KR100834616B1

KR100834616B1 - 이동 단말기의 위치결정 방법

Info

Publication number: KR100834616B1
Application number: KR1020020010450A
Authority: KR
Inventors: 원은태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-02-27
Filing date: 2002-02-27
Publication date: 2008-06-02
Anticipated expiration: 2022-02-27
Also published as: KR20030070974A

Abstract

기지국의 각 섹터들에 대해 기지국과 거리 및 좌표를 포함하는 측정 포인트들과 해당 위치에서의 수신 신호전력을 측정한 결과를 저장하는 측정 테이블을 구비하는 거리예측 시스템을 구비하는 이동통신 시스템의 단말기의 위치 결정 방법은, 단말기와 통신하는 기지국의 식별정보, 라운드트립지연(RTD) 정보 및 파일럿 위상을 측정하는 과정과, 식별된 기지국의 기지국 좌표와 섹터 방위각을 확인하여 단말기가 존재하는 범위를 결정하는 과정과, 식별된 기지국과 단말기 간의 RTD 정보를 이용하여 단말기와 기지국 간의 거리를 결정하는 과정과, 결정된 범위 및 거리 정보들을 이용하여 단말기가 위치되는 의사지점을 탐색하는 과정과, 탐색된 의사지점에서 전파 지연 오차를 이용하여 상기 RTD와 파일럿 위상을 보정하는 과정과, 보정된 RTD와 파일럿 위상을 측정 테이블을 통해 보정하여 단말기의 위치를 결정하는 과정으로 이루어진다.

단말기 위치결정, 측정 테이블, RTD, 파일럿 위상

Description

이동 단말기의 위치결정 방법{METHOD FOR DETERMINING MS LOCATION WITHOUT GPS IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 종래의 이동통신 시스템에서 단말의 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면

도 2는 LOS 환경에서 거리에 따른 수신신호의 세기 특성을 도시하는 도면

도 3은 이동통신 시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 전파지연 오차를 보정하여 위치를 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면

도 4는 도 3의 방법에 의해 단말의 위치를 결정하는 장치의 구성을 도시하는 도면

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 단말의 위치를 결정하는 과정을 도시하는 흐름도

본 발명은 이동통신 시스템의 단말 위치 결정 방법에 관한 것으로, 특히 GPS 를 이용하지 않고 단말의 위치를 결정할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템(mobile telecomunication system)은 셀룰라(cellular) 방식을사용하므로 셀룰라 통신 시스템이라고 한다. 또한 상기 이동 통신시스템은 통신 방식에 따라 다양한 형태로 운용되는데, 현재에는 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 방식을 사용하거나 또는 CDMA 방식으로 전환되는 추세이다. 이하 본 발명의 실시예에서는 상기 이동 통신시스템이 셀룰라 방식을 사용하는 CDMA 이동 통신시스템이라고 가정하여 설명한다.

또한 상기 이동 통신시스템은 통신 기능 이외에 단말기(Mobile Station)의 현재 위치를 결정하는 기능을 가진다. 즉, 기지국은 셀(cell) 영역 내의 어느 위치에 단말기가 위치되었는지 검색하여 위치를 결정하는 기능을 가진다. 이때 상기 단말기의 위치를 결정하는 기능은 기지국이 수행할 수 있으며, 또한 단말기가 스스로 결정할 수도 있다.

통상적인 이동 통신시스템은 기지국이 여러 단말기들에서 전송되는 메시지들 간에 도착시간(Time Of Arrival: TOA)을 측정하고, 이를 이용하여 단말기와 기지국 간의 거리를 계산한다. 도 1은 종래의 이동 통신시스템에서 GPS를 이용하지 않고(Non-GPS(Global Positioning System)) 단말기의 위치를 결정하는 방법을 도시하는 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 기지국 BTS1-BTS3의 포지션 라인(position line)들이 각각 pl1-pl3이고, 단말기 ms가 상기 포지션 라인 pl1-pl3 영역 내에 위치된 경우를 도시하고 있다. 여기서 상기 포지션 라인 pl1-pl3들은 각각 대응되는 기지국 BTS1-BTS3이 각각 단말기 MS와 메시지를 통신할 수 있는 영역의 거리를 표시하고 있다. 따라서 상기 단말기MS는 최소한 3개의 주변 기지국BTS1-BTS3 들에게 일정한 메시지를 송신하며, 상기 주변 기지국BTS1-BTS3 들은 상기 단말기MS로부터 송신된 메시지의 도착시간 TOA를 측정하여 도시하지 않은 거리 예측시스템으로 전달한다. 그러면 상기 거리예측 시스템은 상기 단말기MS와 통신하는 주변 기지국BTS1-BTS3 들의 위치와 각 기지국들에서 단말기MS와 통신하여 측정된 도착시간들을 삼각법에 적용하여 상기 단말기MS의 위치를 예측한다.

또한 상기 단말기와 기지국 간의 거리를 측정하는 방법으로는, 상기 기지국으로부터 전송된 메시지가 단말기으로부터 되돌아오는데 걸리는 시간, 즉, RTD(Round Trip Delay)를 이용하는 방법을 사용할 수 있다. 그러나 상기 이동 통신시스템의 실제 무선 전파 환경에서는 건물 벽과 여러 가지 장애물 등에 따른 반사에 의하여 다양한 전파경로가 존재한다. 따라서 상기 기지국이 단말기와의 RTD를 측정하는 경우, 상기 다양한 전파경로에 의한 지연이 포함된다는 문제점이 발생된다.

또한 CDMA 이동 통신시스템에 적용되는 방법은 활성 기지국과 인접 기지국들의 도착시간 차(Time Difference Of Arrival: TDOA)에 대한 정보(Pilot Strength Measurement Message: PSMM)를 단말기가 수신하여 상기 기지국들 간의 시간차를 쌍곡선으로 그려서 두 쌍곡선의 교점으로 위치를 결정한다. 하지만 이런 도착시간 차를 이용하는 방법도 다중경로(Multi-path)에 의해서 추가적인 오차가 발생한다. 상기 전파 경로에 의해 발생되는 거리의 오차를 고려하지 않으므로, 단말기의 정확한 위치를 알 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 부호분할다중접속 통신시스템에서 GPS를 사용하지 않고 단말기의 위치를 결정할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템에서 기지국 안테나와 단말기 사이의 거리를 파일럿신호 정보 및 다중 경로에 의한 측정 오차를 미리 정하여 저장하고 있는 정보를 이용하여 단말기의 위치를 결정할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 부호분할다중접속 통신시스템에서 다중경로에 의한 측정오차를 미리 데이터 베이스에 저장하고, 의사 지점에서 전파지연 오차와 이를 비교하여 단말기의 위치를 결정할 수 있는 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 단말기 위치 결정하는 시스템은 기지국의 각 섹터들에 대해 기지국과 거리 및 좌표를 포함하는 측정 포인트들과 해당 위치에서의 수신 신호전력을 측정한 결과를 저장하는 측정 테이블을 구비하며, 상기 이동통신 시스템의 단말기 위치 결정방법은 상기 단말기와 통신하는 기지국의 식별정보, 라운드트립지연(RTD) 정보 및 파일럿 위상을 측정하는 과정과, 상기 식별된 기지국의 기지국 좌표와 섹터 방위각을 확인하여 상기 단말기가 존재하는 범위를 결정하는 과정과, 상기 식별된 기지국과 단말기 간의 상기 RTD 정보를 이용하여 상기 단말기와 상기 기지국 간의 거리를 결정하 는 과정과, 상기 결정된 범위 및 거리 정보들을 이용하여 단말기가 위치되는 의사지점을 탐색하는 과정과, 상기 탐색된 의사지점에서 전파 지연 오차를 이용하여 상기 상기 RTD와 파일럿 위상을 보정하는 과정과, 상기 보정된 RTD와 파일럿 위상을 상기 측정 테이블을 통해 보정하여 상기 단말기의 위치를 결정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

본 발명의 실시예는 이동 통신시스템에서 단말기와 기지국 사이의 정보를 이용하여 단말기의 의사 위치를 결정하고, 상기 결정된 의사 위치에서의 측정 테이블에 저장된 오차 값을 이용하여 RTD와 파일럿 위상의 보정 값을 적용하여 단말기의 정확한 위치를 결정하는 방법을 제공한다. 이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 상기 TOA 또는 TDOA에서 발생하는 다중경로에 의한 측정 오차를 미리 데이터 베이스에 저장하고, 상기 데이터 베이스에 저장된 정보와 의사 지점에서의 전파 지연 오차를 비교하여 상기 단말기의 위치를 결정할 수 있는 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에서 제안하는 방법은 기지국에서 단말기로의 신호 유실 요소 분석을 근거로 한다. 도 2는 기지국과 단말기의 거리에 따라 수신되는 신호의 전력을 도시하는 도면이다. 상기 도 2에서 y축은 거리(distance)를 나타내며 x축은 수신되는 신호의 전력을 나타낸다. 그리고 상기 도 2에서 200은 수신되는 신호의 전력(received signal power)를 나타내며, 211은 임계값(threshold)를 나타내고, 213은 LOS에서 신호의 수신 전력 P_LOS를 나타내며, 215는 NLOS에서 신호의 수신전력 P_NLOS를 나타낸다.

상기 도 2에 도시된 바와 같이 이동 통신시스템에서 가시거리 선상(Line Of Sight: LOS)에서의 평균신호 유실 레벨은 NLOS 보다 크고 유실 레벨의 편차는 작다. 만일 특정 위치(x,y)에서 상기 LOS에 준하는 신호 레벨을 획득하였다면, 임계값(threshold)은 이 값으로 만들어질 수 있다. 상기 임계값에 대한 수신신호의 세기를 비교하여 LOS가 아닌지를 결정한다.

일반적으로 평균 송수신 신호 세기 P^t와 P^r는 다음과 같다.

P^r= LP^t

여기서 L은 유실 요소이다.

L = L^LOS+ L^dr

여기서 L^LOS는 LOS 조건에서의 손실(loss in LOS conditions)이고, L^dr는 굴절 및 반사에 따른 총 손실(total loss due to diffraction and reflection)이다.

LOS 환경에서 거리에 따른 신호세기 P_LOS는 상기 도 2에 도시된 바와 같이 P_NLOS보다 높다. 여기서 편차는 중요하지 않다. 기지국과 단말기 사이의 지형적인 영 향으로 인한 신호 감쇄는 6-40dB이거나 더 크다. 그리고 전파가 반사되는 반사 표면의 특성 및 크기에 따라 신호 유실도가 달라진다. 즉, 거울과 같이 매끈한 표면에서는 LOS 정도의 신호 세기를 유지하지만, 실제 이런 환경은 거의 없다. NLOS 환경에서의 신호 세기 P_NLOS도 상기 도 2에 도시된 바와 같이 거리에 따라서 감소된다. 그러나 편차는 매우 크다. 대부분 기지국에서 단말까지의 거리를 기준으로 위치를 측정하는데, 최소 자승법에서는 거리 정보에 포함된 에러의 제곱이 합으로 비중치를 구하여 최소값에 따른 거리를 구한다.

본 발명의 실시예는 기지국과 단말기 간의 수신지연 RTD와 기지국 간의 도착시간 지연차 TDOA를 이용하여 단말기의 위치 범위를 결정한 후, 그 범위 내에서 가장 유사한 의사 위치에서의 측정 테이블(Calibrating table)을 이용하여 단말기와 기지국 간의 전파 지연 오차를 예측하여 구한 보정값을 이용하여 단말기의 위치를 결정한다.

상기와 같은 방법으로 단말기의 위치를 결정하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 먼저 측정 테이블(calibration table)을 구비한다. 상기 측정테이블은 거리예측 시스템이 각 기지국의 서비스 영역 내에 위치된 각 측정 포인트(calibration point)들에서의 신호 수신세기를 측정하여 미리 데이터 베이스에 저장하여 놓은 테이블이다. 여기서 상기 측정테이블은 각 기지국 별로 구성할 수 있으며, 각각의 섹터에서는 단말기의 위치를 결정하기 위하여 기지국과 단말기까지의 거리(distance from BTS), 그리고 좌표(coordinates x,y or latitude longitude) 등을 구한다. 여기서 상기 거리(distance from BTS) 및 위치(coodinates x,y or latitude longitued) 등은 측정 위치(calibration point)가 된다. 그리고 상기 측정위치에서 LOS 신호 전력 P^LOS를 구한다. 상기와 같은 요소로 구해지는 측정테이블은 하기 <표 1>과 같은 형태로 구성할 수 있다. 상기 <표 1>과 같은 상기 측정 테이블은 단말기가 위치될 수 있는 셀 영역 내에 위치 정보들을 미리 측정하여 정보들로써, 거리예측 시스템의 특정 데이터 베이스 영역에 미리 저장되어 있는 상태이다.

BTS number	Sector number	Calibration Point		LOS signal power P^LOS
BTS number	Sector number	Distance from BTS	Coordinates, x,y or latitude longitude	LOS signal power P^LOS
1	1	d1	x1, y1	P^{LOS 1}
	1	d2	x2, y2	P^{LOS 2}
	1	d3	x3, y3	P^{LOS 3}
	2	d1	x4, y4	P^{LOS 4}
	2	d2	x5, y5	P^{LOS 5}
	2	d3	x6, y6	P^{LOS 6}

상기와 같은 측정테이블을 구비하는 거리예측 시스템은 하기와 같은 순서로 단말기의 위치를 결정한다.

먼저 제1 단계에서는 단말기와 기지국 간에 송수신되는 메시지로부터 기지국 식별정보와 RTD 정보와 PSMM을 단말기로부터 수신하여 기지국과의 차를 수집한다.

상기 제1단계에서 상기 RTD 정보를 측정하는 과정은, 기지국에서 단말기에 특정 메시지를 송신하고, 상기 송신 메시지의 응답 도착시간을 계산하여 상기 RTD 를 측정하는 과정과, 상기 측정된 RTD에서 시스템 지연시간을 뺀 후 단방향 전파지연시간을 계산하는 과정과,상기 단방향 전파지연시간을 거리로 환산하여 단방향 전파거리를 계산한 후, 이를 RTD 정보로 발생하는 과정으로 이루어진다. 그리고 상기 단방향 전파거리를 계산하는 과정은 칩의 속도(0.8138μm) * 빛의 속도(2.988*10⁸m/s) * 단방향 전파지연의 계산에 의해 이루어진다.

그리고 또한 상기 제1단계에서 상기 파일럿 위상을 결정하는 과정은, 활성 및 인접 기지국들이 상기 단말기에서 출력되는 파일럿신호의 세기를 측정한 PSMM신호들을 수신하며, 상기 수신된 PSMM신호들의 도착시간 차를 수집하여 파일럿 위상을 측정한다.

제2단계에서는 데이터 베이스를 조회하여 상기 식별된 기지국의 기지국 좌표와 섹터 방위각을 확인한 후, 이를 변환하여 상기 단말기가 존재하는 범위를 결정한다.

상기 제2단계에서 상기 단말기의 존재범위를 결정하는 과정은, 상기 활성 기지국과 인접 기지국들의 셀과 섹터정보를 획득하는 과정과, 상기 획득된 정보들 내에서 상기 측정된 RTD 값을 이용하여 단말기와 상기 기지국들 간의 거리를 구하여 상기 단말기의 존재범위를 결정하는 과정으로 이루어진다.

제3단계에서는 상기 식별된 기지국과 단말기 간의 상기 RTD 정보를 이용하여 상기 단말기와 상기 기지국 간의 거리를 결정한다.

제4단계에서는 상기 결정된 범위 및 거리 정보들을 이용하여 의사 지점을 탐 색한다.

상기 제4단계에서 상기 단말기의 의사범위를 결정하는 과정은, 상기 설정된 존재 범위 내에서 미리 정해진 일정 간격의 지점들에 대한 전파지연과 각 기지국들에서 송신되는 파일럿신호의 정보를 비교하여 오차가 적은 지점을 상기 의사범위로 결정한다.

제5단계에서는 상기 탐색된 의사지점에서 전파 지연 오차를 이용하여 상기 RTD와 PSMM의 파일럿 위상을 보정한다.

제6단계에서는 상기 <표 1>과 측정 테이블을 통해 보정한 값을 이용하여 단말기의 위치를 결정한다.

상기 <표 1>은 본 발명의 실시예에 따른 측정 테이블(calibrating table)의 구성을 나타내고 있다. 상기 측정 테이블은 거리예측 시스템의 데이터 베이스에 저장된다.

상기 거리예측 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 전파 지연 오차를 보정하면서 단말기의 위치를 결정한다.

상기 도 3을 참조하면, BTS1-BTS3은 기지국을 나타내면, pl1-pl3은 각각 대응되는 기지국의 LOS에서의 포지션 라인(deviated line of position)이고, l1-l3은 각각 대응되는 기지국의 보정된 포지션 라인(accurate line of position)이다. 먼저 거리예측 시스템은 기지국 BTS1-BTS3의 포지션 라인 pl1-pl3에 의해 대략적인 단말기의 위치31을 예측(conventional estimation)한다. 이후 상기 거리예측 시스템은 RTD 및 파일럿 위상을 측정한 후, 상기 측정된 RTD 및 파일럿 위상을 이용하 여 단말기의 존재범위를 설정한다. 그리고 상기와 같이 설정된 범위 내에서 미리 정해진 일정 간격의 지점들에 대한 전파 지연과 각각 기지국들이 보내는 파일럿신호에 대한 정보를 비교해 가장 오차가 적게 발생하는 지점을 단말기의 의사 지점35으로 예측(estimation obtained using reliablity of measurements of pilot PN phase)한다.

상기 의사지점33을 예측한 후, 상기 <표 1>과 같은 측정 테이블을 이용하여 의사지점의 전파지연과 파일럿 신호에 대한 정보를 를 이용해서 RTD와 PSMM의 파일럿 위상(pilot phase)를 보정한다. 그리고 상기와 같은 보정 동작을 반복하므로써, 상기 도 3의 라인 l1-l3(accurate position of line)을 결정하게되며, 이로인해 단말기가 위치된 정확한 지점35를 결정할 수 있게 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 단말기의 위치 결정방법을 도 4를 참조하여 구체적으로 살펴본다. 상기 도 4와 같이 단말기의 위치를 결정하는 방법은 거리예측 시스템에서 수행된다. 상기 거리예측 시스템은 기지국 제어기 내에 위치될 수 있으며, 또한 독립적으로 설치될 수도 있다.

상기 도 4의 412단계에서 RTD와 PSMM을 측정한다. 이를 위하여 상기 거리예측 시스템은 현재 단말기와 통신 중인 기지국을 통해 단말기에 특정 메시지를 전송한 후, 상기 전송된 특정 메시지에 대한 응답이 도착하는 시간을 측정한다. 그리고 상기 측정된 도착시간 지연값에 시스템 지연 값을 감산하므로써, 시스템에서 발생하는 지연요소를 제거한다. 또한 거리는 단방향에 대한 전파 지연값을 구해야 하므로, 상기 전송 및 수신에 의한 지연(순방향 및 역방향 전파 지연)의 결과로 얻어진 값을 반으로 나누어야 한다. 그러므로 측정된 RTD에 의하여 얻어지는 단방향 전파 지연은 하기 <수학식 1>과 같다.

단방향 전파지연 = (측정된 RTD - 시스템 지연)/2

= (순방향 전파지연 + 역방향 전파지연)/2

상기 <수학식 1>에서 계산된 단방향 전파지연은 칩(chip) 단위로 계산된 것이다. 여기서 CDMA 통신시스템은 1.2288Mcps의 속도를 가지므로, 1칩은 약 0.8138μm이다. 그러므로 1.2288Mcps의 속도를 가지는 CDMA 통신시스템에서 단방향 전파지연을 거리로 환산하면 하기 <수학식 2>와 같다.

단방향 전파거리 = 0.8138μm * 빛의 속도(2.988*10⁸m/s)*단방향 전파지연

= 243.97* 단방향 전파지연

상기와 같이 RTD에 의한 단방향 전파거리, 즉 RTD 거리를 계산(측정)할 수 있다.

또한 상기 단말기으로부터 전송되는 PSMM 신호에서 활성 기지국과 인접 기지국들의 단말기에서 보는 파일럿 신호의 도착 시간 차를 수집하게 된다. 그리고 상기 수집된 파일럿 신호들의 도착시간 차에 의해 파일럿신호의 위상을 측정할 수 있다.

상기 도 4의 414단계에서 상기 거리예측 시스템은 기본적인 단말기의 존재 범위를 결정한다. 이를 위하여 상기 거리예측 시스템은 활성 기지국과 인접한 기지국들의 셀(cell)과 섹터(sector) 정보를 획득하여 단말기가 위치된 기본적인 범위를 설정한다. 이후 상기 거리예측 시스템은 416단계에서 상기 412단계에서 측정된 RTD 및 파일럿 위상 값을 이용해서 각 단말기와 기지국들의 거리를 구하며, 상기 기지국들과 단말기의 거리에 의해 상기 도 1과 같이 현재 단말기가 존재하는 범위를 결정하게 된다.

상기 거리예측 시스템은 418단계에서 상기 단말기의 의사 지점(도 3의 33)을 찾는다. 즉, 상기 거리예측 시스템은 418단계에서 상기와 같이 설정된 범위 내에서 미리 정해진 일정 간격의 지점들에 대한 전파 지연과 각각 기지국들이 보내는 파일럿신호에 대한 정보를 비교해 가장 오차가 적게 발생하는 지점을 단말기의 의사 지점으로 결정한다. 이때 내부의 처리절차는 단말기가 기지국으로부터의 측정된 신호세기 비중 V^I을 사용한다. 여기서 비중치를 최소화하여 위치를 구한다.

이때 알고리즘은 하기와 같은 순서로 진행한다.

먼저 기존의 방식으로 대략적인 위치(x⁰,y⁰)(도 3의 31)를 구한다.

이후 측정 가능한 기지국으로부터 SNR(Ec/Io)ⁱ, 파일럿신호 세기(pilot signal power) Pⁱ(i=1, N)을 구한다. 다음으로 상기 위치(x⁰,y⁰) 지점에서 LOS일 때 신호세기 P^LOS를 측정한다. 이는 도 2에 도시되어 있다.

이후 상기 거리예측 시스템은 420단계에서 상기 의사지점에서 전파지연과 파 일럿 신호에 대한 정보를 이용해서 RTD와 PSMM의 파일럿 위상(pilot phase)를 보정한다. 상기 420단계에서 상기 거리예측 시스템은 의사지점에서 전파지연과 각각 기지국들에 관련된 정보와 저장된 상기 <표 1>과 같은 측정테이블을 참조하여 RTD와 PSMM의 파일럿 위상을 보정한다.

그리고 상기 거리예측 시스템은 422단계에서 상기 보정된 RTD 및 파일럿 위상 값을 이용하여 단말기의 위치35를 결정한다. 즉, 상기 보정된 RTD와 파일럿 위상과, 파일럿 신호의 세기(pilot strength)의 지역적인 정보를 이용해서 단말기의 실제적인 위치를 결정하게 된다. 또한 424단계 및 426단계를 수행하면서 상기 RTD 및 파일럿 위상의 반복적인 보정 방법을 사용하면 상기 라인 l1-l3의 정확하게 더 보정되므로 상기 단말기의 위치에 대한 에러가 더욱 보정되어 정확한 위치를 결정할 수 있다.

상술한 바와 같이 단말기와 기지국 사이의 정보를 이용하여 단말기의 의사 위치를 결정하여, 의사 위치에서의 측정 테이블에 저장된 오차 값을 이용하여 RTD와 파일럿 위상의 보정값을 적용하여 정확한 위치를 ??아 단말이나 기지국에 특별한 변화없이 보다 정확한 단말기의 위치를 결정할 수 있는 효과가 있다.

Claims

기지국의 각 섹터들에 대해 기지국과 거리 및 좌표를 포함하는 측정 포인트들과 해당 위치에서의 수신 신호전력을 측정한 결과를 저장하는 측정 테이블을 구비하는 거리예측 시스템을 구비하는 이동통신 시스템의 단말기의 위치 결정 방법에 있어서,

상기 단말기와 통신하는 기지국의 식별정보, 라운드트립지연(RTD) 정보 및 파일럿 위상을 측정하는 과정과,

상기 식별된 기지국의 기지국 좌표와 섹터 방위각을 확인하여 상기 단말기가 존재하는 범위를 결정하는 과정과,

상기 식별된 기지국과 단말기 간의 상기 RTD 정보를 이용하여 상기 단말기와 상기 기지국 간의 거리를 결정하는 과정과,

상기 결정된 범위 및 거리 정보들을 이용하여 단말기가 위치되는 의사지점을 탐색하는 과정과,

상기 탐색된 의사지점에서 전파 지연 오차를 이용하여 상기 상기 RTD와 파일럿 위상을 보정하는 과정과,

상기 보정된 RTD와 파일럿 위상을 상기 측정 테이블을 통해 보정하여 상기 단말기의 위치를 결정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로하는 단말기의 위치 결정방법.
제1항에 있어서, 상기 RTD 정보를 측정하는 과정이,

기지국에서 단말기에 특정 메시지를 송신하고, 상기 송신 메시지의 응답 도착시간을 계산하여 상기 RTD를 측정하는 과정과,

상기 측정된 RTD에서 시스템 지연시간을 뺀 후 단방향 전파지연시간을 계산하는 과정과,

상기 단방향 전파지연시간을 거리로 환산하여 단방향 전파거리를 계산한 후, 이를 RTD 정보로 발생하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 단말기의 위치 결정방법.
제2항에 있어서, 상기 단방향 전파거리를 계산하는 과정이, 칩의 속도(0.8138μm) * 빛의 속도(2.988*10⁸m/s) * 단방향 전파지연의 계산에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 단말기 위치 결정방법.
제1항에 있어서, 상기 파일럿 위상을 결정하는 과정이,

활성 및 인접 기지국들이 상기 단말기에서 출력되는 파일럿신호의 세기를 측정한 PSMM신호들을 수신하며, 상기 수신된 PSMM신호들의 도착시간 차를 수집하여 파일럿 위상을 측정함을 특징으로 하는 단말기 위치 결정방법.
제1항에 있어서, 상기 단말기의 존재범위를 결정하는 과정이,

상기 활성 기지국과 인접 기지국들의 셀과 섹터정보를 획득하는 과정과,

상기 획득된 정보들 내에서 상기 측정된 RTD 값을 이용하여 단말기와 상기 기지국들 간의 거리를 구하여 상기 단말기의 존재범위를 결정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 상기 단말기 위치 결정방법.
제1항에 있어서, 상기 단말기의 의사범위를 결정하는 과정이,

상기 설정된 존재 범위 내에서 미리 정해진 일정 간격의 지점들에 대한 전파지연과 각 기지국들에서 송신되는 파일럿신호의 정보를 비교하여 오차가 적은 지점을 상기 의사범위로 결정함을 특징으로 하는 상기 단말기의 위치 결정방법.