KR100756564B1 - 인프라스트럭처 측정을 사용한 무선 사용자 위치 갱신방법 및 장치 - Google Patents

인프라스트럭처 측정을 사용한 무선 사용자 위치 갱신방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛 (300) 의 위치를 추적하는 방법 및 장치에 관한 발명으로서, 상기 인프라스트럭처는 이동 전화로/로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치 (400) 로 구성된다. 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 이동 유닛 (300) 의 초기 위치를 계산한다. 이동 유닛 (300) 과 인프라스트럭처 (400) 간의 범위 측정을 사용하여 이동국 (300) 의 초기 위치와 현 위치간의 위치 차이를 추정한다. 다음으로, 추정된 위치 측정으로 정확도의 값을 결정하고, 추정된 위치 측정이 수용 가능한 정확도인지 여부를 결정하기 위해 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교한다. 추정된 위치 측정이 수용 가능한 정확도이면, 상기 위치 측정을 사용하여 초기 위치를 갱신하고 이동 유닛과 인프라스트럭처간의 범위 측정만을 사용하여 프로세스를 반복한다. 추정된 위치 측정이 수용 가능한 정확도가 아니면, 지구 궤도 위성으로부터 새로운 초기 위치를 결정하고 프로세스를 반복한다.
이동무선통신시스템, 이동유닛, 인프라스트럭처,위치추적,

Description

인프라스트럭처 측정을 사용한 무선 사용자 위치 갱신 방법 및 장치 {WIRELESS USER POSITION UPDATE USING INFRASTRUCTURE MEASUREMENTS}
본 발명은 일반적으로 이동 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동 무선 유닛이 시스템에 대하여 이동함에 따라 유닛의 위치가 추적되는 이동 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 더 자세하게는, 본 발명은 GPS 시스템으로부터의 정보를 사용하여 이동 유닛의 초기 위치를 결정한 후, 기지국과 이동 유닛으로부터의 지상 정보 측정만을 사용하여 위치 로케이션을 갱신하는 이동 무선 유닛의 위치를 추적하는 신규하고 개선된 시스템 및 방법에 관한 것이다.
최근에 미연방 통신 위원회 (FCC) 는 이동 유닛이 911 콜을 하는 각 시간에 이동 유닛의 로케이션이 Public Safety Answering Point 에 제공되도록 주문하고 있다. 이러한 FCC 의 주문은 로케이션 정보가 이동 유닛의 실제 위치에서 반경 125 미터 내의 정확성을 가질 것을 요구하고 있다. FCC 의 요구에 덧붙여, 이동 서비스 제공자는 로케이션 서비스 (즉, 이동 가입자의 위치를 인식하는 서비스) 가 다양한 애플리케이션에서 사용되어 서비스 제공자에게 추가의 이익을 발생시킬 부가 가치적인 특성을 제공할 수 있을 것이라고 인식하기 시작했다. 예를 들어, 서비스 제공자는 이동 통신 가입자에게 이동 통신 사용자가 자기의 집 근방에서만 사용하는 것처럼 일 지역에서 사용할 경우와 자기의 집 외곽에서 사용하는 것처럼 다른 지역에서 전화를 사용하는 경우 요금을 달리 청구하는 계층 서비스를 제공하기 위해 로케이션 서비스를 사용할 수 있을 것이다. 이러한 계층 서비스의 일 목적은 이동 통신 사용자가 자기의 집에서 이동 전화를 사용하는 경우에는 낮은 비율로 요금을 부과하여 각자의 가정에서 (유선 전화를 사용하는 것보다) 이동 전화를 사용하도록 장려하는 것이다. 계층 서비스를 실시하기 위해서는 이동 전화의 로케이션이 시스템에 의해 추적되거나 이동 전화가 자기의 위치를 계속해서 갱신할 수 있어야 한다. 서비스 제공자가 로케이션 서비스를 사용하여 가입자에게 제공할 수 있는 다른 애플리케이션은 자산 추적 서비스, 자산 모니터링 및 회복 서비스, 차량 관리 및 파견 서비스, 및 어린이와 애완동물 추적 서비스를 포함할 수 있다.
이동 전화의 위치를 추적하는 한 방법은 전화기에 GPS 시스템으로부터 신호를 수신하는 능력을 부가하는 것이다. GPS 시스템을 이용한 위치 로케이션은 공지되어 있고, 정확하고 신뢰성 있게 위치 결정을 할 수 있게 한다. 안타깝게도, GPS 시스템을 사용하여 이동 유닛의 위치를 결정하기 위해서는, 이동 전화는 GPS 시스템으로부터 타이밍 신호를 수신하기에 충분한 시간동안, GPS 시스템으로부터의 신호와 관련된 주파수로 자신의 수신기를 전환해야만 한다. 이동 전화가 GPS 주파수로 조정될 경우에는, 음성 트래픽 또는 데이터 트래픽 (예를 들어, 인터넷이나 팩스 정보) 을 수신하는 이동 전화의 능력이 종종 현저히 저하되거나 완전히 상실될 수 있다.
따라서, GPS 를 사용하여 행해진 측정의 정확성 및 신뢰성을 이용함과 동시에, 이동국이 GPS 주파수로 조정되는 경우 통상적으로 발생하는 음성 및 데이터 전송 서비스 전달의 열화를 최소화하는 시스템이 존재한다면 바람직할 것이다.
본 발명은 이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 인프라스트럭처는 이동 전화로/로부터 음성 정보를 전송하고 수신하는 것과 관련된 장치를 포함한다. 이동 유닛의 초기 위치는 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 계산된다. 그 후, 이동 유닛과 인프라스트럭처간에 전송된 신호를 사용하여 하나 이상의 범위 측정을 한다. 이동국의 초기 위치와 현 위치간의 위치 차이는 하나 이상의 범위 측정을 사용하여 추정되는데, 여기에서 이동 유닛과 인프라스트럭처간에 전송된 신호로 행한 범위 측정만이 추정을 수행하는데 이용된다. 그 후, 추정된 위치 측정에 대하여 정확도의 값이 결정되고, 정확도의 값은 추정된 위치 측정이 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 판단하기 위해 문턱값과 비교된다. 추정된 위치 측정이 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 이동 유닛의 초기 위치는 추정된 위치 측정을 사용하여 갱신되고 이러한 프로세스는 이동 유닛과 인프라스트럭처간에 전송된 신호로 행한 범위 측정만을 사용하여 반복된다. 추정된 위치 측정이 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 새로운 초기 위치는 지구 궤도 위성으로부터 결정되고 이 프로세스는 반복된다.
다른 측면에 따르면, 이동 유닛에서의 수신기는 바람직하게는, 지구 궤도 위성으로부터 위치 측정을 하기 위해, 음성 트래픽 또는 데이터 트래픽 (예를 들어, 인터넷 또는 팩스 정보) 에 관련된 주파수에서 지구 궤도 위성과 관련된 주파수로 전환된다. 위성 측정을 행한 후, 이동 유닛의 수신기는 지구 궤도 위성과 관련된 주파수에서 음성이나 데이터 트래픽와 관련된 주파수로 조정된다. 특히, 시스템 인프라스트럭처를 사용하여 행한 측정만이 초기 위치를 갱신하는데 사용되기 때문에, 위치 갱신 프로세스 동안에 이동 유닛의 수신기는 음성이나 데이터 트래픽 주파수로 조정된 상태로 남아 있다. 이동 유닛 수신기가 지구 궤도 위성의 주파수로 조정되어야 하는 시간 기간을 최소화함으로써, 본 발명의 이러한 태양은 이동 유닛의 수신기가 지구 궤도 위성의 주파수로 조정될 때 발생하는 음성 (또는 데이터) 송신과 관련된 음성 (또는 데이터) 품질의 저하를 최소화할 수 있다.
본 발명의 특징, 목적 및 장점은 동일한 참조번호가 동일 사항을 나타내는 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1, 도 1a, 및 도 1b 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, GPS 시스템을 사용하여 결정된 이동 유닛의 초기 위치를 갱신하기 위해 인프라스트럭처 측정만을 사용하는 이동 무선 유닛의 위치를 추적하는 방법의 동작을 나타내는 도면이다.
도 2 는 본 발명에 따라, 이동국의 위치 변화가 인프라스트럭처 측정을 사용하여 결정되는 방법을 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 위치 추적 시스템을 구현하기 위해 사용되는 예시적인 이동국의 구성요소를 나타내는 블록 다이어그램이다.
도 4 는 본 발명의 위치 추적 시스템을 구현하기 위해 사용되는 예시적인 기지국의 구성요소를 나타내는 블록 다이어그램이다.
개략적으로, 본 발명에서 이동 유닛의 매우 정확한 초기 위치는 GPS 시스템으로부터의 정보 및 이동 무선 전화 통신 시스템의 인프라스트럭처로부터 도출된 정보 모두를 사용하여 결정된다. 본 발명의 목적에 있어서, 이동 무선 전화 시스템의 "인프라스트럭처"는 예를 들어, 기지국, 기지국 제어기, 및 이동 스위칭 센터와 같이 이동 전화로/로부터 음성 정보나 데이터 정보 (예를 들어, 인터넷 또는 팩스 정보) 를 전송하고 수신하는 것과 관련된 장치를 포함할 것이다. 또한 이러한 인프라스트럭처 장치는 가령, 이동 전화로/로부터 음성 정보나 데이터 정보를 전송하고 수신하기 위해 사용되는 저궤도 위성을 포함할 수 있다. 이동 전화로/로부터 음성 정보나 데이터 정보를 전송하고 수신하는데 사용되지 않는, GPS 시스템과 관련된 것과 같은, 저궤도 위성은 인프라스트럭처의 개념에서 제외된다.
GPS 측정 (및 선택적으로 인프라스트럭처 측정) 을 사용하여 매우 정확한 초기 위치를 결정한 후, 이동 유닛의 위치는, 갱신이 나쁜 품질을 가진다고 판단될 때까지 시스템 인프라스트럭처를 사용하여 행한 측정에만 근거하여 갱신된다. 위치 갱신을 수행하기 위해 사용되는 인프라스트럭처 측정은 가령, 파일럿 위상 오프셋 및 파일럿 세기와 같은 포워드 (다운) 링크 측정을 포함한다. 또한 인프라스트럭처 측정은 라운드 트립 지연 (RTD) 및 신호 대 잡음비 (SNR) 같은 리버스 (업) 링크를 포함한다. 파일럿 위상 오프셋은 임의의 기지국과 기준으로 사용되는 기지국사이의 범위의 차이 (R2 - R1) 에 비례한다. 라운드 트립 지연은 업과 다운 링크의 전달지연 사이의 가역성 (reciprocity) 을 가정하고, 또한 다른 모든 하드웨어 지연이 교정된다고 가정하면, 기지국과 이동 전화사이의 범위의 두 배의 측정, 즉 2 R1 이다. 이러한 인프라스트럭처 측정의 다양한 조합을 사용하여 이동국의 위치 변화를 추정하는 것은 해당 분야에서 공지되어 있다. 추정 계산 자체가 이동 유닛에서, 또는 시스템 인프라스트럭처 내에서 이루어질 수 있다는 것도 공지되어 있다.
도 1, 도 1a, 및 도 1b 를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, GPS 시스템을 사용하여 결정되는 이동 유닛의 초기 위치를 갱신하기 위해 인프라스트럭처 측정만을 사용하는 이동 무선 유닛의 위치를 추적하는 방법 (100) 을 도시하고 있다. 단계 (102) 에서, GPS 시스템 및 시스템 인프라스트럭처 모두에서의 측정을 사용하여 이동 전화의 매우 정확한 초기 위치를 결정한다. 결정된 매우 정확한 초기 위치 (P0(GPS)) 는 차동 GPS 를 사용하고, 발명의 명칭이 "System and Method for Determining The Position of a Wireless CDMA Transceiver" 이고 출원일은 1998년 3월 17일이며, 본 발명의 양수인에게 양도되고, 본 출원에서 그 전체를 참조로 포함하는 미국 특허출원 제 09/040,501 호에 개시되어 있는 방법에 따라서 본 단계에서 모든 3 차원에서 결정되는 것이 바람직하다. 대안적 실시예에 있어서, 시스템 인프라스트럭처에서 세 개 이상 (바람직하게는 더 많은) 의 지상 기지국을 사용하여 매우 정확한 초기 위치를 결정할 수 있다.
단계 (104) 에서, 이동국의 속도 및 현재의 방향을 추정하기 위해 이동국의 움직임을 (바람직하게는 과거의 위치 측정을 사용하여) 모델링한다. 이동국을 도로나 고속도로에 위치시켜, 알려진 방향으로 향하는 맵 정보는 이동국의 현재 방향을 모델링하기 위해 사용될 수 있다. 필터링 방법은 이러한 궤적 추정 기술을 더 개선할 수 있다. 좋은 예로서 이동 궤적을 적합하게 추적하기 위해 칼만 (Kalman) 필터를 사용하여 속도와 위치의 관점에서 자신의 동적 상태를 예측한다.
단계 (106) 에서, 이동국의 초기 위치는 시스템 인프라스트럭처만을 사용하여 행해진 위치 측정 (P0(INFR)) 으로부터 추정된다. 이 단계에서 위치 결정을 수행하기 위해 사용되는 인프라스트럭처 측정은 파일럿 위상 오프셋 및 파일럿 세기와 같은 포워드 (다운) 링크 측정을 포함한다. 또한, 라운드 트립 지연 (RTD) 및 신호 대 잡음비 (SNR) 와 같은 리버스 (업) 링크 측정을 포함한다. 전술한 바와 같이, 이러한 인프라스트럭처 측정의 다양한 조합을 사용하여 이동국의 위치를 추정하는 것은 해당 분야에서 공지되어 있고, 또한 본 단계에서의 위치 교정은 이동 유닛에서나 시스템 인프라스트럭처 내에서 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서, 단계 (106) 에서 행해지는 위치 결정 (P0(INFR)) 은 두 가지 측정; 즉 (1) (이동국을 쌍곡선에 위치시키는) 제 1 기지국에서 이동국에 송신되는, 파일럿 신호의 이동국에서 측정되는 위상 오프셋, 및 (2) 이동국과 (이동국을 원에 위치시키는) 제 2 기지국 사이의 라운드 트립 지연 측정을 사용하여 수행된다.
단계 (108) 에서, 인프라스트럭처 시스템은 단계 (102) 및 단계 (106) 에서 행해진 위치 결정 (P0(GPS), P0(INFR)) 을 비교하여 정렬되거나 교정된다. 바람직한 실시예에서, 상기 두 위치 결정 (P0(GPS), P0(INFR)) 과 관련된 좌표를 결정하기 위해 사용된 범위 측정이 비교되고, 이러한 비교로 발생하는 잔여값은 기준점 (즉, 기지국)에서 P0(GPS) 로의 제 1 범위 (R1) 및 동일 기준점에서 P0(INFR) 로의 제 2 범위 (R2) 간의 차이 (R1 - R2) 에 해당한다. 그 후, 이 차이는 기지국과 P0(GPS) 사이에 전송된 신호의 전파 시간과 기지국과 P0(INFR) 사이에 전송된 신호의 전파 시간 사이의 시간 차이를 나타내는 교정값에 도달하기 위해 광속으로 나누어진다. 그 후, 이 교정값은 아래에서 기술되듯이 이동국에 관련된 포워드 및 리버스 링크에서의 인프라스트럭처를 사용하여 행해진 범위 측정을 조절하기 위해 본 발명에 의해 사용된다.
단계 (110) 에 있어서, 교정값은 단계 (106)에서의 인프라스트럭처 측정만을 사용하여 행해진 위치 결정 (P0(INFR)) 의 정확도를 추정하기 위해 문턱값과 비교한다. 교정 측정이 문턱값을 초과하면, 이것은 인프라스트럭처 측정만을 사용하여 행해진 위치 결정 (P0(INFR)) 이 충분히 부정확하여 초기 위치 측정의 추가의 갱신이 인프라스트럭처 측정만을 사용하여 행해져서는 안된다는 것을 나타낸다. 이 경우에, 시스템은 단계 (102) 로 돌아가고, 이동국의 위치는 단순히 새로운 세트의 GPS 측정을 취함으로써 갱신된다.
단계 (112) 내지 단계 (116) 에서, 하나 이상의 범위 측정 (R1, R2, R3) 은 인프라스트럭처만을 사용하여 행해지고, 각 범위 측정은 측정치에서 교정값을 감산하여 우선 조정된 후 (단계 (114)), 이동국의 현 위치와 이동국의 초기 위치사이의 차이 (Δx, Δy) 는 조절된 범위 측정치를 사용하여 결정된다 (단계 (116)). 다음에서 더 상세히 기술되듯이, 단계 (112) 내지 단계 (116) 는 대안적으로 3 개의 범위 측정, 2 개의 범위 측정, 또는 단일 범위 측정을 사용하여 수행될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 제 1 범위 측정은 이동 유닛과 제 1 기지국 안테나간의 파일럿 신호의 전송과 관련된 위상 오프셋에 근거하는 것이 바람직하다. 위상 오프셋은 2R1 값 (이동국과 제 1 기지국 안테나 사이의 거리의 2 배) 을 결정하기 위해 사용될 수 있고, 이 값으로부터 R1 을 쉽게 계산할 수 있다. 그 후, 제 2 범위 측정은 이동 유닛에서 제 2 기지국 안테나로의 파일럿 신호의 전송과 관련된 위상 오프셋에 근거할 수 있다. 추가의 위상 오프셋이 R1 + R2 값을 결정하기 위해 사용될 수 있고, R1 이 제 1 범위 측정으로부터 알려진다면, R1 + R2 값으로부터 R2 을 쉽게 계산할 수 있다. 유사하게 제 3 범위 측정은 이동 유닛에서 제 3 기지국 안테나로의 파일럿 신호의 전송과 관련된 위상 오프셋에 근거할 수 있다. 추가의 위상 오프셋이 R1 + R3 값을 결정하기 위해 사용될 수 있고, R1 이 제 1범위 측정으로부터 알려진다면 R1 + R3 값으로부터 R3 을 쉽게 계산할 수 있다.
조절된 인프라스트럭처 범위 측정으로부터 이동국의 위치 변화를 결정하는 3 가지 대안적 실시예에서, 도 2에서 알 수 있듯이, 기지국 (i) 의 위치는 (xi, yi ) 으 로 표시되고, P(t0) = (x0, y0) 은 시간 t0 에서 이동국의 위치를 표시하는데 사용되고, 시간 t0 에서 이동국과 기지국 (i) 간의 범위 측정은 Rio 로 표시된다. 아래의 방정식 (1) 은 이동 유닛과 기지국간의 범위 측정을 지배한다.
Figure 112001011666836-pct00001
이동 유닛이 P(t0) = (x0, y0) 에서 거리 (Δx, Δy) 만큼 떨어진 P(t + Δt)지점으로 이동할 때, 이동 유닛과 기지국간의 새로운 범위 측정은 아래의 방정식 (2) 에 의해 지배된다.
Figure 112001011666836-pct00002
i = 1, 2 에서 방정식 (2) 는 두 점에서 교차하는 두 원을 나타낸다 (도 2 참조). 이동 유닛의 새로운 위치는 P(t0) 에 가장 가까운 지점을 선택함으로써 찾을 수 있다.
방정식 (1)에서 방정식 (2)를 감산하면,
Figure 112001011666836-pct00003
방정식 (3) 은 방정식에서 나머지 구성요소에 비해 상대적으로 작은 2 개 이상의 구성요소 (즉, Δx2, Δy2) 를 무시함으로써 선형 방정식으로 간략화될 수 있다. 아래에서 더 자세히 기술되듯이, 범위 측정이 2 또는 3 개의 기지국으로부터 이용가능한 경우, 방정식 (3) 은 거리 (Δx, Δy) 를 구하기 위해 간략화된 선형의 형태로 적용될 수 있다. 거리 (Δx, Δy) 를 구하기 위해 선형 방정식을 사용함으로써, 본 발명은 비선형 방정식을 풀지 않고도 거리 (Δx, Δy) 에 대한 값을 제공할 수 있다. 게다가, 미지의 하드웨어 지연 및 채널 손상이 교정될 수 있다.
3 개의 기지국으로부터의 범위 측정을 이용할 수 있는 경우에, 거리 (Δx, Δy) 의 결정은 두 개의 선형 방정식을 푸는 것으로 간략화될 것이고, 이들 각각의 방정식은 한 쌍의 기지국간에 적용된 방정식 (3) 의 "간략화된" 버전을 적용하는 것을 나타낸다.
Figure 112001011666836-pct00004
Figure 112001011666836-pct00005
선형 연립 방정식은 다음과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112001011666836-pct00006
방정식 (6) 은 아래의 방정식 (7) 과 같이 간단히 형태로 표현할 수 있다.
Az = B (7)
선형 방정식 (7) 에서의 시스템은 Δx 와 Δy 를 구하기 위해 z 로 풀 수 있다. 방정식 (7)을 z 로 풀 경우, X1, X2, X3, Y1, Y2, Y3 의 값은 시스템에서 기지국의 좌표로서 모두 알고 있는 값이다. B 의 값은 아래의 방정식 (8)에 따라 이동 유닛과 기지국 모두를 사용하여 측정될 수 있다.
Figure 112001011666836-pct00007
φ 는 기지국 (i) 및 기지국 (j)(이들 기지국의 하나로부터의 파일럿은 기준으로 사용되고 다른 기지국으로부터의 파일럿은 기준 파일럿으로부터 위상 오프셋을 결정하기 위해 사용되는 비기준 파일럿임) 간의 파일럿 위상 오프셋이고, τ 는 이동국과 비기준 파일럿 신호에 관련된 기지국간의 라운드 트립 지연이다. 범위 (Ri, Rj) 는 두 기지국에서 다른 수단으로 측정될 수 있다. 방정식 (7) 로부터 얻은 해답이 정확한 해답이고 어떠한 근사화도 포함되어 있지 않다는 것을 주목해야 한다.
단지 두 기지국만으로부터의 범위 측정이 유용한 경우에도, 거리 (Δx, Δy) 의 결정은 연립 선형 방정식을 풀어서 달성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 방정식 (3) 은 아래의 방정식 (9) 으로 근사화되어 간략화될 수 있다.
Figure 112001011666836-pct00008
i = 1, 2 인 경우, 방정식 (9) 는 아래와 같이 표현될 수 있다.
Figure 112001011666836-pct00009
방정식 (10) 은 아래의 방정식 (11) 으로 단순한 형태로 표현될 수 있다.
Cz = D (11)
선형 방정식 (11) 의 시스템은 단지 2 개의 기지국으로부터 인프라스트럭처 측정이 주어질 경우 Δx, 및 Δy 를 결정하기 위해 z 에 관해 풀 수 있다.
단일 기지국만으로부터의 범위 측정이 유용한 경우에도, 단계 (104)에서 수행되는 모델링으로부터 이동국의 이동 (m) 의 방향을 안다면, 거리 (Δx, Δy) 의 결정이 이루어질 수 있다. 이 경우에, Δx, 및 Δy 값은 아래의 방정식 (12) 및 (13) 을 풀어서 결정될 수 있다.
Figure 112001011666836-pct00010
Δy = m Δx (13)
일단 시스템이 이동국의 초기 위치를 결정하면 (단계 102), 이동국이 이동하고 있는 거리나 고속도로 및 도로나 고속도로의 경사 (m) 나 각 배향을 결정하기 위해 컴퓨터 매핑을 사용하는 것이 가능하기 때문에, 방정식 (12) 및 (13) 의 해는 Δx, 및 Δy 를 구하는 실질적인 방법을 나타낸다. 벡터 (R1 - R01) 의 부호는 이동국의 이동 방향을 결정하기 위해 사용된다. 방정식 (12) 및 (13) 을 풀면 다음과 같다.
Figure 112001011666836-pct00011
Figure 112001011666836-pct00012
통상적으로, 위치 갱신은 인프라스트럭처 측 (예를 들면, 기지국, 기지국 제어기, 또는 기타 제어 센터) 에서 이루어진다. 게다가, 다음의 정보가 시스템 인프라스트럭처에 의해 이동국에 송신된다면, Δx, 및 Δy 의 결정 및 이동국의 위치 갱신도 역시 이동국에서 이루어질 수 있다; (ⅰ) 제 1 기지국의 위치 x1, y1, (ⅱ) 단계 (102) 로부터의 이동국의 초기 위치 x0, y0, (ⅲ) 이동국이 이동하고 있는 거리의 경사나 배향 (m), 및 (ⅳ) 거리 R1.
다시 도 1 을 참조하면, Δx, 및 Δy 의 개별적 값이 계산된 후, 단계 (118)에서 인프라스트럭처 측정을 하고 각 세트의 측정에서 Δx, 및 Δy 의 값을 계산하는 (단계 (112) 내지 단계 (116)) 프로세스는 타이머가 종료될 까지 시간 주기에 걸쳐 반복된다. 복수의 연속적으로 계산된 Δx, 및 Δy 값은 타이머가 활성화되어 있는 주기동안에 생성된 후, 단계 (120) 에서 이 값들을 평균한다. 바람직한 실시예에서, 별개의 Δx, 및 Δy 값은 20 ms 마다 계산된 후, 이 값들은 단계 (112) 내지 단계 (116)를 사용하여 계산된 개별적인 Δx, 및 Δy 값을 필터링하기 위해 1 초의 주기 (즉, 단계 (118) 에서 사용되는 타이머 주기) 에 걸쳐 평균된다.
단계 (122) 에서, 단계 (120) 으로부터의 평균된 Δx, 및 Δy 값이 문턱값과 비교된다. 단계 (122) 에서 문턱값의 목적은 단계 (112 내지 116) 에서 인프라스트럭처만을 사용하여 행해진 위치 측정이, 이동국의 위치가 마지막으로 갱신된 이후 이동국의 큰 위치 변화가 존재했는를 나타내는지 여부를 추정하기 위한 것이다. 이 추정이 큰 변화를 나타낸다면, 시스템은 단계 (120) 에서 평균된 Δx, 및 Δy 가 너무 부정확하고 갱신 프로세스는 시스템이 새로운 GPS 측정을 필요로 할 정도로 열하되었다고 결론 내린다. 이 경우에, 시스템은 단계 (102) 로 돌아가고 프로세스는 GPS 시스템을 사용하여 새로운 매우 정확한 초기 위치를 결정함으로써 다시 시작한다. 단계 (124) 에서 사용되는 문턱값은 디자인 선택의 문제이고 시스템 디자이너가 GPS 측정을 사용하여 현 위치를 매우 신뢰할 만한 값으로 대체하기 전에 이동국의 위치에서 부정확을 감수하는 한계를 나타낸다.
가령 평균된 Δx, 및 Δy 값이 이동국의 최근 위치가 주어지면 이동국이 이동하고 있을 가능성이 낮은 도로에 이동국을 위치시키는 지 여부를 결정하기 위해, 단계 (124) 에서, 단계 (120) 에서 평균된 Δx, 및 Δy 값이 단계 (104) 에서 이동국의 모델링된 위치와 비교된다. 다시, 단계 (124) 의 목적은 단계 (104) 에서의 맵 정보와 모델링 정보에 근거하여, 단계 (112 내지 116) 에서 인프라스트럭처만을 사용하여 행해진 위치 측정이 이동국의 위치의 갱신에 사용하기에는 너무 부정확한가 여부를 추정하는 것이다. 너무 부정확하다고 추정되면, 시스템은 단계 (102) 로 돌아가고, 프로세스는 GPS 시스템을 사용하여 매우 정확한 초기 위치를 결정함으로써 다시 시작한다.
다음으로, 단계 (126) 에서 시스템은 추가의 타이머의 종료 여부를 결정하기 위해 체크한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 인프라스트럭처 측정만을 사용한 이동국을 위치 갱신은 많아야 소정 시간동안 계속되고, 그 후 시스템은 단계 (102) 로 돌아가고 프로세스는 GPS 시스템을 사용하여 매우 정확한 초기 위치를 결정함으로써 다시 시작한다. 일 실시예에서, 이 타이머는 약 3 분으로 설정될 수 있다. 그러나, 타이머의 한계는 디자인 선택의 문제이고 시스템 디자이너가 GPS 시스템을 사용하여 새롭고 매우 신뢰할 만한 값으로 위치 측정을 대체하기 전에 이동국의 위치 측정이 나빠지도록 허용하는 한계를 나타낸다.
마지막으로, 단계 (128) 에서, 단계 (120) 에서 평균된 Δx, 및 Δy 값이 단계 (122) 내지 단계 (126) 에서 거부되지 않는다면, 단계 (120) 에서 평균된 Δx, 및 Δy 값은 이동국의 이전 위치를 갱신하기 위해 사용되고, 그 후 프로세스는 단계 (128) 로부터 반복된다.
방법 (100) 의 바람직한 실시예에서, 이동 유닛의 수신기 (도 3 에 도시된 아날로그 수신기 (334)) 는, 단계 (102) 에서 GPS 시스템으로부터 위치 측정을 하기 위해 음성이나 데이터 (예를 들어, 인터넷이나 팩스) 트래픽과 관련된 주파수에서 GPS 시스템에 관련된 주파수로 일시적으로 전환되는 것이 바람직하다. GPS 측정을 하고 난 후, 이동 유닛의 수신기는 다시 GPS 에 관련된 주파수에서 음성이나 데이터 트래픽에 관련된 주파수로 즉시 조정된다. 따라서, 이러한 추가의 단계동안에 시스템 인프라스트럭처를 사용한 측정만이 초기 위치를 갱신하기 위해 사용되기 때문에, 나머지 위치 갱신 프로세스 (즉, 단계 (104) 내지 단계 (128)) 동안 이동 유닛의 수신기는 음성이나 데이터 트래픽 주파수에 조정되어 있다.
도 3 을 참조하면, 본 발명의 위치 추적 시스템을 구현하기 위해 사용되는 예시적인 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 이동국 (300) 의 구성요소를 도시한 블록 다이어그램이 있다. 이동국은 디플렉서 (332) 를 통해 아날로그 수신기 (334) 와 전송 전력 증폭기 (336) 에 연결되는 안테나 시스템 (330) 을 포함한다. 안테나 시스템 (330) 및 디플렉서 (332) 는 표준 디자인이고 하나 이상의 안테나를 통해 동시에 수신과 전송을 할 수 있게 한다. 안테나 시스템 (330) 은 선택적으로 음성 트래픽용 안테나 하나와 GPS 신호 수신용의 별개의 안테나를 포함한다. 안테나 시스템 (330) 은 하나 이상의 기지국 및 GPS 시스템에서 이동국에 전송된 신호를 수집하여, 디플렉서 (332)를 통해 아날로그 수신기 (334) 로 신호를 제공한다. 또한, 수신기 (334) 에는 아날로그 디지털 컨버터 (도시되지 않음) 가 제공된다. 수신기 (334) 는 디플렉서 (332)에서 RF 신호를 수신하여, 신호를 증폭하고 주파수 다운컨버팅하고, 디지털 데이터 수신기 (340, 342) 와 탐색 수신기 (344) 에 디지털 출력 신호를 제공한다. 도 3 의 실시예에서 2 개의 디지털 데이터 수신기가 도시되어 있지만, 저성능 이동국은 하나의 디지털 데이터 수신기만을 가질 수도 있고, 고성능 이동국은 다이버시티 수신을 허용하기 위해 2 이상의 디지털 데이터 수신기를 가질 수 있다. 디지털 데이터 수신기 (340, 342) 의 출력은, 디지털 데이터 수신기 (340, 342) 로부터 수신된 2 개의 데이터 스트림을 시간 조정하여 이 스트림을 함께 더하고 결과를 복조하는 다이버시티 및 결합기 회로 (348) 에 제공된다. 디지털 데이터 수신기 (340, 342), 탐색 수신기(344), 및 다이버시티 결합기 및 디코더 회로 (348) 의 동작에 관한 상세한 설명은, 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Providing A Soft Handoff In Communications In A CDMA Cellular Telephone System" 이고, 본 발명의 양수인에게 양도되며, 본출원에서 참조로 포함하는 미국 특허번호 제 5,101,501 호에 기술되어 있다.
출력 신호는 디코더 (348) 에서 제어 프로세서 (346) 로 제공된다. 디코더로부터의 출력 신호는 예를 들어, 위치 측정을 위해 사용될 기지국으로부터의 임의의 파일럿 신호, GPS 시스템으로부터 수신된 타이밍 신호, 및 기지국에서 이동 유닛으로 송신되는 기지국 위치 정보 및 모델링 정보와 같은 다른 정보를 포함할 것이다. 이러한 정보에 응하여, 제어 프로세서 (346) 는 방법 (100) 에 따라 이동국의 위치를 결정하고 갱신을 시도한다. 방법 (100) 의 모든 단계 (단계 (104) 제외) 는 이들 단계중 많은 단계가 시스템 인프라스트럭처에서 대안적으로 구현될 수 있다는 것을 해당 분야의 당업자라면 이해할 것이지만, 바람직하게는 제어 프로세서 (346) 상의 소프트웨어에서 구현된다. 전술한 입력에 응하여, 제어 프로세서 (346) 는 전송 변조기 (338) 에 신호를 송신하고, 전송 변조기 (338) 는 적당한 기지국으로의 전송을 위해 확산 스펙트럼 변조에 따라 제어 프로세서 (346)에서 생성되는 제어 메시지를 변조한다. 제어 메시지는 예를 들어, 방법 (100) 을 이용하여 결정되는 이동국의 현재 갱신된 위치를 포함할 수 있다.
이제 도 4 를 참조하면, 본 발명의 위치 추적 시스템을 구현하기 위해 사용되는 예시적인 CDMA 기지국 (400) 의 구성요소의 블록 다이어그램을 도시하고 있다. 기지국에서, 각각이 다이버시티 수신을 위한 별개의 안테나와 아날로그 수신기를 갖는 두 개의 수신기 시스템이 이용된다. 각 수신기 시스템에서, 신호들은 신호가 다이버시티 결합 프로세스를 거칠 때까지 동일하게 처리된다. 점선 내의 구성요소는 기지국과 하나의 이동국간의 통신에 해당하는 구성요소에 해당한다. 도 4 를 참조하면, 제 1 수신기 시스템은 안테나 (460), 아날로그 수신기 (462), 탐색기 수신기 (464), 및 디지털 데이터 수신기 (466, 468) 로 구성되어 있다. 제 2 수신기 시스템은 안테나 (470), 아날로그 수신기 (472), 탐색기 수신기 (474), 및 디지털 데이터 수신기 (476) 로 구성되어 있다. 셀-사이트 제어 프로세서 (478) 는 신호 처리와 제어에 사용된다. 다른 요소들 중에서도, 셀-사이트 제어 프로세서 (478) 는 본 발명에서 사용되는 라운드 트립 지연을 결정하기 위해 이동국에서 수신되고 송신되는 신호를 모니터하고, 바람직하게 단계 (104) 에서 이동 위치의 모델링을 수행하기 위해 사용된다. 또한, 셀-사이트 제어 프로세서 (478) 는 기지국이 라운드 트립 지연 측정 및 이동국에서 이동국으로의 궤적의 배향과 같은 모델링 정보를 송신하도록 한다. 마지막으로, 여기에서 기술되는 위치 갱신 프로세스는 셀-사이트 제어 프로세서 (478) 에서 역시 수행될 수 있다.
두 개의 수신기 시스템 모두는 다이버시티 결합기 및 디코더 회로 (480) 에 결합된다. 디지털 링크 (482) 는 제어 프로세서 (478) 의 제어하에서 기지국 제어기나 데이터 라우터로/로부터 신호를 통신하기 위해 사용된다. 안테나 (460) 에서 수신된 신호는 이동국 아날로그 수신기와 관련하여 설명한 것과 동일한 프로세스에서 신호를 증폭하고, 주파수 변환하고 디지털화하는 아날로그 수신기 (462) 에 제공된다. 아날로그 수신기 (462) 에서의 출력은 디지털 데이터 수신기 (466, 468) 및 탐색기 수신기 (464) 에 제공된다. 제 2 수신기 시스템 (즉, 아날로그 수신기 (472), 탐색기 수신기 (474) 및 디지털 데이터 수신기 (476)) 은 제 1 수신기 시스템에서와 유사한 방법으로 수신된 신호를 처리한다. 디지털 데이터 수신기 (466, 476) 의 출력은 디코딩 알고리즘에 따라 신호를 처리하는 다이버시티 결합기 및 디코더 회로 (480) 에 제공된다. 제 1 및 제 2 수신기 시스템과 다이버시티 결합기 및 디코더 회로 (480) 의 동작에 관한 자세한 내용은, 발명의 명칭이 "Method and Apparatus for Providing A Soft Handoff In Communications In A CDMA Cellular Telephone System" 이고, 본출원에서 참조로 포함하는 미국 특허번호 제 5,101,501 호에 기술되어 있다. 이동국으로 전송하기 위한 신호는 프로세서 (478)의 제어하에 전송 변조기 (484) 에 제공된다. 전송 변조기 (484) 는 의도하는 수신 이동국에 전송하기 위해 신호를 변조한다.
본 발명이 시스템에서 이동국과 기지국간에 신호를 전송하기 위해 CDMA 변조방식을 사용하는 이동 무선 통신 시스템에 관련하여 기술되었지만, 당해 분야의 당업자는 본 발명이 시스템에서 이동국과 기지국간에 신호를 전송하기 위해 가령 TDMA 변조와 같은 다른 변조를 사용하는 이동 무선 통신 시스템에서 응용될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 실시예는 당해 분야의 당업자가 본 발명을 이용 또는 제조할 수 있도록 제공되고 있다. 전술한 실시예에 다양한 변형이 당업자에게는 명백할 것이고, 여기에서 정의된 일반적 원리는 발명적 노력 없이 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 도시된 방법과 장치에 제한되지 않고 하기 청구항의 범위와 일치하는 한 가장 넓은 의미로 인정되어야 한다.

Claims (22)

  1. 이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 방법으로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 방법은,
    (A) 상기 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하는 단계;
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호 및 제 2 신호를 사용하여 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정을 계산하는 단계;
    (C) 상기 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정으로써 상기 이동 유닛의 상기 초기 위치 및 현 위치간의 위치 차이를 추정하는 단계로서, 상기 이동 유닛과 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 범위 측정만이 상기 추정을 수행하는데 사용되는, 추정 단계;
    (D) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 단계 (C)에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 제 1 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하는 단계;
    (E) 상기 단계 (C) 에서 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하고 상기 단계 (B) 내지 (D)를 반복하는 단계; 및
    (F) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 단계 (A) 내지 (D) 를 반복하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (A) 는
    (A)(1) 상기 이동 유닛 내의 수신기를 지구 궤도 위성에 관련된 주파수로 조정하는 단계;
    (A)(2) 상기 이동 유닛 내의 상기 수신기가 상기 지구 궤도 위성에 관련된 주파수로 조정된 동안, 상기 지구 궤도 위성으로부터의 신호를 사용하여 위치 측정을 하는 단계;
    (A)(3) 상기 단계 (A)(2) 후, 상기 지구 궤도 위성에 관련된 주파수에서 상기 음성 또는 데이터 트래픽에 관련된 주파수로 이동 유닛의 수신기를 조정하는 단계; 및
    (A)(4) 상기 단계 (A)(2)에서 행해진 상기 위치 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 상기 초기 위치를 계산하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계 (A)(1) 는 상기 음성 또는 데이터 트래픽에 관련된 주파수에서 상기 지구 궤도 위성에 관련된 주파수로 상기 이동 유닛 내의 수신기를 조정하는 단계를 포함하는 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단계 (B) 내지 (E) 는 상기 이동 유닛 내의 수신기가 상기 음성 또는 데이터 트래픽에 관련된 주파수로 조정된 동안에 수행되는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계 (A)(4) 는 상기 단계 (A)(2)에서 행해진 상기 위치 측정 및, 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 추가의 위치 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계 (B)에서 결정된 상기 제 1 범위 측정은 상기 이동 유닛과, 상기 인프라스트럭처에 관한 제 1 기지국 안테나간의 상기 제 1 신호의 전송에 관한 라운드 트립 지연에 근거하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계 (B)에서 결정된 상기 제 2 범위 측정은 상기 이동 유닛과, 상기 인프라스트럭처에 관한 제 2 기지국 안테나간의 상기 제 2 신호의 전송에 관한 라운드 트립 지연에 근거하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계 (B)에서 결정된 상기 제 1 범위 측정은 상기 이동 유닛과, 상기 인프라스트럭처에 관한 제 1 기지국 안테나간의 파일럿 신호의 전송에 관한 위상 오프셋에 근거하고,
    상기 단계 (B)에서 결정된 상기 제 2 범위 측정은 상기 이동 유닛과, 상기 인프라스트럭처에 관한 제 2 기지국 안테나간의 파일럿 신호의 전송에 관한 위상 오프셋에 근거하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계 (B) 는 상기 이동 유닛과 인프라스트럭처간에 전송된 제 3 신호를 사용하여 제 3 범위 측정을 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 단계 (C) 에서의 추정은 상기 제 1, 제 2, 및 제 3 범위 측정을 사용하여 수행되는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계 (A) 는
    (A)(5) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행한 범위 측정만을 사용하여 상기 이동 유닛의 위치를 결정하는 단계;
    (A)(6) 상기 단계 (A)(5)에서 결정된 상기 이동 유닛의 위치를 나타내는 값에서 상기 단계 (A)(4)에서 결정된 상기 초기 위치를 나타내는 값을 감산하여 결정된 복수의 교정값을 결정하여, 상기 단계 (A)(4)에서 결정된 상기 초기 위치를 교정하는 단계를 더 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 단계 (A) 는
    (A)(7) 상기 교정값을 제 2 문턱값과 비교하여, 상기 교정값이 상기 제 2 문턱값을 초과하는 경우, 상기 교정값이 상기 제 2 문턱값을 초과하지 않을 때까지 상기 단계 (A)(1) 내지 단계 (A)(6)를 반복하는 단계를 더 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 단계 (B) 는 상기 교정값에 따라 상기 제 1 및 제 2 범위 측정을 조절하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 단계 (C) 는, 각각이 상기 단계 (B)에 따라 행해진 다른 세트의 상기 제 1 및 제 2 범위 측정을 사용하여 결정되는 복수의 차이값 (interim difference value) 을 평균하여, 상기 위치 차이값을 결정하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (D) 는, 상기 단계 (C)에서 추정된 상기 위치 차이를 나타내는 값을 제 1 문턱값과 비교하여 상기 정확도의 값을 결정하고, 상기 단계 (C)에서 추정된 상기 위치 차이를 나타내는 값이 상기 제 1 문턱값보다 작으면, 상기 단계 (C)에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 것으로 결정하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (D) 에서의 정확도의 값은 현재 타이머 값에 해당하고, 상기 단계 (D)에서 상기 현재 타이머 값을 타임 아웃 문턱값과 비교하여 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  16. 이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 방법으로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 방법은,
    (A) 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하고 상기 이동 유닛과 관련된 방향 및 속도값을 결정하는 단계;
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호를 사용하여 제 1 범위 측정을 계산하는 단계;
    (C) 상기 제 1 범위 측정과 방향 및 속도 값으로써 상기 이동 유닛의 상기 초기 위치 및 현 위치간의 위치 차이를 추정하는 단계로서, 상기 방향 및 속도 값 및, 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 하나 이상의 범위 측정만이 상기 추정을 수행하는데 사용되는, 추정 단계;
    (D) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 제 1 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하는 단계;
    (E) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하고, 상기 단계 (B) 내지 (D) 를 반복하는 단계; 및
    (F) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 단계 (A) 내지 (D) 를 반복하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  17. 이동 무선 통신 시스템에서 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 방법으로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 방법은,
    (A) 3 이상의 상이한 지상 기지국으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하는 단계;
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호 및 제 2 신호를 사용하여 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정을 계산하는 단계;
    (C) 상기 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정으로써 상기 이동 유닛의 상기 초기 위치 및 현 위치간의 위치 차이를 추정하는 단계로서, 상기 이동 유닛과 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 범위 측정만이 상기 추정을 수행하는데 사용되는, 추정 단계;
    (D) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 제 1 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하는 단계;
    (E) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하고 상기 단계 (B) 내지 (D) 를 반복하는 단계; 및
    (F) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 단계 (A) 내지 (D)를 반복하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  18. 이동 무선 통신 시스템에서 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 방법으로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 방법은,
    (A) 3 이상의 상이한 지상 기지국으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하고 상기 이동 유닛과 관련된 방향 및 속도 값을 결정하는 단계;
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호를 사용하여 제 1 범위 측정을 계산하는 단계;
    (C) 상기 제 1 범위 측정과 상기 방향 및 속도 값으로써 상기 이동 유닛의 상기 초기 위치 및 현 위치간의 위치 차이를 추정하는 단계로서, 상기 방향 및 속도 값 및, 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 하나 이상의 범위 측정만이 상기 추정을 수행하는데 사용되는, 추정 단계;
    (D) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 제 1 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하는 단계;
    (E) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하고 상기 단계 (B) 내지 (D) 를 반복하는 단계; 및
    (F) 상기 단계 (C) 에서 추정된 상기 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 단계 (A) 내지 (D) 를 반복하는 단계를 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 방법.
  19. 이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 장치로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 추적하는 장치는,
    (A) 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하는 제어기; 및
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하는 하나 이상의 수신기를 포함하고,
    (C) 상기 제어기는 상기 제 1 신호 및 제 2 신호를 사용하여 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정을 계산한 후 상기 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 상기 초기 위치와 현 위치간의 위치 차이를 추정하며, 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 범위 측정만이 상기 제어기에 의해 사용되어 상기 위치 차이를 추정하고;
    (D) 상기 제어기는 상기 추정된 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 추정된 현재 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하며;
    (E) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 제어기는 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하고;
    (F) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 제어기는 상기 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 새로운 초기 위치를 결정하는, 이동 유닛의 위치 추적 장치.
  20. 이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 장치로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 추적하는 장치는,
    (A) 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하는 수단;
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호 및 제 2 신호를 수신하는 수단;
    (C) 상기 제 1 신호 및 제 2 신호를 사용하여 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정을 계산한 후 상기 제 1 범위 측정 및 제 2 범위 측정을 사용하여 상기 이동유닛의 상기 초기 위치와 현 위치간의 위치 차이를 추정하는 수단으로서, 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 범위 측정만이 상기 위치 차이를 추정하는데 사용되는, 수단;
    (D) 상기 추정된 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하는 수단;
    (E) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하는 수단; 및
    (F) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 새로운 초기 위치를 결정하는 수단을 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 장치.
  21. 이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 장치로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 추적하는 장치는,
    (A) 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하고 상기 이동 유닛에 관련된 방향 및 속도 값을 결정하는 제어기; 및
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호를 수신하는 수신기를 포함하고,
    (C) 상기 제어기는 상기 제 1 신호를 사용하여 제 1 범위 측정을 계산한 후 상기 제 1 범위 측정 및 상기 방향 및 속도 값을 사용하여 상기 이동 유닛의 상기 초기 위치와 현 위치간의 위치 차이를 추정하며, 상기 방향 및 속도 값 및, 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 하나 이상의 범위 측정만이 제어기에 의해 사용되어 상기 위치 차이를 추정하고;
    (D) 상기 제어기는 상기 추정된 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 추정된 현재 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하고;
    (E) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 제어기는 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하고;
    (F) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 제어기는 상기 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 새로운 초기 위치를 결정하는, 이동 유닛의 위치 추적 장치.
  22. 이동 무선 통신 시스템에서 지구 궤도 위성으로부터의 정보 및 상기 시스템의 인프라스트럭처로부터 수신된 정보를 사용하여 이동 유닛의 위치를 추적하는 장치로서,
    상기 인프라스트럭처는 상기 이동 유닛으로/으로부터 음성 또는 데이터 트래픽을 전송 및 수신하는 것과 관련된 장치로 구성되며, 상기 추적하는 장치는,
    (A) 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 초기 위치를 계산하고 상기 이동 유닛과 관련된 방향 및 속도 값을 결정하는 수단;
    (B) 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 제 1 신호를 수신하는 수단;
    (C) 상기 제 1 신호를 사용하여 상기 제 1 범위 측정을 계산한 후 상기 방향 및 속도 값과 제 1 범위 측정을 사용하여 상기 이동유닛의 상기 초기 위치와 현 위치간의 위치 차이를 추정하는 수단으로서, 상기 방향 및 속도 값 및, 상기 이동 유닛과 상기 인프라스트럭처간에 전송된 신호로부터 행해진 하나 이상의 범위 측정만이 상기 위치 차이를 추정하는데 사용되는, 수단;
    (D) 상기 추정된 위치 차이와 관련된 정확도의 값을 결정하고, 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는지 여부를 결정하기 위해 문턱값과 상기 정확도의 값을 비교하는 수단;
    (E) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖는 경우, 상기 위치 차이를 사용하여 상기 초기 위치를 갱신하는 수단; 및
    (F) 상기 추정된 위치 차이가 수용 가능한 정확도를 갖지 않는 경우, 상기 지구 궤도 위성으로부터의 측정을 사용하여 상기 이동 유닛의 새로운 초기 위치를 결정하는 수단을 포함하는, 이동 유닛의 위치 추적 장치.
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