KR100764654B1 - 이동통신시스템에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및방법 - Google Patents

이동통신시스템에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신단말기에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이동 속도를 측정하기 위한 시간 간격에 따른 도플러 주파수를 측정 또는 산출하는 과정과, 상기 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출하는 과정과, 상기 이동 속도와 상기 이동 속도를 측정한 시간 간격을 이용하여 이동 거리를 산출하는 과정을 포함하여 상기 단말의 정확한 이동거리를 측정할 수 있는 이점이 있다.
도플러 주파수, 이동 속도, 이동 거리, 보간법(Interpolation)

Description

이동통신시스템에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING MOVING DISTANCE IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 이동통신단말기의 블록구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 이동 거리 측정부의 상세 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 거리를 측정하기 위한 절차를 도시하는 도면, 및
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 측정된 도플러 주파수를 이용하여 보간법을 수행하는 도면,
본 발명은 이동통신단말기에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 상기 이동통신단말기에서 도플러 주파수를 이용하여 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
상기 이동통신단말기는 휴대의 편리성뿐만 아니라 폰북(Phone book), 스케줄러(scheduler), MP3(MPEG Layer3), 디지털 카메라 등 다양한 부가 기능을 제공하면서 현대인의 생활 필수품이 되었다.
상술한 바와 같이 상기 현대인들은 대부분 상기 이동통신단말기를 항상 몸에 지니고 다닌다. 하지만, 상기 이동통신단말기의 사용자가 이동한 거리를 산출하고 싶은 경우, 상기 이동통신단말기는 이동 거리를 산출하는 기능이 없기 때문에 별도의 이동 거리를 측정하는 장비를 부가적으로 더 구비해야하는 불편함이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이동통신단말기에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동통신단말기에서 도플러 주파수를 이용하여 이동 거리를 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신단말기에서 도플러 주파수가 측정되지 않은 프레임의 도플러 주파수를 산출하여 정확한 이동거리를 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신단말기에서 보간법(Interpolation)을 이용하여 도플러 주파수가 측정되지 않은 프레임의 도플러 주파수를 산출하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신단말 기에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치는, 이동 속도를 측정하기 위한 시간 간격에 따라 도플러 주파수를 측정 또는 산출하는 도플러 주파수 확인부와, 상기 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출하는 속도 산출부와, 상기 이동 속도와 상기 이동 속도를 측정한 시간 간격을 이용하여 이동 거리를 산출하는 거리 산출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신단말기에서 이동 거리를 측정하기 위한 방법은, 이동 속도를 측정하기 위한 시간 간격에 따른 도플러 주파수를 측정 또는 산출하는 과정과, 상기 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출하는 과정과, 상기 이동 속도와 상기 이동 속도를 측정한 시간 간격을 이용하여 이동 거리를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 이동통신단말기에서 도플러 주파수를 이용하여 이동 거리를 산출하기 위한 기술에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 이동통신단말기의 블록구성을 도시하고 있다. 이하 설명하는 이동통신단말기는, 셀롤라 전화기(cellular phone), 개인휴대통신 전화기 (PCS : Personal Communication System),복합무선단말기(PDA : Personal Data Assistant), IMT2000(international mobile communication-2000) 단말기들을 모두 포함하는 의미이며, 이하 설명은 상기 예들의 일반적인 구성을 가지고 설명할 것이다.
상기 도 1을 참조하면, 먼저 제어부(100)는 상기 단말의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 음성 통화 및 데이터 통신을 위한 처리 및 제어를 수행한다. 더욱이 본 발명에 따라 이동 거리 측정부(120)를 포함하여 도플러 주파수를 이용하여 상기 단말의 이동거리를 측정하는 기능을 제어한다.
상기 이동 거리 측정부(120)는 도플러 주파수를 측정한 후, 상기 도플러 주파수에 대한 속도를 산출하여 상기 단말의 이동 거리를 산출한다(하기 도 2에 상세히 설명한다).
저장부(102)는 상기 단말의 전반적인 동작을 제어하기 위한 프로그램, 단말기 동작 중에 발생하는 일시적인 데이터, 시스템 파라미터 및 기타 저장용 데이터(전화번호, SMS 메시지 등)를 저장한다. 더욱이 본 발명에 따라 상기 일정주기마다 측정되는 도플러 주파수를 저장한다.
키패드(key pad)(104)는 3 × 4 숫자키 매트릭스와 복수의 기능키들(통화키, 방향키, 확인키 등)을 구비하며, 사용자가 누르는 키에 대응하는 키 입력 데이터를 상기 제어부(100)로 제공한다.
표시부(106)는 상기 단말의 동작 중에 발생되는 상태 정보, 사용자가 입력하는 문자, 동화상(moving picture) 및 정화상(still picture) 등을 표시한다. 더욱 이 본 발명에 따라 상기 이동 거리 측정부(120)에서 측정된 이동 거리를 표시한다
통신부(108)는 안테나를 통해 송수신되는 라디오 주파수(RF) 신호를 처리한다. 상기 제어부(100)에 연결된 음성 처리부(110)는 상기 음성 처리부(110)에 접속된 스피커 및 마이크를 이용하여 음성 통화에 사용되는 음성 신호의 입출력 처리를 수행한다.
도 2는 본 발명에 따른 이동 거리 측정부의 상세 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 이동 거리 측정부(120)는 도플러 주파수 측정부(201), 도플러 주파수 산출부(203), 속도 산출부(205) 및 이동 거리 산출부(207)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 도플러 주파수 측정부(201)는 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 도플러 주파수를 측정한다. 여기서, 상기 도플러 주파수 측정부(201)는 상기 단말이 통화 중인 경우(TCH 모드), 매 프레임(4.615ms)마다 상기 도플러 주파수를 측정한다. 반면에 대기 상태(Idel mode)인 경우, 방송 제어 채널(BCCH : Broadcast Control CHannel)을 수신하거나 페이징(Paging) 요구 시에만 상기 도플러 주파수를 측정한다.
상기 도플러 주파수 산출부(203)는 상기 도플러 주파수 측정부(201)에서 이동 속도를 측정하기 위해 미리 정해진 시간 구간에 포함되는 프레임의 도플러 주파수를 측정하기 못 할 경우, 상기 도플러 주파수 측정부(201)에서 측정된 도플러 주파수에 대해 보간법을 수행하여 해당 프레임의 도플러 주파수를 산출한다. 즉, 상 기 도플러 주파수 측정부(201)에서 도플러 주파수가 측정되는 주기가 길어질수록 이동 거리의 정확도가 떨어진다. 따라서, 상기 도플러 주파수 산출부(203)는 정확한 이동 거리를 측정하기 위해 상기 측정된 도플러 주파수를 이용하여 상기 도플러 주파수가 측정되지 않은 프레임들의 도플러 주파수를 산출한다.
예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 도플러 주파수 측정부(201)에서 상기 Fn1(401) 프레임과 Fn2(403) 프레임의 도플러 주파수를 측정한 경우, 상기 도플러 주파수 산출부(203)는 하기 <수학식 1>과 같이 보간법을 이용하여 상기 Fn1프레임(401)과 Fn2프레임(403) 사이에 위치하는 프레임들의 도플러 주파수를 산출한다.
Figure 112006049703902-pat00001
여기서, 상기 Fnx는 도플러 주파수를 산출할 상기 Fn1프레임(401)과 Fn2프레임(403) 사이의 임의의 프레임을 나타내고, 상기 fd는 상기 Fnx의 도플러 주파수를 나타낸다. 또한, 상기 fd1은 상기 Fn1프레임(401)의 도플러 주파수를 나타내고, 상기 fd2는 상기 Fn2프레임(403)의 도플러 주파수를 나타낸다.
상기 속도 산출부(205)는 상기 도플러 주파수 측정부(201)에서 측정한 도플러 주파수와 상기 도플러 주파수 산출부(203)에서 산출한 도플러 주파수를 이용하 여 각 프레임의 이동속도를 산출한다. 여기서, 상기 이동 속도는 하기 <수학식 2>을 이용하여 산출한다.
Figure 112006049703902-pat00002
여기서, 상기 Vm은 각 프레임의 이동 속도를 나타내고, 상기 fd는 각 프레임의 도플러 주파수를 나타낸다. 또한, 상기 C는 빛의 속도로 3×108을 나타내고, 상기 fc는 채널의 주파수를 나타낸다.
하기 <표 1>은 상기 <수학식 2>를 이용하여 산출한 상기 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 나타낸다. 여기서, 채널 주파수는 9.25×108의 GSM(Global System for Mobile communication) 주파수를 가정한다.
속도(km/h) 속도(m/s) 빛의 속도(m/s) 채널 주파수(Hz) 도플러 주파수(Hz)
5.838 1.621621622 300000000 925000000 5
11.676 3.243243243 300000000 925000000 10
17.514 4.864864865 300000000 925000000 15
23.351 6.486486486 300000000 925000000 20
29.189 8.108108108 300000000 925000000 25
35.027 9.72972973 300000000 925000000 30
40.865 11.35135135 300000000 925000000 35
46.703 12.97297297 300000000 925000000 40
52.541 14.59459459 300000000 925000000 45
58.378 16.21621622 300000000 925000000 50
상기 <표 1>에 나타난 바와 같이 상기 속도 산출부(205)는 상기 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출한다.
상기 이동 거리 산출부(207)는 상기 속도 산출부(205)에서 산출된 이동 속도와 상기 이동 속도가 산출된 시간 구간을 이용하여 상기 단말의 이동 거리를 산출한다. 예를 들어, 상기 도플러 주파수 측정부(201)와 상기 도플러 주파수 산출부(203)에서 매 프레임마다 도플러 주파수를 측정 또는 산출한 경우, 상기 속도 산출부(205)는 모든 프레임의 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출한다. 따라서, 상기 이동 거리 산출부(207)는 프레임 간격이 4.615ms이므로 상기 프레임 간격과 이동 속도를 이용하여 전체 이동 거리를 산출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 이동 거리를 측정하기 위한 절차를 도시하고 있다. 이하 설명은 매 프레임마다 도플러 주파수를 측정 또는 산출하여 이동 속도를 산출하는 시간 간격을 프레임 단위로 설정하여 이동거리를 측정하는 것을 가정하여 설명한다. 하지만, 상기 이동 속도를 산출하는 시간 간격은 조절가능하다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 상기 제어부(100)는 301단계에서 사용자의 키 조작에 의해 이동거리 표시 모드가 선택되는지 확인한다. 만일, 상기 이동거리 표시 모드가 선택되지 않으면, 상기 제어부(100)는 313단계로 진행하여 해당모드(예 : 대기모드)를 수행한다.
한편, 상기 이동거리 표시 모드가 선택되면, 상기 제어부(100)는 303단계로 진행하여 미리 정해진 주기마다 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 도플러 주파수를 측정한다. 예를 들어, 상기 단말이 통화 중일 경우, 매 프레임마다 도플러 주파수를 측정한다. 만일, 상기 단말이 대기 모드일 경우, 방송 제어 채널이 수시되거나, 페이징 요구 시에만 상기 도플러 주파수를 측정한다.
이후, 상기 제어부(100)는 305단계로 진행하여 매 프레임마다 도플러 주파수가 측정되었는지 확인한다. 만일, 매 프레임마다 도플러 주파수가 측정되었으면, 상기 제어부(100)는 309단계로 진행하여 상기 측정된 도플러 주파수를 상기 <수학식 2>에 적용하여 이동 속도를 산출한다.
한편, 매 프레임마다 도플러 주파수가 측정되지 않았으면, 상기 제어부(100)는 307단계로 진행하여 상기 측정된 도플러 주파수를 이용하여 보간법을 통해 상기 도플러 주파수가 측정된 프레임 사이에 존재하는 프레임들의 도플러 주파수를 산출한다.
상기 모든 프레임의 도플러 주파수를 산출한 후, 상기 제어부(100)는 상기 309단계로 진행하여 상기 측정 또는 산출된 도플러 주파수를 상기 <수학식 1>에 적용하여 이동 속도를 산출한다.
상기 측정 또는 산출된 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출한 후, 상기 제어부(100)는 311단계로 진행하여 상기 산출된 이동 속도와 상기 이동 속도를 산출한 시간 간격을 이용하여 이동 거리를 산출한다. 예를 들어, 상기 이동 속도를 산출한 시간 간격은, 상기 도플러 주파수를 매 프레임마다 측정 또는 산출하여 이동 속도를 산출하였으므로 매 프레임 간격인 4.615ms의 시간 간격을 갖는다.
상기 이동 거리를 산출한 후, 상기 제어부(100)는 상기 산출된 이동 거리를 상기 표시부(106)에 표시한다. 이후, 상기 제어부(100)는 본 알고리즘을 종료한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 이동통신단말기에서 추출되지 않는 도플러 주파수를 산출하여 이동 거리를 측정함으로써, 상기 단말의 정확한 이동거리를 측정할 수 있는 이점이 있다.

Claims (12)

  1. 이동통신단말기에서 이동 거리를 측정하기 위한 장치에 있어서,
    기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 도플러 주파수를 측정하고 이동 속도를 측정하기 위한 시간 간격의 도플러 주파수가 측정되지 않은 경우, 상기 측정되지 않은 시간 간격의 도플러 주파수를 산출하는 도플러 주파수 확인부와,
    상기 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출하는 속도 산출부와,
    상기 이동 속도와 상기 이동 속도를 측정한 시간 간격을 이용하여 이동 거리를 산출하는 거리 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도플러 주파수는, 프레임 단위로 측정 또는 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도플러 주파수 확인부는,
    상기 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 도플러 주파수를 측정하는 도플러 주파수 측정부와,
    상기 이동 속도를 측정하기 위한 시간 간격의 도플러 주파수가 측정되지 않은 경우, 보간법(Interpolation)을 이용해 상기 측정되는 않은 시간 간격의 도플러 주파수를 산출하는 도플러 주파수 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 도플러 주파수 산출부는,
    상기 도플러 주파수 측정부에서 측정된 도플러 주파수에 대한 보간법을 실시하여 상기 측정되지 않은 시간 간격의 도플러 주파수를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 속도 산출부는, 상기 도플러 주파수 확인부에서 측정 및 산출된 도플러 주파수와 채널 주파수 및 빛의 속도를 이용하여 이동 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 산출된 이동 거리를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 이동통신단말기에서 이동 거리를 측정하기 위한 방법에 있어서,
    기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 도플러 주파수를 측정하는 과정과,
    상기 이동 속도를 측정하기 위한 시간 간격의 도플러 주파수가 측정되지 않은 경우, 상기 측정되지 않은 시간 간격의 도플러 주파수를 산출하는 과정과,
    상기 측정 및 산출된 도플러 주파수에 대한 이동 속도를 산출하는 과정과,
    상기 이동 속도와 상기 이동 속도를 측정한 시간 간격을 이용하여 이동 거리를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도플러 주파수는, 프레임 단위로 측정 또는 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 도플러 주파수를 산출하는 과정은,
    상기 이동 속도를 측정하기 위한 시간 간격의 도플러 주파수가 측정되지 않은 경우, 보간법(Interpolation)을 이용해 상기 측정되는 않은 시간 간격의 도플러 주파수를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 도플러 주파수를 산출하는 과정은,
    상기 측정된 도플러 주파수에 대한 보간법을 수행하여 상기 측정되지 않은 시간 구간의 도플러 주파수를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 이동 속도는, 상기 측정 또는 산출된 도플러 주파수와 채널 주파수 및 빛의 속도를 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 산출된 이동 거리를 표시하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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