KR100735407B1 - Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법 - Google Patents

Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100735407B1
KR100735407B1 KR1020060090309A KR20060090309A KR100735407B1 KR 100735407 B1 KR100735407 B1 KR 100735407B1 KR 1020060090309 A KR1020060090309 A KR 1020060090309A KR 20060090309 A KR20060090309 A KR 20060090309A KR 100735407 B1 KR100735407 B1 KR 100735407B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wireless communication
communication device
time
distance
frequency
Prior art date
Application number
KR1020060090309A
Other languages
English (en)
Inventor
양완철
양창수
이상엽
Original Assignee
삼성전기주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전기주식회사 filed Critical 삼성전기주식회사
Priority to KR1020060090309A priority Critical patent/KR100735407B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100735407B1 publication Critical patent/KR100735407B1/ko
Priority to US11/850,636 priority patent/US7663536B2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/74Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/76Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems wherein pulse-type signals are transmitted
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO 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
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/282Transmitters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/70Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 신호도달 시간(Time Of Arrival: TOA)를 이용하여 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 장치는, 제1 무선통신 기기에서 제2 무선통신 기기로 거리측정 신호를 송신하는 시점에, 제1 주파수를 갖는 기준펄스를 생성하는 기준펄스 생성부; 상기 거리측정 신호에 응답하여 상기 제2 무선통신 기기에서 송신된 응답신호를 상기 제1 무선통신 기기에서 수신하는 시점에, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수를 갖는 지연펄스를 생성하는 지연펄스 생성부; 상기 기준펄스와 상기 지연펄스가 오버랩되는 시점을 검출하는 오버랩 검출부; 상기 오버랩되는 시점까지 상기 기준펄스 또는 상기 지연펄스를 카운트하는 카운터; 및 상기 제1 주파수, 제2 주파수 및 상기 카운터의 카운트값을 적용하여 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하고, 상기 시간을 이용하여 상기 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 연산하는 거리 연산부를 포함한다.
거리 측정(ranging), 위치 인식(location awareness), 도달시간(TOA), 카운터, 카운트

Description

TOA를 이용한 거리 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ESTIMATING DISTANCE USING TIME OF ARRIVAL}
도 1 및 도 2는 종래의 TOA를 이용한 거리 측정 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 TOA를 이용한 거리 측정 장치를 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 TOA를 이용한 거리 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 TOA를 이용한 거리 측정 방법을 도시한 플로우 차트이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
31: 기준펄스 생성부 32: 지연펄스 생성부
33: 오버랩 검출부 34: 카운터
35: 거리 연산부 36: 무선 통신부
본 발명은 신호도달 시간(Time Of Arrival: TOA)를 이용하여 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 카운터를 이용하여 TOA를 검출함으로써 무선 위치인식 시스템 등에 사용되는 무선 장치 사이의 거리를 간단하고 신속하게 검출할 수 있는 거리 측정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선 위치인식 기술(location awareness)은 무선신호를 이용하여 다른 무선통신 기기와의 무선통신으로 현재의 위치를 측정하는 방식을 채택하고 있다. 이러한 무선 위치인식 기술에 의해 획득된 위치 정보는, 더욱 효율적인 네트워크 구성을 통해 무선 통신으로 얻은 정보를 효율적으로 활용하는데 있어 중요하게 활용되고 있다.
이와 같은 무선 위치인식 기술에서 위치인식의 정확도를 향상시키기 위해, 두 무선통신 기기 사이의 거리를 정확하게 검출하는 것이 매우 중요하며, 통상적으로 거리측정을 위해 두 무선통신 기기 사이의 무선 통신에서 신호를 주고받는데 소요되는 시간(Time Of Arrival: TOA)을 검출하여 거리를 연산하는 기법을 적용하고 있다. 또한 이 TOA를 검출하기 위해 카운트를 이용하여 소정 펄스들을 카운트하고, 이 카운트값과 상기 펄스들의 주파수를 이용하여 TOA를 검출하는 방식이 적용되고 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 TOA를 검출하는 방법을 설명하기 위한 타이밍도이다. 상기 도 1 및 도 2는 두 개의 무선통신 기기(제1 및 제2 무선통신 기기) 사이의 거리를 측정하는데 이용된 펄스 및 카운트 타이밍을 도시한 것으로, 일반적으로 제1 무선통신 기기에서 제2 무선통신 기기로 거리측정 신호를 송신하고 이에 응답하여 제2 무선통신 기기가 제1 무선통신 기기로 응답신호를 송신하는 과정을 통해 상기 제1 무선통신 기기가 신호를 송신한 시점과 응답신호를 수신한 시점의 시간을 연산하여 거리를 검출한다.
상기 제1 무선통신 기기는 t0 시점에 거리측정 신호를 제2 무선통신 기기로 전송하고 동시에 소정 주파수(f0)의 기준 펄스(P0)를 발생시켜 이를 카운트한다. 이어 거리측정 신호를 수신한 제2 무선통신 기기는 이에 응답하는 응답신호를 제1 무선통신 기기로 송신하고 제1 무선통신 기기는 상기 응답신호를 t1 시점에 수신함과 동시에 상기 기준 펄스의 주파수(f0)와는 다른 주파수(f1)를 갖는 지연 펄스(P1)를 발생시켜 이를 카운트한다. 또한 상기 제1 무선통신 기기에서는 상기 기준 펄스(P0)와 지연 펄스(P1)가 서로 오버랩되는 것을 검출하여 카운트한다. t2는 상기 기준 펄스(P0)와 지연 펄스(P1)가 서로 오버랩되기 시작하는 시점이며, t3는 상기 종료되는 시점이다.
상기와 같은 과정에서, 상기 기준펄스(P0)의 카운트값(N1)과, 상기 지연펄스(P1)의 카운트값(N2)과, 오버랩 카운트값(N3)의 총 3개의 카운트 값이 생성된다. 종래에는 이 세개의 카운트값을 이용하여 하기 식 1에 기재된 것과 같이 제1 무선통신 기기와 제2 무선통신 기기 사이의 신호 왕복시간(Tx)를 검출하였다.
[식 1]
Figure 112006067325014-pat00001
(t': 오버랩이 검출되는 구간의 중간 시점)
상기 식 1을 통해 계산된 제1 무선통신 기기와 제2 무선통신 기기 사이의 신호 왕복시간을 통해 두 무선통신 기기 사이의 거리를 측정할 수 있다.
그러나, 전술한 종래의 거리측정 방법을 적용하기 위해서는, 상기 세 개의 카운트값(N1 내지 N3)을 모두 검출하기 위한 세 개의 카운터가 필요하므로 무선통신 기기의 복잡도를 증가시키는 단점이 있다.
또한, 종래의 거리측정 방법은, 기준 펄스와 지연 펄스가 오버랩되는 구간을 모두 검출하여 카운트하여야 하는데 이러한 펄스들이 높은 주파수를 갖는 고주파인 경우, 오버랩을 검출하는 검출기의 성능이나 내부 클리치 등의 원인으로 오버랩되는 부분을 검출하지 못하거나 잘못 검출하게 되는 문제점을 가질 수 있다.
더하여, 기준 펄스와 지연 펄스가 오버랩되는 구간 전체를 검출하여야 하므로 거리측정에 소요되는 시간이 증가하게 되는 문제점을 가질 수 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은, 단일 카운터를 적용함으로써 거리측정에 사용되는 시스템의 복잡도를 감소시킬 수 있으며, 시스템의 오작동으로 인한 오차 발생 소지를 제거할 수 있으며, 더불어 거리측정에 소요되는 시간을 절감할 수 있는 TOA를 이용한 거리 측정 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 특징을 갖는 TOA를 이용한 거리 측정 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,
서로 무선통신하는 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 장치에 있어서,
상기 제1 무선통신 기기에서 상기 제2 무선통신 기기로 거리측정 신호를 송신하는 시점에, 제1 주파수를 갖는 기준펄스를 생성하는 기준펄스 생성부;
상기 거리측정 신호에 응답하여 상기 제2 무선통신 기기에서 송신된 응답신호를 상기 제1 무선통신 기기에서 수신하는 시점에, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수를 갖는 지연펄스를 생성하는 지연펄스 생성부;
상기 기준펄스와 상기 지연펄스가 오버랩되는 시점을 검출하는 오버랩 검출부;
상기 오버랩되는 시점까지 상기 기준펄스 또는 상기 지연펄스를 카운트하는 카운터; 및
상기 제1 주파수, 제2 주파수 및 상기 카운터의 카운트값을 적용하여 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하고, 상기 시간을 이용하여 상기 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 연산하는 거리 연산부
를 포함하는 거리 측정 장치를 제공한다.
바람직하게, 상기 거리 연산부는, 하기 식 2에 의해 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산할 수 있다.
[식 2]
Figure 112006067325014-pat00002
상기 식 2에서, Tx는 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간이고, N은 기준펄스 카운트값 또는 지연펄스의 카운트값이며, f0는 기준펄스의 주파수이고, f1는 지연펄스의 주파수값이며, δ는 임의의 오프셋값이다.
또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,
서로 무선통신하는 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 방법에 있어서,
상기 제1 무선통신 기기에서 상기 제2 무선통신 기기로 거리측정 신호를 송신하고, 그와 동시에 제1 주파수를 갖는 기준펄스를 생성하는 단계;
상기 거리측정 신호에 응답하여 상기 제2 무선통신 기기에서 송신된 응답신호를 상기 제1 무선통신 기기에서 수신하고, 그와 동시에 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수를 갖는 지연펄스를 생성하는 단계;
상기 기준펄스와 상기 지연펄스가 오버랩되는 시점을 검출하는 단계;
상기 오버랩되는 시점까지 상기 기준펄스 또는 상기 지연펄스를 카운트하는 단계; 및
상기 제1 주파수, 제2 주파수 및 상기 카운터의 카운트값을 적용하여 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하고, 상기 시간을 이용하여 상기 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 연산하는 단계
를 포함하는 거리 측정 방법을 제공한다.
바람직하게, 상기 거리를 연산하는 단계는, 상기 식 2에 의해 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형 태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태에 따른 거리 측정 장치의 블록 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 거리 측정 장치는, 크게 기준펄스 생성부(31), 지연펄스 생성부(32), 오버랩 검출부(33), 카운터(34) 및 거리 연산부(35)를 포함하여 구성된다. 본 발명의 거리 측정 장치는 두 개의 무선통신 기기(제1 무선통신 기기(30) 및 제2 무선통신 기기(40)) 사이의 거리를 측정하는데 적용되는 것으로, 상기와 같은 구성요소들은 두 무선통신 기기 중 하나의 무선통신 기기(30)에 구비될 수 있다. 상기 무선통신 기기(30, 40)는 서로 간의 무선통신이 이루어지는 무선 통신부(36)를 구비할 수 있다.
상기 기준펄스 생성부(31)는 제1 무선통신 기기(30)에서 제2 무선통신 기기(40)로 거리측정 신호를 송신하는 시점에, 제1 주파수(f0)를 갖는 기준펄스를 생성한다.
상기 지연펄스 생성부(32)는, 상기 거리측정 신호에 응답하여 상기 제2 무선통신 기기(40)에서 송신된 응답신호를 상기 제1 무선통신 기기(30)에서 수신하는 시점에, 상기 제1 주파수(f0)와는 다른 제2 주파수(f1)를 갖는 지연펄스를 생성한다.
상기 오버랩 검출부(33)는, 상기 기준펄스와 상기 지연펄스가 오버랩되는 시점을 검출한다.
상기 카운터(34)는 상기 오버랩되는 시점까지 상기 기준펄스 또는 상기 지연펄스를 카운트하여 카운트값(N)을 출력한다.
상기 거리 연산부(35)는, 상기 기준펄스의 주파수인 제1 주파수(f0)와, 상기 지연펄스의 주파수인 제2 주파수(f1) 및 상기 카운터의 카운트값(N)을 적용하여 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하고, 이 연산된 시간을 이용하여 상기 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 산출한다.
도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 TOA를 이용한 거리 측정 장치의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 TOA를 이용한 거리 측정 방법을 도시한 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 일실시형태의 작용에 대해 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. 후술되는 본 발명의 작용에 대한 설명을 통해 본 발명에 따른 거리 측정 방법도 더욱 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 거리 측정이 시작되면 기준펄스가 기동되고 이를 카운트한다(S51). 이 단계(S51)에서, 제1 무선통신 기기(30)의 무선 통신부(36)는 거리측정 신호를 제2 무선통신 기기(40)로 송신하고, 이와 동시에 기준펄스 생성부(31)는 소정의 제1 주파수를 갖는 기준펄스를 생성한다. 또한, 상기 카운터(34)는 상기 기준펄스의 카운트를 시작한다. 상기 거리측정 신호의 송신, 기준펄스의 기동 및 카운트의 시작은 모두 t0 시점에서 이루어진다.
본 실시형태는 카운터(34)가 상기 기준펄스를 카운트하는 것으로 설명되고 있으나, 다른 실시형태에서 상기 카운터(34)는 이후에 설명되는 제2 주파수를 갖는 지연펄스를 카운트할 수도 있다. 이에 대해서는 후술되는 거리를 연산하는 단계(S55)에서 더욱 명확하게 설명될 것이다.
이어, 제2 무선통신 기기(40)가 상기 거리측정 신호를 수신하고 이에 응답하는 응답신호를 제1 무선통신 기기(30)로 송신한다. 이 응답신호를 상기 제1 무선통신 기기(30)에서 검출하면(S52), 지연펄스 생성부(32)는 상기 응답신호를 검출한 시점(t1)에서 지연펄스를 출력하기 시작한다(S53). 상기 지연펄스는 상기 제1 주파수(f0)와는 다른 제2 주파수(f1)를 갖는다. 본 발명은 상기 제1 주파수(f0)와 제2 주파수(f1)의 차이에 의해 거리 측정의 정확도를 조정할 수 있다. 상기 두 주파수의 차이가 작을수록 더욱 정밀한 거리 측정이 이루어질 수 있으나, 더 정밀한 검출 성능을 요구하게 된다. 한편, 본 실시형태에서 단계(S53)가 진행되는 동안에도 상기 카운터(34)는 계속 기준펄스를 카운트한다. 전술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시형태는 상기 기준펄스를 카운트하는 대신 상기 지연펄스를 카운트할 수도 있다. 따라서, 지연펄스를 카운트하는 실시형태에서는 상기 단계(S53)에서 지연 펄스가 기동됨과 동시에 상기 카운터(34)에서 지연펄스의 카운트를 시작하게 될 것이다.
이어, 오버랩 검출부(33)에서 상기 기준펄스와 상기 지연펄스가 서로 오버랩되는 부분이 발생하는 것을 검출하면(S54), 상기 카운터(34)에서 상기 기준 펄스의 카운터를 종료하고, 상기 거리측정 신호의 송신 시점(t0)에서, 상기 기준펄스와 지연펄스의 오버랩이 검출된 시점(t2)까지의 카운트값(N)을 거리연산부(35)에 전달하고, 거리연산부(35)는 이 카운트값을 이용하여 상기 제1 무선통신 기기(30)와 제2 무선통신 기기(40) 사이의 거리를 연산한다(S55).
상기 거리연산부(35)에서 이루어지는 상기 제1 무선통신 기기(30)와 제2 무선통신 기기(40) 사이의 거리 연산을 특히 도 4를 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
상기에 설명한 바와 같이, 제1 무선통신 기기(30)에서 위치검출 신호를 송신한 시점을 t0, 제1 무선통신 기기(30)에서 상기 위치검출 신호에 대한 제2 무선통신 기기(40)의 응답신호를 수신한 시점을 t1, 기준펄스와 지연펄스의 오버랩이 검출된 시점을 t2라고 정의한다. 또한, 상기 위치검출 신호를 송신한 시점에서 상기 응답신호를 수신한 시점까지의 시간을 Tx, 오버랩이 검출된 시점까지 상기 기준펄 스의 카운트값을 N1, 오버랩이 검출된 시점까지 상기 지연펄스의 카운트값을 N2라 정의한다. 전술한 바와 같이, 본 발명은 기준펄스 또는 지연펄스 중 하나의 펄스만 카운트하므로, 상기 카운트값 N1, N2는 실제 카운트에서 카운트된 값이 아니라 설명을 위해 정의된 카운트값이다.
상기 오버랩이 검출된 시점(t2)는 상기 기준펄스의 카운트값(N1)과 지연펄스의 카운트값(N2)를 이용하여 하기 식 3와 같이 표현될 수 있다.
[식 3]
Figure 112006067325014-pat00003
(f0: 기준펄스의 주파수(제1 주파수), f1: 지연펄스의 주파수(제2 주파수))
상기 식 3으로부터 하기 식 4와 같이, 상기 위치검출 신호를 송신한 시점에서 상기 응답신호를 수신한 시점까지의 시간(Tx)를 구할 수 있다. 이 Tx는 두 무선통신 기기 사이에서 신호의 왕복이 이루어진 시간이므로, 이 시간(Tx)을 결정함으로써 두 무선통신 기기 사이의 거리를 연산할 수 있다.
[식 4]
Figure 112006067325014-pat00004
한편, Tx의 값이 상기 기준펄스의 주기(1/f0) 또는 지연펄스의 주기(1/f1)에 비해 충분히 작은 값을 가지는 거리 내에서 거리측정이 이루어질 때(예를 들어, 30 m 반경 이내의 실내환경일 때), 기준펄스의 카운트값(N1)과 지연펄스의 카운트값(N2)은 거의 동일한 값을 나타내게 되므로, 상기 식 4는 하기 식 2와 같이 근사화될 수 있다.
[식 2]
Figure 112006067325014-pat00005
(N: 기준펄스 또는 지연펄스의 카운트값)
상기 식 2에서 임의로 결정될 수 있는 오프셋 값(δ)는 본 발명이 적용되는 과정에서 포함될 수 있는 모든 오차성분을 포함한다. 예를 들어, 상기 식 2를 도출하는 과정에서 상기 기준펄스의 카운트값(N1)과 지연펄스의 카운트값(N2)을 거의 동일한 것으로 근사화한 경우에 발생할 수 있는 오차성분을 포함할 수 있다. 또한, 제1 무선통신 기기에서 송신된 거리측정 신호를 수신하고 이에 응답하는 응답신호를 송신하는 과정에서 제2 무선통신 기기의 신호 처리 등에 소요되는 시간에 따른 오차성분 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기준펄스와 지연펄스가 오버랩되기 시작하는 시점까지만 카운트를 동작시키므로(t0에서 t2까지), 오버랩이 이루어지는 구간 전체까지 카운트하여야 하는(t0에서 t3까지) 종래의 위치 측정 방법에 비해 측정에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 식 2에 나타난 바와 같이, 하나의 카운트값만 이용하여 거리를 검출할 수 있으므로, 종래의 위치 측정 기술에 비해 카운트의 수를 감소시켜 시스템의 복잡도를 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 단일 카운터에 의한 카운트값만 이용하여 거리를 검출할 수 있으므로, 다수의 카운터를 사용하는 종래기술에 비해 시스템의 복잡도를 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 더하여, 다수의 카운터를 사용하는 경우에 비해 카운터의 오작동에 의한 위치 측정의 오류가 발생할 수 있는 확률이 낮은 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 기준펄스와 지연펄스가 오버랩되기 시작하는 시점까지만 카운트를 동작시키므로, 오버랩이 이루어지는 구간 전체까지 카운트하여야하는 종래의 위치 측정 방법에 비해 측정에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 서로 무선통신하는 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 장치에 있어서,
    상기 제1 무선통신 기기에서 상기 제2 무선통신 기기로 거리측정 신호를 송신하는 시점에, 제1 주파수를 갖는 기준펄스를 생성하는 기준펄스 생성부;
    상기 거리측정 신호에 응답하여 상기 제2 무선통신 기기에서 송신된 응답신호를 상기 제1 무선통신 기기에서 수신하는 시점에, 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수를 갖는 지연펄스를 생성하는 지연펄스 생성부;
    상기 기준펄스와 상기 지연펄스가 오버랩되는 시점을 검출하는 오버랩 검출부;
    상기 오버랩되는 시점까지 상기 기준펄스 또는 상기 지연펄스를 카운트하는 카운터; 및
    상기 제1 주파수, 제2 주파수 및 상기 카운터의 카운트값을 적용하여 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하고, 상기 시간을 이용하여 상기 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 연산하는 거리 연산부
    를 포함하는 거리 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 거리 연산부는,
    하기 식 2에 의해 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 장치.
    [식 2]
    Figure 112006067325014-pat00006
    (Tx: 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간, N: 상기 기준펄스의 카운트값 또는 상기 지연펄스의 카운트값, f0: 상기 기준펄스의 주파수, f1: 상기 지연펄스의 주파수, δ: 임의의 오프셋값)
  3. 서로 무선통신하는 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 측정하는 거리 측정 방법에 있어서,
    상기 제1 무선통신 기기에서 상기 제2 무선통신 기기로 거리측정 신호를 송신하고, 그와 동시에 제1 주파수를 갖는 기준펄스를 생성하는 단계;
    상기 거리측정 신호에 응답하여 상기 제2 무선통신 기기에서 송신된 응답신호를 상기 제1 무선통신 기기에서 수신하고, 그와 동시에 상기 제1 주파수와는 다른 제2 주파수를 갖는 지연펄스를 생성하는 단계;
    상기 기준펄스와 상기 지연펄스가 오버랩되는 시점을 검출하는 단계;
    상기 오버랩되는 시점까지 상기 기준펄스 또는 상기 지연펄스를 카운트하는 단계; 및
    상기 제1 주파수, 제2 주파수 및 상기 카운터의 카운트값을 적용하여 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하고, 상기 시간을 이용하여 상기 제1 무선통신 기기 및 제2 무선통신 기기 사이의 거리를 연산하는 단계
    를 포함하는 거리 측정 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 거리를 연산하는 단계는,
    하기 식 2에 의해 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 거리 측정 방법.
    [식 2]
    Figure 112006067325014-pat00007
    (Tx: 상기 거리측정 신호의 송신 시점에서 상기 응답신호 수신 시점까지의 시간, N: 상기 기준펄스의 카운트값 또는 상기 지연펄스의 카운트값, f0: 상기 기준펄스의 주파수, f1: 상기 지연펄스의 주파수, δ: 임의의 오프셋값)
KR1020060090309A 2006-09-18 2006-09-18 Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법 KR100735407B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060090309A KR100735407B1 (ko) 2006-09-18 2006-09-18 Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법
US11/850,636 US7663536B2 (en) 2006-09-18 2007-09-05 Apparatus and method for estimating distance using time of arrival

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060090309A KR100735407B1 (ko) 2006-09-18 2006-09-18 Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100735407B1 true KR100735407B1 (ko) 2007-07-04

Family

ID=38503165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060090309A KR100735407B1 (ko) 2006-09-18 2006-09-18 Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7663536B2 (ko)
KR (1) KR100735407B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100826381B1 (ko) 2007-01-02 2008-05-02 삼성전기주식회사 거리측정의 범위 및 거리측정 해상도를 조정할 수 있는거리 측정 장치
WO2012061479A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Diani Systems, Inc. System and method for high resolution indoor positioning using a narrowband rf transceiver

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100735407B1 (ko) * 2006-09-18 2007-07-04 삼성전기주식회사 Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법
KR100780195B1 (ko) * 2006-11-06 2007-11-27 삼성전기주식회사 펄스 신호의 오버랩 검출 장치, 방법 및 이를 포함하는거리 측정 장치
US9125018B2 (en) * 2009-02-09 2015-09-01 Qualcomm Incorporated Triggered location services

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993003398A1 (en) 1991-08-01 1993-02-18 Allied-Signal Inc. Pulse time of arrival detection apparatus for precision distance measuring equipment applications
KR20020026562A (ko) * 1999-08-02 2002-04-10 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 인코포레이티드 낮은 정확도의 클록을 사용하여 이동 통신 장치의 위치를결정하기 위한 방법 및 장치
US20040108954A1 (en) 2001-10-18 2004-06-10 Richley Edward A. Object location system and method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4370653A (en) * 1980-07-21 1983-01-25 Rca Corporation Phase comparator system
US5453748A (en) * 1993-11-15 1995-09-26 Westinghouse Norden Systems Method and apparatus for responding to an interrogation signal
US6111536A (en) * 1998-05-26 2000-08-29 Time Domain Corporation System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system
KR100692569B1 (ko) * 2005-03-25 2007-03-13 삼성전자주식회사 저주파 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치
KR100735407B1 (ko) * 2006-09-18 2007-07-04 삼성전기주식회사 Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법
KR100780195B1 (ko) * 2006-11-06 2007-11-27 삼성전기주식회사 펄스 신호의 오버랩 검출 장치, 방법 및 이를 포함하는거리 측정 장치
KR100826381B1 (ko) * 2007-01-02 2008-05-02 삼성전기주식회사 거리측정의 범위 및 거리측정 해상도를 조정할 수 있는거리 측정 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1993003398A1 (en) 1991-08-01 1993-02-18 Allied-Signal Inc. Pulse time of arrival detection apparatus for precision distance measuring equipment applications
KR20020026562A (ko) * 1999-08-02 2002-04-10 아이티티 매뉴팩츄어링 엔터프라이즈, 인코포레이티드 낮은 정확도의 클록을 사용하여 이동 통신 장치의 위치를결정하기 위한 방법 및 장치
US20040108954A1 (en) 2001-10-18 2004-06-10 Richley Edward A. Object location system and method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100826381B1 (ko) 2007-01-02 2008-05-02 삼성전기주식회사 거리측정의 범위 및 거리측정 해상도를 조정할 수 있는거리 측정 장치
WO2012061479A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-10 Diani Systems, Inc. System and method for high resolution indoor positioning using a narrowband rf transceiver

Also Published As

Publication number Publication date
US20080068255A1 (en) 2008-03-20
US7663536B2 (en) 2010-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100826381B1 (ko) 거리측정의 범위 및 거리측정 해상도를 조정할 수 있는거리 측정 장치
KR100735407B1 (ko) Toa를 이용한 거리 측정 장치 및 방법
JP4354650B2 (ja) 超音波飛行時間から算出された距離変動の追跡方法および追跡システム
JP2018031601A (ja) 距離推定システム
KR100692569B1 (ko) 저주파 신호를 이용한 거리 측정 방법 및 장치
KR101240798B1 (ko) 리얼타임클럭 주파수 오프셋 검출장치 및 그 방법
US20110016232A1 (en) Time stamping apparatus and method for network timing synchronization
JP2019020217A (ja) 測距システム
De Angelis et al. TDoA based positioning using ultrasound signals and wireless nodes
KR100780195B1 (ko) 펄스 신호의 오버랩 검출 장치, 방법 및 이를 포함하는거리 측정 장치
EP3126868B1 (en) A method and a system for a precise measurement of a distance
KR101045347B1 (ko) 펄스 신호 추적 방법 및 장치
CN101330347B (zh) 封包检测电路及其方法
US20130346022A1 (en) Physical quantity measuring apparatus and physical quantity measuring method
US11146273B2 (en) Electronic device and electronic product
JP4937805B2 (ja) 無線通信装置および無線通信装置における距離測定方法
US20170192080A1 (en) Time delay estimation apparatus and time delay estimation method therefor
JP2009002943A (ja) 測距システムおよび方法
JP2018059887A (ja) 空間距離算出装置
US20220167292A1 (en) Wireless communication device, system, and storage medium
JP5589862B2 (ja) 周波数検出装置及び周波数検出方法
JP7433813B2 (ja) 物標検知装置、システム、方法及びプログラム
JP7433812B2 (ja) 物標検知装置、システム、方法及びプログラム
JP3700698B2 (ja) 連続波判定装置
US20220417123A1 (en) Information processing device, non-transitory computer-readable storage medium, and information processing method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130403

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140325

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 11

LAPS Lapse due to unpaid annual fee