KR100465035B1 - Method for Estimating Position of Mobile Terminal in the Packet Based Mobile Communication Network - Google Patents
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Abstract
패킷 기반 이동통신망에서 기 수신된 데이터의 수신 시간을 이용하여 이동 단말기의 위치를 예측하는 방법을 제시한다.A method of predicting a location of a mobile terminal using a reception time of previously received data in a packet based mobile communication network is provided.
이동 단말기의 위치 예측 방법은 기지국이 이동 단말기로 패킷 데이터를 전송하기 전에 기 전송된 패킷 데이터에 대해 시간 지연을 예측한 값을 저장하는 단계, 기지국과 이동 단말기 간의 실제 시간 지연값을 순차적으로 저장하는 단계, 기 전송한 패킷 데이터에 대하여 실제 시간 지연값에 대한 상관값과 시간 지연에 대한 예측값의 상관 관계에 의해 각 오차 보정값을 추출하는 단계, 상관값과 오차 보정값에 의해 다음 수신될 패킷 데이터의 시간 지연 예측값을 산출하여 이동 단말기의 이동속도를 예측하는 단계, 기지국 고유의 PN 코드 및 하위 코드와 이동 단말기의 동기화에 의해 이동 단말기의 이동 방향을 예측하는 단계 및 예측한 이동 속도 및 이동 방향으로 패킷 데이터를 전송하는 단계를 포함한다.The method for estimating the location of a mobile terminal includes storing a time delay estimated value for previously transmitted packet data before transmitting packet data to the mobile terminal, and sequentially storing an actual time delay value between the base station and the mobile terminal. Step, extracting each error correction value by the correlation between the correlation value for the actual time delay value and the prediction value for the time delay with respect to the previously transmitted packet data, the packet data to be received next by the correlation value and the error correction value Estimating the moving speed of the mobile terminal by calculating a time delay prediction value of the mobile terminal; predicting the moving direction of the mobile terminal by synchronizing the PN code and the lower code of the base station with the mobile terminal; and predicting the moving speed and the moving direction. Transmitting the packet data.
이와 같은 위치 예측 방법에 의하면 이동 단말기의 위치 변화가 심한 경우에도 전송하고자 하는 데이터의 손실을 최소화할 수 있고 패킷 기반 이동통신망의 부하를 최소화할 수 있다.According to the location prediction method, even if the location change of the mobile terminal is severe, the loss of data to be transmitted can be minimized and the load of the packet-based mobile communication network can be minimized.
Description
본 발명은 이동통신망에서 서비스 가입자의 위치를 판단하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패킷 기반 이동통신망에서 이동 단말기로 데이터를 전송하기 전, 기 전송한 데이터의 수신 시간 및 기지국 고유의 PN 코드를 이용하여 이동 단말기의 위치를 예측하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for determining a location of a service subscriber in a mobile communication network. More particularly, before a data is transmitted from a packet-based mobile communication network to a mobile terminal, a reception time of a previously transmitted data and a PN code unique to a base station are determined. It relates to a method for predicting the position of the mobile terminal using.
통신 기술의 발달과 함께 이동통신 서비스를 이용하는 사용자의 수가 점점 더 증가하고 있으며, 이에 따라 이동통신 서비스 제공자는 사용자에게 보다 수준 높은 서비스를 편리하게 제공하고자 하는 연구가 계속되고 있다. 그러한 노력에 따라 칼라 디스플레이가 장착된 무선 단말기가 출현하였으며, 이에 따라 사용자는 음성과 텍스트에 더하여 영상 및 동영상 서비스를 보다 편리하게 이용할 수 있게 되었다.With the development of communication technology, the number of users who use mobile communication services is increasing. Accordingly, the mobile communication service providers continue to research to provide users with higher quality services conveniently. With such efforts, wireless terminals equipped with color displays have emerged, and thus users can use video and video services more conveniently in addition to voice and text.
이와 같이, 무선 단말기를 이용하여 전송하고자 하는 데이터가 대용량화됨에 따라 데이터 전송 속도를 유지하기 위하여 기지국 반경이 현재에 비해 축소될 것으로 판단된다. 그런데 현재의 회선 기반 통신 방식은 음성 위주의 통신 방식이기 때문에 데이터 전송시 손실, 속도 저하 및 시간 지연 등의 문제가 발생하므로 회선 기반 통신 방식으로 멀티미디어 서비스를 제공하는 데는 한계가 있다. 이에 따라 현재에는 무선 데이터 서비스가 점점 패킷 기반으로 이루어지고 있는 경향이 있다.As such, as the data to be transmitted using the wireless terminal becomes larger, it is determined that the radius of the base station is reduced compared with the present to maintain the data transmission rate. However, since the current line-based communication method is a voice-oriented communication method, problems such as loss, speed drop, and time delay occur during data transmission, and thus there is a limit in providing a multimedia service using the line-based communication method. As a result, wireless data services are increasingly packet-based.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 이동 단말기의 위치를 최소한의 오차로 예측함으로써 패킷 데이터를 효율적으로 전송할 수 있는 패킷 기반 이동통신망에서 이동 단말기의 위치 예측 방법을 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides a method for predicting the location of a mobile terminal in a packet-based mobile communication network capable of efficiently transmitting packet data by predicting the location of the mobile terminal with a minimum error. There is a problem.
본 발명의 다른 기술적 과제는 이동 단말기 사용자에게 패킷 데이터를 전송할 때 데이터 손실을 최소화하고 이동 통신망의 부하를 최소화하는 데 있다.Another technical problem of the present invention is to minimize data loss and minimize the load on the mobile communication network when transmitting packet data to a mobile terminal user.
도 1은 일반적인 패킷 기반 이동통신망의 개략도,1 is a schematic diagram of a general packet-based mobile communication network,
도 2a 및 2b는 패킷 기반 이동통신망에서 패킷 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도,2A and 2B are flowcharts illustrating a packet data transmission method in a packet based mobile communication network;
도 3은 본 발명에 의한 패킷 기반 이동통신망에서 가입자 위치 예측 방법을 설명하기 위한 도면,3 is a view for explaining a subscriber location prediction method in a packet-based mobile communication network according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 패킷 기반 이동통신망에서 가입자 위치 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a subscriber location prediction method in a packet-based mobile communication network according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
102, 106 : 이동 단말기 104 : 패킷 기반 이동통신망102, 106: mobile terminal 104: packet-based mobile communication network
108 : 게이트웨이 110 : 인터넷108: gateway 110: Internet
10-0 ~ 10-n : 패킷 데이터 20 : 이동 단말기 위치 예측 장치10-0 to 10-n: Packet data 20: Mobile terminal position prediction device
30 : 오차 추출 수단30: error extraction means
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 패킷 기반 이동통신망에서 기지국에서 이동 단말기로 패킷 데이터를 전송하기 위하여 상기 이동 단말기의 위치를 예측하기 위한 방법으로서, 상기 이동 단말기의 위치 예측 방법은 상기 이동 단말기 이동 속도 예측 과정 및 상기 이동 단말의 이동 방향 예측 과정으로 이루어지며, 상기 이동 속도 예측 과정은 상기 기지국은 이동 단말기로 N+1번째(N은 자연수) 패킷 데이터를 전송하기 전에 기 전송된 0번째부터 N번째 패킷 데이터에 대해 시간 지연을 예측한 값을 저장하는 단계; 상기 기지국과 상기 이동 단말기 간의 실제 시간 지연값을 0번째부터 N번째 패킷에 대하여 순차적으로 저장하는 단계; 상기 0번째부터 N번째 패킷 데이터에 대하여 실제 시간 지연값에 대한 상관값과 시간 지연에 대한 예측값의 상관 관계에 의해 각각의 오차 보정값을 추출하는 단계; 및 상기 실제 시간 지연값에 대한 상관값과 상기 오차 보정값에 의해 N+1 번째 수신될 패킷 데이터의 시간 지연 예측값을 산출하여 상기 이동 단말기의 이동속도를 예측하는 단계;를 포함하고, 상기 이동 단말기의 이동 방향 예측 과정은 상기 이동 단말기가 동기화를 이룬 기지국 정보를 누적 저장하여 두고, 상기 이동 단말기와 동기를 이룬 기지국 고유의 PN 코드 및 섹터 정보의 변화에 따라 상기 이동 단말기의 이동 방향을 예측하는 단계를 포함하여, 상기 예측한 이동 속도 및 이동 방향으로 N+1번째 패킷 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for estimating a location of a mobile terminal for transmitting packet data from a base station to a mobile terminal in a packet-based mobile communication network. It is composed of a moving speed prediction process and a moving direction prediction process of the mobile terminal, wherein the base station estimates the 0 + 1 th (N is a natural number) packet data before transmitting the N + 1 th packet data to the mobile terminal. Storing a predicted time delay for the N-th packet data; Sequentially storing an actual time delay value between the base station and the mobile terminal with respect to a 0 th to a N th packet; Extracting each error correction value with respect to the 0 th to N th packet data by a correlation between a correlation value for an actual time delay value and a prediction value for a time delay; And calculating a time delay prediction value of the packet data to be received N + 1th based on the correlation value with respect to the actual time delay value and the error correction value to predict the moving speed of the mobile terminal. In the moving direction prediction process, the mobile terminal accumulates and stores the base station information synchronized with the mobile terminal and predicts the moving direction of the mobile terminal according to the change of the PN code and sector information unique to the base station synchronized with the mobile terminal. Including, the N + 1 th packet data is transmitted in the predicted moving speed and moving direction.
도 1은 본 발명에 적용되는 일반적인 패킷 기반 이동통신망의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a general packet-based mobile communication network applied to the present invention.
패킷 기반 이동통신망은 회선 기반 통신 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 회선 기반 통신망이 음성 위주의 데이터를 전송하는 데 반하여 음성, 영상, 화상 등 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 패킷 데이터와 회선 데이터는 특정 리소스를 지속적으로 점유하여 통신하느냐의 여부로 구분될 수 있다. 회선 데이터는 통신의 개시 시점부터 종료 시점까지 통신 선로를 계속 점유하여 사용하는 반면, 패킷 데이터는 통신 선로를 시간에 따라서 사용하지 않고 다른 가입자가 사용할 수 있어 효율적이다.The packet-based mobile communication network is to solve the problems of the circuit-based communication technology, and the circuit-based communication network can transmit multimedia data such as voice, video, and image while transmitting the voice-oriented data. Packet data and circuit data may be classified as to whether to communicate by continuously occupying a specific resource. While the circuit data continues to occupy the communication line from the start point to the end point of the communication, the packet data can be used by other subscribers without using the communication line over time, which is efficient.
도 1을 참조하면, 패킷 기반 이동통신망(104)은 인터넷(110)과 게이트웨이(GW)를 통하여 인터넷 프로토콜(IP)에 의하여 데이터를 송수신한다. 또한, 패킷 기반 이동통신망(104) 내에서는 스위치 또는 라우터로써 동작하는 망 내 게이트웨이(108)를 통해 IP에 의하여 이동 단말기(102, 106)와 데이터를 송수신한다. 여기에서, 이동 단말기(102, 106)라 함은 셀룰러, PCS, 스마트 폰, PDA, 핸들 PC 등 사용 가능한 모든 종류의 이동 통신 단말기를 의미한다.Referring to FIG. 1, the packet-based mobile communication network 104 transmits and receives data through an Internet protocol (IP) through the Internet 110 and a gateway GW. In addition, the packet-based mobile communication network 104 transmits and receives data to and from the mobile terminals 102 and 106 by IP through the gateway 108 in the network operating as a switch or a router. Here, the mobile terminals 102 and 106 refer to all kinds of mobile communication terminals usable, such as cellular, PCS, smart phones, PDAs, and handle PCs.
패킷 기반 이동통신망(104)에서 기존의 MSC 등과 같은 구조를 없애고 모두 기지국과 IP망으로만 구성한 경우를 All IP망이라 하는데, All IP망으로 이동통신 서비스를 제공하는 구조에서는 현재의 MSC를 중심으로 한 시스템 구성 요소가 모두 IP에 접속된 서버로 동작하게 된다. 이와 같은 패킷 기반 이동통신망에 적용하기 위하여 이동 단말기(102, 106)에는 IP가 할당되어야 한다.In the packet-based mobile communication network 104, a case in which a structure such as an existing MSC is eliminated and all of only a base station and an IP network is referred to as an all IP network. One system component acts as a server that is all connected to the IP. In order to apply to such a packet-based mobile communication network, IPs should be allocated to the mobile terminals 102 and 106.
이와 같은 패킷 기반 이동통신망(104)은 사용도중 끊어지지 않아 신뢰성이 높고, 전송하는 데이터 양에 따라 요금이 책정되고 데이터를 압축하여 전송하므로 경제적이다. 또한, 이동 중에도 우수한 품질을 제공하며 데이터를 암호화하여 처리하기 때문에 통신 보안이 완벽할 뿐 아니라, 전화망, 인터넷, 무선 호출망 등 기존의 유무선 통신망과의 연동이 가능하기 때문에 다양한 서비스를 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.Such a packet-based mobile communication network 104 is not disconnected during use, has high reliability, and is economical because it is charged according to the amount of data to be transmitted and compresses and transmits the data. In addition, because it provides excellent quality on the go and encrypts and processes data, not only is it perfect for communication security, but also it can interoperate with existing wired and wireless communication networks such as telephone networks, the Internet, and wireless paging networks. And the like.
도 2a 및 2b는 패킷 기반 이동통신망에서 패킷 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 발신 이동 단말기(102)와 착신 이동 단말기(106)를 구분하여 설명하기로 한다.2A and 2B are flowcharts illustrating a packet data transmission method in a packet based mobile communication network. Hereinafter, for convenience of description, the calling mobile terminal 102 and the called mobile terminal 106 will be described separately.
먼저, 발신 이동 단말기(102)가 특정 착신 이동 단말기(106)와의 접속을 요구하는 경우, 기지국은 발신 이동 단말기(102)로부터 발신 번호, 착신 번호 정보를 포함한 전송 패킷 데이터를 수신한다(S201). 이후, 기지국은 발신 이동 단말기(102)로부터 수신된 착신 번호에 해당하는 이동 단말기(106)의 위치가 이동통신망(104)의 가입자 정보 저장 장치에 저장되어 있는 위치와 일치하는지 확인한다(S202).First, when the calling mobile terminal 102 requests a connection with a specific called mobile terminal 106, the base station receives the transmission packet data including the calling number and called number information from the calling mobile terminal 102 (S201). Thereafter, the base station checks whether the location of the mobile terminal 106 corresponding to the called number received from the calling mobile terminal 102 matches the location stored in the subscriber information storage of the mobile communication network 104 (S202).
만약, 수신된 착신 이동 단말기(106)의 현재 위치가 저장되어 있는 위치와 일치하지 않으면, 기지국은 착신 이동 단말기(106)의 새로운 위치를 검색하고, 착신 이동 단말기(106)의 새로운 위치와 발신 이동 단말기(102)측 기지국 간의 최적 경로를 산출한다(S203). 또한, 가입자 정보 저장 장치에 착신 이동 단말기(106)의 새로운 위치를 저장하여 데이터를 갱신하고, 이후의 데이터는 새로운 착신자 위치로 전송하도록 요구한다(S204). 여기에서, 착신 이동 단말기(106)가 가입자 정보 저장 장치에 저장된 위치에 존재하는지 확인하기 위하여, 기지국은 저장된 위치로 응답 요구 신호를 보내고 착신 이동 단말기(106)로부터 응답 신호가 전송되는지의여부를 확인한다. 이에 의해 착신 이동 단말기(106)가 저장된 위치에 존재하는지 간단하게 확인할 수 있다.If the current location of the received terminating mobile terminal 106 does not match the stored location, the base station searches for a new location of the terminating mobile terminal 106, and the new location of the terminating mobile terminal 106 and the originating movement. The optimal path between the base station of the terminal 102 is calculated (S203). In addition, a new location of the destination mobile terminal 106 is stored in the subscriber information storage device to update data, and subsequent data is requested to be transmitted to the new destination location (S204). Here, in order to confirm whether the terminating mobile terminal 106 exists at a location stored in the subscriber information storage device, the base station sends a response request signal to the stored location and confirms whether a response signal is transmitted from the terminating mobile terminal 106. do. As a result, it is possible to simply check whether the incoming mobile terminal 106 exists at the stored position.
이후, 발신 이동 단말기(102)로부터 전송 요구받은 패킷 데이터를 착신 이동 단말기(106)로 전송하고(S205), 동일한 착신자에게 추가로 전송할 패킷이 존재하는지 확인한다(S206). 만약, 수신된 착신 이동 단말기(106)의 위치가 저장되어 있는 위치와 일치하는지 확인하는 단계(S202)에서 현재 착신 이동 단말기(106)의 위치가 저장된 위치와 일치하는 경우에는 직접 단계(S205)로 진행하여 패킷 데이터를 착신 이동 단말기(106)로 전송한다.Thereafter, the packet data requested to be transmitted from the calling mobile terminal 102 is transmitted to the called mobile terminal 106 (S205), and it is checked whether there are additional packets to be sent to the same called party (S206). If the location of the incoming mobile terminal 106 matches the stored location in step S202, if the location of the received mobile terminal 106 matches the stored location, the mobile terminal proceeds directly to step S205. The packet data is sent to the destination mobile terminal 106.
단계(S206)에서 더 이상 전송할 데이터가 존재하지 않을 경우에는 서비스를 종료한다. 반면, 전송할 데이터가 남아 있는 경우에는 발신 이동 단말기(102)의 현재 위치를 수신하여(S207), 현재 발신 이동 단말기(102)의 위치가 이동 통신망 내 가입자 정보 저장 장치에 저장되어 있는 위치와 일치하는지 확인한다(S208). 확인 결과, 현재 발신 이동 단말기(102)의 위치가 저장된 위치와 일치하는 경우에는 착신 이동 단말기(106)의 위치가 저장된 위치와 일치하는지 확인하는 단계(S202)로 진행하여 이후의 과정을 수행하고, 일치하지 않을 경우에는 다음과 같이 발신 이동 단말기(102)의 위치 정보 갱신 및 데이터 전달 경로 설정 과정을 수행한 후 단계(S202)로 진행한다.If there is no more data to transmit in step S206, the service is terminated. On the other hand, if there is data to be transmitted, the current location of the originating mobile terminal 102 is received (S207), so that the location of the current originating mobile terminal 102 matches the location stored in the subscriber information storage device in the mobile communication network. Check (S208). As a result of the check, when the location of the current calling mobile terminal 102 matches the stored location, the process proceeds to step S202 of checking whether the location of the called mobile terminal 106 matches the stored location, and performs the subsequent process. If it does not match, after performing the process of updating the location information and data transmission path of the originating mobile terminal 102 as follows, proceeds to step S202.
즉, 현재 발신 이동 단말기(102)의 위치가 저장된 위치와 일치하지 않을 경우에는 발신 이동 단말기(102)의 현재 위치를 검색한 후, 가입자 정보 저장 장치의 발신 이동 단말기(102)의 위치 정보를 갱신한다(S209). 다음에, 현재 서비스 중인게이트웨이에서 계속해서 데이터 전송 서비스가 가능한지 확인하여(S210), 서비스가 가능한 경우에는 이동통신망 상에서 발신 이동 단말기(102)의 최적 데이터 전송 경로를 설정한다(S212). 반면, 현재 게이트웨이에서 데이터 전송 서비스가 불가능한 경우에는 서비스가 가능한 최적 경로 상의 게이트웨이를 산출하고(S211), 선택된 게이트웨이를 통하여 데이터를 전송할 수 있는 최적 경로를 설정한다(S212).That is, if the current location of the calling mobile terminal 102 does not match the stored location, the current location of the calling mobile terminal 102 is searched and the location information of the calling mobile terminal 102 of the subscriber information storage device is updated. (S209). Next, it is checked whether the data transmission service is continuously available at the gateway currently in service (S210), and if the service is available, an optimal data transmission path of the originating mobile terminal 102 is set on the mobile communication network (S212). On the other hand, if the data transmission service is not available in the current gateway, the gateway on the optimal path for the service is calculated (S211), and the optimal path for transmitting data through the selected gateway is set (S212).
이상에서 설명한 패킷 데이터 전송 경로의 최적화 방법에서, 착신 이동 단말기(106) 및 발신 이동 단말기(102)의 위치는 빈번하게 변화할 수 있으므로 데이터를 전송할 때마다 발신 이동 단말기 및 착신 이동 단말기의 위치를 확인하고 최적 경로를 설정하는 데 많은 시간이 필요하게 된다. 그러므로 이동 단말기의 위치를 미리 예측하게 되면 경로 설정 과정을 단축시킬 수 있어 데이터 전송 속도를 향상시키고 손실을 최소화할 수 있을 것이다.In the method for optimizing the packet data transmission path described above, the positions of the called mobile terminal 106 and the calling mobile terminal 102 may change frequently so that the positions of the calling mobile terminal and the called mobile terminal are checked each time data is transmitted. And a lot of time is required to set the optimal path. Therefore, if the location of the mobile terminal is predicted in advance, the path setting process can be shortened, thereby improving the data transmission speed and minimizing the loss.
도 3은 본 발명에 의한 패킷 기반 이동통신망에서 가입자 위치 예측 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 가입자 위치 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 가입자 위치 예측 과정은 가입자의 이동 속도를 예측하는 과정과 이동 방향을 예측하는 과정으로 나뉘어 지며, 이 과정은 도 2에 도시한 패킷 데이터 전송 방법 중 단계(S203) 및 단계(S209)에서 이루어질 수 있다. 이하의 설명에서, 시간 지연값(t)이라 함은 기지국에서 이동 단말기로 패킷 데이터를 전송한 시간과 이동 단말기가 패킷 데이터를 수신한 시간의 차이를 의미한다. 이동 단말기가 패킷 데이터를 수신한 시간은 패킷 데이터를 수신한 이동 단말기에서 기지국으로 리턴한 정보에 의해 알 수 있다. 또한, 시간 지연에 대한 기대값 또는 예측 시간 지연값()이라 함은 기지국에서 이동 단말기로 패킷 데이터를 전송하기 전에 해당 패킷 데이터 전송시의 시간 지연을 미리 예측한 값을 뜻한다.3 is a view for explaining a subscriber location prediction method in a packet-based mobile communication network according to the present invention, Figure 4 is a flow chart for explaining a subscriber location prediction method. The subscriber location prediction process is divided into a process of estimating the movement speed of the subscriber and a process of estimating the movement direction, which may be performed in steps S203 and S209 of the packet data transmission method shown in FIG. 2. . In the following description, the time delay value t means a difference between a time at which the base station transmits packet data to the mobile terminal and a time at which the mobile terminal receives the packet data. The time at which the mobile terminal receives the packet data can be known by the information returned from the mobile terminal receiving the packet data to the base station. In addition, the expected or predicted time delay value for the time delay ( ) Denotes a value for predicting a time delay in transmitting the packet data before transmitting the packet data from the base station to the mobile terminal.
먼저, 가입자의 이동 속도를 예측하는 과정에 대하여 설명하면 다음과 같다. 이동 단말기로 패킷 데이터(10-0~10-n,…)를 전송하는 경우, 기지국은 전송하는 모든 패킷 데이터에 대한 각 실제 시간 지연값(t)을 순차적으로 저장하여 둔다. 예를 들어, 0번째 패킷 데이터부터 N번째 패킷 데이터까지 전송한 경우 시간 지연값은 t0부터 tN까지 저장된다. 연속으로 전송되는 패킷 데이터에 대한 각 시간 지연값은 상관(Correlation) 함수(τ(t0)~ τ(tN))로 나타낼 수 있다. 상관 함수란 어떤 현상이 일정한 시간의 벗어남을 가지고 관련성을 갖는 정도를 나타내는 값을 뜻하는 것으로, 그 연산 결과의 절대값이 클수록 관련성이 적어지는 것을 의미한다.First, a process of estimating the moving speed of a subscriber will be described. When transmitting packet data (10-0 to 10-n, ...) to the mobile terminal, the base station sequentially stores each actual time delay value t for all the packet data to be transmitted. For example, when the 0 th packet data is transmitted from the N th packet data, the time delay value is stored from t 0 to t N. Each time delay value for continuously transmitted packet data may be represented by a correlation function τ (t 0 ) to τ (t N ). The correlation function refers to a value indicating the degree to which a phenomenon has relevance with a certain time deviation, and means that the greater the absolute value of the operation result, the less relevance.
기지국에 구비된 이동 단말기 위치 예측 장치(20)는 처음 전송한 패킷(10-0)부터 N 번째로 전송한 패킷(10-n) 각각에 대하여, 실제 시간 지연값에 대한 상관값(τ(t))과 예측 시간 지연값()의 오차(eτ(t))에 대한 보정값(ω)을 차례로 추출하고, 이에 따라 예측된 (N+1)번째 전송할 패킷의 시간 지연값에 의해 이동 단말기의 이동 속도를 예측한다. 이동 단말기의 이동 속도는 예측 시간 지연값()의 절대값으로부터 구해지며 예측 시간 지연값()의 절대값이 클수록 속도가 빨리 변화하는 것을 의미한다. 다음으로, 가입자의 이동 방향을 예측하는데, 이를 위해서 기지국 고유의 PN 코드(PN 오프셋값)를 이용한다. 가입자의 이동 방향을 예측한 후에는 결과적으로 데이터 전송 시간 지연을 이용하여 예측한 이동 속도와, 기지국 PN 코드 정보를 이용하여 예측한 이동 방향을 참조하여 (N+1)번째 패킷을 수신할 이동 단말기의 위치를 예측한다.The mobile terminal position estimation device 20 provided in the base station has a correlation value τ (t (t) with respect to the actual time delay value for each of the first transmitted packet 10-0 to the Nth transmitted packet 10-n. )) And the estimated time delay ( Then, the correction value? For the error e τ (t) is extracted in turn, and thus, the moving speed of the mobile terminal is predicted based on the predicted time delay value of the (N + 1) th transmission packet. The moving speed of the mobile terminal is estimated time delay value ( Is obtained from the absolute value of The larger the absolute value of), the faster the speed changes. Next, the subscriber's movement direction is predicted. For this purpose, a base station-specific PN code (PN offset value) is used. After predicting the moving direction of the subscriber, the mobile terminal to receive the (N + 1) th packet by referring to the moving speed predicted using the data transmission time delay and the predicted moving direction using the base station PN code information. Predict the location of.
도 4를 참조하여 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 도 4는 이동 단말기로(N+1) 번째 수신될 패킷의 시간 지연값을 예측하는 방법을 나타낸다.Referring to Figure 4 in more detail as follows. 4 illustrates a method of predicting a time delay value of a packet to be received by the mobile terminal (N + 1).
본 발명의 바람직한 실시예에서, 기지국에는 0번째부터 N-1번째까지 수신된 패킷의 시간 지연값(t0~tN-1) 및 0번째부터 N번째 패킷을 전송하기 전 시간 지연에 대한 예측값() 즉, 이동 단말기의 이동 속도를 예측했던 값이 저장되어 있는 상태이다.In a preferred embodiment of the present invention, the base station estimates a time delay value (t 0 to t N-1 ) of packets received from 0 th to N-1 th and a time delay before transmitting 0 th to N th packets. ( That is, the value predicted the moving speed of the mobile terminal is stored.
이와 같은 상태에서, 기지국은 가장 최근에 이동 단말기로 전송한 N번째 패킷(10-n)에 대한 실제 시간 지연값(tN)을 저장한다(S301). 이에 따라 기지국에는 첫번째 전송 패킷(10-0)부터 N번째 전송한 패킷(10-n)의 실제 시간 지연값 t0~tN이 저장되게 된다. 이후, 첫번째부터 N번째 까지 전송한 패킷 각각에 대한 실제 시간 지연값에 대한 상관값(τ(t0)~τ(N))과 예측 시간 지연값()과의 관계를 이용하여 오차 보정값(ω)을 계산한다(S302).In this state, the base station stores the actual time delay value t N for the Nth packet 10-n most recently transmitted to the mobile terminal (S301). Accordingly, the base station stores the actual time delay values t 0 to t N of the first transmitted packet 10-0 to the Nth transmitted packet 10-n. Subsequently, the correlation values τ (t 0 ) to τ ( N ) for the actual time delay values for each of the packets transmitted from the first to Nth times, and the estimated time delay values ( The error correction value (ω) is calculated using the relation with) (S302).
다음으로, (N+1)번째 패킷을 이동 단말기로 전송하기 위하여 이동 속도를 예측한다(S303). 이동 단말기의 움직임은 속도 및 방향으로 나누어 예측할 수 있는데, 속도 예측 과정은 상술한 실제 시간 지연값에 대한 상관값(τ(t0)~τ(N)),예측 시간 지연값() 및 오차 보정값(ω)에 의하여 구할 수 있으며, 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. (N+1)번째 패킷을 수신하는 이동 단말기의 시간 지연값을 예측하기 위하여 [수학식 1]을 이용할 있다.Next, in order to transmit the (N + 1) th packet to the mobile terminal, the moving speed is predicted (S303). The movement of the mobile terminal can be predicted by dividing the speed and the direction, and the speed prediction process includes the correlation values (τ (t 0 ) to τ ( N )) with respect to the actual time delay values described above, and the predicted time delay values ( ) And the error correction value (ω), which will be described in more detail as follows. Equation 1 may be used to predict a time delay value of a mobile terminal receiving an (N + 1) th packet.
[수학식 1]은 N번째 수신한 패킷의 시간 지연값과 (N-1)번째 수신한 패킷의 시간 지연값을 기초로 다음 (N+1)번째 수신될 패킷의 시간 지연에 대한 기대값(Expectation) 을 산출하는 수식이다. [수학식 1]은 [수학식 2]로 나타낼 수 있다.[Equation 1] is based on the time delay value of the Nth received packet and the (N-1) th time delay value of the next (N + 1) th received packet based on the time delay value of the received packet (N-1). Expectation). Equation 1 may be represented by Equation 2.
여기에서, ω0, ω1, ω2는 단계(S302)에서와 같이 실험을 통하여 산출하는 패킷 데이터로서, 예측된 시간 지연값()과 실제 시간 지연값에 대한 상관값(τ) 사이의 오차를 보정하기 위한 오차 보정값이며, 이전 패킷을 전송하기 전 예측한 시간 지연값과 실제 패킷의 시간 지연값에 의해 기지국에 미리 계산되고 저장되게 된다. [수학식 2]에서 알 수 있는 것과 같이, (N+1)번째 수신될 패킷의 시간 지연에 대한 예측값()은 이전 수신한 패킷의 실제 시간 지연값에 대한 상관값(τ(t0)~τ(tN))을 오차 보정값(ω)으로 수정한 값에 의해 구할 수 있으며, 이전에 전송한 모든 패킷 데이터의 시간 지연값에 대한 상관값에 대하여 수행하거나 바로 전에 수신된 둘 이상의 시간 지연값에 대한 상관값에 대하여 수행할 수 있다.Here, ω 0 , ω 1 , and ω 2 are packet data calculated through experiments as in step S302, and the estimated time delay value ( ) Is an error correction value for correcting the error between the correlation value (τ) and the actual time delay value, and is calculated in advance by the base station based on the estimated time delay value before transmitting the previous packet and the time delay value of the actual packet. Will be saved. As can be seen from Equation 2, the prediction value for the time delay of the (N + 1) th received packet ( ) Can be obtained by modifying the correlation values (τ (t 0 ) to τ (t N )) for the actual time delay value of the previously received packet with the error correction value (ω), and all previously transmitted packets. The correlation may be performed on a correlation value of a time delay value of packet data or on a correlation value of two or more time delay values received immediately before.
여기에서, ω는 오차 보정값으로 0≤ω≤1인 상수이며, ω가 1에 가까울수록 이동 단말기의 위치는 이전 위치에 근접하고 0에 가까울수록 이동량이 큰 것을 의미한다. 다시 말해 이동 단말기의 이동 속도가 빠른 것을 나타낸다. 이와 같이, [수학식 2]에 의해 (N+1)번째 패킷을 전송하기 위한 이동 단말기의 이동 속도를 예측할 수 있다.Here, ω is a constant of 0 ≦ ω ≦ 1 as an error correction value, meaning that the closer the ω is to 1, the closer the position of the mobile terminal is to the previous position, and the closer the movement is, the larger the movement amount is. In other words, the movement speed of the mobile terminal is high. In this way, the moving speed of the mobile terminal for transmitting the (N + 1) th packet can be predicted by Equation (2).
다음으로, 이동 단말기의 방향을 예측한다(S304). 이동통신망에서 각 기지국은 PN(Pseudo Noise) 코드에 의해 구별할 수 있다. 각각의 기지국은 서로 다른 고유의 PN 코드를 사용하고, 하나의 기지국은 해당 기지국 영역에서 시계방향으로 증가하는 둘 이상의 하위 코드를 갖는다. 따라서, 본 발명에서는 이동 단말기와 현재 동기를 이루고 있는 기지국을 PN 코드에 의해 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 하위 코드에 의해 이동 단말기가 기지국의 어떤 부분으로 이동하고 있는지2차원적으로 예측할 수 있게 된다.Next, the direction of the mobile terminal is predicted (S304). In the mobile communication network, each base station can be distinguished by a PN (Pseudo Noise) code. Each base station uses a different unique PN code, and one base station has two or more sub codes that increase clockwise in the corresponding base station area. Therefore, in the present invention, not only the base station currently synchronized with the mobile terminal can be detected by the PN code but also the two-dimensional prediction of which part of the base station the mobile terminal is moving by the lower code.
이와 같이, [수학식 2]에 의한 속도 예측 및 기지국 고유의 PN코드에 의한 방향 예측에 의해 이동 단말기의 결과적인 위치를 예측할 수 있으며, 예측된 위치로 N+1번째 패킷 데이터를 전송한다. 이후, 이동 단말기가 패킷 데이터 수신 시간을 기지국으로 리턴함에 따라, 기지국은 예측한 시간 지연값()과 실제 시간 지연값에 대한 상관값(τ(tN+1))을 입력으로 하여 오차 추출 수단(30)에 의해 오차를 계산한다(S305). 이후, 전송할 패킷 데이터가 존재하는지 확인하여(S306) 패킷 데이터가 존재하는 경우, 계산된 오차값(eτ(tN+1))은 이동 단말기 위치 예측 장치(20)로 피드백하여 저장한 후, (N+1) 번째 패킷 데이터의 실제 시간 지연값에 대한 상관값(τ(tN+1)) 및 예측 시간 지연값()을 토대로 오차 보정값(ωN+1)을 생성하여, 이후 수신될 패킷의 시간 지연값을 예측하는 데 이용할 수 있도록 한다.In this way, the resultant position of the mobile terminal can be predicted by the speed prediction according to Equation 2 and the direction prediction by the PN code unique to the base station, and the N + 1th packet data is transmitted to the predicted location. Then, as the mobile station returns the packet data reception time to the base station, the base station estimates the time delay value ( ) And the correlation value τ (t N + 1 ) for the actual time delay value as an input, and the error is calculated by the error extracting means 30 (S305). Thereafter, if there is packet data to be transmitted (S306), and if there is packet data, the calculated error value e τ (t N + 1 ) is fed back to the mobile terminal position predicting apparatus 20 and stored. The correlation value τ (t N + 1 ) and the prediction time delay value for the actual time delay value of the (N + 1) th packet data ( The error correction value (ω N +1 ) is generated based on the value of?) So that it can be used to predict a time delay value of a packet to be received later.
상술한 방법에 의하면 이전 수신한 패킷 데이터의 시간 지연값에 대한 상관값 및 오차 보정값에 의해 (N+1)번째 수신되는 패킷에 대한 시간 지연에 대한 기대값 및 이에 따른 이동 단말기의 속도 변화를 예측할 수 있고, 기지국 고유의 PN 코드 및 하위 코드에 의해 이동 단말기의 이동 방향을 예측할 수 있다. 즉, 이동 단말기의 위치는 이전 수신된 패킷의 시간 지연값에 대한 상관 함수 및 기지국 PN 코드에 의하여 추출할 수 있으며, 이에 의해 패킷 데이터 전송시 손실을 최소화할 수 있다.According to the above-described method, the expected value for the time delay for the (N + 1) th received packet and the speed change of the mobile terminal according to the correlation value and the error correction value for the time delay value of the previously received packet data are determined. It is possible to predict, and the movement direction of the mobile terminal can be predicted by the base station-specific PN code and the lower code. That is, the position of the mobile terminal can be extracted by the correlation function and the base station PN code for the time delay value of the previously received packet, thereby minimizing the loss in packet data transmission.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, the above-described embodiments are to be understood as illustrative in all respects and not as restrictive. The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.
패킷 기반 이동 통신망에서 이동 단말기의 위치를 예측하는 본 발명에 의하면 이전 전송한 패킷의 수신 지연 시간의 상관 관계에 따라 앞으로 수신될 패킷의 수신 지연 시간을 예측함으로써, 이동 단말기의 위치를 적은 오차로 예측할 수 있다. 이에 따라, 이동 단말기의 위치 변화가 심한 경우에도 전송하고자 하는 데이터의 손실을 최소화할 수 있고 이동통신망의 부하를 최소화할 수 있어 대용량의 멀티미디어 패킷 데이터를 빠른 시간에 안정적으로 전송할 수 있다.According to the present invention for estimating the position of a mobile terminal in a packet-based mobile communication network, the position of the mobile terminal can be predicted with a small error by estimating the reception delay time of a packet to be received in the future according to the correlation of the reception delay time of a previously transmitted packet. Can be. Accordingly, even when the location change of the mobile terminal is severe, the loss of data to be transmitted can be minimized and the load of the mobile communication network can be minimized, so that a large amount of multimedia packet data can be stably transmitted in a short time.
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