KR20130113481A - Wide area positioning system - Google Patents
Wide area positioning system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20130113481A KR20130113481A KR1020137015081A KR20137015081A KR20130113481A KR 20130113481 A KR20130113481 A KR 20130113481A KR 1020137015081 A KR1020137015081 A KR 1020137015081A KR 20137015081 A KR20137015081 A KR 20137015081A KR 20130113481 A KR20130113481 A KR 20130113481A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- positioning
- remote receiver
- signal
- data
- receiver
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/03—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers
- G01S19/10—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals
- G01S19/12—Cooperating elements; Interaction or communication between different cooperating elements or between cooperating elements and receivers providing dedicated supplementary positioning signals wherein the cooperating elements are telecommunication base stations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/0257—Hybrid positioning
- G01S5/0258—Hybrid positioning by combining or switching between measurements derived from different systems
- G01S5/02585—Hybrid positioning by combining or switching between measurements derived from different systems at least one of the measurements being a non-radio measurement
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
포지셔닝 시스템과 방법은 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 송신기의 네트워크를 포함한다. 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함한다. 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이는 알려진 로케이션에 위치된다. 리모트 수신기는 리모트 수신기의 포지션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함한다. 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기와 연결되고, 기준 센서 어레이러부터의 대기 데이터와 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션에서 기준 압력 추정을 생성한다. 포지셔닝 어플리케이션은 기준 압력 추정 및 위성-기반 포지셔닝 신호 시스템의 신호인 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산한다. 포지션은 고도를 포함한다.The positioning system and method include a network of transmitters that broadcast a positioning signal comprising range signals and positioning system information. The range signal includes information used to measure the distance to the transmitter broadcasting the range signal. A reference sensor array comprising at least one reference sensor unit is located at a known location. The remote receiver includes an atmospheric sensor that collects atmospheric data at the position of the remote receiver. The positioning application is coupled to the remote receiver and uses the atmospheric data and reference data from the reference sensor arrayer to generate a reference pressure estimate at the position of the remote receiver. The positioning application calculates the position of the remote receiver using information derived from at least one of the positioning signal and the satellite signal, which are signals of the reference pressure estimation and satellite-based positioning signal system. Position includes altitude.
Description
관련 출원Related application
본 출원은 2010년 11월 12일에 출원된, 미국 특허 출원 번호 제61/413,170호의 이익을 주장한다.This application claims the benefit of US patent application Ser. No. 61 / 413,170, filed November 12, 2010.
본 출원은 2009년 9월 10일에 출원된 미국 특허 출원 번호 제12/557,479호의 부분 계속 출원이다.This application is a partial continuing application of US Patent Application No. 12 / 557,479, filed September 10, 2009.
기술분야Field of technology
본 발명은 일반적으로 포지셔닝 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 광역 포지셔닝 시스템에 관한 것이다.
The present invention generally relates to positioning systems. More particularly, the present invention relates to a wide area positioning system.
글로벌 포지셔닝 시스템(GPS)과 같은 포지셔닝 시스템이 수년간 사용되어 왔다. 그러나, 이들 종래의 포지셔닝 시스템은 열악한 신호 상태에서 저하된 성능을 가질 수 있다.
Positioning systems such as Global Positioning System (GPS) have been in use for many years. However, these conventional positioning systems may have degraded performance in poor signal conditions.
도 1은 실시예에서, 광역 포지셔닝 시스템의 블럭도이다.
도 2는 실시예에서, 동기화된 비콘의 블럭도이다.
도 3은 실시예에서, 리피터 구성을 사용하는 포지셔닝 시스템의 블럭도이다.
도 4는 대안적인 실시예에서, 리피터 구성을 사용하는 포지셔닝 시스템의 블럭도이다.
도 5는 실시예에서, 타워 동기화를 도시한다.
도 6은 실시예에서, 잘 조절되는 GPS PPS 생성기의 블럭도이다.
도 7은 실시예에서, 잘 조절되는 GPS 오실레이터이다.
도 8은 실시예에서, PPS와 송신기의 아날로그 섹션이 데이터를 전송하도록 하는 신호 사이의 시간차를 카운팅하기 위한 신호도를 도시한다.
도 9는 실시예에서, 차동 WAPS 시스템의 블럭도이다.
도 10은 실시예에서, 커먼 뷰 방식의 시각 전송을 도시한다.
도 11은 실시예에서, 투-웨이 방식의 시각 전송을 도시한다.
도 12는 실시예에서, 수신기 유닛의 블럭도이다.
도 13은 실시예에서, RF 모듈의 블럭도이다.
도 14는 실시예에서, 신호 업컨버젼 및/또는 신호 다운컨버젼을 도시한다.
도 15는 실시예에서, 다수의 수신 체인을 가지고, 상기 수신 체인 중 하나는 WAPS 신호를 수신 및 처리하는데 일시적으로 사용될 수 있는 수신기 시스템의 블럭도이다.
도 16은 실시예에서, 포지셔닝 시스템에 클럭 공유를 도시한 블럭도이다.
도 17은 실시예에서, WAPS에서 GNSS 수신기까지의 보조 이송기의 블럭도이다.
도 18은 실시예에서, GNSS 수신기에서 WAPS 수신기로의 지원 정보의 전송을 도시하는 블럭도이다.
도 19는 실시예에서, WAPS 보조 정보가 WAPS 서버로부터 제공되는 예시적 구성이다.
도 20은 실시예에서, h[n]에서 가장 빠른 도착 경로를 추정하기 위한 흐름도이다.
도 21은 실시예에서, 기준 상관 함수를 추정하기 위한 흐름도이다.
도 22는 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.
도 23은 대안적인 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.
도 24는 또 다른 대안적인 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.
도 25는 또 다른 대안적인 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.
도 26은 또 다른 대안적인 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.
도 27은 실시예에서, 기준 고도 압력 시스템의 블럭도이다.
도 28은 실시예에서, 기준 고도 압력 시스템을 포함하는 WAPS의 블럭도이다.
도 29는 실시예에서, 다양한 시스템으로부터의 범위 측정을 사용하는 하이브리드 포지션 추정의 블럭도이다.
도 30은 실시예에서, 다양한 시스템으로부터의 포지션 추정을 사용하는 하이브리드 포지션 추정의 블럭도이다.
도 31은 실시예에서, 다양한 시스템으로부터의 범위 추정과 포지션 추정의 조합을 사용하는 하이브리드 포지션 추정의 블럭도이다.
도 32는 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 결정하기 위한 흐름도이고, WAPS/GNSS 시스템으로부터의 포지션/속도 추정은 GNSS/WAPS 포지션의 품질 및/또는 속도 추정이 우수할 경우 센서의 드리프팅 바이어스를 교정하는 것을 돕기 위하여 피드백된다.
도 33은 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 결정하기 위한 흐름도이고, 센서 파라미터(바이어스, 척도 및 드리프트와 같은)는 명시적인 피드백이 없는 GNSS 및/또는 WAPS 유닛에서 포지션/속도 계산의 파트로서 추정된다.
도 34는 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 결정하기 위한 흐름도이고, 센서 교정은 개개의 포지션 계산 유닛과 떨어져 있다.
도 35는 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 위한 흐름도이고, 센서 파라미터 추정치는 개개의 포지션 계산 유닛의 상태의 파트로서 행해진다.
도 36은 실시예에서, WAPS와 다른 시스템 사이의 정보 교환을 나타낸다.
도 37은 실시예에서, FM 수신기와 WAPS 수신기 사이의 로케이션, 주파수 추정과 시간 추정의 교환을 도시하는 블럭도이다.
도 38은 실시예에서, WLAN/BT 트랜시버와 WAPS 수신기 사이의 로케이션, 시가 추정과 주파수 추정을 교환하는 것을 도시하는 블럭도이다.
도 39는 실시예에서, 셀룰러 트랜시버와 WAPS 수신기 사이에서 로케이션 추정, 시간 추정 및 주파수 추정을 교환하는 것을 도시한 블럭도이다.
도 40은 실시예에서, 병렬 복소 상관기 아키텍쳐를 도시한다.
도 41은 실시예에서, 병렬 랜덤 액세스 리드 능력을 가진 16-비트 시프트 레지스터 프리미트브로부터 파생된 32-비트 시프트 레지스터 실행을 도시한다
도 42는 실시예에서, 시프트 동작과 리드아웃 동작 속도를 도시한다.
도 43은 실시예에서, 1023 x n-비트 가산기를 실행시키는 가산기 트리에 대한 구조를 도시한다.
도 44는 실시예에서, 세션 키 셋업의 블럭도이다.
도 45는 실시예에서, 암호화에 대한 흐름도이다.
도 46은 대안적인 실시예에서, 암호화에 대한 보안 아키텍쳐의 블럭도이다.Figure 1 is a block diagram of a wide area positioning system in an embodiment.
2 is a block diagram of a synchronized beacon, in an embodiment.
3 is a block diagram of a positioning system using a repeater configuration, in an embodiment.
4 is a block diagram of a positioning system using a repeater configuration, in an alternative embodiment.
5 illustrates tower synchronization, in an embodiment.
6 is a block diagram of a well controlled GPS PPS generator in an embodiment.
7 is a well controlled GPS oscillator in an embodiment.
8 shows, in an embodiment, a signal diagram for counting the time difference between a signal that causes the PPS and the analog section of the transmitter to transmit data.
9 is a block diagram of a differential WAPS system, in an embodiment.
10 illustrates visual transmission in a common view manner in an embodiment.
11 illustrates a two-way visual transmission in an embodiment.
12 is a block diagram of a receiver unit in an embodiment.
13 is a block diagram of an RF module in an embodiment.
14 illustrates signal upconversion and / or signal downconversion in an embodiment.
FIG. 15 is a block diagram of a receiver system, in an embodiment, having a plurality of receive chains, one of which may be temporarily used to receive and process WAPS signals.
16 is a block diagram illustrating clock sharing in a positioning system, in an embodiment.
17 is a block diagram of an auxiliary conveyor from WAPS to GNSS receiver in an embodiment.
18 is a block diagram illustrating transmission of assistance information from a GNSS receiver to a WAPS receiver in an embodiment.
19 is an exemplary configuration in which, in an embodiment, WAPS assistance information is provided from a WAPS server.
20 is a flowchart for estimating the fastest arrival path at h [n], in an embodiment.
21 is a flowchart for estimating a reference correlation function in an embodiment.
22 is a flowchart for estimating noise sub-space in an embodiment.
23 is a flowchart for estimating the noise sub-space in an alternative embodiment.
24 is a flow chart for estimating noise sub-space in another alternative embodiment.
25 is a flowchart for estimating the noise sub-space in another alternative embodiment.
FIG. 26 is a flowchart for estimating noise sub-space in another alternative embodiment. FIG.
27 is a block diagram of a reference altitude pressure system in an embodiment.
28 is a block diagram of a WAPS including a reference altitude pressure system in an embodiment.
29 is a block diagram of hybrid position estimation using range measurements from various systems, in an embodiment.
30 is a block diagram of hybrid position estimation using position estimation from various systems, in an embodiment.
31 is a block diagram of hybrid position estimation using a combination of range estimation and position estimation from various systems in an embodiment.
32 is a flowchart for determining a hybrid position solution in an embodiment, wherein position / speed estimation from a WAPS / GNSS system corrects the drift bias of the sensor when the quality and / or speed estimation of the GNSS / WAPS position is good. It is fed back to help.
FIG. 33 is a flowchart for determining a hybrid position solution, in an embodiment, wherein sensor parameters (such as bias, scale, and drift) are estimated as part of position / velocity calculation in a GNSS and / or WAPS unit without explicit feedback. .
34 is a flowchart for determining a hybrid position solution, in an embodiment, wherein sensor calibration is remote from the individual position calculation units.
35 is a flowchart for a hybrid position solution, in an embodiment, wherein sensor parameter estimates are made as part of the state of the individual position calculation units.
36 illustrates information exchange between WAPS and another system, in an embodiment.
FIG. 37 is a block diagram illustrating the exchange of location, frequency estimation and time estimation between an FM receiver and a WAPS receiver in an embodiment.
FIG. 38 is a block diagram illustrating exchanging location, time estimate, and frequency estimate between a WLAN / BT transceiver and a WAPS receiver in an embodiment.
FIG. 39 is a block diagram illustrating exchanging location estimation, time estimation, and frequency estimation between a cellular transceiver and a WAPS receiver in an embodiment.
40 illustrates a parallel complex correlator architecture in an embodiment.
FIG. 41 illustrates, in an embodiment, a 32-bit shift register execution derived from a 16-bit shift register primitive with parallel random access read capability.
42 illustrates the speed of the shift operation and the readout operation in the embodiment.
43 shows a structure for an adder tree that executes a 1023 x n-bit adder in an embodiment.
44 is a block diagram of session key setup, in an embodiment.
45 is a flowchart for encryption in an embodiment.
46 is a block diagram of a security architecture for encryption in an alternative embodiment.
수신기의 위치를 결정하기 위하여 시스템 및 방법이 기술된다. 실시예의 포지셔닝 시스템은 포지셔닝 신호를 방송(broadcast)하는 송신기를 포함하는 송신기 네트워크(transmitter network)를 포함한다. 포지셔닝 시스템은 포지셔닝 신호 및/또는 위성 신호를 포착하고 추적하는 리모트 수신기(remote receiver)를 포함한다. 위성 신호는 위성-기반(terminal-based) 포지셔닝 시스템의 신호이다. 리모트 수신기의 제1 모드는, 리모트 수신기가 포지셔닝 신호 및/또는 위성 신호를 사용하여 포지션을 계산하는 단말기-기반(terminal-based) 포지셔닝을 사용한다. 포지셔닝 시스템은 리모트 수신기와 연결된 서버(server)를 포함한다. 리모트 수신기의 제2 작동 모드는, 서버가 포지셔닝 신호 및/또는 위성 신호로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 네트워크-기반(network-based) 포지셔닝을 포함하고, 여기서, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호 및/또는 위성 신호를 수신하고 서버로 전송한다.Systems and methods are described to determine the position of the receiver. The positioning system of an embodiment includes a transmitter network that includes a transmitter that broadcasts a positioning signal. The positioning system includes a remote receiver for capturing and tracking positioning signals and / or satellite signals. The satellite signal is a signal of a satellite-based positioning system. The first mode of the remote receiver uses terminal-based positioning in which the remote receiver calculates the position using the positioning signal and / or the satellite signal. The positioning system includes a server connected to a remote receiver. The second mode of operation of the remote receiver includes network-based positioning where the server calculates the position of the remote receiver from the positioning signal and / or the satellite signal, wherein the remote receiver receives a positioning signal and / Receives the signal and transmits it to the server.
실시예의 포지션을 결정하는 방법은 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 리모트 수신기에서 수신하는 단계를 포함한다. 포지셔닝 신호는 복수의 송신기를 포함하는 송신기 네트워크로부터 수신된다. 위성 신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템으로부터 수신된다. 본 방법은 단말기-기반 포지셔닝과 네트워크 기반 포지셔닝 중 하나를 사용하는 리모트 수신기의 위치를 결정하는 단계를 포함한다. 단말기-기반 포지셔닝은 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 사용하는 리모트 수신기에서 리모트 수신기의 위치를 계산하는 단계를 포함한다. 네트워크-기반 포지셔닝은 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 사용하는 리모트 서버에서 리모트 수신기의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.A method for determining a position of an embodiment includes receiving at a remote receiver at least one of a positioning signal and a satellite signal. The positioning signal is received from a transmitter network comprising a plurality of transmitters. The satellite signal is received from a satellite-based positioning system. The method includes determining a position of a remote receiver using one of terminal-based positioning and network-based positioning. The terminal-based positioning includes calculating the position of the remote receiver at a remote receiver using at least one of a positioning signal and a satellite signal. The network-based positioning includes calculating the position of the remote receiver at a remote server using at least one of a positioning signal and a satellite signal.
후술하는 상세한 설명에서, 기술된 시스템과 방법의 완전한 이해를 제공하고 설명할 수 있도록 복수의 구체적인 세부 설명이 소개된다. 그러나, 당업자는 하나 이상의 구체적인 세부 설명 없이 또는 다른 구성, 시스템 등으로 이들 실시예가 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 예에서, 개시된 실시예의 태양이 모호하게 되는 것을 막기 위하여, 알려진 구조 또는 작동은 세부 설명에 도시되거나 기술되지 않는다.In the following detailed description, numerous specific details are set forth in order to provide a thorough understanding of the systems and methods described and to explain them. However, those skilled in the art will appreciate that these embodiments may be practiced without one or more of the specific details, or with other configurations, systems, or the like. In other instances, well-known structures or acts are not shown or described in the detailed description in order to avoid obscuring aspects of the disclosed embodiments.
도 1은 실시예에서, 광역 포지셔닝 시스템의 블럭도이다. 포지셔닝 시스템(본 명세서에서, 광역 포지셔닝 시스템(WAPS) 또는 "시스템" 으로도 언급됨)은 동기화된 비콘의 네트워크, 비콘 및/또는 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 위성을 포착하고 추적하는 수신기 유닛(그리고 선택적으로 위치 계산 엔진(위치 찾기 computation engine)을 포함함) 및 타워의 인덱스(index), 빌링 인터페이스(billing interface), 전용 암호 알고리즘(proprietary encryption algorithm)(그리고 선택적으로 위치 찾기 계산 엔진)을 포함하는 서버를 포함한다. 시스템은 작동의 허가된/비허가된 밴드에서 작동하고, 위치 찾기 목적과 네비게이션 목적을 위하여 전용 파형을 전송한다. WAPS 시스템은 더 우수한 위치 찾기 솔루션을 위하여 다른 포지셔닝 시스템과 함께 사용될 수 있거나, WAPS 시스템은 다른 포지셔닝 시스템을 지원하는데 사용될 수 있다. 본 문헌의 맥락에서, 포지셔닝 시스템은 하나 이상의 위도 좌표, 경도 좌표 및 고도 좌표를 알아내는 것이다.Figure 1 is a block diagram of a wide area positioning system in an embodiment. A positioning system (also referred to herein as a wide area positioning system (WAPS) or "system") is a receiver unit (and optional) that captures and tracks a network of synchronized beacons, beacons and / or global positioning system (GPS) satellites. A server that includes a location calculation engine (including the location computation engine) and tower indexes, billing interfaces, and proprietary encryption algorithms (and, optionally, a location search calculation engine). It includes. The system operates in an authorized / unlicensed band of operations and transmits dedicated waveforms for location and navigation purposes. The WAPS system can be used with other positioning systems for a better location solution, or the WAPS system can be used to support other positioning systems. In the context of this document, a positioning system is to find one or more latitude, longitude and altitude coordinates.
본 문헌에서, 'GPS'가 언급될 때마다, 더 넓은 의미의 GNSS(글로벌 네비게이션 위성 시스템)이고, 이는 글로나스(Glonass)와 같은 다른 기존의 위성 포지셔닝 시스템 뿐만 아니라 갈리레오(Galileo) 및 컴파스/베이더우(Compass/Beidou)와 같은 미래의 포지셔닝 시스템을 포함할 수 있다.In this document, whenever 'GPS' is mentioned, it is a broader sense of global navigation satellite system (GNSS), which is Galileo and compass / as well as other existing satellite positioning systems such as Glonass. It may include future positioning systems such as Compass / Beidou.
도 2는 실시예에서, 동기화된 비콘의 블럭도이다. 실시예의 동기화된 비콘(본 명세서에서, 비콘으로도 언급됨)은 CDMA 네트워크를 형성하고, 각각의 비콘은 내장형 보조 데이터의 데이터 스트림을 가진 골드 코드 시퀀스와 같은 우수한 상호-상관 특성을 가진 의사 난수(Pseudo Random Number, PRN) 시퀀스를 전송한다. 대안적으로, 각각의 비콘 송신기로부터의 시퀀스는 TDMA 포맷에서 별도의 슬롯으로 제 시간에 스태거(stagger)될 수 있다.2 is a block diagram of a synchronized beacon, in an embodiment. Synchronized beacons (also referred to herein as beacons) of an embodiment form a CDMA network, each beacon having a pseudo random number with good cross-correlation properties such as a gold code sequence with a data stream of embedded auxiliary data. Pseudo Random Number (PRN) sequence is transmitted. Alternatively, the sequence from each beacon transmitter may be staggered in time to a separate slot in the TDMA format.
지상파 포지셔닝 시스템에서, 극복해야할 주된 과제들 중 하나는 니어-파(near-far) 문제이고, 수신기에서, 멀리 떨어진 송신기는 가까운 송신기에 의해 전파 방해될 것이다. 이 이슈를 분해하기 위하여, 실시예의 비콘은 로컬 송신기가 별도의 슬롯(TDMA)(그리고, 선택적으로 다른 코드(CDMA))을 사용하여 니어-파 문제를 경감시키는 CDMA와 TDMA 기술의 조합을 사용한다. 더 나아가, 다른 CDMA 코드를 사용하는 동안에, 송신기는 동일한 TDMA 슬롯을 사용하게 될 수 있다. 이에 의해 시스템의 광-역 확장할 수 있다. TDMA 슬롯은 보장된 니어-파 성능에 대하여 결정론적이거나 무작위적이어서, 우수한 평균 니어-파 성능을 제공할 수 있다. 또한, 캐리어 신호도 약간의 헤르츠(가령, 상호-상관을 개선하기 위한 골드 코드 반복 횟수의 일부)에 의해 오프셋되어서, 코드의 상호-상관 성능을 개선하여 어떤 '니어-파' 이슈를 분해할 수 있다. 두 타워는 동일한 TDMA 슬롯을 사용하나 다른 코드를 사용할 때, 수신기 내의 상호-상관은 더 약한 신호를 감지하기 전에 더 강한 신호의 간섭 제거를 사용함에 의하여 더욱 거부될 수 있다.In terrestrial positioning systems, one of the major challenges to overcome is a near-far problem, where at a receiver, a remote transmitter will be disturbed by a nearby transmitter. To address this issue, the beacon of the embodiment uses a combination of CDMA and TDMA techniques where the local transmitter uses a separate slot (TDMA) (and optionally another code (CDMA)) to alleviate near-wave problems. . Furthermore, while using different CDMA codes, the transmitter may be using the same TDMA slot. This allows wide-area expansion of the system. TDMA slots may be deterministic or random with respect to guaranteed near-wave performance, providing good average near-wave performance. In addition, the carrier signal is also offset by some Hertz (eg, part of the number of gold code iterations to improve cross-correlation), which can resolve any 'near-wave' issues by improving the cross-correlation performance of the code. have. When both towers use the same TDMA slot but use different codes, cross-correlation in the receiver can be further rejected by using interference cancellation of stronger signals before detecting weaker signals.
TDMA 시스템에서 또 다른 중요한 파라미터는 TDMA 슬롯팅 주기(TDMA 프레임으로도 불리움)이다. 구체적으로, WAPS 시스템에서, TDMA 프레임 기간은 동일한 송신기의 두 연속적인 슬롯들 사이의 시간 주기이다. TDMA 프레임 기간은 커버리지 영역에서 포지셔닝에 필요한 송신기 슬롯의 수와 TDMA 슬롯 기간의 곱에 의해 결정된다. 감도는 하나의 TDMA 슬롯에 의해 제한될 필요는 없지만, TDMA 슬롯 기간은 감도 조건에 의해 결정된다. 한 예시적인 구성은 TDMA 프레임 기간으로 1초, TDMA 슬롯 기간으로 100ms를 사용할 수 있다.Another important parameter in TDMA systems is the TDMA slotting period (also called TDMA frame). Specifically, in a WAPS system, the TDMA frame period is the time period between two consecutive slots of the same transmitter. The TDMA frame period is determined by the product of the number of transmitter slots required for positioning in the coverage area and the TDMA slot period. The sensitivity need not be limited by one TDMA slot, but the TDMA slot period is determined by the sensitivity condition. One exemplary configuration may use 1 second for the TDMA frame period and 100 ms for the TDMA slot period.
또한, 실시예의 비콘은 보조 데이터를 포함하는 프리앰블을 사용할 수 있거나, 데이터를 강건하게 하는 것을 돕기 위하여 정보는 채널 추정 및 포워드 에러 검출 및/또는 보정(Forward Error Detection and/or Correction) 하는데 사용될 수 있다. 실시예의 보조 데이터는 하나 이상의 다음을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 상기 보조 데이터는 펄스 파형의 상승 에지 또는 하강 에지에서의 정확한 시스템 시각(system time), 타워의 지오코드 데이터(Geocode data)(위도, 경도 및 고도), 타워 주변의 지오코드 정보와 그 지역 내의 다양한 송신기에 의해 사용되는 시퀀스의 인덱스, 송신기(선택적) 및 이웃 송신기에 대한 클럭 타이밍 보정(clock timing correction), 지역 기후 보정(선택적), GNSS 시각에 대한 WAPS 타이밍의 관계(선택적), 의사 거리 레졸루션(pseudorange resolution) 내에서 수신기를 지원하기 위한 도시 환경, 준-도시 환경, 시골 환경의 표시(선택적), 및 PN 시퀀스의 기본 인덱스(base index) 또는 인덱스에서 골드 코드 시퀀스까지의 오프셋을 포함한다. 방송되는 전송 데이터 프레임에서, 포함된 지역은 보안 및/또는 허가 관리 이유로 하나의 또는 일련의 수신기를 손상시키는 정보를 포함한다.In addition, the beacon of the embodiment may use a preamble containing auxiliary data, or the information may be used for channel estimation and / or forward error detection and / or correction to help make data robust . Ancillary data of an embodiment includes, but is not limited to, one or more of the following: The auxiliary data includes accurate system time at the rising or falling edge of the pulse waveform, geocode data (latitude, longitude and altitude) of the tower, geocode information around the tower and various areas within the area. Index of the sequence used by the transmitter, clock timing correction for the transmitter (optional) and neighboring transmitters, local climate correction (optional), relationship of WAPS timing to GNSS time (optional), pseudo distance resolution ( an urban environment, a quasi-urban environment, an indication of a rural environment (optional), and an offset from the index to the gold code sequence of the PN sequence to support the receiver within pseudorange resolution. In the transmitted transmission data frame, the included region includes information that damages one or a series of receivers for security and / or permission management reasons.
실시예의 다양한 비콘과 타워들로부터의 전송의 전송 파형 타이밍은 공통 타이밍 기준에 동기화된다. 대안적으로, 다양한 타워들로부터의 전송간 타이밍 차이는 알려지고 전송되어야 한다. 보조 데이터는 데이터 블럭의 수와 크기에 의해 결정된 인터벌에서, 정기적인 인터벌에서 증가될 타이밍 메세지를 제외하고 반복된다. 보조 데이터는 본 명세서에 자세히 기술되는 바와 같이, 전용 암호 알고리즘을 사용하여 암호화될 수 있다. 또한, 스프레딩 코드는 추가 보안을 위해 암호화될 수 있다. 신호는 미리 정해진 주파수에서 업-컨버트되고 방송된다. 송신기에서 단-대-단(end-to-end) 지연은 정확히 교정되어서 비콘들 사이의 차동적인 지연을 대략 3 나노초 미만으로 보장한다. 일련의 송신기에 대한 조사된 위치 청취(surveyed location listening)에서 차동적 WAPS 수신기를 사용하여, 송신기에 대한 상대적 클럭 보정을 찾는다.The transmission waveform timings of the transmissions from the various beacons and towers of the embodiment are synchronized to a common timing reference. Alternatively, the timing difference between transmissions from the various towers should be known and transmitted. The ancillary data is repeated except for the timing message to be incremented at regular intervals, at intervals determined by the number and size of data blocks. The ancillary data may be encrypted using a dedicated cryptographic algorithm, as described in detail herein. In addition, the spreading code may be encrypted for additional security. The signal is up-converted and broadcast at a predetermined frequency. The end-to-end delay at the transmitter is precisely calibrated to ensure a differential delay between beacons of less than about 3 nanoseconds. Using differential WAPS receivers in the surveyed location listening for a series of transmitters, find the relative clock correction for the transmitter.
실시예의 타워 배치는 커버리지와 위치 찾기 정확성을 위해 최적화된다. 타워의 전개는 네트워크 내 최상의 위치와 네트워크의 가장자리에서의 타워로부터의 3개 이상의 신호를 수신하기 위하여 배치될 것이고, 각각의 이들 위치에서의 기하학적 희박도(geometric dilution of precision, GDOP)는 정확도 요구사항에 기초한 기설정된 문턱값(threshold)보다 작다. RF 플레닝 연구를 하는 소프트웨어 프로그램은 네트워크 내와 그 주변에서의 GDOP에 대한 분석을 포함하기 위하여 증가될 것이다. GDOP는 수신기 위치와 송신기 위치에 대한 함수이다. GDOP를 네트워크 플레닝에 병합하는 한 방법은 다음과 같이 최적화를 준비하는 것이다. 최소화되는 함수는 커버리지 체적 분의 GDOP의 제곱의 체적 적분이다. 체적 적분은 수신기 위치의 (x, y, z) 좌표에 관한 것이다. n 개의 송신기 위치 좌표 와 관련된 최소화는 제약을 가진 주어진 커버리지 영역에 있고, 상기 제한은 커버리지 체적에 있다(커버리지 체적의 하한 및 과, 커버리지 체적의 상한 및 을 가진, , ). 최소화될 함수는 로 기재될 수 있다. 또한, 최소화될 함수는 커버리지 영역(Rj)의 중요도(즉, 필요한 질적 성능)에 따라 가중될 수 있다. The tower arrangement of the embodiment is optimized for coverage and positioning accuracy. The deployment of the tower will be arranged to receive the best location in the network and three or more signals from the tower at the edge of the network and the geometric dilution of precision at each of these locations (GDOP) Lt; RTI ID = 0.0 > threshold. ≪ / RTI > A software program that performs RFplanning studies will be increased to include analysis of GDOP in and around the network. GDOP is a function of receiver position and transmitter position. One way to incorporate GDOP into network planning is to prepare for optimization as follows. The minimized function is the volume integral of the square of the GDOP of the coverage volume. Volumetric integration refers to the (x, y, z) coordinates of the receiver position. n transmitter position coordinates Is in a given coverage area with a constraint, and the limitation is in the coverage volume (the lower limit of the coverage volume And And the upper limit of the coverage volume And ≪ / RTI & , ). The function to be minimized is . ≪ / RTI > In addition, the function to be minimized may be weighted according to the importance of the coverage area R j (i. E., The required quality performance).
타워 좌표 위치상의 추가적이 제한은 주어진 영역 내의 이미 가능한 타워의 위치에 기초할 수 있다. 일반적으로, 모든 좌표의 동격화(coordinatization)는 양수 x로서 평균 동쪽, 양수 y로서 평균 북쪽 및 양수 z로서 평균 수직 업을 가진 로컬 레벨 좌표 시스템에서 행해진다. 상기 제한된 최소 문제점을 분해하는 소프트웨어는 함수(f)을 최소화하는 최적화된 송신기 위치()를 출력할 것이다.Additional constraints on the tower coordinate position may be based on the position of an already available tower within a given area. In general, coordinatization of all coordinates is done in a local-level coordinate system with an average east as the positive number x, an average north as the positive number y, and an average vertical as the positive z. The software that decomposes the limited minimum problem is an optimized transmitter position (< RTI ID = 0.0 > ).
이 기술은 (도시와 같은)광역 네트워크 또는 (몰(mall)과 같은)로컬 전개에 적용될 수 있다. 한 예시적인 구성에서, 송신기의 네트워크는 각각의 대도시 지역 주위의 삼각형/육각형의 배치로 대략 30 km의 거리로 떨어져 있다. 각각의 타워는 해당 안테나를 통하여 대략 20 W에서 1 kW의 실효 등방성 복사 전력(EIRP)의 범위에서 최대 전력까지 방출할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 타워는 배치되어서 1 W 만큼 적은 전력 레벨에서 전송할 수 있다. 작동의 주파수 밴드는 라디오 스펙트럼 내의 임의의 허가되거나 비허가된 밴드를 포함한다. 실시예의 송신 안테나는 다이버시티, 섹터링(sectoring) 등으로 도움을 줄 수 있는 전-방향 안테나 또는 복수의 안테나/어레이를 포함한다.This technique can be applied to a wide area network (such as a city) or a local deployment (such as a mall). In one exemplary configuration, the network of transmitters is at a distance of approximately 30 km with a triangular / hexagonal arrangement around each metropolitan area. Each tower can emit up to a maximum power in the range of effective isotropic radiated power (EIRP) of approximately 20 W to 1 kW through the corresponding antenna. In yet another embodiment, the towers can be deployed and transmitted at power levels as low as 1 W. The frequency band of operation includes any authorized or unlicensed band within the radio spectrum. The transmit antennas of the embodiments include a forward-directional antenna or a plurality of antennas / arrays that can assist with diversity, sectoring, and the like.
인접한 타워는 송신할 우수한 상호-상관 특성을 가진 서로 다른 시퀀스를 사용하거나 대안적으로 송신할 서로 다른 시각에서 동일한 시퀀스를 사용하여 차별화될 수 있다. 이들 차별 기술은 주어진 지리적인 영역에서만 결합되고 적용될 수 있다. 예를 들어, 동일한 시퀀스는 서로 다른 지리적인 영역에서 네트워크에 걸쳐 재사용할 수 있다.Adjacent towers can be differentiated using different sequences with superior cross-correlation properties to transmit or alternatively using the same sequence at different times to transmit. These discrimination skills can be combined and applied only in a given geographic area. For example, the same sequence can be reused across the network in different geographic areas.
로컬 타워는 주어진 지리적인 영역에 배치되어 실시예의 광역 네트워크 타워를 증가시킬 수 있다. 사용시 로컬 타워는 위치의 정확도를 개선시킬 수 있다. 로컬 타워는 캠퍼스와 같은 환경에서 또는 공공 보안 필요성을 위하여 몇 십미터에서 몇 킬로미터의 범위에서 떨어진 환경에서 전개될 수 있다.The local towers may be located in a given geographic area to increase the wide area network towers of the embodiment. In use, the local tower can improve the accuracy of the position. Local towers can be deployed in an environment such as a campus or in an environment away from a few tens of meters to a few kilometers for public security needs.
타워는 (동일한 높이 보다는) 다양한 높이로 배치되어 위치 솔루션에서 더 나은 질적 고도 추정을 용이하게 하는 것이 바람직할 것이다. 서로 다른 위도/경도에서 서로 다른 높이를 가진 송신기뿐만 아니라, 타워에 다양한 높이를 더하는 또 다른 방법은 동일한 물리적 타워(동일한 위도와 경도를 가진)에 서로 다른 높이로 복수의 WAPS 송신기(서로 다른 코드 시퀀스를 사용하여)를 가지는 것이다. 동일한 타워 상의 송신기는 니어-파 문제를 발생시키지 않기 때문에, 동일한 물리적 타워 상의 서로 다른 코드 시퀀스는 동일한 슬롯을 사용할 수 있다는 것을 주목하라.The towers may be placed at various heights (rather than the same height) to facilitate better qualitative altitude estimation in the location solution. Another way to add different heights to the tower, as well as transmitters with different heights at different latitudes / longitudes, is to use multiple WAPS transmitters (with different code sequences) at different heights in the same physical tower (with the same latitude and longitude) ). Note that different code sequences on the same physical tower may use the same slot, since transmitters on the same tower do not cause near-wave problems.
WAPS 송신기는 하나 이상의 다른 시스템(가령 셀룰러 타워)으로 사용되는 기존 또는 새로운 타워 상에 배치될 수 있다. WAPS 송신기 전개 비용은 동일한 물리적 타워 또는 지점을 공유함에 의해 최소화될 수 있다.The WAPS transmitter may be located on an existing or new tower used as one or more other systems (e.g., a cellular tower). The WAPS transmitter deployment costs can be minimized by sharing the same physical tower or point.
지역 영역(가령, 예를 들어 창고 또는 몰)에서 성능을 개선시키기 위하여, 추가적인 타워가 그 영역에 배치되어 광역 커버리지로 사용되는 송신기를 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 전체 송신기 설치 비용을 낮추기 위하여 리피터가 관심 영역에서 배치될 수 있다.To improve performance in a local area (e.g., a warehouse or mall), additional towers may be placed in that area to increase the number of transmitters used for wide coverage. Alternatively, a repeater may be placed in the area of interest to lower the overall transmitter installation cost.
상기 논의된 포지셔닝으로 사용되는 송신 비콘 신호는 독점적으로 WAPS를 위하여 설치된 송신기일 필요는 없고, 원래 제 시간에 동기화된 다른 시스템 또는 동기화가 추가 타이밍 모듈을 통하여 증가된 시스템으로부터의 신호일 수 있다는 것을 주목하라. 대안적으로, 신호는 상대적인 동기화가 기준 수신기를 통해 결정될 수 있는 시스템으로부터 나올 수 있다. 이들 시스템은 가령, 이미 전개되거나 추가 동기 능력으로 새로 전개될 수 있다. 이러한 시스템의 예는 디지털 TV와 아날로그 TV 또는 미디어플로(MediaFlo)와 같은 방송 시스템일 수 있다.Note that the transmit beacon signal used with the positioning discussed above need not be exclusively a transmitter installed for WAPS, and that other systems originally synchronized in time or synchronization may be signals from an increased system via an additional timing module . Alternatively, the signal may come from a system in which relative synchronization can be determined via the reference receiver. These systems may, for example, already evolve or may be newly developed with additional synchronization capabilities. An example of such a system could be a digital TV and analog TV or a broadcast system such as MediaFlo.
WAPS 네트워크가 구성될 때, 일부 송신 지점은 네트워크 내에서 설계에 의해 또는 현장측정에 의해 결정된 다른 것보다 우수할 수 있다(클러터, 전력 레벨 위의 비콘의 높이). 이러한 비콘은 코딩된 데이터 비트에 의해 직접 또는 간접적으로 수신기에 확인될 수 있는데, 상기 코딩된 데이터 비트는 비콘의 "질"을 표시하고, 그리고 나서, 수신기는 이러한 비콘으로부터 수신된 신호를 가중치 두는데 사용한다.When a WAPS network is configured, some transmission points may be better in the network than others determined by design or by field measurements (clutter, height of the beacon above power level). This beacon can be identified to the receiver directly or indirectly by the coded data bits, which indicates the "quality" of the beacon, and then the receiver weights the received signal from this beacon use.
도 3은 실시예에서, 리피터 구성을 사용하는 포지셔닝 시스템의 블럭도이다. 리피터 구성은 3 is a block diagram of a positioning system using a repeater configuration, in an embodiment. The repeater configuration
1) 공통 WAPS 수신 안테나(안테나 1)1) Common WAPS receive antenna (antenna 1)
2) RF 전력 증폭기와 스플리터/스위치는 다양한 WAPS 송신기 안테나(로컬 안테나 1-4)와 연결됨 2) RF power amplifier and splitter / switch connected to various WAPS transmitter antennas (local antennas 1-4)
3) WAPS 사용자 수신기의 구성요소를 포함한다.3) Includes the components of the WAPS user receiver.
안테나 1은 혹합 신호를 수신하고, 증폭하여 로컬 안테나 1-4로 분배(스위칭)한다. (바람직하게는) 스위칭은 어떤 방식으로 수행되어서 사용자 수신기에서 서로 다른 리피터로부터의 송신의 중첩(충돌)이 없어야 한다. 송신의 충돌은 가드 인터벌(guard interval)의 사용을 통해 방지할 수 있다. 스위치에서 송신 안테나까지 알려진 케이블 지연량은 모든 로컬 리피터에 대한 전반적인 지연량을 균일하게 하기 위하여 리피터-증폭기 송신기에서 지연량을 추가함에 의하여, 또는 사용자-수신기에서 케이블 지연량에 의하여 특정 리피터로부터의 추정된 도착 시간을 조절함에 의하여 보상되어야 한다. TDMA가 광역 WAPS 네트워크에 사용될 경우, 리피터 슬롯 스위칭 속도는 각각의 광역 슬롯(각각의 슬롯은 하나의 광역 WAPS 타워를 포함할 것임)이 모든 리피터 슬롯에서 발생하도록 선택된다. 한 예시적인 구성은 복수의 광역 TDMA 프레임 기간과 동일한 리피터 슬롯 기간을 사용할 것이다. 구체적으로, 광역 TDMA 프레임이 1초라면, 리피터 슬롯은 정수 초가 될 수 있다. 이 구성은 가장 간단하나, 케이블 상의 RF 신호 분배 때문에, 작고, 제한된 영역에서 전개를 위해서만 적절하다. 사용자 WAPS 수신기는 위치를 계산하고 리피터 슬롯팅 기간동안에 정지된(또는 준 정지된) 추정하에서 작동하기 위하여 리피터 타워를 청취할 때, 도착 시간-차이를 사용한다. 리피터부터의 송신이라는 사실은 각각의 WAPS 타워 신호가 하나의 리피터 슬롯에서 다음 슬롯까지 동일한 타이밍 차이(점프)를 나타낸다는 사실에 의해 자동적으로 검출된다.
도 4는 대안적인 실시예에서, 리피터 구성을 사용하는 포지셔닝 시스템의 블럭도이다. 이 구성에서, 각각의 리피터는 WAPS 리피터-수신기와 로컬 안테나를 가진 관련된 커버리지-증가 WAPS 송신기(가령, 실내용일 수 있음)를 포함한다. WAPS 리피터 수신기는 하나의 광역 WAPS 송신기에 대응하는 WAPS 데이터 스트림 뿐만아니라 WAPS 시스템 타이밍 정보도 추출할 수 있어야한다. 하나의 광역 WAPS 송신기에 해당하는 WAPS 시스템 타이밍과 데이터는 해당 로컬 영역 WAPS 송신기로 전달되고, 상기 로컬 영역 WAPS 송신기는 WAPS 신호를 (가령, 다른 코드와 동일한 슬롯을 사용하여) 재송신할 수 있다. 송신기는 데이터 송신에서 로컬 안테나의 위도, 경도 및 고도와 같은 추가 데이터를 포함할 수 있다. 이 구성에서, WAPS 사용자 수신기 작동(범위 측정 및 위치 측정)은 신호가 리피터로부터 온다는 사실에 대해 명백할 수 있다. 리피터에서 사용된 송신기는 GNSS 타이밍을 추출하기 위한 GNSS 타이밍 유닛을 가질 필요가 없다는 점에서, 리피터에서 사용된 송신기가 전체 WAPS 비콘보다 더 싸다는 사실을 주목하라.4 is a block diagram of a positioning system using a repeater configuration, in an alternative embodiment. In this configuration, each repeater includes a WAPS repeater-receiver and an associated coverage-enhancement WAPS transmitter (e.g., may be room-temperature) with a local antenna. The WAPS repeater receiver must be able to extract WAPS system timing information as well as the WAPS data stream corresponding to one wide area WAPS transmitter. The WAPS system timing and data corresponding to one wide area WAPS transmitter is delivered to the corresponding local area WAPS transmitter and the local area WAPS transmitter can retransmit the WAPS signal (e.g., using the same slot as another code). The transmitter may include additional data such as latitude, longitude and altitude of the local antenna in the data transmission. In this configuration, the operation of the WAPS user receiver (range measurement and position measurement) may be apparent to the fact that the signal comes from a repeater. Note that the transmitter used in the repeater is less expensive than the entire WAPS beacon in that the transmitter used in the repeater does not need to have a GNSS timing unit to extract the GNSS timing.
수신기 유닛의 작동 모드에 따라, 단말기-기반 포지셔닝 또는 네트워크-기반 포지셔닝이 시스템에 제공된다. 단말기 기반 포지셔닝에서, 수신기 유닛은 수신기 자체에 대한 사용자의 위치를 계산한다. 이는 턴-바이-턴 방향(turn-by-turn direction), 지오-펜싱(geo-fencing) 등과 같은 활용에 유용하다. 네트워크 기반 포지셔닝에서, 수신기 유닛은 타워로부터 신호를 수신하고, 수신된 신호를 서버로 통신 또는 송신하여 사용자의 위치를 계산한다. 이는 E911과 중앙 서버에 의한 자산 추적 및 관리와 같은 활용에 유용하다. 서버에서 위치 계산은 많은 소스(가령, GNSS, 차동화 WAPS 등)로부터의 데이터로 거의 실시간 또는 후-처리로 행해져서, 서버에서 정확도를 개선할 수 있다. 또는, WAPS 수신기는 서버(이와 유사하게, 가령, SUPL(Secure User PLane server))로부터의 정보를 제공하고 얻어서 네트워크 기반 포지셔닝을 용이하게 한다.Depending on the operating mode of the receiver unit, a terminal-based positioning or network-based positioning is provided in the system. In terminal-based positioning, the receiver unit calculates the position of the user with respect to the receiver itself. This is useful for applications such as turn-by-turn direction, geo-fencing, and the like. In network-based positioning, the receiver unit receives a signal from a tower and communicates or transmits the received signal to a server to calculate the location of the user. This is useful for applications such as asset tracking and management by E911 and central servers. Location calculations at the server can be done in near real time or post-processing with data from many sources (eg, GNSS, differential WAPS, etc.) to improve accuracy on the server. Alternatively, the WAPS receiver provides and obtains information from a server (similarly, for example, a Secure User Place Server (SUPL)) to facilitate network-based positioning.
실시예의 타워는 자체적으로 또는 네트워크-기반 동기화를 사용하여 서로 동기화를 유지한다. 도 5는 실시예에서, 타워 동기화를 도시한다. 다음 파라미터는 동기화의 태양을 기술하는데 사용된다.The towers of the embodiments maintain synchronization with one another, either by themselves or using network-based synchronization. 5 illustrates, in an embodiment, tower synchronization. The following parameters are used to describe the aspect of synchronization.
시스템 송신기 시간 = tWAPS - tx System transmitter time = t WAPS - tx
절대 시간 기준 = tWAPS _ abs Absolute time reference = t WAPS _ abs
시간 조정 = Δsystem = tWAPS - tx - tWAPS _ abs Time adjustment = Δ system = t WAPS - tx - t WAPS _ abs
절대 시간 기준에 대한 WAPS 시스템 시간을 동기화하는 것이 중요한게 아니라는 것을 주목하라. 그러나, 모든 WAPS 송신기는 공통 WAPS 시스템 시간(즉, 모든 WAPS 송신기의 상대적인 타이밍 동기화)에 동기화된다. WAPS 시스템 시간(만일 있다면)에 대한 각각의 송신기의 타이밍 보정이 계산되어야 한다. 타이밍 보정은 직접 에어 WAPS 지원 송신을 통하거나 어떤 다른 통신 수단을 통하여 수신기에 대해 가능해야 한다. 지원은 예를 들어, 셀룰러(또는 다른) 모뎀 또는 시스템(가령, 이리듐 또는 디지털 TV 또는 미디어플로 또는 셀룰러 시스템의 방송 채널)으로부터의 방송 데이터를 통하여 WAPS 수신기로 전달될 수 있다. 대안적으로, 타이밍 보정은 서버로 보내져서, 서버에서 위치를 계산할 때 사용될 수 있다. 실시예의 타워 동기화의 설명은 후술한다.Note that it is not important to synchronize the WAPS system time to an absolute time reference. However, all WAPS transmitters are synchronized to a common WAPS system time (i.e., relative timing synchronization of all WAPS transmitters). The timing correction of each transmitter for the WAPS system time (if any) should be calculated. Timing correction should be possible for the receiver either via direct air WAPS support transmissions or some other means of communication. The support may be communicated to the WAPS receiver via, for example, broadcast data from a cellular (or other) modem or system (e.g., iridium or digital TV or media flow or broadcast channel of a cellular system). Alternatively, the timing correction may be sent to the server and used to calculate the position at the server. The description of the tower synchronization in the embodiment will be described later.
네트워크 기반 동기화에서, 타워들은 로컬 영역에서 서로 동기화한다. 일반적으로, 본 명세서에 자세히 기술된 바와 같이, 타워들 사이의 동기화는 펄스의 송신(이는 더 나은 시간 레졸루션을 위하여, 캐리어 및/또는 스프레딩 코드를 사용하는 스프레드 상의 임의의 형태의 변조를 사용하여 변조될 수 있고, 이에 의해, 캐리어를 변조함)과 수신기 상의 펄스 에지에 동기화하는 것을 포함한다.In network-based synchronization, the towers are synchronized with each other in the local area. Generally, synchronization between towers, as described in detail herein, is accomplished by the use of any type of modulation on a spread using a carrier and / or spreading code for better time resolution Modulating the carrier thereby modulating the carrier) and synchronizing to the pulse edge on the receiver.
실시예의 자체적인 동기화 모드에서, 타워들은 모든 로컬 타이밍 기준을 사용하여 동기화된다. 타이밍 기준은 예를 들어, GPS 수신기, 고정밀 클럭원(예를 들어, 원자형), 로컬 타임원(가령, 잘 조절되는 GPS 클럭) 및 신뢰할만한 클럭원의 다른 네트워크 중 하나 일 수 있다. 정확히 시간 동기화된 XM 위성 라디오, LORAN, eLORAN, TV 신호 등으로부터의 신호의 사용은 타워들에 대한 코스 타이밍 기준(coarse timing reference)으로서 사용될 수 있다. 한 실시예에서의 예시와 같이, 도 6은 실시예에서, 루비듐, 세슘 또는 수소 마스터(hydrogen master)와 같은 정확하고 안정된 타이밍원을 잘 조절하는데 사용되는 GPS 수신기로부터의 PPS 펄스원의 블럭도이다. 대안적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 잘 조절되는 GPS 루비듐 클럭 오실레이터가 사용될 수 있다.In its own synchronous mode of operation, the towers are synchronized using all local timing references. The timing reference may be, for example, one of a GPS receiver, a high precision clock source (e.g., circular), a local time source (e.g., a well-regulated GPS clock), and other networks of reliable clock sources. The use of signals from precisely time-synchronized XM satellite radio, LORAN, eLORAN, TV signals, etc. can be used as a coarse timing reference to towers. As an example in one embodiment, FIG. 6 is a block diagram of a PPS pulse source from a GPS receiver used to fine tune an accurate and stable timing source such as rubidium, cesium or hydrogen master in an embodiment. . Alternatively, as shown in FIG. 7, a well controlled GPS rubidium clock oscillator can be used.
도 6을 참조하면, 정확한 클럭원의 PLL의 시상수는 충분히 큰 수(가령, 0.5-2 시간의 범위로)로 설정되고, 이는 더 우수한 단기(short term) 안정성(또는 등가적으로 단기 GPS PPS 변화의 필터링)을 제공하고 GPS-PPS는 장기(long term) 안정성과 더 넓은 영역 '코스(coarse)' 동기화를 제공한다. 송신기 시스템은 이들 두 PPS 펄스(GPS 유닛과 정확한 클럭원으로부터의)를 계속 모니터링하고 어떠한 변칙을 보고한다. 변칙은 두 PPS원이 몇 시간 동안 잠긴 후에 있을 수 있는데, PPS원들 중 하나는 타워 네트워크 관리자에 의해 결정된 주어진 시간-문턱값에 의한 다른 소스(source)으로부터 가버린다. 제3 로컬 클럭원은 변칙을 검출하는데 사용될 수 있다. 변칙 행동일 경우에, 올바른 행동을 나타내는 PPS 신호가 송신기 시스템에 의해 선택되고, 모니터링 스테이션으로 다시 보고된다. 또한, 정확한 시간원(시간원에 의해 보고된 바와 같이)의 PPS 입력과 PPS 출력간의 즉각적인 시간차이는 송신기에 의해 방송되거나 후 처리될 때, 사용될 서버로 보내질 수 있다.Referring to Figure 6, the time constant of the PLL of the correct clock source is set to a sufficiently large number (e.g., in the range of 0.5-2 hours), which results in better short term stability (or equivalent short term GPS PPS change). GPS-PPS provides long term stability and wider 'coarse' synchronization. The transmitter system continuously monitors these two PPS pulses (from the GPS unit and the correct clock source) and reports any anomalies. Anomalies may exist after two PPS circles have been locked for a few hours, one of the PPS circles leaving another source with a given time-threshold determined by the tower network administrator. The third local clock source may be used to detect anomalies. In case of anomalous behavior, a PPS signal indicating correct behavior is selected by the transmitter system and reported back to the monitoring station. Also, the instantaneous time difference between the PPS input and the PPS output of the correct time source (as reported by the time source) can be sent to the server to be used when broadcasted or post processed by the transmitter.
송신기 시스템에서, PPS 펄스 입력의 상승 에지와 송신기의 아날로그 섹션이 데이터를 송신하도록 하는 신호의 상승 에지간의 시간 차이는 내부적으로 생성된 고속 클럭을 사용하여 측정된다. 도 8은 실시예에서, PPS 신호와 송신기의 아날로그 섹션이 데이터를 송신하도록 하는 신호간의 시간 차이를 계수하기 위한 신호도를 도시한다. 그 차이를 의미하는 계수는 데이터 스트림의 일부로서 각각의 수신기로 보내진다. 루비듐 클럭(이 클럭은 몇 시간/몇 일에 걸쳐 안정함)과 같은 고도로 안정된 클럭 기준의 사용은 장치가 특정 타워 데이터를 더 이상 변조하지 못하는 경우에, 시스템이 장치 상의 타워마다의 이 보정을 저장/송신할 수 있도록 한다. 또한, 이 보정 데이터는 만일 하나가 가능하다면, 통신 매개체를 통하여 장치로 보내질 수 있다. 타워로부터의 보정 데이터는 기준 수신기 또는 다른 타워 방송을 청취하는 타워 상에 장착된 수신기에 의해 모니터링 될 수 있고, 중앙 서버에 전달될 수 있다. 또한, 타워는 이 계수 정보를 중앙 서버에 주기적으로 보낼 수 있고, 상기 중앙 서버는 이 정보를 통신 링크를 통하여 그들 타워의 근처의 장치로 퍼트릴 수 있다. 대안적으로, 서버는 타워(가령, 로컬 내의)에서 주변 타워로 정보를 전달하여 이 정보가 주변 타워를 위한 지원 정보로서 방송될 수 있다. 주변 타워를 위한 지원 정보는 주변 타워에 대한 위치(타워는 정적이기 때문) 및 타이밍 보정 정보를 포함할 수 있다.In a transmitter system, the time difference between the rising edge of the PPS pulse input and the rising edge of the signal causing the analog section of the transmitter to transmit data is measured using internally generated high speed clock. 8 shows a signal diagram for counting the time difference between the PPS signal and the signal that causes the analog section of the transmitter to transmit data, in an embodiment. The coefficient, which means the difference, is sent to each receiver as part of the data stream. The use of a highly stable clock reference, such as a rubidium clock (this clock is stable over hours / days), allows the system to store this correction for each tower on the device in the event that the device no longer modulates certain tower data / Transmission. This correction data can also be sent to the device via a communication medium if one is possible. The correction data from the tower may be monitored by a receiver mounted on a tower that listens to a reference receiver or other tower broadcast, and may be communicated to a central server. The tower may also periodically send this count information to a central server, which can spread this information over a communication link to devices near their towers. Alternatively, the server may transmit information from the tower (e.g., within the local) to the surrounding towers so that this information may be broadcast as support information for the surrounding towers. Support information for the surrounding towers may include the location for the surrounding towers (because the towers are static) and timing correction information.
실시예의 송신기 타이밍 보정과 마찬가지로, 진(true) PPS가 사용가능할 때, 다중 경로 바이어스와 정확한 진짜 범위를 추정하는데 사용될 수 있다. 수신기는 가령, ADC로부터의 신호의 샘플을 사용하여 범위를 추정한다. 실시예의 수신기는 고속 클럭을 사용하여 PPS의 발생과 샘플 ADC 클럭의 첫 번째 에지간의 차이를 결정한다. 이는 ADC 샘플을 기초하여 수신기에 의해 추정된 범위가 진 PPS가 발생할 때와 ADC가 데이터를 샘플링할 때의 차이에 대하여 수정되도록 하여, ADC의 샘플 클럭 레졸루선보다 더 정확한 수신기의 진짜 범위를 추정할 수 있도록 한다. 이 단락에서 논의된 맥락에서, PPS는 정렬된 펄스를 말하거나 상기 펄스의 에지는 GPS 펄스-퍼-세컨드(pulse-per-second, PPS) 타이밍과 같은 표준 타이밍 기초로부터의 오프셋으로 알려져 있다.As with the transmitter timing correction of the embodiment, when true PPS is available, it can be used to estimate multipath biasing and accurate real range. The receiver estimates the range using, for example, a sample of the signal from the ADC. The receiver of the embodiment uses the high-speed clock to determine the difference between the occurrence of the PPS and the first edge of the sample ADC clock. This allows to estimate the real range of the receiver more accurately than the sample clock resolution of the ADC by allowing the receiver to modify the difference between when the estimated PPS is generated and when the ADC samples the data based on the ADC sample . In the context discussed in this paragraph, the PPS speaks an aligned pulse or the edge of the pulse is known as an offset from a standard timing basis, such as a GPS pulse-per-second (PPS) timing.
또 다른 실시예에서, 광역 차동 포지셔닝 시스템은 타워로부터의 타이밍 에러를 수정하는데 사용될 수 있다. 도 9는 실시예에서, 차동 WAPS 시스템의 블럭도이다. 기준 수신기(사전-조사된 위치에 위치됨)는 근처의 모든 타워로부터 신호를 수신하는데 사용된다. 차동 GPS의 원리가 본 방법에 적용되더라도, 지상파의 경우에서 논-라인-오브-사이트(non-line-of-sight)의 효력을 다루는 것은 특이하다. 각각의 타워에 대한 기준 수신기의 의사 거리(코드 위상) 측정은 타임-태그되고, 서버로 보내진다. 기준 수신기에서 타워 j와 i에 대하여 측정된 수신된 코드 위상-기반의 범위는 다음과 같이 기재될 수 있다.In another embodiment, the wide-area differential positioning system can be used to correct timing errors from the tower. 9 is a block diagram of a differential WAPS system, in an embodiment. The reference receiver (located at the pre-illuminated position) is used to receive signals from all nearby towers. Although the principle of differential GPS is applied to this method, it is unusual to address the effects of non-line-of-sight in the case of terrestrial waves. The pseudorange (code phase) measurement of the reference receiver for each tower is time-tagged and sent to the server. The received code phase-based range measured for towers j and i in the reference receiver may be described as follows.
여기서, 는 송신 타워 j 지리적 범위에 대한 기준 수신기이고, dt ref 와 dt j 는 각각 공통 기준 시간(즉, GPS 시간)에 대하여 각각의 안테나를 참조한 기준 수신기와 송신 클럭 오프셋이며, c 는 광속이고, 는 측정 잡음이다.here, Where dt ref and dt j are the reference receiver and the transmitted clock offset referencing each antenna for a common reference time (i.e., GPS time), c is the speed of light, Is the measurement noise.
타워들(i와 j) 사이의 클럭 타이밍 차이, dt i - dt j 는 상기 두 방정식을 뺄셈하고 기준 수신기에서 송신 타워까지의 알려진 지리적 범위를 사용하여 계산된다. 이는 로버/모바일 스테이션 측정에서 송신기들 사이의 타이밍 차이를 제거할 수 있다. 송신 타워에서 사용된 클럭이 상대적으로 안정적일 때, 더 우수한 시간차(dt i - dt j ) 의 추정을 얻는데 에버리징 오버 타임(averaging over time)이 사용될 수 있다.The clock timing difference, dt i - dt j , between the towers ( i and j ) is calculated by subtracting the two equations and using the known geographic range from the reference receiver to the transmit tower. This can eliminate timing differences between transmitters in rover / mobile station measurements. When the clock used in the transmitting tower relatively stable one, better time difference - there are (i dt dt j) averaging over time (averaging over time) to obtain the estimate it may be used.
또한, 로버/모바일 스테이션의 의사 거리 측정은 타임 태그되어 서버로 보내진다. 로버/모바일 스테이션에서 측정된 수신된 코드 위상 기반 범위는 Also, the pseudorange measurements of the rover / mobile station are time tagged and sent to the server. The received code phase-based range measured at the rover / mobile station is
일 수 있다. Lt; / RTI >
상기 두 방정식을 뺄셈하고 재 배열하면, 그 결과는If the two equations are subtracted and rearranged, the result is
이다. 와 는 측정된 양이고, 양(dt i - dt j )은 기준 수신기 측정으로부터 계산된다. 각각의 와 는 수신기의 알려지지 않은 좌표와 송신 타워(i와 j)의 알려진 좌표의 측면에서 기재될 수 있다. 3개의 범위 측정으로, 상기와 같이 2개의 범위 차이 방정식이 형성되어서 2-차원 위치 솔루션을 얻을 수 있고, 4개의 범위 측정으로, 상기와 같이 3개의 범위 차이 방정식이 형성되어서 3-차원 위치를 얻을 수 있다. 추가 측정으로, 적어도 2차 솔루션이 사용되어 잡음 양 과 의 효과를 최소화하는데 사용될 수 있다. to be. Wow Is the measured quantity, and the quantity ( dt i - dt j ) is calculated from the reference receiver measurement. Each Wow May be described in terms of the unknown coordinates of the receiver and the known coordinates of the transmit tower ( i and j ). With the three range measurements, two range difference equations are formed as described above to obtain a two-dimensional position solution, and with four range measurements, three range difference equations are formed as described above to obtain a three-dimensional position . As an additional measure, at least a second solution is used to determine the amount of noise and Can be used to minimize the effect of the < / RTI >
대안적으로, 타이밍 차이 보정은 모바일 스테이션으로 다시 보내져서 원 위치에서의 에러에 대하여 보정하고, 모바일 스테이션에서 위치 계산을 용이하게 할 수 있다. 차이 보정은 기준과 모바일 스테이션 모두에 의해 관측되는 바와 같이, 많은 송신기에 적용될 수 있다. 본 방법은 개념적으로 시스템이 타워 동기화없이 작동할 수 있거나 대안적으로 대충 동기화된 시스템에서 잔여 클럭 에러를 보정할 수 있도록 한다.Alternatively, the timing difference correction may be sent back to the mobile station to correct for errors in the original position and to facilitate position calculations at the mobile station. The difference correction can be applied to many transmitters, as observed by both the reference and the mobile station. The method conceptually allows the system to operate without tower synchronization or alternatively to compensate for residual clock errors in a roughly synchronized system.
또 다른 접근법은 상기 차동 접근법과 반대되는 스탠드 얼론(standalone) 타이밍 접근법이다. 타이밍 동기화를 설정하는 한 방법은 특정 영역 내의 각 송신 타워에서 GPS 타이밍 수신기를 가짐에 의하여 동일한 영역에서 DGPS 기준 수신기로부터 DGPS 보정을 수신하는 것이다. 알려진 위치에 설치된 DGPS 기준 수신기는 그 자체 클럭을 기준 클럭으로 간주하고, 의사-범위 측정에 대한 보정치를 찾아서 GPS가 그 트랙을 위성 중계한다. 일반적으로, 특정 GPS 위성에 대한 DGPS 보정은 위성 위치와 클럭 에러에 의한 전체 에러와 전리층 및 대류층 지연량을 포함한다. 이 전체 에러는 DGPS 기준 수신기의 이웃(일반적으로 중심에서 DGPS 수신기에서 반경 약 100 Km의 범위 이내)에서의 다른 GPS 수신기에 의해 제조된 임의의 의사-범위 측정에 대해 동일할 것인데, 왜냐하면, DGPS 기준 수신기와 GPS 위성간의 라인 오프 사이(l트ine of sight)가 이 이웃 내에 방향으로 크게 변하지 않기 때문이다. 이에 따라, 특정 GPS 위성에 대한 DGPS 기준 수신기에 의해 송신된 DGPS 보정을 사용하는 GPS 수신기는 그 위성에 대한 의사-범위 측정에서 전체 에러를 제거하기 위하여 보정치를 사용한다. 그러나, 그 과정에서, GPS 시간과 관련된 DGPS 기준 수신기의 클럭 바이어스를 그 의사-범위 측정에 추가할 것이다. 그러나, 이 클럭 바이어스가 모든 DGPS 의사-범위 보정치에 대하여 공통이기 때문에, 다양한 GPS 수신기의 타이밍 솔루션에 대한 효과는 공통 바이어스일 것이다. 그러나, 이 공통 바이어스는 다양한 GPS 수신기의 타이밍에서 상대적인 타이밍 에러를 주지 않는다. 특히, 이들 GPS 수신기가 타이밍 GPS 수신기(알려진 위치에서)라면, 그들 모두는 DGPS 기준 수신기의 클럭에 동기화된다. 이들 GPS 타이밍 수신기가 다양한 송시니를 구동하는 경우, 송신 또한 동기화된다.Another approach is the standalone timing approach, as opposed to the differential approach described above. One way to set up timing synchronization is to receive DGPS corrections from a DGPS reference receiver in the same area by having a GPS timing receiver in each transmit tower within a particular area. A DGPS reference receiver installed at a known location sees its own clock as a reference clock, finds corrections for pseudo-range measurements, and GPS relays the track to the satellite. Generally, DGPS correction for a particular GPS satellite includes total errors due to satellite position and clock error, and ionospheric and convective layer delay amounts. This total error would be the same for any pseudo-range measurements made by other GPS receivers in the neighborhood of the DGPS reference receiver (usually within a range of about 100 Km in radius at the center of the DGPS receiver) This is because the line-in-sight between the receiver and the GPS satellites does not change significantly in the direction of this neighbor. Accordingly, a GPS receiver using a DGPS correction sent by a DGPS reference receiver for a particular GPS satellite uses the correction to remove the overall error in the pseudo-range measurement for that satellite. However, in the process, the clock bias of the DGPS reference receiver associated with the GPS time will be added to the pseudo-range measurement. However, since this clock bias is common to all DGPS pseudo-range corrections, the effect on the timing solution of the various GPS receivers will be a common bias. However, this common bias does not give a relative timing error in the timing of various GPS receivers. In particular, if these GPS receivers are timing GPS receivers (in known locations), all of them are synchronized to the clock of the DGPS reference receiver. If these GPS timing receivers drive various songcannies, the transmissions are also synchronized.
DGPS 기준 수신기로부터의 보정치를 사용하는 대신에, 광역 증가 시스템(WAAS) 위성에 의해 전송된 유사한 보정치는 GPS 타이밍 수신기에 의해 사용되어 상기 GPS 타이밍 수신기가 구동하는 송신기의 송신을 동기화시킨다. WAAS의 이점은 기준 시간이 DGPS 기준 시스템이 아니라 일련의 정확한 원자 클럭에 의해 유지되는 바와 같은 GPS 시간 자체라는 것이다.Instead of using the correction values from the DGPS reference receiver, similar corrections sent by the Wide Area Augmentation System (WAAS) satellites are used by the GPS timing receiver to synchronize the transmissions of the transmitter driven by the GPS timing receiver. The advantage of WAAS is that the reference time is GPS time itself as it is maintained by a series of precise atomic clocks rather than a DGPS reference system.
광역에 걸친 타워들 간의 정확한 시간 동기화를 달성하기 위한 또 다른 접근법은 타워들의 쌍들 사이의 타이밍을 설정하기 위한 시각 전송 기술을 사용하는 것이다. 적용될 수 있는 한 기술은 "커먼 뷰 방식의 시각 전송"이라 불리운다. 도 10은 실시예에서, 커면 뷰 방식의 시각 전송을 도시한다. 공통 위성의 뷰를 가진 송신기 내의 GPS 수신기는 이러한 목적으로 사용된다. 커먼 뷰 방식의 위성에 대한 각각의 타워들로부터의 코드 위상 및/또는 캐리어 위상 측정은 GPS 수신기에 의하여 주기적으로(최소 매초) 타임 태그되고 이 측정이 분석될 때 서버로 보내진다.Another approach to achieving accurate time synchronization between towers over wide area is to use a time transfer technique to set the timing between pairs of towers. One technique that can be applied is called the "common view visual transmission". 10 shows, in an embodiment, a time-lapse view transmission in the ascending view mode. A GPS receiver in a transmitter with a view of a common satellite is used for this purpose. The code phase and / or carrier phase measurements from the respective towers to the common view satellite are periodically (at least every second) time-tagged by the GPS receiver and sent to the server when this measurement is analyzed.
GPS 코드 관측가능한 은 GPS code observable silver
로 기재될 수 있다. 여기서, 은 과 동일한 수신기-위성 지리적 범위이고, 은 신호 수신 시간에서 수신기 안테나 위치이며, 은 신호 송신 시간에서 위성 위치를 나타내고, 와은 각각 전리층 지연량과 대류층 지연량이고, 과 은 수신기 하드웨어 그룹 지연량과 위성 하드웨어 그룹 지연량이다. 변수 는 안테나, 상기 안테나와 수신기를 연결하는 케이블 및 수신기 자체의 지연량의 효과를 포함한다. 더구나, dt p 와 dt i 는 각각 GPS 시간과 관련된 수신기 클럭 오프셋과 위성 클럭 오프셋이고, c 는 광속이고, 은 측정 잡음이다.. ≪ / RTI > here, silver Satellite geographical range < RTI ID = 0.0 > Is the position of the receiver antenna at the signal reception time, Represents the satellite position in the signal transmission time, Wow Are respectively an ionospheric delay amount and a convection layer delay amount, and Is the receiver hardware group delay and the satellite hardware group delay. variable An antenna, a cable connecting the antenna and the receiver, and an effect of the delay amount of the receiver itself. Further, dt p and dt i are the receiver clock offset and satellite clock offset, respectively, associated with the GPS time, c is the speed of light, Is the measurement noise.
커먼 뷰 방식의 시각 전송 방법은 단일차이 코드 관측()을 계산하고, 이는 와 같이, 두 개의 수신기("p"와 "q"로 불리움)에서 동시에 측정된 코드 관측들 사이의 차이이다. 단일차이 관측을 계산하는데, 위성의 클럭 에러뿐만 아니라 위성의 그룹 지연량도 상쇄된다. 또한, 상기 방정식에서, 대류층과 전리층 변화는 상쇄된다(또는 가령, 수신기 분리가 클 경우에 모델링될 수 있음). 수신기들 사이의 그룹 지연량이 교정되고 나면, 수신기 클럭들 사이의 원하는 시간 차이 c( dt p - dt q )는 방정식으로부터 찾을 수 있다. 복수의 시간 및 위성 측정에 걸친 단일차이 추정된 시간 차이의 질을 더욱 개선하는데 결합될 수 있다.The common view method of time transfer is a single difference code observation ( ), ≪ / RTI > (Referred to as "p" and "q " In calculating a single difference observation, not only the clock error of the satellite but also the amount of group delay of the satellite is canceled. Also, in this equation, the convective and ionospheric variations are canceled (or, for example, can be modeled if the receiver separation is large). Once the amount of group delay between receivers has been calibrated, the desired time difference c ( dt p - dt q ) between receiver clocks can be found from the equation. Can be combined to further improve the quality of a single difference estimated time difference across multiple time and satellite measurements.
유사한 방식으로, 커먼 뷰 방식의 시각 전송에 대한 단일차이 캐리어 위상 방정식이 으로 기재될 수 있다. 초기 위상 모호성(phase ambiguity)와 정수 모호성(integer ambiguity)가 상기 방정식에 존재하기 때문에, 위상 단일 차이는 시각 전송을 직접 결정하는데 사용될 수 없다. 코드와 위상 관측의 결합된 사용은 코드로부터의 시간 차이에 대한 절대 정보와 캐리어 위상으로부터의 시간 차이의 진화에 대한 정확한 정보의 이점을 가질 수 있도록 한다. 캐리어 위상 단일 차이 내의 에러 변화는 우수한 시각 전송 추적을 야기하는 코드 위상 단일 차이보다 현저히 우수하다.In a similar manner, a single difference carrier phase equation for time transmission of the common view method . ≪ / RTI > Since the initial phase ambiguity and the integer ambiguity exist in the above equation, the phase single difference can not be used to directly determine the time transmission. The combined use of code and phase observations makes it possible to have the advantage of the absolute information on the time difference from the code and the correct information on the evolution of the time difference from the carrier phase. The error variation within the carrier phase single difference is significantly better than the code phase single difference causing good time transmission tracking.
주어진 위성에 대하여 결과로 나온 타워당 에러는 보정을 위하여 타워로 다시 보내져서 타워에 적용되고, 수신기에 의해 추가 보정으 위해 통신 링크를 거쳐 수신기로 보내지거나, 타워로부터의 다른 타이밍 보정과 함께 방송 메세지로서 보내진다. 구체적인 예에서, 타워로부터의 측정이 더 우수한 위치 찾기 정확성을 제공하는데 있어 후-처리한다. 단일 채널 GPS 타이밍 수신기 또는 C/A 코드 측정 및/또는 L1 및/또는 L2로부터나 갈릴레어/그로나스와 같은 다른 위성 시스템으로부터의 캐리어 위상 측정을 생산하는 멀티 채널 타이밍 수신기는 커먼 뷰 방식의 시각 전송의 목적으로 사용될 수 있다. 복수의 채널 시스템에서, 커먼 뷰 방식의 복수의 위성으로부터의 정보는 수신기에 의해 동시에 캡쳐된다.The resulting per-tower error for a given satellite is sent back to the tower for correction and applied to the tower, sent to the receiver via a communication link for further correction by the receiver, or broadcast with a different timing correction from the tower . In a specific example, measurements from the tower are post-processed to provide better positioning accuracy. A multi-channel timing receiver that produces carrier phase measurements from a single channel GPS timing receiver or C / A code measurement and / or from other satellite systems such as Galileo / Gonas from L1 and / or L2, For example. In a plurality of channel systems, information from a plurality of satellites in the common view system is simultaneously captured by the receiver.
"커먼 뷰 방식의 시각 전송"에서 대안적인 메카니즘은 로컬 영역(해당 송신기에 각각 공급함)에서 다양한 타이밍 GPS 수신기가 타이밍 펄스 기원(derivation)(가령, 1초당 한 펄스) 내의 공통 위성만을 사용하나 GPS(또는 UTC)초에 정렬될 타이밍 펄스를 보정하지 않는다는 것을 보장하는 것이다. 커먼 뷰 방식의 위성을 사용하는 것은 타이밍 펄스 내(가령, 공통 GPS 위성 위치와 클럭 에러 및 전리층 지연 및 대류층 지연 보상 에러)의 공통 에러가 거의 동일한 크기에 의한 타이밍 펄스 내의 에러를 끌어내는 것을 보장하고, 타이밍 펄스 내의 상대적인 에러는 감소된다. 포지셔닝에서, 단지 상대적인 타이밍 에러만 중요하기 때문에, 서버-기반 타이밍 에러 보정이 필요하지 않다. 그러나, 서버는 다양한 GPS 수신기로 명령을 줄 수 있고, GPS 위성은 상기 GPS 수신기상에서 타이밍 펄스를 얻는데 사용된다.An alternative mechanism in the "common view perspective transmission" is that different timing GPS receivers in the local area (each supplying the corresponding transmitter) use only a common satellite within a timing pulse derivation (e.g., one pulse per second) Or UTC) seconds of the timing pulse to be aligned. Using a common view satellite ensures that common errors in timing pulses (e.g., common GPS satellite position and clock errors and ionospheric delay and convective layer delay compensation errors) draw errors in timing pulses by approximately the same magnitude And the relative error in the timing pulse is reduced. In positioning, since only relative timing errors are critical, no server-based timing error correction is required. However, the server can give commands to various GPS receivers, and GPS satellites are used to obtain timing pulses on the GPS receiver.
시각 전송의 대안적인 방법은 "투-웨이 시각 전송" 기술이다. 도 11은 실시예에서, 투-웨이 시각 전송을 도시한다. 서로에 대한 시간에 사용되는 두 타워를 상정한다. 두 송신기 각각으로부터의 송신은 PPS 펄스에서 시작하고, 시간 인터벌 계수기는 송신 타워의 수신 섹션(WAPS 수신기)에서 시작된다. 수신된 신호는 양 측면에서 시간 인터벌 계수기를 정지시키는데 사용된다. 시간 인터벌 계수기로부터의 결과는 데이터 모뎀 링크를 지나 WAPS 서버로 보내지고, 여기서, 송신 시간과 함께 이들 결과가 비교되고 두 타워들 간의 타이밍에서의 에러가 계산될 수 있다. 이에 따라, 타워의 수를 확장할 수 있다. 이 방법에서, 타워 i 에서의 계수기 측정 Δ T i 와 타워 j에서 측정 Δ T j 사이의 관계와 i 와 j 에서의 클럭 간의 시간 차이 dt ij 는 와 같이 기재될 수 있고, 여기서, 와 은 타워의 송신기 지연량이고, 와 는 타워의 수신기 지연량이다. 송신기 지연량과 수신기 지연량이 교정되고나서 시간차이가 추정될 수 있다.An alternative method of time transmission is the "two-way time transmission" technique. 11 shows, in an embodiment, a two-way time transmission. Two towers are assumed to be used for time for each other. Transmissions from each of the two transmitters begin with a PPS pulse, and a time interval counter starts at the receive section of the transmit tower (WAPS receiver). The received signal is used to stop the time interval counter on both sides. The results from the time interval counter are sent to the WAPS server via a data modem link where these results are compared with the transmission time and an error in timing between the two towers can be calculated. Thus, the number of towers can be expanded. In this method, the counter measurement ? T i in tower i and the measurement ? T j in tower j And the time difference dt ij between the clocks at i and j is , ≪ / RTI > where < RTI ID = Wow Is the transmitter delay amount of the tower, Wow Is the receiver's delay in the tower. The time difference can be estimated after the transmitter delay amount and the receiver delay amount are corrected.
타워들 간의 시간 전송뿐만 아니라, GPS 시간에 관한 타워의 타이밍은 커먼 뷰 방식의 시각 전송에서 사용된 GPS 타이밍 수신기에 의해 발견될 수 있다. 와 같은 범위 측정을 사용하여, 수신기의 지연량, 위성 클럭 에러 및 전리층/대류층 에러를 설명한 후에, GPS 시간 dt p 에 관한 로컬 클럭의 시간 보정치가 계산된다. 수신기의 지연량 은 그룹 지연량의 측정에 의해 교정될 수 있다. GPS 위성 네비게이션 메세지로부터(복조를 통하거나 서버로부터 얻은)의 정보는 위성 타이밍 보정치를 계산하는데 사용될 수 있고, 이는 dt i 와 의 효과를 제거한다. 마찬가지로, 대류층 지연량 효과와 이온층 지연량 효과는 외부 모델로부터의 보정치를 사용하여 최소화된다. 전리층 보정은 가령 WAAS 메세지로부터 얻을 수 있다. 대안적으로, 클럭과 전리층/대류층 보정치의 조합은 사용 가능할 때, 의사 거리에 대한 RTCM DGPS 보정치로부터 얻을 수 있다.As well as the time transmission between towers, the timing of the tower with respect to the GPS time can be found by the GPS timing receiver used in the time transmission of the common view method. , A time correction of the local clock with respect to the GPS time dt p is calculated after describing the amount of delay of the receiver, the satellite clock error and the ionosphere / convection layer error. The amount of delay of the receiver Can be corrected by measuring the group delay amount. From the GPS satellite navigation information in the message (via the demodulator or obtained from the server) it may be used to calculate the satellite timing correction value, and i which dt Eliminate the effect. Similarly, the convective layer delay amount effect and the ion layer delay amount effect are minimized using the correction value from the external model. The ionospheric correction can be obtained, for example, from a WAAS message. Alternatively, the combination of clock and ionospheric / convective layer correction values can be obtained from the RTCM DGPS correction for the pseudorange when available.
또한, GPS 시간에 관한 오프셋은 타워로부터 데이터의 일부로서 보내질 수 있다. 이는 WAPS 신호를 포착하는 임의의 WAPS 수신기가 정확한 GPS 시간과 주파수를 지원하여 GNSS 수신기의 GNSS 검색 요구사항(search requirement)을 현저히 감소시킨다.In addition, an offset relative to the GPS time can be sent as part of the data from the tower. This allows any WAPS receiver that captures the WAPS signal to support the correct GPS time and frequency to significantly reduce the GNSS receiver ' s GNSS search requirement.
시스템의 실시예에서, 방송 송신기는 애드 호크(ad hoc)에 사용되어 국부적인 실내 위치 결정을 제공할 수 있다. 예를 들어, 화재-보안 활용에서, WAPS 송신기는 3개 이상의 방송 스테이션(가령 소방차)에 설치될 수 있다. 타워는 이전에 기술된 많은 수단과 방송 신호 중 하나에 의해 서로 동기화된다. 대역폭과 칩율(chipping rate)은 그 당시의 활용 영역에서 스펙트럼 사용 유효성과 정확도 요구사항에 근거하여 스케일 조절될 수 있다. 수신기는 통신 링크를 통하여 시스템 파라미터를 장치로 알려줄 수 있다.In an embodiment of the system, the broadcast transmitter may be used for ad hoc to provide local indoor positioning. For example, in a fire-security application, a WAPS transmitter may be installed in more than one broadcast station (e.g., a fire truck). The towers are synchronized with each other by one of the many means previously described and a broadcast signal. The bandwidth and chipping rate can be scaled based on spectrum usage validity and accuracy requirements at the time of use. The receiver can inform the device of the system parameters via the communication link.
도 12는 실시예에서, 수신기 유닛의 블럭도이다. 비콘 신호는 수신기 유닛의 안테나에서 수신되고, 다운-컨버트되며, 복조되고, 복호되어 포지셔닝 엔진으로 전달된다. 수신기는 신호를 정확히 재건하기 위하여 모든 정보를 제공한다. 수신 안테나는 전-방향 안테나 일 수 있고, 또는 대안적으로 다이버시티 등을 제공하는 복수의 안테나/어레이이 수 있다. 또 다른 실시예에서, 믹싱(mixing)과 다운 컨버젼은 디지털 도메인에서 행해질 수 있다. 각각의 수신기 유닛은 유일한 하드웨어 식별 번호 및 개인키가 생성된 컴퓨터를 포함하거나 사용한다. 일반적으로, 각각의 수신기 유닛은 비휘발성 메모리 내에 지난 몇몇의 지점을 저장하고, 나중에 지난 몇몇의 저장된 지점을 위하여 원격으로 문의될 수 있다. 주어진 지역에서 스펙트럼의 사용가능성에 기초하여, 송신기와 수신기는 사용가능한 대역폭에 맞춰질 수 있고, 칩율을 변화시킬수 있으며, 더 우수한 정확성과 다중 경로 레졸루션을 위하여 대역폭을 필터링 할 수 있다.12 is a block diagram of a receiver unit in an embodiment. The beacon signal is received at the antenna of the receiver unit, down-converted, demodulated, decoded and delivered to the positioning engine. The receiver provides all the information to reconstruct the signal correctly. The receive antenna may be a full-directional antenna, or alternatively may be a plurality of antennas / arrays providing diversity or the like. In yet another embodiment, mixing and downconversion may be done in the digital domain. Each receiver unit includes or uses a computer with a unique hardware identification number and a private key generated. Typically, each receiver unit stores some of the last points in the non-volatile memory and may later be consulted remotely for some last stored point. Based on the availability of the spectrum in a given area, the transmitter and the receiver can be tuned to the available bandwidth, change the chip rate, and filter the bandwidth for better accuracy and multipath resolution.
일 실시예에서, 수신된 신호의 디지털 베이스밴드 처리가 WAPS RF 모듈을 가지진 GPS RF 섹tus으로부터 신호를 멀티플렉싱/피딩함에 의하여 상업적으로 시판되는 GPS 수신기를 사용하여 구현된다. 도 13은 실시예에서, WAPS RF 모듈을 가진 수신기의 블럭도이다. RF 모듈은 몇 가지 예만 들면, 하나 이상의 저잡음 증폭기(Low noise amplifier, LNA), 필터, 다운-컨버터 및 AD 컨버터를 포함한다. 이들 구성뿐만 아니라, 신호는 더욱 조절되어 칩 상의 추가 처리 또는 커스텀 ASIC 또는 FPGA 또는 DSP 또는 마이크로프로세서를 사용하는 GPS 수신기의 입력 요구사항에 맞춰질 수 있다. 신호 조절은 밴드내 잡음 또는 밴드외 잡음(ACI-주변 채널 간섭과 같은)을 위한 디지털 필터링, 중계기 또는 WAPS 수신기의 주파수로부터 GPS IC에 대한 입력의 베이스밴드 주파수의 중계, GPS IC가 WAPS 신호를 처리하기 위한 디지털 신호 강도 조절, WAPS 프론트엔드(frontend) 등을 제어하기 위한 자동 이득 제어(automatic gain control, AGC)를 포함할 수 있다. 특히, 주파수 중계는 WAPS RF 모듈이 상업적으로 시판되는 GPS 수신기와 함께 작동할 수 있도록 하므로 매우 유용한 특징이다. 또 다른 실시예에서, WAPS 시스템을 위한 신호 조절 회로를 포함하는 전체 RF 프론트엔드 체인은 GPS RF 체인을 포함하는 기존의 GPS 다이상에 통합될 수 있다.In one embodiment, digital baseband processing of the received signal is implemented using a commercially available GPS receiver by multiplexing / feeding the signal from a GPS RF section with a WAPS RF module. 13 is a block diagram of a receiver with a WAPS RF module, in an embodiment. The RF module includes, in some cases, one or more low noise amplifiers (LNAs), filters, down-converters, and AD converters. In addition to these configurations, the signals can be further tuned to accommodate the input requirements of additional processing on the chip or the GPS receiver using a custom ASIC or FPGA or DSP or microprocessor. Signal conditioning includes digital filtering for in-band noise or out-of-band noise (such as ACI-to-ambient channel interference), relaying the baseband frequency of the input to the GPS IC from the frequency of the repeater or WAPS receiver, , Automatic signal control (AGC) for controlling the digital signal strength to control the WAPS frontend, and so on. In particular, frequency relaying is a very useful feature as it allows the WAPS RF module to work with commercially available GPS receivers. In yet another embodiment, the entire RF front end chain, including the signal conditioning circuitry for the WAPS system, may be incorporated into an existing GPS datarion including a GPS RF chain.
또 다른 실시예에서, 디지털 베이스밴드 입력에 대한 접근이 불가능하다면, 신호는 임의의 밴드에서 GPS 밴드까지 업-컨버트/다운-컨버트되고 GPS 수신기의 RF 섹션으로 전달될 수 있다. 도 14는 실시예에서, 신호 업-컨버젼 및/또는 다운-컨버젼을 도시한다.In another embodiment, if access to the digital baseband input is not possible, the signal may be up-converted / down-converted to a GPS band in any band and delivered to the RF section of the GPS receiver. 14 illustrates signal up-conversion and / or down-conversion, in an embodiment.
또 다른 실시예에서, 멀티플 RF 체인 또는 튜닝 가능한 RF 체인은 WAPS 시스템의 송신기와 수신기 모두에 부가되어 주어진 지역에서 최고 효율적인 주파수 작동을 사용할 수 있다. 주파수의 선택은 스펙트럼, 전파 요구사항 등의 청정도에 의해 결정될 수 있다.In yet another embodiment, multiple RF chains or tunable RF chains may be added to both the transmitter and the receiver of the WAPS system to use the highest efficient frequency operation in a given area. The choice of frequency can be determined by cleanliness, such as spectrum, propagation requirements, and so on.
마찬가지로, WAPS는 복수의 수신 채널을 포함하는 수신기 시스템에서 수신 체인을 일시적으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 광대역 CDMA(W-CDMA) 수신기 시스템은 수신 다이버시티를 개선시키기 위하여 두 개의 수신 체인을 포함한다. 이에 따라, WAPS가 W-CDMA 수신기 시스템에 사용될 때, W-CDMA의 두 원래 수신 체인 중 하나는 WAPS 신호를 수신하고 처리하는데 일시적으로 사용될 수 있다. 도 15는 실시예에서, 복수의 수신 체인을 가진 수신기 시스템의 블럭도이고, 여기서, 상기 수신 체인 중 하나는 WAPS 신호를 수신하고 처리하는데 일시적으로 사용될 수 있다. 이 예에서, 다이버시티 수신 체인은 WAPS 신호를 수신하고 처리하는데 일시적으로 사용될 수 있다. 대안적으로, GPS 수신 체인은 WAPS 신호를 수신하고 처리하는데 일시적으로 사용될 수 있다.Similarly, the WAPS may temporarily use the receive chain in a receiver system that includes multiple receive channels. For example, a wideband CDMA (W-CDMA) receiver system includes two receive chains to improve receive diversity. Thus, when WAPS is used in a W-CDMA receiver system, one of the two original receive chains of W-CDMA can be used temporarily to receive and process the WAPS signal. 15 is a block diagram of a receiver system having a plurality of receive chains, in an embodiment, wherein one of the receive chains may be temporarily used to receive and process WAPS signals. In this example, the diversity receive chain may be used temporarily to receive and process the WAPS signal. Alternatively, the GPS receive chain may be used temporarily to receive and process the WAPS signal.
라디오 프런트-엔드는 WAPS와 또 다른 어플리케이션 사이에서 공유될 수 있다. 프런트엔드의 일부는 공유되고, 일부는 상호 독점적인 기저로 사용될 수 있다. 예를 들어, 다이/시스템이 안테나를 포함하는 TV(NTSC 또는 ATSC 또는 DVB-H, 미디어플러와 같은 시스템) 튜너 프런트-엔드를 이미 가진다면, TV 튜너 라디오와 안테나는 WAPS 시스템과 공유될 수 있다. TV 튜너 라디오와 안테나는, 시스템이 언제라도 TV 신호 또는 WAPS 신호를 수신한다는 점에서, 상호 독점적 기저로 작동할 수 있다. 또 다른 실시예에서, WAPS RF 섹션을 이러한 시스템에 부가하는 것이 용이하다면, 안테나는 양 시스템이 동시에 작동하도록 하는 TV 튜너와 WAPS 시스템 사이에 공유될 수 있다. 시스템/다이가 FM 라디오와 같은 라디오를 가지는 경우, RF 프런트-엔드는 WAPS 시스템과 FM 라디오를 수용하기 위해 수정될 수 있고, 이들 라디오는 상호 독점적 기반으로 작동할 수 있다. 유사한 수정은 시스템을 위해 행해질 수 있는데, 이는 WAPS RF 밴드에 근접한 가까운 주파수에서 작동하는 일부 RF 프런트 에드를 가지는 시스템을 위해 행해질 수 있다.The radio front-end can be shared between WAPS and another application. Some of the front ends can be shared, and some can be used as mutually exclusive bases. For example, if the die / system already has a tuner front-end (such as a NTSC or ATSC or DVB-H, system of media plugs) with antennas, the TV tuner radio and antenna may be shared with the WAPS system . TV tuner radios and antennas can operate on a mutually exclusive basis in that the system receives TV signals or WAPS signals at any time. In yet another embodiment, if it is easy to add a WAPS RF section to such a system, the antenna may be shared between the TV tuner and the WAPS system, allowing both systems to operate simultaneously. If the system / die has a radio such as an FM radio, the RF front-end can be modified to accommodate the WAPS system and FM radio, and these radios can operate on a mutually exclusive basis. A similar modification can be made for the system, which can be done for systems with some RF front-ends operating at near frequencies close to the WAPS RF band.
수정, 수정 발진기(XO), 전압 제어 온도 보상 수정 발진기(VCTCXO), 디지털-제어 수정 발진기(DCXO), 온도 보상 수정 발진기(TCXO)와 같은 GNSS 부-시스템에 사용되는 클럭원 기준은 WAPS 수신기와 공유되어 기준 클럭을 WAPS 수신기에 제공할 수 있다. 이 공유는 다이 상 또는 오프-칩에서 행해질 수 있다. 대안적으로, 셀룰러 폰 상의 어떤 다른 시스템에 의해 사용된 TCXO/VCTXO는 WAPS 시스템과 공유될 수 있다. 도 16은 실시예에서, 포지셔닝 시스템에 클럭 공유를 도시한 블럭도이다. 트랜시버 또는 프로세서 시스템 블럭은 다양한 시스템을 말할 수 있다는 것을 주목하라. WAPS 시스템과 함께 클럭을 공유하는 트랜시버 시스템은 모뎀 트랜시버(가령, 셀룰러 또는 WLAN 또는 BT 모뎀) 또는 수신기(가령, GNSS, FM 또는 DTV수신기)일 수 있다. 이들 트랜시버 시스템은 주파수 제어를 위하여 VCTCXO 또는 DCXO를 선택적으로 제어할 수 있다. 트랜시버 시스템과 WAPS 시스템은 하나의 다이로 통합되거나 별도의 다이일 수 있고 클럭 공유에 영향을 주지 않을 수 있다는 것을 주목하라. 프로세서는 클럭원을 사용하는 임의의 CPU 시스템(가령, ARM 부-시스템, 디지털 신호 프로세서 시스템)일 수 있다. 일반적으로, VCTCXO/DCXO가 공유될 때, 다른 시스템에 의해 적용된 주파수 보정은 WAPS 작동을 용이하게 하기 위하여 가능한 많이 늦추어질 수 있다.The clock source reference used in GNSS sub-systems such as crystal, crystal oscillator (XO), voltage controlled temperature compensated crystal oscillator (VCTCXO), digital-controlled crystal oscillator (DCXO), temperature compensated crystal oscillator (TCXO) And may be shared to provide a reference clock to the WAPS receiver. This sharing can be done on die or off-chip. Alternatively, the TCXO / VCTXO used by any other system on the cellular phone may be shared with the WAPS system. 16 is a block diagram illustrating clock sharing in a positioning system, in an embodiment. Note that the transceiver or processor system block may refer to various systems. A transceiver system that shares a clock with a WAPS system may be a modem transceiver (e.g., a cellular or WLAN or BT modem) or a receiver (e.g., a GNSS, FM or DTV receiver). These transceiver systems can selectively control VCTCXO or DCXO for frequency control. Note that the transceiver system and the WAPS system may be integrated into one die or may be separate dice and not affect clock sharing. The processor may be any CPU system (e.g., an ARM sub-system, a digital signal processor system) that uses a clock source. In general, when the VCTCXO / DCXO is shared, the frequency correction applied by the other system can be delayed as much as possible to facilitate WAPS operation.
구체적으로, WAPS 수신기에 사용되는 최대 통합 시간 내의 주파수 업데이트는 WAPS 수신기를 위해 더 우수한 성능(즉, SNR 손실의 최소화)을 허용하는데 제한될 수 있다. WAPS 수신기의 상태에 관한 정보(구체적으로, 사용된 통합 레벨, WAPS 시스템의 포착 상태와 추적 상태)는 주파수 업데이트의 더 우수한 조절을 위해 다른 시스템과 교환될 수 있다. 예를 들어, 주파수 업데이트는 WAPS 포착 위상 동안에 정지될 수 있거나, 주파수 업데이트는 WAPS수신기가 휴지 상태(sleep state)일 때에 스케쥴 될 수 있다. 통신은 제어 신호의 형태일 수 있거나, 대안적으로, 트랜시버 시스템과 WAPS 시스템 사이에서 교환된 메세지의 형태일 수 있다.Specifically, the frequency update within the maximum aggregation time used for the WAPS receiver may be limited to allow better performance (i.e., minimization of SNR losses) for the WAPS receiver. Information about the state of the WAPS receiver (specifically, the level of integration used, the capture and tracking status of the WAPS system) may be exchanged with other systems for better control of frequency updates. For example, the frequency update may be stopped during the WAPS acquisition phase, or the frequency update may be scheduled when the WAPS receiver is in a sleep state. The communication may be in the form of a control signal or, alternatively, in the form of a message exchanged between the transceiver system and the WAPS system.
WAPS는 타워로부터 방송 신호와 메세지를 방송하여, 종래의 GPS 수신기의 베이스 밴드 하드웨어는 WAPS와 종래의 GPS 시스템 모두를 지지하기 위하여 수정될 필요가 없다. 이의 중요성은 WAPS 시스템이 GPS C/A 시스템(칩율에 영향을 주는)의 단지 절반만 사용가능한 대역폭을 가짐에도 불구하고, WAPS 방송 신호는 상업적 등급 C/A 코드 GPS 수신기의 바운드(bound) 내에서 작동하도록 구성된다. 어구나, 신호 사용가능성에 기초하여, 알고리즘은, GPS 신호가 위치 또는 WAPS 신호를 결정하는데 사용 또는 그들의 조합이 가장 정확한 위치를 얻는데 사용되어야 한다는 것을 결정할 것이다.WAPS broadcasts broadcast signals and messages from the tower, so that the baseband hardware of conventional GPS receivers need not be modified to support both WAPS and conventional GPS systems. The significance of this is that although the WAPS system has only a half of the available bandwidth of the GPS C / A system (which affects the chip rate), the WAPS broadcast signal is within the bounds of the commercial grade C / A code GPS receiver Lt; / RTI > Based on the signal availability, the algorithm will determine that the GPS signal should be used to determine the location or WAPS signal, or a combination thereof, should be used to obtain the most accurate location.
WAPS 시스템 상의 골드 코드의 탑(top)에서 전송된 데이터는 하이브리드 GNSS-WAPS 사용 시나리오의 경우에서, GNSS에 대한 보조 정보를 보내는데 사용될 수 있다. 이 보조는 SV 오비트 파라미터(SV orbit parameter)(가령, 천문력(ephemeris)과 역법(almanac))의 형태일 수 있다. 또한, 보조는 로컬 지역에서 SV 비져블(visible)에 전문화될 수 있다.The data transmitted from the top of the gold code on the WAPS system can be used to send supplementary information to the GNSS in the case of hybrid GNSS-WAPS usage scenarios. This assistance may be in the form of SV orbit parameters (eg, ephemeris and almanac). In addition, aids can be specialized for SV visible in the local area.
또한, WAPS 시스템으로부터 얻은 타이밍 정보는 GNSS 시스템을 지원하는 미세 시간(fine time)으로 사용될 수 있다. WAOS 시스템 타이밍이 GPS(또는 GNSS) 시간에 정렬되기 때문에, WAPS 신호의 코드와 비트를 정렬하는 것과 임의의 타워로부터의 데이터 스트림을 판독하는 것은 GNSS 시간의 코스 지식(coarse knowledge)을 제공한다. 또한, 위치 솔루션(수신기의 클럭 바이아스는 위치 솔루션의 부산물임)은 WAPS 시스템 시간을 정확히 결정한다. WAPS 시스템 시간이 알려지면, 지원하는 미세 시간은 GNSS 수신기에 제공될 수 있다. 타이밍 정보는 에지가 WAPS의 내부 시간 기저에 묶여진 단일 하드웨어 신호 펄스를 사용하여 전송될 수 있다. WAPS 시스템 시간은 GPS 시간(좀 더 일반적으로, GNSS 시스템의 타임 베이스가 직접 GNSS 시간과 직점 관련 있음) 상에 직접 맵핑된다는 것을 주목하라. GNSS는 이 에지를 수신하면 그 내부 GNSS 타임 베이스 계수를 래치할 수 있다. 대안적으로, GNSS 시스템은 펄스를 생성할 수 있고, 이 펄스의 에지는 내부 타임 베이스에 정렬되고, WAPS 시스템은 그 내부 WAPS 타이 베이스를 래치할 수 있어야 한다. 그런 후에, WAPS 수신기는 GNSS 수신기로 이 정보를 가진 메세지를 보내고, 상기 GNss 수신기가 그 타임 베이스를 WAPS 타임 베이스로 맵핑하도록 할 수 있다.Also, the timing information obtained from the WAPS system can be used as a fine time to support the GNSS system. Because the WAOS system timing is aligned at the GPS (or GNSS) time, aligning the bits of the code and bits of the WAPS signal and reading the data stream from any tower provides coarse knowledge of GNSS time. In addition, the location solution (the receiver's clock bias is a by-product of the location solution) accurately determines the WAPS system time. If the WAPS system time is known, the fine time it supports can be provided to the GNSS receiver. Timing information may be transmitted using a single hardware signal pulse whose edges are bound to the internal time base of the WAPS. Note that the WAPS system time maps directly to GPS time (more generally, the timebase of the GNSS system is directly related to GNSS time). When GNSS receives this edge, it can latch its internal GNSS timebase coefficients. Alternatively, the GNSS system can generate a pulse, the edge of which is aligned with the internal time base, and the WAPS system must be able to latch its internal WAPS tie base. The WAPS receiver may then send a message with this information to the GNSS receiver and have the GNss receiver map its time base to the WAPS time base.
마찬가지로, 로컬 클럭에 대한 주파수 추정은 GNSS 수신기에 대한 주파수 지원을 제공하는데 사용될 수 있다. WAPS 수신기로부터의 주파수 추정은 공통 클럭을 공유하는지와 관계없이 GNSS 수신기의 주파수 추정을 정제하는데 사용될 수 있다는 것을 주목하라. 두 수신기가 별도의 클럭을 가질 때, 추가 교정 하드웨어 또는 소프트 웨어 블럭은 다른 시스템에 대한 한 시스템의 클럭 주파수를 측정이 요구된다. 하드웨어 또는 소프트 웨어 블럭은 WAPS 수신기 섹션 또는 GNSS 수신기 섹션에 있을 수 있다. 그리고 나서, WAPS 수신기로부터의 주파수 추정은 GNSS 수신기의 주파수 추정을 정제하는데 사용될 수 있다.Likewise, frequency estimation for the local clock can be used to provide frequency support for the GNSS receiver. Note that the frequency estimate from the WAPS receiver may be used to refine the frequency estimate of the GNSS receiver regardless of whether it shares a common clock. When two receivers have separate clocks, the additional calibration hardware or software block is required to measure the clock frequency of one system for the other system. The hardware or software block may be in the WAPS receiver section or the GNSS receiver section. The frequency estimate from the WAPS receiver can then be used to refine the frequency estimate of the GNSS receiver.
또한, WAPS 시스템에서 GNSS 시스템으로 보내질 수 있는 정보는 로케이션의 추정을 포함할 수 있다. 로케이션의 추정은 근사화되거나(가령, WAPS 타워의 PN 코드에 의해 결정됨), WAPS 시스템 내의 실제 포지션 추정에 기초하여 좀 더 정확히 근사화될 수 있다. WAPS 시스템으로부터 가능한 로케이션 추정은 다른 시스템(가령, 셀룰러 ID 기초의 포지셔닝으로부터의 코스 포지션 추정)으로부터 포지션의 또 다른 추정과 결합하여, GNSS 시스템을 더 잘 지원하는데 사용될 수 있는 포지션의 좀 더 정확한 추정을 제공할 수 있다. 도 17은 실시예에서, WAPS에서 GNSS 수신기까지의 보조 이송기의 블럭도이다.In addition, the information that can be sent from the WAPS system to the GNSS system may include an estimate of the location. The estimate of the location may be approximated (e.g., as determined by the PN code of the WAPS tower), or more accurately approximated based on the actual position estimate in the WAPS system. The location estimation possible from the WAPS system, in combination with another estimate of the position from another system (e.g., a course position estimate from positioning of the cellular ID basis), provides a more accurate estimate of the position that can be used to better support the GNSS system . 17 is a block diagram of an auxiliary conveyor from WAPS to GNSS receiver in an embodiment.
또한, GNSS 수신기는 초기 위치 결정 시간(Time-To-First-Fix, TTFF), 민감도 및 로케이션을 제공함에 의한 로케이션 품질의 측면에서 WAPS 수신기, WAPS 수신기에 대한 주파수 및 GNSS 시간 추정의 성능을 개선시키는데 도움을 줄 수 있다. 예로서, 도 18은 실시예에서, GNSS 수신기에서 WAPS 수신기로의 지원 정보의 전송을 도시하는 블럭도이다. GNSS 시스템이 LORN, e-LORN 또는 유사한 지상파 포지셔닝 시스템으로도 대체될 수 있다는 것을 주목하라. 로케이션 추정은 부분적인(가령, 고도 또는 2-D 포지션), 또는 완전한(가령, 3-D 포지션) 또는 원시 범위/의사-범위 데이터(raw range/pesudo-range data)일 수 있다. 범위/의사-범위 데이터는 하이브리드 솔루션에서 이 범위 정보의 사용을 활성화시키기 위하여 SV의 로케이션(또는 SV 오비트 파라미터와 같은 SV의 로케이션을 계산하기 위한 수단)과 함께 제공된다. 정보를 지원하는 모든 로케이션은 그 품질을 표시하는 메트릭(metric)을 따라 제공된다. GNSS 시간 정보를 제공할 때(이는 하드웨어 신호를 사용하여 WAPS 시스템으로 전송될 수 있음), GPS 시간에 대한 GNSS 시간의 오프셋(만일 있다면)은 WAPS 수신기의 사용을 활성화시키기 위하여 제공된다. 주파수 추정은 신뢰 메트릭(confidence metric)을 따라 클럭 주파수의 추정으로서 제공된다(가령, 추정의 최대 기대 에러를 추정하는 추정된 품질을 표시함). GNSS 시스템과 WAPS 시스템이 동일한 클럭원을 공유할 때, 이는 충분하다. GNSS 시스템과 WAPS 시스템이 별도의 클럭을 사용할 때, GNSS 클럭은 WAPS 시스템에도 제공되어서, WAPS 시스템이 교정(즉, GNSS 클럭에 대한 WAPS의 상대적인 클럭 바이어스의 추정) 또는, 대안적으로, WAPS 시스템은 그 클럭을 GNSS 시스템에 제공하고, GNSS 시스템은 교정 추정(즉, GNSS 클럭에 대한 WAPS의 상대적인 클럭 바이어스의 추정)을 제공한다.In addition, the GNSS receiver improves the performance of frequency and GNSS time estimates for WAPS receivers, WAPS receivers in terms of location quality by providing Time-To-First-Fix (TTFF) You can help. By way of example, FIG. 18 is a block diagram illustrating transmission of assistance information from a GNSS receiver to a WAPS receiver in an embodiment. Note that the GNSS system may also be replaced by a LORN, e-LORN or similar terrestrial positioning system. The location estimate may be partial (e.g., high or 2-D position), or complete (e.g., 3-D position) or raw range / pesudo-range data. The range / pseudo-range data is provided with the location of the SV (or means for calculating the location of the SV, such as the SV orbit parameter) to enable the use of this range information in the hybrid solution. All locations that support information are provided along with a metric that indicates their quality. When providing GNSS time information (which may be sent to the WAPS system using a hardware signal), the offset of the GNSS time (if any) for GPS time is provided to activate the use of the WAPS receiver. The frequency estimate is provided as an estimate of the clock frequency along a confidence metric (e.g., indicating the estimated quality estimating the maximum expected error of the estimate). This is sufficient when the GNSS system and the WAPS system share the same clock circle. When the GNSS system and the WAPS system use separate clocks, the GNSS clock is also provided to the WAPS system so that the WAPS system can be calibrated (i.e., estimating the relative clock bias of the WAPS to the GNSS clock) or, alternatively, Providing the clock to the GNSS system, and the GNSS system provides a calibration estimate (i. E., An estimate of the relative clock bias of the WAPS to the GNSS clock).
WAPS 수신기의 민감도와 TTFF를 개선시키기 위하여, 보조 정보(타워에 의해 송신된 정보로부터 복호된 다른 것과 같은)는 다른 통신 미디어(셀룰러 폰, WiFi, SMS 등)에 의하여 WAPS 서버로부터 WAPS 수신기에 제공될 수 있다. "알마낙(almanac)" 정보가 이미 사용가능하면서, WAPS 수신기의 일은 수신기가 송신 파형에 정렬되는 시간만 필요하기 때문에(비트 정렬 또는 복호의 요구사항 없이) 간단해진다. 데이터 비트를 복호하기 위한 필요성을 제거하는 것은 TTFF를 감소시키고, 따라서, 수신기가 연속적으로 모든 비트를 복호하는데 전압을 공급할 필요가 없기 때문에 전력을 줄인다. 도 19는 실시예에서, WAPS 보조 정보가 WAPS 서버로부터 제공되는 예시적 구성이다.To improve the sensitivity and TTFF of the WAPS receiver, auxiliary information (such as others decoded from information sent by the tower) may be provided to the WAPS receiver from the WAPS server by other communication media (cellular phone, WiFi, SMS, etc.) . Since the "almanac" information is already available, the work of the WAPS receiver is simplified (without the need for bit alignment or decoding) only because the time required for the receiver to align to the transmit waveform is required. Eliminating the need to decode data bits reduces the TTFF, thus reducing power since the receiver does not need to supply voltage to decode all the bits in succession. 19 is an exemplary configuration in which, in an embodiment, WAPS assistance information is provided from a WAPS server.
비콘이 수신기에 추가되어 로컬 포지셔닝을 더욱 개선시킬 수 있다. 비콘은 장치 ID에 근거한 시그니처(signature)와 함께 파형을 주기적으로 송신하는 저전력 RF 송신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시그니처는 송신기를 유일하게 식별하는 코드일 수 있다. 관련된 수신기는, 모든 방향으로 스캔과 같은 신호 에너지 피크 탐지 또는 방향 탐지(복수의 안테나 요소로부터의 신호를 사용하여 신호 도착의 방향을 결정함)를 통하여 더 높은 정확도로 송신기의 로케이션을 찾을 수 있을 것이다.Beacons can be added to the receiver to further improve local positioning. The beacon may include a low power RF transmitter that periodically transmits a waveform with a signature based on the device ID. For example, the signature may be a code that uniquely identifies the transmitter. Relevant receivers will be able to find the transmitter's location with higher accuracy through signal energy peak detection or direction detection, such as scanning in all directions, using signals from multiple antenna elements to determine the direction of signal arrival. .
복수 경로 신호의 Of the multipath signal 레졸루션Resolution
복수 경로의 레볼루션은 포지셔닝 시스템에서 중요하다. 무선 채널이 임의 위상과 진폭을 가지고, 일련의 임의적으로 다양화하는 복수 경로의 구성을 종종 특징으로 한다. 정확한 포지셔닝을 위하여, 수신기 알고리즘이 라인-오브-사이트(LOS) 경로(만일 존재한다면)(먼저 도착하는 경로) 또는 먼저 도착하는 경로(이는 LOS 구성이 필요는 없음)를 분해하는 것이 필수적이다. 종래의 방법은 다음과 같이 종종 시행된다. (1) 수신된 신호는 송신된 의사-랜덤 시퀀스(가령, 골드 코드 시퀀스, 이는 수신기에서 알려짐)와 상호-상관된다. (2) 수신기는 결과값인 상호-상관 함수의 첫 번째 피크를 찾아내고, 도착한 처음 것이 이 피크의 포지션에 의해 표시된 타이밍과 동일한 경로의 타이밍을 추정한다. 최저의 복수 경로 분리는 자주 있지 않은 사용가능한 대역폭의 역수보다 훨씬 더 크다면, 본 방법은 효과적으로 시행될 것이다. 대역폭이 소중한 것이고, 최소의 대역폭을 가진 복수 경로를 분해할 수 있는 방법은 시스템의 효율성을 개선시키는데 매우 바람직하다.Multiple path revolutions are important in positioning systems. A wireless channel has arbitrary phase and amplitude and is often characterized by a series of randomly varying configurations of multiple paths. For accurate positioning, it is necessary for the receiver algorithm to decompose a line-of-site (LOS) path (if present) (first arriving path) or a first arriving path (which does not need an LOS configuration). Conventional methods are often implemented as follows. (1) the received signal is cross-correlated with the transmitted pseudo-random sequence (e.g., the Gold code sequence, which is known in the receiver). (2) The receiver finds the first peak of the cross-correlation function, which is the result, and estimates the timing of the first route that arrives at the same timing as the timing indicated by the position of this peak. If the lowest multipath separation is much larger than the reciprocal of the unavailable available bandwidth, then the method will effectively be implemented. The bandwidth is valuable, and the way in which multiple paths with the smallest bandwidth can be decomposed is highly desirable to improve the efficiency of the system.
채널 환경(복수 경로 및 신호 강도 포함)에 따라, 가장 빠른 도착 경로의 추정을 얻는 적절한 방법이 사용된다. 최고의 분해성을 위하여, 고-레졸루션 방법이 사용되는 반면, 저 SNR에서 합리적인 성능을 위하여, 상관 피크 샘플과 피크 주위의 상관 함수의 어떤 특성을 직접 사용하는 좀 더 종래의 방법이 적용된다.Depending on the channel environment (including multiple paths and signal strength), an appropriate method of obtaining the fastest arrival path estimate is used. For the highest resolution, a high-resolution method is used, while for a reasonable performance at low SNR, a more conventional method of directly using certain properties of the correlation peak sample and the correlation function around the peak is applied.
으로 주어진 속도 fs에서 샘플링된 양자화된 수신 신호 y[n]를 상정하라. 여기서, y[n]은 전송된 의사-랜덤 시퀀스 x[n]과 유효 채널 의 콘볼루션인 수신된 신호이고, h tx [n]은 송신 필터이며, h rx [n]는 수신 필터이고, h[n]은 복수 경로 채널이다. Suppose a quantized received signal y [n] sampled at a given rate f s . Here, y [n] is the transmitted pseudo-random sequence x [n] Is the convolution of the received signal, h tx [n] is a transmit filter, h rx [n] is the receive filter, h [n] is a multipath channel.
피크 포지션을 찾는 한 방법은 외관상의 피크 포지션 주위의 값을 사용하여 피크 보간법(interpolation)에 의한다. 보간법은 피크의 양 쪽 측면 상의 하나의 값을 사용하는 이차이거나, 피크 주위의 둘 이상의 샘플을 사용하는 고차원 다항식을 사용하거나, 실제 펄스 모양에 대한 최적합(best fit)을 사용할 수 있다. 이차 보간법의 경우에, 이차는 피크 값과 피크 바로 주위의 값들에 맞춰진다. 이차의 피크는 범위를 정하는데 사용되는 피크 포지션을 결정한다. 본 방법은 매우 강건하여 낮은 SNR에서 매우 잘 실시된다.One way to find the peak position is by peak interpolation using values around the apparent peak position. The interpolation method may be quadratic using one value on either side of the peak, or use a higher-order polynomial using two or more samples around the peak, or use a best fit for the actual pulse shape. In the case of quadratic interpolation, the quadrature is fitted to the peak values and values just around the peak. The secondary peak determines the peak position used to determine the range. The method is very robust and is very well performed at low SNR.
대안적인 실시예는 기준 포지션으로서 피크 포지션이외의 값을 사용할 수 있다. DLL이 피크 포지션을 상관 함수에서 기준 포지션으로 사용하는 반면, 본 방법은 피크와 다른 포인트를 기준으로 사용한다는 것을 주목하라. 본 방법은 상관 피크의 얼리 에지(early edge)가 트레일링 에지(trailing edge)보다 복수 경로에 의해 덜 영향을 받는 다는 사실에서 동기 부여가 된다. 예를 들어, 외곡되지 않은(채널 효과가 없는) 상관 함수 상의 피크로부터의 칩(Tc)의 75% 포인트는 기준 포인트로서 사용될 수 있다. 이 경우에, 이 75% 포인트와 매치되는 보간된 z[n] 함수의 포션이 선택되고, 피크는 이 포인트로부터 Tc의 25% 떨어진다. 또 다른 대안적인 피크 상관 함수에 기초한 방법은 피크 모양(피크의 외곡의 측정, 가령, 피크 폭과 같은)을 사용할 수 있다. 피크 로케이션에서 시작하고 피크의 모양에 기초하여, 피크 로케이션에 대한 보정은 가장 빠른 도착 경로를 추정하기 위해 결정된다.An alternative embodiment may use a value other than the peak position as the reference position. Note that while the DLL uses the peak position as the reference position in the correlation function, the method uses the peak and the other point as references. The method is motivated by the fact that the early edge of the correlation peak is less affected by multiple paths than the trailing edge. For example, a 75% point of a chip Tc from a peak on a correlation function (not channel effected) may be used as a reference point. In this case, a portion of the interpolated z [n] function that matches this 75% point is selected and the peak drops 25% of Tc from this point. A method based on another alternative peak correlation function may use a peak shape (such as a measure of peak distortion, e.g., a peak width). Starting at the peak location and based on the shape of the peak, the correction for the peak location is determined to estimate the earliest arrival path.
고-레졸루션 방법은 복수 경로 구성을 찾기 위하여 고유-공간 분해(Eigen-space decomposition)를 사용하는 유효 복수 경로-레졸루션 방법의 종류이다. MUSIC, ESPIRIT와 같은 방법은 이 종류의 레졸루션 스킴이다. 이들은 이격된 복수 경로의 구성과 관련하여, 주어진 동일한 대역폭에서, 종래의 방법보다 훨씬 더 효과적으로 분해할 수 있기 때문에 매우 강력한 스킴이다. 도착 방법의 고 레절루션 가장 빠른 시간은 피크값으로부터 피크 포지션을 유추하는 대신에 가장 빠른 경로의 도착시간을 직접 추정하도록 시도한다. 이하의 내용은 송신된 신호의 코스-포착(coarse-acquitsiton)이 이미 수신기에서 사용가능하고, 의사-랜덤 시퀀스의 시작이 수신기에서 대강 알려졌다고 가정한다.High-resolution methods are a type of effective multi-path resolution method that uses Eigen-space decomposition to find multi-path configurations. Methods such as MUSIC and ESPIRIT are this kind of resolution scheme. These are very powerful schemes, as they can decompose much more efficiently than conventional methods, given the same bandwidth, in connection with the construction of multiple spaced apart paths. The earliest time of arriving method attempts to directly estimate the arrival time of the fastest route instead of deducing the peak position from the peak value. The following assumes that the coarse-acquisiton of the transmitted signal is already available at the receiver and that the beginning of the pseudo-random sequence has been largely known at the receiver.
도 20은 실시예에서, h[n]에서 가장 빠른 도착 경로를 추정하기 위한 흐름도이다. 가장 빠른 경로를 결정하기 위한 방법은 후술하는 동작을 포함하나 이에 제한되지는 않는다.20 is a flowchart for estimating the fastest arrival path at h [n], in an embodiment. The method for determining the fastest path includes, but is not limited to, the operations described below.
1. 결과 z[n]을 얻기 위하여 수신된 샘플 y[n]을 전송 시퀀스 x[n]과 상호-상관시킨다. 상호-상관이 콘볼루션으로 기재될 때, 로 기재된다. 이 방정식은 로 다시 기재될 수 있다. 여기서, 는 의사-랜덤 시퀀스의 자기상관 함수(autocorrelation function)이다.1. Correlate the received sample y [n] with the transmission sequence x [n] to obtain a result z [n]. When a cross-correlation is described as a convolution, Lt; / RTI > This equation . ≪ / RTI > here, Is an autocorrelation function of a pseudo-random sequence.
2. z[n]의 첫 번째 피크를 찾고, n peak 로 표시한다. z[n]의 피크의 왼쪽을 wL 샘플 및 z[n]의 피크의 오른쪽을 wR 샘플로 추출하고, 이 벡터를 pV로 표시한다.2. Find the first peak of z [n] and mark it with n peaks . The left side of the peak of z [n] is taken as wL sample and the right side of the peak of z [n] is taken as wR sample, and this vector is expressed in pV.
벡터 pV는 상호-상관 결과 z[n]의 유용한 파트를 표시한다. 이상적인 경우에, 채널 왜곡이 없고, 채널 BW이 제한되지 않을 때, wL = wR = fsTc로 선택하는 것이 수신된 신호의 타이밍을 결정하는데 충분할 것이다. 제한된 BW의 존재하에서, 의사-랜덤 코드 x[n]이 +1/-1의 시퀀스일 때, wL과 wR을 선택하기 위한 최적의 방법은 그들을 0이 아닌 값(또는 일반적으로 피크값의 부분으로 설정된 어떤 문턱값이 선택된 것 보다 큰 값)이 의 피크의 왼쪽과 오른쪽 각각에 존재하도록 선택하는 것이다. wL과 wR의 선택에서 또 다른 생각은 충분히 상관되지 않은 잡음 샘플을 선택하여 잡음 부분-공간(noise sub-space)과 관련하여 충분한 정보를 얻는 것이다. 또한, 정수 wL과 wR은 모든 가능한 복수 경로 구성, 특히 파-아웃(far-out) 복수 경로 구성을 분해하는데 도움을 주는 왼쪽 사이드(즉, wL을 선택하여)를 포함하기 위하여 선택되어야 한다. fsTc 이상의 너무 많은 샘플을 포함하는 것은 pV 벡터에 도입된 잡음의 양을 증가시켜서 축소시켜야한다. 시뮬레이션과 실험을 통하여 wL과 wR에 대한 종래세트의 값은 각각 3fsTc 와 3fsTc 이다. z[n](및 그 다음에 pV)가 채널 효과 h[n], 송신 필터 htx[n], 수신 필터 hrx[n] 및 의사-랜덤 시퀀스의 자기상관 함수 를 포함한다는 것을 주목하라. 채널에서 가장 빠른 도착 경로를 추정하기 위하여, 다른 효과는 제거될 필요가 있다. 많은 경우에, 송신 및 수신 펄스-모양은 최고의 잡음 성능을 위해 매치되나, 이 알고리즘이 작동하기에 제한이 요구되지는 않는다. 기준 상관 함수는 와 같이 정의되고, 이는 추정될 필요가 있고, pV가 가장 빠른 도착 경로의 추정을 위해 사용되기 전에 제거된다.The vector pV represents a useful part of the cross-correlation result z [n]. In the ideal case, there is no channel distortion, it will be sufficient to determine the timing of the received signal when the channel BW is not limited, and selected as wL = wR = f s T c . In the presence of a limited BW, when the pseudo-random code x [n] is a sequence of + 1 / -1, the optimal way to select wL and wR is to use them as a non-zero value A value greater than the selected threshold is selected) Lt; RTI ID = 0.0 > left < / RTI > and right respectively. Another idea in choosing wL and wR is to select enough noise samples that are not sufficiently correlated to obtain sufficient information regarding the noise sub-space. Also, the integers wL and wR should be selected to include all possible multipath configurations, particularly the left side (i.e., selecting wL) to help break down the far-out multipath configurations. f s T c Containing too many samples should be reduced by increasing the amount of noise introduced into the pV vector. Through simulations and experiments, the values of the conventional set for wL and wR are 3f s T c and 3f s T c, respectively. z [n] (and then pV) is calculated by the channel effect h [n], the transmit filter h tx [n], the receive filter h rx [n], and the autocorrelation function of the pseudo- ≪ / RTI > In order to estimate the fastest arrival path in the channel, other effects need to be eliminated. In many cases, the transmit and receive pulse-shapeds are matched for the best noise performance, but no restriction is required for this algorithm to work. The reference correlation function It needs to be estimated, and is removed before pV is used for estimation of the fastest arrival path.
3. 기준 상관 함수 가 이후에 추정된다.3. Reference correlation function Is estimated afterwards.
기준 상호-상관을 얻기 위한 한 방법은 다음과 같다. '이상' 채널(소위 "케이블 링크(cable link)"에서 1-2 단계를 수행하여 해당 피크 벡터 pVRef를 얻는다. pVRef는 기준 상관 함수의 유용한 샘플을 포함한다. 도 21은 실시예에서, 기준 상관 함수를 추정하기 위한 흐름도이다.One way to obtain the reference cross-correlation is as follows. Perform steps 1-2 in the 'ideal' channel (so-called "cable link" to obtain the corresponding peak vector pV Ref .) PV Ref is the reference correlation function ≪ / RTI > 21 is a flowchart for estimating a reference correlation function in an embodiment.
"케이블 링크" 방법은 송신기 프런트-엔드(전력-증폭기와 송신 안테나가 지나감)에서 '이상' 채널(가령, 케이블)을 통하여 수신기 프런트-엔드(수신 안테나를 지나감)로 변조된 신호를 보내는 단계를 포함한다. '이상' 채널이 어떤 지연이나 감쇠를 가질수 있으나, 다른 왜곡이 추가되어서는 안되고, 고 SNR을 가져야 한다는 것을 주목하라. 최고의 성능을 위하여, 서로 다른 상관함수를 가지므로 서로 다른 기준을 가지기 때문에, '케이블' 기준은 각각의 의사-랜덤 시퀀스에 대해 별도로 생성될 필요가 있다. 또한, 최고의 자기상관 함수(구체적으로, 자기상관 사이드-로브(side-lobe)에서의 그들의 근접도는 피크에 비하여 매우 억제되어야 함)를 위해 적절히 PRN을 선택하는 것이 중요하고, 이는 자기상관 사이드로브가 충분히 감쇠도지 않으면 복수 경로에 대해 실수가 생기기 때문에, 타이밍-레졸루션 방법의 최적의 전반적인 성능을 야기할 것이다.The "cable-link" method is used to transmit modulated signals from the receiver front-end (through the power-amplifier and transmit antenna) to the receiver front-end . Note that an 'ideal' channel may have some delay or attenuation, but no other distortion should be added, and a high SNR. For best performance, the 'cable' criterion needs to be generated separately for each pseudo-random sequence, since it has different correlation functions and therefore has different criteria. It is also important to select the PRN appropriately for the best autocorrelation function (specifically, their proximity in the autocorrelated side-lobe should be very much suppressed relative to the peak) Will yield the best overall performance of the timing-resolution method, since a mistake will occur for multiple paths if it is not sufficiently attenuated.
송신 필터 응답이 제어된다고 가정하면, 케이블 링크에 대한 응답의 한 교정은 생산시 수신기마다 요구될 것이다. 수신기 필터 특징이 제어된다면(가령, 다량의 수신기), 응답의 케이블 링크 상의 교정은 수신기 세트에 대하여 하나의 교정 측정으로 더욱 감소될 수 있다.Assuming that the transmit filter response is controlled, a calibration of the response to the cable link will be required per receiver at the time of production. If the receiver filter characteristics are controlled (e.g., a large number of receivers), the calibration on the cable link of the response may be further reduced to a single calibration measurement for the receiver set.
기준 상관 함수 를 결정하기 위한 대안적인 방법은 각각의 구성 , htx[n] 및 hrx[n]을 분석적으로 계산하고, 이들을 콘볼루션하여 기준 상관 함수 에 도달한다. 이 방법은 송신 및 수신 필터 임펄스 응답이 실제 실행에서 제어될 수 있는 한도에 의존한다.Reference correlation function An alternative method for determining < RTI ID = 0.0 > , htx [n] and hrx [n] are analytically calculated and convoluted to calculate a reference correlation function Lt; / RTI > This method relies on the extent to which the transmit and receive filter impulse responses can be controlled in actual implementation.
4. pV의 추정에서 복수의 골드 코드와 심지어 복수의 비트에 걸친 계속되는 애버리징(averaging)에 의하여 SNR을 개선시킨다. 복수의 비트에 걸친 애버리징은 개개의 비트가 송신되는 것에 대한 결정 후에 계속 행해질 수 있다. 다시 말해, 비트에 걸쳐 통합 전에 결정 피드백을 사용한다. 1 단계의 상호-상관 함수 추정치에 애버리징을 수행함에 의하여 등가적으로 개선된 SNR을 얻을 수 있다.4. In the estimation of pV, the SNR is improved by continuous averaging over a plurality of gold codes and even a plurality of bits. Aberration over a plurality of bits may be continuously performed after a determination of the individual bit being transmitted. In other words, decision feedback is used before integration over the bits. Equivalently improved SNR can be obtained by performing averaging on the first-order cross-correlation function estimates.
5. Nfft - (wL+wR)의 제로 패딩(zero padding)과 함께 pV의 길이 Nfft와 pVRef의 패스트 퓨리에 변화(FFT)를 계산하여, 길이 Nfft 벡터 pVFreq 및 pVRef , Freq를 각각 얻는다. Nfft에 대한 최적값은 합성 및 실제 측정된 채널을 모두 사용하는 시물레이션을 통하여 복수 경로의 분해성을 확인함에 의해 얻는다. Nfft의 종래 값은 4096이사에서 발견된다. 5. Compute the fast Fourier transform (FFT) of the lengths N fft and pV Ref of pV with the zero padding of N fft - (wL + wR) to obtain the length N fft vectors pV Freq and pV Ref , Freq Respectively. Optimal values for Nfft are obtained by verifying the degradability of multiple paths through simulations using both synthesized and actually measured channels. The conventional value of Nfft is found in 4096 Directors.
6. 를 계산하여 채널 h[n]의 주파수 도메인 추정(잡음으로 손상된)을 얻는다. 수신된 시퀀스 y[n]가 Nos(즉,+/-1/Tc로 밴드-제한된 송신 펄스 모양에 대한 )에 의하여 오버샘프되고, 송신 및 수신 펄스-모양 필터가 완전히 BW = 1/Tc로 밴드-제한된다면, 이제, Hfull[k]의 DC 주위의 양성 및 음성 샘플은 실제 채널, Hreal[k]의 추정에 대하여 정확히 논-제로(즉, 사용가능)이다. 우리의 연구로부터, 우리는 DC의 양 사이드 상의 샘플(여기서, α>1는 송신기, 수신기 및 자기상관 함수에서 사용되는 실제 펄스-모양 필터에 기초하여 선택됨)은 레졸루션 알고리즘의 최고의 성능을 위해 선택되어야 한다고 결론 지었다. 의 주파수 천이 밴드를 포함하는 것은 잡음 증가를 유발하고, α는 선택된 샘플에서 이들 주파수를 제거하는데 충분히 크게 선택된다. 그러나, α를 너무 크게 선택하는 것은 신호 정보의 손실을 유발할 것이다. 작은 초과 대역폭을 가진 올림 코사인 필터(raised cosine filter) 모양에 기초한 실제 밴드-제한된 함수에 대하여, α = 1.25의 바람직한 선택이 실행에서 사용되어 왔다.6. To obtain a frequency domain estimate (impaired by noise) of the channel h [n]. If the received sequence y [n] is Nos (i. E., For transmit pulse shape with band-limited to + / - 1 / ) And the over-Northampton, transmit and receive pulse by-shaped filter is fully band BW = 1 / Tc - if the limit, now full of H [k] of the ambient DC Positive and negative samples are exactly non-zero (i.e., usable) for the estimation of the real channel, Hreal [k]. From our study, we found that both sides of DC Sample, where > 1 is the transmitter, receiver and autocorrelation function Selected on the basis of the actual pulse-shape filter used in the algorithm) should be selected for the best performance of the resolution algorithm. Including a frequency transition band of s results in an increase in noise, and α is chosen large enough to remove these frequencies from the selected sample. However, choosing too large a will cause loss of signal information. For an actual band-limited function based on the shape of a raised cosine filter with a small excess bandwidth, the preferred choice of a = 1.25 has been used in practice.
7. Hfull[k]의 DC 구성이 인덱스 0이면, 감소된 H 벡터, H[]는 다음과 같이 정의된다.7. If the DC configuration of H full [k] is
8. 감소된 채널 추정 벡터 H[k]로부터 매트릭스 P를 구성한다.8. Construct a matrix P from the reduced channel estimate vector H [k].
여기서, 1 < M < 2N이 파라미터이고, ()`은 복소수의 컨쥬게이트를 나타낸다.Here, 1 < M < 2N is a parameter, and () denotes a conjugate of a complex number.
감소된 채널 추정 벡터 H[k]의 추정된 공분산 매트릭스 R은 로 정의한다. M이 너무 작게 선택되면(1에 가깝게), R의 고유값이 합계로 매우 제한되고, 그 결과, 고-레졸루션 알고리즘은 신호와 잡음 사이를 기술할 수 없다. M이The estimated covariance matrix R of the reduced channel estimate vector H [k] . If M is chosen too small (close to 1), the eigenvalues of R are very limited in total, so that the high-resolution algorithm can not describe between the signal and the noise. M is
너무 크게 선택되면(2N에 가깝게), 공분산을 얻는데 있어 애버리징의 양이 부정확함에 따라 공분산 매트릭스 추정 R은 신뢰할 수 없고, 또한 얻어진 공분산 매트릭스 R은 랭크-부족(rank-deficient)이다. 이에 따라, M의 값은, 허용된 범위의 정확히 중간 즉, M = N이 좋은 선택이다. 또한, 이는 실험적으로 확증되었다.If too large (close to 2N), the covariance matrix estimate R is not reliable as the amount of averaging in obtaining the covariance is inaccurate, and the covariance matrix R obtained is rank-deficient. Thus, the value of M is a good middle of the allowed range, that is, M = N is a good choice. It was also experimentally confirmed.
9. R에 R = UDV`와 같은 특이값 분해(singular value decomposition, SVD)를 수행한다. 여기서, U는 좌측 특이 벡터의 매트릭스이고, V는 우측 특이 벡터의 매트릭스이며, D는 특이값의 대각선 행렬이다.9. Perform singular value decomposition (SVD) on R such as R = UDV. Where U is a matrix of left singular vectors, V is a matrix of right singular vectors, and D is a diagonal matrix of singular values.
10. sV = 내림차수로 분류된 D의 대각선 요소와 같이, 분류된 특이값 sV의 벡터를 구성한다.10. Construct a vector of sorted singular values sV, such as diagonal elements of D, sorted by sV = descending order.
11. 다음으로 중요한 단계는 신호와 잡음 부분공간을 분리하는 것이다. 다시 말해, 벡터 sV의 인덱스 ns를 선택하여 특이값 은 잡음에 대응된다. 잡음 특이값의 벡터를 sVnoise로 정의한다.11. The next important step is to separate the signal and noise subspaces. In other words, the index ns of the vector sV is selected, Corresponds to noise. The noise specific value vector is defined as sV noise .
잡음 부분 공간에 대응되는 특이값을 분리하고 잡음 부분-공간의 기저 벡터에 대한 표현을 찾을 수 있는 여러 가지 방법이 있다.There are several ways to find the expression for the basis vector of the noise subspace-space by separating the singular values corresponding to the noise subspace.
a) 보다 작은 모든 특이값(여기서, T1은 신호 대 잡음비(가령, 칩 상의 SNR)의 함수인 문턱값, T1 = f(SNR)).a) All the smaller singular values (wherein, T 1 is the threshold function of the signal-to-noise ratio (e. G., SNR on the chip), T 1 = f (SNR )).
도 22는 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.22 is a flowchart for estimating noise sub-space in an embodiment.
b) 보다 작은 모든 특이값(여기서, L은 지연-확산(가령, N/2)보다 크게 선택될 수 있는 파라미터이고, T2는 실험적으로 결정된 또 다른 문턱값이다(일반적으로 값은 1000일 수 있음).b) (Where L is a parameter that can be selected to be greater than delay-spread (e.g., N / 2), and T 2 is another experimentally determined threshold (typically the value can be 1000) .
도 23은 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.23 is a flowchart for estimating the noise sub-space in an embodiment.
또 다른 방법은 잡음 및 신호-플러스-잡음 부분공간의 서로 다른 파티션에 대한 SNR을 반복적으로 추정함에 의하여 잡음 부분 공간을 결정하는 단계와 SNR의 또 다른 추정을 포함하는 단계하는 것과 관계있다. 도 24는 또 다른 대안적인 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.Another method involves determining the noise subspace by repeatedly estimating the SNR for the different partitions of the noise and signal-plus-noise subspaces, and stepping to include another estimate of the SNR. 24 is a flow chart for estimating noise sub-space in another alternative embodiment.
1) SNR의 추정 계산은 다음과 같다. 1) Estimation of SNR is as follows.
i. 잡음은 에 의해 표현된다고 가정하고, 잡음 분산은 로 계산한다.i. The noise is , And the noise variance is expressed by Calculate
ii. 신호 전력은 으로 계산한다.ii. The signal power is .
iii. SNR의 추정: iii. Estimation of SNR:
2) SNR의 대안적인 추정은 다른 방법을 통하여 얻는다(가령, 칩상의 SNR). SNR을 직접 추정하는 한 방법은 다음과 같다. 2) An alternative estimate of SNR is obtained through other methods (eg SNR on chip). One way to directly estimate the SNR is as follows.
i. 수신된 데이터 샘플(주파수 에러 제거와 Tc-이격된 샘플에 대한 재샘플링과 코드 비상관화 후)이 Xi(여기서, Xi는 보간된 피크 포지션에서의 칩-스페이스 스타팅(chip-spaced starting)임)에 의해 주어진다. i. The received data sample (after frequency error rejection and resampling and code decorrelation for Tc-spaced samples) is Xi (where Xi is chip-spaced starting at the interpolated peak position). Is given by
ii. 신호는 로 추정된다.ii. The signal Is estimated.
iii. 잡음은 로 추정된다.iii. The noise is Is estimated.
iv. SNR은 로 추정된다.iv. SNR Is estimated.
3) 다음 조건을 만족시키는 와 같은 잡음 특이값을 선택한다.3) It satisfies the following conditions And a noise-specific value such as < RTI ID = 0.0 >
d) 또 다른 방법은 c)1)을 사용하여 잡음 및 신호 부분공간의 서로 다른 파티션을 위한 SNR을 반복적으로 추정함에 의하여 잡음 부분공간을 결정하는 단계와 파트션 nstart를 선택하는 단계와 관계된다.d) Another method involves determining noise subspace by repeatedly estimating the SNR for different partitions of noise and signal subspaces using c) 1) and selecting part n start .
도 25는 또 다른 대안적인 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다.25 is a flowchart for estimating the noise sub-space in another alternative embodiment.
e) 도 26은 또 다른 대안적인 실시예에서, 잡음 부분-공간을 추정하기 위한 흐름도이다. e) FIG. 26 is a flow chart for estimating noise sub-space in another alternative embodiment.
1) 를 정의한다. 그리고 나서, 첫 번째 wLen 특이 값은 유효 신호-플러스-노이즈 부분공간 또는 잡음 부분공간 특이값을 나타낸다(특이값의 나머지는 상관된 잡음과 신호 및 양자화 효과를 나타낸다).One) . Then, the first wLen singular value represents the effective signal plus-plus-noise subspace or noise subspatial singularity (the remainder of the singular value represents correlated noise and signal and quantization effects).
2) SNR의 추정은 다음과 같이 계산한다. 2) The estimation of SNR is calculated as follows.
i. 잡음은 에 의해 나타난다고 가정하고, 잡음 분산은 로 계산한다.i. The noise is , And the noise variance is Calculate
ii. 신호 전력은 로 계산한다.ii. The signal power is Calculate
iii. SNR의 추정: iii. Estimation of SNR:
3) 를 정의한다. 그리고 나서, winLen까지 nstart는 잡음 특이값을 나타낸다.의 일반적인 값은 10이다.3) . Then, up to winLen, n start represents the noise singular value. A typical value of 10 is.
12. VN를 만들기 위하여 해당하는 잡음 우-특이 벡터(right-singular vector)를 선택, 즉, 잡음 특이값에 해당하고 잡음 부분공간 매트릭스 VN 만드는 V의 모든 벡터를 선택한다.12. To create a VN, select the corresponding right-singular vector, ie, all vectors of V that correspond to the noise-specific values and make the noise subspace matrix VN.
13. 첫 번째 경로의 도착 시간의 추정:13. Estimation of the arrival time of the first route:
a) 정의 a) Definition
b) 의 값의 범위를 위한 를 계산한다. 탐색의 레졸루션 은 요구되는 만큼 작게 선택될 수 있다. 예로서, 와 여서, τ는 [-5, 5]의 범위에서 0.05단계로 탐색된다.b) For the range of values of . Search resolution Can be selected as small as required. As an example, Wow Thus, τ is searched in 0.05 steps in the range of [-5, 5].
14. Ω(τ)의 피크는 코스 피크(npeak)에 대한 채널 임펄스의 포지션을 제공한다. 이론적으로, 첫 번째 피크는 LOS 경로에 대응할 것이다. 기지국으로부터의 전송에서 암호화될 수 있는 전파 환경에 대한 정보를 기초로, 를 제어하는 것이 가능하다. 예를 들어, 지연-확산이 크다면, 은 크게 선택될 수 있고(가령, 10), 지연-확산이 작다면, 은 작게 선택될 수 있다(가령, 4).14. The peak of Ω (τ) provides the position of the channel impulse relative to the cos peak (n peak ). Theoretically, the first peak will correspond to the LOS path. Based on information about the propagation environment that can be encrypted in transmission from the base station, Can be controlled. For example, if the delay-spread is large, (E.g., 10), and if the delay-spread is small, Can be chosen small (e. G., 4).
방법들의 조합:Combinations of methods:
상기 논의된 스탠드어론 방법들을 별개로 하고, 만흥ㄴ 다른 조합 방법이 가능하다. 칩상의 SNR에 기초한 스킴의 조합은 효과적인 방법이다. 이하는 실제로 실현될 수 있는 조합 스킴의 리스트를 설명한다.Apart from the stand-alone methods discussed above, other combinations of methods are possible. The combination of schemes based on SNR on the chip is an effective method. The following describes a list of combination schemes that may actually be realized.
1. 칩 SNRRef 보다 적은 칩SNR 대하여, 12(d)를 골라 잡음 특이값을 선택한다. 아니면 12(a)를 선택한다.1. For chip SNR less than chip SNRRef, choose noise singular value by choosing 12 (d). Otherwise, choose 12 (a).
2. 칩 SNRRefqhek 큰 칩SNR에 대하여, 12(d)를 골라서 잡음 특이값을 선택하고, 피크 포지션을 추정한다. 아니면, 상호-상관 함수 z[n]으로부터 시작하는 직접적인 피크 추정 기술(가령, 피크 보간법, 피크 모양)을 사용한다.2. Chip SNRRefqhek For large chip SNR, 12 (d) is selected to select the noise singular value, and the peak position is estimated. Or use a direct peak estimation technique (e.g., peak interpolation, peak shape) starting from the cross-correlation function z [n].
3. 칩 SNRRef 보다 적은 칩SNR 대하여, 12(e)를 골라서 잡음 특이값을 선택한다. 아니면, 12(a)를 선택한다.3. For chip SNR less than chip SNRRef, choose 12 (e) to select noise singular value. Otherwise, select 12 (a).
칩SNRRef의 일반적인 값은 10dB이다.
A typical value of the chip SNRRef is 10 dB.
포지션의 계산Calculation of Positions
수신기 유닛의 로케이션은 단말기 유닛 또는 서버 상에 사용가능한 포지셔닝 엔진에 의해 결정된다. 수신기는 시스템으로부터 범위 측정을 사용할 수 있거나 시스템 범위 측정과 기회의 다른 신호로부터 어떤 측정을 결합할 수 있다. 충분한 세트의 범위 측정은 제공된 포지션 픽스(fix)을 야기고, 이는 알려진 로케이션으로부터 파생된 측정이다. 3D 공간에서 범위 방정식은 로 주어진다.The location of the receiver unit is determined by the positioning engine available on the terminal unit or server. The receiver can use range measurement from the system or combine any measurements from other signals of system ranging and opportunity. A sufficient set of range measurements results in a provided position fix, which is a measurement derived from a known location. In 3D space, the range equation .
송신기의 로케이션은 (xi,yi,zi)로 주어지고, 모바일 유닛의 알려지지 않은 로케이션은 어떤 로컬 좌표 프레임에서 (X,Y,Z)로 주어진다. 3개 이상의 송신기는 3개 이상의 범위 측정을 생산하고, 이는 픽스를 계산하는데 사용된다. 측정은 수신기 시간 바이어스 추가적인 기간(term)도 가지는데, 이는 수신기 시간이 WAPS 타이밍과 동기화되지 않기 때문이다.The location of the transmitter is given by given by (x i, y i, z i), the unknown location of the mobile unit at some local coordinate frame (Y X,, Z). Three or more transmitters produce three or more range measurements, which are used to calculate the fix. The measurement also has an additional period of receiver time bias because the receiver time is not synchronized with the WAPS timing.
이 방정식은 후에 "의사범위 측정 방정식"으로 언급된다. 시간 바이어스는 송신기가 타이밍 동기화되기 때문에 일반적이라는 것을 주목하라. 의사범위는 송신기 타이밍 보정으로 위해 수정되어야하는데, 이는 각각의 송신기로부터의 송신에서 내장형의 데이터 스트림으로부터 가능하다. 이 델타 시간 바이어스는 새로운 알려지지 않은 파라미터를 만들고, 그래서 최소 4개의 측정이 솔루션에 사용된다. 기압 고도계(barometric altimeter) 측정은 과 같은 솔루션을 위해 필요한 정보를 제공한다.This equation is later referred to as the "pseudorange measurement equation". Note that the time bias is generic because the transmitter is timing synchronized. The pseudo range must be modified for transmitter timing correction, which is possible from the embedded data stream in transmission from each transmitter. This delta time bias creates a new unknown parameter, so at least four measurements are used in the solution. The barometric altimeter measurement And provides the information needed for such a solution.
이들 비선형 동시적인 방정식을 해결하는 한 방법은 임의적인 초기 포인트에서 문제를 선형화하고, 이 초기 포지션에 대한 보정을 반복적으로 찾아서 최종 솔루션으로 이끄는 것이다.One way to solve these nonlinear simultaneous equations is to linearize the problem at an arbitrary initial point, and iteratively finds corrections to this initial position and leads to the final solution.
이 방법은 X, Y, Z 솔루션에 대한 초기 추측을 사용하여서, 송신기의 중심은 로 사용된다.Using this initial guess for the X, Y, Z solution, the center of the transmitter .
최종 포지션 솔루션은 를 형성하는 것으로 가정한다.The final position solution . ≪ / RTI >
기하학적 범위는 에 대한 테일러 시리즈로 확장될 수 있다.The geometric range is Can be extended to the Taylor series.
여기서, 추정된 범위는 로 계산되고, 편도함수는 으로 주어진다.Here, the estimated range is , And the one-way function is .
이 실시예에서, 4개의 알려지지 않고 4개의 선형 방정식이 도시된다. 추가 범위 추정은 매트릭스에서 더 많은 행을 생산할 것이다. 결과는 아래 세트와 같다.In this embodiment, four unknown and four linear equations are shown. Additional range estimates will produce more rows in the matrix. The result is the same as the following set.
관측 행렬(observation matrix)의 마지막 행은 기압 고도계 측정을 나타낸다. 세 번째 열의 1은 모든 세 개의 범위에 대한 동일한 시간 바이어스를 나타낸다. 이들 방정식은 Ax = b의 형태이다. 솔루션 . 바로미터 측정없이 추가 측정이 상기 매트릭의 행 1에서 3과 마차가지로 추가 행이 하나 추가되는 것을 주목하라. 이 추가 측정은 수신기의 고도의 측정을 활성화 시킨다. 알려지지 않은 수 보다 더 많은 측정이 가능할 때, 솔루션은 로 주어진 A의 의사역행렬(pseudoinverse)에 기초하고, 최소 자승 솔루션(least squre solution)은 으로 주어진다는 것을 주목하라. 측정의 품질이 동일하지 않을 경우, 최소 자승 센스(least square sense)에서 방정식 Ax=b를 푸는 적합한 방법은 각각의 방정식으로부터 에러에 대한 SNR에 가중치 비례(weight proportional)를 사용하는 것이다. 이는 와 함께 솔루션 를 야기한다. 대각선 가중화 매트릭스 W는 측정의 잡음 분산에 대한 가중치 비례에 의해 형성된다. 이들 방정식의 솔루션은 X, Y, Z에 대한 델타 보정과 델타 타임 추정을 생산한다.The last row of the observation matrix represents the barometric altimeter measurement. A 1 in the third column represents the same time bias for all three ranges. These equations are of the form Ax = b. solution . Note that no additional measurement is added to the
이는 방법의 첫 번째 반복을 완성시킨다. 업데이트된 포지션과 타임 바이어스 추정은 초기 추측을 바꾸고, 알고리즘은 델타 파라미터가 아래 어떤 문턱값이 될 때까지 계속된다. 일반적인 정지 포인트는 기준을 위해 델타값이 아래 어떤 문턱값(가령, 1미터)일 것이다.This completes the first iteration of the method. The updated position and time bias estimates change the initial guess, and the algorithm continues until the delta parameter is below some threshold. A typical stopping point will be the threshold value (for example, 1 meter) below the delta value for the reference.
GPS에서 선형화된 방정식의 시스템은 알고리즘이 최종 사용자 로케이션으로 수렴하기 위하여 최소 자승과 사용자의 로케이션에 대한 초기 추측을 사용하여 푼다. 선형화는 위성 포지션과 사용자 포지션 사이의 거리가 지구상의 사용자 포지션과 추측된 포지션 사이의 거리보다 크다는 기본적인 가정에 근거한다. 지상파 환경(작은 기하를 가진)에서 동일한 세트의 방정식을 위하여, 초기 추측은 중심(상기한 바와 같이)에 근거할 수 있고, 포인트는 수신된 신호가 가장 강한 송신기로부터 근접하거나, 반복없이 공식의 시퀀스에 의한 폐쇄된 형태 솔루션을 주는 직접적인 방법에 의해 얻는다. 초기 추측이 중심 또는 수신된 신호가 가장 강한 송신기에 근접한 포인트일 경우, 초기 추측은 최소 자승법을 사용하여 개선된다. 초기 추측이 반복없이 공식의 시퀀스에 의해 폐쇄된 형태 솔루션을 주는 직접적인 방법에 의해 얻어질 경우, 초기 솔루션 그 자체는 최종 솔루션이고, 이러한 측정에서 기대 에러(expected error)를 사용함에 의해 가중화된 개개의 측정이 알려지지 않은 것보다 좀 더 많은 측정(그리고 따라서 방정식)이 있을 때만 최소 자승을 사용하여 개선된다(이는 신호 강도와 양각과 같은 파라미터로부터 얻음). 더구나, 측정의 시퀀스가 제 시간에 처리된다면, 상기와 같이 얻어진 솔루션은 칼만 필터(Kalman filter)로 전달되어 최정의 솔루션 "궤도(trajectory)"를 얻는다.The system of linearized equations in GPS solves the algorithm using the least squares and initial guess for the user's location to converge to the end-user location. The linearization is based on the basic assumption that the distance between the satellite position and the user position is greater than the distance between the user position on the earth and the assumed position. For the same set of equations in a terrestrial environment (with a small geometry), the initial guess can be based on the center (as described above), and the point is that the received signal comes from the strongest transmitter, Lt; RTI ID = 0.0 > closed < / RTI > If the initial guess is the center or the received signal is a point close to the strongest transmitter, the initial guess is improved using the least squares method. If the initial guess is obtained by a direct method of giving a closed form solution by a sequence of formulas without repeating, then the initial solution itself is the final solution, and the individual solutions weighted by using the expected error Is improved by using least squares only when there are more measurements (and therefore equations) than unknowns (obtained from parameters such as signal strength and embossing). Moreover, if the sequence of measurements is processed in time, the solution obtained as described above is transferred to a Kalman filter to obtain the ultimate solution "trajectory ".
지상파 경우에서 선형화 문제를 극복하는 또 다른 접근법은 비-선형 최소화 문제점(구체적으로, 가중화된 비-선형 최소 자승 문제)과 같은 방정식 세트를 공식화하는 것과 관계된다. 구체적으로, 최소화될 비-선형화 목적 함수는 와 같이 정의된다.Another approach to overcome the linearization problem in the terrestrial case involves formulating an equation set such as a non-linear minimization problem (specifically, a weighted non-linear least-squares problem). Specifically, the non-linearization objective function to be minimized is Respectively.
가중치 Wt는 측정된 범위 Ri의 SNR에 반비례하다. 수신기 로케이션의 최고의 추정은 목적함수를 최소화하는 (X,Y,Z,Δt)의 세트로 얻어진다. 바로미터 또는 다른 고도 지원하는 것은 목적 함수가 으로 수정된다.The weight W t is inversely proportional to the SNR of the measured range R i . The best estimate of the receiver location is obtained with a set of (X, Y, Z, DELTA t) that minimizes the objective function. Supporting a barometer or other altitude is an objective function .
이 방법에 기초한 포지션 솔루션은, 특히 작은 기하 지상파 시스템 구성하에서 좀더 안정적이고 강건하다.Position solutions based on this method are more stable and robust, especially under small geometric terrestrial system configurations.
이 구성에서, 수신기 좌표에서의 작은 변화가 관측 행렬을 현저하게 변화시키고 가끔은 선형화된 반복의 수렴의 부족으로 이어진다. 로컬 최소화(local minimum)으로의 수렴 또는 발산은 측정에서 잔여 바이어스(residual bias) 때문에 종종 더 발생하고, 이는 목적 함수의 모양에 영향을 주어 로컬 최소화가 존재할 수 있다. 잔여 바이어스는 실내/도시 캐년 환경에서 매우 흔하다. 상기 비-선형 공식화는 작은 기하 선형화 문제를 극복하는 것 말고도 측정 바이어스에 대하여 포지션 알고리즘을 강건하게 만든다.In this configuration, small changes in the receiver coordinates significantly change the observation matrix and sometimes lead to lack of convergence of the linearized iteration. Convergence or divergence to a local minimum is often caused by residual bias in the measurement, which may affect the shape of the objective function and thus local minimization may exist. Residual bias is very common in indoor / urban canyon environments. The non-linear formulation makes the position algorithm robust against the measurement bias as well as overcoming the small geometric linearization problem.
옵티멀 X, Y, Z를 얻기 위한 함수 f의 최소화를 수행하기 위한 한 접근법은 일반적인 알고리즘(가령 차분진화(differential evolution))을 사용하여 함수의 글로벌 최소화를 찾는 것이다. 이러한 알고르즘의 사용은, 복수-경로 바이어스가 범위 측정에 존재할 때, 솔루션은 작은 기하 지상파 포지셔닝에서 발생하는 로컬 최소화를 방지하도록 한다.One approach to minimizing the function f to obtain the optimizers X, Y, Z is to use a general algorithm (e.g., differential evolution) to find the global minimization of the function. The use of this algorithm allows the solution to avoid local minimization that occurs in small geo-terrestrial positioning when multi-path biasing is present in the range measurement.
선형화된 최소 자승 또는 비-선형화된 최소 자승 방법이 의사-범위 측정 방정식을 푸는데 사용되는 것과 관계없이, 품질 메트릭이 포지션 추정과 함께 제공되는 것이 중요하다. 포지션 품질 메트릭은 의사-범위 측정 방정식 잔여, 추정된 포지션에 대한 타워의 기하형상뿐만아니라 측정의 품질의 함수여야 한다. i번째 타워 측정에 대한 의사-범위 측정 잔여는 로 주어진다.Regardless of whether the linear least-squares or non-linearized least-squares method is used to solve the pseudo-range measurement equation, it is important that the quality metric is provided with the position estimate. The position quality metric should be a function of the pseudo-range measurement equation residual, the geometry of the tower relative to the estimated position as well as the quality of the measurement. The pseudo-range measurement residual for the i-th tower measurement is .
애버리지 가중화된 rms 의사-범위 잔여는 로 주어진다.Average weighted rms pseudo-range residuals are .
HDOP, VDOP,PDOP는 의 대각선 원소로부터 로 정의된다.HDOP, VDOP, PDOP From diagonal elements of .
특정 SNR에서의 의사-범위 RMS(root-mean-square) 에러는 로 정의된다. 여기서, f는 일반적으로 그 인수의 비-선형 단조 감수 함수이다. 함수 f는 신호BW와 수신기 BW의 함수로서 특정 수신기 구성에서 분석적으로 파생될 수 있고, 테이블 맵핑 SNR로서의 시뮬레이션에서 범위 에러까지 찾을 수 있다.The pseudo-range root-mean-square (RMS) error at a particular SNR is . Where f is generally a non-linear monotonic supervision function of the argument. The function f can be analytically derived in a particular receiver configuration as a function of the signal BW and the receiver BW and can be found in the range error in the simulation as the table mapping SNR.
2-D 포지션에 대한 품질 메트릭은 로 정의된다. 마찬가지로, 고도와 3-D 포지션에 대한 품질 메트릭은 으로 정의된다.The quality metric for the 2-D position is . Similarly, quality metrics for altitude and 3-D positions .
품질 αsms 원하는 신뢰도의 레벨에 기초하여 선택된다. 예를 들어, 3의 값은 95% 신뢰도를 얻는데 사용되나, 1의 값은 68% 신뢰도를 얻는데 사용된다.Quality < RTI ID = 0.0 > asms < / RTI > For example, a value of 3 is used to obtain 95% confidence, while a value of 1 is used to obtain 68% confidence.
WAPS 시스템을 사용하는 포지셔닝의 또 다른 방법은 다른 스킴에서 WAPS 기준 수신기의 사용과 관련있다. "차동 광역 포지셔닝 시스템"에서 도시되고, 타이밍 동기화의 맥락에서 논의된 바와 같이, WAPS 타워의 경도, 위도, 고도와 함께 시간 스탬프된(time-stamped) 기준 수신기 측정과 기준 수신기는 특정 시간-스탬프에서 WAPS 타워 송신들간의 타이밍 델타를 결정하는데 사용될 수 있다. 송신기들 간의 타이밍 델타가 알려지고 나면, 범위 방정식은 하나의 공통 시간 바이어스를 가지는 것으로 다시 감소될 수 있다. 그리고 나면, WAPS 수신기는 WAPS 데이터 스트림의 복조를 막을 수 있다(가령, 데이터 스트림으로부터 타이밍 보정을 추출하기). WAPS 수신기 측정은 서버로 보내질 수 있고, 그리고 나면, 포지션은 서버에서 계산되거나, 대안적으로, 기준 수신기 측정은 WAPS 수신기로 다시 전달될 수 있으며, 포지션은 거기서 계산될 수 있다. WAPS 타워의 위도, 경도 및 고도는 포지션 계산에서 이미 알려지고/사용가능하다고 가정한다. WAPS 데이터 스트림이 안전한 경우에, 이 차동 시스템은 타이밍 보정을 위하여 안전한 데이터 스트림으로부터 데이터를 뽑아낼 필요성을 없도록 할 수 있다.Another method of positioning using a WAPS system involves the use of WAPS reference receivers in other schemes. As discussed in the context of timing synchronization, shown in the "Differential Wide Area Positioning System", reference receiver measurements and time-stamped with the longitude, latitude and altitude of WAPS towers and reference receivers are shown at specific time-stamps Can be used to determine the timing delta between WAPS tower transmissions. Once the timing delta between the transmitters is known, the range equation can be reduced back to having a common time bias. The WAPS receiver can then prevent demodulation of the WAPS data stream (e.g., extract timing correction from the data stream). The WAPS receiver measurements can be sent to the server and then the position can be calculated at the server or, alternatively, the reference receiver measurements can be passed back to the WAPS receiver, and the position can be calculated there. The latitude, longitude, and altitude of the WAPS tower are assumed to be already known / available in the position calculation. When the WAPS data stream is secure, this differential system can eliminate the need to extract data from the secure data stream for timing correction.
WAPS 시스템으로부터 포지셔닝을 얻기 위한 또 다른 대안적인 방법은 RSSI 핑거-프린팅 기술(finger-printing technique)을 사용한다. WAPS 타워 송신 전력/로케이션 및 RSSI 레벨의 데이터베이스는 포지셔닝이 필요한 지역 내의 훈련 측정(training measurement)에 기초한 주어진 타겟 지역을 위해 설정된다. RSSI 데이터베이스 또한, 도래각(Angle of Arrival, AOA)과 함께 증가되어서 솔루션을 개션시킬 수 있다는 것을 주목하라. WAPS 수신기 RSSI 측정(및 가능한 AOA 측정)은 로케이션 추정을 얻기 위하여 이 데이터베이스를 찾는데 사용된다. WAPS RSSI 측정을 사용하는 대안적인 방법은 전파 모델(propagation model)(또는 단순한 보외법/보간법 기술)을 사용하여 측정을 범위 추정으로 전환하고, 그 다음에 삼변 측량술(tri-lateration)을 사용하여 포지션을 결정한다. 이들 핑거-프린팅 기술의 RSSI 측정은 범위로 변환할 수 있는 다른 측정으로 대체될 수 있다.Another alternative method for obtaining positioning from a WAPS system uses the RSSI finger-printing technique. A database of WAPS tower transmit power / location and RSSI level is set for a given target area based on training measurements within the area where positioning is required. Note that the RSSI database is also incremented with the Angle of Arrival (AOA), which allows the solution to be opened. The WAPS receiver RSSI measurements (and possible AOA measurements) are used to find this database to obtain location estimates. An alternative method of using the WAPS RSSI measurement is to convert the measurement to a range estimate using a propagation model (or a simple extrapolation / interpolation technique), and then use a tri-lateration to convert the position . RSSI measurements of these finger-printing techniques can be replaced by other measurements that can be converted into ranges.
WAPS 인프라스트럭쳐를 사용하여 포지션을 계산하는 대안적인 방법은 WAPS 타워 로케이션의 종래의 지식을 사용하지 않고, WAPS 시스템으로부터 포지셔닝을 얻기위한 블라인드 방법(blind method)을 사용한다. 이 방법에서, WAPS 타워의 근사적 로케이션은 현장 측정(가령, GNSS 태그된 로케이션에서 WAPS 타워 주위의 많은 각으로부터 RSSI를 측정하고, 그리고 나서 이들 로케이션의 RSSI에 기초하여 가중화된 애버리지를 사용하여 WAPS 타워 로케이션을 추정함에 의하여)에 의해 결정된다. 그리고 나서, RSSI 핑거-프린팅 방법 중 하나는 포지션을 결정하는데 사용된다(가령, 상기 단락에서 기술된 바와 같이).An alternative way to calculate a position using a WAPS infrastructure is to use the blind method to obtain positioning from the WAPS system without using the conventional knowledge of the WAPS tower location. In this way, the approximate location of the WAPS towers can be determined by measuring the RSSI from many angles around the WAPS tower in a field measurement (e.g., GNSS tagged location, and then using the weighted average based on the RSSI of these locations, By estimating the tower location). One of the RSSI fingerprinting methods is then used to determine the position (e.g., as described in the paragraph above).
WAPS 인프라스트럭쳐를 사용하여 포지션을 계산하는 대안적인 방법은 포지션 오프라인을 계산하는데 사용될 수 있다. 포지션 계산은 선택적으로 근사 포지션 및 WAPS 시간 태그와 함께, WAPS 수신기로부터의 WAPS 신호(가령, 저장된 데이터는 저 IF에서의 I 데이터 또는 베이스밴드에서의 IQ 데이터일 수 있음)의 샘플 세그먼트를 저장하는 것과 관계있다. 그것은 신호를 포착할 수 있는 충분한 샘플을 저장하는데 충분하다는 것을 주목하라. 샘플은 이후 시간에서, 탐색, 포착 및 WAPS 타워에 대한 범위를 계산하기 위하여 처리된다. 방법은 오프라인 데이터를 사용하여 타워 로케이션 및 서버 상의 중앙 데이터베이스에 저장될 수 있는 타이밍 보정 정보를 찾을 수 있다. 오프라인 포지션 계산의 방법은 장치상의 메모리만의 비용으로 WAPS 포지셔닝을 지탱할 수 있는 능력을 제공한다. 이 방법의 다른 이점은 WAPS IQ 데이터를 저장하기 위해 드는 시간이 매우 짧고, 포지션을 태그하는데 필요한 어플리케이션이 빠르고 간편하나, 정확한 포지션이 즉각적으로 요구되지는 않는다. 이 방법에 대한 가능한 하나의 어플리케이션은 사진의 지어-태깅(geo-tagging)일 수 있다.An alternative way to calculate a position using a WAPS infrastructure can be used to calculate the position offline. The position calculation may optionally include storing a sample segment of the WAPS signal from the WAPS receiver (e.g., the stored data may be I data at the low IF or IQ data at the baseband), along with the approximate position and WAPS time tag There is a relationship. Note that it is enough to store enough samples to capture the signal. The sample is then processed at a later time to calculate the range for the search, acquisition and WAPS towers. The method can use offline data to find timing correction information that can be stored in the tower location and in a central database on the server. The method of offline position calculation provides the ability to sustain WAPS positioning at the expense of only memory on the device. Another advantage of this method is that the time to save the WAPS IQ data is very short, the application needed to tag the position is fast and easy, but the exact position is not immediately required. One possible application for this method may be geo-tagging of photographs.
포지셔닝에 대한 또 다른 접근법은 상기 기재된 코드 위상 측정뿐만 아니라 캐리어 위상 측정을 사용한다. 캐리어 위상 측정은 로 기재될 수 있다.Another approach to positioning uses carrier phase measurements as well as code phase measurements described above. The carrier phase measurement . ≪ / RTI >
다양한 기술이 캐리어 위상 측정에서의 정수 모호성 N을 분해하는데 사용될 수 있다. 캐리어 위상 측정, 다중 주파수 및/또는 다른 방법에서의 측정이 모호성을 분해하는데 사용될 수 있다. 그 후, 시간 tk에서 캐리어 위상 측정은 정확한 초기 포지션으로부터 시작하는 포지션의 정확한 추적을 제공할 수 있다. 미래 시간에서 캐리어 위상 측정은 로 기재될 수 있다.Various techniques can be used to resolve the integer ambiguity N in the carrier phase measurement. Carrier phase measurements, multi-frequency and / or other methods of measurement can be used to resolve ambiguities. The carrier phase measurement at time tk can then provide an accurate tracking of the position starting from the correct initial position. Carrier phase measurements at future times . ≪ / RTI >
Ni는 캐리어 위상 측정이 사이클 슬립(cycle slip)을 갖지 않는 한(즉, 신호는 연속적인 위상 고정으로 추적되지 않아야 함) 변하지 않고, 새로운 로케이션은 최소 자승을 사용하여 계산된다. 대안적으로, 이들 측정은 칼란 필터에서 사용되어 새로운 포지션 상태를 업데이트할 수 있다. 위상 고정을 잃으면, 정수 모호성의 새로운 값이 계산될 필요가 있다.Ni does not change as long as the carrier phase measurement does not have a cycle slip (i. E. The signal should not be tracked with continuous phase locking), and the new location is calculated using the least squares. Alternatively, these measurements may be used in a color filter to update the new position state. If phase fixation is lost, a new value of integer ambiguity needs to be computed.
또 다른 접근법은 상기 기술된 바와 같이, 기준 수신기과 관련된 차동 포지셔닝을 사용한다. 차동 포지셔닝은 코드 측정 또는 캐리어 측정 또는 이 둘의 조합을 사용하여 행해질 수 있다. 하나의 차이 관측량(observable)은 기준 수신기(r)과 수신기( s)로부터 동일한 타워의 측정을 빼서 코드 위상과 캐리어 위상에 대해 계산된다.Another approach uses differential positioning associated with a reference receiver, as described above. Differential positioning can be done using code measurements or carrier measurements or a combination of both. One difference observable is computed for the code phase and the carrier phase minus the measurements of the same tower from the reference receiver r and the receiver s.
송신기에서 임의의 타이밍 에러가 이들 관측량에서 나타나지 않고, 이에 따라 시스템이 비동기화되거나 불완전하게 동기화될 때에도 포지션 솔루션이 가능하도록 하는 것을 주목하라. 또한, 대류층 지연량이 짧은 기준치(즉, 기준 수신기(r)과 수신기(s) 사이의 거리)에 대한 로컬 지역에서 상관되기 쉬우므로, 측정에서의 대류층 지연량 에러는 거의 삭제된다. 통신 채널은 포지션 계산을 위하여 기준 수신기(r)에서 수신기(s)로 보내는데 사용된다. 또는, 대안적으로, 수신기(s)와 수신기(r)는 범위와 캐리어를 포지션 계산을 위하여 서버와 통신될 필요가 있다.Note that any timing errors at the transmitter do not appear in these quantities, thus allowing position solutions even when the system is asynchronous or incompletely synchronized. Also, since the amount of delay of the convection layer is likely to be correlated in a local region with a short reference value (i.e., the distance between the reference receiver r and the receiver s), the error of the convection layer delay amount in the measurement is almost eliminated. The communication channel is used to send from the reference receiver r to the receiver s for position calculation. Or alternatively, receiver s and receiver r need to communicate with the server for position and range coverage calculations.
임의의 포지션 솔루션 방법에서, 수신기의 높이는 지형 지도 또는 바로메트릭 센싱에 배치하여 결정될 수 있다. 지도에 배치하여, 삼변측량하는 동안 사용자의 로케이션은 지형 데이터베이스와 결정된 사용자의 높이에 기초한 지형에 제한될 수 있다. 또한, 사용자의 높이는 지형 위의 어떤 높이내로 제한될 수 있다. 예를 들어, 그 지역에서 가장 높은 빌딩에 기초하여, 지형 위의 최대 고도는 제한될 수 있다. 이러한 유형의 제한은 높이 솔루션의 품질을 개선시킬 수 있다(가령, 바이어스된 범위 측정을 사용할 때, 가끔 생산되는 모호한 솔루션을 제거함에 의하여).In any position solution method, the height of the receiver can be determined by placing in a topographic map or directly in metric sensing. By placing on a map, the user's location during trilateration can be limited to terrain based on the terrain database and the height of the determined user. In addition, the height of the user can be limited to any height above the terrain. For example, based on the tallest building in the area, the maximum altitude on the terrain can be limited. This type of restriction can improve the quality of the height solution (eg by eliminating obscure solutions that are sometimes produced when using biased range measurements).
또한, 실내 빌딩 지도가 가능하다면, 정보(가능한 사용자 로케이션과 관련된 제한에 따라)는 포지션 솔루션을 지원하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 물리적 제한은 사용자 모션 모델을 제한하는데 사용될 수 있고, 이에 의해 칼만 포지션 필터를 추적하는 품질을 개선시킬 수 있다. 빌딩 지도의 또 다른 사용은 타워에서 실내 로케이션으로의 물리적 환경에 기초하여 특정 타워의 범위 측정의 품질을 결정/추정하는 것이다. 범위 품질의 더 우수한 추정은 더 우수한 포지션 추정을 유발하는 포지션 계산을 가중화하는데 사용될 수 있다.In addition, if indoor building maps are available, information (subject to possible user location related limitations) can be used to support position solutions. For example, physical constraints can be used to limit the user's motion model, thereby improving the quality of tracking the Kalman position filter. Another use of building maps is to determine / estimate the quality of range measurements of a particular tower based on the physical environment from tower to interior location. Better estimates of range quality can be used to weight position calculations leading to better position estimates.
바로메트릭 센서를 사용할 때, 교정된 바로메트릭 센서는 수신기 단말기가 고도상 위 아래로 움직임에 따른 기압차를 측정하는데 사용될 수 있다. 이는 다양한 고도에 대한 교정값 또는 수신기의 높이를 결정하기 위한 평균값과 비교된다.When using the metric sensor directly, the calibrated immediate metric sensor can be used to measure the air pressure differential as the receiver terminal moves up and down the altitude. This is compared to an average value to determine the calibration value for various elevations or the height of the receiver.
포지션 솔루션의 계산에서, 2-차원 포지션을 위해 요구되는 최소 3 측정보다 큰 추가 측정이 가능하다.In the calculation of the position solution, additional measurements greater than the minimum of three measurements required for the two-dimensional position are possible.
측정의 일관성을 확인하는 것에 기초한 수신기 무결성 모니터링은 "아웃라이어(outlier)" 측정을 제거하는데 사용된다. "아웃라이어" 측정은 송신기에서 타이밍 동기화의 손실 또는 복수 경로와 같은 채널 효과 때문일 수 있다.Receiver integrity monitoring based on verifying consistency of measurements is used to eliminate "outlier" measurements. "Outlier" measurements may be due to channel effects such as loss of timing synchronization or multiple paths at the transmitter.
고도를 결정하기 위한 고도계-기반한 접근법An altimeter-based approach to determining altitude
실시예의 WAPS 시스템은 사용자 고도의 결정을 지원하기 위한 고도계(압력 센서)를 포함한다. 압력 센서로부터 사용가능한 유일한 정보는 측정 시간 및 장소에서의 대기압이다. 이를 센서의 고도의 추정으로 변환하기 위하여, 정보의 많은 추가 부분이 요구된다. 다음과 같은, 공기 기둥의 무게에 기초한, 고도에 대한 압력과 관련된 표준 공식이 있다.The WAPS system of the embodiment includes an altimeter (pressure sensor) for supporting user altitude determination. The only information available from the pressure sensor is atmospheric pressure at the time and place of measurement. In order to convert this to a high estimate of the sensor, many additional parts of the information are required. There is a standard formula related to the pressure on altitude, based on the weight of the air column, as follows:
여기서, z1과 z2는 두 개의 고도이고, P1과 P2는 그 고도에서의 압력이며, T(K로의) 공기의 온도이다. R = 287.052m2/Ks2는 기체 상수이고, g = 9.80665 m/s2은 중력 가속도이다. 이 공식은 압력 차이에 대한 고도 차이를 결정하는 상대 정보를 제공한다는 것을 주목하라. 일반적으로 이 공식은 z2 = 0으로 함께 사용되어서, P2는 해면기압이다. 해면기압이 날씨와 로케이션에 따라 현저하게 변하기 때문에, 해면기압은 고도가 결정되는 지역에서의 온도와 기압을 추가할 필요가 있다. 표준 기압 상태(T = 15℃ 및 P = 101,325 Pa)를 적용할 때, 1 m 고도가 증가함에 따라 12.01 Pa 기압이 감소하는 것으로 밝혀졌다.Where z 1 and z 2 are two altitudes, P 1 and P 2 are the pressure at that altitude, and T is the temperature of the air (in K). R = 287.052 m 2 / Ks 2 is the gas constant, and g = 9.80665 m / s 2 is the gravitational acceleration. Note that this formula provides relative information that determines the altitude difference for the pressure difference. Typically this formula is used together with z 2 = 0, and P 2 is the atmospheric pressure. Since the pressure of the sea surface changes significantly with the weather and the location, the sea surface pressure needs to add the temperature and the pressure in the area where the altitude is determined. It was found that when applying the standard atmospheric pressure condition (T = 15 ° C and P = 101,325 Pa), the atmospheric pressure decreased by 12.01 Pa with increasing 1 m altitude.
이에 따라, 1m의 레졸루션에 따라 고도를 결정하기 위하여, 해면기압은 36Pa보다 더욱 세세하고 매우 정확하게 알려져야 한다. 또한, T는 켈빈 온도로 측정되기 때문에, 온도로 3℃(또는 K) 에러가 고도로 대략 1% 에러에 대응된다는 것을 주목하는 것이 바람직하다. 이는 해면보다 훨씬 위의 고도를 결정할 때, 그리고, 높게 솟은 빌딩에서 윗 층을 분해하는 것을 시도할 때 중요하게 될 수 있다. 이에 따라, 1m의 레졸루션을 가진 고도를 결정하기 위하여, 고정밀 및 고레졸루션을 가진 압력센서가 필요하다. 모바일 장치에 맞추기 위하여, 이들 센서는 저비용, 저전력 및 작은 크기이어야 한다. 상업적 날씨 등급 센서는 이 레벨의 정확도 또는 레졸루션을 제공하지 못하고, 고도를 결정하기에 요구되는 속도에서 업데이트되지 못하다는 것을 주목하라.Accordingly, in order to determine the altitude according to the resolution of 1 m, the sea surface pressure should be more precisely known and more detailed than 36 Pa. Also, since T is measured in Kelvin temperature, it is desirable to note that a 3 DEG C (or K) error in temperature corresponds to a high approximately 1% error. This can be important when deciding a higher altitude than the sea surface, and when attempting to disassemble the upstairs from a towering building. Accordingly, in order to determine the altitude with a resolution of 1 m, a pressure sensor with high precision and high resolution is needed. In order to fit into a mobile device, these sensors must be low cost, low power and small size. Note that the commercial weather grade sensor does not provide this level of accuracy or resolution, and is not updated at the rate required to determine the altitude.
1 m 정확성 까지 고도를 결정하는 열쇠는 충분히 지역적이고 충분히 정확한 기준 압력 정보를 제공하기 위한 시스템을 갖는 것이다. 변화하는 기상 변화를 포착하기 위하여 온도, 거리 및 시간에 있어서, 알려지지 않은 로케이션에 근접한 측정을 제공할 수 있어야 하고, 최종적으로 충분히 정확해야 한다. 이에 따라, 실시예의 시스템을 결정하는 고도는 다음 요소를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 충분한 정확성을 가진 알려지지 않은 로케이션에서의 압력과 온도를 결정하는 모바일 센서, 충분한 정확성을 가진 알려진 로케이션에서의 압력과 온도를 결정하고, 비알려진 로케이션에 충분히 근접한 기준 센서의 어레이, 모든 기준 센서 데이터, 기준 센서 로케이션 및 다른 증가 정보를 입력하고 WAPS 네트워크 내의 관심 로케이션에서 정확한 기준 압력 추정을 생산하는 보간법-기반 추정 알고리즘, 충분히 시기 적절한 방식으로 기준 정보를 제공하기 위한 기준 센서와 모바일 센서 사이의 통신 링크이다. 이들 요소 각각은 이하 자세히 기술된다.The key to determining altitude to 1 m accuracy is to have a system that is sufficiently localized and sufficiently accurate to provide reference pressure information. It should be able to provide measurements close to unknown locations in temperature, distance and time to capture the changing weather changes, and finally be accurate enough. Accordingly, the altitude for determining the system of the embodiment includes, but is not limited to, the following elements. A mobile sensor that determines the pressure and temperature at unknown locations with sufficient accuracy, the pressure and temperature at a known location with sufficient accuracy, and an array of reference sensors close enough to the unknown location, all reference sensor data, An interpolation-based estimation algorithm that inputs sensor location and other incremental information and produces an accurate reference pressure estimate at a location of interest within the WAPS network, a communication link between the reference sensor and the mobile sensor to provide reference information in a sufficiently timely manner. Each of these elements is described in detail below.
도 27은 실시예에서, 기준 고도 압력 시스템의 블럭도이다. 일반적으로, 기준 고도 압력 시스템 또는 기준 시스템은 적어도 기준 센서 유닛 세트를 포함하는 기준 센서 어레이를 포함한다. 각 세트의 기준 센서 유닛은 알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함한다. 또한, 시스템은 리모트 수신기의 포지션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하거나 연결된 리모트 수신기를 포함한다. 프로세서 상에서 운영되는 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기와 연결되거나 리모트 수신기의 부품이다. 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터와 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛으로부터의 기준 데이터를 사용하는 리모트 수신기의 포지션에서 기준 압력 추정을 생산한다. 포지셔닝 어플리케이션은 기준 압력 추정을 사용하는 리모트 수신기의 고도를 계산한다.27 is a block diagram of a reference altitude pressure system in an embodiment. Generally, the reference altitude pressure system or reference system includes at least a reference sensor array comprising a set of reference sensor units. Each set of reference sensor units includes at least one reference sensor unit located at a known location. In addition, the system includes a standby sensor that collects waiting data at the position of the remote receiver, or it includes a connected remote receiver. The positioning application running on the processor is connected to the remote receiver or is part of the remote receiver. The positioning application produces a reference pressure estimate at the position of the remote receiver using the atmospheric data and the reference data from the reference sensor unit of the reference sensor array. The positioning application calculates the altitude of the remote receiver using the reference pressure estimate.
좀 더 구체적으로, 기준 고도 압력 시스템은 충분한 정확성을 가지고 비알려진 로케이션에서 압력과 온도를 결정하는 모바일 센서를 포함하고, 모바일 센서는 리모트 수신기의 부품이거나 그와 연결된다. 시스템은 기준 센서 어레이를 포함하고, 상기 기준 센서 어레이는 알려진 로케이션에서 압력과 온도를 정확히 결정하는 적어도 하나의 기준 센서를 포함하며, 상기 기준 센서는 리모트 수신기의 로케이션에 적절하다. 기준 센서 유닛은 리모트 수신기 및/또는 중간 장치(가령, 리피터등, 미도시)와 통신하여 기준 정보를 제공한다. 시스템은 실시예에서, 포지셔닝 어플리케이션을 포함하고, 상기 포지셔닝 어플리케이션은 모든 기준 센서 데이터, 기준 센서 로케이션 및 다른 증가 정보를 입력하고, 관심 로케이션에서 비교적 정확한 기준 압력 추정치를 생산하는 보간법-기반 추정 알고리즘이다. 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기의 구성일 수 있고, 리모트 서버 또는 다른 처리장치의 호스트일 수 있으며, 리모트 수신기와 리모트 처리 장치 사이에 분포될 수 있다.More particularly, the reference elevation pressure system includes a mobile sensor that has sufficient accuracy and determines pressure and temperature at a known location, and the mobile sensor is or is connected to a remote receiver. The system includes a reference sensor array, said reference sensor array comprising at least one reference sensor for accurately determining pressure and temperature at known locations, said reference sensor being suitable for the location of the remote receiver. The reference sensor unit communicates with a remote receiver and / or an intermediate device (e.g., a repeater, etc.) to provide reference information. The system includes, in an embodiment, a positioning application, which is an interpolation-based estimation algorithm for inputting all reference sensor data, reference sensor location and other incremental information, and producing a relatively accurate reference pressure estimate at the location of interest. The positioning application may be a configuration of a remote receiver, a host of a remote server or other processing device, and may be distributed between the remote receiver and the remote processing device.
도 28은 실시예에서, 기준 고도 압력 시스템을 포함하는 WAPS의 블럭도이다. 본 명세서에서 기술된 바와 같이, WAPS는 동기화된 비콘의 네트워크, 비콘 및/또는 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 위성을 포착하고 추적하는 수신기 유닛(그리고, 선택적으로 위치 계산 엔진을 가짐) 및 타워의 인덱스, 빌링 인터페이스, 전용 암호 알고리즘(그리고, 선택적으로 위치 계산 엔진)을 포함하는 서버를 포함한다. 시스템은 허가된/비허가된 작동 밴드에서 작동하고 로케이션과 네비게이션을 위한 전용 파형을 전송한다. WAPS 시스템은 좀 더 정확한 로케이션 솔루션을 제공하기 위하여, 다른 포지셔닝 시스템 또는 센서 시스템과 연결되어 사용될 수 있다. 기준 압력 추정을 사용하여 계산되는 리모트 수신기의 고도는 임의의 포지션 로케이션 시스템에서, 고도 추정과 같은 명시적으로 또는 포지션 계산을 지원하는 암시적으로 사용될 수 있다는 것을 주목하라.28 is a block diagram of a WAPS including a reference altitude pressure system in an embodiment. As described herein, a WAPS includes a receiver unit (and optionally a location calculation engine) and a tower index, which collects and tracks a network of synchronized beacons, beacons and / or global positioning system (GPS) A billing interface, a dedicated encryption algorithm (and, optionally, a location calculation engine). The system operates in an authorized / unlicensed operating band and transmits dedicated waveforms for location and navigation. The WAPS system can be used in conjunction with other positioning systems or sensor systems to provide a more accurate location solution. Note that the altitude of the remote receiver calculated using the reference pressure estimate can be implicitly used in any position location system, such as altitude estimation, or explicitly to support position calculation.
한 예시적인 시스템은 기준 고도 압력 시스템을 WAPS에 통합시킨다. 일반적으로, 통합된 시스템은 지상파 송신기 네트워크를 포함하고, 상기 지상파 송신기 네트워크는 포지셔닝 신호를 방송하는 송신기를 포함하며, 상기 포지셔닝 신호는 적어도 하나의 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함한다. 범위 신호는 상기 범위 신호를 방송하는 송신기에 대한 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함한다. 시스템은 알려진 로케이션에 포지션된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이를 포함한다. 리모트 수신기는 상기 리모트 수신기의 포지션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하거나 연결된다. 프로세서 상에서 운영되는 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기와 연결되거나 그 구성이다. 포지셔닝 어플리케이션은 기준 센서 어레이의 기준 센서 유니트 세트로부터의 대기 데이터 및 기준 데이터를 사용하는 리모트 수신기의 포지션에서 기준 압력 추정을 생산한다. 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기의 포지션을 계산하고, 이는 고도를 포함하고, 적어도 하나의 포지셔닝 신호와 위성 신호로부터 파생된 기준 압력 추정과 정보를 사용하며, 상기 포지셔닝 신호와 위성 신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이다.One exemplary system integrates a reference elevation pressure system into the WAPS. Generally, an integrated system includes a terrestrial transmitter network, and the terrestrial transmitter network includes a transmitter for broadcasting a positioning signal, the positioning signal including at least one ranging signal and positioning system information. The range signal includes information used to measure the distance to the transmitter that broadcasts the range signal. The system includes a reference sensor array including at least one reference sensor unit positioned at a known location. The remote receiver includes or is coupled to a standby sensor that collects standby data at the position of the remote receiver. The positioning application running on the processor is connected to or configured with a remote receiver. The positioning application produces a reference pressure estimate at the position of the remote receiver using the atmospheric data and reference data from the reference sensor unit set of the reference sensor array. The positioning application calculates the position of the remote receiver, which includes altitude and uses a reference pressure estimate and information derived from the at least one positioning signal and the satellite signal, wherein the positioning signal and the satellite signal are received by a satellite- Signal.
좀 더 구체적으로, 이 통합된 시스템은 충분한 정확성을 가지고 비알려진 로케이션에서 압력과 온도를 결정하는 모바일 센서를 포함한다. 모바일 센서는 리모트 수신기의 구성 또는 그와 연결되나, 이에 제한되지 않는다. 시스템은 기준 센서 어레이를 포함하고, 상기 기준 센서 어레이는 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하며, 상기 기준 센서 유닛은 알려진 로케이션에서 압력과 온도를 정확히 결정하고, 상기 알려진 로케이션은 리모트 수신기의 로케이션이 적절하다. 기준 센서 유닛은 리모트 수신기 및/또는 중간 장치(가령, 서버, 리피터 등, 미도시)와 통신하여 기준 정보를 제공한다. 기준 센서 유닛은 하나 이상의 WAPS 송신기와 병치될 수 있고, 및/또는 다른 알려진 로케이션에 별도로 위치될 수 있다. 시스템은, 실시예에서, 포지셔닝 어플리케이션을 포함하고, 상기 포지셔닝 어플리케이션은 모든 기준 센서 데이터, 기준 센서 로케이션 및 다른 증가 정보를 입력하고, 관심 로케이션에서 비교적 정확한 기준 압력 추정치를 생산하는 보간법-기반 추정 알고리즘이다. 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기의 구성일 수 있고, 리모트 서버 또는 다른 처리장치의 호스트일 수 있으며, 리모트 수신기와 리모트 처리 장치 사이에 분포될 수 있다.More specifically, the integrated system includes mobile sensors that determine pressure and temperature at unknown locations with sufficient accuracy. The mobile sensor is connected to, or is not limited to, the configuration of the remote receiver. The system includes a reference sensor array, wherein the reference sensor array includes at least one reference sensor unit, the reference sensor unit accurately determining pressure and temperature at a known location, and the known location is the location of the remote receiver Do. The reference sensor unit communicates with a remote receiver and / or an intermediate device (e.g., server, repeater, etc., not shown) to provide reference information. The reference sensor unit may be juxtaposed with one or more WAPS transmitters, and / or separately located at other known locations. The system includes, in an embodiment, a positioning application, which is an interpolation-based estimation algorithm for inputting all reference sensor data, reference sensor location and other increment information, and producing a relatively accurate reference pressure estimate at the location of interest . The positioning application may be a configuration of a remote receiver, a host of a remote server or other processing device, and may be distributed between the remote receiver and the remote processing device.
상기한 바와 같이, 모바일 센서는 레졸루션과 정확성을 가지고 압력을 결정할 수 있고, 이는 36Pa보다 훨씬 세세해야 한다. 많은 압력 센서는 비-이상 센서 성능에 대한 보상을 제공하기 위하여 내장형 온도 센서를 가지나, 자체-발열 효과(self-heating effect) 때문에, 이들 센서는 외부 공기 온도에 대한 충분히 정확한 측정을 제공하지 못할 수 있다. 정확한 센서가 시판되지 않는 경우라도, 적절한 레졸루션을 가진 센서가 사용가능하다면, 이들 센서는 바닥에서 고도 추정을 위해 사용될 수 있다. 실시예의 모바일 센서는 대략 36 파스칼 보다 적은 레졸루션을 가진 기준 압력 데이터를 결정하고, 대략 섭씨 3도 이하의 레졸루션을 가진 온도 데이터를 결정한다.As mentioned above, the mobile sensor can determine the pressure with resolution and accuracy, which must be much finer than 36Pa. Many pressure sensors have built-in temperature sensors to provide compensation for non-ideal sensor performance, but because of the self-heating effect, these sensors may not provide a sufficiently accurate measurement of the outside air temperature have. Even if accurate sensors are not available, these sensors can be used for altitude estimation at the bottom if sensors with appropriate resolution are available. The mobile sensor of the embodiment determines the reference pressure data with a resolution of less than about 36 Pascals and determines the temperature data with a resolution of about 3 degrees Celsius or less.
이들 센서는 타고난 단기간 및 장기간 안정성 문제를 가지고, 이는 최신 필터링 기술에 의해 보정되어서 몇 몇 샘플로 평균화할 수 있다. 또한, 각각의 센서는 가령, 참조표에 의해 교정 또는 보상될 필요가 있는 온도 변화를 가져서 오프셋을 가진다.These sensors have inherent short-term and long-term stability problems, which can be corrected by modern filtering techniques and averaged over several samples. Each sensor also has an offset, for example, with a temperature change that needs to be calibrated or compensated by a look-up table.
충분한 교정으로, 이들 센서는 필요한 정확성을 제공해야 한다. 또한, 일부 센서는 고속의 모션에 민감할 수 있다. 고속 또는 가속이 발견될 때, 일부 경험적인 법칙이 압력 정보의 사용을 제한하는데 사용될 수 있다. 그러나, 고속은 실내 환경에서 거의 드물다. 고속으로 이동할때, GPS 포지셔닝과 맵 데이터는 일반적으로 충분한 수직 포지션 정보를 제공한다.With sufficient calibration, these sensors must provide the required accuracy. In addition, some sensors may be sensitive to high speed motion. When speed or acceleration is found, some empirical laws can be used to limit the use of pressure information. However, high speed is rarely found in an indoor environment. When moving at high speed, GPS positioning and map data generally provide sufficient vertical position information.
또한, 센서는 외부 공기에 노출되나, 바람, 통풍 또는 다른 공기 이동에 노출되지 않는 방식으로 장착되어야 한다는 것을 주목해야 한다. 일반적인 소비자 제품에 장착 또는 내부 포지셔닝은 수용가능한 결과를 생산해야한다. 배터리 구획과 연결부는 센서에 도달하는 외부 공기를 위해 간접적인 경로를 제공하는 반면, 직접적인 공기 이동을 방지한다. 그러나, 방수 장치는 외부에 접근하는 센서를 제공하기 위하여 특별한 준비가 필요할 것이다.It should also be noted that the sensor must be mounted in such a way that it is exposed to outside air, but not exposed to wind, drafts or other air movement. Mounting or internal positioning on a typical consumer product should produce acceptable results. The battery compartment and connections provide an indirect path for the outside air to reach the sensor, while preventing direct air movement. However, the waterproofing device will require special preparation to provide a sensor that approaches the outside.
기준 센서는 매우 작은 부피와 전용 위치에서 전개되어서, 기준 시스템에서 비교적 우수한 정확성을 얻을 수 있고, 모바일 센서에 전반적인 에러 할당의 부피를 배치하는 것이 가능하도록 한다. 날씨 고도계와 항공기 고도계와 같은 절대 압력 센서를 위한 기존 시장은 실시예의 어플리케이션과 동일한 높은 정확성의 요구사항을 가지지 않는다. 기준 어플리케이션에서, 실시예는 그들 측정을 평균화함에 의해 개선된 정확성을 위하여 그리고 중복성을 위하여, 복수의 센서를 사용한다. 또한, 센서는 온도 범위를 제한하기 위하여 패키지될 수 있고, 센서는 노출되고, 바람직하게는 이 제한된 온도 범위를 위하여 센서가 교정된다.The reference sensor can be deployed in a very small volume and in a dedicated position to obtain relatively good accuracy in the reference system and make it possible to place a volume of overall error allocation in the mobile sensor. Existing markets for absolute pressure sensors, such as weather altimeters and aircraft altimeters, do not have the same high accuracy requirements as the application of the embodiment. In a reference application, embodiments use a plurality of sensors for improved accuracy and for redundancy by averaging their measurements. In addition, the sensor can be packaged to limit the temperature range, the sensor is exposed, and preferably the sensor is calibrated for this limited temperature range.
기준 시스템은 대략 몇 초 내지 몇 분의 시간 척도로 정확성을 개선시키기 위하여, 다른 개개의 필터 측정을 평균화해야 한다. 기준 센서의 높이는 '센티미터' 레벨로 정확하게 측정되어야 한다. 외부 공기 온도는 연속적으로 측정되고 기록되어야 한다. 센서는 공기 압력을 측정하기 위하여 외부 공기에 노출되어야 하나 바람, 통풍 또는 다른 유효 공기 이동(칸막이 또는 다른 패키징이 센서로 간접적인 경로를 따라 공기를 안내하는데 사용됨)에 노출되지 않아야 한다. 센서는 외부 공기 압력의 측정을 막기 때문에, 방수 클로저에 밀봉되어서는 안된다. 실시예의 기준 센서는 대략 36 파스칼보다 작은 레졸루션을 가진 기준 압력 데이터를 결정하고, 대략 섭씨 3도 이하인 레졸루션을 가진 온도를 결정한다.The reference system should average other individual filter measurements to improve accuracy on a time scale of approximately seconds to minutes. The height of the reference sensor must be accurately measured at the 'centimeter' level. The outside air temperature shall be continuously measured and recorded. The sensor should be exposed to outside air to measure air pressure, but not to the wind, vent, or other effective air movement (the partition or other packaging is used to guide air along an indirect path to the sensor). The sensor should not be sealed to a waterproof closure, since it prevents measurement of external air pressure. The reference sensor of the embodiment determines the reference pressure data with a resolution of less than about 36 pascals and determines the temperature with a resolution of about 3 degrees Celsius or less.
실시예는 보간법-기반 기준 압력 추정을 활성화시킨다. 타월 로케이션과 다른 증가 정보뿐만 아니라, 각각의 WAPS 송신기 타워에서의 압력 측정과 온도 측정을 고려해 볼 때, 실시예는 사용자 높이 추정에 대한 기준값으로서, 모바일 사용자 로케이션에서 해면기압을 예측한다. 따라서, 대기압 표면 그래디언트 모델(gradient model)이 생성되고, 각각의 타워 위치에서의 압력 측정은 모델의 로컬 수정을 위한 샘플 데이터로서 제공한다. 따라서, 이 추정 알고리즘은 비콘 타워에서 포착된 직접 측정과 같이, 사용자 로케이션에서 비교되는 기준 압력 정확성을 교정한다.The embodiment activates interpolation-based reference pressure estimation. Considering pressure measurement and temperature measurement at each WAPS transmitter tower, as well as tow location and other incremental information, the embodiment predicts the sea surface pressure at the mobile user location as a reference value for user height estimation. Thus, an atmospheric pressure surface gradient model is created, and pressure measurements at each tower location are provided as sample data for local modification of the model. Thus, this estimation algorithm corrects the reference pressure accuracy compared at the user location, such as a direct measurement captured at the beacon tower.
이 보간법의 공식의 설명은 아래에 기술된다. WAPS 네트워크 중 하나네에서, n 개의 송신기 타워에서의 주어진 기준 바로메트릭 압력 센서를 고려하면, 등가적인 해면기압은 기준 센서 출력에 기초하여 추정된다. 이는 두 단계에서 행해지나, 이에 제한되지 않는다.The description of the formula for this interpolation method is described below. In one of the WAPS networks, considering a given reference barometric pressure sensor at n transmitter towers, an equivalent sea level pressure is estimated based on the reference sensor output. This is done in two steps, but is not limited thereto.
첫 번째 단계로서, 송신기 타워 i 에서의 해발 기준 센서 높이 hi(미터 단위), 압력 pi(파스칼 단위) 및 온도 Ti(켈빈 단위)가 기준 센서에서 기재된 것을 고려하면,등가적인 해면기압 Pi(파스칼 단위)는 로케이션에서 경도 xi 위도 yi(도 단위)로서 공식 을 사용하여 계산되고, 여기서, g는 중력 가속도 상수이고, R은 공기에 대한 특정 기체 상수이다. 두 번째 단계로서, WAPS 네트워크의 모든 n 개의 송신 로케이션에서의 등가적인 해면기압을 계산하고, WAPS로 사용자의 경도 정보 x0와 경도 정보 y0를 얻은 후에, 등가적인 해면 압력은 사용자 로케이션 P0에서 공식 으로 추정되고, 여기서, Wi = Wi(x0,y0,xi,yi)는 사용자 로케이션과 기준 위치 i 로케이션에 의존하는 가중치 함수이다.As a first step, considering the reference height sensor h i (in meters), pressure p i (in pascals) and temperature T i (in Kelvin) of the reference sensor in the transmitter tower i, i (in Pascal) is the longitude x i in the location and the latitude y i (in degrees) , Where g is the gravitational acceleration constant and R is the specific gas constant for the air. As a second step, after calculating equivalent surface pressure at all n transmission locations of the WAPS network and obtaining the user's hardness information x 0 and hardness information y 0 with WAPS, the equivalent sponge pressure is calculated at the
실시예의 통신 링크는 모바일 센서에 의해 사용되는 정보를 제공한다. 실시예는 몇 초 내지 몇 분마다 한 번씩 업데이트되는 압력을 방송하나, 이에 제한되지 않는다.The communication link of the embodiment provides the information used by the mobile sensor. The embodiment broadcasts a pressure that is updated once every few seconds to several minutes, but is not limited thereto.
기준 시스템이 드물게 기준 정보를 방송한다면, 모바일 유닛은 다음 중 적어도 하나를 수행한다. 마지막 정보를 수신하고 저장하기 위하여 방송을 연속적으로 모니터링 하여, 상기 마지막 정보가 다음 방송 전에 필요한 경우를 대비하거나, 새로운 고도를 계산하기 전에 다음 방송을 기다리거나, 필요시 마지막 정보에 대한 기준 시스템을 "풀(pull)' 또는 쿼리(query)하는 것이다. 정보를 방송하는 기준 시스템을 가지는 것 보다 실시예의 풀 접근법은 시스템 대역폭을 최소화시킨다. 그러나, 풀은 기준 시스템과 모바일 간의 투-웨이 통신을 사용하고, 복수의 기준 위치가 모바일 계산에 사용되기 때문에, 모방일은 어느 기준 위치가 쿼리되었는지를 결정하는 것이 요구된다. 대기 기간을 낮추면서도 모바일에 의하여 모니터링을 최소화시키기 위한 좋은 절충안은 측정을 업데이트하는데 걸리는 시간보다 더 자주 그 데이터를 방송하는 기준 시스템을 가진다.If the reference system rarely broadcasts the reference information, then the mobile unit performs at least one of the following: It is also possible to continuously monitor the broadcast to receive and store the last information, to prepare for the next broadcast before the next broadcast, to wait for the next broadcast before calculating the new altitude, Quot; pull " or query. A full approach of the embodiment minimizes system bandwidth rather than having a reference system that broadcasts information. However, the pool uses two-way communication between the reference system and mobile A good compromise to minimize monitoring by the mobile while lowering the waiting period is the time it takes to update the measurement, since it is necessary to determine which reference position was queried, With a reference system that broadcasts the data more frequently All.
실시예는 정보 내용에 대한 두 개의 가능한 접근법을 포함한다. 첫 번째 접근법은 모든 계산을 수행하는 모바일을 가지고, 이 경우 기준에 의해 보내진 정보는 다음을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 이는 0.1-0.2 m 정확성을 가진 기준 센서의 높이와 기준 위치의 측정된 온도(어떤 필터링 후에), 1 Pa 정확성을 가진 기준 위치에서 측정된 공기의 압력(필터링, 센서 온도 보상, 및 오프셋과 같은 다른 로컬 교정 후에) 및 신뢰도 측정이다.The embodiment includes two possible approaches to information content. The first approach has a mobile that performs all calculations, in which case the information sent by the criterion includes, but is not limited to: This means that the height of the reference sensor with 0.1-0.2 m accuracy and the measured temperature of the reference position (after any filtering), the pressure of air measured at the reference position with 1 Pa accuracy (filtering, sensor temperature compensation, After local calibration) and reliability measurements.
대안적으로, 기준 위치는 그 온도와 압력 측정으로 사용하여 등가적인 해면기압을 계산할 수 있다. 이 접근법이 사용된다면, 방송도리 정보의 리스트는 다음을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 이는 1 미터 정확성을 가진 기준 로케이션(경도와 위도), 0.1-0.2m 정확성을 가진 기준 센서의 높이, 기준 위치에서 계산된 등가적인 해면기압(1 Pa 정확성을 가진), 신뢰도의 측정이다.Alternatively, the reference position can be used for its temperature and pressure measurements to calculate the equivalent sea level pressure. If this approach is used, the list of broadcast information includes, but is not limited to: This is a measure of reliability, with a reference location (hardness and latitude) with a 1 meter accuracy, a height of the reference sensor with an accuracy of 0.1-0.2 meters, equivalent sea surface pressure (with 1 Pa accuracy) calculated at the reference location.
또한, 실시예는 송신된 데이터의 비트를 감소시키나, 어떤 알려진 상수에 대한 데이터의 각 부분을 방송한다. 예를 들어, 기준 위치는 모바일 위치에 비교적 근접하여, 역할을 다할 경도와 위도의 정수부분은 남기고, 분수도(fractional degree)만 송신될 수 있다. 마찬가지로, 일반적으로 대략 105 파스칼이지만, 기압은 표준 대기압으로부터 몇 천 Pa로 달라진다. 이에 따라, 실시예는 표준 대기압으로부터 오프셋을 방송하여 절대 압력을 방송하는 것에 비해 대역폭을 감소시킨다.The embodiment also reduces the bits of the transmitted data, but broadcasts each part of the data for some known constant. For example, the reference location may be relatively close to the mobile location, leaving only the integer part of latitude and fractional degrees to fulfill the role. Likewise, it is generally about 10 5 pascals, but the air pressure varies from standard atmospheric pressure to several thousand Pa. Thus, the embodiment broadcasts offsets from standard atmospheric pressure to reduce bandwidth compared to broadcasting absolute pressure.
GPS 또는 유사한 시스템으로 부터 얻은 경도와 위도는 도시 어플리케이션에서 특히 유용하지 못하다. 그 대신에, 데이터베이스가 경도와 위도를 거리 주소로 맵핑하는 것이 요구된다. 고도는 수직 디멘젼에서 유사한 제한을 가진다. 유용한 파라미터는 어느 층에 사람이 있는지이다. 이는 지면 고도의 데이터베이스와 빌딩의 각 층의 높이에 접근한다면, 고도 정보로부터 정확히 결정될 수 있다. 대략 3층까지의 낮은 빌딩으로서는, 맵핑 또는 유사한 데이터베이스와 층 높이 추정으로부터 지면 고도를 충분히 알 수 있다. 더 큰 빌딩에 대해서는 층 높이에 대한 좀 더 종확한 정보가 요구된다The longitude and latitude obtained from GPS or similar systems are not particularly useful in urban applications. Instead, the database is required to map longitude and latitude to distance addresses. Elevation has similar limitations in vertical dimensions. A useful parameter is the layer on which the person is. This can be precisely determined from the altitude information if it is approaching the height of each floor of the database and the building at ground level altitude. For buildings as low as about three stories high, ground elevation can be known from mapping or similar databases and layer height estimates. For larger buildings, more precise information on floor height is required
이는 스마트 러닝 알고리즘을 실행하기 위한 기회를 제시한다. 예를 들어, 한 사람은 셀 폰이 바닥에서 1 m 내지 2 m에서 운반될 것이라고 가정한다. 이에 따라, 실시예의 시스템은 빌딩 내의 많은 셀 폰의 고도를 축적할 수 있고, 여기서 데이터는 각 층으로부터 1.5 m 무리로 예상된다. 충분한 데이터로, 빌딩 내의 각 층의 높이에 대한 신뢰도를 성장시킬 수 있다. 이에 따라, 데이터베이스는 시간에 걸쳐 학습되고 정제될 수 있다. 이러한 알고리즘은 층 사이에 경사 또는 중이층을 가진 빌딩내에서 더욱 복잡해지나, 대부분의 빌딩에 대해서 유용한 데이터를 여전히 생산할 수 있다.This presents an opportunity to implement smart learning algorithms. For example, one assumes that the cell phone will be carried at 1 m to 2 m from the floor. Thus, the system of the embodiment can accumulate the altitude of many cell phones in a building, where the data is expected to be in the 1.5 m cluster from each layer. With sufficient data, the reliability of the height of each layer in the building can be increased. Accordingly, the database can be learned and refined over time. These algorithms are more complex in buildings with sloped or middle stories between the layers, but still produce useful data for most buildings.
센서 오프셋과 부분적으로 다른 파라미터는 제조시에 교정될 수 있다. 이는 기준 정보를 제공하는 알려진 우수한 센서로, 온도와 압력의 범위를 통하여 센서를 사이클링(cycling)함에 의하여 가능하다. 이들 교정 파라미터는 수명과 함께 천천히 전전한다. 따라서, 실시예는 알고리즘을 사용하여 점차적으로 시간에 걸쳐 교정을 업데이트한다(가령, 알고리즘은 언제 센서가 알려진 높이에서 정지되고, 이들 조건하에서 교정 테이블을 업데이트 하는지 인식함).The sensor offset and partially different parameters can be calibrated at the time of manufacture. This is a known good sensor that provides reference information and is possible by cycling the sensor over a range of temperatures and pressures. These calibration parameters slowly travel with their lifetime. Thus, the embodiment updates the calibration progressively over time using algorithms (e.g., the algorithm recognizes when the sensor is stopped at a known height and updates the calibration table under these conditions).
사람의 로케이션을 결정하는 일반적인 어플리케이션뿐만 아니라, 실싱예는 절대 고도 정보를 필요치 않은, 좀 더 정확한 상대적인 고도 정보를 사용하는 특별한 어플리케이션을 포함할 수 있다. 예를 들어, 빌딩내에서 넘어진 소방관을 찾는 것은 절대 위치만큼 중요하지는 않지만, 알려진 구조 그룹에 관하여 넘어진 사람의 위치가 요구된다. 상대적인 포지셔닝에서 추가 정확도는 어플리케이션의 초기에 추가적인 수동 단계를 가짐에 의해 가능해질 수 있다. 예를 들어, 모든 소방관은 들어가기 전에 빌딩 입구와 같은 알려진 로케이션에서 트랙커(tracker)를 개시할 수 있다. 그 포인트에 대한, 이에 따라 서로에 대한 그들의 포지션은 절대 고도는 정확하지 않고, 날씨와 관련된 압력이 완전히 보상하지 못한다 하더라도, 일정 기간 동안 꽤 정확히 결정될 수 있다. 마찬가지로, 절대 측정으로부터 시판되는 것 보다 좀 더 정확성을 요구하는 쇼핑 관련 어플리케이션은 사용자가 몰에서 알려진 포인트에서 버튼을 누름에 의해 실행될 수 있다. 그리고 나서, 그 포인트에 대한 그들의 포지션은 일정 기간 꽤 정확히 결정된다.In addition to general applications for determining a person's location, a silk-yer may include special applications that use more accurate relative altitude information that does not require absolute altitude information. For example, looking for a fallen firefighter in a building is not as important as absolute location, but it requires the location of a fallen person in relation to a known rescue group. In relative positioning, additional accuracy can be enabled by having additional manual steps at the beginning of the application. For example, all firefighters may initiate a tracker at a known location, such as a building entrance, before entering. Their position on the point, and thus their relative to each other, can be determined quite accurately over a period of time, even though the absolute altitude is not precise and the weather-related pressure does not fully compensate. Similarly, shopping-related applications that require more accuracy than are available from absolute measurements can be executed by the user pressing a button at a known point in the mall. Then, their position on the point is determined quite accurately for a certain period of time.
대아적으로, 모바일 비콘은 로컬 기준으로 사용되어 특정 로케이션에서 좀 더 정확성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 쇼핑몰은 자체 기준 센서를 가져서, 몰 내에 좀 더 정확성을 제공할 수 있다. 마찬가지로, 소방차는 기준 센서를 갖추어서 화재 상황에서 로컬 기준 정보를 제공할 수 있다.Alternatively, mobile beacons can be used on a local basis to provide more accuracy in certain locations. For example, a shopping mall can have its own reference sensor, providing more accuracy in the mall. Likewise, a fire truck can be equipped with a reference sensor to provide local reference information in a fire situation.
저비용 압력 센서는 보정 기록으로부터 오프셋을 가진다는 점에서 문제점을 가진다. 실험은 이 오프셋이 주 내지 달의 시간 척도에서 꾀 안정적이다는 것을 도시한다. 그러나, 이 오프셋은 많은 달 내지 년의 기간에 걸쳐 천천히 전전할 것 같다. 이 오프셋을 측정하고 제조시에서 보상하기에는 간단하지만, 그 보상이 제품의 수명 동안 정확할 것 같지 않다. 따라서, 이 영역에서 재 교정의 수단이 필요하다.The low cost pressure sensor has a problem in that it has an offset from the calibration record. Experiments show that this offset is steady on a weekly to hourly scale. However, this offset is likely to slowly drift over a period of many months to years. Although this offset is easy to measure and compensate in manufacturing, the compensation is unlikely to be accurate for the lifetime of the product. Therefore, a means of recalibration is needed in this area.
실시예의 센서는 그것이 알려진 고도에 있고, 대기압이 알려진다면, 재 교정될 수 있다. 실시예는 센서가 알려진 고도에 있을 실제 상황을 식별한다. 예를 들어, 센서가 GPS 능력을 가진 장치에 있다면, GPS 위성은 높은 신호 강도로 수신되고, GPS 유래된 고도는 매우 정확해야 한다. 우수한 신호 상황에서, 시간에 걸쳐 GPS 고도로부터 파생된 축적물은 센서 교정에 필요한 보정의 추정을 제공한다.The sensor of the embodiment is at a known altitude and can be recalibrated if the atmospheric pressure is known. The embodiment identifies the actual situation in which the sensor is at a known altitude. For example, if the sensor is on a device with GPS capability, the GPS satellites will be received with a high signal strength, and the GPS derived altitude should be very accurate. In an excellent signal situation, accumulations derived from GPS altitude over time provide estimates of the corrections required for sensor calibration.
마찬가지로, 센서 시스템은 사용자의 습관을 학습하고 이 정보를 나중의 교정을 수정하는데 사용할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 밤에 계속 그녀의 폰을 한 곳에 두면, 센서는 이 로케이션에서 늦은 밤과 같은 구체적인 시간에 고도 추적을 시작할 수 있다. 처음에는, 이들 값은 그 로케이션에서 진정한 고도로서 축적되고 저장될 것이다. 수개월 후에, 센서가 그것이 밤의 동일한 시간에서 동일한 로케이션이라는 것을 결정할 경우, 이전에 결정된 진정한 고도로부터의 편차 추적을 시작할 수 있다. 그리고 나서, 이들 편차는 교정에 대한 보정을 생성하기 위해 천천히 축적될 수 있다. 이들 접근법 또한 현 대기압의 정보를 사용하기 때문에, WAPS 네트워크에 의해 제공되는 기준 압력 측정을 사용한다.Likewise, the sensor system can learn the user's habits and use this information to correct later corrections. For example, if a user keeps her phone in one place at night, the sensor can start tracking altitude at a specific time such as late night at this location. Initially, these values will be stored and stored as true altitudes at that location. After a few months, if the sensor determines that it is the same location at the same time of the night, it can start tracking deviations from the previously determined true altitude. These deviations can then be slowly accumulated to create corrections to the calibration. Because these approaches also use the current atmospheric pressure information, they use the reference pressure measurements provided by the WAPS network.
압력 기록으로부터 고도를 결정하기 위한 표준 절차는 등가적인 해면기압에 대하여 기준 로케이션에서 측정을 전환하고, 그리고 나서 알려지지 않은 압력 센서의 고도를 결정하는 것을 사용하는 것과 관련있다. 표준 공식은 이다. 높이는 종래적으로, 지구 표면으로부터 떨어진 플러스 방향의 움직으로 측정되기 때문에, 마이너스 사인이 부가된 것을 주목하라. 또한, 알고리즘은 이것이 자연로그이기 때문에, 'ln'에 대해 보정되었다. 이 공식(해면상 높이 z)은 그 포인트에서의 대기 온도(T)와 압력(P)와 그 포인트 아래의 해면기압(P0)에 관한 것이다.The standard procedure for determining altitude from pressure records involves switching measurements at the reference location for the equivalent sea surface pressure and then using the unknown altitude of the pressure sensor. The standard formula is to be. Note that the height is conventionally subtracted because it is measured by moving in the plus direction away from the earth's surface. Also, the algorithm was calibrated against 'ln' because this is a natural logarithm. This formula (speckle height z) relates to the atmospheric temperature (T) and pressure (P) at that point and the sea surface pressure (P 0 ) below that point.
이 공식을 적용하는데 추가적인 한 문제점은 높이가 온도(정확하게 알려지지 않은 측정된 품질)에 직접 비례한다는 것이다. 이는 온도에서의 1% 에러가 높이에서의 1% 에러를 야기할 수 있다는 것을 의미한다. 해면 근처에서 사용될 경우, 이는 큰 문제가 아닐 것이다. 그러나, 이 공식은 높은 빌딩과 특히 덴버(Denver)와 같은 높은 고도 지역에서 적용될 경우, 높이에서의 1% 에러는 바닥면 고도를 분해하려고 할 때 클 수 있다. 예를 들어, 덴버의 고도가 약 1608 m 이다. 따라서, 온도에서의 1% 에러는 해발 16 m의 오차를 야기할 수 있다. 이는 거의 5층 높이다.An additional problem with applying this formula is that the height is directly proportional to the temperature (the precisely unknown measured quality). This means that a 1% error in temperature can cause a 1% error in height. If used near the sea surface, this would not be a big problem. However, this formula can be large when trying to decompose bottom surface altitudes if a 1% error in height is applied in high buildings and especially in high altitude areas such as Denver. For example, the altitude of Denver is about 1608 m. Thus, a 1% error in temperature can cause an error of 16 m above sea level. It is almost five stories high.
온도 정확성에 대한 이 민감성을 피하기 위한 하나의 방법은 상기 공식이 실제로 상대적인 공식이라는 것을 인식하는 것이다. 이 공식은 로 일반화될 수 있다. 여기서, z1과 z2는 임의의 두 고도이고, P1과 P2는 그들 고도에서의 압력이다. z2가 0으로 설정되는 종래의 상황에서, P2는 해면기압으로 된다.One way to avoid this sensitivity to temperature accuracy is to recognize that the formula is actually a relative formula. This formula . ≪ / RTI > Where z 1 and z 2 are any two elevations, and P 1 and P 2 are the pressures at their altitudes. In the conventional situation where z 2 is set to zero, P 2 becomes the sea surface pressure.
기준 포인트로서 해면을 사용하는 대신, 임의의 편한 고도가 사용된다. 예를 들어, 도시의 평균 고도가 적합하고, 또는 압력 데이터를 수집하는데 사용되는 기준 센서의 평균 고도가 활용될 수 있다. 기준 고도가 높이차를 작게 유지하도록 사용되는 한, 온도 에러의 효과는 미미할 것이다. 유일한 요구사항은 시스템 내에 관련된 모든 장치는 기준 고도가 사용된다는 것을 알아야 한다는 것이다.Instead of using the sea surface as a reference point, any comfortable altitude is used. For example, an average altitude of the city may be appropriate, or an average altitude of a reference sensor used to collect pressure data may be utilized. As long as the reference altitude is used to keep the height difference small, the effect of the temperature error will be minimal. The only requirement is that all devices involved in the system should know that the reference altitude is used.
지구상의 포인트의 고도(z), 그 포인트에서의 대기 온도(T) 및 압력(P)과 그 포인트 아래의 해면기압(P0)와 관련된 표준 공식이 이다. 이 공식은 해면과 관심 포인트 간의 일정한 온도에서, 공기 기둥이 있다고 가정한다. 따라서, 사용된 해면기압은 가상 구조물이고, 관심 포인트가 실제 해면과 가까이 있지 아니할 수 있기 때문에, 해면에서의 실제 압력일 필요는 없다.The standard formula related to the elevation (z) of the point on Earth, the atmospheric temperature (T) and pressure (P) at that point and the sea surface pressure (P 0 ) to be. This formula assumes an air column at a constant temperature between the sea surface and the point of interest. Thus, since the sea surface pressure used is a virtual structure and the point of interest may not be close to the actual sea surface, it need not be the actual pressure at sea level.
대상물의 고도를 결정하기 위한 표준 절차는 두 단계의 절차이다. 우서, 해면기압이 알려진 고도의 포인트에서 온도와 압력을 측정함에 의하여 결정되고 나서 P0에 대하여 풀기 위하여 이 공식을 역변환한다. 다음으로, 알려지지 않은 고도의 포인트에서의 온도와 압력이 측정되고, 이 공식이 알려지지 않은 고도를 결정하는데 적용된다.The standard procedure for determining the elevation of an object is a two-step procedure. The pressure is determined by measuring the temperature and pressure at a known high point and then inverting this formula to solve for P 0 . Next, the temperature and pressure at the unknown elevation point are measured, and this formula is applied to determine the unknown altitude.
이 단계에 내포되어 있는 것은 관심있는 파라미터만이 항공 분야에 접근하는 일반적인 항공기와 같이 기준을 위해 항공 분야에서 측정을 사용하여, 동일한 수평 로케이션 위의 다른 대상물의 높이라는 것을 가정한다. 일반적으로, 다른 목적을 위해 높이 결정에 관심있는 사람들은 기준 로케이션의 일반 주위에서의 높이를 결정하기 위한 이 개념을 확장해왔으나 직접 그 위의 것은 아니었다. 이 확장은 해면기압은 주위의 관심 로케이션과 기준 로케이션 사이에서 변하지 않는다는 것을 가정한다.What is implied in this step is that, assuming that only the parameters of interest are the height of another object on the same horizontal location, using measurements in the aeronautical field for the standard, such as a typical aircraft approaching the aeronautical field. In general, those who are interested in height determination for other purposes have extended this concept to determine the height around the general location of the reference location, but not directly above it. This extension assumes that the barometric pressure does not change between the surrounding location of interest and the reference location.
이에 따라, 이 절차에서 3개의 가정이 있다. 첫 번째 가정은 기준 로케이션에서 그 아래의 가상 해면 포인트까지 온도는 일정하다는 것이다. 두 번째 가정은 관심 포인트에서 그 밑의 가상 해면 포인트까지 온도는 일정하다는 것이다. 세 번째 가정은 해면기압은 기준 로케이션과 관심 포인트에서 동일하다는 것이다. 그러나, 해면기압은 온도에 의존하기 때문에, 해면기압이 두 로케이션에서 동일하다고 가정하는 것은 이들 로케이션에서 온도가 동일하다는 것을 의미한다. 이에 따라, 서로 다른 온도가 기준 로케이션과 관심 포인트에서 측정되면, 이들 가정들 중 하나는 위반된다. 측정은, 수 킬로미터가 넘는 거리일 지라도, 온도와 압력에서의 차이가 있으면 고도 결정하는데 중요할 수 있다는 것을 보여준다.Thus, there are three assumptions in this procedure. The first assumption is that the temperature is constant from the reference location to the virtual sea level point below it. The second assumption is that the temperature is constant from the point of interest to the underlying virtual sea level point. The third assumption is that the atmospheric pressure is the same at the reference location and point of interest. However, since the sea surface pressure depends on the temperature, the assumption that the sea surface pressure is the same in both locations means that the temperatures are the same in these locations. Thus, if different temperatures are measured at the reference location and point of interest, one of these assumptions is violated. Measurements show that even at distances over a few kilometers, differences in temperature and pressure can be important in determining altitude.
주어진 로케이션에서의 고도 변화에 걸치 일정한 온도의 가정은 대기에 대한 균형 모델(equilibrium model)의 일부이고, 아마도 필요하다. 유일한 대안은 바람의 효과, 표면 가열, 대류 및 난류의 효과를 포함하는 대기의 전체 다이내믹 모델일 것이다. 대기 데이터는 적어도 큰 거리 척도, 즉, 일정한 온도 모델이 1 km 이하의 고도에서 매우 우수한 근사라는 것을 암시한다. 더 높은 고도에서, 선형 랩스율(linear lapse rate)이 가끔 적용된다.The assumption of constant temperature over the altitude change at a given location is part of the equilibrium model for the atmosphere and is probably necessary. The only alternative would be the entire dynamic model of the atmosphere, including the effects of wind, surface heating, convection and turbulence. The atmospheric data suggests that at least a large distance scale, a constant temperature model, is a very good approximation at altitudes below 1 km. At higher elevations, a linear lapse rate is sometimes applied.
실시예는 기준 로케이션과 관심 포인트 사이의 일정한 해면기압을 가정하는 것을 완화한다. 실시예의 첫 번째 접근법은 해면기압을 상기한 바와 같이 결정된 기준 로케이션으로 간주하나, 이를 표준 온도에서 해면기압으로 전환하기 위한 이상 기체 법칙을 추가로 적용한다. 그리고 나서, 이 표준 온도에서의 해면기압은 관심 포인트에서 동일할 것으로 가정한다. 새로운 로케이션에서의 온도는 이것을 로케이션에 대한 해면기압으로 전환하는데 사용될 것이고, 그리고 나서 상기 공식을 고도를 결정하는데 적용한다.The embodiment relaxes the assumption of constant sea surface pressure between the reference location and the point of interest. The first approach of the embodiment considers the sea surface pressure to be the reference location determined as described above, but applies the ideal gas law to convert it from the standard temperature to the sea surface pressure. The sea surface pressure at this standard temperature is then assumed to be the same at the point of interest. The temperature at the new location will be used to convert it to the sea level pressure for the location, and then apply the formula to determine the altitude.
실시예의 두 번째 접근법은 기준 로케이션의 네트워크를 사용하여 실시간으로 수평 로케이션을 가진 등가적인 해면기압의 변화를 결정한다. 그리고 나서, 이들 복수의 측정은 관심 포인트에서 해면기압의 최적의 추정을 결정하는데 결합된다. 최적의 추정을 결정하는 적어도 두 개의 방법이 있다. 이는 가중화된 평균 접근법이고, 여기서, 가중화는 특정 기준 포인트에서 관심 포인트까지의 수평 거리의 함수이다. 또 하나는 2차 표면을 생성하기 위한 최소 제곱법(least square fit)이고, 이는 기준 로케이션에서 해면기압을 계산하는데 최적합이고, 관심 포인트에서 해면기압의 추정을 보간법하는데 사용될 수 있다.The second approach of the embodiment uses a network of reference locations to determine the equivalent changes in sea level pressure with horizontal location in real time. These multiple measurements are then combined to determine an optimal estimate of the sea surface pressure at the point of interest. There are at least two ways to determine an optimal estimate. This is the weighted average approach, where the weighting is a function of the horizontal distance from the specific reference point to the point of interest. The other is a least square fit to create the secondary surface, which is best suited to calculate the barometric pressure at the reference location and can be used to interpolate the estimate of the barometric pressure at the point of interest.
상기 기술된 두 개의 접근법은 또한 결합될 수 있다. 즉, 각각의 기준 로케이션에서, 표준 온도에서의 해면기압이 결정되고, 이들 데이터는 관심 포인트에서, 표준 온도에서의 해면 기압의 최적의 추정을 생성하기 위해 상기 기술 중 하나를 사용하여 결합하는 것이다.The two approaches described above can also be combined. That is, at each reference location, the barometric pressure at standard temperature is determined, and these data are combined at one point of interest using one of the techniques to produce an optimal estimate of the barometric pressure at standard temperature.
추가적으로, 고도계를 사용하는 경우, 실시예는 어플리케이션 레벨 데이터에 의하여 에어컨의 변화 상태(가령, 턴온 등) 또는 차 안에서 창문 여는 것과 같은 압력에서의 갑작스런 이동을 필터의 하드웨어 또는 소프트웨어 내로 인식시키고, 연속적으로 로케이션 데이터 및 고도계 데이터를 작동시킨다.Additionally, if an altimeter is used, embodiments may recognize sudden movement at a pressure, such as a window opening in a car, by changing the state of the air conditioner (e.g., turn on), by application level data into the hardware or software of the filter, Location data and altimeter data.
또한, 바람의 흐름의 방향을 결정하기 위하여 풍속계가 비콘에서 사용될 수 있고, 이는 대기 압력 그래디언트의 표시로 여겨진다. 나침반과 함께 풍속계는 바람의 흐름의 방향과 레벨을 정확히 결정하는데 사용될 수 있고, 이는 사용자의 센서에서 우리의 변형을 보정 및/또는 필터링하는데 사용될 수 있다.An anemometer can also be used in the beacon to determine the direction of wind flow, which is considered an indication of the atmospheric pressure gradient. Anemometers with a compass can be used to accurately determine the direction and level of wind flow, which can be used to correct and / or filter our deformation in the user's sensor.
주어진 빌딩의 층 당 높이는 다양한 방법에 의해 결정될 수 있는데, 상기 방법은 사용자가 계단을 통하여 빌딩을 걷는 것과 각 층에 대한 정보(경사 등)를 수집하는 것을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 전자도는 각 층의 상대적인 높이를 결정하는데 사용될 수 있다.The height per floor of a given building can be determined by various methods including, but not limited to, walking the building through the stairs and collecting information (slope, etc.) about each floor. In addition, the degree of electron can be used to determine the relative height of each layer.
높이가 WAPS 또는 고도계에 기초하여 추정될 경우, 지형 ,빌딩의 높이, 주변 빌딩의 높이 등과 같은 정보는 높이 솔루션을 제한하는데 사용된다.If height is estimated based on WAPS or altimeter, information such as terrain, building height, surrounding building height, etc., is used to limit the height solution.
장기간의 시간(일, 월, 년)에 걸쳐 기준 센서로부터 수집된 과거(historical) 기준 압력 데이터와 함께 평균 압력이 주어진 로케이션에서 알려지면, 그 로케이션에서의 압력에 기초하여 (교정이나 사용자 입력없이) 예상대로 높이를 결정하는데 사용될 수 있다.If an average pressure is known at a given location with historical reference pressure data collected from the reference sensor over a long period of time (day, month, year), then based on the pressure at that location (without calibration or user input) Can be used to determine height as expected.
일 실시예에서, 사용자의 높이는 사용자의 센서로부터의 데이터를 사용하고, 그 데이터를 기준 센서로부터의 데이터와 결합함에 의하여 리모트 서버 상에서 계산될 수 있다. 이 방법에서, 빌딩 정보, 크라우드 소스된(crowd sourced) 정보등과 같은 다른 정보도 사용자의 정확한 고도를 결정하는데 사용될 수 있다.In one embodiment, the height of the user may be calculated on the remote server by using data from the user's sensor and combining the data with data from the reference sensor. In this way, other information, such as building information, crowd-sourced information, etc., can also be used to determine the user's exact altitude.
사용자가 높이가 알려진 다른 사용자와 근접하는 경우, 정보는 알려지지 않은 사용자의 높이를 결정하는데 사용될 수 있다.If the user is close to another user whose height is known, the information can be used to determine the height of the unknown user.
네트워크의 일 실시예에서, 기준 센서는 WAPS 비콘과 함께 위치될 필요는 없다. 서버와 연결된 데이터를 가진 독립된 센서의 미세한 또는 코스한 그리드는 기준 압력 측정에 사용될 수 있다. 중앙 서버는 기준 압력 정보를 모바일로 보내거나 WAPS 데이터 스트림의 일부로서 모바일로 보내져야할 필요가 있는 데이터를 가진 송신기를 지시할 수 있다.In one embodiment of the network, the reference sensor need not be located with a WAPS beacon. A fine or course grid of independent sensors with data associated with the server can be used to measure the reference pressure. The central server may direct the reference pressure information to the mobile or a transmitter having data that needs to be sent to the mobile as part of the WAPS data stream.
또 다른 실시예에서, WAPS 시스템은 빌딩과 같은 더 작은 지역에서 압력, 온도와 같은 추가 센서 정보를 제공하는 간단한 비콘(보충적인 비콘)을 사용한다. 이 송신은 메인 WAPS 타이밍 비콘에 동기 또는 비동기화될 수 있다. 추가적으로, 보충적 비콘은 센서 데이터를 중앙 서버로 업로드하되, 상기 중앙 서버에서 모바일 유닛으로 퍼뜨려지거나, 기설정된 세트의 PR 코드(WAPS 모바일 수신기에 의해 복조될 수 있음)를 거쳐 데이터를 송신할 수 있다.In yet another embodiment, the WAPS system uses a simple beacon (supplemental beacon) that provides additional sensor information, such as pressure, temperature, in a smaller area such as a building. This transmission may be synchronous or asynchronous to the main WAPS timing beacon. Additionally, a supplemental beacon may upload sensor data to a central server, which may be spread from the central server to a mobile unit, or may transmit data via a predetermined set of PR codes (which may be demodulated by a WAPS mobile receiver).
기준 압력 네트워크는 정확도 요구사항 및 주어진 로컬 지역에 대한 과거 압력 변화 데이터에 기초하여 최적화될 수 있다. 예를 들어, 매우 정확한 측정일 경우, 기준 센서는 빌딩 또는 몰에서 전개될 수 있다.The reference pressure network can be optimized based on accuracy requirements and historical pressure change data for a given local area. For example, if it is a very accurate measurement, the reference sensor may be deployed in a building or mall.
기준 압력 데이터와 함께 WAPS 비콘 네트워크는 단기간 인터벌로 정확한 압력 및 온도 측정의 폐쇄 네트워크를 형성하고, 축지학과 같은 다른 어플리케이션에 의해 사용될 수 있다.The WAPS beacon network with reference pressure data forms a closed network of precise pressure and temperature measurements over short time intervals and can be used by other applications such as geotechnics.
다른 센서로부터의 데이터와 결합된 압력의 변화율은 수직 속도를 결정하는데 사용될 수 있고, 이는 사용자가 엘리베이터를 통해 갔는지를 결정하는데 사용될 수 있다. 이는 긴급 상황 및/또는 어플리케이션 추적에서 매우 유용하다.The rate of change of pressure combined with data from other sensors can be used to determine the vertical velocity, which can be used to determine if a user has gone through an elevator. This is very useful in emergency situations and / or application tracking.
바닥 높이를 추정하기에 필요한 것보다 더 낮은 레졸루션을 가진 센서의 경우, 정지 상황하에서, 시간에 걸쳐 압력 측정을 평균화하는 것은 기준 데이터에 기초한 사용자 높이를 얻는데 사용될 수 있다.
For sensors with a resolution lower than that required to estimate the floor height, averaging the pressure measurements over time under stationary conditions can be used to obtain user heights based on reference data.
하이브리드hybrid 포지셔닝Positioning 및 다른 시스템과의 정보 교환 And exchange information with other systems
실시예의 시스템은 포지셔닝을 제공하기 위하여, 임의의 '기회의 신호(signal of opportunity)'와 결합될 수 있다. 기회의 신호의 예는 하나 이상의 다음을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 이는 GPS 수신기, 갈릴레오, 글로나스, 아날로그 또는 디지털 TV 신호, 미디어플로, Wi-Fi와 같은 시스템으로부터의 신호, FM 신호, WiMax, 셀룰러(UMTS, LTE, CDMA, GSM 등), 블루투스 및 LORAN와 e-LORAN 수신기이다.The system of the embodiment may be combined with any " signal of opportunity " to provide positioning. Examples of signals of opportunity include, but are not limited to, one or more of the following: These include signals from systems such as GPS receivers, Galileo, Glonass, analog or digital TV signals, media flows, Wi-Fi, FM signals, WiMax, cellular (UMTS, LTE, CDMA, GSM ...), Bluetooth and LORAN and e -LORAN receiver.
신호 형태와 관계없이, 기회의 신호는 범위 측정 또는 신호 강도와 같은 범위 측정을 위한 프록시(proxy)를 제공한다. 범위를 위한 이 프록시는 로케이션을 위한 추정을 얻기 위해 적절히 가중화 및 결합된다. 가중화는 수신된 신호의 신호 대 잡음비(SNR)를 사용하거나, 대안적으로, 수신기의 환경(보조 데이터로부터의 도시, 준도시, 시골 환경의 지식, 수신기가 어플리케이션으로부터의 입력에 기초한 실내 또는 실외인지 여부)을 정의하는 5 메트릭(5 metric)을 사용한다. 이는 일반적으로 실시예의 시스템이 사용 가능하지 않거나 신호 수렴이 제한되는 그러한 환경에서 행해진다. 특정한 측정용 가중화를 위하여 SNR을 사용할 경우, 가중화는 간단히 SNR의 역함수(또는 낮은 SNR을 가진 신호에 낮은 가중화를 제공하는 다른 함수)여서, 다른 시스템 측정은 물론 WAPS 측정의 최적의 조합이 포지션을 얻는 것을 가능하게 할 수 있다. 최종 포지셔닝 솔루션은 추가 신호원으로부터의 범위 측정를 하여 WAPS 범위 측정과 결합하고, 경도, 위도 및 고도를 위한 포지션 솔루션을 파생하는 것에 의하거나 또는, 추가 소스/장치로부터의 포지션 측정과 WAPS 시스템으로부터 포지션 측정을 하고, 서로 다른 시스템으로부터의 포지션 품질 메트릭에 기초하여 이들 로케이션 측정의 조합을 사용하는 최적화된 로케이션 솔루션을 제공함에 의하여 계산될 수 있다. WAPS 측정/WAPS 포지션 추정을 사용하는 하이브리드 솔루션을 얻는 다양한 구성이 도 29, 도 30 및 도 31에 도시된다. 아래 기술된 아키텍쳐 모두는 시스템의 하드웨어 및 소프트웨어 분할에 의존하는 사용을 위해 선택될 수 있다.Regardless of the signal type, the signal of opportunity provides a proxy for range measurements such as range measurement or signal strength. This proxy for scope is appropriately weighted and combined to obtain estimates for the location. The weighting may be based on the signal-to-noise ratio (SNR) of the received signal or, alternatively, the receiver's environment (knowledge of city, suburban, rural environment from the ancillary data, 5 metrics are used to define the metric. This is generally done in such an environment where the system of the embodiment is not available or signal convergence is limited. When using the SNR for a particular measurement weighting, the weighting is simply the inverse of the SNR (or other function that provides a low weighting to the signal with low SNR) so that the optimal combination of WAPS measurements as well as other system measurements It is possible to obtain a position. The final positioning solution can be achieved by measuring the range from additional sources to combine with the WAPS range measurements and by deriving a position solution for longitude, latitude and altitude, or by measuring the position from additional sources / And providing an optimized location solution that uses a combination of these location measurements based on position quality metrics from disparate systems. Various configurations for obtaining a hybrid solution using WAPS measurement / WAPS position estimation are shown in FIGS. 29, 30, and 31. All of the architectures described below can be selected for use depending on the hardware and software partitioning of the system.
도 29는 실시예에서, 다양한 시스템으로부터의 범위 측정을 사용하는 하이브리드 포지션 추정의 블럭도이다. 범위 측정(관련된 범위 품질 메트릭(range quality metric)과 함께)은 GNSS와 다른 위치 시스템으로부터 사용되고, 하이브리드 포지션 엔진에 의한 단일 최적 포지션 솔루션에 결합된다. 이 아키텍쳐는 사용가능한 데이터를 사용하는 측면에서 최적합이어서, 데이터의 최고의 포지션 추정을 얻는다.29 is a block diagram of hybrid position estimation using range measurements from various systems, in an embodiment. Range measurements (with associated range quality metrics) are used from GNSS and other position systems and are combined into a single optimal position solution by a hybrid position engine. This architecture is optimal in terms of using available data, thus obtaining the best position estimate of the data.
도 30은 실시예에서, 다양한 시스템으로부터의 포지션 추정을 사용하는 하이브리드 포지션 추정의 블럭도이다. 포지션 품질과 함께 다양한 시스템으로부터의 독립적인 포지션 추정은 최고의 품질을 가진 하나를 선택하는데 사용된다. 다른 포지셔닝 시스템이 매우 서로 떨어져 있기 때문에, 이 아키텍쳐는 실행하기 가장 쉽고 통합적이다.30 is a block diagram of hybrid position estimation using position estimation from various systems, in an embodiment. In addition to position quality, independent position estimation from various systems is used to select one with the highest quality. Because different positioning systems are very far apart, this architecture is the easiest and most integrated to implement.
도 31은 실시예에서, 다양한 시스템으로부터의 범위 추정과 포지션 추정의 조합을 사용하는 하이브리드 포지션 추정의 블럭도이다. 예를 들어, WLAN 포지셔닝 시스템으로부터의 포지션 추정은 최고의 솔루션에 이르기 위한 GNSS 시스템과 WAPS 시스템으로부터의 범위 측정에서의 포지션 추정과 비교될 수 있다.31 is a block diagram of hybrid position estimation using a combination of range estimation and position estimation from various systems in an embodiment. For example, position estimation from a WLAN positioning system can be compared to position estimates in range measurements from the GNSS system and the WAPS system to arrive at the best solution.
가속도계와 자이로(gyros)와 같은 관성 네비게이션 센서(Inertial Navigation Sensor, INS), 전자 나침반과 같은 자기 센서, 고도계와 같은 압력 센서는 추적 모드 사용을 위한 WAPS 시스템에 대한 정보(소결합(loose coupling)이라 함) 또는 로 센서 측정(raw sensor measurement)을 지원하는 로케이션을 제공하는데 사용될 수 있다.Pressure sensors, such as accelerometers and inertial navigation sensors (INS) such as gyros, magnetic sensors such as electronic compasses, and altimeters, provide information about the WAPS system for use in tracking mode (loose coupling Or to provide a location that supports raw sensor measurements.
가속도계는 실시예의 수신기에서 사용되어 서버로 보고하는 포지션을 업데이트하기 위한 주파수를 결정할 수 있다. 포지션 솔루션과 가속도계 측정의 시퀀스의 조합은 정지 포지션, 등속도 및/또는 다른 이동을 검출하는데 사용된다. 이 이동 데이터 또는 정보는 업데이트의 주파수를 결정하여, 가령, 일정하지 않은 모션이 있을 경우 업데이트의 추파수는 비교적 높은 주파수로, 수신기가 기설정된 시간의 기간 동안에 등속도 또는 정치될 경우 업데이트의 주파수는 전력을 아끼기 위하여 감소될 수 있다.The accelerometer can be used in the receiver of the embodiment to determine the frequency for updating the position reported to the server. The combination of position solution and sequence of accelerometer measurements is used to detect the stop position, uniform velocity and / or other motion. This movement data or information determines the frequency of the update so that if the number of epochs of updates is relatively high, for example if there is non-constant motion, and if the receiver is stationary or stationary for a predetermined period of time, Can be reduced to save power.
센서 또는 포지션 측정은 포지션 필터(칼만 필터와 같은) 내의 포지션 솔루션으로 결합될 수 있다. 센서 측정이 WAPS 하이브리드 포지션 엔진에서 GNSS와 WAPS 측정과 결합된, 두 유형의 밀결합이 도 32 및 도 33에 도시된다. 도 32는 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 결정하기 위한 흐름도이고, WAPS/GNSS 시스템으로부터의 포지션/속도 추정은 GNSS/WAPS 포지션의 품질 및/또는 속도 추정이 우수할 경우 센서의 드리프팅 바이어스를 교정하는 것을 돕기 위하여 피드백된다. 이 아키텍쳐는 알고리즘의 센서 교정 파트와 포지션 교정 파트로 분할함에 의하여 알고리즘 포뮬레이션을 간소화한다. 그러나, 이 방법의 결점은 언제가 WAPS/GNSS 추정을 사용하는 센서를 재교정할 좋은 시간인지를 결정하는데 복잡하다는 것이다.The sensor or position measurement can be combined with a position solution in a position filter (such as a Kalman filter). Two types of tight coupling, in which sensor measurements are combined with GNSS and WAPS measurements in a WAPS hybrid position engine, are shown in FIGS. 32 and 33. 32 is a flowchart for determining a hybrid position solution, in an embodiment, wherein position / speed estimation from a WAPS / GNSS system corrects the drift bias of the sensor when the quality and / or speed estimation of the GNSS / WAPS position is good. It is fed back to help. This architecture simplifies algorithm formulation by partitioning into algorithm calibration parts and position calibration parts of the algorithm. However, the drawback of this method is that it is complex to determine when it is a good time to recalibrate the sensor using WAPS / GNSS estimates.
도 33은 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 결정하기 위한 흐름도이고, 센서 파라미터(바이어스, 척도 및 드리프트와 같은)는 명시적인 피드백이 없는 GNSS 및/또는 WAPS 유닛에서 포지션/속도 계산의 파트로서 추정된다. 예를 들어, 센서 파라미터는 수신기의 포지션/속도를 추적하는데 사용되는 칼만 필터의 상태 벡터의 파트로서 포함될 수 있다. 이 아키텍쳐는 정보가 포지션 파라미터와 센서 파라미터를 업데이트하기 위한 하나의 결합된 필터에서 사용된다는 점에서 최적의 솔루션을 제공한다.FIG. 33 is a flowchart for determining a hybrid position solution, in an embodiment, wherein sensor parameters (such as bias, scale, and drift) are estimated as part of position / velocity calculation in a GNSS and / or WAPS unit without explicit feedback. . For example, the sensor parameters may be included as part of the state vector of the Kalman filter used to track the position / velocity of the receiver. This architecture provides an optimal solution in that information is used in one combined filter for updating position parameters and sensor parameters.
소결합은 도 34와 도 35에 도시되고, 여기서, 선택 유닛은 GNSS 엔진으로부터의 또는 WAPS 엔진으로부터의 포지션 추정을 선택한다. 선택 유닛은 WAPS 또는 GNSS 포지션 유닛의 파트일 수 있다는 것을 주목하라. 도 34는 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 결정하기 위한 흐름도이고, 센서 교정은 개개의 포지션 계산 유닛과 떨어져 있다. 도 35는 실시예에서, 하이브리드 포지션 솔루션을 위한 흐름도이고, 센서 파라미터 추정치는 개개의 포지션 계산 유닛의 상태의 파트로서 행해진다.34, 35, where the selection unit selects a position estimate from the GNSS engine or from the WAPS engine. Note that the selection unit may be part of a WAPS or GNSS position unit. 34 is a flowchart for determining a hybrid position solution, in an embodiment, wherein sensor calibration is remote from the individual position calculation units. 35 is a flowchart for a hybrid position solution, in an embodiment, wherein sensor parameter estimates are made as part of the state of the individual position calculation units.
일반적으로, 선택은 하나의 시스템으로부터의 정보를 사용하기 때문에, 소결합 방법은 밀결합 방법보다 더 나쁘다. 소결합 방법과 밀결합 방법 중에서, 센서 파라미터와 포지션이 별도로 계산되는 경우보다 하나의 최적 필터에서 포지션 파라미터와 센서 파라미터를 결정하기 위한 로 센서 측정과 함께 범위를 사용하는 방법이 더 우수한다. 결과적으로, 성능 관점에서 선호되는 방법은 내포된 센서 파라미터 추정을 가진 밀결합 시스템이다. 그러나, 하드웨어/소프트웨어 플랫폼 구분에 의존하여, 하나 이상의 이들 방법은 용이하게 실행되고, 그 이유로 선택될 수 있다.In general, since the selection uses information from one system, the sub-combining method is worse than the whet coupling method. Among the small and tight coupling methods, the method of using the range together with the sensor measurement for determining the position parameter and the sensor parameter in one optimum filter is superior to the case where the sensor parameter and the position are separately calculated. As a result, the preferred method in terms of performance is a tightly coupled system with nested sensor parameter estimates. However, depending on the hardware / software platform segmentation, one or more of these methods may be easily implemented and selected for that reason.
또한, 정보는 동일한 플랫폼(셀-폰, 랩탑, PND와 같은) 상의 WAPS 시스템과 다른 트랜시버 시스템상이에서 교환될 수 있다. 예를 들어, 트랜시버 시스템은 블루투스 트랜시버, WLAN 트랜시버, FM 수신기/송신기, 디지털 또는 아날로그 TV 시스템, 미디어플로, XM 라디오 이리듐과 같은 위성 통신 시스템, GSM/ UMTS/ cdma2000 lx/EVDO 또는 WiMax와 같은 셀룰러 모뎀 트랜시버일 수 있다. 도 36은 실시예에서, WAPS와 다른 시스템 사이의 정보 교환을 나타낸다. 시스템들간의 정보 교환은 시스템의 성능을 개선시킬 수 있다. WAPS 시스템 시간은 GPS 시간에 정렬되기 때문에, WAPS 시스템은 다른 시스템에게 우수한 품질 시간 추정과 주파수 추정을 제공할 수 있다. WAPS에의 시간 추정과 주파수 추정은 코드 및 주파수에서 WAPS 포착 탐색 공간을 감소시킬 수 있다. 또한, WAPS 시스템은 로케이션 정보를 다른 트랜시버 시스템으로 제공할 수 있다. 마찬가지로, 다른 시스템이 가능한 로케이션 정보(부분적인 포지션, 가령, 고도 또는 2-D 포지션, 또는 전체 포지션, 가령 3-D 포지션 또는 로 범위/의사-범위/의사-차이)를 가진다면, 로케이션 정보에는 WAPS 시스템에 대한 로케이션 품질 메트릭이 제공되거나 제공되지 않을 수 있다. 범위/의사--범위 데이터는 송신기(또는 송신기 로케이션에서 임의의 수신기 로케이션까지의 범위를 계산하기 위한 다른 수단)의 로케이션과 함께 제공되어서 하이브리드 솔루션에서 범위 정보의 사용을 활성화시킨다. 두 송신기에 해당하는 범위 차이에는 두 송신기의 로케이션이 함게 제공된다. WAPS 시스템은 정보를 사용하여 그 위치 솔루션을 지원할 것이다. 대안적으로, 로케이션 정보는 알려진 송신기 로ㅔ이션에서 수신기 장치까지의 범위(또는 의사-범위)의 형태로 제공될 수 있다. 이들 범위(또는 의사-범위)는 하이브리드 포지션을 계산하기 위한 포지셔닝 알고리즘에 의하여 WAPS 범위와 결합할 것이다.In addition, the information may be exchanged on a different transceiver system than the WAPS system on the same platform (such as a cell phone, laptop, PND). For example, the transceiver system may be a Bluetooth transceiver, a WLAN transceiver, an FM receiver / transmitter, a digital or analog TV system, a media flow, a satellite communication system such as XM radio iridium, a cellular modem such as GSM / UMTS / cdma2000 lx / EVDO, Transceiver. 36 illustrates information exchange between WAPS and another system, in an embodiment. The exchange of information between systems can improve the performance of the system. Since the WAPS system time is aligned to the GPS time, the WAPS system can provide good quality time estimation and frequency estimation to other systems. Time estimation and frequency estimation on WAPS can reduce WAPS acquisition search space in code and frequency. The WAPS system may also provide location information to other transceiver systems. Likewise, if another system has available location information (partial position, e.g., altitude or 2-D position, or full position, e.g. 3-D position or range / pseudo-range / pseudo-difference) A location quality metric for the WAPS system may or may not be provided. The range / pseudo-range data is provided with the location of the transmitter (or other means for calculating range from transmitter location to arbitrary receiver location) to enable the use of range information in the hybrid solution. The range differences for the two transmitters are provided together for the location of the two transmitters. The WAPS system will use the information to support its location solution. Alternatively, the location information may be provided in the form of a range (or pseudo-range) from a known transmitter to a receiver. These ranges (or pseudo-ranges) will combine with the WAPS range by a positioning algorithm to calculate the hybrid position.
구체적인 시스템과 그들간에 교환될 수 있는 정보의 예시는 도 37, 도 38 및 도 39에 도시된다.Examples of specific systems and information that can be exchanged between them are shown in FIGS. 37, 38, and 39.
도 37은 실시예에서, FM 수신기와 WAPS 수신기 사이의 로케이션, 주파수 추정과 시간 추정의 교환을 도시하는 블럭도이다. WAPS 시스템으로부터 로케이션 추정은 FM 수신기로 제공될 수 있다. 이 로케이션 추정이 가령, 로컬 지역에서 활성화 FM 라디오 스테이션을 자동으로 결정하는데 사용될 수 있다. FM 신호는 RDS(Radio Data Service) 송신도 포함할 수 있다. FM 스테이션의 로케이션이 RDS/RBDS 데이터-스트림(예를 들어, 송신 위치에 대한 데이터를 제공하는 로케이션과 네비게이션(LN) 특징, 도시와 주 이름을 주고, DGPS 네비게이션 데이터를 제공함)에 포함된다면, 이 정보는 WAPS 수신기에 로케이션 지원을 제공하는데 사용될 수 있다. WAPS 시스템으로부터의 주파수 추정은 특정 스테이션에 대한 시간을 튜닝하는 FM 수신기를 감소시키는데 용이하게 사용될 수 있다. 다른 방햐에서, FM 수신기에서의 추정의 주파수 품질은 FM 라디오 스테이션 송신 품질에 기초한다. WAPS 시스템에서의 시간 추정은 GPS 시간에 기초하고, 시간은 타이밍 정렬을 지원하기 위하여 FM 수신기로 전송될 수 있다. RDS/RBDS 송신상의 클럭 타임(CT) 특징은 RDS 데이터 스트림에 대한 타이밍을 결정하는데 사용될 수 있고, WAPS 수신기로 전송될 수 있다.FIG. 37 is a block diagram illustrating the exchange of location, frequency estimation and time estimation between an FM receiver and a WAPS receiver in an embodiment. Location estimation from the WAPS system may be provided to the FM receiver. This location estimate can be used, for example, to automatically determine an active FM radio station in the local area. The FM signal may also include RDS (Radio Data Service) transmissions. If the location of the FM station is included in the RDS / RBDS data-stream (e.g., giving the location and navigation (LN) feature, providing the city and state name and providing the DGPS navigation data) The information may be used to provide location support to the WAPS receiver. Frequency estimation from the WAPS system can be readily used to reduce the FM receiver tuning the time for a particular station. In other respects, the estimated frequency quality at the FM receiver is based on the FM radio station transmission quality. The time estimate in the WAPS system is based on GPS time and the time can be sent to the FM receiver to support timing alignment. The clock time (CT) feature on the RDS / RBDS transmission can be used to determine the timing for the RDS data stream and can be sent to the WAPS receiver.
도 38은 실시예에서, WLAN/BT 트랜시버와 WAPS 수신기 사이의 로케이션, 시가 추정과 주파수 추정을 교환하는 것을 도시하는 블럭도이다. 일반적으로, 이들 WLAN/BT 트랜시버는 정확한 주파수 추정을 가지지 못하고, 그런 결과로서, 주파수 추정은 매우 코스하여, WLAN/BT 트랜시버에서 WAPS 수신기로의 이러한 추정의 전송은 제한된 값을 가질 수 있다. 반대 방향으로, WAPS 주파수 추정은 WLAN 시스템 상의 주파수 획득을 위한 시간을 감소시킬 수 있다. 가령, 무선 LAN AP(접근점) 비콘 상의 타임스탬프로부터 추출된 타이밍 정보는 WAPS 포착을 지원하기 위하여 WAPS 시스템으로 전송될 수 있다. GPS 시간에 대한 WLAN 타이밍의 일부 기준이 WAPS 시스템에 유용하도록 만드는데 필요한 것을 주목하라. 마찬가지로, WLAN/BT 시스템이 가능한 로케이션 추정(부분적인 포지션, 가령, 고도 또는 2-D 포지션, 또는 전체 포지션, 가령 3-D 포지션 또는 로 범위/의사-범위/의사-차이)을 가진다면, 로케이션 정보에는 WAPS 시스템에 대한 로케이션 품질 메트릭이 제공되거나 제공되지 않을 수 있다. WLAN 포지션 추정은 주변의 서빙 AP 또는 다른 "청각" AP의 지오-로케이션으로 간소화될 수 있다. 또한, WLAN 포지션 추정은 부분적, 가령, 당해 AP의 바닥에 기초한 고도 추정일 수 있다. 또한, WLAN 로케이션 정보는 알려진 송신기 AP 로케이션에 대한 범위 추정(가령, WLAN 시스템은 범위 추정을 결정하기 위하여 왕복시간 측정을 사용할 수 있음) 또는 두 송신 AP 사이의 범위 차이 추정일 수 있다.FIG. 38 is a block diagram illustrating exchanging location, time estimate, and frequency estimate between a WLAN / BT transceiver and a WAPS receiver in an embodiment. In general, these WLAN / BT transceivers do not have accurate frequency estimates, and as a result, the frequency estimation is very costly, so that the transmission of this estimate from the WLAN / BT transceiver to the WAPS receiver may have a limited value. In the opposite direction, the WAPS frequency estimation can reduce the time for frequency acquisition on the WLAN system. For example, timing information extracted from a timestamp on a wireless LAN AP (access point) beacon may be sent to the WAPS system to support WAPS acquisition. Note that some criterion of WLAN timing for GPS time is needed to make it useful for WAPS systems. Likewise, if the WLAN / BT system has a possible location estimate (partial position, e.g., altitude or 2-D position, or full position, e.g. 3-D position or range / pseudo-range / pseudo-difference) The information may or may not be provided with a location quality metric for the WAPS system. WLAN position estimation can be simplified to the geographic location of the surrounding serving AP or other "auditory" AP. In addition, the WLAN position estimate may be partial, e.g., an altitude estimate based on the floor of the AP in question. In addition, the WLAN location information may be a range difference estimate for known transmitter AP locations (e.g., the WLAN system may use round trip time measurements to determine range estimates) or range difference estimates between two transmitting APs.
도 39는 실시예에서, 셀룰러 트랜시버와 WAPS 수신기 사이에서 로케이션 추정, 시간 추정 및 주파수 추정을 교환하는 것을 도시한 블럭도이다. 셀룰러 시스템(TDOA, AFLT 또는 다른 작은 셀룰러 시그널 FL 또는 RL 기반 포지셔닝 방법)으로부터의 로케이션 추정(부분적이거나 완전하거나 로 범위/범위-차이)은 WAPS 시스템에 제공될 수 있고, 이는 더 우수한 포지션 추정을 얻기 위한 이들 측정을 사용할 것이다. 셀룰러 모뎀의 주파수 추적 루프로부터의 주파수 추정은 WAPS 시스템에 제공되어 주파수 탐색 공간을 감소시킬 수 있어서, WAPS 포착 시간(즉, TTFF)을 개선시킬 수 있다. 또한, 셀룰러 시스템으로부터의 시간 추정은 WAPS 시스템에 제공되어 코드 탐색 공간을 감소시키거나 비트 정령과 프레임 정렬을 지원할 수 있다. 예를 들어, cdma2000/lx EVDO와 같은 GPS 시간에 동기화되는 시스템은 WAPS 시스템을 위한 미세 시간 추정을 제공하는 반면, 비동기(GPS와 같은 시간 척도에 미세하게 동기화되지 않은 송신) 셀룰러 시스템은 코스 타임 추정을 제공할 수 있다.FIG. 39 is a block diagram illustrating exchanging location estimation, time estimation, and frequency estimation between a cellular transceiver and a WAPS receiver in an embodiment. (Partial or complete or range / range-difference) from the cellular system (TDOA, AFLT or other small cellular signal FL or RL based positioning method) may be provided to the WAPS system, Will use these measurements. The frequency estimation from the frequency tracking loop of the cellular modem may be provided to the WAPS system to reduce the frequency search space, thereby improving the WAPS acquisition time (i.e., TTFF). In addition, temporal estimation from the cellular system may be provided to the WAPS system to reduce the code search space or to support bitmaps and frame alignment. For example, systems synchronized to GPS time, such as cdma2000 / lx EVDO, provide fine time estimates for WAPS systems, while asynchronous (transmit not finely synchronized to time scales such as GPS) Can be provided.
WAPS 시스템 시간이 GPS 시간에 정렬되기 때문에, WAPS 시스템은 동일한 플랫폼 상이 아니라도, 다른 시스템에 우수한 품질 타이밍 추정과 주파수 추정을 제공할 수 있다. 예를 들어, WAPS 시스템은 GPS 초-경계와 정렬된 pps(초 당 펄스)와 같은 주기적 하드웨어 신호 또는 관련 GPS 시간을 가진 단일 펄스 신호를 통하여, 피코/펨토-셀 BTS에 대한 타이밍 정보를 제공하는데 사용될 수 있다.Because the WAPS system time is aligned to the GPS time, the WAPS system can provide superior quality timing estimates and frequency estimates to other systems, even on the same platform. For example, the WAPS system provides timing information for a pico / femto-cell BTS through a single pulse signal with a periodic hardware signal, such as pps (pulses per second) aligned with the GPS super-boundary, or a related GPS time Can be used.
아래 기술된 바와 같이, 실시예의 WAPS 시스템에 의해 사용되는 스펙트럼은 허가된 또는 비허가된 밴드 또는 주파수를 포함할 수 있다. 대안적으로, WAPS 시스템은 "여백(White Space)" 스펙트럼을 사용할 수 있다. 여백 스펙트럼은 WAPS 시스템이 로컬 영역(TV 여백에 제한되지 않음)에서 자유롭게 감지 또는 결정하고, 그 스펙트럼에서 로케이션 비콘을 송신하는 임의의 스펙트럼으로 정의된다. 실시예의 송신기는 스펙트럼-센싱 기술을 사용하여 사용되지 않은 스펙트럼을 감지하고 및/또는 지오-로케이션(GPS 타이밍 수신기로부터 용이하게 얻어질 수 있음)과 스펙트럼을 조정하는 중앙 데이터베이스와 통신할 수 있다. 수신기는 스펙트럼-센싱 기술을 포함하여 이들 비콘을 청취할 수 있고, 또는 다른 실시예에서, 주파수를 통신 매개체를 사용하여 튜닝하여 알려질 수 있다. WAPS 시스템은 다이내믹 여백 사용가능성 도는 할당량에 적합할 수 있다. WAPS 시스템은 이 스펙트럼에서 연속적으로 방송할 수 있거나, 스펙트럼에 대한 중앙 조절 서버에 의해 제어되면서, 다른 시스템과 공유할 수 있다. WAPS 시스템 구성의 칩율과 데이터 속도는 다이내믹하게 수정되어 어떤 주어진 시간에, 정확도 요구사항 및/또는 신호 전력 및 대역폭 사용가능성에 맞춰질 수 있다. 시스템 파라미터는 수신기에 의해 감지될 수 있거나 통신 매개체를 통하여 수신기에 통신될 수 있다. 송신기는 로컬 네트워크를 형성하거나(더 넓은 지리적 영역에서 스펙트럼 사용가능성의 경우) 연속적인 네트워크를 형성할 수 있다.As described below, the spectrum used by the WAPS system of an embodiment may include an authorized or unlicensed band or frequency. Alternatively, the WAPS system may use the "White Space" spectrum. The blank spectrum is defined as any spectrum that the WAPS system is free to detect or determine in the local area (not limited to the TV margins) and transmit the location beacon in that spectrum. The transmitter of the embodiment can use a spectrum-sensing technique to communicate with a central database that senses unused spectra and / or coordinates the geo-location (which can be easily obtained from the GPS timing receiver) and the spectrum. The receiver may listen to these beacons, including spectral-sensing techniques, or in other embodiments, be known by tuning the frequency using a communication medium. The WAPS system may be suitable for dynamic margin availability or quota. The WAPS system can be continuously broadcast in this spectrum, or it can be shared with other systems while being controlled by a central control server for the spectrum. The chip rate and data rate of the WAPS system configuration can be dynamically modified to match the accuracy requirements and / or signal power and bandwidth availability at any given time. The system parameters may be sensed by a receiver or communicated to a receiver via a communication medium. The transmitter may form a local network (in the case of spectrum availability in a wider geographical area) or may form a continuous network.
또한, 실시예의 송신기는 시간-공유 방식으로 동일한 송신 시스템 상의 다른 네트워크와 공존할 수 있다. 예를 들어, 동일한 스펙트럼은 로케이션과 스마트 그리드 어플리케이션사이에서 시간-공유 방식이 사용될 수 있다. 송신기는 최대 사용가능한 전력 레벨을 사용하는 방송 송신기이고, 스펙트럼 센싱 또는 중앙 조절 서버에 의해 요구되는 것에 기초하여 다이내미컬하게 전력 레벨을 조절할 수 있다. 수신기는 스펙트럼 센싱을 사용할 수 있거나, 시스템 파라미터의 통신 매개체(또한 여백 스펙트럼이 될 수 있음)와 그 시간에서의 웨이크업 타임에 의해 통신된다.In addition, the transmitter of the embodiment can coexist with other networks on the same transmission system in a time-sharing manner. For example, the same spectrum can be used in a time-sharing manner between location and smart grid applications. The transmitter is a broadcast transmitter that uses the highest available power level and can dynamically adjust the power level based on what is required by the spectrum sensing or central control server. The receiver can use spectrum sensing or be communicated by the communication parameters of the system parameters (which can also be blank space spectrum) and the wake up time at that time.
스펙트럼 사용가능성에 기초하여, 실시예의 WAPS 시스템은 TV 여백(6MHz 대역폭)의 한 채널을 사용하거나 또는 복수의 채널이 가능하다면, 더 우수한 복수 경로 레졸루션를 위하여 복수의 주파수 밴드를 사용할 수 있다. 인접한 채널이 사용가능하다면, 채널 본딩(가령, 인접한 채널의 결합)이 사용될 수 있다. 증가된 대역폭은 더 우수한 복수 경로 레졸루션, 더 높은 정확성을 위한 더 높은 칩율 등에 사용될 수 있다. 대안적으로, 사용가능한 대역폭은 FDMA하에서 사용되어 니어 파 문제 및/또는 복수 경로 레졸루션을 해결하는것을 도울 수 있다.Based on spectrum availability, the WAPS system of the embodiment can use one channel of TV margins (6 MHz bandwidth), or multiple frequency bands for better multipath resolution if multiple channels are available. If adjacent channels are available, channel bonding (e.g., coupling of adjacent channels) may be used. Increased bandwidth can be used for better multipath resolutions, higher chip rates for higher accuracy, and so on. Alternatively, the available bandwidth may be used under FDMA to help resolve near-wave problems and / or multipath resolutions.
둘 이상의 여백 밴드에서, WAPS 파형의 여백 송신/수신은 WAPS 캐리어 위상 측정을 위하여 더 우수하고 더 빠른 정수 모호성 레졸루션을 활성화시킬 수 있다. 이는 WAPS를 사용하는 단일 포인트 포지셔닝에 비교적 더 정확성(대략 1 파장보다 작음)을 높인다.In more than one margin band, the margin transmission / reception of the WAPS waveform may enable better and faster integer ambiguity resolution for WAPS carrier phase measurements. This results in relatively higher accuracy (less than approximately one wavelength) for single point positioning using WAPS.
또한, 여백 대역폭은 조사된 로케이션에서의 기준 수신기와 발견된 포지션에서의 수신기 사이의 WAPS(기준 수신기가 사용되는 경우)에서 통신 채널로서도 사용될 수 있다.The margin bandwidth can also be used as a communication channel in WAPS (if a reference receiver is used) between the reference receiver in the examined location and the receiver in the discovered position.
허가된 밴드의 WAPS 시스템은 광역 네트워크에서 사용가능하고, 타워의 로컬 네트워크에 기초한 여백은 WAPS 수신기의 로케이션 정확성을 증가시키는데 사용될 수 있다. 수신기는 양 주파수를 동시에 청취하도록 설계되거나, 주파수 또는 허가된 밴드와 여백 밴드 사이로 스위치되어 적절한 주파수로 튜닝할 수 있도록 설계될 수 있다.The WAPS system of the authorized band is available in the wide area network, and the space based on the local network of the towers can be used to increase the location accuracy of the WAPS receiver. The receiver may be designed to listen to both frequencies at the same time, or may be designed to be tuned to the appropriate frequency by switching between frequency or allowed band and blanking band.
또한, 여백 밴드는 로케이션 지원 및 클럭 바이어스, 위성 위치 추산(ephemeris) 등과 같이 다른 보조 정보를 위하여 보조 정보를 WAPS, GPS 또는 AGPS 시스템에 보내는데 사용될 수 있다.The margin band can also be used to send auxiliary information to the WAPS, GPS or AGPS system for location assistance and other auxiliary information such as clock bias, satellite position estimate (ephemeris), and the like.
넓게 분리된 복수의 주파수가 사용가능한 경우, WAPS 시스템은 주파수에서 다이버시티(diversity)의 이점을 취하도록 설계되어, 더 우수한 복수 경로 성능을 제공할 수 있다.
When a plurality of widely separated frequencies are available, the WAPS system is designed to take advantage of diversity in frequency and can provide better multipath performance.
상관기Correlator 실행 Execution
임의의 CDMA 수신기(또는 송신 비트 스트림의 파트로서의 의사 랜덤 코드를 사용하는 수신기)에서, 수신된 신호와 그 PRN 코드의 상관은 중요하다. 행해지는 상관이 더욱 평행할 수록, 채널을 포착하는 시간이 빨라진다. 길이 1023의 최대 길이 시퀀스와 2x 로 오버샘플링된 입력 신호를 사용하는 신호를 위한 평행한 복소 상관기(complex correlator) 아키텍쳐의 부르트 포스(brute force) 실행이 도 40에 도시된다. 홀수와 짝수 샘플은 2x 오버샘플된 데이터에 대응된다. 시프트 레지스터는 'clk'의 속도에서 시프트된다. PRN 생성기는 기준 PRN을 생성하고, clk/2의 속도에서 시프트된다. 각 사이클에서의 상관 합계는 방정식을 사용하여 계산되고, 여기서 x[n]은 복소 입력(complex input), gcref[k]는 PRN 기준 파형이며, corrsum[n]은 상관기로부터의 복소 출력(complex output)이다. 도 37은 홀수와 짝수의 샘플이 동일한 승산기(multiplier)와 가산기 트리(adder tree)를 공유하는 한 최적화를 도시한다.In any CDMA receiver (or receiver that uses pseudo-random code as part of the transmit bitstream), the correlation of the received signal and its PRN code is important. The more parallel the correlation is, the faster the time to capture the channel. A brute force implementation of a parallel complex correlator architecture for a signal using a maximum length sequence of length 1023 and an input signal oversampled at 2 × is shown in FIG. 40. Odd and even samples correspond to 2x oversampled data. The shift register is shifted at the speed of 'clk'. The PRN generator generates a reference PRN and is shifted at a rate of clk / 2. The correlation sum in each cycle is given by equation , Where x [n] is the complex input, gcref [k] is the PRN reference waveform, and corrsum [n] is the complex output from the correlator. Figure 37 shows an optimization as long as odd and even samples share the same multiplier and adder tree.
상기 도시된바와 같이 실행은 시프트 레지스터에 대한 2046*2*n-입력 비트 플립 플롭, 1023의 1 x n-입력 승산기와 1023 결과물을 더하는 가산기를 요구한다. 예로서, 입력 비트 폭이 2-비트 샘플이라면, 1 x 2의 1023 승산기가 필요하고, 3개의 1023 곱셈이 한 클럭 사이클에서 더해질 것이다. 이는 영역, 타이밍 그리고 하드웨어에서의 전력의 측면에서 부담스런 실행일 수 있다. 특히, FPGA 실행에서, 승산기와 가산기 구조의 부르트 포스 실행은 주어진 제한된 방편을 실행하는 것이 불가능할 수 있다.The execution as shown above requires a 2046 * 2 * n-bit input flip-flop for the shift register, an adder that adds the 1 x n-input multiplier of 1023 and the 1023 result. As an example, if the input bit width is a 2-bit sample, a 1 x 2 1023 multiplier is needed and three 1023 multiplications will be added in one clock cycle. This can be a cumbersome exercise in terms of area, timing and power in hardware. In particular, in FPGA implementations, the execution of the multiplicators and adders in the boot force may not be able to perform a given limited solution.
실시예는 이 실행에 대한 새로운 접근법을 포함하는데, 이는 FPGA 분야에서 가능한 구조의 이점을 가진다. 현대의 FPGA는 논리를 실행하고 요소를 저장하는 몇몇의 설정 가능한 논리 블럭(CLB)을 포함한다. 또한, CLB의 중요한 파트를 형성하는 룩업 테이블은 직렬 시프트가 내장되나 저장 요소에 병렬 랜덤 접근을 가지는 시프트 레지스터로 재프로그램될 수 있다. 또한, 이 실행은 ASIC 실행에서 상관을 계산하기 위한 효과적인 접근법으로서, 그리고 FPGA(시제품화에서 사용됨)에서 ASIC(대량 생산을 위함)로의 용이한 이동 경로로서 사용될 수 있다.The embodiment includes a new approach to this implementation, which has the advantage of a possible structure in the field of FPGAs. Modern FPGAs contain several configurable logic blocks (CLBs) that execute logic and store elements. In addition, a look-up table that forms an important part of the CLB can be reprogrammed with a shift register with a built-in serial shift, but with parallel random access to the storage element. This implementation can also be used as an effective approach to calculating correlations in ASIC execution and as an easy migration path from an FPGA (used in prototyping) to an ASIC (for mass production).
시프트 레지스터 실행을 보면, 특정 FPGA는 CLB 상으로 맵핑되는 시프트 레지스터 프리미티브(primitive)를 가진다. 일부 FPGA는 16-비트 시프트 레지스터를 가지나, 일부는 32-비트 시프트 레지스터 맵핑을 가진다. 도 41은 병렬 랜덤 접근 기록 능력을 가진 16-비트 시프트 레지스터 프리미트브로부터 파생된 32-비트 시프트 레지스터 실행을 도시한다. 이 예시적 실행에서, 16-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 32-비트 시프트 레지스터를 구성하는데 사용된다. 이러한 32-비트 시프트 레지스터의 32가 직렬로 연결되어 1024-비트 시프트 레지스터를 형성한다. 도 42에 도시된 바와 같이, 시프트 작동은 'clk' 속도에서 발생하고, 판독 작업은 클럭 속도에 32번 발생한다.Looking at the shift register execution, a particular FPGA has a shift register primitive that is mapped onto the CLB. Some FPGAs have a 16-bit shift register, but some have a 32-bit shift register mapping. FIG. 41 illustrates 32-bit shift register execution derived from 16-bit shift register primitives with parallel random access write capability. In this exemplary implementation, a 16-bit shift register group primitive is used to construct a 32-bit shift register. 32 of these 32-bit shift registers are connected in series to form a 1024-bit shift register. As shown in Fig. 42, the shift operation occurs at the 'clk' speed, and the read operation occurs 32 times at the clock speed.
또한, 가산기 트리는 1023 x n-비트 가산기를 실행하는데 복잡할 수 있다. 특정 FPGA의 경우에서, 48-비트 DSP 슬라이스가 사용가능한데, 이는 1023 x n-비트 연속 가산기로 사용될 수 있다. 이 실행을 위한 하드웨어 구조는 도 43에 도시된다. 시프트 레지스터의 32 그룹으로부터의 32 값은 8개 덧셈의 4개의 그룹으로 분리된다. 이 예에서, 2-비트 입력이 사용된다. 각 8-숫자 가산기는 10-비트 출력을 생산하고, 이는 48-비트 가산기의 12-비트 그룹에서 정렬된다. 룸(room)이 덧셈의 성장을 가능케 한다. 32 사이클 후에, 1024 비트 합계는 12-비트 가산기의 4 그룹을 하나의 14-비트 합과 더하여 얻어진다.
Also, the adder tree can be complicated to implement a 1023 x n-bit adder. In the case of a specific FPGA, a 48-bit DSP slice is available, which can be used as a 1023 x n-bit continuous adder. The hardware structure for this execution is shown in FIG. The 32 values from the 32 groups of shift registers are divided into 4 groups of 8 additions. In this example, a two-bit input is used. Each 8-digit adder produces a 10-bit output, which is aligned in a 12-bit group of 48-bit adders. Room enables the growth of addition. After 32 cycles, the 1024 bit sum is obtained by adding the four groups of 12-bit adders together with one 14-bit sum.
암호화 및 보안Encryption and security
실시예의 시스템에서의 오버헤드 정보(overhead information)는 암호 알고리즘을 사용하여 암호화될 수 있다. 이는 사용자가 시스템을 사용하고 시스템의 사용에 대한 청구에 사용되며, 정보 보안을 제어하기 위한 수단을 제공하는데 사용하도록 한다. 키(key)는 신호를 복호화하는데 적용될 수 있다. 키는 PC, 무선 네트워크, 하드웨어 동글(dongle)을 사용하여 얻을 수 있거나, 의도치 않은 소스에 의해 접근할 수 없는 방식인 장치의 비휘발성 메모리 내에 번트(burnt) 될 수 있다.Overhead information in the system of the embodiment may be encrypted using a cryptographic algorithm. This allows the user to use the system, to be used for billing for the use of the system, and to provide a means to control information security. The key can be applied to decode the signal. The key can be obtained using a PC, a wireless network, a hardware dongle, or burnt in a nonvolatile memory of the device in a manner that is inaccessible by unintended sources.
실시예의 암호화는 데이터 보안과 인증을 제공한다. 암호를 사용하여 보증된 키 구성은 송신기, 수신기, 및 서버 통신이다. 송신기 인증은 송신기를 분명하게 식별하여 악성(malicious) 송신기는 거부될 수 있다. 수신기 인증은 인증된 수신기만 송신된 정보를 사용할 수 있도록 하는 것이다. 수신기 허가는 허가된 수신기(인증된 수신기)만 작동이 허용되어야 한다는 것이다. 서버 통신은 암호화되어 수신기와 서버 및 송신기와 서버간의 통신이 안정화된다. 또한, 사용자 데이터 보호는 사용자 데이터베이스를 추적하는 로케이션은 비허가된 접근을 막아야 하기 때문에 암호화된다.The encryption of an embodiment provides data security and authentication. The guaranteed key configuration using a password is a transmitter, a receiver, and a server communication. Transmitter authentication can clearly identify the transmitter and the malicious transmitter can be rejected. Receiver authentication is to allow only authenticated receivers to use the transmitted information. The receiver authorization is that only authorized receivers (authenticated receivers) should be allowed to operate. The server communication is encrypted and the communication between the receiver and the server and between the transmitter and the server is stabilized. Also, user data protection is encrypted because locations that track user databases must block unauthorized access.
실시예의 암호화 방법은 크게 두 유형, 즉, 대칭 키 암호법(symmetric key cryptography)과 비대칭 키 암호법(asymmetric key cryptography)으로 분류될 수 있다. 대칭 키 암호는 인증과 암호를 제공하는 반면, 비대칭 키 암호는 공개 키(public key)는 누구나 사용가능하기 때문에, 사용자 개인 키(private key)의 인증을 제공한다. 데이터의 대칭 키 암호는 주어진 유사 방편보다 10배수 빠르다. 3DES와 AES는 대칭 키 암보법의 예시이다. 두 방법의 조합은 실시예의 암호화 아키텍쳐의 일부분으로서 사용된다.The encryption method of the embodiment can be classified into two types, namely symmetric key cryptography and asymmetric key cryptography. Symmetric key cryptography provides authentication and cryptography, while asymmetric key cryptography provides authentication of a user's private key, since the public key is available to anyone. The symmetric key cipher of the data is ten times faster than the given similarity method. 3DES and AES are examples of symmetric key memo methods. The combination of the two methods is used as part of the encryption architecture of the embodiment.
OTA(Over-the-air) 방송 메세지는 일반적인 방송 메세지 또는 시스템 메세지를 포함할 수 있다. 일반적인 방송 메세지는 로케이션 정보, 송신기 타이밍 계수 및 그 로케이션을 결정하는데 수신기를 도와주는 다른 관련 정보와 같이 각 송신기에 대한 구체적인 데이터를 포함한다. 시스템 메세지는 암호 키, 활성/불활성 수신기 또는 수신기의 구체적인 세트로 목적된 일-방향 정보 교환을 구성하는데 사용된다.An over-the-air (OTA) broadcast message may include a general broadcast message or a system message. Typical broadcast messages include specific data for each transmitter, such as location information, transmitter timing coefficients, and other pertinent information to assist the receiver in determining its location. The system message is used to configure the desired one-way information exchange with a cryptographic key, a specific set of active / inactive receivers or receivers.
실시예의 메세지의 일반적인 포맷은 메세지 유형(패리티 ECC 보호된(parity ECC protected)), 암호화된 메세지, 및 암호화된 메세지 ECC를 포함한다. 암호화된 메세지에 대한 ECC는 메세지가 암호화된 후에 계산된다.The general format of the message of the embodiment includes a message type (parity ECC protected), an encrypted message, and an encrypted message ECC. The ECC for the encrypted message is calculated after the message is encrypted.
OTA 방송은 주기적으로(가능한 매초) 송신되는 프레임을 포함한다. 채널 데이터 속도에 의존하여, 메세지는 복수의 프레임으로 분리(부분화)될 수 있다. 각 프레임은 프레임 유형과 프레임 데이터를 포함한다. 프레임 유형(패리티 보호된)은 이것이 메세지의 첫 번째 프레임인지 연속 프레임인지 표시한다. 또한, 그것은 다른 목적으로 사용도리 수 있는 낮은 레벨의 포맷 프레임을 표시할 수 있다. 프레임 데이터는 필수적으로 부분화된 메세지 또는 낮은 레벨 데이터 프레임이다.OTA broadcasts include frames transmitted periodically (possibly every second). Depending on the channel data rate, the message may be split into a plurality of frames (partialized). Each frame includes a frame type and frame data. The frame type (parity protected) indicates whether this is the first frame of the message or a continuous frame. In addition, it can display low-level format frames that can be used for other purposes. The frame data is essentially a segmented message or a low-level data frame.
OTA 시스템 메세지는 시스템 메세지의 유형에 따라 세션 키(session key ) 또는 송신기의 개인키에 의해 암호화될 수 있다. OTA 일반 방송 메세지는 송신기와 수신기가 아래 기술된 바와 같이 세션 키를 가진 대칭 키 알고리즘을 사용하여 암호화된다. 이는 상호 인증(송신기가 수신기에 의해 인증)을 제공하여 인증된 수신기가 OTA 방송을 복호할 수 있다. 세션 키는 모든 송신기와 수신기에 알려지고, 주기적으로 변한다. 키 변화 메세지는 지난 수 개의 세션 키를 사용하여 암호되고, 어떤 시간 기간에서 활성화되지 않았던 수신기를 현 세션 키와 동기화할 수 있도록 한다.The OTA system message may be encrypted by the session key or by the private key of the sender, depending on the type of system message. The OTA generic broadcast message is encrypted using a symmetric key algorithm with the session key, as described below, by the transmitter and receiver. This provides mutual authentication (the transmitter authenticates by the receiver) so that the authenticated receiver can decode the OTA broadcast. The session key is known to all transmitters and receivers and changes periodically. The key change message is encrypted using the last several session keys and enables a receiver that was not active in a certain time period to be synchronized with the current session key.
또한, OTA 방송은 송신기의 개인 키에 의해 암호화된다. 수신기는 관련 공개 키를 사용하여 송신기의 인증성을 명백히 식별한다. 세션 키가 손상되면(compromised), 이 메카니즘이 비허가된 송신기가 실행될 수 없도록 보장한다.Also, the OTA broadcast is encrypted by the private key of the transmitter. The receiver uses the associated public key to unambiguously identify the authenticity of the transmitter. If the session key is compromised, this mechanism ensures that unauthorized transmitters can not be executed.
도 44는 실시예에서, 세션 키 셋업의 블럭도이다. 각 수신기에는 고유 장치 ID와 장치 특정 키가 구비된다. 도 45는 실시예에서 암호화에 대한 흐름도이다. WAPS 시스템 데이터 서버는 장치 ID/장치 특정 키 쌍의 데이터베이스를 유지한다. 수신기와 WAPS 데이터 서버간의 수신기 초기치 설정은 수신기 유형에 특수한 데이터 연결(GPRS/USB/모뎀 등)을 사용하여 가능하게 된다. 이 연결은 장치가 장치 ID로 상기 장치를 식별한 후에, 장치 특정 키를 사용하여 암호화된다. 이 초기치 설정 동안, 현 세션 키, 송신기 공개 키 및 허가 기간(즉, 수신기가 허가된 기간)은 교환된다. 수신기 초기치 설정은 수신기가 현 세션 키를 잃거나(초기 파워 업) 그 세션 키가 동기화되지 않을 때(연장된 파워 오프) 수행될 수 있다. 세션 키는 주기적으로 업데이트되고, 업데이트에 사용되는 새로운 키는 이전의 N 키를 사용하여 암호화된다.44 is a block diagram of session key setup, in an embodiment. Each receiver is provided with a unique device ID and a device specific key. 45 is a flowchart of encryption in the embodiment. The WAPS system data server maintains a database of device ID / device specific key pairs. The receiver initialization settings between the receiver and the WAPS data server are made possible using special data connections (GPRS / USB / modem, etc.) to the receiver type. This connection is encrypted using the device specific key after the device identifies the device by the device ID. During this initialization, the current session key, the transmitter public key and the grant period (i.e., the period the receiver is granted) are exchanged. The receiver initialization settings may be performed when the receiver either loses the current session key (initial power up) or the session key is not synchronized (extended power off). The session key is periodically updated, and the new key used for the update is encrypted using the old N key.
OTA 데이터 속도는 수신기를 허가하기 위한 유일한 메카니즘에 대하여 부적절할 수 있다. 그러나, 실시예의 시스템 메세지 프로토콜은 장치 ID 특정과 장치 ID 범위-기반 수신기 허가를 지지한다.The OTA data rate may be inadequate for a unique mechanism to authorize the receiver. However, the system message protocol of the embodiment supports device ID identification and device ID range-based receiver authorization.
손상된 세션 키는 모든 수신기가 재-초기화되도록 요구한다. 따라서, 세션 키 저장은 장치 내에 부정 조작이 안 되어야 한다. 장치 비밀 경계의 외부에 저장된 세션 키(즉, 모든 종류의 부착된 저장된)는 장치의 안전 키를 사용하여 암호화될 것이다.The corrupted session key requires all receivers to be re-initialized. Therefore, session key storage should not be tampered with in the device. The session key (i.e., any attached storage) stored outside the device secret boundary will be encrypted using the device's secure key.
손상된 세션 키는 송신기가 주기적으로 개인 키를 사용하는 인증 정보를 송신하기 때문에, 송신기를 가장하는데 사용될 수 없다. 따라서, 송신기의 개인 키는 절대 손상되어서는 안 된다.The corrupted session key can not be used to impersonate the transmitter, since the sender periodically sends authentication information using the private key. Therefore, the private key of the transmitter should never be damaged.
대안적인 실시예에서, 도 46에 도시된 키는 WAPS 서버로부터 통신 링크를 통하여 수신기로 직접 전달될 수 있거나 제3 어플리케이션 또는 서비스 공급자를 통하여 우회될 수 있다. 키는 어떤 유효 기간을 가질 수 있다. 키는 고객과의 계약상의 협정에 기초하여 어플리케이션 기저 마다 또는 장치 기저 마다 사용가능하게 할 수 있다. 포지션 요청은 수신기상의 어플리케이션에 의해 또는 네트워크 상의 어플리케이션에 의해 이루어질 때마다, 키는 WAPS 엔진으로부터 포지션을 계산하기 위하여 포지션 또는 파라미터를 검색하기 전에 유효성에 대해 확인된다. WAPS 서버로의 키와 정보의 교환은 전용 프로토콜을 사용하거나 OMA SUPL과 같은 표준 프로토콜을 통하여 발생할 수 있다.In alternative embodiments, the key shown in FIG. 46 may be passed directly from the WAPS server to the receiver via a communication link or bypassed through a third application or service provider. The key can have any validity period. The key may be made available per application basis or per device basis based on contractual agreements with the customer. Each time a position request is made by an application on the receiver or by an application on the network, the key is validated for validity before retrieving the position or parameter to calculate the position from the WAPS engine. The exchange of keys and information to the WAPS server can occur using a proprietary protocol or through standard protocols such as OMA SUPL.
시스템의 보안 아키텍쳐는 도 4 및 도 46에 도시된 아키텍쳐의 조합으로서 실행될 수 있다.The security architecture of the system can be implemented as a combination of the architectures shown in FIGS. 4 and 46.
파라미터 센서는 WAPS 시스템의 수신기로 통합되어 센서로부터의 측정에 타임 태그 및/또는 로케이션 태그할 수 있다. 파라미터 센서는 온도 센서, 습도 센서, 무게 센서 및 스케너 유형에 대한 센서 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, X-레이 감지기는 추적된 수신기 또는 추적된 수신기를 포함하는 장치가 X-레이 기계를 통과하는지를 결정하는데 사용될 수 있다. X-레이 이벤트의 시간과 X-레이 기계의 로케이션은 감지기에 의해 태그된다. 또한, 다른 파라미터 센서는 센서로부터의 시간 태그와 로케이션 태그 측정를 위해 WAPS 시스템에 통합될 수 있다.The parameter sensor can be integrated into the receiver of the WAPS system to time tag and / or location tag measurements from the sensor. The parameter sensor may include, but is not limited to, a temperature sensor, a humidity sensor, a weight sensor, and a sensor for the type of scanner. For example, an X-ray detector may be used to determine whether a device including a tracked receiver or a tracked receiver passes through an X-ray machine. The time of the X-ray event and the location of the X-ray machine are tagged by the detector. Other parameter sensors may also be integrated into the WAPS system for time tag and location tag measurements from the sensors.
사용자는 개개인 또는 자산에 대하여 사용자 마다, 장치상의 어플리케이션 마다, 시간 마다, 일 마다, 주 마다, 월 마다 및 년 마다 시스템에 대하여 청구될 수 있다.The user may be charged for the system for each person or asset, per user, per application on the device, hourly, daily, weekly, monthly and yearly.
수신기 유닛의 로케이션과 높이는 단말기상의 어떤 어플리케이션 또는 통신 프로토콜을 사용하는 네트워크 서버로 보내질 수 있다. 대안적으로, 로 범위 측정은 통신 프로토콜을 통하여 네트워크로 보내질 수 있다. 통신 프로토콜은 표준 시리얼 또는 단말기 상의 어플리케이션에 대한 다른 디지털 인터페이스 또는 서버에 대한 표준 또는 전용 무선 프로토콜일 수 있다. 표준 프로토콜을 통하여 서버를 결합 또는 연결할 가능한 방법은 서버와 연결된 또 다른 폰에 SMS 메세지를 보내는 것 또는 대안적으로, 웹 서버에 무선 데이터 서비스를 통하는 것을 포함한다. 보낸 정보는 하나 이상의 위도/경도, 높이(가능하다면), 타임스탬프를 포함한다. 서버 상의 어플리케이션 또는 단말기 유닛은 포지션 픽스를 개시할 수 있다. 사용자의 로케이션은 서버로부터 직접 또는 서버상의 어플리케이션에 의하여 통신될 수 있다.The location and height of the receiver unit may be sent to a network server using any application or communication protocol on the terminal. Alternatively, the range measurement may be sent over the communication protocol to the network. The communication protocol may be a standard serial or a different standard for the application on the terminal or a standard or dedicated wireless protocol for the server. A possible way to join or connect the server via a standard protocol involves sending an SMS message to another phone connected to the server, or alternatively, through a wireless data service to the web server. The sent information includes one or more latitude / longitude, height (if possible), and timestamp. The application or terminal unit on the server can initiate a position fix. The user's location may be communicated directly from the server or by an application on the server.
GPS 수신기와 독립적인 WAPS 스탠드어론 시스템은 장치의 로케이션을 결정하는데 사용될 수 있다. WAPS 시스템 혼자서 또는 통합된 WAPS와 GPS 및/또는 다른 포지셔닝 시스템은 미디어 카드 상의 미디어 저장 카드(SD 카드와 같은)와 함께-존재하도록 사용될 수 있다. WAPS 시스템 혼자서 또는 통합된 WAPS와 GPS 및/또는 다른 포지셔닝 시스템은 셀룰러 폰 가입자 식별 모듈(Subscriber Identity Module, SIM) 카드상에 함께-존재하여 SIM 카드는 추적될 수 있다.
An independent WAPS stand-alone system with a GPS receiver can be used to determine the location of the device. The WAPS system alone or integrated WAPS and GPS and / or other positioning systems may be used to exist with media storage cards (such as an SD card) on the media card. The WAPS system alone or integrated WAPS and GPS and / or other positioning systems may coexist on a cellular phone Subscriber Identity Module (SIM) card so that the SIM card can be tracked.
캐리어carrier 위상르로Phase 정확한 accurate 포지셔닝Positioning
정확성을 더욱 개선시킬(1m 까지) WAPS 시스템 성능을 증가시키는 한 방법은 이하 기술되는 바와 같이, 캐리어 위상 포지셔닝 시스템을 실행하는 것이다. 비콘은 일반적인 WAPS 송신기로서 준비된다. 이 방법에서, 용이한 연속 위상 추적을 가능하게 하기 위하여 TDMA 슬롯팅을 사용하지 않는 것이 바람직할 것이다(필수적은 아님). TDMA가 사용되지 않을 경우, 니어-파 문제는 간섭 제거 및 수신기에서 증가된 다이내믹 범위를 통해 극복될 수 있다. 이러한 방법을 지지하기 위한 WAPS 수신기는 모든 가시적 위성에 대하여 연속적인 방식으로 측정하고 코드와 캐리어 위상을 타임-스탬핑할 수 있다. 또한, 알려진 조사된 로케이션 연속적인 방식으로 코드와 캐리어 위상의 유사한 측정을 할 수 있는 기준 수신기가 있다. WAPS 수신기와 기준 수신기로부터의 측정은 장치 또는 서버 상의 포지션을 계산하기 위해 결합될 수 있다. 이러한 시스템의 구성은 차동 WAPS 시스템과 동일 할 것이다.One way to increase WAPS system performance (up to 1 m) that will further improve accuracy is to implement a carrier phase positioning system, as described below. The beacon is prepared as a general WAPS transmitter. In this way, it may be desirable (but not required) not to use TDMA slotting to enable easy continuous phase tracking. If TDMA is not used, the near-wave problem can be overcome through interference cancellation and increased dynamic range at the receiver. A WAPS receiver to support this method can measure and continuously time-stamp code and carrier phases for all visible satellites. There is also a reference receiver capable of making similar measurements of the code and carrier phases in a known and investigated location continuous manner. The measurements from the WAPS receiver and the reference receiver may be combined to calculate the position on the device or server. The configuration of such a system will be the same as the differential WAPS system.
캐리어 위상 측정은 코드 위상 측정보다 더욱 정확하나, 정수 모호성이라 불리는 캐리어 위상 사이클의 알려지지 않은 정수를 포함한다. 그러나, 모호성 레졸루션이라 불리는 정수 모호성을 발견하는 방법이 있다. 본 명세서에서, 사용자 수신기 포지션에 대하여 반복적으로 해결하고, 개선된 정확성을 위하여 복수의 에포크(epoch)에서의 측정을 사용하기 위한 로컬 최소 탐색 알고리즘의 확장을 사용하는 한 방법이 고려될 것이다.Carrier phase measurements are more accurate than code phase measurements, but include unknown constants of the carrier phase cycle, called integer ambiguities. However, there is a way to find an integer ambiguity called ambiguity resolution. In the present specification, one approach will be considered, one that repeatedly solves for the user receiver position and uses an extension of the local minimum search algorithm to use measurements in multiple epochs for improved accuracy.
다음과 같이, 단일 에포크의 첫 번째에서의 사용자 수신기에서의 캐리어 위상 측정을 생각한다.Consider carrier phase measurements at the user receiver at the first of a single epoch as follows.
여기서, φ, λ, f 및 N은 각각, 캐리어 위상, 파장, 주파수 및 정수 사이클이고, dt는 클럭 바이어스, r은 범위, ε은 측정 에러 및 하첨자 u는 사용자 수신기를 나타내고, k는 송신기 숫자를 나타낸다.Where d is the clock bias, r is the range, e is the measurement error and subscript u represents the user receiver, k is the transmitter number, .
범위는 사용자 위치 pu와 송신기 위치 p(k)의 측면에서 다음과 같이 주어진다.The range is given in terms of the user position p u and the transmitter position p (k) as follows.
송신기 클럭 바이어스의 정보에서 에러를 제거하기 위하여, 해당하는 캐리어 위상 방정식을 사용하여 알려진 포지션에서의 또 다른 수신기(기준 수신기라 불림)를 생각한다.In order to eliminate the error in the information of the transmitter clock bias, we consider another receiver at a known position (called the reference receiver) using the corresponding carrier phase equation.
여기서, 하첨자 r은 기준 수신기를 나타태고, (1)로부터 (2)를 빼면Here, subscript r denotes the reference receiver, and subtracting (2) from (1)
를 얻는다. 이는 로 기재되고, 여기서, 이다. Get this is Lt; RTI ID = 0.0 > to be.
dtur이 관심 부분이 아니므로, 인덱스(k)의 상이한 값에 대하여 미분함에 의하여(5) 제거되어서, 소위 2차 미분 관측량 방정식을 얻을 수 있다.Since dt u r is not the portion of interest, it can be eliminated by differentiation (5) with respect to the different values of the index k, so that a so-called second derivative observation equation can be obtained.
, 여기서, 이다. , here, to be.
그리고 나서, 방정식 (6)은 을 통하여 알려지지 않은 사용자 위치 pu에서의 방정식이고, 여기서, 이다.Then, Equation (6) Lt; RTI ID = 0.0 > p u , < / RTI > here, to be.
일반적으로, 2차 미분에서 사용되는 송신기 l은 송신기 중 하나이고, 편의상 매트릭스의 방정식을 유발하는 것에 대하여 1로 명칭한다. 상기 매트릭스는 다음과 같다.In general, the transmitter l used in the second derivative is one of the transmitters and is referred to as 1 for causing the equation of the matrix for convenience. The matrix is as follows.
또는 or
방정식 (10)은 알려지지 않은 사용자 포지션 pu에서의 비션형 방정식이다. 로컬 최소 탐색 알고리즘은 선형 방정식에 대하여 작동되고, (10)은 다음과 같이 선형화되고 반복적으로 해결된다. 반복 m에서, pu로 근사는 으로 놓고, 여기서,Equation (10) is the non-parametric equation at the unknown user position pu. The local minimum search algorithm operates on a linear equation, and (10) is linearized and iteratively solved as follows. In the iteration m, the approximation to p u is , ≪ / RTI >
와 Wow
여기서, here,
, 여기서 l(k)는 라인-오브-사이트 행 백터 이다. , Where l (k) is the line-of-site row vector to be.
그리고 나서 방정식(10)은 와 같이 기재되고, 여기서, 및 이다.Then equation (10) , ≪ / RTI > And to be.
방정식 (13)은 x = Δpu에서 선형이고, 아래 주어진 로컬 최소 탐색 알고리즘을 사용하여 Δpu에 대하여 해결된다. Δpu의 얻어진 솔루션을 사용하여, 방정식 (11)은 반복 m에서 pu을 얻는데 사용되고, 그래서, 얻어진 pu는 다음 반복(m+1)에서 로서 사용된다. 반복은 Δpu이 수렴을 결정하기에 충분히 작아질 때까지 연속적이다. 반복의 초기에는, 이 솔루션에 기초한 코드 위상으로부터 취할 수 있다.Equation (13) is linear at x = Δp u and is solved for Δp u using the local minimum search algorithm given below. Using the resulting solution of Δp u, equation (11) is used in obtaining the repeated m p u, so, p u is obtained in the next iteration (m + 1) Used as The iteration is continuous until Δp u is small enough to determine convergence. At the beginning of the repetition, Can be taken from the code phase based on this solution.
이제, 방정식 (13)을 푸는 것을 생각한다. 를 2차 미분 캐리어 위상 에러 벡터의 공분산으로 놓는다. 아래와 같이 얻어진다. 단일 미분 관측량에서 에러의 분산 은 이고, 여기서 과 는 각각 캐리어 위상 에러 분산이고, 이는 송신기 k에 독립적인 것으로 가정된다. 의 분산은 이고, 와 의 교차-분산은 이며, 이는 공통 항 의 분산이다. 따라서,Now, consider solving equation (13). As a covariance of the second-order differential carrier phase error vector. It is obtained as follows. Variance of errors in single differential measurements silver , Where and Are each a carrier phase error variance, which is assumed to be independent of transmitter k. The dispersion of ego, Wow The cross-dispersion of , Which is a common term . therefore,
(13)의 가중화된 최소 자승 솔루션은 이고, 여기서 GL은 G의 좌역원이고, The weighted least squares solution of (13) , Where G L is the left inverse of G,
그리고 나서, 나머지의 벡터는 이며 이는 N의 함수이고, 로컬 최소 탐색은 N에 대하여 가중화된 정규 자스을 최소화하도록 시도한다. 여기서 N은 이고, 여기서, 및 이다. Then the rest of the vector is , Which is a function of N, and the local minimum search attempts to minimize the normalized weight that is weighted against N. [ Where N is Lt; / RTI > And to be.
(17)을 풀기 위하여, N이 정수인 제한하에서, 를 푸는 것을 생각한다. 그리고 나서, 와 인데, 이는 W가 멱등원(idempotent) 이기 때문이다. 따라서, N에(17), under the constraint that N is an integer, . Then the, Wow This is because W is an idempotent, . Therefore,
대한 탐색이 이러한 N에 제한되고, 이는 (18)을 만족시킨다.The search for is limited to this N, which satisfies (18).
N이 풀리면, x = Δpu의 추정은 방정식 (15)로부터 얻는다. 각각 디멘젼 (n - 1)×3 과 3×(n-1)인 매트릭스 G 와 GL은 랭크 3을 가지는데, 이는 (n-1)>3이고, (n-1)×(n-1) 매트릭스 S와 W는 3만큼 (n-1)의 전체 래으로부터 부족할 것이다.
Once N is relaxed, an estimate of x = Δp u is obtained from equation (15). Matrixes G and G L , respectively dimension (n-1) × 3 and 3 × (n-1), have rank 3, where (n-1)> 3, and (n-1) × (n-1) ) Matrices S and W will be lacking from the entire source of (n-1) by 3.
방정식 (18)에 대하여 W의 QR 분해(decomposition)을 사용하여(LU 분해도 사용될 수 있음), , 여기서, 는 직교-법선 행렬(ortho-normal matrix) 이고, R은 상삼각(upper triangular)이어서, 이고, 이다.Using the QR decomposition of W for equation (18) (LU decomposition can also be used), , here, Is an ortho-normal matrix, And R is an upper triangular, ego, to be.
따라서, 의 솔루션은 정수값으로 3차원박스 내의 N2에 대하여 탐색함으로서, (21)로부터의 N1을 얻음으로서 및 (17)에서 c(N)을 최소화하는 N을 선택함에 의하여 얻어진다. N2에 대한 탐색은 이전 반복으로부터 N2의 값의 중심이 된다. N의 나중 파트인 0번째 반복에서의 N2는 의 부분 파트로서 얻는다. 는 솔루션에 기초한 코드 페이즈이다. 3차원 탐색 박스의 크기는 솔루션에 기초한 코드 페이즈의 불확실성에 의존한다. 이 박스는 더 작은 서브-박스로 나뉘어질 수 있고, 각각의 더 작은 크기의 서브-박스는 초기의 로서 시도될 수 있다.therefore, Is obtained by selecting N that minimizes c (N) in (17) by obtaining N 1 from (21) by searching for N 2 in the three-dimensional box as an integer value. Searching for the N 2 is the center of the value of N 2 from the previous iteration. N2 in the 0th iteration, the latter part of N, Lt; / RTI > Is a solution-based code phase. The size of the 3D search box depends on the uncertainty of the code phase based on the solution. This box can be divided into smaller sub-boxes, and each smaller sub-box can be divided into an initial Lt; / RTI >
상기 방법은 포지션을 결정하기 위하여 측정의 단일 에포크(즉각적인)를 사용했다. 아래 설명은 단일 에포크 방법까지의 확장을 설명한다. 멀티플 에포크 측정은 제 시간에 충분히 가까이 있고, 여기서 사용자 수신기 이동은 무시한다. 또한, 초기 에포크의 정수 모호성은 계속되는 에포크에 대하여 동일하게 유지되어서, 새롭고 알려지지 않은 정수 모호성이 계속되는 에포크에 소개되지 않는다. 송신기 로케이션이 고정되어서(GNSS 경우와 달리, 위성 송신기의 모션이 라인-오브-사이트상 변하여 독립 방정식을 줌), 멀티플 에포크 측정은 독립 방정식을 주기 않는다. 따라서, 멀티플 에포크 측정은 플로트(float) 모호성(GNSS 경우와 달리, 독립 방정식의 수가 알려지지 않은 모호성의 수 더하기 3 포지션 좌표보다 크게 됨)과 같은 정수 모호성에 대하여 해결하는데 도움을 주지 않는다. 그러나, 멀티플 에포크 측정은 더 많은 캐리어 위상 측정 에러가 가능케 하여 여전히, 성공적인 모호성 레졸루션을 가능케 한다. 멀티플 에포크 경우에, 방정식 (13)은 이다.The method used a single epoch (instantaneous) of the measurements to determine the position. The description below describes an extension to a single epoch method. Multiple epoch measurements are close enough in time to ignore user receiver movement. In addition, the integer ambiguity of the initial epoch remains the same for subsequent epochs, and is not introduced to subsequent epochs with new and unknown integer ambiguities. Since the transmitter location is fixed (unlike the GNSS case, the satellite transmitter's motion is line-of-site converted to give independent equations), multiple epoch measurements do not give independent equations. Thus, multiple epoch measurements do not help resolve integer ambiguities such as float ambiguity (unlike GNSS case, the number of independent equations is greater than the number of unknown ambiguities plus three position coordinates). However, multiple epoch measurements allow more carrier phase measurement errors and still allow for successful ambiguity resolution. In the case of multiple epochs, equation (13) to be.
상기 방정식과 같은 단일 에포크 경우에 대한 발전 후에, 문제는 N을 찾는 문제로 감소되어,After development for a single epoch case as in the above equation, the problem is reduced to the problem of finding N,
, 여기서, 이다. , here, to be.
N에 대하여 (23)을 풀기 위하여, , 여기서, 을 (LU 분해도 사용될 수 있음)의 QR 분해와 상기와 같이 (19) 내지 (21)의 다음 방정식을 사용한다. 다시 말하면, N이 풀린 후에, x = Δpu 의 추정은 방정식 (15)로부터 얻는다. x = Δpu의 이 추정이 작다면, 방정식 (11)의 반복이 정지되어 사용자 포지션 pu를 얻는다. 일반적으로, x의 각 구성은 크기 le-6보다 작다면, 그리고 나서, 수렴이 고표되고, 반복은 정지된다.To solve (23) for N, , here, of (LU decomposition can also be used) and the following equations (19) to (21) are used as described above. In other words, after N has been solved, an estimate of x = Δp u is obtained from equation (15). If this estimate of x = Δp u is small, the iteration of equation (11) is stopped and the user position p u is obtained. Generally, if each configuration of x is smaller than the size le-6, then convergence is marked and the iteration is stopped.
다음 단계는 수렴된 사용자 포지션 pu가 맞는 것인지를 확인하는 것이다. 이는 로서 (10)으로부터 얻어진 나머지에 기초하여 행해진다. 각 에포크에 대한 나머지의 절대값의 최대치가 보다 작고, 수렴된 솔루션은 솔루션으로 받아들여지고, 아니면 탐색은 새로운 서브-박스를 선택함에 의하여 계속된다. 일반적으로, 확인 테스트의 척도 요소 κ는 5로 선택될 수 있다. 솔루션이 확인되면, 상기 기술된 차동 WAPS 시스템은 1 m 보다 우수하거나 근접한 정확성을 달성할 수 있다.The next step is to check if the converged user position p u is correct. this is Is based on the remainder obtained from (10). The maximum value of the absolute value of the remainder for each epoch is A smaller, converged solution is accepted as a solution, or the search continues by selecting a new sub-box. In general, the scale factor κ of the confirmatory test can be chosen to be 5. Once the solution is identified, the differential WAPS system described above can achieve accuracy greater than or close to 1 m.
이 차동 WAPS 캐리어 위상 시스템은 기준 수신기의 추가를 통하여 종래의 WAPS 시스템의 상단 위에 오버레이드(overlaid) 되거나 스탠드어론될 수 있다. 차동 WAPS 캐리어 위상 시스템은 어떤 국부적인 타겟 영역(가령, 몰, 창고 등)에서 높은 정확성 포지셔닝을 달성하는데 사용될 수 있다.This differential WAPS carrier phase system may be overlaid or stand-alone above the top of a conventional WAPS system through the addition of a reference receiver. A differential WAPS carrier phase system can be used to achieve high accuracy positioning in any local target area (e.g., mall, warehouse, etc.).
W-CDMA 시스템에서, 두 개의 수신 체인은 수신 다이버시티를 개선시키는데 사용된다. WAPS가 W-DCMA와 함께 존재할 경우, 수신 체인 중 하나는 WAPS 신호를 수신하고 처리하기 위하여 일시적으로 사용될 수 있다. W-CDMA와 CDMA 아키텍쳐의 어떤 경우에서, W-CDMA/CDMA 신호의 처리가 일시적으로 정지되는 동안, 전체 수신 체인은 수신기를 WAPS 밴드로 돌리고, WAPS 신호를 처리함에 의하여 WAPS 신호를 수신하는데 재사용될 수 있다. GSM 수신 체인이 W-CDMA 수신 체인과 멀티플렉스되는 다른 어떤 실시예에서, 수신기는 더욱 시간-공유되어 WAPS 수신을 위해 사용될 수 있다.In a W-CDMA system, two receive chains are used to improve receive diversity. If WAPS is present with W-DCMA, one of the receive chains may be used temporarily to receive and process the WAPS signal. In some cases of W-CDMA and CDMA architectures, while processing of the W-CDMA / CDMA signal is temporarily stopped, the entire receive chain is reused to receive the WAPS signal by turning the receiver into the WAPS band and processing the WAPS signal . In some other embodiments in which the GSM receive chain is multiplexed with the W-CDMA receive chain, the receiver may be more time-shared and used for WAPS reception.
어떤 신호가 WAPS 또는 다른 TDMA 시스템에서 포지션 결정에 대한 어떤 타워로부터 사용되는지 결정된 후에, 전력을 아끼기 위해, 실시예의 수신기의 대부분은, 신호가 감지되지 않거나 및/또는 그 슬롯에서 방출하는 타워로부터의 신호가 포지션 결정에 사용되지 않는 동안에 턴 오프된다. 모션 또는 포지션에서의 변화 또는 신호 상태의 변화를 감지한 경우, 실시예의 수신기는 모든 슬롯에 대하여 턴온되어 어떤 슬롯이 포지션 계산의 다음 세트를 위해 사용될 수 있는지 결정한다.In order to conserve power after a signal has been determined from which tower for position determination in a WAPS or other TDMA system, most of the receivers of the embodiment will detect the signal from the tower where no signal is detected and / Is turned off while not being used for position determination. Upon detecting a change in motion or position or a change in signal state, the receiver of the embodiment turns on for all slots to determine which slots can be used for the next set of position calculations.
본 명세서에 기술된 실시예는 포지셔닝 시스템을 포함하는데, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기를 포함한다. 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기가지의 거리를 측정하는데 사용된다. 시스템은 알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이를 포함한다. 시스템은 리모트 수신기의 로케이션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기를 포함한다. 시스템은 프로세서 상에서 운영되고, 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션을 포함한다. 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터, 및 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호인 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산한다. 포지션은 고도를 포함한다.Embodiments described herein include a positioning system, which includes a terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information. The range signal is used to measure the distance of the transmitter branch that broadcasts the range signal. The system includes a reference sensor array that includes at least one reference sensor unit located at a known location. The system includes a remote receiver that includes an atmospheric sensor that collects atmospheric data at a location of the remote receiver. The system runs on a processor and includes a positioning application coupled with a remote receiver. The positioning application calculates the position of the remote receiver using information derived from at least one of the positioning data and the satellite signal, which is atmospheric data, reference data from the reference sensor unit set of the reference sensor array, and signals of the satellite-based positioning system. . Position includes altitude.
본 명세서에 기술된 실시예는 포지셔닝 시스템을 포함하는데, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와, 알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이와, 리모트 수신기의 로케이션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기와, 프로세서 상에서 운영되고, 상기 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션 - 상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 상기 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터 및 포지셔닝 신호와 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호인 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 포지션은 고도를 포함함 - 을 포함한다.Embodiments described herein include a positioning system, the positioning system comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, wherein the range signal broadcasts a range signal. And a reference sensor array comprising at least one reference sensor unit located at a known location, and an atmospheric sensor for collecting atmospheric data at a location of a remote receiver. A positioning receiver operating on a processor and coupled to the remote receiver, the positioning application being configured to provide atmospheric data, reference data from a set of reference sensor units of the reference sensor array and positioning signals, and satellite-based positioning systems. Calculate a position of the remote receiver using information derived from at least one of the satellite signals, which is a signal, the position comprising altitude.
본 명세서에 기술된 실시예는 포지셔닝 시스템을 포함하는데, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기를 포함한다. 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기가지의 거리를 측정하는데 사용된다. 시스템은 알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이를 포함한다. 시스템은 리모트 수신기의 로케이션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기를 포함한다. 시스템은 프로세서 상에서 운영되고, 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션을 포함한다. 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터와 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션에서 기준 압력 추정츨 생성한다. 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터, 및 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호인 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산한다. 포지션은 고도를 포함한다.Embodiments described herein include a positioning system, which includes a terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information. The range signal is used to measure the distance of the transmitter branch that broadcasts the range signal. The system includes a reference sensor array that includes at least one reference sensor unit located at a known location. The system includes a remote receiver that includes an atmospheric sensor that collects atmospheric data at a location of the remote receiver. The system runs on a processor and includes a positioning application coupled with a remote receiver. The positioning application uses the atmospheric data and reference data from the reference sensor unit set of the reference sensor array to generate a reference pressure estimate at the position of the remote receiver. The positioning application calculates the position of the remote receiver using information derived from at least one of the positioning data and the satellite signal, which is atmospheric data, reference data from the reference sensor unit set of the reference sensor array, and signals of the satellite-based positioning system. . Position includes altitude.
본 명세서에 기술된 실시예는 포지셔닝 시스템을 포함하는데, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와, 알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이와, 리모트 수신기의 로케이션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기와, 프로세서 상에서 운영되고, 상기 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션 - 상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 상기 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션에서 기준 압력 추정을 생성하고, 상기 기준 압력 추정과 포지셔닝 신호와 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호인 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 포지션은 고도를 포함함 - 을 포함한다.Embodiments described herein include a positioning system, the positioning system comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, wherein the range signal broadcasts a range signal. And a reference sensor array comprising at least one reference sensor unit located at a known location, and an atmospheric sensor for collecting atmospheric data at a location of a remote receiver. A positioning receiver operating on a processor and connected to the remote receiver, the positioning application comprising a reference pressure at a position of the remote receiver using atmospheric data, reference data from a reference sensor unit set of the reference sensor array. Generate an estimate and calculate a position of a remote receiver using information derived from at least one of the reference pressure estimate and a positioning signal and a satellite signal that is a signal of a satellite-based positioning system, the position comprising altitude; Include.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기에 호스트되고, 상기 리모트 수신기는 상기 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment is hosted at a remote receiver, which calculates the position.
실시예의 리모트 수신기는 포지셔닝 신호가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동된다.The remote receiver of the embodiment is operated in a reduced-power state when no positioning signal is detected or used.
실시예의 리모트 수신기는 포지션을 결정하기 위하여 복수의 송신기세트로부터의 포지셔닝 신호 세트를 사용하되, 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호 세트가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동된다.The remote receiver of an embodiment uses positioning signal sets from a plurality of transmitter sets to determine position, wherein the remote receiver is operated in a reduced-power state when no positioning signal set is detected or used.
실시예의 리모트 수신기의 모션, 상기 리모트 수신기의 포지션 변화 및 포지셔닝 신호의 신호 상태의 변화 중 적어도 하나를 감지한 것에 응답하여, 상기 리모트 수신기는 감소된-전력 상태에서 전체-전력 상태로 변한다.In response to detecting at least one of a motion of a remote receiver of the embodiment, a change in position of the remote receiver, and a change in signal state of the positioning signal, the remote receiver changes from a reduced-power state to a full-power state.
실시예의 시스템은 리모트 수신기와 연결된 서버를 포함하되, 상기 포지셔닝 어플리케이션은 서버에 호스트되고, 서버는 포지션을 계산한다.The system of an embodiment includes a server coupled with a remote receiver, wherein the positioning application is hosted on a server, the server calculating a position.
실시예의 시스템은 리모트 수신기에 연결된 서버를 포함하되, 상기 포지셔닝 어플리케이션은 상기 리모트 수신기와 상기 서버 사이에 분포된다.The system of an embodiment includes a server coupled to a remote receiver, wherein the positioning application is distributed between the remote receiver and the server.
실시예의 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 수신기가 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함한다.The first mode of operation of the remote receiver of an embodiment includes terminal-based positioning, in which the receiver calculates a position.
실시예의 리모트 수신기의 제2 작동 모드는 상기 서버가 포지션을 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함한다.The second mode of operation of the remote receiver of the embodiment includes network-based positioning, in which the server calculates a position.
실시예의 알려진 로케이션은 복수의 송신기의 송신기 세트의 로케이션이다.The known location of an embodiment is the location of a transmitter set of a plurality of transmitters.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기의 포지션에서 등가적인 고도 압력을 생성하기 위하여, 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터를 사용하는 압력 표면 그래디언트 모델을 포함한다.The positioning application of the embodiment includes a pressure surface gradient model that uses reference data from a set of reference sensor units to generate an equivalent altitude pressure at the position of the remote receiver.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 고도를 생성하기 위한 기준값으로서 등가적인 고도 압력을 사용한다.The positioning application of the embodiment uses equivalent altitude pressure as a reference value for generating altitude.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 각각의 기준 센서 유닛으로부터의 기준 데이터를 사용하여, 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에 대한 등가적인 고도 압력을 생성한다.The positioning application of the embodiment uses the reference data from each reference sensor unit to generate an equivalent altitude pressure for each reference sensor unit of the reference sensor unit set.
실시예의 기준 데이터는 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛의 압력 데이터, 온도 데이터 및 로케이션 데이터를 포함한다.The reference data of the embodiment includes pressure data, temperature data and location data of each reference sensor unit of the reference sensor unit set.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛의 등가적인 고도 압력과 리모트 수신기의 경도와 위도를 사용하여, 리모트 수신기의 포지션에서 등가적인 기준 고도 압력을 생성한다.The positioning application of the embodiment uses the equivalent altitude pressure of each reference sensor unit of the set of reference sensor units and the longitude and latitude of the remote receiver to generate an equivalent reference altitude pressure at the position of the remote receiver.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터와 리모트 수신기의 포지션에서의 등가적인 기준 고도 압력을 사용하여 리모트 수신기의 고도를 생성한다.The positioning application of the embodiment generates the altitude of the remote receiver using atmospheric data and an equivalent reference altitude pressure at the position of the remote receiver.
실시예의 적어도 하나의 기준 센서 유닛은 복수의 송신기 중 적어도 하나와 함께 위치된다.At least one reference sensor unit of an embodiment is located with at least one of the plurality of transmitters.
실시예의 적어도 하나의 기준 센서 유닛은 복수의 기준 센서 유닛을 포함하되, 복수의 기준 센서 유닛의 제1 세트는 복수의 송신기 유닛의 제1 세트와 함께 위치되고, 복수의 기준 센서 유닛의 제2 세트는 복수의 송신기의 로케이션과 다른 로케이션에 있다.At least one reference sensor unit of an embodiment comprises a plurality of reference sensor units, wherein a first set of the plurality of reference sensor units is located with a first set of the plurality of transmitter units and a second set of the plurality of reference sensor units Is at a location different from that of the plurality of transmitters.
실시예의 적어도 하나의 기준 센서 유닛은 복수의 송신기의 로케이션과 다른 로케이션에 있다.At least one reference sensor unit of an embodiment is at a location different from the locations of the plurality of transmitters.
실시예의 대기 센서는 리모트 수신기의 포지션에서 압력 데이터와 온도 데이터를 수집한다.The atmospheric sensor of the embodiment collects pressure data and temperature data at the position of the remote receiver.
실시예의 대기 센서는 대략 36 파스칼 미만의 범위인 레졸루션으로 압력 데이터를 결정한다.The atmospheric sensor of the embodiment determines the pressure data with resolution in the range of less than approximately 36 Pascals.
실시예의 리모트 수신기는 압력 데이터의 변화 속도를 감지한다.The remote receiver of the embodiment senses the rate of change of the pressure data.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 변화 속도를 사용하여 리모트 수신기의 수직 속도를 결정한다.The positioning application of the embodiment uses the change rate to determine the vertical speed of the remote receiver.
실시예의 온도 데이터는 리모트 수신기의 포지션에서의 외부 공기 온도를 포함하고, 대기 센서는 대략 섭씨 3도 이하의 레졸루션으로 온도 데이터를 결정한다.The temperature data of an embodiment includes the outside air temperature at the position of the remote receiver, and the atmospheric sensor determines the temperature data with a resolution of approximately 3 degrees Celsius or less.
실시예의 각각의 기준 센서 유닛은 대기 기준 유닛의 알려진 로케이션에서의 기준 압력 데이터 및 기준 온도 데이터를 수집하는 적어도 하나의 대기 기준 센서를 포함한다.Each reference sensor unit of an embodiment includes at least one atmospheric reference sensor that collects reference pressure data and reference temperature data at a known location of the atmospheric reference unit.
실시예의 적어도 하나의 대기 기준 센서는 대략 2-36 파스칼의 레졸루션으로 기준 압력 데이터를 결정한다.At least one atmospheric reference sensor of the embodiment determines the reference pressure data with a resolution of approximately 2-36 Pascals.
실시예의 기준 온도 데이터는 알려진 로케이션에서의 외부 공기 온도를 포함하고, 대기 기준 센서는 대략 섭씨 3도 이하의 레졸루션으로 온도 데이터를 결정한다.The reference temperature data of an embodiment includes the outside air temperature at a known location, and the atmospheric reference sensor determines the temperature data with a resolution of approximately 3 degrees Celsius or less.
실시예의 대기 기준 센서는 제한된 온도 범위에 대하여 교정되고, 상기 제한된 온도 범위는 대기 기준 센서가 노출된 온도에 기초하여 결정된다.The atmospheric reference sensor of an embodiment is calibrated for a limited temperature range, which is determined based on the temperature at which the atmospheric reference sensor is exposed.
실시예의 각각의 대기 기준 센서는 알려진 로케이션에서 기준 압력 데이터와 기준 온도 데이터를 연속적으로 수집한다.Each atmospheric reference sensor of an embodiment continuously collects reference pressure data and reference temperature data at known locations.
실시예의 대기 기준 센서는 상대적으로 정지한 공기에서의 기준 압력과 기준 온도를 수집하도록 배치된다.The atmospheric reference sensor of the embodiment is arranged to collect the reference pressure and the reference temperature in relatively stationary air.
실시예의 대기 기준 센서는 기준 압력 데이터와 기준 온도 데이터를 필터링한다.The atmospheric reference sensor of the embodiment filters the reference pressure data and the reference temperature data.
실시예의 대기 기준 센서는 조절가능한 시간 척도를 사용하여 기준 압력 데이터와 기준 온도 데이터를 필터링한다.The atmospheric reference sensor of the embodiment filters the reference pressure data and the reference temperature data using an adjustable time scale.
실시예의 각각의 기준 센서 유닛은 바람 데이터를 결정하는 바람 감지기를 포함하되, 상기 바람 데이터는 로컬 바람의 방향과 크기를 포함한다.Each reference sensor unit of an embodiment includes a wind detector for determining wind data, wherein the wind data includes the direction and magnitude of the local wind.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 대기 센서내의 변형을 보정 또는 필터링하기 위하여 바람 데이터를 사용한다.The positioning application of the embodiment uses wind data to correct or filter out deformations in the atmospheric sensor.
실시예의 적어도 하나의 기준 센서 유닛은 복수의 대기 기준 센서를 포함한다.At least one reference sensor unit of an embodiment comprises a plurality of atmospheric reference sensors.
실시예의 포지셔닝 시스템은 상기 기준 센서 어레이와 상기 리모트 수신기 사이에서 연결된 통신 링크를 포함한다.The positioning system of the embodiment includes a communication link coupled between the reference sensor array and the remote receiver.
실시예의 기준 센서 어레이는 대기 기준 데이터를 방송한다.The reference sensor array of an embodiment broadcasts atmospheric reference data.
실시예의 기준 센서 어레이는 대기 기준 데이터의 로(raw) 데이터를 방송한다.The reference sensor array of an embodiment broadcasts raw data of atmospheric reference data.
실시예의 기준 센서 어레이는 기준 데이터의 차동 데이터를 방송한다.The reference sensor array of an embodiment broadcasts differential data of reference data.
실시예의 차동 데이터는 적어도 하나의 일정한 값에 대하여 얻어진다.Differential data of an embodiment is obtained for at least one constant value.
실시예의 차동 데이터는 표준 대기의 오프셋 값으로 얻어진 차동 압력 데이터를 포함한다.The differential data of an embodiment includes differential pressure data obtained with offset values of a standard atmosphere.
실시예의 리모트 수신기는 방송을 통하여 기준 데이터를 수신한다.The remote receiver of the embodiment receives the reference data through broadcast.
실시예의 기준 센서 어레이는 초당 복수의 시간에서 기준 데이터를 방송한다.The reference sensor array of an embodiment broadcasts reference data at multiple times per second.
실시예의 기준 센서 어레이는 측정당 복수의 시간에서 기준 데이터를 방송한다.The reference sensor array of an embodiment broadcasts reference data at multiple times per measurement.
실시예의 리모트 수신기는 쿼리할 대기 기준 센서 세트를 결정하고, 통신 링크를 통하여 대기 기준 센서세트로부터의 기준 데이터를 풀링(pull)한다.The remote receiver of the embodiment determines the set of standby reference sensors to query and pulls reference data from the set of standby reference sensors over the communication link.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 기준 데이터를 처리하고, 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛의 등가적인 기준 고도 압력을 결정한다.The positioning application of the embodiment processes the reference data and determines the equivalent reference altitude pressure of each reference sensor unit of the reference sensor unit set.
실시예의 기준 데이터는 각각의 대기 기준 유닛의 로케이션을 포함한다.The reference data of an embodiment includes the location of each standby reference unit.
실시예의 로케이션은 경도와 위도를 포함한다.Locations of embodiments include longitude and latitude.
실시예의 로케이션은 높이를 포함한다.The location of an embodiment includes a height.
실시예의 기준 데이터는 각각의 대기 기준 유닛으로부터의 측정된 외부 공기 온도를 포함한다.The reference data of an embodiment includes the measured outside air temperature from each atmospheric reference unit.
실시에의 기준 데이터는 신뢰도 측정을 포함한다.Reference data to the implementation includes a reliability measure.
실시예의 각각의 기준 센서 유닛은 기준 센서 유닛의 기준 데이터를 처리하고, 기준 센서 유닛의 등가적인 기준 고도 압력을 결정한다.Each reference sensor unit of an embodiment processes the reference data of the reference sensor unit and determines the equivalent reference altitude pressure of the reference sensor unit.
실시예의 기준 데이터는 각각의 대기 기준 센서의 로케이션을 포함한다.The reference data of an embodiment includes the location of each atmospheric reference sensor.
실시예의 상기 로케이션은 위도와 경도를 포함한다.The location of the embodiment includes latitude and longitude.
실시예의 로케이션은 높이를 포함한다.The location of an embodiment includes a height.
실시예의 기준 데이터는 등가적인 기준 고도 압력을 포함한다.The reference data of the examples include equivalent reference altitude pressures.
실시예의 기준 데이터는 신뢰도 측정을 포함한다.Reference data of an embodiment includes a reliability measure.
실시예의 고도는 적어도 하나의 구조물에서 각 층의 측정된 고도를 포함한다.The altitude of an embodiment includes the measured altitude of each layer in at least one structure.
실시예의 포지셔닝 시스템은 리모트 수신기를 포함하는 복수의 리모트 수신기와 연결된 데이터베이스를 포함하되, 상기 데이터베이스는 복수의 리모트 수신기로부터 수신된 측정된 고도를 포함한다.The positioning system of an embodiment includes a database coupled with a plurality of remote receivers including a remote receiver, the database comprising measured altitudes received from the plurality of remote receivers.
실시예의 포지셔닝 시스템은 서버에 연결된 학습 어플리케이션을 포함하되, 상기 학습 어플리케이션은 복수의 리모트 수신기의 추정된 고도를 처리하고, 추정된 고도를 사용하여 데이터베이스를 수정한다.The positioning system of an embodiment includes a learning application coupled to a server, wherein the learning application processes the estimated altitudes of the plurality of remote receivers and modifies the database using the estimated altitudes.
실시예의 적어도 하나의 기준 센서 유닛은 적어도 하나의 로컬 기준 센서 유닛을 포함하되, 상기 로컬 기준 센서 유닛은 로케이션과 구조물 중 적어도 하나와 가깝다.At least one reference sensor unit of an embodiment includes at least one local reference sensor unit, the local reference sensor unit being close to at least one of a location and a structure.
실시예의 기준 데이터는 적어도 하나의 로컬 기준 센서 유닛의 데이터를 포함한다.The reference data of an embodiment includes data of at least one local reference sensor unit.
실시예의 포지셔닝 시스템은 명시된 시간 기간에 걸쳐 축적된 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 대기 센서를 자동으로 교정한다.The positioning system of the embodiment automatically calibrates the atmospheric sensor of the remote receiver using the reference data accumulated over the specified time period.
실시예의 포지셔닝 시스템은 리모트 수신기가 알려진 로케이션에 있을 때, 식별함에 의하여 축적된 기준 데이터를 생성하는 것, 상기 알려진 시스템에 대응하는 대기 데이터에서의 편차를 축적하는 것, 및 축적된 편차로부터 보정된 교정을 생성하는 것을 포함한다.The positioning system of the embodiment generates reference data accumulated by identification when the remote receiver is at a known location, accumulates deviations in atmospheric data corresponding to the known system, and corrects corrections from the accumulated deviations. It includes generating.
실시예의 포지셔닝 시스템은 리모트 수신기의 포지션의 고도와 대기 압력이 알려진 경우에 리모트 수신기의 대기 센서를 자동으로 교정한다.The positioning system of the embodiment automatically calibrates the atmospheric sensor of the remote receiver when the altitude and atmospheric pressure of the position of the remote receiver are known.
실시예의 리모트 수신기의 포지션은 위성 신호를 사용하여 결정된다.The position of the remote receiver of the embodiment is determined using the satellite signal.
실시예의 포지셔닝 시스템은 기준 고도를 사용하여 고도를 결정한다.The positioning system of the embodiment uses the reference altitude to determine altitude.
실시예의 기준 고도는 대기 데이터와 기준 데이터 중 적어도 하나를 사용하여 계산된 고도들 중에서 고도 차이를 최소로 한다.The reference altitude of the embodiment minimizes the altitude difference among the altitudes calculated using at least one of the atmospheric data and the reference data.
실시예의 기준 고도는 대기 기준 유닛의 평균 고도를 포함한다.The reference altitude of the embodiment includes the average altitude of the atmospheric reference unit.
실시예의 기준 고도는 리모트 수신기가 위치된 지역의 평균 고도를 포함한다.The reference altitude of the embodiment includes the average altitude of the area where the remote receiver is located.
실시예의 고도는 로컬 제한 데이터를 사용하여 파생된 추정 고도를 포함한다.The altitude of an embodiment includes an estimated altitude derived using local limit data.
실시예의 로컬 제한 데이터는 리모트 수신기의 포지션 부근에서의 지형의 지형 데이터를 포함한다.Local restriction data of an embodiment includes terrain data of the terrain in the vicinity of the position of the remote receiver.
실시예의 로컬 제한 데이터는 리모트 수신기의 위치의 부근에서의 적어도 하나의 구조물의 높이를 포함한다.The local limit data of the embodiment includes the height of at least one structure in the vicinity of the location of the remote receiver.
실시예의 로컬 제한 데이터는 리모트 수신기의 위치의 부근에서의 적어도 하나의 다른 리모트 수신기의 고도를 포함한다.The local restriction data of an embodiment includes the altitude of at least one other remote receiver in the vicinity of the location of the remote receiver.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 기준 데이터 및 로컬 제한 데이터를 사용하여 고도를 결정한다.The positioning application of the embodiment uses the atmospheric data, reference data and local limit data to determine altitude.
실시예의 포지셔닝 시스템은 포지셔닝 어플리케이션과 연결된 데이터베이스를 포함하되, 상기 데이터베이스는 시간 기간동안 측정된 과거 데이터를 포함하고, 상기 과거 데이터는 기준 센서 어레이의 기준 데이터와 복수의 리모트 수신기의 대기 데이터를 포함한다.The positioning system of an embodiment includes a database coupled with a positioning application, the database including historical data measured over a period of time, wherein the historical data includes reference data of a reference sensor array and standby data of a plurality of remote receivers.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 과거 데이터를 사용하여 고도를 결정한다.The positioning application of the embodiment uses historical data to determine altitude.
실시예의 포지셔닝 시스템은 과거 데이터를 사용하여 기준 센서 어레이의 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 최적화하는 것을 포함한다.The positioning system of the embodiment includes optimizing at least one reference sensor unit of the reference sensor array using historical data.
실시예의 포지셔닝 시스템은 기준 센서 유닛의 기준 로케이션과 리모트 수신기의 현 포지션 사이의 일정한 등가적인 기준 고도 압력에 대한 가정을 완화함에 의하여 고도를 결정하는 것을 포함한다.The positioning system of the embodiment includes determining altitude by mitigating assumptions about a constant equivalent reference altitude pressure between the reference location of the reference sensor unit and the current position of the remote receiver.
실시예의 포지셔닝 시스템은 기준 로케이션에서의 제1 등가적인 기준 고도 압력에서 표준 온도에서의 제2 등가적인 기준 고도 압력으로 전환하는 단계, 현 포지션에서의 로컬 온도를 결정하고, 상기 로컬 온도를 사용하여 제2 등가적인 기준 고도 압력에서 제3 등가적인 기준 고도 압력으로 전환하는 단계, 및 제3 등가적인 기준 고도 압력을 사용하여 현 포지션에서의 고도를 결정하는 단계를 포함한다.The positioning system of an embodiment transitions from a first equivalent reference altitude pressure at a reference location to a second equivalent reference altitude pressure at a standard temperature, determining a local temperature at a current position, and using the local temperature to determine the first temperature. Converting from two equivalent reference altitude pressures to a third equivalent reference altitude pressure, and determining the altitude at the current position using the third equivalent reference altitude pressure.
실시예의 포지셔닝 시스템은 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서의 기준 데이터를 사용하여 수평 로케이션과 함께 등가적인 기준 고도 압력의 편차를 결정하는 단계, 및 기준 센서 유닛 세트의 등가적인 기준 고도 압력을 결합함에 의하여 현 포지션에서의 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계를 포함한다.The positioning system of an embodiment uses the reference data in each reference sensor unit of the reference sensor unit set to determine an equivalent reference altitude pressure deviation with the horizontal location, and the equivalent reference altitude pressure of the reference sensor unit set. Combining to determine an optimal estimate of the reference altitude pressure at the current position.
실시예의 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 가중화된 평균 기술을 사용하는 단계를 포함하되, 가중화는 기준 센서 유닛의 로케이션과 현 포지션사이의 수평 거리에 대한 함수이다.Determining an optimal estimate of an equivalent reference altitude pressure of an embodiment includes using a weighted average technique, where weighting is a function of the horizontal distance between the location of the reference sensor unit and the current position.
실시예의 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서 계산된 해면기압을 최적화하는 2차 표면을 생성하기 위하여 최소 제곱법을 사용하는 단계 및 n차 표면을 사용하여 현 포지션에서 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 보간하는 단계를 포함한다.Determining an optimal estimate of an equivalent reference altitude pressure of an embodiment uses the least square method to generate a secondary surface that optimizes the barometric pressure calculated at each reference sensor unit in the reference sensor unit set, and n Interpolating an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure at the current position using the difference surface.
실시예의 포지셔닝 시스템은 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서의 제1 등가적인 기준 고도 압력에서 표준 온도에서의 제2 등가적인 기준 고도 압력으로 전환하는 단계, 및 각각의 기준 유닛으로부터의 제2 등가적인 기준 고도 압력을 결합함에 의하여 현 포지션에서의 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계를 포함한다.The positioning system of the embodiment converts from a first equivalent reference altitude pressure at each reference sensor unit of the reference sensor unit set to a second equivalent reference altitude pressure at standard temperature, and a second from each reference unit. Determining an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure at the current position by combining the equivalent reference altitude pressures.
실시예의 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 가중화된 평균 기술을 사용하는 단계를 포함하되, 가중화는 기준 센서 유닛의 로케이션과 현 포지션사이의 수평 거리에 대한 함수이다.Determining an optimal estimate of an equivalent reference altitude pressure of an embodiment includes using a weighted average technique, where weighting is a function of the horizontal distance between the location of the reference sensor unit and the current position.
실시예의 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서 계산된 등가적인 기준 고도 압력을 최적화하는 2차 표면을 생성하기 위하여 최소 제곱법을 사용하는 단계 및 n차 표면을 사용하여 현 포지션에서 해면기압의 최적의 추정을 보간하는 단계를 포함한다. Determining an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure of an embodiment uses the least square method to generate a secondary surface that optimizes the equivalent reference altitude pressure calculated at each reference sensor unit in the set of reference sensor units. Interpolating an optimal estimate of the barometric pressure at the current position using the nth order surface.
실시예의 리모트 수신기는 고속 클럭을 포함한다.The remote receiver of an embodiment includes a high speed clock.
실시예의 리모트 수신기는 보통 시간 기준기로부터 펄스 에지를 수신하되, 리모트 수신기는 펄스 에지 발생과 샘플 클럭의 상승 에지 사이의 시간차이를 결정하기 위하여 고속 클럭을 사용한다.The remote receiver of an embodiment typically receives pulse edges from a time reference, while the remote receiver uses a high speed clock to determine the time difference between the pulse edge generation and the rising edge of the sample clock.
실시예의 리모트 수신기는 시간 차이에 기초하여 추정된 범위에 대한 보정을 적용하되, 상기 보정은 추정된 범위의 정확성을 개선시킨다.The remote receiver of the embodiment applies a correction for the estimated range based on the time difference, which correction improves the accuracy of the estimated range.
실시예의 리모트 수신기는 수신된 신호와 의사 랜덤 코드를 상관시키는 상관기를 포함하되, 상기 상관기는 병렬 랜덤 액세스 리드 가능한 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트를 포함하는 제1 시프트 레지스터를 포함한다.The remote receiver of an embodiment includes a correlator for correlating a received random signal with a pseudo random code, the correlator comprising a first shift register comprising a plurality of serial sets of parallel random access readable second shift registers.
실시예의 제2 시프트 레지스터의 복수의 세트의 각 세트는 복수의 직렬의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브(primitive)를 포함한다.Each set of the plurality of sets of second shift registers of an embodiment includes a plurality of serial shift register group primitives.
실시예의 각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 n-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함한다.Each shift register group primitive of an embodiment includes an n-bit shift register group primitive.
실시예의 각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 16-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함한다.Each shift register group primitive of an embodiment includes a 16-bit shift register group primitive.
실시예의 제2 시프트 레지스터의 각각의 세트는 32-비트 시프트 레지스터를 형성한다.Each set of second shift registers of an embodiment forms a 32-bit shift register.
실시예의 제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 복수의 n-비트 시프트 레지스터를 포함한다.The plurality of serial sets of the second shift register of the embodiment include a plurality of n-bit shift registers.
실시예의 제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 제2 시프트 레지스터의 32 세트를 포함하되, 제1 시프트 레지스터는 1024-비트 시프트 레지스터이다.The plurality of series sets of the second shift register of the embodiment include 32 sets of the second shift register, wherein the first shift register is a 1024-bit shift register.
실시예의 제1 시프트 레지스터의 시프트 동작은 상관기와 연결된 클럭의 클럭 속도에서 발생한다.The shift operation of the first shift register of the embodiment occurs at the clock speed of the clock associated with the correlator.
실시예의 제1 시프트 레지스터의 리드아웃(readout) 동작은 클럭 속도에서 적어도 두 번의 속도에서 발생한다.The readout operation of the first shift register of the embodiment occurs at at least two speeds at the clock speed.
실시예의 제1 시프트 레지스터의 리드아웃 동작은 클럭 속도당 32번 발생한다.The readout operation of the first shift register of the embodiment occurs 32 times per clock speed.
실시예의 포지셔닝 시스템은 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트의 출력과 연결된 복수의 직렬의 가산기를 포함한다.The positioning system of the embodiment includes a plurality of serial adders coupled with the outputs of the plurality of serial sets of the second shift register.
실시예의 복수의 직렬 가산기는 가산기 트리를 포함하되, 상기 가산기 트리는 넓은 비트-폭 가산기 프리미티브(wider bit-width adder primitive)를 포함한다.A plurality of serial adders of an embodiment includes an adder tree, wherein the adder tree includes a wider bit-width adder primitive.
실시예의 복수의 직렬 가산기는 n-비트 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트에 각각 연결된 가산기를 포함한다.The plurality of serial adders of an embodiment includes adders each coupled to a plurality of serial sets of n-bit shift registers.
실시예의 복수의 직렬 가산기는 제2 시프트 레지스터의 제1 복수의 세트의 출력과 연결된 제1 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제2 복수의 세트의 출력과 연결된 제2 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제3 복수의 세트의 출력과 연결된 제3 가산기 및 제2 시프트 레지스터의 제4 복수의 세트의 출력과 연결된 제4 가산기를 포함한다.The plurality of serial adders of an embodiment includes a first adder coupled with the output of the first plurality of sets of the second shift register, a second adder coupled with the output of the second plurality of sets of the second shift register, and a third of the second shift register. A third adder coupled to the plurality of sets of outputs and a fourth adder coupled to the fourth plurality of sets of outputs of the second shift register.
실시예의 포지셔닝 시스템은 복수의 직렬 가산기의 출력과 연결된 단말 가산기를 포함한다.The positioning system of the embodiment includes a terminal adder connected to the outputs of the plurality of serial adders.
실시예의 포지셔닝 시스템은 단말 가산기 내의 복수의 직렬 그룹에서 복수의 직렬 가산기의 출력을 정렬시키는 것을 포함한다.The positioning system of the embodiment includes aligning the outputs of the plurality of serial adders in the plurality of serial groups in the terminal adder.
실시예의 제1 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제1 그룹에서 정렬되고, 제2 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제2 그룹에서 정렬되며, 제3 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제3 그룹에서 정렬되고, 제4 그룹의 출력은 단말 가산기 내의 제4 그룹에서 정렬된다.The output of the first adder of the embodiment is sorted in the first group in the terminal adder, the output of the second adder is sorted in the second group in the terminal adder, the output of the third adder is sorted in the third group in the terminal adder, The outputs of the fourth group are arranged in the fourth group in the terminal adder.
실시예의 단말 가산기는 복수의 그룹의 세트의 내용을 더하여 합계를 형성한다.The terminal adder of the embodiment adds the contents of a plurality of sets to form a sum.
실시예의 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하기 위하여, 리모트 수신기의 복수의 본래의 수신 체인 중의 본래의 수신 체인을 일시적으로 사용한다.The remote receiver of the embodiment temporarily uses the original receive chain of the plurality of original receive chains of the remote receiver to capture at least one of the positioning signal and the satellite signal.
실시예의 복수의 본래의 수신 체인은 수신 다이버시티를 개선시키는 다이버시티 수신 체인을 포함한다.The plurality of original receive chains of an embodiment include a diversity receive chain that improves receive diversity.
실시예의 리모트 수신기는 넓은 대역폭 수신기를 포함한다.The remote receiver of an embodiment includes a wide bandwidth receiver.
실시예의 리모트 수신기는 넓은 대역폭 셀룰러 밴드 수신기를 포함한다.The remote receiver of an embodiment includes a wide bandwidth cellular band receiver.
실시예의 리모트 수신기는 포지셔닝 신호를 포착하기 위하여 다이버시티 수신 체인을 일시적으로 사용하거나 영구적으로 사용한다.The remote receiver of the embodiment temporarily or permanently uses the diversity receive chain to capture the positioning signal.
실시예의 포지셔닝 시스템은 상기 리모트 수신기와 복수의 송신기 중 적어도 하나와 연결된 통신 시스템을 포함하되, 상기 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템이다.The positioning system of an embodiment includes a communication system coupled with at least one of the remote receiver and the plurality of transmitters, wherein the communication system is a cellular communication system.
실시예의 복수의 송신기는 동기화되되, 복수의 송신기의 각 송신기는 의사랜덤 숫자 시퀀스와 보조 데이터를 포함하는 신호를 송신한다.A plurality of transmitters of an embodiment are synchronized, wherein each transmitter of the plurality of transmitters transmits a signal comprising a pseudorandom number sequence and auxiliary data.
실시예의 보조 데이터는 파형의 펄스의 상승 에지에서 시스템 시간, 파형의 펄스의 하강 에지에서 시스템 시간, 복수의 송신기의 지오코드 데이터, 복수의 송신기와 인접한 인접 송신기의 지오코드 데이터, 복수의 송신기의 근접한 적어도 하나의 송신기에 의해 사용되는 시퀀스의 인덱스, 적어도 하나의 송신기에서의 클럭 타이밍 보정, 로컬 대기 보정, GNSS 타임에 대한 WAPS 타임의 관계, 의사범위 레졸루션에서 리모트 수신기를 지원하기 위한 로컬 환경의 표시 및 의사랜덤 시퀀스의 세트의 베이스 인덱스로부터의 오프셋, 송신기의 세트로부터의 의사랜덤 숫자 시퀀스의 리스트 및 특정 의사랜덤 숫자 시퀀스를 사용하는 송신기의 리스트 중 적어도 하나 중 적어도 하나를 포함한다.The auxiliary data of an embodiment includes system time at the rising edge of the pulse of the waveform, system time at the falling edge of the pulse of the waveform, geocode data of a plurality of transmitters, geocode data of adjacent transmitters adjacent to the plurality of transmitters, and proximity of the plurality of transmitters. Index of the sequence used by at least one transmitter, clock timing correction at at least one transmitter, local atmospheric correction, relationship of WAPS time to GNSS time, indication of local environment to support remote receiver in pseudorange resolution, and At least one of an offset from the base index of the set of pseudorandom sequences, a list of pseudorandom number sequences from the set of transmitters, and a list of transmitters that use a particular pseudorandom number sequence.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 비-선형 목적 함수로서의 방정식세트를 공식화하고, 목적 함수를 최소화하는 포지션 파라미터세트로서 포지션의 최적의 추정을 생산함에 의하여, 리모트 수신기의 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment calculates the position of the remote receiver by formulating a set of equations as a non-linear objective function and producing an optimal estimate of the position as a set of position parameters that minimizes the objective function.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 선형화된 방정식세트를 공식화하고, 최소 자승을 사용하여 선형화된 방정식 세트를 풀어서 리모트 수신기의 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment formulates a set of linearized equations and solves the position of the remote receiver by solving the set of linearized equations using the least squares.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 복수의 송신기의 송신기 세트의 근사화된 로케이션과 송신기 세트의 수신된 신호 강도(RSS)를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment calculates the position of the remote receiver using the approximate location of the transmitter set of the plurality of transmitters and the received signal strength (RSS) of the transmitter set.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 상기 리모트 수신기의 포지셔닝 신호의 샘플 부분을 저장함에 의하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하고, 이어서 샘플 부분을 처리하여 복수의 송신기에 대한 범위를 탐색, 포착 및 계산한다.The positioning application of the embodiment calculates the position of the remote receiver by storing a sample portion of the positioning signal of the remote receiver, and then processes the sample portion to search, capture, and calculate ranges for a plurality of transmitters.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기의 수신된 신호 강도 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment uses the received signal strength data of the remote receiver to calculate the position of the remote receiver.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 포지셔닝 신호의 캐리어 위상 데이터와 코드 위상 데이터 중 적어도 하나를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment calculates the position of the remote receiver using at least one of carrier phase data and code phase data of the positioning signal.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 적어도 하나의 기준 수신기에 대한 차동 포지셔닝을 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment calculates the position of the remote receiver using differential positioning for at least one reference receiver.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 범위 측정과 기회의 신호로부터의 범위 측정에 대한 프록시(proxy) 중 적어도 하나를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 기회의 신호는 포지셔닝 시스템, 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS), 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS), 차동 포지셔닝 시스템, 라디오 신호, 텔레비젼 신호, 무선 네트워크 시스템, WiFi 시스템, 셀룰러 시스템 및 블루투스 시스템으로부터 수신된다.The positioning application of the embodiment calculates the position of the remote receiver using at least one of a proxy for ranging and ranging from a signal of opportunity, wherein the signal of opportunity is a positioning system, a global navigation satellite system (GNSS). , Global positioning system (GPS), differential positioning system, radio signal, television signal, wireless network system, WiFi system, cellular system and Bluetooth system.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 포지셔닝 신호를 사용하여 결정된 범위 측정과 결합된 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 범위 측정을 사용하여 리모트 수신기의 최종 포지션을 계산하되, 상기 최종 포지션은 위도, 경도 및 높이 중 적어도 하나를 포함한다.The positioning application of an embodiment calculates the final position of the remote receiver using range measurements from at least one additional signal source combined with range measurements determined using the positioning signal, wherein the final position is at least one of latitude, longitude, and height. It includes.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 포지셔닝 신호를 사용하여 결정된 범위 측정과 결합된 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 범위 측정과 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 포지션 품질 메트릭을 사용하여 리모트 수신기의 최적화된 로케이션 솔루션을 계산한다.The positioning application of the embodiment calculates the optimized location solution of the remote receiver using the range measurement from at least one additional signal source and the position quality metric from the at least one additional signal source combined with the range measurement determined using the positioning signal. do.
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 하이브리드 포지셔닝을 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 하이브리드 포지셔닝은 포지셔닝 신호로부터의 측정과 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 측정을 포함한다.The positioning application of the embodiment calculates the position of the remote receiver using hybrid positioning, wherein the hybrid positioning includes a measurement from a positioning signal and a measurement from at least one additional signal source.
실시예의 포지셔닝 시스템은 타이밍 동기화와 해당 보정 정보를 포함한다.The positioning system of the embodiment includes timing synchronization and corresponding correction information.
실시예의 기준 시스템에 있어서, 상기 기준 시스템은 적어도 하나의 기준 센서 유닛 세트를 포함하는 기준 센서 어레이 - 각각의 세트는 알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함함 - 와, 리모트 수신기의 포지션에서의 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기와, 프로세서 상에서 운영되고, 상기 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션 - 상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터와 기준 센서 어레이의 적어도 하나의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션에서의 기준 압력 추정을 생성하고, 기준 압력 추정을 사용하여 리모트 수신기의 고도를 계산함 - 을 포함한다.In a reference system of an embodiment, the reference system includes a reference sensor array comprising at least one set of reference sensor units, each set comprising at least one reference sensor unit located at a known location. A remote receiver comprising an atmospheric sensor for collecting atmospheric data in a positioning system, the positioning application being operated on a processor and coupled to the remote receiver, the positioning application being a reference from at least one reference sensor unit set of the ambient data and a reference sensor array. The data is used to generate a reference pressure estimate at the position of the remote receiver and to calculate the altitude of the remote receiver using the reference pressure estimate.
실시예의 포지셔닝 시스템에 있어서, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와, 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 위성신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함하고, 상기 리모트 수신기는 수신된 신호와 의사랜덤 코드를 상관시키는 상관기를 포함함 - 와, 상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함한다.17. The positioning system of an embodiment, wherein the positioning system comprises a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, wherein the range signal measures a distance to a transmitter for broadcasting a range signal. And a remote receiver that captures at least one of a positioning signal and a satellite signal, wherein the satellite signal is a signal of a satellite-based positioning system, the first mode of operation of the remote receiver being positioned by the remote receiver. Terminal-based positioning for calculating a position of a remote receiver from at least one of a signal and a satellite signal, the remote receiver including a correlator for correlating a received signal with a pseudorandom code; The second mode of operation of the receiver is The server includes network-based positioning for calculating the position of the remote receiver from information derived from at least one of the positioning signal and the satellite signal, the remote receiver receiving information derived from at least one of the positioning signal and the satellite signal and sending the information to the server. Contains-sent.
실시예의 상관기는 병렬 랜덤 억세스 리드를 할 수 있는 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트를 포함하는 제1 시프트 레지스터를 포함한다.The correlator of the embodiment includes a first shift register comprising a plurality of serial sets of second shift registers capable of parallel random access reads.
실시예의 각각의 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트는 복수의 직렬의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함한다.The plurality of serial sets of each second shift register of an embodiment includes a plurality of serial shift register group primitives.
실시예의 각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 n-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함한다.Each shift register group primitive of an embodiment includes an n-bit shift register group primitive.
실시예의 각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 16-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함한다.Each shift register group primitive of an embodiment includes a 16-bit shift register group primitive.
실시예의 제2 시프트 레지스터의 각각의 세트는 32-비트 시프트 레지스터를 형성한다.Each set of second shift registers of an embodiment forms a 32-bit shift register.
실시예의 제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 복수의 n-비트 시프트 레지스터를 포함한다.The plurality of serial sets of the second shift register of the embodiment include a plurality of n-bit shift registers.
실시예의 제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 제2 시프트 레지스터의 32 세트를 포함하되, 제1 시프트 레지스터는 1024-비트 시프트 레지스터이다.The plurality of series sets of the second shift register of the embodiment include 32 sets of the second shift register, wherein the first shift register is a 1024-bit shift register.
실시예의 제1 시프트 레지스터의 시프트 동작은 상관기와 여결된 클럭의 클럭 속도에서 발생한다.The shift operation of the first shift register of the embodiment occurs at the clock speed of the clock coupled with the correlator.
실시예의 제1 시프트 레지스터의 리드아웃(readout) 동작은 클럭 속도에서 적어도 두 번의 속도에서 발생한다.The readout operation of the first shift register of the embodiment occurs at at least two speeds at the clock speed.
실시예의 제1 시프트 레지스터의 리드아웃 동작은 클럭 속도당 32번 발생한다.The readout operation of the first shift register of the embodiment occurs 32 times per clock speed.
실시예의 포지셔닝 시스템은 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트의 출력과 연결된 복수의 직렬의 가산기를 포함한다.The positioning system of the embodiment includes a plurality of serial adders coupled with the outputs of the plurality of serial sets of the second shift register.
실시예의 복수의 직렬 가산기는 가산기 트리를 포함하되, 상기 가산기 트리는 넓은 비트-폭 가산기 프리미티브(wider bit-width adder primitive)를 포함한다.A plurality of serial adders of an embodiment includes an adder tree, wherein the adder tree includes a wider bit-width adder primitive.
실시예의 복수의 직렬 가산기는 n-비트 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트에 각각 연결된 가산기를 포함한다.The plurality of serial adders of an embodiment includes adders each coupled to a plurality of serial sets of n-bit shift registers.
실시예의 복수의 직렬 가산기는 제2 시프트 레지스터의 제1 복수의 세트의 출력과 연결된 제1 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제2 복수의 세트의 출력과 연결된 제2 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제3 복수의 세트의 출력과 연결된 제3 가산기 및 제2 시프트 레지스터의 제4 복수의 세트의 출력과 연결된 제4 가산기를 포함한다.The plurality of serial adders of an embodiment includes a first adder coupled with the output of the first plurality of sets of the second shift register, a second adder coupled with the output of the second plurality of sets of the second shift register, and a third of the second shift register. A third adder coupled to the plurality of sets of outputs and a fourth adder coupled to the fourth plurality of sets of outputs of the second shift register.
실시예의 포지셔닝 시스템은 복수의 직렬 가산기의 출력과 연결된 단말 가산기를 포함한다.The positioning system of the embodiment includes a terminal adder connected to the outputs of the plurality of serial adders.
실시예의 포지셔닝 시스템은 단말 가산기 내의 복수의 직렬 그룹에서 복수의 직렬 가산기의 출력을 정렬시키는 것을 포함한다.The positioning system of the embodiment includes aligning the outputs of the plurality of serial adders in the plurality of serial groups in the terminal adder.
실시예의 제1 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제1 그룹에서 정렬되고, 제2 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제2 그룹에서 정렬되며, 제3 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제3 그룹에서 정렬되고, 제4 그룹의 출력은 단말 가산기 내의 제4 그룹에서 정렬된다.The output of the first adder of the embodiment is sorted in the first group in the terminal adder, the output of the second adder is sorted in the second group in the terminal adder, the output of the third adder is sorted in the third group in the terminal adder, The outputs of the fourth group are arranged in the fourth group in the terminal adder.
실시예의 단말 가산기는 복수의 그룹의 세트의 내용을 더하여 합계를 형성한다.The terminal adder of the embodiment adds the contents of a plurality of sets to form a sum.
실시예의 포지셔닝 시스템에 있어서, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와, 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 위성 신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함하고, 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호가 감지되지 않을 때 감소된-전력 상태에서 작동함 - 와, 상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함한다.17. The positioning system of an embodiment, wherein the positioning system comprises a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, wherein the range signal measures a distance to a transmitter for broadcasting a range signal. And a remote receiver that captures at least one of a positioning signal and a satellite signal, wherein the satellite signal is a signal of a satellite-based positioning system, the first mode of operation of the remote receiver being positioned by the remote receiver. A terminal-based positioning that calculates a position of a remote receiver from at least one of a signal and a satellite signal, the remote receiver operating in a reduced-power state when no positioning signal is detected; A second operating module of the receiver And network-based positioning, wherein the server calculates the position of the remote receiver from information derived from at least one of the positioning signal and the satellite signal, the remote receiver receiving information derived from at least one of the positioning signal and the satellite signal and Sent to
실시예의 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기에 호스트되고, 상기 리모트 수신기는 상기 포지션을 계산한다.The positioning application of the embodiment is hosted at a remote receiver, which calculates the position.
실시예의 리모트 수신기는 포지셔닝 신호가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동된다.The remote receiver of the embodiment is operated in a reduced-power state when no positioning signal is detected or used.
실시예의 리모트 수신기는 포지션을 결정하기 위하여 복수의 송신기세트로부터의 포지셔닝 신호 세트를 사용하되, 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호 세트가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동된다.The remote receiver of an embodiment uses positioning signal sets from a plurality of transmitter sets to determine position, wherein the remote receiver is operated in a reduced-power state when no positioning signal set is detected or used.
실시예의 리모트 수신기의 모션, 상기 리모트 수신기의 포지션 변화 및 포지셔닝 신호의 신호 상태의 변화 중 적어도 하나를 감지한 것에 응답하여, 상기 리모트 수신기는 감소된-전력 상태에서 전체-전력 상태로 변한다.In response to detecting at least one of a motion of a remote receiver of the embodiment, a change in position of the remote receiver, and a change in signal state of the positioning signal, the remote receiver changes from a reduced-power state to a full-power state.
실시예의 포지셔닝 시스템에서, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와, 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 위성 신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함하고, 상기 리모트 수신기는 고속 클럭을 포함함 - 와, 상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함한다.In a positioning system of an embodiment, the positioning system comprises a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, wherein the range signal measures a distance to a transmitter for broadcasting a range signal. Information used, and a remote receiver for capturing at least one of a positioning signal and a satellite signal, the satellite signal being a signal of a satellite-based positioning system, the first mode of operation of the remote receiver being the positioning signal of the remote receiver. And terminal-based positioning for calculating a position of the remote receiver from at least one of the satellite signals, the remote receiver including a high speed clock, and a server coupled with the receiver, wherein the second mode of operation of the receiver is that At least one of positioning and satellite signals Network-based positioning for calculating the position of the remote receiver from information derived from one, the remote receiver receiving and transmitting information derived from at least one of the positioning signal and the satellite signal to a server.
실시예의 리모트 수신기는 보통 시간 기준기로부터 펄스 에지를 수신하되, 리모트 수신기는 펄스 에지 발생과 샘플 클럭의 상승 에지 사이의 시간차이를 결정하기 위하여 고속 클럭을 사용한다.The remote receiver of an embodiment typically receives pulse edges from a time reference, while the remote receiver uses a high speed clock to determine the time difference between the pulse edge generation and the rising edge of the sample clock.
실시예의 리모트 수신기는 시간 차이에 기초하여 추정된 범위에 대한 보정을 적용하되, 상기 보정은 추정된 범위의 정확성을 개선시킨다.The remote receiver of the embodiment applies a correction for the estimated range based on the time difference, which correction improves the accuracy of the estimated range.
실시예의 포지셔닝 시스템에 있어서, 상기 포지셔닝 시스템은 적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와, 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하기 위하여, 리모트 수신기의 복수의 본래의 수신 체인 중의 본래의 수신 체인을 일시적으로 사용하고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지셔닝을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함함 - 와, 상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함한다.17. The positioning system of an embodiment, wherein the positioning system comprises a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, wherein the range signal measures a distance to a transmitter for broadcasting a range signal. And information used to capture at least one of a positioning signal and a satellite signal, wherein the remote receiver is configured to capture at least one of the positioning signal and the satellite signal; Temporarily using the original receive chain of the remote receiver, wherein the first mode of operation of the remote receiver comprises terminal-based positioning where the remote receiver calculates the positioning of the remote receiver from at least one of a positioning signal and a satellite signal; Book connected with receiver The second mode of operation of the receiver comprises network-based positioning in which the server calculates the position of the remote receiver from information derived from at least one of the positioning signal and the satellite signal, the remote receiver comprising at least one of the positioning signal and the satellite signal Receive information derived from and send it to the server.
실시예의 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하기 위하여, 리모트 수신기의 복수의 본래의 수신 체인 중의 본래의 수신 체인을 일시적으로 사용한다.The remote receiver of the embodiment temporarily uses the original receive chain of the plurality of original receive chains of the remote receiver to capture at least one of the positioning signal and the satellite signal.
실시예의 복수의 본래의 수신 체인은 수신 다이버시티를 개선시키는 다이버시티 수신 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.A plurality of original receive chains of an embodiment includes a diversity receive chain that improves receive diversity.
실시예의 리모트 수신기는 넓은 대역폭 수신기를 포함한다.The remote receiver of an embodiment includes a wide bandwidth receiver.
실시예의 리모트 수신기는 넓은 대역폭 셀룰러 밴드 수신기를 포함한다.The remote receiver of an embodiment includes a wide bandwidth cellular band receiver.
실시예의 리모트 수신기는 포지셔닝 신호를 포착하기 위하여 다이버시티 수신 체인을 일시적으로 사용하거나 영구적으로 사용한다.The remote receiver of the embodiment temporarily or permanently uses the diversity receive chain to capture the positioning signal.
포지션/타이밍 정확성을 사용하기 위하여 본 명세서에 기술된 시스템은 로컬 영역과 광역 모두에서 하나 이상의 후술하는 어플리케이션에서 사용될 수 있으나, 후술하는 어플리케이션에 제한되지 않는다. 이는, 자산 추적, 사람 추적, 애완견 추적, 화재 보안, 모바일 광고, 공공 보안 어플리케이션에 대한 애드 혹(ad hoc) 포지션 결정(가령, "모바일" 송신기 세트는 로케이션(가령, 화재 로케이션)으로 이동될 수 있음)과 이들 송신기는 로컬 네트워크를 형성하여 그 주위에 수신기 세트로 로케이션 신호를 제공함), 군사 어플리케이션(가령, 송신기는 정확한 실내 포지션을 얻기 위하여 지상 또는 상공에 애드 혹 방식으로 전개될 수 있음), 정확성 요구를 충족하기 위한 대역폭을 제공할 수 있는 어플리케이션에 대한 조절 가능한 대역폭, 컨테이너 추적 및 실내 환경 주위에서 컨테이너를 이동시키는 차량, 지오-태깅, 지오-펜싱(geo-fencing), E911 어플리케이션, 의약 어플리케이션과 팔레트(palette) 추적을 필요로 하는 다른 어플리케이션에 대한 팔레트 추적, 펨토-셀(femto-cell), 펨토-셀에 대한 타이밍 기준, 타이밍 수신기, 로케이션을 기초하여 실내외를 모두 인증하는 보안 어플리케이션을 위한 로케이션 제공, 호밍 어플리케이션(homing application)(가령, WAPS를 사용하는 애완견/자산 추적 및 모바일 폰을 사용하여 자산/애완견으로 보행자 네비게이션을 제공하는 것이다. WAPS 시스템 자체 또는 다른 로케이션 기술과의 통합은 기존의 로컬 영역 및/또는 광역 자산 추적 및/또는 포지셔닝 시스템으로 통합될 수 있다.The system described herein to use position / timing accuracy may be used in one or more of the following applications in both local and wide area, but is not limited to the applications described below. This means that ad hoc position determinations (eg, "mobile" transmitter sets) for asset tracking, person tracking, dog tracking, fire security, mobile advertising, and public security applications can be moved to a location (eg, a fire location). ) And these transmitters form a local network to provide location signals to a set of receivers around them, military applications (e.g., the transmitters can be deployed ad hoc over the ground or over the air to obtain accurate indoor position), Adjustable bandwidth for applications that can provide bandwidth to meet accuracy needs, container tracking and vehicles moving containers around indoor environments, geo-tagging, geo-fencing, E911 applications, pharmaceutical applications , Femto-cell, pallet tracking for other applications requiring pallet tracking (femto-cell), provide timing for femto-cells, timing receivers, location for security applications that authenticate both indoor and outdoor based on location, homing applications (e.g., tracking dogs / assets using WAPS) And pedestrian navigation to assets / dogs using mobile phones, integration with the WAPS system itself or other location technologies may be integrated into existing local area and / or wide area asset tracking and / or positioning systems.
본 명세서에 기술된 실시예는 포지셔닝 시스템을 포함하는데, 상기 포지셔닝 시스템은 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 송신기 네트워크와, 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착 및 추적하는 리모트 수신기 - 상기 위성신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함함 - 와 리모트 수신기와 연결된 서버 - 리모트 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터의 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 수신하고 서버로 전달함 - 를 포함한다.Embodiments described herein include a positioning system, the positioning system comprising a transmitter network comprising a plurality of transmitters for broadcasting positioning signals, and a remote receiver for capturing and tracking at least one of positioning signals and satellite signals; The satellite signal is a signal of a satellite-based positioning system, the first mode of operation of the remote receiver comprising terminal-based positioning, wherein the remote receiver calculates the position of the remote receiver from at least one of the positioning signal and the satellite signal. And a second mode of operation of the server-remote receiver comprising network-based positioning by which the server calculates a position of the remote receiver from at least one of the positioning signal and the satellite signal, wherein the remote receiver comprises at least one of the positioning signal and the satellite signal. Receiving and standing It includes - a transfer function.
본 명세서에 기술된 실시예는 포지션을 결정하는 방법을 포함하는데, 상기 방법은 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 리모트 수신기에서 수신하는 단계 - 포지셔닝 신호는 복수의 송신기를 포함하는 송신기 네트워크로부터 수신되고, 위성 신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템으로부터 수신됨 - 와, 단말기-기반 포지셔닝과 네트워크 기반 로케이션 중 하나를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 결정하는 단계 - 단말기-기반 포지셔닝은 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 사용하여 리모트 수신기에서 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단계를 포함하고, 네트워크-기반 포지셔닝은 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 사용하여 리모트 서버에서 리모트 수신기의 위치를 계산하는 단계를 포함함 - 를 포함한다.Embodiments described herein include a method of determining a position, the method comprising receiving at a remote receiver at least one of a positioning signal and a satellite signal, the positioning signal being received from a transmitter network comprising a plurality of transmitters and The satellite signal is received from a satellite-based positioning system, and determining a position of the remote receiver using one of the terminal-based positioning and the network-based location, wherein the terminal-based positioning comprises at least one of the positioning signal and the satellite signal. Calculating a position of the remote receiver at the remote receiver using a network, and network-based positioning includes calculating a position of the remote receiver at the remote server using at least one of a positioning signal and a satellite signal. Include.
본 명세서에 기술된 구성은 함께 위치되거나 별도의 로케이션에 위치될 수 있다. 통신 경로는 구성들을 결합시키고, 구성들 사이로 파일을 통신 또는 전송하기 위한 어떤 매개체를 포함한다. 통신 경로는 무선 연결, 유선 연결 및 무선/유선 하이브리드 연결을 포함한다. 또한, 통신 경로는 로컬 영역 네트워크(LAN), 메트로폴리탄 영역 네트워크(MAN), 광역 네트워크(WAN), 전용 네트워크, 사무실간 네트워크 또는 백엔드(backend) 네트워크 및 인터넷을 포함한다. 더구나, 통신 경로는 플래시 RAM, USB 연결, RS-232 연결, 전화선, 버스 및 전자 메일 메세지뿐만 아니라, 플로피 디스크, 하드 디스크 드라이브 및 CD-ROM 디스크와 같은 착탈식 고정 매개체를 포함한다.The configurations described herein may be co-located or located in separate locations. The communication path includes any medium for combining configurations and for communicating or transferring files between configurations. The communication path includes a wireless connection, a wired connection, and a wireless / wired hybrid connection. The communication path also includes a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), a wide area network (WAN), a dedicated network, an interoffice network or backend network and the Internet. In addition, the communication path includes removable fixed media such as floppy disks, hard disk drives and CD-ROM disks as well as flash RAM, USB connections, RS-232 connections, telephone lines, buses and e-mail messages.
본 명세서에 기술된 시스템과 방법의 태양은, 응용 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC)뿐만 아니라, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field programmable gate array, FPGA), 프로그램 가능 어레이 논리(programmable array logic, PAL) 장치, 전기적으로 프로그램 가능한 논리 및 기억 장치 및 표준 셀-기반 장치와 같은 프로그램 가능 논리 장치(PLD)를 포함하는 다양한 회로내로 기능적으로 프로그램되어 실행될 수 있다. 시스템과 방법을 실행하는 태양에 대한 다른 가능성은 메모리(전기적으로 삭제 프로그램 가능한 리드 온리 메모리(EEPROM)와 같은)를 가진 마이크로컨트롤러, 내장형 마이크로프로세서, 펌웨어 소프트웨어 등을 포함한다. 더구나, 시스템과 방법의 태양은 소프트웨어-기반 회로 에뮬레이션(emulation), 이산 논리(순차적인 또는 조합의), 맞춤형 장치, 퍼지(신경) 논리, 양자 장치(quantum device) 및 상기 장치 유형의 하이브리드를 포함하는 마이크로프로세서 내에서 구현될 수 있다. 물론, 기초 장치 기술은, 가령, CMOS 기술과 같은 MOSFET 기술, 에미터-결합된 논리(ECL)과 같은 바이폴라 기술, 폴리머 기술(가령, 실리콘-컨주게이티드 폴리머와 메탈-컨주게이티드 폴리머-메탈 구조), 아날로그와 디지털 혼합등과 같은 다양한 구성 유형내에 제공될 수 있다.Aspects of the systems and methods described herein may be implemented as application specific integrated circuits (ASICs) as well as field programmable gate arrays (FPGAs), programmable array logic PAL) devices, electrically programmable logic and storage devices, and programmable logic devices (PLDs) such as standard cell-based devices. Other possibilities for implementing the system and method include microcontrollers with memory (such as electrically erasable programmable read only memory (EEPROM)), embedded microprocessors, firmware software, and the like. Moreover, aspects of systems and methods include software-based circuit emulation, discrete logic (sequential or combination), customized devices, fuzzy logic, quantum devices, and hybrids of the device type Lt; / RTI > microprocessor. Of course, the underlying device technology may be implemented using any suitable technology, including, for example, MOSFET technology such as CMOS technology, bipolar technology such as emitter-coupled logic (ECL), polymer technology (such as silicon- Structure), analog and digital mixing, and the like.
본 명세서에 개시된 어떠한 시스템, 방법 및/또는 다른 구성은, 해동적, 레지스터 전소, 논리 구성, 트랜지스터, 레이아웃 기하형상 및/또는 다른 특징의 측면세서, 디자인 툴이 지원되고 데이터로서 표현(또는 나타난)된 컴퓨터를 사용하고, 및/또는 다양한 컴퓨터-리더블 미디어에 구현된 명령어를 사용하여 기술된다는 것을 주목해야 할 것이다. 이러한 포맷된 데이터 및/또는 명령어가 구현될 수 있는 컴퓨터-리더블 미디어는 다양한 형태(가령, 광학, 자기성 또는 반도체 저장 미디어)의 불-휘발성 저장 미디어와 무선, 광학 또는 유선 시그널링 미디오 또는 이의 조합을 통한 이러한 포맷된 데이터 및/또는 명령어의 전송에 사용될 수 있는 캐리어파를 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 이러한 포맷된 데이터 및/또는 캐리어파에 의한 명령어의 전송의 예는 하나 이상의 데이터 전송 프로토콜(가령, HTTP, HTTPs, FTP, SMTP, WAP 등)을 통하여, 인터넷 및/또는 다른 컴퓨터 네트워크로 전송(업로드, 다운로드, 이-메일 등)하는 것을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 하나 이상의 컴퓨터-리더블 미디어를 통하여 컴퓨터 시스템 내에서 수신될 겨웅, 이러한 데이터 및/또는 상기 기술된 구성의 명령어-기반의 표현은 하나 이상의 다른 컴퓨터 프로그램의 실행과 함께 컴퓨터 시스템 내의 개체(entity)를 처리함에 의하여(가령, 하나 이상의 프로세서) 처리될 수 있다.Any system, method, and / or other arrangement described herein may be implemented in any number of ways, including but not limited to thawing, register charging, logic configuration, transistor, layout geometry and / And / or described using the instructions implemented in the various computer-readable media. Computer-readable media on which such formatted data and / or instructions may be implemented may be embodied in a variety of forms (e.g., optical, magnetic or semiconductor storage media), non-volatile storage media, and wireless, But are not limited to, carrier waves that may be used to transmit such formatted data and / or instructions over the combination. Examples of the transmission of such formatted data and / or instructions by a carrier wave may be transmitted over the Internet and / or other computer networks via one or more data transfer protocols (e.g., HTTP, HTTPS, FTP, SMTP, WAP, , Download, e-mail, etc.). It is contemplated that such data, and / or instruction-based representations of the above-described configurations, received within a computer system via one or more computer-readable media may be used in conjunction with the execution of one or more other computer programs, (E. G., One or more processors). ≪ / RTI >
문맥상 명백한 다른 표시를 요구하지 않는 한, 발명의 상세한 설명과 청구 범위 전반에 걸쳐, 단어 "포함한다.", "포함하는" 및 이와 유사한 것은 배재의 의미 혹은 철저한 의미(exclusive or exhaustive sense)가 아닌 포함의 의미(inclusive sense)로 해석되어야 한다. 다시 말하면, "포함하나, 이에 제한되지 않는" 의미이다. 또한, 단수 또는 복수를 사용하는 단어는 각각 단수 또는 복수를 포함한다. 또한, 단어 "본 명세서에서", "여기서", "상기", "이하" 및 이와 유사한 단어는 본 출원에서 사용될 경우, 본 출원의 특정 부분이 아닌 전체로서 본 출원에 관한 것을 나타낸다. 단어 "또는"은 둘 이상의 아이템의 리스트에 관하여 사용될 때, 상기 단어는 단어의 다음 설명(본 리스트의 어떠한 아이템, 리스트의 모든 아이템 및 리스트의 어떤 조합)의 전부를 커버한다.The word "comprises," " including, "and the like, unless the context clearly dictates otherwise, the word " exclusive or exhaustive sense " Should be interpreted as an inclusive sense. In other words, "including, but not limited to" In addition, each of the words using the singular or plural plural includes singular or plural plural. Also, the words "herein "," above ", "below ", and the like, when used in this application, refer to the instant application as a whole, rather than as a part of this application. When the word "or" is used with respect to a list of two or more items, the word covers all of the following description of the word (any item in this list, all items in the list and any combination of the lists).
시스템과 방법의 실시예의 상기 설명은 개시된 정확한 형태로 시스템과 방법을 제한하거나 철저하게 맞추려는게 아니다. 시스템 및 방법의 구체적인 실시예와 그 예시가 본 명세서에 설명적 의도로 기술되나, 다양한 등가적인 수정사항이 당업자가 인식하는 한, 시스템과 방법의 범위 내에서 가능하다. 본 명세서에 제공된 시스템과 방법의 기술은 상기 기술된 시스템과 방법에 대한 것 뿐만아니라 다른 시스템과 방법에 적용될 수 있다. 상기 기술된 다양한 실시예의 요소나 기능은 결합되어 추가 실시예를 제공할 수 있다. 이들 및 다른 변형은 상기 자세한 설명을 고려하여 시스템과 방법에 적용될 수 있다.The above description of embodiments of systems and methods is not intended to limit or even precisely match the systems and methods in the precise form disclosed. Although specific embodiments and examples of systems and methods are described herein with recourse, various equivalent modifications are possible within the scope of systems and methods, as recognized by those skilled in the art. The teachings of the systems and methods provided herein may be applied to other systems and methods as well as to the systems and methods described above. The elements or functions of the various embodiments described above may be combined to provide further embodiments. These and other variations may be applied to systems and methods in light of the above detailed description.
일반적으로, 후술하는 청구항에서, 사용된 용어는 개시된 명세서와 청구항의 구체적인 실시예로 시스템과 방법이 제한되어 해석되어서는 아니되고, 청구항하에서 작동하는 모든 시스템과 방법을 포함하도록 해석되어야 한다. 따라서, 시스템과 방법은 개시물에 의해 제한되지 않고, 그 대신, 범위는 청구항에 의하여 전체적으로 결정되어야 한다. 시스템과 방법의 어떤 태양이 어떤 청구항 형태로 제시되나, 발명자는 다른 청구항 형태인 시스템과 방법의 다양한 태양을 생각한다. 따라서, 발명자는 본 출원서를 제출한 이후에, 시스템과 방법의 다른 태양을 위한 이러한 추가 청구항을 형성할 목적으로, 청구항을 추가할 권리를 가진다.Generally, in the following description, terms used should not be construed as limiting the system and method to specific embodiments of the disclosed specification and claims, but should be construed to include all systems and methods operating under the claims. Accordingly, the systems and methods are not limited by the disclosure, and instead, the scope should be determined entirely by the claims. Whilst some aspects of the systems and methods are presented in some claim forms, the inventors contemplate various aspects of systems and methods that are in different claim forms. Accordingly, the inventor reserves the right to add claims after the filing of this application for the purpose of forming such additional claims for other aspects of the system and method.
Claims (162)
적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와,
알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이와,
리모트 수신기의 로케이션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기와,
프로세서 상에서 운영되고, 상기 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션 - 상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 상기 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터 및 포지셔닝 신호와 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호인 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 포지션은 고도를 포함함 - 을 포함하는
포지셔닝 시스템.In a positioning system, the positioning system,
A terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, said range signal comprising information used to measure a distance to a transmitter for broadcasting a range signal;
A reference sensor array comprising at least one reference sensor unit located at a known location;
A remote receiver comprising an atmospheric sensor for collecting atmospheric data at a location of the remote receiver;
A positioning application running on a processor and coupled to the remote receiver, the positioning application comprising at least one of atmospheric data, reference data and a positioning signal from a reference sensor unit set of the reference sensor array and a satellite signal that is a signal of a satellite-based positioning system; Calculate the position of the remote receiver using information derived from the position including altitude.
Positioning system.
적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와,
알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함하는 기준 센서 어레이와,
리모트 수신기의 로케이션에서 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기와,
프로세서 상에서 운영되고, 상기 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션 - 상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 상기 기준 센서 어레이의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션에서 기준 압력 추정을 생성하고, 상기 기준 압력 추정과 포지셔닝 신호와 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호인 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 포지션은 고도를 포함함 - 을 포함하는
포지셔닝 시스템.In a positioning system, the positioning system,
A terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, said range signal comprising information used to measure a distance to a transmitter for broadcasting a range signal;
A reference sensor array comprising at least one reference sensor unit located at a known location;
A remote receiver comprising an atmospheric sensor for collecting atmospheric data at a location of the remote receiver;
A positioning application running on a processor and coupled with the remote receiver, the positioning application generates atmospheric reference pressure estimates at the position of the remote receiver using atmospheric data, reference data from a reference sensor unit set of the reference sensor array, Calculate a position of the remote receiver using information derived from at least one of a pressure estimation and positioning signal and a satellite signal that is a signal of the satellite-based positioning system, the position comprising altitude.
Positioning system.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기에 호스트되고, 상기 리모트 수신기는 상기 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application is hosted at a remote receiver, the remote receiver calculating the position.
상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 3, wherein
Wherein the remote receiver is operated in a reduced-power state when no positioning signal is detected or used.
상기 리모트 수신기는 포지션을 결정하기 위하여 복수의 송신기 세트로부터의 포지셔닝 신호 세트를 사용하되, 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호 세트가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.5. The method of claim 4,
The remote receiver uses a set of positioning signals from a plurality of transmitter sets to determine position, the remote receiver being operated in a reduced-power state when the positioning signal set is not detected or used. Positioning system.
상기 리모트 수신기의 모션, 상기 리모트 수신기의 포지션 변화 및 포지셔닝 신호의 신호 상태의 변화 중 적어도 하나를 감지한 것에 응답하여, 상기 리모트 수신기는 감소된-전력 상태에서 전체-전력 상태로 변하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 5, wherein
In response to detecting at least one of a motion of the remote receiver, a change in position of the remote receiver, and a change in signal state of the positioning signal, the remote receiver changes from a reduced-power state to a full-power state. Positioning system.
상기 포지셔닝 시스템은 상기 리모트 수신기와 연결된 서버를 포함하되, 상기 포지셔닝 어플리케이션은 서버에 호스트되고, 서버는 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning system comprises a server coupled to the remote receiver, the positioning application being hosted on a server, the server calculating a position.
상기 포지셔닝 시스템은 상기 리모트 수신기에 연결된 서버를 포함하되, 상기 포지셔닝 어플리케이션은 상기 리모트 수신기와 상기 서버 사이에 분포된 것을 특징을 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning system includes a server coupled to the remote receiver, wherein the positioning application is distributed between the remote receiver and the server.
상기 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 수신기가 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 8,
And the first mode of operation of the remote receiver comprises terminal-based positioning by which the receiver calculates a position.
상기 리모트 수신기의 제2 작동 모드는 상기 서버가 포지션을 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 8,
And wherein said second mode of operation of said remote receiver comprises network-based positioning wherein said server calculates a position.
상기 알려진 로케이션은 복수의 송신기의 송신기 세트의 로케이션인 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The known location is a location of a transmitter set of a plurality of transmitters.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기의 포지션에서 등가적인 고도 압력을 생성하기 위하여, 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터를 사용하는 압력 표면 그래디언트 모델을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application includes a pressure surface gradient model that uses reference data from a set of reference sensor units to generate an equivalent altitude pressure at a position of a remote receiver.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 고도를 생성하기 위한 기준값으로서 등가적인 고도 압력을 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.13. The method of claim 12,
And said positioning application uses an equivalent altitude pressure as a reference value for generating altitude.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 각각의 기준 센서 유닛으로부터의 기준 데이터를 사용하여, 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에 대한 등가적인 고도 압력을 생성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.13. The method of claim 12,
And the positioning application uses reference data from each reference sensor unit to generate an equivalent altitude pressure for each reference sensor unit in the reference sensor unit set.
상기 기준 데이터는 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛의 압력 데이터, 온도 데이터 및 로케이션 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.15. The method of claim 14,
The reference data comprises pressure data, temperature data and location data of each reference sensor unit of the reference sensor unit set.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛의 등가적인 고도 압력과 리모트 수신기의 경도와 위도를 사용하여, 리모트 수신기의 포지션에서 등가적인 기준 고도 압력을 생성하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 15,
And the positioning application generates an equivalent reference altitude pressure at the position of the remote receiver using the equivalent altitude pressure of each reference sensor unit of the reference sensor unit set and the longitude and latitude of the remote receiver.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터와 리모트 수신기의 포지션에서의 등가적인 기준 고도 압력을 사용하여 리모트 수신기의 고도를 생성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.17. The method of claim 16,
And the positioning application generates altitude of the remote receiver using atmospheric data and an equivalent reference altitude pressure at the position of the remote receiver.
적어도 하나의 기준 센서 유닛은 복수의 송신기 중 적어도 하나와 함께 위치되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
At least one reference sensor unit is located with at least one of the plurality of transmitters.
적어도 하나의 기준 센서 유닛은 복수의 기준 센서 유닛을 포함하되, 복수의 기준 센서 유닛의 제1 세트는 복수의 송신기 유닛의 제1 세트와 함께 위치되고, 복수의 기준 센서 유닛의 제2 세트는 복수의 송신기의 로케이션과 다른 로케이션에 있는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The at least one reference sensor unit comprises a plurality of reference sensor units, wherein the first set of the plurality of reference sensor units is located with the first set of the plurality of transmitter units and the second set of the plurality of reference sensor units Positioning system at a location different from the transmitter's location.
상기 대기 센서는 리모트 수신기의 포지션에서 압력 데이터와 온도 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The atmospheric sensor collects pressure data and temperature data at a position of a remote receiver.
상기 대기 센서는 대략 36 파스칼 미만의 범위인 레졸루션으로 압력 데이터를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.22. The method of claim 21,
The atmospheric sensor determines pressure data with a resolution in the range of less than approximately 36 Pascals.
상기 리모트 수신기는 압력 데이터의 변화 속도를 감지하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.22. The method of claim 21,
And said remote receiver senses the rate of change of the pressure data.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 변화 속도를 사용하여 리모트 수신기의 수직 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.24. The method of claim 23,
And the positioning application uses the change rate to determine the vertical speed of the remote receiver.
상기 온도 데이터는 리모트 수신기의 포지션에서의 외부 공기 온도를 포함하고, 대기 센서는 대략 섭씨 3도 이하의 레졸루션으로 온도 데이터를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.22. The method of claim 21,
The temperature data includes the outside air temperature at the position of the remote receiver and the atmospheric sensor determines the temperature data with a resolution of approximately 3 degrees Celsius or less.
각각의 기준 센서 유닛은 대기 기준 유닛의 알려진 로케이션에서의 기준 압력 데이터 및 기준 온도 데이터를 수집하는 적어도 하나의 대기 기준 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
Each reference sensor unit comprises at least one atmospheric reference sensor that collects reference pressure data and reference temperature data at a known location of the atmospheric reference unit.
적어도 하나의 대기 기준 센서는 대략 2-36 파스칼의 레졸루션으로 기준 압력 데이터를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
At least one atmospheric reference sensor determines reference pressure data with a resolution of approximately 2-36 Pascals.
기준 온도 데이터는 알려진 로케이션에서의 외부 공기 온도를 포함하고, 대기 기준 센서는 대략 섭씨 3도 이하의 레졸루션으로 온도 데이터를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
The reference temperature data includes external air temperature at a known location, and the atmospheric reference sensor determines the temperature data with a resolution of approximately 3 degrees Celsius or less.
대기 기준 센서는 제한된 온도 범위에 대하여 교정되고, 상기 제한된 온도 범위는 대기 기준 센서가 노출된 온도에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
The atmospheric reference sensor is calibrated for a limited temperature range, wherein the limited temperature range is determined based on the temperature at which the atmospheric reference sensor is exposed.
각각의 대기 기준 센서는 알려진 로케이션에서 기준 압력 데이터와 기준 온도 데이터를 연속적으로 수집하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
Each atmospheric reference sensor is configured to continuously collect reference pressure data and reference temperature data at a known location.
상기 대기 기준 센서는 상대적으로 정지한 공기에서의 기준 압력과 기준 온도를 수집하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
The atmospheric reference sensor is arranged to collect a reference pressure and a reference temperature in relatively stationary air.
대기 기준 센서는 기준 압력 데이터와 기준 온도 데이터를 필터링 하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
The atmospheric reference sensor is a positioning system, characterized in that to filter the reference pressure data and the reference temperature data.
대기 기준 센서는 조절가능한 시간 척도를 사용하여 기준 압력 데이터와 기준 온도 데이터를 필터링 하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.33. The method of claim 32,
The atmospheric reference sensor filters the reference pressure data and the reference temperature data using an adjustable time scale.
각각의 기준 센서 유닛은 바람 데이터를 결정하는 바람 감지기를 포함하되, 상기 바람 데이터는 로컬 바람의 방향과 크기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
Each reference sensor unit comprises a wind detector for determining wind data, the wind data comprising a direction and magnitude of a local wind.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 센서내의 변형을 보정 또는 필터링하기 위하여 바람 데이터를 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.35. The method of claim 34,
And the positioning application uses wind data to correct or filter out deformations in the atmospheric sensor.
적어도 하나의 기준 센서 유닛은 복수의 대기 기준 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 26,
At least one reference sensor unit comprises a plurality of atmospheric reference sensors.
상기 포지셔닝 시스템은 상기 기준 센서 어레이와 상기 리모트 수신기 사이에서 연결된 통신 링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And said positioning system comprises a communication link coupled between said reference sensor array and said remote receiver.
상기 기준 센서 어레이는 대기 기준 데이터를 방송하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.39. The method of claim 37,
And said reference sensor array broadcasts atmospheric reference data.
상기 기준 센서 어레이는 대기 기준 데이터의 로(raw) 데이터를 방송하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 38,
And the reference sensor array broadcasts raw data of atmospheric reference data.
상기 기준 센서 어레이는 기준 데이터의 차동 데이터를 방송하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 38,
And the reference sensor array broadcasts differential data of reference data.
상기 차동 데이터는 적어도 하나의 일정한 값에 대하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.41. The method of claim 40,
The differential data is obtained for at least one constant value.
상기 차동 데이터는 표준 대기의 오프셋 값으로 얻어진 차동 압력 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.41. The method of claim 40,
Wherein said differential data comprises differential pressure data obtained with an offset value of a standard atmosphere.
상기 리모트 수신기는 방송을 통하여 기준 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 38,
And the remote receiver receives the reference data through broadcast.
상기 기준 센서 어레이는 초당 복수의 시간에서 기준 데이터를 방송하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 38,
And the reference sensor array broadcasts reference data at a plurality of times per second.
기준 센서 어레이는 측정당 복수의 시간에서 기준 데이터를 방송하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 38,
And a reference sensor array broadcasts reference data at a plurality of times per measurement.
상기 리모트 수신기는 쿼리할 대기 기준 센서 세트를 결정하고, 통신 링크를 통하여 대기 기준 센서 세트로부터의 기준 데이터를 풀링(pull)하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.39. The method of claim 37,
Wherein the remote receiver determines a set of atmospheric reference sensors to query and pulls reference data from the set of atmospheric reference sensors over a communication link.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 기준 데이터를 처리하고, 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛의 등가적인 기준 고도 압력을 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application processes reference data and determines an equivalent reference altitude pressure of each reference sensor unit of the reference sensor unit set.
상기 기준 데이터는 각각의 대기 기준 유닛의 로케이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.49. The method of claim 47,
The reference data comprises a location of each standby reference unit.
상기 로케이션은 경도와 위도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.49. The method of claim 48,
And the location comprises a longitude and a latitude.
상기 로케이션은 높이를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.49. The method of claim 48,
And the location comprises a height.
상기 기준 데이터는 각각의 대기 기준 유닛으로부터의 측정된 외부 공기 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.49. The method of claim 47,
The reference data comprises the measured outside air temperature from each atmospheric reference unit.
상기 기준 데이터는 신뢰도 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.49. The method of claim 47,
Wherein said reference data comprises a reliability measure.
각각의 기준 센서 유닛은 기준 센서 유닛의 기준 데이터를 처리하고, 기준 센서 유닛의 등가적인 기준 고도 압력을 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
Each reference sensor unit processes reference data of the reference sensor unit and determines an equivalent reference altitude pressure of the reference sensor unit.
기준 데이터는 각각의 대기 기준 센서의 로케이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.54. The method of claim 53,
The reference data comprises the location of each atmospheric reference sensor.
상기 로케이션은 위도와 경도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.55. The method of claim 54,
And the location comprises latitude and longitude.
상기 로케이션은 높이를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.55. The method of claim 54,
And the location comprises a height.
상기 기준 데이터는 등가적인 기준 고도 압력을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.54. The method of claim 53,
Wherein said reference data includes an equivalent reference altitude pressure.
상기 기준 데이터는 신뢰도 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.54. The method of claim 53,
Wherein said reference data comprises a reliability measure.
상기 고도는 적어도 하나의 구조물에서 각 층의 측정된 고도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The altitude comprises a measured altitude of each layer in at least one structure.
포지셔닝 시스템은 리모트 수신기를 포함하는 복수의 리모트 수신기와 연결된 데이터베이스를 포함하되, 상기 데이터베이스는 복수의 리모트 수신기로부터 수신된 측정된 고도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.60. The method of claim 59,
The positioning system includes a database coupled with a plurality of remote receivers including a remote receiver, the database comprising measured altitudes received from the plurality of remote receivers.
포지셔닝 시스템은 서버에 연결된 학습 어플리케이션을 포함하되, 상기 학습 어플리케이션은 복수의 리모트 수신기의 추정된 고도를 처리하고, 추정된 고도를 사용하여 데이터베이스를 수정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.64. The method of claim 60,
The positioning system includes a learning application coupled to a server, wherein the learning application processes the estimated altitudes of the plurality of remote receivers and modifies the database using the estimated altitudes.
적어도 하나의 기준 센서 유닛은 적어도 하나의 로컬 기준 센서 유닛을 포함하되, 상기 로컬 기준 센서 유닛은 로케이션과 구조물 중 적어도 하나와 가까운 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
At least one reference sensor unit comprises at least one local reference sensor unit, said local reference sensor unit being close to at least one of a location and a structure.
상기 기준 데이터는 적어도 하나의 로컬 기준 센서 유닛의 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.63. The method of claim 62,
And said reference data comprises data of at least one local reference sensor unit.
포지셔닝 시스템은 명시된 시간 기간에 걸쳐 축적된 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 대기 센서를 자동으로 교정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
Positioning system, characterized by automatically calibrating the atmospheric sensor of a remote receiver using reference data accumulated over a specified time period.
포지셔닝 시스템은 리모트 수신기가 알려진 로케이션에 있을 때, 식별함에 의하여 축적된 기준 데이터를 생성하는 것, 상기 알려진 시스템에 대응하는 대기 데이터에서의 편차를 축적하는 것, 및 축적된 편차로부터 보정된 교정을 생성하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.65. The method of claim 64,
The positioning system generates reference data accumulated by identification when the remote receiver is at a known location, accumulates deviations in atmospheric data corresponding to the known system, and generates corrections corrected from the accumulated deviations. Positioning system comprising a.
포지셔닝 시스템은 리모트 수신기의 포지션의 고도와 대기 압력이 알려진 경우에 리모트 수신기의 대기 센서를 자동으로 교정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning system comprises automatically calibrating the atmospheric sensor of the remote receiver when the altitude and atmospheric pressure of the position of the remote receiver are known.
리모트 수신기의 포지션은 위성 신호를 사용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.67. The method of claim 66,
Positioning of the remote receiver is determined using satellite signals.
포지셔닝 시스템은 기준 고도를 사용하여 고도를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
Positioning system, characterized in that using the reference altitude to determine the altitude.
기준 고도는 대기 데이터와 기준 데이터 중 적어도 하나를 사용하여 계산된 고도들 중에서 고도 차이를 최소로 하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.69. The method of claim 68,
And a reference altitude is to minimize an altitude difference among altitudes calculated using at least one of atmospheric data and reference data.
기준 고도는 대기 기준 유닛의 평균 고도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.70. The method of claim 69,
The reference altitude comprises an average altitude of the atmospheric reference unit.
기준 고도는 리모트 수신기가 위치된 지역의 평균 고도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.70. The method of claim 69,
The reference altitude comprises an average altitude of the area in which the remote receiver is located.
고도는 로컬 제한 데이터를 사용하여 파생된 추정 고도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The altitude comprises an estimated altitude derived using local limit data.
상기 로컬 제한 데이터는 리모트 수신기의 포지션 부근에서의 지형의 지형 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.73. The method of claim 72,
The local restriction data comprises terrain data of the terrain in the vicinity of the position of the remote receiver.
로컬 제한 데이터는 리모트 수신기의 위치의 부근에서의 적어도 하나의 구조물의 높이를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.73. The method of claim 72,
The local restriction data comprises the height of at least one structure in the vicinity of the position of the remote receiver.
로컬 제한 데이터는 리모트 수신기의 위치의 부근에서의 적어도 하나의 다른 리모트 수신기의 고도를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.73. The method of claim 72,
The local restriction data comprises an altitude of at least one other remote receiver in the vicinity of the location of the remote receiver.
포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터, 기준 데이터 및 로컬 제한 데이터를 사용하여 고도를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.73. The method of claim 72,
Positioning application, characterized in that the altitude determination using the atmospheric data, reference data and local limit data.
포지셔닝 시스템은 포지셔닝 어플리케이션과 연결된 데이터베이스를 포함하되, 상기 데이터베이스는 시간 기간동안 측정된 과거 데이터를 포함하고, 상기 과거 데이터는 기준 센서 어레이의 기준 데이터와 복수의 리모트 수신기의 대기 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning system includes a database associated with a positioning application, the database including historical data measured over a period of time, wherein the historical data includes reference data from a reference sensor array and standby data from a plurality of remote receivers. Positioning system.
포지셔닝 어플리케이션은 과거 데이터를 사용하여 고도를 결정하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.78. The method of claim 77,
Positioning application, characterized in that using the historical data to determine the altitude.
포지셔닝 시스템은 과거 데이터를 사용하여 기준 센서 어레이의 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 최적화하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.78. The method of claim 77,
The positioning system comprises optimizing at least one reference sensor unit of the reference sensor array using historical data.
포지셔닝 시스템은 기준 센서 유닛의 기준 로케이션과 리모트 수신기의 현 포지션 사이의 일정한 등가적인 기준 고도 압력에 대한 가정을 완화함에 의하여 고도를 결정하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning system includes determining altitude by mitigating assumptions about a constant equivalent reference altitude pressure between the reference location of the reference sensor unit and the current position of the remote receiver.
기준 로케이션에서의 제1 등가적인 기준 고도 압력에서 표준 온도에서의 제2 등가적인 기준 고도 압력으로 전환하는 단계,
현 포지션에서의 로컬 온도를 결정하고, 상기 로컬 온도를 사용하여 제2 등가적인 기준 고도 압력에서 제3 등가적인 기준 고도 압력으로 전환하는 단계, 및
제3 등가적인 기준 고도 압력을 사용하여 현 포지션에서의 고도를 결정하는 단계를 포함하는 포지셔닝 시스템.81. The system of claim 80, wherein the positioning system is
Converting from the first equivalent reference altitude pressure at the reference location to a second equivalent reference altitude pressure at the standard temperature,
Determining a local temperature at a current position and using the local temperature to convert from a second equivalent reference altitude pressure to a third equivalent reference altitude pressure, and
Determining altitude at the current position using a third equivalent reference altitude pressure.
기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서의 기준 데이터를 사용하여 수평 로케이션과 함께 등가적인 기준 고도 압력의 편차를 결정하는 단계, 및
기준 센서 유닛 세트의 등가적인 기준 고도 압력을 결합함에 의하여 현 포지션에서의 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.81. The system of claim 80, wherein the positioning system is
Using the reference data in each reference sensor unit of the reference sensor unit set to determine a deviation of the equivalent reference altitude pressure with the horizontal location, and
Determining an optimal estimate of the reference altitude pressure at the current position by combining an equivalent reference altitude pressure of the set of reference sensor units.
등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 가중화된 평균 기술을 사용하는 단계를 포함하되, 가중화는 기준 센서 유닛의 로케이션과 현 포지션사이의 수평 거리에 대한 함수인 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.83. The method of claim 82,
Determining an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure includes using a weighted average technique, wherein the weighting is a function of the horizontal distance between the location of the reference sensor unit and the current position. Positioning system.
등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서 계산된 해면기압을 최적화하는 2차 표면을 생성하기 위하여 최소 제곱법을 사용하는 단계 및 n차 표면을 사용하여 현 포지션에서 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 보간하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.83. The method of claim 82,
Determining an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure comprises using a least square method to generate a secondary surface that optimizes the barometric pressure calculated at each reference sensor unit in the reference sensor unit set and the nth surface. And interpolating an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure at the current position using.
기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서의 제1 등가적인 기준 고도 압력에서 표준 온도에서의 제2 등가적인 기준 고도 압력으로 전환하는 단계, 및
각각의 기준 유닛으로부터의 제2 등가적인 기준 고도 압력을 결합함에 의하여 현 포지션에서의 등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.81. The system of claim 80, wherein the positioning system is
Converting from the first equivalent reference altitude pressure at each reference sensor unit of the reference sensor unit set to a second equivalent reference altitude pressure at standard temperature, and
Determining an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure at the current position by combining a second equivalent reference altitude pressure from each reference unit.
등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 가중화된 평균 기술을 사용하는 단계를 포함하되, 가중화는 기준 센서 유닛의 로케이션과 현 포지션사이의 수평 거리에 대한 함수인 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.86. The method of claim 85,
Determining an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure includes using a weighted average technique, wherein the weighting is a function of the horizontal distance between the location of the reference sensor unit and the current position. Positioning system.
등가적인 기준 고도 압력의 최적의 추정을 결정하는 단계는 기준 센서 유닛 세트의 각각의 기준 센서 유닛에서 계산된 등가적인 기준 고도 압력을 최적화하는 2차 표면을 생성하기 위하여 최소 제곱법을 사용하는 단계 및 n차 표면을 사용하여 현 포지션에서 해면기압의 최적의 추정을 보간하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.86. The method of claim 85,
Determining an optimal estimate of the equivalent reference altitude pressure comprises using a least square method to generate a secondary surface that optimizes the equivalent reference altitude pressure calculated at each reference sensor unit in the reference sensor unit set; interpolating an optimal estimate of the barometric pressure at the current position using the nth order surface.
리모트 수신기는 고속 클럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And the remote receiver comprises a high speed clock.
상기 리모트 수신기는 보통 시간 기준기로부터 펄스 에지를 수신하되, 리모트 수신기는 펄스 에지 발생과 샘플 클럭의 상승 에지 사이의 시간차이를 결정하기 위하여 고속 클럭을 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.90. The method of claim 88,
The remote receiver typically receives a pulse edge from a time reference, wherein the remote receiver uses a high speed clock to determine the time difference between the generation of the pulse edge and the rising edge of the sample clock.
리모트 수신기는 시간 차이에 기초하여 추정된 범위에 대한 보정을 적용하되, 상기 보정은 추정된 범위의 정확성을 개선시키는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.90. The method of claim 89,
The remote receiver applies a correction for the estimated range based on the time difference, wherein the correction improves the accuracy of the estimated range.
리모트 수신기는 수신된 신호와 의사 랜덤 코드를 상관시키는 상관기를 포함하되, 상기 상관기는 병렬 랜덤 액세스 리드 가능한 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트를 포함하는 제1 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The remote receiver comprises a correlator for correlating the received signal with a pseudo random code, wherein the correlator comprises a first shift register comprising a plurality of serial sets of parallel random access readable second shift registers; system.
제2 시프트 레지스터의 복수의 세트의 각 세트는 복수의 직렬의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브(primitive)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.92. The method of claim 91,
Each set of the plurality of sets of second shift registers comprises a plurality of serial shift register group primitives.
각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 n-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.93. The method of claim 92,
Each shift register group primitive includes an n-bit shift register group primitive.
각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 16-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.93. The method of claim 93,
Wherein each shift register group primitive comprises a 16-bit shift register group primitive.
제2 시프트 레지스터의 각각의 세트는 32-비트 시프트 레지스터를 형성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.93. The method of claim 92,
Each set of second shift registers forms a 32-bit shift register.
제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 복수의 n-비트 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.93. The method of claim 92,
And the plurality of serial sets of the second shift registers comprise a plurality of n-bit shift registers.
제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 제2 시프트 레지스터의 32 세트를 포함하되, 제1 시프트 레지스터는 1024-비트 시프트 레지스터인 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.96. The method of claim 96,
And wherein the plurality of serial sets of the second shift registers comprise 32 sets of second shift registers, wherein the first shift register is a 1024-bit shift register.
제1 시프트 레지스터의 시프트 동작은 상관기와 연결된 클럭의 클럭 속도에서 발생하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.98. The method of claim 97,
Positioning operation of the first shift register occurs at a clock speed of a clock coupled with the correlator.
제1 시프트 레지스터의 리드아웃(readout) 동작은 클럭 속도에서 적어도 두 번의 속도에서 발생하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.98. The method of claim 98,
Positioning system, characterized in that the readout operation of the first shift register occurs at at least two speeds at the clock speed.
포지셔닝 시스템은 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트의 출력과 연결된 복수의 직렬의 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.96. The method of claim 96,
The positioning system comprises a plurality of serial adders coupled with the outputs of the plurality of serial sets of the second shift register.
복수의 직렬 가산기는 가산기 트리를 포함하되, 상기 가산기 트리는 넓은 비트-폭 가산기 프리미티브(wider bit-width adder primitive)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.102. The method of claim 101,
A plurality of serial adders comprising an adder tree, the adder tree comprising a wider bit-width adder primitive.
복수의 직렬 가산기는 n-비트 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트에 각각 연결된 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.102. The method of claim 101,
And the plurality of serial adders comprise adders each coupled to a plurality of serial sets of n-bit shift registers.
복수의 직렬 가산기는 제2 시프트 레지스터의 제1 복수의 세트의 출력과 연결된 제1 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제2 복수의 세트의 출력과 연결된 제2 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제3 복수의 세트의 출력과 연결된 제3 가산기 및 제2 시프트 레지스터의 제4 복수의 세트의 출력과 연결된 제4 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.104. The method of claim 103,
The plurality of serial adders includes a first adder coupled with the output of the first plurality of sets of the second shift register, a second adder coupled with the output of the second plurality of sets of the second shift register, and a third plurality of third shift registers. And a fourth adder coupled to the output of the set and a fourth adder coupled to the output of the fourth plurality of sets of the second shift register.
포지셔닝 시스템은 복수의 직렬 가산기의 출력과 연결된 단말 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.102. The method of claim 101,
The positioning system comprises a terminal adder coupled to the outputs of the plurality of serial adders.
포지셔닝 시스템은 단말 가산기 내의 복수의 직렬 그룹에서 복수의 직렬 가산기의 출력을 정렬시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.105. The method of claim 105,
The positioning system comprises aligning the outputs of the plurality of serial adders in the plurality of serial groups in the terminal adder.
제1 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제1 그룹에서 정렬되고, 제2 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제2 그룹에서 정렬되며, 제3 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제3 그룹에서 정렬되고, 제4 그룹의 출력은 단말 가산기 내의 제4 그룹에서 정렬되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.107. The method of claim 106,
The output of the first adder is sorted in the first group in the terminal adder, the output of the second adder is sorted in the second group in the terminal adder, and the output of the third adder is sorted in the third group in the terminal adder, and the fourth The output of the group is arranged in a fourth group in the terminal adder.
상기 단말 가산기는 복수의 그룹의 세트의 내용을 더하여 합계를 형성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.107. The method of claim 106,
And the terminal adder adds up the contents of a plurality of sets to form a sum.
상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하기 위하여, 리모트 수신기의 복수의 본래의 수신 체인 중의 본래의 수신 체인을 일시적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And the remote receiver temporarily uses an original receive chain of the plurality of original receive chains of the remote receiver to acquire at least one of the positioning signal and the satellite signal.
복수의 본래의 수신 체인은 수신 다이버시티를 개선시키는 다이버시티 수신 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.108. The method of claim 109,
And the plurality of original receive chains comprises a diversity receive chain that improves receive diversity.
상기 리모트 수신기는 넓은 대역폭 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.112. The method of claim 110,
And said remote receiver comprises a wide bandwidth receiver.
상기 리모트 수신기는 넓은 대역폭 셀룰러 밴드 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.111. The method of claim 111,
And the remote receiver comprises a wide bandwidth cellular band receiver.
상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호를 포착하기 위하여 다이버시티 수신 체인을 일시적으로 사용하거나 영구적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.112. The method of claim 110,
The remote receiver temporarily or permanently using a diversity reception chain to capture a positioning signal.
포지셔닝 시스템은 상기 리모트 수신기와 복수의 송신기 중 적어도 하나와 연결된 통신 시스템을 포함하되, 상기 통신 시스템은 셀룰러 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning system includes a communication system coupled with at least one of the remote receiver and the plurality of transmitters, the communication system being a cellular communication system.
복수의 송신기는 동기화되되, 복수의 송신기의 각 송신기는 의사랜덤 숫자 시퀀스와 보조 데이터를 포함하는 신호를 송신하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of transmitters are synchronized, wherein each transmitter of the plurality of transmitters transmits a signal comprising a pseudorandom number sequence and ancillary data.
보조 데이터는 파형의 펄스의 상승 에지에서 시스템 시간, 파형의 펄스의 하강 에지에서 시스템 시간, 복수의 송신기의 지오코드 데이터, 복수의 송신기와 인접한 인접 송신기의 지오코드 데이터, 복수의 송신기의 근접한 적어도 하나의 송신기에 의해 사용되는 시퀀스의 인덱스, 적어도 하나의 송신기에서의 클럭 타이밍 보정, 로컬 대기 보정, GNSS 타임에 대한 WAPS 타임의 관계, 의사범위 레졸루션에서 리모트 수신기를 지원하기 위한 로컬 환경의 표시 및 의사랜덤 시퀀스의 세트의 베이스 인덱스로부터의 오프셋, 송신기의 세트로부터의 의사랜덤 숫자 시퀀스의 리스트 및 특정 의사랜덤 숫자 시퀀스를 사용하는 송신기의 리스트 중 적어도 하나 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.116. The method of claim 115,
The ancillary data includes system time at the rising edge of the pulse of the waveform, system time at the falling edge of the pulse of the waveform, geocode data of a plurality of transmitters, geocode data of adjacent transmitters adjacent to the plurality of transmitters, and at least one adjacent of the plurality of transmitters. The index of the sequence used by the transmitter of the clock, the clock timing correction at at least one transmitter, the local atmospheric correction, the relationship of the WAPS time to the GNSS time, the indication of the local environment and the pseudorandom to support the remote receiver in pseudorange resolution. And at least one of an offset from a base index of the set of sequences, a list of pseudorandom number sequences from the set of transmitters, and a list of transmitters using a particular pseudorandom number sequence.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 비-선형 목적 함수로서의 방정식 세트를 공식화하고, 목적 함수를 최소화하는 포지션 파라미터 세트로서 포지션의 최적의 추정을 생산함에 의하여, 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the positioning application calculates the position of the remote receiver by formulating a set of equations as a non-linear objective function and producing an optimal estimate of the position as a set of position parameters that minimizes the objective function.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 선형화된 방정식 세트를 공식화하고, 최소 자승을 사용하여 선형화된 방정식 세트를 풀어서 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application formulates a set of linearized equations and calculates the position of the remote receiver by solving the set of linearized equations using the least squares.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 복수의 송신기의 송신기 세트의 근사화된 로케이션과 송신기 세트의 수신된 신호 강도(RSS)를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And the positioning application calculates the position of the remote receiver using the approximate location of the transmitter set of the plurality of transmitters and the received signal strength (RSS) of the transmitter set.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 상기 리모트 수신기의 포지셔닝 신호의 샘플 부분을 저장함에 의하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하고, 이어서 샘플 부분을 처리하여 복수의 송신기에 대한 범위를 탐색, 포착 및 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application calculates a position of the remote receiver by storing a sample portion of the positioning signal of the remote receiver, and then processes the sample portion to search, capture, and calculate ranges for a plurality of transmitters. .
상기 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기의 수신된 신호 강도 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And the positioning application calculates a position of the remote receiver using the received signal strength data of the remote receiver.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 포지셔닝 신호의 캐리어 위상 데이터와 코드 위상 데이터 중 적어도 하나를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And the positioning application calculates a position of the remote receiver using at least one of carrier phase data and code phase data of the positioning signal.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 적어도 하나의 기준 수신기에 대한 차동 포지셔닝을 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And the positioning application calculates the position of the remote receiver using differential positioning for at least one reference receiver.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 범위 측정과 기회의 신호로부터의 범위 측정에 대한 프록시(proxy) 중 적어도 하나를 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 기회의 신호는 포지셔닝 시스템, 글로벌 내비게이션 위성 시스템(GNSS), 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS), 차동 포지셔닝 시스템, 라디오 신호, 텔레비젼 신호, 무선 네트워크 시스템, WiFi 시스템, 셀룰러 시스템 및 블루투스 시스템으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application calculates the position of the remote receiver using at least one of a proxy for ranging and ranging from a signal of opportunity, the signal of opportunity being a positioning system, a global navigation satellite system (GNSS), Positioning system, characterized in that it is received from a global positioning system (GPS), a differential positioning system, a radio signal, a television signal, a wireless network system, a WiFi system, a cellular system and a Bluetooth system.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 포지셔닝 신호를 사용하여 결정된 범위 측정과 결합된 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 범위 측정을 사용하여 리모트 수신기의 최종 포지션을 계산하되, 상기 최종 포지션은 위도, 경도 및 높이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application calculates a final position of the remote receiver using range measurements from at least one additional signal source in combination with range measurements determined using a positioning signal, the final position being at least one of latitude, longitude, and height. Positioning system comprising a.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 포지셔닝 신호를 사용하여 결정된 범위 측정과 결합된 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 범위 측정과 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 포지션 품질 메트릭을 사용하여 리모트 수신기의 최적화된 로케이션 솔루션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
The positioning application calculates an optimized location solution of the remote receiver using the position measurement from at least one additional signal source and the position quality metric from the at least one additional signal source combined with the range measurement determined using the positioning signal. Positioning system, characterized in that.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 하이브리드 포지셔닝을 사용하여 리모트 수신기의 포지션을 계산하되, 상기 하이브리드 포지셔닝은 포지셔닝 신호로부터의 측정과 적어도 하나의 추가 신호원으로부터의 측정을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein said positioning application uses hybrid positioning to calculate a position of a remote receiver, said hybrid positioning comprising a measurement from a positioning signal and a measurement from at least one additional signal source.
상기 포지셔닝 시스템은 타이밍 동기화와 해당 보정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.3. The method of claim 2,
And the positioning system includes timing synchronization and corresponding correction information.
기준 센서 유닛의 적어도 하나의 세트를 포함하는 기준 센서 어레이 - 각각의 세트는 알려진 로케이션에 위치된 적어도 하나의 기준 센서 유닛을 포함함 - 와,
리모트 수신기의 포지션에서의 대기 데이터를 수집하는 대기 센서를 포함하는 리모트 수신기와,
프로세서 상에서 운영되고, 상기 리모트 수신기와 연결된 포지셔닝 어플리케이션 - 상기 포지셔닝 어플리케이션은 대기 데이터와 기준 센서 어레이의 적어도 하나의 기준 센서 유닛 세트로부터의 기준 데이터를 사용하여 리모트 수신기의 포지션에서의 기준 압력 추정을 생성하고, 기준 압력 추정을 사용하여 리모트 수신기의 고도를 계산함 - 을 포함하는
기준 시스템.In the reference system, the reference system,
A reference sensor array comprising at least one set of reference sensor units, each set comprising at least one reference sensor unit located at a known location; and
A remote receiver comprising an atmospheric sensor for collecting atmospheric data at a position of the remote receiver;
A positioning application running on a processor and coupled with the remote receiver, the positioning application generates reference pressure estimates at the position of the remote receiver using atmospheric data and reference data from at least one set of reference sensor units of the reference sensor array; Calculate the altitude of the remote receiver using the reference pressure estimate.
Reference system.
적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와,
포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 위성신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함하고, 상기 리모트 수신기는 수신된 신호와 의사랜덤 코드를 상관시키는 상관기를 포함함 - 와,
상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함하는
포지셔닝 시스템.In a positioning system, the positioning system,
A terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, said range signal comprising information used to measure a distance to a transmitter for broadcasting a range signal;
A remote receiver for capturing at least one of a positioning signal and a satellite signal, the satellite signal being a signal of a satellite-based positioning system, the first mode of operation of the remote receiver being the remote receiver from at least one of a positioning signal and a satellite signal Terminal-based positioning for computing a position of the remote receiver, wherein the remote receiver comprises a correlator that correlates a pseudorandom code with a received signal;
A server coupled with the receiver, the second mode of operation of the receiver including network-based positioning, wherein the server calculates the position of the remote receiver from information derived from at least one of a positioning signal and a satellite signal, the remote receiver being coupled with the positioning signal; Receiving and transmitting information derived from at least one of the satellite signals to a server;
Positioning system.
상기 상관기는 병렬 랜덤 억세스 리드를 할 수 있는 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트를 포함하는 제1 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.124. The method of claim 130,
And the correlator comprises a first shift register comprising a plurality of serial sets of second shift registers capable of parallel random access reads.
각각의 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트는 복수의 직렬의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.132. The method of claim 131,
And the plurality of serial sets of each second shift register comprises a plurality of serial shift register group primitives.
각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 n-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.133. The method of claim 132,
Each shift register group primitive includes an n-bit shift register group primitive.
각각의 시프트 레지스터 그룹 프리미티브는 16-비트 시프트 레지스터 그룹 프리미티브를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.133. The method of claim 133,
Wherein each shift register group primitive comprises a 16-bit shift register group primitive.
제2 시프트 레지스터의 각각의 세트는 32-비트 시프트 레지스터를 형성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.133. The method of claim 132,
Each set of second shift registers forms a 32-bit shift register.
제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 복수의 n-비트 시프트 레지스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.133. The method of claim 132,
And the plurality of serial sets of the second shift registers comprise a plurality of n-bit shift registers.
제2 시프트 레지스터의 복수 직렬의 세트는 제2 시프트 레지스터의 32 세트를 포함하되, 제1 시프트 레지스터는 1024-비트 시프트 레지스터인 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.136. The method of claim 136,
And wherein the plurality of serial sets of the second shift registers comprise 32 sets of second shift registers, wherein the first shift register is a 1024-bit shift register.
제1 시프트 레지스터의 시프트 동작은 상관기와 여결된 클럭의 클럭 속도에서 발생하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.138. The method of claim 137,
Positioning operation of the first shift register occurs at a clock speed of a clock coupled with the correlator.
제1 시프트 레지스터의 리드아웃(readout) 동작은 클럭 속도에서 적어도 두 번의 속도에서 발생하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.136. The method of claim 138,
Positioning system, characterized in that the readout operation of the first shift register occurs at at least two speeds at the clock speed.
제1 시프트 레지스터의 리드아웃 동작은 클럭 속도당 32번 발생하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.144. The method of claim 139,
A readout operation of the first shift register occurs 32 times per clock speed.
포지셔닝 시스템은 제2 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트의 출력과 연결된 복수의 직렬의 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.136. The method of claim 136,
The positioning system comprises a plurality of serial adders coupled with the outputs of the plurality of serial sets of the second shift register.
복수의 직렬 가산기는 가산기 트리를 포함하되, 상기 가산기 트리는 넓은 비트-폭 가산기 프리미티브(wider bit-width adder primitive)를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.143. The method of claim 141,
A plurality of serial adders comprising an adder tree, the adder tree comprising a wider bit-width adder primitive.
복수의 직렬 가산기는 n-비트 시프트 레지스터의 복수의 직렬 세트에 각각 연결된 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.143. The method of claim 141,
And the plurality of serial adders comprise adders each coupled to a plurality of serial sets of n-bit shift registers.
복수의 직렬 가산기는 제2 시프트 레지스터의 제1 복수의 세트의 출력과 연결된 제1 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제2 복수의 세트의 출력과 연결된 제2 가산기, 제2 시프트 레지스터의 제3 복수의 세트의 출력과 연결된 제3 가산기 및 제2 시프트 레지스터의 제4 복수의 세트의 출력과 연결된 제4 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.143. The method of claim 143,
The plurality of serial adders includes a first adder coupled with the output of the first plurality of sets of the second shift register, a second adder coupled with the output of the second plurality of sets of the second shift register, and a third plurality of third shift registers. And a fourth adder coupled to the output of the set and a fourth adder coupled to the output of the fourth plurality of sets of the second shift register.
포지셔닝 시스템은 복수의 직렬 가산기의 출력과 연결된 단말 가산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.143. The method of claim 141,
The positioning system comprises a terminal adder coupled to the outputs of the plurality of serial adders.
포지셔닝 시스템은 단말 가산기 내의 복수의 직렬 그룹에서 복수의 직렬 가산기의 출력을 정렬시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.145. The method of claim 145,
The positioning system comprises aligning the outputs of the plurality of serial adders in the plurality of serial groups in the terminal adder.
제1 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제1 그룹에서 정렬되고, 제2 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제2 그룹에서 정렬되며, 제3 가산기의 출력은 단말 가산기 내의 제3 그룹에서 정렬되고, 제4 그룹의 출력은 단말 가산기 내의 제4 그룹에서 정렬되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.146. The method of claim 146 wherein
The output of the first adder is sorted in the first group in the terminal adder, the output of the second adder is sorted in the second group in the terminal adder, and the output of the third adder is sorted in the third group in the terminal adder, and the fourth The output of the group is arranged in a fourth group in the terminal adder.
상기 단말 가산기는 복수의 그룹의 세트의 내용을 더하여 합계를 형성하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.146. The method of claim 146 wherein
And the terminal adder adds up the contents of a plurality of sets to form a sum.
적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와,
포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 위성 신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함하고, 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호가 감지되지 않을 때 감소된-전력 상태에서 작동함 - 와,
상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함하는
포지셔닝 시스템.In a positioning system, the positioning system,
A terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, said range signal comprising information used to measure a distance to a transmitter for broadcasting a range signal;
A remote receiver that captures at least one of a positioning signal and a satellite signal, the satellite signal being a signal of a satellite-based positioning system, the first mode of operation of the remote receiver being the remote receiver from at least one of the positioning signal and the satellite signal Terminal-based positioning for calculating a position of the remote receiver, wherein the remote receiver operates in a reduced-power state when no positioning signal is detected;
A server coupled with the receiver, the second mode of operation of the receiver including network-based positioning, wherein the server calculates the position of the remote receiver from information derived from at least one of a positioning signal and a satellite signal, the remote receiver being coupled with the positioning signal; Receiving and transmitting information derived from at least one of the satellite signals to a server;
Positioning system.
상기 포지셔닝 어플리케이션은 리모트 수신기에 호스트되고, 상기 리모트 수신기는 상기 포지션을 계산하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.155. The method of claim 149,
The positioning application is hosted at a remote receiver, the remote receiver calculating the position.
상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.155. The method of claim 150,
Wherein the remote receiver is operated in a reduced-power state when no positioning signal is detected or used.
상기 리모트 수신기는 포지션을 결정하기 위하여 복수의 송신기 세트로부터의 포지셔닝 신호 세트를 사용하되, 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호 세트가 감지되지 않거나 사용되지 않을 때, 감소된-전력 상태에서 작동되는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.155. The method of claim 151,
The remote receiver uses a set of positioning signals from a plurality of transmitter sets to determine position, the remote receiver being operated in a reduced-power state when the positioning signal set is not detected or used. Positioning system.
상기 리모트 수신기의 모션, 상기 리모트 수신기의 포지션 변화 및 포지셔닝 신호의 신호 상태의 변화 중 적어도 하나를 감지한 것에 응답하여, 상기 리모트 수신기는 감소된-전력 상태에서 전체-전력 상태로 변하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.153. The method of claim 152,
In response to detecting at least one of a motion of the remote receiver, a change in position of the remote receiver, and a change in signal state of the positioning signal, the remote receiver changes from a reduced-power state to a full-power state. Positioning system.
적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와,
포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 위성 신호는 위성-기반 포지셔닝 시스템의 신호이고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지션을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함하고, 상기 리모트 수신기는 고속 클럭을 포함함 - 와,
상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함하는
포지셔닝 시스템.In the positioning system, the positioning system,
A terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, said range signal comprising information used to measure a distance to a transmitter for broadcasting a range signal;
A remote receiver that captures at least one of a positioning signal and a satellite signal, the satellite signal being a signal of a satellite-based positioning system, the first mode of operation of the remote receiver being the remote receiver from at least one of the positioning signal and the satellite signal Terminal-based positioning for calculating a position of the remote receiver, wherein the remote receiver comprises a high speed clock;
A server coupled with the receiver, the second mode of operation of the receiver including network-based positioning, wherein the server calculates the position of the remote receiver from information derived from at least one of a positioning signal and a satellite signal, the remote receiver being coupled with the positioning signal; Receiving and transmitting information derived from at least one of the satellite signals to a server;
Positioning system.
상기 리모트 수신기는 보통 시간 기준기로부터 펄스 에지를 수신하되, 리모트 수신기는 펄스 에지 발생과 샘플 클럭의 상승 에지 사이의 시간차이를 결정하기 위하여 고속 클럭을 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.156. The method of claim 154,
The remote receiver typically receives a pulse edge from a time reference, wherein the remote receiver uses a high speed clock to determine the time difference between the generation of the pulse edge and the rising edge of the sample clock.
리모트 수신기는 시간 차이에 기초하여 추정된 범위에 대한 보정을 적용하되, 상기 보정은 추정된 범위의 정확성을 개선시키는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.The method of claim 155,
The remote receiver applies a correction for the estimated range based on the time difference, wherein the correction improves the accuracy of the estimated range.
적어도 범위 신호와 포지셔닝 시스템 정보를 포함하는 포지셔닝 신호를 방송하는 복수의 송신기를 포함하는 지상파 송신기 - 상기 범위 신호는 범위 신호를 방송하는 송신기까지의 거리를 측정하는데 사용되는 정보를 포함함 - 와,
포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하는 리모트 수신기 - 상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하기 위하여, 리모트 수신기의 복수의 본래의 수신 체인 중의 본래의 수신 체인을 일시적으로 사용하고, 리모트 수신기의 제1 작동 모드는 상기 리모트 수신기가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 리모트 수신기의 포지셔닝을 계산하는 단말기-기반 포지셔닝을 포함함 - 와,
상기 수신기와 연결된 서버 - 상기 수신기의 제2 작동 모드는 서버가 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보로부터 리모트 수신기의 위치를 계산하는 네트워크-기반 포지셔닝을 포함하고, 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나로부터 파생된 정보를 수신하고 서버로 전송함 - 를 포함하는
포지셔닝 시스템.In a positioning system, the positioning system,
A terrestrial transmitter comprising a plurality of transmitters for broadcasting a positioning signal comprising at least a range signal and positioning system information, said range signal comprising information used to measure a distance to a transmitter for broadcasting a range signal;
A remote receiver for capturing at least one of a positioning signal and a satellite signal, the remote receiver temporarily using an original receive chain of the plurality of original receive chains of the remote receiver to capture at least one of the positioning signal and the satellite signal; The first mode of operation of the remote receiver comprises terminal-based positioning wherein the remote receiver calculates a positioning of the remote receiver from at least one of a positioning signal and a satellite signal;
A server coupled with the receiver, the second mode of operation of the receiver including network-based positioning, wherein the server calculates the position of the remote receiver from information derived from at least one of a positioning signal and a satellite signal, the remote receiver being coupled with the positioning signal; Receiving and transmitting information derived from at least one of the satellite signals to a server;
Positioning system.
상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호와 위성 신호 중 적어도 하나를 포착하기 위하여, 리모트 수신기의 복수의 본래의 수신 체인 중의 본래의 수신 체인을 일시적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.155. The method of claim 157,
And the remote receiver temporarily uses an original receive chain of the plurality of original receive chains of the remote receiver to acquire at least one of the positioning signal and the satellite signal.
복수의 본래의 수신 체인은 수신 다이버시티를 개선시키는 다이버시티 수신 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.153. The method of claim 158,
And the plurality of original receive chains comprises a diversity receive chain that improves receive diversity.
상기 리모트 수신기는 넓은 대역폭 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.159. The method of claim 159,
And said remote receiver comprises a wide bandwidth receiver.
상기 리모트 수신기는 넓은 대역폭 셀룰러 밴드 수신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.161. The method of claim 160,
And the remote receiver comprises a wide bandwidth cellular band receiver.
상기 리모트 수신기는 포지셔닝 신호를 포착하기 위하여 다이버시티 수신 체인을 일시적으로 사용하거나 영구적으로 사용하는 것을 특징으로 하는 포지셔닝 시스템.159. The method of claim 159,
The remote receiver temporarily or permanently using a diversity reception chain to capture a positioning signal.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US41317010P | 2010-11-12 | 2010-11-12 | |
US61/413,170 | 2010-11-12 | ||
PCT/US2011/060655 WO2012065184A2 (en) | 2010-11-12 | 2011-11-14 | Wide area positioning system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20130113481A true KR20130113481A (en) | 2013-10-15 |
Family
ID=46051617
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020137015081A Ceased KR20130113481A (en) | 2010-11-12 | 2011-11-14 | Wide area positioning system |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2638405A4 (en) |
JP (1) | JP2014503796A (en) |
KR (1) | KR20130113481A (en) |
CN (1) | CN103238041B (en) |
AU (2) | AU2011325913B2 (en) |
CA (1) | CA2817115A1 (en) |
WO (1) | WO2012065184A2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101594322B1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-17 | 한국해양과학기술원 | Maritime PNT monitoring and the reliability provision system |
KR20160082726A (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-11 | 한국해양과학기술원 | the methods of GNSS signal quality monitoring, estimation of navigation error, and the reliability determination using maritime PNT module |
KR101659865B1 (en) * | 2016-04-26 | 2016-09-26 | 국방과학연구소 | Apparatus for jamming suppression of an altitude measuring sensor and method thereof |
KR101884553B1 (en) | 2017-01-23 | 2018-08-01 | 연세대학교 산학협력단 | Multi-chain based long range navigation positioning system and operation method thereof |
Families Citing this family (47)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9035829B2 (en) | 2008-09-10 | 2015-05-19 | Nextnav, Llc | Wide area positioning systems and methods |
US8917209B2 (en) | 2009-09-10 | 2014-12-23 | Nextnav, Llc | Coding in a wide area positioning system (WAPS) |
CN104122564B (en) | 2008-09-10 | 2018-08-31 | 耐克斯特纳威公司 | wide area positioning system |
US9057606B2 (en) | 2009-09-10 | 2015-06-16 | Nextnav, Llc | Wide area positioning system |
US9372266B2 (en) | 2009-09-10 | 2016-06-21 | Nextnav, Llc | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS) |
US9291712B2 (en) | 2009-09-10 | 2016-03-22 | Nextnav, Llc | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS) |
US9176217B2 (en) | 2011-08-02 | 2015-11-03 | Nextnav, Llc | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS) |
US8965401B2 (en) | 2012-05-01 | 2015-02-24 | Qualcomm Incorporated | Concurrent geofences with shared measurements |
AU2013271771B2 (en) | 2012-06-05 | 2016-07-28 | Nextnav, Llc | Systems and methods for location positioning of user device |
CN102736094B (en) * | 2012-06-19 | 2013-07-31 | 哈尔滨工程大学 | Adaptive genetic algorithm-based single-frequency GNSS (Global Navigation Satellite System) integer ambiguity acquisition method |
CN102736062A (en) * | 2012-06-28 | 2012-10-17 | 北京邮电大学 | Indoor positioning method and system, terminal, indoor combiner and indoor antenna |
IN2015DN02319A (en) * | 2012-09-11 | 2015-08-28 | Nextnav Llc | |
US9286490B2 (en) | 2013-09-10 | 2016-03-15 | Nextnav, Llc | Systems and methods for providing conditional access to transmitted information |
US9390279B2 (en) | 2012-09-11 | 2016-07-12 | Nextnav, Llc | Systems and methods for providing conditional access to transmitted information |
US8965398B2 (en) | 2012-09-26 | 2015-02-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Bluetooth beacon based location determination |
US8811670B2 (en) * | 2012-09-28 | 2014-08-19 | The Boeing Company | Method and system for using fingerprints to track moving objects in video |
US9357355B2 (en) * | 2013-01-14 | 2016-05-31 | Qualcomm Incorporated | Region determination control |
WO2014113882A1 (en) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | Spielo International Canada Ulc | Computer system and method for indoor geo-fencing and access control |
JP6186586B2 (en) * | 2013-02-18 | 2017-08-30 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Electronic equipment and floor number calculation method |
WO2014150693A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Robert Bosch Gmbh | Distributed barometer network to assist in indoor navigation |
CN103546124B (en) * | 2013-10-17 | 2016-03-23 | 北京理工大学 | A kind of signal trigger instants value acquisition device |
US9970757B2 (en) * | 2014-01-08 | 2018-05-15 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for positioning with always on barometer |
CN103761638B (en) * | 2014-01-27 | 2016-09-28 | 林兴志 | Logistic storage managing device based on multiple spatial locations information superposition location |
US9470796B2 (en) * | 2014-04-23 | 2016-10-18 | Opentv, Inc. | Techniques for securing live positioning signals |
CN103957596B (en) * | 2014-05-23 | 2017-10-27 | 屈洪春 | The comprehensive search and rescue system of community policing personnel and localization method |
IL235356A (en) | 2014-10-27 | 2016-02-29 | Accubeat Ltd | Method and apparatus for providing secure timing synchronization from gnss |
EP3265847B1 (en) * | 2015-03-06 | 2021-02-24 | Gatekeeper Systems, Inc. | Low-energy consumption location of movable objects |
CN104833999B (en) * | 2015-04-15 | 2017-12-22 | 北京空间机电研究所 | A kind of X-ray pulse detection system signal processing method |
WO2016191941A1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-08 | 华为技术有限公司 | Acquisition method and device of time of arrival for positioning mobile terminal |
CN104931992B (en) * | 2015-06-01 | 2017-07-28 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | A kind of joint positioning method and system based on BD2 and ground based navigational system |
US11313940B2 (en) * | 2015-06-29 | 2022-04-26 | Here Global B.V. | Advertising ambient pressure information |
US10386448B2 (en) | 2015-09-04 | 2019-08-20 | Nextnav, Llc | Systems and methods for selecting atmospheric data of reference nodes for use in computing the altitude of a receiver |
FR3043777B1 (en) * | 2015-11-12 | 2017-12-01 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING AIR QUALITY MAPPING BY AGGREGATING MEASUREMENTS OF DIFFERENT ORIGINS |
CN105547213A (en) * | 2016-01-25 | 2016-05-04 | 上海航天设备制造总厂 | Intrinsic parameter calibration method of dual-rotation laser plane transmitter |
ES2953860T3 (en) * | 2016-07-22 | 2023-11-16 | Abeeway | Procedure and system to assist the geolocation of nodal devices of an asynchronous RF network |
EP3399277A1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-11-07 | SmarDTV S.A. | Device location determination |
CN107748376B (en) * | 2017-09-26 | 2021-02-02 | 南京航空航天大学 | Self-adaptive bandwidth tracking loop design method for satellite positioning receiver of unmanned vehicle |
WO2019125733A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-27 | Cambridge Quantum Computing Limited | Amplifying, generating, or certifying randomness |
CN109242234B (en) * | 2018-07-02 | 2021-04-27 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | Automatic preliminary selection method of underground nuclear power plant site based on regional discrete method |
CN109379780B (en) * | 2018-10-23 | 2021-05-14 | 华南理工大学 | Wireless Sensor Network Location Method Based on Adaptive Differential Evolution Algorithm |
JP7552581B2 (en) | 2019-03-06 | 2024-09-18 | ソニーグループ株式会社 | Behavior control device and behavior control method |
GB2588085B (en) * | 2019-09-25 | 2024-04-17 | Exacttrak Ltd | Asset Tracker |
CN110780588B (en) * | 2019-10-16 | 2020-08-11 | 北京航空航天大学 | A wide-area precise timing WPT system and method |
CN112286038A (en) * | 2020-07-03 | 2021-01-29 | 国网思极神往位置服务(北京)有限公司 | Common-view time synchronization method and device for Beidou satellite navigation |
US12072410B2 (en) | 2020-10-26 | 2024-08-27 | James Albert Flynn | System for accurate geospatial location and time transfer using radio transmissions without satellite signals |
US12072411B2 (en) | 2020-10-26 | 2024-08-27 | James Albert Flynn | System for accurate geospatial location and time transfer using radio transmissions without satellite signals |
CN112462328B (en) * | 2020-11-17 | 2024-01-26 | 安徽理工大学 | Weighted orientation method based on sensor array arrival time difference measurement subset |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US565592A (en) * | 1896-08-11 | Truss | ||
US5652592A (en) * | 1995-06-06 | 1997-07-29 | Sanconix, Inc | Radio location with enhanced Z-axis determination |
GB9907123D0 (en) * | 1999-03-26 | 1999-05-19 | Bide Stephen | Position finding |
US6518918B1 (en) * | 2000-05-11 | 2003-02-11 | Lucent Technologies Inc. | Wireless assisted altitude measurement |
US6959032B1 (en) * | 2000-06-12 | 2005-10-25 | Time Domain Corporation | Method and apparatus for positioning pulses in time |
WO2003100449A1 (en) * | 2002-05-28 | 2003-12-04 | Vitec Co., Ltd. | Magnetic sensor and direction sensor |
US20050176441A1 (en) * | 2004-02-06 | 2005-08-11 | Jurecka Joseph W. | Method and apparatus for locating mobile stations in a wireless telecommunications system |
US7529291B2 (en) * | 2004-04-13 | 2009-05-05 | Raytheon Company | Methods and structures for rapid code acquisition in spread spectrum communications |
US7069147B2 (en) * | 2004-05-28 | 2006-06-27 | Honeywell International Inc. | Airborne based monitoring |
GB0511942D0 (en) * | 2005-06-13 | 2005-07-20 | Nokia Corp | Atmosphere model |
US7526015B2 (en) * | 2005-09-15 | 2009-04-28 | 02Micro International Ltd. | Parallel correlator implementation using hybrid correlation in spread-spectrum communication |
US7558671B2 (en) * | 2006-01-18 | 2009-07-07 | Oro Grande Technology Llc | Ubiquitous personal information device |
US8712713B2 (en) * | 2006-03-20 | 2014-04-29 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for determining the altitude of a mobile device |
US7511662B2 (en) * | 2006-04-28 | 2009-03-31 | Loctronix Corporation | System and method for positioning in configured environments |
JP5009022B2 (en) * | 2007-03-27 | 2012-08-22 | 富士通株式会社 | Portable terminal device, its advanced measurement method, its measurement program, and recording medium storing the measurement program |
WO2008148794A2 (en) * | 2007-06-08 | 2008-12-11 | Qualcomm Incorporated | Gnss positioning using pressure sensors |
US8188917B2 (en) * | 2008-02-25 | 2012-05-29 | CSR Technology Holdings Inc. | System and method for operating a GPS device in a micro power mode |
JP2009281741A (en) * | 2008-05-19 | 2009-12-03 | Freescale Semiconductor Inc | Current position output device, current position output method, and current position output program |
US20090286556A1 (en) * | 2008-05-19 | 2009-11-19 | Freescale Semiconductor, Inc | Apparatus, method, and program for outputting present position |
CN104122564B (en) * | 2008-09-10 | 2018-08-31 | 耐克斯特纳威公司 | wide area positioning system |
-
2011
- 2011-11-14 JP JP2013538983A patent/JP2014503796A/en active Pending
- 2011-11-14 KR KR1020137015081A patent/KR20130113481A/en not_active Ceased
- 2011-11-14 CA CA2817115A patent/CA2817115A1/en not_active Abandoned
- 2011-11-14 CN CN201180054630.1A patent/CN103238041B/en active Active
- 2011-11-14 AU AU2011325913A patent/AU2011325913B2/en not_active Ceased
- 2011-11-14 EP EP11840035.7A patent/EP2638405A4/en not_active Withdrawn
- 2011-11-14 WO PCT/US2011/060655 patent/WO2012065184A2/en active Application Filing
-
2015
- 2015-11-20 AU AU2015258307A patent/AU2015258307A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101594322B1 (en) * | 2014-08-08 | 2016-02-17 | 한국해양과학기술원 | Maritime PNT monitoring and the reliability provision system |
KR20160082726A (en) * | 2014-12-29 | 2016-07-11 | 한국해양과학기술원 | the methods of GNSS signal quality monitoring, estimation of navigation error, and the reliability determination using maritime PNT module |
KR101659865B1 (en) * | 2016-04-26 | 2016-09-26 | 국방과학연구소 | Apparatus for jamming suppression of an altitude measuring sensor and method thereof |
US9696410B1 (en) | 2016-04-26 | 2017-07-04 | Agency For Defense Development | Jamming suppression apparatus and method of altitude measuring sensor |
KR101884553B1 (en) | 2017-01-23 | 2018-08-01 | 연세대학교 산학협력단 | Multi-chain based long range navigation positioning system and operation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012065184A3 (en) | 2012-07-05 |
CN103238041A (en) | 2013-08-07 |
EP2638405A4 (en) | 2014-09-17 |
CN103238041B (en) | 2018-01-19 |
CA2817115A1 (en) | 2012-05-18 |
AU2015258307A1 (en) | 2016-01-28 |
AU2011325913A1 (en) | 2013-05-23 |
JP2014503796A (en) | 2014-02-13 |
AU2011325913B2 (en) | 2015-08-20 |
WO2012065184A2 (en) | 2012-05-18 |
EP2638405A2 (en) | 2013-09-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11650330B2 (en) | Coding in a positioning system | |
US10649090B2 (en) | Wide area positioning system | |
KR102107252B1 (en) | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (waps) | |
US10823856B2 (en) | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system | |
CN103238041B (en) | wide area positioning system | |
KR102096677B1 (en) | signal transmission Method, storage medium and network in a wide area positioning system(WAPS) | |
JP5632843B2 (en) | Wide-area positioning system | |
US9176217B2 (en) | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS) | |
US9372266B2 (en) | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS) | |
US9291712B2 (en) | Cell organization and transmission schemes in a wide area positioning system (WAPS) | |
EP2732310B1 (en) | Coding in a wide area positioning system (waps) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PA0105 | International application |
Patent event date: 20130612 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
|
PG1501 | Laying open of application | ||
A201 | Request for examination | ||
PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20161018 Comment text: Request for Examination of Application |
|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20180118 Patent event code: PE09021S01D |
|
E601 | Decision to refuse application | ||
PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20180330 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20180118 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |