KR20160056999A - System and method for providing service position determination of mobile terminal in wireless mobile communication - Google Patents

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KR20160056999A KR1020140157056A KR20140157056A KR20160056999A KR 20160056999 A KR20160056999 A KR 20160056999A KR 1020140157056 A KR1020140157056 A KR 1020140157056A KR 20140157056 A KR20140157056 A KR 20140157056A KR 20160056999 A KR20160056999 A KR 20160056999A
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Abstract

A method for providing a location service of a mobile terminal in a wireless mobile communication system comprises the steps of: generating overlapping circles of respective base stations by using distances between a mobile terminal and the respective base stations as radii to estimate the distance between the mobile terminal and the respective base stations based on the time of arrival (TOA) of signals transmitted to the mobile terminal from the serving base stations distributed to preset locations in a network; acquiring a plurality of straight lines extending from a plurality of preset intersection points in intersection coordinates formed by the circles, which are generated around the respective base stations to be overlapped with each other, to connect the preset intersection points; and determining the location of the mobile terminal by computing the intersection points between the acquired straight lines. The method of the present invention can perform location estimation with high accuracy by using a line intersection algorithm.

Description

무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법 및 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING SERVICE POSITION DETERMINATION OF MOBILE TERMINAL IN WIRELESS MOBILE COMMUNICATION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and system for providing location services of a mobile terminal in a wireless mobile communication system,

본 발명은 세 개의 원이 만나는 접점을 사용자의 위치로 결정하는 TOA 삼각변 측량법의 오차를 개선하여 위치 측정을 수행하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for performing position measurement by improving the error of a TOA triangulation method for determining a contact point where three circles meet as a user's position.

특정 사용자나 물체의 위치를 추정하는 기술은 LBS(Location Based Service)와 같은 다양한 통신 시스템에 사용되고 있어 무선통신 기술의 중요한 이슈로 각광받고 있다. 미국의 FCC(Federal Communication Commission)에서 E-911 (Enhanced-911)을 위한 이동국 위치추정 기능을 이동전화에 포함하는 것을 강제화한 이후로 무선통신 시스템의 이동국 위치추정 기술은 더욱 관심을 받게 되었다. 다양한 이동국 위치추정 기술이 개발되어 왔는데, 크게 GPS를 사용하는 핸드셋 방식과, 기지국을 사용하는 네트워크 방식의 두 가지 유형으로 분류할 수 있다. The technique of estimating the location of a specific user or object is being used in various communication systems such as LBS (Location Based Service), and thus it is attracting attention as an important issue of wireless communication technology. Since the Federal Communication Commission (FCC) in the United States has mandated inclusion of a mobile station location estimation function for the E-911 (Enhanced-911) in a mobile phone, the mobile station position estimation technique of a wireless communication system has received more attention. Various mobile station position estimation techniques have been developed, and can be classified into two types, a handset using GPS and a network using base station.

대표적인 네트워크 방식의 위치추정 기술이 TOA 삼각변 측량법으로, 이동국과 세 개의 기지국 사이의 거리를 추정한 후, 세 개의 기지국의 좌표들과 추정된 세 개의 거리를 반지름으로 하는 세 개의 원을 생성시켜, 원들이 만나는 교점을 이동국의 위치로 결정하는 방법이다. 거리는 일반적으로 기지국과 이동국 사이에 송/수신된 신호의 지연(delay) 수를 이용하여 추정하는데, 이 과정에서 추정된 거리가 실제 거리보다 길어지게 된다. 이로 인해, 세 개의 원이 한 점에서 만나지 않아 위치추정 오차가 발생하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해, LS(least square) 방식이나 세 개의 원이 생성하는 여섯 개의 교점 중 세 개의 내부 교점의 평균을 구하는 방식인 최단거리 알고리즘 등이 제안되어 왔는데, 각각 단점을 가지고 있다. A typical network-based location estimation technique uses TOA triangulation to estimate the distance between the mobile station and three base stations, then generates three circles with the coordinates of the three base stations and the estimated three distances as radii, It is a way to determine the intersection where the circles meet as the position of the mobile station. Generally, the distance is estimated using the number of delays of a signal transmitted / received between the base station and the mobile station. In this process, the estimated distance is longer than the actual distance. As a result, three circles do not meet at one point, resulting in a position estimation error. To solve this problem, LS (least square) method or the shortest distance algorithm which is a method of finding the average of three internal intersections among the six intersection points generated by three circles has been proposed.

LS 방식은 비교적 큰 위치추정 오차가 발생 되고, 최단거리 알고리즘은 일반적으로는 좋은 성능을 보이나 특별한 상황에서는 상당히 큰 위치추정 오차가 발생하게 된다.In the LS method, a relatively large positioning error is generated, and the shortest distance algorithm generally performs well, but in a specific situation, a considerably large positioning error occurs.

따라서 본 발명은 TOA 기반 이동단말의 위치 측정 시 세 개의 원들에 대한 여섯 개의 교점들로부터 얻은 세 개의 직선의 교점을 이용한 선 교점 알고리즘을 이용하여 송신 신호 지연으로 인한 오차 발생을 최소화하고자 한다.Therefore, the present invention aims at minimizing an error due to a transmission signal delay by using a line-of-intersection algorithm using three intersections of three straight lines obtained from six intersections of three circles when measuring the position of a TOA-based mobile terminal.

본 발명의 일 견지에 따르면, 네트워크 내 기설정된 위치에 분산된 복수의 기지국에서 서빙(serving) 중인 이동단말로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA: Time of Arrival)을 기반으로 상기 이동단말 간 거리 추정을 위해 각 기지국의 위치를 중심으로 상기 이동단말 사이의 거리를 각각 반지름으로 하여 기지국별 중첩되는 원을 생성하는 과정과, 상기 각 기지국을 중심으로 생성되어 상호 중첩되는 원에 의해 형성되는 교점 좌표에서 기설정된 복수의 교점으로부터 연장되어 상기 기설정된 복수의 교점이 연결되도록 형성되는 복수의 직선을 획득하는 과정과, 획득된 복수의 직선 간 서로 교차하는 교점을 연산하여 상기 이동단말의 위치 정보로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a distance between mobile stations based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted from a plurality of base stations distributed in a network to a serving mobile station A step of generating a superimposed circle for each base station with a distance between the base stations being a center of a distance between the base stations and a radius, Acquiring a plurality of straight lines extending from a predetermined plurality of intersection points and formed so as to connect the predetermined intersections, determining intersection points intersecting with the obtained straight lines as position information of the mobile terminal The method comprising the steps of:

본 발명의 다른 견지에 따르면, 소정 이동단말을 기준으로 상기 이동단말을 서빙(serving)하는 기지국과 상기 서빙 기지국에 인접하는 적어도 둘 이상의 인접 기지국으로부터 상기 이동단말이 위치하는 거리 정보를 수집하는 수집부와, 상기 이동단말로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA: Time of Arrival)을 기반으로 상기 이동단말 간 거리 추정을 위해 기준 위치를 중심으로 상기 이동단말 사이의 거리를 반지름으로 하여 원을 생성하는 제어부와, 상기 제어부로부터 생성된 원에 의해 형성되는 교점 좌표에서 기설정된 복수의 교점으로부터 연장되어 상기 기설정된 복수의 교점이 연결되도록 형성되는 복수의 직선을 획득하고, 획득된 복수의 직선 간 서로 교차하는 교점을 연산하는 위치 계산부 및 상기 제어부의 제어 하에 상기 위치 계산부로부터 출력된 교점 연산 결과를 상기 이동단말의 위치 정보로 결정하는 위치 측정부를 포함함을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a mobile communication system including a base station for serving the mobile terminal on the basis of a predetermined mobile terminal and a collecting unit for collecting distance information on the mobile terminal from at least two adjacent base stations adjacent to the serving base station, And a controller for generating a circle with the distance between the mobile terminals as a radius around a reference position for estimating a distance between the mobile terminals based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted to the mobile terminal And a plurality of straight lines extending from a plurality of intersection points preset in the intersection coordinates formed by the circles generated from the control unit and formed so that the predetermined intersections are connected to each other, A position calculation section for calculating an intersection point, and a position calculation section It characterized in that it comprises a position measurement to determine the operation result to the location information of the mobile station unit.

본 발명은 GPS에 비해 비교적 저렴한 비용으로 운영되나 상대적으로 높은 위치추정 오차를 가지고 있는 TOA 삼각변 측량법의 오차를 효과적으로 개선 가능한 선 교점 알고리즘을 통해 GPS 위성신호의 수신이 불가능한 경우에도 높은 정확도를 가지는 위치추정 결과 획득이 가능하다.Although the present invention provides a line-of-intersection algorithm capable of effectively correcting the error of the TOA triangulation method, which is operated at a relatively low cost compared to GPS, but has a relatively high positioning error, Estimation results can be obtained.

또한, 본 발명은 상용 이동통신 시스템은 물론, 높은 정확도가 요구되는 이동로봇 시스템 및 각종 군사용 장비에도 활용될 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can be applied not only to a commercial mobile communication system but also to a mobile robot system requiring high accuracy and various military equipment.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 시스템의 개략적인 전체 구성도.
도 2는 TOA 삼각변 측량법을 이용한 이동단말의 위치 추정에 관한 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법에 관한 전체 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법에 있어서, 선 교점 알고리즘 기반의 TOA 삼각변 측량법을 설명하기 위한 예시도.
도 5 및 도 6은 본 발명에서 제안된 선 교점 알고리즘 기반의 TOA 삼각변 측량법의 성능 평가를 위한 시뮬레이션 결과를 보인 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치에 관한 상세 블록도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic overall block diagram of a system for providing location services of a mobile terminal in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 2 is an exemplary diagram for estimating a position of a mobile terminal using a TOA triangulation method; Fig.
3 is a flowchart illustrating a method of providing a location service of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary diagram for explaining a TOA triangulation method based on a line-of-intersection algorithm in a method of providing a location service of a mobile terminal in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams showing simulation results for evaluating the performance of the TOA triangulation method based on the line-of-intersection algorithm proposed in the present invention.
FIG. 7 is a detailed block diagram of an apparatus for providing location services of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention; FIG.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be appreciated that those skilled in the art will readily observe that certain changes in form and detail may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. To those of ordinary skill in the art.

본 발명은 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 측정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TOA(Time of Arrival) 기반 이동단말과 기지국 간의 거리 정보를 산출하여 상기 이동단말의 위치 정보를 획득하기 하기 위해 네트워크 내 기설정된 위치에 분산된 복수의 기지국별 위치를 기준으로 이동단말과의 거리를 반지름으로 기지국별 서로 중첩되는 원을 생성하고, 생성된 원들의 교점으로부터 상호 교차되어 페어링되는 원들의 교점을 인식하여 해당 교점에서 연장되는 복수의 직선들의 교점을 이동단말의 위치로 결정함으로써 이동단말의 위치를 기준으로 해당 네트워크 내 복수의 서빙(serving) 기지국으로부터 상기 이동단말로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA)으로부터 산출되는 거리 추정 시 송신 신호 지연의 수에 대한 오차 발생을 최소화하므로 기존 TOA 삼각변 측량법에 비해 향상된 위치 측위 결과값을 제공하여 측위 오차를 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 보다 넓은 지역에 위치 기반 서비스를 제공하여 기존의 위치 측위 모듈의 하드웨어 변경 사항 없이 위치 측위 성능을 향상하는 기술을 제공하고자 한다.
[0001] The present invention relates to position measurement of a mobile terminal in a wireless mobile communication system, and more particularly, to a position measurement method for calculating position information of a mobile terminal based on a Time of Arrival (TOA) A circle is created by overlapping base stations with a distance from the mobile terminal based on the positions of the plurality of base stations dispersed at predetermined positions, and an intersection point of the circles paired with each other is recognized from the intersection of the generated circles (TOA) of a signal transmitted from a plurality of serving base stations in the network to the mobile terminal based on the position of the mobile terminal by determining an intersection point of a plurality of straight lines extending from the intersection as a position of the mobile terminal Since the error is minimized with respect to the number of transmission signal delays when calculating the calculated distance, It is possible to greatly reduce the positioning error by providing an improved positioning result value compared with the triangulation method and to provide a location-based service in a wider area to improve the positioning performance without changing the hardware of the existing positioning module .

본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말은 디지털 방송 단말기, 개인 정보 단말기(PDA, Personal Digital Assistant), 스마트 폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet) PC, 아이패드(Ipad), CSS-UWB(Chirp Spread Spectrum Ultra WideBand)와 IR-UWB(Impulse-Radio UWB), 3G 단말기 예를 들면 IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000)단말기, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)단말기, GSM/GPRS(Global System For Mobile Communication Packet Radio Service) 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 단말기 등과 같은 모든 정보통신기기 및 멀티미디어 기기 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 명세서에서 기재된 실시 예에 따른 구성은 휴대단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.A mobile terminal according to an exemplary embodiment of the present invention may include a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a smart phone, a tablet PC, an iPad, a CSS-UWB Spectrum Ultra WideBand), an IR-UWB (Impulse-Radio UWB), a 3G terminal, for example, an International Mobile Telecommunication 2000 (IMT-2000) terminal, a WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) terminal, a GSM / GPRS Packet Radio Service) and UMTS (Universal Mobile Telecommunication Service) terminals, and the like. However, it will be understood by those skilled in the art that the configuration according to the embodiments described herein may be applied to a fixed terminal such as a digital TV, a desktop computer, and the like, unless the configuration is applicable only to a portable terminal.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 이하 설명되는 복수 혹은 적어도 둘 이상의 기지국은 본 발명이 적용된 세 개의 기지국을 포함하는 의미로 혼용하여 사용하기로 하나, 본 발명이 이에 한정되지 않음을 미리 밝혀두는 바이다.
In the description of the present invention, a plurality of or at least two or more base stations described below are used in combination to mean three base stations to which the present invention is applied, but the present invention is not limited thereto .

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법에 관해 도 1 내지 도4를 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, a method for providing a location service of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1 to FIG.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 시스템의 개략적인 전체 구성도이다.1 is a schematic overall block diagram of a location service providing system of a mobile terminal in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용된 시스템(100)은 복수의 기지국(110, 112, 114), 이동단말(116) 및 위치 측정 장치를 포함하는 위치 측정 서비스 서버(118)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a system 100 to which the present invention is applied includes a location service server 118 including a plurality of base stations 110, 112, 114, a mobile terminal 116 and a location measurement device.

상기 이동 단말(116)은 상기 위치 측정 서비스 서버(118)에 가입 등록되어 위치 측정 서비스 서버(118)에서 형성하는 서비스 영역 안을 자유롭게 이동하면서 기설정된 통신 경로를 경유한다.The mobile terminal 116 registers with the location service server 118 and moves through a predetermined communication path while freely moving within a service area formed by the location service server 118.

또한, 상기 이동단말(116)은 상기 복수의 기지국(110, 112, 114) 혹은 어느 하나의 기지국과의 페이징을 수행하고, 상기 위치 측정 서비스 서버(118)로부터 TOA를 획득하여 상기 TOA 기반의 셀프-포지셔닝(self-positioning)도 수행할 수 있다.The mobile terminal 116 performs paging with the plurality of base stations 110, 112, and 114 or with any one of the base stations, acquires TOA from the location measurement service server 118, You can also perform self-positioning.

상기 기지국(110, 112, 114)은 해당 네트워크 내 기설정된 영역에 각각 분산되어 상기 네트워크의 통신 정책(policy)에 따라 무선 채널을 통해 이동단말(116)과의 통신을 수행하며, 상기 이동단말(116)로부터 수신된 거리추정 프레임을 상기 위치 측정 서비스 서버(118)로 무선 전송한다.The base stations 110, 112, and 114 are distributed to predetermined areas in the network and communicate with the mobile terminal 116 through a wireless channel according to a communication policy of the network. 116 to the location service server 118. The location estimation service server 118 receives the distance estimation frame from the location measurement service server 118,

상기 위치 측정 서비스 서버(118)은 복수의 기지국(110, 112, 114)과 통신하며, 상기 네트워크 내 다수의 이벤트를 저장 및 통합 관리하고, 상기 이동단말(116)과 복수의 기지국(110, 112, 114)간 전송 신호 시간정보를 통해 거리를 추정한 TOA로부터 거리 추정을 수행한다.The location service server 118 communicates with a plurality of base stations 110, 112 and 114 and stores and manages a plurality of events in the network. The mobile terminal 116 and the plurality of base stations 110 and 112 , And 114) based on the transmission signal time information.

즉, 상기 위치 측정 서비스 서버(118)에 포함되어 본 발명이 적용된 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치는 해당 네트워크 내 기설정된 영역에 분산 배치된 복수의 기지국(110, 112, 114)이 위치하는 영역으로부터 대응하는 이동단말(116)의 현재 위치를 TOA 기반의 거리 측정을 위해 수행하여 획득하고 이를 위치 기반 서비스를 수행하는 네트워크에서 위치 측위 서비스하는 것으로, 고정형 혹은 위치 획득 가능한 이동형일 수 있으며, 상기 위치 기반 서비스 시 무선 채널을 활성화하여 이동 단말(116))의 위치를 일시적으로 또는 지속적으로 측위하여 미리 설정된 주기별로 출력한다.
That is, an apparatus for providing location services of a mobile station, which is included in the position measurement service server 118 and to which the present invention is applied, includes a region where a plurality of base stations 110, 112, and 114 Based location distance measurement and obtains the current location of the corresponding mobile terminal 116 from a location-based service in a network that performs location-based services, The mobile terminal 116 activates the wireless channel in the base service and outputs the location of the mobile terminal 116 temporarily or continuously for a predetermined period.

다음으로, 도 2 및 도 4를 참조하여 본 발명이 적용된 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치의 동작을 자세히 살펴보기로 한다.Next, the operation of the location service providing apparatus of the mobile station to which the present invention is applied will be described in detail with reference to FIG. 2 and FIG.

먼저, 도 2는 TOA 삼각변 측량법을 이용한 이동단말의 위치 추정에 관한 예시도이다. TOA 삼각변 측량법에서 거리 측정 방식은 3개 지점에 대한 위치 정보를 기반으로 대상물에 대한 측정 거리를 이용하여 대상물의 위치를 인식하는 방식으로 주로 신호나 전파(예컨대, 위성신호, 이동통신신호, 초음파, RF 신호 등)의 비행 시간(TOF; Time of Flight), 감쇠(attenuation) 등을 이용하여 셋 이상의 기준지점으로부터 거리를 측정한 후 이동단말의 위치를 계산하는 데 이용된다.2 is an exemplary diagram for estimating a position of a mobile terminal using a TOA triangulation method. In the TOA triangulation method, the distance measurement method is a method of recognizing the position of an object using the measurement distance to the object based on the position information of the three points, and mainly includes a signal and a radio wave (for example, a satellite signal, a mobile communication signal, , Time of flight (TOF), attenuation of RF signals, etc.), and then used to calculate the position of the mobile terminal after measuring the distance from three or more reference points.

도 2를 참조하면, 적어도 세 개의 기지국((BS1, BS2, B3)과 이동단말(MS, 218) 사이의 거리 정보가 네트워크 등을 통해 위치 측정 장치로 전송되면 위치 측정 장치가 이를 기초로 이동단말(218)의 위치를 측정하는 것을 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이, 세 개의 기지국(BS1, BS2, B3)과 이동단말(MS, 218)의 거리(

Figure pat00001
,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
)와 세 개의 기지국(BS1, BS2, B3)의 좌표를 기반으로 하는 세 개의 원의 교점을 이용하여 이동단말(218)의 위치를 추정한다. 이때, 이동단말(218)의 위치 값은 각 기지국(BS1, BS2, B3)의 위치를 중심으로 상기 이동단말(218) 사이의 거리를 각각 반지름(
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
)으로 하여 기지국별(BS1, BS2, B3) 서로 교차 되는 원(210, 212, 214)을 생성하고, 생성된 원(210, 212, 214)들의 교점(216)으로부터 산출된다.Referring to FIG. 2, when distance information between at least three base stations (BS1, BS2, B3) and mobile terminals (MS) 218 is transmitted to a position measuring apparatus via a network or the like, (BS1, BS2, B3) and a mobile terminal (MS, 218), as shown in FIG.
Figure pat00001
,
Figure pat00002
,
Figure pat00003
And the coordinates of the three base stations BS1, BS2, and B3, and the intersection of the three circles based on the coordinates of the three base stations BS1, BS2, and B3. At this time, the position value of the mobile terminal 218 is a distance between the mobile terminals 218 around the position of each of the base stations BS1, BS2, and B3,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
212 and 214 that are intersected with each other by the base stations BS1, BS2 and B3 and are calculated from the intersection points 216 of the generated circles 210, 212 and 214.

이어서, 도 4를 참조하면, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법에 있어서, 선 교점 알고리즘 기반의 TOA 삼각변 측량법을 설명하기 위한 예시도이다.4, there is shown an exemplary diagram for explaining a TOA triangulation method based on a line-of-intersection algorithm in a method of providing a location service of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention. to be.

본 발명이 적용된 TOA 삼각변 측량법이 도시된 도 4를 참조하면, 네트워크 내 기설정된 위치에 분산된 복수의 기지국(B1, B2, B3)에서 서빙(serving) 중인 이동단말(416)로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA: Time of Arrival)을 기반으로 상기 이동단말 간 거리 추정을 위해 각 기지국(B1, B2, B3)의 위치를 중심으로 이동단말(416) 간 거리를 각각 반지름(

Figure pat00007
1,
Figure pat00008
2,
Figure pat00009
3)으로 하여 기지국(B1, B2, B3)별 중첩되는 원(410, 412, 414)이 생성된다.Referring to FIG. 4 illustrating a TOA triangulation method to which the present invention is applied, a signal transmitted from a plurality of base stations B1, B2, and B3 distributed in a network to a serving mobile terminal 416 The distance between the mobile terminals 416 around the position of each of the base stations B1, B2, and B3 is calculated as a radius (i.e., a radius of the mobile terminal 416) based on the time of arrival (TOA)
Figure pat00007
One,
Figure pat00008
2,
Figure pat00009
3, and the circles 410, 412, and 414 overlapping with the base stations B1, B2, and B3 are generated.

생성된 상호 중첩되는 원(410, 412, 414)에 의해 형성되는 교점(41, 42, 43, 44, 45)좌표 즉, 도 4에 도시된 바와 같이 세 개(410, 412, 414)의 원에 대응하는 총 여섯 개의 교점(41, 42, 43, 44, 45)으로부터 기설정된 복수의 교점 예컨대, 각각 두 개의 원들에 의해 생성된 두 개의 교점(예컨대, 410, 414 원들의 중첩에 의해 생성되는 43, 45 교점으로부터 연장되어 상기 두 개의 교점(43, 45)을 연결하는 총 세 개의 선들이 형성된다. 형성된 세 개의 선들이 만나는 교점(47)을 이동단말(416)의 위치로 결정하여 위치 추정 서비스를 수행한다.The coordinates of the intersections 41, 42, 43, 44 and 45 formed by the generated mutually superimposed circles 410, 412 and 414, i.e., the coordinates of the three circles 410, 412 and 414 (E.g., generated by superimposing 410, 414 circles) generated from a total of six intersection points (41, 42, 43, 44, 45) 43 and 45. The intersection 47 at which the three lines meet is determined to be the position of the mobile terminal 416 and the position estimation Service.

더욱 상세하게는 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.More specifically, it will be described with reference to Fig.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법에 관한 전체 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of providing a location service of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

도 3의 설명에 앞서, 먼저 본 발명에서는 TOA를 기반으로 한 이동단말과 기지국 간의 거리 정보를 산출하여 상기 이동단말의 위치 정보를 획득하기 하기 위해 앞서, 도 4에 도시된 바와 같이 늘어난 반지름을 기반으로 하는 세 개의 원은 총 여섯 개의 교점을 생성하게 되고, 세 개의 원들 중 각각 두 개의 원들은 두 개의 교점을 생성하고, 이 두 개의 교점을 연결하는 총 세 개의 선들이 형성되게 되어 상기 세 개의 선들이 만나는 교점을 이동단말의 위치로 결정한다. 3, in order to obtain distance information between a mobile station and a base station based on the TOA and acquire the location information of the mobile station, an increased radius is calculated based on the radius as shown in FIG. 4 Three circles constituting a total of six intersections, two circles of two of the three circles generate two intersections, a total of three lines connecting the two intersections are formed, and the three lines And determines the intersection as the location of the mobile terminal.

이러한 동작을 보다 상세히 하는 도 3을 참조하면, 먼저 310 과정은 본 발명이 적용된 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치에서 네트워크 내 기설정된 위치에 분산된 복수의 기지국에서 서빙(serving) 중인 이동단말로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA: Time of Arrival)을 기반으로 상기 이동단말 간 거리 추정을 위해 각 기지국의 위치를 중심으로 상기 이동단말 사이의 거리를 각각 반지름으로 하여 기지국별 중첩되는 원을 생성한다.Referring to FIG. 3, which is a more detailed description of the operation, in step 310, a plurality of BSs distributed in a predefined location in a network in a location service providing apparatus of a mobile station to which the present invention is applied, The distance between the mobile stations is set to be a radius of each base station based on the time-of-arrival (TOA) of the signal.

이때, 상기 TOA 삼각변 측량법은 이동단말과 기지국 사이의 거리를 측정하고, 이동단말의 위치를 결정하기 위해 세 개의 기지국의 좌표들과 측정된 거리에 해당하는 반지름을 기반으로 하는 세 개의 원들로부터 획득된 세 개의 방정식에 대한 해를 구하는 것으로, 이동단말과

Figure pat00010
번째 기지국에 대한 거리에 대한 수학식은 하기의 수학식 1과 같이 주어진다.At this time, the TOA triangulation method measures the distance between the mobile terminal and the base station and acquires from three circles based on the coordinates of the three base stations and the radius corresponding to the measured distance to determine the position of the mobile terminal By solving the three equations,
Figure pat00010
Th base station is given by Equation (1). &Quot; (1) "

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서, (

Figure pat00012
,
Figure pat00013
)와 (
Figure pat00014
,
Figure pat00015
)는 이동단말과
Figure pat00016
번째 기지국의 좌표이다. here, (
Figure pat00012
,
Figure pat00013
)Wow (
Figure pat00014
,
Figure pat00015
) ≪ / RTI >
Figure pat00016
Th base station.

TOA 삼각변 측량법은 일반적으로 시간 지연 샘플들의 수를 사용하여 이동단말과 기지국 사이의 거리를 측정하는 것으로, 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수는 하기 수학식 2에 의해 계산된다.TOA triangulation generally measures the distance between a mobile terminal and a base station using the number of time delay samples, wherein the number of time delay samples for a particular carrier frequency is calculated by: < EMI ID = 2.0 >

Figure pat00017
Figure pat00017

여기서,

Figure pat00018
는 지연 샘플의 개수이고,
Figure pat00019
는 빛의 속도이며,
Figure pat00020
는 특정 반송 주파수를 나타낸다. 지연 샘플의 개수는 정수이고, "ceil"을 제외한 수학식 2의 우변은 일반적으로 정수가 아니므로, 수학식 2의 우변에 올림 함수를 뜻하는 "ceil"을 사용한다. here,
Figure pat00018
Is the number of delay samples,
Figure pat00019
Is the speed of light,
Figure pat00020
Represents a specific carrier frequency. Since the number of delay samples is an integer and the right side of equation (2) except for "ceil" is generally not an integer, "ceil" is used in the right side of equation (2).

수학식 2를 사용하여 이동단말과

Figure pat00021
번째 기지국의 거리는 수학식 3에 의해 추정된다.Using Equation (2)
Figure pat00021
Th base station is estimated by Equation (3).

Figure pat00022
Figure pat00022

여기서,

Figure pat00023
는 추정된 이동단말과
Figure pat00024
번째 기지국 사이의 거리이다. here,
Figure pat00023
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00024
Th base station.

또한, 하기의 수학식 4를 이용하여 세 개의 원에 대한 방정식을 생성한다.Further, an equation for three circles is generated using the following equation (4).

Figure pat00025
Figure pat00025

(여기서,

Figure pat00026
로 정의됨)(here,
Figure pat00026
)

계속해서, 312 과정에서는 상기 각 기지국을 중심으로 생성되어 상호 중첩되는 원에 의해 형성되는 교점을 생성한다. 즉, 세 개의 원들이 서로 중첩되어 생성되는 여섯 개의 교점들을 인식하여 314 과정에서는 서로 교차하여 페어링(pairing) 되는 원들로부터 두 개의 교점을 인식한다.Subsequently, in step 312, an intersection formed by circles that are generated around the respective base stations and overlap each other is generated. That is, the three circles overlap each other to recognize six intersections generated, and in step 314, two intersections are recognized from circles that are paired with each other.

상기 생성된 원의 반지름에 해당하는 추정된 거리는 수학식 2의 "ceil"함수에 의해 실제 거리보다 일반적으로 길어지게 되어, 추정된 거리에 대한 반지름을 가지는 세 개의 원은 일반적으로 한 점에서 만나지 못하게 된다. 이들 원은 일반적으로 하나의 교점이 아닌 여섯 개의 교점을 생성하게 된다. The estimated distance corresponding to the radius of the generated circle is generally longer than the actual distance by the "ceil" function of Equation (2), so that the three circles having the radius of the estimated distance generally do not meet at one point do. These circles generally create six intersections instead of one.

이를 보다 상세히 도 4를 참조하면, 서로 교차하여 페어링 되는 제1 페어링 원 410, 414의 두 개의 교점 45, 43, 제2 페어링 원 410, 412의 두 개의 교점 41, 47, 제3 페어링 원 412, 414의 두 개의 교점 42, 44를 인식한다.4, two intersections 45 and 43 of the first pairing circles 410 and 414 that are paired with each other, two intersections 41 and 47 of the second pairing circles 410 and 412, a third pairing circle 412, Recognizes the two intersections 42, 44 of 414.

316 과정에서는 인식된 기설정된 복수의 교점 즉, 두 개의 교점별 연결을 수행하여 기설정된 복수의 교점이 연결되도록 형성되는 복수의 직선을 획득한다.In step 316, a plurality of recognized straight lines are formed so that a predetermined plurality of intersections, that is, two intersections, are connected to form a predetermined plurality of intersections.

이후, 318 과정에서 획득된 복수의 직선 간 서로 교차하는 교점을 연산하여 320 과정에서는 하기의 수학식 5를 이용하여 해당 이동단말의 위치 정보로 결정한다.Then, an intersection between the plurality of straight lines obtained in step 318 is calculated. In step 320, the location information of the mobile terminal is determined using Equation (5) below.

Figure pat00027
Figure pat00027

Figure pat00028
Figure pat00028

(여기서, (

Figure pat00029
,
Figure pat00030
)는 이동단말의 추정된 좌표)
(here, (
Figure pat00029
,
Figure pat00030
) Is the estimated coordinates of the mobile terminal)

이상과 같이, 본 발명이 적용된 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치는 복수의 기지국, 즉 적어도 세 개 이상의 기지국과 통신하며, 상기 기지국별 세 개의 중첩되는 원에 의해 생성되는 여섯 개의 교점을 생성하여 상기 세 개의 원들 중 서로 교차되어 페어링 가능한 두 개의 원들로부터 두 개의 교점을 생성하고, 상기 두 개의 교점을 연결하는 세 개의 직선들을 이용하여 이동단말의 위치 정보를 결정한다.
As described above, an apparatus for providing location services of a mobile station to which the present invention is applied communicates with a plurality of base stations, i.e., at least three or more base stations, and generates six intersections generated by three overlapping circles Two intersections are generated from two circles which are intersecting and pairable among three circles and position information of the mobile terminal is determined using three straight lines connecting the two intersections.

한편, 도 5 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 시뮬레이션 결과를 제시한다.5 to 6, simulation results of the present invention are presented.

본 발명에서 제안된 선 교점 알고리즘 기반의 TOA 삼각변 측량법의 성능 평가를 위한 시뮬레이션을 위해 (-1000, 5000), (6000, -3000), (-7000, 600)의 좌표를 각각 가지는 세 개의 고정된 기지국을 이용한다고 가정한다. For the simulation of the performance evaluation of the TOA triangulation method based on the line-of-intersection algorithm proposed in the present invention, three sets of coordinates (-1000, 5000), (6000, -3000) Base station is used.

좌표의 단위는 m이다. 또한, 반송 주파수로 10MHz, 50MHz, 100MHz, 500MHz, 1GHz, 10GHz를 고려하였다. 이동국의 좌표는 두 가지의 경우를 고려하였는데, 첫 번째 경우는 이동국의 좌표가 100m ~ +100m 사이의 범위에서 임의로 선택되고, 두 번째 경우는 이동국의 좌표가 500 ~ +500m 사이의 범위에서 임의로 선택된다고 가정하였다. 제안된 알고리즘의 성능은 이동국의 MSE(mean square error)에 의해 평가된다. 실제 이동국과 추정된 이동국의 위치에 대한 오차는 하기의 수학식 6에 의해 계산되고, 이동단말 위치에 대한 MSE는 수학식 7에 의해 계산된다.The unit of coordinates is m. Also, 10 MHz, 50 MHz, 100 MHz, 500 MHz, 1 GHz, and 10 GHz were considered as carrier frequencies. In the first case, the coordinates of the mobile station are arbitrarily selected in the range of 100 m to +100 m, and in the second case, the coordinates of the mobile station are arbitrarily selected in the range of 500 to +500 m. . The performance of the proposed algorithm is evaluated by the mean square error (MSE) of the mobile station. The error between the actual mobile station and the estimated position of the mobile station is calculated by Equation (6) below, and the MSE for the mobile station position is calculated by Equation (7).

Figure pat00031
Figure pat00031

Figure pat00032
Figure pat00032

첫 번째 경우와 두 번째 경우에 대한 각 반송주파수 당 MSE에 대한 시뮬레이션 결과가 도 5 및 도 6에 제시되어 있다. 도 5 및 도 6에서 본 발명에서 제안된 선 교점 알고리즘과 최근 제안된 최단거리 알고리즘에 대한 MSE가 제시되어 있는데, 도 5 및 도 6으로부터 본 발명에서 제안된 알고리즘이 최단거리 알고리즘보다 낮은 MSE를 가진다는 것을 확인할 수 있다. 즉, 선 교점 알고리즘의 위치 추정 성능이 최단거리 알고리즘의 위치추정 성능보다 우수하다는 것을 확인할 수 있다.
Simulation results for MSE per carrier frequency for the first case and the second case are shown in Figures 5 and 6. 5 and 6, MSEs for the proposed line-of-intersection algorithm and the recently proposed shortest-distance algorithm are proposed. From FIG. 5 and FIG. 6, the algorithm proposed in the present invention has a lower MSE than the shortest- . That is, it can be confirmed that the position estimation performance of the line-of-intersection algorithm is superior to that of the shortest distance algorithm.

이상에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법에 대해서 살펴보았다.In the foregoing, a method of providing a location service of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention has been described.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치에 관해 도 7을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.Hereinafter, an apparatus for providing location services of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치에 관한 상세 블록도이다.7 is a detailed block diagram of an apparatus for providing location services of a mobile station in a wireless mobile communication system according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명이 적용된 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치(700)은 수집부(710), 제어부(712), 위치 계산부(714) 및 위치 측정부(716)을 포함한다.Referring to FIG. 7, an apparatus 700 for providing a positioning service of a mobile terminal to which the present invention is applied includes a collecting unit 710, a controller 712, a position calculating unit 714, and a position measuring unit 716.

상기 수집부(710)은 소정 이동단말을 기준으로 상기 이동단말을 서빙(serving)하는 기지국과 상기 서빙 기지국에 인접하는 적어도 둘 이상의 인접 기지국으로부터 상기 이동단말이 위치하는 거리 정보를 수집한다.The collecting unit 710 collects distance information of the mobile terminal from the base station serving the mobile terminal and at least two neighboring base stations adjacent to the serving base station based on the predetermined mobile terminal.

상기 제어부(712)는 이동단말로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA: Time of Arrival)을 기반으로 상기 이동단말 간 거리 추정을 위해 기준 위치를 중심으로 상기 이동단말 사이의 거리를 반지름으로 하여 원이 생성되도록 제어한다.The controller 712 calculates a distance between the mobile terminals based on a time-of-arrival (TOA) of a signal transmitted to the mobile terminal, Respectively.

상기 생성된 원은 이동단말의 위치를 기준으로 상기 이동단말을 서빙하는 기지국과 적어도 둘 이상의 인접 기지국과 연동되어 서로 중첩되게 생성된다.The generated circle is generated so as to be interlocked with the base station serving the mobile station and at least two adjacent base stations based on the position of the mobile station.

그리고, 상기 제어부(712)는 하기의 식 8을 적용하여 수집부(710)를 통해 이동단말과 세 개의 기지국 간 거리를 측정하고, 세 개의 기지국별 좌표와 측정된 거리에 해당하는 반지름을 기반으로 하는 세 개의 원들로부터 획득된 세 개의 방정식에 대한 해를 구하여 TOA 기반 이동단말의 위치 결정이 수행되도록 제어한다.The control unit 712 measures the distance between the mobile terminal and three base stations through the collecting unit 710 by applying the following Equation 8 and calculates the distance between three base stations based on the coordinates of the three base stations and the radius corresponding to the measured distance And the position of the TOA-based mobile terminal is controlled to be performed.

Figure pat00033
Figure pat00033

여기서, (

Figure pat00034
,
Figure pat00035
)와 (
Figure pat00036
,
Figure pat00037
)는 이동단말과
Figure pat00038
번째 기지국의 좌표이다. here, (
Figure pat00034
,
Figure pat00035
)Wow (
Figure pat00036
,
Figure pat00037
) ≪ / RTI >
Figure pat00038
Th base station.

이때, 상기 제어부(712)는 하기의 수학식 9를 통해 특정 주파수에 대한 시간지연 샘플들의 수가 계산된 시간 지연 샘플들의 수를 사용하여 TOA 기반 이동단말과 기지국 간의 거리 측정이 수행되도록 제어한다.At this time, the controller 712 controls the distance measurement between the TOA-based mobile terminal and the base station using the number of time delay samples calculated by the following equation (9).

Figure pat00039
Figure pat00039

여기서,

Figure pat00040
는 지연 샘플의 개수이고,
Figure pat00041
는 빛의 속도이며,
Figure pat00042
는 특정 반송 주파수를 나타낸다. 지연 샘플의 개수는 정수이고, "ceil"을 제외한 수학식 2의 우변은 일반적으로 정수가 아니므로, 수학식 2의 우변에 올림함수를 뜻하는 "ceil"을 사용한다. here,
Figure pat00040
Is the number of delay samples,
Figure pat00041
Is the speed of light,
Figure pat00042
Represents a specific carrier frequency. Since the number of delay samples is an integer and the right side of equation (2) except for "ceil" is generally not an integer, "ceil" is used in the right side of equation (2).

또한, 상기 제어부(712)에서는 수학식 9를 사용하여 이동단말과

Figure pat00043
번째 기지국의 거리는 수학식 10에 의해 추정된다.In addition, the control unit 712 uses Equation (9)
Figure pat00043
Th base station is estimated by Equation (10).

Figure pat00044
Figure pat00044

여기서,

Figure pat00045
는 추정된 이동단말과
Figure pat00046
번째 기지국 사이의 거리이다. here,
Figure pat00045
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00046
Th base station.

또한, 하기의 수학식 11을 이용하여 세 개의 원에 대한 방정식을 생성한다.Further, an equation for three circles is generated using the following equation (11).

Figure pat00047
Figure pat00047

(여기서,

Figure pat00048
로 정의됨)(here,
Figure pat00048
)

상기 위치 계산부(714)는 제어부(712)로부터 생성된 원에 의해 형성되는 교점 좌표에서 기설정된 복수의 교점으로부터 연장되어 상기 기설정된 복수의 교점이 연결되도록 형성되는 복수의 직선을 획득하고, 획득된 복수의 직선 간 서로 교차하는 교점을 연산한다.The position calculation unit 714 obtains a plurality of straight lines extending from a plurality of predetermined intersection points formed at the intersection coordinates formed by the circles generated from the control unit 712 and formed to connect the predetermined intersection points, And calculates an intersection between the plurality of straight lines intersecting each other.

상기 위치 측정부(716)는 제어부(712)의 제어 하에 상기 위치 계산부(714)로부터 출력된 교점 연산 결과를 상기 이동단말의 위치 정보로 결정한다.The position measuring unit 716 determines the result of the intersection calculation output from the position calculating unit 714 under the control of the controller 712 as the position information of the mobile terminal.

이때, 상기 위치 측정부(716)는 제어부(712)의 제어 하에 하기의 수학식 12를 이용하여 이동단말의 위치 정보를 결정한다.At this time, the position measuring unit 716 determines the position information of the mobile terminal by using the following Equation (12) under the control of the controller 712.

Figure pat00049
Figure pat00049

Figure pat00050
Figure pat00050

(여기서, (

Figure pat00051
,
Figure pat00052
)는 이동단말의 추정된 좌표)
(here, (
Figure pat00051
,
Figure pat00052
) Is the estimated coordinates of the mobile terminal)

상기와 같이 본 발명에 따른 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법 및 장치에 관한 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.
As described above, in the wireless mobile communication system according to the present invention, a configuration and operation of a method and apparatus for providing a location service of a mobile terminal can be performed. While the present invention has been described with respect to specific embodiments, May be practiced without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should not be limited by the illustrated embodiments, but should be determined by equivalents of the claims and the claims.

710: 수집부 712: 제어부
714: 위치 계산부 716: 위치 측정부710: Collecting unit 712:
714: Position calculation unit 716: Position measurement unit

Claims (15)

네트워크 내 기설정된 위치에 분산된 복수의 기지국에서 서빙(serving) 중인 이동단말로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA: Time of Arrival)을 기반으로 상기 이동단말 간 거리 추정을 위해 각 기지국의 위치를 중심으로 상기 이동단말 사이의 거리를 각각 반지름으로 하여 기지국별 중첩되는 원을 생성하는 과정과,
상기 각 기지국을 중심으로 생성되어 상호 중첩되는 원에 의해 형성되는 교점 좌표에서 기설정된 복수의 교점으로부터 연장되어 상기 기설정된 복수의 교점이 연결되도록 형성되는 복수의 직선을 획득하는 과정과,
획득된 복수의 직선 간 서로 교차하는 교점을 연산하여 상기 이동단말의 위치 정보로 결정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.The location of each base station is estimated based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted from a plurality of base stations distributed in a predetermined location in a network to a serving mobile station, Generating a superimposed circle for each base station with a distance between the mobile terminals as a radius,
Acquiring a plurality of straight lines extending from a plurality of intersection points preset in intersection coordinates formed by circles superimposed on each other, the intersection being formed around each of the base stations,
And calculating intersection points intersecting with the obtained straight lines to determine the location information of the mobile terminal as the location information of the mobile terminal. 제1항에 있어서, 상기 TOA 기반 이동단말의 위치 결정은,
하기의 식을 적용하여 이동단말과 세 개의 기지국 간 거리를 측정하고,세 개의 기지국별 좌표와 측정된 거리에 해당하는 반지름을 기반으로 하는 세 개의 원들로부터 획득된 세 개의 방정식에 대한 해를 구하여 수행됨을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.
Figure pat00053

(여기서, (
Figure pat00054
,
Figure pat00055
)와 (
Figure pat00056
,
Figure pat00057
)는 이동단말과
Figure pat00058
번째 기지국의 좌표)2. The method of claim 1, wherein the positioning of the TOA-
The distance between the mobile terminal and three base stations is measured by applying the following equations and the solution is obtained by solving the three equations obtained from the three circles based on the coordinates of the three base stations and the radius corresponding to the measured distance And transmitting the location service to the mobile terminal.
Figure pat00053

(here, (
Figure pat00054
,
Figure pat00055
)Wow (
Figure pat00056
,
Figure pat00057
) ≪ / RTI >
Figure pat00058
Th base station) 제2항에 있어서, 상기 TOA 기반 이동단말과 기지국 간의 거리 측정은,
하기의 식을 통해 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수가 계산된 시간 지연 샘플들의 수를 사용하여 측정됨을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.
Figure pat00059

(여기서,
Figure pat00060
는 지연 샘플의 개수이고,
Figure pat00061
는 빛의 속도이며,
Figure pat00062
는 특정 반송 주파수)3. The method of claim 2, wherein the distance measurement between the TOA-
Wherein the number of time delay samples for a specific carrier frequency is measured using the number of time delay samples calculated using the following equation.
Figure pat00059

(here,
Figure pat00060
Is the number of delay samples,
Figure pat00061
Is the speed of light,
Figure pat00062
Lt; / RTI > 제3항에 있어서,
상기 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수가 계산되는 식을 이용하여 이동단말과 소정 기지국 간 거리는 하기의 식에 의해 추정됨을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.
Figure pat00063

(여기서,
Figure pat00064
는 추정된 이동단말과
Figure pat00065
번째 기지국 사이의 거리)The method of claim 3,
Wherein the distance between the mobile station and the predetermined base station is estimated by the following equation using an equation that calculates the number of time delay samples for the specific carrier frequency.
Figure pat00063

( Where,
Figure pat00064
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00065
Th base station) 제1항에 있어서, 상기 기지국별 중첩되는 원을 생성하는 과정은,
하기의 식을 이용하여 생성된 상기 기지국별 중첩되는 원에 대한 방정식을 생성함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.
Figure pat00066

(여기서,
Figure pat00067
로 정의됨)The method of claim 1, wherein the step of generating a superimposed circle for each base station comprises:
Wherein the equation for an overlapping circle for each base station generated using the following equation is generated.
Figure pat00066

(here,
Figure pat00067
) 제1항에 있어서, 상기 이동단말의 위치 정보 결정은,
하기의 식을 이용하여 결정됨을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.
Figure pat00068

Figure pat00069

(여기서, (
Figure pat00070
,
Figure pat00071
)는 이동단말의 추정된 좌표)2. The method of claim 1,
Wherein the mobile terminal is determined using the following equation.
Figure pat00068

Figure pat00069

(here, (
Figure pat00070
,
Figure pat00071
) Is the estimated coordinates of the mobile terminal) 제1항에 있어서, 상기 복수의 기지국은,
제1, 제2 및 제3 기지국을 포함하고, 상기 기지국별 세 개의 중첩되는 원에 의해 생성되는 여섯 개의 교점을 생성하여 상기 세 개의 원들 중 서로 교차되어 페어링(pairing) 가능한 두 개의 원들로부터 두 개의 교점을 생성하고, 상기 두 개의 교점을 연결하는 세 개의 직선들을 이용하여 이동단말의 위치 정보를 결정함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.2. The base station according to claim 1,
Wherein the base station comprises first, second and third base stations, each of the base stations generating six intersection points generated by three overlapping circles for each of the base stations, and from the two circles capable of intersecting and pairing among the three circles, Wherein the position information of the mobile terminal is determined using three straight lines connecting the two intersection points. 소정 이동단말을 기준으로 상기 이동단말을 서빙(serving)하는 기지국과 상기 서빙 기지국에 인접하는 적어도 둘 이상의 인접 기지국으로부터 상기 이동단말이 위치하는 거리 정보를 수집하는 수집부와,
상기 이동단말로 전송되는 신호의 도달 시간(TOA: Time of Arrival)을 기반으로 상기 이동단말 간 거리 추정을 위해 기준 위치를 중심으로 상기 이동단말 사이의 거리를 반지름으로 하여 원을 생성하는 제어부와,
상기 제어부로부터 생성된 원에 의해 형성되는 교점 좌표에서 기설정된 복수의 교점으로부터 연장되어 상기 기설정된 복수의 교점이 연결되도록 형성되는 복수의 직선을 획득하고, 획득된 복수의 직선 간 서로 교차하는 교점을 연산하는 위치 계산부 및
상기 제어부의 제어 하에 상기 위치 계산부로부터 출력된 교점 연산 결과를 상기 이동단말의 위치 정보로 결정하는 위치 측정부를 포함함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치.A collection unit for collecting distance information of the mobile terminal from at least two neighboring base stations adjacent to the serving base station, the base station serving the mobile terminal based on a predetermined mobile terminal;
A control unit for generating a circle with a distance between the mobile stations around a reference position as a radius for estimating a distance between the mobile stations based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted to the mobile station;
A plurality of straight lines extending from a plurality of predetermined intersection points formed at the intersection coordinates formed by the circles generated from the control unit and formed so that the predetermined intersections are connected to each other, A position calculating unit for calculating
And a location measurement unit for determining an intersection calculation result output from the location calculation unit under the control of the control unit as location information of the mobile station. 제8항에 있어서, 상기 제어부로부터 생성된 원은,
이동단말의 위치를 기준으로 상기 이동단말을 서빙하는 기지국과 적어도 둘 이상의 인접 기지국과 연동되어 서로 중첩되게 생성됨을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치.9. The apparatus as claimed in claim 8,
Wherein the base station is interlocked with a base station serving the mobile station and at least two neighbor base stations based on a position of the mobile station, and is generated so as to overlap with each other. 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
하기의 식을 적용하여 수집부를 통해 이동단말과 세 개의 기지국 간 거리를 측정하고, 세 개의 기지국별 좌표와 측정된 거리에 해당하는 반지름을 기반으로 하는 세 개의 원들로부터 획득된 세 개의 방정식에 대한 해를 구하여 TOA 기반 이동단말의 위치 결정이 수행되도록 제어함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치.
Figure pat00072

(여기서, (
Figure pat00073
,
Figure pat00074
)와 (
Figure pat00075
,
Figure pat00076
)는 이동단말과
Figure pat00077
번째 기지국의 좌표)9. The apparatus according to claim 8,
The following equations are applied to measure the distance between the mobile terminal and three base stations through the collection unit, and calculate the three equations obtained from the three circles based on the coordinates of the three base stations and the radii corresponding to the measured distances Wherein the controller is configured to determine a location of the TOA-based mobile terminal based on the location information of the TOA-based mobile terminal.
Figure pat00072

(here, (
Figure pat00073
,
Figure pat00074
)Wow (
Figure pat00075
,
Figure pat00076
) ≪ / RTI >
Figure pat00077
Th base station) 제10항에 있어서, 상기 제어부는,
하기의 식을 통해 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수가 계산된 시간 지연 샘플들의 수를 사용하여 TOA 기반 이동단말과 기지국 간의 거리 측정이 수행되도록 제어함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치.
Figure pat00078

(여기서,
Figure pat00079
는 지연 샘플의 개수이고,
Figure pat00080
는 빛의 속도이며,
Figure pat00081
는 특정 반송 주파수)11. The apparatus according to claim 10,
Based on the number of time delay samples calculated for the specific carrier frequency using the following equation: < EMI ID = 1.0 > Of the positioning service.
Figure pat00078

(here,
Figure pat00079
Is the number of delay samples,
Figure pat00080
Is the speed of light,
Figure pat00081
Lt; / RTI > 제11항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수가 계산되는 식을 이용하여 이동단말과 소정 기지국 간 거리를 하기의 식에 통해 추정함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치.
Figure pat00082

(여기서,
Figure pat00083
는 추정된 이동단말과
Figure pat00084
번째 기지국 사이의 거리)12. The apparatus according to claim 11,
And estimating the distance between the mobile station and the predetermined base station using an equation that calculates the number of time delay samples for the specific carrier frequency by using the following equation.
Figure pat00082

(here,
Figure pat00083
Lt; RTI ID = 0.0 >
Figure pat00084
Th base station) 제8항에 있어서, 상기 제어부는,
하기의 식을 이용하여 생성된 상기 기지국별 중첩되는 원에 대한 방정식을 생성함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 방법.
Figure pat00085

(여기서,
Figure pat00086
로 정의됨)9. The apparatus according to claim 8,
Wherein the equation for an overlapping circle for each base station generated using the following equation is generated.
Figure pat00085

(here,
Figure pat00086
) 제8항에 있어서, 상기 위치 측정부는,
상기 제어부의 제어 하에 하기의 식을 이용하여 이동단말의 위치 정보를 결정함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치.
Figure pat00087

Figure pat00088

(여기서, (
Figure pat00089
,
Figure pat00090
)는 이동단말의 추정된 좌표)The apparatus according to claim 8,
Wherein the location information of the mobile terminal is determined using the following equation under the control of the controller.
Figure pat00087

Figure pat00088

(here, (
Figure pat00089
,
Figure pat00090
) Is the estimated coordinates of the mobile terminal) 제8항에 있어서,
상기 위치 기반 서비스를 수행하는 네트워크는 제1, 제2 및 제3 기지국을 적어도 포함하고, 각 기지국별 제어부에서는 상기 기지국별 세 개의 중첩되는 원에 의해 생성되는 여섯 개의 교점을 생성하여 상기 세 개의 원들 중 서로 교차되어 페어링(pairing) 가능한 두 개의 원들로부터 두 개의 교점을 생성하고, 상기 두 개의 교점을 연결하는 세 개의 직선들을 이용하여 이동단말의 위치 정보가 결정되도록 제어함을 특징으로 하는 무선 이동통신 시스템에서 이동단말의 위치 결정 서비스 제공 장치.9. The method of claim 8,
The network for performing the location based service includes at least first, second and third base stations, and the control unit for each base station generates six intersection points generated by three overlapping circles for each base station, Wherein the position information of the mobile terminal is determined by using two straight lines connecting the two intersections to generate two intersection points from two circles which are capable of being paired with each other, A system for providing location services of a mobile terminal in a system.
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