KR101469773B1

KR101469773B1 - 거대 ｍｉｍｏ 기반 이동 통신 시스템의 측위 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101469773B1
Application number: KR20130153295A
Authority: KR
Inventors: 문철
Original assignee: 한국교통대학교산학협력단
Priority date: 2013-12-10
Filing date: 2013-12-10
Publication date: 2014-12-05
Anticipated expiration: 2033-12-10

Abstract

본 발명은 거대 MIMO 기술에 기반한 WAVE 통신 시스템에 이용할 수 있는 고 정밀 측위 시스템 및 측위 방법에 관한 것으로, 측위 시스템은, 배열안테나를 구비한 하나 또는 둘 이상의 노변 기지국으로부터 수신한 노변 기지국의 커버리지 내 이동국에 대한 전파수신각도 정보, 제1 전파지연 정보 또는 이들의 조합을 토대로 이동국에 대한 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 제1 추정부와, 이차원 빔 공간 좌표에서 수신되는 신호에서 도플러(Doppler) 주파수 및 제2 전파지연 정보를 추정하여 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정하는 제2 추정부와, 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보를 토대로 이동국의 위치를 결정하는 위치결정부와, 이동국의 위치를 이용하여 노변 기지국의 수신 신호를 제어하거나 송신 신호를 제어하거나 수신 신호 및 송신 신호 모두를 제어하는 신호제어부를 포함하여 구성된다.

Description

거대 ＭＩＭＯ 기반 이동 통신 시스템의 측위 시스템 및 방법{Positioning Method and System for Mobile Communication System Based on Massive Multiple Input Multiple Output}

본 발명은 이동 통신 시스템의 측위 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 거대 MIMO(Massive Multi-Input Multi-Output) 기술에 기반한 WAVE(Wireless Access in Vehiclar Equipment) 통신 시스템에 이용할 수 있는 고 정밀 측위 시스템 및 측위 방법에 관한 것이다.

현재 이동 통신 시스템은 대용량 데이터 서비스 및 멀티미디어 서비스 제공을 위해 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신 시스템으로 발전하고 있다. 3GPP의 LTE(Long Term Evolution), 3GPP2의 UWB(Ultra Mobile Broadband) 그리고 IEEE의 802.11p 등 다양한 이동통신 표준은 고속, 고품질의 무선 패킷 데이터 통신에 적합한 다중 반송파를 이용한 다중 접속 방식 측면에서 활발하게 연구 개발되고 있다.

또한, 최근의 이동 통신 시스템은 다중 반송파 다중 접속 방식을 기반으로 하여 전송 효율을 개선하고자 연구 개발되고 있다. 이러한 노력의 결과로, 이동 통신 시스템에는 다중 안테나(Multiple Input Multiple Output, MIMO)를 적용하고, 빔포밍(beam-forming), 적응 변조 및 부호(Adaptive Modulation and Coding, AMC), 채널 감응(Channel Sensitive) 스케줄링 등의 다양한 기술이 채용되고 있다.

한편, 이동 통신 시스템에서 시간, 주파수, 전력 자원은 한정되어 있다. 예컨대, 기지국과 이동국 간의 채널 상태를 측정하여 데이터 심볼(data symbol)의 복조 및 디코딩을 돕기 위해 이용되는 기준 신호에 더 많은 자원을 할당하게 되면, 트래픽 채널 전송에 할당할 수 있는 자원이 줄어들어 전송 데이터의 용량이 감소한다. 즉, 트래픽 채널 전송에 할당할 자원 외에 채널 상태 측정, 이동국 위치 측정 등에 자원을 사용하는 경우, 전체 시스템 성능은 오히려 저하될 수 있다.

이와 같이, 이동 통신 시스템의 용량 측면에서 최적의 성능을 이끌어 낼 수 있도록 트래픽 채널 전송을 위한 자원과 그 이외의 신호 송수신을 위한 자원 사이에는 적절한 배분이 필요하다. 특히, 무선 통신을 이용하는 측위 시스템의 경우, 측위를 위해 이동국의 상당 부분의 자원을 사용할 수 있으므로 이동 통신 시스템의 측위 시스템의 경우 더욱 적절한 자원 분배와 그린 통신(green communication)을 위한 방안이 요구되고 있다.

상술한 종래 기술의 요구에 부응하기 위하여 본 발명의 일실시예에서는 거대 MIMO(Massive Multi-Input Multi-Output) 기술에 기반한 이동 통신 시스템 특히 WAVE(Wireless Access in Vehiclar Equipment) 통신 시스템에 이용할 수 있는 고 정밀 측위 시스템 및 측위 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 실시예에서는 교차로나 관심 지역 내의 보행자, 자전거, 오토바이, 차량 등의 이동객체의 위치, 이동방향 및 이동속도를 정밀하게 추정할 수 있는 측위 시스템 및 측위 방법을 제공하고자 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 측위 시스템은, 거대 MIMO(Massive Multi Input Multi Output) 시스템에 기반한 이동 통신 시스템의 측위 시스템으로서, 배열안테나를 구비한 하나 또는 둘 이상의 노변 기지국으로부터 수신한 노변 기지국의 커버리지 내 이동국에 대한 전파수신각도 정보, 제1 전파지연 정보 또는 이들의 조합을 토대로 이동국에 대한 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 제1 추정부; 이차원 빔 공간 좌표에서 수신되는 신호에서 도플러(Doppler) 주파수 및 제2 전파지연 정보를 추정하여 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정하는 제2 추정부; 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보를 토대로 이동국의 위치를 결정하는 위치결정부; 및 이동국의 위치를 이용하여 노변 기지국의 수신 신호를 제어하거나 송신 신호를 제어하거나 수신 신호 및 송신 신호 모두를 제어하는 신호제어부를 포함하여 구성된다.

본 발명의 일실시예에 따른 측위 방법은, 거대 MIMO 시스템에 기반한 이동 통신 시스템의 측위 방법으로서, 배열안테나를 구비한 하나 또는 둘 이상의 노변 기지국에 결합하여 노변 기지국의 커버리지 내 이동국에 대한 전파수신각도 정보, 제1 전파지연 정보 또는 이들의 조합을 토대로 이동국에 대한 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계; 이차원 빔 공간 좌표에서 수신되는 신호에서 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보를 추정하여 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정하는 단계; 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보를 토대로 이동국의 위치를 결정하는 단계; 및 이동국의 위치를 이용하여 노변 기지국의 수신 신호를 제어하거나 송신 신호를 제어하거나 수신 신호 및 송신 신호 모두를 제어하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 거대 MIMO(Massive Multi-Input Multi-Output) 기술에 기반한 이동 통신 시스템에 이용할 수 있는 고 정밀 측위 방법 및 측위 시스템을 제공할 수 있다. 특히, 시분할 다중화(Time Division Multiplexing) 방식을 이용하는 WAVE(Wireless Access in Vehiclar Equipment) 통신 시스템에서 이동국의 측위를 위해 상향링크에서 추정된 무선 채널 상태 정보를 이용하여 이동국의 하향링크 데이터를 제어함으로써 측위 시스템을 채용한 WAVE 통신 시스템의 단위 전력당 데이터 전송 용량을 획기적으로 증가시켜 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 교차로나 관심 지역 내의 보행자, 자전거, 오토바이, 차량 등의 이동객체의 위치, 이동방향 및 이동속도를 정밀하게 추정함으로써 차량간 충돌, 보행자나 자전거와 같은 이동객체와 차량 간의 충돌을 예측하고 이러한 안전사고를 예방하는데 기여할 수 있는 이동 통신 시스템의 측위 시스템 및 측위 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 측위 시스템을 채용한 이동 통신 시스템의 개략적인 전체 구성도
도 2는 도 1의 측위 시스템의 블록도
도 3은 도 2의 측위 시스템의 신호제어부의 일실시예에 대한 블록도
도 4는 도 2의 측위 시스템에 연결된 노변기지국의 주요 구성에 대한 블록도
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 시스템의 측위 방법의 순서도
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 측위 시스템의 주요 구성에 대한 블록도

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 각 용어의 의미는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 할 것이다. 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 측위 시스템을 채용한 이동 통신 시스템의 개략적인 전체 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 측위 시스템은 이동 통신 시스템의 노변기지국(Road side base station)(100) 내에 설치된다. 측위 시스템은 노변기지국(100)의 이동 통신 시스템과 결합하여 이동객체에 대한 고밀도 측위를 수행하고, 측위 정보를 토대로 교통 정보 서비스를 제공할 수 있다.

측위 시스템은 통신부와 제어부를 포함한다. 통신부는 노변기지국과 신호를 송수신하는 통신인터페이스나 통신 모듈을 포함하여 구성되고, 제어부는 노변기지국의 고주파 송수신기와 연결되는 기저대역 신호처리부를 포함하여 구성될 수 있다. 본 실시예에서 제어부는 기존 이동 통신 시스템이나 노변기지국의 기저대역 신호처리부의 기본적인 신호처리 동작 외에 이동객체의 위치 추정과 이러한 위치 추정에 의한 교통정보서비스를 수행할 수 있는 마이크로프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.

노변기지국(100)은 배열안테나(120), 고주파 송수신기, 기저대역처리부 등을 포함하여 구성된다. 배열안테나(120)는 소정의 이격 간격을 두고 격자 배열되는 복수의 단위 안테나들(120a, 120b 등)을 포함한다. 노변기지국(100)은 통신 커버리지 내에 진입한 이동객체의 이동국과 통신하며 이동국의 요청에 따라 이동 통신 서비스를 제공하며, 측위 시스템의 제어에 따라 이동객체의 위치 추정에 필요한 정보를 제공하고 측위 시스템의 제어에 따라 수신 신호 및 송신 신호 중 적어도 하나의 신호를 처리한다.

본 실시예에서 배열안테나(120)는 거대 다중안테나(Massive MIMO)를 지칭하며, 이러한 거대 다중안테나 시스템에 대한 특성은 본 기술분야에서 이미 잘 알려져 있으므로 그에 대한 상세 설명은 생략한다.

이동객체는 도로(102) 상의 차량뿐만 아니라 도로(102) 옆 인도나 건물(101, 107, 108) 주변의 보행자, 자전차, 오토바이 등을 포함한다. 본 실시예에서 이동객체는 노변기지국(100)과 무선 통신 방식으로 통신하는 적어도 하나의 이동국(103, 104, 105, 106)을 구비하는 객체를 지칭한다.

본 실시예에 의하면, 이동국을 소유한 이동객체의 측위 정보를 이용하여 초등학교 주변이나 교차로 등의 관심 지역 내에서 이동객체에 대한 위치 정보나 이동 정보를 공유할 수 있고, 그에 의해 차량들 간의 충돌이나 차량과 다른 이동객체 간의 충돌 등의 교통안전사고를 예방할 수 있다.

한편, 본 실시예의 측위 시스템은 기본적으로 노변기지국에 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지는 않으며, 구현에 따라서 기지국과 네트워크를 통해 연결되는 상위 시스템에 설치될 수 있다. 여기서, 상위 시스템은 교통 관제 센터나 교통관련 정보제공 서버 등을 포함한다.

도 2는 도 1의 측위 시스템의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 측위 시스템(200)은, 거대 MIMO(Massive Multi Input Multi Output) 시스템에 기반한 이동 통신 시스템의 측위 시스템으로서, 제어부(201)와 통신부(203)를 포함하고, 제어부(201)는 캘러브레이션부(210), 제1 추정부(211), 제2 추정부(212), 위치결정부(213) 및 신호제어부(214)를 포함하여 구성되며, 통신부(203)는 신호 송수신을 위한 통신 인터페이스나 유무선 통신 모듈을 포함하여 구성된다.

제어부(201)에 있어서, 캘러브레이션부(210)는 제1 추정부(211)의 입력단에 연결되며, 배열안테나와 배열안테나의 각 단위 안테나에 연결되는 고주파 수신기에서 발생하는 위상 왜곡을 보상한다. 캘러브레이션부(210)는 제1 추정부(211)에서 이차원 빔 공간 좌표를 추정하기 전에 배열안테나에서 수신되는 신호에 포함된 잡음을 제거하고 신호 변형을 보상한다. 캘러브레이션부(210)에서 출력되는 신호는 제1 추정부(211)로 입력된다.

제1 추정부(211)는 배열안테나를 구비한 하나 또는 둘 이상의 노변 기지국으로부터 수신한 노변 기지국의 커버리지 내 이동국에 대한 전파수신각도 정보, 전파지연 정보(이하, 제1 전파지연 정보) 또는 이들의 조합을 토대로 이동국에 대한 이차원 빔 공간 좌표를 추정한다.

여기서, 전파수신각도 정보는 AOA(Angle of Arrival)를 포함하고, 전파지연(Propagation delay) 정보는 전파의 도달 시각에 대한 TOA(Time of Arrival), 전파의 도달 시각 차이에 대한 TDOA(Time Difference of Arrival)를 포함한다.

제2 추정부(212)는 제1 추정부(211)로부터 받은 이차원 빔 공간 좌표를 토대로 이차원 빔 공간 좌표에서 수신되는 신호에서 도플러(Doppler) 주파수 및 전파지연 정보(이하, 제2 전파지연 정보)를 추정하여 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정한다.

도플러 주파수(Doppler shift frequency)는 이미 잘 알려져 있는 바와 같이 신호의 파동의 파동원과 관찰자의 상대 속도에 따라 진동수와 파장이 바뀌는 도플러 효과에 관한 것으로, 이동객체의 이동에 따른 특정 위치로부터의 수신 신호들 간에 변화되는 주파수 또는 이 주파수들 간의 차이를 지칭한다.

수신 신호의 도플러 주파수를 식으로 나타내면 다음의 수학식 1과 같다.

수학식 1에서, fd는 도플러 주파수, Vr은 파동원까지의 거리 r에 대한 도플러 속도, λ는 수신 신호의 파장을 나타낸다.

전술한 도플러 주파수나 도플러 속도를 이용하면, 제2 추정부(212)는 제1 추정부(211)에서 추정된 이차원 빔 공간 좌표의 이동객체가 노변기지국에 접근하는 방향으로 얼마의 속도로 이동하는지 노변기지국에서 멀어지는 방향으로 얼마의 속도로 이동하는지 추정할 수 있다.

위치결정부(213)는 제1 추정부(211) 및 제2 추정부(212)에서 추정된 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보를 토대로 이동국의 위치를 결정한다.

또한, 위치결정부(213)는, 구현에 따라서 이동국의 응답메시지에 포함된 이동국 자체의 이동방향 및 이동속도에 대한 이동객체 관련 정보를 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보와 결합하여 이동국의 실시간 위치 또는 미래 예상 위치를 결정할 수 있다.

신호제어부(214)는 위치결정부(213)에서 결정된 이동국의 위치를 이용하여 노변 기지국의 수신 신호를 제어하거나 송신 신호를 제어하거나 수신 신호 및 송신 신호 모두를 제어한다. 신호제어부(214)는 위치가 결정된 이동국과의 수신 신호 또는 송신 신호를 제어하므로 신속하고 정확한 높은 빔성형 이득을 통해 전송 용량을 증가시키고 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시예의 측위 시스템(200)에서는 정확도, 신뢰성, 편의성 등의 차원에서 전파수신각도 정보나 전파지연 정보를 이용하여 이차원 빔 공간 좌표를 추정하지만, 이에 한정되지는 않는다. 본 실시예의 측위 시스템은 신호의 세기를 이용하는 RSSI(Received Signal Strength Indicator), 지연확산(Delay spread)을 이용하는 DSOA(Delay Spread of Arrival) 등의 무선 측위 방법을 통해 이차원 빔 공간 좌표를 추정하도록 구현될 수 있다. 물론, 구현에 따라서 전술한 무선 측위 방법들 중 두 개 이상의 방법을 조합하여 각 이동객체의 이차원 빔 공간 좌표를 추정하도록 구현될 수 있다.

도 3은 도 2의 측위 시스템의 신호제어부의 일실시예에 대한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 측위 시스템의 신호제어부(214)는 수신신호 제어부(2141) 및 송신신호 제어부(2142)를 포함하여 구성된다.

수신신호 제어부(2141)는 이차원 빔 공간 좌표의 각 차원에 대한 속성을 갖는 2차원 빔 도메인에서 이동국으로의 최대 이득을 가지는 m*행의 n*열 빔에 의한 신호 G(m*, m*)를 데이터 모뎀에 입력하여, 이동국으로부터 수신한 상향링크 데이터를 복구한다. 이러한 수신신호 제어부(2141)의 작동 원리에 의하면, 2차원 빔 도메인에서 이동국이 위치하는 방향으로 집중되는 빔 성형을 수행함으로써 높은 빔 성형 이득을 통해 전송 용량을 증대시키면서 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.

송신신호 제어부(2142)는 노변 기지국의 프리코딩부, 자원매핑부 및 고주파 신호생성부를 제어하여 이동국으로의 하향링크 데이터의 전송 용량을 증가시키고, 그에 의해 장치의 성능 및 효율을 높인다.

도 4는 도 2의 측위 시스템에 연결된 노변기지국의 주요 구성에 대한 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 측위 시스템의 신호제어부는 노변기지국에서 이동국에 전송되는 송신 신호을 제어할 수 있는데, 그 경우 노변기지국(100)은 프리코딩부(111), 자원매핑부(112) 및 고주파 신호생성부(113)를 포함하여 구성될 수 있다.

측위 시스템의 신호제어부의 제어에 의하면, 노변기지국(100)의 프리코딩부(111)는 상향링크에서 추정된 이동국의 위치 정보를 토대로 이동국에 대한 송신 신호를 프리코딩한다.

자원매핑부(112)는 프리코딩부(111)에서 프리코딩된 심볼들을 배열안테나의 M×N 격자 상의 심볼로 사상한다.

고주파 신호생성부(113)는 자원매핑부(112)에서 사상된 M×N 격자 상의 심볼을 고주파 신호로 변환한다. 변환된 고주파 신호는 배열안테나의 단위 안테나를 통해 이동국으로 송출된다. 고주파 신호생성부(113)는 단위 안테나와 기저대역 신호처리부 사이에 연결되어 고주파 신호를 처리하는 고주파 송수신기의 적어도 일부의 기능부 또는 이러한 기능부에 상응하는 기능을 수행하는 적어도 일부의 구성부를 포함할 수 있다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 실시예의 측위 시스템을 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

교차로에서 차량들 간의 충돌이나, 교차로, 초등학교 부근의 좁은 도로 등에서 보행자, 자전거 등과 차량과의 충돌을 방지하기 위해서는 교차로나 학교 인근의 차량, 보행자, 자전거 등의 이동객체의 위치, 이동방향 및 이동속도를 추정해야 한다.

이를 위해 영상 검지기와 영상처리장치를 사용할 수 있으나, 야간이나 안개, 우천 등의 악천후 기후에서는 영상 검지기로 이동객체에 대한 정확한 위치 정보를 추정하기가 어렵다. 이러한 단점을 보완하기 위해 레이더 검지기를 사용할 수 있으나, 레이더 검지기는 이동객체의 위치, 이동속도 및 방향을 추정하는데 있어서 정확도가 크게 떨어지고 고가인 단점이 있다.

5세대 이동통신 시스템에서 핵심 기술로 부상하고 있는 대용량 다중안테나(massive MIMO) 기술은, 기지국에서 수십 내지 수백 개의 안테나로 구성된 배열안테나를 사용하여 데이터 전송 용량을 크게 증대시킬 수 있어 크게 주목받고 있다. 또한, 거대 다중안테나 기술은 다중 경로 환경에서도 공간적으로 높은 해상도(resolution)의 빔을 사용하여 이동객체의 AOA(Angle of Arrival)를 탐지할 수 있다.

WAVE(Wireless Access in Viheclar Equipment) 통신 시스템은 차량과의 통신을 통해 다양한 교통안전 서비스를 수행하기 위한 차세대 ITS(Intelligent Transport System)의 핵심 요소로서, 모든 교차로에 설치하여 운영될 수 있다.

교차로에서 WAVE 기지국은 많은 이동객체와의 통신을 위해 높은 데이터 전송 용량이 요구되므로, 데이터 전송 용량을 증가시키기 위해 다중 안테나 기술의 도입이 필수적이다.

특히, 교차로 위쪽에서 아래를 조망할 수 있는 위치에 평면 대용량 안테나 배열을 구비한 WAVE 노변 기지국을 설치하면, WAVE 송신기를 사용하는 이동객체에서 송신된 신호는 직선거리(Line-of-sight, LOS) 경로를 통해 노변 기지국으로 수신되기 때문에 높은 해상도의 수신 빔들에 의해 각 이동객체의 AOA, TOA(Time of Arrival), 도플러(Doppler) 주파수를 높은 수준의 정확도로 탐지할 수 있다. 이를 통해 각 이동객체의 이차원 좌표, 이동방향 그리고 이동속도를 추정할 수 있다.

WAVE 통신 기술은 노변 기지국에서 이동객체의 휴대단말이나 온보드 장치로의 하향링크 채널과 이동객체에서 노변 기지국으로의 상향링크 채널이 동일한 주파수 대역을 사용하고 시간에 의해 구별되는 시분할다중화(Time Division Multiplexing) 방식을 사용할 수 있다. 이 경우, 상향링크에서 추정된 무선채널 상태가 하향링크 무선채널 상태와 같다고 가정할 수 있다. 따라서, 상향링크에서 추정된 무선채널 상태 정보를 이용하여 하향링크 데이터를 전송할 수 있으며, 그에 의해 데이터 전송 용량을 상당히 증가시킬 수 있다.

전술한 측위 시스템의 구현을 위해, 먼저 교차로 위쪽에서 아래를 조망할 수 있는 위치에 평면 대용량 배열안테나(120)를 구비한 노변 기지국(100)을 배치한다.

교차로 위쪽에 배치된 노변 기지국(100)은 주기적으로 교차로 또는 교통약자 사고다발지역 등에 진입했음을 알리는 교통정보메시지를 이동객체의 이동국에 전송할 수 있다. 이동국은 교통정보메시지에 응답하는 응답메시지를 노변 기지국에 전송한다.

여기서, 노변기지국이 이동국에 전달하는 메시지(교통정보메시지 등)에는 교통신호등 정보와 교통 흐름 관련 정보를 포함하는 일련의 교차로 정보를 포함할 수 있다. 이동국의 응답메시지는 해당 이동객체의 종류(보행자, 차량, 자전거 등)와 이동객체의 이동방향 및 이동속도(방향 및 속도를 측정하고 있는 차량과 같은 경우)와 같은 이동객체 정보를 포함할 수 있다. 노변 기지국에 응답하는 이동국의 응답메시지는 주기적으로 노변 기지국에 의해 수신될 수 있다.

노변 기지국의 배열안테나(120)는 이차원 평면상에 M×N 격자 형태로 배열되고 서로 인접한 단위 안테나들 간의 간격(d)이 균일한 간격을 갖는 단위 안테나들(120a, 120b)에 의해 마련될 수 있다. 단위 안테나들 간의 간격(d)은 파장의 절반(0.5λ)의 크기를 가질 수 있다.

각 단위 안테나에는 고주파 송수신기(RF Transceiver)가 연결되어 각 단위 안테나에서 수신한 고주파 신호를 기저대역 신호로 변환시키거나, 기저대역에서 발생된 신호를 고주파 신호로 변환시켜 각 단위 안테나로 전송한다.

고주파 송수신기에 연결된 기저대역 신호처리부는 각 고주파 송수신기를 통해 변환된 M×N 격자 구조상의 기저대역 신호를 처리하여 각 이동객체의 이차원 빔 공간 좌표, 이동방향 및 이동속도를 추정한다.

기저대역 신호처리부는 이동객체의 이차원 빔 공간 좌표 추정을 위해, 이동객체로부터 수신되고 변환된 기저대역 신호에 대하여 캘러브레이션(Calibration)을 수행한다. 캘러브레이션은 M×N개의 단위 안테나들 간의 상호 결합(Mutual Coupling) 현상과 각 단위 안테나에 연결된 M×N개의 고주파 송수신기에서 독립적으로 발생하는 위상 천이를 보상해 줌으로서, 이후 기저대역 신호처리부에서 추정할 이동객체의 이차원 좌표의 정확도를 높이기 위해 필요하다.

기저대역 신호처리부는, 이동객체의 이차원 빔 공간 좌표 추정을 위해 이동객체로부터 수신되고 캘러브레이션된 기저대역 신호에 대하여, 다음의 수학식 2와 같이 이차원 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform, 2D-DFT)를 수행한다. 2D-DFT를 통해, 안테나 도메인(Domain)의 기저대역 신호를 이차원 빔 공간 좌표의 각 차원에 대한 속성을 갖는 2차원 빔 도메인의 신호로 변환할 수 있다. 2차원 빔 도메인은 M개의 행과 N개의 열로 이루어진 이차원 격자 구조에 형성된 총 M×N개의 직교하는 빔 성분을 표현할 수 있다.

수학식 2에서, g(u,v)는 u번째 행의 v번째 열에 위치하는 단위 안테나에 수신되고 캘러브레이션된 기저대역 신호를 나타내고, G(m,n)은 2차원 빔 도메인에서 m번째 행의 n번째 열에 위치하는 빔에 수신되는 채널 특성을 나타낸다.

따라서, |G(m,n)|은 m번째 행의 n번째 열에 위치하는 빔에서 수신되는 파워 스펙트럼으로서 M×N 격자에서 최대 이득을 가지는 좌표 (m*, n*)가 해당 이동국이 위치하는 이차원 좌표에 해당하는 것을 나타낸다. 최대 이득을 가지는 좌표 (m*, n*)은 2차원 빔 도메인에서 m*행의 n*열 빔이 가리키는 방향에 해당 이동객체의 가시거리(Line-of-sight, LOS) 파가 도래하고 있음을 의미한다. 즉, 해당 빔이 가리키는 방향에 해당 이동국이 위치한다.

기저대역 신호처리부는 해당 이동객체로의 최대 이득을 가지는 2차원 빔 도메인에서 m*행의 n*열 빔에 의한 신호 G(m*, m*)를 WAVE 통신 시스템의 데이터 모뎀에 입력하여, 이동객체에서 전송한 상향링크 데이터를 복구한다. G(m*, m*)은 높은 빔 성형 이득에 의해 높은 신뢰도, 즉 낮은 에러율로 복구될 수 있다. 이를 통해 노변 기지국의 상향링크 데이터 수신 용량이 상당히 증가할 수 있다.

기저대역 신호처리부는 2차원 빔 도메인에서 최대 이득을 가지는 채널 특성 G(m*, n*)의 TOA와 도플러 주파수를 추정하여, 해당 이동객체의 이동속도와 이동방향을 추정할 수 있다. 이때, 이동속도와 이동방향 추정은 위에서 추정된 최대 이득을 가지는 좌표 (m*, n*)의 변화 및 이동객체의 응답 메시지에 포함된 방향 및 속도 정보를 결합하여 종합적으로 결정될 수 있다.

상향링크와 하향링크가 시간으로 구별되는 TDD(Time Division Duplexing) 시스템에서는 상향링크에서 추정된 채널이 하향링크 채널과 동일하다고 가정할 수 있다. 그러므로, 기저대역 신호처리부는 상향링크에서 최대 이득을 제공하는 2차원 빔 도메인에서 m*행의 n*열 빔을 사용하여 해당 이동 객체로 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.

수학식 3에서, x(u, v)는 u번째 행의 v번째 열에 위치하는 단위 안테나에서 송신될 신호를 나타내며, M×N 격자로 이루어진 안테나 도메인 상의 심볼 또는 신호이다.

수학식 3에 나타낸 바와 같이, 제어부는 최대 이득을 제공하는 2차원 빔 도메인에서 m*행의 n*열 빔을 사용하여 하향링크 전송 신호 X(t)를 이동객체에 전송하기 위해, 해당 빔에 대한 이차원 역 이산 푸리에 변환(2D-IDFT)을 수행하여 X(t)의 최대 이득 빔에 의한 안테나 도메인 신호 x(u,v)를 추출한다. 총 M×N개의 안테나 도메인 신호는 각 고주파 송수신기에 입력되어 고주파(RF) 신호로 변환된 후 해당 단위 안테나 또는 안테나 소자를 통해 이동객체로 전송된다.

전술한 구성에 의하면, 본 실시예의 측위 시스템은 이동 통신 시스템 특히 거대 MIMO(Massive Multi-Input Multi-Output) 기술에 기반한 WAVE(Wireless Access in Vehiclar Equipment) 통신 시스템에 적용되어 노변 기지국 주변의 이동객체에 대한 고 정밀 측위를 구현할 수 있을 뿐만 아니라 이동객체들에 대한 노변 기지국의 상향링크 데이터 수신 용량을 상당히 증가시킬 수 있고, 하향링크 데이터 전송 용량을 상당히 증가시켜 그린 통신(Green Communication)에 기여할 수 있다.

전술한 본 실시예의 측위 시스템의 작동 과정(측위 방법)을 나타내면 다음과 같다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 이동 통신 시스템의 측위 방법에 대한 개략적인 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 측위 방법은, 거대 MIMO(Massive Multi Input Multi Output) 시스템에 기반한 이동 통신 시스템의 측위 방법으로서, 먼저 하나 또는 둘 이상의 노변 기지국의 배열안테나에 노변 기지국의 커버리지 내 이동국의 신호가 수신되면, 측위 시스템의 제어부는 이동국으로부터 수신한 신호를 토대로 이동국의 전파수신각도 정보 또는 제1 전파지연 정보를 산출하고, 산출된 각각의 정보 또는 이들의 조합을 토대로 이동국에 대한 이차원 빔 공간 좌표를 추정한다(S51).

측위 시스템의 제어부는 노변 기지국의 기저대역 신호처리부의 적어도 일부 기능부나 이러한 기능을 수행하는 적어도 일부의 구성부를 포함하여 구현될 수 있다.

이차원 빔 공간 좌표의 추정은 수학식 2의 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)을 이용하여 이동국으로부터 수신되고 보상된 기저대역 신호에서 이차원 빔 공간 좌표를 추정하도록 수행될 수 있다.

또한, 본 실시예의 측위 방법은, 전술한 이차원 빔 공간 좌표를 추정하기 전에, 제어부가 배열안테나와 배열안테나의 각 단위 안테나에 연결되는 고주파 송수신기에서 발생하는 위상 왜곡을 보상하도록 구현될 수 있다(S50).

다음, 제어부는 이차원 빔 공간 좌표에서 수신되는 신호에서 도플러(Doppler) 주파수 및 제2 전파지연 정보를 추정하여 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정한다(S52).

이동국의 이동방향 및 이동속도의 추정은, 이차원 빔 공간 좌표의 각 차원에 대한 속성을 갖는 2차원 빔 도메인에서 최대 이득을 가지는 채널 신호로부터 도플러 주파수와 제2 전파지연 정보를 추정하여 산출하도록 구현될 수 있다.

다음, 제어부는 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보를 토대로 이동국의 실시간 위치를 결정한다(S53).

이동국의 위치 결정은, 이동국의 응답메시지에 포함된 이동국 자체의 이동방향 및 이동속도에 대한 이동객체 관련 정보를 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 도플러 주파수 및 제2 전파지연 정보와 결합하여 이동국의 실시간 위치 또는 미래 예상 위치를 결정하도록 구현될 수 있다.

다음, 제어부는 이동국의 위치를 이용하여 노변 기지국의 수신 신호를 제어하거나 송신 신호를 제어하거나 수신 신호 및 송신 신호 모두를 제어한다(S54).

노변 기지국의 수신 신호 제어는, 2차원 빔 도메인에서 이동국으로의 최대 이득을 가지는 m*행의 n*열 빔에 의한 신호 G(m*, m*)를 데이터 모뎀에 입력하여, 이동국으로부터 수신한 상향링크 데이터를 복구하는 방식으로 수행될 수 있다.

또한, 노변 기지국의 송신 신호 제어는, 제어부의 제어에 따라 노변 기지국의 프리코딩부가 이동국의 이차원 빔 공간 좌표를 이용하여 노변 기지국의 이동국에 대한 송신 신호를 프리코딩하고, 노변 기지국의 자원매핑부가 프리코딩된 심볼들을 배열안테나의 M×N 격자 상의 심볼로 사상하며, 노변 기지국의 고주파 신호생성부가 M×N 격자 상에 사상된 심볼을 배열안테나에 연결된 고주파 송수신기를 통해 고주파 신호로 변환하고 변환된 고주파 신호를 배열안테나의 단위 안테나를 통해 이동국으로 전송하도록 수행될 수 있다.

노변 기지국의 송신 신호 제어에 있어서, 배열안테나의 M×N 격자 상의 심볼로의 사상은, 제어부에서 X(t)의 신호를 이동국으로 전송하고자 할 때, 이차원 빔 공간 좌표를 수학식 3의 이차원 이산 푸리에 변환을 통해 사상하도록 구현될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 노변 기지국은 교차로 또는 교통 관심 지역을 조망하는 위치에 배치되며, 커버리지 내에 진입하는 이동국에 대하여 교통정보메시지를 전송하고 이동국으로부터 교통정보메시지에 대한 응답메시지를 수신할 수 있다. 이 경우, 노변 기지국에서 이동국으로 전달하는 교통정보메시지는 교통신호등 정보, 교통 흐름 관련 정보를 포함한 일련의 교차로 정보를 포함하고, 응답메시지는 이동국을 소유한 이동객체의 종류와 이동국의 이동방향 및 이동속도 정보를 담은 이동객체 정보를 포함할 수 있다. 노변 기지국과 이동국은 시분할다중화 방식으로 통신하도록 마련될 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 통신 시스템의 측위 시스템의 주요 구성에 대한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 측위 시스템은 제1 추정부(211)가 제1A 추정부(2111) 및 제1B 추정부(2112)를 포함하도록 구성될 수 있다.

전술한 경우, 제1A 추정부(2111)는 노변 기지국의 커버리지 내에 진입한 이동국 중 기설정된 지도의 도로상에서 이동중인 차량을 지칭하는 제1이동국에 대한 제1 이차원 빔 공간 좌표를 추정한다.

제1B 추정부(2112)는 제1이동국과 다른 제2이동국의 제2 이차원 빔 공간 좌표를 추정한다. 제2이동국은 보행자가 소지한 휴대단말, 자전거에 탑재되는 온보드 장치, 자전거 탑승자가 소지한 휴대단말, 노변에 정차되거나 주차된 차량의 온보드 장치 등이 될 수 있다.

본 실시예의 제1A 추정부(2111) 및 제1B 추정부(2112)와 함께 전술한 제2 추정부, 위치결정부 및 신호제어부를 이용하면, 현재 이동 중인 이동차량의 실시간 위치나 미래 예상 위치(제1 위치)를 정밀하게 추정하고 보행자나 자전거의 실시간 위치나 미래 예상 위치(제2 위치)를 정밀하게 추정할 수 있고, 이러한 고정밀 추정에 의해 제1 위치의 차량 운전자에게 제2 위치의 이동객체에 대한 정보를 제공함으로써 차량 운전자가 이동객체의 정확한 위치를 미리 인지하고 운전할 수 있도록 할 수 있으며, 그에 의해 차량 사고를 예방하는데 기여할 수 있다.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것은 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함 없이 본 발명에 대해 다수의 적절한 변형 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변형 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100: 노변 기지국 120: 배열안테나
200: 측위 시스템 201: 제어부
203: 통신부 210: 캘리브레이션부
211: 제1 추정부 212: 제2 추정부
213: 위치결정부 214: 신호제어부

Claims

거대 MIMO(Massive Multi Input Multi Output) 시스템에 기반한 이동 통신 시스템의 측위 시스템으로서,
배열안테나를 구비한 하나 또는 둘 이상의 노변 기지국으로부터 수신한 상기 노변 기지국의 커버리지 내 이동국에 대한 전파수신각도 정보, 제1 전파지연 정보 또는 이들의 조합을 토대로 상기 이동국에 대한 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 제1 추정부;
상기 이차원 빔 공간 좌표에서 수신되는 신호에서 도플러(Doppler) 주파수 및 제2 전파지연 정보를 추정하여 상기 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정하는 제2 추정부;
상기 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 상기 도플러 주파수 및 상기 제2 전파지연 정보를 토대로 상기 이동국의 위치를 결정하는 위치결정부; 및
상기 이동국의 위치를 이용하여 상기 노변 기지국의 수신 신호를 제어하거나 송신 신호를 제어하거나 상기 수신 신호 및 상기 송신 신호 모두를 제어하는 신호제어부;
를 포함하며,
상기 신호제어부는, 상기 이차원 빔 공간 좌표의 각 차원에 대한 속성을 갖는 2차원 빔 도메인에서 상기 이동국으로의 최대 이득을 가지는 m*행의 n*열 빔에 의한 신호 G(m*, m*)를 데이터 모뎀에 입력하여, 상기 이동국으로부터 수신한 상향링크 데이터를 복구하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 추정부의 입력단에 연결되며, 상기 배열안테나와 상기 배열안테나의 각 단위 안테나에 연결되는 고주파 송수신기에서 발생하는 위상 왜곡을 보상하는 캘러브레이션부를 더 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 추정부는, 하기 수학식 2의 이차원 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)을 이용하여 상기 이동국으로부터 수신되고 캘러브레이션된 기저대역 신호에서 상기 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템:
[수학식 2]

수학식 2에서, g(u,v)는 u번째 행의 v번째 열에 위치하는 단위 안테나에 수신되고 캘러브레이션된 기저대역 신호를 나타내고, G(m,n)은 상기 이차원 빔 공간 좌표의 각 차원의 속성을 갖는 2차원 빔 도메인에서 m번째 행의 n번째 열에 위치하는 빔에 수신되는 채널 특성을 나타내고, 상기 2차원 빔 도메인은 M개의 행과 N개의 열로 이루어진 이차원 격자 구조에 형성된 총 M×N개의 직교하는 빔 성분을 표현함.
청구항 3에 있어서,
상기 제2 추정부는, 상기 제1 추정부에서 추정된 상기 2차원 빔 도메인에서 최대 이득을 가지는 채널 신호로부터 상기 도플러 주파수와 상기 제2 전파지연 정보를 추정하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 위치결정부는, 상기 이동국의 응답메시지에 포함된 상기 이동국 자체의 이동방향 및 이동속도에 대한 이동객체 관련 정보를 상기 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 상기 도플러 주파수 및 상기 제2 전파지연 정보와 결합하여 상기 이동국의 실시간 위치 또는 미래 예상 위치를 결정하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 신호제어부는, 상기 노변 기지국의 프리코딩부, 자원매핑부 및 고주파 신호생성부를 제어하며,
상기 제어부의 제어에 의해 상기 프리코딩부는 상기 상향링크에서 추정된 이동국의 위치 정보를 이용하여 상기 이동국에 대한 송신 신호를 프리코딩하고, 상기 자원매핑부는 상기 프리코딩부에서 프리코딩된 심볼들을 상기 배열안테나의 M×N 격자 상의 심볼로 사상하며, 상기 고주파 신호생성부는 상기 자원매핑부에서 사상된 M×N 격자 상의 심볼을 고주파 신호로 변환하고 변환된 고주파 신호를 상기 배열안테나의 단위 안테나를 통해 상기 이동국으로 전송하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 신호제어부는, 상기 이동국에 X(t)의 송신 신호를 전송하고자 할 때, 상기 이동국의 위치 정보를 이용하여 상기 프리코딩된 심볼들을 하기 수학식 3의 이차원 이산 푸리에 변환을 통해 상기 M×N 격자 상의 심볼로 사상하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템:
[수학식 3]

수학식 3에서, x(u, v)는 u번째 행의 v번째 열에 위치하는 단위 안테나에서 송신될 신호를 나타내며, M×N 격자로 이루어진 안테나 도메인 상의 심볼 또는 신호임.
청구항 7에 있어서,
상기 노변 기지국은 교차로 또는 교통 관심 지역을 조망하는 위치에 배치되고, 상기 커버리지 내에 진입하는 이동국에 대하여 교통정보메시지를 전송하고 상기 이동국으로부터 상기 교통정보메시지에 대한 응답메시지를 수신하며, 여기서 상기 교통정보메시지는 교통신호등 정보 및 교통 흐름 관련 정보를 포함한 일련의 교차로 정보를 포함하고, 상기 응답메시지는 상기 이동국을 소유한 이동객체의 종류와 상기 이동국의 이동방향 및 이동속도 정보를 담은 이동객체 정보를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 추정부는,
상기 이동국 중 기설정된 지도의 도로상에서 이동하는 차량을 지칭하는 제1이동국에 대한 제1 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 제1A 추정부; 및
상기 제1이동국과 다른 제2이동국의 제2 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 제1B 추정부;를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 시스템.
거대 MIMO(Massive Multi Input Multi Output) 시스템에 기반한 이동 통신 시스템의 측위 방법으로서,
배열안테나를 구비한 하나 또는 둘 이상의 노변 기지국에 연결되어 상기 노변 기지국의 커버리지 내 이동국에 대한 전파수신각도 정보, 제1 전파지연 정보 또는 이들의 조합을 토대로 상기 이동국에 대한 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계;
상기 이차원 빔 공간 좌표에서 수신되는 신호에서 도플러(Doppler) 주파수 및 제2 전파지연 정보를 추정하여 상기 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정하는 단계;
상기 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 상기 도플러 주파수 및 상기 제2 전파지연 정보를 토대로 상기 이동국의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 이동국의 위치를 이용하여 상기 노변 기지국의 수신 신호를 제어하거나 송신 신호를 제어하거나 상기 수신 신호 및 상기 송신 신호 모두를 제어하는 단계;
를 포함하며,
상기 노변 기지국의 수신 신호를 제어하는 단계는, 상기 이차원 빔 공간 좌표의 각 차원에 대한 속성을 갖는 2차원 빔 도메인에서 상기 이동국으로의 최대 이득을 가지는 m*행의 n*열 빔에 의한 신호 G(m*, m*)를 데이터 모뎀에 입력하여, 상기 이동국으로부터 수신한 상향링크 데이터를 복구하는 단계를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계 이전에, 상기 배열안테나와 상기 배열안테나의 각 단위 안테나에 연결되는 고주파 송수신기에서 발생하는 위상 왜곡을 보상하는 단계를 더 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.
청구항 12에 있어서,
상기 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계는, 하기 수학식 2의 이산 푸리에 변환(Discrete Fourier Transform)을 이용하여 상기 이동국으로부터 수신되고 보상된 기저대역 신호에서 상기 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법:
[수학식 2]

수학식 2에서, g(u,v)는 u번째 행의 v번째 열에 위치하는 단위 안테나에 수신되고 캘러브레이션된 기저대역 신호를 나타내고, G(m,n)은 상기 이차원 빔 공간 좌표의 각 차원에 대한 속성을 갖는 2차원 빔 도메인에서 m번째 행의 n번째 열에 위치하는 빔에 수신되는 채널 특성을 나타내고, 상기 2차원 빔 도메인은 M개의 행과 N개의 열로 이루어진 이차원 격자 구조에 형성된 총 M×N개의 직교하는 빔 성분을 표현함.
청구항 13에 있어서,
상기 이동국의 이동방향 및 이동속도를 추정하는 단계는, 상기 2차원 빔 도메인에서 최대 이득을 가지는 채널 신호로부터 상기 도플러 주파수와 상기 제2 전파지연 정보를 추정하는 단계를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 이동국의 위치를 결정하는 단계는, 상기 이동국의 응답메시지에 포함된 상기 이동국 자체의 이동방향 및 이동속도에 대한 이동객체 관련 정보를 상기 이차원 빔 공간 좌표의 변화, 상기 도플러 주파수 및 상기 제2 전파지연 정보와 결합하여 상기 이동국의 실시간 위치 또는 미래 예상 위치를 결정하는 단계를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.
삭제
청구항 11에 있어서,
상기 노변 기지국의 송신 신호를 제어하는 단계는,
상기 이동국의 이차원 빔 공간 좌표를 이용하여 상기 노변 기지국의 상기 이동국에 대한 송신 신호를 프리코딩하는 단계;
상기 프리코딩하는 단계에서 프리코딩된 심볼들을 상기 배열안테나의 M×N 격자 상의 심볼로 사상하는 단계; 및
상기 M×N 격자 상에 사상된 심볼을 상기 배열안테나에 연결된 고주파 송수신기를 통해 고주파 신호로 변환하고 변환된 고주파 신호를 상기 배열안테나의 단위 안테나를 통해 상기 이동국으로 전송하는 단계;
를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.
청구항 17에 있어서,
상기 심볼로 사상하는 단계는, 상기 제어부에서 X(t)의 신호를 상기 이동국으로 전송하고자 할 때, 상기 이차원 빔 공간 좌표를 하기 수학식 3의 이차원 이산 푸리에 변환을 통해 M×N 격자 상의 심볼로 사상하는 단계를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법:
[수학식 3]

수학식 3에서, x(u, v)는 u번째 행의 v번째 열에 위치하는 단위 안테나에서 송신될 신호를 나타내며, M×N 격자로 이루어진 안테나 도메인 상의 심볼 또는 신호임.
청구항 17에 있어서,
상기 노변 기지국과 상기 이동국은 시분할다중화 방식으로 통신하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 노변 기지국은 교차로 또는 교통 관심 지역을 조망하는 위치에 배치되며, 상기 커버리지 내에 진입하는 이동국에 대하여 교통정보메시지를 전송하고 상기 이동국으로부터 상기 교통정보메시지에 대한 응답메시지를 수신하며, 여기서 상기 노변 기지국이 상기 이동국에 전달하는 교통정보메시지는 교통신호등 정보, 교통 흐름 관련 정보를 포함한 일련의 교차로 정보를 포함하고, 상기 응답메시지는 상기 이동국을 소유한 이동객체의 종류와 상기 이동국의 이동방향 및 이동속도 정보를 담은 이동객체 정보를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 이동국의 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계는,
상기 이동국 중 기설정된 지도의 도로상에서 이동하는 차량을 지칭하는 제1이동국에 대한 제1 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계; 및
상기 제1이동국과 다른 제2이동국의 제2 이차원 빔 공간 좌표를 추정하는 단계;를 포함하는 이동 통신 시스템의 측위 방법.