KR101001007B1 - Position location using broadcast television signals and mobile telephone signals - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법, 장치, 그리고 컴퓨터 판독형 매체에 관한 발명으로서, 이 방법은,

- TV 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하고,

- 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 TV 신호 송신기 사이의 제 1 의사-범위를 결정하며,

- 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고,

- 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간의 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고

- 상기 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는

단계를 포함한다.

Figure R1020047002406

The present invention relates to a method, an apparatus, and a computer readable medium for determining the location of a user terminal, the method comprising:

Receiving a broadcast TV signal from a TV transmitter at a user terminal,

Determine a first pseudo-range between the user terminal and the TV signal transmitter based on the known component of the broadcast TV signal,

-Receive a mobile telephone signal at the user terminal from the mobile telephone base station,

Determine a second pseudo-range between the user terminal and the mobile base station based on the known component of the mobile telephone signal, and

Determine the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station;

Steps.

Figure R1020047002406

Description

방송 TV 신호 및 이동 전화 신호를 이용한 위치 파악{POSITION LOCATION USING BROADCAST TELEVISION SIGNALS AND MOBILE TELEPHONE SIGNALS}POSITION LOCATION USING BROADCAST TELEVISION SIGNALS AND MOBILE TELEPHONE SIGNALS}

본 발명은 위치 결정에 관한 발명으로서, 방송 TV 신호 및 이동 전화 신호를 이용한 위치 결정에 관한 발명이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to positioning, and relates to positioning using broadcast TV signals and mobile telephone signals.

무선 신호를 이용한 2차원 위도 및 경도 위치 파악 시스템의 방법이 오래전부터 제시되어 왔다. Loran C and Omegar같은 지상 시스템과 Transit라 불리는 위성 기반 시스템이 폭넓게 사용되고 있다. 요즘 폭넓게 보급되고 있는 또다른 위성 기반 시스템의 예로는 GPS가 있다.Methods of two-dimensional latitude and longitude localization systems using radio signals have been proposed for a long time. Terrestrial systems like Loran C and Omegar and satellite based systems called Transit are widely used. Another example of a satellite-based system that is widespread these days is GPS.

GPS는 1974년에 최초 고안된 것으로서, 위치 파악, 항해, 측량 및 시간 변경에 폭넓게 사용되고 있다. GPS 시스템은 서브-동기식의 12 시간 궤도를 가지는 24개의 궤도-상 위성(on-orbit satellites)의 집합체를 바탕으로 한다. 각각의 위성은 정밀 클럭을 구비하고 있으며, 의사 잡음 신호를 전송한다. 이 의사 잡음 신호는 의사-범위를 결정하도록 정확하게 트래킹될 수 있다. 4개 이상의 위성을 트래킹함으로서, 정확한 위치를 세계 어느 위치에서도 실시간으로 3차원적으로 결정할 수 있다. 이에 대한 세부사항은 1996년 미국 워싱턴 DC에서 열린 AIAA에서 B.W. Parkinson과 J.J.Spilker Jr.가 발표한 Global Positioning System-Theory and Applications의 Volume I 및 II를 참고할 수 있다. GPS was first invented in 1974 and is widely used for positioning, navigation, surveying and time changes. The GPS system is based on a collection of 24 on-orbit satellites with sub-synchronous 12 hour orbits. Each satellite has a precision clock and transmits a pseudo noise signal. This pseudo noise signal can be accurately tracked to determine the pseudo-range. By tracking four or more satellites, the exact location can be determined in three dimensions in real time from any location in the world. Details of this can be found in 1996 at the AIAA in Washington, DC, USA. See Volume I and II of Global Positioning System-Theory and Applications, published by Parkinson and J.J.Spilker Jr.

GPS는 항해 및 위치 파악 기술에 혁명을 일으키고 있다. 그러나 일부 상황에서는 GPS도 효과적이지 못하다. GPS 신호가 비교적 저전력 레벨(100 와트 미만)로 먼 거리에 대해 전송되기 때문에, 수신 신호 강도가 비교적 약한 편이다(전방향성 안테나에 의해 수신될 때 -6dB 수준). 따라서 장벽이 존재하거나 건물 내부의 경우에는 GPS 신호가 유용하지 못하다. GPS is revolutionizing navigation and location technology. But GPS is not effective in some situations. Since GPS signals are transmitted over long distances at relatively low power levels (less than 100 watts), the received signal strength is relatively weak (-6 dB level when received by omni-directional antennas). Therefore, GPS signals are not useful when barriers are present or inside buildings.

위치 결정을 위해 기존의 아날로그 NTSC(National Television System Committee) TV 신호를 이용하는 시스템이 제안되어 있다. 이 제안은 1996년 4월 23일자 미국특허 5,510,801 호, "Location Determination System and Method Using Television Broadcast Signals"에 소개되어 있다. 그러나 현재의 아날로그 TV 신호는 TV 세트 스윕 회로의 비교적 거친 동기화용으로 의도된 수평 및 수직 동기화 펄스를 지닌다. 더욱이, 2006년에는 FCC가 NTSC 송신기를 차단하고 이 중요한 주파수 대역을 다른 유용한 용도로 사용하기 위해 재할당할 것을 고려하고 있다. A system using an existing analog NTSC (National Television System Committee) TV signal for positioning is proposed. This proposal is described in US Patent 5,510,801, "Location Determination System and Method Using Television Broadcast Signals," issued April 23, 1996. However, current analog TV signals have horizontal and vertical synchronization pulses intended for relatively coarse synchronization of the TV set sweep circuit. Moreover, in 2006, the FCC is considering blocking NTSC transmitters and reallocating these critical frequency bands for other useful uses.

1. 일반적으로 한 태양에 따르면, 본 발명은 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법, 장치, 그리고 컴퓨터 판독형 매체를 특징으로 한다. 이 방법은, 1. In general, according to one aspect, the invention features a method, apparatus, and computer readable medium for determining the location of a user terminal. In this method,

- TV 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving a broadcast TV signal from a TV transmitter at a user terminal,

- 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 TV 신호 송신기 사이의 제 1 의사-범위를 결정하며, Determine a first pseudo-range between the user terminal and the TV signal transmitter based on the known component of the broadcast TV signal,

- 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, -Receive a mobile telephone signal at the user terminal from the mobile telephone base station,                 

- 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간의 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a second pseudo-range between the user terminal and the mobile base station based on the known component of the mobile telephone signal, and

- 상기 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는 Determine the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station;

단계를 포함한다. Steps.

특정 구현은 다음의 특징 중 한가지 이상을 포함할 수 있다. 이동 전화 신호는 GSM(Global System for Mobile Communications) 신호이다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 트레이닝 시퀀스(training sequence)이다. ATSC(American Television Standards Committee) 디지털 TV 신호, ETSI(European Telecommunications Standards Institute) DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial) 신호, 일본 ISDB-T(Japanese Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) 신호, 그리고 아날로그 TV 신호로 구성되는 그룹 중에서 방송 TV 신호가 선택된다. 이동 전화 신호는 CDMA(Code Division Multiple Access) 신호이다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 비변조 PN 시퀀스이다. 이 구현들은,Particular implementations may include one or more of the following features. Mobile phone signals are GSM (Global System for Mobile Communications) signals. The known component of the mobile telephone signal is a training sequence. American Television Standards Committee (ATSC) digital TV signals, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) signals, Japanese ISDB-T (Japanese Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) signals, and analog TV signals The broadcast TV signal is selected from the group which is comprised. The mobile telephone signal is a code division multiple access (CDMA) signal. A known component of the mobile telephone signal is an unmodulated PN sequence. These implementations

- GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal,

- GPS 신호를 바탕으로 사용자 단말기와 GPS 위성간 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a third pseudo-range between the user terminal and the GPS satellites based on the GPS signal, and

- 제 1, 2, 3 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first, second and third pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites.

단계를 포함할 수 있다. It may include a step.                 

2. 일반적으로, 한 태양에서, 발명은 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법, 장치, 그리고 컴퓨터 판독형 매체를 특징으로 한다. 이 방법은, 2. In general, in one aspect, the invention features a method, apparatus, and computer readable medium for determining the location of a user terminal. In this method,

- TV 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving a broadcast TV signal from a TV transmitter at a user terminal,

- 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 TV 신호 송신기 사이의 제 1 의사-범위를 결정하며, Determine a first pseudo-range between the user terminal and the TV signal transmitter based on the known component of the broadcast TV signal,

- 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, 이때, 상기 이동 전화 신호는 범위 신호(range signal)를 포함하며,Receiving at the user terminal a mobile telephone signal from a mobile telephone base station, wherein the mobile telephone signal comprises a range signal;

- 상기 범위 신호를 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간의 범위를 결정하며, 그리고Determine a range between the user terminal and the mobile base station based on the range signal, and

- 상기 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는, Determine the location of the user terminal based on the pseudo-range, the range, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station;

단계를 포함한다. Steps.

특정 구현들은 다음의 특징 중 한가지 이상을 포함할 수 있다. Particular implementations may include one or more of the following features.

이동 전화 신호는 GSM(Global System for Mobile Communications) 신호이고, 범위 신호는 타이밍 어드밴스 패러미터를 포함한다. ATSC(American Television Standards Committee) 디지털 TV 신호, ETSI(European Telecommunications Standards Institute) DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial) 신호, 일본 ISDB-T(Japanese Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) 신호, 그리고 아날로그 TV 신호로 구성되는 그룹 중에서 방송 TV 신호가 선택된다. 이 구현들은, The mobile telephone signal is a Global System for Mobile Communications (GSM) signal, and the range signal includes a timing advance parameter. American Television Standards Committee (ATSC) digital TV signals, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) signals, Japanese ISDB-T (Japanese Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) signals, and analog TV signals The broadcast TV signal is selected from the group which is comprised. These implementations                 

- 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간 제 2 의사-범위를 결정하고, 그리고Determine a second pseudo-range between the user terminal and the mobile base station based on the known component of the mobile telephone signal, and

- 제 1, 2 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the range, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station.

단계를 포함할 수 있다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 트레이닝 시퀀스(training sequence)이다. 발명의 구현들은 It may include a step. The known component of the mobile telephone signal is a training sequence. Implementations of the invention

- GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal,

- GPS신호를 바탕으로 사용자 단말기와 GPS 위성간 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a third pseudo-range between the user terminal and the GPS satellite based on the GPS signal, and

- 상기 제 1, 2, 3 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first, second and third pseudo-ranges, the range, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites.

단계를 포함할 수 있다. 발명의 구현들은,It may include a step. Implementations of the invention,

- GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal,

- GPS 신호를 바탕으로 사용자 단말기와 GPS 위성간 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a second pseudo-range between the user terminal and the GPS satellite based on the GPS signal, and

- 상기 제 1, 2 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the range, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites.

단계를 포함할 수 있다. It may include a step.                 

3. 일반적으로 한 태양에서, 발명은 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법, 장치, 컴퓨터 판독형 매체를 특징으로 한다. 이 방법은, 3. In general, in one aspect, the invention features a method, apparatus, computer readable medium for determining the location of a user terminal. In this method,

- TV 신호 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, -Receive a broadcast TV signal at a user terminal from a TV signal transmitter,

- 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 TV 신호 송신기간 제 1 의사-범위를 결정하며, Determine a first pseudo-range between the user terminal and the TV signal transmitter based on the known component of the broadcast TV signal,

- 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고,-Receive a mobile telephone signal at the user terminal from the mobile telephone base station,

- 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a second pseudo-range between the user terminal and the mobile base station based on the known component of the mobile telephone signal, and

- 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하도록 구성되는 위치 서버에 상기 제 1, 2 의사-범위를 송신하는Transmit the first and second pseudo-ranges to a location server configured to determine the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station.

단계를 포함한다. Steps.

특정 구현들은 다음 특징 중 한가지 이상을 포함할 수 있다. 이동 전화 신호는 GSM(Global System for Mobile Communications) 신호이다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 트레이닝 시퀀스(training sequence)이다. ATSC(American Television Standards Committee) 디지털 TV 신호, ETSI(European Telecommunications Standards Institute) DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial) 신호, 일본 ISDB-T(Japanese Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) 신호, 그리고 아날로그 TV 신호로 구성되는 그룹 중에서 방송 TV 신호가 선택된다. 이동 전화 신호는 CDMA(Code Division Multiple Access) 신호이다. 이동 전화 신호 의 공지 성분은 비변조 PN 시퀀스이다. 이 구현들은,Particular implementations may include one or more of the following features. Mobile phone signals are GSM (Global System for Mobile Communications) signals. The known component of the mobile telephone signal is a training sequence. American Television Standards Committee (ATSC) digital TV signals, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) signals, Japanese ISDB-T (Japanese Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) signals, and analog TV signals The broadcast TV signal is selected from the group which is comprised. The mobile telephone signal is a code division multiple access (CDMA) signal. The known component of the mobile telephone signal is an unmodulated PN sequence. These implementations

- GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal,

- GPS 신호를 바탕으로 사용자 단말기와 GPS 위성간 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a third pseudo-range between the user terminal and the GPS satellites based on the GPS signal, and

- 제 1, 2, 3 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하도록 구성되는 위치 서버에 상기 제 1, 2, 3 의사-범위를 송신하는Said first, second and third location servers configured to determine the location of the user terminal based on the first, second and third pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station and the location of the GPS satellites; Transmitting pseudo-range

단계를 포함할 수 있다. It may include a step.

4. 일반적으로 한 태양에서, 발명은 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법, 장치, 그리고 컴퓨터 판독형 매체를 특징으로 한다. 이 방법은, 4. In general, in one aspect, the invention features a method, apparatus, and computer readable medium for determining the location of a user terminal. In this method,

- TV 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving a broadcast TV signal from a TV transmitter at a user terminal,

- 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 TV 신호 송신기 사이의 제 1 의사-범위를 결정하며, Determine a first pseudo-range between the user terminal and the TV signal transmitter based on the known component of the broadcast TV signal,

- 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, 이때, 상기 이동 전화 신호는 범위 신호(range signal)를 포함하며,Receiving at the user terminal a mobile telephone signal from a mobile telephone base station, wherein the mobile telephone signal comprises a range signal;

- 상기 범위 신호를 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간의 범위를 결정하며, 그리고Determine a range between the user terminal and the mobile base station based on the range signal, and

- 상기 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하도록 구성되는 위치 서버에 상기 의사-범위와 상기 범위를 송신하는 Transmit the pseudo-range and the range to a location server configured to determine the location of the user terminal based on the pseudo-range, the range, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station.                 

단계를 포함한다. Steps.

특정 구현들은 다음의 특징 중 한가지 이상을 포함할 수 있다. Particular implementations may include one or more of the following features.

이동 전화 신호는 GSM(Global System for Mobile Communications) 신호이고, 범위 신호는 타이밍 어드밴스 패러미터를 포함한다. ATSC(American Television Standards Committee) 디지털 TV 신호, ETSI(European Telecommunications Standards Institute) DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial) 신호, 일본 ISDB-T(Japanese Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) 신호, 그리고 아날로그 TV 신호로 구성되는 그룹 중에서 방송 TV 신호가 선택된다. 이 구현들은,The mobile telephone signal is a Global System for Mobile Communications (GSM) signal, and the range signal includes a timing advance parameter. American Television Standards Committee (ATSC) digital TV signals, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) signals, Japanese ISDB-T (Japanese Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) signals, and analog TV signals The broadcast TV signal is selected from the group which is comprised. These implementations

- 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간 제 2 의사-범위를 결정하고, 그리고Determine a second pseudo-range between the user terminal and the mobile base station based on the known component of the mobile telephone signal, and

- 제 1, 2 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하도록 구성되는 위치 서버에 상기 제 1, 2 의사-범위 및 상기 범위를 송신하는The first and second pseudo-ranges and the ranges to a location server configured to determine the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the ranges, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station. To send

단계를 포함할 수 있다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 트레이닝 시퀀스(training sequence)이다. 발명의 구현들은, It may include a step. The known component of the mobile telephone signal is a training sequence. Implementations of the invention,

- GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal,

- GPS신호를 바탕으로 사용자 단말기와 GPS 위성간 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a third pseudo-range between the user terminal and the GPS satellite based on the GPS signal, and

- 상기 제 1, 2, 3 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전 화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하도록 구성되는 위치 서버에 상기 제 1, 2, 3 의사-범위 및 상기 범위를 송신하는,The location server configured to determine the location of the user terminal based on the first, second, third pseudo-range, the range, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites. 1, 2, 3 pseudo-ranges and transmitting the ranges,

단계를 포함할 수 있다. 발명의 구현들은,It may include a step. Implementations of the invention,

- GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal,

- GPS 신호를 바탕으로 사용자 단말기와 GPS 위성간 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a second pseudo-range between the user terminal and the GPS satellite based on the GPS signal, and

- 상기 제 1, 2 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하도록 구성되는 위치 서버에 상기 제 1, 2 의사-범위 및 상기 범위를 송신하는Said first and second location servers configured to determine a location of a user terminal based on said first and second pseudo-ranges, said range, the location of a TV signal transmitter, the location of a mobile telephone base station, and the location of a GPS satellite. Pseudo-range and transmitting the range

단계를 포함할 수 있다.It may include a step.

5. 일반적으로, 한 태양에서, 본 발명은 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법, 장치, 그리고 컴퓨터 판독형 매체를 특징으로 한다. 이 방법은, 5. In general, in one aspect, the invention features a method, apparatus, and computer readable medium for determining the location of a user terminal. In this method,

- 사용자 단말기로부터 제 1 의사-범위를 수신하고, 이때, 상기 제 1 의사-범위는 TV 신호 송신기에 의해 송신되는 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 TV 신호 송신기 사이에서 결정되며, Receive a first pseudo-range from the user terminal, wherein the first pseudo-range is determined between the user terminal and the TV signal transmitter based on a known component of the broadcast TV signal transmitted by the TV signal transmitter,

- 사용자 단말기로부터 제 2 의사-범위를 수신하고, 이때, 상기 제 2 의사-범위는 이동 전화 기지국에 의해 송신되는 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 사용자 단말기와 이동 전화 기지국 사이에서 결정되며, 그리고Receive a second pseudo-range from the user terminal, wherein the second pseudo-range is determined between the user terminal and the mobile base station based on a known component of the mobile telephone signal transmitted by the mobile telephone base station, and

- 상기 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지 국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는 Determine the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station.

단계를 포함한다. 이동 전화 신호는 GSM(Global System for Mobile Communications) 신호이다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 트레이닝 시퀀스(training sequence)이다. ATSC(American Television Standards Committee) 디지털 TV 신호, ETSI(European Telecommunications Standards Institute) DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial) 신호, 일본 ISDB-T(Japanese Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) 신호, 그리고 아날로그 TV 신호로 구성되는 그룹 중에서 방송 TV 신호가 선택된다. 이동 전화 신호는 CDMA(Code Division Multiple Access) 신호이다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 비변조 PN 시퀀스이다. 이 구현들은,Steps. Mobile phone signals are GSM (Global System for Mobile Communications) signals. The known component of the mobile telephone signal is a training sequence. American Television Standards Committee (ATSC) digital TV signals, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) signals, Japanese ISDB-T (Japanese Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) signals, and analog TV signals The broadcast TV signal is selected from the group which is comprised. The mobile telephone signal is a code division multiple access (CDMA) signal. A known component of the mobile telephone signal is an unmodulated PN sequence. These implementations

- GPS 위성에 의해 송신되는 GPS 신호를 바탕으로 사용자 단말기와 GPS 위성간의 제 3 의사-범위를 수신하고, 그리고Receive a third pseudo-range between the user terminal and the GPS satellite based on the GPS signal transmitted by the GPS satellite, and

- 제 1, 2, 3 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first, second and third pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites.

단계를 포함할 수 있다. It may include a step.

6. 일반적으로, 한 태양에서, 발명은 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법, 장치, 그리고 컴퓨터 판독형 매체를 특징으로 한다. 이 방법은, 6. In general, in one aspect, the invention features a method, apparatus, and computer readable medium for determining the location of a user terminal. In this method,

- 사용자 단말기와 TV 신호 송신기 간의 의사-범위를 수신하고, 이때, 상기 의사-범위는 TV 송신기에 의해 송신되는 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 결정되며, Receive a pseudo-range between the user terminal and the TV signal transmitter, wherein the pseudo-range is determined based on known components of the broadcast TV signal transmitted by the TV transmitter,                 

- 사용자 단말기와 이동 전화 기지국간의 범위를 수신하며, 이때, 상기 범위는 이동 전화 기지국에 의해 송신되는 범위 신호를 바탕으로 하여 결정되며, 그리고Receive a range between the user terminal and the mobile telephone base station, wherein the range is determined based on a range signal transmitted by the mobile telephone base station, and

- 상기 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는, Determine the location of the user terminal based on the pseudo-range, the range, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station;

단계를 포함한다. 이동 전화 신호는 GSM(Global System for Mobile Communications) 신호이고, 범위 신호는 타이밍 어드밴스 패러미터를 포함한다. ATSC(American Television Standards Committee) 디지털 TV 신호, ETSI(European Telecommunications Standards Institute) DVB-T(Digital Video Broadcasting - Terrestrial) 신호, 일본 ISDB-T(Japanese Integrated Services Digital Broadcasting - Terrestrial) 신호, 그리고 아날로그 TV 신호로 구성되는 그룹 중에서 방송 TV 신호가 선택된다. 이 구현들은,Steps. The mobile telephone signal is a Global System for Mobile Communications (GSM) signal, and the range signal includes a timing advance parameter. American Television Standards Committee (ATSC) digital TV signals, ETSI (European Telecommunications Standards Institute) DVB-T (Digital Video Broadcasting-Terrestrial) signals, Japanese ISDB-T (Japanese Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial) signals, and analog TV signals The broadcast TV signal is selected from the group which is comprised. These implementations

- 사용자 단말기와 이동 전화 기지국 간의 제 2 의사-범위를 수신하고, 이때, 상기 제 2 의사-범위는 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 하여 결정되며, 그리고Receive a second pseudo-range between the user terminal and the mobile telephone base station, wherein the second pseudo-range is determined based on a known component of the mobile telephone signal, and

- 제 1, 2 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the range, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station.

단계를 포함할 수 있다. 이동 전화 신호의 공지 성분은 트레이닝 시퀀스(training sequence)이다. 발명의 구현들은 It may include a step. The known component of the mobile telephone signal is a training sequence. Implementations of the invention

- 사용자 단말기와 GPS 위성 사이의 제 3 의사-범위를 수신하고, 이때, 상기 제 3 의사-범위는 GPS 위성에 의해 송신되는 GPS 신호를 바탕으로 하여 결정되며, 그리고Receive a third pseudo-range between the user terminal and the GPS satellites, wherein the third pseudo-range is determined based on a GPS signal transmitted by the GPS satellites, and

- 상기 제 1, 2, 3 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first, second and third pseudo-ranges, the range, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites.

단계를 포함할 수 있다. 발명의 구현들은,It may include a step. Implementations of the invention,

- 사용자 단말기와 GPS 위성 사이에 제 2 의사-범위를 수신하고, 이때, 상기 제 2 의사-범위는 GPS 위성에 의해 송신되는 GPS 신호를 바탕으로 하여 결정되며, 그리고Receive a second pseudo-range between the user terminal and the GPS satellites, wherein the second pseudo-range is determined based on a GPS signal transmitted by the GPS satellites, and

- 상기 제 1, 2 의사-범위, 상기 범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the range, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites.

단계를 포함할 수 있다.It may include a step.

도 1은 기지국과 에어 링크로 통신하는 사용자 단말기를 포함한 본 발명의 실시예 도면.1 is an embodiment of the present invention including a user terminal in communication with a base station over an air link.

도 2는 발명의 한 실시예의 동작 도면.2 is an operational diagram of one embodiment of the invention.

도 3은 3개의 DTV 송신기를 이용한 위치 결정의 형태도.3 is a diagram of position determination using three DTV transmitters.

도 4는 GSM 신호의 노멀 버스트(normal burst)의 포맷 도면.4 is a format diagram of a normal burst of a GSM signal.

도 5는 SACCH 채널의 포맷 도면. 5 is a format diagram of a SACCH channel.                 

도 6은 우수한 배열을 가진 DTV 송신기가 두 개, 사용자 단말기에 대한 GSM 기지국이 한 개만 나타나는 시스템 구조 도면.6 is a system architecture diagram showing only two DTV transmitters with good arrangement and one GSM base station for a user terminal.

도 7은 두 개의 DTV 신호의 측정치와 함께, 추가적인 수정없이 GSM 타이밍 어드밴스를 이용한 위치 해법의 도면.7 is a diagram of a location solution using GSM timing advance without further modification, with measurements of two DTV signals.

도 8은 한 실시예에서, 측정된 동기화 시간을 사용자 단말기의 로컬 기준 클럭과 비교함으로서 의사-범위를 측정하는 데 사용되는 시간-게이트 지연 락 루프의 단순화된 도면.8 is a simplified diagram of a time-gate delay lock loop used to measure pseudo-range by comparing the measured synchronization time with a local reference clock of a user terminal in one embodiment.

도입Introduction

사용자 단말기의 위치를 결정하는 데 방송 TV 신호가 사용될 수 있다. ATSC DTV 신호를 이용한 사용자 단말기 위치 결정 기술은 James J. Spilker와 Matthew Rabinowitz의 2001년 6월 21일자 미국특허출원 09/887,158 호, "Position Location Using Broadcast Digital Television Signals"에 소개되어 있고, 그 내용은 본원에서 참고로 인용된다. ETSI DVB-T 신호를 이용한 사용자 단말기 위치 결정 기술은 James J. Spilker와 Matthew Rabinowitz의 2001년 8월 17일자 미국특허출원 09/887,158 호, "Position Location Using Terrestrial Digital Video Broadcast Television Signals"에 소개되어 있고, 그 내용은 본원에서 참고로 인용된다. 일본 ISDB-T 신호를 이용한 사용자 단말기 위치 결정 기술은 James J. Spilker와 Matthew Rabinowitz의 2001년 11월 9일자 미국특허출원 60/337,834 호, "Wireless Position Location Using the Japanese ISDB-T Signals"에 소개되어 있고, 그 내용 은 본원에서 참고로 인용된다. NTSC 아날로그 TV 신호를 이용한 사용자 단말기 위치 결정 기술은 James J. Spilker의 2002년 1월 22일자 미국특허출원 10/054,302 호, "Position Location Using Broadcast Analog Television Signals"에 소개되어 있고, 그 내용은 본원에서 참고로 인용된다. 또한, 이는 James J. Spilker와 Matthew Rabinowitz의 "Position Location Using Ghost Canceling Reference Television Signals"(TBS, Attorney Docket Number RSM 008001)에도 소개되어 있고, 그 내용도 본원에서 참고로 인용된다.The broadcast TV signal may be used to determine the location of the user terminal. A technique for positioning a user terminal using ATSC DTV signals is described in James J. Spilker and Matthew Rabinowitz, US Patent Application No. 09 / 887,158, "Position Location Using Broadcast Digital Television Signals," issued June 21, 2001. Incorporated herein by reference. Techniques for user terminal positioning using ETSI DVB-T signals are described in James J. Spilker and Matthew Rabinowitz, US Patent Application No. 09 / 887,158, entitled "Position Location Using Terrestrial Digital Video Broadcast Television Signals," published August 17, 2001. The contents of which are incorporated herein by reference. The technique of positioning user terminals using Japanese ISDB-T signals is described in James J. Spilker and Matthew Rabinowitz, US Patent Application No. 60 / 337,834, "Wireless Position Location Using the Japanese ISDB-T Signals," dated November 9, 2001. The contents of which are incorporated herein by reference. A user terminal position determination technique using NTSC analog TV signal is described in James J. Spilker, US Patent Application No. 10 / 054,302, January 22, 2002, "Position Location Using Broadcast Analog Television Signals", the contents of which are described herein. It is cited for reference. It is also introduced by James J. Spilker and Matthew Rabinowitz in "Position Location Using Ghost Canceling Reference Television Signals" (TBS, Attorney Docket Number RSM 008001), the contents of which are hereby incorporated by reference.

이러한 각각의 TV 신호들은 TV 신호 송신기에 대한 의사-범위를 얻는 데 사용될 수 있는 성분들을 포함한다. 여러개의 이러한 의사-범위를 알고 송신기 위치들을 알 때, 사용자 단말기 위치를 정확하게 결정할 수 있다. ATSC 디지털 TV 신호 내의 적절한 성분들은 ATSC 데이터 프레임 내 필드 동기화 세그먼트와, ATSC 데이터 프레임 내 데이터 세그먼트 내 동기화 세그먼트같은 동기화 코드들을 포함한다. ETSI DVB-T 및 ISDB-T 디지털 TV 신호 내의 적절한 성분들은 산란된 파일롯 캐리어들을 포함한다. NTSC 아날로그 TV 신호의 적절한 성분들은 수평 동기화 펄스, 수평 블랭킹 펄스, 수평 블랭킹 펄스 및 수평 동기화 펄스의 조합, 고스트 캔슬링 기준 신호(ghost canceling reference signal), 그리고 수직 인터벌 테스트 신호를 포함한다. Each of these TV signals includes components that can be used to obtain a pseudo-range for the TV signal transmitter. Knowing several such pseudo-ranges and knowing transmitter positions, it is possible to accurately determine the user terminal position. Appropriate components in an ATSC digital TV signal include synchronization codes such as field synchronization segments in ATSC data frames and synchronization segments in data segments in ATSC data frames. Suitable components in ETSI DVB-T and ISDB-T digital TV signals include scattered pilot carriers. Suitable components of the NTSC analog TV signal include a horizontal synchronization pulse, a horizontal blanking pulse, a combination of a horizontal blanking pulse and a horizontal synchronization pulse, a ghost canceling reference signal, and a vertical interval test signal.

대부분의 도시 지역에는 여러 다른 위치로부터 충분한 숫자의 TV 신호 방송이 존재하여, 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위해 3개 이상의 각도로부터 의사-범위를 측정할 수 있다. 그러나 일부 지역에서는 언덕, 건물, 그 외 다른 방해물, 심지어 사람의 몸까지도 TV 신호 중 하나를 차단할 수 있다. 또는, 필요한 숫자의 TV 송신기와는 거리가 먼 시골 지역에 사용자 단말기가 위치할 수 있다. 이러한 경우에, 이동 전화 기지국에 의해 송신되는 신호를 이용하여 나머지 의사-범위를 제공할 수 있다. 추가적으로, 이 의사-범위들은 GSM 타이밍 어드밴스 패러미터처럼, 이동 전화 기지국에 의해 송신된 범위 신호로부터 얻은 범위를 이용하여 보강될 수 있다. 방송 TV 신호와 이동 전화 기지국에서 송신한 신호를 이용한 위치 파악 기술은 James J. Spilker Jr.의 2001년 8월 29일자 미국특허출원 60/315,983 호, "Digital Television Position Location Aided by GSM Measurements", Jimmy K. Omura의 2001년 10월 15일자 미국특허출원 60/329,592, "Digital Television Position Location Aided by CDMA Measurements", Jimmy, K. Omura의 2002년 5월 7일자 미국특허출원 60/378,819, "Combining E-OTD with a TV Based Cell Phone Position Location System "에 소개되어 있으며, 그 내용들은 본원에서 참고로 인용된다. 이 기술을 이용하여 사용자 단말기는 방송 TV 신호와 이동 전화 기지국 신호의 조합을 이용하여 그 위치를 결정할 수 있다. 여러 실시예에서, 사용되는 이동 전화 신호는 GSM 신호와 CDMA 신호를 포함한다. In most urban areas there is a sufficient number of TV signal broadcasts from different locations, so that pseudo-ranges can be measured from three or more angles to determine the location of the user terminal. In some areas, however, hills, buildings, other obstructions, and even human bodies can block one of the TV signals. Alternatively, the user terminal may be located in a rural area far from the required number of TV transmitters. In such a case, the signal transmitted by the mobile telephone base station may be used to provide the remaining pseudo-range. In addition, these pseudo-ranges may be augmented using ranges derived from range signals transmitted by the mobile telephone base station, such as GSM timing advance parameters. Positioning techniques using broadcast TV signals and signals transmitted from mobile base stations are described in James J. Spilker Jr., US Patent Application No. 60 / 315,983, filed August 29, 2001, "Digital Television Position Location Aided by GSM Measurements", Jimmy. U.S. Patent Application No. 60 / 329,592, filed October 15, 2001, K. Omura, "Digital Television Position Location Aided by CDMA Measurements," US Patent Application No. 60 / 378,819, May 7, 2002, of Jimmy, K. Omura, "Combining E. -OTD with a TV Based Cell Phone Position Location System, the contents of which are incorporated herein by reference. Using this technique, a user terminal can determine its location using a combination of broadcast TV signals and mobile phone base station signals. In various embodiments, mobile phone signals used include GSM signals and CDMA signals.

추가적인 의사-범위들이 표준 GPS 수신기를 이용하여 제공될 수 있다. GPS 신호와 함께 방송 TV 신호를 이용하여 위치 파악을 향상시키는 기술은 James J. Spilker Jr.의 2002년 3월 4일자 미국특허출원 60/361,762, "DTV Position Location Augmented by GPS"에 소개되어 있으며, 그 공개 내용은 본원에서 참고로 인용된다. 이 기술들을 이용한 사용자 단말기는 방송 TV 신호, 이동 전화 기지국 신호, 그리고 GPS신호의 조합을 이용하여 그 위치를 결정할 수 있다.Additional pseudo-ranges may be provided using standard GPS receivers. Techniques for improving positioning using broadcast TV signals in conjunction with GPS signals are described in James J. Spilker Jr., US Patent Application No. 60 / 361,762, "DTV Position Location Augmented by GPS," issued March 4, 2002, The disclosure is incorporated herein by reference. A user terminal using these techniques can determine its location using a combination of broadcast TV signal, mobile phone base station signal, and GPS signal.

도 1을 참고해보자. 제 1 실시예(100)는 기지국(104)과 에어 링크를 이용하여 통신하는 사용자 단말기(102)를 포함한다. 일부 구현에서, 사용자 단말기(102)는 무선 전화이고, 기지국(104)은 무선 전화 기지국이다. 일부 구현에서, 기지국(104)은 이동 MAN(metropolitan area network)이나 WAN(wide area network)의 일부분이다. See FIG. 1. The first embodiment 100 includes a user terminal 102 in communication with a base station 104 using an air link. In some implementations, user terminal 102 is a wireless telephone and base station 104 is a wireless telephone base station. In some implementations, the base station 104 is part of a mobile metropolitan area network (MAN) or wide area network (WAN).

도 1은 발명의 여러 가지 태양을 설명하는 데 사용되지만 발명이 이 구현에 제한되지는 않는다. 예를 들어, "사용자 단말기"라는 용어는 여기서 설명하는 위치 파악 기술을 구현할 수 있는 어떤 대상을 의미한다. 사용자 단말기의 예로는 PDA, 이동 전화, 차량 및 그 외 다른 수송 수단, 그리고 여기서 소개되는 위치 파악 기술을 구현하는 칩이나 소프트웨어를 포함할 수 있는 어떤 대상을 포함한다. 더욱이, "사용자 단말기"라는 용어는 "단말기"인 대상과 "사용자"에 의해 동작하는 대상에 국한되지 않는다. 1 is used to illustrate various aspects of the invention, but the invention is not limited to this implementation. For example, the term "user terminal" refers to any object that can implement the location technology described herein. Examples of user terminals include PDAs, mobile phones, vehicles and other vehicles, and any object that may include a chip or software that implements the positioning techniques introduced herein. Moreover, the term "user terminal" is not limited to objects that are "terminals" and objects that are operated by "users."

도 2는 한가지 구현 동작(100)을 도시한다. 사용자 단말기(102)는 한 개 이상의 TV 송신기(106A,106B-106N)로부터 방송 신호를 수신한다(단계 202). 도 1에서는 TV 송신기(106A)가 ETSI 송신기이고, TV 송신기(106B)는 NTSC 송신기이며, TV 송신기(106N)는 ATSC 송신기이다. 일본의 ISDB 신호 송신기를 포함한 다른 조합도 물론 고려될 수 있다. 2 illustrates one implementation operation 100. The user terminal 102 receives a broadcast signal from one or more TV transmitters 106A, 106B- 106N (step 202). In FIG. 1, the TV transmitter 106A is an ETSI transmitter, the TV transmitter 106B is an NTSC transmitter, and the TV transmitter 106N is an ATSC transmitter. Other combinations, including Japanese ISDB signal transmitters, may of course be considered.

위치 파악에 사용하기 위해 어느 TV 채널을 선택하는 가에 관하여는 여러 방법이 사용될 수 있다. 한 구현에서, 위치 서버(110)는 사용자 단말기(102)에게 모 니터할 최적 TV 채널을 알려준다. 일부 구현에서, 사용자 단말기(102)는 기지국(104)을 이용하여 위치 서버(110)와 메시지를 교환한다. 일부 구현에서, 사용자 단말기(102)는 기지국(104)의 신원과, 기지국 및 TV 채널을 상관시키는 저장표를 바탕으로 모니터할 TV 채널을 선택한다. 일부 구현에서, 사용자 단말기(102)는 사용자 단말기 위치의 일반적 표시를 제공하는 사용자로부터의 위치 입력을 입력받을 수 있고(가령, 가장 가까운 도시명), 이 정보를 이용하여 처리할 TV 채널을 선택할 수 있다. 일부 구현에서, 사용자 단말기(102)는 가용 TV 채널의 전력 수준을 바탕으로 위치의 핑거프린트를 조합하기 위해 가용 TV 채널을 스캔한다. 사용자 단말기(102)는 알려진 핑거프린트를 알려진 위치와 일치시키는 저장표에 이 핑거프린트를 비교하여, 처리를 위한 TV 채널을 선택한다. Several methods can be used as to which TV channel to select for use in positioning. In one implementation, location server 110 tells user terminal 102 the best TV channel to monitor. In some implementations, user terminal 102 uses base station 104 to exchange messages with location server 110. In some implementations, user terminal 102 selects a TV channel to monitor based on the identity of base station 104 and a storage table that correlates the base station and TV channels. In some implementations, user terminal 102 may receive input from a user that provides a general indication of the user terminal location (eg, the closest city name) and may use this information to select a TV channel to process. . In some implementations, the user terminal 102 scans the available TV channels to combine fingerprints of the location based on the power level of the available TV channels. The user terminal 102 selects a TV channel for processing by comparing the fingerprint to a storage table that matches a known fingerprint with a known location.

사용자 단말기(102)는 사용자 단말기와 각각의 TV 송신기(106) 사이에서 의사-범위를 결정한다(단계 204). 각각의 의사-범위는 TV 방송 신호의 한 성분의 송신기(106)로부터의 송신 시간과, 상기 성분의 사용자 단말기(102)에서의 수신 시간 사이의 시간차(또는 이와 대등한 거리)와, 사용자 단말기에서의 클럭 오프셋을 나타낸다. User terminal 102 determines a pseudo-range between the user terminal and each TV transmitter 106 (step 204). Each pseudo-range comprises a time difference (or equivalent distance) between the transmission time from the transmitter 106 of one component of the TV broadcast signal and the reception time of the component at the user terminal 102, and at the user terminal. Indicates the clock offset.

사용자 단말기(102)는 위치 서버(110)에 의사-범위를 송신한다. 일부 구현에서, 위치 서버(110)는 여기서 소개되는 동작을 실행하도록 설계된 소프트웨어를 실행하는 범용 컴퓨터로 구현된다. 또다른 구현에서, 위치 서버는 ASIC나 그 외 다른 종류의 장치로 구현된다. 일부 구현에서, 위치 서버(110)는 기지국(104) 내에 또는 그 근처에 구현된다.User terminal 102 transmits a pseudo-range to location server 110. In some implementations, location server 110 is implemented as a general purpose computer running software designed to carry out the operations described herein. In another implementation, the location server is implemented as an ASIC or some other kind of device. In some implementations, location server 110 is implemented in or near base station 104.

TV 신호는 다수의 모니터 유닛(108A-N)에 의해 또한 수신된다. 각각의 모니터 유닛(108)은 트랜시버 및 프로세서를 포함한 소형 유닛으로 구현될 수 있고, 유틸리티 폴, TV 송신기(106), 또는 기지국(104)에서처럼 편리한 위치에 장착될 수 있다. 일부 구현에서, 모니터 유닛(108)이 위성에 구현된다. The TV signal is also received by multiple monitor units 108A-N. Each monitor unit 108 may be implemented as a small unit including a transceiver and a processor and may be mounted at a convenient location, such as at a utility pole, TV transmitter 106, or base station 104. In some implementations, monitor unit 108 is implemented on a satellite.

각각의 모니터 유닛(108)은 TV 신호를 송신하는 TV 송신기(106) 각각에 대하여, TV 송신기의 로컬 클럭과 기준 클럭간 시간 오프셋을 측정한다. 일부 구현에서, 기준 클럭은 GPS 신호로부터 도출된다. 기준 클럭을 사용함으로서, 여러 모니터 유닛(108)이 사용될 때, 각각의 TV 송신기(106)에 대한 시간 오프셋을 결정할 수 있다. 왜냐하면, 각각의 모니터 유닛(108)이 기준 클럭에 대한 시간 오프셋을 결정할 수 있기 때문이다. 따라서, 모니터 유닛(108)의 로컬 클럭들의 오프셋이 이 결정에 영향을 미치지 않는다. 모니터 유닛(108)은 미국특허출원 09/887,158호, 09/932,010 호, 그리고 10/054,302 호에 상세하게 소개되어 있다. 그 내용은 본원에서 참고로 인용된다.Each monitor unit 108 measures, for each TV transmitter 106 that transmits a TV signal, a time offset between the local clock and the reference clock of the TV transmitter. In some implementations, the reference clock is derived from the GPS signal. By using the reference clock, when several monitor units 108 are used, it is possible to determine the time offset for each TV transmitter 106. This is because each monitor unit 108 can determine a time offset relative to the reference clock. Thus, the offset of the local clocks of the monitor unit 108 does not affect this determination. The monitor unit 108 is described in detail in US Patent Applications 09 / 887,158, 09 / 932,010, and 10 / 054,302. The contents of which are incorporated herein by reference.

또하나의 구현에서는 어떤 외부 시간 기준도 필요하지 않다. 본 구현에 따르면, 단일 모니터 유닛(108)이 사용자 단말기(102)에서처럼 똑같은 TV 송신기 모두로부터 TV 신호들을 수신한다. 그 결과, 단일 모니터 유닛의 로컬 클럭이 시간 기준으로 기능한다.Another implementation does not require any external time reference. According to this implementation, a single monitor unit 108 receives TV signals from all of the same TV transmitters as in the user terminal 102. As a result, the local clock of a single monitor unit functions as a time reference.

일부 구현에서, 각각의 시간 오프셋은 고정 오프셋으로 모델링된다. 또하나의 구현에서, 각각의 시간 오프셋은 다음 형태의 2차 다항식으로 모델링된다. In some implementations, each time offset is modeled as a fixed offset. In another implementation, each time offset is modeled as a quadratic polynomial of the form                 

오프셋 = a + b(t-T) + c(t-T)2 (1)Offset = a + b (tT) + c (tT) 2 (1)

즉, a, b, c, 그리고 T에 의해 기술될 수 있다. 어떤 구현에서도, 각각 측정된 시간 오프셋은 인터넷, 보안 모뎀 연결, 등에 의해 위치 서버에 주기적으로 송신된다. 일부 구현에서, 각각의 모니터 유닛(108)의 위치는 GPS 수신기를 이용하여 결정된다.That is, it can be described by a, b, c, and T. In any implementation, each measured time offset is periodically sent to the location server by the Internet, a secure modem connection, or the like. In some implementations, the location of each monitor unit 108 is determined using a GPS receiver.

위치 서버(110)는 데이터베이스(112)로부터 각각의 TV 송신기(106)의 위상 중심(즉, 위치)을 설명하는 정보를 수신한다. 일부 구현에서, 각각의 TV 송신기(106)의 위상 중심은 위상 중심을 정확하게 측정하기 위해 여러 다른 위치의 모니터 유닛(108)을 이용함으로서 측정된다. 또다른 구현에서, 각각의 TV 송신기(106)의 위상 중심은 안테나 위상 중심을 조사함으로서 측정된다. Location server 110 receives information from database 112 that describes the phase center (ie, location) of each TV transmitter 106. In some implementations, the phase center of each TV transmitter 106 is measured by using the monitor unit 108 in several different positions to accurately measure the phase center. In another implementation, the phase center of each TV transmitter 106 is measured by examining the antenna phase center.

일부 구현에서, 위치 서버(110)는 사용자 단말기 부근의 대기 온도, 대기압, 그리고 습도를 설명하는 기상 정보를 기상 서버(114)로부터 수신한다. 기상 정보는 인터넷으로부터도 가용하며, NOAA같은 다른 소스로부터도 가용하다. 위치 서버(110)는 B. Parkinson 및 J. Spilker Jr.의 Global Positioning System-Theory and Applications(AIAA, 1996년 미국, 워싱턴 DC)의 Vol. 1, Chapter 17에 J.Spilker Jr.의 Tropospheric Effects on GPS에 소개된 사항같은 기술을 이용하여 기상 정보로부터 대류권 전파 속도효과(tropospheric propagation velocity)를 결정한다. In some implementations, location server 110 receives weather information from weather server 114 that describes the ambient temperature, atmospheric pressure, and humidity near the user terminal. Weather information is also available from the Internet and from other sources such as NOAA. Location server 110 is described in B. Parkinson and J. Spilker Jr.'s Global Positioning System-Theory and Applications (AIAA, 1996, Washington, DC). The tropospheric propagation velocity is determined from meteorological information using techniques such as those introduced in Tropospheric Effects on GPS by J. Spilker Jr. in Chapter 17.

위치 서버(110)는 사용자 단말기(102)의 일반적 지리적 위치를 식별하는 정 보를 기지국(104)으로부터 또한 수신할 수 있다. 예를 들어, 이 정보는 셀룰러 전화가 위치한 셀이나 셀 섹터를 식별할 수 있다. 이 정보는 모호성 해결에 사용된다.Location server 110 may also receive from base station 104 information identifying a general geographic location of user terminal 102. For example, this information can identify the cell or cell sector where the cellular telephone is located. This information is used to resolve ambiguities.

사용자 단말기(102)는 한 개 이상의 이동 전화 기지국(104)으로부터 이동 전화 신호를 수신한다(단계 206). 이동 전화 신호는 GSM 타이밍 어드밴스 패러미터같은 범위 신호를 포함할 수 있다. 사용자 단말기(102)는 사용자 단말기(102)와 각각의 이동 전화 기지국(104)간 범위나 의사-범위를 결정한다(단계 208). 이 범위는 범위 신호로부터 얻을 수 있다. 각각의 의사-범위는 이동 전화 신호의 한 성분의 이동 전화 기지국(104)로부터의 송신 시간과, 상기 한 성분의 사용자 단말기(102)에서의 수신 시간간 시간차(또는 이와 대등한 거리)와, 이동 전화 기지국에서의 클럭 오프셋을 나타낸다. 사용자 단말기(102)는 위치 서버에 이 의사-범위를 송신한다. User terminal 102 receives a mobile telephone signal from one or more mobile telephone base stations 104 (step 206). The mobile phone signal may include a range signal such as a GSM timing advance parameter. The user terminal 102 determines a range or pseudo-range between the user terminal 102 and each mobile telephone base station 104 (step 208). This range can be obtained from the range signal. Each pseudo-range comprises a time difference (or equivalent distance) between the transmission time from the mobile telephone base station 104 of one component of the mobile telephone signal and the reception time at the user terminal 102 of the one component, and the movement. Indicates the clock offset at the telephone base station. User terminal 102 sends this pseudo-range to the location server.

위치 서버(110)는 의사-범위, 범위, 각각의 TV 송신기(106)의 위치, 그리고 이동 전화 기지국(104)의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정한다(단계 210). 도 3은 세 개의 송신기(302)를 이용한 위치 결정 구조를 도시한다. 송신기(302)들은 TV 송신기 및 이동 전화 기지국의 어떠한 조합도 포함할 수 있다. 송신기(302A)가 위치(x1, y1, z1)에 위치한다. 사용자 단말기(102)와 송신기(302A)간 범위는 r1이다. 송신기(302B)는 위치(x2, y2, z2)에 위치하며, 사용자 단말기(102)와 송신기(302B)간 범위는 r2이다. 송신기(302N)는 위치(x3, y3, z3)에 위치하며, 사용자 단말기(102)와 송신기(302N)간 범위는 r3이다. Location server 110 determines the location of the user terminal based on the pseudo-range, range, location of each TV transmitter 106, and location of mobile phone base station 104 (step 210). 3 shows a location determination structure using three transmitters 302. The transmitters 302 can include any combination of a TV transmitter and a mobile telephone base station. Transmitter 302A is located at positions x1, y1, z1. The range between the user terminal 102 and the transmitter 302A is r1. Transmitter 302B is located at locations x2, y2, z2 and the range between user terminal 102 and transmitter 302B is r2. The transmitter 302N is located at locations x3, y3, z3 and the range between the user terminal 102 and the transmitter 302N is r3.                 

위치 서버(110)는 해당 송신기(302)에 대한 시간 오프셋과 대류권 전파 속도에 따라 각각의 의사-범위의 값을 조정할 수 있다. 위치 서버(110)는 데이터베이스(112)로부터 위상 중심 정보를 이용하여 각각의 송신기(302) 위치를 결정한다. GSM 기지국의 위치 및 이에 대한 클럭 오프셋은 GSM 기지국에 의해 송신되는 E-OTD 협조 데이터 방송 메시지로부터 얻을 수 있다. The location server 110 may adjust each pseudo-range value according to the time offset and tropospheric propagation speed for the transmitter 302 in question. The location server 110 uses the phase center information from the database 112 to determine the location of each transmitter 302. The location of the GSM base station and its clock offset can be obtained from the E-OTD cooperative data broadcast message transmitted by the GSM base station.

사용자 단말기(102)는 세가지 미지값, 즉, 사용자 단말기(102)의 위치(x, y)와 클럭 오프셋 T를 구하기 위해 세 개 이상의 의사-범위 측정을 행한다. 사용자 단말기의 고도(즉, 높이)는 필요 수준의 정확도 내로 알려져 있고 사용자 단말기의 경도 및 위도만이 정확하게 결정되면 된다고 가정한다. 물론, 네 개 이상의 송신기가 가용하고 이 송신기들의 배열이 충분하다고 가정할 경우 사용자 단말기의 위치를 3차원으로, 즉, (x, y, z)로 구할 수 있다. 여기서 소개되는 기술을 3차원 위치 고정을 위해 조정하는 것은 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명료하다. The user terminal 102 makes three or more pseudo-range measurements to find three unknown values: the position (x, y) and the clock offset T of the user terminal 102. The altitude (ie, height) of the user terminal is known to be within the required level of accuracy and assumes that only the longitude and latitude of the user terminal need be accurately determined. Of course, assuming that four or more transmitters are available and that the arrangement of these transmitters is sufficient, the position of the user terminal can be determined in three dimensions, that is, (x, y, z). Adjusting the techniques introduced here for three-dimensional position fixation is clear to those of ordinary skill in the art.

세 개의 의사-범위 측정치 pr1, pr2, pr3는 다음과 같이 주어진다.Three pseudo-range measurements pr1, pr2 and pr3 are given by

pr1 = r1 + T (2) pr1 = r1 + T (2)

pr2 = r2 + T (3) pr2 = r2 + T (3)

pr3 = r3 + T (4) pr3 = r3 + T (4)

세 개의 범위는 다음과 같이 표현될 수 있다.The three ranges can be expressed as

r1 = |X - X1| (5)r1 = | X-X1 | (5)

r2 = |X - X2| (6)r2 = | X-X2 | (6)

r3 = |X - X3| (7) r3 = | X-X3 | (7)                 

이때, X는 사용자 단말기의 3차원 벡터 위치 (x, y, z)를, X1은 송신기(302A)의 3차원 벡터 위치 (x1, y1, z1)를, X2는 송신기(302B)의 3차원 벡터 위치 (x2, y2, z2)를, X3는 송신기(302N)의 3차원 벡터 위치 (x3, y3, z3)를 나타낸다. 이 관계들은 미지수 x, y, T를 풀기 위한 세 개의 방정식을 생성한다. 경도 및 위도만이 필요한 경우에, 위치 서버(110)가 z에 대한 어떤 추정치를 가정하며 나머지 미지 좌표에 대하여 이의 값을 구할 수 없다고 가정한다. 한 구현에서, 지형도를 이용하여, z의 초기 추정치가 x 및 y에 대한 연산값을 바탕으로 하여 반복적으로 재규정될 수 있다. 또하나의 구현에서, 위치 서버(110)는 z를 능동적으로 푼다. 위치 서버(110)는 공지된 기존 방법에 따라 이 방정식들을 푼다. E911 응용에서, 사용자 단말기(102)의 위치가 적절한 당국으로의 분배를 위해 E911 위치 서버(116)에 전송된다. 또다른 응용에서, 위치가 사용자 단말기(102)에 전송된다.Where X is the three-dimensional vector position (x, y, z) of the user terminal, X1 is the three-dimensional vector position (x1, y1, z1) of the transmitter 302A, and X2 is the three-dimensional vector of the transmitter 302B. Position (x2, y2, z2) and X3 represent the three-dimensional vector position (x3, y3, z3) of transmitter 302N. These relationships produce three equations for solving the unknowns x, y, and T. If only longitude and latitude are needed, assume that location server 110 assumes some estimate of z and cannot obtain its value for the remaining unknown coordinates. In one implementation, using the topographic map, the initial estimate of z may be iteratively redefined based on the computed values for x and y. In another implementation, location server 110 actively resolves z. Location server 110 solves these equations according to known conventional methods. In an E911 application, the location of the user terminal 102 is sent to the E911 location server 116 for distribution to the appropriate authorities. In another application, the location is sent to the user terminal 102.

일부 구현에서, 사용자 단말기(102)는 의사-범위를 연산하지 않으며, 대신에, 의사-범위를 연산하기에 충분한 신호들의 측정치를 취하여, 이 측정치를 위치 서버(110)에 전송한다. 위치 서버(110)는 상기 측정치를 바탕으로 하여 의사-범위를 연산하고, 의사-범위를 바탕으로 하여 위치를 연산한다(상술한 바와 같음). In some implementations, user terminal 102 does not compute pseudo-ranges, but instead takes measurements of signals sufficient to compute pseudo-ranges and transmits these measurements to location server 110. The location server 110 calculates a pseudo-range based on the measurement and calculates a position based on the pseudo-range (as described above).

사용자 단말기에 의해 실행되는 위치 파악Determine location executed by user terminal

일부 구현에서, 사용자 단말기(102) 위치는 사용자 단말기(102)에 의해 연산된다. 이 구현에서, 모든 필요 정보가 사용자 단말기(102)에 송신된다. 이 정보는 위치 서버(110), 기지국(104), 한 개 이상의 TV 송신기(106), 이동 전화 기지국(104), 또는 이들의 조합에 의해 사용자 단말기(102)에 송신될 수 있다. 사 용자 단말기(102)는 그후 의사-범위를 측정하여 상술한 바와 같이 방정식들을 푼다. 이 구현이 이제부터 설명된다.In some implementations, the user terminal 102 location is computed by the user terminal 102. In this implementation, all necessary information is sent to the user terminal 102. This information may be transmitted to the user terminal 102 by the location server 110, the base station 104, one or more TV transmitters 106, the mobile telephone base station 104, or a combination thereof. The user terminal 102 then measures the pseudo-range to solve the equations as described above. This implementation is now described.

사용자 단말기(102)는 각각의 TV 송신기(106)의 로컬 클럭과 기준 클럭간의 시간 오프셋을 수신한다. 사용자 단말기(102)는 데이터베이스(112)로부터 각각의 TV 송신기(106)의 위상 중심을 설명하는 정보를 또한 수신한다.The user terminal 102 receives a time offset between the local clock and reference clock of each TV transmitter 106. User terminal 102 also receives information describing the center of phase of each TV transmitter 106 from database 112.

사용자 단말기(102)는 위치 서버(110)에 의해 연산된 대류권 전파 속도를 수신한다. 일부 구현에서, 사용자 단말기(102)는 사용자 단말기(102) 근처의 대기 온도, 대기압, 그리고 습도를 설명하는 기상 정보를 기상 서버(114)로부터 수신하고, 기존 기술들을 이용하여 기상 서버로부터 대류권 전파 속도를 결정한다. The user terminal 102 receives the tropospheric propagation speed calculated by the location server 110. In some implementations, the user terminal 102 receives weather information from the weather server 114 describing the atmospheric temperature, atmospheric pressure, and humidity near the user terminal 102 and uses existing techniques to provide tropospheric propagation rates from the weather server. Determine.

사용자 단말기(102)는 기지국(104)으로부터 사용자 단말기(102)의 개략적 위치를 식별하는 정보를 또한 수신할 수 있다. 예를 들어, 이 정보는 셀룰러 전화가 위치하는 셀이나 셀 섹터를 식별할 수 있다. 이 정보는 모호성 해결에 사용된다.The user terminal 102 may also receive information identifying the schematic location of the user terminal 102 from the base station 104. For example, this information can identify the cell or cell sector where the cellular telephone is located. This information is used to resolve ambiguities.

사용자 단말기(102)는 한 개 이상의 TV 송신기(106)로부터 TV 신호를 수신하며, 사용자 단말기(102)와 각각의 TV 송신기(106)간의 의사-범위를 결정한다. 사용자 단말기(102)는 한 개 이상의 이동 전화 기지국(104)으로부터 이동 전화 신호를 수신하여, 사용자 단말기(102)와 이동 전화 기지국(104)간의 의사-범위나 범위를 결정한다. 사용자 단말기(102)는 그후 의사-범위나 범위, TV 송신기(106) 위치, 그리고 이동 전화 기지국(104) 위치를 바탕으로 사용자 단말기 위치를 결정한다. The user terminal 102 receives TV signals from one or more TV transmitters 106 and determines the pseudo-range between the user terminal 102 and each TV transmitter 106. The user terminal 102 receives mobile telephone signals from one or more mobile telephone base stations 104 to determine pseudo-ranges or ranges between the user terminal 102 and the mobile telephone base station 104. The user terminal 102 then determines the user terminal location based on the pseudo-range or range, the TV transmitter 106 location, and the mobile telephone base station 104 location.

이 구현 중 어떤 구현에서도, 사용자 단말기(102) 위치는 TV 송신기를 이용하여 연산될 수 있고, 상기 TV 송신기에 대한 사전 위치 결정 중 오프셋 T가 연산 될 수 있다. T 값은 기존 방법에 따라 저장되거나 관리될 수 있다.In any of these implementations, the user terminal 102 position can be computed using a TV transmitter, and the offset T during pre-positioning for the TV transmitter can be computed. The T value can be stored or managed according to existing methods.

일부 구현에서, 기지국(104)은 사용자 단말기(102)의 클럭 오프셋을 결정한다. 이 구현에서, 두 개의 송신기만이 위치 결정에 필요하다. 기지국(104)은 클럭 오프셋 T를 위치 서버(110)에 송신하고, 각각의 송신기에 대하여 연산된 의사-범위로부터 사용자 단말기(102)의 위치를 결정한다. In some implementations, base station 104 determines the clock offset of user terminal 102. In this implementation, only two transmitters are needed for position determination. Base station 104 transmits clock offset T to location server 110 and determines the location of user terminal 102 from the pseudo-range computed for each transmitter.

GSM 이동 전화 신호를 이용한 위치 파악Location using GSM mobile phone signal

GSM 이동 전화 신호는 200 kHz 대역폭과 1525/6 = 270.83333 kbps의 비트 속도를 가지는 주파수 분할 다중 접속/시간 분할 다중 접속(FDMA/TDMA) 신호이다. GSM 신호는 송신용 25MHz 및 수신용 25MHz의 총 대역폭에 대해 200 kHz 보호 대역(guard band)과 각각 124개의 200 kHz 주파수 채널을 가진다. 각각의 주파수 채널은 8명의 서로 다른 액티브 사용자에 의해 공유되는 8개의 시간 슬롯으로 분할되는 한 개의 TDMA 프레임을 가지는 270.8333 kbps의 가우시안 최소 시프트 키 신호에 의해 변조된다. 따라서 이 시스템은 8 x 124 = 992 개의 시간 슬롯의 용량을 가진다. 45MHz 만큼 이격된 한쌍의 주파수 채널이 주어진 듀플렉스 채널에 할당된다.The GSM mobile phone signal is a frequency division multiple access / time division multiple access (FDMA / TDMA) signal with a 200 kHz bandwidth and a bit rate of 1525/6 = 270.83333 kbps. The GSM signal has a 200 kHz guard band and 124 200 kHz frequency channels for a total bandwidth of 25 MHz for transmission and 25 MHz for reception. Each frequency channel is modulated by a 270.8333 kbps Gaussian minimum shift key signal with one TDMA frame divided into eight time slots shared by eight different active users. Thus the system has a capacity of 8 x 124 = 992 time slots. A pair of frequency channels spaced by 45 MHz is assigned to a given duplex channel.

GSM 신호는 노멀 버스트(normal burst), 주파수 교정 버스트(frequency correction burst), 동기화 버스트, 더미 버스트(dummy burst), 그리고 액세스 버스트의 다섯가지 버스트 포맷을 가진다. 주파수 교정 버스트는 6개에 가까운 테일 비트 플러스 보호 시간에 대하여 순수한 캐리어 성분을 가진다. 0.3 GMSK 변조 때문에, "0"비트의 스트림이 노미널 캐리어 주파수 위로 1625/24 kHz = 67.7+kHz의 주파수 시프트를 가진 순수 캐리어를 발생시킨다. 이 순수 캐리어는 로컬 결정 발진기(local crystal oscillator)를 교정시키도록 사용자 단말기에 의해 사용된다. 동기화 버스트는 노멀 26 비트 트레이닝 시퀀스 대신에 64 비트 트레이닝 시퀀스를 가진 타이밍용으로 사용된다. 더미 버스트는 데이터가 없는 점을 제외하면 노멀 버스트와 동일하다. 액세스 버스트는 훨씬 더 큰 68.25 보호 공간을 가지며, 41 비트 트레이닝 시퀀스, 그리고 36개에 불과한 데이터 비트를 가진다.The GSM signal has five burst formats: normal burst, frequency correction burst, synchronization burst, dummy burst, and access burst. The frequency calibration burst has a pure carrier component for close to six tail bit plus guard times. Because of the 0.3 GMSK modulation, a stream of "0" bits generates a pure carrier with a frequency shift of 1625/24 kHz = 67.7+ kHz over the nominal carrier frequency. This pure carrier is used by the user terminal to calibrate the local crystal oscillator. Synchronization bursts are used for timing with 64-bit training sequences instead of normal 26-bit training sequences. The dummy burst is the same as the normal burst except that there is no data. The access burst has a much larger 68.25 guard space, a 41-bit training sequence, and only 36 data bits.

노멀 버스트에 대한 포맷이 도 4에 도시되어 있다. 이 포맷은 3개의 테일 비트(402), 67개의 데이터 비트(404), 26 비트 동기화 트레이닝 시퀀스(406), 57개의 데이터 비트(408), 3개의 테일 비트(410), 그리고 8.25 보호 비트(412)를 포함한다. The format for normal bursts is shown in FIG. This format includes three tail bits 402, 67 data bits 404, a 26-bit synchronous training sequence 406, 57 data bits 408, three tail bits 410, and 8.25 guard bits 412. ).

이 다양한 버스트 포맷의 트레이닝 시퀀스들은 타이밍 동기화를 위해 본 발명의 실시예에 의해 사용되는 공지된 비트 패턴이다. 기지국 칼라 코드로 표시되는 노멀 버스트 전송용 트레이닝 시퀀스가 8가지로 존재한다. 트레이닝 시퀀스는 적응성 이퀄라이저를 조정하고 전파 지연을 교정하는 데 사용된다. These various burst format training sequences are known bit patterns used by embodiments of the present invention for timing synchronization. There are eight training sequences for normal burst transmission, indicated by base station color codes. The training sequence is used to adjust the adaptive equalizer and correct the propagation delay.

사용자 단말기는 임의 액세스 채널 중 하나에 대한 요청을 행함으로서 시스템에 들어간다. 그러나 TDMA 프레임 당 8개의 버스트를 가진 TDMA 신호가 적절하게 동작하기 위해서는, 기지국으로부터 여러 다른 거리에 위치한 사용자 단말기들이 서로 다른 시간 오프셋으로 TDMA 버스트를 송신하여야 한다. 이로 인해, TDMA 버스트가 기지국에서 적절한 타이밍으로 버스트간 중복없이 수신될 수 있다. The user terminal enters the system by making a request for one of the random access channels. However, for TDMA signals with eight bursts per TDMA frame to work properly, user terminals located at different distances from the base station must transmit TDMA bursts at different time offsets. This allows TDMA bursts to be received at base stations at appropriate timing without duplication between bursts.

이를 위해 기지국은 타이밍 어드밴스 패러미터를 포함하는 범위 신호를 송신 한다. 물론, 그 외 다른 범위 신호가 가용할 경우, 이 대신에 사용될 수 있다. 타이밍 어드밴스 패러미터는 1개의 데이터 비트 당 64개의 스텝들을 가지며, 일방향 전파 시간의 두배에 해당한다. 따라서 각각의 증분은 자유공간 전파에 대하여 1.846 마이크로초이거나 1846 피트 범위이다. 따라서 타이밍 어드밴스 패러미터는 대략 +/- 307.6 야드나 302.7미터의 범위 정확도를 기지국으로부터 사용자 단말기에게 자체적으로 제공한다. 이 정확도가 요망하는 바만큼 정확하지는 않더라도, 사용자 단말기에서 이미 가용한 것이며, TV 신호 측정치의 높은 정확도와 조합될 때, 우수한 배열을 가진 TV 신호가 두 개만 나타나는 외곽 영역에서 수용가능한 결과를 도출한다.To this end, the base station transmits a range signal including timing advance parameters. Of course, if other range signals are available, they can be used instead. The timing advance parameter has 64 steps per data bit, corresponding to twice the one-way propagation time. Thus, each increment is in the range of 1.846 microseconds or 1846 feet for free space propagation. The timing advance parameter thus provides itself with a range accuracy of approximately +/- 307.6 yards or 302.7 meters from the base station to the user terminal. Although this accuracy is not as accurate as desired, it is already available at the user terminal and, when combined with the high accuracy of the TV signal measurements, yields acceptable results in the outer region where only two TV signals with good alignment appear.

타이밍 어드밴스 패러미터는 GSM에 사용되는 시그널링 채널 중 하나로 송신된다. 시그널링 채널 세트에는 3개의 전용 제어 채널(DCCH; Dedicated Control CHannels)이 존재한다. 이 DCCH 채널 중 하나는 양방향식(사용자 단말기와 기지국간) 느슨하게 관련된 제어 채널(SACCH; Slow Associated Control CHannel)로서, 7비트 타이밍 어드밴스 정보를 포함한다. SACCH 채널의 포맷이 도 5에 도시된다. 이 링크 제어 패러미터는 480밀리초마다 측정되고 갱신된다. The timing advance parameters are transmitted on one of the signaling channels used for GSM. There are three dedicated control channels (DCCHs) in the signaling channel set. One of these DCCH channels is a slow associated control channel (SACCH) that is bidirectional (between a user terminal and a base station) and contains 7-bit timing advance information. The format of the SACCH channel is shown in FIG. This link control parameter is measured and updated every 480 milliseconds.

도 6은 우수한 배열로 두 개의 DTV 송신기(106)만이 나타나고, 그리고 사용자 단말기(102)에 대해 한 개의 GSM 기지국(104)만을 가진 시스템 구조를 도시한다. 물론, 추가적인 GSM 기지국(104)이 보일 경우, 그 신호들이 위치 파악의 정확도를 개선시키는 데 사용될 수 있다. 6 shows a system architecture in which only two DTV transmitters 106 are shown in a good arrangement, and with only one GSM base station 104 for the user terminal 102. Of course, if additional GSM base station 104 is visible, the signals can be used to improve the accuracy of the location.

GSM 기지국 트랜시버 시스템(BTS)(104), 기지국 제어기(BSC)(602), 그리고 이동 스위칭 센터(604)에 의해 사용자 단말기(102)로부터 위치 서버(110)에 신호가 중계된다. Signals are relayed from the user terminal 102 to the location server 110 by the GSM base station transceiver system (BTS) 104, the base station controller (BSC) 602, and the mobile switching center 604.

GSM 시스템 측정치는 여러 형태 중 하나를 취할 수 있다. 한가지 실시예는 노멀 GSM 타이밍 어드밴스 패러미터를 이용하며, 이는 항상 제공된다. 정확도가 요망하는 바만큼 우수하지는 않다. 그러나, 한 개 이상의 GSM SMS(Short Message Service) 메시지를 이용하는 것처럼, 다른 DTV 신호 측정치와 함께 위치 서버(110)에 타이밍 어드밴스가 또한 공급되는 점을 제외하고는, 노멀 GSM 동작에 대해 어떤 추가사항도 필요하지 않다. 위치 서버(110)는 사용자 단말기(102)의 위치를 알기 위해 기지국(104)의 위치 정보와 함께 타이밍 어드밴스 측정치를 통합시킨다. GSM system measurements may take one of several forms. One embodiment uses a normal GSM timing advance parameter, which is always provided. Accuracy is not as good as desired. However, no additions to normal GSM operation, except that timing advance is also supplied to location server 110 along with other DTV signal measurements, such as using one or more GSM Short Message Service (SMS) messages. It is not necessary. Location server 110 integrates timing advance measurements with location information of base station 104 to know the location of user terminal 102.

또다른 실시예는 사용자 단말기(102)와 기지국(104)간 의사-범위를 측정하고 이 의사-범위를 사용자 단말기(102)와 DTV 송신기(106)간 의사-범위와 함께 이용하여, 사용자 단말기의 위치를 매우 정확하게 구한다. 본 실시예는 GSM 트레이닝 시퀀스에 대해 동작하는 의사-범위 지연 락 루프를 포함한다. 노멀 버스트에 대한 트레이닝 시퀀스는 100% 듀티 팩터를 가지지 않으며, 대신에 26/(156.25 x 8) = 2.08%의 듀티 팩터를 가진다. 그럼에도 불구하고, 1초 평균 시간에 대해, GSM 노멀 버스트 트레이닝 시퀀스는 270,833 X 0.0208 = 5633 또는 37.5 dB의 처리 이득을 가진다. 물론, 다른 종류의 GSM 버스트에서의 트레이닝 시퀀스가 또한 사용될 수 있다. Another embodiment measures the pseudo-range between the user terminal 102 and the base station 104 and uses this pseudo-range together with the pseudo-range between the user terminal 102 and the DTV transmitter 106 to determine the user's terminal. Find the location very accurately. This embodiment includes a pseudo-range delay lock loop that operates on a GSM training sequence. The training sequence for normal bursts does not have a 100% duty factor, but instead has a duty factor of 26 / (156.25 x 8) = 2.08%. Nevertheless, for one second average time, the GSM normal burst training sequence has a processing gain of 270,833 X 0.0208 = 5633 or 37.5 dB. Of course, training sequences in other kinds of GSM bursts may also be used.

다른 실시예들은 사용자 단말기(102)와 DTV 송신기(106)간 의사-범위에 추가하여, 한 개 이상의 타이밍 어드밴스 패러미터와, 사용자 단말기(102)와 기지국(104)간 한 개 이상의 의사-범위를 이용한다. Other embodiments use one or more timing advance parameters and one or more pseudo-ranges between the user terminal 102 and the base station 104 in addition to the pseudo-ranges between the user terminal 102 and the DTV transmitter 106. .

도 7은 두 개의 DTV 신호의 측정치와 함께, 추가적 수정없이 GSM 타이밍 어드밴스를 이용하는 위치 해법을 도시한다. 간단한 본 예에서, GSM 타이밍 어드밴스는 대기 중 광속 곱하기 나노초의 타이밍 어드밴스에 대응하는 반경의 호(702)인 해의 자취를 제공한다. 호(702)의 각도 폭은 k-섹터 안테나의 각도 범위에 해당하며, 8개의 섹터를 가지는 경우 각도 폭은 360/8 = 45도이다. 두 개의 DTV 해가 지연 차에 대응하는 쌍곡선(704)을 단순하게 제공한다. 위치 해는 호(702)와 적절한 쌍곡선(704)의 교차점(706)이다. 7 shows a location solution using GSM timing advance without further modification, with measurements of two DTV signals. In this simple example, the GSM timing advance provides a trace of the solution, which is an arc 702 of radius corresponding to a timing advance of luminous flux times nanoseconds in the atmosphere. The angular width of arc 702 corresponds to the angular range of the k-sector antenna, and with eight sectors the angular width is 360/8 = 45 degrees. Two DTV solutions simply provide a hyperbola 704 corresponding to the delay difference. The position solution is the intersection 706 of the arc 702 and the appropriate hyperbolic 704.

도 8은 한 실시예에서, 측정된 동기화 시간을 사용자 단말기의 로컬 기준 클럭과 비교함으로서 의사-범위를 측정하는 데 사용되는 시간-게이트 지연 락 루프(TGDLL) 수신기(800)의 단순화된 구성 도면이다. 시간-게이트 DLL(지연 락 루프)은 James J. Spilker와 Matthew Rabinowitz의 2002년 1월 22일자 미국특허출원 10/054,262, "Time-Gated Delay Lock Loop Tracking of Digital Television Signals"에 소개되어 있고, 그 내용은 본원에서 참고로 인용된다.8 is a simplified configuration diagram of a time-gate delay lock loop (TGDLL) receiver 800 used to measure pseudo-range by comparing the measured synchronization time with a local reference clock of the user terminal in one embodiment. . Time-gate DLLs (Delayed Lock Loops) are described in James J. Spilker and Matthew Rabinowitz, January 22, 2002, US Patent Application No. 10 / 054,262, "Time-Gated Delay Lock Loop Tracking of Digital Television Signals." The contents are incorporated herein by reference.

도 8이 비-코히어런트형 지연 락 루프를 도시하지만, 코히어런트 형태의 시간-게이트 지연 락 루프도 물론 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. GSM 수신기가 코히어런트하게 동작하여야 하기 때문에, DLL을 코히어런트 모드로 동작하기에 신호 레벨과 클럭 회복이 충분하다. Although FIG. 8 shows a non-coherent delay lock loop, it should be understood that a coherent time-gate delay lock loop may of course be used. Since the GSM receiver must operate coherently, the signal level and clock recovery are sufficient to operate the DLL in coherent mode.

시간-게이트 제어기(802)는 수신기(800)의 메모리없는 소자들을 온 및 오프시키는 시간-게이트 신호를 발생시켜 전력을 보존하고, 따라서 이 신호들이 필요할 때만 이 소자들이 동작하고 신호들을 생성하게 된다. 시간-게이트 제어기(802)는 트레이닝 시퀀스의 타이밍을 바탕으로 로컬 클럭(804)에 의해 발생되는 타이밍 신호에 의해 제어된다. 수신기의 프론트 엔드의 소자들도 물론 시간-게이트될 수 있다. 이는 실질적인 전력을 절약하여, 제한된 전력 리소스를 가진 휴대용 장치에 특히 적합한 구현을 가능하게 한다. The time-gate controller 802 generates time-gate signals that turn on and off the memoryless elements of the receiver 800 to conserve power, so that these elements operate and generate signals only when they are needed. The time-gate controller 802 is controlled by a timing signal generated by the local clock 804 based on the timing of the training sequence. Elements of the front end of the receiver can of course also be time-gated. This saves substantial power, enabling a particularly suitable implementation for portable devices with limited power resources.

수신한 GSM 신호가 시간 게이트 제어기(802)에 의해 또한 제어되는 스위치(806)에 의해 통과되어, 한쌍의 믹서(808A, 808B)에 도달한다. 이 믹서에서는 상기 신호가 트레이닝 시퀀스의 I 및 Q 샘플로 믹싱된다. 이 샘플들은 트레이닝 시퀀스 발생기(810)에 의해 제공된다. 믹서(808)의 출력은 중간 주파수 필터(812A, 812B)에 의해 필터링된 후, 비-코히어런트 검출기(NCD)(814A, 814B)를 구동시킨다. NCD(814)의 출력들은 서머(summer)(816)에 의해 조합되어 DLL 루프 필터(818)에 의해 필터링된다. 필터(818)의 출력은 로컬 클럭(804)에 의해 구동되는 수치 제어 발진기(NCO)(820)를 구동시키고, 트레이닝 시퀀스 발생기(810)를 구동시킨다. The received GSM signal is passed by a switch 806 which is also controlled by the time gate controller 802 to reach a pair of mixers 808A and 808B. In this mixer, the signal is mixed into I and Q samples of the training sequence. These samples are provided by the training sequence generator 810. The output of the mixer 808 is filtered by the intermediate frequency filters 812A, 812B and then drives the non-coherent detector (NCD) 814A, 814B. The outputs of NCD 814 are combined by summer 816 and filtered by DLL loop filter 818. The output of the filter 818 drives the numerically controlled oscillator (NCO) 820 driven by the local clock 804 and the training sequence generator 810.

TGDLL(800)은 GSM 노멀 버스트의 26-비트 트레이닝 시퀀스만을 이용하는 것이 아니라, GSM 기지국(104)로부터 방송되는 여러 제어 신호 및 그 외 다른 GSM 버스트의 트레이닝 시퀀스도 이용할 수 있다. 이 여러 접근법들로 인해, 타이밍 어드밴스 패러미터만을 이용하여 얻는 측정치보다 더 정확한 측정치를 얻을 수 있다. The TGDLL 800 may use not only the 26-bit training sequence of the GSM normal burst but also various control signals broadcast from the GSM base station 104 and other GSM burst training sequences. These different approaches allow for more accurate measurements than those obtained using only timing advance parameters.

위치 프로세서(110)는 사용자 단말기에 의해 사용되는 섹터와 기지국 안테나의 위치를 또한 해결한다. 추가적으로, 기지국의 클럭 타이밍을 반드시 알고 있어야 한다. 이는 기지국 클럭이 GPS나 그 외 다른 타이밍 소스에 동기화될 경우 용이 하게 달성되며, 클럭에서부터 안테나까지 거리가 연산되거나 측정된다. The location processor 110 also addresses the location of the sector and base station antennas used by the user terminal. In addition, the clock timing of the base station must be known. This is easily accomplished when the base station clock is synchronized to GPS or other timing sources, and the distance from the clock to the antenna is calculated or measured.

타이밍 어드밴스 패러미터만을 이용하거나 GSM 기지국에 대한 의사-범위를 측정하는 이 두 접근법 중 어느 것으로도, 우수한 배열의 DTV 타워가 두 개뿐인 경우에 위치 파악이 가능하다. 물론, 더 많은 기지국이나 DTV 타워가 나타날 경우, 추가적인 성능 개선을 얻을 수 있다.Either of these approaches, using only timing advance parameters or measuring pseudo-ranges for GSM base stations, can be located when there are only two DTV towers in a good configuration. Of course, if more base stations or DTV towers appear, additional performance improvements can be obtained.

CDMA 이동 전화 신호를 이용한 위치 파악Location using CDMA mobile phone signal

현재 가장 폭넓게 사용되고 있는 디지털 셀룰러 시스템 중 하나는 미국 IS-95 CDMA 표준을 바탕으로 한다. CDMA 셀룰러 시스템은 간섭 및 다중경로에 견고한 확산 스펙트럼 신호를 이용하고 있다. 간섭에 대한 이러한 견고함으로 인해, 모든 CDMA 셀 사이트들이 동일한 송신 및 수신 주파수 대역을 이용할 수 있다. 셀 사이트간 간섭을 최소화시키기 위해, 각각의 CDMA 기지국 신호는 선형 피드백 발생기에 의해 발생되는 의사 잡음(PN) 비트 시퀀스를 바탕으로 한 확산 스펙트럼 송신 신호를 이용하며, 이때, 동상(in-phase) 발생기는 다음의 다항식으로 표시된다.One of the most widely used digital cellular systems today is based on the US IS-95 CDMA standard. CDMA cellular systems use spread spectrum signals that are robust against interference and multipath. This robustness to interference allows all CDMA cell sites to use the same transmit and receive frequency bands. To minimize inter-site interference, each CDMA base station signal uses a spread-spectrum transmit signal based on a pseudo noise (PN) bit sequence generated by a linear feedback generator, where an in-phase generator is used. Is represented by the following polynomial:

fI(x) = 1 + x2 + x6 + x7 + x8 + x10 + x15 (8)f I (x) = 1 + x 2 + x 6 + x 7 + x 8 + x 10 + x 15 (8)

그리고, 쿼드러처 발생기는 다음의 다항식으로 표시된다.The quadrature generator is represented by the following polynomial.

fQ(x) = 1 + x3 + x4 + x5 + x9 + x10 + x11 + x12 + x15 (9)f Q (x) = 1 + x 3 + x 4 + x 5 + x 9 + x 10 + x 11 + x 12 + x 15 (9)

이들은 주기 215-1을 가진 최대 길이 시프트 레지스터 시퀀스로서 32,767이다. These are the maximum length shift register sequences with period 215-1, 32,767.                 

모든 CDMA 기지국 신호는 이 동일한 동상 및 쿼드러처 PN 시퀀스를 이용한다. 캐리어를 변조하는 이 시퀀스들은 데이터가 변조되는 하이-레벨 캐리어처럼 행동한다. 각각의 신호에 대한 칩 속도는 1.2288 Mcps이다. 이 시퀀스의 각각의 주기는 매 26.66 밀리초마다 반복되며, 또는 2초마다 75회 반복된다. All CDMA base station signals use this same in-phase and quadrature PN sequence. These sequences of modulating carriers behave like high-level carriers where data is modulated. The chip rate for each signal is 1.2288 Mcps. Each period of this sequence is repeated every 26.66 milliseconds, or 75 times every two seconds.

동일한 주파수 대역을 이용한 여러 다른 셀 사이트 전송으로부터 사용자 단말기에서의 간섭을 최소화하기 위해, 각각의 셀 사이트 PN 시퀀스는 64 칩의 정수배로 오프셋된다. 512개의 고유 오프셋이 존재한다. 한 영역 내의 모든 기지국들은 간섭 최소화를 위해 서로 다른 오프셋들을 이용하며, 가장 강한 기지국 신호의 사용자 단말기 포착을 돕는다. 송신 신호에서 동일한 시퀀스의 오프셋들을 이용하는 이러한 방법은 모든 기지국들이 송신기들의 시간 동기화를 가능하게 하는 안정한 시간 기준을 유지해야 한다는 점을 요건으로 한다. 모든 CDMA 셀 사이트들은 GPS 수신기로 자체 시간 기준을 얻는다. In order to minimize interference at the user terminal from several different cell site transmissions using the same frequency band, each cell site PN sequence is offset by an integer multiple of 64 chips. There are 512 unique offsets. All base stations within a region use different offsets to minimize interference and help user terminal acquisition of the strongest base station signal. This method of using offsets of the same sequence in a transmission signal requires that all base stations maintain a stable time reference that allows time synchronization of the transmitters. All CDMA cell sites get their own time reference with the GPS receiver.

IS-95 디지털 셀룰러 시스템은 현 아날로그 셀룰러 대역(AMPS)과 같은 대역에서 동작하며, 이 대역에서, 각 방향으로 25MHz의 주파수 분할 듀플렉싱, 869-894 MHz의 업링크 대역(사용자 단말기 -> 기지국), 그리고 824-849 MHz의 다운링크 대역(기지국-> 사용자 단말기)을 이용하여 풀 듀플렉스 동작이 구현된다. 각 방향에 대한 25 MHz 대역은 20개의 대역으로 나누어지며, 1.25 MHz의 각각의 대역은 1.2288 Mcps의 칩 속도를 가진 동상 및 쿼드러처 성분의 PN 시퀀스를 가진 단일 캐리어를 이용한다. The IS-95 digital cellular system operates in the same band as the current analog cellular band (AMPS), in which frequency division duplexing of 25 MHz in each direction, the uplink band of 869-894 MHz (user terminal-> base station) And full duplex operation using the downlink band (base station-> user terminal) of 824-849 MHz. The 25 MHz band for each direction is divided into 20 bands, with each band of 1.25 MHz using a single carrier with a PN sequence of in-phase and quadrature components with a chip rate of 1.2288 Mcps.

1.25 MHz 대역의 각각의 다운링크 신호는 한 개의 고출력 파일롯 채널, 한 개의 저출력 동기화 채널, 그리고 62개의 페이징 및 트래픽 채널을 포함한 64개의 채널을 가진다. 파일롯 채널을 이용하여 사용자 단말기가 기지국 신호를 포착하고 추적할 수 있다. 사용자 단말기는 PN 시퀀스의 모든 오프셋 시간 시프트에 대해 배열됨으로서 발견하는 여러 다른 기지국으로부터의 이러한 비변조 파일롯 채널 신호 중 가장 강한 신호를 포착한다. 동기화 채널을 이용하여 사용자 단말기는 선택된 기지국 네트워크에 대한 시간 동기화를 행할 수 있다. 이 다운링크 채널들 각각은 64개의 직교 Walsh 코드워드 중 하나를 이용하여, 동일한 1.25 MHz 대역을 이용하는 채널들을 분리시킨다. 사용자 단말기는 64개의 Walsh 코드워드 중 하나를 이용하여 이 기지국 채널 중 하나로부터 수신을 행한다. Each downlink signal in the 1.25 MHz band has 64 channels, including one high power pilot channel, one low power synchronization channel, and 62 paging and traffic channels. The pilot channel allows the user terminal to capture and track base station signals. The user terminal captures the strongest of these unmodulated pilot channel signals from the different base stations it finds by being arranged for every offset time shift of the PN sequence. Using the synchronization channel, the user terminal can perform time synchronization for the selected base station network. Each of these downlink channels uses one of the 64 orthogonal Walsh codewords to separate the channels using the same 1.25 MHz band. The user terminal receives from one of these base station channels using one of the 64 Walsh codewords.

파일롯 채널은 최고출력 채널로서, 모든 제로 Walsh 코드워드를 이용하며, 이는 이 신호가 비변조 PN 시퀀스임을 의미한다. 64비트 Walsh 코드워드의 시간 구간에 대하여 교차 상관이 이루어질 때 이 파일롯 채널은 모든 다른 채널에 대해 직교한다. 의사-범위 측정치를 얻기 위해, 도 8의 TGDLL(800)이 사용자 단말기(102)에서 구현될 수 있고, 여기서 트레이닝 시퀀스 발생기가 비변조 PN 시퀀스를 발생시킨다. The pilot channel is the highest output channel, using all zero Walsh codewords, which means that this signal is an unmodulated PN sequence. This pilot channel is orthogonal to all other channels when cross correlation is made over the time interval of the 64-bit Walsh codeword. To obtain pseudo-range measurements, the TGDLL 800 of FIG. 8 may be implemented at the user terminal 102, where the training sequence generator generates an unmodulated PN sequence.

대안의 실시예Alternative embodiment

발명은 디지털 전화 회로로 구현될 수 있고, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 발명의 장치는 프로그램식 프로세서에 의한 실행을 위한 기계-판독형 저장 장치에 유형으로 구체화된 컴퓨터 프로그램 프로덕트로 구현될 수 있다. 발명의 방법들은 입력 데이터에 대하여 동작하 고 출력을 발생시킴으로서 발명의 기능들을 실행하기 위한 명령들의 프로그램을 실행하는 프로그램식 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 발명은 데이터 저장 시스템, 한 개 이상의 입력 장치, 그리고 한개 이상의 출력 장치로부터 데이터 및 명령을 수신하고 이들에게로 데이터 및 명령을 송신하도록 연결된 한 개 이상의 프로그램식 프로세서를 포함하는 프로그램식 시스템에서 실행되는 한 개 이상의 컴퓨터 프로그램으로 구현될 수 있다. 각각의 컴퓨터 프로그램은 하이-레벨 과정형, 또는 객체지향 프로그래밍 언어로 구현될 수 있고 필요할 경우 어셈블리나 기어로 구현될 수 있다. 어떤 경우에도, 언어는 컴파일된 언어이거나 인터프리팅된 언어일 수 있다. 적절한 프로세서는 예를 들어, 범용 마이크로프로세서 및 전용 마이크로프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 ROM이나 RAM으로부터 명령 및 데이터를 수신할 것이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터 파일을 저장하기 위한 한 개 이상의 대략 기억 장치를 포함할 것이다. 이러한 장치의 예로는 내장형 하드디스크와 탈착식 디스크같은 자기 디스크, 자기광학 디스크, 그리고 광학 디스크가 포함된다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 유형으로 구체화하기에 적절한 기억 장치로는 EPROM, EEPROM, 플래시 메모리 소자, 등의 모든 형태의 비휘발성 메모리, 내장형 하드디스크나 탈착식 디스크같은 자기 디스크, 자기광학 디스크, 그리고 CD-ROM을 들 수 있다. 앞서 어느것도 ASIC에 의해 보완될 수 있고, ASCI에 통합될 수도 있다.The invention can be implemented in digital telephone circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or a combination thereof. The apparatus of the invention may be embodied as a computer program product tangibly embodied in a machine-readable storage device for execution by a programmable processor. The methods of the invention can be executed by a programmable processor executing a program of instructions to carry out the functions of the invention by operating on input data and generating output. The invention is practiced in a programmable system comprising a data storage system, one or more input devices, and one or more programmable processors coupled to receive data and commands from and send data and commands to one or more output devices. It may be implemented in more than one computer program. Each computer program may be implemented in a high-level procedural or object-oriented programming language and may be implemented in assemblies or gears as necessary. In any case, the language can be a compiled language or an interpreted language. Suitable processors include, for example, general purpose microprocessors and dedicated microprocessors. In general, a processor will receive instructions and data from a ROM or RAM. Generally, a computer will include one or more approximate storage devices for storing data files. Examples of such devices include magnetic disks such as internal hard disks and removable disks, magneto-optical disks, and optical disks. Suitable storage devices for shaping computer program instructions and data into types include all types of nonvolatile memory, such as EPROMs, EEPROMs, flash memory devices, magnetic disks such as internal hard disks or removable disks, magneto-optical disks, and CD- ROM. Any of the above can be supplemented by an ASIC or integrated into the ASCI.

발명의 다수의 실시예들이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, 발명의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않으면서 여러 수정이 이루어질 수 있다. A number of embodiments of the invention have been described. Nevertheless, various modifications may be made without departing from the scope and spirit of the invention.                 

예를 들어, 여러 다양한 신호 및 신호 처리 기술이 아날로그 형태로 여기서 설명되지만, 당 분야의 통상의 지식을 가진 자가 이 명세서를 읽고나면 디지털 구현도 명백해질 것이다.For example, many different signals and signal processing techniques are described herein in analog form, but a digital implementation will become apparent after reading this specification to those skilled in the art.

일부 구현에서, 위치 서버(110)는 TV 송신기로부터 가용한 의사-범위처럼, 시스템 레벨에서 가용한 리던던트 신호를 이용하여, 각각의 TV 채널 및 의사-범위를 비준하도록 추가적인 확인을 행할 수 있고, 또한, 잘못된 TV 채널을 식별할 수 있다. 한가지 이러한 기술은 종래의 RAIM(Receiver Autonomous Integrity Monitoring)이다. In some implementations, location server 110 may make additional verifications to validate each TV channel and pseudo-range using redundant signals available at the system level, such as pseudo-range available from the TV transmitter. The wrong TV channel can be identified. One such technique is conventional Receiver Autonomous Integrity Monitoring (RAIM).

Claims (192)

사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법에 있어서, 이 방법은,A method for determining the location of a user terminal, the method comprising: - TV 신호 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하고,-Receive a broadcast TV signal at a user terminal from a TV signal transmitter, - 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 TV 신호 송신기와 사용자 단말기간 제 1 의사-범위를 결정하며,Determine a first pseudo-range between the TV signal transmitter and the user terminal based on the known component of the broadcast TV signal, - 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, -Receive a mobile telephone signal at the user terminal from the mobile telephone base station, - 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 이동 전화 기지국과 사용자 단말기간 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a second pseudo-range between the mobile telephone base station and the user terminal based on the known component of the mobile telephone signal, and - 상기 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determine the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station; 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법. And determining the location of the user terminal. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 GSM 신호인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법.2. The method of claim 1 wherein the mobile telephone signal is a GSM signal. 제 2 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 트레이닝 시퀀스(training sequence)인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법.3. The method of claim 2, wherein the known component of the mobile phone signal is a training sequence. 제 3 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법.4. The method of claim 3, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 CDMA 신호인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법.The method of claim 1, wherein said mobile telephone signal is a CDMA signal. 제 5 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 비변조 PN 시퀀스인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법.6. The method of claim 5, wherein the known component of the mobile telephone signal is an unmodulated PN sequence. 제 6 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법.7. The method of claim 6, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은,The method of claim 1, wherein the method is - GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal, - GPS 신호를 바탕으로 GPS 위성과 사용자 단말기가 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고The GPS satellite and the user terminal determine a third pseudo-range based on the GPS signal, and - 상기 제 1, 2, 3 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first, second and third pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites. 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 방법.And determining the location of the user terminal. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 방법을 실행하기 위해 컴퓨터에 의해 실행되는 명령들을 구현하는 컴퓨터 판독형 매체에 있어서, 이 방법은,A computer readable medium embodying instructions executed by a computer to execute a method for determining a location of a user terminal, the method comprising: - TV 신호 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하고,-Receive a broadcast TV signal at a user terminal from a TV signal transmitter, - 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 TV 신호 송신기와 사용자 단말기간 제 1 의사-범위를 결정하며,Determine a first pseudo-range between the TV signal transmitter and the user terminal based on the known component of the broadcast TV signal, - 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, -Receive a mobile telephone signal at the user terminal from the mobile telephone base station, - 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 이동 전화 기지국과 사용자 단말기간 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고Determine a second pseudo-range between the mobile telephone base station and the user terminal based on the known component of the mobile telephone signal, and - 상기 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determine the location of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, and the location of the mobile telephone base station; 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체. Computer-readable media, comprising the steps of: 제 49 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 GSM 신호인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.50. The computer readable medium of claim 49, wherein said mobile phone signal is a GSM signal. 제 50 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 트레이닝 시퀀스(training sequence)인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.51. The computer readable medium of claim 50, wherein the known component of the mobile telephone signal is a training sequence. 제 51 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.53. The computer readable medium of claim 51, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 49 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 CDMA 신호인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.50. The computer readable medium of claim 49, wherein said mobile phone signal is a CDMA signal. 제 53 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 비변조 PN 시퀀스인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.54. The computer readable medium of claim 53, wherein the known component of the mobile telephone signal is an unmodulated PN sequence. 제 54 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.55. The computer readable medium of claim 54, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 49 항에 있어서, 상기 방법은,The method of claim 49, wherein the method comprises - GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, Receiving GPS signals from the GPS satellites at the user's terminal, - GPS 신호를 바탕으로 GPS 위성과 사용자 단말기가 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고The GPS satellite and the user terminal determine a third pseudo-range based on the GPS signal, and - 상기 제 1, 2, 3 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는Determining the location of the user terminal based on the first, second and third pseudo-ranges, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites. 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독형 매체.Computer-readable media, comprising the steps of: 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 장치에 있어서, 이 장치는,A device for determining the location of a user terminal, the device comprising: - TV 신호 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하기 위한 수신기, 그리고A receiver for receiving a broadcast TV signal at a user terminal from a TV signal transmitter, and - 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 TV 신호 송신기와 사용자 단말기간 제 1 의사-범위를 결정하기 위한 프로세서A processor for determining a first pseudo-range between the TV signal transmitter and the user terminal based on the known component of the broadcast TV signal 를 포함하며, 이때, Including, wherein 상기 수신기는 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, The receiver receives a mobile telephone signal from a mobile telephone base station at a user terminal, 상기 프로세서는 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 이동 전화 기지국과 사용자 단말기간 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고The processor determines a second pseudo-range between the mobile telephone base station and the user terminal based on a known component of the mobile telephone signal, and 상기 프로세서는 상기 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치. And the processor determines the position of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the position of the TV signal transmitter, and the position of the mobile telephone base station. 제 97 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 GSM 신호인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.100. The apparatus of claim 97, wherein the mobile telephone signal is a GSM signal. 제 98 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 트레이닝 시퀀스(training sequence)인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.99. The apparatus of claim 98, wherein the known component of the mobile phone signal is a training sequence. 제 99 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.The apparatus of claim 99, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 97 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 CDMA 신호인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.98. The apparatus of claim 97, wherein the mobile telephone signal is a CDMA signal. 제 101 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 비변조 PN 시퀀스인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.102. The apparatus of claim 101, wherein the known component of the mobile telephone signal is an unmodulated PN sequence. 제 102 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.103. The apparatus of claim 102, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 97 항에 있어서, 97. The method of claim 97, 상기 수신기는 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, The receiver receives a GPS signal at the user terminal from a GPS satellite, 상기 프로세서는 GPS 신호를 바탕으로 GPS 위성과 사용자 단말기가 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고The processor determines a third pseudo-range by a GPS satellite and a user terminal based on the GPS signal, and 상기 프로세서는 상기 제 1, 2, 3 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는The processor determines the location of the user terminal based on the first, second, third pseudo-range, the location of the TV signal transmitter, the location of the mobile telephone base station, and the location of the GPS satellites. 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.Device for positioning a user terminal, characterized in that. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 사용자 단말기의 위치를 결정하기 위한 장치에 있어서, 이 장치는,A device for determining the location of a user terminal, the device comprising: - TV 신호 송신기로부터 방송 TV 신호를 사용자 단말기에서 수신하기 위한 수신기 수단, 그리고Receiver means for receiving a broadcast TV signal at a user terminal from a TV signal transmitter, and - 방송 TV 신호의 공지 성분을 바탕으로 TV 신호 송신기와 사용자 단말기간 제 1 의사-범위를 결정하기 위한 프로세서 수단Processor means for determining a first pseudo-range between the TV signal transmitter and the user terminal based on a known component of the broadcast TV signal 을 포함하며, 이때, Including, wherein 상기 수신기 수단은 이동 전화 기지국으로부터 이동 전화 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, The receiver means receives a mobile telephone signal at a user terminal from a mobile telephone base station, 상기 프로세서 수단은 이동 전화 신호의 공지 성분을 바탕으로 이동 전화 기지국과 사용자 단말기간 제 2 의사-범위를 결정하며, 그리고The processor means determines a second pseudo-range between the mobile telephone base station and the user terminal based on a known component of the mobile telephone signal, and 상기 프로세서 수단은 상기 제 1, 2 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 그리고 이동 전화 기지국의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치. And the processor means determines the position of the user terminal based on the first and second pseudo-ranges, the position of the TV signal transmitter, and the position of the mobile telephone base station. 제 145 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 GSM 신호인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.145. The apparatus of claim 145, wherein the mobile phone signal is a GSM signal. 제 146 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 트레이닝 시퀀스(training sequence)인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.148. The apparatus of claim 146, wherein the known component of the mobile telephone signal is a training sequence. 제 147 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.148. The apparatus of claim 147, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 145 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호가 CDMA 신호인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.145. The apparatus of claim 145, wherein the mobile telephone signal is a CDMA signal. 제 149 항에 있어서, 상기 이동 전화 신호의 공지 성분이 비변조 PN 시퀀스인 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.149. The apparatus of claim 149, wherein the known component of the mobile telephone signal is an unmodulated PN sequence. 제 150 항에 있어서, 상기 방송 TV 신호가 아래의 신호 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.151. The apparatus of claim 150, wherein the broadcast TV signal is selected from the following signals. - ATSC 디지털 TV 신호,-ATSC digital TV signal, - ETSI DVB-T 신호,ETSI DVB-T signal, - 일본 ISDB-T 신호, 그리고Japanese ISDB-T signal, and - 아날로그 TV 신호.-Analog TV signal. 제 145 항에 있어서, 145. The method of claim 145, 상기 수신기 수단은 GPS 위성으로부터 GPS 신호를 사용자 단말기에서 수신하고, The receiver means receives a GPS signal from a GPS satellite at a user terminal, 상기 프로세서 수단은 GPS 신호를 바탕으로 GPS 위성과 사용자 단말기가 제 3 의사-범위를 결정하며, 그리고Wherein said processor means determines a third pseudo-range by a GPS satellite and a user terminal based on a GPS signal, and 상기 프로세서 수단은 상기 제 1, 2, 3 의사-범위, TV 신호 송신기의 위치, 이동 전화 기지국의 위치, 그리고 GPS 위성의 위치를 바탕으로 사용자 단말기의 위치를 결정하는The processor means determines the position of the user terminal based on the first, second, third pseudo-ranges, the position of the TV signal transmitter, the position of the mobile telephone base station, and the position of the GPS satellites. 것을 특징으로 하는 사용자 단말기 위치 결정 장치.Device for positioning a user terminal, characterized in that. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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