KR101026345B1 - 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 절차 - Google Patents

간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 절차 Download PDF

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Abstract

간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법 및 시스템을 제공한다. 수신신호로부터 유도한 상관 함수 펄스로부터 파라미터를 결정한다. 그 파라미터를 검사하여, 비간섭 다중 경로 가설과 불일치한지를 결정한다. 만약 그렇다면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
간섭 다중 경로 조건, 위치결정, GPS 지리적 위치결정 시스템

Description

간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 절차{PROCEDURE FOR DETECTING OF AN INTERFERING MULTI-PATH CONDITION}
본 발명은 위치 결정 및 GPS 지리적 위치결정 시스템의 분야에 관한 것으로, 좀더 자세하게는, 위치 결정 프로세스에 에러를 도입할 수도 있는 다중 경로 조건을 검출하는 절차에 관한 것이다.
GPS 지리적 위치결정 시스템은, 위성에 가시적인 엔티티들이 그들의 위치를 결정할 수 있는 지구궤도위성 시스템이다. 각 위성은 위성을 고유하게 식별하는 1023개 칩들의 반복 의사-랜덤 잡음 (PN) 코드로 마크된 신호를 송신한다. 1023개 칩들은 매 밀리초마다 반복한다. 또한, 신호는 데이터 비트로 변조되며, 각 데이터 비트는 변조된 신호에서 20ms 지속기간을 갖는다.
도 1 은 GPS 지리적 위치결정 시스템의 애플리케이션을 나타낸 것으로, 무선 통신시스템에서의 가입자국 (100) 은 그 가입자국에 가시적인 GPS 위성 (102a, 102b, 102c, 102d) 로부터의 송신을 수신하고, 그 4개 이상의 송신으로부터 시간 측정치를 유도한다. 그후, 가입자국 (100) 은 이들 측정치들로부터 가입자국 (100) 의 위치를 결정하는 위치결정 엔터티 (PDE; 104) 로 그 측정치를 전송한다. 다른 방법으로는, 가입자국 (100) 이 그 자신의 위치를 이들 측정치로부터 결정한다.
가입자국 (100) 은 특정 위성에 대한 PN 코드와 수신 신호를 상관시킴으로써, 그 위성으로부터의 송신을 탐색한다. 일반적으로, 수신신호는 잡음이 존재하는 가입자국 수신기에 가시적인 하나 이상의 위성으로부터의 송신들의 복합체이다. 이 상관은 탐색 윈도우 (W) 로 알려진, PN 코드의 가능한 시프트 범위에 걸쳐 수행된다. 각 상관은 Nc 와 M 의 곱으로 표현될 수 있는 적분 시간 (integration time; I) 에 걸쳐 수행되며, 여기서 Nc 는 코히런트 적분시간이며, M 은 넌-코히런트하게 조합되는 코히런트 적분의 수이다.
이 상관값은 상관 함수를 정의하기 위해 대응 PN 코드 시프트와 관련된다. 상관 함수에서의 임의의 피크가 위치결정되며, 선택된 소정의 잡음 임계치와 비교되어, 오경고 (false alarm) 확률이 소정값 이하가 된다. 위성에 대한 시간 측정치는 임계치를 초과하는 상관 함수에서의 최초의 비-사이드로브 (non-sidelobe) 피크로부터 유도된다.
도 2 는 한 GPS 위성에 대한 일반적인 상관 함수를 나타낸 것이다. 수평축은 칩에 대한 시간을 나타낸다. 수직축은 dB 단위의 에너지를 나타낸다. 상관 함수는 메인 로브 (200) 와 하나 이상의 사이드로브 (202) 를 구비한다. 메인 로브의 피크 (204) 와 관련되는 시간 (206) 이 그 상관 함수에 대한 시간 측정치를 형성한다.
샘플링 클럭과 실제 피크간의 비동기적 관계로 인해, 종종 상관 함수의 샘플링된 피크와 실제 피크간에 차이 (divergence) 가 존재한다. 이 상황이 도 3 에 도시되어 있다. 샘플링된 피크는 부호 300a 으로 식별되며, 실제 피크는 부호 304로 식별된다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 2개의 피크는 서로 빗나간다.
실제 피크의 위치를 더욱 잘 추정하기 위한 노력으로, 상관 함수의 샘플에 보간 절차를 적용할 수 있다. 2차 보간에서는, 상관 함수의 수개의 샘플들에 2차 함수가 적용된다. 그 후, 보간된 피크가 2차 함수의 계수로부터 위치결정된다. 종종 이 보간된 피크는 샘플링된 피크보다 실제 피크에 더 가깝다.
상관 함수의 피크를 위치결정하는 프로세싱은 특정의 다중 경로 조건이 존재할 경우에 복합하게 된다. 그 이유는, 정확한 시간 측정치는 상관 함수에서의 시선 (line of sight) 피크와 관련되는 시간이지만 다중 경로 조건에 의해 도입되는 피크는 시선 피크와 간섭할 수도 있어서, 이러한 피크와 관련되는 시간을 결정하기 곤란하거나 또는 불가능하게 만들기 때문이다.
도 4 는 가입자국 (402) 내의 GPS 수신기에서 GPS 위성 (400) 으로부터의 동일 송신의 시선 렌더링 (404) 및 다중 경로 렌더링 (406) 를 수신하는 상황의 일예를 나타낸 것이다. 이 다중 경로 렌더링 (406) 은 빌딩 (408) 으로부터의 반사로 인해 발생한다. 다중 경로 렌더링 (406) 은 더 긴 거리를 이동해야 하기 때문에 시선 렌더링 (404) 이후에 GPS 수신기에 도달한다.
이들 렌더링들은, 양자의 렌더링들이 동일한 PN 코드로 변조되기 때문에, 뒤이어 발생하는 상관 함수에서 다중의 피크들을 도입시킬 것이다. 만약 피크들이 시간적으로 넓게, 일반적으로 1.5 칩 이상으로 분리되어 있고 서로 간섭하지 않으면, 더 빠른 시선 피크와 관련되는 시간이 결정될 수 있으며, 상관 함수에 대한 시간 측정치를 형성한다.
그러나, 피크들이 서로 간섭할 정도로 시간적으로 충분히 인접하여 발생하면 그 더 빠른 시선 피크와 관련되는 시간을 결정하는 것이 불가능할 수도 있다. 이 경우, 정확한 시간 측정이 불가능할 수도 있다.
도 5 는 부호 506a 와 506b 로 각각 식별되는 시선과 다중 경로 피크가 서로 간섭하여, 결과적인 상관 함수 (508) 에서, 개별 피크들이 서로 또는 그 결과적인 상관 함수로부터 구별될 수 없는 예를 나타낸 것이다. 상관 함수의 피크 (510) 가 위치결정되며, 이 피크와 관련되는 시간 (502) 이 상관 함수에 대한 시간 측정치를 형성한다. 이 값은 시선 피크 (506a) 와 관련되는 시간 (504) 으로부터 벗어난다. 그 결과, 이 값 (502) 이 위치결정 프로세스에서 이용되면, 잘못된 결과가 이어서 발생할 것이다.
이러한 에러는 현저할 수 있다. 도 6 의 히스토그램을 고려한다. 이 히스토그램은 간섭하는 다중 경로 조건의 존재로 인해 발생할 수 있는 에러의 범위를 나타낸다. 이로부터 알 수 있는 바와 같이, 에러는 약 -150m 내지 200m 범위일 수 있다.
이 에러의 정도는, 911 통화 목적에 있어서, 가입자국은, 추정치가 50m 내에서는 68% 까지 정확하고 150m 내에서는 95% 까지 정확하도록 충분한 정확도로 그들의 위치를 추정하거나 추정된 위치를 가질 수 있어야 한다는 FCC의 규정에 부합하지 않는다.
발명의 요약
간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법을 개시한다. 간섭하는 다중 경로 조건은, 시선 신호 및 다중 경로 신호가 서로 시간적으로 충분히 인접하게 수신되어, 시선의 피크가 후속 상관 함수에서 다중 경로 피크로부터 구별될 수 없는 조건이다. 이러한 다중 경로를 종종 "짧은" 다중 경로라 한다.
수신신호로부터 유도된 상관 함수의 펄스가 위치결정된다. 그 후, 그 펄스의 파라미터가 결정된다. 그 파라미터가 분석되어 비간섭 가설과 불일치하는지가 결정된다. 이 비간섭 가설은, 간섭하는 다중 경로 조건에 영향을 받지 않는 시선 신호로부터 펄스가 유도된다는 가설이다.
파라미터가 비간섭 가설과 불일치하면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
제 1 예에서는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하기 위하여, 폭 테스트를 이용한다. 이 테스트에 의하면, 피크 에너지로부터의 선택된 에너지 오프셋에서의 펄스의 폭이 결정된다. 그 후, 이 펄스 폭은 비간섭 가설의 특징인 가능한 폭 범위와 비교된다. 폭이 이러한 범위 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
제 2 예에서는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하기 위하여, 비율 테스트를 이용한다. 이 테스트에 의하면, 피크로부터의 선택된 시간 오프셋에서의 에너지에 대한 피크 에너지의 비율이 결정된다. 그 후, 이 비율은 비간섭 가설의 특징인 가능한 비율 범위와 비교된다. 비율이 이러한 범위 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
제 3 예에서는, 피크로부터의 서로 다른 각각의 시간 오프셋에서, 복수의 비율이 결정된다. 각각의 비율은 비간섭 가설의 특징인 가능한 비율 범위와 비교된다. 하나의 비율이 그 대응하는 범위의 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
제 4 예에서는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하기 위하여, 폭과 비율 테스트의 조합을 이용한다. 이 예에서는, 어느 하나의 테스트가 만족되면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
일 애플리케이션에서는, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출되면, 후속하는 위치결정 프로세스에서, 상관 함수로부터 유도된 임의의 시간 측정치가 폐기되거나 또는 디-웨이팅된다 (de-weighted). 또 다른 애플리케이션에서는, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출되면, 시선 피크가 다른 피크들로부터 구별될 수 있도록 상관 함수가 정정된다. 이러한 피크로부터 시간 측정치가 유도되어 위치결정 프로세스에서 이용된다.
도면의 구성부재는 반드시 축척대로는 아니며, 그대신 본 발명의 원리를 나타낼 때에 강조된다. 도면에서, 유사 도면부호는 다른 도면에 걸쳐서 대응 부재를 나타낸다.
도 1 은 GPS 지리적 위치결정 시스템의 다이어그램이다.
도 2 는 GPS 위성 송신으로부터 유도된 상관 함수 펄스의 예이다.
도 3a 는 GPS 위성 송신으로부터 발생하는 상관 함수에서의 펄스의 다양한 파라미터를 나타내며, 도 3b 는 GPS 위성 송신으로부터 발생하는 상관 함수의 펄스 샘플로부터 보간된 피크의 예들을 나타낸다.
도 4 는 가입자국에 의한, GPS 위성 송신의 시선과 다중 경로 렌더링의 수신을 나타낸다.
도 5 는 간섭하는 다중 경로 조건이 존재할 경우에 시선과 다중 경로 피크간에 발생하는 간섭을 나타낸다.
도 6 은 간섭하는 다중 경로 조건에 영향을 받는 상관 함수로부터 유도된 시간 측정치에 위치 추정이 기초하는 경우에, 가능한 에러의 범위를 나타낸 히스토그램이다.
도 7 은 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하기 위한, 본 발명에 따른 방법의 실시형태의 플로우챠트이다.
도 8 은 폭 테스트를 구현하는데 사용될 수도 있는 룩업 테이블의 예이다.
도 9 는 비율 테스트를 구현하는데 사용될 수 있는 룩업 테이블의 예이다.
도 10 은 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하기 위한, 본 발명에 따른 시스템의 실시형태의 블럭도이다.
도 11 은 도 10의 시스템을 통합하거나 포함하는 무선 통신 시스템에서의 가입자국의 블럭도이다.
여기서 사용되는 바와 같은, "약" 및 "실질적으로" 등의 용어는, 상거래에서 허용할 수 있는 허용오차를 고려하기 위해, 수학적 정확도에 약간의 여유를 허용하도록 의도된다. 따라서, 용어 "약" 또는 "실질적으로" 에 의해 한정되는 수치로부터 1% 내지 20% 의 범위에서의 상하의 편차는 언급한 수치 범위내인 것으로 명시적으로 간주되어야 한다.
또한, 여기서 사용되는 바와 같은, 용어 "소프트웨어"는 소스 코드, 어셈블리 언어 코드, 이진 코드, 펌웨어, 매크로-명령, 마이크로-명령 등, 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함한다.
또한, 용어 "메모리"는, 반드시 이에 한하지 않지만, 프로세서에 의해 실행가능한 일련의 소프트웨어 명령들이 저장될 수도 있는, RAM, ROM, EPROM, PROM, EEPROM, 디스크, 플로피 디스크, 하드 디스크, CD-ROM, DVD 등 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 임의의 프로세서 판독가능한 매체를 지칭한다.
용어 "프로세서" 또는 "CPU" 는 일련의 명령을 실행할 수 있는 장치로서, 범용 또는 전용 마이크로프로세서, 유한 상태 기계, 컨트롤러, 컴퓨터, 디지탈 신호 프로세서 (DSP) 등을 들수 있으며, 이에 한하지 않는다.
도 7 은 본 발명에 따른, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법의 일 실시형태를 나타낸 플로챠트이다. 간섭하는 다중 경로 조건은, 시선 신호 및 다중 경로 신호가 서로 시간적으로 충분히 인접하게 수신되어, 시선 피크가 후속 상관 함수에서 다중 경로 피크로부터 구별될 수 없는 조건이다.
이 방법은 수신 신호로부터 상관 함수를 유도한 이후에 시작한다. 일 구현예에서, 수신 신호는 수신기에 가시적인 하나 이상의 GPS 위성으로부터 송신된 신호들의 복합체이다. 이 구현예에서, 상관 함수는 소정의 탐색 윈도우 (W) 내에서 PN 코드의 시프트 범위에 걸쳐서 수신 신호를 위성들 중 하나에 대한 PN 코드와 상관시킴으로써 유도된다.
이 방법은 단계 702 에서 시작한다. 단계 702 는 상관 함수에서의 펄스의 하나 이상의 파라미터를 결정하는 단계를 포함한다. 일 구현예에서, 이 펄스는 잠재적인 시선 펄스이다. 잠재적인 시선 펄스는 시선 송신으로부터 유도될 수도 있는 펄스이다.
도 3a 를 참조하면, 일 실시형태에서, 단계 702 에서 결정되는 파라미터는 샘플링된 피크 에너지 (300a) 로부터 소정의 에너지 오프셋 (△1 ) 에 위치된 펄스 폭 (w) 이다. 샘플 (300a, 300b 및 300c) 에 2차 보간이 적용되는 것으로 가정하면, 이 폭은 2차식 y= ax2 + bx + c 에서 발생된 2차 계수 a, b, c 로부터 간단히 결정될 수도 있다.
더욱 구체적으로는, 하기 식을 이용하여, 샘플링된 피크로부터 임의의 K1 dB 아래에서 펄스 폭 (w) 을 결정할 수도 있다.
(식 1)
Figure 112005010961310-pct00001
여기서, a 는 2차 계수이고, y0 는 y(-b/2a) 와 동일하고, K 는
Figure 112008065466335-pct00017
와 동일하다.
다른 방법으로는, 하기 식을 이용하여, 샘플링된 피크로부터 약 1.25 dB 아래에서 제곱된 (squared) 폭 (w*) 을 추정할 수 있다.
(식 2)
Figure 112005010961310-pct00002
이 식은, 상기 식 1 과는 달리, y0 또는 K 에 의존하지 않으므로, 연산 효율적이다.
다시 도 3a 를 참조하면, 또 다른 실시형태에서, 단계 702 에서 결정된 파라미터는 피크로부터의 선택된 시간 오프셋에 위치된 샘플링된 에너지에 대한 샘플링된 피크 에너지 (300a) 의 비율이다. 시간 오프셋 (△2) 과 관련되는, 이 비율의 하나의 예는 샘플링된 에너지 (300b) 에 대한 샘플링된 피크 에너지 (300a) 의 비율이다. 시간 오프셋 (△3) 과 관련되는, 이 비율의 제 2 예는 샘플링된 에너지 (300d) 에 대한 샘플링된 피크 에너지 (300a) 의 비율이다.
다시 도 7 을 참조하면, 이 방법은 단계 704 로 진행한다. 단계 704 에서, 이 방법은 단계 702에서 결정된 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 일치하는지 여부를 결정한다. 비간섭 가설은, 간섭하는 다중 경로 조건에 영향을 받지 않는 시선 신호로부터 펄스가 유도되는 가설이다.
단계 704 로부터, 이 방법은 단계 706 으로 진행한다. 단계 706 에서, 단계 704 에서 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는 것으로 결정되면 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다. 단계 706 의 일 예에서, 간섭하는 다중 경로 조건은 플래그를 설정함으로써 표시된다.
일 실시형태에서, 단계 704 는 단계 702 에서 결정된 하나 이상의 파라미터를, 비간섭 가설의 특징인 가능한 값의 대응하는 범위와 비교함으로써 수행된다. 파라미터가 그 대응하는 범위의 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건이 존재하는 것으로 결정된다.
이 실시형태의 일 구현예에서, 단계 704 에서 이용된 범위는 보간 오프셋과 관계를 가지며 그 보간 오프셋에 의존한다. 일 예에서, 보간 오프셋은 상관 함수의 펄스의 보간 피크와 샘플링된 피크간의 시간 오프셋이다. 도 3b 에서, 보간 오프셋 (△3) 은 상관 펄스 (312) 의 샘플 (314a, 314c, 314e) 에 2차 보간을 수행하여 유도된 보간된 피크 (322) 와, 샘플링된 피크 (314c) 사이의 시간 오프셋이다. 이와 유사하게, 보간 오프셋 (△4) 은 상관 펄스 (312) 의 샘플 (314b, 314d, 314f) 에 2차 보간을 수행하여 유도된 보간된 피크 (320) 와, 샘플링된 피크 (314d) 사이의 시간 오프셋이다.
일 구현예에서, 보간 오프셋과 파라미터 범위 간의 관계가, 펄스 형상과 실제 2차 함수의 형상간의 차이로 인해 존재한다. 도 3b 에서, 예컨대, 이 차이는 펄스 (312) 의 형상이 부호 316, 318 로 식별되는 바와 같이, 포물선의 형상으로부터 벗어나기 때문에 존재한다.
일 예에서, 간섭하는 다중 경로 조건이 있는지 여부를 검출하기 위하여, 폭 테스트가 이용된다. 이 테스트에 의하면, 2차 보간이 펄스의 피크 샘플과 2개의 인접 샘플들에 적용되어, 산출된 2차 함수의 계수로부터 펄스 폭이 결정된다. 또, 펄스의 보간 오프셋이 결정된다. 그 후, 보간 오프셋이 룩업 테이블에 대한 인덱스로서 사용된다. 룩업 테이블이 액세스되어, 비간섭 가설의 특징인 가능한 폭 범위를 리턴한다. 그 후, 그 펄스 폭이 이 범위와 비교된다. 그 범위의 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
도 8 은 폭 테스트를 구현하는데 이용할 수 있는 룩업 테이블의 일 예이다. 이 테이블에서의 각 엔트리 (802a, 802b, 802c) 는 파라미터 (w*) 의 값의 범위이다. 앞에서 언급한 바와 같이, 파라미터 (w*) 는 샘플링된 피크로부터 약 1.25 dB 아래의 제곱된 펄스 폭이다. 이것은 상기 식 (2) 의 적용에 의해, 계수 (c 및 a) 로부터 계산할 수도 있다.
테이블의 각각의 범위는 비간섭 가설의 특징이다. 이 특정의 예에서, 비간섭 가설은, 상관 함수에서의 시선 피크와 임의의 다중 경로 피크가 1.5 칩 보다 많이 분리되어 있다는 가설이다. 이 테이블에서의 각각의 범위는 시뮬레이션에 의해 결정된다. 그러나, 이 범위들을 분석적으로 결정하는 실시형태들도 가능하다. 또, 이들 범위들은 상관 절차로부터 발생하는 펄스의 형상에 매우 의존한다.
테이블에는 20개의 엔트리가 있다. 제 1 엔트리 (802a) 는 인덱스 0 과 관련되며, 제 2 엔트리 (802b) 는 인덱스 1 과 관련되고, 제 3 엔트리 (802c) 는 인덱스 2 와 관련되어, 최종 엔트리 (802d) 가 인덱스 19 와 관련된다.
이 테이블에 액세스 하기 위해, 보간 오프셋이 펄스로부터 결정되며 이들 인덱스 값들 중 하나의 값에 매핑된다. 그 후, 이 인덱스를 이용하여 룩업 테이블로부터 범위가 검색된다. 나타낸 특정의 예에서, 매핑은 다음과 같다.
Figure 112005010961310-pct00003
여기서, cpind 는 테이블 인덱스이고, icp 는 칩에 관하여 측정된 보간 오프셋이다. 또한, -0.525 미만인 icp 값은 cpind = 0 에 매핑되며, 0.475 이상인 icp값은 cpind = 19 에 맵핑된다. 또, 다음의 의사-코드는 이 매핑을 구현한다.
cpind = 10 + int((20.0×icp) + 0.5)
cpind = MIN(MAX(cpind,0),19)
이 의사-코드를 적용하면, 0.2 칩의 보간 오프셋은 인덱스 14 에 매핑한다. 이 인덱스 값에 대응하는 도 8 의 테이블 엔트리는 (1.39718, 2.46252) 이다. 이 엔트리에 따르면, 0.2 칩의 보간 오프셋에 대해, w* 의 계산된 값이 1.39718 미만이거나 2.46252 보다 크면, 펄스는 비간섭 가설과 불일치하는 것으로 결정된다.
제 2 예에서는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하기 위하여, 비율 테스트를 이용한다. 이 테스트에 의하면, 피크로부터의 선택된 시간 오프셋에 위치된 샘플링된 에너지에 대한 샘플링된 피크 에너지의 비율이 결정된다. 보간 오프셋이 결정되어 룩업 테이블에 대한 인덱스로서 사용된다. 액세스가 비간섭 가설의 특징인 가능한 비율의 범위를 리턴한다. 이 비율은 그 범위와 비교되며, 그 범위 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
일 실시형태에서, 이러한 프로세스는, 피크로부터의 상이한 시간 오프셋과 각각 관련되는 복수의 비율에 대해 수행된다. 이러한 실시형태에서, 룩업 테이블로의 액세스는 복수의 범위, 즉 비율 각각마다 하나의 범위를 산출한다. 그 비율들 중 하나의 비율이 대응하는 범위의 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다. 다른 방법으로는, 비율들 중 2개 이상의 비율이 대응하는 범위 외부인 경우에만 간섭하는 다중 경로 조건이 검출되는 실시형태가 가능하다.
도 9 는 비율 테스트를 구현하는데 이용될 수도 있는 룩업 테이블의 일 예이다. 이 테이블에는 20개의 엔트리가 있다. 테이블에서의 각 엔트리 (904a, 904b, 904c) 는 피크로부터의 상이한 시간 오프셋에 대해 각각 8개의 범위 (906a, 906b, 906c) 를 구비한다. 각 범위는 특정의 시간 오프셋에 대한 비간섭 가설의 특징이다. 이 특정의 예에서, 비간섭 가설은, 후속 상관 함수에서의 시선 피크와 임의의 다중 경로 피크가 1.5 칩 보다 많이 분리된다는 가설이다. 이들 범위 각각은 시뮬레이션에 의해 결정되었다. 그러나, 이 범위를 분석적으로 결정하는 실시형태도 가능하다. 또한, 이들 범위는 상관 절차로부터 발생하는 펄스의 형상에 매우 의존한다.
테이블에서의 각 엔트리는 로우 (row) 인덱스와 관련된다. 예를 들어, 제 1 엔트리 (904a) 는 로우 인덱스 0 과 관련되며, 제 2 엔트리 (904b) 는 로우 인덱스 1 과 관련되며, 제 3 엔트리 (904c) 는 로우 인덱스 2 와 관련된다.
테이블에 액세스하기 위해, 보간 오프셋이 결정되어, 도 8 의 테이블에 대해 상기 설명한 매핑과 동일한 매핑을 이용하여, 로우 인덱스 값들 중의 하나의 값에 매핑된다.
다음으로, 비율 형성시에 사용되는 시간 오프셋이 칼럼 인덱스에 매핑된다. 이 칼럼 인덱스 매핑은 다음과 같다.
Figure 112005010961310-pct00004
여기서, ppind 는 칼럼 인덱스를 말한다. 칼럼 인덱스는 로우 인덱스와 관련된 범위들 중의 하나의 범위를 선택하는데 사용된다.
상술한 하나의 애플리케이션에서, 0.2 칩의 보간 오프셋은 14 의 로우 인덱스에 매핑하고, 1.5 칩 느린 시간 오프셋은 6 의 칼럼 인덱스에 매핑한다. 이들 인덱스 값에 대응하는 도 9 에서의 범위는 (7.64650, 23.93000) 이다. 이러한 엔트리에 의하면, 피크 이후 1.5 칩의 오프셋에서 계산되어 dB 단위로 표현된 비율이 7.64650 dB 미만이거나, 23.93000 dB 보다 크면, 펄스는 비간섭 가설과 불일치하는 것으로 결정된다.
테이블 엔트리에 의해 표현되는 8개의 테스트중 어느 하나의 테스트가 실패하면, 그 비율 테스트는 실패한다. 그러나, 그 테스트들중 2개 이상의 테스트가 실패한 경우에만 비율 테스트가 실패하는 실시형태도 가능하다.
제 3 예에서는, 폭 및 비율 테스트 모두가 이용된다. 이 예에서, 펄스 폭이 비간섭 가설의 특징인 가능한 폭 범위의 외부이거나, 계산된 비율 중 어느 하나의 비율이 비간섭 가설의 특징인 대응하는 범위의 외부인 경우에, 간섭하는 다중 경로 조건이 검출된다.
간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 시스템의 일 실시형태가 도 10 에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 이 시스템은 프로세서 (1002) 및 메모리 (1004) 를 구비한다. 메모리 (1004) 는 도 7 의 방법, 또는 설명하거나 제안한 이 방법의 실시형태들, 구현예들, 또는 실시예들 중 어느 하나를 수행하는 일련의 명령을 명백히 포함한다. 프로세서는 메모리 (1004) 에 의해 명백히 포함된 소프트웨어 명령에 액세스 및 실행하도록 구성된다.
일 구현예에서, 간섭하는 다중 경로 조건의 파라미터 범위 특징과 보간 오프셋 사이의 기존의 관계를 구현하는 룩업 테이블이 메모리 (1004) 에 저장된다. 이 구현예에서, 프로세서 (1002) 는 메모리에 저장된 상관 함수의 펄스에 대한 보간 오프셋을 결정한다. 또한, 프로세서 (1002) 는 그 펄스에 대한 파라미터를 결정한다. 프로세서 (1002) 는 그 보간 오프셋을 이용하여, 룩업 테이블로부터 비간섭 다중 경로 조건과 불일치하는 파라미터 범위를 결정한다. 프로세서 (1002) 는 파라미터를 이 범위와 비교하고, 그 범위 외부이면, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출한다.
무선 통신 시스템의 가입자국의 일 실시형태가 도 11 에 도시되어 있다. 이 특정의 가입자국은 도 10 의 시스템을 포함하거나 통합하도록 구성된다.
무선 송수신기 (1106) 는 음성 또는 데이터와 같은 기저대역 정보를 RF 캐리어상에서 변조하고, 변조한 RF 캐리어를 복조하여 기저대역 정보를 획득하도록 구성된다.
안테나 (1110) 는 무선 통신 링크를 통하여 변조된 RF 캐리어를 송신하고, 변조된 RF 캐리어를 무선 통신 링크를 통해 수신하도록 구성된다.
기저대역 프로세서 (1108) 는 무선 통신 링크를 통한 송신을 위해 기저대역 정보를 CPU (1102) 로부터 송수신기 (1106) 로 제공하도록 구성된다. 그에 따라, CPU (1102) 는 이 기저대역 정보를 사용자 인터페이스 (1116) 내의 입력 디바이스로부터 획득한다. 또한, 기저대역 프로세서 (1108) 는 송수신기 (1106) 로부터 CPU (1102) 로 기저대역 정보를 제공하도록 구성된다. 이에 따라, CPU (1102) 는 이 기저대역 정보를 사용자 인터페이스 (1116) 내의 출력 디바이스로 제공한다.
사용자 인터페이스 (1116) 는 음성 또는 데이터와 같은 사용자 정보를 입력 또는 출력하기 위한 복수의 디바이스를 구비한다. 사용자 인터페이스내에 일반적으로 포함되는 디바이스는 키보드, 디스플레이 스크린, 마이크로폰, 및 스피커를 포함한다.
GPS 수신기 (1112) 는 GPS 위성 송신을 수신 및 복조하여, 그 복조된 정보를 상관기 (1118) 에 제공하도록 구성된다.
상관기 (1118) 는 GPS 수신기 (1112) 에 의해 제공되어진 정보로부터 GPS 상관 함수를 유도하도록 구성된다. 주어진 PN 코드에 대해, 상관기 (1118) 는 탐색 윈도우 (W) 를 정의하는 코드 위상의 범위에 걸쳐서 정의되는 상관 함수를 생성한다. 각 개별 상관이, 정해진 코히런트 및 넌-코히런트 적분 파라미터 (Nc, M) 에 따라서 수행된다.
또한, 상관기 (1118) 는 송수신기 (1106) 에 의해 제공되어진 파일럿 신호에 관련한 정보로부터 파일럿 관련 상관 함수를 유도하도록 구성된다. 이 정보는 무선 통신 서비스를 획득하기 위하여 가입자국에 의해 사용된다.
채널 디코더 (1120) 는 기저대역 프로세서 (1108) 에 의해 제공되어진 채널 심볼을 기본적인 (underlying) 소스 비트로 디코딩하도록 구성된다. 일 예에서, 채널 심볼은 컨볼루션 인코딩된 심볼이며, 채널 디코더는 비터비 디코더이다. 제 2 예에서, 채널 심볼은 컨볼루션 코드의 직렬 또는 병렬 연결 (concatenations) 이며, 채널 디코더 (1120) 는 터보 디코더이다.
메모리 (1104) 는 도 7 의 방법, 또는 설명하거나 제안한 그 방법의 실시형태들, 구현예들, 또는 실시예들 중 어느 하나를 구현하는 소프트웨어 명령을 보유하도록 구성된다. CPU (1102) 는 이들 소프트웨어 명령에 액세스하고 이를 실행하여, 상관기 (1118) 에 의해 제공되어진 GPS 상관 함수에 관한 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하도록 구성된다.
또한, 메모리 (1104) 는 간섭하는 다중 경로 조건의 특징인 파라미터 범위와 보간 에러 사이에 존재하는 관계를 각각 구현하는, 하나 이상의 룩업 테이블을 유지하도록 구성된다. 예들로는, 폭 테스트를 수행하기 위한 룩업 테이블 및 비율 테스트를 수행하기 위한 룩업 테이블을 포함한다. CPU (1102) 는 하나 이상의 이들 룩업 테이블에 액세스하여 이들을 이용함으로써, 특정의 보간 오프셋에 대응하는 파라미터 범위를 결정하며, 이 범위를 이용하여 간섭하는 다중 경로 조건이 존재하는지 여부를 결정하도록 구성된다.
CPU (1102) 는 상관기 (1108) 에 의해 제공되어지는 GPS 상관 함수의 피크로부터의 측정치를 유도하고, 간섭하는 다중 경로 조건이 도 7 의 방법, 또는 설명하거나 제안한 그 방법의 임의의 변형예들을 이용하여, 임의의 이들 피크에 관해 존재하는지 여부를 결정하도록 구성된다.
또한, CPU (1102) 는 이들 피크로부터의 시간 측정치와 이들 시간 측정치 각각과 관련되는 RMSE (root mean square error) 를 유도하도록 구성된다.
이들 측정치 및 RMSE 값들은 PDE (미도시) 에 제공된다. PDE 는 그 대응하는 RMSE 값의 역 (inverse) 에 기초하여 측정치 각각을 가중한 후, 그 가중된 측정치에 기초하여 가입자국의 위치를 추정한다. 다른 방법으로는, 가입자국은 이 정보로부터 그 자신의 위치를 결정한다.
일 실시형태에서, CPU (1102) 는 간섭하는 다중 경로 조건에 영향을 받는 피크로부터 유도된 시간 측정치를 플래그하며, 이들 측정치들은 위치 결정 프로세스에서 무시되거나 디-웨이팅된다. 다른 방법으로는, CPU (1102) 는 정확한 시간 측정치가 유도될 수 있도록, 간섭하는 다중 경로 조건에 영향을 받는 피크를 정정한다. 그 후, 이들 측정치는 위치 결정 프로세스에서 사용된다.
다양한 실시형태들, 구현예들 및 실시예들을 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 범위내에서 더 많은 실시형태들, 구현예들, 실시예들이 가능함을 알 수 있다. 특히, 옴니 (omni) 기지국 및 멀티 섹터 셀의 개별 섹터를 포함하는 무선 통신 시스템의 기지국에 의해 송신되는 신호, 또는 기지국과 GPS 위성의 조합에 의해 송신되는 신호에 대해, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 실시형태도 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부한 청구범위를 제외하고는 제한되지 않는다.

Claims (24)

  1. 수신 신호로부터 유도된 상관 함수의 펄스의 하나 이상의 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 파라미터가 상기 비간섭 가설과 불일치하는 것으로 결정되는 경우에, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계는,
    상기 상관 함수의 피크와 상기 수신 신호의 샘플링된 피크 간의 시간 오프셋인 보간 오프셋을 결정하는 단계;
    상기 보간 오프셋에 기초하여 상기 하나 이상의 파라미터에 대한 가능한 값들의 대응하는 범위를 선택하는 단계로서, 상기 범위는 비간섭 가설의 특징인, 상기 선택하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 파라미터가 상기 비간섭 가설과 불일치하도록 상기 하나 이상의 파라미터가 상기 가능한 값들의 대응하는 범위 외부에 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터는, 피크 레벨에 대한 특정 에너지 레벨에서의 펄스 폭을 포함하는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터는, 피크로부터 특정 시간 오프셋에 위치된 에너지 레벨에 대한 피크 에너지의 비율을 포함하는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계는, 상기 특정 에너지 레벨에서의 펄스 폭이 상기 비간섭 가설의 특징인 가능한 폭 범위 외부에 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계는, 상기 비율이 상기 비간섭 가설의 특징인 가능한 비율 범위 외부에 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 가능한 폭 범위는, 상기 펄스에 대한 보간 오프셋, 및 상기 보간 오프셋과 상기 범위 사이의 기존의 관계로부터 결정되는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 가능한 비율 범위는, 상기 펄스에 대한 보간 오프셋, 및 상기 보간 오프셋과 상기 범위 사이의 기존의 관계로부터 결정되는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 관계는 룩업 테이블로서 구현되는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 관계는 룩업 테이블로서 구현되는, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법.
  10. 비간섭 다중 경로 조건의 특징인 파라미터 범위와 보간 오프셋 사이의 기존의 관계를 각각 포함하는 하나 이상의 룩업 테이블을 저장하는, 메모리.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 파라미터는, 피크 에너지 레벨에 대한 특정 에너지 레벨에서의 상관 함수의 폭인, 메모리.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 파라미터는, 피크로부터 특정 시간 오프셋에 위치된 에너지 레벨에 대한 피크 에너지의 비율인, 메모리.
  13. 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 방법을 구현하는 소프트웨어 명령 시퀀스를 저장하는 메모리로서,
    상기 방법은,
    수신 신호로부터 유도된 상관 함수의 펄스의 하나 이상의 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 파라미터가 상기 비간섭 가설과 불일치하는 것으로 결정되는 경우에, 간섭하는 다중 경로 조건을 검출하는 단계를 포함하고,
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계는,
    상기 상관 함수의 피크와 상기 수신 신호의 샘플링된 피크 간의 시간 오프셋인 보간 오프셋을 결정하는 단계;
    상기 보간 오프셋에 기초하여 상기 하나 이상의 파라미터에 대한 가능한 값들의 대응하는 범위를 선택하는 단계로서, 상기 범위는 비간섭 가설의 특징인, 상기 선택하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 파라미터가 상기 비간섭 가설과 불일치하도록 상기 하나 이상의 파라미터가 상기 가능한 값들의 대응하는 범위 외부에 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 메모리.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터는, 피크 레벨에 대한 특정 에너지 레벨에서의 펄스 폭을 포함하는, 메모리.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터는, 피크로부터 특정 시간 오프셋에 위치된 에너지 레벨에 대한 피크 에너지의 비율을 포함하는, 메모리.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계는, 상기 특정 에너지 레벨에서의 펄스 폭이 상기 비간섭 가설의 특징인 가능한 폭 범위 외부에 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 메모리.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 파라미터가 비간섭 가설과 불일치하는지를 결정하는 단계는, 상기 비율이 상기 비간섭 가설의 특징인 가능한 비율의 범위 외부에 존재하는지를 결정하는 단계를 포함하는, 메모리.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 가능한 폭 범위는, 상기 펄스에 대한 보간 오프셋, 및 상기 보간 오프셋과 상기 범위 사이의 기존의 관계로부터 결정되는, 메모리.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 가능한 비율의 범위는, 상기 펄스에 대한 보간 오프셋, 및 상기 보간 오프셋과 상기 범위 사이의 기존의 관계로부터 결정되는, 메모리.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 관계는 룩업 테이블로서 구현되는, 메모리.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 관계는 룩업 테이블로서 구현되는, 메모리.
  22. 프로세서, 및
    제 13 항에 기재된 메모리를 구비하며,
    상기 프로세서는, 상기 메모리에 저장된 소프트웨어 명령에 액세스하여 이를 실행함으로써, 간섭하는 다중 경로 조건이 상기 메모리에 저장된 상관 함수의 펄스에 대해 존재하는지 여부를 결정하도록 구성되는, 시스템.
  23. 프로세서, 및
    제 10 항에 기재된 메모리를 구비하며,
    상기 프로세서는, 상기 메모리에 저장된 하나 이상의 룩업 테이블에 액세스하여, 간섭하는 다중 경로 조건이 상기 메모리에 저장된 상관 함수의 펄스에 대해 존재하는지 여부를 결정하도록 구성되는, 시스템.
  24. 삭제
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