KR100999480B1 - 알티티 값을 이용한 유이 위치 예측 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 RTT 값을 이용한 UE 위치 예측 방법에 관한 것으로, 특히 UE가 소프트 핸드오버에 있는 경우에 관련 기지국과 UE 간의 각 RTT 값과 기지국간의 거리를 이용하여 더욱 정확한 UE의 위치를 예측 가능하게 하는 RTT값을 이용한 UE 위치 예측 방법에 관한 것이다.

상기와 같이 제안된 본 발명인 RTT 값을 이용한 UE 위치 예측 방법을 이루는 구성수단은, CN(Core Network)이 SRNC(Serving RNC)에게 UE(User Equipment)의 위치 확인을 요청하는 단계와; 상기 위치 확인 요청을 받은 SRNC가 UE의 셀 ID를 결정하고, UE가 소프트 핸드오버에 있는지 판단하는 단계와; 상기 판단 결과 소프트 핸드오버에 있지 않는 경우에는 한 개의 기지국에게 RTT(Round Trip Time) 측정값을 요청하고, 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 관련된 모든 기지국에게 RTT 측정값을 요청하는 단계와; 상기 요청을 받은 각 기지국들이 RTT 값을 측정하여 이를 SRNC에게 전달하는 단계와; 상기 전달받은 RTT 값과 특정 데이터 값을 가지고 SRNC가 UE의 위치를 예측하여 CN에게 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Cell ID Based Method, RTT

Description

알티티 값을 이용한 유이 위치 예측 방법{A METHOD FOR ESTIMATING POSITION OF THE UE USED RTT VALUE}

도 1은 종래의 UE 위치 예측 방법에 관한 절차도이다.

도 2는 종래의 방법에 의한 UE 위치 예측 범위를 보여주는 이해도이다.

도 3은 본 발명에 의한 UE 위치 예측 방법에 관한 절차도이다.

도 4는 본 발명에 의한 UE 위치 예측 범위를 보여주는 이해도이다.

본 발명은 RTT 값을 이용한 UE 위치 예측 방법에 관한 것으로, 특히 UE가 소트프 핸드오버에 있는 경우에 관련 기지국과 UE 간의 각 RTT 값과 기지국간의 거리를 이용하여 더욱 정확한 UE의 위치를 예측 가능하게 하는 RTT값을 이용한 UE 위치 예측 방법에 관한 것이다.

종래의 UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)에서 제공하는 표준 UE(User Equipment, 이하 "UE"라 함) 위치 예측 방법에는 크게 세 가지가 있다.

첫째, 셀(Cell) ID에 근거한 방법으로서, CN(Core Network:핵심망, 이하 "CN"이라 함)으로부터 LCS(LoCation Services:위치 서비스 , 이하 "LCS"라 함) 요청(UE가 어디에 위치하고 있는지를 알기 위해서 내리는 명령)이 내려올 때, SRNC(Serving RNC, 이하 "SRNC"라 함)(CN보다 작은 규모이지만 기지국을 관할함)는 UE 위치 예측의 기본 자료인 UE가 속해있는 셀 ID를 찾아낸다. 셀 ID를 알아내면 UE가 위치하고 있는 영역은 RTT(Round Trip Time, 이하 "RTT"라 함) 측정값을 이용하여 UE가 위치하고 있는 영역을 알아낼 수 있다.

상기 RTT 측정값은 기지국으로부터 사용자 또는 단말기(UE)가 위치한 지역을 거쳐서 다시 기지국으로 되돌아오는데 걸리는 시간(RTT 측정 값)을 거리로 환산하고, 이 환산된 거리 값을 다시 절반으로 나누면, 기지국으로부터 단말기(UE)까지 거리를 알아 낼 수 있다.

둘째, OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) 위치 예측 방법은 경도 및 위도를 기반으로 UE의 위치를 정밀한 좌표로 표시 할 수 있는 방법으로서, "SFN-SFN observed time difference"를 기초로 하여 위치를 예측하는데, 이 차이 값들은 이미 알려져 있는 지리적 위치와 관련된 정보와 실제 downlink signals의 RTD(Real Time Defference)와 병행하여 UE의 위치를 예측하는데 이용한다. UE와 한 기지국 사이의 OTDOA 측정값을 쌍곡선을 이루며, UE 위치로 예측되는 영역은 각 기지국으로부터 UE사이의 OTDOA 측정값들의 교차점이 된다. UE 위치 예측의 정확도를 높이기 위해 RTT나 RX Timing Deviation 값을 참조하기도 한다.

셋째, Network-assisted GPS 위치 예측 방법으로서, CN에서 위치 예측 요청이 내려오면, UTRAN내에 있는 UE 위치 엔터티와 CN 사이의 중간 매개체인 SRNC는 UE 위치 예측 가능성을 고려한다. UE 위치 예측 가능성을 고려하여 네트워크는 UE에게 GPS 레퍼런스 타임, 인공위성 lds, 도플러 주파수 등의 GPS어시스턴스(Assistance) 정보를 보낸다. 이와 같은 Network-assisted GPS 위치 예측 방법에는 UE-assisted 방법과 UE-based 방법이 있는데, UE-assisted 방법에서는 SRNC가 UE에게 어시스턴스 메시지를 보내기 이전에 LMU(위치 측정 매개체) 업데이트와 one-way propagation 지연 보상을 위하여 RTT 측정을 요구하기도 한다. UE가 GPS 측정 요청(GPS 어시스턴스 데이터)을 받게되면 UE는 SRNC에게 GPS 인공위성 pseudorange나 기타 정보(SFN-SFN Observed Time Difference 측정치, Rx-Tx time difference)를 보고하고 UE 위치 예측은 네트웍에서 계산한다. UE-based 방법에서는 UE가 위치 값을 예측하여 SRNC로 보고하고 마지막으로 SRNC는 CN으로 위치 예측 값을 전달한다.

상기와 같은 세 가지의 위치 예측 방법에는 상호간에 장단점이 있는데, 간단히 살펴보면 둘째 및 셋째 방법에 의한 UE 위치 예측 방법은 첫째 방법인 셀 ID에 근거한 위치 예측 방법보다 더 정확한 위치를 예측할 수 있다. 그러나 둘째 방법에 의한 위치 예측은 UE가 직접 "SFN-SFN observed time difference"를 측정할 수 있어야 하는 부담이 있고, 셋째 방법에 의한 위치 예측은 UTRAN과 UE에서 GPS 리시버(수신기)가 추가적으로 필요로 하는 부담이 있다.

따라서, 첫째 방법인 셀 ID를 근거한 위치 예측 방법이 별도의 추가적인 장치가 필요 없고 RTT 측정 값 만으로 UE의 위치를 예측할 수 있어, 상기 두 가지 방법보다 정확도가 떨어지더라도 상반적인 장점이 있다.

도 1은 상기 세 가지 UE 위치 예측 방법 중에 첫 번째인 셀 ID를 근거로 한 UE 위치 예측 방법에 관한 절차도인데, 이를 참조하여 종래의 셀 ID 근거 UE 위치 예측 방법에 관해 상세히 설명한다.

먼저 CN이 단말기나 사용자의 위치를 파악하기 위하여 SRNC에게 UE의 위치 가 어디인지를 확인하라는 위치 확인을 요청을 한다(S1). 그러면, 위치 확인 요청을 받은 SRNC는 위치 확인을 요청받은 UE의 현재 셀 ID가 어떻게 되는지 결정을 한다(S2). 이와 같이 먼저 셀 ID가 결정이 되어야지 UE의 개략적인 위치를 확인할 수 있기 때문에 반드시 UE 위치 확인 요청이 있는 경우에는 셀 ID 결정이 선행되어야 한다.

상기 SRNC가 UE의 셀 ID를 결정한 후에는 더 정확한 위치를 예측하기 위하여 UE가 위치한 셀 안에 있는 기지국에게 RTT 값을 요청한다(S3). RTT 값은 특정 기지국으로부터 UE를 거쳐 다시 기지국으로 되돌아오는데 걸리는 시간을 말하는 것으로, 이 값이 측정되면 RTT 값을 거리로 환산하여 이를 절반으로 나누면 특정 기지국에서 UE 까지 거리를 알 수 있는 것이다.

상기 기지국에 의해 UE의 RTT 값을 전달받은 SRNC는 상기 RTT 측정값을 가지고 거리로 환산하여 특정 UE가 어디에 위치하고 있는지에 대한 정보를 CN에게 전송을 한다(S4).

도 2는 상기와 같이 RTT 값을 이용하여 UE의 위치를 예측한 경우, UE의 위치로 예측할 수 있는 영역의 범위를 보여주는 것인데, 도면에서 보여주는 것처럼 빗금친 BCDE 영역이 바로 UE가 위치하는 것으로 예측할 수 있는 범위가 되는 것이다.

즉, 종래의 UE 위치 예측 방법 중에 셀 ID에 근거한 위치 예측 방법에 의할 때는 UE가 하나의 섹터 내 영역에 있다는 정보만을 얻을 수 있어, 좀 더 정확한 위치를 알기는 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 UE 위치 예측 방법 중에 셀 ID를 근거로 한 UE 위치 예측 방법에서 발생하는 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 위치 예측이 필요로 하는 UE가 소프트 핸드오버에 있는 경우에 해당하는지 판단하여, 소프트 핸드오버에 해당하는 경우에는 관련 기지국에게 RTT 측정값을 요청하고, 미리 알려진 기지국간의 거리를 자료로 하여 좀 더 정확한 UE 위치를 예측이 가능하게 하는 RTT 값을 이용한 UE 위치 예측 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 RTT 값을 이용한 UE 위치 예측 방법을 이루는 구성수단은,

CN(Core Network)이 SRNC(Serving RNC)에게 UE(User Equipment)의 위치 확인을 요청하는 단계와;

상기 위치 확인 요청을 받은 SRNC가 UE의 셀 ID를 결정하고, UE가 소프트 핸드오버에 있는지 판단하는 단계와;

상기 판단 결과 소프트 핸드오버에 있지 않는 경우에는 한 개의 기지국에게 RTT(Round Trip Time) 측정값을 요청하고, 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 관련된 모든 기지국에게 RTT 측정값을 요청하는 단계와;

상기 요청을 받은 각 기지국들이 RTT 값을 측정하여 이를 SRNC에게 전달하는 단계와;

상기 전달받은 RTT 값과 특정 데이터 값을 가지고 SRNC가 UE의 위치를 예측하여 CN에게 전송하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하고,

상기 SRNC가 UE의 셀 ID를 결정함에 있어서, SRNC가 UE에 대한 셀 ID를 모른 경우에는 CN에 의한 페이징(paging) 절차로 셀 ID를 알아낼 수 있는 것을 특징으로 하고,

상기 소프트 핸드오버인 경우에, 상기 SRNC가 UE의 위치를 예측하는 단계는, 각 기지국으로 부터 전달받은 RTT 값들과 이미 알려져 있는 기지국간 거리를 삼각형의 세변으로 한 코사인 제 2법칙을 이용하여 UE의 위치를 예측하는 것을 특징으로 하며, 상기 소프트 핸드오버인 경우, 관련된 기지국들이 많을 수록 더 정확한 UE의 위치를 예측할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 RTT를 이용한 UE 위치 예측 방법에 관한 작용과 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명에 의한 UE 위치 예측 방법에 관한 절차도이고, 도 4는 본 발명에 의한 UE 위치 예측 범위를 보여주는 이해도이다.

먼저, 특정 기지국 셀 내의 특정 섹터에 위치에 있는 UE의 위치를 확인하기 위하여 CN(Core Network:핵심망, 이하 "CN"이라 함)이 SRNC(Serving RNC, 이하 "SRNC"라 함)에게 UE(User Equipment, 이하 "UE'라 함)의 현재 위치를 확인하라는 요청을 한다(S10). 상기 SRNC는 RNC(Radio Network Controller, 이하 "RNC"라 함)( 기지국을 관할하는 시스템으로 호처리를 위하여 필요로 하는 구성요소이다) 중 CN과 연결된 RNC를 나타내는 것으로 호처리를 위해 필요로 하는 구성요소이다.

상기 위치 확인을 요청받은 SRNC는 우선 UE의 위치를 예측하기 위한 선행 작용으로서 UE가 위치하고 있는 셀의 ID를 결정하여야 하고, 셀 ID가 결정이 된 경우에는 현재 UE가 소프트 핸드오버에 있는지 판단을 하여야 한다(S20, S30). 상기 UE 위치 확인을 요청받은 SRNC는 UE의 셀 ID를 아는 경우에는 알고 있는 셀 ID로 결정을 하고, 셀 ID를 모르는 경우에는 CN에 의한 페이징(paging) 절차로 셀 ID를 알아낼 수 있다. 이와 같은 셀 ID가 결정이 되면 개략적인 UE의 위치가 결정이 된 것이므로, 더 정확한 위치를 예측하기 위하여 다음 절차를 진행해야 한다.

상기 UE가 소프트 핸드오버인가 판단하여 소프트 핸드오버에 있지 않는 경우에는 한 개의 특정 기지국에게 RTT 측정값을 요청하고, 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 관련된 기지국에게 모두 RTT 값을 요청한다(S40, S50). 상기 RTT(Round Trip Time, 이하 "RTT"라 함)란 기지국에서 UE를 거쳐 다시 기지국으로 되돌아오는데 걸리는 시간을 의미한다. 상기에서 소프트 핸드오버가 아닌 경우에는 위치 예측 대상 UE가 포함되는 셀에는 당연히 기지국이 하나일 뿐이므로 하나의 기지국에 RTT 측정값을 요청하는 것이고, UE가 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 UE가 속해 있는 셀을 담당하는 기지국은 수 개가 될 수 있으므로 관련된 기지국에게 모두 RTT 측정값을 요청하는 것이다. 본 발명의 특징적인 사항이 바로 핸드오버인 경우 다수 개의 RTT 값을 이용하여 더 정확한 UE의 위치를 예측하는 것이다.

상기 SRNC로부터 RTT 측정을 요청받은 기지국들은 RTT 값을 측정하여 SRNC에 게 전달을 한다. 이 경우 UE가 소프트 핸드오버가 아닌 경우에는 하나의 기지국으로부터 RTT 측정값을 전달받을 것이고, 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 수 개의 관련 기지국으로부터 RTT 값을 전달받을 것이다(S60).

상기 기지국으로부터 RTT 값을 전달받은 SRNC는 사전에 이미 알고 있는 특정 데이터를 가지고 UE의 위치를 예측하여 그 결과를 CN에게 전달한다(S70). 상기 사전에 알고 있는 특정 데이터란 여러 가지가 해당 될 수 있지만 특히, UE가 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 더 정확한 위치를 예측하기 위하여 각 기지국간의 거리가 필요로 하는데, 이 기지국간의 거리는 사전에 알려진 값이고 이를 이용하여 UE의 위치의 영역의 오차를 줄일 수 있다.

상기의 전달받은 RTT 측정값을 이용하여 UE의 위치를 예측하는 방법은, 먼저 UE가 소프트 핸드오버가 아니어서 하나의 기지국으로부터 RTT 측정값을 전달받은 경우에는 전달받은 RTT 값을 거리 값으로 환산을 하여, 이를 절반으로 나누면 기지국에서 해당 UE까지의 거리를 구할 수 있다. 이와 같은 경우에는 종래의 RTT 측정값을 이용한 셀 ID에 근거한 위치 예측 방법과 동일한 방법이라 할 수 있다.

UE가 소프트 핸드오버에 있어 수 개의 기지국으로부터 RTT 값을 전달받은 경우에는 SRNC는 전달받은 RTT 측정값들에 대하여 모두 거리 값으로 환산한 다음, 이를 절반으로 나눈 값을 구한다. 그러면 각 기지국들로부터 소프트 핸드오버에 있는 UE 까지의 거리가 각각 구해진다.

상기 기지국과 UE간의 거리를 모두 구한 다음 SRNC는 사전에 이미 알려져 있는 기지국간의 거리와 상기 계산된 기지국과 UE간 거리를 변수로 하여 코사인 제 2 법칙을 이용하여 기지국간을 잇는 선분과 기지국과 UE를 잇는 선분 사이의 각도를 구한다. 그러면, UE의 위치는 기지국간의 선분에서 상기 구해진 각도만큼의 해당하는 위치(물론 기지국과 UE간의 거리에 해당하는 위치에 존재)에 존재함을 예측할 수 있다.

도 4에서는 UE가 소프트 핸드오버에 있는 경우에 있어, 수 개의 기지국으로부터 RTT 측정값을 전달받아 UE의 위치를 예측된 경우에, UE 위치 예측 영역의 범위를 보여주는 것이다.

도 4의 (a)는 UE가 두개의 기지국 내에서 소프트 핸드오버가 된 경우에 UE 위치 예측 영역의 범위를 보여주는 것으로, 두개의 RTT 측정값으로부터 SRNC는 첫 번째 기지국에서 UE까지의 거리(선분 AB 또는 선분 AD)와 두 번째 기지국에서 UE까지의 거리(선분 CB 또는 선분 CD)를 계산하고, 이미 알려져 있는 두 기지국간의 거리(선분 AC)를 가지고 코사인 제 2법칙을 이용하여

를 구한다.

즉, 기지국간을 잇는 선분과 UE와 각 기지국간을 잇는 선분으로 삼각형을 형성하고, 이에 대하여 세 선분을 알고 그 사잇각을 구하는 코사인 제 2법칙을 이용하여 기지국간을 잇는 선분과 기지국과 UE를 잇는 선분 사이의 각인

를 구할 수 있고, 이에 따라 UE의 위치는 도 4의 (a)에서 보여준 것처럼 두 영역의 빗금친 부분으로 위치 예측이 가능하다.

한편, 도 4의 (b)는 UE가 세개의 기지국 내에서 소프트 핸드오버가 된 경우에 UE의 위치 예측 영역의 범위를 보여주는 것으로, 세개의 RTT 측정값으로부터 각각 UE로부터 해당 기지국까지의 거리를 구한 다음, 이미 알려져 있는 각 기지국간 의 거리와 상기 계산된 기지국과 UE간의 거리를 세 선분으로 하여 앞에서(두 개의 기지국에 내에서 소프트 핸드오버가 일어난 경우) 설명한 방법과 동일하게 UE의 위치를 예측할 수 있다. 이 경우에는 상기 두 개의 기지국 내에서 핸드오버가 일어난 경우와 달리 UE와 세개의 기지국간의 거리를 알고 있기 때문에 도 4의 (b)에서 보여주는 것처럼 한 영역의 빗금친 부분으로 위치 예측이 가능하다.

이상에서 보여주는 것처럼 UE가 소프트 핸드오버에 있고, UE가 위치한 셀을 담당하는 관련된 기지국들이 많을 수록 더 정확한 UE의 위치를 예측할 수 있는 것이다.

상기와 같은 구성수단과 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 RTT를 이용한 UE 위치 예측 방법에 의하면, 위치 예측이 필요로 하는 UE가 핸드오버에 있는지에 따라 위치 예측 방법에 구분을 두어, 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 엑티브 SET에 있는 모든 기지국에서 UE에게 RTT 측정 요청을 하게 하여 단순 RTT 측정값에 의해 예측된 UE 위치의 영역 오차를 줄임으로써 UE 위치 예측 방법에 좀 더 향상된 정보를 제공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. CN(Core Network)이 SRNC(Serving RNC)에게 UE(User Equipment)의 위치 확인을 요청하는 단계와; 상기 위치 확인 요청을 받은 SRNC가 UE의 셀 ID를 결정하고, UE가 소프트 핸드오버에 있는지 판단하는 단계와; 판단 결과 소프트 핸드오버에 있지 않은 경우에는 하나의 기지국에 RTT 측정값을 요청하는 단계와; 판단 결과 소프트 핸드오버에 있는 경우에는 관련된 모든 기지국에게 RTT 측정값을 요청하는 단계와; 요청 받은 각 기지국이 RTT 값을 측정하여 이를 SRNC에게 전달하는 단계와; 각 기지국으로부터 전달받은 RTT 값과 기지국간의 거리 데이터 값을 가지고 SRNC가 UE의 위치를 예측하여 CN에게 전송하는 단계;를 포함하여 이루어지며,

   상기 SRNC가 UE의 셀 ID를 결정함에 있어서, SRNC가 UE에 대한 셀 ID를 모른 경우에는 CN에 의한 페이징(paging) 절차로 셀 ID를 알아낼 수 있는 것을 특징으로 하고,

   UE가 소프트 핸드오버에 있는 것으로 판단된 경우에, 상기 SRNC가 UE의 위치를 예측하는 단계는, 각 기지국으로부터 전달받은 RTT 값들과 이미 알려져 있는 기지국간 거리를 삼각형의 세변으로 한 코사인 제 2법칙을 이용하여 UE의 위치를 예측하는 것을 특징으로 하는 RTT 값을 이용한 UE 위치 예측 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 소프트 핸드오버인 경우, 관련된 기지국들이 많을 수록 더 정확한 UE의 위치를 예측할 수 있는 것을 특징으로 하는 RTT 값을 이용한 UE 위치 예측 방법.

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