KR100980224B1

KR100980224B1 - 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100980224B1
Application number: KR1020047012039A
Authority: KR
Inventors: 가알피터
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2002-02-04
Filing date: 2003-02-04
Publication date: 2010-09-06
Also published as: KR20040083434A; HK1078652A1; CA2474504A1; EP1474700A2; US6760582B2; AU2003209015B2; WO2003067277A3; RU2004126681A; JP2005525541A; JP4593925B2; BR0307416A; US20030148761A1; CN1628253A; RU2328016C2; WO2003067277A2; EP1474700B1; AU2003209015A1; CN100574533C

Abstract

하나 이상의 기지국을 시뮬레이션하는 기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하고, 테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (DUT) 를 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키는 것을 포함하는 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 다음으로, DUT 가 소정의 GPS 신호 세트를 수신하고, 원하는 시간에 DUT 가 기지국 시뮬레이터로부터 보조 데이터를 요구하고, 기지국 시뮬레이터가 PDE 시뮬레이터로부터 보조 데이터를 요구하는 테스트 시퀀스를 개시하는데, 여기서 PDE 시뮬레이터는 GPS 시뮬레이터 데이터에 독립적인 PDE 데이터를 기지국 시뮬레이터로 제공하고, 기지국 시뮬레이터는 PDE 데이터를 DUT 로 제공한다. PDE 데이터는, 경과 테스트 시간에 의해 인덱싱되는 복수의 DUT 요구 중 어느 하나의 요구에 대한 소정의 응답 세트이다.

기지국 시뮬레이터, 위치 결정 엔티티 시뮬레이터, GPS 시뮬레이터

Description

보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TESTING ASSISTED POSITION LOCATION CAPABLE DEVICES}

발명의 배경

1. 발명의 분야

본 발명은 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는데 사용되는 위치 결정 엔티티 시뮬레이터에 관한 것이다.

2. 관련 기술의 설명

최근, 이동 디바이스의 위치를 결정하는데 상당한 관심이 있다. 특히 관심이 있는 하나의 분야는 특정 환경에서 셀룰러 전화기 사용자의 위치를 결정하는 능력이다. 예를 들어, 미국의 연방 통신 위원회 (FCC) 는, 셀룰러 전화기 사용자가 911 로 전화를 걸 때 이 사용자의 위치가 자동적으로 결정되도록 지정하였다. 이러한 FCC 지정 이외에도, 사용자의 위치를 아는 점을 이용할 수 있는 다른 애플리케이션을 개발하는 것이 고려되고 있다.

이동 유닛의 위치를 결정하기 위해서 다양한 기술이 사용되고 있다. 예를 들어, 위성 위치 확인 시스템 (Global Positioning System: GPS) 은, GPS 수신기를 장착한 사용자에게 세계 어디에서도 사용자의 위치를 결정하는 능력을 제공하는 위성 시스템이다. 통상적으로, GPS 수신기는, 다수의 GPS 위성으로부터 동시에 송신된 신호의 상대적인 도달 시간을 측정함으로써 그 위치를 결정한다.

각 GPS 위성은, 반복하는 의사 랜덤 잡음 (Pseudo Random Noise: PRN) 코드에 의해 "확산"된 마이크로파 반송 신호를 송신한다. 각 위성의 PRN 코드는 그 위성에 대해 고유하고, 모든 PRN 코드는 동일한 지속기간으로 반복한다. 또한, 모든 GPS 위성에 의해 사용된 반송 신호의 확산은, GPS 시간에 대응하여, 동시에 시작하도록 동기화된다. 또한, 마이크로파 반송 신호는, 위성 궤도, 클록 정정, 및 다른 시스템 파라미터를 기술하는 데이터를 포함하는 50Hz 신호에 의해 변조된다. GPS 위성 측위 (positioning) 데이터뿐만 아니라 클록 타이밍에 대한 데이터는, 일반적으로 "에피메리스 (ephemeris)" 데이터라고 지칭된다.

통상적으로, GPS 수신기는, GPS 위성에 의해 사용된 PRN 코드의 복제물 (replica) 을 생성할 수 있고, 또는 이 복제물을 메모리에 저장하였다. 수신기는, 위성에 의해 송신되고 GPS 수신기에서 수신된 PRN 코드와의 상관이 있을 때까지, PRN 복제물을 시간에서 시프트한다. 상관이 있을 때에 대응하는 시간에서의 오프셋은 수신기에서의 위성 PRN 의 도달 시간 (TOA) 을 나타낸다. TOA 는, 위성과 수신기 사이의 거리에 비례하고, 수신기 클록과 GPS 시간 사이의 임의의 차이에 의해 오프셋된다. TOA 를 일반적으로 의사-거리 (pseudo-range) 라 칭한다. 수신기 위치 측정을 해결할 수 있도록, GPS 수신기는 다수의 위성 (통상적으로, 4 개의 위성) 에 대한 의사-거리를 측정하여, x, y, 및 z 위치를 해석하고, 수신기 클록과 GPS 시간 사이의 타이밍 에러를 정정한다. 의사-거리 측정 이외에도, 수신기는, 의사-거리 측정이 이루어질 때 위성의 위치를 추정할 수 있도록 에피메리스 데이터를 복조한다. 위성의 위치와 각 위성에 대한 상대 거리를 알면, 삼변 측량 (trilateration) 프로세스를 통해 수신기 위치를 추정할 수 있다.

GPS 신호를 탐색 및 획득하고, 다수의 위성에 대한 에피메리스 데이터를 판독하고, 이 데이터로부터 수신기의 위치를 추정하는 프로세스는 시간 소모적이고, 종종 수 분이 필요하다. 다수의 경우에, 이러한 긴 처리 시간은 수용할 수 없고, 또한 초소형 휴대용 애플리케이션에서의 배터리 수명을 매우 제한한다.

위치 추정시 사용되는 GPS 데이터를 획득하는데 필요한 시간을 감소시키기 위한 여러 기술이 시도되었다. 무선 통신 산업에 의해 개발된 하나의 이러한 기술은, 본 명세서에 완전히 포함되는 "이중 모드 확산 스펙트럼 시스템에 대한 위치 결정 서비스 표준 (Position Determination Service Standards for Dual Mode spread Spectrum Systems)" 이라는 명칭의 TIA/EIA IS-801-1 표준이다. IS-801-1 표준은, GPS 데이터를 획득하는데 필요한 시간을 감소시키기 위해서, 셀룰러 네트워크와 같은 인프라스트럭처와 이동 유닛 사이에 통신되는 메시지에 대한 정의를 포함한다. 이동 유닛은, 예를 들어 GPS-가능 셀룰러 전화기를 포함할 수도 있다. 네트워크 인프라스트럭처는, GPS 데이터를 획득하는 이동 유닛을 보조하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 이동 유닛의 위치 결정을 원하는 경우, PDE 는 원격 유닛으로 보조 데이터를 전달하여, GPS 데이터의 이동 유닛의 획득을 향상시킬 수도 있다. 이러한 보조 데이터는, 예를 들어 이동 유닛의 시야에 있을 수 있는 GPS 위성의 PRN 코드, 도플러 탐색 윈도우 사이즈를 포함하는 도플러 정보, 및 PRN 코드 위상 탐색 윈도우를 포함할 수도 있다.

또다른 널리 공지된 위치 측정 기술로는 고급 순방향 링크 삼변 측량법 (AFLT) 이 있다. AFLT 기술은, 지상 기지국 신호들 사이의 도달 시간 차이를 측정하는 것에 기초한다. CDMA 무선 네트워크의 경우에, 이들 측정을 파일럿 위상 측정이라 부른다. 이동 디바이스가, 서비스 기지국일 수도 있는 3 개의 상이한 기지국 위치로부터의 신호를 검출할 수 있을 때마다, 이동 디바이스의 위치가 결정될 수도 있다.

특정 위치에서, 이동 디바이스가 적어도 4 개의 GPS 위성으로부터의 신호를 검출하지도 못하고, 적어도 3 개의 기지국으로부터의 신호를 검출하지 못할 수도 있다. 이 경우, GPS 도 AFLT 기술도 단독으로는 위치 솔루션을 제공하지 못한다. 일반적으로 "하이브리드" 기술이라 지칭되는 제 3 기술은 GPS 와 AFLT 측정을 조합한다. 하이브리드 기술은, 필요한 수보다 적은 수의 위성이 이용가능한 경우에도 위치 솔루션을 제공할 수도 있다. 이동 디바이스가 IS-95 또는 IS-2000 표준 순응 CDMA 네트워크와 같은 GPS 동기 셀룰러 네트워크와 통신할 때, 하이브리드 기술은 필요한 최소 수의 측정을 더욱 감소시키는 부가적인 이점을 갖는다. AFLT 및 하이브리드 기술 모두는 IS-801-1 표준에 의해 지원되는데, 이는 PDE 에 의해 이동 유닛으로 송신될 적용가능한 보조 메시지를 정의한다.

현재, 여러 벤더들이 IS-801-1 표준에 따르는 PDE 를 개발하고 있다. 그러나, 서로 다른 벤더들로부터의 2 개의 PDE 가 IS-801-1 표준을 충족시키더라도, 2 개의 PDE 에 의해 제공되는 보조 데이터가 상이할 수도 있다. 이동 유닛에 제공되는 보조 데이터에서의 차이는 GPS 데이터의 획득시 이동 유닛의 성능에 영향을 미칠 수도 있다. 예를 들어, 이동 유닛이, 하나의 벤더의 PDE 에 의해 제공되는 보조 데이터를 이용하여 GPS 데이터를 획득하는 것은 또다른 벤더의 PDE 에 의해 제공되는 보조 데이터를 이용하여 GPS 데이터를 획득하는 것보다 긴 시간이 걸릴 수도 있다. 그러나, 대부분의 이동 유닛은 특정 벤더의 PDE 와의 동작에 대해 최적화된다. 이동 유닛의 공개된 성능 사양은, 이동 유닛이 최적화되는 PDE 와의 동작에 관한 것일 수도 있다.

PDE 성능에서의 변동은, 다양한 이동 유닛의 성능을 테스트하며 비교하는 것을 어렵게 한다. 예를 들어, 단일 벤더가 PDE 및 이동 유닛 모두를 생산하는 경우, PDE 및 이동 유닛은 만족할만한 레벨의 성능을 달성할 수도 있다. 그러나, 동일한 PDE 또는 이동 유닛은, 상이한 벤더에 의해 생산되는 이동 유닛 또는 PDE 와 동작할 때에 만족할만한 성능을 달성하지 못할 수도 있다. PDE 및 이동 유닛의 다수의 상이한 제조자가 있다는 것이 예상되기 때문에, PDE 및 이동 유닛의 상이한 조합이 상호작용할 때의 성능 변동은 원격 유닛의 위치 추정시 전체 유효성을 감소시킬 수 있다. 이는, 특히 비상사태, 또는 911 상황에서의 매우 위험한 결과를 발생시킬 수 있다.

이들 및 다른 문제점으로 인해, 이동 유닛의 위치를 추정하기 위해 GPS 데이터를 획득할 때에 이동 유닛 성능의 테스팅을 용이하게 하는 표준 기술 및 장치가 필요하다.

발명의 요약

보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법 및 장치가 제공된다. 일 양태는, 기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하는 것이다. 기지국 시뮬레이터는 하나 이상의 기지국을 시뮬레이션한다. 개시된 방법은, 테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스를 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키는 단계, 및 테스트 중인 디바이스가 소정의 GPS 신호 세트를 수신하는 테스트 시퀀스를 개시하는 단계를 포함한다. 원하는 시간에, 테스트 중인 디바이스 (DUT) 는 기지국 시뮬레이터로부터 보조 데이터를 요구하고, 기지국 시뮬레이터는 PDE 시뮬레이터로부터 보조 데이터를 요구하는데, 여기서 PDE 시뮬레이터는, GPS 시뮬레이터에 독립적인 PDE 데이터를 기지국 시뮬레이터로 제공하고, 기지국 시뮬레이터는 PDE 데이터를 DUT 로 전송한다. PDE 데이터는, 복수의 요구 중 어느 하나의 요구에 대한 소정의 응답 세트일 수도 있다.

보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법의 또다른 양태는, (1) 하나 이상의 기지국을 시뮬레이션하는 기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하는 단계, (2) 테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스를 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키는 단계, 및 (3) 테스트 시퀀스를 개시하는 단계를 포함한다. 테스트 시퀀스 중에, PDE 시뮬레이터는, 테스트 중인 디바이스에 대해 의사-거리 측정 또는 파일럿 위상 측정 또는 이들 모두를 수행하라는 요구, 및 보조 데이터를 제공하고, 테스트 중인 디바이스는 이 요구 및 보조 데이터를 수신하고, 보조 데이터를 사용하여, 의사-거리 측정 및 파일럿 위상 측정 또는 이들 모두를 수행하고, 그 측정 결과를 기지국 시뮬레이터로 제공한다. 이 보조 데이터는, 경과 테스트 시간에 의해 인덱싱되는 소정의 응답 세트일 수도 있다.

본 발명에 따라 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 또다른 양태는, 하나 이상의 기지국을 시뮬레이션하는 기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하는 단계, 테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스를 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키는 단계, 및 테스트 시퀀스를 개시하는 단계를 포함한다. 테스트 시퀀스에 있어서, PDE 시뮬레이터는, 테스트 중인 디바이스에 대해 위치 측정을 수행하라는 요구, 및 보조 데이터를 제공하고, 테스트 중인 디바이스는 이 요구 및 보조 데이터를 수신하고, 보조 데이터를 사용하여 위치 측정을 수행하고, 그 위치 측정치를 기지국 시뮬레이터로 제공한다. 이 보조 데이터는, 경과 테스트 시간에 의해 인덱싱되는 소정의 응답 세트일 수도 있다.

본 발명에 따라 구성된 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터는, 보조 요구를 수신하여, 보조 응답을 출력하도록 구성된 제어기를 포함하고, 보조 요구 세트에 대응하는 소정의 보조 응답이 저장된 (populated) 데이터베이스와 함께 동작한다. 보조 요구의 수신된 타입과 경과 테스트 지속기간에 따라 데이터베이스로부터 적절한 응답이 선택된다. 보조 응답은, GPS 또는 AFLT 데이터에 대응할 수도 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 종래의 셋업을 도시하는 블록도이다.

도 2 는 본 발명에 따라 구성된, 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 개선된 셋업을 도시하는 블록도이다.

도 3 은 본 발명에 따라 구성된, 개선된 셋업의 부가적인 상세를 도시하는 테스트 셋업을 블록도이다.

도 4a 및 도 4b 는 도 2 의 시스템에 대한 다양한 MS 요구 및 대응하는 PDE 시뮬레이터 응답을 열거하는 테이블이다.

도 5 는 도 2 의 PDE 시뮬레이터가 의사-거리 측정 테스트를 개시하는 테스트에 대한 호출 흐름도이다.

도 6 은 도 2 의 PDE 시뮬레이터가 위치 측정 테스트를 개시하는 테스트에 대한 호출 흐름도이다.

도 7 은 위치 계산 능력이 없는 이동국에 대한 도 2 시스템의 테스트 시나리오를 열거하는 테이블이다.

도 8 은 위치 계산 능력을 갖는 이동국에 대한 도 2 시스템의 테스트 시나리오를 열거하는 테이블이다.

상세한 설명

도 1 은 전기 통신 네트워크에서의 동작을 위한 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 종래의 셋업을 도시하는 블록도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (10) 는, 믹서 (16) 를 통해, 하나 이상의 기지국을 시뮬레이션할 수도 있는 기지국 시뮬레이터 (12), 및 GPS 시뮬레이터 (14) 와 통신한다. 또한, 기지국 시뮬레이터 (12) 는 PDE 에뮬레이터 (18) 와 통신한다. 또한, PDE 에뮬레이터 (18) 는 GPS 시뮬레이터 (14) 로부터 신호를 수신한다. 에뮬레이터 원리와 보조를 맞추어, PDE 에뮬레이터 (18) 는 입력 및 출력에 대하여 운용 PDE 의 동작을 모방한다. 따라서, PDE 에뮬레이터 (및 기지국 시뮬레이터) 는 완전 운용 디바이스를 포함할 수도 있다.

통상의 테스트 시퀀스에 있어서, 테스트 중인 디바이스 (10) 는 기지국 시뮬레이터 (12) 로부터 보조 데이터를 요구한다. 기지국 시뮬레이터 (12) 는 테스트 중인 디바이스 (10) 로부터의 보조 데이터 요구를 수신하고, 보조 데이터에 대한 요구를 PDE 에뮬레이터 (18) 로 송신한다. GPS 시뮬레이터 (14) 로부터 테스트 중인 디바이스 (10) 와 동일한 GPS 신호를 수신한 PDE 에뮬레이터 (18) 는, 테스트 중인 디바이스 (10) 에 의해 사용될 보조 데이터를 제공하도록 구성된다.

PDE 에뮬레이터 (18) 는 보조 데이터를 기지국 시뮬레이터 (12) 로 전달하는데, 기지국 시뮬레이터에서 보조 데이터는 포맷팅되어, 테스트 중인 디바이스 (10) 로 송신된다. GPS 시뮬레이터 (14) 로부터 GPS 신호를 수신한 테스트 중인 디바이스는, 보조 데이터를 사용하여, GPS 신호로부터 의사-거리 데이터를 획득한다. 그 후, 테스트 중인 디바이스 (10) 는 의사-거리 데이터를 기지국 시뮬레이터 (12) 로 송신한다. 테스트 중인 디바이스 (10) 가 위치 측정에 관련됨에 따라, 테스트 중인 디바이스 (10) 의 성능을 평가하는 일 방법은, 의사-거리 측정의 정확도, 및 테스트 중인 디바이스 (10) 가 획득 및 측정하는데 걸린 시간 길이를 결정하는 것이다.

도 2 는 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 본 발명에 따라 구성된 개선된 셋업을 도시하는 블록도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (10) 는, 믹서 (16) 를 통해, 하나 이상의 기지국을 시뮬레이션할 수도 있는 기지국 시뮬레이터 (12), 및 GPS 시뮬레이터 (14) 와 통신한다. 또한, 기지국 시뮬레이터 (12) 는, 본 발명에 따라 구성된 PDE 시뮬레이터 (20) 와 통신한다. PDE 시뮬레이터 (20) 는, GPS 시뮬레이터로부터, 예를 들어 1 PPS (Pulse Per Second) 신호와 같은 타이밍 신호를 수신하는 것을 제외하고는, GPS 시뮬레이터 (14) 와 통신하지 않는다. 기지국 시뮬레이터 (12) 및 GPS 시뮬레이터 (14) 가 시간-동기화될 때, 타이밍 신호는 GPS 시뮬레이터 대신에 기지국 시뮬레이터로부터 얻어진다. PDE 시뮬레이터 (20) 에 대한 타이밍 정확도 요건이 엄격하지 않기 때문에, 타이밍 신호가 전체적으로 생략되고, 대신에 PDE 시뮬레이터의 내부 클록이 사용될 수도 있다.

통상의 테스트 시퀀스에서, GPS 시뮬레이터 (14) 및 PDE 시뮬레이터 (20) 모두는 거의 동시에 시작된다. 전술한 바와 같이, 다른 테스트 장비로부터 시스템 시간을 얻는 대신에 PDE 시뮬레이터의 내부 클록이 사용될 때, 근사 시작 시간에서의 PDE 시뮬레이터 클록의 시작은 외부적으로 트리거되어야 한다. 테스트 중에, 테스트 중인 디바이스 (10) 가 기지국 시뮬레이터 (12) 로부터 보조 데이터를 요구할 때, 기지국 시뮬레이터 (12) 는 테스트 중인 디바이스 (10) 로부터 보조 데이터 요구를 수신하고, 보조 데이터에 대한 요구를 PDE 시뮬레이터 (20) 로 송신한다. PDE 시뮬레이터는 특정 요구 및 경과 테스트 시간을 사용하여 응답을 생성한다. 이하, 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, PDE 시뮬레이터 (20) 는, 테스트 중인 디바이스 (10) 에 의해 이루어질 수 있는 다양한 요구에 대한 소정의 응답에 대응하는 필드를 갖는 데이터베이스를 포함한다. 경과 테스트 시간 및 테스트 중인 디바이스 (10) 로부터 수신된 요구의 타입은 적절한 PDE 시뮬레이터 응답을 선택하는데 사용된다. PDE 시뮬레이터 (20) 응답은, GPS 시뮬레이터 출력이 각 테스트 시퀀스의 처음의 공지된 GPS 시스템 시간에 시작하기 때문에 사전-결정될 수 있고, 그에 따라 테스트 시퀀스에 대한 GPS 위성 위치를 결정하게 된다. GPS 시뮬레이터 (14) 및 PDE 시뮬레이터 (20) 모두가 거의 동일한 GPS 시스템 시간에 시작되기 때문에, 테스트의 시작이 공지된 이후에 언제라도 근사 GPS 시뮬레이터 출력 및 적절한 PDE 응답이 사전-결정될 수 있다. 그 후, 테스트 중에, 경과 테스트 시간은, PDE 시뮬레이터 (20) 에 의해, 테스트 중인 디바이스에 의해 이루어진 요구의 타입 및 경과 테스트 시간에 대응하는 PDE 응답을 선택하는데 사용된다.

이하, 상세히 설명하는 바와 같이, 시스템 시간에 있어서 점프하여, 테스트 프로세스 동안의 측정 사이에 기준 위치 또는 다른 기준 데이터를 변경하는 것이 바람직할 수도 있다. PDE 에뮬레이터 (도 1 의 18) 가, 예를 들어 GPS 수신기를 이용함으로써, GPS 시뮬레이터 (도 1 의 14) 의 관측된 신호로부터 모든 기준 데이터를 얻어야 하기 때문에, 이는 통상적으로 재동기화하는데 걸리는 긴 시간으로 인해 비실용적으로 고려될 수도 있다. 한편, PDE 시뮬레이터 (도 2 의 20) 는 관측된 GPS 시뮬레이터 신호로부터 기준 데이터를 얻지 않기 때문에, 전술한 소정의 PDE 응답 데이터베이스와 일치하는 소정의 방식으로 기준 데이터가 변화되는 한, PDE 시뮬레이터를 재동기화함으로써 야기되는 시간 지연을 회피할 수 있다.

도 3 은 본 발명에 따라 구성된 보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 개선된 셋업의 부가적인 상세를 도시하는 테스트 셋업의 블록도이다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 이동국 (MS) 으로도 지칭되는 테스트 중인 디바이스 (10) 는, 하나 이상의 기지국을 시뮬레이션할 수도 있는 기지국 (BS) 시뮬레이터 (12), 및 GPS 시뮬레이터 (14) 로부터 동시에 신호를 수신한다. MS (10) 가 단일 RF 입력을 갖는 경우, 2 개의 시뮬레이터 신호는 공지된 감쇠를 갖는 믹서 (16) 또는 전력 합성기를 사용하여 합성된다.

바람직하게는, 도 2 의 시스템은, 셀룰러 전화 CDMA 네트워크와 함께 사용하기 위해 전기 통신 산업에 의해 공표된 IS-801-1 표준에 따라 동작한다. 통상적으로, IS-801-1 데이터 트래픽은, BS 시뮬레이터에 대해 투명한 데이터 버스트 메시지에 의해 반송 (搬送) 된다. 이들 버스트 메시지는 PDE 시뮬레이터 (20) 에 의해 제공된다. 그러나, 데이터 버스트 능력을 갖는 BS 시뮬레이터가 사용가능하지 않은 경우, MS (10) 와 PDE 시뮬레이터 (20) 사이의 대안적인 메시징 방법이 허용될 수도 있다. 예를 들어, TCP/IP 패킷은, 기지국 시뮬레이터가 데이터 서비스 옵션 능력을 갖거나, MS 가 MS 의 데이터 포트를 통해 직접 PDE 시뮬레이터에 접속될 수 있는 경우에 송신될 수도 있다.

일 실시형태에서, PDE 시뮬레이터는 이하 더욱 상세히 설명하는 바와 같이 보조 데이터를 저장 및 취득할 수 있는 퍼스널 컴퓨터 (PC) 또는 다른 저비용의 컴퓨팅 디바이스 상에서 실행되는 응용 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 따라서, PC 는 PDE 시뮬레이터의 제어기의 역할을 하고, PC 의 데이터베이스를 포함하는 저장된 데이터를 이용한다. 또다른 실시형태에서, PDE 시뮬레이터는, 보조 데이터를 저장 및 취득하는데 사용되는 데이터베이스 (24) 및 제어기 (22) 를 포함할 수도 있다.

다수의 MS 구현이 CDMA 네트워크로부터 GPS 시스템 시간을 획득하기 때문에, 일반적으로 BS 시뮬레이터 (12) 와 GPS 시뮬레이터 (14) 사이의 시간 및 주파수 동기화가 유지되어야 한다. 예를 들어, IS-95, IS-2000, 또는 WCDMA 에 기초하는 시스템에서, BS 는 GPS 수신기로부터 GPS 시스템 시간을 수신하고, GPS 시스템 시간에 대해 CDMA 타이밍을 동기화한다. BS로부터 CDMA 신호를 수신하는 MS 는 수신된 CDMA 신호로부터 GPS 시스템 시간을 추출할 수 있다.

도 3 에 도시된 테스트 셋업에서, 시간 및 주파수 동기화는 2 개의 개별 커넥션을 통해 달성될 수도 있다. 하나의 커넥션에서, 주파수 동기화를 위해, BS 및 GPS 시뮬레이터 모두에 대해 표준 10㎒ 신호가 사용된다. 신호의 방향은, 고정밀도를 갖는 클록이 소스로서 구성되도록 설정되어야 한다. 도 3 은 클록 소스로서 BS 시뮬레이터를 도시한다. 또다른 커넥션에서, 시스템 시간 동기화를 위해, 기지국 시뮬레이터로부터의 표준 1PPS 신호가 사용될 수도 있다. BS 및 GPS 시뮬레이터 모두는, 예를 들어 제 1 스트로브 펄스의 발생 시와 같은 동일한 소정의 기준 시간에 시작하도록 사전-설정된다.

일반적으로, 충분한 주파수 정확도를 얻기 위해서, GPS 시뮬레이터 (14) 의 표준 능력이 충분해야 한다. 그러나, 알맞은 시간 정확도를 얻는 것은 일반적으로 더 어렵다. 예를 들어, 1 PPS 펄스는, 통상적으로 필요한 타이밍 정확도를 충족시키기에 충분한 레이트로 샘플링되지 않는다. 이에 대한 가능한 해결책은 타이밍 오프셋을 독립적으로 측정하는 것이다. 일단 초기 시간 동기화가 BS 와 GPS 시뮬레이터 사이에 발생하면, 주파수 로크 (frequency lock) 가 BS 와 GPS 시뮬레이터 사이에 일정한 시간 오프셋을 유지하는데 사용될 수 있다. 따라서, 테스트를 실시할 때마다 단일한 정확한 시간 오프셋 측정 기록이 충분하다.

통상적인 테스트 설정의 예

사용될 수 있는 가능한 레벨의 예로서 다양한 신호에 대한 레벨의 이하의 실시예가 제공된다. 다른 레벨이 사용될 수도 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, BS 및 PDE 시뮬레이터 모두에 대한 공칭으로부터의 주파수 편이 (deviation) 는 일반적으로 약 ±0.02ppm (parts per million) 보다 작다. BS 및 GPS 시뮬레이터 모두에 대한 주파수 표류 (frequency drift) 는 일반적으로 약 ±0.06Hz/s 보다 작다. (2 개의 주파수의 하부를 일치시키기 위한 주파수 분할 이후에) BS 와 GPS 시뮬레이터 반송파 사이의 위상 오프셋은 테스트 전체에 걸쳐 약 ±0.2 라디안 이내에서 일정하다. BS 와 GPS 시뮬레이터 사이의 타이밍 오프셋 (즉, CDMA 와 GPS 시스템 시간 사이의 오프셋) 은 일반적으로 약 ±10㎲ 보다 작다. 통상적으로, BS 와 GPS 시뮬레이터 사이의 타이밍 오프셋은 약 ±10㎱ 보다 양호한 정확도로 측정된다.

테스팅을 개선하기 위해서, 전파 지연 (예를 들어, 케이블 및 다른 하드웨어 엘리먼트에 의해 야기되는 지연) 은, BS 시뮬레이터 (12) 와 MS (10) 사이, 및 GPS 시뮬레이터 (14) 와 MS (10) 사이에서 거의 동일해야 한다. 통상적으로, 거의 동일한 길이의 케이블을 사용하면 이러한 요구를 충족시키게 된다. 또한, MS 에 대한 BS 와 GPS 시뮬레이터 사이의 전파 지연은, 전파 지연 오프셋을 포함하도록 BS 와 GPS 시뮬레이터 사이의 시간 오프셋을 조정함으로써 정정될 수 있다.

BS 시뮬레이터는, 예를 들어 약 -7dB 및 약 -7.3dB 각각에서 설정된 파일럿 및 트래픽 (E_c/I_or) 을 갖는 약 -56dBm/BW의 레벨을 갖는 신호를 제공하는데, 여기서 E_c 는 하나의 확산 시퀀스 칩에 포함된 신호 에너지이고, I_or 은 BS 시뮬레이터 송신기의 전체 전력이다. 일 실시형태에서, 사용되는 채널 모델이 없고, 시뮬레이션되는 핸드-오프 시나리오가 없다. 다른 실시형태에서, 개별적으로 또는 서로 조합하여, 채널 모델이 사용될 수도 있고, 핸드-오프 시나리오가 시뮬레이션될 수도 있다.

BS 시뮬레이터 신호 레벨은 MS 안테나 커넥터 입력에 대해 기준화한다. 테스트 중에, 실제 BS 시뮬레이터 설정은, 모든 케이블, 커넥터 및 합성기 손실을 고려하도록 조정될 수도 있으므로, MS 안테나 입력에서의 공칭값이 유지될 수 있다. 통상적으로, 허용가능한 전력 레벨 에러는 약 2dB 보다 작다.

일반적으로, GPS 시뮬레이터 (14) 는 다음의 신호, 즉 독립 궤도를 갖고, 의사-거리 에러에서 불과 약 2 미터를 나타내는 위상 에러를 갖는 다수의 GPS 위성을 나타내는 신호를 제공한다. 또한, GPS 시뮬레이터 (14) 는 에피메리스 데이터 입력에 기초하여 위성 위치 및 타이밍을 제공하는데, 여기서 모든 에피메리스 파라미터 필드는 저장된다. 일반적으로, 신호 위상은 위상 및 사용자 위치에 기초하여 동적으로 설정되고, 전리층, 대류권 및 그룹 지연 모델로부터 도출된 추가 오프셋을 포함할 수 있다. 또한, GPS 시뮬레이터 (14) 는, 예를 들어 원형 궤도에 따라, 이동 또는 정지하는 것으로서 사용자 위치를 시뮬레이션하도록 설정될 수 있다. 또한, GPS 시뮬레이터 (14) 는, 시뮬레이션된 GPS 시스템 시간 및 에피메리스 및 다른 내비게이션 데이터와 일관된 방식으로 특정 비트 스트림을 사용하는 내비게이션 비트로 위성 신호를 변조한다. 또한, GPS 시뮬레이터는 위성 전력 레벨을 원하는 레벨로 설정한다. 일반적으로, 전력 레벨은 MS 안테나 커넥터 입력에 대해 기준화한다. 테스트 중에, 실제 GPS 시뮬레이터 설정은, 케이블, 커넥터 및 합성기 손실을 고려하도록 조정될 수도 있으므로, MS 안테나 입력에서의 원하는 공칭값이 유지될 수 있다. 통상적으로, 최대 허용가능한 전력 레벨 에러는 약 2dB 이다.

일반적으로, GPS 콘스텔레이션 (constellation), 시스템 시간, 및 기준 위치를 설정하는 것은, '최적 기준 (golden reference)' 에피메리스 및 알마닉 (Almanac) 을 사용하여 이루어지고, '최적 기준'은 일반적으로 모든 측정에서 사용된다. 선택된 기준 시간 및 위치에서 선택된 GPS 콘스텔레이션은, 원하는 수평 위치 정밀도 저하율 (Horizontal Dilution of Position: HDOP) 값을 구성하는 원하는 수의 위성을 포함하는 위성 서브세트를 선택하는 것을 가능하게 해야 한다. 그리고, 일반적으로, 에피메리스 및 알마닉에서의 모든 데이터 필드는, 통상적인 것으로 고려될 수 있는 비-제로 값으로 저장되어야 한다.

일반적으로, 측정은 소정의 기준 시간에 시작되고, 사전-선택된 기준 위치는 GPS 시뮬레이터로 프로그램된다. 기준 시간은 선택된 에피메리스의 적용가능성의 시간에 따라 선택된다. 통상적으로, 기준 시간은, 제 1 위크 넘버 (Week Number: WIN) 롤오버 (즉, 1999 년 10 월) 이후에 선택되어야 한다.

PDE 시뮬레이터

일반적으로, 본 발명의 유용성 이전에는, 복잡한 PDE 에뮬레이터가 MS를 테스트하는데 필요하였고, 이러한 PDE 에뮬레이터의 복잡도는 다기능 (fully function) PDE 의 복잡도와 부합한다. 하나의 가능성은, MS 테스팅을 위해 상업적으로 입수가능한 PDE 를 사용하는 것이다. 이러한 접근법의 결점은, PDE 소프트웨어에서의 어떠한 허점 또는 변덕 (quirk) 이 MS 마다 MS 테스트 결과를 변경할 수 있다는 것이다. 또한, GPS 보조가 시간-종속형이기 때문에, 상이한 MS 와의 상이한 동작을 통한 PDE 의 테스트 응답의 균일성이 보증될 수 없다. 전술한 PDE 에뮬레이터를 사용하여 후술하는 기술은 이들 문제점을 극복하는 것을 돕는다. 이 기술은, PDE 시뮬레이터의 성능으로부터 MS 성능을 분리하고, 테스팅을 위해 일관된 디바이스를 제공하는 본 발명의 PDE 시뮬레이터를 사용한다. 이 기술의 일 양태는, PDE 시뮬레이터 (20) 의 응답이 미리 결정되어, 테스트의 모든 실행에 대해 동일하게 유지된다는 것이다.

본 발명에 따라 구성된 PDE 시뮬레이터 (20) 는, 테스트 중인 MS 로부터의 요구를 인식하고, 그 요구에 응답한다. 통상적으로, PDE 시뮬레이터 (20) 는 수신 메시지를 구문 분석하고, IS-801-1 에서의 REQ_TYPE 필드와 같은 요구의 타입을 식별하는 필드를 추출하고, 메시지의 도달 시간을 결정할 것이다. PDE 시뮬레이터 (20) 는, 요구의 도달 시간 및 이루어진 요구의 타입에 기초하여 응답을 출력한다. PDE 시뮬레이터는, 모든 가능한 PDE 시뮬레이터 응답을 저장하는 데이터베이스 또는 어레이에 대한 인덱스로서 요구의 도달 시간 및 요구의 타입에 대한 값을 사용한다. 따라서, 응답에서의 데이터 필드값은, PDE 에뮬레이터에 의해 행해지는 바와 같이, PDE 시뮬레이터에 의해 실시간 계산되지 않는다. 대신에, 응답은 미리 결정되어, 데이터베이스로부터 어레이로 로딩된다.

인덱스로서 시간을 사용하는 것은, PDE 시뮬레이터가 요구에 응답할 수 있는 지속기간을 제한한다. 예를 들어, PDE 시뮬레이터 (20) 가 MS로부터의 요구에 응답하여, 요구의 도달 시간에 대응하는 1.28s 증분 (1.28s 는, IS-801-1 에 정의된 GPS 획득 보조 제공 메시지 (Provide GPS Acquisition Assistance Message) 의 TIME_OF_APP 필드의 레졸루션임) 을 갖는 GPS 획득 보조 메시지를 제공하는 경우, 40 분의 최대 테스트 지속기간은, 40*60/1.28=1875 개의 GPS 획득 보조 제공 메시지를 저장함으로써 지원될 수 있다.

요구된 GPS 획득 보조 메시지가 MS로부터 도달할 때, PDE 시뮬레이터 (20) 는, 도달 시간의 인덱스 플러스 소정의 오프셋보다 큰 최소의 도달 시간값을 갖는 메시지로 응답한다. 소정의 오프셋의 값은, MS 가 PDE 메시지에 있는 값이 유효해지기 이전에 PDE 시뮬레이터로부터 메시지를 수신할 수 있게 한다. 다시 말하면, MS 로 송신된 PDE 메시지에서의 값은, MS 가 장래에 언젠가 가정해야 하는 설정을 MS 에 통지한다. PDE 는, PDE 메시지의 송신과, MS 가 이 메시지에 포함된 정보를 수신 및 처리할 수 있는 시간 사이에 존재하는 알려지지 않은 지연을 고려하도록 언젠가 유효하게 되는 값을 송신한다. PDE 시뮬레이터가, 예를 들어 GPS 위치 보조, GPS 감도 보조, GPS 내비게이션 메시지 비트, 및 GPS 알마닉 정정 메시지와 같은 다른 타입의 메시지에 대한 요구를 MS 로부터 수신할 때, PDE 시뮬레이터에 의해 유사한 시간 인덱싱 알고리즘이 사용된다.

PDE 시뮬레이터 응답

PDE 시뮬레이터 (20) 에 의한 임의의 MS 보조 요구 메시지에 대한 응답은, 선택된 시간 및 위치 기준에 대응하는 선택된 알마닉 및 에피메리스 데이터 세트를 사용하여, 오프라인으로 이루어지는 계산에 의해 결정된다.

IS-801-1 시스템에서, MS 요구에서의 메시지 타입 중 일부는 파라미터 레코드를 포함한다. 이들 파라미터 레코드는, MS 가 응답에 포함될 것으로 예상하는 선택적인 데이터 필드를 열거한다. 실제 PDE, 또는 PDE 에뮬레이터는, 요구 파라미터 레코드에서 알 수 있는 값에 기초하여 MS 요구에 응답한다. 본 발명에 따르면, PDE 시뮬레이터의 응답은, 요구 파라미터 레코드에 독립적일 수도 있어서, 그에 따라 PDE 시뮬레이터를 단순화한다. 예를 들어, 요구가 2 개의 GPS 위치 보조 제공 메시지 중 하나를 선택하는 바람직한 좌표 타입을 기술할 때, 이들 응답의 타입에 대한 예외가 있을 수도 있다는 것이 주목된다. 이 기술은, 실제 PDE 또는 PDE 에뮬레이터로부터의 대응 응답과 상이한 PDE 시뮬레이터로부터의 응답을 발생시킬 수도 있다. 예를 들어, PDE 시뮬레이터는 완전히 IS-801-1 순응성이 아닐 수도 있다. IS-801-1 로부터의 대부분의 변경이 선택적이거나 필수적인 요건을 거스르고 있고, 그에 따라 순응성이 요구되지 않기 때문에, 완전히 순응성이 아닌 것이 문제점으로 예상되지 않는다. 또한, 테스트 시나리오는 완전히 현실적일 수도 있는데, 그 이유는 실제 사용에서 대응하는 요구가 PDE 에 의해 수신되기 이전에 송신된 PDE 로부터의 불필요한 응답을 MS 가 수신할 수 있기 때문이다. 이러한 상황에서, 요구 파라미터 및 응답은 부합하지 않을 수도 있다. 따라서, 이러한 메시징 불일치는 MS 의 구문 분석 알고리즘의 강건성을 테스트하는데 있어서 더욱 효과적일 수도 있다.

또한, PDE 시뮬레이터 응답이 요구된 데이터 필드와 관계 없이 동일하기 때문에, 통상적으로, 모든 선택적인 데이터 필드는 응답에 포함된다. 통상적으로, 모든 선택적인 필드가 응답에 포함되기 때문에, MS 가 요구된 모든 정보를 수신하였다는 것이 보장될 수 있다. 이러한 방법으로, MS 에 의해 요구된 선택적인 필드가 PDE 시뮬레이터에 의해 제공되지 않기 때문에, MS 의 성능이 손상되어서는 안 된다.

일 실시형태에서, PDE 시뮬레이터는 응답에서 모든 선택적인 필드를 포함하는 것에 대한 예외를 허용한다. 이 실시형태에서, 위치 응답 제공 메시지에서의 필드 CLOCK_INCL 은 0 으로 설정된다. PDE 에뮬레이터의 경우에, 클록 파라미터는, MS 에 의해 리턴된 의사-거리 측정에 기초하여 계산되고, 계산된 값은 위치 응답 제공 메시지에 포함되고, CLOCK_INCL 은 1 로 설정된다. 그러나, PDE 시뮬레이터의 경우에, 클록 파라미터는 계산되지 않고, 정확하지 않은 클록 데이터를 역으로 송신하는 것은 MS 성능을 방해할 수 있다. 그러나, IS-801-1 에서 CLOCK_INCL 에 관한 BS 에 대한 요건이 '필수적' 이기 때문에, 이러한 설정이 허용될 수 있다.

도 4a 및 도 4b 는 바람직한 실시형태에 대한 다양한 MS 요구 및 대응 PDE 시뮬레이터 응답을 열거하는 표 (400) 이다. 도 4a 및 도 4b 의 표 (400) 는 3 개의 컬럼, 즉, 다양한 MS 요구를 포함하는 제 1 컬럼 (402), MS 요구에 대응하는 PDE 시뮬레이터 응답을 포함하는 제 2 컬럼 (404), 및 응답의 다양한 필드 중 일부에 있는 값의 예를 갖는 제 3 컬럼 (406) 을 갖는다.

다음의 표기가 도 4a 및 도 4b 에서 사용된다.

T_test = 1 초 단위의 테스트 실행의 최대 시간 길이 (3600 초 제안됨)

N_resp = 테스트마다 저장된 응답 메시지의 수

PN_ref = 64 칩 단위의 BS 시뮬레이터에서의 기준 PN 세트

T_req = 1 초 단위의, 요구가 수신될 때의 PDE 에서의 시스템 시간

LAT_ref, LONG_ref, HEIGHT_ref = 서비스 BS 수평 위치와 동일한 기준 위치의 좌표

OFFSET_ant = 서비스 BS 안테나와 기준 위치 사이의 고도 오프셋

LAT_MS, LONG_MS, HEIGHT_MS = GPS 시뮬레이터의 운반 모델에 의해 결정된 MS 의 좌표

SPEEDhor_MS, HEADING_MS, SPEEDvert_MS = GPS 시뮬레이터의 운반 모델에 의해 설정된 MS 의 모션 파라미터

WIN = 기준 시간 T_oa 의 위크 넘버 = 기준 알마닉에서의 알마닉의 시간

PDE 시뮬레이터에 의해 제공되는 MS 위치 (LAT_MS, LONG_MS 및 HEIGHT_MS) 및 MS 속도 (SPEEDhor_MS, HEADING_MS 및 SPEEDvert_MS) 값은, 위치 및 속도 결정 에러를 시뮬레이션하는 값으로 의도적으로 오프셋될 수도 있다는 것이 주목된다. 또한, 부착된 지연 라인 또는 테스트 장비에 의해 실제로 시뮬레이션되지 않았지만, 테스트 시나리오에 기술된 기하학적 레이아웃에 의해 가정되는 BS-MS 전파 지연의 임의의 부분은, PDE 시뮬레이터에 의해 송신된 기지국 알마닉 제공 메시지의 TIME_CRRCTION_REF 및 TIME_CORRECTION 필드에 포함되어야 한다는 것이 주목된다.

일 실시형태에서, PDE 시뮬레이터는, 예를 들어 약 200 바이트 이하와 같은 원하는 수의 바이트 이하로 순방향 링크 (FL) PDDM (위치 결정 데이터 메시지) 의 사이즈를 유지하기 위해서 응답 메시지를 부분으로 분할한다.

E911 음성 트래픽을 갖는 CDMA 코드 채널 공유를 시뮬레이션하기 위해서, FL 위치 측정 메시징에 대한 가용 대역폭이 제약될 수도 있다. PDE 시뮬레이터는 발신 메시지를 큐잉할 수도 있고, 예를 들어 전체 음성 채널 레이트의 20% 의 레이트와 같은 감소된 레이트로 트래픽을 허용할 수도 있다. 20% 의 레이트로 트래픽을 허용하는 예에 있어서, 가용 FL 위치 측정 메시징 용량은 대략 1720bps 일 수도 있다.

테스트에 사용될 호출 흐름

IS-801-1 표준에서, 정의된 필수 (mandatory) 호출 흐름은 없다. 통상적으로, 메시지는 요구-응답 프로토콜에 기초하여 교환되지만, 불필요한 응답의 존재는 항상 이것으로부터의 편이를 허용한다. 가능한 호출 흐름의 전체 수는 수백 개이고, 이는 철저한 (exhaustive) 테스팅을 어렵게 한다. 또한, 특정 호출 흐름은 BS 측으로부터 일방적으로 실시될 수 없다.

이러한 이유로 인해, 본 발명에 따른 테스팅을 위해 규정된 명시적 호출 흐름은 없다. 테스트는 PDE 시뮬레이터로부터의 PDDM 로 시작된다, 즉 모든 테스트는 이동국 종료형 (mobile terminated: MT) 이다. 또한, MS 에 의한 위치 측정 세션의 개시가 외부 수단에 의해 인보크될 수 있는 경우에, 이동국 발신형 (mobile originated: MO) 테스트가 수행될 수 있다. PDE 시뮬레이터는 메시지를 송신하고, 또한 위치 측정 세션 중에 수신된 임의의 MS 요구에 대해 응답할 것이다.

다음에, MO GPS 테스트에 대한 예시적인 호출 흐름이 제공된다. AFLT 또는 하이브리드 테스트에 대한 호출 흐름은, IS-801-1 에 정의된 적용가능한 위치 측정 메시지를 활용하여, 유사한 방식으로 설계될 수 있다는 것이 주목된다.

도 5 는, PDE 시뮬레이터가 의사-거리 측정 테스트를 개시하는 테스트에 대한 호출 흐름도이다. 이 예에서, MS는 위치를 계산할 수 없다. 도 5 에 도시된 바와 같이, PDE 시뮬레이터 (502) 는 MS 정보 요구 메시지 (504) 를 송신한다. MS (506) 는 이 요구를 수신하여, MS 정보 제공 메시지 (508) 의 송신으로 응답한다. 그 후, MS (506) 는 GPS 획득 보조 요구 메시지 (509) 를 송신한다. PDE 시뮬레이터 (502) 는 이 요구를 수신하여, GPS 획득 보조 제공 메시지 (510) 의 송신으로 응답한다. MS (506) 는 GPS 획득 보조 제공 메시지 (510) 를 수신하고, 이를 구문 분석하여 의사-거리 측정시 이 메시지값을 사용한다. 그 후, PDE 시뮬레이터 (502) 는 의사거리 측정 요구 메시지 (512) 를 송신한다. MS (506) 는 의사거리 측정 요구 메시지 (512) 를 수신하여, 그에 대해 동작한다. 특히, 의사-거리 측정 완료 이후에, MS (506) 는 PDE 시뮬레이터로 의사거리 측정 제공 메시지 (514) 를 송신한다.

도 6 은, MS 가 위치를 계산할 수 있을 때, PDE 시뮬레이터가 위치 측정 테스트를 개시하는 테스트에 대한 호출 흐름도이다. 도 6 에 도시된 바와 같이, PDE 시뮬레이터 (502) 는 MS 정보 요구 메시지 (504) 를 송신한다. MS (506) 는 이 요구를 수신하여, MS 정보 제공 메시지 (508) 를 송신함으로써 응답한다. 그 후, MS (506) 는 GPS 에피메리스 요구 메시지 (609) 를 송신한다. PDE 시뮬레이터 (502) 는 이 요구를 수신하여, GPS 에피메리스 제공 메시지 (610) 를 송신함으로써 응답한다. MS (506) 는 GPS 에피메리스 제공 메시지 (610) 를 수신하고, 이를 구문 분석하여 위치 결정시 이 메시지값을 사용한다. 그 후, PDE 시뮬레이터 (502) 는 위치 응답 요구 메시지 (612) 를 송신한다. MS (506) 는 위치 응답 요구 메시지 (612) 를 수신하고, 이에 대해 동작하여 위치를 결정하게 된다. 위치 결정 완료 이후에, MS (506) 는 위치 응답 제공 메시지 (614) 형태로 결정된 위치를 PDE 시뮬레이터로 제공한다.

의사거리 측정 요구 메시지 (512) 및 위치 응답 요구 메시지 (612) 에 있어서, 일반적으로, 메시지 필드 PREF_RESP_QUAL 은 '010' 으로 설정된다.

반복 측정

통상적으로, 최소 성능 테스트는 여러 테스트 실행 동안의 통계 수집을 요구한다. 반복된 측정 결과를 얻는 여러 상이한 기술이 있다. 하나의 기술은, 측정 사이의 완료한 테스트 셋업을 리셋하는 것이다. 이 기술은, 동일한 시스템 시간에서 모든 측정마다 취할 수 있고, 그에 따라 PDE 응답 메시지의 생성을 단순화한다. 그러나, 이 기술에 대한 여러 결점이 있다. 하나의 이러한 결점은, 전체 테스트 시퀀스가 각 측정마다 재시작되어야 한다는 것을 나타내는 로지스티컬 (logistical) 어려움이다. 또다른 결점은, 측정 환경에서 생성된 다이버시티의 결여이다. 이들 결점 모두를 해결하기 위한 하나의 접근법은 주기적으로 측정하는 것이다. 주기적 측정은, 단지 테스트의 처음에만, 재설정하거나, 또는 BS 및 GPS 시뮬레이터를 동기화하며 새로운 호출을 일으키고, 그 후 주기적 측정 모드에 MS 를 두는 것을 의미한다.

이러한 주기적 측정 접근법과 관련된 문제점은, 개별적인 독립 E911 세션에서 취한 측정과 동일하지 않는 시나리오를 시뮬레이션한다는 것이다. 예를 들어, MS 가 이전의 측정 결과를 사용하여, 코드 위상 윈도우 전파를 필터링 또는 수행함으로써 현재 측정 결과를 얻거나 개선하는 경우가 이에 대한 예시이다. 이 경우에, 바람직하지 않은 바이어스가 MS 성능에 생성된다.

가능한 해결책은 개별 측정 접근법을 사용하는 것이다. 다이버시티를 더 도입하기 위해서, 테스트 셋업은 각 측정에 대해 상이한 시스템 시간에 개시될 수 있다. 측정 사이에 MS 의 완전한 리셋을 보장하는 것이 중요한데, 이는 시스템 테스트 시간을 변화시킴으로써, 예를 들어 측정 사이에 2 달 이상 만큼 시스템 테스트 시간을 변화시킴으로써 달성될 수 있다. 시스템 시간에서의 변동은, 저장될 수도 있는 보조 데이터의 손상 (staleness) 을 검출하기 위한 MS 의 능력을 적절하게 테스트해야 한다.

통계적 평가

일반적으로, 테스팅하는데 있어서 반복 측정을 요구하는 2가지 이유가 있다. 먼저, 평가되는 테스트 데이터가 잡음 측정으로부터 종종 수집되어서, 통계적 방법을 이용하는 것이 바람직하다. 다음으로, 코드 위상 및 도플러 윈도우, C/A 자기상관 (auto-correlation) 및 크로스-상관 (cross-correlation) 내의 위치와 같은, 다양한 내부 신호 조건 하의 MS 에서 테스트 측정이 취해지는 것이 바람직하다. 이것을 달성하는데 사용된 하나의 기술은, 시나리오의 생성에 대해 구체적으로 조정된 (geared) 조건을 적용하는 것보다는 확률적 기대값 (probabilistic expectation) 에 기초하여 발생하도록 최악의 시나리오에 종속하는 것이다. 전자를 시도하지 않는 하나의 이유는, 통상적으로 이들 최악의 시나리오가 짧은 시간 주기 동안만 발생하고, 일반적으로 MS 가 정확한 시간에 측정을 취한다는 것을 보장하는 방법이 없기 때문이다.

이들 이유 모두는 최소 수의 측정을 사용하는 것을 내포한다. 이들 요구된 최소 수의 속성 사이에는 현저한 차이점이 있다. 테스트 데이터가 잡음 환경에서 수집되는 경우에, 측정의 수는 수학적으로 도출될 수 있고, 이는 일반적으로 요구된 신뢰도 (confidence) 레벨 및 실제 테스트 결과에 종속한다. 예를 들어, 수집된 샘플 통계가, 테스트 중인 MS 가 요건을 훨씬 초과한다는 것을 나타내는 경우에, 테스팅은, 다른 방법으로 할 수 있는 것보다 조기에 중지될 수 있다. 내부 신호 조건에서 충분한 다이버시티를 달성하기 위한 요구된 수의 측정은, MS 성능에 독립적이지만, 결정하는 것은 더 어렵다.

전술한 설명에 기초하여, 취해질 측정의 수는, 예를 들어 100 개의 측정과 같은, 내부 신호 조건에서 요구되는 다이버시티를 달성하기 위해 필요한 원하는 수, 또는 원하는 통계 신뢰도를 달성하는데 필요한 수보다 클 수도 있다. 이하, 원하는 통계 신뢰도에 필요한 수에 대해 설명한다.

수집된 에러 통계를 평가하기 위해서, 원하는 방법이 선택된다. 에러 RMS 에 대한 임계값을 확립하기 위한 방법으로부터 선택되는 다수의 방법이 있다. 이 방법 또는 유사한 방법이 갖는 문제점은, 이들이 큰 에러에 대해 크게 바이어스되기 때문에, "비나인 (benign)" 에러 확률 분포 함수를 가정한다는 것이다. GPS 또는 AFLT 시스템에서, 잘못된 경고가 발생할 때마다, 그 결과로서 생기는 에러는 광범위하게 거의 균일하게 분포되고, 따라서 에러는 예측할 수 없는 큰 값이 될 것이다라는 것이 공지되어 있다. 통계에 이들 에러를 포함시키는 것은, 거의 항상 허용 불가능한 낮은 레벨로 통계적 신뢰도를 감소시킨다. 이러한 제한을 극복하는 기술은 큰 에러에 대해 확률 제한을 설정하는 것이다. 하나의 이러한 방법은

타입 평가 기준을 적용하는 것이다. 이러한 방법에서, 2 개의 값 (X 및 Y) 이 특정된다. 그 후, 테스트의 통과는, 최소 67% 의 확률을 갖는 X 보다 적고, 최소 95% 의 확률을 갖는 Y 보다 적은 에러를 요구한다.

제한된 수의 샘플에 기초하여 확률 추정 확립을 시도할 때, 사운드 통계 추론 (sound statistical reasoning) 이 적용되어야 한다. 최소 성능 테스트는 임의의 주어진 방법을 지정하지는 않지만, 특정 확률 제한이 최소한 약 90% 의 신뢰도 레벨 정도로 충족되는 것을 요구한다.

이하, 적용가능한 평가 방법의 일례를 설명한다. 이 예에서, 파라미터는, X=50m, Y=150m 인데, 여기서 X 는

에러 제한이고 Y 는

에러 제한이다. 규정된 확률은, p₁=0.67, p₂=0.95 및 C=0.9 인데, 여기서 C 는 요구된 신뢰도 레벨이다. n 회 측정한 이후에, 에러값 (e₁, e₂, K, e_n) 이 계산된다. 그 후, 수 N_X 및 N_Y 가 다음과 같이 결정된다.

여기서, I (조건) 는, 조건이 참 (true) 인 경우에는 값 "1", 그렇지 않으면 값 "0" 을 갖는 표시자 함수 (indicator function) 이고, 즉 에러가 임계값보다 큰 횟수를 계산한다.

그 후, 테스트는, 다음의 조건 모두가 충족되는 경우에 만족된다.

여기서,

는

이도록 하는 값

인데, 여기서

는

자유도 카이-제곱 분포 랜덤 변수 (degree of freedom chi-squared distributed random variable) 이다.

통계적으로 등가인 다른 방법이 허용된다. 다중 리턴 데이터 타입이 테스트되는 경우에, 테스트는, 요구된 신뢰도 레벨이 모든 데이터 타입에 대해 달성될 때만 중지될 수 있다. 테스트의 수는 최소로 되는데, 이는 전술한 요건에 의해 결정된다.

실패가 설정된 신뢰도 레벨로 확립될 수 있을 때의 테스트의 중단에 대한 유사한 조건이 확립될 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 95% 와 같은, 요구된 신뢰도 레벨은, MS 가 원하는 성능 레벨을 충족시키지만, 테스팅을 위해 요구되는 시간을 감소시킬 수 있는 것을 보장하도록 특정될 수 있다. 통상적으로, 실패 테스트를 선언하는 요구된 신뢰도 레벨은, 성공 테스트를 선언하는 요구된 신뢰도 레벨과는 상이하게 설정된다.

실패 이후에 테스트 반복이 허용될 수도 있지만, 테스트 리포트에 그 이유 및 정확한 환경이 기술되어야 한다.

데이터 평가 방법

통상적으로, 테스트 결과는, 다음과 같이 2 개의 리포트에서 수집될 수도 있다. 제 1 리포트는, MS 가 적용가능한 테스트를 통과하였는지 또는 실패하였는지 여부를 말하는 최소 표준 리포트를 포함한다. 일반적으로, 실행된 측정의 횟수 및 정확한 테스트 셋업, 테스트 장비의 모델 및 시리얼 번호, 테스트의 위치 및 일자, 시간과 같은 모든 관련 데이터는 그 결과와 함께 포함된다. 제 2 리포트는, 선택적인 완료 성능 리포트를 포함하고, 통상적으로 누적 분포 함수 (CDF) 의 형태로 모든 수집된 통계를 포함한다.

위치 계산 능력이 없는 MS 에 대한 평가 방법

위치 계산 능력이 없는 MS 의 경우에, 테스팅은, GPS 테스트의 경우에 리턴된 의사거리 측정 제공 응답 엘리먼트, 또는 AFLT 테스트의 경우에 리턴된 파일럿 위상 측정 제공 응답 엘리먼트를 평가하는 것을 포함할 수도 있다.

특정 측정에 대한 결과를 수집할 때, 테스터는, 먼저 발생하는 것이 어느 것이든지, PREF_RESP_QUAL (IS-801-1 의사거리 측정 요구 메시지 또는 파일럿 위상 측정 요구 메시지에서의 바람직한 응답 품질 필드) 에 의해 특정된 시간 주기가 만료될 때까지, 또는 모든 응답 엘리먼트 부분이 수신될 때까지 대기한다. 모든 응답 엘리먼트 부분은, PART_NUM = TOTAL_PARTS (IS-801-1 의사거리 측정 제공 메시지 또는 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 Part Number 및 Total Part 필드) 가 수신된 MS 응답에서 관측될 때에 수신된다. 그 후, 주어진 측정에 대한 모든 응답 부분에서의 리턴된 의사-거리 레코드 또는 파일럿 위상 레코드의 총 수가 결정된다. 이 수로부터, PS_RANGE_RMS_ER (IS-801-1 의사거리 측정 제공 메시지에서의 의사-거리 RMS 에러 필드) 또는 RMS_ERR_PHASE (IS-801-1 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 RMS 에러 위상 필드) 가 '111111' 로 설정되는 레코드가 배제된다. 또한, 이러한 레코드에서의 모든 값은, 또다른 평가로부터 배제된다. 결정된 수의 의사-거리에서, 위성은 2 회 카운트될 수 없고, 결정된 수의 파일럿 위상에서, 파일럿은 2 회 카운트될 수 없다.

주어진 측정에 대한 의사-거리 또는 파일럿 위상의 총 수가 이 테스트 시나리오에 대해 특정된 최소값보다 작은 경우에, 이 측정은 실패로 선언된다. 이 최소 수는, 위치 픽스 (location fix) 를 계산하는데 필요한 것에 기초하여 결정될 수도 있다.

리턴된 값은, 실패 측정에 속하는 경우에도 통계에 포함되지만, 실패 측정의 수는 개별적으로 레코드된다. 일 실시형태에서, 테스트를 통과하기 위해서, 측정 실패 확률이 원하는 값 (p_f) 보다 작도록, 다시 말하면, 수율이 1-p_f 보다 크도록 확립되어야 한다. 일 실시형태에서, 신뢰도 레벨은 최소 약 70% 이도록 설정될 수도 있다. 약 70% 의 비교적 낮은 신뢰도 레벨은, 측정 수에 대한 실제 제한을 반영한다. 또한, 상이한 테스트 시나리오에 대해 상이한 p_f 값이 특정될 수도 있다.

위치 계산 능력이 없는 MS 에 대한 최소 GPS 측정 표준

리턴된 의사-거리 측정의 수율, 정확도 및 타임라인 (timeliness) 을 테스트하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 리턴된 값도 테스트되지만, 측위 정확도에 대해 간접적인 영향만을 가질 수도 있다는 사실을 인정하여, 이들 값에 대한 정확도 요건은 일반적으로 상당히 낮다. 다음과 같이, 리턴된 값 중 일부가 설명된다.

SV_CODE_PH_WH, SV_CODE_PH_FR

SV_CODE_PH_WH, SV_CODE_PH_FR (IS-801-1 에 정의된 의사거리 측정 제공 메시지에서의 위성 코드 위상 - 전체 칩, 및 위성 코드 위상 - 부분 칩 필드) 은 다음과 같이 평가될 수도 있다. 에피메리스, TIME_REF, 및 (TIME_REF 에서의) MS 위치가 모두 공지되어 있기 때문에, MS-위성 거리는 모든 가시 위성에 대해 정밀하게 계산될 수 있다. 추가 처리 이전에, 이들 거리는 다음의 각각에 대해 정정된다.

1. GPS 시뮬레이터 대 BS 시뮬레이터 시간 오프셋

2. 전파 지연 오프셋

3. 보고된 MOB_SYS_T_OFFSET (IS-801-1 에 정의된 의사거리 측정 제공 메시지에서의 이동 시스템 타임 오프셋 필드)

4. GPS 시뮬레이터에 의해 도입된 임의의 공지된 에러 (예를 들어, 선택적인 유용성 효과 또는 전리층 지연 효과)

모든 전술한 정정이 이루어진 이후에, 계산된 거리와 측정된 거리 사이의 에러가 결정되는데, 여기서 PS_RANGE_RMS_ER (IS-810-1 에 정의된 의사거리 측정 제공 메시지에서의 의사-거리 RMS 에러 필드) 가 MS 에 의해 '111111' 로 설정된 리턴된 값은 무시한다. 그 결과로서 생기는 의사-거리 에러 집합은

타입 테스트로 평가된다. 혼합 SNR 경우에, 하이 SNR 및 로우 SNR SV (Space Vehicle ; 우주선) 에 대해 상이한 에러 제한이 특정될 수도 있다는 것이 주목된다.

리턴된 의사-거리 측정은 MS 시스템 시간과 GPS 시간 사이의 오프셋에 의해 야기되는 바이어스를 포함할 수도 있다는 것이 공지되어 있다. 이러한 바이어스를 제거하기 위해서, 개별 의사-거리 에러로부터 평균 에러가 감산되고, 다시 잔류 에러가

타입 테스트로 평가된다. 정정되지 않은 '절대 (absolute)' 의사-거리 에러 및 정정된 '상대 (relative)' 의사-거리 에러 모두가 평가되고, 통상적으로, 특정된 정확도 레벨은, 정정되지 않은 경우보다 정정된 경우에 보다 엄격하다.

PS_DOPPLER

리턴된 PS_DOPPLER (IS-801-1 에 정의된 의사거리 측정 제공 메시지에서의 의사 도플러 필드) 에 나타난 에러는 다음과 같이 평가될 수도 있다. 에피메리스, TIME_REF, 및 MS 위치가 모두 공지되어 있기 때문에, 실제 위성 도플러 시프트 값이 계산될 수 있다. 이동 시나리오의 경우에, 실제 도플러의 계산은 비-제로 MS 속도를 고려해야 한다. 실제 도플러 값과 리턴된 의사 도플러 값 사이의 차이가 계산되어 도플러 에러를 얻을 수 있는데, 여기서 PS_RANGE_RMS_ER 이 '111111' 로 설정된 값은 무시한다.

리턴된 의사 도플러 측정은 MS 클록 주파수와 GPS 주파수 사이의 오프셋에 의해 야기되는 바이어스를 포함할 수도 있다는 것이 공지되어 있다. 이러한 바이어스를 제거하기 위해서, 개별 도플러 에러로부터 평균 에러가 감산되고, 잔류 에러가

타입 테스트로 평가된다. 도플러 에러에 있어서, 이들 정정된 '상대' 측정 에러만이 평가된다.

SV_CNO

리턴된 SV_CNO (IS-801-1 에 정의된 의사거리 측정 제공 메시지에서의 위성 C/N_O 필드) 값과 이러한 테스트를 위해 규정된 공칭값 사이의 로그 비율 (log ratio) 이 계산된다. 그 후, 계산된 에러 비율의 절대값이 결정되는데, 여기서 에러 비율은 1dB 단위로 표현된다. PS_RANGE_RMS_ER 이 '111111' 로 설정된 값은 무시한다. 그 결과로서 생기는 절대값의 집합은

타입 테스트로 평가된다. MS 안테나 입력 커넥터에서 공칭값이 달성되는 방식으로 GPS 시뮬레이터에서 SNR 이 설정되는 것이 주목된다. 이는, 모든 케이블, 커넥터 및 합성기 손실을 고려하도록 GPS 시뮬레이터 설정을 정정하는 것을 포함한다. 이로 인해, 테스트 평가 프로세스에서 SNR 정정은 필요하지 않다.

PS_RANGE_RMS_ER

리턴된 PS_RANGE_RMS_ER (IS-801-1 에 정의된 의사거리 측정 제공 메시지에서의 의사거리 RMS 에러 필드) 를 검사하기 위해서, 다음의 통계가 계산된다. 개별 의사-거리를 취하여, 전술한 설명에 따라 정정된 '상대' 에러를 계산하여

를 얻는데, 여기서 i 는 의사-거리 인덱스이다. PS_RANGE_RMS_ER='111111' 인 값은 무시한다. PS_RANGE_RMS_ER 에 의해 표현된 대응하는 RMS 값으로 각각의 나머지 에러값을 나누어

(여기서,

) 을 얻는데, 여기서 N 은 PS_RANGE_RMS_ER≠'111111' 인 리턴된 의사-거리의 수이다. PS_RANGE_RMS_ER 에 의해 표현된 RMS 값을 결정할 때, IS-801-1 표준에서 발견되는 표 3.2.4.2-8 에 의해 특정된 적합한 간격의 중앙값 (median) 을 사용한다.

을 계산한다. 이러한 테스트를 통과하기 위해서,

가 만족되어야 하는데, 여기서 A 및 B 는 요구된 성능 임계값이다. 완전한 RMS 추정에 따르면,

이 사실이고, 따라서 예를 들어 A=0.5 및 B=2 를 사용할 수 있다.

위치 계산 능력이 없는 MS 에 대한 완전한 GPS 측정 성능

통상적으로, 완전한 테스트 리포트는,

1. 계산된 수율

2. (MS 에 의한 요구의 수신으로부터 BS 에 의한 모든 응답의 수신까지 측정된) 응답 시간의 누적 분포 함수 (CDF)

3. 의사-거리 에러의 CDF

4. 도플러 에러의 CDF

5. SV_CNO 에러의 CDF

6. PS_RANGE_RMS_ER 에 대한 계산된 값 R

7. MS 성능을 결정하는데 있어서 유용할 수 있는 평가 전체에 걸쳐 수집된 임의의 다른 데이터를 포함한다.

위치 계산 능력이 없는 MS 에 대한 최소 AFLT 측정 표준

리턴된 파일럿 위상 측정의 수율, 정확도 및 타임라인을 테스트하는 것이 바람직하다. 또한, 다른 리턴된 값도 테스트되지만, 측위 정확도에 대해 간접적인 영향만을 가질 수도 있다는 사실을 인정하여, 이들 값에 대한 정확도 요건은 일반적으로 상당히 낮다. 다음과 같이, 리턴된 값 중 일부가 설명된다.

PILOT_PN_PHASE

PILOT_PN_PHASE (IS-801-1 에 정의된 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 파일럿 측정된 위상 필드) 는 다음과 같이 평가될 수도 있다. 시뮬레이션된 기지국 위치, TIME_REF_MS, 및 (TIME_REF_MS 에서의) MS 위치가 모두 공지되어 있기 때문에, MS-BS 거리 차는 모든 시뮬레이션된 기지국에 대해 정밀하게 계산될 수 있다. 추가 처리 이전에, 이들 거리는 다음의 각각에 대해 정정된다.

1. BS 시뮬레이터 대 BS 시뮬레이터 타임 오프셋

2. 전파 지연 오프셋

3. 보고된 MOB_SYS_T_OFFSET (IS-801-1 에 정의된 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 이동 시스템 타임 오프셋 필드)

4. PDE 시뮬레이터 데이터베이스에 포함된 TIME_CRRCTION_REF 및 TIME_CORRECTION (IS-801-1 에 정의된 기지국 알마닉 제공 메시지에서의 기준 시간 정정 및 시간 정정 필드)

모든 전술한 정정이 이루어진 이후에, 계산된 파일럿 위상과 측정된 파일럿 위상 사이의 에러가 결정되는데, 여기서 RMS_ERR_PHASE (IS-801-1 에 정의된 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 위상 측정 필드의 RMS 에러) 가 MS 에 의해 '111111' 로 설정된 리턴된 값은 무시한다. 그 결과로서 생기는 파일럿 위상 에러 집합은

타입 테스트로 평가된다. 혼합 SNR 경우에, 하이 SNR 및 로우 SNR 파일럿에 대해 상이한 에러 제한이 특정될 수도 있다는 것이 주목된다.

TOTAL_RX_PWR

리턴된 TOTAL_RX_PWR (IS-801-1 에 정의된 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 전체 수신된 전력 필드) 값과 이러한 테스트를 위해 규정된 공칭값 사이의 로그 비율이 계산된다. 그 후, 계산된 에러 비율의 절대값이 결정되는데, 여기서 에러 비율은 1dB 단위로 표현된다. 그 결과로서 생기는 절대값의 집합은

타입 테스트로 평가된다. MS 안테나 입력 커넥터에서 공칭값이 달성되는 방식으로 BS 시뮬레이터에서 (또한 이웃 셀 및 직교 채널로부터의 간섭을 시뮬레이션하는 가능한 부가적인 잡음 생성기에서) 전체 전력이 설정되는 것이 주목된다. 이는, 모든 케이블, 커넥터 및 합성기 손실을 고려하도록 BS 시뮬레이터 설정을 정정하는 것을 포함한다. 이로 인해, 테스트 평가 프로세서에서 TOTAL_RX_PWR 값에 대한 정정은 필요하지 않다.

REF_PILOT_STRENGTH

리턴된 REF_PILOT_STRENGTH (IS-801-1 에 정의된 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 기준 파일럿 강도 필드) 값과 이러한 테스트를 위해 규정된 공칭값 사이의 로그 비율이 계산된다. 그 후, 계산된 에러 비율의 절대값이 결정되는데, 여기서 에러 비율은 1dB 단위로 표현된다. 그 결과로서 생기는 절대값의 집합은

타입 테스트로 평가된다. MS 안테나 입력 커넥터에서 공칭값이 달성되는 방식으로 BS 시뮬레이터에서 (또한 이웃 셀 및 직교 채널로부터의 간섭을 시뮬레이션하는 가능한 부가적인 잡음 생성기에서) SNR 이 설정되는 것이 주목된다. 이는, 모든 케이블, 커넥터 및 합성기 손실을 고려하도록 BS 시뮬레이터 설정을 정정하는 것을 포함한다. 이로 인해, 테스트 평가 프로세스에서 파일럿 강도 정정은 필요하지 않다.

PILOT_STRENGTH

리턴된 PILOT_STRENGTH (IS-801-1 에 정의된 파일럿 위상 측정 제공 메시지에서의 파일럿 강도 필드) 값과 이러한 테스트를 위해 규정된 공칭값 사이의 로그 비율이 계산된다. 그 후, 계산된 에러 비율의 절대값이 결정되는데, 여기서 에러 비율은 1dB 단위로 표현된다. RMS_ERR_PHASE 가 '111111' 로 설정된 값은 무시한다. 그 결과로서 생기는 절대값의 집합은

RMS_ERR_PHASE

리턴된 RMS_ERR_PHASE (IS-801-1 에 정의된 의사거리 측정 제공 메시지에서의 위상 측정 필드의 RMS 에러) 를 검사하기 위해, 다음의 통계가 계산된다. 개별 파일럿 위상을 취하여, 전술한 설명에 따라 에러를 계산하여

를 얻는데, 여기서 i 는 파일럿 위상 인덱스이다. RMS_ERR_PHASE='111111' 인 값은 무시한다. RMS_ERR_PHASE 에 의해 표현된 대응하는 RMS 값으로 각각의 나머지 에러값을 나누어

을 얻는데, 여기서 N 은, RMS_ERR_PHASE≠'111111' 인 리턴된 파일럿 위상의 수이다. RMS_ERR_PHASE 에 의해 표현된 RMS 값을 결정할 때, IS-801-1 표준에서 발견되는 표 3.2.4.2-9 에 의해 특정된 적합한 간격의 중앙값을 사용한다.

을 계산한다. 이러한 테스트를 통과하기 위해서,

은 사실이고, 따라서 예를 들어 A=0.5 및 B=2 를 사용할 수 있다.

위치 계산 능력이 없는 MS 에 대한 완전한 AFLT 측정 성능

통상적으로, 완전한 테스트 리포트는,

계산된 수율

(MS 에 의한 요구의 수신으로부터 BS 에 의한 모든 응답의 수신까지 측정된) 응답 시간의 누적 분포 함수 (CDF)

파일럿 위상 에러의 CDF

전체 Rx 전력 에러의 CDF

기준 파일럿 강도 에러의 CDF

파일럿 강도 에러의 CDF

RMS_ERR_PHASE 에 대한 계산된 값 R

MS 성능을 계산하는데 있어 유용할 수 있는 평가 전체에 걸쳐 수집된 임의의 다른 데이터를 포함한다.

위치 계산 능력을 갖는 MS 에 대한 평가 방법

위치 계산 능력을 갖는 MS 의 경우에, 테스팅은, 리턴된 위치 응답 제공 메시지를 평가하는 것을 포함한다. 또한, 의사거리 측정 제공 메시지 또는 파일럿 위상 측정 제공 메시지로 응답이 가능한 경우에, MS 의 프로토콜 순응성을 검사하기 위해서, 위치 계산 능력이 없는 MS 에 대한 평가 방법을 설명하는 단락으로부터의 테스트가 포함되어야 한다. 일례로서, 이러한 목적을 위하여, 임의의 정지 테스트 시나리오를 선택할 수 있고, 도 5 에 도시된 호출 흐름을 적용할 수 있다. MS 는 '0100' 으로 설정된 REJ_REQ_TYPE (IS-801-1 에 정의된 거부 메시지에서의 거부 요구 타입 필드) 및 '000' 으로 설정된 REJ_REASON (IS-801-1 에 정의된 거부 메시지에서의 거부 이유 필드) 을 갖는 거부 메시지를 PDE 의 의사거리 측정 요구 메시지에 대해 송신하거나, 또는 허용가능한 의사거리 측정 제공 메시지를 송신함으로써, 이러한 테스트를 통과할 수 있다.

특정 측정에 대한 결과를 수집할 때, 테스터는, 먼저 발생하는 것이 어느 것 이든지, PREF_RESP_QUAL (IS-801-1 에 정의된 위치 응답 요구 메시지에서의 바람직한 응답 품질 필드) 에 의해 특정된 시간 주기가 만료될 때까지 또는 위치 응답 제공 메시지가 도달할 때까지 대기해야 한다. 응답에서의 LOC_UNCRTNTY_A 또는 LOC_UNCRTNTY_P (IS-801-1 에 정의된 위치 응답 제공 메시지에서의 축을 따르는 위치 불확실성 (uncertainty) 필드 및 축에 수직인 위치 불명확 필드) 가 '11110' 또는 '11111' 로 설정되는 경우에 측정은 실패로 선언된다.

실패 측정의 수는 개별적으로 레코드된다. 이 테스트를 통과하기 위해서, 측정 실패 확률이 p_f 보다 작도록, 다시 말하면 수율이 최소 70% 의 신뢰도 레벨을 갖는 1-p_f 보다 크도록 확립되어야 한다. 비교적 낮은 신뢰도 레벨은, 측정 수에 대한 실제 제한을 반영한다. 상이한 테스트 시나리오에 대해 상이한 p_f 값이 특정될 수도 있다.

위치 계산 능력을 갖는 MS 에 대한 최소 표준

주목적은, 리턴된 위치의 수율, 정확도 및 타임라인을 테스트하는 것이다. 또한, 다른 리턴된 값도 테스트되지만, 이들 값이 전달하는 정보가 보다 덜 중요하기 때문에, 이들 값에 대한 정확도 요건은 상당히 낮게 설정되어야 한다. 평가 절차는, GPS, AFLT 또는 하이브리드 테스트의 경우와 동일한데, 그 이유는 MS 가 모든 경우에 응답 제공 메시지를 리턴하기 때문이다.

LAT, LONG

TIME_REF_CDMA 및 (TIME_REF_CDMA에서의) MS 위치가 공지되어 있기 때문에, 실제 수평 위치 및 그에 따른 수평 위치 에러 벡터가 직접 계산될 수 있다. LOC_UNCRTNTY_A 또는 LOC_UNCRTNTY_P 가 '11110' 또는 '11111' 로 설정된 측정은 무시한다. 수평 위치 벡터의 절대값을 계산하여, 수평 측위 에러를 얻는다. 수평 측위 에러 집합은

타입 테스트를 사용하여 평가된다.

LOC_UNCRTNTY_ANG, LOC_UNCRTNTY_A, LOC_UNCRTNTY_P

LOC_UNCRTNTY_ANG 에서의 허용가능한 에러가 불확실성 타원의 편심 (eccentricity) 에 크게 종속하기 때문에, 리턴된 LOC_UNCRTNTY_ANG, LOC_UNCRTNTY_A 및 LOC_UNCRTNTY_P 의 값은 함께 테스트된다. 이를 알아보기 위해서, 편심이 매우 작을 때, 축 각 (axis angle) 에서의 에러가 [0;π/2) 간격으로 거의 고르게 분포된다고 고려된다.

리턴된 LOC_UNCRTNTY_ANG, LOC_UNCRTNTY_A 및 LOC_UNCRTNTY_P 값을 함께 검사하기 위해, 다음의 통계가 계산된다. 개별 수평 위치 에러 벡터를 계산한다. LOC_UNCRTNTY_A 또는 LOC_UNCRTNTY_P 중 어느 하나가 '11110' 또는 '11111' 중 어느 하나로 설정된 픽스는 무시한다. LOC_UNCRTNTY_ANG, LOC_UNCRTNTY_A 및 LOC_UNCRTNTY_P 의 값을 사용하여, 불명확 타원을 결정한다. 수평 위치 에러 벡터에 의해 제공된 방향에 따라 타원의 기하학적 중심으로부터 타원 주변까지의 거리를 계산한다. 얻어진 거리는 MS 의 RMS 추정으로 고려된다. 수평 위치 에러 벡터의 크기를 계산하여, 수평 측위 에러를 얻는다. 각각의 수평 측위 에러값을 대응하는 RMS 추정으로 나누어

을 얻는데, 여기서 N 은, LOC_UNCRTNTY_A, LOC_UNCRTNTY_P≠'11110', '11111' 인 리턴된 픽스의 수이다.

을 계산한다. 이러한 테스트를 통과하기 위해서,

HEIGHT

HEIGHT_INCL 이 '1' 로 설정된 픽스만이 고려된다. TIME_REF_CDMA 및 (TIME_REF_CDMA 에서의) MS 위치가 공지되어 있기 때문에, 실제 수직 위치가 직접 계산될 수 있다. 임의의 제안된 테스트 시나리오에 있어서, 실제 수직 위치는 일정할 수도 있다. 에러는, 실제 수직 위치와 리턴된 HEIGHT 값 사이의 차이의 절대값으로서 계산된다. LOC_UNCRTNTY_V 가 '11110' 또는 '11111' 로 설정된 측정은 무시한다. 수직 위치 에러 집합은

타입 테스트를 사용하여 평가된다. 모든 측정에 대한 높이 값을 리턴하는 것이 MS 에 대한 요건이 아니기 때문에, 신뢰도 레벨은 50% 로 설정될 수도 있다. 이는, 평가가 에러 CDF 에 대해 단순한 스레스홀딩 (thresholding) 이 된다는 것을 의미한다.

LOC_UNCRTNTY_V

리턴된 LOC_UNCRTNTY_V 를 검사하기 위해, 다음의 통계가 계산된다. 전술한 설명에 따라 계산된 개별 수직 측위 에러를 취한다. LOC_UNCRTNTY_V 가 '11110' 또는 '11111' 로 설정된 값은 무시한다. LOC_UNCRTNTY_V 에 의해 표현된 대응하는 RMS 값으로 각각의 나머지 에러값을 나누어

을 얻는데, 여기서 N 은, LOC_UNCRTNTY_V≠'11110', '11111' 인 리턴된 HEIGHT 값의 수이다.

을 계산한다. 이러한 테스트를 통과하기 위해서,

VELOCITY_HOR, HEADING

HEADING 에서의 허용가능한 에러가 수평 속도의 크기에 크게 종속하기 때문에, 리턴된 VELOCITY_HOR 및 HEADING 의 값은 함께 테스트된다. 이것을 알아보기 위해서, 매우 작은 수평 속도에 대해, 헤딩에서의 에러가 [0; 2π) 간격으로 거의 고르게 분포된다는 것이 고려된다.

VELOCITY_INCL 이 '1' 로 설정된 픽스만이 고려된다. TIME_REF_CDMA 및 (TIME_REF_CDMA 에서의) MS 위치가 공지되어 있기 때문에, 실제 수평 속도가 직접 계산될 수 있다. 에러는, HEADING 및 VELOCITY_HOR 으로부터 도출된 수평 속도 벡터와 실제 수평 속도 벡터 사이의 차이의 크기로서 계산된다. 수평 속도 에러 집합은

타입 테스트를 사용하여 평가된다. 모든 측정에 대한 수평 속도 값을 리턴하는 것이 MS 에 대한 요건이 아니기 때문에, 신뢰도 레벨은 50% 로 설정될 수도 있다. 이는, 평가가 에러 CDF 에 대한 단순한 스레스홀딩이 된다는 것을 의미한다.

VELOCITY_VER

FIX_TYPE 및 VELOCITY_INCL 모두가 '1' 로 설정된 픽스만이 고려된다. TIME_REF_CDMA 및 (TIME_REF_CDMA 에서의) MS 위치가 공지되어 있기 때문에, 실제 수직 속도가 직접 계산될 수 있다. 일부 제안된 테스트 시나리오에 있어서, 실제 수직 속도는 항상 0 일 수도 있다는 것이 고려된다. 에러는, VELOCITY_VER 에 의해 표현된 값과 실제 수직 속도 사이의 차이의 절대값으로서 계산된다. 수직 속도 에러 집합은

타입 테스트를 사용하여 평가된다. 모든 측정에 대한 수직 속도 값을 리턴하는 것이 MS 에 대한 요건이 아니기 때문에, 신뢰도 레벨은 50% 로 설정될 수도 있다. 이는, 평가가 에러 CDF 에 대한 단순한 스레스홀딩이 된다는 것을 의미한다.

CLOCK_BIAS, CLOCK_DRIFT

내부 GPS 수신기 클록 신호가 통상적으로 액세스 불가능하기 때문에, CLOCK_BIAS 및 CLOCK_DRIFT 는 테스트되지 않는다.

위치 계산 능력을 갖는 MS 에 대한 완전한 성능

완전한 테스트 리포트는,

계산된 수율

(MS 에 의한 요구의 수신으로부터 BS 에 의한 응답의 수신까지 측정된) 응답 시간의 누적 분포 함수 (CDF)

수평 측위 에러의 CDF

LOC_UNCRTNTY_ANG, LOC_UNCRTNTY_A 및 LOC_UNCRTNTY_P 에 기초하여 계산된 값 R

수직 측위 에러의 CDF

LOC_UNCRTNTY_V 에 기초하여 계산된 값 R

수평 속도 에러의 CDF

수직 속도 에러의 CDF 를 포함한다.

평가 전체에 걸쳐 MS 성능을 결정하는데 있어서 유용할 수 있는 임의의 다른 데이터가 수집된다.

GPS 테스트 시나리오

GPS 테스트 시나리오는, 다양한 환경 하에서 MS 성능을 측정하도록 설계된다. 그 목적은 실재 시나리오를 모델링하는 것이지만, 실제 시나리오와 양호하게 상관하는 특정 테스트가 관련 정보를 제공하지 않을 때의 경우에, 이 테스트는 생략되어야 한다.

하이 SNR 의 경우는 실외 환경을 모델링하고, 이들은 MS 의 동적 거동을 테스트한다. 로우 SNR 의 경우는 깊은 실내 환경을 모델링하고, 이들은 MS 수신기 감도를 테스트한다. 혼합 SNR 의 경우는 실내 환경을 모델링하고, 이들은 MS 의 선형성 및 그것의 상호상관 경감 능력을 테스트한다.

정지 및 이동 시나리오는, 속도 계산의 정확도 및 위성 도플러의 해석을 테스트한다. 이동 시나리오에 있어서, 그 궤도는 서비스 BS 를 중심으로 한 원이 되도록 선택되어서, RTD 는 일정한 것으로 고려될 수 있다.

다양한 경우에 대해 정확한 SNR 과 같은 특정되지 않은 값이, 원하는 MS 성능 요건에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 하이 SNR 레벨은 -130dBm 로 설정될 수도 있는 한편, 로우 SNR 레벨은 -150dBm 로 설정될 수도 있다.

위치 계산 능력을 갖는 MS,

위치 계산 능력이 없는 MS 와 같이 열거된, 구별되는 2 가지 경우가 있다.

적용가능할 때마다, 설정가능한 파라미터는, 2 가지 경우에 동일하도록 항상 선택된다.

AFLT 및 하이브리드 경우에 대한 테스트 시나리오가 유사한 방식으로 결정될 수도 있다는 것이 주목된다. 모든 경우에, 서비스 기지국 신호에 대한 SNR 은, BS 시뮬레이터와 MS 사이의 에러 없는 위치 측정 데이터 통신을 보장하는데 충분히 높은 레벨로 설정되어야 한다.

위치 계산 능력이 없는 MS 에 대한 GPS 테스트 시나리오

도 7 은 위치 계산 능력이 없는 이동국에 대한 테스트 시나리오를 열거하는 표이다. 도 7 에서, 주어진 셀에서의 'X' 마크는, 대응하는 테스트가 수행되어야 한다는 것을 나타낸다.

다중경로 테스팅의 경우는 PDE 최소 성능 테스팅의 일부분이어야 한다는 것이 주목된다.

위치 계산 능력을 갖는 MS 에 대한 GPS 테스트 시나리오

도 8 은 위치 계산 능력을 갖는 이동국에 대한 테스트 시나리오를 열거하는 표이다. 도 8 에서, 주어진 셀에서의 'X' 마크는, 대응하는 테스트가 수행되어야 한다는 것을 나타낸다.

모든 나타낸 HDOP 값은 근사값이고, 테스트 중에 설정할 수 없다는 것이 주목된다. 이들은 다른 파라미터를 설정함으로써 간접적으로 제어된다.

전술한 설명은 본 발명의 특정 실시형태를 상세히 설명한다. 그러나, 전술한 설명이 어떻게 보일지라도, 본 발명이 사상 또는 본질적인 특성으로부터 벗어나지 않는 다른 특정 형태에 포함될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 전술한 실시형태는 제한하는 것이 아니라 예시하는 것으로서 고려되어야 하고 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 설명보다는 첨부한 청구범위에 의해 나타난다. 청구범위의 동등물의 범위와 의미와 부합하는 모든 변화는 청구범위 내에 포함된다.

Claims

보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법으로서,

기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (Position Determination Entity: PDE) 시뮬레이터를 제공하는 단계;

테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (DUT) 를 상기 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키는 단계; 및

테스트 시퀀스를 개시하는 단계로서, 상기 DUT 는 소정의 GPS 신호 세트를 수신하고, 원하는 테스트 시퀀스 시간에 상기 DUT 는 상기 기지국 시뮬레이터로부터 위치 측정과 관련된 보조 데이터를 요구하고, 상기 기지국 시뮬레이터는 상기 PDE 시뮬레이터로부터 상기 보조 데이터를 요구하고, 상기 PDE 시뮬레이터는, DUT 메시지 타입 및 시스템 경과 시간에 따라 생성되며 또한 GPS 시뮬레이터에 독립적으로 생성되는 위치 측정과 관련된 PDE 데이터를 상기 기지국 시뮬레이터로 제공하고, 상기 기지국 시뮬레이터는 상기 PDE 데이터를 상기 DUT 로 송신하는, 상기 테스트 시퀀스를 개시하는 단계를 포함하는, 테스트 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 PDE 데이터는, 경과 테스트 시간에 의해 인덱싱되는 복수의 DUT 요구 중의 어느 하나의 요구에 대한 소정의 응답 세트인, 테스트 방법.
보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법으로서,

기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하는 단계;

테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (DUT) 를 상기 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키는 단계; 및

테스트 시퀀스를 개시하는 단계로서, 상기 PDE 시뮬레이터는, 상기 DUT 에 대해 의사-거리 측정을 수행하라는 요구, 및 시스템 경과 시간에 따라 또한 상기 GPS 시뮬레이터에 독립적으로 생성되는 위치 측정과 관련된 획득 보조 데이터를 제공하고, 상기 DUT 는 상기 요구 및 상기 획득 보조 데이터를 수신하고, 상기 획득 보조 데이터를 사용하여 의사-거리 측정을 수행하고, 의사-거리 측정치를 상기 기지국 시뮬레이터로 제공하는, 상기 테스트 시퀀스를 개시하는 단계를 포함하는, 테스트 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 획득 보조 데이터는, 경과 테스트 시간에 의해 인덱싱되는 소정의 응답 세트인, 테스트 방법.
보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하는 방법으로서,

기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하는 단계;

테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (DUT) 를 상기 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키는 단계; 및

테스트 시퀀스를 개시하는 단계로서, 상기 PDE 시뮬레이터는, 상기 DUT 에 대해 위치 측정을 수행하라는 요구, 및 시스템 경과 시간에 따라 또한 상기 GPS 시뮬레이터에 독립적으로 생성되는 위치 측정과 관련된 획득 보조 데이터를 제공하고, 상기 DUT 는 상기 요구 및 상기 획득 보조 데이터를 수신하고, 상기 획득 보조 데이터를 사용하여 위치 측정을 수행하고, 위치 측정치를 상기 기지국 시뮬레이터로 제공하는, 상기 테스트 시퀀스를 개시하는 단계를 포함하는, 테스트 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 획득 보조 데이터는, 경과 테스트 시간에 의해 인덱싱되는 소정의 응답 세트인, 테스트 방법.
보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하기 위한 시스템으로서,

적어도 하나의 기지국을 시뮬레이션하는 기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하기 위한 수단;

테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (DUT) 를 상기 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키기 위한 수단; 및

테스트 시퀀스를 개시하기 위한 수단으로서, 상기 DUT 는 소정의 GPS 신호 세트를 수신하고, 원하는 시간에 상기 DUT 는 상기 기지국 시뮬레이터로부터 위치 측정과 관련된 보조 데이터를 요구하고, 상기 기지국 시뮬레이터는 상기 PDE 시뮬레이터로부터 상기 보조 데이터를 요구하고, 상기 PDE 시뮬레이터는 상기 GPS 시뮬레이터에 독립적이면서 위치 측정과 관련된 PDE 데이터를 상기 기지국 시뮬레이터로 제공하고, 상기 기지국 시뮬레이터는 상기 PDE 데이터를 상기 DUT 로 송신하는, 상기 테스트 시퀀스를 개시하기 위한 수단을 포함하는, 테스트 시스템.
보조 위치 측정 가능 디바이스를 테스트하기 위한 시스템으로서,

적어도 하나의 기지국을 시뮬레이션하는 기지국 시뮬레이터와 통신하는 위치 결정 엔티티 (PDE) 시뮬레이터를 제공하기 위한 수단;

테스트 중인 보조 위치 측정 가능 디바이스 (DUT) 를 상기 기지국 시뮬레이터 및 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 시뮬레이터에 접속시키기 위한 수단; 및

테스트 시퀀스를 개시하기 위한 수단으로서, 상기 PDE 시뮬레이터는, 상기 DUT 에 대해 의사-거리 측정을 수행하라는 요구, 및 위치 측정과 관련된 획득 보조 데이터를 제공하고, 상기 DUT 는 상기 요구 및 상기 획득 보조 데이터를 수신하고, 상기 획득 보조 데이터를 사용하여 의사-거리 측정을 수행하고, 의사-거리 측정치를 상기 기지국 시뮬레이터로 제공하는, 상기 테스트 시퀀스를 개시하기 위한 수단을 포함하는, 테스트 시스템.
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