한다.

위와 같은 도 2, 3 또는 4의 위치측정을 시작하는 방법은 상기 서버에 측위 요청을 하여야 한다. 상기 측위 요청은 타겟단말기 스스로 요청하는 것이 가능하다. 또한, 외부 서버에서 요청하는 것이 가능하다. 상기 외부 서버로 위치측정서버를 활용할 수 있다. 또한, 신호측정기가 일정 조건을 만족하는 단말에 대한 측위 요청을 하는 것이 가능하다.

상기 일정 조건으로, (1) 타겟단말기에 대한 위치측정 결정이 내려지거나 요청을 받은 경우, (2) 타겟단말기와 신호측정기의 거리가 일정 거리 이내에 있는 것으로 판단된 경우, (3) 또는, 타겟단말기의 대해 신호측정기를 통해 위치측정을 지원하는 셀 또는 지역에 진입한 것이 확인된 경우를 포함할 수 있다.

상기한 판단에 따라 신호를 전송하는 통신장치가 신호를 전송하고 이를 측정하는 통신장치가 상기 신호를 수신 및 측정할 수 있다. 상기 두 동작이 동시에 또는 동일한 시간대에 이루어질 수 있도록 통신장치 간에 동작여부에 대한 정보를 교환할 필요가 있다. 본 개시에서와 같이, 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 통해 상기 동작이 이루어진다면, 정보 교환은 면허 대역의 이동통신 시스템을 통해 이루어질 수 있다. 또한, 타겟단말기가 비면허대역 통신을 통해 일정 서버와 통신을 통해 상기 동작이 이루어지는 경우, 상기 통신로를 통해 정보를 교환할 수 있다. 이러한 예로 이동통신 커버리지 밖에서 타겟단말기가 외부 서버와 통신을 하여 측위가 결정된 경우를 포함할 수 있다.

또한, 본 개시에서는 신호측정기가 이동통신 상향링크 신호에 대한 수신기와 비면허대역 또는 초광대역통신에 대한 통신장치를 구비하고, 상황에 따라 타겟단말기의 위치를 이동통신 시스템의 상향링크 신호를 통해 측정하거나 비면허대역 또는 초광대역 통신방식의 신호를 바탕으로 측정할 수 있게 한다. 또한, 일부 응용에서는 위치측정의 정밀도를 향상하기 위해 동시에 한 타겟단말기에 설치된 두 개 이상의 통신장치에서 전송하는 신호를 바탕으로 타겟단말기의 위치를 측정하는 것도 가능하다.

도 5 및 도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 두 가지의 서로 다른 통신방식을 운용하는 예를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 본 개시에서 두 가지 이상의 통신방식으로 타겟단말기의 위치를 측정하는 실시예를 도시한다. 일반적으로 각 통신방식별로 커버리지가 다르게 형성된다. 일반적으로 이동통신 시스템의 커버리지가 가장 크며, WIFI, 블루투스, 초광대역 통신 순으로 커버러지가 줄어든다. 그리고, 블루투스 롱 레인지의 경우는 WIFI 수준 또는 그 이상의 커버리지를 확보하는 것도 가능하다. 도 5를 참조하면, 한 개의 통신시스템의 커버리지(10) 안에 다른 통신방식의 커버리지(20)가 포함되어 있는 모양이 도시되어 있다. 예를 들면, 큰 영역(10)의 경우 이동통신 시스템에서 동작하는 커버리지를 나타낸다. 또한, 내부의 작은 영역(20)의 경우 비면허대역 또는 초광대역 통신방식의 커버러지이다.

도 5를 참조하면, 일 예에 따라, 신호측정기가 이동하는 경우 초기에는 이동통신 시스템 기반으로만 신호측정기가 동작하고, 타겟단말기에 근접하는 경우 비면허대역 또는 초광대역 통신시스템의 통신장치를 추가적으로 동작하여 타겟단말기의 위치를 측정한다. 즉, 두 가지 이상의 통신시스템에 대해 동작범위를 확인하고 각 동작범위가 확인되면 대응하는 통신시스템을 동작시킬 수 있다. 상기 동작은 타겟단말기의 통신장치를 동작시킬 뿐 아니라 신호측정기의 상기 통신장치에 대한 측정기 또는 통신장치의 동작을 가능하게 한다.

본 개시에서는, 우선적으로 측위의 대상이 되는 타겟단말기에 대해 측정을 시작할 지 여부가 판단된다. 예를 들어, 이는 긴급구조를 위한 측위 일수도 있고, 단말기의 소유자가 네비게이션 등을 위해 측위 요청을 하여 위치측정을 시작할 수도 있다. 이렇게 타겟단말기에 대한 측위를 개시한 경우, 어떤 통신방식을 사용하여 측위를 수행할지를 판단할 필요가 있다.

예를 들어, 본 개시는 이동통신 상향링크 기반의 측위를 동작시키는 조건과 비면허대역 또는 초광대역 통신장치의 통신장치를 구동하는 조건을 포함할 수 있다. 상기 조건들을 확인하여, 이동통신 상향링크 기반의 측위를 동작시키는 조건이 만족되는 경우 타겟단말기의 상향링크 신호전송을 진행하고, 상기 상향링크 신호 기반의 정밀측위를 진행한다. 또한, 비면허대역 또는 초광대역 통신장치의 동작조건을 확인하여 해당 조건이 만족되는 경우 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 구동하여 정밀측위를 수행한다. 상기 조건들에 대한 판단을 수행하는 장치는 위치측정서버 또는 신호측정기일 수 있다. 또한, 타겟단말기 또는 타겟단말기와 통신하는 이동통신망이 판단하여 이를 위치측정서버 또는 신호측정기에 알릴 수 있다.

도 5와 같이, 일부 지역에서 와이파이 등의 비면허대역 또는 초광대역통신 기반의 타겟단말기 탐색을 수행함에 있어, 이동통신 시스템의 상향링크를 사용하는 것보다 유리한 경우에 비면허대역 또는 초광대역 통신을 추가적으로 사용할 수 있다. 일 예로, 타겟단말기가 기지국 근처에 있거나 기지국과 가시환경에 있는 경우 상향링크의 송신전력을 크게 설정할 수 없을 수 있다. 이 경우에 비면허대역의 신호를 사용하거나 또는 초광대역 신호를 타겟단말기와 신호측정기가 사용하여 타겟단말기의 위치를 계산할 수 있다. 또 다른 예로, 타겟단말기가 핸드오버 영역에 존재하여 빈번히 핸드오버를 수행하거나 수행할 가능성이 있어, 신호측정기가 상향링크 신호를 측정하는 것이 곤란한 경우, 비면허대역의 신호 또는 초광대역 신호를 추가적으로 사용하여 타겟단말기의 위치측정을 수행할 수 있다.

일 예로, 타겟단말기의 전력소모를 감소시키기 위해 일반적으로 이동통신 신호 기반의 타겟단말기의 위치 측정을 수행하되, 다음과 같은 경우에는 추가적으로 비면허대역 또는 초광대역 통신 신호만을 대체적으로 사용하거나, 이동통신 신호 외에도 비면허대역 또는 초광대역 통신 신호를 추가적으로 사용하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다.

(1) 타겟단말기가 전송하는 전력이 소정의 기준값보다 낮은 경우에는, 타겟단말기의 송신전력이 낮아 이동통신 신호만으로 타겟단말기의 위치를 측정하기 어려울 수 있다. 또는, 순방향링크의 전파감쇄를 측정하여 전파감쇄가 일정 값 이하이면 비면허대역 또는 초광대역 통신신호가 추가적으로 활용될 수 있다.

(2) 타겟단말기가 핸드오버 영역에 위치하여, 빈번한 핸드오버가 발생할 가능성이 있는 경우, 또는, 타겟단말기의 Ec/Io(여기서, Ec는 타겟단말기가 서빙 셀에서 수신하는 신호의 전력, Io는 타겟단말기의 전체 수신 전력))가 특정 임계치보다 낮은 경우에는 비면허대역 또는 초광대역 통신신호가 추가적으로 활용될 수 있다.

(3) 이동통신 네트워크가 이동통신 신호 기반의 타겟단말기 측위를 지원하지 않는 경우에는 비면허대역 또는 초광대역 통신신호가 추가적으로 활용될 수 있다. 예를 들어, 해당 경우는 이동통신 커버리지 밖에 있는 타겟단말기에 대한 측위를 지원하지 않는 경우, 타겟단말기의 이동통신 장치의 고장 발생의 경우 등을 포함한다.

상기한 (1)의 타겟단말기가 전송하는 전력이 소정의 기준값보다 낮은지에 대한 조건의 판단은 다양한 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 단말기가 전송하는 송신전력에 대한 정보를 기지국에서 확보하여 해당 조건을 판단할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 해당 정보의 확보 방법 중 하나는 단말기가 전송하는 파워 헤드룸 리포트를 사용할 수 있다. 또는, 단말기에서 측정한 순방향링크의 경로 감쇄에 기초하여 판단될 수 있다. 즉, 기지국이 전송하는 파일럿 등의 일정 신호의 수신 레벨이 임계치 이상으로 수신되거나, Ec/Io 등이 일정값 이상으로 수신되는 경우 이에 기초하여 경로감쇄가 작은 환경이라고 판단할 수 있다.

전술한 과정에서 이동통신 상향링크 신호기반의 정밀측위를 수행하는 영역(10)과 초광대역 또는 비면허대역 통신장치를 통한 측위를 수행하는 영역(20)이 상이하게 구성될 수 있다. 도 6을 참조하면, 이동통신 상향링크 신호기반의 정밀측위 영역과 비면허대역 또는 초광대역 신호기반 측위의 영역을 상이하게 설정한 일 예가 도시되어 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 두 동작 영역을 동일하게 설정하여 항상 두 개 또는 그 이상의 통신방식을 사용하여 통신하도록 구성될 수 있다. 또는, 일 예에 따라, 이동통신 상향링크 신호기반의 측위를 수행하는 범위가 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 구동하는 범위를 포함하도록 구성할 수도 있다.

또는, 다른 일 예에 따라, 두 영역이 서로 다르게 설정하는 것이 가능하다. 예를 들면, 이동통신 상향링크 신호 기반의 측위가 가능한 영역에서는 비면허대역 또는 초광대역 통신 기반의 측위를 사용하지 않도록 구성될 수 있다. 반대로, 비면허대역 또는 초광대역 통신 기반의 측위가 가능한 지역에서는 이동통신 상향링크 신호 기반의 측위를 사용하지 않도록 구성될 수 있다. 즉. 면허대역의 통신장치와 비면허 대역의 통신장치 중 하나만을 사용하여 타겟단말기의 위치를 파악할 수 있다.

도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 측위를 지원하는 통신방식을 결정하는 흐름도를 도시한 도면이다.

본 개시의 신호측정기는 타겟단말기에 대한 위치측정을 수행을 시작하면 이동통신 시스템의 상향링크 신호 기반의 위치측정을 수행할지 여부를 판단한다. 상기 판단은 신호측정기가 수행할 수도 있고 위치측정서버에서 수행할 수도 있다.

도 7을 참조하면, 우선 타겟단말기에 대한 탐색을 시작할 수 있다(S410). 이와 관련하여 타겟단말기로의 결정, 기존 방식에 따른 타겟단말기의 대략적인 위치 정보의 획득 등이 수행될 수 있다. 만일 이동통신 시스템의 상향링크 신호기반의 위치측정을 하는 소정의 조건을 만족하면(S420), 타겟단말기의 상향링크 신호를 측정하여 위치측정을 수행한다(S430). 일 예에 따라, 상기 소정의 조건은 이동통신 상향링크 위치측정을 하는 지역에 타겟단말기 또는 신호측정기가 위치하는 것일 수 있다. 또는, 상기 소정의 조건은 타겟단말기가 위치할 것으로 예상되는 위치에서 일정 거리 이내에 적어도 하나의 신호측정기가 존재하는 것일 수 있다.

또한, 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 통한 위치측정 여부를 판단할 수 있다(S440). 만일, 해당 조건을 만족하면 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 사용한 측위를 수행한다(S450). 일 예에 따라, 상기 소정의 조건은 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 사용하여 측위를 수행하는 지역에 타겟단말기 또는 신호측정기가 위치하는 것일 수 있다. 또는, 타겟단말기가 위치할 것으로 예상되는 위치에서 일정 거리 이내에 적어도 하나의 신호측정기가 존재하는 것을 조건으로 할 수 있다.

만약, 이동통신 시스템의 상향링크 신호기반의 위치측정 및 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 통한 위치측정에 대한 조건이 모두 만족되지 못하는 경우, 두 방식에 따른 위치측정이 불가함을 나타내는 알림을 출력할 수 있다(S460). 해당 알림의 출력은 신호측정기 또는 위치측정서버에 구비된 디스플레이, 스피커 또는 햅틱 모듈 등의 인터페이스를 통하여 출력될 수 있다.

본 개시는 위치를 측정할 대상이 되는 타겟단말기를 결정하고, 타겟단말기의 위치를 측정함에 있어 이동통신 상향링크 신호를 사용하는 측위와 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 사용하는 측위를 복합적으로 사용하는 방법을 제시한다. 타겟단말기가 결정되면 위치 측정을 제어하는 제어 서버는 위치측정에 사용할 통신방식을 결정하고, 타겟단말기에게 상기 통신방식의 통신장치를 동작하도록 지시할 수 있다. 또한, 상기 제어 서버는 신호측정기에게 상기 통신방식에 대한 측위를 수행하도록 지시할 수 있다. 상기한 신호측정기의 동작 지시는 상기 제어 서버가 위치측정서버를 통해 전달할 수 있다. 또한, 상기 제어 서버의 역할은 위치측정서버가 수행하도록 구성될 수도 있다.

상기한 동작을 위해서는, 타겟단말기의 소프트웨어의 변경이 필요할 수 있다. 예를 들면, 비면허대역의 통신장치 및 초광대역 통신장치를 제어하는 소프트웨어가 타겟단말기에 필요할 수 있다. 일 예에 따라, 상기 소프트웨어는 스마트폰의 애플리케이션(Application, 또는 앱(APP)을 지칭)의 형태로 타겟단말기에 설치되고, 해당 앱의 정보에 기초하여 동작할 수 있다. 앱의 다운로드 및 설치는 공지의 방법에 따르며, 특정 방식으로 한정되는 것은 아니다.

또는, 상기 소프트웨어는 스마트폰의 운영체제(Operation System; OS)의 일부에 포함되도록 구현될 수 있다. 즉, 단말기의 초기 생산 시 또는 이후 OS 업데이트를 통하여, 운영체제의 일 기능으로 해당 소프트웨어가 추가될 수 있다.

위치 측정을 제어하는 제어 서버에서 결정된 통신방식에 대응하는 통신 모듈을 동작하도록 지시하면, 타겟단말기는 상기 지시에 따라 해당 통신 모듈을 동작시킬 수 있다. 또한, 일 예에 따라, 타겟단말기는 상기 소프트웨어에 포함된 정보에 기초하여, 타겟단말기의 디스플레이에 해당 측위 동작과 관련된 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 일 예에 따라, 상기 소프트웨어에 대한 설명은 신호측정기에 대해서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

본 개시에서 제안하는 측위 기술을 위한 신호측정기는 다양한 방법으로 구현하는 것이 가능하다.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호측정기의 구현을 도시한 도면이다. 도 9는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신호측정기의 구현을 도시한 도면이다. 도 10은 본 개시의 또 다른 일 실시예에 따른 신호측정기의 구현을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 신호측정기(800)는 이동통신 시스템의 하향링크 신호 수신부(810)와 상향링크 신호 수신부(820) 및 제어부(830)을 포함할 수 있다. 신호측정기(800)는 스마트폰 또는 태블릿 등 별도의 통신장치인 단말기(850)와 연결되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 신호측정기(800)는 타겟단말기의 위치를 측정하기 위하여 비면허대역 또는 초광대역 통신장치의 사용이 필요하면, 단말기(850)에 포함되어 있는 해당 장치를 사용할 수 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 신호측정기(800)는 단말기(850)와 통신 연결되는 단말기 커버의 형태로 구현될 수 있다.

또한, 신호측정기(800)는 GPS 정보를 수신하는 GPS 수신부(840)를 더 포함할 수 있다. 또한, 신호측정기(800)는 단말기(850)에 포함되거나 별도로 구성된 입력장치(860)와 연결되어, 해당 입력장치(860)를 통해 사용자 입력을 수신할 수 있다.

도 9에서는 이동통신 시스템의 하향링크 신호 수신부(910)와 상향링크 신호 수신부(920)로 구성된 신호측정기(900)가 스마트폰 또는 태블릿 등의 별도의 통신장치인 단말기(950)와 연결된 다른 일 예를 도시한다. 전술한 도 8과의 차이는, 신호측정기(900)는 단말기(950)에 포함되어 있는 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 사용하지 않고, 별도의 비면허대역 또는 초광대역 통신장치(970)를 사용하여 타겟단말기의 신호를 측정하는 것이다. 이 경우, 신호측정기(900)는 단말기(950)의 이동통신 장치, 디스플레이 등의 장치와 입력장치(960)를 사용할 수 있다.

상기한 별도의 통신장치(970)는 이동통신 시스템에 대한 하향링크 신호 수신부와 상향링크 신호 수신부를 포함하는 모듈과 동일한 모듈에 장착되고, 이 모듈이 스마트폰 또는 태블릿과 연결되어 동작하는 것이 가능하다. 다만, 상기한 별도의 통신장치(970)를 포함하는 모듈은 하향링크 신호 수신부와 상향링크 신호 수신부를 포함하는 모듈과는 다른 별도의 모듈로 구현될 수도 있다.

도 10은 본 개시의 신호측정기(1000)의 또 다른 구현을 도시한다. 도 10의 구현은 이동통신 시스템의 하향링크 신호 수신부(1010)와 상향링크 신호 수신부(1020)를 포함하고, 비면허대역 또는 초광대역 통신장치(1080)를 포함한다. 또한, 외부와 통신하기 위한 통신장치인 통신부(1040)를 포함하며, 통신부(1040)를 통하여 신호측정기(1000)는 위치측정서버 또는 이동통신 네트워크 등과 연결될 수 있다. 도 10의 실시예에 따른 신호측정기(1000)는 입력부(1050)와 측정 및 위치 측정 결과를 표시할 수 있는 디스플레이(1060)를 포함한 휴대 가능한 단말기이다. 도 10의 구현은 일반적인 스마트폰 내지 휴대폰에 타겟단말기가 전송하는 이동통신 신호의 상향링크 신호 수신기를 포함하고, 이에 더하여 타겟단말기가 전송하는 비면허대역 또는 초광대역 통신신호를 검출하는 수신기를 포함한 것으로 해석할 수 있다. 또한, 상기 신호측정기를 고정된 위치에 놓고 타겟단말기의 신호를 측정하는 것도 가능하다.

전술한 것과 같이, 도 8, 도9 및 도 10의 신호측정기는 별도의 단말기에 구비된 입력장치 또는 디스플레이를 사용할 수 있으며, 별도의 입력장치 또는 디스플레이를 포함할 수도 있다. 신호측정기는 디스플레이에 타겟단말기의 위치 또는 신호측정기가 측정한 신호의 특성 등을 표시할 수 있다. 또한, 타겟단말기의 위치 정보뿐 아니라 신호측정기의 위치 또는 상태 등을 표시할 수 있다. 상기한 입력장치를 통해 상기 신호측정기를 소지한 사람이 타겟단말기에 대한 위치측정의 시작 명령을 입력하거나 타 장치에 전달할 수 있다. 일 예에 따라, 디스플레이와 입력장치는 일체의 터치스크린으로 구현될 수 있다.

도 8, 도 9 및 도 10의 신호측정기의 구성에서 각 신호측정기들 사이의 시간동기를 확보하기 위한 장치로, GPS 등의 시간동기 장치가 추가적으로 포함될 수 있다. 본 개시에서 GPS라 함은 위성 또는 위치를 측정하기 위해 신호를 전송하는 장치에서 송신한 신호를 수신하여 이를 바탕으로 위치를 계산하는 GNSS 등을 포함하는 광의의 의미로 해석되어야 할 것이다.

본 개시에서는 타겟단말기의 위치를 측정하기 위해 비면허대역 통신 또는 초광대역 통신을 사용하는 방법을 제안한다. 타겟단말기의 위치를 짧은 시간 내에 획득하기 위해서는 측위를 위해 전송하는 신호를 먼 거리에서 검출하고 측정하는 것이 필요하다.

다만, 비면허대역의 통신 시스템인 와이파이 또는 블루투스는 근거리통신을 위해 만들어진 통신방식이라, 먼 거리에서 검출 및 측정이 용이하지 않을 수 있다. 와이파이의 경우 프리앰블이 8 μs의 두 개의 트레이닝 시퀀스로 구성된다. 이 구간에서 신호를 감지하여 주파수 오프셋을 보상하여야 한다. 그러므로, 먼 거리에서 와이파이 신호를 감지하는 것이 용이하지 않다. 또한, 블루투스의 경우에도 짧은 길이의 프리앰블을 사용하는 것이 일반적이다. 최근에 블루투스를 장거리에서 사용할 수 있게 하기 위한 블루투스 장거리 표준이 만들어졌다. 이 경우에는 불루투스의 프리앰블과 액세스 코드의 길이를 종래와 비교하여 8배 정도 길게 만들었다.

본 개시에서는 비면허대역의 통신신호를 장거리에서 검출할 수 있는 방법을 제안한다. 특히 많은 이동통신 단말기에는 와이파이, 블루투스 등의 통신장치가 포함되어 있는 바, 이를 사용하여 단말기의 위치를 파악할 수 있는 기술을 제시한다. 본 개시의 실시예에서는 타겟단말기가 비면허대역의 신호를 전송하고 이를 신호측정기가 검출하는 방안과 신호측정기가 비면허대역의 신호를 전송하고 타겟단말기가 이를 검출하여 서버 또는 신호측정기에 보고하는 방안이 제시된다.

상기 과정에서 보다 먼 거리까지 검출이 가능한 통신방식을 선택하고, 그 전송주파수를 결정하는 것이 매우 중요하다. 이 과정에서 타겟단말기에서 각 통신방식별로 전송 가능한 최대출력이 얼마인지를 확인할 필요가 있다. 그리고, 각 타겟단말기에서 지원 가능한 통신방식에 대하여 지원 가능한 전송 방식이 어떠한지 확인하는 것이 필요하다. 이를 통해 가능한 최대출력으로 신호를 전송했을 때, 가장 장거리에서 검출이 가능한 통신방식을 선택하고, 이를 사용하여 타겟단말기가 비면허대역의 통신신호를 전송할 수 있다.

상기한 과정에서 타겟단말기는 채널의 간섭 등을 측정하여 각 대역별로 채널의 품질을 추가적으로 결정하여 이를 주파수 선택에 반영할 수 있다. 상기한 신호측정기 및 타겟단말기의 채널측정정보를 위치측정서버에 전송하여, 위치측정서버가 사용할 주파수를 결정하고 이를 신호측정기에 알릴 수 있다. 또한, 타겟단말기에 신호측정기의 측정 정보들을 전송하여, 타겟단말기가 사용할 주파수를 결정하고 이를 신호측정기에 알릴 수 있다. 또한, 타겟단말기가 측정한 채널의 품질 정보를 신호측정기들에게 전송한 후, 신호측정기 중 하나가 사용할 주파수 대역을 선택하게 할 수 있다. 상기 동작을 신호측정기 중에서 마스터 신호측정기가 수행할 수 있다.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호의 전송 설정을 결정하는 흐름도를 도시한 도면이다.

상기 과정에서 비면허대역의 통신신호를 전송할 주파수를 선택할 수 있다. 종래의 방식에서는 사용자가 임의로 선택하거나, AP로 설정되는 통신장치 주변에 간섭이 가장 적은 주파수를 정하여 비콘을 전송하게 할 수 있다. 본 개시에서는 신호측정기가 장거리에서 타겟단말기의 신호를 검출할 수 있도록 각 신호측정기가 비면허대역의 간섭신호들의 전력을 측정하고 상기 정보를 위치측정서버에 전송할 수 있다(S510). 각 신호측정기의 위치와 간섭신호 정보에 기초하여, 위치측정서버는 타겟단말기가 전송할 비면허대역의 통신방식 및 주파수를 결정하고(S520), 이를 타겟단말기에 알려 상기 주파수를 사용하여 비면허대역 신호를 전송하게 할 수 있다(S530). 즉, 신호측정기의 수신기에서 간섭이 적게 수신되는 주파수대역에서 타겟단말기가 송신한 신호가 수신되게 하여, 장거리에서도 신호측정기가 신호를 검출할 수 있게 한다(S550).

상기 과정에서 주파수를 선택함에 있어 신호측정기가 측정한 간섭레벨의 정보와 타겟단말기가 측정한 간섭레벨의 정보를 동시에 고려하여 공통적으로 채널환경이 좋은 주파수 대역과 통신방식을 선택할 수 있다. 상기한 과정에서 타겟단말기와 신호측정기간에는 비면허대역의 통신로가 아직 형성되어 있지 않은 상황이므로, 검출거리 확장을 위한 정보를 공유하거나 일정 동작의 개시를 알리기 위하여(S540) 검출하고자 하는 비면허대역의 통신링크가 아닌 다른 통신로가 사용된다. 일 예에 따라, 상기한 통신로로 면허대역의 이동통신이 사용될 수 있다. 즉, 타겟단말기에 설치된 이동통신 송수신기를 사용하여 상기 정보를 교환할 수 있다. 상기 주파수대역의 결정을 위치측정서버가 하여 타겟단말기와 신호측정기에 알릴 수 있다. 또한, 이를 타겟단말기 또는 신호측정기에서 수행하여 나머지 장치들에게 알릴 수 있다.

도 12는 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신호의 전송 설정을 결정하는 흐름도를 도시한 도면이다.

신호측정기 또는 신호발생기(이하, 이동형 비콘, 이동형 비콘 전송기, 이동형 신호 전송기 또는 신호 생성기로도 지칭될 수 있음)에서 비면허대역의 신호를 전송하고(S630), 상기 신호를 타겟단말기에서 측정하고 이를 위치측정서버에 알릴 수 있다(S650). 또는, 상기 타겟단말기가 측정결과를 신호측정기 또는 이동형 비콘에 알릴 수 있다. 상기한 측정을 바탕으로 타겟단말기의 위치가 파악될 수 있다. 이 과정에서 타겟단말기가 전송하는 비면허대역의 신호를 장거리에서도 높은 성능으로 검출하기 위해서는, 타겟단말기가 비면허대역의 채널상태를 위치측정서버에 리포트하고(S610), 상기 측정결과를 바탕으로 신호측정기 또는 이동형 비콘이 전송하는 통신방식 및 주파수대역을 설정(S620)하여 전송(S640)할 수 있다. 또한, 상기 결정은 타겟단말기가 수행할 수 있다.

이렇게 비면허대역의 신호를 수신하게 되는 타겟단말기가 근처의 채널환경을 측정하여 이를 신호를 전송하는 송신기에 알려서, 가장 좋은 성능으로 수신이 가능한 주파수를 사용하여 신호를 전송하도록 정보를 교환할 수 있다. 상기한 정보를 신호를 검출하고자 하는 비면허대역의 링크가 아닌 다른 통신방식인 면허대역의 이동통신 시스템을 사용할 수 있다.

도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 WIFI에서 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

비면허대역으로 가장 널리 사용하는 WIFI 통신방식에서 검출 가능한 거리를 확장하는 방법을 제안한다. 도 13에 프리앰블 이후에 전송되는 WIFI 비콘 프레임 신호의 포맷을 도시한다. 상기한 데이터 중 일부 또는 전부를 신호측정기와 타겟단말기 사이에 공유하고, 상기 공유한 정보를 바탕으로 비콘 신호를 전송할 수 있다. 이를 검출하는 수신기는 상기 정보를 바탕으로 비콘 신호를 검출할 수 있다. 상기한 과정에서 데이터의 길이를 장거리에서도 신호 검출이 될 수 있도록 길게 설정하는 것이 필요하다. 상기한 공유되는 데이터로 SA (source address), DA (destination address), BSS ID를 포함할 수 있다. 또한, SSID 또는 옵션 필드에 포함된 내용을 공유할 수 있다.

상기한 데이터를 공유함에 있어 전송하고자 하는 데이터를 미리 약속하여 전송할 수 있다. 또한, 복수 개의 데이터 세트를 정하고 그 중의 하나를 전송하게 할 수 있다. 또한, 신호를 전송하는 측에서 임의의 데이터를 생성하고 상기 신호를 수신하고 검출하는 신호측정기에 전송하여 이를 알릴 수 있다.

상기한 데이터의 일부 또는 전부를 공유하기 위해 타겟단말기와 신호측정기 (또는 이동형 비콘) 사이의 통신채널로 비면허대역의 통신 링크가 아닌 다른 링크를 사용할 수 있다. 상기 다른 링크로 이동통신 링크를 사용할 수 있다. 또는, 그 통신로의 중간의 소정의 서버가 있어 타겟단말기와 신호측정기 (또는 이동형 비콘)간의 통신을 중재할 수 있다.

상기한 데이터를 공유하는 방법으로 비면허대역 통신방식의 송신기와 이를 검출하는 수신기 사이에 미리 정한 신호를 사용하여 신호 검출 및 측정을 할 수 있다. 또 다른 예로, 전술한 필드들 중 일부 또는 전부를 공유하여 이를 사용하여 송신기가 전송하는 신호의 일부를 재생성하고 이를 검출에 사용할 수 있다. 또 다른 예로, 비면허대역의 송신기가 전송하는 신호를 몇 가지 정의하고 상기 신호를 특정할 수 있는 파라미터를 통신채널을 통해 공유할 수 있다. 상기 파라미터를 수신한 수신기는 이를 통해 송신기가 전송하는 신호의 일부를 재생성하고 이를 검출에 사용할 수 있다. 상기한 신호를 검출하는 방법으로 재생성한 신호를 바탕으로 수신신호를 정합 필터링 하여 신호의 존재유무 및 수신레벨, 시간지연 등의 정보를 획득할 수 있다.

상기한 과정을 통해 짧은 프리앰블의 및 식별정보로 인해 발생하였던 와이파이 신호의 한계를 극복하고 장거리에서도 와이파이 비콘 신호를 검출할 수 있게 한다. 이 과정에서 상기한 데이터를 재생성하고 정합필터에 사용하는 신호의 길이는 와이파이 신호의 프리앰블의 길이인 8 us보다 길게 사용한다. 또는 두 프리앰블 길이의 합인 16 us 보다 길게 사용한다.

상기한 와이파이 신호를 재생성을 용이하게 하기 위해 채널부호를 사용하지 않는 모드를 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기한 과정을 802.11b에서 사용하는 DSSS (direct sequence spread spectrum) 동작 모드를 사용하여 비콘을 전송하게 할 수 있다. 이렇게 채널부호를 사용하지 않는 통신방식을 사용하면 검출을 수행하는 수신기에서 전송하는 신호를 재생성하는 것이 용이하다.

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 블루투스에서 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

또한, 상기한 검출을 수행하는 수신기에서 신호재생성을 블루투스에서도 할 수 있다. 도 14에 블루투스에 전송되는 데이터의 실시예를 도시한다. 도 14의 데이터들은 프리앰블 이후에 전송되는 데이터들이다. 상기한 필드 중 일부 또는 전부를 송신기와 이를 검출하는 수신기 사이에 공유하여 검출 성능을 향상할 수 있다. 상기한 데이터를 공유하는 방법으로 비면허대역 통신방식의 송신기와 이를 검출하는 수신기 사이에 미리 정한 신호를 사용하여 신호 검출 및 측정을 할 수 있다. 또 다른 방법으로 위에서 설명한 필드들 중 일부 또는 전부를 공유하여 이를 사용하여 송신기가 전송하는 신호의 일부를 재생성하고 이를 검출에 사용할 수 있다. 또 다른 방법으로 비면허대역의 송신기가 전송하는 신호를 몇 가지 정의하고 상기 신호를 특정할 수 있는 파라미터를 통신채널을 통해 공유하는 것이다. 상기 파라미터를 수신한 수신기는 이를 통해 송신기가 전송하는 신호의 일부를 재생성하고 이를 검출에 사용할 수 있다. 상기한 신호를 검출하는 방법으로 재생성한 신호를 바탕으로 수신 신호를 정합 필터링 하여 신호의 존재 유무 및 수신 전력, 시간지연 등의 정보를 획득할 수 있다.

상기한 바와 같이 위치 측정이 필요한 타겟단말기는 일정한 주기로 비콘을 전송한다. 블루투스에서 이것을 수행하는 방법 중 하나가 애드버타이즈 패킷(advertise packet)을 일정한 주기로 전송하는 것이다. 반면에 이동형 신호 전송기에서 일정한 주기로 비콘을 전송하게 하고, 이를 타겟단말기가 검출하게 할 수도 있다.

도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 블루투스 롱 레인지에서 전송되는 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

장거리 검출을 위해 블루투스 롱 레인지를 사용하여 검출되는 거리를 확장하는 것을 제안한다. 도 15에 블루투스 롱 레이지에 사용되는 패킷의 형식을 도시한다. 블루투스 롱 레인지는 장거리 통신을 위해 프리앰블의 길이를 종래보다 크게 확장하여 80us를 전송한다. 또한, access address를 256us 동안 전송할 수 있게 하였다. 하나의 실시예로 타겟단말기가 자신이 전송할 access address를 신호측정기에게 알려주어 그 신호를 재생성하게 할 수 있다. 또 다른 실시예로, coded PHY를 사용하는 경우에는 CI (coding indicator), Term1의 내용도 공유할 수 있게 하여 수신기가 그 신호를 재생성하게 할 수 있다.

또 다른 예로, 메시지로 전송되는 신호를 미리 약속하거나, 수신기에게 메시지의 일부 또는 전부를 재생성할 수 있도록 이를 알려주어 그 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 과정에서 메시지에 전송되는 내용을 전체 또는 일부를 통신채널을 통해 알려줄 수 있다. 상기 통신채널로 이동통신 링크를 사용할 수 있다. 즉, 불루투스나 와이파이와 같이 비면허대역 또는 초광대역 통신 신호의 링크가 형성되기 이전에 이동통신 링크를 사용하여 상기 정보를 교환하여 먼 거리에서도 타겟단말기의 위치를 파악할 수 있는 신호를 전송하게 한다.

도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호를 측정하는 수신기의 동작의 흐름도를 도시한 도면이다.

본 개시에서 제안하는 비면허대역 또는 초광대역 통신을 사용한 위치파악 장치의 수신기는 타겟단말기가 측위를 위한 신호를 전송하는 경우 신호측정기에 구현될 수 있다. 또한, 신호측정기에서 비콘을 전송하는 경우 타겟단말기에 구현하는 것도 가능하다.

도 16에서 수신기는 송신기로부터 전송하는 비면허대역의 신호에 대한 채널 구성정보 또는 식별정보를 수신한다(S710). 상기한 구성정보에는 사용하는 통신방식, 주파수, 전송 주기, 기타 파라미터 등을 포함할 수 있다. 그리고, 전송하는 메시지 또는 access address 등의 정보를 포함할 수 있다. 상기한 정보를 바탕으로 수신기는 송신기가 전송하는 신호의 일부 또는 전부를 재생성한다(S720). 상기 재생성한 신호를 사용하여 전송하는 주파수에 대해 정합필터링을 수행하여 상기 신호를 검출하고 측정한다(S730). 상기한 과정에서 메시지 또는 어드레스의 몇 가지를 사전에 약속하고 상기 정보를 전달할 수 있는 파라미터를 전송하여 전송하는 데이터의 양을 감소하도록 구성할 수 있다.

도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호를 검출하고 측정하는 수신기(500)의 구성을 도시한 도면이다.

도 17를 참조하면, 비면허대역 또는 초광대역 신호를 검출 및 측정하는 수신기의 일 예가 도시되어 있다. 수신기(500)는 통신장치를 통해 송신기가 전송하는 신호의 구성 및 식별정보를 수신하고 이를 제어장치(540)가 신호재생성기(530)를 통해 송신기가 전송하는 신호의 일부 또는 전부를 재생성할 수 있다. 상기 재생성한 신호의 정보를 바탕으로 신호가 검출될 수 있다. 이 때 전송하는 신호를 랜덤하게 생성하게 하여 낮은 자기상관함수의 특성을 갖도록 하면 신호 검출이 용이할 수도 있다. 상기한 과정에서 검출기를 정합필터(520)를 사용할 수 있다. 수신된 신호와 재성성한 신호 사이의 큰 상관값이 관측되면 신호가 검출되었다고 판단할 수 있다. 또 다른 예로 재생성한 신호가 하나 이상의 싱글 톤 (single tone)의 합으로 구성되게 전송할 수 있다. 이 경우 정합필터를 통해 검출하지 않고, 상기 재생성한 신호의 특정을 바탕으로 주파수 톤의 크기를 바탕으로 검출하는 것이 가능하다. 이렇게 신호가 검출되면, 주파수 오차 검출기(510)을 통하여 상기 입력신호에 대한 주파수 편차를 측정한다.

비면허대역 또는 초광대역 통신신호의 경우 송신되는 신호의 주파수 편차가 큰 편이다. 이 주파수 편차가 신호를 검출하고 측정하는데 성능을 크게 저하할 수 있다. 본 발명에서는 여러 대의 신호측정기가 타겟단말기의 신호를 탐색하는 경우, 먼저 신호를 탐색한 신호측정기가 주파수 편차를 측정하고 상기 정보를 상호 교환하여 타 신호측정기의 검출 및 측정 성능을 향상하는 것이 가능하다. 상기 정보는 이동통신 링크를 통해 공유될 수 있다. 이를 위해 여러 신호측정기가 한 타겟단말기가 전송하는 신호를 검출하는 경우, 먼저 검출한 신호측정기에서 측정한 타겟단말기가 전송하는 신호의 주파수 편차의 정보를 서버에 전송하고, 상기 서버가 나머지 신호측정기들에게 이 정보를 공유할 수 있다.

상기 과정에서 두 개 이상의 신호측정기가 타겟단말기의 주파수 오차를 측정하였다면 상기 측정값을 바탕으로 보다 신뢰성 있는 주파수 오차의 값을 획득하고 이를 나머지 신호측정기에게 알릴 수 있다. 이때 두 개 이상의 주파수 오차 측정값에서 보다 신뢰도가 높거나 높은 신호대 잡음비로 측정한 것을 최종적인 주파수 오차로 출력할 수 있다. 또 다른 방법으로 두 개 이상의 주파수 오차 측정값을 평균하거나 선형조합하여 최종 주파수 오차값으로 출력할 수 있다.

상기 타겟단말기의 주파수오프셋 정보를 수신한 신호측정기는 타겟단말기가 전송한 신호의 중심주파수에서 수신한 주파수오프셋 정보를 활용하여 타겟단말기가 전송하는 신호를 검출한다. 주파수오프셋만큼 국부 오실레이터의 발진주파수를 변경하거나, 같은 국부 오실레이터에 대해 다운컨버젼한 입력 신호를 상기 주파수오프셋을 고려하여 일정한 속도로 위상을 보정하여 주파수오프셋을 보상할 수 있다. 상기 과정에서 주파수오프셋 정보를 받은 이후는 그 이전과 비교하여 정합필터의 코히어런트(coherent) 누적을 수행하는 시간의 길이를 증가하여 검출 성능을 향상시킬 수 있다.

도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호측정기(100)와 타겟단말기(200) 사이의 구성 및 연결을 도시한 도면이다.

도 18을 참조하면, 타겟단말기(200)는 이동통신 송수신기와 비면허대역 또는 초광대역통신장치를 구비한다. 타겟단말기(200)는 위치파악이 필요한 경우 이동통신 송신기를 통해 상향링크 신호를 전송한다. 신호측정기(100)는 상기 신호를 검출 및 측정하여 타겟단말기의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 타겟단말기(200)는 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 구비하여 비면허대역 또는 초광대역 신호를 전송하고, 신호측정기(100)는 상기 신호를 검출 및 측정하여 타겟단말기의 위치를 파악할 수 있다. 또한, 신호측정기(100)가 비면허대역 또는 초광대역 통신 신호를 전송하고 이를 타겟단말기가 수신하는 것도 가능하다. 그리고, 타겟단말기(200)와 신호측정기(100) 사이에는 서로 통신할 수 있는 링크가 형성되는데 상기 통신 링크로 이동통신 링크를 사용할 수 있다. 상기 링크를 통해 동작의 시작 및 해지를 서로 확인한다. 또한, 상기 링크를 통해 전송하고자 하는 채널의 구성, 식별 정보 및 설정 파라미터를 교환할 수 있다. 또한, 주파수 오프셋 등의 정보도 교환될 수 있다. 또한, 송신한 신호를 재생성할 수 있는 메시지 또는 채널의 구성 파라미터, 식별정보 등을 교환할 수 있다.

타겟단말기가 신호를 전송하고 이를 신호측정기가 검출하는 경우, 동시에 여러 타겟단말기가 전송하는 신호를 검출하여야 하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, 각기 다른 타겟단말기가 서로 상이하고 식별 가능한 신호를 전송하도록 설정할 수 있다. 이를 위해, 각기 다른 타겟단말기가 임의로 신호를 생성하고 상기 정보를 서버에게 전송하고 상기 서버가 신호측정기로 알릴 수 있다. 또, 다른 방법으로 서버에서 생성할 신호를 결정하고, 이 신호에 대한 식별정보를 타겟단말기와 이를 검출할 신호측정기에게 전송하게 할 수도 있다. 또한, 복수의 신호측정기들 중에서 마스터의 기능을 하는 신호측정기가 타겟단말기가 전송할 신호를 결정하고 이를 타겟단말기가 전송하도록 요청하는 것도 가능하다. 또 다른 방법으로 타겟단말기들이 MAC ID를 기반으로 이를 포함하거나 이로부터 생성되는 신호를 만들고 상기 MAC ID의 정보를 서버에게 전송하여 서버가 신호측정기에게 알리게 할 수 있다.

두 대 이상의 이동형 신호 발생기가 신호를 전송하고, 이를 타겟단말기가 상기 신호를 검출하는 경우, 상기 신호발생기들이 생성하는 신호가 서로 식별 가능한 상이한 신호를 생성하도록 하는 것이 더 효율적이다. 이를 위해, 서로 다른 신호를 생성하고 이에 대한 식별정보 또는 파라미터를 타겟단말기에게 전송할 수 있다. 상기한 과정에서 MAC ID 등과 같이 신호전송기 고유의 식별정보를 바탕으로 신호를 전송하고 상기 식별정보 또는 파라미터를 검출하는 타겟단말기에게 알릴 수 있다.

또한, 비면허대역의 신호를 주기적으로 전송하는 각 신호전송기들 사이에 시간 동기 정보를 확보하고 서로 다른 시간에 신호를 전송하도록 설정함으로 비면허대역의 신호전송기들 사이에 간섭을 감소하게 설정할 수 있다.

이렇게 신호측정기(100)와 타겟단말기(200) 사이에 비면허대역 또는 초광대역 통신의 제2 통신 링크가 형성되지 않아도 다른 통신 링크를 사용하여 서로 정보를 교환함으로 상호간의 검출 및 측정을 용이하게 할 수 있다. 상기한 타겟단말기와 신호측정기 사이의 통신은 직접 링크를 연결하여 수행할 수도 있지만 중간의 위치측정서버 또는 제어 서버를 두어 서버(400)에서 제어 및 정보 교환을 도와줄 수 있다. 이를 위해, 타겟단말기와 서버 간의 제3 통신 링크가 형성될 수 있고, 서버와 신호측정기 간의 제1 통신 링크가 형성될 수 있다. 상기한 두 개의 통신 링크는 서로 상이한 통신시스템이 사용될 수 있다. 본 개시의 실시예에서 두 개의 통신 링크는 이동통신망을 사용하여 구성할 수 있다.

일반적으로 타겟단말기는 서버와 이동통신을 사용하여 통신을 수행한다. 그러나, 타겟단말기가 이동통신 커버리지 밖에 위치하는 경우, WIFI 등 다른 통신방식을 사용하여 상기 서버와 통신을 WIFI를 포함한 외부와 통신 접속이 가능한 통신방식을 사용하여 수행하는 것이 가능하다. 또한, 신호측정기도 이동통신 커버리지 밖에 존재할 수 있는데, 이 경우에도 신호측정기는 D2D, TRS 등을 포함한 다른 통신방식을 사용하여 서버와 통신할 수 있다.

이와 같이 비면허대역 통신 또는 초광대역 통신을 사용하여 타겟단말기의 위치를 파악하는 것은 신호측정기를 적어도 두 개 이상의 장소에서 타겟단말기의 신호를 측정하거나, 신호측정기가 통신신호를 전송하여 이를 타겟단말기가 수신하게 함으로 보다 정확한 위치파악이 가능하게 할 수 있다.

상기한 과정에서 비면허대역 또는 초광대역 통신 신호를 전송하기 시작하는 시점은 타겟단말기의 사용자가 사용자 인터페이스를 통해 입력을 함으로 개시할 수 있다. 또한, 신호측정기 또는 이동형 신호 발생기를 소지한 사람이 타겟단말기 근처에 접근하고 이를 판단하여 신호측정기의 사용자 인터페이스를 통해 타겟단말기에 신호 전송을 요청할 수 있다. 상기 과정에서 신호측정기는 입력을 받고 위치측정서버에 이를 알리고, 위치측정서버가 이를 타겟단말기에게 알릴 수 있다. 신호측정기가 신호를 전송하는 경우에는 신호측정기의 사용자 인터페이스로 비면허대역 통신 또는 초광대역 통신을 사용하여 신호를 전송하게 하고 상기 사실을 타겟단말기에 알릴 수도 있다. 이 또한 중간의 한 서버가 있어 메시지 전달을 중계할 수 있다.

또 다른 방법으로 신호측정기의 위치와 타겟단말기의 대략적인 위치를 파악하고 있는 서버에서 둘 간의 거리가 일정 기준 이하로 줄어드는 경우 신호의 전송 및 검출 시작을 양쪽에 알릴 수 있다. 상기 서버로 측정결과를 바탕으로 타겟단말기의 위치 정보를 획득하는 위치측정서버가 사용될 수 있다. 또한, 신호측정기가 일정 지역에 진입한 경우 또는 타겟단말기의 대략적인 위치가 미리 설정한 측위 가능지역에 있는 경우에도 서버에서 타겟단말기에게 신호를 전송하게 하고 신호측정기가 이를 검출 및 측정하도록 설정할 수 있다. 또한, 이동형 신호발생기가 일정 지역에 진입한 경우에 서버에서 이동형 신호전송기가 신호 전송을 하고 타겟단말기가 이를 검출 및 측정하도록 명령할 수 있다.

상기한 비면허대역 통신을 이용한 위치측정을 해지하는 것은 비슷하게 다음과 같은 방법들로 진행할 수 있다.

(1) 타겟단말기의 사용자가 사용자 인터페이스를 통해 해지를 요청하는 경우, (2) 신호측정기 또는 이동형 신호발생기의 소지자가 사용하 인터페이스를 사용하여 해지를 요청하는 경우, (3) 서버에서 미리 설정한 조건을 확인하여 상기 조건을 만족하는 경우 해지할 수 있다. 상기 조건으로 타겟단말기에 대한 위치측정이 일정 정확도 이상 달성된 경우일 수 있다. 또한, 신호측정기 또는 타겟단말기가 더 이상 측위를 수행할 수 없는 지역 또는 조건에 도달한 경우 해지할 수 있다.

이에 따르면, 이동통신 단말기에 장착된 비면허대역의 통신장치 또는 초광대역 통신장치에서 송신하는 신호를 측정하여 단말기의 위치 측정을 수행함으로써, 이동통신의 음영지역에서의 단말기의 위치측정 및 낮은 가격의 위치측정이 가능할 수 있다.

이하에서는, 전술한 타겟단말기의 위치측정과 관련된 각 장치의 도면을 참조하여, 각 장치의 동작을 구체적으로 설명하기로 한다. 전술한 설명 중 각 장치에 해당되는 내용은 별도의 기재가 없더라도, 이하의 설명에도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른 신호측정기의 구성을 도시한 도면이다.

도 19를 참조하면, 신호측정기(100)는 제1 통신방식을 이용하는 제1 통신부(110), 제2 통신방식을 이용하는 제2 통신부(120) 및 타겟단말기의 제2 통신방식을 이용한 측위를 위한 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보를 제1 통신부를 통하여 타겟단말기와 교환하고, 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보에 기초하여 타겟단말기가 전송하는 제2 통신방식의 신호를 제2 통신부를 통하여 측정하고, 측정 결과에 기초하여 타겟단말기의 위치를 산출하거나 측정 결과를 제1 통신부를 통하여 위치측정서버로 전송하는 제어부(130)를 포함할 수 있다.

신호측정기(100)는 제1 통신방식을 이용하여 외부의 기기인 이동통신 네트워크, 위치측정서버, 다른 신호측정기 또는 타겟단말기와 통신을 수행할 수 있다. 일 예에 따라, 제1 통신방식은, 면허대역(Licensed Band)을 이용하는 이동통신방식일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 기술적 사상이 적용될 수 있다면, 제1 통신방식은 D2D(Device-to-Device) 통신방식 또는 TRS(Trunked Radio System) 통신방식 등과 같이 다른 통신방식을 포함할 수 있다.

신호측정기(100)는 제2 통신방식인, 와이파이 또는 블루투스 등과 같은 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식을 이용하여 비면허대역 또는 초광대역 신호를 송수신할 수 있다. 즉, 제2 통신부(120)는 비면허대역 또는 초광대역 통신장치로 구현될 수 있다. 신호측정기(100)와 다른 기기 사이의 링크가 형성되지 않은 상태에서는, 비면허대역 또는 초광대역 신호의 전송은 외부 일정 반경으로의 신호의 출력일 수 있으며, 비면허대역 또는 초광대역 신호의 수신은 외부로부터 탐색되는 비면허대역 또는 초광대역 신호의 측정일 수 있다.

제어부(130)는 제2 통신방식을 이용한 측위를 위하여, 타겟단말기와의 제2 통신방식을 통한 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보를 제1 통신부를 통하여 타겟단말기와 교환할 수 있다. 이를 위하여, 일 예에 따라, 제어부(130)는 제1 통신방식을 이용하여 타겟단말기와 링크를 형성할 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 타겟단말기와 제2 통신방식을 통한 링크 형성 여부 및 제2 통신방식의 신호를 전송하는 채널에 대한 채널설정 정보를 해당 링크를 통하여 수신할 수 있다. 일 예에 따라, 제2 통신방식을 통한 링크 형성 여부 정보에는 링크 형성을 위한 비면허대역 또는 초광대역 장치의 식별정보 등이 포함될 수 있다.

제어부(130)는 해당 정보에 기초하여, 타겟단말기와 제2 통신방식을 이용한 링크를 형성하여 타겟단말기가 전송하는 제2 통신방식의 신호를 제2 통신부(120)를 통하여 수신하여 해당 신호를 측정할 수 있다. 또는, 제어부(130)는 해당 정보에 기초하여, 타겟단말기와 제2 통신방식을 이용한 링크를 형성하지 않고, 제2 통신부(120)를 통하여 타겟단말기가 전송하는 제2 통신방식의 신호를 측정할 수 있다. 즉, 신호측정기는 타겟단말기의 제2 통신방식 장치에서 출력되는 비면허대역 또는 초광대역 신호를 타겟단말기의 제2 통신방식 장치와의 링크 형성 동작을 거치지 않고도, 제1 통신방식 장치를 통하여 수신되는 정보에 기초하여 제2 통신방식의 신호를 측정할 수 있다.

또는, 다른 일 예에 따라, 제1 통신방식을 이용하여 타겟단말기와 링크를 형성하지 못한 경우에도, 제1 통신방식이 이동통신 방식인 경우, 제어부(130)는 타겟단말기와 제2 통신방식을 통한 링크 형성 여부 및 신호를 전송하는 채널에 대한 채널설정 정보를 이동통신 네트워크 또는 위치측정서버로부터 수신할 수 있다. 이 경우, 위치측정서버는 타겟단말기, 타겟단말기에 대한 위치 측정을 요청하는 외부 기기 또는 위치측정서버에 구비된 입력장치를 통하여 관련 정보를 획득할 수 있다.

제어부(130)는 제2 통신방식의 신호에 대한 측정 결과에 기초하여, 타겟단말기의 위치를 산출하거나 측정 결과를 제1 통신부를 통하여 위치측정서버로 전송할 수 있다. 여기서, 제2 통신방식의 신호에 대한 측정 결과는 해당 신호의 수신신호 세기, 도달각, 라운드 트립 시간 지연 등 타겟단말기의 위치를 산출하기 위해 이용 가능한 정보를 포함할 수 있다.

일 예에 따라, 신호측정기(100)는 외부 기기들 사이에 송수신되는 면허대역 신호를 측정하는 신호 측정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 신호 측정부는 도 1에서 전술한 것과 같이, 기지국이 타겟단말기에 대하여 전송하는 하향링크 신호 또는 타겟단말기가 기지국으로 전송하는 상향링크 신호를 측정할 수 있다. 즉, 신호측정기는 타겟단말기가 전송하는 이동통신 방식의 면허대역 신호를 측정할 수 있다. 상향링크 신호의 측정 결과를 이용하여 타겟단말기의 위치를 측정할 수 있다.

제어부(130)는 타겟단말기에 대한 위치측정이 요청되는 경우, 소정의 조건에 기초하여 타겟단말기의 면허대역 통신방식 또는 제2 통신방식 중 위치측정에 이용할 적어도 하나의 통신방식을 선택할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 타겟단말기의 위치 측정을 위하여, 면허대역 통신방식과 제2 통신방식 중 더 적합한 통신방식을 선택하여 측위를 수행할 수 있다.

일 예에 따라, 제어부(130)는 우선적으로 제1 통신방식을 이용하여 타겟단말기의 측위를 수행하도록 설정될 수 있다. 이 경우, 제어부(130)는 소정의 조건의 만족 여부를 판단하여 제2 통신방식을 대체적 또는 추가적으로 이용할지를 결정할 수 있다. 여기서, 소정의 조건은 위치 측정에 이용할 통신방식에 대한 선택 정보의 수신 여부, 타겟단말기가 전송하는 면허대역 신호의 전송 전력, 상기 타겟단말기에 대한 면허대역 통신방식에 따른 핸드오버 가능성, 타겟단말기와의 거리 또는 면허대역 신호를 이용한 위치측정의 지원 여부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 외부로부터 제2 통신방식을 적용하도록 하는 선택 정보가 수신되는 경우, 타겟단말기가 전송하는 면허대역 신호의 전송 전력이 기준값보다 낮은 경우, 면허대역 통신방식에 따라 소정의 횟수 이상의 핸드오버 가능성이 있는 경우, 타겟단말기와의 거리가 소정의 거리 이하인 경우, 면허대역 통신방식이 지원되지 않는 경우 등에는 제2 통신방식이 이용될 수 있다.

다만, 이는 일 예로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 제어부(130)는 제1 통신방식보다 제2 통신방식을 먼저 이용하도록 설정될 수도 있다. 또는, 제어부(130)는 측위 요청을 수신하면, 제1 통신방식과 제2 통신방식을 동일한 우선순위로 놓고 전술한 소정의 조건에 따라 더 적합한 통신방식을 적용할 수도 있다.

제어부(130)는 선택된 적어도 하나의 통신방식의 신호를 측정하는 통신장치를 구동하고, 해당 신호를 측정할 수 있다.

일 예에 따라, 제어부(130)는, 제2 통신방식의 신호에 포함된 데이터 또는 필드 중 타겟단말기의 위치측정에 이용될 데이터 또는 필드에 대한 공유정보를 제1 통신부(110)를 통하여 수신하고, 공유정보에 기초하여 데이터 또는 필드의 적어도 일부를 재생성할 수 있다.

예를 들어, 와이파이 통신방식에서 검출 가능한 거리를 확장하기 위하여, WIFI 비콘 프레임 신호에서의 데이터 중 일부 또는 전부를 신호측정기와 타겟단말기 사이에 공유하고, 공유한 정보를 바탕으로 비콘 신호를 전송할 수 있다. 이를 검출하는 수신기는 상기 정보를 바탕으로 비콘 신호를 검출할 수 있다. 상기한 과정에서 데이터의 길이를 장거리에서도 신호 검출이 될 수 있도록 길게 설정할 수 있다. 공유되는 데이터는 SA (source address), DA (destination address), BSS ID를 포함할 수 있다. 또한, SSID 또는 옵션 필드에 포함된 내용이 공유될 수 있다.

상기한 데이터를 공유함에 있어 전송하고자 하는 데이터를 미리 약속하여 전송할 수 있다. 또한, 복수 개의 데이터 세트를 정하고 그 중의 하나를 전송하게 할 수 있다. 또한, 신호를 전송하는 측에서 임의의 데이터를 생성하고 상기 신호를 수신하고 검출하는 신호측정기에 전송하여 이를 알릴 수 있다.

상기한 데이터를 공유하는 방법으로 비면허대역 통신방식의 송신기와 이를 검출하는 수신기 사이에 미리 정한 신호를 사용하여 신호 검출 및 측정을 할 수 있다. 또 다른 예로, 전술한 필드들 중 일부 또는 전부를 공유하여 이를 사용하여 송신기가 전송하는 신호의 일부를 재생성하고 이를 검출에 사용할 수 있다. 또 다른 예로, 비면허대역의 송신기가 전송하는 신호를 몇 가지 정의하고 상기 신호를 특정할 수 있는 파라미터를 통신채널을 통해 공유할 수 있다. 상기 파라미터를 수신한 수신기는 이를 통해 송신기가 전송하는 신호의 일부를 재생성하고 이를 검출에 사용할 수 있다. 상기한 신호를 검출하는 방법으로 재생성한 신호를 바탕으로 수신신호를 정합 필터링 하여 신호의 존재유무 및 수신레벨, 시간지연 등의 정보를 획득할 수 있다.

이상에서는 와이파이 방식에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 것과 같이, 블루투스 또는 블루투스 롱 레인지 등에서 전송되는 신호의 경우와 같이, 본 개시의 기술적 사상에 모순되지 않는 한, 다양한 비면허대역 신호 또는 초광대역 신호를 재생성하여 검출범위를 늘릴 수 있다.

일 예에 따라, 제1 통신부(110) 및 제2 통신부(120) 중 적어도 하나는 신호측정기(100)와 일체로 구성되거나, 신호측정기와 통신 연결된 다른 단말기의 통신부로 구성될 수 있다. 신호측정기(100)는 스마트폰 또는 태블릿 등 별도의 단말기와 연결되도록 구현될 수 있다. 이 경우, 일 예에 따라, 신호측정기(100)는 해당 단말기와 통신 연결되는 단말기 커버 또는 케이스의 형태로 구현될 수 있다.

예를 들어, 신호측정기(100)는 타겟단말기의 위치를 측정하기 위하여 이동통신 등 제1 통신방식의 장치의 사용이 필요하면, 다른 단말기에 포함되어 있는 해당 장치를 제1 통신부(110)로 사용할 수 있다. 신호측정기(100)는 타겟단말기의 위치를 측정하기 위하여 비면허대역 또는 초광대역 통신장치의 사용이 필요하면, 다른 단말기에 포함되어 있는 해당 장치를 제2 통신부(120)로 사용할 수 있다.

도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 단말기(200)의 구성을 도시한 도면이다.

일 예에 따라, 단말기(200)는 제3 통신방식을 이용하는 제3 통신부(210), 제2 통신방식을 이용하는 제2 통신부(220) 및 제3 통신부를 통하여 신호측정기와 위치측정의 수행 여부에 대한 정보를 교환하고, 위치측정이 요청된 경우 제2 통신부를 통하여 제2 통신방식의 신호를 출력하고, 상기 제2 통신방식의 신호의 출력 여부 또는 제2 통신방식의 채널설정 정보를 신호측정기에 상기 제3 통신부를 통하여 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

여기서, 단말기는 위치 측정의 대상이 되는 타겟단말기이며, 제3 통신방식은, 면허대역(Licensed Band)을 이용하는 이동통신방식을 포함할 수 있다. 또한, 제2 통신방식은, 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식을 포함할 수 있다.

제어부(230)는 제2 통신방식을 이용한 측위를 위하여, 신호측정기와의 제2 통신방식을 통한 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보를 제3 통신부(210)를 통하여 타겟단말기와 교환할 수 있다. 이를 위하여, 일 예에 따라, 제어부(230)는 제3 통신방식을 이용하여 신호측정기와 링크를 형성할 수 있다. 이 경우, 제어부(230)는 신호측정기와 제2 통신방식을 통한 링크 형성 여부 및 제2 통신방식의 신호를 전송하는 채널에 대한 채널설정 정보를 해당 링크를 통하여 수신할 수 있다. 일 예에 따라, 제2 통신방식을 통한 링크 형성 여부 정보에는 링크 형성을 위한 비면허대역 또는 초광대역 장치의 식별정보 등이 포함될 수 있다.

제어부(230)는 해당 정보에 기초하여, 타겟단말기와 제2 통신방식을 이용한 링크를 형성하여 제2 통신방식의 신호를 제2 통신부(220)를 통하여 전송할 수 있다. 또는, 제어부(230)는 해당 정보에 기초하여, 신호측정기와 제2 통신방식을 이용한 링크를 형성하지 않고, 제2 통신부(220)를 통하여 제2 통신방식의 신호를 출력할 수 있다. 즉, 타겟단말기는 비면허대역 또는 초광대역 신호를 신호측정기의 제2 통신방식 장치와의 링크 형성 동작을 거치지 않고도, 제3 통신방식 장치를 통하여 교환된 정보에 기초하여 제2 통신방식의 신호를 외부로 출력할 수 있다.

일 예에 따라, 제어부(230)는, 측위를 위하여 제2 통신부를 이용하여 수행되는 제2 통신방식의 신호의 출력과 관련된 동작을 단말기(200)에 설치된 애플리케이션에 포함된 정보 또는 단말기(200)의 운영체제에 포함된 기능에 기초하여 제어할 수 있다. 상기한 동작을 위해서는, 타겟단말기의 소프트웨어의 변경이 필요할 수 있다. 예를 들면, 비면허대역의 통신장치 및 초광대역 통신장치를 제어하는 소프트웨어가 타겟단말기에 필요할 수 있다. 일 예에 따라, 상기 소프트웨어는 스마트폰의 앱의 형태로 타겟단말기에 설치되고, 해당 앱의 정보에 기초하여 동작할 수 있다. 앱의 다운로드 및 설치는 공지의 방법에 따르며, 특정 방식으로 한정되는 것은 아니다.

또는, 상기 소프트웨어는 스마트폰의 운영체제의 일부에 포함되도록 구현될 수 있다. 즉, 단말기의 초기 생산 시 또는 이후 OS 업데이트를 통하여, 운영체제의 일 기능으로 해당 소프트웨어가 추가될 수 있다.

위치 측정을 제어하는 제어 서버에서 결정된 통신방식에 대응하는 통신 모듈을 동작하도록 지시하면, 타겟단말기는 상기 지시에 따라 해당 통신 모듈을 동작시킬 수 있다. 또한, 일 예에 따라, 타겟단말기는 상기 소프트웨어에 포함된 정보에 기초하여, 타겟단말기의 디스플레이에 해당 측위 동작과 관련된 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 또한, 일 예에 따라, 상기 소프트웨어에 대한 설명은 신호측정기 또는 신호발생기에 대해서도 실질적으로 동일하게 적용될 수 있다.

도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른 신호발생기(600)의 구성을 도시한 도면이다.

일 예에 따라, 신호발생기(600)는 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식을 이용하는 통신부(610) 및 타겟단말기에 대한 위치측정이 결정되면, 통신부를 통해 상기 통신방식의 신호를 출력하되, 서로 다른 둘 이상의 장소에서 상기 통신방식의 신호를 출력하도록 제어하는 것이 가능한 제어부(620)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 신호발생기를 소지한 사용자가 서로 다른 둘 이상의 장소에서 상기 통신방식의 신호를 출력하도록 설정할 수 있다. 이 경우 상기 신호발생기는 추가적으로 위치정보 획득장치를 포함하고, 이를 바탕으로 신호를 전송한 장소에 대한 자신의 위치정보를 획득하고, 상기 정보를 위치측정서버에 전송함으로 타겟단말기의 위치측정을 용이하게 동작할 수 있다. 상기한 위치정보 획득장치는 위성의 신호를 기반으로한 GNSS 또는 PDR (Pedestrian Dead Reckoning)등의 장치를 사용하여 구현할 수 있다.

제어부(620)는 여러 장소에서 일정한 비면허대역의 신호를 전송할 수 있다. 비면허대역의 신호를 2개 이상의 다른 장소에서 전송함으로써, 제어부(620)는 타겟단말기가 이를 수신하는지 여부와 수신된 신호의 레벨을 바탕으로 타겟단말기의 위치를 파악할 수 있다.

제어부(620)는 비면허대역 또는 초광대역의 신호를 전송할 수 있다. 또는, 타겟단말기가 측정결과를 신호측정기 또는 신호발생기에 알릴 수 있다. 상기한 측정을 바탕으로 타겟단말기의 위치가 파악될 수 있다.

제어부(620)는 타겟단말기의 위치측정에 대한 판단 또는 명령이 내려진 이후에 비면허대역의 신호를 전송하여, 평상시에는 해당 대역의 간섭을 최소화하게 할 수 있다. 또는, 제어부(620)는 타겟단말기의 근처 또는 일정 거리 이내에 도착했다는 판단 또는 지시를 받은 이후 비면허대역의 신호를 전송하게 동작할 수 있다. 즉, 평상시에는 신호를 전송하지 않다가, 타겟단말기에 대한 위치측정의 결정이 내려진 이후 또는 타겟단말기 근처에 도착한 것이 판단된 이후 신호를 전송하기 시작할 수 있다. 이와 달리, 평상시에는 제1 송신 전력 레벨로 신호를 전송하다가, 타겟단말기에 대한 위치측정의 결정이 내려진 이후 또는 타겟단말기 근처에 도착한 것이 판단된 이후 제2 송신전력 레벨로 신호를 전송하기 시작할 수 있다. 이 경우, 제1 송신전력보다 제2 송신전력 레벨이 더 크게 설정될 수 있다. 신호발생기는 신호발생기에 구비된 입력 장치를 통해 사용자로부터 측위를 시작하는 명령을 입력받을 수 있다. 상기 입력을 받은 신호발생기는 신호를 전송하기 시작하거나 송신하는 전력을 제2 송신전력 레벨로 전송하기 시작한다.

또한, 제어부(620)는 다른 신호발생기가 출력하는 상기 통신방식의 신호와 구별되도록 고유의 식별정보 또는 파라미터를 적용하여 상기 통신방식의 신호를 생성할 수 있다.

도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 위치측정서버의 구성을 도시한 도면이다.

일 예에 따라, 위치측정서버(400)는 통신부(410) 및 타겟단말기에 대한 위치측정이 결정되면, 신호발생기가 출력하는 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식의 신호를 탐색하도록 하는 탐색 명령을 타겟단말기로 전송하고, 타겟단말기로부터 신호발생기가 출력하는 상기 통신방식의 신호에 대한 측정 결과를 수신하고, 상기 측정 결과에 기초하여 상기 타겟단말기의 위치를 산출하는 제어부(420)를 포함할 수 있다.

제어부(420)는 소정의 조건에 기초하여 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 통한 위치측정 여부를 판단할 수 있다. 해당 조건이 만족되는 경우, 제어부(420)는 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 사용한 측위를 수행하도록 결정하고, 상기 탐색명령을 전송할 수 있다. 신호발생기에서 비면허대역 또는 초광대역을 이용하는 통신방식의 신호가 출력되는 경우에는, 해당 탐색명령은 타겟단말기로 전송될 수 있다. 반대로, 타겟단말기에서 비면허대역 또는 초광대역을 이용하는 통신방식의 신호가 출력되는 경우에는, 해당 탐색명령은 신호측정기로 전송될 수 있다.

일 예에 따라, 상기 소정의 조건은 비면허대역 또는 초광대역 통신장치를 사용하여 측위를 수행하는 지역에 타겟단말기 또는 신호측정기가 위치하는 것일 수 있다. 또는, 타겟단말기가 위치할 것으로 예상되는 위치에서 일정 거리 이내에 적어도 하나의 신호측정기가 존재하는 것을 조건으로 할 수 있다.

일 예에 따라, 제어부(420)는 타겟단말기에 대한 위치측정을 수행을 시작하면 이동통신 시스템의 상향링크 신호 기반의 위치측정을 수행할지 여부를 먼저 판단하도록 설정될 수 있다. 제어부(420)는 이동통신 시스템의 상향링크 신호기반의 위치측정을 하는 소정의 조건을 만족하면, 타겟단말기의 상향링크 신호를 측정하여 위치측정을 수행하도록 상기 탐색명령을 신호측정기로 전송할 수 있다. 일 예에 따라, 상기 소정의 조건은 이동통신 상향링크 위치측정을 하는 지역에 타겟단말기 또는 신호측정기가 위치하는 것일 수 있다. 또는, 상기 소정의 조건은 타겟단말기가 위치할 것으로 예상되는 위치에서 일정 거리 이내에 적어도 하나의 신호측정기가 존재하는 것일 수 있다.

이에 따르면, 이동통신 단말기에 장착된 비면허대역의 통신장치 또는 초광대역 통신장치에서 송신하는 신호를 측정하여 단말기의 위치 측정을 수행함으로써, 이동통신의 음영지역에서의 단말기의 위치측정 및 낮은 가격의 위치측정이 가능할 수 있다.

또한, "시스템", "프로세서", "컨트롤러", "컴포넌트", "모듈", "인터페이스", "모델", "유닛" 등의 용어는 일반적으로 컴퓨터 관련 엔티티 하드웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 소프트웨어 또는 실행 중인 소프트웨어를 의미할 수 있다. 예를 들어, 전술한 구성요소는 프로세서에 의해서 구동되는 프로세스, 프로세서, 컨트롤러, 제어 프로세서, 개체, 실행 스레드, 프로그램 및/또는 컴퓨터일 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 컨트롤러 또는 프로세서에서 실행 중인 애플리케이션과 컨트롤러 또는 프로세서가 모두 구성 요소가 될 수 있다. 하나 이상의 구성 요소가 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 있을 수 있으며 구성 요소는 한 시스템에 위치하거나 두 대 이상의 시스템에 배포될 수 있다.

전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

1. 제1 통신방식을 이용하는 제1 통신부;
   제2 통신방식을 이용하는 제2 통신부; 및
   타겟단말기의 제2 통신방식을 이용한 측위를 위한 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보를 상기 제1 통신부를 통하여 상기 타겟단말기와 교환하고, 상기 링크 형성 여부 또는 채널설정 정보에 기초하여 상기 타겟단말기가 전송하는 제2 통신방식의 신호를 상기 제2 통신부를 통하여 측정하고, 상기 측정 결과에 기초하여 상기 타겟단말기의 위치를 산출하거나 상기 측정 결과를 상기 제1 통신부를 통하여 위치측정서버로 전송하는 제어부를 포함하는 신호측정기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 통신방식은,
   면허대역(Licensed Band)을 이용하는 이동통신방식, D2D(Device-to-Device) 통신방식 또는 TRS(Trunked Radio System) 통신방식을 포함하고,
   상기 제2 통신방식은,
   비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식을 포함하는 신호측정기.
3. 제 1 항에 있어서,
   외부 기기들 사이에 송수신되는 면허대역 신호를 측정하는 신호 측정부를 더 포함하고,
   상기 제어부는,
   상기 타겟단말기에 대한 위치측정이 요청되는 경우, 소정의 조건에 기초하여 타겟단말기의 면허대역 통신방식 또는 제2 통신방식 중 위치측정에 이용할 적어도 하나의 통신방식을 선택하고, 상기 선택된 적어도 하나의 통신방식의 신호를 측정하는 신호측정기.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 소정의 조건은,
   위치 측정에 이용할 통신방식에 대한 선택 정보의 수신 여부, 상기 타겟단말기가 전송하는 면허대역 신호의 전송 전력, 상기 타겟단말기에 대한 면허대역 통신방식에 따른 핸드오버 가능성, 상기 타겟단말기와의 거리 또는 면허대역 신호를 이용한 위치측정의 지원 여부를 포함하는 신호측정기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   제2 통신방식의 신호에 포함된 데이터 또는 필드 중 상기 타겟단말기의 위치측정에 이용될 데이터 또는 필드에 대한 공유정보를 상기 제1 통신부를 통하여 수신하고, 상기 공유정보에 기초하여 상기 데이터 또는 필드의 적어도 일부를 재생성하는 신호측정기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   수신된 제2 통신방식의 신호의 주파수 오프셋 정보를 획득하고, 상기 주파수 오프셋 정보를 다른 신호측정기에 전송하거나 다른 신호측정기로부터 수신하는 신호측정기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 주파수 오프셋 정보를 신호측정기들과 통신하는 서버를 통해 송신하거나 수신하는 신호측정기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 통신부 및 상기 제2 통신부 중 적어도 하나는,
   상기 신호측정기와 일체로 구성되거나, 상기 신호측정기와 통신 연결된 다른 단말기의 통신부로 구성되는 신호측정기.
9. 제3 통신방식을 이용하는 제3 통신부;
   제2 통신방식을 이용하는 제2 통신부; 및
   상기 제3 통신부를 통하여 신호측정기와 위치측정의 수행 여부에 대한 정보를 교환하고, 위치측정이 요청된 경우 상기 제2 통신부를 통하여 제2 통신방식의 신호를 출력하고, 상기 제2 통신방식의 신호의 출력 여부 또는 제2 통신방식의 채널설정 정보를 상기 신호측정기에 상기 제3 통신부를 통하여 전송하는 제어부를 포함하는 단말기.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제3 통신방식은,
    면허대역(Licensed Band)을 이용하는 이동통신방식을 포함하고,
    상기 제2 통신방식은,
    비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식을 포함하는 단말기.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2 통신부를 이용하여 수행되는 제2 통신방식의 신호의 출력과 관련된 동작을 상기 단말기에 설치된 애플리케이션에 포함된 정보 또는 상기 단말기의 운영체제에 포함된 기능에 기초하여 제어하는 단말기.
12. 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식을 이용하는 통신부; 및
    타겟단말기에 대한 위치측정이 결정된 후, 입력장치를 통하여 신호전송 요청을 수신하고, 상기 통신부를 통해 상기 통신방식의 신호를 출력하되, 서로 다른 둘 이상의 장소에서 상기 통신방식의 신호를 출력하도록 설정하는 것이 가능한 제어부를 포함하는 신호발생기.
13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    다른 신호발생기가 출력하는 상기 통신방식의 신호와 구별되도록 고유의 식별정보 또는 파라미터를 적용하여 상기 통신방식의 신호를 생성하는 신호발생기.
14. 통신부; 및
    타겟단말기에 대한 위치측정이 결정되면, 신호발생기가 출력하는 비면허대역(Unlicensed Band) 또는 초광대역(Ultra Wide Band; UWB)을 이용하는 통신방식의 신호를 탐색하도록 하는 탐색 명령을 상기 타겟단말기로 전송하고, 상기 타겟단말기로부터 상기 신호발생기가 출력하는 상기 통신방식의 신호에 대한 측정 결과를 수신하고, 상기 측정 결과에 기초하여 상기 타겟단말기의 위치를 산출하는 제어부를 포함하는 위치측정서버.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 신호발생기와 상기 타겟단말기의 거리가 일정 범위 이내로 진입하는 경우, 상기 탐색 명령을 상기 타겟단말기로 전송하는 위치측정서버.
    

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