KR100246463B1 - Location estimation method using pseudo-range and pilot strength - Google Patents

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

본 발명은 의사거리와 파일럿 세기를 이용한 위치 추정 방법에 관한 것임.The present invention relates to a position estimation method using pseudo distance and pilot strength.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention

본 발명은 이동통신 시스템에서의 기지국간이 비동기인 경우에도 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 이동국에서 측정한 주변 기지국의 파일럿 신호세기를 이용하여 이동국의 위치를 추정하는 위치 추정 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides a location estimation method for estimating the position of a mobile station using the pseudo-distance between the target base station and the mobile station and the pilot signal strength of the neighboring base station measured by the mobile station even when the base stations are asynchronous in the mobile communication system. has exist.

3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention

본 발명은, 이동국이 속한 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 이동국 주변 기지국들의 파일럿 신호 세기를 구하는 제 1 단계; 상기 목표 기지국과 직접파 관계인 상기 주변 기지국중 파일럿 신호의 세기가 최대인 기지국을 선택하는 제 2 단계; 상기 선택한 기지국과 도로 정보를 이용하여 상기 이동국이 위치한 도로를 선택하는 제 3 단계; 및 상기 목표 기지국으로부터 실질적으로 상기 의사거리에 해당하는 거리만큼 떨어진 상기 선택된 도로상의 위치를 상기 이동국의 위치로 추정하는 제 4 단계를 포함한다.The present invention provides a first step of obtaining pseudo-signal distance between a target base station to which a mobile station belongs and a mobile station and pilot signal strengths of base stations surrounding the mobile station; Selecting a base station having a maximum strength of a pilot signal among neighboring base stations having a direct wave relationship with the target base station; Selecting a road in which the mobile station is located by using the selected base station and road information; And a fourth step of estimating a location on the selected road away from the target base station by a distance substantially corresponding to the pseudo range as the location of the mobile station.

4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention

본 발명은 이동통신 시스템에서의 위치 추적 서비스에 이용됨.The present invention is used for location tracking service in a mobile communication system.

Description

의사거리와 파일럿 세기를 이용한 위치 추정 방법Location Estimation Using Pseudo Distance and Pilot Strength

본 발명은 이동통신 시스템에서의 위치 추정 방법에 관한 것으로, 특히 마이크로 셀룰라 광대역 코드분할 다중접속 시스템에서 기지국간이 비동기인 경우에도 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 이동국에서 측정한 주변 기지국의 파일럿 신호세기를 이용하여 이동국의 위치를 추정하는 위치 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a location estimation method in a mobile communication system. In particular, in a micro-cellular broadband code division multiple access system, even when the base stations are asynchronous, the pseudo distance between the target base station and the mobile station and the pilot signal strengths of the neighbor base stations measured by the mobile station are measured. A position estimation method for estimating the position of a mobile station using

이동통신의 수요가 급증하면서 가입자는 더욱 다양하고 편리한 서비스를 요구하고 있으며, 이러한 요구에 부응하기 위하여 새로운 이동통신 서비스의 하나로서 위치 추적 서비스가 연구되고 있다. 하지만, 이동통신 시스템에서 위치 추적 서비스를 제공하기 위해서는 효율적인 위치 추정 방법이 요구된다.As the demand for mobile communication increases rapidly, subscribers require more diverse and convenient services, and the location tracking service is being researched as one of the new mobile communication services. However, an efficient location estimation method is required to provide a location tracking service in a mobile communication system.

도 1 은 종래의 위치 추적 서비스를 위한 이동통신 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a mobile communication system for a conventional location tracking service.

이동국(105)은 전송신호에 자신의 전송 시간 정보(Time Stamp)를 담아 기지국(102,103)으로 전송한다(106). 이동국(105)으로부터의 전송신호는 각각의 기지국(102,103)에 수신되고, 각 기지국(102,103)은 이동국(105)으로부터 수신된 전송시간과 자신의 수신시간을 이동통신 교환기/기지국 제어기(101)로 전송한다(107).The mobile station 105 transmits 106 its transmission time information (Time Stamp) to the base stations 102 and 103 in the transmission signal. The transmission signal from the mobile station 105 is received at each base station 102,103, and each base station 102,103 transmits its transmission time and its reception time received from the mobile station 105 to the mobile switching center / base station controller 101. Transmit (107).

이때, 각 기지국(102,103)은 GPS(Global Positioning System) 신호로부터 정확한 시간을 알고 있으며, 이 시간정보를 이용하여 각 기지국은 서로간에 정확한 동기를 맞출 수 있다. 한편, 기지국 안테나(104)는 전방향성 안테나(Omni-direction Antenna)로서 이동국의 위치에 대한 방향 정보를 알 수 없는 경우이다. 따라서, 이동통신 교환기/기지국 제어기(101)는 기지국의 수신시간과 이동국의 전송시간의 차를 이용하여 이동국과 각 기지국간의 의사거리(Pseudo-Range)를 알 수 있고, 이를 이용하여 이동국의 위치를 추정한다.At this time, each of the base stations 102 and 103 knows the exact time from the GPS (Global Positioning System) signal, and by using this time information, each base station can synchronize with each other accurately. On the other hand, the base station antenna 104 is a case of omni-direction antenna (Omni-direction antenna) is a case where the direction information on the position of the mobile station is unknown. Accordingly, the mobile switching center / base station controller 101 can know the pseudo-range between the mobile station and each base station by using the difference between the reception time of the base station and the transmission time of the mobile station, and use this to determine the position of the mobile station. Estimate.

도 2 는 종래의 위치 추정 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 이동통신 교환기/기지국 제어기(101)에서 각 기지국과 이동국간의 의사거리를 이용하여 이동국의 위치를 얻기 위해 사용되는 일반적인 추정 알고리즘의 한 예이다.2 is a flow chart of an embodiment of a conventional location estimation method, which is an example of a general estimation algorithm used by a mobile switching center / base station controller 101 to obtain a location of a mobile station using a pseudo distance between each base station and a mobile station. to be.

이동국의 위치를 추정하기 위해서는, 먼저 초기위치 (x0,y0)를 정하고(201) 함수 F(x,y)를 다음의 (수학식1)로부터 구한다(202).In order to estimate the position of the mobile station, the initial position (x 0 , y 0 ) is first determined (201), and the function F (x, y) is obtained from Equation 1 below (202).

Figure 1019970058760_B1_M0001
Figure 1019970058760_B1_M0001

여기서, RA는 기지국A에서의 의사거리이고, RB는 기지국B에서의 의사거리이며, αA는 RA의 가중치이고, αB는 RB의 가중치이다. 함수 F(X,Y)는 전자파의 전파시간으로부터 구한 의사거리와 추정된 초기위치 및 기지국 위치간 거리 차의 제곱이므로, 초기위치가 실제위치이고 의사거리가 정확히 구해졌다면 함수 F(X,Y)는 최소값인 영이 된다.Here, R A is a pseudo distance at base station A, R B is a pseudo distance at base station B, α A is a weight of R A , and α B is a weight of R B. Since the function F (X, Y) is the square of the difference between the pseudorange obtained from the propagation time of the electromagnetic wave and the estimated initial position and the base station position, the function F (X, Y) can be obtained if the initial position is the actual position and the pseudorange is correctly obtained. Is the minimum value of zero.

실제적으로는 함수 F(X,Y)가 최소값을 갖는 (X,Y)를 구하기 위하여 함수 F(X,Y)의 X,Y에 대한 미분함수 G(x,y)를 얻는다(203). 초기위치 값에서의 G(x0,y0)를 구한 후에(204), G(x0,y0)가 미리 정해 놓은 문턱치(Threshold)보다 작은지를 확인하여(205) 큰 경우에는 초기위치에 G(x0,y0) 값을 더하여 새로운 초기위치를 얻은 다음에(206) G(x0,y0)를 구하는 과정(204)부터 반복 수행하고, 작은 경우에는 초기위치를 이동국의 실제위치로 추정한다(207).In practice, a derivative function G (x, y) for X, Y of the function F (X, Y) is obtained (203) in order to find (X, Y) having the minimum value of the function F (X, Y). After obtaining G (x 0 , y 0 ) from the initial position value (204), it is checked whether G (x 0 , y 0 ) is smaller than the predetermined threshold (205). After the new initial position is obtained by adding the value of G (x 0 , y 0 ) (206), the process is repeated from step 204 of obtaining G (x 0 , y 0 ), and if it is small, the initial position is the actual position of the mobile station. (207).

이상에서 설명한 종래의 위치 추정 방법은 이동통신 환경에서 주요한 두가지 문제점을 갖는다.The conventional location estimation method described above has two main problems in a mobile communication environment.

첫째는 의사거리가 이동국과 기지국간의 직선거리가 아닐 수 있다는 점으로, 도 3 에 그 일례를 나타내고 있다.The first is that the pseudorange may not be a straight line distance between the mobile station and the base station, an example of which is shown in FIG.

도 3 은 이동통신 시스템에서의 간접파 효과에 대한 예시도로서, 도면에서 기지국(301)과 이동국(302)간의 의사거리는 건물을 통과하지 않는 전파경로(304)로 측정된다. 즉, 이동통신 환경에서는 기지국 안테나의 높이가 주변 건물군(303)의 높이보다 낮기 때문에 전자파가 도 3 의 전파경로중 건물을 통과하지 않은 전파경로(304)로 전파되는 것이다. 하지만, 종래의 위치 추정 알고리즘은 이동국까지의 거리를 직선경로(305)로만 고려하기 때문에 이동국의 위치는 실제보다 멀게 추정되어 위치오차를 증가시킨다.FIG. 3 is an exemplary diagram of indirect wave effects in a mobile communication system, and the pseudo distance between the base station 301 and the mobile station 302 is measured by a propagation path 304 that does not pass through a building. That is, in the mobile communication environment, since the height of the base station antenna is lower than the height of the neighboring building group 303, electromagnetic waves propagate to the propagation path 304 which does not pass through the building of the propagation path of FIG. However, since the conventional position estimation algorithm considers the distance to the mobile station only as the straight path 305, the position of the mobile station is estimated to be farther than actual, thereby increasing the position error.

두번째 문제점은 도 4 에서 도시된 바와 같이 이동국이 속한 목표 기지국(401)과 주변 기지국(402)간의 간섭효과에 의한 문제점이다.The second problem is a problem due to the interference effect between the target base station 401 to which the mobile station belongs and the neighboring base station 402 as shown in FIG.

도 4 는 이동통신 시스템에서의 기지국간 공통영역에 대한 예시도로서, 도면에서 목표 기지국(401)과 이동국은 전파를 송수신할 수 있지만 주변 기지국들(402)과 이동국은 이동국이 목표 기지국 셀 영역 중심부에 위치할수록 전파의 송수신이 어려워진다. 따라서, 목표 기지국(401)이외의 주변 기지국(402)과 이동국간의 의사거리를 구할 수 없는 경우가 발생한다.4 is an exemplary diagram of a common area between base stations in a mobile communication system. In the drawing, although the target base station 401 and the mobile station can transmit and receive radio waves, the neighboring base stations 402 and the mobile station are located in the center of the target base station cell area. The more it is located at, the more difficult it is to transmit and receive radio waves. Therefore, there is a case where the pseudo distance between the neighboring base station 402 and the mobile station other than the target base station 401 cannot be obtained.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 이동통신 시스템에서 기지국간이 비동기인 경우에도 동작할 수 있어 GPS(Global Positioning System) 없이, 즉 GPS 운용국가로부터 독립적으로 위치정보를 제공할 수 있을 뿐만아니라 이동국이 속하는 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 주변 기지국의 파일럿 신호세기를 이용하기 때문에 이동통신 환경에서 간접파의 영향을 배제하며 복잡한 반복연산을 필요로 하지 않는 위치 추정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention can operate even when a base station is asynchronous in a mobile communication system, so that it is possible to provide location information independently from a GPS operating country without GPS (Global Positioning System). The purpose of the present invention is to provide a location estimation method that eliminates the effects of indirect waves in the mobile communication environment and does not require complex iterations because it uses the pseudo signal distance between the target base station and the mobile station to which the mobile station belongs. .

도 1 은 종래의 위치 추적 서비스를 위한 이동통신 시스템의 구성도.1 is a block diagram of a mobile communication system for a conventional location tracking service.

도 2 는 종래의 위치 추정 방법에 대한 일실시예 흐름도.2 is a flowchart of an embodiment of a conventional position estimation method.

도 3 은 이동통신 시스템에서의 간접파 효과에 대한 예시도.3 is an exemplary diagram of indirect wave effects in a mobile communication system.

도 4 는 이동통신 시스템에서의 기지국간 공통영역에 대한 예시도.4 is an exemplary diagram of a common area between base stations in a mobile communication system.

도 5 는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일실시예 구성도.5 is a configuration diagram of an embodiment of a mobile communication system to which the present invention is applied.

도 6 은 본 발명에 따른 위치 추정 방법에 대한 설명도.6 is an explanatory diagram of a position estimation method according to the present invention;

도 7 은 본 발명에 따른 위치 추정 방법에 대한 일실시예 흐름도.7 is a flowchart of an embodiment of a position estimation method according to the present invention;

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

501 : 목표 기지국 502 : 이동국501: target base station 502: mobile station

503 : 주변 기지국 504 : 이동통신 교환기/기지국 제어기503: nearby base station 504: mobile communication switch / base station controller

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이동통신 시스템에 적용되는 위치 추정 방법에 있어서, 이동국이 속한 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 이동국 주변 기지국들의 파일럿 신호 세기를 구하는 제 1 단계; 상기 목표 기지국과 직접파 관계인 상기 주변 기지국중 파일럿 신호의 세기가 최대인 기지국을 선택하는 제 2 단계; 상기 선택한 기지국과 도로 정보를 이용하여 상기 이동국이 위치한 도로를 선택하는 제 3 단계; 및 상기 목표 기지국으로부터 실질적으로 상기 의사거리에 해당하는 거리만큼 떨어진 상기 선택된 도로상의 위치를 상기 이동국의 위치로 추정하는 제 4 단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for estimating a position applied to a mobile communication system, comprising: a first step of obtaining a pseudo distance between a target base station to which a mobile station belongs and a mobile station and pilot signal strengths of base stations surrounding the mobile station; Selecting a base station having a maximum strength of a pilot signal among neighboring base stations having a direct wave relationship with the target base station; Selecting a road in which the mobile station is located by using the selected base station and road information; And a fourth step of estimating a location on the selected road away from the target base station by a distance substantially corresponding to the pseudo range as the location of the mobile station.

이하, 첨부된 도 5 이하를 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5 and below.

먼저, 본 발명의 주요 특징을 살펴보면 다음과 같다.First, the main features of the present invention are as follows.

본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은, 현재 기지국간 동기를 맞추기 위해 필수적으로 사용되고 있는 GPS 수신기를 필요로 하지 않는 이동통신 시스템으로서, 기지국간이 비동기이다. 따라서, 하나의 이동국 신호를 각각의 기지국이 수신하여 그 수신시간을 통하여 의사거리를 얻는 방법이 가능하지 않고, 각 기지국은 이동국과 파일럿 신호를 송수신하여 전자파의 왕복시간을 통해서 각각의 의사거리를 얻어야 한다.The mobile communication system to which the present invention is applied is a mobile communication system that does not require a GPS receiver which is currently used to synchronize the base stations, and the base stations are asynchronous. Therefore, it is not possible to obtain a pseudo distance through each reception time of each base station by receiving one mobile station signal, and each base station must transmit and receive a pilot signal with the mobile station to obtain each pseudo distance through the round trip time of electromagnetic waves. do.

또한, 본 발명의 주요한 특징중의 하나는 이동국이 속한 목표 기지국에서 이동국까지의 의사거리와 주변 기지국의 파일럿 신호세기만을 이용하여 이동국의 위치를 추정할 수 있도록 한 점이다. 즉, 이동통신 시스템은 목표 기지국이 이동국과 파일럿 신호를 송수신하여 얻은 왕복시간을 통하여 의사거리를 계산하고, 이동국이 측정한 주변 기지국의 파일럿 신호세기를 수신하고 이를 분석하여 기지국 주변의 도로중에서 이동국이 속한 도로를 선택한다. 이후, 그 도로에서 기지국으로부터 측정된 의사거리만큼의 도로 중앙위치를 이동국의 위치로 추정한다. 이러한 본 발명의 특징을 도 5 와 도 6 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.One of the main features of the present invention is that the position of the mobile station can be estimated using only the pseudo distance from the target base station to which the mobile station belongs to the mobile station and the pilot signal strength of the neighboring base station. That is, the mobile communication system calculates a pseudo distance through the round trip time obtained by the target base station transmitting and receiving a pilot signal with the mobile station, and receives and analyzes the pilot signal strength of the neighboring base station measured by the mobile station. Select the road to which you belong. Thereafter, the road center position by the pseudo distance measured from the base station on the road is estimated as the position of the mobile station. The features of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

도 5 는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일실시예 구성도이다.5 is a configuration diagram of an embodiment of a mobile communication system to which the present invention is applied.

먼저, 목표 기지국(501)은 이동국(502)으로 파일럿 신호를 전송하고(506) 이 신호를 수신한 이동국(502)은 목표 기지국(501)으로 역방향 채널을 통해 파일럿 신호를 전송한다(507). 목표 기지국(501)은 이 과정에서 얻어진 목표 기지국(501)과 이동국(502)간의 전자파 왕복시간을 통해 이동국과의 의사거리를 얻고, 이동국의 주변 기지국(503)의 파일럿 신호(505)의 세기를 시그널링 메시지 체계를 통해 얻는다. 목표 기지국(501)은 자신으로부터의 의사거리 하나와 이동국(502)의 주변 기지국(503)의 파일럿 신호(505)의 세기를 이동 교환기/기지국 제어기(504)로 전송한다(508). 이후의 동작을 도 6 을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.First, the target base station 501 transmits a pilot signal to the mobile station 502 (506), and the mobile station 502 receiving the signal transmits a pilot signal to the target base station 501 through a reverse channel (507). The target base station 501 obtains a pseudo distance from the mobile station through the electromagnetic round trip time between the target base station 501 and the mobile station 502 obtained in this process, and calculates the strength of the pilot signal 505 of the neighboring base station 503 of the mobile station. Obtained via signaling message system. The target base station 501 transmits (508) one pseudorange from itself and the strength of the pilot signal 505 of the neighboring base station 503 of the mobile station 502 to the mobile exchange / base station controller 504. The following operation will be described with reference to FIG. 6.

도 6 은 본 발명에 따른 위치 추정 방법에 대한 설명도로서, 이동 교환기/기지국 제어기가 위치 추정을 하는 과정을 마이크로 셀의 대표적 모델인 맨하탄 셀 구조에서 보이고 있다.FIG. 6 is an explanatory diagram of a position estimation method according to the present invention, and shows a process of performing position estimation by a mobile switch / base station controller in a Manhattan cell structure which is a representative model of a micro cell.

이동 교환기/기지국 제어기(504)는 목표 기지국(601)을 중심으로 하고 측정된 의사거리를 반경으로 하여 원(608)을 설정한 후에, 이 원(608)과 목표 기지국(601)의 주변 도로와의 교차점(609 내지 612)을 찾는다.The mobile exchange / base station controller 504 sets the circle 608 centered on the target base station 601 and the measured pseudo distance as a radius, and then the surrounding roads of the circle 608 and the target base station 601. Find the intersection of 609-612.

그리고, 이동국의 주변 기지국 파일럿 신호 세기중에서 목표 기지국(601)의 파일럿 신호 세기를 제외한 가장 큰 파일럿 신호 세기를 갖는 주변 기지국(602 내지 607)을 찾는다.The neighbor base stations 602 to 607 having the largest pilot signal strength except the pilot signal strength of the target base station 601 are searched among the neighbor base station pilot signal strengths of the mobile station.

한편, 이동통신 환경에서 전자파는 전파의 전달시 코너효과를 겪는다. 즉, 기지국 안테나의 위치가 주변 건물군의 높이보다 낮기 때문에 전자파의 세기가 코너를 돌면서 급격하게 감쇄된다. 그러나, 이동국이 코너에 위치한 경우에 주변 기지국들중 코너효과를 겪지 않으면서 이동국과 비슷한 거리를 갖는 기지국이 한개 이상 나타날 수 있다. 도 6 에서 실제 이동국의 위치(613)에서 기지국 BS5(604)와 BS6(605)은 기지국 BS1(602)에 비해 현격히 작은 세기의 파일럿 신호를 갖을 것이다. 따라서, 도 6 에서는 기지국 BS1(602)이 이동국과 직접파의 관계이면서 가장 가까운 거리이므로 가장 큰 파일럿 신호를 가질 것이다. 따라서, 원(608) 위에서 선정된 도로와의 교차점(609 내지 612)중에서 위치 D(612)를 이동국의 위치로 선정한다.On the other hand, in the mobile communication environment, electromagnetic waves experience a corner effect when transmitting radio waves. That is, since the position of the base station antenna is lower than the height of the surrounding building group, the intensity of the electromagnetic wave is rapidly attenuated as the corner is rounded. However, when the mobile station is located in the corner, one or more base stations having a similar distance to the mobile station may appear without experiencing a corner effect among neighboring base stations. In Figure 6 the base stations BS5 604 and BS6 605 at the actual mobile station location 613 will have significantly smaller pilot signals than the base station BS1 602. Therefore, in FIG. 6, the base station BS1 602 will have the largest pilot signal because it is the closest distance with the mobile station and the direct wave. Therefore, position D 612 is selected as the position of the mobile station among the intersections 609 to 612 with the road selected on the circle 608.

도 7 은 본 발명에 따른 위치 추정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating an embodiment of a position estimation method according to the present invention.

본 발명에서는 이동국이 속한 목표 기지국이 기지국간 비동기 상황이기 때문에 전송 시간 정보(Time Stamp)를 이용할 수 없고, 이동국과의 의사거리(Pseudo Range)를 측정하기 위해 기지국의 순방향 파일럿 채널과 이동국의 역방향 파일럿 채널을 통해 기지국에서 얻은 전자파의 왕복시간을 이용한다. 또한, 이동국의 주변 기지국의 파일럿 신호 세기는 시그널링 메시지 체계를 통해서 기지국이 얻을 수 있다. 이렇게 구한 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 이동국 주변 기지국들의 파일럿 신호 세기는 이동통신 교환기/기지국 제어기로 전송되고, 기지국 제어기는 이동국의 주변 기지국 파일럿 신호 세기를 분석하여 목표 기지국 주변의 도로중에서 이동국이 속한 도로를 선정하고, 목표 기지국을 중심으로 의사거리만큼 떨어진 도로상의 위치를 이동국의 위치로 추정한다. 이러한 위치 추정 방법의 일실시예 흐름을 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.In the present invention, since the target base station to which the mobile station belongs is asynchronous between base stations, the time stamp cannot be used, and the forward pilot channel of the base station and the reverse pilot of the mobile station to measure a pseudo range with the mobile station The round trip time of the electromagnetic wave obtained from the base station through the channel is used. In addition, the pilot signal strength of the neighboring base station of the mobile station can be obtained by the base station through the signaling message system. The pseudo-distance between the target base station and the mobile station and the pilot signal strengths of the base stations around the mobile station are transmitted to the mobile switching center / base station controller. The base station controller analyzes the pilot signal strengths of the neighboring base stations of the mobile station and belongs to the mobile station in the road around the target base station. The road is selected, and the position on the road away from the target base station by the pseudo distance is estimated as the position of the mobile station. Looking at the flow of one embodiment of the position estimation method in detail as follows.

먼저, 이동통신 교환기/기지국 제어기는 위에서 설명한 것과 같이 이동국이 속한 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 이동국 주변 기지국들의 파일럿 신호 세기를 구한다(701). 그리고, 이동국 주변 기지국들의 파일럿 신호 세기를 크기별로 구분한다(702). 이때, 목표 기지국의 파일럿 신호 세기는 제외된다.First, as described above, the mobile switching center / base station controller obtains the pseudo distance between the target base station to which the mobile station belongs and the mobile station and the pilot signal strengths of the base stations around the mobile station (701). In operation 702, the pilot signal strengths of the base stations around the mobile station are classified by size. At this time, the pilot signal strength of the target base station is excluded.

이후, 이동국이 속한 목표 기지국과 직접파 관계인 주변 기지국의 파일럿 신호 세기가 가장 큰지를 확인하여(703) 간접파 관계인 주변 기지국이 가장 큰 파일럿 신호 세기를 갖는 경우에는 목표 기지국과 두개 이상의 도로로 연결될 수 있으므로 이 도로들중에서 이동국의 위치를 확인하기 위해 목표 기지국과 직접파인 주변 기지국중 가장 큰 파일럿 신호 세기를 갖는 주변 기지국을 찾아, 이 기지국과 도로 정보를 이용하여 이동국이 위치한 도로를 확인한 후에(704) 목표 기지국으로부터 도로를 따라 의사거리만큼 떨어진 위치를 이동국의 위치로 추정한다(706).Subsequently, it is determined whether the pilot signal strength of the neighboring base station having a direct wave relationship with the target base station to which the mobile station is the largest is 703. When the neighboring base station having an indirect wave relationship has the largest pilot signal strength, the target base station may be connected to two or more roads. To determine the position of the mobile station among the roads, the neighboring base station having the largest pilot signal strength among the target base station and the direct neighboring base station is found, and after identifying the road where the mobile station is located using the base station and the road information (704) The position of the mobile station estimated by the pseudo distance along the road from the base station is estimated (706).

한편, 직접파 관계인 주변 기지국의 파일럿 신호 세기가 가장 큰 경우에는 이 기지국과 도로 정보를 이용하여 그 기지국 주변의 도로중에서 이동국이 위치한 도로를 확인한 후에(705) 목표 기지국으로부터 도로를 따라 의사거리만큼 떨어진 위치를 이동국의 위치로 추정한다(706).On the other hand, when the pilot signal strength of the neighboring base station having a direct wave relationship is the largest, after confirming the road in which the mobile station is located among the roads around the base station using the base station and the road information (705), the distance from the target base station along the road is separated by the pseudo distance. The location is estimated at the location of the mobile station (706).

상기와 같은 본 발명은 마이크로 셀이나 피코 셀로 구성되는 마이크로 셀룰라 광대역 코드분할 다중접속 시스템과 같은 차세대 이동통신 시스템에서 더욱 큰 효과를 얻을 수 있다.The present invention as described above can achieve a greater effect in the next-generation mobile communication system, such as a micro-cellular broadband code division multiple access system consisting of a micro cell or pico cell.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

상기와 같은 본 발명은 다음과 같은 다양한 효과가 있다.The present invention as described above has various effects as follows.

첫째, 이동통신 시스템에서 GPS 수신기가 없는 기지국간 비동기 상황에서도 위치 추적 서비스를 제공할 수 있다.First, it is possible to provide a location tracking service even in an asynchronous situation between base stations without a GPS receiver in a mobile communication system.

둘째, 기지국간 비동기인 이동통신 시스템에서 동작할 수 있기 때문에 GPS 운용국가로부터 기술 독립적으로 위치 추적 서비스를 제공하므로써 비용을 절감할 수 있어, 응급 구난, 교통 정보 제공 및 통행료 과세 등의 다양한 부가적 서비스를 저렴하게 비용으로 제공할 수 있다.Second, because it can operate in asynchronous mobile communication system between base stations, it can save cost by providing location tracking service independently from GPS operating country, and various additional services such as emergency rescue, traffic information provision and toll taxation Can be provided at low cost.

셋째, 본 발명은 도로정보를 직접적으로 이용하여 이동국의 위치를 추정하므로 종래의 방식에 비해서 간접파에 의한 영향을 받지 않아 위치 에러를 크게 줄일 수 있으며, 또한 주변 기지국으로부터의 의사거리를 필요로 하지 않고 목표 기지국과 이동국간의 의사거리만을 이용하기 때문에 종래의 방식에 비해 주변 기지국 신호의 간섭을 적게 받으므로 위치 에러를 크게 줄일 수 있다.Third, since the present invention estimates the position of the mobile station by using the road information directly, it is not affected by the indirect wave as compared with the conventional method, thereby greatly reducing the position error, and also does not require the pseudo distance from neighboring base stations. Instead, since only the pseudo distance between the target base station and the mobile station is used, the positional error can be greatly reduced because the interference of the neighbor base station signal is less than that of the conventional method.

넷째, 종래의 위치 추정 알고리즘은 방식이 반복적이고 복잡한 과정을 포함하고 있는데 반해, 본 발명은 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 주변 기지국의 파일럿 신호 세기만으로 이동국의 위치를 추적할 수 있어, 반복적인 연산을 취하지 않고 간단한 과정으로 위치 추적 서비스가 가능하다.Fourth, while the conventional position estimation algorithm includes an iterative and complicated process, the present invention can track the position of the mobile station only by the pseudo signal distance between the target base station and the mobile station and the pilot signal strength of the neighboring base station. Location tracking service is possible in a simple process without taking the.

Claims (7)

이동통신 시스템에 적용되는 위치 추정 방법에 있어서,In the position estimation method applied to a mobile communication system, 이동국이 속한 목표 기지국과 이동국간의 의사거리와 이동국 주변 기지국들의 파일럿 신호 세기를 구하는 제 1 단계;Obtaining a pseudo distance between the target base station to which the mobile station belongs and the mobile station and the pilot signal strengths of the base stations around the mobile station; 상기 목표 기지국과 직접파 관계인 상기 주변 기지국중 파일럿 신호의 세기가 최대인 기지국을 선택하는 제 2 단계;Selecting a base station having a maximum strength of a pilot signal among neighboring base stations having a direct wave relationship with the target base station; 상기 선택한 기지국과 도로 정보를 이용하여 상기 이동국이 위치한 도로를 선택하는 제 3 단계; 및Selecting a road in which the mobile station is located by using the selected base station and road information; And 상기 목표 기지국으로부터 실질적으로 상기 의사거리에 해당하는 거리만큼 떨어진 상기 선택된 도로상의 위치를 상기 이동국의 위치로 추정하는 제 4 단계A fourth step of estimating a location on the selected road away from the target base station by a distance substantially corresponding to the pseudo range as the location of the mobile station; 를 포함하는 위치 추정 방법.Position estimation method comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 단계는,The first step is, 상기 목표 기지국은 순방향 파일럿 채널과 역방향 파일럿 채널을 통해 얻은 이동국까지의 전자파 왕복시간을 이용하여 이동국과의 의사거리(Pseudo Range)를 구하는 제 5 단계;A fifth step of obtaining, by the target base station, a pseudo range from the mobile station using an electromagnetic round trip time to the mobile station obtained through a forward pilot channel and a reverse pilot channel; 상기 목표 기지국은 시그널링 메시지 체계를 통해서 상기 이동국 주변 기지국의 파일럿 신호 세기를 구하는 제 6 단계; 및The sixth step of obtaining, by the target base station, pilot signal strengths of the base stations around the mobile station through a signaling message system; And 상기 목표 기지국은 상기 구한 의사거리와 파일럿 신호 세기를 이동통신 교환기/기지국 제어기로 전송하는 제 7 단계The target base station transmits the obtained pseudo distance and pilot signal strength to a mobile switching center / base station controller; 를 포함하는 위치 추정 방법.Position estimation method comprising a. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제 5 단계의 상기 목표 기지국과 상기 제 6 단계의 상기 주변 기지국은,The target base station of the fifth step and the neighbor base station of the sixth step, 서로간에 비동기 상태인 것을 특징으로 히는 위치 추정 방법.Position estimation method characterized in that the asynchronous state between each other. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제 2 단계는,The second step, 상기 이동국 주변 기지국들의 파일럿 신호 세기를 크기별로 구분하는 제 8 단계;An eighth step of dividing the pilot signal strengths of the base stations around the mobile stations by size; 상기 목표 기지국과 직접파 관계인 주변 기지국의 파일럿 신호 세기가 가장 큰지를 확인하는 제 9 단계;A ninth step of checking whether a pilot signal strength of a neighboring base station having a direct wave relationship with the target base station is the largest; 상기 제 9 단계의 확인 결과, 간접파 관계인 주변 기지국의 파일럿 신호 세기가 가장 큰 경우에는 상기 목표 기지국과 직접파 관계인 상기 주변 기지국중 가장 큰 파일럿 신호 세기를 갖는 주변 기지국을 선택하는 제 10 단계; 및A tenth step of selecting a neighbor base station having the largest pilot signal strength among the neighbor base stations having a direct wave relationship when the pilot signal strength of the neighboring base station having an indirect wave relation is the largest as a result of the confirmation of the ninth step; And 상기 제 9 단계의 판단 결과, 직접파 관계인 주변 기지국의 파일럿 신호 세기가 가장 큰 경우에는 상기 직접파 관계인 파일럿 신호 세기가 가장 큰 주변 기지국 기지국을 선택하는 제 11 단계As a result of the determination in the ninth step, when the pilot signal strengths of the neighboring base stations having the direct wave relationship are the largest, the eleventh step of selecting the neighboring base station base station having the largest pilot signal strength with the direct wave relationship; 를 포함하는 위치 추정 방법.Position estimation method comprising a. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 기지국들은,The base stations, 마이크로 셀로 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.Position estimation method characterized in that composed of micro cells. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 기지국들은,The base stations, 피코 셀로 구성된 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.Position estimation method, characterized in that consisting of pico cells. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 이동통신 시스템은,The mobile communication system, 마이크로 셀룰라 광대역 코드분할 다중접속 시스템인 것을 특징으로 하는 위치 추정 방법.A location estimation method, characterized in that the micro-cellular broadband code division multiple access system.
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