KR100749711B1 - 통신 신호의 변화를 판정하고, 이러한 정보를 이용하여 ｓｐｓ 신호 수신 및 처리를 개선하는 방법 - Google Patents

통신 신호의 변화를 판정하고, 이러한 정보를 이용하여 ｓｐｓ 신호 수신 및 처리를 개선하는 방법 Download PDF

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Abstract

통신 수신기 또는 트랜시버에 커플링되는 모바일 위성 측위 시스템 (SPS) 수신기의 위치를 판정하는 방법 및 장치를 개시한다. 일 예의 방법으로, 통신 수신기에 의해 수신되는 통신 신호의 변화를 판정한다. 그 변화에 기초하여, 파라미터를 결정하여, SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 그 파라미터에 따라 처리한다. 더욱 상세한 본 방법에 따르면, 그 변화는 통신 신호의 레벨 변동과 관련되며, 그 파라미터는 SPS 위성으로부터 SPS 신호를 획득하는 프로세스에서 SPS 신호를 탐색하기 위한 주파수 범위를 특정하는 이동 정보이다. 또 다른 실시예에서, 그 통신 신호의 변화는 전력 제어 커맨드에 응답하는 전송신호의 변화이다. 또한, SPS 수신기 및 통신 수신기를 구비하는 모바일 통신 시스템과 같은 장치를 설명한다.
모바일 위성 측위 시스템, 통신 수신기, 통신 트랜시버, 전력 제어 커맨드

Description

통신 신호의 변화를 판정하고, 이러한 정보를 이용하여 ＳＰＳ 신호 수신 및 처리를 개선하는 방법{METHOD FOR DETERMINING A CHANGE IN A COMMUNICATION SIGNAL AND USING THIS INFORMATION TO IMPROVE SPS SIGNAL RECEPTION AND PROCESSING}
본 출원은 1999년 7월 20일에 출원된, Norman F. Krasner의 미국 특허 가출원번호 제 60/144,610 호인 "Method for Determining Motion of a Mobile Communication Receiver and Using this Information to Improve GPS Signal Reception and Processing"를 우선권 주장한다.
특히, SPS 위성으로부터 SPS 신호의 획득을 시도하는 동안, 모바일 위성 측위 시스템 (SPS) 수신기 (예를 들면, 글로벌 측위 시스템 (GPS) 수신기) 의 이동은 SPS 수신기의 측위 판정 기능에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 모바일 SPS 수신기의 속도가 빠를수록, 획득/검색 프로세스의 시간 소비는 더 커진다. 또한, SPS 신호의 (획득 후의) 트래킹은, 모바일 SPS 수신기의 더 빠른 속도에 의해 영향을 받는다. 이러한 문제들은 SPS 수신기 이동으로부터의 도플러 효과에 의해 발생되며, 그 도플러 효과는 고속으로 이동하는 궤도 SPS 위성의 이동에 의해 합성된다. SPS 위성의 이동으로 인한 도플러 효과를 예측하기 위한 수개의 기술이 당업계에 공지되어 있다. 이들 기술은 정지 SPS 수신기 (이동할 수도 있음) 에 대해 특히 유용하다. 이러한 기술을 미국특허 제 4,445,118 호, 5,841,396 호 및 PCT 공개번호 제 WO 98/25157 호에 개시되어 있다. 일반적으로, 이들 기술은, SPS 수신기가 본질적으로 정지상태일 (예를 들면, 지표면상에 고정되어 있거나, 사람의 걸음속도와 같이 매우 느리게 이동하는) 것을 가정한다. SPS 수신기가 자동차로 이동하는 경우, SPS 수신기의 고속 이동으로 인한 유효 도플러 효과는 정지 SPS 수신기에 대한 추정 도플러와는 상당히 상이할 수도 있다. 따라서, 종래의 이들 기술은 많은 상황에 대해서는 대개 유용하나, SPS 수신기가 고속으로 이동하는 경우에는 바람직하지 않을 수도 있다.
본 발명은 통신 신호의 변화를 판정하고, 이러한 변화와 관련된 정보를 이용하여, SPS 신호들을 처리 (예를 들면, 수신) 하는데 영향을 주는 방법 및 장치에 관한 것이다. 예시적인 방법으로는, 통신 수신기에 의해 수신되는 통신 신호의 변화를 판정한다. 그 변화에 기초하여, 파라미터를 결정하고, SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 그 파라미터에 따라 처리한다. 예를 들면, 그 파라미터는, 하나 이상의 SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 획득하는 프로세스에서, SPS 신호의 탐색을 위한 주파수 범위를 결정하는데 사용할 수 있는 이동 정보를 나타낼 수도 있다. 이러한 이동 정보의 예는, 통신 신호의 엔벨로프 (envelope) 의 페이드 (fade) 사이의 시간 또는 페이드 레이트를 포함한다. 또 다른 예에서는, 통신 트랜시버에 의해 전송되는 통신 신호의 레벨 변화를 모니터링하거나, 이러한 레벨을 바꾸기 위한 커맨드를 모니터링한다.
또한, SPS 수신기 및 통신 수신기를 포함하는 모바일 통신 시스템과 같은 장치를 설명한다.
본 발명은, 유사 참조 번호가 동일 소자를 나타내는 첨부 도면을 통하여 예를 들어 설명하지만, 이에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 예시적인 방법을 설명하는 플로우차트이다.
도 2는 본 발명에 따른 다른 방법을 도시하는 플로우차트이다.
도 3은 본 발명에 따른 장치의 일예를 도시한 것이다.
도 4는 측정된 레일레이 (Rayleigh) 엔벨로프의 일예를 도시한 것이다.
도 5는 데시벨 단위인 특정 레벨과 관한 신호 레벨 크로싱 레이트를 나타내는 그래프의 일예를 도시한 것이다.
도 6은 다양한 차량 속도에 대한 평균 페이드 지속기간을 나타내는 그래프의 일예를 도시한 것이다.
통신 신호의 변화를 판정하고, SPS 처리시, 그 변화와 관련된 정보를 이용하는 방법 및 장치 신호들을 설명한다. 다음의 설명 및 도면은 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석하지 말아야 한다. 다음의 설명에서는, 설명을 위해, 많은 특정 세부사항을 제시하여, 본 발명의 전체적인 이해를 제공한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 그 특정 세부사항없이 실시될 수도 있음을 알 수 있다. 다른 예에서는, 널리 공지된 구성 및 장치를 설명의 용이화를 위해 블록도로 도시한다.
일 실시형태에서, 본 발명은, SPS 수신기가 이동을 경험할 수 있는 경우에, GPS 위성으로부터의 GPS (글로벌 측위 시스템) 신호와 같은 위성 측위 시스템 (SPS) 신호를 처리하는 것을 다룬다. SPS 수신기가 이동중인 이러한 조건에서, GPS 신호의 주파수는, SPS 수신기의 이동으로부터의 도플러 효과로 인해 시프트된다. 이는 GPS 신호의 획득을 더욱 어렵게 할 뿐만 아니라, 그 신호의 트래킹을 더욱 어렵게 한다. 이동 정보를 GPS 수신기에 제공하기 위해 정보의 보조 소스를 이용할 수 있으면, 그 수신기는 획득 전략을 변경하는데 이러한 정보를 이용할 수 있다. 예를 들면, 이동이 거의 없다고 알려지면, (GPS 수신기의 이동으로 인한) 도플러 효과가 매우 적어, 그 GPS 수신기는 매우 긴 획득 시간을 종종 야기하는 프로세스인, 폭 넓은 도플러 영역에 걸친 긴 탐색을 피할 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명은, GPS 수신기가 동작 통신 장치와 일체식으로 또는 근접해 있는 경우에, 이러한 플랫폼 이동을 판정하는 방법을 제공한다.
본 발명은, 가속도계, 자이로스 (gyros), 속도계 등과 같이, 이동을 판정하는데 사용되는 특정 외부 장치를 요하지 않을 수도 있는 이점을 제공한다. 이러한 장치는 매우 비싸고, 광범위한 설치를 요할 수 있으며, 특히 비용에 민감한 모바일 소비자 애플리케이션에 대하여 취급이 곤란할 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태는 일체식 GPS 수신기를 가진 셀 폰이다. 그러나, 본 발명은 셀 폰, 또는 이 셀 폰과 통신하는 다른 통신 장치 (예를 들면, 직렬 유선 링크 또는 단거리 무선 링크) 에 대해 동일하게 잘 동작할 수 있으며, 여기서, 셀폰은 통신 시스템에 매우 근접해 있고, 이들 양자는 동일한 플랫폼 이동을 공유한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 방법은, 통신 신호의 엔벨로프의 변동 또는 다른 신호 파라미터를 관측하여, GPS 신호를 어떻게 처리 (예를 들면, 탐색) 할 것인지를 결정하는데 사용되는 이들 변동 속도 정보에서 도출한다.
모바일 상황에서, 셀룰라 타입 신호는 수개의 경로로부터 모바일에 제공되는 수신 신호로부터의 간섭으로 인한 신속한 신호레벨 변동을 경험한다. 예를 들면, 셀룰라 신호는, 셀룰라 폰 타워로부터 직접 수신될 수도 있고, 지면으로부터 반사된 후에 수신될 수도 있다. 다른 방법으로, 셀 폰 신호는 빌딩 근처의 다중 반사로부터 수신될 수도 있다.
이러한 반사 환경에서는, 수신 신호 엔벨로프의 확률 분포는, 특히, 협대역인 경우에, 레일레이 (Rayleigh) 확률 분포를 따른다. 또한, 셀 폰이 라인을 따라 이동하면, 통상적으로, 수신 신호는 1/2 캐리어 파장의 거리내에서 피크값으로부터 작은 값으로 진행한다. 실제적으로, 이러한 페이딩은 통계적인 것이므로, 1/2 파장만큼 떨어져 측정하는 경우, 측정들 사이에서, 그 엔벨로프의 진폭은 거의 통계적으로 독립적이다. 페이딩 현상에 대한 설명은 G.A.Arrendondo 등의 "Advanced Mobile Phone Service, Voice and Data Transmission" pp. 303-315, Bell System Technical Journal, January 1979에 개시되어 있다.
예를 들면, 850MHz, 셀 폰 대역에서는, 독립적인 페이드는 약 7인치 떨어져 있다. 따라서, 차량 또는 다른 이동 플랫폼이 이동함에 따라, 그 엔벨로프는 상하 이동하는 것으로 나타나고, 이러한 이동이 나타나는 평균 레이트는 플랫폼 속도의 함수이다. 이러한 레이트의 측정치는 소위 레벨 크로싱 레이트 (level crossing rate) 로 찾는다. 엔벨로프의 평균값을 찾고, 레벨을, 소정 양, 예를 들면, 그 평균값 아래의 10 dB 로 설정한다. 신호 레벨이 이러한 하부 임계값 아래로 떨어지는 경우, 시간 주기, 즉, 10 초에 걸쳐, 발생 회수를 측정한다. 이러한 임계 크로싱과 같은 레이트가 페이드 레이트의 측정치이다. 예를 들면, 850MHz 주변에서, 시간 당 20 mile의 속도에서, 평균값에 대한 10dB 임계값의 페이드 레이트는 초당 약 18 번이다. 다른 측정치는 임계값 아래의 페이드의 평균 지속기간이다. 850MHz에서, 시간당 20 mile 에서, 평균 페이드 지속기간은 약 5msec이다. 페이드 레이트는 차량 속도에 비례할 뿐만 아니라, 수신 신호의 주파수에도 비례한다. 이와 유사하게, 이 페이드 지속기간은 이들 양에 역 비례한다.
따라서, 본 발명의 예시적인 방법은, GPS 수신기에 근접하거나, 일체식인 셀폰 또는 다른 통신장치의 수신 신호를 모니터링하고, 수신 통신 신호 캐리어의 페이딩 통계, 또는 수신 신호의 다른 다중 경로 관련 통계들을 이용하여, 모바일 플랫폼의 속도를 추정한다. 모바일 플랫폼의 추정 속도는, 통신 장치에 근접해 있는 GPS 수신기에 의해 수신되는 GPS 신호들의 획득 및 처리를 제어하는데 사용된다. 종종, GPS 신호의 획득은 그 신호의 캐리어 주파수에 대한 탐색과 관련된다. 이러한 주파수는, (1) 지구에 관한 GPS 위성 이동으로 인한 도플러, 및 (2) 수신기 플랫폼의 이동으로 인한 도플러인, 도플러의 2 개의 소스에 의해 교대로 변경된다. 또한, 플랫폼의 속도를 아는 것은, 적합한 획득 전략의 개발을 지원한다. 예를 들면, 추정속도가 느린 경우 (플랫폼이 실질적으로 정지상태라고 가정) 에는, GPS 위성으로부터 GPS 신호를 획득하는데 요구되는 주파수 (또는 도플러) 탐색의 양을 감소시킬 수도 있다. 한편, 추정 속도가 고속인 경우에는, 이러한 주파수 탐색의 양을 증가시킬 수도 있다. 추정 속도가 저속 레벨과 고속 레벨 사이에 있는 경우에는, 도플러 탐색의 중간 레벨을 수행할 수도 있다. 따라서, 도플러 불확실도는 (페이딩 통계로 얻어지는) 추정 속도로부터 결정될 수도 있으며, 이러한 도플러 불확실도는, 도플러 시프트 탐색 레벨을 결정하는데 사용될 수도 있다 (예를 들면, 탐색을 위한 도플러 빈 (Doppler bin) 의 개수는 도플러 불확실도에 기초할 수도 있음).
모바일 시스템에 대한 페이딩 현상의 모델은 Lee (William C. Y. Lee, Mobile Communications Design Fundamental pp. 100-105, Howard Sams & Co., 1986) 에 개시되어 있다. 그 모델은 초당 (한 방향으로만의, 예를 들면, 양의 방향으로만의) 레벨 크로싱의 수 (n(R)), 및 소정 레벨 (R) 아래의 시간 ("페이드 지속기간" 이라 함) 에 대한 수학식을 제시한다.
Figure 112002001696468-pct00001
Figure 112002001696468-pct00002
여기서, R은 RMS 신호 레벨로 정규화된 레벨이고, V는 모바일 속도이고, λ는 신호 파장이다. 레벨 크로싱 레이트는 주파수에 비례하고, 페이드 지속기간은 역비례한다. 예를 들면, 시간 당 30 mile 또는 13.4 m/sec 로 이동하고, 레벨 설정이 RMS 이하의 10dB인 차량에 대해서는, n(R)=27.2의 초당 크로싱 레이트 및 3.49 msec의 양을 얻었다. 물론, 이들 수들은 평균값이며, 1초와 같은 짧은 주기에 걸친 개별적인 측정치는, 이들 수를 예측하는데 사용되는 모델로부터의 통계적인 변동 및 변화로 인하여, 이들 평균값과 상당한 차이가 날 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 수학식은 경향에 대한 우수한 예측기이다.
도 1은 본 발명의 일반 실시예를 설명하는 플로우차트이다. 동작 (101) 에서는, 통신 신호의 변화를 판정한다. 이러한 통신 신호는, 상이한 수신기간의 구별을 위해 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 을 이용하는 셀룰라 전화기 신호일 수도 있다. 다른 방법으로는, 이 통신 시스템은 AMPS 아날로그 셀룰라 시스템 또는 GSM 시분할 다중접속 셀룰라 시스템 또는 페이징 타입 시스템일 수도 있다. 일반적으로, 측정된 이러한 변화는, 시간에 걸친, 수신 통신 신호의 다른 신호 레벨 또는 신호 진폭의 변화이다. 상술한 바와 같이, 이러한 측정치 중 하나는 신호 레벨 크로싱 레이트이다. 동작 (102) 은 동작 (101) 에서 측정된 이들 변화로부터 파라미터를 결정한다. 이러한 파라미터는 SPS 신호를 처리하는데 사용된다. SPS 신호의 처리는 동작 (103) 에서 발생하며, SPS 신호를 처리하는 방식은, 그 파라미터에 기초하여 적어도 일부가 결정된다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 더욱 특정한 방법을 설명한 것이다. 동작 (201) 에서는, 셀룰라 통신 신호에서의 변화를 판정한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 이 변화는 신호 레벨 크로싱 레이트에서의 측정치일 수도 있다. 동작 (203) 에서는, 셀룰라 통신 신호의 그 변화로부터 대략적인 이동 정보를 결정한다. 이것은, 셀룰라 통신 신호의 변화에 관한 측정 정보로부터 대략적인 이동 정보로의 변환을 위한 룩업 테이블 또는 다른 기술에 의해 수행될 수도 있다. 예를 들면, 수학식 ((1) 및 (2)) 을 사용할 수도 있으며, 또는, 상술한 Bell System Technical Journal 은, 동작 (201) 에서 측정되는 변화로부터 동작 (203) 에서 결정되는 이동 정보로 변환하는데 채용될 수도 있는 다양한 그래프를 도시한다.
그 후, 대략적인 이동 정보에 기초하여 도플러 탐색 윈도우를 결정하기 위해, 동작 (205) 에서는, 그 이동 정보가 사용된다. 당업자는, 더욱 빠른 속도를 나타내는 이동 정보는 더 낮은 속도를 나타내는 이동 정보보다 주파수에서 더욱 넓은 탐색 윈도우를 요함을 알 것이다. 동작 (207) 에서는, SPS 신호를 획득하기 위해, 동작 (205) 에서 특정된 이러한 도플러 탐색 윈도우에서 탐색함으로써, 하나 이상의 SPS 위성에 대한 의사범위를 결정한다. 다음, 동작 (209) 에서는, 종래의 기술을 사용하여, SPS 수신기의 위치를 판정할 수도 있다.
전술한 방법들은, 궤도 SPS 위성에 관한 도플러 정보를 이용하는 방법을 포함하여 당업계에 공지된 다른 기술과 함께 실시될 수도 있다. 예를 들면, 미국특허 제 5,841,396 호는 대략적인 도플러 정보를 모바일 SPS 수신기에 제공하기 위한 기술 또는 모바일 SPS 수신기와 함께 사용하기 위한 기술을 설명한다. 본 발명에 따라 결정되는 이동 정보와 관련한 도플러 뿐만 아니라 SPS 위성과 관련한 도플러에 기초하여 적절한 주파수 범위에 걸쳐 적절한 탐색 윈도우를 결정하기 위해, 본 발명의 대략적인 이동 정보와 결합하여 이러한 도플러 정보를 사용할 수도 있다. 또한, PCT 공개번호 제 WO 98/25157에 개시된 바와 같이, 다양한 셀-기반 정보 소스를 사용할 수도 있다. 예를 들면, 통신 수신기와 통신하는 특정 셀 사이트의 결정은 하나 이상의 SPS 위성에 대한 도플러 정보를 특정할 수도 있으며, 이러한 도플러 정보는, SPS 신호의 획득 프로세스에서 주파수 범위/탐색 윈도우를 특정하기 위해, 본 발명에 따라 결정되는 이동 정보와 결합하여 사용될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 참조하고 있는 미국특허 제 5,841,396 호 및 본 명세서에서 참조하고 있고, 1997년 4월 15일에 출원되고, 현재 공동 계류중인 미국특허 출원 제 08/842,559 호에 개시된 바와 같이, 본 발명은, SPS 신호의 획득 또는 트래킹을 개선시키기 위한 다른 기술과 결합될 수도 있다.
도 3은 본 발명에 따른 모바일 시스템 (301) 의 일 실시형태를 도시한 것이다. 모바일 시스템 (301) 은 각각이 통신 신호 측정 유닛 (305) 과 커플링되는 셀룰라 통신 트랜시버 (303) 및 SPS 수신기 (307) 를 구비한다. 통신 신호 측정 유닛 (305) 은 채널 (309) 에 의해 셀룰라 통신 트랜시버 (303) 와 커플링된다. 측정 유닛 (305) 은 셀룰라 통신 트랜시버 (303) 와 일체식으로, 또는 그 일부로 고려될 수도 있다. 예를 들면, 많은 셀룰라 통신 트랜시버는 신호 측정 유닛을 구비한다. SPS 수신기 (307) 는, 명세서 내에서 설명되어 있는 방법 및 기술에 따라 SPS 수신기 (307) 에 의한 사용을 위한 파라미터 또는 측정치를 제공하는 채널 (312) 에 의해 통신 신호 측정 유닛 (305) 에 커플링된다. 옵션으로, SPS 수신기 (307) 는, 그 SPS 수신기 (307) 에 대한 도플러 정보 또는 다른 보조 정보를 셀룰라 통신 링크를 통하여 기지국 또는 다른 소스 (예를 들면, 1997년 4월 15일에 출원되고, 현재 공동 계류중인 미국특허 출원 제 08/842,559호에 개시된 바와 같은 SPS 서버) 에 제공하는데 사용될 수도 있는 옵션 채널 (311) 에 의해 셀룰라 통신 트랜시버 (303) 에 커플링될 수도 있다. 셀룰라 통신 신호는 안테나 (304) 를 통하여 송수신된다. SPS 위성으로부터의 SPS 신호들은 SPS 안테나 (308) 를 통하여 수신된다. 어떤 실시형태에서는, 이들 안테나 (304,308) 를 공유할 수도 있다. SPS 수신기 (307) 는 종래의 GPS 수신기일 수도 있거나, 미국특허 제 6,002,363 호에 개시된 바와 같은 GPS 수신기 또는 미국특허 제 5,663,734 호에 개시된 바와 같은 GPS 수신기일 수도 있다. 또한, 종래의 상관-기반 GPS 수신기와 같은, 다른 종류의 GPS 수신기를 사용할 수도 있다. 셀룰라 통신 트랜시버 (303) 는 CDMA 셀룰라 전화 트랜시버 또는 GSM 셀룰라 전화 트랜시버, AMPS 트랜시버 또는 일반적으로 사용되는 다양한 다른 트랜시버일 수도 있다. 통신 신호 측정 유닛 (305) 은, 채널 (309) 에 의해, 수신 셀룰라 신호에 대한 트랜시버 (303) 내의 소스에 커플링되어, 셀룰라 신호를 측정한다. 이러한 셀룰라 신호의 측정은, 명세서내에 설명되는 신호 레벨 크로싱 레이트를 측정하는 종래의 기술에 따라 수행할 수도 있다. 다음, 이러한 신호 레벨 크로싱 레이트의 측정치를, 아래 설명하는 바와 같이, 이동 정보를 결정하는데 사용할 수도 있다. 예를 들면, 신호 레벨 측정 레이트로부터 추정 속도로 변환시키는 룩업테이블을 측정 유닛 (305) 에 의해 수행할 수도 있다. 다음, 이러한 속도를 채널 (312) 에 의해 SPS 수신기 (307) 에 공급할 수도 있으며, 따라서, 이 SPS 수신기 (307) 는 측정 유닛 (305) 에 의해 특정되는 대략적인 이동 정보에 기초하여 SPS 신호를 획득하기 위한 주파수 탐색 윈도우를 변형시킨다.
도 4는, 시간당 12 마일 (12 MPH) 의 속도에서, 신호의 레벨이 변하는 경우에, 측정되는 레일레이 엔벨로프의 실시예를 도시한 것이다. 이러한 변하는 신호 레벨을 다양한 방법으로 측정하여 그래프로 도시할 수 있다. 이동 통신 시스템의 속도를 판정하는데 사용할 수 있는 룩업 테이블을 형성하는데 이들 그래프를 사용할 수도 있다. 도 5는 데시벨 단위인 레벨에 관한 신호 크로싱 레이트의 그래프의 실시예를 도시한 것이다. 측정된 신호 레벨 크로싱 레이트는, 도 5와 같은 그래프로부터 추정속도를 도출하는데 사용될 수도 있다. 도 6은 다양한 차량 속도에 대한 평균 페이드 지속기간을 도시하는 그래프의 실시예로서, 측정된 평균 페이드 지속기간은 도 6과 같은 그래프로부터 추정 속도를 도출하는데 사용될 수도 있다.
속도의 다른 측정방법
전술한 바와 같이, 수신 통신 신호의 통계에 기초하여 플랫폼의 속도를 추정하는데 다양한 방법들이 가능하다. 이러한 신호의 엔벨로프에서의 변동이 사용에 편리하다. 수신 체인내에서 통신 신호의 레벨을 제어하는데 사용되는 AGC 제어 전압 또는 신호를 조사함으로써, 이러한 변동을 수행할 수도 있다. 종종, 평균 수신 신호 레벨은, 수신기 강도의 측정치 (소위, RSSI;수신기 신호 강도 표시자라 함) 으로서 제공된다. 그러나, 어떤 상황에서는, 이러한 RSSI가 고속의 레이트에서 측정되지 않기 때문에, 신속한 엔벨로프 변동을 결정하기 위한 능력을 손상시킬 수도 있다.
통신 신호의 강도의 변동을 모니터링하는 다른 방법은 셀폰 (또는 다른 모바일 통신 장치) 의 전력 제어 커맨드를 모니터링하는 것이다. 종종, CDMA 시스템에서는, 셀룰라 기지국이 전력 제어 커맨드를 모바일에 전송하고, 차례로, 기지국이 모바일의 신호를 소정의 레벨에서 수신하도록 그 모바일의 전송 전력을 조정하는 경우가 있다. 이를 폐쇄 루프 전력 제어라고 한다. 종종, 이러한 전력 제어 커맨드는 밀리초당 한번과 같이 고속 레이트로 발생하여, 기지국에서 관측시, 모바일의 전송기가 레일레이 페이딩을 보상할 수 있다. 일반적으로, 이 전력 제어 커맨드는 1 dB 와 같이 미소 증분을 갖는 업/다운 커맨드이다. 이 증분을 누산시킴으로써, 이들 커맨드를 실제 전송 레벨로 변환시킬 수 있다. 셀 폰 (또는 다른 통신 장치) 의 전송기에 대한 전력 제어 커맨드를 모니터링하는 이러한 기술을 사용하여, 셀 폰 (또는 다른 통신 시스템) 전송 신호에서의 변화를 사용하여, SPS 신호의 처리 방식을 결정하는데, 도 1 또는 도 2에 도시한 유사한 방법을 수행할 수도 있다.
상기 방법에서, 효율적으로 모니터링되는 파라미터는, 모바일 시스템 수신기에서의 수신 신호의 수신 전력이기 보다는, 모바일의 트랜시버의 전송 전력의 레벨이다. 물론, 다른 실시형태에서는, 전력 제어 커맨드를 모니터링하기 보다는, 트랜시버의 전송 전력을 직접 모니터링 할 수도 있다. 그러나, 일반적으로, 디지털 성질을 갖는 전력 제어 커맨드가 직접적인 구현에 적합하다.
본 발명의 방법 및 장치를 GPS 위성을 통하여 설명하였지만, 본 교시는, 슈도라이트 (pseudolite), 또는 위성과 슈도라이트의 조합체를 사용하는 측위 시스템에 동등하게 적용가능함을 알 수 있다. 슈도라이트는 GPS 시간과 통상 동기되는 L-대역 캐리어 신호상에서 복조되는 (GPS 신호와 유사한) PN코드를 브로드캐스트하는 지상-기반 전송기이다. 각각의 전송기는, 원격 수신기에 의한 식별을 허용하도록 고유 PN 코드를 할당받을 수도 있다. 슈도라이트는, 궤도 위성으로부터의 GPS 신호를 사용할 수 없는, 터널, 탄광, 빌딩, 또는 다른 밀폐지역과 같은 상황에서 매우 유용하다. 명세서내에서 사용한 위성이란 용어는, 슈도라이트 또는 그 슈도라이트의 등가물을 포함하며, 명세서내에서 사용한 GPS 신호라는 용어는 슈도라이트 또는 그 슈도라이트의 등가물로부터의 GPS 형 신호들을 포함한다. 앞의 설명에서, 본 발명은 미국의 글로벌 측위 시스템 (GPS) 시스템에 대한 적용을 통하여 설명해왔다. 그러나, 이들 방법을, Russian Glonass 시스템과 같은 유사한 위성 측위 시스템에 동일하게 적용할 수 있다. 명세서에서 사용한 GPS라는 용어는 Russian Glonass 시스템을 포함하여 또 다른 위성 측위 시스템을 포함한다. "GPS 신호"라는 용어는 또 다른 위성 측위 시스템으로부터의 신호들을 포함한다.
본 발명은 특정예의 실시형태를 통하여 설명하였지만, 청구범위에 제시한 본 발명의 더 넓은 사상 또는 범위에서 벗어나지 않으면서, 본 실시형태에 대한 다양한 변형 및 변경을 만들 수도 있다.

Claims (43)

  1. 통신 수신기에 커플링되는 모바일 위성 측위 시스템 (SPS) 수신기의 위치를 판정하는 방법으로서,
    상기 통신 수신기에 의해 수신되는 통신 신호의 변화를 판정하는 단계; 및
    상기 변화에 기초하여 파라미터를 결정하고, 상기 파라미터에 의해 특정되는 방식으로 상기 SPS 수신기의 SPS 신호를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 무선 셀 사이트로부터 전송되는 셀룰라 신호인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀룰라 신호는 상이한 통신 수신기들 간을 구별하기 위해 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 기술을 이용하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 셀룰라 신호는 상이한 통신 수신기들 간을 구별하기 위해 시 분할 다중 접속 (TDMA) 기술을 이용하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 변화는, 상기 모바일 SPS 수신기 및 상기 통신 수신기가 함께 이동할 때의 신호 레벨의 변화이며,
    상기 파라미터는 상기 통신 수신기의 이동 정보인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동 정보는, 하나 이상의 SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 획득하기 위한 탐색 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이동 정보가 제 1 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 1 범위이며,
    상기 이동 정보가 제 2 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 2 범위인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 속도는 상기 제 2 속도보다 느리며,
    상기 제 1 범위는 상기 제 2 범위보다 주파수에서 더 작은 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 SPS 수신기는, 상기 SPS 수신기의 관점에서 하나 이상의 SPS 위성에 대한 하나 이상의 의사범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 의사범위를 결정하는데 사용되며,
    상기 변화는 상기 신호 레벨의 페이딩인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  11. SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 수신하여 처리하는 위성 측위 시스템 (SPS) 수신기;
    통신 신호를 수신하는 통신 수신기; 및
    상기 통신 수신기에 커플링되고 상기 SPS 수신기에 커플링되며, 상기 SPS 신호를 처리하기 위한 방식을 특정하는 상기 통신 신호의 변화를 판정하는 통신 신호 측정 (CSM) 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 CSM 유닛은 상기 변화에 기초하여 파라미터를 결정하며,
    상기 파라미터는 상기 방식을 특정하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 무선 셀 사이트로부터 전송되는 셀룰라 신호인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 셀룰라 신호는 상이한 통신 수신기들 간을 구별하기 위해 (a) 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 기술 또는 (b) 시 분할 다중 접속 (TDMA) 기술 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 변화는 상기 모바일 통신 시스템이 이동할 때의 신호 레벨의 변화이며,
    상기 파라미터는 상기 모바일 통신 시스템의 이동 정보인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 이동 정보는, 하나 이상의 SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 획득하기 위한 탐색 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 이동 정보가 제 1 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 1 범위이며,
    상기 이동 정보가 제 2 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 2 범위인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 속도는 상기 제 2 속도보다 느리며,
    상기 제 1 범위는 상기 제 2 범위보다 파장에서 더 작은 것을 특징으로 모바일 통신 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 SPS 수신기는, 상기 SPS 수신기의 관점에서 하나 이상의 SPS 위성에 대한 하나 이상의 의사범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 의사범위를 결정하는데 사용되며,
    상기 변화는 상기 신호 레벨의 페이딩인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  21. 통신 트랜시버에 커플링되는 모바일 위성 측위 시스템 (SPS) 수신기의 위치를 판정하는 방법으로서,
    상기 통신 트랜시버에 의해 전송되는 통신 신호의 변화를 판정하는 단계; 및
    상기 변화에 기초하여 파라미터를 결정하고, 상기 파라미터에 의해 특정되는 방식으로 상기 SPS 수신기의 SPS 신호를 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 변화는, 통신 링크를 통하여 상기 통신 트랜시버에 의해 수신되는 전력 제어 커맨드를 모니터링함으로써 판정되는 전력 레벨의 변화인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 변화는, 상기 통신 트랜시버의 엘리먼트를 제어함으로써 상기 통신 트랜시버의 전력 제어 전송기 회로에 제공되는 전력 제어 커맨드를 모니터링함으로써 판정되는 전력 레벨인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 전력 제어 커맨드는 상기 통신 트랜시버로부터 기지국에 의해 수신되는 신호에 응답하여 상기 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  25. SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 수신하여 처리하는 위성 측위 시스템 (SPS) 수신기;
    통신 신호를 송수신하는 통신 트랜시버; 및
    상기 통신 트랜시버에 커플링되고 상기 SPS 수신기에 커플링되며, 상기 SPS 신호를 처리하기 위한 방식을 특정하는 상기 통신 신호의 변화를 판정하는 통신 신호 측정 (CSM) 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 변화는, 통신 링크를 통하여 상기 통신 트랜시버에 의해 수신되는 전력 제어 커맨드를 모니터링함으로써 판정되는 전력 레벨의 변화인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  27. 제 25 항에 있어서,
    상기 변화는, 상기 통신 트랜시버의 엘리먼트를 제어함으로써 상기 통신 트랜시버의 전력 제어 전송기 회로에 제공되는 전력 제어 커맨드를 모니터링함으로써 판정되는 전력 레벨인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 전력 제어 커맨드는 상기 통신 트랜시버로부터 기지국에 의해 수신되는 신호에 응답하여 상기 기지국으로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 무선 셀 사이트로부터 전송되는 셀룰라 신호인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 셀룰라 신호는 상이한 통신 트랜시버들 간을 구별하기 위해 (a) 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 기술, 또는 상이한 통신 트랜시버들 간을 구별하기 위해 (b) 시 분할 다중 접속 (TDMA) 기술 중 적어도 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  31. 제 29 항에 있어서,
    상기 변화는 상기 모바일 SPS 수신기 및 상기 통신 트랜시버가 함께 이동할 때의 신호 레벨의 변화이며,
    상기 파라미터는 상기 통신 트랜시버의 이동 정보인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 이동 정보는, 하나 이상의 SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 획득하기 위한 탐색 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 이동 정보가 제 1 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 1 범위이며,
    상기 이동 정보가 제 2 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 2 범위인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  34. 제 33 항에 있어서,
    상기 제 1 속도는 상기 제 2 속도보다 느리며,
    상기 제 1 범위는 상기 제 2 범위보다 주파수에서 더 작은 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  35. 제 31 항에 있어서,
    상기 SPS 수신기는, 상기 SPS 수신기의 관점에서 하나 이상의 SPS 위성에 대한 하나 이상의 의사범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 파라미터는 상기 의사범위를 결정하는데 사용되며,
    상기 변화는 상기 신호 레벨의 페이딩인 것을 특징으로 하는 SPS 수신기의 위치판정 방법.
  37. 제 25 항에 있어서,
    상기 CSM 유닛은 상기 변화에 기초하여 파라미터를 결정하며,
    상기 파라미터는 상기 방식을 특정하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 통신 신호는 상이한 통신 트랜시버들 간을 구별하기 위해 (a) 코드 분할 다중 접속 (CDMA) 기술, 또는 (b) 시 분할 다중 접속 (TDMA) 기술 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  39. 제 37 항에 있어서,
    상기 변화는 상기 모바일 통신 시스템이 이동할 때의 신호 레벨의 변화이며,
    상기 파라미터는 상기 모바일 통신 시스템의 이동 정보인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 이동 정보는, 하나 이상의 SPS 위성으로부터의 SPS 신호를 획득하기 위한 탐색 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 이동 정보가 제 1 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 1 범위이며,
    상기 이동 정보가 제 2 속도를 특정하는 경우, 상기 탐색 범위는 제 2 범위인 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
  42. 제 41 항에 있어서,
    상기 제 1 속도는 상기 제 2 속도보다 느리며,
    상기 제 1 범위는 상기 제 2 범위보다 주파수에서 더 작은 것을 특징으로 모바일 통신 시스템.
  43. 제 39 항에 있어서,
    상기 SPS 수신기는, 상기 SPS 수신기의 관점에서 하나 이상의 SPS 위성에 대한 하나 이상의 의사범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 모바일 통신 시스템.
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