KR100738301B1

KR100738301B1 - 무선 단말기 위치 측정 방법 및 그것을 이용한 단말기 장치

Info

Publication number: KR100738301B1
Application number: KR20000044215A
Authority: KR
Inventors: 구와하라미끼오; 도이노부까즈
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 2000-07-31
Publication date: 2007-07-12
Also published as: JP2001166026A; EP1107631A3; JP3573039B2; DE60026762D1; KR20010067042A; US7013147B1; EP1107631A2; EP1107631B1; DE60026762T2

Abstract

목적의 기지국 이외의 기지국 근처에 단말기가 있는 경우에 목적의 기지국에 대한 S/I가 저하한다.

근처의 기지국으로부터의 신호 레플리카(replica)를 작성하고, 수신 신호로부터 해당 레플리카를 뺀다. 레플리카를 뺀 수신 신호로부터 목적의 기지국의 신호를 검출한다.

근처의 기지국으로부터의 신호가 S/I의 분모로부터 삭제되어 S/I가 높아진다.

기지국, S/I, 레플리카, 위치측정, 셀룰러 통신

Description

무선 단말기 위치 측정 방법 및 그것을 이용한 단말기 장치{METHOD FOR POSITIONING WIRELESS TERMINAL AND TERMINAL USING THE METHOD}

도 1은 본 발명으로 이루어지는 제1 실시예의 단말기 구성을 나타내는 도면.

도 2는 종래예를 설명하는 도면.

도 3은 단말기에서 수신한 신호를 상관 연산한 결과를 나타낸 도면.

도 4는 특정한 기지국 부근에 단말기가 있는 경우의 수신 신호 스펙트럼을 나타낸 도면.

도 5는 2개의 기지국을 예로 들어 기지국 부근에서는 S/I가 낮아지는 것을 설명하는 도면.

도 6은 본 발명으로 이루어지는 제3 실시예에서 레플리카 작성을 위한 기능 블록도.

도 7은 특정 기지국의 역확산 결과의 위상 회전량을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 안테나

2 : 무선부(RF부)

3 : AGC

4 : AD 변환기

5 : 메모리

6, 7 : 역확산기

8 : 복조기

9 : AFC

10 : 변조기

11 : 확산기

12 : DA 변환기

13 : 음성 코덱

14 : 스피커

15 : 마이크

16 : CPU

17 : DSP

20 : GPS 위성

21, 22, 23 : 기지국

24 : 단말기

25, 26, 27 : 기지국으로부터 송신되는 신호

40, 41, 42, 43 : 상관 연산 결과의 피크

44 : 최단 전파 거리 신호의 차(상대 지연차)

60 : 잡음 전력

61 : 가장 가까운 기지국으로부터의 신호 전력

62, 63 : 다른 기지국으로부터의 신호 전력

64 : 토탈 수신 전력

70 : 토탈 수신 전력

71 : 잡음 전력

72 : 기지국 A에서부터의 신호 전력

73 : 기지국 B에서부터의 신호 전력

74 : 전자화 잡음 전력

100 : 수신 신호

101, 102, 103, 104, 105, 106 : 역확산부

107 : 전송로 추정부

108, 109, 110, 111, 112, 113 : 복조부

114, 115, 116, 117, 118, 119 : 재확산부

120 : 가산기

121 : 위상 회전부

122 : 레플리카 신호

123 : 지연 프로파일 작성부

124 : 지연 프로파일

126 : 감산 회로

본 발명은 셀룰러 통신을 사용하여 단말기 위치를 측정하는 시스템에 관한 것이다.

특개평 7-181242는 셀룰러 방식으로 각 기지국이 GPS 동기한 CDMA 방식을 이용하고 있는 시스템에 있어서, 각 기지국으로부터 도달하는 파일럿 신호의 수신 타이밍을 관측함으로써 단말기 위치를 측정하는 것을 개시하고 있다.

도 2, 도 3은 특개평 7-181242에 기재된 기술을 나타낸다. 도 2에 GPS 위성(20)에 동기한 기지국(21, 22, 23)으로부터 송신하고 있는 기준 신호(25, 26, 27)를 수신하는 단말기(24)가 나타나고 있다. 도 3에 상관 연산 결과의 예를 나타내고 있다.

단말기(24)는 수신 신호에 대하여 특정 부호 패턴의 상관 연산을 행함으로써, 각 기지국으로부터 송신되는 기준 신호의 수신 타이밍을 검출할 수 있다. CDMA 방식에서는 각 기지국이 보내는 공통 파일럿 신호가 특정 패턴의 신호이며, 단말기는 이 신호에 상관 연산을 행함으로써 수신 타이밍을 검출하는 것이 가능하다. 각 기지국은 GPS 동기에 의해 기준 시간을 맞춰서, 정합한 시스템 시간의 특정한 송신 타이밍에서 파일럿 신호를 송신하고 있다. 또한 상기한 특정한 송신 타이밍은 오프셋 시간이라 부르고, 싱크 채널을 통하여 정보가 송신되어 있고, 단말기는 자유롭게 입수할 수가 있다. 단말기는 측정한 수신 타이밍에서부터 기지인 송신 타이밍의 차를 계산함으로써 전파에 걸린 지연 시간을 알 수 있다.

도 3은 상관 연산 결과의 예를 나타내고 있다. 도면은 지연 프로파일이라고 불리는 것으로, 어떠한 지연 패스가 관측되는지를 나타내고 있다. 횡축은 지연 시간, 즉 송신 타이밍에 따른 보정 종료의 수신 타이밍이다. 단위는 확산 부호의 칩에 대응하고 있다. 종축은 상관 연산 출력으로, 상관치가 큰 부분은 신호의 수신이 있는 것 즉 패스의 존재를 나타내고 있다. 이 결과를 사용하면, 전파가 기지국으로부터 단말기에 도래하기까지 걸린 상대 지연 시간을 구할 수 있다. 여기서 지연 시간이 상대치인 것은 단말기에서는 절대 시간을 모르기 때문이다. 얻어진 상대 지연 시간에 광속을 거는 것으로, 상대 전파 거리차를 구할 수 있다. 적어도 3국 이상의 기지국에 대하여 상대 전파 거리차를 구하면 3점 측위에 의해 단말기 위치를 추정하는 것이 가능하다.

도 4, 도 5를 이용하여 셀룰러 통신을 위치 측정에 사용하는 경우 다른 하나의 과제인 원근 문제에 대하여 설명한다. 셀룰러 통신으로는 기지국-단말기 위치에 의존하여 수신 전력이 변화하고, 필요로 하는 다이내믹 범위는 100㏈을 넘는다. 이 때문에 통상 단말기에는 자동 이득 조정(AGC) 기능을 가지고 있어, 수신 신호의 세기에 따라 자동적으로 AD 변환 전의 신호 강도가 조정된다. 도 4는 단말기에서 근방의 3개 기지국으로부터 도래하는 신호를 수신하고 있는 경우의 수신 신호를 주파수 영역에서 나타낸 것이다. 대역 내의 총 수신 전력(64)은 잡음 전력(60)에 3개의 기지국으로부터의 신호(61, 62, 63)를 가하여 유지하고 있다. 가장 가까이에 있는 기지국으로부터의 신호(61)는 전파 거리가 낮기 때문에 전력이 강하고, 전 수신 신호의 지배 항목으로 되어 있다. 도 5는 2개의 기지국 A, B 간의 수신 상태를 나타내고 있다. 잡음 전력(7l)은 열잡음이 원인으로서 발생하는 것으로, 단말기 위치에 의존하지 않고 일정하다. AGC는 총 수신 신호 레벨(70)에 적응하도록 설정되어 있다. 따라서, 예를 들면 단말기가 기지국 A 부근에 있을 때는 기지국 A에서부터의 신호가 지배 항목이 되어 AGC가 가동한다. 양자화 잡음 전력(74)은 AGC에 따라서 변동하기 때문에, 기지국 A 부근에서는 값이 커진다. 더구나 이 때, 기지국 B에서부터의 신호 전력은 전파 거리가 길어지기 때문에 저하하고 있고, 기지국 B에서부터의 신호는 등가적으로 S/I(신호 대 간섭 전력비)=(B에서부터의 신호)/(A에서부터의 신호+잡음)이 매우 작은 값이 되어 신호 수신이 곤란해진다. 그러나, 무선 측위를 행하기 위해서는 단말기가 기지국 A 부근이라도 기지국 B에서의 신호를 판별할 필요가 있다.

또한 다른 과제에 대하여 설명한다. 이동체 통신의 단말기에서는 저가격화를 위해서 주파수 정밀도가 너무 높지 않은 국부 발신기가 이용되고 있어, 가장 가까운 기지국에 동기함으로써 캐리어 주파수 편차를 삭감하고 있다(AFC 기능). 그러나 AFC 기능의 한계로부터 단말기-기지국 간에는 수 ㎐의 주파수차가 남고, 예를 들면 페이징이 없는 경우라도 완전히 동기할 수 없다. 이 때문에, 수신한 신호의 위상은 수 ㎐의 느린 회전 운동을 하고 있다. 이 때문에, 가령 단말기의 사용자가 정지 혹은 보행 속도 정도로 느리게 움직이고 있는 경우에도 수신 신호는 점점 회전하게 되며, 장기간의 동상 가산을 행하는 것이 곤란하다. 먼 곳에 있는 기지국으로부터의 신호는 등가적으로 S/I가 저하하고 있기 때문에, 동상 가산 횟수를 증가시키려고 하지만, 상기 현상 때문에 가산 횟수는 어느 정도 이상은 길게 할 수 없다. 예를 들면, 캐리어 주파수 800㎒, AFC 후의 주파수 안정도가 0.01ppm인 단말기가 있는 경우, 위상 회전의 주파수는 8㎐가 된다. 동상 가산에 필요한 위상 회전 허용치를 36도 이내로 하면, 1/8×36/360=0.0125[초] 이내이면 동상 가산 가능한 것을 알 수 있다. 동상 가산 횟수를 이 보다도 긴 시간 행한 경우, 신호 벡터가 회전하게 되며, 오히려 S/I가 열화하는 현상이 발생한다.

상기 과제는 셀룰러 통신 시스템 중 적어도 제1 및 제2 기지국으로부터 도래하는 신호를 사용하여 단말기의 위치를 추정하는 무선 단말기 위치 측정 방법에 있어서, 상기 제2 기지국으로부터의 수신 신호보다도 수신 강도가 강한 상기 제1 기지국으로부터의 수신 신호를 캔슬하는 제1 스텝과, 상기 제1 스텝 후에 상기 제2 기지국으로부터의 수신 신호를 상기 단말기에서 처리하는 제2 스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 위치 측정 방법에 의해 해결된다.

적어도 2개의 기지국으로부터 도래하는 전파가, 동일한 단말기에 수신되는 경우, 전파 거리차나 페이징의 상황에 따라, 양자의 신호 강도에는 큰 차가 발생한다. 따라서, 신호 강도가 약한 기지국으로부터의 신호를 수신할 때, 신호 강도가 강한 기지국의 신호는 간섭파로서 기능하고 있다. 이 간섭파를 캔슬하여 신호 수신함으로써, 수신 신호 강도의 큰 기지국으로부터의 간섭의 영향을 거의 없앨 수 있다.

도 1은 이동 단말기의 구성예를 나타낸다.

이동 통신 단말기는 통상의 통신 동작을 가능하게 하기 때문에, 수신기와 송신기가 갖춰지고 있다. 본 실시예는 CDMA 셀룰러를 채용하고 있다. 안테나(1)가 수신한 신호는 RF 유닛(2)으로서 기저 대역의 신호로 변환된다. 변환된 신호는 A/D 변환기(4)에서 디지털 신호로 변환된다. 변환된 신호로부터, 역확산 유닛(6, 7)에 의해서 파일럿 신호와, 통화 채널 신호가 추출된다. 파일럿 신호를 역확산하는 블록(7)의 출력에 의해, 전파로에 의한 위상 회전과 기지국-단말기 간의 캐리어 주파수차에 의한 위상 회전이 검출된다. 이것을 바탕으로 AFC(9)의 기능이 동작한다. 파일럿 신호의 역확산 출력인 전파로 추정 결과에 대하여 병역을 취하고, 이에 통화 채널을 역확산하는 블록(6)의 출력을 거는 것으로 복조(8)가 행해진다. 복조 회로에서는 전파로 부호화도 복조된다. 복조된 신호는 음성 코덱(13)에서 음성 신호로 변환되며, 스피커(14)로부터 출력된다. 다른쪽, 마이크(15)로부터 받아들인 음성 신호는 음성 코덱(13)에서 디지털 신호로 변환된다. 변환된 신호는 변조기(10)에서 전송로 부호화와 변조가 행해지며, 확산부(11)에서 확산 후, D/A 변환기(12)에 의해 아날로그 신호로 변환된다. 아날로그 신호는 RF부(2)에서 캐리어 주파수에 업 변환되고나서 안테나(1)로부터 송신된다.

제1 실시예를 도 6을 이용하여 설명한다. 도 6은 간섭 제거를 행하기 위한 간섭 제거 장치의 구성을 나타내고 있다.

단말기 안테나(1)에서 수신된 신호에는, 희망 신호(재생하고자 하는 신호)와 간섭 신호(다른 신호)의 양쪽이 포함된다. CDMA 방식에서는 양 신호는 동일 타이밍으로 동일 주파수대에 포함된다. A/D 변환기(4)에서 디지털 신호로 변환된 신호를 신호 처리 장치(17)는 그대로 메모리(5)에 축적한다.

도 6에 도시하는 간섭 제거 장치는 신호 처리 장치(17) 내에 구축되어 있다. 본 장치는 하드웨어 혹은 소프트웨어로 실현된다. 이 간섭 제거 장치는 메모리(5)의 내용을 판독하여, 간섭 신호의 레플리카(122)를 작성한다. 그리고, 작성한 레플리카를 신호 처리 장치(17) 내의 감산 회로(126)로서 메모리의 내용으로부터 감산한다. 이에 따라, 강한 간섭파가 되는 근방 기지국의 영향이 대폭 삭감된다. 간섭 제거에 의해 S/I를 높이고나서 계산되는 지연 프로파일을 사용하여 단말기 위치가 추정된다.

메모리(5) 내의 데이터에는 파일럿 신호, 페이징 신호, 통화 신호의 3 종류가 포함된다. 각각은 전부 다른 확산 코드에 의해 확산되어 있다. 블록(101 ∼ 106)은 개별 확산 코드에 의해 역확산하는 블록이다. 블록(107)은 파일럿 신호의 역확산 결과로부터 전파로 추정을 행한다. 얻어진 추정 결과를 이용하여 블록(109 ∼ 113)은 복조를 행한다. 복조의 결과, BPSK 통신이면, I 채널의 부호의 플러스 마이너스에 의해 송신 부호를 판정할 수 있다. 여기서는 전파로 부호화도 복조함으로써 복조 후의 신호의 부호 오류율을 개선이 고려되지만, 일부 정보는 은닉되어 있기 때문에 스크램블이 걸려 있어서, 일반적으로는 디스크램블 정보를 갖지 않은 단말기에서는 전파로 부호화를 복조할 수 없다. 그러나, 신호 자체의 S/I가 좋기 때문에, 전파로 부호화를 복조하지 않아도 송신되어 있는 부호 자체는 거의 정확하게 추정하는 것이 가능하다. 얻어진 가판정 결과는 블록(114 ∼ 119)으로서 다시 동일 확산 부호로 재확산되어, 블록(120)으로서 가산되어 특정 기지국으로부터 송신된 신호가 재현된다. 블록(123)은 전파로 추정으로부터 지연 프로파일을 작성하는 블록이다. 지연 프로파일은 역확산으로 사용하는 확산 부호의 계열의 위상을 변이시키면서 파일럿 신호를 역확산함으로써 얻어진다. 여기서, 지연 프로파일은 복소량이다. 블록(120)에서 가산된 송신 신호에 블록(123)에서 얻어진 지연 프로파일을 거는 것으로, 수신 신호의 레플리카(122)가 완성된다. 이 때, 레플리카를 작성한 기지국에 관한 지연 프로파일은, 블록(123)으로 이미 작성되어 있다. 블록(126)은 메모리(5)에 축적된 신호로부터 레플리카(122)를 감산하는 간섭 제거 기능이다. 간섭파가 제거된 신호는 다시 메모리(5)에 덧씌우기된다. 다른 기지국으로부터의 신호에 대해서도 마찬가지로 순차 강한 것부터 제거되면서 지연 프로파일을 작성함으로써 S/I를 높여 프로파일 작성이 가능해진다. 강한 신호가 전부 제거된 후에는 블록(101, 107, 123)을 사용하여 지연 프로파일의 작성만을 행하고, 수신 전력이 약한 기지국에 관한 지연 프로파일을 작성할 수 있다. 이와 같이 하여 복수의 기지국에 관한 지연 프로파일이 작성되면, CPU(16)는 각 지연 프로파일로부터 패스를 특정하고 상대 지연차를 계산한다. 또한 CPU(16)는 계산한 상대 지연차라고 미리 알고 있는 기지국의 위치 정보로부터 단말기의 위치를 계산한다.

이상의 처리로부터 원근 문제가 발생하고 있는 경우에서도 복수의 기지국으로부터의 신호를 높은 S/I로 수신하는 것이 가능해지며, 각 기지국까지의 상대 거리차를 측정할 수 있다. 따라서 단말기의 위치 검출이 가능해져, 과제는 해결된다.

상기한 방법은 S/I를 향상시키기 위해서, 간섭 전력 (I)을 억압하는 방법이지만, 다른쪽, 신호 전력 (S)를 향상시키는 방법이 있다. 통상의 통신과 달리, 단말기 위치를 측정하는 경우에는 즉시성이 요구되지 않는다. 그래서, 메모리(5)에 축적한 모든 데이터를 사용하여 패스 검출에 필요한 지연 프로 파일을 작성하는 것을 생각한다.

신호 전력 (S)의 향상에 관한 것으로, 원인과 대책에 대하여 보다 상세히 설명한다.

단말기에서는, 도 1의 AGC(3)이 수신된 신호의 레벨에 따라서 RF부의 이득을 조정하고, 다이내믹 범위를 넓게 확보하고 있다. AGC는 예를 들면 수신 전력을 누적 평균하여 수신 레벨을 구하고, 그 값이 일정해지도록 피드백하여 RF부의 이득을 조정하고 있다. AGC에 의해 A/D 변환기는 비트 폭을 저감할 수 있다.

그런데 측위의 경우에는 최저 3국 이상의 기지국이 필요하다. 제1 기지국보다도 먼 제2 기지국으로부터의 희망 신호의 S/I를 향상시키기 위해서는 동상 가산 횟수를 크게 하는 방법이 유효하다. 동상 가산 횟수가 클수록 먼 기지국을 관측할 수 있게 되어, 관측 기지국수의 증가로부터 단말기 위치를 추정할 때의 추정 정밀도가 향상된다.

동상 가산을 행하기 위해서는 2개의 보상이 필요하다. 1개는 단말기와 기지국 간에서 국부 발신기의 주파수 편차에 의한 수신 신호의 위상 회전의 보상이다. 다른 하나는 단말기의 위치나 주위 환경이 변화하기 때문에 발생하는 페이징에 의한 위상 회전의 보상이다.

단말기-기지국 간의 동기 어긋남에 의한 위상 회전은 주로 단말기의 주파수 정합 성능이 충분하지 않은 것이 원인으로 발생한다. 기지국 간에서는 각각의 기지국이 GPS 동기하고 있기 때문에 충분한 정밀도가 확보되어 있고, 주파수 편차는 매우 작다. 이 때문에, 복수인 기지국 중 하나의 기지국에 동기가 가능하면, 다른 기지국의 위상 회전도 동기할 수 있다. 동기하는 후보로서는 가장 신호 품질이 좋은 즉 상관 연산으로 최대 피크가 된 기지국 신호의 위상 회전을 기준으로 하는 것이 유효하다.

특정 기지국의 파일럿 신호를 역확산하면 도 7과 같아진다. 잡음 성분이 잔류하지만, 그 위상 회전을 1차식으로 근사함으로써 위상의 평균 회전수를 추정할 수 있다. 추정된 회전수로 역회전을 하는 회전 연산에 의해 수신 데이터에 포함되는 단말기-기지국 간 캐리어 주파수차는 거의 제거된다. 보상 후의 데이터는 위상이 다 갖추어져 있기 때문에, 단지 단순하게 가산할 뿐으로 동상 가산 연산이 완료된다. 이에 의해서 수신 신호의 S/I를 향상시킬 수 있다.

1차 근사를 정밀하게 구하기 위해서는 동상 가산을 행하기 전 데이터를 사용하여 근사식을 구하는 것이다. 이 때문에 단말기는 위치 측정 조브가 개시되면, 일정 기간에 대하여 수신 데이터를 메모리(5)에 저장한다.(메모리의 용량은 예를 들면 칩레이트 1.2288㎒의 CDMA 셀룰러 방식으로, 4배의 오버샘플을 생각하고, 1샘플당 I, Q 맞춰서 8비트의 정보가 있는 경우에는 1초간의 데이터의 수집에 약 5MB의 용량이 필요하다.) 단말기는 가장 신호 레벨이 높은 신호의 수신 타이밍을 이미 알고 있다. 왜냐하면 단말기는 통신을 행하기 위해서 주위의 기지국을 항상 검색하고, 신호 레벨이 가장 높은 기지국을 계속 쫓아가기 때문이다. 따라서 단말기는 메모리(5)에 저장된 정보에 대하여, 기지인 가장 신호 레벨이 높은 기지국으로부터의 신호 타이밍에 맞춰서 파일럿 신호를 추출하는 역확산 연산을 행하고 전파로의 추정을 행한다. 여기서의 역 확산은 0.1 ∼ 10㎳ 정도의 비교적 확산율이 낮은 것을 실시하고 복수의 값을 얻는다. 도 7은 실측으로 0. 8초 간의 역 확산 결과의 위상을 나타낸 도면이다. 도면에서부터 알 수 있듯이 얻어진 전파로 추정 결과는 간섭 전력이나 잡음 전력의 영향이 크게 남는다. 그러나 간섭+잡음 성분은 통계 처리에 의해 제거할 수 있다. 이것은 간섭+잡음 성분이 광 주파수 대역의 신호인데 대하여, 신호 성분의 회전 벡터는 주파수가 낮은 신호이기 때문에, 평균 조작에 의해 저주파수의 성분을 추출하면, 그 회전량을 추정할 수 있는 것을 이용하고 있다. 도 7에서부터 회전량의 1차식을 추정함으로써, 기지국과 단말기의 주파수 편차는 대폭 억제되는 것을 알 수 있다. 기지국과 단말기 간의 주파수 편차를 억제하면, 각 기지국으로부터의 신호의 수신 타이밍 부근에서 역확산 연산을 행함으로써, 각 기지국으로부터의 신호의 지연 프로파일을 산출할 수 있다.

상기 실시예에서는 모든 측정 데이터를 일단 메모리에 축적하는 방법에 관하여 설명하였지만 이하에 나타내는 다른 방법도 본 발명에 포함된다.

위상 회전의 추정 결과가 1차식에서 근사하고 있기 때문에, 단말기와 기지국의 주파수 편차가 시간적으로 그다지 변화하지 않은 경우에는 과거의 값을 사용하여, 단말기에 대한 기지국 신호의 위상 회전 편차를 추정하는 것이 가능하다. 다만 기지국과 단말기의 위상차는 시간에 따라 변하기 때문에, 최근의 값을 사용할 필요가 있다. 수신 품질이 양호한 특정한 기지국만을 관측하면 되기 때문에 위상 회전 추정에 필요해지는 역확산 결과를 축적하기 위한 메모리는 대용량을 필요로 하지 않는다. 기지국으로부터의 통지 정보로부터 근방에 존재하는 기지국의 송신 타이밍은 기지이기 때문에, 확산 부호 계열을 그 근방의 기지국 타이밍 부근에 맞춰서 역확산함으로써, 지연 프로파일을 작성할 수 있다. 메모리에는 역확산 후의 신호를 축적함으로써 메모리의 용량은 대폭 삭감할 수 있다. 역확산 결과는 먼저 예측되어 있는 위상 회전량의 보정을 행하여 동상 가산함으로써, 상기와 동등한 동상 가산의 효과를 얻을 수 있다. 따라서 메모리량을 대폭 삭감할 수 있다.

위상의 회전이 페이징에 기인하는 것인 경우, 복수 기지국의 위상 회전은 독립적으로 변동한다. 2개의 기지국에 관하여 위상 회전 추정을 행하고, 그 회전량의 상관을 취한다. 상관이 예를 들면 0.7 이상이면 서로 기지국의 위상 회전량이 거의 동일한 것을 나타내고 있고, 페이징은 발생하지 않는다고 생각된다. 반대로 상관이 예를 들면 0.7 이하가 되는 것과 같으면 그 길이의 위상 보정을 할 수 없는 것을 나타내고 있고, 보다 짧은 시간에서의 동상 가산밖에 할 수 없는 것을 시사하고 있다. 따라서 동상 가산 횟수가 상관을 임계치로서 정할 수 있다.

이상 설명한 순서로 얻어진 지연 프로파일로부터 종래예에서 설명한 방법에 의해 단말기의 위치가 계산된다.

본 실시예에서 단말기만으로 위치 측정이 가능하고, GPS 등의 부가 장치도 불필요하기 때문에, 단말기가 측위 조작을 행할 때에 필요해지는 소비 전력을 삭감하는 것이 가능하다. 기지국의 위치에 관한 정보는 네트워크로 연결되는 서버로부터 얻는 방법이나 기지국으로부터 송신되는 통지 채널로 주위의 기지국의 위치를 송신함으로써 단말기는 알 수 있다. 일단 축적한 기지국 위치 정보는 유지함으로써, 서버로의 액세스나 통지 정보의 수신 횟수를 줄일 수 있기 때문에, 단말기의 저소비 전력화에 유효하다.

본 실시예의 설명에서는 CDMA 방식을 예로 들어 설명하였지만, 이에 한하는 것은 아니다. 송신되어 있는 정보가 기지이면 TDMA나 FDMA 방식에서도 본 방법을 적용하는 것이 가능하다. TDMA나 FDMA의 경우, 각 기지국으로부터의 신호가 도래하는 타이밍이나 주파수가 다르기 때문에, 단말기에서는 신호가 포함되는 타이밍이나 주파수를 전부 주사하여 얻어진 정보를 단말기 위치 관리국에 전송할 필요가 있다.

이상으로 예를 든 실시예에서는, 위치 측정용 단말기에 관하여 송신 타이밍을 측정하고, 단말기 위치를 추정하는 방법에 대하여 기재하였다. 다른쪽, 본 발명은 위치 측정용의 단말기뿐만아니라, 기지국 송신 타이밍 측정 장치에 대하여도 유효하다. 기지국 송신 타이밍 측정 장치는 각 기지국의 송신 타이밍을 측정하여, 측위를 할 때에 포함되는 각 기지국의 송신 타이밍 오차를 보정하는 경우에 이용된다. 기지국 송신 타이밍 측정 장치는 셀룰러 회선 혹은 네트워크로 연결된다. 따라서 위치 측정용 단말기는 셀룰러 회선 및 네트워크를 통하여 기지국 송신 타이밍 측정 장치에 송신 타이밍의 오차를 조회하고 정확한 위치 측정이 가능해진다. 그러나 기지국 송신 타이밍 측정 장치의 설치 가능한 장소는, 설치 비용으로부터 한정되기 때문에, 1국의 설치로 가능한 한 먼 기지국까지 측정하고자 한다. 그럴 때는 단말기의 경우와 마찬가지로, 원근 문제가 발생하기 때문에, 간섭 제거나 동상 가산 횟수를 길게 하기 위한 고안이 필요하다. 본 발명은 기지국 송신 타이밍 측정 장치에 적용하면 원근 문제를 회피하고 먼 기지국의 송신 타이밍까지 측정하는 것이 가능하다.

본 발명에 따르면, 셀룰러 통신 시스템을 이용하여 단말기의 측위를 행하는 경우에 메모리에 수신 정보를 모아두고 추정 정밀도를 올리기 위해서 필요한 여러가지 처리를 행할 수 있다.

Claims

셀룰러 통신 시스템의 적어도 제1 및 제2 기지국으로부터 도달하는 신호의 수신 타이밍을 사용하여 단말기의 위치를 추정하는 무선 단말기 위치 측정 방법으로서,

상기 단말기가 구비하는 기억 회로에 상기 제1 및 제2 기지국으로부터의 수신 신호를 축적하는 제1 단계와,

상기 제2 기지국으로부터의 수신 신호보다 수신 강도가 강한 상기 제1 기지국으로부터의 수신 신호의 수신 타이밍을 측정하는 제2 단계와,

상기 축적된 수신 신호로부터 상기 제1 기지국으로부터의 수신 신호의 레플리카(replica)를 작성하는 제3 단계와,

상기 축적된 수신 신호로부터 상기 레플리카를 뺀 신호를 상기 축적된 수신 신호에 덮어쓰는 제4 단계를 포함하고,

상기 제4 단계 후에, 상기 덮어씌워진 신호에 기초하여 상기 제2 기지국으로부터의 수신 신호에 대해 상기 제2 단계를 행하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 위치 측정 방법.
제1항에 있어서,

부호 분할 다원 접속(CDMA) 방식을 이용하여, 상기 제1 기지국으로부터의 수신 신호 성분을 역확산-복조-재확산의 순서로 처리하는 것에 의해 상기 레플리카를 작성하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 위치 측정 방법.
제2항에 있어서,

상기 제5 단계는, 역확산-복조-재확산 후에 수신 신호를 증폭하는 제6 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 위치 측정 방법.
제3항에 있어서,

상기 제6 단계는, 상기 제1 기지국으로부터의 신호 전파로에 의한 진폭 변동 및 위상 회전 중 적어도 한 쪽을 보정하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 위치 측정 방법.
셀룰러 통신 시스템의 적어도 제1 및 제2 기지국으로부터 도달하는 신호의 수신 타이밍을 사용하여 단말기의 위치를 추정하는 무선 단말기 위치 측정 시스템에서의 무선 단말기 장치로서,

제1 기지국으로부터의 수신 신호와 제2 기지국으로부터의 수신 신호를 포함하는 신호를 축적하는 기억 회로와,

상기 기억 회로에 축적된 신호로부터 상기 제2 기지국으로부터의 수신 신호 보다 수신 강도가 강한 상기 제1 기지국으로부터의 수신 신호의 수신 타이밍을 측정하는 수신 타이밍 측정부와,

상기 기억 회로에 축적된 신호로부터 상기 제1 기지국으로부터의 수신 신호를 캔슬하는 신호 처리 회로를 포함하고,

상기 신호 처리 회로는, 상기 기억 회로에 축적된 신호로부터 상기 제1 기지국의 수신 신호의 레플리카를 작성하는 레플리카 신호 발생 회로와, 상기 축적된 신호로부터 상기 레플리카를 빼는 감산 회로를 포함하고,

상기 기억 회로에 축적된 신호는, 상기 레플리카를 뺀 후의 신호로 덮어씌워지고,

상기 수신 타이밍 측정부는, 상기 덮어씌워진 후의 기억 회로에 축적된 신호에 기초하여 상기 제2 기지국으로부터의 수신 신호에 대해 수신 타이밍을 측정하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 장치.
제5항에 있어서,

상기 레플리카 신호 발생 회로는, 부호 분할 다원 접속(CDMA) 방식을 이용하여, 상기 제1 기지국으로부터의 수신 신호 성분을 역확산하는 역확산 회로와, 상기 역확산 회로의 출력 신호로부터 복조하는 복조 회로와, 상기 복조 회로의 출력 신호를 재확산하는 재확산 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 장치.
제6항에 있어서,

상기 재확산 회로의 출력 신호를 증폭하는 증폭 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 장치.
제7항에 있어서,

상기 제1 기지국으로부터의 신호 전파로에 의한 진폭 변동 및 위상 회전 중 적어도 한 쪽을 보정하는 보정 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 단말기 장치.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제