KR20060099539A - 총 수신 전력을 이용한 과도 지연 추정 - Google Patents

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Abstract

기지국(20)의 커버리지 영역(25) 내에 위치하는 모바일 장치(40)의 위치를 결정하기 위해, 기지국(20)으로부터 모바일 장치에 의해 수신된 CDMA 신호의 도달시간(TOA)이 CDMA 신호의 수신 전력에 비례하여 감소한다. 모바일 장치는 수신된 GPS 신호와 함께 CDMA 신호의 감소한 TOA를 사용하여 그 위치를 검출한다. 대안으로, 모바일 장치(40)는 수신된 CDMA 신호들의 TOA 및 전력 측정치를 위치 결정 엔티티(PDE)에 전송한다. PDE는 TOA를 바이어스 하여 모바일 장치(40)의 위치를 추정하고 모바일 장치에 보조 데이터를 전송함으로써, 모바일 장치(40)가 GPS 신호를 수신할 수 있게 한다. 수신된 GPS 신호 단독 또는 바이어스된 TOA와 조합하여 모바일 장치(40)의 위치를 재계산하는데 사용된다.

Description

총 수신 전력을 이용한 과도 지연 추정{EXCESS DELAY ESTIMATION USING TOTAL RECEIVED POWER}
본 출원은 "총 수신 전력을 이용한 과도 지연 추정"이라는 명칭으로 2003년 12월 8일자 제출된 미국 예비 출원 60/527,990호의 이득을 청구한다.
본 개시는 무선 통신 시스템의 네트워크에 관한 것으로, 구체적으로는 이러한 네트워크에서 이동 무선 장치의 위치 확인에 관한 것입니다.
셀룰러폰과 같은 이동 무선 장치의 위치 확인에 관한 요구가 높아지는 추세이다. 예컨대, 미국연방통신위원회(FCC: Federal Communications Commission)에 의한 위임 사항은 911 호출이 수신될 때 호출자가 자신의 셀룰러폰으로 911에 전화한 위치가 400피트의 정확도로 식별될 것을 요구한다. 이동 무선 장치의 위치를 판단하기 위한 널리 알려진 방법은 글로벌 위치 확인 시스템(GPS)으로부터 취득된 정보를 이용한다.
GPS는 반송파 대역 상에서 변조되는 의사 랜덤 잡음(PRN)을 방송하는 위성들의 네트워크에 의해 형성된 위성 기반 네비게이션 시스템이다. GPS 위성은 이동 GPS 수신기들이 각자의 위치를 추정할 수 있는 신호를 전송한다. 각 GPS 위성은 2개의 반송파 신호를 이용하여 신호를 전송한다. 제 1 반송파 신호는 2개의 PRN 코 드, 즉 C/A(coarse acquisition) 코드 및 정밀(P) 코드를 이용하여 변조된다. 각 GPS 위성은 서로 다른 PRN 코드를 사용하여 GPS의 다른 위성들과 구별된다.
GPS 수신기의 위치를 판단하기 위해서는, 적어도 4개의 위성 신호의 취득 및 추적이 필요하다. GPS 신호 취득은 흔히 각종 위상 오프셋 및 도플러 전이 주파수에서 관련 위성의 C/A 코드와 수신된 GPS 신호와의 상관 연산을 포함한다. 신호 취득에 이어, 신호 추적 프로세스가 위상 오프셋 및 도플러 전이 주파수에서 식별된 위성으로부터의 신호를 디코딩한다. 신호 추적 단계에서, 식별된 위성으로부터 네비게이션 데이터가 수신된다. GSP 위성에 의해 전송된 네비게이션 데이터에 위성 위치 확인과 관련된 데이터 및 일반적으로 궤도력 데이터라 하는 클록 타이밍(즉, 타임 스탬프)이 삽입되며, 이들로부터 GPS 수신기의 위치가 검출된다. GPS 수신기의 위치를 검출하기 위해 GPS 신호를 취득 및 추적하여 궤도력 데이터를 판독하는 많은 기술이 개발되었다.
그러나 GPS 기반 위성 검출 시스템은 다수의 단점을 갖는다. 이러한 단점 중 하나는 GPS 수신기가 자신의 위치를 정확히 검출하게 하기 위해 적어도 4개의 GPS 위성의 명확하고 차단 없는 시야를 가져야 한다는 점이다. 따라서 GPS 수신기의 사용자가 예를 들어 숲이나 큰 구조물들을 포함하는 도시 지역에 있다면, 사용자는 필요한 수의 위성의 차단된 시야가 그 위치를 검출할 수 없게 할 수도 있다. 사용자가 실내에 있다면 문제가 더 커질 수도 있다.
4개보다 적은 위성이 명확한 시야에 있을 때 무선 수신기의 위치를 검출하기 위해, 지상 기지국에 의해 전송된 CDMA 신호를 사용하는 알고리즘이 개발되었다. 무선 장치와 기지국 사이의 통신은 흔히 기지국으로부터 무선 장치로 신호가 전송되는 순방향 링크 및 무선 장치로부터 전송된 신호가 기지국에 의해 수신되는 역방향 링크에 의해 이루어진다.
지상 기지국을 이용하여 이동 무선 장치의 위치를 검출하기 위해 개발된 공지된 알고리즘 중 하나는 AFLT(Advanced Forward Link Trilateration)라 한다. AFLT를 이용하여 이동 무선 장치의 위치를 검출하기 위해서는, 무선 네트워크에 배치된 기지국의 위치, 기지국으로부터의 신호 전송 시간 및 이동 무선 장치에서의 신호 도착 시간이 필요하다.
이동 무선 장치는 흔히 통신중인 기지국의 가시선 안에 있지 않다. 따라서 전송된 CDMA 신호는 흔히 많은 사물에서 편향되어 신호가 이동 무선 장치에 의해 수신되기 전에 추가 지연이 일어난다. 그러나 종래의 AFLT 알고리즘은 기지국과 통신중인 이동 무선 장치가 기지국의 가시선 안에 있다고 가정하고 용납하기 어려운 정도의 부정확성을 포함할 수 있는 위치를 검출한다.
따라서 기지국에 의해 전송된 CDMA 신호를 이용하여 이동 무선 장치의 위치를 검출하고 이들 신호의 편향에 의해 발생할 수 있는 어떤 추가 지연도 고려하는 기술이 필요하다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 영역 내에 있는 모바일 무선 장치(이하에서는 대안적으로 모바일 장치라 함)의 위치를 결정하기 위해, 기지국으로부터 모바일 장치에 의해 수신된 신호의 도달시간(TOA)이 신호의 수신 전력에 비례하여 감소한다. 감소한 TOA는 그 후 GPS 신호와 함께 모바일 장치의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.
어떤 실시예에서, TOA는 필드에서 수집된 데이터를 기초로 결정된, 과도 지연이라 하는 양만큼 감소한다. 수집된 데이터를 이용하여 수신 전력의 함수에 따라 과도 지연을 결정하기 위한 다수의 기술 또는 알고리즘이 사용될 수 있다. 어떤 실시예에서, 과도 지연은 다음과 같이 정의된다: E = Aexp(-BP dBm ) E는 과도 지연을 나타내고, P dBm 은 수신 전력의 측정치를 ㏈로 나타내며, A, B는 상수 파라미터이다.
어떤 실시예에서, 모바일 장치는 그 시야에 있는 위성들로부터 수신한 GPS 신호의 TOA를 측정하고, 기지국(들)으로부터 수신한 CDMA 신호들의 TOA 및 전력을 측정한다. 모바일 장치는 CDMA 신호와 관련된 과도 지연을 결정하여 감소한 TOA(대안적으로, 하기에서는 바이어스된 TOA라 함)를 계산한다. 그 후, 모바일 장치는 GPS 신호들의 TOA 및 CDMA 신호의 바이어스된 TOA를 이용하여 다수의 공지된 위치 결정 알고리즘 중 어떤 한 가지로 위치를 검출한다.
어떤 실시예에서는, 위치 결정 엔티티(PDE)가 모바일 장치의 위치를 검출한다. 이들 실시예에서, 모바일 장치는 하나 이상의 기지국으로부터 수신한 CDMA 신호의 전력 및 TOA를 측정한다. 그 후, 모바일 장치는 TOA 및 전력 측정치를 PDE에 전송한다. PDE는 바이어스된 TOA를 계산하여 모바일 장치의 위치를 추정한다. 그 후, PDE는 모바일 장치에 보조 데이터를 전송하여 모바일 장치가 GPS 신호를 조사하여 수신할 수 있게 한다. 이 보조 데이터를 사용하여 모바일 장치는 보조 데이터에서 확인된 GPS 위성을 취득 및 추적하고, 이들 위성으로부터 수신한 신호의 TOA를 측정한다. 다음에, 모바일 장치는 위성 신호들의 측정된 TOA를 PDE에 전송한다. 어떤 실시예에서, PDE는 GPS 위성 신호의 TOA를 사용하여 다수의 공지된 알고리즘 중 하나로 모바일 장치의 위치를 검출한다. 다른 실시예에서, PDE는 GPS 위성 신호들의 TOA와 기지국 신호들의 바이어스된 TOA를 모두 사용하여 모바일 장치의 위치를 검출할 수 있다.
어떤 실시예에서, 모바일 장치는 PDE로부터 수신한 보조 데이터를 사용하여 위치를 검출한다. 이들 실시예에서, 모바일 장치는 하나 이상의 기지국으로부터 수신한 CDMA 신호의 전력 및 TOA를 측정한다. 그 후, 모바일 장치는 TOA 및 전력 측정치를 PDE에 전송한다. PDE는 바이어스된 TOA를 계산하여 모바일 장치의 위치를 추정한다. 그 후, PDE는 모바일 장치에 보조 데이터를 전송하여 모바일 장치가 GPS 신호를 조사하여 수신할 수 있게 한다. 이 보조 데이터를 사용하여 모바일 장치는 보조 데이터에서 확인된 GPS 위성을 취득 및 추적하고, 이들 위성으로부터 수신한 신호의 TOA를 측정한다. 그 후, 어떤 실시예에서, 모바일 장치는 GPS 위성 신호의 TOA를 사용하여 다수의 공지된 알고리즘 중 하나로 위치를 검출한다. 또 다른 실시예에서, 모바일 장치는 GPS 위성 신호들의 TOA와 기지국 신호들의 바이어스된 TOA를 모두 사용하여 위치를 검출한다.
도 1은 무선 네트워크에 배치된 기지국 쌍의 간략한 평면도이다.
도 2는 다수의 위성 및 기지국과 통신하는 모바일 장치의 간략한 평면도이다.
도 3은 기지국으로부터의 거리의 함수로서 과도 지연의 그래프를 나타낸다.
도 4는 무선 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 실행하는 단계들의 흐름도이다.
도 5는 무선 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 실행하는 단계들의 흐름도이다.
도 6은 무선 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 실행하는 단계들의 흐름도이다.
도 7은 무선 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 실행하는 단계들의 흐름도이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 기지국의 커버리지 영역 내에 있는 모바일 무선 장치(이하에서는 대안적으로 모바일 장치라 함)의 위치를 결정하기 위해, 기지국으로부터 모바일 장치에 의해 수신된 신호의 도달시간(TOA)이 신호의 수신 전력에 비례하여 감소한다. 감소한 TOA는 그 후 GPS 신호와 함께 모바일 장치의 위치를 검출하는데 사용될 수 있다.
도 1은 모바일 무선 장치(도시 생략)와 통신하도록 구성된 기지국(20, 30)을 일부 포함하는 예시적인 무선 네트워크(10) 섹션의 간략한 평면도이다. 기지국 (20, 30)은 각각의 셀 또는 커버리지 영역(25, 35)을 포함한다. 커버리지 영역(25)은 기지국(20)을 중심으로 하는 원의 영역으로 한정된다. 마찬가지로, 커버리지 영역(35)은 기지국(30)을 중심으로 하는 원의 영역으로 한정된다. 기지국은 전송 시각에 그 위치가 알려지는 송신기/수신기에 관련되는 것으로 이해한다. 예를 들어, 기지국은 무선 네트워크의 셀 타워 또는 다른 무선 송신기나 기반 구조를 포함할 수 있다.
도 2는 이 예시적인 실시예에서는 3개의 GPS 위성(50, 60, 70)의 명확하고 차단되지 않은 시야를 갖는 것으로 나타나며, 기지국(20)의 커버리지 영역(25) 내에 위치하는 모바일 장치(40)를 나타낸다. 기지국(20)은 위치 결정 엔티티(80)와 통신하도록 된 것으로 나타낸다. 모바일 장치(40)의 위치는 모바일 장치(40)가 기지국(20)으로부터 수신할 수 있는 CDMA 신호 및 GPS 위성(50, 60, 70)으로부터 수신할 수 있는 GPS 신호들을 이용하여 검출된다. 본 개시는 모바일 장치(40)가 하나보다 많은 기지국 및/또는 3개보다 적은 위성과 통신할 수 있을 때 적용하는 것으로 이해한다.
당업자들에게 알려져 있듯이, 모바일 장치(40)와 기지국(20) 사이의 거리가 늘어남에 따라, 기지국(20)에 의해 전송된 신호가 모바일 장치(40)에 도달하는데 더 오래 걸린다. 더욱이, 모바일 장치(40)는 종종 기지국(20)의 가시선 안에 있지 않기 때문에, 기지국(20)에 의해 전송된 신호들은 모바일 장치(40)에 도달하기 전에 흔히 (도면에 도시하지 않은) 하나 이상의 사물에서 편향된다. 모바일 장치(40)와 기지국(20) 사이의 거리가 멀어질수록 신호 편향 가능성이 커진다. 편향은 이들 신호가 모바일 장치(40)에 의해 수신되기 전에 신호를 추가 지연시킨다. 따라서 모바일 장치(40)와 기지국(20) 사이의 거리가 커짐에 따라, 늘어난 거리 및 높아진 신호 편향 가능성 때문에 모바일 장치(40)에서의 신호 도달시간(TOA)이 증가한다. 더욱이, 모바일 장치(40)와 기지국(20) 사이의 거리가 커짐에 따라, 늘어난 거리 및 높아진 신호 편향 가능성 때문에 모바일 장치(40)에 의해 수신된 신호 전력의 측정치가 감소한다.
편향에 의해 발생한 여분의 지연(대안적으로, 이하에는 과도 지연이라 함)을 계산하기 위해, 본 개시에 따르면 모바일 장치(40)에서의 신호 TOA가 수신 신호의 전력에 의해 정해진 양만큼 감소한다. 예를 들어, 수신 신호의 전력이 비교적 높다면, 모바일 장치(40)는 가시선 안에 있거나 기지국(20)으로부터 비교적 단거리 내에 있는 것으로 간주한다. 이에 따라, 작거나 약한 편향이 발생하여, 결과적으로 TOA가 변하지 않고 그대로이거나 소량 감소한 것으로 판단된다. 예를 들어, 수신 전력이 비교적 낮다면, 모바일 장치(40)는 가시선 안에 있지 않거나 기지국(20)으로부터 비교적 단거리 내에 있지 않은 것으로 간주한다. 이에 따라, TOA는 비교적 더 많은 양만큼 감소한다.
어떤 실시예에서, TOA가 감소한 양은 필드에 수집된 데이터를 기초로 결정된다. 도 3은 필드에 수집된 데이터를 사용하는 기지국으로부터의 거리(예를 들어, 거리)의 함수로서 과도 지연의 그래프이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 거리가 늘어남에 따라 과도 지연도 커진다. 수신 전력의 함수에 따라 과도 지연을 결정하기 위한 다수의 기술 또는 알고리즘이 사용될 수 있다. 어떤 실시예에서, 과도 지연 은 전력이 감소함에 따라 지수 함수적으로 증가하도록 다음 식에 따라 결정된다: E = Aexp(-BP dBm ) E는 과도 지연을 미터로 나타내고, P dBm 은 수신 전력의 측정치를 ㏈로 나타내며, A, B는 상수 파라미터이다. 어떤 실시예에서, A 및 B는 각각 0.2081 및 0.0628로 설정된다. 이에 따라, 실시예들에서 -25dBm의 수신 전력에 대해 1미터의 과도 지연이 추정되고, -135dBm의 수신 전력에 대해 1,000미터의 과도 지연이 추정된다. 상술한 바와 같이 과도 지연을 이용하여, 모바일 장치의 위치를 검출하는데 다음 예시적인 기술들 중 하나가 사용될 수 있다.
독립 위치 검출 도 4는 모바일 장치의 위치 검출시 모바일 장치에 의해 실행되는 단계들의 예시적인 흐름도(100)이다. 이에 따라, 이러한 실시예에서 위치 검출은 모바일 장치에 의해 수행된다. 단계(110)에서, 모바일 장치는 그 시야에 있는 위성들로부터 수신한 GPS 신호들의 TOA를 측정하고, 기지국으로부터 수신한 CDMA 신호의 TOA 및 전력을 측정한다. 단계(120)에서, 모바일 장치는 CDMA 신호가 기지국에서 이동국으로 이동하는 동안 경험한 과도 지연을 추정한다. 과도 지연을 추정하는데 사용되는 기술은 상술하였다. 그 후, 단계(120)에서 CDMA 신호의 측정된 TOA에서 추정된 과도 지연을 빼서 바이어스된 TOA를 생성한다. 단계(130)에서, 모바일 장치는 GPS 신호들의 측정된 TOA 및 CDMA 신호의 바이어스된 TOA를 사용하여 다수의 공지 된 위치 결정 알고리즘 중 하나로 그 위치를 계산한다. 단계(140)에서, 모바일 장치는 검출된 위치를 요청한 엔티티, 예를 들어 데이터 링크에 의해 모바일 장치와 통신하는 사용자 또는 다른 애플리케이션에 전송한다.
도 5는 다른 실시예에 따라 모바일 장치의 위치 검출시 모바일 장치에 의해 실행되는 단계들의 예시적인 흐름도(200)이다. 모바일 장치는 어떤 GPS 위성의 시야도 갖지 않으며, 하나 이상의 기지국과 통신할 수 있는 것으로 가정한다. 모바일 장치가 단 하나 또는 2개의 기지국과 통신할 수 있을 때 모바일 장치의 위치를 검출하는데 사용되는 알고리즘은 "하나 이상의 기지국에 의한 사용자 위치 추정"이라는 명칭의 동시계속 PCT 출원 PCT/US04/02750호에 개시되어 있다.
흐름도(200)를 참조하면, 단계(210)에서 모바일 장치가 통신중인 기지국으로부터 수신한 CDMA 신호의 전력 및 TOA를 측정한다. 단계(220)에서, 모바일 장치는 CDMA 신호가 기지국에서 모바일 장치로 이동할 때 경험한 과도 지연을 계산한다. 측정된 TOA에서 계산된 과도 지연을 빼서 관련 바이어스된 TOA를 생성한다. 단계(230)에서, 모바일 장치는 CDMA 신호의 바이어스된 TOA를 사용하여 그 위치를 계산한다. 단계(240)에서, 모바일 장치는 검출된 위치를 요청한 엔티티, 예를 들어 데이터 링크에 의해 모바일 장치와 통신하는 사용자 또는 다른 애플리케이션에 전송한다.
상기 실시예들에서, 모바일 장치는 무선 네트워크 내의 기지국 위치, 커버리지 영역 등 각 기지국에 관련된 각종 파라미터에 관한 정보를 갖는 데이터베이스를 포함한다. 이에 따라, 실시예들에서 모바일 장치는 프로그램을 형성하며 예를 들 어 중앙 처리 유닛에 의해 명령/데이터로서 실행되는 하나 이상의 소프트웨어 모듈의 각종 코드를 이용하여 또는 모바일 무선 장치의 위치를 결정하도록 특수하게 구성되어 전용되는 하드웨어 모듈을 이용하여 위치를 결정한다. 대안으로, 모바일 장치의 위치 결정은 소프트웨어 및 하드웨어 모듈의 조합을 이용하여 실행될 수도 있다.
무선 보조 위치 검출 도 6은 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 실행되는 단계들의 예시적인 흐름도(300)이다. 이러한 실시예에서, 위치 검출은 서버와 같은 위치 결정 엔티티(PDE)에 의해 수행되며, PDE는 모바일 장치에 보조 데이터를 제공하여 GPS 위성들을 취득하고 추적한다. 이들 실시예에서, 모바일 장치는 처음에 어떤 GPS 위성의 시야도 갖지 않을 수 있다. 다음에서, 모바일 장치는 단 하나의 기지국과 통신하여 그 기지국으로부터만 CDMA 신호들을 수신하는 것으로 가정한다. 그러나 모바일 장치는 2개 이상의 기지국과 통신할 수 있으며, 이들 모두로부터의 신호가 모바일 장치의 위치를 검출하는데 사용될 수 있는 것으로 이해한다.
단계(310)에서, 모바일 장치는 기지국으로부터 수신한 CDMA 신호의 전력 및 TOA를 측정한다. 단계(320)에서, 모바일 장치는 수신된 CDMA 신호의 측정된 TOA 및 전력을 PDE에 전송한다. PDE는 무선 네트워크 내의 기지국 위치, 커버리지 영역 등 각 기지국에 관련된 각종 파라미터에 관한 정보를 포함하는 데이터베이스를 갖는다. 이에 따라, PDE는 CDMA 신호가 기지국에서 이동국으로 이동할 때 경험할 수 있었던 과도 지연을 추정한다. 과도 지연을 추정하는데 사용되는 기술은 상술하였다. 단계(330)에서, 측정된 TOA에서 추정된 과도 지연을 빼서 바이어스된 TOA를 생성한다. 단계(340)에서, PDE는 CDMA 신호의 바이어스된 TOA를 사용하여 모바일 장치의 위치를 추정한다.
PDE는 GPS 위성 각각의 위치 및 타이밍에 관한 정보 또한 갖는다. 이에 따라, 모바일 장치의 보다 정확한 위치를 찾기 위해, 단계(350)에서 PDE는 모바일 장치에 보조 데이터를 전송한다. 이러한 보조 데이터는 예를 들어 모바일 장치가 GPS 위성의 시야를 갖게 될 동안의 시각(들)에 관한 데이터를 갖는다. 이 보조 데이터를 갖추어, 모바일 장치는 보조 데이터에서 확인된 GPS 위성을 취득 및 추적하여, 단계(360)에서 이 위성들로부터 수신한 신호들의 TOA를 측정한다. 단계(370)에서, 모바일 장치는 위성 신호들의 측정된 TOA를 PDE에 전송한다. 어떤 실시예에서는, 단계(380)에서 PDE가 GPS 위성 신호들의 TOA만을 이용하여 모바일 장치의 위치를 재계산할 수도 있다. 다른 실시예에서는, 단계(380)에서 PDE가 GPS 위성 신호들의 TOA와 단계(330)에서 결정된 기지국 신호들의 바이어스된 TOA를 모두 사용하여 모바일 장치의 위치를 재계산할 수도 있다. PDE는 단계(380)에서 임의의 공지된 알고리즘들을 이용하여 모바일 장치의 위치를 재계산할 수 있다.
상기 실시예들에서, PDE는 프로그램을 형성하며 예를 들어 중앙 처리 유닛에 의해 명령/데이터로서 실행되는 하나 이상의 소프트웨어 모듈의 각종 코드를 이용하여 또는 모바일 무선 장치의 위치를 결정하도록 특수하게 구성되어 전용되는 하드웨어 모듈을 이용하여 모바일 장치의 위치를 결정한다. 대안으로, 모바일 장치 의 위치 결정은 소프트웨어 및 하드웨어 모듈의 조합을 이용하여 실행될 수도 있다.
독립 무선 보조 위치 검출 도 7은 모바일 장치의 위치를 검출하기 위해 실행되는 단계들의 예시적인 흐름도(400)이다. 이러한 실시예에서, 위치 검출은 PDE로부터의 보조 데이터를 이용하여 모바일 장치에 의해 수행된다. 이들 실시예에서, 모바일 장치는 처음에 어떤 GPS 위성의 시야도 갖지 않을 수 있다. 다음에서, 모바일 장치는 단 하나의 기지국과 통신하여 그 기지국으로부터만 CDMA 신호들을 수신하는 것으로 가정한다. 그러나 모바일 장치는 2개 이상의 기지국과 통신할 수 있으며, 이들 모두로부터의 신호가 모바일 장치의 위치를 검출하는데 사용될 수 있는 것으로 이해한다.
단계(410)에서, 모바일 장치는 기지국으로부터 수신한 CDMA 신호의 전력 및 TOA를 측정한다. 단계(420)에서, 모바일 장치는 수신된 CDMA 신호의 측정된 TOA 및 전력을 PDE에 전송한다. PDE는 무선 네트워크 내의 기지국 위치, 커버리지 영역 등 각 기지국에 관련된 각종 파라미터에 관한 정보를 포함하는 데이터베이스를 갖는다. 이에 따라, PDE는 CDMA 신호가 기지국에서 이동국으로 이동할 때 경험할 수 있었던 과도 지연을 추정한다. 과도 지연을 추정하는데 사용되는 기술은 상술하였다. 단계(430)에서, 측정된 TOA에서 추정된 과도 지연을 빼서 바이어스된 TOA를 생성한다. 단계(440)에서, PDE는 CDMA 신호의 바이어스된 TOA를 사용하여 모바일 장치의 위치를 추정한다.
PDE는 GPS 위성 각각의 위치 및 타이밍에 관한 정보 또한 갖는다. 이에 따라, 모바일 장치의 보다 정확한 위치를 찾기 위해, 단계(450)에서 PDE는 모바일 장치에 보조 데이터를 전송한다. 이러한 보조 데이터는 예를 들어 모바일 장치가 GPS 위성의 시야를 갖게 될 동안의 시각(들)에 관한 데이터를 포함한다. 이 보조 데이터를 갖추어, 모바일 장치는 보조 데이터에서 확인된 GPS 위성을 취득 및 추적하여, 단계(460)에서 이 위성들로부터 수신한 신호들의 TOA를 측정한다. 어떤 실시예에서는, 단계(470)에서 모바일 장치가 GPS 위성 신호들의 TOA만을 이용하여 그 위치를 재계산한다. 다른 실시예에서는, 단계(470)에서 모바일 장치가 GPS 위성 신호들의 TOA와 단계(430)에서 결정된 기지국 신호들의 바이어스된 TOA를 모두 사용하여 그 위치를 재계산할 수도 있다. 모바일 장치는 단계(470)에서 임의의 공지된 알고리즘들을 이용하여 위치를 재계산할 수 있다.
상기 실시예들에서, 모바일 장치는 프로그램을 형성하며 예를 들어 중앙 처리 유닛에 의해 명령/데이터로서 실행되는 하나 이상의 소프트웨어 모듈의 각종 코드를 이용하여 또는 모바일 무선 장치의 위치를 결정하도록 특수하게 구성되어 전용되는 하드웨어 모듈을 이용하여 그 위치를 검출한다. 대안으로, 모바일 장치의 위치 결정은 소프트웨어 및 하드웨어 모듈의 조합을 이용하여 실행될 수도 있다.
본 개시의 상기 실시예들은 예시이며 한정이 아니다. 본 개시는 무선 네트워크에 배치된 기지국들의 수로 제한되지 않는다. 본 개시는 기지국의 커버리지 영역의 크기나 각 기지국 쌍 사이의 중첩 영역의 크기로 제한되지 않는다. 본 개시는 모바일 장치와 통신할 수 있는 기지국이나 위성의 수로 제한되지 않는다. 본 개시는 신호의 과도 지연을 그 신호의 수신 전력의 함수에 따라 추정하는데 사용되는 식, 방정식 또는 알고리즘으로 제한되지 않는다. 본 개시는 모바일 장치의 위치를 검출하는데 사용되는 알고리즘으로 제한되지 않는다. 본 개시는 기지국이나 모바일 무선 장치 또는 무선 네트워크의 종류로 제한되지 않는다. 첨부된 청구범위에 제시된 바와 같은 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 부가, 치환, 삭제 및 변형이 이루어질 수 있다.

Claims (30)

  1. 무선 통신 네트워크에서 모바일 장치의 위치를 검출하는 방법으로서,
    상기 무선 통신 네트워크에서 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신 신호의 도달시간 및 전력을 측정하는 단계;
    상기 측정된 전력에 따라 시간 지연을 정하는 단계;
    상기 정해진 시간 지연만큼 상기 도달시간을 감소시키는 단계; 및
    상기 감소한 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 단계를 포함하는, 위치 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 다음과 같이 나타낼 수 있으며:
    E = Aexp(-BP dBm )
    E는 시간 지연을 나타내고, P dBm 은 수신 전력을 ㏈로 나타내며, A, B는 상수인 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 필드에서 수집된 데이터를 이용하여 정해지는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출된 위치를 상기 기지국을 통해 다른 엔티티로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 수신하는 단계;
    상기 적어도 하나의 GPS 위성으로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 감소한 도달시간 및 상기 적어도 하나의 GPS 위성으로부터 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    다수의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 수신하는 단계;
    상기 다수의 GPS 위성 각각으로부터 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 다수의 GPS 위성으로부터 수신된 각 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 검출 방법.
  7. 무선 통신 네트워크에 배치된 기지국으로부터 신호를 수신하도록 구성된 모바일 장치로서,
    수신 신호의 도달시간 및 전력을 측정하는 모듈;
    상기 측정된 전력에 따라 시간 지연을 정하는 모듈;
    상기 정해진 시간 지연만큼 상기 도달시간을 감소시키는 모듈; 및
    상기 감소한 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 모듈을 포함하는, 모바일 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 다음과 같이 나타낼 수 있으며:
    E = Aexp(-BP dBm )
    E는 시간 지연을 나타내고, P dBm 은 수신 전력을 ㏈로 나타내며, A, B는 상수인 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 필드에서 수집된 데이터를 이용하여 정해지는 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 검출된 위치를 상기 기지국을 통해 다른 엔티티로 전송하도록 된 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  11. 무선 통신 네트워크로서,
    다수의 기지국; 및
    상기 다수의 기지국 중 적어도 하나로부터 신호를 수신하도록 구성되며,
    상기 수신 신호의 도달시간 및 전력을 측정하는 모듈;
    상기 측정된 전력에 따라 시간 지연을 정하는 모듈;
    상기 정해진 시간 지연만큼 상기 도달시간을 감소시키는 모듈; 및
    상기 감소한 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 모듈을 포함하는 모바일 장치를 포함하는, 무선 통신 네트워크.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 다음과 같이 나타낼 수 있으며:
    E = Aexp(-BP dBm )
    E는 시간 지연을 나타내고, P dBm 은 수신 전력을 ㏈로 나타내며, A, B는 상수인 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 필드에서 수집된 데이터를 이용하여 정해지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 모바일 장치는 상기 검출된 위치를 상기 기지국을 통해 다른 엔티티로 전송하도록 된 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 기지국 중 적어도 하나를 통해 상기 모바일 장치와 통신하며, 적어도 하나의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 상기 모바일 장치에 전송하는 모듈, 및 상기 감소한 도달시간 및 상기 적어도 하나의 GPS 위성에 의해 전송되어 상기 모바일 장치에 의해 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 모듈을 포함하는 위치 결정 엔티티를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 기지국 중 적어도 하나를 통해 상기 모바일 장치와 통신하며, 다수의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 전송하는 모듈, 및 상기 다수의 GPS 위성에 의해 전송되어 상기 모바일 장치에 의해 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 모듈을 포함하는 위치 결정 엔티티를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 모바일 장치는,
    위치 결정 엔티티로부터 적어도 하나의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 수신하는 모듈; 및
    상기 감소한 도달시간 및 상기 적어도 하나의 GPS 위성으로부터 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 모바일 장치는,
    다수의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 수신하는 모듈; 및
    상기 다수의 GPS 위성으로부터 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  19. 무선 통신 네트워크에서 기지국으로부터 신호를 수신하는 모바일 장치로서,
    수신 신호의 도달시간 및 전력을 측정하는 수단;
    상기 측정된 전력에 따라 시간 지연을 정하는 수단;
    상기 정해진 시간 지연만큼 상기 도달시간을 감소시키는 수단; 및
    상기 감소한 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 수단을 포함하는, 모바일 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 다음과 같이 나타낼 수 있으며:
    E = Aexp(-BP dBm )
    E는 시간 지연을 나타내고, P dBm 은 수신 전력을 ㏈로 나타내며, A, B는 상수인 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 필드에서 수집된 데이터를 이용하여 정해지는 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 검출된 위치를 상기 기지국을 통해 다른 엔티티로 전송하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 장치.
  23. 무선 통신 네트워크로서,
    다수의 기지국; 및
    상기 다수의 기지국 중 적어도 하나로부터 신호를 수신하도록 구성되며,
    상기 수신 신호의 도달시간 및 전력을 측정하는 수단;
    상기 측정된 전력에 따라 시간 지연을 정하는 수단;
    상기 정해진 시간 지연만큼 상기 도달시간을 감소시키는 수단; 및
    상기 감소한 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 수단을 포함하는 모바일 장치를 포함하는, 무선 통신 네트워크.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 다음과 같이 나타낼 수 있으며:
    E = Aexp(-BP dBm )
    E는 시간 지연을 나타내고, P dBm 은 수신 전력을 ㏈로 나타내며, A, B는 상수인 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 시간 지연은 필드에서 수집된 데이터를 이용하여 정해지는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  26. 제 23 항에 있어서,
    상기 모바일 장치는 상기 검출된 위치를 상기 기지국을 통해 다른 엔티티로 전송하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  27. 제 23 항에 있어서,
    상기 다수의 기지국 중 적어도 하나를 통해 상기 모바일 장치와 통신하며, 적어도 하나의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 상기 모바일 장치에 전송하는 수단, 및 상기 감소한 도달시간 및 상기 적어도 하나의 GPS 위성에 의해 전송되어 상기 모바일 장치에 의해 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 수단을 포함하는 위치 결정 엔티티를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  28. 제 23 항에 있어서,
    상기 다수의 기지국 중 적어도 하나를 통해 상기 모바일 장치와 통신하며, 다수의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 전송하는 모듈, 및 상기 다수의 GPS 위성에 의해 전송되어 상기 모바일 장치에 의해 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 수단을 포함하는 위치 결정 엔티티를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  29. 제 23 항에 있어서,
    상기 모바일 장치는,
    위치 결정 엔티티로부터 적어도 하나의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 수신하는 수단; 및
    상기 감소한 도달시간 및 상기 적어도 하나의 GPS 위성으로부터 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
  30. 제 23 항에 있어서,
    상기 모바일 장치는,
    다수의 GPS 위성의 위치 확인 및 위치에 관한 데이터를 수신하는 수단; 및
    상기 다수의 GPS 위성으로부터 수신된 신호의 도달시간에 따라 상기 모바일 장치의 위치를 검출하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 네트워크.
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