KR102287086B1 - An apparatus for determining time difference of arrival and method thereof - Google Patents
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Abstract
신호 수신 시각 차이 결정 장치가 제공된다. 장치는, 타겟 단말로부터 제 1 간격으로 송신되는 주기 신호들을 각각 수신하는 제 1 수신부 및 제 2 수신부, 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭을 발생시키는 발진부, 발진부에서 발생된 클럭에 따라 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 변환부, 그리고 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 제 1 수신부와 제 2 수신부의 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이를 결정하는 연산부를 포함한다. A signal reception time difference determining apparatus is provided. The apparatus includes a first receiving unit and a second receiving unit each receiving periodic signals transmitted at a first interval from a target terminal, an oscillating unit having a first interval and generating a clock having a clock offset in each period, A converter that samples and digitizes the signals received from the first and second receivers, respectively, according to the clock generated by the oscillator, and receives a signal for the periodic signal of the first and second receivers based on the sampled and digitized values It includes a calculation unit that determines the visual difference.
Description
본 발명은 신호 수신 시각 차이 결정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 복수의 위치에서의 신호 수신 시각 차이를 기반으로 타겟 단말의 위치를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for determining a signal reception time difference, and more particularly, to an apparatus and method for determining a location of a target terminal based on a signal reception time difference at a plurality of locations.
일반적으로 타겟 단말의 위치 추적 기술로는 송수신 사이의 시간 정보를 이용한 시간 기반의 TOA (Time of arrival) 방법과 수신 신호 사이의 시간 차 정보를 이용한 시간 기반의 TDOA (time difference of arrival) 방법, 수신 신호의 각을 이용하는 AOA (angle of arrival), 수신 신호의 감도를 이용하는 RSS (received signal strength), footprint 기법 등 다양한 방법이 사용되고 있다. In general, as a location tracking technology of a target terminal, a time-based TOA (Time of Arrival) method using time information between transmission and reception, a time-based time difference of arrival (TDOA) method using time difference information between received signals, and reception Various methods are used, such as angle of arrival (AOA) using the angle of a signal, received signal strength (RSS) using the sensitivity of a received signal, and a footprint technique.
최근들어 BAN (Body area network) 에서는 UWB 시스템에서의 임펄스 기반의 무선 측위 기술 (시간 기반), 광대역 chirp 신호를 이용한 무선측위 기술 (시간 기반) 그리고 마그네트의 자기장의 세기를 이용한 RSS 기반의 측위 기술 등 다양한 방법들의 적용이 연구되고 있으며 위치의 오류를 줄이기 위해서 앞서 설명한 다양한 기술들이 결합되어 개발되고 있다. Recently, in BAN (Body area network), impulse-based wireless positioning technology (time-based) in UWB system, wireless positioning technology using broadband chirp signal (time-based), and RSS-based positioning technology using the strength of magnetic field of magnet, etc. The application of various methods is being studied, and various techniques described above are combined and developed in order to reduce the position error.
여기서, 시간 기반의 측위 기법은 동기 유무에 따라 요구되는 정보가 다르며 특히, 동기식의 경우, 정확한 측위를 위해서는 타겟 및 다수의 노드 (수신단) 사이의 정확한 동기가 필요하기 때문에 시스템의 구조가 복잡하다. Here, the time-based positioning technique requires different information depending on whether there is synchronization, and in particular, in the case of the synchronous type, accurate synchronization between the target and a plurality of nodes (receiving end) is required for accurate positioning, so the system structure is complicated.
시간 기반 측위 기법에서 가장 중요한 소요 중 하나는 수신 신호의 최초 도착 시각에 대한 정보이다. 이를 보다 정확하게 측정하기 위해 일반적으로 아날로그-디지털 변환 (ADC) 의 표본화율을 높이게 된다. 예를 들어 1 GHz 표본화를 하면 이론적으로, 30 cm 의 거리 오차가 존재하며 이를 줄이기 위해서는 더 높은 표본화가 필요하게 되어 결국 구현상의 어려움이 따르게 되고 구현을 위한 비용 역시 증가하게 되는 문제점이 있다. One of the most important requirements in the time-based positioning technique is information on the initial arrival time of the received signal. To measure this more accurately, the sampling rate of analog-to-digital conversion (ADC) is generally increased. For example, when sampling at 1 GHz, theoretically, there is a distance error of 30 cm. In order to reduce this, higher sampling is required, which leads to difficulties in implementation and increases the cost for implementation.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수신 신호에 대한 아날로그 디지털 변환의 표본화율의 기초가 되는 발진기 (Oscilliator) 의 클럭 오프셋 (clock offset) 을 기반으로 실제 발진기에서 더 높은 클럭을 사용하지 않으면서도 결과적으로 향상된 표본화율을 달성함으로써 보다 더 정확하게 복수 지점 간의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems if a higher clock is not used in the actual oscillator based on the clock offset of the oscillator, which is the basis of the sampling rate of analog-to-digital conversion for the received signal. Another object of the present invention is to provide an apparatus and method capable of more accurately determining a signal reception time difference between a plurality of points by achieving an improved sampling rate as a result.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 보다 정확한 신호 수신 시각 차이를 기반으로 타겟 단말에 대한 향상된 정확도의 위치 결정을 수행할 수 있는 타겟 단말의 위치 결정 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an apparatus and method for determining a location of a target terminal capable of performing location determination with improved accuracy with respect to a target terminal based on a more accurate signal reception time difference.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited thereto, and may be variously expanded without departing from the spirit and scope of the present invention.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치는, 타겟 단말로부터 제 1 간격으로 송신되는 주기 신호들을 각각 수신하는 제 1 수신부 및 제 2 수신부; 상기 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭을 발생시키는 발진부; 상기 발진부에서 발생된 클럭에 따라 상기 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 변환부; 및 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이를 결정하는 연산부를 포함할 수 있다. A signal reception time difference determining apparatus according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a first receiver and a second receiver for receiving periodic signals transmitted at first intervals from a target terminal, respectively; an oscillator for generating a clock having a clock offset in each period with the first interval; a converter for sampling and digitizing the signals received by the first and second receivers according to the clock generated by the oscillator; and a calculator configured to determine a signal reception time difference with respect to the periodic signal of the first receiver and the second receiver based on the sampled and digitized value.
일 측면에 따르면, 상기 변환부는, 복수의 주기에 걸친 샘플링을 합산할 때 상기 클럭 오프셋을 기반으로 상기 제 1 간격보다 조밀하게 샘플링을 수행하게 되어 상기 제 1 간격에 따른 샘플링 레이트보다 높은 실질적인 샘플링 레이트를 가질 수 있다. According to an aspect, the converter performs sampling more densely than the first interval based on the clock offset when summing sampling over a plurality of periods, so that the actual sampling rate is higher than the sampling rate according to the first interval. can have
일 측면에 따르면, 상기 클럭 오프셋은 상기 발진부의 오차 마진에 따른 것이고, 상기 변환부는 상기 클럭 오프셋에 대한 동기화 보정없이 상기 샘플링을 수행하는 것일 수 있다. According to an aspect, the clock offset may be based on an error margin of the oscillator, and the converter may perform the sampling without synchronization correction for the clock offset.
일 측면에 따르면, 상기 변환부는, 상기 제 1 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 1 변환부 및 상기 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 2 변환부를 포함할 수 있다. According to an aspect, the converter may include a first converter for sampling the signals received by the first receiver and a second converter for sampling the signals received by the second receiver.
일 측면에 따르면, 상기 연산부는, 상기 제 1 수신부로부터 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트 (Zero Crossing Point) 인 제 1 시점과, 상기 제 2 수신부에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트인 제 2 시점의 시간 차이를 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. According to an aspect, the calculator includes a first time point that is a zero crossing point of a value sampled from the first receiver, and a second time point that is a zero crossing point of a value sampled from the second receiver. Based on the difference, a signal reception time difference between the first receiver and the second receiver may be determined.
일 측면에 따르면, 상기 연산부는, 상기 제 1 수신부의 상기 제 1 시점까지의 클럭 카운팅 수와 상기 제 2 수신부의 상기 제 2 시점까지의 클럭 카운팅 수의 차이를 더 이용하여 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. According to one aspect, the calculator may further use a difference between the number of clocks counted up to the first time point of the first receiver and the number of clocks counted up to the second time point of the second receiver to obtain the first receiver and the second time point. 2 It is possible to determine the signal reception time difference of the receiver.
일 측면에 따르면, 상기 연산부는, 상기 제 1 수신부 및 상기 제 2 수신부 중 적어도 하나에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트에서 다음 제로 크로싱 포인트까지의 클럭 카운팅 수를 기반으로 상기 연산부의 실질적인 샘플링 레이트를 결정할 수 있다. According to an aspect, the operation unit determines the actual sampling rate of the operation unit based on a clock counting number from a zero crossing point to a next zero crossing point of a value sampled by at least one of the first receiving unit and the second receiving unit. can
일 측면에 따르면, 상기 발진부는, 크리스탈 오실레이터 (Crystal oscillator) 일 수 있다. According to an aspect, the oscillator may be a crystal oscillator.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 위치 결정 장치는, 타겟 단말로부터 제 1 간격으로 송신되는 주기 신호들을 각각 수신하는 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부; 상기 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭을 발생시키는 발진부; 상기 발진부에서 발생된 클럭에 따라 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 변환부; 및 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차를 결정하고, 상기 제 1 수신부와 제 3 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차를 결정하고, 상기 제 1 시간차, 상기 제 2 시간차 및 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부의 위치를 기반으로 상기 타겟 단말의 위치를 결정하는 연산부를 포함할 수 있다. Positioning apparatus according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, the first receiving unit, the second receiving unit and the third receiving unit for receiving the periodic signals transmitted at first intervals from a target terminal, respectively; an oscillator for generating a clock having a clock offset in each period with the first interval; a converter for sampling and digitizing the signals received by the first receiver, the second receiver, and the third receiver according to the clock generated by the oscillator; and determining a first time difference, which is a signal reception time difference for the periodic signal of the first receiver and the second receiver, based on the sampled and digitized value, and for the periodic signal of the first receiver and the third receiver and a calculating unit for determining a second time difference that is a signal reception time difference, and determining the location of the target terminal based on the first time difference, the second time difference, and the positions of the first receiver, the second receiver, and the third receiver can do.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 방법은, 타겟 단말로부터 제 1 주기로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 각각 수신하는 단계; 상기 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭들을 기반으로, 상기 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 단계; 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. A method for determining a signal reception time difference according to another embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes: receiving periodic signals transmitted in a first period from a target terminal at a first receiving unit and a second receiving unit, respectively; sampling and digitizing the signals received by the first receiver and the second receiver, respectively, based on clocks having the first interval and having a clock offset in each period; and determining a signal reception time difference for the periodic signal of the first receiver and the second receiver based on the sampling and digitized value.
일 측면에 따르면, 상기 디지털화하는 단계는, 복수의 주기에 걸친 샘플링을 합산할 때 상기 클럭 오프셋을 기반으로 상기 제 1 간격보다 조밀하게 샘플링을 수행하게 되어 상기 제 1 간격에 따른 샘플링 레이트보다 높은 실질적인 샘플링 레이트로 상기 수신된 신호들을 샘플링할 수 있다. According to one aspect, in the digitizing, when sampling over a plurality of periods is summed, sampling is performed more densely than the first interval based on the clock offset, so that the sampling rate according to the first interval is substantially higher than the sampling rate according to the first interval. The received signals may be sampled at a sampling rate.
일 측면에 따르면, 상기 클럭 오프셋은, 상기 클럭들을 발생시키는 발진부의 오차 마진에 따른 것이고, 상기 디지털화하는 단계는, 상기 클럭 오프셋에 대한 동기화 보정없이 상기 샘플링을 수행하는 것일 수 있다. According to an aspect, the clock offset may be based on an error margin of an oscillator generating the clocks, and the digitizing may include performing the sampling without synchronization correction for the clock offset.
일 측면에 따르면, 상기 디지털화하는 단계는, 제 1 변환부에 의해 상기 제 1 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하고, 제 2 변환부에 의해 상기 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하는 것일 수 있다. According to an aspect, the digitizing may include sampling the signals received from the first receiving unit by a first converting unit and sampling the signals received by the second receiving unit by a second converting unit.
일 측면에 따르면, 상기 결정하는 단계는, 상기 제 1 수신부로부터 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트 (Zero Crossing Point) 인 제 1 시점과, 상기 제 2 수신부에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트인 제 2 시점의 시간 차이를 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. According to an aspect, the determining includes: a first time point that is a zero crossing point of a value sampled from the first receiver, and a second time point that is a zero crossing point of a value sampled from the second receiver It is possible to determine a signal reception time difference between the first receiver and the second receiver based on the time difference of .
일 측면에 따르면, 상기 결정하는 단계는, 기 제 1 수신부의 상기 제 1 시점까지의 클럭 카운팅 수와 상기 제 2 수신부의 상기 제 2 시점까지의 클럭 카운팅 수의 차이를 더 이용하여 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. According to an aspect, in the determining, the first receiver further uses a difference between the number of clocks counted up to the first time point of the first receiver and the number of clocks counted until the second time point of the second receiver and a signal reception time difference of the second receiver may be determined.
일 측면에 따르면, 상기 결정하는 단계는, 상기 제 1 수신부 및 상기 제 2 수신부 중 적어도 하나에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트에서 다음 제로 크로싱 포인트까지의 클럭 카운팅 수를 기반으로 상기 신호들에 대한 실질적인 샘플링 레이트를 연산할 수 있다. According to one aspect, the determining may include: based on a clock counting number from a zero crossing point to a next zero crossing point of a value sampled by at least one of the first receiver and the second receiver, the actual value of the signals The sampling rate can be calculated.
일 측면에 따르면, 상기 발진부는, 크리스탈 오실레이터 (Crystal oscillator) 일 수 있다. According to an aspect, the oscillator may be a crystal oscillator.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 방법은, 타겟 단말로부터 제 1 주기로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 각각 수신하는 단계; 상기 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭들을 기반으로, 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 단계; 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차를 결정하는 단계; 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 3 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차를 결정하는 단계; 및 상기 제 1 시간차, 상기 제 2 시간차 및 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부의 위치를 기반으로 상기 타겟 단말의 위치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. In a method for determining a location of a target terminal according to another embodiment of the present invention for solving the above-described problems, the first receiving unit, the second receiving unit and the third receiving unit receive periodic signals transmitted in a first period from the target terminal, respectively. ; sampling and digitizing the signals received by the first receiver, the second receiver, and the third receiver, respectively, based on the clocks having the first interval and having a clock offset in each period; determining a first time difference, which is a signal reception time difference for the periodic signal of the first receiver and the second receiver, based on the sampling and digitized value; determining a second time difference, which is a signal reception time difference for the periodic signal of the first receiver and the third receiver, based on the sampling and digitized value; and determining the location of the target terminal based on the first time difference, the second time difference, and the positions of the first receiver, the second receiver, and the third receiver.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는, 프로세서 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행되었을 때 상기 프로세서로 하여금, 타겟 단말로부터 제 1 주기로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 각각 수신하고, 상기 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭들을 기반으로, 상기 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하고, 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이를 결정하게 하도록 구성될 수 있다. A computer-readable storage medium according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is a computer-readable storage medium including processor-executable instructions, which, when executed by the processor, cause the processor to , The first receiving unit and the second receiving unit receive periodic signals transmitted in a first period from the target terminal, respectively, and based on the clocks having the first interval and having a clock offset in each period, the second to sample and digitize signals received by the first receiver and the second receiver, respectively, and to determine a signal reception time difference for the periodic signal of the first receiver and the second receiver based on the sampled and digitized values can
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는, 프로세서 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 상기 명령어들은 상기 프로세서에 의해 실행되었을 때 상기 프로세서로 하여금, 타겟 단말로부터 제 1 주기로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 각각 수신하고, 상기 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭들을 기반으로, 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하고, 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차를 결정하고, 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 3 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차를 결정하고, 상기 제 1 시간차, 상기 제 2 시간차 및 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부의 위치를 기반으로 상기 타겟 단말의 위치를 결정하게 하도록 구성될 수 있다. A computer-readable storage medium according to another embodiment of the present invention for solving the above problems is a computer-readable storage medium including processor-executable instructions, which, when executed by the processor, cause the processor to , the first receiving unit, the second receiving unit, and the third receiving unit receive periodic signals transmitted in a first period from the target terminal, respectively, and have the first interval, based on clocks having a clock offset in each period , respectively, by sampling and digitizing the signals received by the first receiving unit, the second receiving unit, and the third receiving unit, and receiving a signal for the periodic signal of the first receiving unit and the second receiving unit based on the sampled and digitized values Determine a first time difference that is a time difference, and determine a second time difference that is a signal reception time difference with respect to the periodic signal of the first receiver and the third receiver based on the sampling and digitized value, the first time difference; It may be configured to determine the position of the target terminal based on the second time difference and the positions of the first receiver, the second receiver, and the third receiver.
개시된 기술은 다음의 효과를 가질 수 있다. 다만, 특정 실시예가 다음의 효과를 전부 포함하여야 한다거나 다음의 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.The disclosed technology may have the following effects. However, this does not mean that a specific embodiment should include all of the following effects or only the following effects, so the scope of the disclosed technology should not be construed as being limited thereby.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치 및 방법에 따르면, 수신 신호에 대한 아날로그 디지털 변환의 표본화율의 기초가 되는 발진기 (Oscilliator) 의 클럭 오프셋을 기반으로 실제 더 높은 클럭을 사용하지 않으면서도 결과적으로 향상된 표본화율을 달성함으로써 보다 더 정확하게 복수 지점 간의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. According to the signal reception time difference determining apparatus and method according to an embodiment of the present invention described above, an actual higher clock is determined based on the clock offset of the oscillator, which is the basis of the sampling rate of analog-to-digital conversion for the received signal. By achieving an improved sampling rate as a result without using it, it is possible to more accurately determine the signal reception time difference between multiple points.
즉, 상대적으로 저렴한 저속의 클럭 주기를 가지는 오실레이터를 사용하면서도, 클럭마다 발생하는 클럭 오프셋을 기반으로 결과적으로 더욱 세밀한 주기로 아날로그 신호의 디지털 샘플링을 수행하도록 함으로써, 타겟 단말에서 송신한 신호에 대한 복수의 수신부에서의 신호 수신 시각의 차이를 고속의 클럭 주기를 가지는 오실레이터를 사용하는 경우와 같이 더욱 정밀하게 결정할 수 있다. That is, while using an oscillator having a relatively inexpensive low-speed clock cycle, digital sampling of the analog signal is performed at a more detailed cycle as a result based on the clock offset generated for each clock, so that a plurality of The difference in signal reception time in the receiver can be more precisely determined as in the case of using an oscillator having a high clock cycle.
나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 장치 및 방법에 따르면, 보다 정확하게 결정된 복수 지점에서의 신호 수신 시각 차이를 기반으로 타겟 단말에 대한 향상된 정확도의 위치 결정을 수행할 수 있다. Furthermore, according to the apparatus and method for determining the location of the target terminal according to another embodiment of the present invention, it is possible to perform positioning of the target terminal with improved accuracy based on the more accurately determined difference in signal reception time at a plurality of points.
도 1 은 상이한 클럭 오프셋으로 인한 상이한 카운팅 결과에 대한 예시이다.
도 2 는 단방향 전송 방식의 측위 운용 방안의 예시도이다.
도 3 은 도 2 의 신호 수신 시각 차이를 이용한 측위의 예시도이다.
도 4 는 클럭 오프셋에 따른 샘플링 지점 변화를 나타낸다.
도 5 는 클럭 오프셋을 기반으로하는 ADC 의 표본화율 증가 효과를 나타낸다.
도 6 은 주기 신호의 도달 시각 차이를 나타낸다.
도 7 은 제로 크로싱 포인트 (Zero Crossing Point) 를 기반으로 하는 신호 수신 시각 차이 결정의 예시도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10 은 도 9 의 타겟 단말의 위치 결정 장치의 구현 예를 나타낸다.
도 11 은 인체 영역에서의 근거리 정밀 위치 결정 시스템에 대한 구현 예를 나타낸다.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 방법의 흐름도이다.
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 방법의 흐름도이다. 1 is an example of different counting results due to different clock offsets.
2 is an exemplary diagram of a positioning operation method of a unidirectional transmission method.
3 is an exemplary diagram of positioning using the signal reception time difference of FIG. 2 .
4 shows a sampling point change according to a clock offset.
5 shows the effect of increasing the sampling rate of the ADC based on the clock offset.
6 shows a difference in arrival time of a periodic signal.
7 is an exemplary diagram of determining a signal reception time difference based on a zero crossing point.
8 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for determining a signal reception time difference according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for determining a location of a target terminal according to an embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows an implementation example of the apparatus for determining the location of the target terminal of FIG. 9 .
11 shows an implementation example of a near-precision positioning system in a human body region.
12 is a flowchart of a method for determining a signal reception time difference according to an embodiment of the present invention.
13 is a flowchart of a method for determining a location of a target terminal according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it is understood that the other component may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, in order to facilitate the overall understanding, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions of the same components are omitted.
신호 수신 시각 차이 기반의 위치 결정Position determination based on signal reception time difference
시간 기반의 위치 결정 방법 중, 신호 수신 시각 차이 (Time Difference of Arrival, TDOA) 를 기반으로 하는 위치 결정 방법은 타겟 단말 (이하, '타겟'이라고도 함) 이 공중으로 발산하는 기준 신호가 복수의 수신부 (이하, '비콘' 또는 '노드'라고도 함) 들에 각각 도달하는 시각의 차이를 기반으로 타겟 단말의 위치를 결정할 수 있다. 도 2 는 단방향 전송 방식의 측위 운용 방안의 예시도이고, 도 3 은 도 2 의 신호 수신 시각 차이를 이용한 측위의 예시도이다. Among the time-based positioning methods, a positioning method based on a time difference of arrival (TDOA) is a reference signal emitted by a target terminal (hereinafter, also referred to as a 'target') in the air is transmitted to a plurality of receivers. (hereinafter, also referred to as a 'beacon' or a 'node') may determine the location of the target terminal based on a difference in arrival time. 2 is an exemplary diagram of a positioning operation method of a unidirectional transmission method, and FIG. 3 is an exemplary diagram of positioning using the signal reception time difference of FIG. 2 .
도 2 에 도시된 바와 같이, 다수의 측위용 노드들 (10, 20, 30) 이 타겟 (40) 과의 사이에서 LOS (line-of-sight) 가 보장되는 위치에 고정되어 있는 상황에서, 타겟 (40) 은 연속해서 주기 신호를 전송할 수 있다. 측위용 노드들 (10, 20, 30) 은 이를 수신하고 최초 도착 시각 정보를 계산 한 후 노드들 사이의 시각차 정보를 계산하여 신호의 수신 시각 차이 (TDOA) 정보를 얻을 수 있다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 각각의 노드들 중 노드 A (10) 과 노드 B (20) 에 도달한 신호의 수신 시각 차이는 ABTDOA 로서 표현될 수 있고, 노드 B (20) 와 노드 C (30) 에 도달한 신호의 수신 시각 차이는 BCTDOA 로서 표현될 수 있으며, 노드 A (10) 와 노드 C (30) 에 도달한 신호의 수신 시각 차이는 ACTDOA 로서 표현될 수 있다. 각각의 TDOA 는 수신 시각 차이로서 시간의 값을 가질 수 있다. As shown in FIG. 2 , in a situation where a plurality of
TDOA 정보를 이용한 측위 기법은 단순히 수신 신호의 시간차를 이용하기 때문에 무선 측위에 있어 가장 많이 적용되는 기술 중에 하나이다. 이러한 TDOA 정보는 동기식 시스템에서 두 번의 단방향 전송을 통해 얻을 수 있으며 양방향 전송을 통해서 얻은 TOA 정보로도 TDOA 정보를 얻을 수 있다. 측위를 하기 위해서는 적어도 세 개의 측위용 노드로부터 두 개 이상의 TDOA 정보들이 필요하고 두 개의 쌍곡선의 교차 지점을 타겟 (40) 의 위치로 판단하게 된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 노드 A (10) 와 노드 B (20) 의 신호 수신 시각 차이인 ABTDOA 를 기반으로, 노드 A (10) 와 노드 B (20) 사이에 상기 ABTDOA 를 만족하는 지점들의 쌍곡선을 도시하고, 노드 A (10) 와 노드 C (30) 의 신호 수신 시각 차이인 ACTDOA 를 기반으로, 노드 A (10) 와 노드 C (30) 사이에서 상기 ACTDOA 를 만족하는 지점들의 쌍곡선을 도시하여, 양 쌍곡선들의 교점을 타겟 단말 (40) 의 위치로서 결정할 수 있다. The positioning technique using TDOA information is one of the most applied techniques in wireless positioning because it simply uses the time difference of the received signal. Such TDOA information can be obtained through two unidirectional transmissions in a synchronous system, and TDOA information can also be obtained from TOA information obtained through bidirectional transmission. For positioning, two or more pieces of TDOA information are required from at least three positioning nodes, and the intersection point of the two hyperbolas is determined as the location of the
상기와 같은 신호 수신 시각 차이를 기반으로 하는 위치 결정에서 측정 위치의 정확도를 향상시키기 위해서는, 신호 수신 시각 차이를 정확히 결정하는 것이 필요하고, 이를 위해서는 종국적으로 최초 신호 수신 시각을 정확하게 결정하는 것이 중요하다. 관련하여, 타겟 단말에서 송출한 무선의 신호는 아날로그의 형태로 각각의 노드에서 수신되며, 수신된 아날로그는 미리 결정된 소정의 간격으로 샘플링되어 디지털화하되므로, 디지털화하기 위한 표본화율, 즉 샘플링 레이트가 신호 수신 시각의 정확도에 직접적인 영향을 끼치게 된다. 샘플링 간격이 넓을 경우, 제 1 샘플링 지점과 제 2 샘플링 지점의 중간 시점에 신호가 도달할 경우에도, 제 2 샘플링 지점에 신호가 도달한 것으로 인식되어 신호 수신 시각의 오차가 발생하게 되고, 이는 결국 위치 측정의 오차로 귀결된다. In order to improve the accuracy of the measurement position in positioning based on the signal reception time difference as described above, it is necessary to accurately determine the signal reception time difference, and ultimately, it is important to accurately determine the initial signal reception time . In this regard, the radio signal transmitted from the target terminal is received at each node in the form of analog, and the received analog is sampled and digitized at a predetermined interval, so the sampling rate for digitization, that is, the sampling rate is the signal It directly affects the accuracy of the reception time. When the sampling interval is wide, even when the signal arrives at an intermediate point between the first sampling point and the second sampling point, it is recognized that the signal has arrived at the second sampling point, resulting in an error in the signal reception time. It results in an error in the position measurement.
따라서, 표본화율을 높이는 것이 정확한 위치 결정을 위해 중요하지만, 샘플링 레이트를 높이기 위해서 복잡도는 물론 구현 비용 역시도 크게 상승되는 문제점을 가지고 있다. 또한, 근거리 내에서의 정밀 위치 측정을 위한 샘플링 레이트는 구현 자체가 어려운 문제점도 있다. Therefore, although it is important to increase the sampling rate for accurate positioning, there is a problem in that complexity and implementation cost are greatly increased in order to increase the sampling rate. In addition, there is a problem in that it is difficult to implement a sampling rate for precise position measurement within a short distance.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치 및 방법과, 타겟 단말의 위치 결정 장치 및 방법은 전술한 문제점 (높은 표본화율, 복잡도 상승) 들을 해결하기 위한 것으로서, 시간 기반의 고정밀 위치 추적을 함에 있어 최초 도착 시각 정보를 추정하기 위한 방안으로 오실레이터의 클럭 오프셋 정보 (이하, '클럭 드리프트'라고도 지칭될 수 있음) 를 이용한 서브 샘플링 (sub-sampling) 기법을 사용할 수 있다. 이러한 서브 샘플링 기법은 저속의 오실레이터를 사용하면서도 고속의 표본화된 데이터를 얻을 수 있게 되며 예를 들어 THz 의 아날로그-디지털 변환 (ADC) 효과를 얻을 수 있다. An apparatus and method for determining a signal reception time difference and an apparatus and method for determining a location of a target terminal according to an embodiment of the present invention are for solving the above-mentioned problems (high sampling rate, increased complexity), and time-based high-precision location tracking As a method for estimating first arrival time information, a sub-sampling technique using clock offset information (hereinafter, also referred to as 'clock drift') of the oscillator may be used. This sub-sampling technique can obtain high-speed sampled data while using a low-speed oscillator, and for example, an analog-to-digital conversion (ADC) effect of THz can be obtained.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치 및 방법과, 타겟 단말의 위치 결정 장치 및 방법은 구현상 가장 간단한 시간 기반의 TDOA 방법을 이용할 수 있기 때문에 타켓의 처리 구조는 매우 간단하며 다수의 노드 (수신부) 또한 수신 신호 사이의 시간 차 정보만이 필요하므로 처리 구조가 매우 간단하다. Since the apparatus and method for determining the signal reception time difference and the apparatus and method for determining the location of a target terminal according to an embodiment of the present invention can use the simplest time-based TDOA method in implementation, the processing structure of the target is very simple and The processing structure of the node (receiver) is also very simple because only the time difference information between the received signals is required.
즉, 본 발명의 일 측면에 따르면, GHz 이상의 표본화가 필요한 문제와 관련하여 클럭 오프셋 정보를 활용한 서브 샘플링 (sub-sampling) 기법을 이용하여 해결할 수 있으며, 복수의 노드 (수신부) 에서의 동기화 문제와 관련하여, 다수의 노드들이 단일의 클럭에 맞추어 동작되는 구조를 채용함으로써 해결할 수 있다. 이로 인해, 본 발명의 일 측면에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 및 타겟 단말 위치 결정은 근거리 위치 측정에 유리할 수 있다. That is, according to one aspect of the present invention, in relation to a problem requiring sampling of GHz or higher, it can be solved by using a sub-sampling technique using clock offset information, and a synchronization problem in a plurality of nodes (receivers) In relation to this, it can be solved by adopting a structure in which a plurality of nodes are operated according to a single clock. For this reason, the signal reception time difference determination and the target terminal location determination according to an aspect of the present invention may be advantageous for short-distance location measurement.
발진기의 클럭 오프셋의 영향Effect of the oscillator's clock offset
도 1 은 상이한 클럭 오프셋으로 인한 상이한 카운팅 결과에 대한 예시이다. 여기서, 클럭 오프셋은, 클럭을 발생시키는 오실레이터가 예를 들어 온도나 압력 등의 변화에 의해 미세하게 영향을 받음으로써 클럭의 발생 속도가 예정된 속도보다 빨라지거나 느려지는 현상을 의미할 수 있으며, '클럭 드리프트 (Clock Drift)'라고도 지칭될 수 있다. 1 is an example of different counting results due to different clock offsets. Here, the clock offset may mean a phenomenon in which the clock generation rate becomes faster or slower than a predetermined speed as the oscillator that generates the clock is slightly affected by, for example, a change in temperature or pressure, and the 'clock It may also be referred to as 'drift (Clock Drift)'.
즉, 소정 주기를 가지는 클럭을 발생시키는 같은 주파수의 발진기 (예를 들어, 크리스털 오실레이터) 라고 해도 공정 과정에서 약간의 오차 마진이 발생할 수 있다. 그 중의 하나가 클럭 오프셋이며 시간 및 온도에 따라 천천히 변하게 된다. 상용 오실레이터의 클럭 오프셋 정보를 참조하면 단위는 ppm (part per million) 로써, 100만 주기를 거치는 동안의 클럭의 변동량으로 표현될 수 있다. 이러한 오실레이터의 클럭 오프셋은, 시간 정보를 이용한 거리 인지 및 무선 측위 기법에서 오실레이터의 클럭을 기반으로 아날로그-디지털 샘플링을 수행하도록 할 때 상당히 큰 측정 오차를 야기할 수 있다. 도 1 은, 동일 클럭으로 동작되는 서로 다른 시스템에서 -α 내지 + α 사이의 클럭 표류 마진이 존재할 때 주어진 시간 동안의 카운팅 정보를 나타낸 것이다. 클럭 표류로 인해 같은 시간 동안 서로 다르게 카운팅되고 있음을 알 수 있다. That is, even an oscillator (eg, a crystal oscillator) of the same frequency that generates a clock having a predetermined period may have a slight error margin in the process. One of them is the clock offset, which changes slowly with time and temperature. Referring to the clock offset information of the commercial oscillator, the unit is ppm (part per million), which can be expressed as the amount of clock fluctuation during 1 million cycles. The clock offset of the oscillator may cause a considerably large measurement error when analog-digital sampling is performed based on the clock of the oscillator in a distance recognition and radio positioning technique using time information. 1 shows counting information for a given time when there is a clock drift margin between -α and +α in different systems operated with the same clock. It can be seen that due to clock drift, they are counting differently for the same time period.
이러한 영향은 저 비용을 요구하는 WPAN (Wireless Persnal Area Network) 에서 저가의 크리스털 오실레이터를 사용할 경우 클럭 표류의 마진이 더욱 커지게 되며 이는 카운팅 오차에 영향을 준게 된다. 특히 측정 시간이 길 경우, 카운팅에 대한 차이는 더욱 커질 수 있다. In this effect, when a low-cost crystal oscillator is used in a wireless personal area network (WPAN) requiring low cost, the margin of clock drift becomes larger, which affects the counting error. In particular, when the measurement time is long, the difference in counting may become larger.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 측정 및 타겟 단말의 위치 결정은 상기와 같은 클럭 오프셋을 이용하여, 오히려 보다 조밀한 아날로그-디지털 변환의 샘플링 레이트를 확보할 수 있는 서브 샘플링 기법을 이용할 수 있다. The measurement of the signal reception time difference and the position determination of the target terminal according to an embodiment of the present invention uses a sub-sampling technique that can secure a more dense analog-to-digital conversion sampling rate by using the clock offset as described above. can
신호 수신 시각 차이 결정Determination of signal reception time difference
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치 (800) 는 타겟 단말 (예를 들어, 도 2 내지 3 의 도면 부호 40, 도 10 의 도면 부호 1010 참조) 로부터 송출된 신호를 각각 수신하는 제 1 수신부 (810) 및 제 2 수신부 (820) 를 포함하여, 제 1 수신부 (810) 와 제 2 수신부 (820) 에서의 신호 수신 시각 차이를 결정하도록 구성될 수 있다. 8 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for determining a signal reception time difference according to an embodiment of the present invention. 8, the signal reception time
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 방법에 따르면, 타겟 단말은 기준이 되는 신호를 소정의 제 1 간격으로 주기를 가지도록 반복적으로 송신할 수 있고, 복수의 수신부, 예를 들어 제 1 수신부 (810) 및 제 2 수신부 (820) 는 타겟 단말로부터의 주기 신호를 수신하여 수신 시각 차이를 결정하도록 할 수 있다. 여기서, 제 1 수신부 (810) 및 제 2 수신부 (820) 에서 수신된 신호는, 제 1 간격을 가지는 클럭을 발생시키는 발진부 (840) 로부터의 클럭을 기반으로하여 변환부 (830) 에서 아날로그 디지털 변환 (ADC) 을 통해 샘플링되어 디지털화될 수 있다. 복수의 수신부들 각각에서 수신된 신호는 동일한 발진부 (840) 로부터의 클럭을 기반으로 ADC 가 수행될 수 있다. 변환부 (830) 는 제 1 간격을 가지는 클럭을 기반으로 하지만, 클럭 오프셋을 이용한 서브 샘플링 기법을 활용함으로써 실질적으로는 제 1 간격보다 조밀하게 샘플링을 수행하게 되어 제 1 간격에 따른 샘플링 레이트보다 더 높은 실질적인 샘플링 레이트를 가지게 되어, 보다 정확하게 제 1 수신부 (810) 및 제 2 수신부 (820) 에서의 신호 수신 시각 및 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. According to the signal reception time difference determining method according to an embodiment of the present invention, the target terminal may repeatedly transmit a reference signal with a period at a first predetermined interval, and a plurality of receivers, for example, The
일 측면에 따르면, 본 발명의 일 측면에 따른 측위의 처리 방법에 있어서, 타겟은 주기적인 신호를 전송하고 복수의 수신부 (예를 들어, 수신 안테나) 를 통해 수신된 신호들은 서로 다른 ADC 에 의해 디지털화될 수 있으며, 여기서 복수의 ADC 에는 같은 오실레이터가 적용되어 동일한 클럭 오프셋이 적용될 수 있다. According to one aspect, in the positioning processing method according to an aspect of the present invention, a target transmits a periodic signal and the signals received through a plurality of receiving units (eg, receiving antennas) are digitized by different ADCs. In this case, the same oscillator may be applied to a plurality of ADCs, so that the same clock offset may be applied.
여기서, ADC 에 적용된 표본화율은 타겟에서 적용된 주기에 해당할 수 있으며, 매 주기 마다 해당 클럭 오프셋 (α ppm) 만큼 이동하면서 신호를 디지털화할 수 있다. 따라서, 표본화율에 오프셋 만큼에 해상하는 해상도를 가지는 신호가 디지털화될 수 있다. Here, the sampling rate applied to the ADC may correspond to the period applied to the target, and the signal may be digitized while moving by the corresponding clock offset (α ppm) in every period. Accordingly, a signal having a resolution that is resolved by an offset in the sampling rate can be digitized.
예를 들어, ADC 에 적용된 클럭이 10 MHz 이고 이때의 클럭 오프셋이 100 ppm 이라고 가정할 경우, 10 MHz + 1 KHz 의 클럭이 발생되며 분해능으로 환산하면 100 GHz로 샘플링한 결과를 얻게 된다. 여기서 100 GHz 에 대한 거리 측정 오차는 약 0.3cm 가 된다. For example, assuming that the clock applied to the ADC is 10 MHz and the clock offset at this time is 100 ppm, a clock of 10 MHz + 1 KHz is generated, and when converted to resolution, sampling at 100 GHz is obtained. Here, the distance measurement error for 100 GHz is about 0.3 cm.
여기서, 타겟과 노드 사이에 서로 다른 클럭 오프셋이 존재한다고 가정할 경우, 그리고 각각의 클럭 오프셋이 최대 100 ppm 이라고 가정할 경우, 둘 사이의 최대 클럭 옵세은 200 ppm 이 된다. 위의 예에서 클럭 오프셋이 200 ppm 이라고 설정하고 거리에 대한 오차를 계산하면 약 0.6 cm가 되기 때문에 근처리 측위에 적합하다.Here, when it is assumed that different clock offsets exist between the target and the node, and it is assumed that each clock offset is at most 100 ppm, the maximum clock offset between the two is 200 ppm. In the example above, if the clock offset is set to 200 ppm and the error for the distance is calculated, it will be about 0.6 cm, so it is suitable for near-near positioning.
이하, 서브 샘플링 기법을 보다 구체적으로 설명한다. 도 4 는 클럭 오프셋에 따른 샘플링 지점 변화를 나타낸다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 송신부에서 송신한 주기 신호가 수신부에서 주기적으로 수신된다고 가정할 때, 송신부에서의 신호 송신 주기인 제 1 간격과 동일한 제 1 간격을 가지는 클럭을 발생시키고, 클럭마다 α의 클럭 오프셋을 가지는 발진기로부터의 클럭을 기반으로 수신부에서 수신된 신호를 아날로그-디지털 변환을 통해 샘플링하면, 수신된 신호에서 매 주기마다 α만큼씩 이동하여 샘플링을 수행하게 된다. 즉, 신호의 첫 번째 주기에서 최초 지점을 샘플링하게 된다면, 두 번째 주기에서 α만큼 오른쪽으로 이동하여 샘플링을 수행하고, 세 번째 주기에서는 2α만큼 오른쪽으로 이동하여 샘플링을 수행하게 된다. Hereinafter, the sub-sampling technique will be described in more detail. 4 shows a sampling point change according to a clock offset. As shown in FIG. 4 , assuming that the periodic signal transmitted from the transmitter is periodically received by the receiver, a clock having the same first interval as the first interval, which is the signal transmission period of the transmitter, is generated, and α When the signal received from the receiver is sampled through analog-to-digital conversion based on the clock from the oscillator having a clock offset of That is, if the first point is sampled in the first period of the signal, sampling is performed by moving to the right by α in the second period, and sampling is performed by moving to the right by 2α in the third period.
도 5 는 클럭 오프셋을 기반으로하는 ADC 의 표본화율 증가 효과를 나타낸다. 도 5 에 도시된 바와 같이, α가 주기적 신호의 상승 부분 길이의 10 분의 1 일 경우, 예를 들어 1 GHz 의 주파수를 가지는 클럭을 발생시키는 발진기가 클럭당 α 의 클럭 오프셋을 가지면, 첫 번째 주기에서는 수신 신호의 0 에 해당하는 위치에서 샘플링이 수행되고, 두 번째 주기에서는 수신 신호의 1 에 해당하는 위치 (0의 위치로부터 α 만큼 우측으로 이동) 에서 샘플링이 수행되며, 세 번째 주기에서는 수신 신호의 2 에 해당하는 위치 (0의 위치로부터 2α만큼 우측으로 이동) 에서 샘플링이 수행되고, 네 번째 주기에서는 수신 신호의 3 에 해당하는 위치 (0의 위치로부터 3α만큼 우측으로 이동) 에서 샘플링이 수행된다. 따라서, 예를 들어 열 번째 주기까지 샘플링을 수행하여 샘플링된 값을 모으면, 실질적으로는 10 GHz 에서 수신 신호를 샘플링한 것과 동일한 샘플링값을 획득할 수 있다. 이처럼, 낮은 비용으로도 구현이 가능한 1 GHz 의 속도를 가지는 발진기를 가지고 더 높은 구현 비용을 요구하는 10 GHz 의 발진기를 사용한 것과 동일한 효과를 가져올 수 있다. 5 shows the effect of increasing the sampling rate of the ADC based on the clock offset. As shown in Fig. 5, when α is one tenth of the length of the rising part of the periodic signal, for example, if an oscillator generating a clock having a frequency of 1 GHz has a clock offset of α per clock, the first In the period, sampling is performed at the position corresponding to 0 of the received signal, and in the second period, sampling is performed at the position corresponding to 1 of the received signal (moved to the right by α from the position of 0), and in the third period, receiving Sampling is performed at the position corresponding to 2 of the signal (moved to the right by 2α from the position of 0), and in the fourth cycle, sampling is performed at the position corresponding to 3 (moved to the right by 3α from the position of 0) of the received signal is carried out Accordingly, for example, if sampling is performed until the tenth period to collect sampled values, substantially the same sampling value as that obtained by sampling the received signal at 10 GHz may be obtained. As such, it is possible to bring the same effect as using an oscillator having a speed of 1 GHz that can be implemented even at low cost and a 10 GHz oscillator requiring a higher implementation cost.
도 6 은 주기 신호의 도달 시각 차이를 나타낸다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 송신단 Tx (예를 들어, 타겟 단말) 에서 주기적으로 신호를 송신하였을 때, 복수의 수신단 (예를 들어, 수신부, 비콘 또는 안테나 등) 에서는 상이한 시각에 상기 송신된 신호를 수신하게 된다. 도 6 에서는, 제 1 수신부 Rx1 이 제 2 수신부 Rx2 보다 먼저 신호를 수신하게 되며, 본 발명의 일 측면에 따른 TDOA 기반의 위치 측정을 위해서는 신호의 수신 시각 차이만을 결정하면 되어 단순화가 가능하다. 제 1 수신부 Rx1 와 제 2 수신부 Rx2 에서의 신호 수신 시각 차이 결정을 위해서는 양 수신부에서의 신호의 위치 측정 기준을 동일하게 결정하면 되므로, 파형의 시작 부분이 도달한 시각의 차이인 6a 와, 파형의 끝 부분이 도달한 시각의 차이인 6b 중 어느 것을 측정해도 신호 수신 시각 차이의 결정이 가능하다. 뿐만 아니라, 파형의 중간 부분을 특정하여 신호 수신 시각 차이를 결정할 수도 있다. 6 shows a difference in arrival time of a periodic signal. As shown in FIG. 6 , when the transmitting end Tx (eg, target terminal) periodically transmits a signal, a plurality of receiving ends (eg, receiving unit, beacon, antenna, etc.) transmit the transmitted signal at different times. will receive In FIG. 6 , the first receiving unit Rx 1 receives the signal before the second receiving unit Rx 2 , and for the TDOA-based position measurement according to an aspect of the present invention, only the difference in reception time of the signal needs to be determined. . In order to determine the signal reception time difference between the first receiving unit Rx 1 and the second receiving unit Rx 2 , the same measurement criteria for the position of the signals in both receiving units need to be determined. It is possible to determine the signal reception time difference by measuring any of 6b, which is the difference between the arrival times of the end of the waveform. In addition, it is possible to determine the signal reception time difference by specifying the middle part of the waveform.
나아가, 본 발명의 일 측면에 따르면 송신단 Tx 에서는 주기적으로 신호를 송출하고 있으므로, 첫 번째 주기의 신호 수신 시각 차이 뿐만 아니라, 두 번째, 세 번째 또는 n 번째 주기의 신호 수신 시각 차이를 제 1 수신부 Rx1 와 제 2 수신부 Rx2 에서의 신호 수신 시각 차이로 결정하는 것도 가능하다. 본 발명의 일 측면에 따른 서브 샘플링 기법을 사용하여, 더 적은 오차를 가지는 샘플링 구간이 포함된 주기에서 양 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. Furthermore, according to an aspect of the present invention, since the transmitting end Tx periodically transmits a signal, the first receiving unit Rx not only the signal reception time difference of the first period but also the signal reception time difference of the second, third or nth period It is also possible to determine the signal reception time difference between the first and the second receiver Rx 2 . By using the sub-sampling technique according to an aspect of the present invention, it is possible to determine a signal reception time difference between both receivers in a period including a sampling section having a smaller error.
도 7 은 제로 크로싱 포인트 (Zero Crossing Point) 를 기반으로 하는 신호 수신 시각 차이 결정의 예시도이다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 예를 들어 송신 신호가 on/off 의 값을 가질 때, on 의 신호가 샘플링된 이후, 처음으로 off 의 신호가 샘플링되는 제로 크로싱 지점 (Zero Crossing Point) 의 시각을 결정하고, 제 1 수신부 Rx1 와 제 2 수신부 Rx2 에서의 제로 크로싱 지점의 시각 차이를 양 수신부에서의 신호 수신 시각 차이로서 결정할 수 있다. 7 is an exemplary diagram of determining a signal reception time difference based on a zero crossing point. As shown in FIG. 7 , according to an aspect of the present invention, for example, when a transmission signal has a value of on/off, a zero crossing point at which a signal of off is sampled for the first time after a signal of on is sampled (Zero Crossing Point) may be determined, and a time difference between the zero crossing points in the first receiver Rx 1 and the second receiver Rx 2 may be determined as a signal reception time difference in both receivers.
도 7 을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제 1 수신부 Rx1 및 제 2 수신부 Rx2 에서, 처음 샘플링을 수행하였을 때 파형의 처음 위치 또는 이후 위치에서 샘플링이 수행될 수 있고, 각각의 수신부에서 수신된 신호는 동일한 발진부로부터의 클럭 및 클럭 오프셋을 기반으로 샘플링되어, 다음 샘플링 주기에서는 샘플링 신호의 파형에서 이전 주기보다 오늘쪽으로 클럭 오프셋 α 만큼 이동한 위치에서 샘플링되게 된다. 다음 주기로 샘플링을 반복할수록 샘플링 위치는 오른쪽으로 이동하여 (n-1)α의 위치를 거쳐 결국 nα의 위치를 지나 송신 신호가 off 인 지점, 즉 신호 값이 0 인 제로 크로싱 지점에서 샘플링을 수행하게 된다. 따라서, 제 1 수신부 Rx1 에서의 제로 크로싱 포인트의 샘플링 시점인 제 1 시점과, 제 2 수신부 Rx2 에서의 제로 크로싱 포인트의 샘플링 시점인 제 2 시점을 결정하고, 제 1 시점과 제 2 시점의 차이 (6d) 를 측정하는 것에 의해 제 1 수신부 Rx1 와 제 2 수신부 Rx2 에서의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 제 1 시점과 제 2 시점의 차이 (6d) 는 제 1 수신부 Rx1 와 제 2 수신부 Rx2 에서의 신호의 최초 수신 시각의 차이 (6c) 와 동일하다. More specifically, referring to FIG. 7 , in the first receiving unit Rx 1 and the second receiving unit Rx 2 , when sampling is performed for the first time, sampling may be performed at a first position or a subsequent position of the waveform, and each receiving unit receives The sampled signal is sampled based on the clock and clock offset from the same oscillator, and in the next sampling cycle, the sampled signal is sampled at a position shifted by the clock offset α to the present than the previous cycle in the waveform of the sampling signal. As sampling is repeated in the next cycle, the sampling position moves to the right, passes through the position of (n-1)α, and eventually passes through the position of nα to perform sampling at the point where the transmission signal is off, that is, the zero crossing point where the signal value is 0. do. Accordingly, a first time point that is a sampling time of the zero crossing point in the first receiver Rx 1 and a second time point that is a sampling time of the zero crossing point in the second receiver Rx 2 are determined, and the first time point and the second time point are determined. By measuring the
다시 도 8 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 (Time Difference of Arrival) 결정 장치 (800) 는, 제 1 수신부 (810), 제 2 수신부 (820), 변환부 (830), 발진부 (840) 및 연산부 (850) 를 포함할 수 있다. Referring back to FIG. 8 , the
제 1 수신부 (810) 및 제 2 수신부 (820) 는, 타겟 단말이 제 1 간격으로 송신하는 주기 신호들을 각각 수신할 수 있다. 제 1 수신부 (810) 및 제 2 수신부 (820) 는 소정의 위치에 고정되고, 그 위치 정보가 미리 저장되어 있을 수 있다. The
발진부 (840) 는, 타겟 단말이 송신하는 주기 신호들의 간격인 제 1 간격과 동일한 주기를 가지는 클럭을 발생시킬 수 있으며, 각각의 주기에서 소정의 클럭 오프셋 (clock offset) (예를 들어, α) 을 가져 우측 또는 좌측으로 이동하여 클럭이 종료되도록 할 수 있다. The oscillator 840 may generate a clock having the same period as the first interval, which is an interval between periodic signals transmitted by the target terminal, and a predetermined clock offset (eg, α) in each period. can be moved to the right or left to cause the clock to terminate.
변환부 (830) 는 발진부 (840) 에서 발생된 클럭에 따라 제 1 수신부 (810) 및 제 2 수신부 (820) 에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화할 수 있다. 일 측면에 따르면, 변환부 (830) 는, 제 1 수신부 (810) 에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 1 변환부 (831) 및 제 2 수신부 (820) 에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 2 변환부 (832) 를 각각 구비할 수 있다. 제 1 변환부 (831) 및 제 2 변환부 (832) 는 동일한 발진부 (840) 로부터의 클럭 신호를 이용함으로써 별도의 동기화 과정을 거치지 않도록 할 수 있으며, 클럭 오프셋이 주기마다 다소 변동될 수 있는 표류 현상에 대해서도 별도의 보정이 필요 없도록 할 수 있다. The converter 830 may sample and digitize the signals received by the
한편, 변환부 (830) 는, 앞서 도 4 내지 도 7 을 참조하여 설명한 바와 같이, 복수의 주기에 걸친 샘플링을 합산할 때 클럭 오프셋을 기반으로 타겟 단말의 주기 신호의 간격이자, 발진부 (840) 의 규정 클럭 주기인 제 1 간격보다 조밀하게 샘플링을 수행하게 되어 제 1 간격에 따른 샘플링 레이트보다 높은 실질적인 샘플링 레이트를 가질 수 있다. On the other hand, the conversion unit 830, as described above with reference to FIGS. 4 to 7, is the interval of the periodic signal of the target terminal based on the clock offset when summing the sampling over a plurality of periods, and the oscillator 840 Sampling is performed more densely than the first interval, which is a specified clock period, so that the sampling rate may be substantially higher than the sampling rate according to the first interval.
여기서, 클럭 오프셋은 인위적인 것이 아니라, 예를 들어 도 1 을 참조하여 설명한 바와 같이, 발진부의 제조 공정에 따른 오차 마진에 의한 것일 수 있으며, 변환부 (830) 는 이러한 발진부의 클럭 오프셋에 대한 동기화 보정없이 샘플링을 수행하는 것에 의해 오히려 더 단순한 과정으로 더 높은 실질 샘플링 레이트를 확보할 수 있다. Here, the clock offset is not artificial, but may be due to, for example, an error margin according to a manufacturing process of the oscillator, as described with reference to FIG. 1 , and the converter 830 performs synchronization correction for the clock offset of the oscillator. A higher actual sampling rate can be secured through a rather simple process by performing sampling without the need for sampling.
연산부 (850) 는 변환부 (830) 에서 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 제 1 수신부 (810) 와 제 2 수신부 (820) 에서의 타겟 단말로부터의 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치는 저속의 발진부를 이용하면서도 고속의 발진부를 이용하여 ADC 샘플링을 수행하는 것과 동일한 효과를 가져올 수 있고, 결과적으로 신호 수신 시각 차이 결정의 정확도를 향상시킬 수 있다. The operation unit 850 may determine a signal reception time difference with respect to the periodic signal from the target terminal in the
한편, 일 측면에 따르면, 앞서 도 7 을 참조하여 설명한 바와 같이, 연산부 (850) 는 제 1 수신부 (810) 로부터 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트 (Zero Crossing Point) 인 제 1 시점과, 제 2 수신부 (820) 에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트인 제 2 시점의 시간 차이를 기반으로 제 1 수신부 (810) 와 제 2 수신부 (820) 에서의 타겟 다말로부터의 신호 수신 시각 차이를 결정하도록 하여, 신호 수신 시각 차이 결정 절차를 보다 단순화할 수 있다. Meanwhile, according to an aspect, as described above with reference to FIG. 7 , the operation unit 850 includes a first time point that is a zero crossing point of a value sampled from the
한편, 연산부 (850) 는, 제 1 수신부 (810) 의 제 1 시점까지의 클럭 카운팅 수와 제 2 수신부 (820) 의 제 2 시점까지의 클럭 카운팅 수의 차이를 더 이용하여 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다. 제 1 시점 및/또는 제 1 시점 까지의 클럭의 개수를 카운팅하면, 제 1 시점 및/또는 제 2 시점까지의 경과 시간을 결정할 수 있고, 보다 구체적으로 실질적인 샘플링 레이트를 산출할 수도 있으며, 각 주기에서의 소요 시간을 결정할 수도 있다. 따라서, 일 측면에 따르면 제 1 시점 및/또는 제 2 시점까지의 클럭 카운팅 수를 결정하고 그 차이를 기반으로 신호 수신 시각 차이를 결정할 수도 있다. On the other hand, the operation unit 850 further uses the difference between the number of clocks counted up to the first time point of the
본 발명의 다른 측면에 따르면, 타겟 단말에서의 송신 신호의 주기와, 발진부의 규정 클럭이 상이할 수도 있다. 이 때, 복수의 수신부에서의 제로 크로싱 포인트의 시점 차이에서, 후속하는 수신부의 제로 크로싱 포인트의 샘플링 시점 사이에 하나 이상의 샘플링 포인트가 포함되거나, 제로 크로싱 포인트의 샘플링 시점 사이에 하나 이상의 샘플링 포인트가 포함될 수도 있다. 이 경우, 연산부는 산출된 실질 샘플링 레이트를 기반으로 실제 신호 수신 시각 차이를 연산하도록 구성될 수도 있다. According to another aspect of the present invention, the period of the transmission signal in the target terminal and the specified clock of the oscillator may be different. At this time, in the time difference of the zero crossing points in the plurality of receivers, one or more sampling points are included between the sampling times of the zero crossing points of the subsequent receivers, or one or more sampling points are included between the sampling times of the zero crossing points. may be In this case, the calculator may be configured to calculate an actual signal reception time difference based on the calculated actual sampling rate.
도 12 는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 방법의 흐름도이다. 도 12 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 방법은, 먼저, 타겟 단말로부터 제 1 주기로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 각각 수신한다 (단계 1210). 이후, 타겟 단말의 송신 신호의 간격과 동일하게 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭들을 기반으로, 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화할 수 있다 (단계 1220). 이어서, 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 제 1 수신부와 제 2 수신부의 타겟 단말로부터의 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이를 결정할 수 있다 (단계 1230). 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 방법의 보다 구체적인 절차는, 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 수신 시각 차이 결정 장치의 동작에 따를 수 있다. 12 is a flowchart of a method for determining a signal reception time difference according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 12 , in the signal reception time difference determining method according to an embodiment of the present invention, first, periodic signals transmitted in a first period from a target terminal are received by a first receiver and a second receiver, respectively (step 1210). Then, based on clocks having a first interval equal to the interval of the transmission signal of the target terminal and having a clock offset in each period, the signals received from the first and second receiving units are sampled, respectively. Can be digitized (step 1220). Subsequently, a signal reception time difference with respect to the periodic signal from the target terminal of the first receiver and the second receiver may be determined based on the sampled and digitized value (step 1230). A more detailed procedure of the method for determining a signal reception time difference according to an embodiment of the present invention may follow the operation of the signal reception time difference determining apparatus according to the embodiment of the present invention described above.
타겟 단말 위치 결정Target terminal location determination
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 장치의 구성을 나타내는 블록도이고, 도 10 은 도 9 의 타겟 단말의 위치 결정 장치의 구현 예를 나타낸다. 도 9 또는 도 10 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 장치 (900) 는, 제 1 수신부 (910), 제 2 수신부 (920), 제 3 수신부 (930), 변환부 (940), 발진부 (950) 및 연산부 (960) 를 포함할 수 있다. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a device for determining a location of a target terminal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows an implementation example of the device for determining a location for a target terminal of FIG. 9 . 9 or 10 , the
제 1 수신부 (910), 제 2 수신부 (920) 및 제 3 수신부 (930) 는, 타겟 단말 1010) 이 제 1 간격으로 송신하는 주기 신호들을 각각 수신할 수 있다. 제 1 수신부 (910), 제 2 수신부 (920) 및 제 3 수신부 (930) 는 소정의 위치에 고정되어 설치될 수 있으며, 그 위치 정보가 메모리 (미도시) 에 미리 저장되어 연산부 (960) 의 연산에 활용될 수 있다.The
발진부 (950) 는, 타겟 단말 (1010) 이 송신하는 주기 신호들의 간격인 제 1 간격과 동일한 주기를 가지는 클럭을 발생시킬 수 있으며, 각각의 주기에서 소정의 클럭 오프셋 (clock offset) (예를 들어, α) 을 가져 우측 또는 좌측으로 이동하여 클럭이 종료되도록 할 수 있다. The
변환부 (940) 는 발진부 (950) 에서 발생된 클럭에 따라 제 1 수신부 (910), 제 2 수신부 (920) 및 제 3 수신부 (930) 에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화할 수 있다. 일 측면에 따르면, 변환부 (940) 는, 제 1 수신부 (910) 에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 1 변환부 (941), 제 2 수신부 (920) 에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 2 변환부 (943), 제 3 수신부 (930) 에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 3 변환부 (945) 를 각각 구비할 수 있다. 제 1 변환부 (941), 제 2 변환부 (943) 및 제 3 변환부 (945) 는 동일한 발진부 (950) 로부터의 클럭 신호를 이용함으로써 별도의 동기화 과정을 거치지 않도록 할 수 있으며, 클럭 오프셋이 주기마다 다소 변동될 수 있는 표류 현상에 대해서도 별도의 보정이 필요 없도록 할 수 있다. The
연산부 (950) 는 변환부 (940) 에서 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 제 1 수신부 (910) 와 제 2 수신부 (920) 에서의 타겟 단말 (1010) 로부터의 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차 (예를 들어, ABTDOA) 를 결정하고, 제 1 수신부 (910) 와 제 3 수신부 (930) 에서의 타겟 단말 (1010) 로부터의 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차 (예를 들어, ACTDOA) 를 결정할 수 있다. 이후, 제 1 시간차 (예를 들어, ABTDOA), 제 2 시간차 (예를 들어, ACTDOA) 및 제 1 수신부 (910), 제 2 수신부 (920) 및 제 3 수신부 (930) 의 위치를 기반으로 타겟 단말 (1010) 의 위치를 결정할 수 있다. 위치 결정을 위해서는 예를 들어 앞서 도 2 내지 도 3 을 기반으로 설명한 바와 같은 삼변 측량이 이용될 수 있다. The
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 장치는 발진기의 클럭 오프셋을 기반으로 보다 정확하게 복수 수신기들 간의 신호 수신 시각 차이를 결정하고, 이를 기반으로 보다 정확하게 타겟 단말의 위치를 결정할 수 있다. That is, the apparatus for determining the location of the target terminal according to an embodiment of the present invention can more accurately determine the signal reception time difference between a plurality of receivers based on the clock offset of the oscillator, and more accurately determine the location of the target terminal based on this there is.
도 11 은 인체 영역에서의 근거리 정밀 위치 결정 시스템에 대한 구현 예를 나타낸다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 장치는 인체 영역에서의 근거리 정밀 위치 결정 시스템에 적용될 수 있다. 타겟 단말 (1100) 은 예를 들어 캡슐 내시경과 같이 인체 영역에서 이동하고, 주기적인 신호를 송출하는 엔티티일 수 있으며, 인체 영역에는 복수의 고정된 위치에 각각 배치되는 안테나들 (1110-1, 1110-2, 1110-3, 1110-4, 1110-5, 1110-6) 이 구비될 수 있다. 복수의 안테나들 중 적어도 3 이상의 안테나에서 수신된 상기 타겟 단말 (1100) 로부터의 신호는 위치 측정부 (1120) 를 통해 샘플링되어, 각 안테나들에서의 타겟 단말 (1100) 로부터의 신호 수신 시각 차이를 결정하고 이를 기반으로 타겟 단말 (1100) 의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 복수의 안테나들에서의 신호들은 하나의 발진기로부터의 클럭에 따라, 클럭 오프셋을 가지고 샘플링되어 향상된 표본화율을 달성할 수 있고 보다 정확하게 타겟 단말 (1100) 의 위치를 결정할 수 있다. 11 shows an implementation example of a near-precision positioning system in a human body region. As shown in FIG. 11 , the apparatus for determining the location of a target terminal according to an embodiment of the present invention may be applied to a near-precision positioning system in a human body area. The
도 13 은 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 방법의 흐름도이다. 도 13 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 방법은, 먼저 타겟 단말로부터 제 1 주기로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 각각 수신한다 (단계 1310). 이후, 제 1 간격을 가지고, 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가지는 클럭들을 기반으로, 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화할 수 있다 (단계 1320). 이후, 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 제 1 수신부와 제 2 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차를 결정하고 (단계 1330), 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 제 1 수신부와 제 3 수신부의 상기 주기 신호에 대한 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차를 결정할 수 있다 (단계 1340). 이후, 결정된 제 1 시간차, 제 2 시간차와, 미리 저장된 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부의 위치를 기반으로 타겟 단말의 위치를 결정할 수 있다 (단계 1350). 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 방법은 앞서 살핀 본 발명의 일 실시예에 따른 타겟 단말의 위치 결정 장치의 구체적 동작을 따를 수 있다. 13 is a flowchart of a method for determining a location of a target terminal according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13 , in the method for determining the location of a target terminal according to an embodiment of the present invention, the first receiving unit, the second receiving unit, and the third receiving unit receive periodic signals transmitted in a first period from the target terminal, respectively. do (step 1310). Thereafter, the signals received by the first receiver, the second receiver, and the third receiver may be sampled and digitized, respectively, based on clocks having a clock offset in each period with a first interval (step step) 1320). Then, based on the sampled digitized value, a first time difference that is a signal reception time difference with respect to the periodic signal of the first receiver and the second receiver is determined based on the sampled digitized value (step 1330), and the first receiver based on the sampled and digitized value and a second time difference that is a signal reception time difference with respect to the periodic signal of the third receiver may be determined (step 1340). Thereafter, the location of the target terminal may be determined based on the determined first time difference, the second time difference, and the previously stored positions of the first, second, and third receivers (step 1350). The method for determining the location of the target terminal according to an embodiment of the present invention may follow the specific operation of the apparatus for determining the location of the target terminal according to the embodiment of the present invention previously salvaged.
상술한 본 발명에 따른 방법들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현되는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로는 컴퓨터 시스템에 의하여 해독될 수 있는 데이터가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래시 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다. 또한, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 컴퓨터 통신망으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 읽을 수 있는 코드로서 저장되고 실행될 수 있다.The above-described methods according to the present invention may be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium includes any type of recording medium in which data that can be read by a computer system is stored. For example, there may be a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic tape, a magnetic disk, a flash memory, an optical data storage device, and the like. In addition, the computer-readable recording medium may be stored and executed as code readable in a distributed manner by being distributed in a computer system connected through a computer communication network.
이상, 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위가 상기 도면 또는 실시예에 의해 한정되는 것을 의미하지는 않으며 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to the drawings and embodiments, it does not mean that the protection scope of the present invention is limited by the drawings or embodiments, and those skilled in the art will It will be understood that various modifications and variations of the present invention can be made without departing from the spirit and scope thereof.
구체적으로, 설명된 특징들은 디지털 전자 회로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 그들의 조합들 내에서 실행될 수 있다. 특징들은 예컨대, 프로그래밍 가능한 프로세서에 의한 실행을 위해, 기계 판독 가능한 저장 디바이스 내의 저장장치 내에서 구현되는 컴퓨터 프로그램 제품에서 실행될 수 있다. 그리고 특징들은 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 생성함으로써 설명된 실시예들의 함수들을 수행하기 위한 지시어들의 프로그램을 실행하는 프로그래밍 가능한 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 설명된 특징들은, 데이터 저장 시스템으로부터 데이터 및 지시어들을 수신하기 위해, 및 데이터 저장 시스템으로 데이터 및 지시어들을 전송하기 위해 결합된 적어도 하나의 프로그래밍 가능한 프로세서, 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함하는 프로그래밍 가능한 시스템 상에서 실행될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 소정 결과에 대해 특정 동작을 수행하기 위해 컴퓨터 내에서 직접 또는 간접적으로 사용될 수 있는 지시어들의 집합을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 해석된 언어들을 포함하는 프로그래밍 언어 중 어느 형태로 쓰여지고, 모듈, 소자, 서브루틴(subroutine), 또는 다른 컴퓨터 환경에서 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서, 또는 독립 조작 가능한 프로그램으로서 포함하는 어느 형태로도 사용될 수 있다.Specifically, the described features may be implemented in digital electronic circuitry, or computer hardware, firmware, or combinations thereof. The features may be executed in a computer program product embodied in storage in a machine readable storage device, for example, for execution by a programmable processor. And the features may be performed by a programmable processor executing a program of instructions for performing functions of the described embodiments by operating on input data and generating output. The described features include at least one programmable processor, at least one input device, and at least one output device coupled to receive data and instructions from, and transmit data and instructions to, a data storage system. can be executed in one or more computer programs that can be executed on a programmable system comprising A computer program includes a set of directives that can be used directly or indirectly within a computer to perform a particular action on a given result. A computer program is written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, and included as a module, element, subroutine, or other unit suitable for use in another computer environment, or as a standalone operable program. It can be used in any form.
지시어들의 프로그램의 실행을 위한 적합한 프로세서들은, 예를 들어, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서들 둘 모두, 및 단독 프로세서 또는 다른 종류의 컴퓨터의 다중 프로세서들 중 하나를 포함한다. 또한 설명된 특징들을 구현하는 컴퓨터 프로그램 지시어들 및 데이터를 구현하기 적합한 저장 디바이스들은 예컨대, EPROM, EEPROM, 및 플래쉬 메모리 디바이스들과 같은 반도체 메모리 디바이스들, 내부 하드 디스크들 및 제거 가능한 디스크들과 같은 자기 디바이스들, 광자기 디스크들 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크들을 포함하는 비휘발성 메모리의 모든 형태들을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 ASIC들(application-specific integrated circuits) 내에서 통합되거나 또는 ASIC들에 의해 추가되어질 수 있다.Suitable processors for execution of a program of instructions include, for example, both general and special purpose microprocessors, and either a single processor or multiple processors of a different kind of computer. Storage devices suitable for implementing computer program instructions and data embodying the described features also include, for example, semiconductor memory devices such as EPROM, EEPROM, and flash memory devices, magnetic devices such as internal hard disks and removable disks. devices, magneto-optical disks and all forms of non-volatile memory including CD-ROM and DVD-ROM disks. The processor and memory may be integrated in or added by ASICs (application-specific integrated circuits).
이상에서 설명한 본 발명은 일련의 기능 블록들을 기초로 설명되고 있지만, 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.Although the present invention described above has been described based on a series of functional blocks, it is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications and changes within the scope without departing from the technical spirit of the present invention It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.
전술한 실시 예들의 조합은 전술한 실시 예에 한정되는 것이 아니며, 구현 및/또는 필요에 따라 전술한 실시예들 뿐 아니라 다양한 형태의 조합이 제공될 수 있다.Combinations of the above-described embodiments are not limited to the above-described embodiments, and various types of combinations may be provided in addition to the above-described embodiments according to implementation and/or necessity.
전술한 실시 예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the foregoing embodiments, the methods are described on the basis of a flowchart as a series of steps or blocks, but the present invention is not limited to the order of the steps, and some steps may occur in a different order or at the same time as other steps as described above. there is. In addition, those of ordinary skill in the art will recognize that the steps shown in the flowchart are not exclusive, other steps may be included, or that one or more steps in the flowchart may be deleted without affecting the scope of the present invention. You will understand.
전술한 실시 예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다. The foregoing embodiments include examples of various aspects. It is not possible to describe every possible combination for representing the various aspects, but one of ordinary skill in the art will recognize that other combinations are possible. Accordingly, it is intended that the present invention cover all other substitutions, modifications and variations falling within the scope of the following claims.
Claims (20)
상기 제 1 간격을 가지는 클럭 - 상기 클럭은 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가짐 - 을 발생시키는 발진부;
상기 발진부에서 발생된 클럭에 따라 상기 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 변환부;
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정하는 연산부를 포함하는, 신호 수신 시각 차이 (Time Difference of Arrival) 결정 장치.
a first receiver and a second receiver for receiving periodic signals transmitted at first intervals from the target terminal, respectively;
an oscillator generating the clock having the first interval, the clock having a clock offset in each period;
a converter for sampling and digitizing the signals received by the first and second receivers according to the clock generated by the oscillator;
Comprising a calculation unit for determining a signal reception time difference between the first receiver and the second receiver with respect to at least one of the signals constituting the periodic signal based on the sampled and digitized values collected over a plurality of cycles of the clock , a signal reception time difference (Time Difference of Arrival) determining device.
상기 변환부는,
복수의 주기에 걸친 샘플링을 합산할 때 상기 클럭 오프셋을 기반으로 상기 제 1 간격보다 조밀하게 샘플링을 수행하게 되어 상기 제 1 간격에 따른 샘플링 레이트보다 높은 실질적인 샘플링 레이트를 가지는, 신호 수신 시각 차이 결정 장치.
The method of claim 1,
The conversion unit,
When sampling over a plurality of periods is summed, sampling is performed more densely than the first interval based on the clock offset, and thus has a substantially higher sampling rate than the sampling rate according to the first interval, signal reception time difference determining apparatus .
상기 클럭 오프셋은 상기 발진부의 허용 오차 마진에 따른 것이고,
상기 변환부는 상기 클럭 오프셋에 대한 동기화 보정없이 상기 샘플링을 수행하는 것인, 신호 수신 시각 차이 결정 장치.
3. The method of claim 2,
The clock offset is according to the tolerance margin of the oscillator,
The converter performs the sampling without synchronization correction for the clock offset, the signal reception time difference determining device.
상기 변환부는,
상기 제 1 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 1 변환부 및 상기 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하는 제 2 변환부를 포함하는, 신호 수신 시각 차이 결정 장치.
The method of claim 1,
The conversion unit,
A signal reception time difference determining apparatus comprising: a first converter for sampling the signals received by the first receiver; and a second converter for sampling the signals received by the second receiver.
상기 연산부는,
상기 제 1 수신부로부터 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트 (Zero Crossing Point) 인 제 1 시점과, 상기 제 2 수신부에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트인 제 2 시점의 시간 차이를 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정하는, 신호 수신 시각 차이 결정 장치.
The method of claim 1,
The calculation unit,
Based on a time difference between a first time point that is a zero crossing point of a value sampled from the first receiver and a second time point that is a zero crossing point of a value sampled from the second receiver, the first receiver and A signal reception time difference determining device for determining a signal reception time difference of the second receiving unit.
상기 연산부는,
상기 제 1 수신부의 상기 제 1 시점까지의 클럭 카운팅 수와 상기 제 2 수신부의 상기 제 2 시점까지의 클럭 카운팅 수의 차이를 더 이용하여 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정하는, 신호 수신 시각 차이 결정 장치.
6. The method of claim 5,
The calculation unit,
A difference in signal reception time between the first receiver and the second receiver is determined by further using a difference between the number of clocks counted up to the first time point of the first receiver and the number of clocks counted until the second time point of the second receiver which is, a signal reception time difference determining device.
상기 연산부는,
상기 제 1 수신부 및 상기 제 2 수신부 중 적어도 하나에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트에서 다음 제로 크로싱 포인트까지의 클럭 카운팅 수를 기반으로 상기 연산부의 실질적인 샘플링 레이트를 결정하는, 신호 수신 시각 차이 결정 장치.
7. The method of claim 6,
The calculation unit,
A signal reception time difference determining apparatus for determining the actual sampling rate of the operation unit based on the number of clock counts from a zero crossing point to a next zero crossing point of a value sampled by at least one of the first receiving unit and the second receiving unit.
상기 발진부는, 크리스탈 오실레이터 (Crystal oscillator) 인, 신호 수신 시각 차이 결정 장치.
The method of claim 1,
The oscillator, a crystal oscillator (Crystal oscillator), signal reception time difference determining device.
상기 제 1 간격을 가지는 클럭 - 상기 클럭은 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가짐 - 을 발생시키는 발진부;
상기 발진부에서 발생된 클럭에 따라 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 변환부;
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차를 결정하고, 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 3 수신부의 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차를 결정하고, 상기 제 1 시간차, 상기 제 2 시간차 및 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부의 위치를 기반으로 상기 타겟 단말의 위치를 결정하는 연산부를 포함하는, 타겟 단말의 위치 결정 장치.
a first receiver, a second receiver, and a third receiver each receiving periodic signals transmitted at first intervals from the target terminal;
an oscillator generating the clock having the first interval, the clock having a clock offset in each period;
a converter for sampling and digitizing signals received by the first, second, and third receivers according to the clock generated by the oscillator;
Determining a first time difference that is a signal reception time difference of the first receiver and the second receiver for at least one of the signals constituting the periodic signal based on the sampled and digitized values collected over a plurality of cycles of the clock, , determine a second time difference that is a signal reception time difference between the first receiver and the third receiver with respect to at least one of the signals constituting the periodic signal, the first time difference, the second time difference, and the first receiver, A device for determining the location of a target terminal, comprising a calculator configured to determine the location of the target terminal based on the location of the second receiver and the third receiver.
상기 제 1 간격을 가지는 동일한 발진부로부터의 클럭 - 상기 클럭은 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가짐 - 들을 기반으로, 상기 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 단계;
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 신호 수신 시각 차이 (Time Difference of Arrival) 결정 방법.
Receiving periodic signals transmitted at first intervals from the target terminal, respectively, by a first receiver and a second receiver;
Based on the clocks from the same oscillator having the first interval - the clock has a clock offset in each period - sampling and digitizing the signals received by the first and second receivers, respectively step;
Determining a signal reception time difference of the first receiver and the second receiver with respect to at least one of the signals constituting the periodic signal based on the sampled and digitized values collected over a plurality of cycles of the clock , a method of determining the time difference of arrival.
상기 디지털화하는 단계는,
복수의 주기에 걸친 샘플링을 합산할 때 상기 클럭 오프셋을 기반으로 상기 제 1 간격보다 조밀하게 샘플링을 수행하게 되어 상기 제 1 간격에 따른 샘플링 레이트보다 높은 실질적인 샘플링 레이트로 상기 수신된 신호들을 샘플링하는, 신호 수신 시각 차이 결정 방법.
11. The method of claim 10,
The digitizing step is
Sampling the received signals at a substantially higher sampling rate than a sampling rate according to the first interval by performing sampling more densely than the first interval based on the clock offset when summing sampling over a plurality of periods, How to determine the difference in signal reception time.
상기 클럭 오프셋은, 상기 클럭들을 발생시키는 발진부의 오차 마진에 따른 것이고,
상기 디지털화하는 단계는, 상기 클럭 오프셋에 대한 동기화 보정없이 상기 샘플링을 수행하는 것인, 신호 수신 시각 차이 결정 방법.
12. The method of claim 11,
The clock offset is according to the error margin of the oscillator generating the clocks,
In the digitizing, the sampling is performed without synchronization correction for the clock offset.
상기 디지털화하는 단계는,
제 1 변환부에 의해 상기 제 1 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하고, 제 2 변환부에 의해 상기 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 샘플링하는, 신호 수신 시각 차이 결정 방법.
11. The method of claim 10,
The digitizing step is
A signal reception time difference determining method of sampling the signals received in the first receiving unit by a first converting unit and sampling the signals received in the second receiving unit by a second converting unit.
상기 결정하는 단계는,
상기 제 1 수신부로부터 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트 (Zero Crossing Point) 인 제 1 시점과, 상기 제 2 수신부에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트인 제 2 시점의 시간 차이를 기반으로 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정하는, 신호 수신 시각 차이 결정 방법.
11. The method of claim 10,
The determining step is
Based on a time difference between a first time point that is a zero crossing point of a value sampled from the first receiver and a second time point that is a zero crossing point of a value sampled from the second receiver, the first receiver and A signal reception time difference determining method for determining a signal reception time difference of the second receiver.
상기 결정하는 단계는,
상기 제 1 수신부의 상기 제 1 시점까지의 클럭 카운팅 수와 상기 제 2 수신부의 상기 제 2 시점까지의 클럭 카운팅 수의 차이를 더 이용하여 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정하는, 신호 수신 시각 차이 결정 방법.
15. The method of claim 14,
The determining step is
A difference in signal reception time between the first receiver and the second receiver is determined by further using a difference between the number of clocks counted up to the first time point of the first receiver and the number of clocks counted until the second time point of the second receiver A method for determining the difference in signal reception time.
상기 결정하는 단계는,
상기 제 1 수신부 및 상기 제 2 수신부 중 적어도 하나에서 샘플링된 값의 제로 크로싱 포인트에서 다음 제로 크로싱 포인트까지의 클럭 카운팅 수를 기반으로 상기 신호들에 대한 실질적인 샘플링 레이트를 연산하는, 신호 수신 시각 차이 결정 방법.
16. The method of claim 15,
The determining step is
Determining a signal reception time difference by calculating an actual sampling rate for the signals based on a clock counting number from a zero crossing point to a next zero crossing point of a value sampled by at least one of the first receiver and the second receiver method.
상기 발진부는, 크리스탈 오실레이터 (Crystal oscillator) 인, 신호 수신 시각 차이 결정 방법.
13. The method of claim 12,
The oscillator is a crystal oscillator (Crystal oscillator), signal reception time difference determining method.
상기 제 1 간격을 가지는 동일한 발진부로부터의 클럭 - 상기 클럭은 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가짐 - 들을 기반으로, 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하는 단계;
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차를 결정하는 단계;
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 3 수신부의 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차를 결정하는 단계; 및
상기 제 1 시간차, 상기 제 2 시간차 및 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부의 위치를 기반으로 상기 타겟 단말의 위치를 결정하는 단계를 포함하는, 타겟 단말의 위치 결정 방법.
Receiving the periodic signals transmitted at first intervals from the target terminal in the first receiver, the second receiver, and the third receiver, respectively;
Based on the clocks from the same oscillator having the first interval, the clock having a clock offset in each period, signals received from the first receiver, the second receiver, and the third receiver, respectively sampling and digitizing;
Determining a first time difference that is a signal reception time difference between the first receiver and the second receiver for at least one of the signals constituting the periodic signal based on the sampled and digitized values collected over a plurality of cycles of the clock step;
Determining a second time difference that is a signal reception time difference of the first receiver and the third receiver with respect to at least one of the signals constituting the periodic signal based on the sampled and digitized values collected over a plurality of cycles of the clock step; and
Comprising the step of determining the location of the target terminal based on the first time difference, the second time difference, and the positions of the first receiver, the second receiver and the third receiver, the method for determining the location of the target terminal.
타겟 단말로부터 제 1 간격으로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 각각 수신하고,
상기 제 1 간격을 가지는 동일한 발진부로부터의 클럭 - 상기 클럭은 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가짐 - 들을 기반으로, 상기 제 1 수신부 및 제 2 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하고,
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이를 결정하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
A computer-readable storage medium comprising processor-executable instructions that, when executed by the processor, cause the processor to:
Receiving periodic signals transmitted at first intervals from the target terminal in the first receiver and the second receiver, respectively,
Based on the clock from the same oscillator having the first interval, the clock having a clock offset in each period, the signals received by the first and second receivers are sampled and digitized, respectively, ,
configured to determine a signal reception time difference of the first receiver and the second receiver for at least one of the signals constituting the periodic signal based on the sampled and digitized values collected over a plurality of periods of the clock, A computer-readable storage medium.
타겟 단말로부터 제 1 간격으로 송신되는 주기 신호들을 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 각각 수신하고,
상기 제 1 간격을 가지는 동일한 발진부로부터의 클럭 - 상기 클럭은 각각의 주기에서 클럭 오프셋 (clock offset) 을 가짐 - 들을 기반으로, 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부에서 수신된 신호들을 각각 샘플링하여 디지털화하고,
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 2 수신부의 신호 수신 시각 차이인 제 1 시간차를 결정하고,
상기 클럭의 복수 주기에 걸쳐 수집된 상기 샘플링하여 디지털화된 값을 기반으로 상기 주기 신호를 이루는 신호들 중 적어도 하나에 대한 상기 제 1 수신부와 제 3 수신부의 신호 수신 시각 차이인 제 2 시간차를 결정하고,
상기 제 1 시간차, 상기 제 2 시간차 및 상기 제 1 수신부, 제 2 수신부 및 제 3 수신부의 위치를 기반으로 상기 타겟 단말의 위치를 결정하게 하도록 구성되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.A computer-readable storage medium comprising processor-executable instructions that, when executed by the processor, cause the processor to:
Receiving periodic signals transmitted at first intervals from the target terminal in the first receiving unit, the second receiving unit and the third receiving unit, respectively,
Based on the clocks from the same oscillator having the first interval, the clock having a clock offset in each period, signals received from the first receiver, the second receiver, and the third receiver, respectively Sampling and digitizing
Determining a first time difference, which is a signal reception time difference of the first receiver and the second receiver for at least one of the signals constituting the periodic signal, based on the sampled and digitized value collected over a plurality of cycles of the clock, ,
Determining a second time difference, which is a signal reception time difference of the first receiver and the third receiver for at least one of the signals constituting the periodic signal, based on the sampled and digitized values collected over a plurality of cycles of the clock, ,
and determine the position of the target terminal based on the first time difference, the second time difference, and the positions of the first receiving unit, the second receiving unit and the third receiving unit.
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