KR100846867B1 - Method for compensating location estimation in beamforming based system - Google Patents

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KR100846867B1 KR1020030102263A KR20030102263A KR100846867B1 KR 100846867 B1 KR100846867 B1 KR 100846867B1 KR 1020030102263 A KR1020030102263 A KR 1020030102263A KR 20030102263 A KR20030102263 A KR 20030102263A KR 100846867 B1 KR100846867 B1 KR 100846867B1
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Abstract

본 발명은 빔포밍(beamforming) 기반 시스템에서 중계기에 의해 발생되는 위치추정 오류를 보상할 수 있는 방법에 관한 것으로서, TDOA(Time difference of arrival)방식으로 단말의 위치를 추정한 후 AOA(Angle of arrival) 방식으로 중계기 경로 유무를 검출하여 기 추정된 단말의 위치를 보정한다. 기지국과 단말기 사이에 중계기가 위치하는 빔포밍기반 시스템에 있어서 본 발명에 따른 위치보정 방법은 각 중계기에서 단말신호의 도래각을 변환하여 전송하는 단계와; 기지국에서 상향채널을 검출하여 도래각을 추정하는 단계와; 추정된 도래각을 이용하여 중계기 경로의 유무를 판단하는 단계와; 판단된 중계기 경로의 유무에 따라 시스템에서 위치 추정값을 보상하는 단계를 포함한다. The present invention relates to a method for compensating for a location estimation error generated by a repeater in a beamforming-based system, and after estimating the position of a terminal by a time difference of arrival (TDOA) method, an Angle of arrival The presence or absence of a repeater path is detected in the method to correct the estimated position of the terminal. In a beamforming-based system in which a repeater is located between a base station and a terminal, the position correction method according to the present invention comprises the steps of: converting and transmitting the angle of arrival of the terminal signal at each repeater; Estimating the angle of arrival by detecting an uplink channel at the base station; Determining the presence or absence of a repeater path using the estimated arrival angle; Compensating for the position estimate in the system according to the determined repeater path.

빔포밍기반 시스템, 단말의 위치추정, 도래각, TDOA, 중계기. Beamforming based system, UE location estimation, angle of arrival, TDOA, repeater.

Description

빔포밍 기반 시스템에서의 위치추정 오류 보상방법{METHOD FOR COMPENSATING LOCATION ESTIMATION IN BEAMFORMING BASED SYSTEM}Error Estimation Method for Position Estimation in Beamforming-based System {METHOD FOR COMPENSATING LOCATION ESTIMATION IN BEAMFORMING BASED SYSTEM}

도 1은 OTDOA방식을 이용한 위치추정방법을 나타낸 도면1 is a view showing a position estimation method using the OTDOA method

도 2는 중계기가 있을 때의 OTDOA방식의 위치추정의 오류를 나타낸도면2 is a diagram showing an error in position estimation of the OTDOA method when a repeater is present.

도 3은 중계기에 의한 위치추정오차를 계산하기 위한 셀 구조를 나타낸 도면.3 is a diagram showing a cell structure for calculating a position estimation error by a repeater.

도 4는 멀티드롭형 광 중계기의 구조를 나타낸 도면. 4 is a diagram showing the structure of a multidrop optical repeater.

도 5는 본 발명에 따른 위치추정 오류의 보상방법을 나타낸 순서도.5 is a flowchart illustrating a method of compensating for a location estimation error according to the present invention.

도 6은 적응 빔포머의 구조를 나타낸 도면.6 shows the structure of an adaptive beamformer.

도 7은 본 발명에 적용되는 광 중계기의 구조7 is a structure of an optical repeater applied to the present invention

도 8 및 도 9는 페이딩환경에서 경로의 공간 스펙트럼을 추정한 모의 실험 결과를 나타낸 도면.8 and 9 illustrate simulation results of estimating a spatial spectrum of a path in a fading environment.

도 10은 OTDOA시그널링 동작을 나타낸 도면. 10 is a diagram illustrating an OTDOA signaling operation.

*******도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *************** Description of the symbols for the main parts of the drawing ********

20 : 믹서20: mixer

본 발명은 빔포밍(beamforming) 기반 시스템의 위치기반 서비스(Location based service)에 대한 것으로, 특히 광 중계기에 의한 단말의 위치추정 오류를 보상할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a location based service of a beamforming-based system, and more particularly, to a method capable of compensating for a location estimation error of a terminal by an optical repeater.

DESCRIPTION OF THE BACKGROUND ARTDESCRIPTION OF THE BACKGROUND ART

이동통신 시스템에서 이동중인 사용자에게 유무선 통신을 통해 사용자의 위치와 관련된 다양한 정보를 제공하는 서비스를 위치기반 서비스(LBS : Location Based Service)라고 한다. 특히 미국의 연방통신 위원회(Fedral Communication Commission:FCC))는 셀룰라, PCS, SMR(Special Mobile Radio)등 무선 망 서비스 사업자들이 휴대폰을 사용하는 E911(Emergency 911) 가입자들의 위치를 자동으로 시스템에 알려 주는 긴급 발신자 위치 추적서비스를 제공할 것을 의무화하였으며, 우리나라에서도 현재 위치기반 서비스와 관련된 법제도 및 활성화 방안을 모색하고 있고 있다. 미국이나 유럽에서는 이미 국가적으로 위치기반 서비스 (LBS)시장이 활성화되어, 위치정보와 관련된 시스템의 구축이나 LBS관련업체의 수가 급격히 증가하고 있으며 우리나라에서도 점점 관심이 집중되고 있는 실정이다. In the mobile communication system, a service that provides various information related to a user's location through wired / wireless communication to a mobile user is called a location based service (LBS). In particular, the U.S. Federal Communications Commission (FCC) is a system that enables wireless network service providers such as Cellular, PCS, and Special Mobile Radio (SMR) to automatically inform the system of the location of E911 (Emergency 911) subscribers using mobile phones. It is compulsory to provide emergency caller location tracking service, and Korea is currently seeking legislation and activation plans related to location-based services. In the US and Europe, the LBS market is already active in the country, and the establishment of a system related to location information and the number of LBS-related companies are rapidly increasing.

전세계의 위치기반 서비스 관련 표준화단체로는 ISO(International Standard Organization), OGC(Open GIS Consurtium)를 비롯하여 3GPP(3rd Generation Partnership Project), LIF(Location Interoperability Forum), WAP(Wireless Application Protocol) 포럼등이 있으며, 상기 표준화단체에서 많은 위치추정 기법들이 연구되고 있다. Standardization organizations for location-based services around the world include the International Standard Organization (ISO), the Open GIS Consurtium (OGC), the 3rd Generation Partnership Project (3GPP), the Location Interoperability Forum (LIF), and the Wireless Application Protocol (WAP) forum. In addition, many location estimation techniques have been studied by the standardization bodies.                         

위치추정 방식은 크게 단말 기반 방식(Handset-based or UE-based mode)과 네트워크 기반 방식(Network-based mode or UE-assisted mode)로 나누어진다. 상기 말기 기반 방식은 GPS신호를 이용하여 단말의 위치를 추정하는 기법이며, 네트워크 기반 방식은 신호의 도착시간, 신호의 도착방향 및 신호의 세를 이용하여 위치를 추정하는 기법이다. The location estimation method is largely divided into a handset-based or UE-based mode and a network-based mode or UE-assisted mode. The terminal-based method is a technique for estimating the position of the terminal using a GPS signal, and the network-based method is a technique for estimating the position using the arrival time of the signal, the arrival direction of the signal and the three of the signal.

단말기 기반 방식은 기지국과 단말사이의 정확한 시간동기가 필요하며, GPS(Global Positioning System)가 필요하다. 그런데, 단말기 기반 방식을 위하여 실제로 모든 단말에 GPS 안테나와 수신장치를 내장하는 것은 비용면에서 경쟁력이 떨어지고 특히 위성신호를 수신할 수 없는 환경에서는 위치추적이 곤란한 단점이 있다. 또한 개인의 사생활을 보호한다는 차원에서 단말에 GPS를 장착하는 것은 아직 법제화되지 못하고 있는 실정이다.The terminal-based method requires accurate time synchronization between the base station and the terminal and requires a global positioning system (GPS). However, incorporating GPS antennas and receivers in all terminals for the terminal-based method is disadvantageous in terms of cost, and in particular, in an environment in which satellite signals cannot be received, location tracking is difficult. In addition, in order to protect personal privacy, GPS is not legalized yet.

네트워크 기반 방식은 단말에 추가의 장치가 필요하지 않아, 현재의 단말을 그대로 사용할 수 있다는 장점이 있다. 네트워크 기반 방식중에서 전파(신호)의 도착시간을 측정하여 위치를 추정하는 방식에는 단말에서 단말과 기지국사이의 전파도달시간(TOA : Time Of Arrival)를 측정하는 방식과, 두 기지국으로부터의 전파도달 시간의 상대적인 차(TDOA : Time Difference Of Arrival)를 측정하는 방식등이 있다. 또한 단말에서 전송되는 신호의 수신방향(DOA : Direction Of Arrival) 또는 도래각(AOA : Angle Of Arrival)를 측정하여 수신기에서 신호원의 방향을 알아내는 방식도 있다. 그런데, 신호의 방향을 이용하는 방식은 LOS(Line Of Sight)를 가정하고 위치추정을 한 것이기 때문에 다중경로가 많은 환경에서는 추정의 정확도가 떨어지는 단점이 있다. The network-based method does not require an additional device in the terminal, there is an advantage that the current terminal can be used as it is. The method of estimating the location by measuring the arrival time of a radio wave (signal) among network-based methods includes a method of measuring a time of arrival (TOA) between a terminal and a base station at a terminal, and a propagation time from two base stations. There is a method of measuring the time difference of arrival (TDOA). There is also a method of determining the direction of the signal source in the receiver by measuring the direction of arrival (DOA) or the angle of arrival (AOA) of the signal transmitted from the terminal. However, since the method using the direction of the signal assumes a line of sight (LOS), the accuracy of the estimation is inferior in a multipath environment.

3세대 비동기시스템의 단말위치 추정에 관련된 권고안에서는 다음의 세가지 방법을 위치추정기법의 표준으로 제시하고 있다. 즉, 권고안에서는 UTRAN에서 제공하는 위치추정 방식으로 cell ID 기반 방식, OTDOA 방식 및 Network-assisted GPS방식들이 제시하고 있다. Recommendations relating to terminal location estimation in 3G asynchronous systems suggest three methods as the standard for location estimation techniques. That is, the recommendation suggests cell ID based method, OTDOA method and Network-assisted GPS method as the location estimation method provided by UTRAN.

상기 cell ID 기반 방식은 위치추정 오차가 셀 단위이기 때문에 정밀도가 너무 떨어지는 단점이 있다. 그리고, GPS는 고려대상이 아니므로 본 특허에서는 기본적으로 OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival)방식에 근거한 위치추정에 대하여 기술하기로 한다.The cell ID based method has a disadvantage in that precision is too low because the location estimation error is in a cell unit. In addition, since GPS is not considered, this patent basically describes position estimation based on an Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA) scheme.

본 발명이 3세대 비동기시스템에 국한된 것은 아니지만 기본적으로 OTDOA 기반의 위치추정에 관한 내용이 포함되기 때문에 OTDOA방식이 표준안에 제시되어 있는 3세대 비동기 시스템을 예로 들어 설명하기로 한다.Although the present invention is not limited to the third generation asynchronous system, since the contents of the OTDOA based location estimation are basically included, the third generation asynchronous system in which the OTDOA method is proposed in the standard will be described as an example.

OTDOA방식은 기본적으로 단말과 세 개 이상의 기지국이 있어야 위치추정이 가능하다. 기지국은 단말로부터 "SFN-SFN observed time difference"의 측정치를 보고받아 여러 기지국까지의 전파도달 시간의 상대적인 차를 측정한 후 거리차에 의한 쌍곡선의 교차점을 확인함으로써 단말의 위치를 추정한다. 이때, 상기 SFN은 셀 시스템 프레임 번호카운터(cell system frame number counter)로서 셀 내의 물리채널의 프레임을 구분하는 고유의 카운터이며, SFN값은 0~4095까지의 범위를 갖을 수 있다.The OTDOA method basically requires a terminal and three or more base stations for position estimation. The base station estimates the position of the terminal by receiving a measurement value of "SFN-SFN observed time difference" from the terminal, measuring the relative difference in propagation time to several base stations, and then checking the intersection of the hyperbola due to the distance difference. In this case, the SFN is a cell system frame number counter and is a unique counter for classifying frames of physical channels in a cell, and the SFN value may have a range of 0 to 4095.

기지국은 브로드캐스트채널(Broadcast channel : BCH)를 통해 SFN을 전송하 기 때문에 단말은 IPDL구간을 이용하여 주변 기지국들을 검색하면 각각에 대한 SFN값을 수신할 수 있다. 결국 이 값들의 차이가 결국 단말과 여러 기지국간의 상대적인 거리정보가 될 수 있으므로 SFN-SFN 시간차가 위치추정의 근거가 된다.Since the base station transmits an SFN through a broadcast channel (BCH), when the UE searches for neighboring base stations using an IPDL interval, the terminal may receive an SFN value for each. After all, since the difference between these values can be the relative distance information between the terminal and the various base stations, the SFN-SFN time difference is the basis of the position estimation.

도 1은 OTDOA 위치추정기법을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating an OTDOA location estimation technique.

도 1에 도시된 바와같이, 하나의 기지국은 둘 이상의 기지국에 대한 시간차 정보가 있어야만 쌍곡선(hyperbola)의 교차점으로 단말의 위치를 추정할 수 있다. 도 1에서는 편의를 위해 2차원 셀 구조를 가정하여 도시하였지만 실제로는 3차원 공간에서 쌍곡면(hyperboloid)의 교차점으로 단말의 위치를 추정함을 밝혀둔다. As shown in FIG. 1, one base station can estimate the position of the terminal at the intersection of hyperbola only when there is time difference information about two or more base stations. Although FIG. 1 assumes a two-dimensional cell structure for convenience, it is apparent that the position of the terminal is estimated by the intersection of a hyperboloid in a three-dimensional space.

먼저, 단말과 두 기지국(i, j)간의 상대적인 거리차(Ri,j)는 식 (1)과 같이, 기지국간의 전파도달 시간차(

Figure 112003051184646-pat00001
)을 측정하면 계산할 수 있으며, 실제로 상기 시간차(
Figure 112003051184646-pat00002
)는 단말이 측정한 SFN-SFN 시간차에 의해 결정된다.First, the relative distance difference R i, j between the user equipment and the two base stations (i, j ) is a propagation time difference between the base stations as shown in Equation (1).
Figure 112003051184646-pat00001
) Can be calculated and actually the time difference (
Figure 112003051184646-pat00002
) Is determined by the SFN-SFN time difference measured by the UE.

Figure 112003051184646-pat00003
----------------------식(1)
Figure 112003051184646-pat00003
---------------------- Equation (1)

여기서, R1-R2쌍곡선은 SFN1-SFN2시간차가

Figure 112003051184646-pat00004
가 되는 모든 가능한 위치이며, R1-R3쌍곡선은 SFN 시간차가
Figure 112003051184646-pat00005
가 될 수 있는 위치이다. 따라서, 상기 두 쌍곡선이 만나는 위치에 단말이 위치하는 것으로 추정할 수 있다. Here, the R 1 -R 2 hyperbola has a time difference of SFN 1 -SFN 2
Figure 112003051184646-pat00004
Where all possible positions R 1 -R 3 hyperbola have a SFN time difference
Figure 112003051184646-pat00005
This is where we can be. Therefore, it can be estimated that the terminal is located at the position where the two hyperbolas meet.

OTDOA방식에서는 기지국과 단말간의 절대적인 시간동기가 필요하지 않기 때문에 단말에 추가적인 하드웨어나 소프트웨어가 요구되지 않는다. 따라서, 무선 망제어기 (Radio Network Controller :RNC)는 단말의 측정치를 기본으로 하여 쌍곡면의 교점을 찾아내는 계산만 하면 단말의 위치를 추정할 수 있다. In the OTDOA method, since no absolute time synchronization is required between the base station and the terminal, no additional hardware or software is required for the terminal. Therefore, the Radio Network Controller (RNC) can estimate the position of the terminal only by calculating the intersection point of the hyperbola based on the measurement value of the terminal.

한편 중계기는 기지국과 단말간의 미약한 전파를 증폭하여 사용자에게 보다 양질의 서비스를 제공할 수 있도록 하는 장치이다. 기지국의 대체품으로 개발된 중계기는 기지국 신호가 미치지 못하는 음역지역이나 전파환경이 좋지 않은 건물 내부 및 지하에서의 통화품질을 높이며 시스템의 커버리지(Coverage)를 향상시킨다. 특히 중계기는 설치 및 유지보수 비용이 기지국에 비해 저렴하고 부지확보가 용이하기 때문에 이동통신사업자의 투자비용을 최소화할 수 있는 장치이다. On the other hand, the repeater is a device that can provide a higher quality service to the user by amplifying the weak radio between the base station and the terminal. The repeater developed as a substitute for the base station improves the coverage of the system and improves the call quality in the area and basement where the base station signal cannot reach or in the poor radio environment. In particular, the repeater is a device that can minimize the investment cost of mobile operators because the installation and maintenance cost is cheaper than the base station and easy to secure the site.

그런데, 일반적으로 시스템에서는 단말로부터 수신된 신호가 중계기를 거쳐서 왔는지 아니면 단말로부터 직접 수신된 것인지 판단할 수 없다. 따라서, OTDOA 방식을 이용하여 위치추정을 할 경우 기지국은 실제로는 중계기를 거쳐 온 신호를 단말로부터 직접 수신한 신호로 판단하기 때문에 위치추정의 오차를 유발할 수 있다.However, in general, the system cannot determine whether the signal received from the terminal has passed through the repeater or is directly received from the terminal. Accordingly, when the location estimation is performed using the OTDOA method, the base station actually determines the signal received from the repeater as a signal directly received from the terminal, which may cause an error in the location estimation.

도 2는 중계기가 있을 때의 OTDOA 위치추정의 오류를 나타낸 도면이다. 2 is a diagram illustrating an error in OTDOA position estimation when a repeater is present.

도 2에 도시된 환경은 단말이 기지국 1의 신호를 중계기 1을 통해 수신한다고 가정한 것이기 때문에 실제 단말의 위치는 중계기 1을 중심으로 생각하면 R1-R2쌍곡면과 R1-R3쌍곡면이 만나는 지점이 된다. 그러나, 기지국은 수신신호가 중계기를 거치지 않고 직접 도착했다고 가정하기 때문에 현재 단말이

Figure 112003051184646-pat00006
쌍곡면과
Figure 112003051184646-pat00007
쌍곡면이 만나는 지점에 존재한다고 추정할 수 밖에 없다. Since the environment shown in FIG. 2 assumes that the terminal receives the signal of the base station 1 through the repeater 1, the actual position of the terminal is considered as the center of the repeater R 1 -R 2 hyperbolic surface and R 1 -R 3 hyperbolic. It is the point where the faces meet. However, since the base station assumes that the received signal has arrived directly without passing through the repeater,
Figure 112003051184646-pat00006
Hyperbolic
Figure 112003051184646-pat00007
We can only assume that the hyperbolic surface exists at the point where it meets.

일반적으로 대부분의 기지국 근처에 중계기가 사용되기 때문에 중계기를 경유하는 단말 신호를 보정하지 않으면 항상 위치추정에 오차가 발생하게 되며 위치추정의 정확도가 크게 나빠진다. 상기 위치추정 오차는 기지국간의 상대적 위치, 기지국-기지국간 거리, 기지국-중계기간 거리 및 중계기 지원반경 등에 따라 달라진다. In general, since a repeater is used near most base stations, if the terminal signal via the repeater is not corrected, an error is always generated in the position estimation, and the accuracy of the position estimation is greatly deteriorated. The location estimation error depends on the relative position between base stations, base station-base station distance, base station-relay period distance, and repeater support radius.

따라서, 위치추정 오차가 대략 어느 정도인지를 알아보기 위하여 도 3과 같은 구조를 가정하였다. 도 3은 중계기에 위한 위치추정오차를 계산하기 위한 셀 구조로서, 분석을 간단히 하기 위해 2차원으로 모델링하였다. 먼저, 위치추정오차를 계산하기 위한 각 파라미터를 다음과 같이 정의한다. Therefore, the structure as shown in FIG. 3 is assumed to find out how much the position estimation error is. Figure 3 is a cell structure for calculating the position estimation error for the repeater, it was modeled in two dimensions to simplify the analysis. First, each parameter for calculating a position estimation error is defined as follows.

● dBB : 기지국 1과 기지국 2 간의 거리 및 기지국 1과 기지국 3 간의 거리D BB : distance between base station 1 and base station 2 and distance between base station 1 and base station 3

● dBR : y1-yR : 기지국 1과 중계기 1간의 거리D BR : y 1 -y R: Distance between base station 1 and repeater 1

● dMR : 중계기 지원 반경● d MR : Repeater Support Radius

●기지국 위치Base station location

Figure 112003051184646-pat00008
Figure 112003051184646-pat00008

Figure 112003051184646-pat00009
Figure 112003051184646-pat00009

● 중계기 위치 ● repeater position                         

Figure 112003051184646-pat00010
Figure 112003051184646-pat00010

만약 단말이 기지국 1에 연결되어 있는 중계기 1의 반경내에 존재한다고 가정하면 단말의 위치 P(x, y)는 다음 식(1.2)를 만족한다.If it is assumed that the terminal exists within the radius of the repeater 1 connected to the base station 1, the position P (x, y) of the terminal satisfies Equation (1.2).

Figure 112003051184646-pat00011
-------------------------------식(2)
Figure 112003051184646-pat00011
------------------------------- Equation (2)

중계기의 유무를 모른 채 단말이 측정한 SFN-SFN 시간차로부터 쌍곡선 방정식을 유도하면 다음 식(3),(4)와 같으며, 단말 위치의 추정치

Figure 112003051184646-pat00012
는 식(3),(4)의 교점으로 구할 수 있다.Deriving the hyperbolic equation from the SFN-SFN time difference measured by the terminal without knowing the presence or absence of a repeater, it is shown in the following equations (3) and (4).
Figure 112003051184646-pat00012
Can be found by the intersection of equations (3) and (4).

Figure 112003051184646-pat00013
------------식(3)
Figure 112003051184646-pat00013
------------ Formula (3)

Figure 112003051184646-pat00014
Figure 112003051184646-pat00014

Figure 112003051184646-pat00015
----------식(4)
Figure 112003051184646-pat00015
---------- Equation (4)

상기 두 식(3),(4)를 을 모두 만족하는 교점(

Figure 112003051184646-pat00016
)은 다음의 식(5)와 같이 x, y의 함수로 표현할 수 있다.Intersection that satisfies both equations (3) and (4)
Figure 112003051184646-pat00016
) Can be expressed as a function of x and y as in the following equation (5).

Figure 112003051184646-pat00017
---------------------식(5)
Figure 112003051184646-pat00017
--------------------- Equation (5)

따라서, P와

Figure 112003051184646-pat00018
간의 거리
Figure 112003051184646-pat00019
를 최대화하는 P(x, y)에서 최대 추정오차가 발생하며 이를 식으로 나타내면 다음 식(6)과 같이 표현된다. Thus, with P
Figure 112003051184646-pat00018
Distance between
Figure 112003051184646-pat00019
The maximum estimation error occurs at P (x, y) that maximizes, and is expressed as the following equation (6).

Figure 112003051184646-pat00020
------------식(6)
Figure 112003051184646-pat00020
------------ Equation (6)

식(6)에서 최대값은 단말의 위치 P(x, y)가 식(2)의 등호를 만족하는 최대 반경상에서 존재하며, 식(2)의 등호가 성립한다는 가정하에 식(6)을 간략화하면 다음 식(7)과 같다.In Equation (6), the maximum value exists in the maximum radius where the position P (x, y) of the terminal satisfies the equal sign of Equation (2), and simplifies Equation (6) on the assumption that the equal sign of Equation (2) holds. If the following equation (7).

Figure 112003051184646-pat00021
---------------식(7)
Figure 112003051184646-pat00021
--------------- Equation (7)

여기서,

Figure 112003051184646-pat00022
이다. here,
Figure 112003051184646-pat00022
to be.

식(7)에서 y의 범위내에서 오차가 최대가 되는 것은 단말(UE)이

Figure 112003051184646-pat00023
위치에 있을 때로서 도 3의 Pmax위치에 해당한다. 이 경우 최대 오차는 식(8)과 같이 된다. In the equation (7), the maximum error within the range of y means that the UE
Figure 112003051184646-pat00023
When in position, it corresponds to the position of P max in FIG. 3. In this case, the maximum error is as shown in equation (8).

Figure 112003051184646-pat00024
-------------------------식(8)
Figure 112003051184646-pat00024
------------------------- Equation (8)

식(8)를 살펴보면 기지국간의 거리가 일정할 때 중계기로 인해 추가되는 위치추정 오차는 기지국-중계기간의 거리 및 중계기 지원반경에 비례함을 알 수 있다. 또한, dBR과 dBB의 비가 1/4인 환경에서는 중계기 지원반경이 바로 최대오차가 되며, 지원반경이 큰 광 중계기에서는 수 km단위의 오차가 추가로 발생할 수 있음을 의미한다.Looking at Equation (8), it can be seen that the position estimation error added by the repeater when the distance between the base stations is constant is proportional to the distance between the base station and the relay period and the repeater support radius. In addition, in the environment where the ratio of d BR and d BB is 1/4, the repeater support radius is the maximum error, and in the optical repeater having a large support radius, an error of several km may be additionally generated.

도 3은 특정한 경우에 국한하여 최대추정 오차를 구한 것이므로 실제로 위치추정 오차는 셀 설계가 어떻게 되어 있는가에 따라 다르며 더욱 정밀한 분석을 위해서는 셀 구조를 3차원으로 확장하여야 한다. 그러나, 셀구조를 3차원으로 확장한다 하여도 식(8)로 구한 최대 추정오차의 경향은 거의 동일하기 때문에 기지국-중 계기간의 거리 및 중계기 지원반경이 넓은 광 중계기 환경에서 오차범위가 크게 되리라는 것을 쉽게 예측할 수 있다. 또한, 멀티드롭형(multi drop type)중계기가 설치되는 경우는 오차범위가 더욱 커진다. 3 is a maximum estimation error obtained only in a specific case, the position estimation error actually depends on how the cell design is made, and the cell structure must be expanded in three dimensions for more accurate analysis. However, even if the cell structure is extended in three dimensions, the maximum estimation error obtained by Equation (8) is almost the same, so that the error range will be large in an optical repeater environment having a large base station-to-medium instrument distance and repeater support radius. It is easy to predict. In addition, when a multi drop type repeater is installed, the error range is further increased.

도 4에는 중계기에 여러단의 중계기가 연결될 수 있는 구조의 멀티드롭형 중계기가 도시되어 있다. 4 shows a multidrop repeater having a structure in which multiple repeaters can be connected to the repeater.

도 4를 참조하면 기지국은 여러 섹터신호와 여러 FA(Frequency Allocation) 신호를 시분할다중화(Time Division Multiplexing)하여 광신호로 변환한 다음 광케이블을 통하여 광중계기로 전송하고, 광 중계기는 수신한 광신호를 분리하고 RF신호로 변환하여 고출력 증폭한 다음 가입자들에게 전송한다. 반대로 단말에서 수신한 신호는 광중계기에서 광신호로 변환하여 기지국으로 전송한다. 광중계기에서는 시스템 운용 섹터를 가변적으로 할당하여 운용할 수 있지만 일단 광중계기를 설치할 때는 하나의 섹터로 고정 운용한다. 도 4와 같이 중계기에 다단의 브랜치(branch)가 연결되는 구조에서 하위 중계기들은 상위 중계기와 동일한 섹터를 지원할 수도 있고 다른 섹터를 지원할 수도 있다.Referring to FIG. 4, the base station converts the multiple sector signals and the multiple frequency (FA) signals into time signals by converting them into optical signals, and then transmits the received optical signals to the optical repeaters through the optical cables. It is separated, converted to RF signal, amplified high power and transmitted to subscribers. On the contrary, the signal received from the terminal is converted into an optical signal by the optical repeater and transmitted to the base station. In the optical repeater, the system operating sector can be variably assigned and operated, but once the optical repeater is installed, it is fixedly operated as one sector. In a structure in which branches of a multistage branch are connected to a repeater as shown in FIG. 4, lower repeaters may support the same sector as the upper repeater or may support other sectors.

따라서, 멀티드롭형 중계기가 설치되는 환경에서는 OTDOA에 의한 위치추정 오차가 식(8)에서 구한 최대 추정오차보다 더 커지며 이는 위치기반 서비스를 제공하는데 큰 장애가 될 수 있다.Therefore, in the environment in which the multidrop type repeater is installed, the location estimation error by the OTDOA is larger than the maximum estimation error obtained by Equation (8), which can be a big obstacle in providing the location-based service.

따라서, 본 발명의 목적은 빔포밍기반의 시스템에서 중계기에 의해 발생되는 위치추정 오류를 보상함으로써 더욱 정확한 위치추정을 할 수 있는 위치추정 오류 의 보상방법을 제공하는데 있다. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for compensating for a location error that can be performed more accurately by compensating for a location error generated by a repeater in a beamforming based system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 기지국과 단말기 사이에 중계기가 위치하는 빔포밍기반 시스템에 있어서, 본 발명에 따른 위치 추정오류의 보상 방법은, 각 중계기에서 단말신호의 도래각을 변환하여 전송하는 단계와; 기지국에서 상향채널을 검출하여 도래각을 추정하는 단계와; 추정된 도래각을 이용하여 중계기 경로의 유무를 판단하는 단계와; 판단된 중계기 경로의 유무에 따라 시스템에서 위치 추정값을 보상하는 단계를 포함한다. In order to achieve the above object, in a beamforming-based system in which a repeater is located between a base station and a terminal, a method for compensating for a position estimation error according to the present invention includes converting and transmitting an angle of arrival of a terminal signal in each repeater. Steps; Estimating the angle of arrival by detecting an uplink channel at the base station; Determining the presence or absence of a repeater path using the estimated arrival angle; Compensating for the position estimate in the system according to the determined repeater path.

바람직하게, 상기 각 중계기는 단말신호의 안테나별 위상을 조정하여 단말신호의 도래각을 변환한다.Preferably, each repeater converts the angle of arrival of the terminal signal by adjusting the phase for each antenna of the terminal signal.

바람직하게, 상기 각 중계기는 복수의 중계기로 이루어진 멀티 드롭형 중계기를 포함한다.Preferably, each repeater includes a multi-drop repeater consisting of a plurality of repeaters.

바람직하게, 상기 도래각은 각 중계기를 구분할 수 있는 값으로 설정되며, 도래각은 파라미터 기반 스펙트럼 추정방법에 의해 추정된다. Preferably, the angle of arrival is set to a value that can distinguish each repeater, and the angle of arrival is estimated by a parameter-based spectrum estimation method.

바람직하게, 상기 상향채널은 RACH(Random Access Channel) 또는 DPCH(Dedicated Physical Channel)인 것을 특징으로 한다.Preferably, the uplink channel is a random access channel (RACH) or a dedicated physical channel (DPCH).

바람직하게, 상기 시스템은 무선망 제어기(RNC)이며, 두 기지국으로부터의 전파도달시간의 상대적인 차(OTDOA)를 이용하여 단말의 위치 추정을 수행한 다음 위치추정을 보정한다. Preferably, the system is a radio network controller (RNC), and performs position estimation of a terminal by using a relative difference (OTDOA) of propagation time from two base stations and then corrects the position estimation.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 자세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.                     

본 발명은 빔포밍(beam-forming)이 지원되는 어레이 안테나(array-antenna) 시스템에서 적용된다. 또한, 본 발명은 기본적으로 TDOA방식으로 단말의 위치를 추정하며, 부가적으로 AOA추정기법으로 중계기 경로 유무를 검출하여 위치추정을 수행한다. 본 발명은 빔포밍이 지원되는 시스템이면 다중화방식(CDMA 또는 TDMA) 에 관계없이 모두 적용이 가능하다. 본문에서는 편의상 주로 3세대 비동기 시스템을 예로들어 설명하기로 한다.The present invention is applied in an array antenna system in which beamforming is supported. In addition, the present invention basically estimates the position of the terminal using the TDOA method, and additionally performs location estimation by detecting the presence or absence of a repeater path using the AOA estimation technique. The present invention can be applied to any beamforming supported system regardless of the multiplexing scheme (CDMA or TDMA). For the sake of convenience, the third generation asynchronous system will be described as an example.

빔포밍(beam-forming)이 지원되는 어레이 안테나(array-antenna) 시스템에서 위치기반 서비스를 제공할 때 중계기에 의한 단말의 위치추정 오차를 보상하여 더욱 정확한 위치추정을 할 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다. Provides a method and system for more accurate location estimation by compensating for the location error of the terminal by the repeater when providing a location-based service in an array antenna system that supports beam-forming do.

3세대 비동기시스템의 경우 단말은 주기적으로 위치를 갱신하기 위하여 위치등록(location update)을 수행하며, 위치등록은 RACH (Random Access Channel) 채널을 통하여 수행된다. 따라서, 단말은 주기적으로 상향채널을 통해 RACH신호를 전송하며, 이는 물리채널의 PRACH(Physical Random Access Channel)에 해당한다. IS-95 계열의 서비스에서도 이와 마찬가지 개념으로 액세스 채널이 존재한다. 기지국은 항상 RACH채널을 검출하고 있기 때문에 해당 신호(RACH신호)가 특정 중계기를 거쳐 수신된 것인지 아닌지를 판단할 수 있다면 단말 상향신호의 경로를 예측할 수 있다. 물론 호가 성공되어 전용물리채널(Dedicated Physical Channel : DPCH))이 연결된 상태이면 DPCH채널을 수신하여 단말 신호에 대한 중계기 경로를 예측할 수 있다.In the 3rd generation asynchronous system, the terminal periodically performs a location update to update the location, and the location registration is performed through a RACH (Random Access Channel) channel. Accordingly, the UE periodically transmits an RACH signal through an uplink channel, which corresponds to a physical random access channel (PRACH) of a physical channel. The same concept exists in the IS-95 family of services for access channels. Since the base station always detects the RACH channel, if it is possible to determine whether the corresponding signal (RACH signal) is received through a specific repeater, it is possible to predict the path of the uplink signal of the terminal. Of course, if the call is successful and the dedicated physical channel (DPCH) is connected, the DPCH channel may be received to predict the repeater path for the UE signal.

본 발명에서는 상기와 같은 특성을 이용하여 호가 연결된 상황에서는 DPCH 채널을 통하여 도래각을 추정하고, 단지 단말의 전원이 켜져 있는 상태에서는 주기적으로 전송되는 액세스 채널(RACH 채널)을 통해 도래각을 추정하여 단말이 어떤 중계기를 거쳐서 왔는지를 판단하는 방법을 제안한다.In the present invention, the angle of arrival is estimated through the DPCH channel when the call is connected using the above characteristics, and the angle of arrival is estimated through the access channel (RACH channel) which is periodically transmitted when the terminal is powered on. The present invention proposes a method for determining which repeater a terminal has been through.

망 설계가 끝나고 기지국 시스템이 설치되면, 기지국과 중계기는 고정된 장소에 위치하게 된다. 즉, 기지국은 자신과 연결되어 있는 중계기의 위치를 사전에 데이터베이스형태로 저장해 놓을 수 있다. 디지털 광 중계기는 기지국의 IF신호를 디지털신호로 변환하여 광 케이블을 통해 전송함으로써 중계거리를 크게 증가시키는 구조를 갖고 있다. When the network design is completed and the base station system is installed, the base station and repeater are located in a fixed place. That is, the base station may store the position of the repeater connected to itself in a database form in advance. The digital optical repeater has a structure that greatly increases the relay distance by converting the IF signal of the base station into a digital signal and transmitting it through the optical cable.

기지국은 여러 섹터와 안테나에 해당하는 IF신호를 시분할 다중화(TDM)한 후 광케이블을 통하여 순차적(serial)으로 중계기로 전송하고 중계기는 해당 신호를 증폭한 후 단말의 음영지역으로 중계한다. 반대로 음영지역의 단말로부터의 전송된 신호는 중계기의 IF단에서 디지털로 변환한 후 역시 시분할 다중화(TDM)되어 광케이블을 통해 기지국으로 전달된다. The base station performs time division multiplexing (TDM) on IF signals corresponding to several sectors and antennas and transmits them sequentially to the repeater through an optical cable, and the repeater amplifies the corresponding signals and relays them to the shadow area of the terminal. On the contrary, the signal transmitted from the terminal of the shadow area is converted to digital at the IF terminal of the repeater and is also time division multiplexed (TDM) and transmitted to the base station through the optical cable.

본 발명은 중계기에서 디지털로 변환된 상향채널신호에 고유의 위상을 곱하여 수신된 신호의 도래각이 항상 특정 범위를 갖도록 함으로써 단말 신호가 어떤 중계기를 거쳐 기지국으로 전달되는지를 검출할 수 있도록 하는 방안을 제안한다.The present invention is to multiply the uplink signal digitally converted from the repeater by the inherent phase so that the angle of arrival of the received signal always has a specific range to detect which repeater terminal signal is passed to the base station Suggest.

본 발명은 구체적으로 4단계를 거쳐서 구현될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 위치추정 오류의 보상방법은 도 5에 도시된 바와같이, 각 중계기에서 담당하는 섹터의 IF신호를 중계기 고유의 특정 도래각(AOA)범위로 변환시키는 단계(S10)와, 기지국에서 수신신호를 이용하여 도래각을 추정하는 단계(S11)와, 추정한 도래각을 근거로 수신신호가 중계기를 거쳐서 왔는지의 유무를 판단하는 단계(S12) 및 상기 판단결과에 따라 위치추정오차를 보상하는 단계(S13)를 포함할 수 있다. 본 발명의 개별 단계를 설명하기 전에 먼저 적응 빔포머 (Adaptive Beamformer)의 간단한 개념을 소개하고 용어를 정의하기로 한다.The present invention may be specifically implemented through four steps. That is, as shown in FIG. 5, the method for compensating for a position estimation error according to the present invention includes converting an IF signal of a sector in charge in each repeater into a specific AOA range unique to the repeater (S10), Estimating the angle of arrival using the received signal at the base station (S11), determining whether the received signal has passed through the repeater based on the estimated angle of arrival (S12), and the position estimation error according to the determination result Compensating for may include a step (S13). Before describing the individual steps of the present invention, a simple concept of an adaptive beamformer will be introduced and terms will be defined.

도 6은 빔포머의 계수(beam weight)를 구하는 일반적인 적응 빔포머 구조이다. 도 6에서는 선형 어레이 안테나(uniform linear array antenna)를 가정하였으며, 안테나 열과 수직한 면과 수신 평면파와의 각도를 Φ라고 정의한다. 또한, 전파의 파장을 λ, 안테나간의 거리를 d라고 할 때 DOA(direction of arrival)로 정의되는 전기적인 각도 θ는 다음 식 (9)와 같이 표현된다. 6 is a general adaptive beamformer structure for obtaining the beam weight of the beamformer. In FIG. 6, a uniform linear array antenna is assumed, and an angle between a plane perpendicular to the antenna column and a receiving plane wave is defined as Φ. In addition, when the wavelength of the radio wave is λ and the distance between the antennas is d, the electrical angle θ defined by the direction of arrival (DOA) is expressed by the following equation (9).

Figure 112003051184646-pat00025
------------식(9)
Figure 112003051184646-pat00025
------------ Equation (9)

이때, 안테나의 개수는 M개이므로, M×1 steering 벡터 s(θ)는 식 (10)과 같이 정의된다. At this time, since the number of antennas is M, M × 1 steering vector s (θ) is defined as in Equation (10).

Figure 112003051184646-pat00026
-----------------식(10)
Figure 112003051184646-pat00026
Equation (10)

만약, u(n)을 전송단에서 전송하는 신호라고 하고, x(n)을 수신신호라고 할 때 M×1 벡터 x(n)은 식 (11)과 같이 표현할 수 있다.If u (n) is a signal transmitted from a transmitter and x (n) is a received signal, M × 1 vector x (n) can be expressed as Equation (11).

Figure 112003051184646-pat00027
---------식(11)
Figure 112003051184646-pat00027
--------- Equation (11)

이 경우 z(n)은 M×1 잡음벡터이며, 각 원소는 분산이

Figure 112003051184646-pat00028
인 AWGN 잡음신호이다. 또한, 빔포머 출력신호 y(n)은 식 (12)과 같이 표현되며, w(n)은 M×1 빔계 수 벡터이다.In this case, z (n) is an M × 1 noise vector, and each element has a variance
Figure 112003051184646-pat00028
AWGN noise signal. Further, the beamformer output signal y (n) is expressed as in Equation (12), where w (n) is an M × 1 beam coefficient vector.

Figure 112003051184646-pat00029
--------------식(12)
Figure 112003051184646-pat00029
-------------- Formula (12)

적응 빔포머는 기준신호 d(n)과 빔포머 출력을 이용하여 수신기의 입력 신호에 적응적으로 빔계수를 형성해 나가는 구조를 이루고 있으며, 상기 계수를 구하는 방식에는 여러가지 알고리즘이 있다.
The adaptive beamformer has a structure in which a beam coefficient is adaptively formed on the input signal of the receiver by using the reference signal d (n) and the beamformer output. There are various algorithms for obtaining the coefficient.

중계기에서 도래각을 변환시키는 단계(S10)Step of converting the angle of arrival in the repeater (S10)

빔포밍을 지원하는 시스템과 연결된 중계기에는 기지국과 마찬가지로 어레이 안테나가 설치되어 있다. 기지국은 도 1과 같이 여러 섹터의 중심에 놓이게 되므로 하나의 기지국은 여러개의 섹터를 담당하게 된다. 3 섹터 시스템의 경우 각 섹터의 어레이 안테나는 안테나열에 수직한 방향을 기준으로 -60°~60°의 신호를 커버하게 되며, 6섹터 시스템의 경우에는 각각 -30°~30°의 신호를 신호를 커버한다. Repeaters connected to beamforming systems are equipped with array antennas, just like base stations. Since the base station is located at the center of several sectors as shown in FIG. 1, one base station is responsible for several sectors. In the three-sector system, the array antenna of each sector covers the signal of -60 ° ~ 60 ° based on the direction perpendicular to the antenna string. In the case of the six-sector system, the signal of -30 ° ~ 30 ° is applied. Cover it.

6섹터 시스템의 경우, 각 섹터에 연결되어 있는 디지털 광 중계기 내부에서 수신신호의 안테나별 위상을 조정하여 도래각이 -30°~30°범위가 아니라 다른 범위인 것처럼 변환할 수 있다. 이것은 광 중계기가 디지털 IF신호를 처리할 수 있어 안테나별로 신호의 위상을 회전시키는 것이 가능하기 때문이다. 예를들면 30°~90°라든지 -90°~180°등이 가능하다. 즉 기지국 1개의 섹터당 최대 5개의 광 중계기에 대하여 고유의 도래각을 할당할 수 있으며, 이는 결국 중계기에 고유의 도래각을 설정할 수 있다는 의미가 된다. 기지국의 특정 섹터에 연결된 k번째 중계기의 steering 벡터

Figure 112003051184646-pat00030
은 식 (13)으로 표현된다. In the six-sector system, the angle of arrival can be converted as if the angle of arrival is different from the range of -30 ° to 30 ° by adjusting the phase of each antenna of the received signal inside the digital optical repeater connected to each sector. This is because the optical repeater can process the digital IF signal so that the phase of the signal can be rotated for each antenna. For example, 30 ° ~ 90 ° or -90 ° ~ 180 ° is possible. That is, a unique arrival angle can be assigned to up to five optical repeaters per sector of a base station, which means that a unique arrival angle can be set in the repeater. Steering vector of the kth repeater connected to a particular sector of the base station
Figure 112003051184646-pat00030
Is represented by equation (13).

Figure 112003051184646-pat00031
---------------식(13)
Figure 112003051184646-pat00031
--------------- Equation (13)

식(13)에서 o는 일반적인 벡터곱이 아니라 벡터 원소간의 곱을 의미한다. 따라서, 6섹터 시스템의 경우 해당 중계기의 도래각 범위는 식(14)과 같다.In Eq. (13), o is not a normal vector product, but a product of vector elements. Therefore, for the six-sector system, the angle of arrival range of the repeater is as shown in Eq. (14).

Figure 112003051184646-pat00032
----------------------식(14)
Figure 112003051184646-pat00032
Equation (14)

이 경우

Figure 112003051184646-pat00033
로서 중계기 고유의 도래각을 만드는 기준이 된다. in this case
Figure 112003051184646-pat00033
It is a standard to make the angle of arrival unique to the repeater.

도 7은 본 발명에 적용되는 광 중계기의 구조이다. 7 is a structure of an optical repeater applied to the present invention.

도 7을 참조하면 믹서(20)은 ADC에서 변환된 디지털 IF신호에

Figure 112003051184646-pat00034
를 곱하여 섹터의 IF신호를 중계기 고유의 특정 도래각으로 변환한다. 만약 3섹터 시스템의 경우라면 기지국 1개의 섹터당 2개의 중계기를 구분할 수 있으며, 기지국 1개 단위로 계산하면 6개의 중계기를 구분할 수 있다. 왜냐하면 기지국에서는 기하학적으로 어떤 섹터에 어떤 중계기가 연결되어 있는지 미리 알고 있기 때문이다. 그런데, 때로는 기지국 1개의 섹터에 2개 이상의 중계기가 연결될 수 있는데, 이런 환경에서는 모든 중계기를 구분할 수 없는 경우가 발생한다. 이런 환경에서는 위치추정의 오류를 제일 많이 유발하는 위치의 중계기를 우선하여 선택한다. Referring to FIG. 7, the mixer 20 may apply a digital IF signal converted from an ADC.
Figure 112003051184646-pat00034
Multiply by to convert the sector's IF signal to a repeater specific specific angle of arrival. In the case of a three-sector system, two repeaters can be distinguished per sector of one base station, and six repeaters can be distinguished when calculated in units of one base station. This is because the base station knows in advance which relay is connected to which sector. However, sometimes two or more repeaters may be connected to one sector of a base station. In such an environment, all repeaters cannot be distinguished. In this environment, the position relay that gives the most error in position estimation is selected first.

기지국에서 도래각을 추정하는 단계(S11)Estimate the angle of arrival at the base station (S11)

일반적으로 도래각을 추정하는 알고리즘은 다수가 존재한다. 또한, 적응 빔포밍을 사용한다면 빔포밍 알고리즘 자체에서 유도되는 빔 계수벡터(weight vector)를 가지고 도래각으로 환산하는 것이 가능할 것이다. 물론 별도의 도래각 추정 알고리증 없이 빔포밍 알고리증을 그대로 이용한다면 DPCH채널의 경우에만 추정이 가능하다. 왜냐하면 빔포밍 알고리즘은 일반적으로 DPCH 채널에 적용되기 때문이다. 따라서, RACH 채널로도 위치기반 서비스를 수행할 경우에는 RACH 프리앰블(preamble) 수신시에 별도의 도래각 추정 알고리즘을 이용해야 한다. In general, there are many algorithms for estimating angle of arrival. In addition, if adaptive beamforming is used, it may be possible to convert the angle of arrival with a beam weight vector derived from the beamforming algorithm itself. Of course, if the beamforming algorithm is used as it is without a separate angle of arrival estimation algorithm, it is possible to estimate only the DPCH channel. This is because the beamforming algorithm is generally applied to the DPCH channel. Therefore, when performing location-based services in the RACH channel, a separate angle of arrival estimation algorithm should be used when receiving the RACH preamble.

어레이 안테나에서 사용할 수 있는 도래각 추정 알고리즘은 파라미터기반 스펙트럼 추정 기술(parametric spectrum estimation)인 classic method, MVDR(minimum variance distortionless response), MUSIC(Multiple Signal classification), minimum Norm알고리즘등이 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 공간 스펙트럼(spatial spectrum)추정 알고리즘을 간단히 소개하고, 페이딩 환경에서의 모의실험 결과를 도시한다.Arrival angle estimation algorithms that can be used in array antennas include the classic method, parametric spectrum estimation technique, minimum variance distortionless response (MVDR), multiple signal classification (MUSIC), and minimum norm algorithm. The present invention briefly introduces such a spatial spectrum estimation algorithm and shows the simulation results in a fading environment.

상기 네 가지 방법에서 모두 식 (15)과 같이, 수신신호 x(n)에 대한 M×M 안테나간 상관행렬(correlation matrix)(Rxx)를 구해야 한다.In all four methods, as shown in Equation (15), a correlation matrix R xx between M × M antennas for the received signal x (n) should be obtained.

Figure 112003051184646-pat00035
-----------------------식(15)
Figure 112003051184646-pat00035
----------------------- Equation (15)

식(15)는 앙상블 평균으로 정의된 이론적인 값이며, 실제로는 각 안테나의 수신신호로부터 Rxx를 추정하여야 하며, 일반적으로는 식 (16)과 같이 샘플 평균을 취한다.Equation (15) is a theoretical value defined as the ensemble mean, and in practice, R xx should be estimated from the received signal of each antenna, and generally, the sample average is taken as in Equation (16).

Figure 112003051184646-pat00036
-----------------------식(16)
Figure 112003051184646-pat00036
----------------------- Equation (16)

여기서, A는 식 (17)과 같이 수신신호 샘플에 의해 만들어지는 행렬이며,

Figure 112003051184646-pat00037
A에 의한 샘플평균 개념의 M×M 상관행렬이다. 상기
Figure 112003051184646-pat00038
행렬의 원소가 되는 안테나간 상관값은 각각 N-M개 샘플의 평균효과가 있다.Here, A is a matrix produced by the received signal samples as shown in equation (17),
Figure 112003051184646-pat00037
Is the M × M correlation matrix of the sample mean concept by A. remind
Figure 112003051184646-pat00038
The inter-antenna correlation value, which is an element of the matrix, has an average effect of NM samples.

Figure 112003051184646-pat00039
-----------식(17)
Figure 112003051184646-pat00039
----------- Equation (17)

1. Classic methodClassic method

고전적인 방법(classic method)은 Delay-and-sum 방식이라고도 하며 가장 기본적인 스펙트럼 추정값을 계산하는 방식이다. 신호가 방향으로 수신된다면 빔계수 w

Figure 112003051184646-pat00040
일 때(표현에 따라서는
Figure 112003051184646-pat00041
일 수도 있음) 빔포머 출력 전력이 최대가 되고, 다른 방향으로 w가 형성되면 출력전력이 작아진다는 성질을 이용하여 다음 식(18)과 같이 공간 스펙트럼을 정의한다.The classical method, also known as the delay-and-sum method, calculates the most basic spectral estimates. If the signal is received in the direction, the beam coefficient w
Figure 112003051184646-pat00040
When (depending on expression
Figure 112003051184646-pat00041
The spatial spectrum is defined as shown in Equation (18) by using the property that the beamformer output power is maximum and the output power is small when w is formed in another direction.

Figure 112003051184646-pat00042
--------------------식(18)
Figure 112003051184646-pat00042
-------------------- Equation (18)

2.MVDR method2.MVDR method

신호의 DOA 방향이 라는 것을 안다는 가정하에서 신호방향의 출력

Figure 112003051184646-pat00043
값이 1이라는 제한조건을 가지고 전체 출력전력을 최소화하는 계수를 구한 다음 다시 출력전력을 구하면 그 값은 공간상의 스펙트럼 추정치가 될 수 있다. 왜냐하면 계수를
Figure 112003051184646-pat00044
방향으로 최적화한 후에 입력 신호의 DOA를 바꾸어 보면 DOA가
Figure 112003051184646-pat00045
일 때 출력전력이 최대가 되며 다른 방향의 DOA에 대해서는 출력전력이 작아지기 때문이다. 결과적으로 MVDR 스펙트럼은 식 (19)과 같이 된다.Output of signal direction under the assumption that the signal is in the DOA direction
Figure 112003051184646-pat00043
With a constraint of 1, obtain a coefficient that minimizes the total output power, then find the output power again, which can be a spatial spectral estimate. Because the coefficient
Figure 112003051184646-pat00044
After optimizing in the direction, changing the DOA of the input signal
Figure 112003051184646-pat00045
This is because the output power becomes the maximum when the output power decreases for DOA in the other direction. As a result, the MVDR spectrum becomes as shown in equation (19).

Figure 112003051184646-pat00046
-----------------------식(19)
Figure 112003051184646-pat00046
----------------------- Equation (19)

3.MUSIC method3.MUSIC method

먼저,

Figure 112003051184646-pat00047
는 M×M상관행렬(
Figure 112003051184646-pat00048
)의 고유값(eigenvalue)이고,
Figure 112003051184646-pat00049
Figure 112003051184646-pat00050
의 고유벡터(eigenvector)라 가정하자. 만약 안테나 개수 M보다 작은 값인 L개의 독립적인 신호원이 존재하여 각각이 고유의 DOA를 갖는다고 하면, V의 고유벡터들이 생성(span)하는 공간은 다음과 같이 두 개의 부공간(subspace)로 나눌 수 있다. 하나는 L차원의 신호+잡음 부공간이고, 또 하나는 잡음 부공간으로 M-L 차원이 된다. 다시 말하면 L개의 신호원에 해당하는 steering 벡터
Figure 112003051184646-pat00051
에 의해 생성되는 부공간과 크기가 작은 M-L개의 고유값에 해당하는 고유벡터(
Figure 112003051184646-pat00052
)로 생성되는 잡음 부공간으로 분리할 수 있음을 의미한다. 그리고 두 부공간은 서로 직교(orthogonal)하다는 것이 증명되어 있으므로, 이 특성을 이용하면 새로운 공간 스펙트럼의 추정치를 만들 수 있으며 이것이 식(20)에 도시된 MUSIC 스펙트럼이다.first,
Figure 112003051184646-pat00047
Is the M × M correlation matrix (
Figure 112003051184646-pat00048
) Is the eigenvalue of
Figure 112003051184646-pat00049
Is
Figure 112003051184646-pat00050
Suppose that is the eigenvector of. If there are L independent signal sources that are smaller than the number of antennas M and each has its own DOA, the space generated by the eigenvectors of V is divided into two subspaces as follows. Can be. One is the L-dimensional signal + noise subspace, and the other is the noise subspace in ML dimension. In other words, a steering vector corresponding to L signal sources
Figure 112003051184646-pat00051
Eigenvectors corresponding to the small spaces and small ML eigenvalues generated by
Figure 112003051184646-pat00052
It can be separated into the noise subspace generated by). And since the two subspaces have been proved to be orthogonal to each other, this property can be used to make an estimate of the new spatial spectrum, which is the MUSIC spectrum shown in equation (20).

Figure 112003051184646-pat00053
------------식(20)
Figure 112003051184646-pat00053
------------ Equation (20)

4. Minimum-norm method4.Minimum-norm method

MUSIC 알고리듬에서는 잡음 부공간의 기저가 되는 M-L개의 모든 벡터와 내적하여 0 근방이 되는 steering 벡터를 찾아내어 DOA를 추정하였으나, minimum norm 알고리듬에서는 잡음 부공간의 기저 중 적당한 하나의 벡터(a)만을 선정한다. a는 잡음 부공간

Figure 112003051184646-pat00054
에 속하는 벡터여야 하며, 첫번째 원소의 값이 1이면서 이런 조건을 만족하는 벡터 중 norm이 최소가 되어야 한다.
Figure 112003051184646-pat00055
을 편의상 식 (21)과 같이 부분행렬로 나타낸다고 가정하면 minimum norm 스펙트럼은 식 (22)과 같이 표현할 수 있다.In the MUSIC algorithm, DOA was estimated by finding all the ML vectors underlying the noise subspace and the steering vector near zero, but the minimum norm algorithm selects only one suitable vector ( a) from the basis of the noise subspace. do. a is the noise subspace
Figure 112003051184646-pat00054
It must be a vector belonging to, and the first element must have a value of 1 and norm must be the minimum among the vectors satisfying this condition.
Figure 112003051184646-pat00055
For convenience, assuming that the sub-matrix is represented as in (21), the minimum norm spectrum can be expressed as in (22).

Figure 112003051184646-pat00056
-------------------------------식(21)
Figure 112003051184646-pat00056
------------------------------- Equation (21)

여기서,

Figure 112003051184646-pat00057
은 M×(M-L) 행렬,
Figure 112003051184646-pat00058
은 1×(M-L) 행열이며,
Figure 112003051184646-pat00059
은 (M-1)×(M-L) 향렬이다. here,
Figure 112003051184646-pat00057
Is an M × (ML) matrix,
Figure 112003051184646-pat00058
Is a 1 × (ML) matrix,
Figure 112003051184646-pat00059
Is (M-1) x (ML) alignment.

Figure 112003051184646-pat00060
, where
Figure 112003051184646-pat00061
---------식(22)
Figure 112003051184646-pat00060
, where
Figure 112003051184646-pat00061
--------- Equation (22)

상기 MUSIC과 Mimimum norm 알고리즘은 상대적으로 신호의 분해능력이 아주 좋은 스펙트럼 추정 방식이다. 물론 앞서 언급한 바와 같이 DPCH채널의 경우는 위에서 언급한 스펙트럼 추정기반의 도래각 추정기법뿐 아니라, 임의의 적응 빔포밍 방법으로 유도되는 계수벡터(weight vector)를 이용하여 도래각으로 환산하는 것이 가능하기 때문에 상기 둘 중 어떤 방법을 사용하여도 된다.The MUSIC and Mimimum norm algorithms are spectral estimation methods with relatively good signal resolution. Of course, as mentioned above, the DPCH channel can be converted to the angle of arrival using a weight vector derived by any adaptive beamforming method as well as the above-mentioned spectrum estimation-based angle of arrival estimation method. In order to do this, either method may be used.

5. 모의실험 결과5. Simulation Results

모의실험은 WCDMA기반의 3세대 비동기시스템 환경에서 수행하였다. 모의실험의 환경(조건)은 [표1]과 같으며, 특히 3GPP 상향 DPCH채널에 대해 모의실험을 수행하였다. 실험의 채널 환경은 3GPP에서 기지국 성능테스트 용도 규정한 채널중의 일부인 케이스(Case) 1 페이딩 채널을 이용하였고, 케이스 1의 채널 특성(profile)은 다음 [표 2]와 같다. 다중경로는 2개이며 2번째 다중경로는 주경로(main path)에 비해 상대적인 전력이 10dB가 작다.The simulation was performed in a WCDMA based 3G asynchronous system environment. The environment (condition) of the simulation is shown in [Table 1]. Especially, the simulation was performed for 3GPP uplink DPCH channel. The channel environment of the experiment was a case 1 fading channel, which is part of a channel defined for base station performance test in 3GPP, and the channel profile of case 1 is shown in the following [Table 2]. There are two multipaths and the second multipath has 10dB less power relative to the main path.

[표1]Table 1

내용Contents 비고Remarks 안테나 수Antenna number 44 DPDCH DPDCH 물리채널비트전송율Physical Channel Bit Rate 60kbps60 kbps Uncoded simulationUncoded simulation 확산인자(SF)Diffusion Factor (SF) 6464 소스 데이터 패턴Source data patterns RandomRandom DPCCH DPCCH 슬롯 포멧Slot format 00 DPCCH non-pilot fieldDPCCH non-pilot field 모두 0All 0 파일럿 수 :6 TPC 수 :2 TFCI 수 : 2Number of Pilots: 6 Number of TPCs: 2 Number of TFCIs: 2 DPCCH/DPDCH의 크기비(amplitude ratio)Amplitude ratio of DPCCH / DPDCH 11/1511/15 전력비= -2.69dBPower Ratio = -2.69dB

[표2][Table 2]

케이스 1, 속도 3km/hCase 1, speed 3km / h 상대 지연[ns]Relative delay [ns] 평균전력[dB]Average power [dB] 00 00 976976 -10-10

도 8 및 도 9는 채널 EbNo를 0dB로 한 환경에서 도래각이 각각 10°, 20°, 30°, 40°인 경우 상기 네가지 알고리듬으로 공간 스펙트럼을 추정한 도면이다. 8 and 9 show spatial spectra estimated by the above four algorithms when the angles of arrival are 10 °, 20 °, 30 °, and 40 °, respectively, in an environment with a channel EbNo of 0 dB.

특히, 도 8은 케이스 1페이딩 환경에서 첫번째 경로의 공간 스펙트럼을 추정한(0dB) 도면이고, 도 9는 두번째 경로의 공간 스펙트럼을 추정한(-10dB) 도면이다. 즉, 도 8은 첫번째 핑거에서 나온 각 안테나별 역확산(dispreading) 데이터를 이용하여 공간 스펙트럼을 추정한 것이며, 도 9는 두번째 핑거에서 나온 역확산 데이터를 이용하여 각 알고리듬별로 도래각을 추정한 것이다. In particular, FIG. 8 is a diagram illustrating the spatial spectrum of the first path (0 dB) in case 1 fading environment, and FIG. 9 is a diagram illustrating the spatial spectrum of the second path (-10 dB). That is, FIG. 8 estimates a spatial spectrum using dispreading data for each antenna from the first finger, and FIG. 9 estimates the angle of arrival for each algorithm using the despreading data from the second finger. .

도 8에서 알 수 있듯이 첫번째 핑거는 비교적 수신 EbNo가 커서 Classic 방식과 MVDR 방식의 분해(resolution)능력의 차이가 나타나며, MUSIC과 Minimum norm알고리듬의 분해(resolution)능력 차이도 명확히 나타난다. 도 9와 같이 EbNo가 아주 낮은 핑거에 대해서는 MUSIC알고리듬이 분해능력은 더 떨어지지만, 여러 번의 독립시행을 할 경우의 결과를 보면 추정값의 흔들림이 더 작아 추정의 분산특성이 더 좋다는 것을 알 수 있다.As can be seen in FIG. 8, the first finger has a relatively large reception EbNo, resulting in a difference in resolution capability of the Classic and MVDR schemes, and also a difference in resolution capability of the MUSIC and Minimum norm algorithms. As shown in FIG. 9, the MUSIC algorithm has a lower resolution for a finger having a very low EbNo. However, the results of several independent trials show that the estimation value is smaller and the dispersion characteristics of the estimation are better.

추정한 도래각을 통해 기지국에서 중계기 경로를 판단하는 단계Determining a repeater path at the base station based on the estimated angle of arrival

상술한 바와같이 각 중계기가 가질 수 있는 도래각의 범위로 중계기를 구분하였기 때문에 기지국의 각 섹터 안테나에서 도래각을 추정하면 자연스럽게 수신신호가 어떤 중계기경로를 거쳐 도달하였는지 알 수 있다. 6섹터 기지국에서, 각 섹터별 어레이 안테나를 통해 수신된 신호의 도래각 추정치가 -30°~30°라면 중계기를 거치지 않은 신호라고 판단할 수 있으며, 30°~ 90°이면 중계기 1, 150°~ 210°이면 중계기 3를 경유한 신호라고 예측할 수 있다.As described above, since the repeaters are divided into the ranges of the angles of arrival that each repeater can have, it is possible to know through which relay paths the received signals naturally arrive by estimating the angles of arrival at each sector antenna of the base station. In the six-sector base station, if the angle of arrival of the signal received through the array antenna for each sector is -30 ° to 30 ° , it may be determined that the signal does not go through the repeater, and if it is 30 ° to 90 ° , the repeater 1, 150 ° to If it is 210 °, it can be predicted as a signal via repeater 3.

원래 도래각을 추정하여 위치추정을 하는 방식은 LOS가 없을 경우 단말의 방향을 잘못 판단할 가능성이 많아 널리 이용되지 못하였다. 그러나 본 발명과 같이 중계기 경로 유무만을 판단하기 위하여 도래각 추정법을 적용하면, 중계기가 지원하는 반경내에서 단말과의 LOS가 없다 하더라도 아무 문제가 되지 않는다. 왜냐하면 LOS경로나 다중경로 모두 중계기 고유의의 도래각 범위 내에 존재할 것이기 때문이다.The method of estimating the position of the original arrival angle was not widely used because there is a possibility of incorrectly determining the direction of the terminal in the absence of LOS. However, if the angle of arrival estimation is applied to determine only the presence or absence of a repeater path as in the present invention, there is no problem even if there is no LOS with the terminal within a radius supported by the repeater. This is because both LOS paths and multipaths will be within the inherent angle of arrival range of the repeater.

일단 해당 사용자의 신호경로가 판단되면 기지국은 무선망 제어기(RNC)로 측정 데이터를 전송하여 OTDOA위치 추정에 도움이 되는 추가 정보를 제공한다.Once the signal path of the user is determined, the base station transmits the measurement data to the radio network controller (RNC) to provide additional information to help estimate the OTDOA location.

단말의 위치추정 및 보정단계Terminal location estimation and correction step

도 10은 OTDOA 위치추정 방식을 이용하는 경우 시그널링을 나타낸 도면이다. 10 is a diagram illustrating signaling when using the OTDOA location estimation method.

도 10을 참조하면, 단말이 RNC로 보내는 OTDOA 측정 리포트(S20)내에는 여러 기지국간의 SFN-SFN차가 포함되어 있다. 본 발명은 OTDOA 방식의 위치기반 서비스에 부가하여, 서비스를 요청하는 사용자의 신호가 어떤 중계기를 거쳐서 기지국에 도착하였는지를 도래각을 추정을 통하여 알아내는 방법을 사용한다. 따라서, 도 10에 도시된 바와 같이, 단계(S21)을 통하여 기지국이 RNC(serving RNC)로 보내는 측정 데이터들에 추가하여 중계기 경로정보를 전송한다면 RNC는 중계기에 의한 위치추정의 오차를 제거할 수 있을 것이다. 즉 서비스를 요청하는 USER_ID와 해당 사용자의 신호가 거쳐간 중계기_ID를 같이 RNC로 전송하면 된다.Referring to FIG. 10, an SFN-SFN difference between various base stations is included in the OTDOA measurement report S20 sent by the UE to the RNC. In addition to the location-based service of the OTDOA method, the present invention uses a method of estimating the angle of arrival through which relay the signal of the user requesting the service has arrived at the base station. Therefore, as shown in FIG. 10, if the base station transmits repeater path information in addition to the measurement data sent to the serving RNC (RNC) through step S21, the RNC may eliminate an error in position estimation by the repeater. There will be. That is, the USER_ID requesting the service and the repeater_ID passed by the signal of the user may be transmitted to the RNC together.

상술한 바와같이 본 발명은 빔포밍기반 시스템에서 광 중계기에 의해 발생되는 위치추정 오류를 보상함으로써 더욱 정확한 위치추정을 할 수 있는 방법을 제공한다. 특히 본 발명은 각 중계기에서 수신신호를 중계기 고유의 특정 도래각(AOA) 범위로 변환시켜주는 단계를 수행하여, 기지국에서 수신신호를 통해 도래각을 추정하고 그 추정한 도래각으로부터 수신신호의 중계기를 경로를 판단함으로써 중계기에 의한 위치추정 오류를 보상할 수 있다. 따라서, 본 발명은 위치추정의 정확도를 크게 향상시킬 수 있으며, 현재 급속히 요구가 증가되고 있는 위치기반 서비스를 원활히 지원할 수 있는 효과가 있다.  As described above, the present invention provides a method for more accurate position estimation by compensating for a position estimation error generated by an optical repeater in a beamforming based system. In particular, the present invention performs the step of converting the received signal in each repeater to a specific AOA range unique to the repeater, the base station estimates the arrival angle through the received signal and the repeater of the received signal from the estimated arrival angle By determining the path, it is possible to compensate the position estimation error by the repeater. Therefore, the present invention can greatly improve the accuracy of the location estimation, and there is an effect that can smoothly support location-based services that are rapidly increasing demand.

그리고, 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. In addition, although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (20)

기지국과 단말기 사이에 중계기가 위치하는 빔포밍 기반 시스템에서 시스템에 의한 단말의 위치추정 방법에 있어서,In a beamforming based system in which a repeater is located between a base station and a terminal, 중계기에서 상향 채널을 통해 단말로부터 신호를 수신하는 단계와;Receiving a signal from a terminal through an uplink channel at the repeater; 상기 단말 신호의 범위를 고유의 도래각으로 변환시키는 단계와;Converting the range of the terminal signal into a unique angle of arrival; 상기 고유의 도래각으로 변환된 단말 신호를 상향 채널을 통해 기지국으로 전송하는 단계를 포함하고,Transmitting the terminal signal converted into the unique angle of arrival to a base station through an uplink channel; 여기서 상기 변환된 고유의 도래각은 상기 단말의 위치추정시에 상기 중계기에 의해 발생된 오차를 보정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 위치 추정 보정방법. Wherein the transformed unique angle of arrival is used to correct an error generated by the repeater when estimating the position of the terminal. 제1항에 있어서, 상기 고유의 도래각은 The method of claim 1, wherein the unique angle of arrival is 각 중계기를 구분할 수 있는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 위치 추정 보정방법.Position estimation correction method characterized in that it is set to a value that can distinguish each repeater. 제1항에 있어서, 각 중계기는 수신신호의 안테나별 위상을 조절하여 도래각을 변환하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 보정방법.The method of claim 1, wherein each repeater converts an angle of arrival by adjusting a phase for each antenna of the received signal. 기지국과 단말기사이에 중계기가 위치하는 빔포밍기반 시스템에서 단말의 위치추정 방법에 있어서, A method for estimating a location of a terminal in a beamforming based system in which a repeater is located between a base station and a terminal, 고유의 도래각으로 변환된 단말 신호를 상향 채널을 통해 각 중계기로부터 수신하는 단계;Receiving a terminal signal converted into a unique angle of arrival from each repeater through an uplink channel; 기지국에서 상기 상향채널을 검출하여 단말신호의 도래각을 추정하여 단말 신호가 통과한 중계기 경로를 판단하는 단계와;Determining a repeater path through which the terminal signal passes by estimating the angle of arrival of the terminal signal by detecting the uplink channel at the base station; 판단된 중계기 경로를 근거로 시스템에서 위치 추정값을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상 방법.Compensating for the position estimate in the system based on the determined repeater path. 제4항에 있어서, 상기 중계기는 The method of claim 4, wherein the repeater 단말신호의 안테나별 위상을 조정하여 도래각 범위를 변환하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.Compensation method for position estimation error, characterized in that the angle of arrival is converted by adjusting the phase of each antenna of the terminal signal. 제4항에 있어서, 상기 중계기는 The method of claim 4, wherein the repeater 복수의 중계기로 이루어진 멀티 드롭형 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.Compensation method for position estimation error, characterized in that it comprises a multi-drop repeater consisting of a plurality of repeaters. 제6항에 있어서, 상기 각 중계기는 고유의 도래각에 의해 구분되는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.7. The method of claim 6, wherein each repeater is distinguished by a unique angle of arrival. 제4항에 있어서, 상기 도래각은 The method of claim 4, wherein the angle of arrival is 파라미터 기반 스펙트럼 추정방법에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.A method for compensating for position estimation error, characterized in that estimated by a parameter based spectrum estimation method. 제4항에 있어서, 상기 상향채널은 The method of claim 4, wherein the uplink channel RACH(Random Access Channel) 또는 DPCH(Dedicated Physical Channel)인 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.A method of compensating for a location estimation error, characterized in that it is a random access channel (RACH) or a dedicated physical channel (DPCH). 제4항에 있어서, 상기 시스템은 The system of claim 4 wherein the system is 무선망 제어기(RNC)인 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.Compensation method for position estimation error, characterized in that the radio network controller (RNC). 제4항에 있어서, 상기 시스템은 The system of claim 4 wherein the system is 두 기지국으로부터의 전파도달시간의 상대적인 차(OTDOA)를 이용하여 단말의 위치 추정을 수행한 후 중계기 경로를 이용하여 위치추정을 보정하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.A method of compensating for a location estimation error, characterized in that the location estimation is corrected using a repeater path after performing a location estimation of a terminal using a relative difference between propagation times from two base stations. 제4항에 있어서, 상기 판단된 중계기 경로는 The method of claim 4, wherein the determined repeater path is 중계기 ID인 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.Compensation method for position estimation error, characterized in that the repeater ID. 기지국과 단말기 사이에 중계기가 위치하는 빔포밍기반 시스템에 있어서, In a beamforming based system in which a repeater is located between a base station and a terminal, 각 중계기에 의해 고유의 도래각으로 변환된 단말 신호를 상기 각 중계기로부터 상향 채널을 통해 수신하는 단계와;Receiving a terminal signal converted into a unique angle of arrival by each repeater from each repeater through an uplink channel; 기지국에서 상기 도래각을 추정하는 단계와;Estimating the angle of arrival at a base station; 추정된 도래각을 이용하여 중계기 경로의 유무를 판단하는 단계와;Determining the presence or absence of a repeater path using the estimated arrival angle; 판단된 중계기 경로의 유무에 따라 시스템에서 위치 추정값을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상 방법.And compensating for the position estimate in the system according to the determined repeater path. 제13항에 있어서, 상기 각 중계기는 The method of claim 13, wherein each repeater 단말신호의 안테나별 위상을 조정하여 단말신호의 도래각을 변환하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.Compensation method for position estimation error, characterized in that the angle of arrival of the terminal signal is converted by adjusting the phase of each antenna of the terminal signal. 제13항에 있어서, 상기 각 중계기는 The method of claim 13, wherein each repeater 복수의 중계기로 이루어진 멀티 드롭형 중계기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.Compensation method for position estimation error, characterized in that it comprises a multi-drop repeater consisting of a plurality of repeaters. 제13항에 있어서, 상기 도래각은 각 중계기를 구분할 수 있는 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.14. The method of claim 13, wherein the angle of arrival is set to a value that can distinguish each repeater. 제13항에 있어서, 상기 도래각은 The method of claim 13, wherein the angle of arrival is 파라미터 기반 스펙트럼 추정방법에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.A method for compensating for position estimation error, characterized in that estimated by a parameter based spectrum estimation method. 제13항에 있어서, 상기 상향채널은 The method of claim 13, wherein the uplink channel RACH(Random Access Channel) 또는 DPCH(Dedicated Physical Channel)인 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.A method of compensating for a location estimation error, characterized in that it is a random access channel (RACH) or a dedicated physical channel (DPCH). 제13항에 있어서, 상기 시스템은 The system of claim 13, wherein the system is 무선망 제어기(RNC)인 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.Compensation method for position estimation error, characterized in that the radio network controller (RNC). 제13항에 있어서, 상기 시스템은 The system of claim 13, wherein the system is 두 기지국으로부터의 전파도달시간의 상대적인 차(OTDOA)를 이용하여 단말의 위치 추정을 수행한 다음 위치추정을 보정하는 것을 특징으로 하는 위치 추정 오류의 보상방법.A method of compensating for a location estimation error, comprising performing location estimation of a terminal by using a relative difference between propagation times from two base stations and then correcting the location estimation.
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