무선 로케이션 시스템에서 로케이션 기반의 서비스어플리케이션을 위한 개선된 트리거 document_id A220623068593

무선 로케이션 시스템들(Wireless Location Systems)에 관한 초기 연구는 미국 특허 번호 5,327,144(1994.7.5)의 "셀룰러 전화기 로케이션 시스템(Cellular Telephone Location System)"에 설명되어 있고, 이는 도착 시간 차이(time difference of arrival;TDOA)를 사용하는 셀룰러 전화기들을 로케이팅하기 위한 시스템을 개시한다. ''144 특허에 개시된 시스템의 추가적인 강화들(enhancements)은 미국 특허 번호 5,608,410(1997.3.4)의 "버스트성 전송의 소스를 로케이팅하기 위한 시스템(System for Locating a Source of Bursty Transmissions)" 에 개시되어 있다. 이들 두 개의 특허들은 본 발명의 양수인(assignee)인 트루포지션, 인크(TruePosition, Inc.)에 양도(assign)되어 있다. 트루포지션(TruePosition)은 계속해서 독자적인 발명 구성들에 대해 중요한 강화들을 개발할 것이다. 지난 몇 년 사이에, 셀룰러 산업은 무선 전화기들에 의해 사용하기에 유용한 에어 인터페이스 프로토콜들(air interface protocols)의 증가된 숫자, 무선 또는 모바일 전화기들이 동작할 수 있는 주파수 대역의 증가된 숫자, 그리고 "개인휴대통신(PCS)", "무선통신" 등등을 포함하는 모바일 전화기들에 관한 또는 관련되는 항목(terms)의 확장된 숫자를 갖는다. 오늘날 무선통신 산업에서 사용되는 에어 인터페이스 프로토콜들은 AMPS, N-AMPS, TDMA, CDMA, GSM, TACS, ESMR, GPRS, EDGE, UMTS WCDMA 등등을 포함한다. 무선 로케이션 시스템 기술의 실행가능성(viability) 및 가치는 광범위하게 보여져 왔다. 2004 및 2005년에, 트루포지션(본 발명의 양수인)은 40,000 기지국(Base Transceiver Station;BTS)들 이상의 E-911 무선 로케이션 시스템들을 설치하여, 미국 전역에 걸친 무선통신 가입자들을 위해 긴급 로케이션(emergency location)을 제공한다. 무선통신 산업은 무선 로케이션 시스템의 가치 및 중요성을 확인해 왔다. 1996년 6월에, 미국 연방통신위원회(Federal Communications Commission;FCC)는 무선 9-1-1 발신자들을 로케이팅하는 데 사용하기 위한 로케이션 시스템들을 배치하기 위해 무선 통신 산업에 대한 요구들을 이슈화했다. 이들 시스템들의 광범위한 배치는, 긴급 응답 리소스들의 감소된 사용때문에, 긴급 응답 시간을 감소시킬 수 있고, 생명들을 구할 수 있으며, 막대한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 통계 및 연구는 위치감지과금(location sensitive billing;LSB), 운송수단관리(fleet management) 등등과 같은 다양한 무선 어플리케이션들이 다가올 해에 높은 상업적 가치를 가질 것이라는 결론지어졌다. 언급한 바와 같이, 무선통신 산업은, 미국에서 그리고 국제적으로, 상이한 주파수 대역들에서 많은 에어 인터페이스 프로토콜들을 사용한다. 일반적으로, 에어 인터페이스 또는 주파수 대역들 어느 것도 무선 전화기들을 로케이팅함에 있어서 무선 로케이션 시스템의 효율성에 강한 영향을 주지 않는다. 모든 에어 인터페이스 프로토콜들은 두 개 카테고리의 채널들을 사용하며, 여기서 어떤 채널은 무선 네트워크에서 포인트들 사이의 단일 링크에서 다중 전송 경로들 중의 하나로서 정의된다. 어떤 채널은 주파수에 의해, 대역폭에 의해, 동기화된 시간 슬롯들(synchronized time slots)에 의해, 인코딩(encoding)에 의해, 편이 방식(shift keying)에 의해, 변조 스킴(modulation scheme)에 의해, 또는 이들 파라미터들의 어떤 조합에 의해 정의될 수 있다. 제어 또는 억세스 채널로 불리는 제1 카테고리는 콜들을 개시(initiating) 또는 종료(terminating)하기 위해, 또는 버스트성(bursty) 데이터를 전송하기 위해 무선 전화기 또는 송신기에 관한 정보를 전달하도록 사용된다. 예를 들어, 단문 메시지 서비스(short messaging services)의 어떤 유형들은 제어 채널을 통해 데이터를 전송한다. 제어 채널들을 설명하기 위해 상이한 에어 인터페이스들은 상이한 용어를 사용하지만, 각 에어 인터페이스에서의 제어 채널들의 기능은 유사하다. 음성 또는 트래픽(traffic) 채널로서 알려진 채널의 제2 카테고리는 전형적으로 에어 인터페이스를 통해 음성 또는 데이터 통신들을 전달한다. 일단 콜이 제어 채널들을 사용하여 셋업되어 있으면 트래픽 채널들이 사용된다. 음성 및 사용자 데이터 채널들은 전형적으로 전용 리소스(dedicated resources)를 사용하는 데, 즉, 채널은 단일 모바일 장치에 의해 단지 사용될 수 있는 반면, 제어 채널들은 공유 리소스들을 사용하는 데, 즉 채널은 다중 사용자들에 의해 억세스될 수 있다. 음성 채널들은 일반적으로 전송에서 무선 전화기 또는 송신기에 관한 식별 정보(identifying information)를 전달하지 않는다. 몇몇 무선 로케이션 어플리케이션들에 있어서는, 비록 몇몇 어플리케이션에서는 음성 채널에 대한 로케이션이 더 선호될 수 있기도 하지만, 이러한 구별은 음성 채널들의 사용보다 더 비용 면에서 효율적인 제어 채널들을 사용할 수 있다. 다음의 단락들은 에어 인터페이스 프로토콜들에서의 몇몇의 차이점들에 관해 논한다. AMPS ~ 이것은 미국에서 셀룰러 통신을 위해 사용되는 최초 에어 인터페이스 프로토콜이며 TIA/EIA 표준 IS 553A에 설명되어 있다. AMPS 시스템은 제어 채널들(RRC)에 의해 사용되기 위한 분리된 전용 채널들을 할당(assign)하고, 그 제어 채널들은 주파수 및 대역폭에 따라 정의되고 BTS로부터 모바일 전화기로의 전송을 위해 사용된다. 모바일 전화기로부터 BTS로의 전송을 위해 사용되는 역 음성 채널(reverse voice channel;RVC)은 제어 채널에 할당되지 않은 어떤 채널을 점유할 수 있다. N-AMPS ~ 이 에어 인터페이스는 AMPS 에어 인터페이스 프로토콜의 확장이며, EIA/TIA 표준 IS-88에 정의되어 있다. 그것은 AMPS에서 사용되는 것과 실질적으로 같은 것을 사용하지만 상이한 대역폭 및 변조 스킴들을 갖는 상이한 음성 채널들을사용한다. TDMA ~ 이 인터페이스는 또한 D-AMPS로서 알려져 있으며, EIA/TIA 표준 IS-136에서 정의되어 있다. 이 인터페이스는 주파수와 시간 분할(separation)의 사용으로 특징지어진다. 디지털 제어 채널들(Digital Control Channels;DCC)은 주파수 대역에서는 어디에서나 발생할 수 있는 할당된 시간슬롯들에서 버스트로 전송된다. 디지털 트래픽 채널들(Digital Traffics CHannels;DTC)은 DCCH 채널들과 동일한 주파수 할당들을 점유할 수 있지만 주어진 주파수 할당에서 동일한 시간슬롯 할당은 아니다. 셀룰러 대역에서, 캐리어(carrier)는, 각 프로토콜에 대한 주파수 할당들이 분리되어 유지되는 한, AMPS 및 TDMA 프로토콜들을 사용할 수 있다. CDMA ~ 이 에어 인터페이스는 EIA/TIA 표준 IS-95A에 의해 정의되어 있으며, 이는 주파수 및 코드 분할의 사용으로 특징지어진다. 인접 셀 사이트들이 동일한 주파수 세트들을 사용할 수 있으므로, CDMA는 매우 신중한 전력 제어하에서 동작해야만 하고, 원근 문제(near-far problem)와 같이 당해 기술 분야에서 숙련된 자들에게 알려진 상황을 생성하며, 이는 대부분의 무선 로케이션의 방법들이 정확한 로케이션을 달성하는 것을 어렵게 한다(하지만, 이러한 문제를 해결하기 위해, 미국 특허 번호 6,047,192(2000.4.4), 강건한(Robust), 효율적인(efficient), 로컬라이제이션(localization) 시스템을 보라). 제어 채널들(CDMA에서 억세스 채널들로 알려진) 및 트래픽 채널들은 동일한 주파수 대역을 공유할 수 있지만 코드에 의해 분리된다. GSM ~ 이 에어 인터페이스는 이동통신용 국제 표준 글로벌 시스템(international standard Global System for Mobile Communications)으로 정의되며, 주파수 및 시간 분할로 특징지어진다. GSM은 물리적 채널들(physical channels)(시간슬롯)과 논리적 채널들(logical channels)(물리적 채널들에 의해 전달되는 정보)을 구별한다. 캐리어 상에서 몇몇 순환하는 시간슬롯들은 물리적 채널을 구성하고, 이러한 시간슬롯들은 정보-사용자 데이터 및 시그널링(signaling)을 전송하기 위해 상이한 논리적 채널들에 의해 사용된다. 제어 채널들(CCH), 이는 방송 제어 채널들(broadcast control channels;BCCH), 공통 제어 채널들(Common Control Channels;CCCH), 및 전용 제어 채널들(Dedicated Control Channels;DCCH)을 포함하며, CCH에 의해 사용되기 위한 할당된 시간슬롯들에서 버스트로 전송된다. CCH는 주파수 대역에서는 어디서든지 할당될 수 있다. 트래픽 채널들(TCH) 및 CCH는 동일한 주파수 할당들을 점유할 수 있지만 주어진 주파수 할당에서 동일한 시간슬롯 할당은 아니다. CCH 및 TCH는 GMSK로 알려진 동일한 변조 스킴을 사용한다. GSM 범용 패킷 무선 서비스(General Packet Radio Service;GPRS) 및 EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) 시스템들은 GSM 채널구조를 재사용하지만 다중 변조 스킴들 및 데이터 압축을 사용하여 더 높은 데이터 처리율(throughput)을 제공할 수 있다. GSM, GPRS, 및 EDGE 무선 프로토콜들은 GERAN 또는 GSM Edge 무선 억세스 네트워크로서 알려진 카테고리에 포함된다. UMTS ~ 이는 UTRAN(UMTS 지상 무선 억세스 네트워크(Terrestrial Radio Access Network)으로 잘 알려져 있으며, GERAN 프로토콜들의 후속으로서 국제 표준 제3 세대 파트너쉽 프로그램에 의해 정의된 에어 인터페이스이다. UMTS는 또한 종종 WCDMA(또는 W-CDMA)로서 알려져 있으며, 이는 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband Code Division Multiple Access)를 나타낸다. WCDMA는 직접 확산 기술(direct spread technology)이며, 그것이 넓은 5MHz의 캐리어를 통해 그의 전송들을 확산(spread)할 것임을 의미한다. WCDMA FDD(Frequency Division Duplexed) UMTS 에어 인터페이스(U-인터페이스)는 물리적 채널들을 주파수와 코드로 분리한다. WCDMA TDD(Time Division Duplexed) UMTS 에어 인터페이스는 물리적 채널들을 주파수, 시간, 및 코드의 사용으로 분리한다. UMTS 무선 인터페이스의 모든 변형들(variants)은 채널들을 전송하기 위해 매핑(mapping)되는 논리적 채널들을 포함하며, 논리적 채널들은 다시 W-CDMA FDD 또는 TDD 물리적 채널들에 매핑된다. 인접 셀 사이트들은 동일 주파수 세트들을 사용할 수 있으므로, WCDMA는 또한 모든 CDMA 시스템들에 공통되는 원근 문제를 대처하기 위해 매우 신중한 전력 제어를 사용한다. UMTS에서의 제어 채널들은 억세스 채널들로 알려지는 반면 데이터 또는 음성 채널들은 트래픽 채널들로 알려진다. 억세스 및 트래픽 채널들은 동일 주파수 대역 및 변조 스킴을 공유할 수 있지만 코드에 의해 분리된다. 이러한 사양 내에서, 제어 및 억세스 채널들, 또는 음성 및 데이터 채널들에 대한 일반적인 기준은, 특정 에어 인터페이스에 대한 우선된 용어가 어떤 것이든 간에, 모든 유형의 제어 또는 음성 및 데이터 채널들을 참조할 것이다. 또한, 전 세계를 통해 사용되는 여러 유형의 에어 인터페이스들(예를 들면, IS-95 CDMA, CDMA 2000, UMTS, 및 W-CDMA)이 주어지는 데, 이러한 사양은 여기에서 설명되는 독창적인 개념들로부터 어떤 에어 인터페이스를 배제하지는 않는다. 당해 기술 분야에서 숙련된자들은 상술된 것들로부터 파생되거나 클래스에서 유사한 어떤 곳에서 사용되는 다른 인터페이스들을 알 수 있을 것이다. GSM 네트워크들은 현존하는 무선 로케이션 시스템들에 대해 많은 잠재적인 문제점들을 제공한다. 먼저, GSM/GPRS/UMTS 네트워크에 연결된 무선 장치들은 트래픽 채널들이 사용될 때 거의 전송하지 않는다. 트래픽 채널에 대한 암호화(encryption)의 사용 및 보안(security)을 위한 임시 약칭들(temporary nicknames)(임시 이동국 식별자(Temporary Mobile Station Identifiers;TMSI)은 무선 로케이션 시스템들을 트리거링 또는 태스킹하기 위해 한정된 유용성의 무선 네트워크 모니터들을 제공한다. 그러한 GSM/GPRS/UMTS 무선 네트워크에 연결된 무선 장치들은 무선 장치로의 전송을 위해 단지 주기적으로 "리스닝(listen)" 하며 콜(call) 셋업, 음성/데이터 동작, 및 콜 브레이크다운(call breakdown) 동안을 제외하고 지역 수신기들로 신호들을 전송하지 않는다. 이는 GSM 네트워크에 연결된 무선통신 장치를 검출할 가능성을 감소시킨다. 어떤 지역에서의 모든 무선 장치들을 능동적으로 "핑잉(pinging)"함으로써 이러한 제한들을 극복하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 무선 네트워크의 성능에 큰 스트레스를 준다. 또한, 무선 장치들의 능동 핑잉(active pinging)은 로케이션 시스템의 사용에 대해 모바일 장치 사용자들에게 경고할 수 있고, 유효성을 감소시킬 수 있거나 폴링 로케이션 기반의 어플리케이션(polling location-based application)의 곤란함(annoyance)을 증가시킬 수 있다.