KR101001044B1 - 다수의 도달 시간들을 포함하는 다중 경로 신호로부터 대표적인 거리 측정을 계산하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

셀룰러 기지국들로부터의 신호들의 다중 독립 측정치들로 부터 대표 측정치들을 계산하는데 사용될 수 있고, 이를 통해 비록 비 가시권 및/또는 동적인 페이딩 환경들에서 조차도 이동국의 위치를 결정하는 셀룰러 네트워크의 효율적인 이용을 가능케하는 방법 및 장치가 제시된다. 대표 측정치들을 계산하는 방법은 시간 윈도우를 결정하는 단계, 윈도우 내에서 데이터 측정치들을 선택하는 단계, 및 윈도우내의 모든 데이터 측정치들을 평균하는 것과 같이 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 대표적인 도달 시간을 계산하는 단계를 포함한다. 대표적인 RMSE 추정치가 계산될 수 있다. 시간 윈도우를 결정하기 위해서, 가장 이른 도달 시간으로부터 미리 결정된 윈도우 내에서 모든 측정치들이 선택될 수 있다. 대안적으로 윈도우는 데이터 측정치들 상에서 슬라이딩함으로써 결정될 수 있다. 데이터 측정치들은 이동국의 데이터 베이스에 저장될 수 있고, 데이터 베이스는 각각의 새로운 측정치들을 포함하도록 업데이트된다.

Description

다수의 도달 시간들을 포함하는 다중 경로 신호로부터 대표적인 거리 측정을 계산하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CALCULATING A REPRESENTATIVE DISTANCE MEASUREMENT FROM A MULTIPATH SIGNAL COMPRISING MULTIPLE ARRIVALTIMES}
본 발명은 전자 장치의 위치를 결정하기 위해서 무선 신호들을 이용하는 위치 추적 시스템에 관한 것이다.
GPS에 기반하는 기존의 위치 추적 기술들은 공지된 시간에서 신호들을 전송하는 지구궤도 내 위성 네트워크를 사용한다. 지상에서의 GPS 수신기는 하늘에서 관측가능한 각 위성으로부터의 신호들의 도달 시간을 측정한다. 위성들의 정확한 위치 그리고 신호가 각 위성으로 부터 전송된 정확한 시간과 함께 도달 시간은 GPS 수신기의 위치를 3각 측량(triangulate)하는데 사용된다. GPS 수신기는 3각 측량을 위해 4개의 위성들을 필요로 하고, 결과적인 위치 추적의 성능은 탐지될 수 있는 위성들의 수가 증가함에 따라 증가한다.
GPS와 유사한 방식으로 위치 추적을 제공하기 위해 기존의 셀룰러 기지국 네트워크를 사용하는 것이 제안되었다. 이론적으로 말하면, 각 기지국의 정확한 위치, 기지국이 전송하는 정확한 시간, 및 기지국 신호가 이동국(예를 들면, 핸드폰)에 도달하는 시간이 이동국의 위치를 3각 측량을 통해 추적하는데 사용될 수 있다. 이러한 기술은 진보된 순방향 링크 3면 측량(AFLT)으로서 지칭된다. 이동국이 직면하는 중요한 문제점은 이동국이 각 기지국으로부터 수신하는 신호들의 도달 시간을 측정하는 것이다. 가장 간단한 방법은 각 신호에 대한 도달 시간의 단일 측정이다. 일 실시예에서, 단일 측정은 수신된 신호를 송신된 신호에 대해 로컬로(locally) 발생된 카피(copy)와 상관시키고, 이러한 상관의 피크를 탐색하는 것이다. 이러한 목적은 기지국으로부터 가장 일찍 도달한 경로의 도달 시간을 측정하는 것이다.
실제로, 이동국의 위치를 정확하게 측정할 수 있는 AFLT 시스템을 구현하는 것이 어렵다는 것이 입증되었다. AFLT 처리에서 중요한 도달 시간의 측정은 비-가시권 및/또는 동일한 송신기로부터 다중 경로들이 예측 불가능하게 페이드 인 및 아웃하는 동적인 페이딩 환경에서는 난해하다. 예를 들어, 이동국이 장애물 뒤에 위치하는 경우, 기지국으로부터의 신호는 이동국에 의해 수신되기 전에 하나, 둘, 또는 그 이상의 다중 경로를 통해 반사된다. 이러한 신호는 또한 빌딩을 통해 직접 전달될 수도 있지만, 이러한 신호는 보다 강한 반사 신호(들)에 비해 매우 작은 신호 강도로서 수신된다.
부분적으로는 지상과는 달리 하늘에 위치하고 있는 위성들로 인해, GPS 시스템은 동적인 페이딩 및/또는 비-가시권 환경들에서 동작하는 것이 의도되지 않는다. 일반적으로, GPS 수신기는 각 위성에 대하여 단일 측정을 실행하며, 때때로는 수신된 신호 강도 주위에 가용한 고정 포인트 프로세서의 동적 범위를 집중시키기 위한 정확한 통합 파라미터들을 결정하기 위해 동적인 통합 길이들을 통해 다중 측정들을 실행할 수도 있다. 이러한 방법은 동일한 송신기로부터 다중 경로들이 예측 불가능하게 페이드 인 및 아웃되는 AFLT 환경에서는 적합하지 않다.
하나 또는 그 이상의 셀룰러 기지국들로부터의 신호들에 대한 일련의 실질적으로 통계상 독립적인 측정치들로부터 대표 측정치를 계산하는 방법 및 장치가 제시된다. 이러한 방법 및 장치는 셀룰러 기지국들로부터의 신호들의 다수의 독립적인 측정치들로부터 대표 측정치들을 계산하는데 사용될 수 있고, 이를 통해 비록 비 가시권 및/또는 동적인 페이딩 환경들에서 조차도 이동국의 위치를 결정하는 셀룰러 네트워크의 효율적인 이용을 가능케한다. 이러한 방법은 AFLT 알고리즘에서 독립적으로 사용될 수 있다; 대안적으로 GPS 시스템의 성능을 향상시키기 위해서, 기존의 셀룰러 기지국 네트워크는 위치 추적 목적을 위해 위성들의 제2 네트워크로서 취급될 수도 있다. GPS와 결합되어 AFLT 기술은 하이브리드 GPS/AFLT 로서 지칭된다.
각각의 데이터 측정치들이 가장 이른 도달 시간 추정치를 포함하는, 셀룰러 기지국으로부터의 복수의 실질적으로 통계상 독립적인 데이터 측정치들은 시간 윈도우를 결정하는 단계, 윈도우 내에서 데이터 측정치들을 선택하는 단계, 및 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 대표 도달 시간을 계산하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 대표 도달 시간을 계산하는 단계는 윈도우 내의 모든 도달 시간 추정치들을 평균하는 것을 포함한다. 시간 윈도우를 결정하는 방법은 도달 시간 추정치들에 대한 가장 이른 데이터 측정을 식별하는 단계, 및 가장 이른 데이터 측정치 이후에 시간 윈도우를 적용하는 단계를 포함한다. 시간 윈도우는 미리 결정된 길이를 가질 수 있다. 대안적인 실시예들이 제시되며, 여기서 시간 윈도우를 결정하는 방법은 데이터 측정치들에 대해 시간 윈도우를 슬라이딩하는 단계, 각 윈도우에 대해 제안된 도달 시간 추정치를 계산하는 단계, 및 제안된 도달 시간 추정치들에 응답하여 대표 측정치를 제공하기 위해서 윈도우들 중 하나를 선택하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 복수의 데이터 측정치들은 추가로 각각의 도달 시간에 대한 RMSE 추정치를 포함하며, 이러한 실시예들에서 대표 측정치를 계산하는 단계는 윈도우 내에서 RMSE 추정치들에 응답하여 대표적인 RMSE 측정치를 계산하는 단계를 포함한다. 또한, 일부 실시예들에서 데이터 측정치들은 각 도달 시간에 대한 측정 시간을 포함하며, 대표 측정치를 계산하는 방법은 측정 시간에 응답하여 데이터 측정치들을 에이징(aging)하는 단계를 포함한다.
모든 파일럿 신호의 경로들에 대한 총 에너지 값을 결정하고, 총 에너지 값에 응답하여 신호 에너지의 대표 측정치를 제공하는 방법이 또한 제시된다.
일 실시예들에서, 데이터 측정치들은 이동국의 데이터베이스에 저장되고, 각각의 새로운 데이터 측정치를 통해, 데이터 베이스는 새로운 측정치를 포함하도록 업데이트된다. 대표 측정치들이 업데이트된 데이터 베이스에 저장된 데이터 측정치들을 사용하여 계산된다.
본 발명의 상술한 그리고 추가적인 특징, 양상 및 장점들은 하기 도면을 참조하여 선호되는 실시예들을 통해 기술될 것이다.
도1은 복수의 셀룰러 기지국들, GPS 위성들, 및 셀룰러 폰과 같은 이동국을 가지고 있는 사용자들에 대한 개관도이다.
도2는 동일한 기지국으로부터 3개의 경로들의 상이한 경로 길이들을 보여주는 다중 경로 환경에서 이동국을 가지고 있는 사용자에 대한 개관도이다.
도3은 셀룰러 및 GPS 통신 시스템, 데이터 측정치를 보유하고 있는 데이터베이스, 및 AFLT 및 GPS 시스템을 통합하는 이동국의 일 실시예에 대한 블록 다이아그램이다.
도4는 이동국의 위치를 결정하기 위해 동작들에 대한 흐름도이다.
도5는 각 파일럿 신호에 대한 복수의 데이터 측정치들로부터 대표 측정치를 획득하는 동작에 대한 흐름도이다.
도6은 각 파일럿 신호에 대한 복수의 데이터 측정치들을 저장하는 PPM 데이터베이스(38)의 일 실시예에 대한 다이아그램이다.
도7은 데이터 측정치들에 응답하여 대표 측정치들을 계산하기 위한 동작들에 대한 흐름도이다.
도8은 데이터 측정치들을 제공하기 위한 일 데이터베이스 업데이트 방법에 대한 흐름도이다.
도9A 및 9B는 데이터베이스를 업데이트하기 위한 동작들에 대한 흐름도이다.
파일럿 신호들 그룹으로부터 데이터 측정치들을 반복적으로 취득하고 각 파일럿 신호에 대해 통계상 독립적인 복수의 데이터 측정치들을 저장함으로써 가장 일찍 도달하는 다중경로의 도달 시간을 측정하는 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에서, 데이터 측정치들은 시간적으로 충분히 이격되어 다양한 수신 다중경로들의 탐지된 양(예를 들면, 에너지)은 각각의 후속 데이터 취득 사이클에 대해 실질적으로 통계상 독립적이다. 유리하게는, 페이딩으로 인해 일부 데이터 측정 사이클들 동안 탐지되지 않을 수도 있는 가장 이른 다중경로는 다른 데이터 측정 사이클 동안에는 탐지될 확률이 높다. 대안적인 실시예들에서, 측정들은 2개 또는 그 이상의 상이한 수신 안테나들로부터 이뤄지고, 또는 측정들은 2개 또는 그 이상의 상이한 송신 안테나들 또는 송신 및 수신 안테나들의 조합으로부터 이뤄진다.
이와 같이 반복 측정하고 데이터 베이스에 측정치들을 저장한 후에, 문제는 가장 이른 다중 경로의 도달 시간에 대한 하나의 대표 측정치를 계산하는 것이다. 간단한 일 방법은 데이터 베이스내의 모든 측정치들 중 가장 이른 것을 선택하는 것이다. 그러나, 이러한 방법은 정확하지 않을 수도 있다; 예를 들어 기지국으로의 가시권 경로(line of sight path)가 존재하는 경우, 데이터 베이스내의 모든 측정치들은 동일한 수신 경로 플러스 잡음 측정치들로 구성된다. 가장 이른 것을 선택하는 것은 그 기대값이 수신된 경로로부터 보다 이른 결과를 제공하여 에러를 발생시킨다. 제2 방법은 데이터 베이스 내의 모든 측정치들을 평균하는 것이다. 그러나 이는 2개 이상의 경로들이 존재하는 경우 이와 같은 평균화가 가장 이른 경로의 도달 시간이 아닌 2개 이상의 경로들 사이의 도달 시간을 제공하는 문제점이 존재한다. 다중 경로들에 의해 야기되는 이러한 문제점들을 처리하기 위해서, 대표 측정치 계산의 일 목적은 충분한 데이터 측정치들을 평균하여 개별 측정치들이 동일한 수신 경로로부터 이뤄진 경우 실질적으로 바이어스되지 않은 결과를 얻도록 하는 것이다. 각각의 개별 측정치는 오차의 평균 제곱근 오차(RMSE)의 관련 추정치를 갖는다. 일반적인 개념은 모든 개별 측정치들을 시간 순서로 정렬하는 것이다. 계산시에 다른 경로로부터의 데이터 측정치들을 포함하는 것을 회피하기 위해서, 시간 윈도우가 정의되고, 이러한 윈도우내의 데이터 측정치들만이 대표 측정치를 계산하는데 사용된다. 일 실시예에서, 모든 하나의 가능한 도달 시간에 대해서, 임의의 시간 윈도우내의 모든 측정치들이 그 도달 시간에 대한 메트릭을 계산하는데 사용된다. 이러한 메트릭은 도달 시간들 및 RMSE들에 기반하여 계산된다. 도달 시간은 최소 메트릭을 갖는 윈도우에 대한 공식에 기반하여 계산된다. 일 실시예에서, 데이터 베이스내의 각 파일럿 ID에 대한 도달 시간은 데이터 베이스내의 가장 이른 측정치를 발견하고, 가장 이른 측정치로부터 미리 결정된 시간 윈도우내의 모든 측정치들에 대한 도달 시간을 평균함으로써 계산된다. 일반적으로, 메트릭 및 도달 시간 계산에 대한 상세 설명과는 무관하게, 여기서 제시된 방법은 데이터 베이스내의 가장 이른 측정치들의 좁은 윈도우내에서 대부분의 측정치들을 효과적으로 평균하고, 데이터 베이스내의 가장 이른 측정치로부터 임계치 이상 떨어진 측정치들은 배제한다. 각 윈도우에 대한 메트릭을 계산하고 최소 메트릭을 통해 각 윈도우에 대한 도달 시간을 계산하는 다양한 방법들이 존재한다.
본 발명은 도면을 참조하여 아래에서 추가로 설명될 것이다.
용어 및 두문자어
하기 용어 및 두문들은 명세서 전반에 걸쳐 사용된다.
AFLT Advanced Forward Link Trilateration
CDMA Code Division Multiple Access
GPS Global Positioning System
GSM Global System for Mobile Communications
이동국; 그 위치가 결정될 사용자에 의해 보유되는 셀룰러 폰과 같은 휴대 장치
파일럿 신호; 원격 장치들과 통신을 설정하기 위해 셀룰러 국에 의해 전송되는 의사-랜덤 시퀀스 신호. 비록 "파일럿" 이라는 용어는 CDMA 셀룰러 시스템에서 종종 사용되지만, 이러한 용어는 다른 셀룰러 통신 시스템들에도 널리 적용될 수 있다.
RMSE. 평균 제곱근 오차
TOA. 도달 시간
PPM. 파일럿 위상 측정치
변수들 테이블
여기서 제시되는 일부 변수들을 제공하는 테이블이 아래에서 제공된다.
파라미터 설명
Dp PPM DB에 저장된 파일럿 ID의 최대 수
Dm PN 당 저장된 측정치들의 최대 수
Nt 모든 데이터 측정치들에 대한 RMSE를 설정하기에 앞서 파일
럿 검색이 비어있는(empty) 시간들의 최대 수
삭제
Nf 파일럿 Ec/Io 를 추정하기 위해 사용되는 1-탭
(N-1)/N 타입 IIR 필터의 계수들을 계산하는데 사용되는
파라미터
RMSEmax PPM DB에서 저장될 수 있는 최대 RMSE
Na 도달 시간을 계산하기 위해서 어떤 데이터 측정치들이
사용되어야 하는지를 선택하는데 사용되는 윈도우 길이
TAGE 측정치들의 RMSE의 에이징 전의 지연
TMAX 유효 측정치가 PPM 데이터베이스에 있게 되는 최대 시간
설명
도 1은 참조번호 10으로 총괄해서 도시된 다수의 셀룰러 기지국들, 참조 번호 12로 총괄해서 도시된 GPS 위성들, 및 셀 전화기와 같은 이동국(16)을 휴대하고 있는 사용자(14)에 대한 도면이다. 셀룰러 기지국들은 이동국과 접속하기 위한 통신 네트워크의 일부로서 사용되는 임의의 셀룰러 기지국들의 집합을 포함한다. 셀룰러 기지국들은 통상적으로 셀 전화기 사용자가 통신 네트워크(18)를 통해서 다른 전화에 접속하도록 하지만, 셀룰러 기지국들은 또한 다른 장치들과 활용될 수 있고 및/또는 핸드헬드 PDA(personal digital assistant)와의 접속과 같은 다른 통신 용도로 활용될 수 있다. 일 실시예에서, 셀룰러 기지국들(10)은 CDMA 통신 네트워크의 일부이지만, 다른 실시예들에서는 GSM 네트워크들과 같은 다른 타입의 통신 네트워크들이 사용될 수 있다. 셀룰러 국들은 셀 국을 고유하게 식별하는 의사-랜덤 시퀀스를 주기적으로 전송한다. 상기 의사-랜덤 시퀀스는 수신기를 동기시키는데 유용한 일련의 비트이다. CDMA 용어에서, 이러한 의사-랜덤 시퀀스는 "파일럿 신호"로 지칭되는데, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 파일럿 신호란 용어는 CDMA 시스템들뿐만 아니라 임의의 셀룰러 시스템에도 적용될 수 있다.
GPS 위성들은 GPS 수신기를 위치측정하는데 사용되는 임의의 위성들 그룹을 포함한다. 위성들은 GPS 수신기가 검출할 수 있는 무선 신호들을 주기적으로 전송하고, GPS 수신기는 무선 신호가 위성으로부터 수신기에 전송되는데 걸리는 시간 크기를 측정한다. 무선 신호들이 전송되는 속도는 알려지고 위성들은 "GPS 시간"에 일치하는 매 밀리초 마다 그들의 신호를 주기적으로 방출하도록 동기되기 때문에, 따라서 신호들이 도달하는데 얼마나 오랜 시간이 걸리는지를 결정함으로써 상기 신호들이 얼마나 멀리 전송되었는지를 결정하는 것이 가능하다. 개방된 공간에 위치하는 사용자에 대하여 GPS 수신기는 통상적으로 위성의 차단되지 않은 시야를 갖는다. 따라서, 사용자가 개방된 공간에 있을 때, GPS 위성의 도달 시간을 측정하는 것은 간단한데, 그 이유는 그것은 위성으로부터 수신기로의 직선의 "가시선(line of sight)"이기 때문이다. 그러나, 셀룰러 환경에서는, 사용자는 직접적인 가시선을 차단하고 및/또는 다중 경로들을 따라 여러번 동일한 신호를 반사하는 빌딩들이나 다른 장애물들을 갖는 도시 내에 위치될 수 있고, 그러한 경우에는 상기 반사되는 신호(들)만이 검출가능한 신호(들)일 수 있다.
도 2는 다중경로 환경에서 셀 전화기와 같은 이동국(16)을 휴대하고 있는 사용자(14)를 나타내는 도면이다. 도 2는 셀룰러 기지국(10a)으로부터의 신호가 이동국(16)으로의 여러 경로들을 가질 때 다중경로 문제가 발생하는 것을 나타낸다. 특히, 직접적인 신호(20)는 빌딩과 같은 첫번째 장애물(21)을 통과하여 어느 정도 감쇄된다. 첫번째 반사된 신호(22)는 이동국(16)에 의해서 수신되기 이전에 두번째 장애물(23)로부터 반사된다. 두번째 반사된 신호(24)는 이동국(16)에 의해 수신되기 이전에 세번째 장애물(25)로부터 반사된다. 도 2는 도시를 위해서 간략화되어 있고, 다른 경로들이 존재할 수 있으며 일부 환경에서는 신호가 이동국(16)에 의해 수신되기 이전에 단지 한번만이 아니라 두번, 세번 또는 그 이상 반사될 수 있다. 게다가, 직접적인 신호(20)가 첫번째 장애물(21)을 통화함으로서 감쇄되기 때문에, 반사된 신호들(22 및 24) 중 하나 또는 둘 모두는 직접적인 신호(20) 보다 진폭에 있어서 상당히 더 클 수 있다.
기지국(10a)으로부터 방출되는 각각의 신호가 이동국(16)으로 전달되는데 필요한 시간 크기는 각각의 신호가 이동하는 거리에 따라 다르다. 신호들(20, 22, 및 24) 각각이 동일한 시간에 셀룰러 기지국(10a)으로부터 방출될 때, 수신된 신호들 사이의 시간 차이 크기는 거리의 차이에 의존한다. 만약 직접적인 신호(20)가 이동국(16)으로 이동하는데 걸리는 시간 크기가 t0라면, 상기 첫번째 반사된 신호(22)가 이동국으로 이동하는데 걸리는 시간 크기는 t0+Δt1이고, 두번째 반사된 신호(24)가 이동국으로 이동하는데 걸리는 시간 크기는 t0+Δt2이다. AFLT 시스템에 대한 챌린지는 가장 먼저 도달하는 신호를 결정하는 것인데, 상기 신호는 바람직하게는 직접적인 신호(20)의 도달 시간 t0에 상응한다.
도 3은 셀룰러 및 GPS 통신 시스템들을 포함하고 또한 본 명세서에서 설명되는 바와 같이 AFLT를 위한 시스템을 구비하는 이동국의 일 실시예에 대한 블록도이다. 본 실시예는 위치를 결정하기 위해서 GPS 및/또는 AFLT 둘 모두를 활용하지만, 그러나 대안적인 실시예들에서는 AFLT가 단독으로 사용될 수 있다. 도 3은 하나 이상의 안테나(31)에 접속된 셀룰러 통신 시스템을 나타낸다. 셀룰러 통신 시스템은 셀룰러 기지국들과 통신하고 및/또는 그들로부터의 신호를 검출하기에 적합한 장치들, 하드웨어, 및 소프트웨어를 포함한다. 셀룰러 통신 시스템(30)은 이동국 제어 시스템(32)에 접속되는데, 상기 이동국 제어 시스템(32)은 통상적으로 표준 처리 기능들을 제공하는 마이크로프로세서뿐만 아니라 다른 계산 및 제어 시스템들을 구비한다. 이동국 제어 시스템(32)에 접속된 위치 계산 시스템(33)은 다른 시스템들로부터 적시에 정보 및 기능들을 요청하고, 임의의 적합한 AFLT 알고리즘, GPS 알고리즘, 또는 AFLT 및 GPS 알고리즘의 결합("하이브리드 AFLT/GPS")을 사용하여 위치를 결정하기 위해 필요한 계산들을 수행한다.
일 실시예에서, 셀룰러 통신 시스템(30)은 기지국들로 이루어진 CDMA 네트워크와 통신하기에 적합한 CDMA 통신 시스템을 포함하지만, 그러나 다른 실시예들에서는, 셀룰러 통신 시스템은 GSM과 같은 다른 타입의 네트워크를 포함할 수 있다. GPS 신호들을 수신하여 처리하기에 적합한 임의의 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하는 GPS 통신 시스템(34)은 이동국 제어 시스템(32)에 또한 접속된다. 사용자 입력은 키패드를 통상 구비하는 사용자 인터페이스(36)를 통해서 제공된다. 사용자 인터페이스는 셀룰러 통신 시스템을 사용하여 음성 통신 서비스를 하기 위해서 마이크로폰/스피커 결합을 구비한다. 디스플레이(37)는 백라이트 LCD 디스플레이와 같은 임의의 적합한 디스플레이를 포함한다. 제어 시스템(32)에 접속되는 PPM 데이터베이스(38)는 다수의 파일럿 신호들에 대해 관측된 데이터 측정치들에 관련한 정보를 저장하기 위해 제공된다. 데이터베이스의 한 예가 도 6에 도시되어 있는데 그에 대해서 설명된다. 각각의 파일럿 신호는 파일럿 ID에 의해 데이터베이스에서 고유하게 식별된다. 대표 측정cl 계산 시스템(39)은 데이터베이스에 저장된 다수의 데이터 측정치들에 따라 각각의 파일럿 ID에 대한 대표 측정치들을 계산하기 위해서 데이터베이스와 제어 시스템에 접속되는데, 이는 도 5를 참조하여 상세히 설명된다. 일 실시예에서, 대표 측정치들은 가장 이른 도달 시간 추정치, 가장 이른 도달 시간 추정치에 대한 RMSE 추정치, 및 모든 분해가능한(resolvable) 각각의 파일럿 신호의 경로에 대한 EC/IO를 포함한다.
도 4는 대표 측정치 계산을 사용하여 이동국의 위치를 결정하는 기능에 대한 흐름도이다. 단계(41)에서, 이웃하는 셀룰러 기지국들에 대한 탐색 리스트가 획득된다. 셀 탐색 리스트는 상기 리스트 상에서 셀룰러 국들로부터의 파일럿 신호들을 탐색하는데 사용될 것이고, 그것은 상기 리스트 상에서 상기 국들의 파일럿 신호들을 찾는데 있어 유용한 정보를 또한 포함할 수 있다.
셀 탐색 리스트는 여러 방식으로 획득될 수 있는데, 한가지 간단한 실시예에서는, 셀 탐색 리스트는 셀룰러 시스템의 모든 가능한 파일럿 신호들을 포함하지만, 그러나 모든 가능한 파일럿 신호들을 탐색하는 것은 바람직하지 않은 양의 시간을 소모할 수 있다. 일 실시예에서 시간을 줄이기 위해서, 이동국과 통신하는 로컬 셀룰러 기지국은 이동국에 대한 셀 탐색 리스트를 제공할 수 있다. 물론, 이는 이동국이 상기 로컬 셀룰러 기지국과의 통신을 형성할 수 있다(또는 통신이 이미 형성되었다)는 것을 가정한다. 대안적으로, 통신이 임의의 셀룰러 기지국과 형성될 수 없게 되는 경우에서처럼, 이동국은 로컬 셀룰러 기지국을 간단히 식별할 수 있으며, 다음으로 셀 탐색 리스트를 결정하기 위해 그 자체 내에 저장된 간략 궤도력(almanac)을 활용한다. 셀 탐색 리스트는 최근의 활성도로부터 추정될 수 있거나, 또는 디폴트 탐색 리스트가 사용될 수 있다. 일 예로, 셀 탐색 리스트는 이동국이 접속되어진 가장 최근의 셀 국을 인지함으로써 추정될 수 있다.
단계(42)에서, 통계상 독립적인 다수의 데이터 측정치들이 셀 탐색 리스트 상에서 각각의 셀룰러 기지국으로부터의 파일럿 신호들에 대해 획득된다. 일부 실시예들에서, 각각의 데이터 측정치는 획득되었을 때 데이터베이스에 저장되고, 필요시 또는 요구시, 데이터베이스는 각각의 새로운 측정치로 업데이트될 수 있다. 비록 파일럿 신호의 세기가 통신을 형성하기에 불충분할 지라도, 파일럿 신호는 도달 시간 및 다른 품질을 측정하기 위해 검출될 수 있을 정도로 충분한 세기를 여전히 가질 수 있다.
데이터 측정치들은 실질적으로 통계상 독립적인 방식으로 획득되는데, 즉, 샘플 파일럿 신호의 각각의 데이터 측정치는 상기 파일럿 신호에 대해 획득된 모든 다른 데이터 측정치와 독립적일 가능성이 매우 높다(일 예로, 실질적으로 비상관됨).
통계적인 독립성이 시간, 공간, 주파수 또는 그것들의 임의의 결합으로 데이터 측정치들을 충분히 분리함으로써 제공될 수 있고, 따라서 동일한 파일럿 신호에 대해 획득된 데이터 측정치들 사이의 매우 높은 독립 가능성을 제공한다. 통계적인 독립성을 달성하기 위해 사용되는 특정 기술(또는 그 기술들의 결합)은 속도 및 정확도와 같은 목적에 따라 실시예들 간에 다르고, 비용, 공간 및 에너지 소모 한계와 같은 제약이 따른다. 게다가, 이러한 기술들 중 임의의 기술 하에서 어느 정도 상관된 측정을 수행할 채널 조건들이 발생할 수 있고, 그에 따라 독립적인 측정치들을 획득하는 시스템을 설계하는데 있어 기술(또는 기술들의 결합)이 예상된 환경에서 대부분의 시간에 실질적으로 독립적인 데이터 측정치들을 제공할 것이라는 것에 대한 가정이 이루어질 수 있다.
통계적인 독립성을 달성하기 위한 한 기술은 독립성의 가정을 정당화하기에 적어도 충분한 연속적인 측정치들 간의 시간 차이를 사용하여 시간에 걸쳐 일련의 데이터 측정을 수행하는 것이다. 통상적으로, 상기 연속적인 측정치 간의 시간 차이는 채널의 페이딩 특징이 한 데이터 측정치로부터 그 다음 측정치까지 가장 쉽게 변하도록 선택되어야 한다. 비이동 환경에서, 적어도 20 밀리초(ms)의 시간 차이는 독립적인 샘플을 제공하는데, 실질적인 제약에 의해 부가되는 것 외에는 어떠한 최대 시간 차이도 없다. 실질적인 제한으로 인해, 시간 차이는 더 통상적으로는 100 ms 내지 2 s 사이의 범위를 가지며, 일 실시예에서는 대략 0.5 s이다.
구현을 위해서, 이동국은 이론적으로 채널이 변하지 않는 저속의 접근 방식으로 이동된다는 것이 통상적으로 가정되어야 하지만, 실제로는 완전히 정적인 채널은 달성가능하지 않다. 만약 이동국이 실제로 이동 중에 있다면, 필요한 시간 간격 크기는 연속적인 측정치 간의 위치 차이로 인해 더 작게될 것이고 그에 따라서 이동 중인 차량에서 독립성을 획득하기 위한 최소 시간 차이는 고정국에 대해서 보다 더 짧다는 것을 알 수 있다.
통계적인 독립성을 달성하기 위한 다른 기술은 공간적으로 다른 두 위치로부터 독립적인 측정을 수행하는 것이다. 하나의 그러한 실시예에서는, 임의의 두 안테나간의 최소 거리가 반송파 주파수의 파장의 1/2 보다 큰 둘 이상의 안테나(도 3의 31 참조)로부터 데이터 측정치가 획득된다. 그 결과, 페이딩 특징은 각각의 수신된 신호에 대해 가장 독립적일 수 있다. 실질적인 안테나 이격 거리 값은 일반적으로 반송파 주파수의 파장의 거의 절반인데, 그 이유는 일반적으로 안테나들이 가능한 가깝게 위치되는 것이 바람직하기 때문이다.
통계적인 독립성을 달성하기 위한 또 다른 기술은 동일한 셀룰러 기지국으로부터 방출되는 둘 이상의 상이한 주파수들에서 데이터 측정을 수행하는 것이다. 이는 네트워크 내의 셀 국들이 상이한 주파수 채널들을 통해 파일럿 신호들을 방송하는 경우에 수행될 수 있다. 이러한 기술에서, 주파수 분리는 채널 조건들이 가능한 이런 경우에 대해 적합하게 되는 경우에 심지어 페이딩 환경에서 여러 독립적인 측정을 수행하기에 적어도 충분하여야 한다. 대부분의 시간에 주파수 채널이 1 MHz 보다 더 큰 대역폭만큼 떨어져 있고, 이러한 네트워크에서 독립성의 가정은 일반적으로 정확하다.
또한, 측정치들 사이의 시간 차이에 대한 임의의 결합, 상이한 공간 위치들로부터의 측정 수행, 또는 여러 주파수 채널들의 측정은 여러 데이터 측정치들의 통계적인 독립성을 달성하는데 사용될 수 있다는 것이 인지되어야 한다.
일 실시예에서는, 설명될 바와 같이, 여러 독립적인 데이터 측정치들이 가장 이른 도달 시간(TOA) 추정치, 가장 이른 TOA를 제공하는 경로의 RMSE 추정치, 및 파일럿 신호의 모든 분해가능한 경로들의 EC/IO 추정치를 포함하는데, 이는 파일럿 신호에 대한 EC/IO를 업데이트하는데 사용될 수 있다. 데이터 측정치들은 각각의 파일럿 신호가 다수의 관련된 데이터 측정치들에 연관되는 도 6에 도시된 바와 같은 데이터베이스에 통상적으로 저장된다. 일부 실시예들에서는, 각각의 새로운 데이터가 수신될 때, 데이터베이스가 새로운 측정치를 포함하도록 업데이트된다. 통상적으로, 이러한 업데이트 처리는 각각의 새로운 데이터 측정치가 수신될 때 계속해서 반복된다. 특히, 오래된 및/또는 더 많은 비신뢰적인 데이터 측정치들이 가장 최근의 데이터 측정치들로 대체될 수 있다. 도 8을 참조하여 설명되는 바와 같은 업데이트 처리의 일부로서, 어떤 오래된 데이터 측정치들이 임의의 방식으로 유지 및/또는 변경될 지에 대한 결정이 이루어져야 한다. 총 에너지의 여러 값(EC/IO)을 저장하는 대신에 도 6에 도시된 실시예에서는 단지 각각의 파일럿 ID에 대한 EC/I0의 단일 값이 저장된다는 것을 알 수 있다. 각각의 새로운 데이터 측정치를 통해서, 상기 파일럿 ID에 대한 저장된 EC/IO 값은 1 탭 IIR 필터와 같은 적합한 필터를 사용하여 업데이트된다. 단계(43)에서는, 각각의 셀룰러 기지국에 대한 대표 측정치들이 계산된다. 특히, 탐색 사이클 동안에 획득되는 여러 측정치에 따라 단일의 대표 측정치가 각각의 셀룰러 기지국에 대해 계산된다. 하나의 대표 측정 알고리즘이 도 7을 참조하여 설명된다. 일 실시예에 대한 대표 측정이 도 6의 PPM 데이터베이스와 함께 도시되어 있다.
44에서는, GPS 위성 탐색 리스트가 획득된다. 이는 선택적인 기능이며, 이는 바람직하게는 위성을 찾기 위해 GPS 시스템에 의해서 사용될 수 있는 탐색 리스트를 제공하고 그럼으로써 위치를 정하기 위해 충분한 위성들을 위치지정하는데 필요한 시간을 감소시킨다. GPS 탐색 리스트는 각각 관측가능한 하늘의 위성에 대한 위치와 같은 정보, 및 위성들을 위치지정하고 각각의 신호의 도달 시간을 결정하는데 유용할 수 있는 다른 정보를 포함한다. GPS 탐색 리스트는 셀룰러 국과의 통신에 의해서와 같은 단계(41)에서의 이웃 리스트와 유사한 방식으로 획득될 수 있거나 각각의 GPS 위성에 대해 하늘에서의 예상된 위치를 제공하는 간략 궤도력과 연관하여 최근의 활성도로부터 추정될 수 있다. 대안적으로, GPS 시스템은 간단하게 전체 하늘을 탐색할 수 있지만, 그러나 그러한 전체적인 하늘 탐색은 통상 적어도 수 분의 시간을 소모한다.
45에서, GPS 측정치들은 적합한 GPS 절차들에 따라 획득된다. 일 실시예에서, GPS 통신 시스템은 먼저 관측가능한 위성 리스트에 명시된 위성들을 찾는데, 이는 충분한 GPS 신호들을 획득하는데 필요한 시간을 상당히 감소시킬 수 있다.
46에서, 이동국의 위치는 본 명세서에서 추가로 더 상세히 설명되는 바와 같이 위치 계산 시스템(33)을 사용하여 셀룰러 기지국들의 대표 측정치들 및/또는 GPS 측정치들을 사용하여 결정된다. AFLT 및 GPS 알고리즘들 둘 모두를 사용하는 것이 유용할 수 있는데, 일 예로, 만약 단지 세개의 GPS 측정치들이 획득될 수 있다면(정확한 GPS 고정을 위해 4개가 측정치가 필요함), 4번째 측정치가 AFLT 대표 측정으로부터 획득될 수 있다. 비록 4개 이상의 GPS 측정치들이 획득된다면, AFLT 측정들은 GPS 고정의 정확도에 대한 검사로서 실행된다.
도 5는 이전 탐색들 동안에 획득되는 데이터 측정치들을 사용하여 대표 측정치들을 획득하는 동작의 흐름도이다. 다음의 설명은 도시를 위해 CDMA 용어 및 CDMA 기술을 활용하지만, 다른 무선 통신 시스템들도 또한 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다. CDMA 시스템에서, 각각의 셀 기지국은 고유의 주기적인 파일럿 신호를 전송하는데, 상기 파일럿 신호는 수신기로 하여금 파일럿에 동기되고 통신을 시작하도록 하는 의사-랜덤 시퀀스이다. 각각의 파일럿 신호는 인접한 모든 다른 셀 국들을 구분하는 독특한 시퀀스 오프셋(때때로 "위상"으로도 지칭됨)을 갖는다. 게다가, 셀 국들 각각은 동시에 자신의 파일럿 신호를 방출하도록 모두 동기된다. CDMA 시스템에서는, 파일럿 신호들이 매 26.7 밀리초마다 주기적으로 반복된다.
51에서는, 셀 탐색 리스트가 획득되는데(일 예로, 단계(41)에서 상술된 바와 같이), 이는 적절한 사용 가능성을 갖는 이러한 파일럿 신호들에 대한 탐색 노력을 집중함으로써 시간을 절약한다.
52에서는, 탐색 리스트에서의 파일럿 신호에 대한 독립적인 데이터 측정치들이 획득된다. 특히, 각각의 파일럿 신호가 검출될 때, 가장 이른 도달 시간을 포함해서 데이터 측정이 이루어지고, 상기 데이터는 데이터베이스에 저장된다. 일 실시예에서, 각각의 파일럿 신호에 대해 획득된 데이터 측정치들은 가장 이른 도달 시간(TOA) 추정치, 상기 가장 이른 TOA에 상응하는 경로에 대한 RMSE 추정치, 측정 시간(TOM), 및 파일럿 신호를 갖는 모든 경로에 대한 에너지 측정치(EC/IO)를 포함한다. 박스(52)는 여러 데이터 측정치를 제공하기 위해 여러번 수행될 루프의 일부라는 것을 알아야 한다. 박스 52를 통한 각각의 경로에서, 새로운 데이터 측정치들은 실질적으로 이전 경로들에서 얻어진 데이터 측정치들과 통계상 독립적이다.
일 실시예에서, 각각의 파일럿 ID에 대한 PPM 데이터베이스로 인입되는 데이터 측정치들은 파일럿이 검출되는었지의 여부를 나타내며 만약 검출되었다면, 도달 시간, RMSE, 측정 시간, 및 하기에 설명된 것과 같이 결정되는 Ec/Io를 포함한다. 다른 실시예들은 서로다른 방식들로 상기 양들을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 도달 시간은 피크의 에너지와 상기 피크로부터 +/-0.5칩 떨어진 곳에서의 에너지를 사용하고, 피크값을 결정하기 위해 사용가능한 분해능으로 보간함으로써 계산된다. 보간 기술은 2차 다항식을 사용하여 하드웨어에 의해 복귀된 3개의 피크의 샘플들에 곡선을 일치시킨다. 다항식은 다음과 같이 주어진다:
y(x)=ax2+bx+c
상기 x는 하드웨어에 의해 복귀된 센터 샘플로 참조되는 값이다. 상기 식에서, a, b, 및 c에 대한 해답은 다음과 같다:
a = 2y(0.5)+2y(-0.5)-4y(0)
b = y(0.5)-y(-0.5)
c = y(0)
보간된 피크 위치는 하드웨어에 의해 복귀된 피크와 관련하여 -b/2a로 주어진다.
RMSE 메트릭은 위상이 보고되는 개별 경로의 Ec/Io를 나타낸다. 일 실시예에서, RMSE 추정치는 하기의 선형식을 사용하여 계산된다:
Figure 112004046079374-pct00001
보고된 RMSE의 바람직한 최대 및 최소값들은 각각 10 및 223이다. 이는 이동국이 -4dB에서 -30dB까지의 Ec/Io값들을 보고하도록 할 것이다. 그 결과는 dB의 Ec/Io에 대하여 지수적으로 감소하는 RMSE이다. 탐색기 출력을 Ec/Io로 변환하기위해 종래의 평균 공식을 사용할 때, 일 실시예에서 이동국은 다음 공식을 사용함으로써 RMSE를 계산할 수 있다.
Figure 112004046079374-pct00002
상기 y는 열(row) 탐색기 출력이고, G2는 절단(truncation) 및 포화(saturation)로 인한 9/2048의 스케일링 인자이며, N은 코히어런트하게 누산된 칩들의 개수이며 M은 논코히어런트한 곡선(sweep)들의 개수이다. 일 실시예에서, MS는 RMSE를 10부터 223까지의 범위의 값들을 가지는 8비트의 무부호 수로 절단한다. 상기 제약하에 MS내의 계산은 다음과 같이 제공된다:
Figure 112004046079374-pct00003
Ec/Io 메트릭은 주어진 PN에 대한 모든 해결가능한 경로들의 전체 Ec/Io를 나타낸다. 일 실시예에서, 해결가능한 경로는 주어진 탐색 파라미터들에 대한 잡음 플로어 이상이며 최고 피크의 칩들의 미리결정된 개수(Wa)내의 임의의 피크로 정의된다. 전체 Ec/Io는 다음 공식을 사용하여 계산될 수 있다:
Figure 112004046079374-pct00004
상기 k는 해결가능한 경로들의 개수이고, yi는 각각의 해결가능한 경로에 대한 탐색기 출력들이며 G, M, 및 N은 전술된 것과 같다.
53에서, 가장 최근의 데이터 측정치들은 PPM 데이터 베이스에 인입되고, 도 67에 도시된 일 실시예는 여기에서 참조로서 논의된다. 또한, 도 8 및 9를 참조로 하여 예로서 설명된것과 같이, 임의의 실시예들에서 데이터 베이스를 새로운 데이터 측정치가 수신되는 것처럼 업데이트하는 것은 필수적이거나 바람직할 수 있다. 특히, 이전의 및/또는 더 신뢰할 수 없는 데이터 측정치들과 가장 최근의 데이터 측정치들을 교환하는 것은 바람직하다. 업데이트 프로세스의 일부로서, 이전의 데이터 측정치들 중 어느것이 임의의 방식으로 유지되고 및/또는 변경될 것인지의 결정이 수행되어야만 하며; 일반적으로 가능하면 더 유용한 정보를 유지하는 것이 바람직하다. 한정된 메모리 저장장치를 가지는 실시예들에서, 데이터베이스 업데이트 프로세스는 데이터 측정치들이 유용한 정보를 더 작은 메모리 공간에서 유지하는 것과 같은 방식으로 압축되는 데이터 압축의 형태로서 사용될 수 있다.
54에서, 일 실시예에서 이동국은 파일럿 신호들을 반복적으로 탐색하도록 지정되고 데이터 측정치들을 획득하며 개별 측정치들이 이동국에 의해 요구될 때까지 데이터베이스를 새로운 측정치들로 업데이트한다. 물론 다른 실시예들에서 다른 전력들이 사용될 수 있다: 예를 들면, 한가지 대안은 검색을 고정된 횟수(예를 들면, 20회)로 반복하는 것이다. 최종 결과가 요구될 때까지, 사이클은 박스(54)를 반복해서 종료하고 단계들 51, 52, 및 53을 반복하여 파일럿 신호들을 탐색하고, 또다른 측정치를 획득하여 데이터베이스를 업데이트할 것이다. 최종 결과가 요구되면, 동작은 박스 55로 이동할 것이다.
결정 55에서, 개별 측정치를 계산하기 위해 데이터베이스내에 충분한 데이터 측정치들이 존재하는지의 여부가 결정될 것이다. 만약 55에서 개별 측정치를 계산하기에 데이터가 불충분하면, 동작은 결정 55에서 종료하고 또다른 데이터 측정치들의 세트를 얻기위해 단계들 51, 52, 53 및 54를 반복하여 데이터 베이스를 업데 이트할 것이다. 54에서 개별 측정치들을 위한 이동국의 요구가 현저하게 유지된다고 가정하면, 충분한 데이터 측정치들이 획득될 때 동작은 각각의 파일럿 신호에 대한 개별 측정치들을 계산하기 위해 결정 55로부터 이동한다.
55에서 충분한 데이터 측정치들이 존재하는지의 여부에 대한 결정은 데이터베이스에 저장될 수 있는 측정치들의 개수와 같은 다양한 인자, 요구되는 정확성 등등을 고려하여 다양한 방식들로 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 미리결정된 개수(예를 들면, 10)의 데이터 측정 사이클들이 완료되면 충분한 데이터 측정치들이 존재한다. 다른 실시예들에서, 충분한 데이터가 존재하는 시각을 결정하기 위해 미리결정된 시간 길이(예를 들면, 6초)가 지났는지와 같은 다른 기준이 사용될 수 있다. 상기 기준을 결정하기 위해 조합들 또한 사용될 수 있다.
56에서, 대표 측정치들은 예를들면 도 7을 참조로하여 설명된 것과 같이 계산된다. 대표 측정치들은 데이터베이스에 저장된 다수의 측정치들에 응답하여 계산된다. 일 실시예에서, 대표 측정치들은 각각의 파일럿 신호에 대하여 하나의 도달 시간 측정치만을 제공하며, 또한 RMSE 추정치와 같은 다른 정보들이 포함될 수 있다.
57에서, 계산된 대표 측정치들은 이동국이 요구될 때 사용하기 위해 이동국에 제공된다. 예를 들어, 상기 대표 측정치들은 위치 결정을 위한 AFLT 알고리즘에서 단독으로 사용할 수 있거나 GPS 위치 측정 시스템과 함께 사용할 수 있다.
58에서, AFLT가 여전히 요구되는지, 즉, 추가의 대표 측정치들이 요구되는지에 대한 결정이 수행된다. 임의의 환경들에서 시스템은 이동하는 차량에서와 같이 AFLT를 사용하여 위치를 연속적으로 업데이트 시키는 것을 원할 수 있다. 만약 AFLT가 요구되면, 사이클은 결정 58에서 종료하고 또다른 대표 측정치들의 그룹을 계산하기 위해 단계 51, 52, 및 53, 결정 54 및 55, 및 계산 56을 반복한다. 만약 AFLT가 요구되지 않으면, 연산은 결정 58에서 종료하고 대표 측정치 프로세스는 종료된다.
도 6은 도 5에 도시된 것과 같은 대표 측정치를 획득하는 프로세스 동안 수행되는 데이터 측정치들을 저장하기 위한 PPM 데이터베이스(38:도 3)의 일 실시예의 다이어그램이다. 상기 실시예에서, 데이터베이스(38)는 PPM(파일럿 위상 측정치) 데이터베이스라 명명된다. 각각의 파일럿 신호에 대하여, 식별 변호(파일럿 ID:61)가 주어진다. 각각의 파일럿 ID는 도 6의 다수의 열들(63)에 도시된 다수의 저장된 측정치들과 연관되며, 이들 각각은 대표 파일럿 ID와 연관된 개별 데이터 측정치를 나타낸다. PPM 데이터베이스는 유한 개수의 파일럿 ID들(Dp) 및 각각의 파일럿 ID에 대한 유한 개수의 측정치들(Dm)을 지원한다. 파일럿 ID들의 실제 개수와 각각의 파일럿 ID를 위해 지원되는 측정치들의 실제 개수는 실시예들에서 변화하며, 일반적으로 특정 구현에 적합한 비용 대 이득 분석 및 탐색이 수행되는 속도와 같은 다른 인자들에 따라 결정된다. 일 실시예에서, 12개의 파일럿 ID들이 지원되고 각각의 파일럿 ID는 5개 까지의 연관된 데이터 측정치들을 가질 수 있다. PPM 데이터베이스는 메모리, 제어 하드웨어, 및 소프트웨어 루틴들을 포함하는 임의의 적절한 포맷으로 구현되며, 예를 들어 PPM 데이터베이스는 다수의 상관된 데이터베이스들을 포함하는 상관 데이터베이스 형태가 될 수 있다.
일 실시예에서, 탐색된 각각의 파일럿 신호에 대하여, 데이터 측정치들은 도달 시간(TOA) 추정치 및 최초 도달 파일럿 신호 경로에 대한 RMSE 추정치 및 측정 시간(TOM)을 포함한다. TOM은 그룹 내의 각각의 데이터 측정치의 개별 연관성이 결정되어 적절히 고려되고 가중되도록 제공된다.
일 실시예에서, TOA들은 양자화된 시간 유니트들(예를 들면, 칩x16, 약 0.05마이크로초)내에 디지털 형태로 저장된다. 2 바이트들(16 비트들)은 상기 값을 위해 사용될 수 있다. RMSE 추정치들은 URMSE1미터의 유니트들에서 측정된다. 1 바이트는 상기 값을 위해 사용될 수 있다. TOM 값들은 알고리즘을 동작하는 시작으로부터 U?(0.25)초의 유니트들에 저장된다. 1 바이트는 상기 값을 위해 사용될 수 있다.
도 6에 도시된 실시예에서, 파일럿 ID(61)와 연관된 Ec/Io 메모리 공간(65)은 각각의 파일럿 ID에 대하여 Ec/Io의 단일 값을 저장한다. 선택적인 실시예들에서, PPM 데이터베이스는 TOA, RMSE, 및 TOM과 함께 전체 에너지(Ec/Io)에 대한 각각의 데이터 측정치를 저장할 수 있다. 단일값 근사화의 한가지 장점은 임의의 구현들에서 사용할 수 있는 메모리 저장장치의 필요조건들을 감소시키는 것이다. 하기에서 각각의 새로운 Ec/Io 데이터 측정치는 탐색동안 검출된 파일럿 신호의 전체 에너지(모든 해결가능한 경로들을 포함하는)를 나타내며, 상기 파일럿 ID에 대한 저장된 Ec/Io값은 적절한 필터를 사용하여 업데이트된다. 일 실시예에서, 저장된 Ec/Io값은 다음과 같이 하나의 탭 IIR 필터를 사용하여 계산된다:
Figure 112004046079374-pct00005
상기 Nf는 Ec/Io의 현재 및 이전값들에 상대적인 가중치를 할당하도록 선택된 변수이다. 일 실시예에서, Nf=2이면, 이전 및 현재 값들을 평균시킨다. 요약하면, 일 실시예에서 획득된 각각의 데이터 측정치들의 세트와 함께 상기 사이클동안 획득된 데이터 측정치들은 데이터베이스에 기록되고 각각의 파일럿 ID에 대한 Ec/Io값은 탐색동안 획득된 새로운 정보를 사용하여 업데이트된다. 데이터 측정치들을 기록하는 프로세스에서, 새로운 데이터 측정치들을 위한 공간을 형성하기 위해 더 이전의 및/또는 더 신뢰할수없는 데이터를 제거하도록 데이터베이스를 업데이트시키는 것은 바람직하거나 필수적일 수 있다. 다양한 업데이트 프로세스들이 사용될 수 있으며; 데이터 업데이트 프로세스들은 예를 들면, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명된다. 일반적으로, 각각의 추가 데이터 측정치는 저장된 데이터 측정치들의 개수가 사용가능한 공간을 초과할 때가지 저장되며, 그후에 데이터베이스는 이전 측정치들 어느 것이 새로운 데이터 측정치를 위한 공간을 개방하기 위해 제거될 것인지를 결정하도록 업데이트된다. PPM 데이터베이스를 업데이트시키기 위해, SISO(선입선출)와 같은 단일 규칙이 사용될 수 있다. 업데이트 규칙은 실시예들에서 변화하며, 데이터가 획득되는 사용가능한 저장 공간 및 레이트와 같은 다양한 제약들 및 고려사항들에 따라 결정된다. 상기 일 실시예에서, 데이터 업데이트 이후의 하나의 법칙은 이전 탐색 사이클로부터의 결과들을 저장하여 메모리 소모를 한정하는 방식으로 데이터 측정치를 압축하는 것이다. 또한, 데이터 업데이트 법칙은 수집된 정보들의 대부분이 대표 측정치들을 계산하기 위해 사용되는 더 새로운 정보를 위한 공간을 형성해야할 필요가 있을때를 제외하고 임의의 정보를 낭비하지 않기 위해 선택되어야만 한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 데이터베이스에 저장된 모든 측정치들은 대표 측정치를 계산하는 동안 사용하기에 유용하다.
도 7을 참조로 하여, 데이터 측정치들에 응답하여 대표 측정치들을 계산하기 위한 일 실시예의 연산들의 흐름도가 도시된다. 대표 측정치들은 다수의 개념들 중 임의의 것을 구현하는 다양한 알고리즘들을 사용하여 계산될 수 있다. 상기 개념들 중 몇가지는 다음과 같다:
1) 모든 입력 샘플은 자신의 RMSE 추정치를 갖는다. 서로다른 시간에 획득된 샘플들을 적절히 사용하기 위해, 경과된 기간이 고려될 수 있고 임의의 증가하는 시간 함수에 따라 품질 메트릭이 에이징(aged)된다.
2) 경로들의 출현 또는 소멸들은 자동상관 함수의 폭 이상으로 확산할 수 있다. 이를 처리하기 위해, 미리결정된 크기의 윈도우에 포함된 샘플들은 대표 측정치를 계산할 때 사용되도록 선택될 것이다.
3) 위치 결정과 관련하여, 가능하면 가시거리(LOS)에 더 가까울 수록 바람직하다. 그러므로, 윈도우를 배치하는 위치를 결정하는 프로세스에서 이전의 TOA 측정치들에 대하여 임의의 우선권이 수행될 수 있다.
4) 결과적으로 윈도우내에 속하는 모든 샘플들이 획득되면, 최종 결과와 그 RMSE 추정치를 계산하기 위해 처리된다.
대표 측정치를 계산하는 한가지 목표는 최초 검출가능한 경로의 도달 시간을 보고하는 것이다. 이는 도전적일 수 있으며 상기 목표가 수행될 수 있는 다수의 방법들이 존재한다. 고정된 환경에서, RMSE와 상관없이 각각의 파일럿 ID에 대하여 발견된 최초 피크를 보고하는 것은 합당하며, 따라서 최초 피크의 좁은 윈도우 내의 모든 측정치들을 평균하는것은 고정된 환경의 잡음에 의해 유도된 바이어스를 감소시킨다. 그러나, 이동하는 환경에서, 특히 가장 최근의 측정치들에 중점을 두는 것이 바람할 수 있다. 이를 위해, 도 7의 흐름도에 도시된 실시예에서 RMSE값들은 RMSE 값들을 증가시킴으로써 에이징되며, 포화된 RMSE값들(즉, 임계치 이상의 모든 RMSE값들)은 특정 파일럿 ID에 대한 모든 RMSE값들이 포화되지 않으면 무시된다. RMSE값들은 이전의 몇몇 탐색 사이클들에서 발견되는 경우 미약한 측정치들을 불필요하게 포화시키는 것을 방지하기 위해 최초 TAGE초들동안 에이징되지 않는다. 보고된 RMSE는 RMSE 추정치에 대한 대표 측정값이 도달 시간에 보여지는 가장 강한 피크의 Ec/Io를 반영하도록 평균 도달 시간을 계산할 때 사용되는 모든 측정치들의 최소 RMSE가 된다.
일 실시예에서, 삭제된 데이터 측정치들은 실제 PPM 데이터 베이스로부터 물리적으로 제거되는 것이 이나라 대표 측정치들을 계산하기 위해 무시된다. 데이터베이스에 삭제된 측정치들을 유지하는 것은 데이터베이스의 컨텐츠가 대표 측정치들이 이동국에 의해 얼마나 자주 요구되는지에 의해 영향받지 않도록 한다.
흐름도의 상부에서 시작하여, 목표는 각각의 파일럿 ID에 대하여 위치 결정 알고리즘에서 사용될 수 있는 TOA, RMSE, 및 Ec/Io의 단일 대표 측정치를 계산하는 것이다. 편의를 위해 상기 대표 값들은 TOAREP, RMSEREP, 및 Ec/IoREP 라 참조될 것이다. 상기 대표 값들이 대부분 AFLT 알고리즘을 위해 가장 중요한 변수들임에도 불구하고, 선택적인 실시예들에서, 서로다른 또는 부가의 변수들이 사용될 수 있다.
70에서, 대표 측정치들이 계산되기 위한 다음의 파일럿 ID가 선택된다. 만약 상기 ID가 루프를 먼저 통과하면, 제 1 파일럿 ID는 70에서 선택될 것이다. 루프를 통한 후속 경로에서, 각각의 후속 파일럿 ID는 모든 대표 측정치들이 모든 파일럿 ID들에 대하여 결정될 때까지 선택된다.
71에서, 대표 Ec/Io값이 결정된다. 도 6을 참조로하여 논의된 일 실시예에서, Ec/Io는 파일럿이 탐색되는 모든 경우들을 통해 동작 평균을 제공하기 위한 각각의 탐색 사이클 이후에 반복적으로 업데이트되는 단일값이다. 따라서, 상기 실시예에서, Ec/Io의 현재값은 추가 계산없이 바로 사용될 수 있으며, 따럿 Ec/Io에 대한 대표 측정치는 현재값(Ec/IoREP=현재 Ec/Io)으로 세팅된다. 선택적인 실시예들에서, 다수의 Ec/Io값들이 파일럿 신호를 위해 저장되는 경우와 같이, 대표 Ec/Io 값을 획득하기 위해 상기 저장된 Ec/Io값들을 계산하는 것은 필수적일 수 있다. 각각의 파일럿 ID에 대한 PPM 데이터 베이스(도 6에 예를 들어 도시된)에서, 다수의 데이터 측정치들은 TOA, RMSE, 및 TOM에 상응하여 저장된다. 따라서, 상기 다수의 데이터 측정치들은 TOA 및 RMSE에 대한 단일값을 제공하도록 처리되어야만 한다. 대표 측정치 계산은 TOA 및 RMSE에 대한 대표값들을 계산하기 위해 어느 측정치들이 사용될 것인지 및 어느 측정치들이 사용되지 않을것인지를 선택하는 결정 수행 프로세스들을 포함한다.
72에서, TOM이 TAGE이상인 모든 측정치들이 에이징된다. 이에 대한 한가지 이유는 다음과 같다: 측정치의 불확실성은 측정치가 데이터베이스내의 시간에 에이징하는 것과 같이 증가한다. 상기 증가하는 불확실성을 반영하기 위해, 모든 데이터베이스에 저장된 모든 측정치들에 대한 RMSE 추정치들은 측정치들이 얼마나 경과된 것인지에 따라 증가된다. 일 실시예에서, 미리결정된 시간 TAGE보다 경과된 RMSE 추정치들은 선형으로 증가된다. 일 실시예에서, 이는 다음 공식에서 수행된다:
RMSEAGED=RMSE + max(0,9ㆍ(△T-TAGE))
상기 △T는 현재 시간과 획득된 측정치 간의 차이이다.
상기 수식은 제 1 TAGE 초내에 취해지지 않은 어떤 RMSE 평가들도 에이징하지 않을 것이고; 나아가 더 이전의 RMSE 평가들이 선형적으로 에이징될 것이다.
결정(72)에서, RMSE 평가들은 다음 단계들에서 어느 측정치들을 유지할 것인지를 결정하기 이전에 에이징된다. 기술된 일 실시예에서, 원치 않은 측정치들을 필터링하고 폐기한 후에, 보고될 RMSEREP는 에이징된 최소의 RMSE 값들일 것이다.
일반적으로, "에이징(aging)"은 최종 측정으로부터 시간적으로 더 멀리 있는 측정치들에 더 적은 가중이 주어질 것이라는 것을 의미한다. 일 실시예에서, RMSE들은 선형으로 에이징된다. 일 실시예에서, RMSEAGE에 대한 계산된 값들이 파일럿 위상 데이터베이스 내의 RMSE 평가를 물리적으로 대체하지 않고; 오히려 에이징된 RMSE 값들은 대표 측정의 계산에서만 사용된다는 것을 유의하라. 이는 예를 들어, 대표 값들의 연속적인 계산 동안에, 데이터베이스 값들 중 일부가 이전의 대표 측정 계산 이래로 변화되지 않았다면 유용할 수 있다.
결정(73)에서, 현재의 파일럿 ID에 대한 임의의 측정치들이 RMSEMAX보다 적은 RMSE를 가지는 지가 결정되고, 상기 RMSEMAX는 일 실시예에서 255와 같은 미리 결정된 양이다. 만일 그렇다면, 74에서 최대 RMSE를 갖는 측정치들은 계산을 위해 폐기되고, RMSEMAX보다 적은 RMSE를 갖는 데이터 측정치들만을 남겨놓는다. 그러나, 만일 데이터 측정치들 중 어느 것도 RMSEMAX보다 적은 RMSE를 갖지 않는다면, 연산은 아직 폐기되지 않은 모든 데이터 측정치들을 계속하여 사용한다.
결정(75)에서, 미리 결정된 기준을 충족하는 데이터 측정치들만이 계산 목적을 위해 선택되고; 예를 들어 일 실시예에서, 가장 초기의 나머지 TOA로부터 시간(Na)의 미리 결정된 윈도우 이내의 TOA를 갖는 모든 데이터 측정치들이 선택되고 나머지는 계산 목적을 위해 무시된다. 예를 들어, 만일 가장 초기의 나머지 TOA가 16마이크로초이고 미리 결정된 윈도우(Na)가 3 마이크로초라면, 19마이크로초보다 큰 TOA를 갖는 모든 데이터 측정치들이 무시되고; 즉, 16마이크로초부터 19마이크로초를 포함하여 그 이상까지의 윈도우 이내의 모든 데이터 측정치들이 유지된다. 미리 결정된 시간 윈도우는 다른 것들 중에서 예측된 다중경로들의 수, 저장된 데이터 측정치들의 수와 같은 다양한 인자들의 측면에서 선택될 수 있다.
결정(76)에서, 선택된 측정치들은 파일럿 ID에 대한 대표 값들을 계산하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 나머지 TOA들은 TOAREP를 제공하기 위해 평균되고, 나머지 RMSE 평가들의 최소 RMSE 값이 대표 값 RMSEREP를 제공한다. TOA를 저장하기 위해 정량화된 값들을 사용하는 실시예에서, 평균(averaging)이 2개의 정량화된 값들 사이에서 초기값으로 라운드되도록 정확히 평균하는 방식으로 수행된다면 유용할 것이다(즉, 데이터베이스가 하나의 단위만큼 분리된 2개의 측정치들을 포함한다면, 평균은 2개의 측정치들 중 초기 측정과 동일할 것이다).
윈도우들은 다양한 방식으로 한정될 수 있는데, 윈도우가 한정되는 방식은 대표 측정 계산에 영향을 미칠 수 있다. 일반적으로, 윈도우 선택 기능은 폭(Na)의 윈도우 이내의 측정치들 서브셋을 선택한다. 일부 실시예에서, 상기 윈도우는 가장 이른 도달 시간으로부터 미리 결정된 폭을 갖는다. 다른 실시예들에서, 윈도우는 슬라이딩할 수 있고, 또는 다양한 폭을 가질 수 있다. 슬라이딩 윈도우 시스템에서, 윈도우는 파일럿 ID에 대한 TOA 측정치들에 대해 폭(Na)의 윈도우를 슬라이딩함으로서 먼저 "배치"된다. 각각의 윈도우 오프셋들에 대해, 미리 결정된 수 lsth (예를 들어 2) 데이터 측정치들보다 큰 다수의 파일럿(ls)을 갖는 모든 윈도우들(S)이 고려된다. 일 실행에서, 각각의 윈도우(S)에 대해, 제안된 대표 TOA 평가(ds)는 다음과 같이 계산된다.
Figure 112004046079374-pct00006
여기서 yi는 i번째 측정에 대한 에이징된 RMSE이다. 다시 말하자면, RMSE 평가는 그 윈도우(S)에 대한 최소의 에이징된 RMSE 값들이다.
그 후에 각각의 파일럿 ID들에 대한 대표 측정은 소정의 상수(β)에 대해 SR=argSmin(ds+βxRMSES)인 윈도우(S)에 대한 측정이다. 각각의 파일럿 ID에 대한 대표 측정치들 TOA 및 RMSE는 ds 및 rmss이다.
결정(77)에서, 이제 이용가능한 대표 측정치들이 이동국에 제공되는데, 위치 계산 및 제어 시스템을 포함한다.
결정(78)에서, 만일 대표 측정치들이 추가의 파일럿 ID들에 대해 계산되려면, 각각의 나머지 파일럿 ID들에 대해 대표 측정치들을 계산하기 위해 박스들(70 내지 78)을 통한 루프에서 연산이 계속된다. 모든 대표 측정치들이 계산된 후에, 대표 측정치 계산 프로세스가 행해진다.
데이터베이스 업데이트들
이제 일부 실시예들에서 데이터베이스를 업데이트하는 연산을 도시하는 도 8, 도 9A 및 도 9B가 참조된다. 일반적으로, 데이터베이스 업데이트 프로세스는 각각의 검색 사이클로부터의 결과들을 저장하고, (만일 존재한다면) 현재 저장된 데이터 측정치들 중 어느 것이 제거되거나 수정되어야 하는지를 결정한다. 예를 들어, 만일 이용가능한 메모리가 최근의 데이터 측정을 저장함으로써 초과된다면, 데이터베이스 업데이트는 새로운 데이터에 대한 공간을 만들기 위해 미리 저장된 데이터 측정치들 중 하나 이상을 압축하거나, 제거하거나, 수정할 수 있다.
데이터베이스 업데이트 프로세스는 비용, 이용가능한 메모리 및 전력 소비와 같은 제한요건들 및 설계 고려사항들에 따라 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 일반적으로, 데이터베이스 업데이트 프로세스는 더 새로운 정보를 위한 공간을 만들기 위해 필요한 경우를 제외하고는 어떤 정보도 버리지 않아야 하는데, 이는 대부분의 수집된 정보가 대표 측정치를 계산하기 위해 사용되도록 한다. 더 새로운 정보를 위한 공간을 만드는 한가지 방법은 선입선출(FIFO) 방법인데, 이는 단순히 가장 오래된 측정치들을 버리고 새로운 데이터를 저장한다. 그러나, 엄격한 FIFO 방법은 시간 다이버시티가 성능에 중요한 영향을 미치는 경우에는 적당하지 않을 수 있고, 그러한 상황에서는 가장 이른 도달 시간을 갖는 측정치들을 유지하는 방향으로 바어어싱되는 다른 방법이 사용될 수 있다. 불행히도, 세션 시간이 증가함에 따라, 가장 이른 도달 시간을 갖는 측정치들을 유지하는 것은 잘못 검출된 노이즈 피크들이 데이터베이스에 존재할 가능성을 증가시킬 수 있다.
데이터베이스 업데이트 알고리즘은 부정확한 데이터 측정치들을 식별하고 표시하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 연속적인 검색들 상의 피크를 검출하지 못하는 것은 그 피크가 더 이상 존재하지 않거나 단순히 부정확한 데이터라는 것을 나타낸다. 따라서, 피크가 초기 검색들에서 검출되지만 미리 결정된 개수(N)의 연속적인 검색들에서 후속하여 검출되지 않는 경우에는, 상기 데이터를 폐기하는 것이 적절할 수 있다. 데이터 측정의 에이지(즉, 측정이 취해진 이래로 경과된 시간량)는 또한 신뢰할 수 없음을 나타낼 수 있다. 오래된 측정치들의 문제를 지원하기 위해, 일 실시예에서, 데이터베이스 업데이트 프로세스는 TMAX보다 오래된 모든 측정치들의 RMSE를 포화시키는데(즉, RMSE를 RMSEMAX로 설정), 이는 알고리즘이 데이터를 저장할 수 있는 최대 시간이 TMAX이고 포화(saturation)가 시간 모호성(time ambiguity)이 발생하는 것을 방지하기 때문이다.
일반적으로, 데이터베이스는 다양한 방식으로 업데이트될 수 있다. 3개의 데이터베이스 업데이트 프로세스들, 즉 1) 주어진 파일럿 ID에 대한 측정치들 수가 최대에 도달할 때 감소시키는 방법, 2) 오래된 측정치들을 제거하는 방법, 및 3) 오버플로우의 문제를 방지하기 위해 엔트리들의 개수를 감소시키는 방법이 이하 기술된다.
1) 측정치들 수를 감소시키는 방법
이제 업데이트 프로세스의 일부로서 특정 파일럿 ID(PN)에 대한 측정치들 수를 감소시키는 연산의 플로우 차트인 도 8을 참조한다. 보고된 각각의 파일럿 ID에 대해, 예를 들어 각각의 파일럿 ID에 할당된 메모리에 따라, 데이터베이스에 저장된 측정치들의 미리 결정된 수(NMAX) (예를 들어 20)까지가 존재할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 특정 파일럿 ID(NPN)에 대해 저장된 측정치들 수가 도달되는 경우(즉, NMAX=NPN), 가장 오래된 N2(예를 들어 15) 측정치들은 N2-N5(예를 들어 5) 측정치들을 삭제함으로써 N3(예를 들어 10)으로 압축될 것이다. 특히, 결정(81)에서, 파일럿 ID(PN)이 선택된다. 결정(82)에서, 만일 파일럿 ID에 대해 현재 저장된 데이터 측정치들 수(NPN)가 허용된 최대 데이터 측정치들 수와 동일하지 않다면, 연산은 완료되고 선택된 파일럿 ID에 대한 측정치들 수를 감소시킬 필요가 없다. 그러나, 만일 최대 수가 도달되었다면(즉, NMAX=NPN), 결정(84)에서 가장 오래된 측정치들을 포함하는 미리 결정된 데이터 측정치들 수(N2)가 선택된다.
결정(85)에서, 선택된 N2 측정치들은 제거되도록 결정할 목적을 위해 에이징된다. 일 실시예에서, 선형 에이징 프로세스가 가정되는데, 이는 최적의 측정치들이 저장될 필요가 있기 때문에 알고리즘을 단순화시킨다. (만일 그렇지 않다면, 다수의 클러스터들로부터의 일부 군집(clustering) 및 저장(saving) 측정치들이 행해질 수 있다.) 예를 들어, 통상의 이동하는 이동국에 대해, 더 오래된 측정치들은 최소한 2가지 측면들에 의해 더 새로운 측정에 대해 바이어싱될 수 있는데, 상기 측면들은 a) 에폭시 카운터(Epoch counter)가 도플러에 의해 영향받지 않는다고 가정하여(핑거들에 의해 측정된 주파수 오프셋들이 랜덤 방향으로부터의 평균으로 되는 0-다중경로들로 평균화됨), 오래된 측정치들이 (관련 BTS로부터 멀리 이동하는 것에 기인하여) 더 짧은 측정치들을 제공할 수 있고, b) 운동에 기인하여 에폭시 카운터 상에 도플러가 있을 수 있다는 것이다. 따라서, 오래된 측정치들을 새로운 것들과 비교할 때, 물리적 TOA가 변경되지 않은 경우에도 상이한 측정 TOA 값들이 얻어질 수 있다. 이러한 2가지 효과들을 고려하면, 측정치들 사이를 구별하기 위해 사용된 TOA는 공칭 속도(nominal speed)에 대한 어떤 선형 함수에 의해 증가될 것이다.
일 실시예에서, 데이터 측정치들을 에이징하기 위해, 에이징된 도달 시간(TOAAGED)은 TOAAGED=TOA+V·ΔT로서 정의되는데, 여기서 ΔT는 현재 시간과 측정(TOM)이 취해진 시간 사이의 차이이고, V는 이동국의 평가 속도(또는 미리 설정된 공칭 속도)이다.
결정(86)에서, N2(예를 들어 15) 데이터 측정치들의 미리 결정된 수(N3)(예를 들어 10)가 적당한 기준에 의해 유지되도록 선택된다. 예를 들어, 가장 작은 TOAAGED를 갖는 데이터 측정치들이 선택될 수 있다. 동일(tie)한 경우에, 가장 작은 RMSE 평가를 갖는 측정을 선택하는 것과 같은 적당한 타이-브레이커(tie-breaker)가 사용될 수 있다. 일 실시예에서, TOAAGED 값들은 PPM 데이터베이스 내의 TOA 값들을 대체하지 않는다.
결정(87)에서, 선택되지 않은 측정치들(즉, N2-N3 측정치들)이 제거되고/또는 추가적인 고려사항으로부터 제거된다. 예를 들어, 선택되지 않은 측정치들은 데이터베이스로부터 삭제될 수 있거나, 데이터베이스 필드 중 하나가 대체되고/또는 더이상 고려되지 않는다는 것을 보장하는 값으로 설정될 수 있다.
2) 오래된 측정치들을 제거하는 방법
일부 실시예에서, 더 오래된 측정치들은 최소한 3가지 이유들 중 하나 이상의 이유로 데이터베이스로부터 삭제될 수 있다. 상기 이유들은 1) 시간 측정치들을 저장하는 제한된 필드(예를 들어 8비트)가 모호성을 유발할 수 있고, 2) 이동국이 이동하는 차량에 있는 경우와 같은 이동중인 환경에서, 가장 오래된 측정치들이 현재의 위치를 더이상 정확하게 대표할 수 없으며, 3) 시간 측정에 대한 추가적인 비트들이 이용가능하더라도, 급속히 위치를 변경시키는 이동하는 차량에서와 같이 오랜 위치 세션에서, 필드에 충분한 비트들이 없을 수 있다는 이유이다.
일 실시예에서, 데이터 측정치들은 각각의 파일럿 ID에 대해 다음의 방법을 사용하여 데이터베이스로부터 삭제되는데, 상기 방법은 만일, 파일럿 ID에 대한 적어도 하나의 데이터 측정에 대해, ΔT가 현재의 시간과 측정이 취해진 시간(TOM) 사이의 차이이고 TMI가 미리 결정된 값인 경우에 ΔT<TMI(예를 들어 30초)라면, ΔT≥TMAX(예를 들어 63.75초)를 가지는 측정치들을 삭제하는 것이다.
나아가, 오래된 측정치들은 파일럿 ID에 대한 대표 측정치를 획득함으로써 제거될 수 있고, 그 후에 그 파일럿 ID에 대한 모든 현재의 RMSE 평가들을 RMSEMAX로 설정한다(예를 들어 IS-801에 의해 정의되는 바와 같이 '111111'으로 설정되고, 또한 상기 측정에 대한 CDMA 시간스탬프를 유지한다). 일부 실시예들에서, 더 오래된 측정치들이 일정 시간 동안 유지될 수 있는데; 예를 들어 모호성의 문제를 해결하기에 너무 오래되지 않은 측정치들을 사용하는 것이 유용할 수 있다. 만일 보고되지 않은 상기 파일럿 ID에 대한 대표값이 이미 존재한다면, 새롭게-계산된 측정이 미리-계산된 측정을 대체할 수 있다.
3) 새로운 파일럿 ID에 기인한 데이터베이스 오버플로우 방지
새로운 파일럿 ID가 발견되고, 데이터베이스 내의 모든 파일럿 ID 위치가 현재 사용중이라면, 데이터베이스 내의 위치는 새로운 파일럿 ID에 대한 공간을 만들기 위해 비워져야 한다. 따라서, 현재 저장된 파일럿 ID들 중에서 새로운 파일럿 ID로서 대체될 파일럿 ID를 선택하는 방법이 만들어져야 한다. 일 실시예에서, 파일럿 ID가 선택되고, 그것의 대표 측정치들이 계산된다. 특히, 충분한 위치들은 파일럿 ID에 대한 대표 측정치들을 얻고 그 후에 그 위치에 새로운 파일럿 ID를 삽입함으로써 비워질 수 있다. 일 실시예에서, 대표 측정이 계산되고 계산된 대표 RMSE는 새로운 파일럿 ID에 대한 공간을 만들기 위해 데이터 측정치들을 소거하기 전에 RMSEMAX의 최대 값으로 설정된다.
대표 측정치들에 대해 선택된 파일럿 ID는 임의의 다양한 기준을 사용하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 가장 긴 시간량 동안 검출되지 않은 파일럿 ID가 선택될 수 있는데; 즉, 어떤 최소 임계 이상의 가장 큰 최소 ΔT 를 갖는 파일럿 ID가 대표 측정 대해 선택될 수 있다. 다른 예에서, 가장 큰 최소 RMSE 값을 갖는 파일럿 ID가 선택될 수 있다.
도 9A 및 도 9B(총체적으로 도 9)는 데이터베이스를 업데이트하기 위한 일 실시예에서의 연산들의 플로우차트를 도시한다. 본 실시예에서, 각각의 파일럿 ID에 대해, 다중 저장 값들을 갖는 3개의 필드들, 즉 도달 시간(TOA), RMSE 평가 및 측정 시간(TOM)이 있다. 덧붙여, Ec/Io에 대한 단일 저장 값이 있다. 도 9에 도시된 실시예에서, 각각의 검색 사이클 후에, PPM 데이터베이스의 내용들이 제공된 입력에 기초하여 업데이트된다. 연산들은, 1) 최종 검색 사이클에서 검출된 새로운 PN의 삽입 및 새로운 측정을 위한 공간을 만들기 위해 필요하다면 데이터베이스에서 오래된 PN의 제거, 2) 데이터베이스 내에 기존의 PN에 대한 새로운 측정의 삽입 및 또한 새로운 측정에 대한 공간을 만들기 위해 또는 진부한(stale) 것으로 고려되는 오래된 측정치들의 제거, 및 3) 데이터베이스 내의 각각의 PN에 대해 Ec/Io 평가를 업데이트하는 것을 포함한다.
도 9A에서 시작하자면, 결정(91)에서, 카운터(i)는 PPM 데이터베이스에서 첫번째 레코드로 설정된다. 플로우차트에서 간략화를 위해, PPM 데이터베이스는 "PPM DB"로 약칭되고, 파일럿 ID는 "PN"으로 약칭된다. 결정(92)에서, i번째 레코드는 파일럿 ID를 포함하는 지를 결정하기 위해 체크된다. 만일 그렇지 않다면, 연산은 PPM DB에 추가의 레코드들이 있는지 및 카운터(i)가 증가되고 연산 루프가 결정(92)으로 다시 돌아가는지를 결정하기 위해 결정(105)으로 이동한다.
만일 결정(92)에서 현재 선택된 레코드(i번째 레코드)가 파일럿 ID를 갖는다면, 동작은 그 레코드를 업데이트하기 위해 결정(93)으로 이동한다. 결정(93)에서, 파일럿 ID에 대한 모든 데이터 측정치들의 RMSE 평가들은 미리 결정된 TMAX보다 오래된 임의의 데이터 측정치들을 RMSEMAX로 설정함으로써 에이징된다. 그 후에 결정(94)에서, 저장된 파일럿 ID가 검색 리스트에 있는지를 알기 위해 체크된다. 파일럿 ID가 검색 리스트에 없다면, 연산은 루프를 계속하기 위해 결정(105)으로 복귀한다.
만일 결정(94)에서 파일럿 ID가 검색 리스트에 있다고 결정된다면, 단계 (95)에서 파일럿 ID들 Ec/Io 값이 업데이트되고, 연산은 파일럿 ID에 대해 신호가 검출되었는지를 결정하기 위해 결정(96)으로 이동한다. 만일 신호가 검출되었다면, 단계(97)에서, 그 파일럿 ID에 대한 신호 카운터(NDCOUNT)는 "1"로 설정되고, 그 후에 결정(98)에서 i번째 레코드가 채워졌는지를(즉, 모든 데이터 측정 슬롯들이 채워졌는지를) 결정하기 위해 테스트가 행해진다. 만일 아니라면, 결정(99)에서, 새로운 데이터 측정치가 그 파일럿 ID에 대한 빈 슬롯에 부가되고, 연산 루프는 PPM 데이터베이스에 추가의 레코드들이 있는지를 결정하기 위해 결정(105)으로 되돌아간다. 그러나, 만일 결정(98)에서 파일럿 ID 레코드가 채워진다면, 결정(100)에서 그 레코드 내의 데이터 측정치들의 수는 결정(99)에서 새로운 데이터를 부가하기 전에 (도 8을 참조하여 논의된 바와 같이) 감소된다.
만일 결정(96)으로부터 i번째 레코드에 대한 파일럿 ID가 검출되지 않았다면, 파일럿 ID가 현재 미리 결정된 개수(NT)의 시간을 검출하지 못했는지를 결정하기 위한 테스트가 결정(102)에서 행해진다. 특히, 카운터(NDCOUNT)는 카운트가 NT와 같거나 큰지를 결정하기 위해 체크된다. 만일 파일럿 ID가 현재 검출되지 않았다면(즉, NDCOUNT≥NT라면), 결정(102)에서, 그 파일럿 ID에 대한 모든 데이터 측정치들에 대한 RMSE 평가들이 최대 RMSEMAX로 설정되고, NDCOUNT는 다시 1로 설정된다. 그러나, 만일 파일럿 ID가 현재 검출되었다면, 결정(102)으로부터 연산은 카운터(NDCOUNT)가 임의의 다른 레코드들이 있는지를 결정하기 위해 결정(105)으로 루프가 되돌아가기 전에 신호가 다른 시간을 검출하지 못했다는 것을 지시하도록 증가되는 결정(104)으로 이동한다.
PPM 데이터베이스 내에 추가의 레코드들이 있는지를 결정하기 위해 테스트가 행해지는 결정(105)으로부터, 연산은 증분(i)으로 루프가 되돌아가고, 추가의 레코드들이 있다면 데이터베이스 업데이트를 반복하고, 또는 추가의 레코드들이 없다면, 임의의 파일럿 ID들이 PPM 데이터베이스에서가 아니라 발견된 파일럿 ID들의 검색 리스트에 있는지를 결정하기 위한 테스트가 행해지는 결정(110, 도 9B)으로 이동한다. 만일 아니라면(즉, 추가된 파일럿 ID들이 없다면), 결정(111)에서, 데이터베이스 업데이트 프로세스가 종료된다. 그러나, 만일 결정(110)에서 PPM 데이터베이스에 없는 발견된 파일럿 ID들이 있다면, 발견된 파일럿 ID는 PPM 데이터 베이스에 부가될 수 있다.
결정(111)에서, PPM 데이터베이스가 채워졌는지를 결정하는 결정이 행해진다. 만일 아니라면, 결정(112)에서, 상기 발견된 파일럿 ID 및 이의 데이트 측정은 PPM 데이터베이스로 삽입되고 연산은 결정(110)으로 복귀한다. 그러나, 만일 PPM 데이터베이스가 채워져 있다면, 결정(113)에서, 기존 레코드는 새로운 파일럿 ID에 대한 공간을 만들기 위해 제거된다. 이는 데이터베이스 오버플로우 방지에 대해 여기서 논의된 바와 같이 임의의 적당한 방법을 사용하여 진행될 것이다. 일 실시예에서, 레코드가 다른 파일럿 ID들보다 오래된 최신의 데이터 측정을 갖는 파일럿 ID에서 제거된다. 결정(113)에서 하나(또는 이상의) 레코드들이 제거된 후에, 결정(112)에서, 새로운 파일럿 ID는 PPM 데이터베이스로 삽입되고, 연산 루프는 PPM 데이터베이스로 부가되어야 할 임의의 추가적인 파일럿 ID들이 있는지를 결정하기 위해 결정(110)으로 되돌아간다. 부가될 더 이상의 파일럿 ID들이 없는 경우에, 데이터베이스 업데이트 프로세스는 결정(111)에서 종료된다.
택일적인 실시예가 본 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않고서도 구현될 수 있다는 것은 당업자가 인식할 수 있을 것이다. 본 발명은 상기 명세서와 첨부 도면들에 따른 모든 실시예들 및 변형예들을 포함하는 첨부된 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (61)

  1. 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치 - 상기 대표 측정치는 각각 고유한 셀룰러 기지국 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위해 사용됨 - 를 제공하기 위한 방법으로서,
    각각의 데이터 측정치가 동일한 셀룰러 기지국 신호에 대해 취득된 다른 데이터 측정치들과 독립적일 수 있도록 상기 셀룰러 기지국 신호의 다수의 실질적으로 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계 - 상기 형성 단계는 시간, 공간 및 주파수 중 적어도 하나에서 실질적으로 독립적인 데이터 측정치들을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 데이터 측정치들은 각각 가장 이른 도달 시간 추정치를 포함하며, 따라서 상기 다수의 셀룰러 기지국들로부터의 상기 셀룰러 기지국 신호들의 각각에 대하여 가장 이른 도달 시간의 다수의 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 제공함 - ;
    시간 윈도우를 결정하는 단계;
    상기 시간 윈도우 내에서 데이터 측정치들을 선택하는 단계;
    상기 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 상기 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 계산하는 단계; 및
    상기 대표 측정치를 위치 결정 시스템에 제공하는 단계
    를 포함하는, 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 대표 측정치 계산 단계는 상기 윈도우 내에 있는 모든 도달 시간 추정치들을 평균하는 단계를 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 시간 윈도우 결정단계는 상기 도달 시간 추정치들의 가장 이른 데이터 측정치를 식별하는 단계, 및 상기 가장 이른 데이터 측정치 이후에 시간 윈도우를 적용하는 단계를 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 시간 윈도우는 미리 결정되는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 시간 윈도우 결정단계는 상기 데이터 측정치들에 대하여 시간 윈도우를 슬라이딩하는 단계, 각각의 윈도우에 대하여 제안된 도달 시간 추정치를 계산하는 단계, 및 상기 제안된 도달 시간 추정치들에 응답하여 상기 대표 측정치를 제공하기 위하여 상기 윈도우들중 하나를 선택하는 단계를 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 데이터 측정치들은 각각의 도달 시간에 대하여 RIVISE 추정치를 더 포함하며, 상기 대표 측정치 계산 단계는 상기 윈도우 내의 상기 RIVISE 추정치들에 응답하여 대표 RMSE 측정치를 계산하는 단계를 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 데이터 측정치들은 각각의 도달 시간 추정치에 대한 측정 시간을 더 포함하며, 상기 대표 측정치 계산 단계는 상기 측정 시간에 응답하여 상기 데이터 측정치들을 에이징(aging)하는 단계를 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기지국 신호의 모든 경로들에 대한 전체 에너지값을 결정하는 단계, 및 상기 전체 에너지값에 응답하여 상기 신호의 대표 에너지 측정치를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 이동국의 위치를 결정하기 위하여 AFLT 알고리즘에서 상기 대표 측정치를 이용하는 단계를 더 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 이동국의 위치를 결정하기 위하여 GPS 알고리즘과 함께 상기 대표 측정치를 이용하는 단계를 더 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 다수의 기지국으로부터의 다수의 데이터 측정치들에 응답하여 상기 대표 측정치들을 계산하는 단계들을 반복하는 단계를 더 포함하는,
    셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  13. 삭제
  14. 각각 고유한 셀룰러 기지국 신호 - 상기 셀룰러 기지국 신호들 중 적어도 몇몇은 다중 경로 성분들을 가짐 - 를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법으로서,
    셀룰러 기지국 신호의 각각의 독립적인 데이터 측정치가 동일한 셀룰러 기지국 신호에 대해 취득된 다른 데이터 측정치들과 독립적일 수 있도록 셀룰러 기지국 신호의 다수의 실질적으로 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계 - 상기 형성 단계는 시간, 공간 및 주파수 중 적어도 하나에서 실질적으로 독립적인 데이터 측정치들을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 데이터 측정치들은 각각 가장 이른 도달 시간 추정치를 포함하며, 따라서 상기 다수의 셀룰러 기지국들로부터의 상기 셀룰러 기지국 신호들의 각각에 대하여 가장 이른 도달 시간의 다수의 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 제공함 - ;
    시간 윈도우를 결정하는 단계 ― 상기 결정 단계는 상기 도달 시간 추정치들의 가장 이른 데이터 측정치를 식별하는 단계 및 상기 윈도우를 제공하기 위하여 상기 가장 이른 데이터 측정치 이후에 미리 결정된 시간을 적용하는 단계를 포함함 ―;
    상기 시간 윈도우 내에서 데이터 측정치들을 선택하는 단계;
    상기 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 상기 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 계산하는 단계 ― 상기 계산 단계는 상기 윈도우 내에 있는 상기 도달 시간 추정치들을 평균하는 단계를 포함함 ―; 및
    이동국의 위치를 결정하기 위해 상기 대표 측정치를 이용하는 단계
    를 포함하는, 각각 고유한 셀룰러 기지국 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 다수의 데이터 측정치들은 각각의 도달 시간에 대한 RIVISE 추정치를 더 포함하며, 상기 대표 측정치 계산 단계는 상기 윈도우 내의 RIVISE 추정치들에 응답하여 대표 RMSE 측정치를 계산하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 셀룰러 기지국 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 데이터 측정치들은 각각의 도달 시간 추정치에 대한 측정 시간을 더 포함하며, 상기 대표 측정치 계산 단계는 상기 측정 시간에 응답하여 상기 데이터 측정치들을 에이징하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 셀룰러 기지국 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 기지국 신호의 모든 경로들에 대한 전체 에너지값을 결정하는 단계 및 상기 전체 에너지값에 응답하여 상기 신호의 대표 에너지 측정치를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    각각 고유한 셀룰러 기지국 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  18. 삭제
  19. 제 14항에 있어서, 다수의 기지국들로부터의 다수의 데이터 측정치들에 응답하여 상기 대표 측정치들을 계산하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는,
    각각 고유한 셀룰러 기지국 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  20. 삭제
  21. 각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법으로서,
    파일럿 신호의 각각의 독립적인 데이터 측정치가 동일한 파일럿 신호에 대해 취득된 다른 데이터 측정치들로부터 독립적일 수 있도록 상기 다수의 셀룰러 기지국들 각각으로부터 대응하는 파일럿 신호들의 다수의 실질적으로 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 취득하는 단계 - 상기 취득 단계는 시간, 공간 및 주파수 중 적어도 하나에서 실질적으로 독립적인 데이터 측정치들을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 데이터 측정치들 중 적어도 몇몇은 다중 경로 성분들을 가지는 파일럿 신호들에 대한 가장 이른 도달 시간 추정치를 포함하며, 따라서 상기 다수의 셀룰러 기지국들로부터 상기 파일럿 신호들 각각에 대한 가장 이른 도달 시간의 다수의 통계상 독립적인 추정치들을 제공함 - ;
    각각의 셀룰러 기지국에 대하여, 상기 셀룰러 기지국에 대한 상기 독립적인 측정치들에 응답하여 상기 파일럿 신호의 가장 이른 도달 시간의 대표 측정치를 계산하는 단계 ― 상기 계산 단계는 시간 윈도우를 결정하는 단계, 상기 윈도우 내에서 데이터 측정치들을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 상기 파일럿 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 계산하는 단계를 포함함 ―; 및
    상기 이동국의 위치를 결정하기 위하여 상기 파일럿 신호의 가장 이른 도달 시간의 대표 측정치들 중 적어도 하나를 이용하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  22. 제 21항에 있어서, 각각의 셀룰러 기지국에 대하여, 상기 대표 도달 시간 계산 단계는 상기 윈도우 내에 있는 모든 도달 시간 추정치들을 평균하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  23. 제 21항에 있어서, 각각의 셀룰러 기지국에 대하여, 상기 시간 윈도우 결정단계는 상기 도달 시간 추정치들의 가장 이른 데이터 측정치를 식별하는 단계, 및 상기 가장 이른 데이터 측정치 이후에 미리 결정된 시간 윈도우를 적용하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  24. 제 21항에 있어서, 각각의 셀룰러 기지국에 대하여, 상기 시간 윈도우 결정단계는 상기 데이터 측정치들에 대하여 시간 윈도우를 슬라이딩하는 단계, 각각의 윈도우에 대하여 제안된 도달 시간 추정치를 계산하는 단계, 및 상기 제안된 도달 시간 추정치들에 응답하여 상기 대표 측정치를 제공하기 위하여 상기 윈도우들 중 하나를 선택하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  25. 제 21항에 있어서, 각각의 셀룰러 기지국에 대하여, 상기 다수의 데이터 측정치들은 각각의 도달 시간에 대한 RMSE 추정치를 더 포함하며, 상기 대표 측정치 계산 단계는 상기 윈도우 내의 RMSE 추정치들에 응답하여 대표 RMSE 측정치를 계산하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  26. 제 21항에 있어서, 각각의 셀룰러 기지국에 대하여, 상기 데이터 측정치들은 각각의 도달 시간 추정치에 대한 측정 시간을 더 포함하며, 상기 대표 측정치 계산단계는 상기 측정 시간에 응답하여 상기 데이터 측정치들을 에이징하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  27. 제 21항에 있어서, 각각의 셀룰러 기지국에 대하여, 상기 파일럿 신호의 모든 경로들에 대한 전체 에너지값을 결정하는 단계, 및 상기 전체 에너지값에 응답하여 상기 신호의 에너지에 대한 대표 측정치를 제공하는 단계를 더 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  28. 제 21항에 있어서, 이동국의 위치를 결정하기 위하여 상기 대표 측정치들을 이용하는 단계를 더 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 이동국의 위치를 결정하기 위하여 AFLT 알고리즘에서 상기 대표 측정치들을 이용하는 단계를 더 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 이동국의 위치를 결정하기 위하여 GPS 알고리즘과 함께 상기 대표 측정치를 이용하는 단계를 더 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  31. 제 21항에 있어서, 상기 이동국 내의 데이터베이스에 상기 데이터 측정치들을 저장하는 단계, 및 각각의 후속 측정 이후에 상기 데이터베이스를 업데이트하는 단계를 더 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 데이터베이스 업데이트 단계는 각각의 데이터 측정치에 대한 도달 시간에 응답하여 RMSE 값들을 에이징하는 단계를 포함하는,
    각각 고유한 파일럿 신호를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 방법.
  33. 삭제
  34. 각각 고유한 파일럿 신호 - 상기 파일럿 신호들 중 적어도 몇몇은 다중 경로 성분들을 가짐 - 를 방사하는 다수의 셀룰러 기지국들을 사용하여 이동국의 위치를 결정하기 위한 시스템으로서,
    파일럿 신호의 각각의 독립적인 데이터 측정치가 동일한 파일럿 신호에 대해 취득된 다른 데이터 측정치들과 독립적일 수 있도록 상기 다수의 셀룰러 기지국들의 각각으로부터 대응하는 파일럿 신호들의 다수의 실질적으로 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 취득하기 위한 데이터 취득 수단 ― 상기 데이터 취득 수단은 시간, 공간 및 주파수 중 적어도 하나에서 실질적으로 독립적인 데이터 측정치들을 획득하기 위한 수단을 포함하며, 상기 데이터 측정치들 각각은 각각의 파일럿 신호에 대한 가장 이른 도달 시간 추정치를 포함하며, 따라서 상기 다수의 셀룰러 기지국으로부터의 상기 파일럿 신호들 각각에 대한 가장 이른 도달 시간의 다수의 실질적으로 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 제공함 - ;
    각각의 데이터 측정치의 취득 이후에 상기 데이터 측정치들을 사용하여 데이터베이스를 업데이트하기 위한 데이터베이스 업데이트 수단;
    각각의 개별 셀룰러 기지국에 대한 시간 윈도우 내에서 선택된 독립적인 데이터 측정치들에 응답하여 가장 이른 도달 시간을 계산하기 위한 수단을 포함하는, 각각의 셀룰러 기지국에 대한 대표 측정치를 계산하기 위한 대표 측정치 계산 수단; 및
    상기 대표 측정치들 중 적어도 하나에 응답하여 상기 이동국의 위치를 결정하기 위한 위치결정 수단을 포함하는 위치 결정 시스템.
  35. 제 34항에 있어서, 상기 데이터 취득 수단은 각각의 도달시간에 대한 RIVISE 추정치를 취득하기 위한 수단을 포함하며;
    상기 계산수단은 상기 RMSE 추정치들에 응답하여 상기 파일럿 신호들 각각에 대한 대표 측정치를 계산하기 위한 수단을 포함하는 위치 결정 시스템.
  36. 제 34항에 있어서, 상기 데이터 취득 수단은 각각의 도달시간에 대한 측정 시간을 취득하기 위한 수단을 포함하며;
    상기 계산 수단은 상기 측정 시간 데이터에 응답하여 상기 파일럿 신호들 각각에 대한 대표 측정치를 계산하기 위한 수단을 포함하는 위치 결정 시스템.
  37. 제 34항에 있어서, 상기 측정 시간 데이터에 응답하여 각각의 파일럿 신호에 대한 데이터 측정치들을 에이징하기 위한 수단을 더 포함하는 위치결정 시스템.
  38. 제 34항에 있어서, 각각의 셀룰러 기지국에 대한 파일럿 신호의 모든 경로에 대한 전체 에너지값을 계산하기 위한 수단을 더 포함하는 위치결정 시스템.
  39. 제 34항에 있어서, 상기 위치결정 수단은 AFLT 알고리즘에서 상기 대표 측정치들을 이용하기 위한 수단을 포함하는 위치결정 시스템.
  40. 제 34항에 있어서, 상기 위치결정 수단은 GPS 알고리즘과 함께 상기 대표 측정치들을 이용하기 위한 수단을 포함하는 위치결정 시스템.
  41. 제 34항에 있어서, 상기 대표 측정치 계산 수단은,
    시간 윈도우를 결정하기 위한 수단;
    상기 윈도우 내에서 데이터 측정치들을 선택하기 위한 수단; 및
    상기 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 도달 시간의 대표 측정치를 계산하기 위한 수단을 포함하는 위치결정 시스템.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 대표 측정치 계산 수단은 상기 윈도우 내에 있는 도달 시간 추정치들을 평균하기 위한 수단을 포함하는 위치결정 시스템.
  43. 제 41항에 있어서, 상기 대표 측정치 계산 수단은 상기 도달 시간 추정치들의 가장 이른 데이터 측정치를 식별하기 위한 수단 및 상기 가장 이른 데이터 측정치 이후에 시간 윈도우를 적용하기 위한 수단을 포함하는 위치결정 시스템.
  44. 제 41항에 있어서, 상기 시간 윈도우 결정 수단은 상기 데이터 측정치들에 대하여 시간 윈도우를 슬라이딩하고, 각각의 윈도우에 대하여 제안된 도달 시간 추정치를 계산하며, 상기 제안된 도달 시간 추정치들에 응답하여 상기 대표 측정치를 제공하기 위하여 상기 윈도우들 중 하나를 선택하기 위한 수단을 포함하는 위치결정 시스템.
  45. 제 34항에 있어서, 상기 대표 측정치 계산수단은,
    시간 윈도우를 결정하기 위한 수단 ― 상기 결정 수단은 상기 도달 시간 추정치들의 가장 이른 데이터 측정치를 식별하고, 상기 윈도우를 제공하기 위하여 상기 가장 이른 데이터 측정치 이후에 미리 결정된 시간을 적용하기 위한 수단을 포함함 ―;
    상기 윈도우 내에서 모든 데이터 측정치들을 선택하기 위한 수단; 및
    상기 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 대표 도달 시간을 계산하기 위한 수단을 포함하며, 상기 계산 수단은 상기 윈도우 내에 있는 상기 도달 시간 추정치들을 평균하기 위한 수단을 포함하는 위치결정 시스템.
  46. 삭제
  47. 기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법으로서,
    상기 수신기에서 상기 기지국으로부터의 다수의 주기적인 신호들을 수신하고, 그로부터 다수의 실질적으로 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계 - 상기 형성 단계는 상기 다수의 주기적인 신호들 각각에 대한 가장 이른 도달 시간 추정치를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 데이터 측정치들은 각각의 데이터 측정치가 동일한 셀룰러 기지국 신호에 대해 취득된 다른 데이터 측정치들과 독립적일 수 있도록 형성되며, 따라서 상기 셀룰러 기지국으로부터의 상기 신호의 가장 이른 도달 시간의 다수의 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 제공함 - ;
    시간 윈도우를 결정하는 단계;
    상기 시간 윈도우 내에서 데이터 측정치들을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 데이터 측정치들에 응답하여 상기 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 계산하는 단계
    를 포함하는, 기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 수신기는 이동국 내에 있고, 상기 이동국의 위치를 결정하기 위해 상기 대표 측정치를 이용하는 단계를 더 포함하는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  49. 제 47항에 있어서, 상기 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계는 독립성의 가정을 제공하기에 충분한 연속하는 측정치들 사이에서 시간 차이를 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 시간 차이는 상기 신호의 페이딩 특성들이 연속하는 데이터 측정치들 사이에서 변화할 수 있도록 선택되는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 시간 차이는 100 밀리초 내지 2 초의 범위 내에 있는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  51. 제 47항에 있어서, 상기 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계는 공간 내의 2개의 서로 다른 위치들로부터의 측정치들을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  52. 제 51항에 있어서, 적어도 2개의 안테나들로부터 데이터 측정치들을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 안테나들 사이의 최소 거리는 캐리어 주파수의 파장의 1/2 보다 큰,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  53. 제 47항에 있어서, 상기 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계는 상기 동일한 셀룰러 기지국으로부터 방사된 둘 이상의 서로 다른 주파수들로부터의 측정치들을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  54. 제 53항에 있어서, 적어도 1MHz 만큼 이격된 2개의 주파수들로부터의 측정치들을 형성하는 단계를 더 포함하는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  55. 제 47항에 있어서, 상기 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계는 연속하는 측정치들 사이의 시간 차이를 선택하는 단계, 공간 내의 2개의 서로 다른 위치들로부터 측정치들을 형성하는 단계, 및 동일한 셀룰러 기지국으로부터 방사된 둘 이상의 서로 다른 주파수들로부터의 측정치들을 형성하는 단계 중 적어도 하나를 더 포함하는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  56. 제 1항에 있어서, 상기 다수의 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계는 독립성의 가정을 제공하기에 충분한 연속하는 측정치들 사이에서 시간 차이를 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 시간 차이는 상기 신호의 페이딩 특징들이 연속하는 데이터 측정치들 사이에서 변화할 수 있도록 선택되는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  57. 제 56항에 있어서, 상기 시간 차이는 100 밀리초 내지 2초의 범위 내에 있는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  58. 제 14항에 있어서, 상기 다수의 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계는 독립성의 가정을 제공하기에 충분한 연속하는 측정치들 사이에서 시간 차이를 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 시간 차이는 상기 신호의 페이딩 특징들이 연속하는 데이터 측정치들 사이에서 변화할 수 있도록 선택되는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  59. 제 58항에 있어서, 상기 시간 차이는 100 밀리초 내지 2 초의 범위 내에 있는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  60. 제 21항에 있어서, 상기 다수의 통계상 독립적인 데이터 측정치들을 형성하는 단계는 독립성의 가정을 제공하기에 충분한 연속하는 측정치들 사이에서 시간 차이를 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 시간 차이는 상기 신호의 페이딩 특징들이 연속하는 데이터 측정치들 사이에서 변화할 수 있도록 선택되는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
  61. 제 60항에 있어서, 상기 시간 차이는 100 밀리초 내지 2 초의 범위 내에 있는,
    기지국으로부터 수신기로의 다중 경로들을 따라 전파할 수 있는 주기적인 셀룰러 기지국 신호의 도달 시간의 대표 측정치를 제공하기 위한 방법.
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