KR102257714B1 - A method and apparatus for location estimation of terminal in mobile communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 시스템에서 단말의 위치추정 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 결정 장치의 동작 방법은 (a) 단말과 제1 내지 제3 기지국들 각각 간 거리를 산출하는 단계; (b) 상기 제1 내지 제3 기지국들 각각의 위치를 중심으로 상기 거리에 대응하는 반지름을 갖는 제1 내지 제3 원들을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다. The present invention relates to a method and apparatus for estimating a location of a terminal in a mobile communication system. A method of operating a location determination apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) calculating a distance between a terminal and each of the first to third base stations; (b) generating first to third circles having a radius corresponding to the distance around the positions of each of the first to third base stations; And (c) determining a position closest to one of two intersections of the first circle and the third circle as the location of the terminal on the second circle.
Description
본 발명은 단말의 위치추정 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가장 작은 제2 원이 제1 원과 제3 원에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우, 제2 원 상에서 제1 원과 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 단말의 위치로 결정하기 위한 단말의 위치추정 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for estimating a location of a terminal, and more particularly, when the smallest second circle is included in an overlapping area formed by the first circle and the third circle, the first circle on the second circle The present invention relates to a method and apparatus for estimating a location of a terminal for determining a location closest to an intersection of two intersections of a and a third circle as the location of the terminal.
특정 사용자나 물체의 위치를 추정하는 기술은 LBS(Location Based Service)와 같은 다양한 통신 시스템에 사용되고 있어 무선통신 기술의 중요한 이슈로 각광받고 있다. 미국의 FCC(Federal Communication Commission)에서 E-911 (Enhanced-911)을 위한 단말 위치추정 기능을 이동전화에 포함하는 것을 강제화한 이후로 이동통신 시스템의 단말 위치추정 기술은 더욱 관심을 받게 되었다. 다양한 단말 위치추정 기술이 개발되어 왔는데, 크게 GPS를 사용하는 핸드셋 방식과, 기지국을 사용하는 네트워크 방식의 두 가지 유형으로 분류할 수 있다. A technology for estimating the location of a specific user or object is being used in various communication systems such as LBS (Location Based Service), and thus is attracting attention as an important issue of wireless communication technology. Since the Federal Communication Commission (FCC) in the United States mandated the inclusion of a terminal location estimation function for E-911 (Enhanced-911) in mobile phones, the terminal location estimation technology of a mobile communication system has received more attention. Various terminal location estimation techniques have been developed, and can be largely classified into two types: a handset method using GPS and a network method using a base station.
대표적인 네트워크 방식의 위치추정 기술이 TOA 삼변 측량법으로, 단말과 세 개의 기지국 사이의 거리를 추정한 후, 세 개의 기지국의 좌표들과 추정된 세 개의 거리를 반지름으로 하는 세 개의 원을 생성시켜, 원들이 만나는 교점을 단말의 위치로 결정하는 방법이다. The representative network method's location estimation technique is TOA trilateral surveying, and after estimating the distance between the terminal and the three base stations, three circles with the coordinates of the three base stations and the estimated three distances as the radius are generated. This is a method of determining the location of the terminal at the intersection where they meet.
거리는 일반적으로 기지국과 단말 사이에 송/수신된 신호의 지연(delay) 수를 이용하여 추정하는데, 이 과정에서 추정된 거리가 실제 거리보다 길어지게 된다. 이로 인해, 세 개의 원이 한 점에서 만나지 않아 위치추정 오차가 발생하게 된다. 이 문제를 해결하기 위해, LS(least square) 방식이나 세 개의 원이 생성하는 여섯 개의 교점 중 세 개의 내부 교점의 평균을 구하는 방식인 최단거리 알고리즘 등이 제안되어 왔는데, 각각 단점을 가지고 있다.The distance is generally estimated by using the number of delays of signals transmitted/received between the base station and the terminal. In this process, the estimated distance becomes longer than the actual distance. Due to this, the three circles do not meet at one point, resulting in a position estimation error. In order to solve this problem, the LS (least square) method or the shortest distance algorithm, which is a method of obtaining the average of three internal intersections among the six intersections generated by three circles, has been proposed, each with its drawbacks.
LS 방식은 비교적 큰 위치추정 오차가 발생 되고, 최단거리 알고리즘은 일반적으로는 좋은 성능을 보이나 특별한 상황에서는 상당히 큰 위치추정 오차가 발생하게 되는 문제점이 있다.The LS method generates a relatively large position estimation error, and the shortest-distance algorithm generally shows good performance, but there is a problem that a considerably large position estimation error occurs in special situations.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 단말의 위치추정 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention has been created to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a method and apparatus for estimating a location of a terminal.
또한, 본 발명은 가장 작은 제2 원이 제1 원과 제3 원에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우, 제2 원 상에서 제1 원과 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 단말의 위치로 결정하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. In addition, in the present invention, when the smallest second circle is included in the overlapping area formed by the first and third circles, the intersection of one of the two intersections of the first and third circles on the second circle It is an object of the present invention to provide a method and apparatus for determining a location closest to a terminal as a location of a terminal.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects that are not mentioned will be clearly understood from the following description.
상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 결정 장치의 동작 방법은 (a) 단말과 제1 내지 제3 기지국들 각각 간 거리를 산출하는 단계; (b) 상기 제1 내지 제3 기지국들 각각의 위치를 중심으로 상기 거리에 대응하는 반지름을 갖는 제1 내지 제3 원들을 생성하는 단계; 및 (c) 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above objects, a method of operating a location determination apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of: (a) calculating a distance between a terminal and each of the first to third base stations; (b) generating first to third circles having a radius corresponding to the distance around the positions of each of the first to third base stations; And (c) determining a position closest to one of two intersections of the first circle and the third circle as the location of the terminal on the second circle.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 각각과 상기 제2 원의 중점 사이의 거리를 산출하는 단계; 상기 산출된 거리들 중 짧은 거리를 선택하는 단계; 상기 두 개의 교점들 중에서 상기 선택된 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점을 선택하는 단계; 및 상기 제2 원 상에서 상기 선택된 교점에 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step (c) may include calculating a distance between each of two intersection points of the first circle and the third circle and a midpoint of the second circle; Selecting a short distance from among the calculated distances; Selecting one intersection point corresponding to the selected short distance from among the two intersection points; And determining a location closest to the selected intersection on the second circle as the location of the terminal.
실시예에서, 상기 (c) 단계는, 상기 제2 원이 상기 제1 원과 제3 원에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우, 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.In an embodiment, in the step (c), when the second circle is included in an overlapping area formed by the first circle and the third circle, the first circle and the third circle are formed on the second circle. It may include; determining a location closest to one of the two intersections of the terminal as the location of the terminal.
실시예에서, 상기 제2 원은, 상기 제1 원 및 제3 원과 교점을 형성하지 않을 수 있다.In an embodiment, the second circle may not form an intersection with the first circle and the third circle.
실시예에서, 상기 (a) 단계는, 상기 제1 내지 제3 기지국들로부터 상기 단말에게 송신되는 신호의 도달 시간(time of arrival, TOA)에 기반하여 상기 거리를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step (a) may include calculating the distance based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted from the first to third base stations to the terminal; have.
실시예에서, 상기 (a) 단계는, 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수(number)를 이용하여 상기 거리를 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.In an embodiment, the step (a) may include calculating the distance using the number of time delay samples for a specific carrier frequency.
실시예에서, 위치 결정 장치는 단말과 제1 내지 제3 기지국들 각각 간 거리를 산출하고, 상기 제1 내지 제3 기지국들 각각의 위치를 중심으로 상기 거리에 대응하는 반지름을 갖는 제1 내지 제3 원들을 생성하며, 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 제어부;를 포함할 수 있다.In an embodiment, the positioning apparatus calculates a distance between the terminal and each of the first to third base stations, and the first to third base stations each having a radius corresponding to the distance around the positions of the first to third base stations. And a control unit that generates three circles and determines a position closest to an intersection of one of two intersections of the first circle and the third circle as the location of the terminal on the second circle.
실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 각각과 상기 제2 원의 중점 사이의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리들 중 짧은 거리를 선택하고, 상기 두 개의 교점들 중에서 상기 선택된 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점을 선택하며, 상기 제2 원 상에서 상기 선택된 교점에 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정할 수 있다.In an embodiment, the control unit calculates a distance between each of the two intersection points of the first circle and the third circle and a midpoint of the second circle, selects a short distance among the calculated distances, and One of the two intersection points corresponding to the selected short distance may be selected, and a position closest to the selected intersection point on the second circle may be determined as the location of the terminal.
실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제2 원이 상기 제1 원과 상기 제3 원에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우, 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정할 수 있다.In an embodiment, when the second circle is included in an overlapping area formed by the first circle and the third circle, the control unit A location closest to one of the intersections may be determined as the location of the terminal.
실시예에서, 상기 제2 원은, 상기 제1 원 및 제3 원과 교점을 형성하지 않을 수 있다.In an embodiment, the second circle may not form an intersection with the first circle and the third circle.
실시예에서, 상기 제어부는, 상기 제1 내지 제3 기지국들로부터 상기 단말에게 송신되는 신호의 도달 시간(time of arrival, TOA)에 기반하여 상기 거리를 산출할 수 있다.In an embodiment, the controller may calculate the distance based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted from the first to third base stations to the terminal.
실시예에서, 상기 제어부는, 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수(number)를 이용하여 상기 거리를 산출할 수 있다.In an embodiment, the controller may calculate the distance using the number of time delay samples for a specific carrier frequency.
상기한 목적들을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술될 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.Detailed matters for achieving the above objects will become apparent with reference to embodiments to be described later in detail together with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, "통상의 기술자")에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해서 제공되는 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be configured in various different forms, so that the disclosure of the present invention is complete and those of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains ( Hereinafter, it is provided in order to completely inform the scope of the invention to the "normal engineer").
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제2 원 상에서 제1 원과 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 단말의 위치로 결정함으로써, 가장 작은 제2 원이 제1 원과 제3 원에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우라도 단말의 위치를 정확하게 추정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, by determining a position closest to one of two intersections of the first circle and the third circle on the second circle as the position of the terminal, the second smallest circle is the first circle. The location of the terminal can be accurately estimated even if it is included within the overlapped area formed by the and the third circle.
본 발명의 효과들은 상술된 효과들로 제한되지 않으며, 본 발명의 기술적 특징들에 의하여 기대되는 잠정적인 효과들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and the potential effects expected by the technical features of the present invention will be clearly understood from the following description.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 도착 시간(TOA) 삼변 측량법을 이용한 단말의 위치결정방법의 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 큰 원들에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 작은 원이 위치하는 경우의 단말의 위치결정방법의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 결정 장치의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 결정 장치의 기능적 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing an example of a method for determining a location of a terminal using a conventional time-of-arrival (TOA) triangulation method.
3 is a diagram illustrating an example of a method for positioning a terminal when a small circle is located inside an overlapping area formed by two large circles according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a method of operating a positioning device according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing a functional configuration of a positioning device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다. In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail.
청구범위에 개시된 발명의 다양한 특징들은 도면 및 상세한 설명을 고려하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 명세서에 개시된 장치, 방법, 제법 및 다양한 실시예들은 예시를 위해서 제공되는 것이다. 개시된 구조 및 기능상의 특징들은 통상의 기술자로 하여금 다양한 실시예들을 구체적으로 실시할 수 있도록 하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 개시된 용어 및 문장들은 개시된 발명의 다양한 특징들을 이해하기 쉽게 설명하기 위한 것이고, 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다.Various features of the invention disclosed in the claims may be better understood in view of the drawings and detailed description. The apparatus, method, preparation method, and various embodiments disclosed in the specification are provided for illustration purposes. The disclosed structural and functional features are intended to enable a person skilled in the art to specifically implement various embodiments, and are not intended to limit the scope of the invention. The disclosed terms and sentences are intended to describe various features of the disclosed invention in an easy to understand manner, and are not intended to limit the scope of the invention.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 단말의 위치추정 방법 및 장치를 설명한다.Hereinafter, a method and apparatus for estimating a location of a terminal in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 시스템(100)을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing a
도 1을 참고하면, 이동통신 시스템(100)은 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114), 단말(116) 및 위치 결정 장치(118)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the
제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114)은 해당 네트워크 내 기설정된 영역에 각각 분산되어 네트워크의 통신 정책(policy)에 따라 무선 채널을 통해 단말(116)과 통신을 수행할 수 있다.The first to
위치 결정 장치(118)는 해당 네트워크 내 기설정된 영역에 분산 배치된 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114)이 위치하는 영역으로부터 대응하는 단말(116)의 현재 위치를 도착 시간 기반의 거리 측정을 수행하여 획득할 수 있다.The
일 실시예에서, 위치 결정 장치(118)는 고정형 혹은 위치 획득가능한 이동형일 수 있으며, 무선 채널을 활성화하여 단말(116)의 위치를 일시적으로 또는 지속적으로 측위하여 미리 설정된 주기별로 출력할 수 있다. 일 실시예에서, 위치 결정 장치(118)는 네트워크에서 위치 기반 서비스를 제공하기 위한 위치 측정 서비스 서버에 설치되거나, 단말(116)에 설치될 수도 있다.In one embodiment, the
도 2는 종래의 도착 시간(TOA) 삼변 측량법을 이용한 단말의 위치결정방법의 예를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing an example of a method for determining a location of a terminal using a conventional time-of-arrival (TOA) triangulation method.
도 2를 참고하면, 제1 내지 제3 기지국(110, 112, 114)과 단말(116) 사이의 위치관계에 대한 예시가 도시되어 있다.Referring to FIG. 2, an example of a positional relationship between the first to
일반적으로 도착 시간 삼변 측량법에서 거리 측정 방식은 3개 지점에 대한 위치 정보를 기반으로 대상물에 대한 측정 거리를 이용하여 대상물의 위치를 인식하는 방식으로 주로 신호나 전파(예컨대, 위성신호, 이동통신신호, 초음파, RF 신호등)의 비행 시간(TOF:Time of Flight), 감쇠(attenuation) 등을 이용하여 셋 이상의 기준지점으로부터 거리를 측정한 후 이동단말의 위치를 계산하는 데 이용된다.In general, in the arrival time triangulation method, the distance measurement method is a method of recognizing the location of the object using the measurement distance to the object based on the location information of three points. It is used to calculate the location of the mobile terminal after measuring the distance from three or more reference points by using the time of flight (TOF) and attenuation (eg, ultrasound, RF signal, etc.).
네트워크를 통해 전송된 적어도 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114)과 단말(116) 사이의 거리 정보에 기반하여 단말(116)의 위치가 측정될 수 있다. 구체적으로, 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114)과 단말(116)의 거리(r1,r2,r3)와 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114)의 좌표를 기반으로 하는 제1 내지 제3 원들(210, 212, 214)의 교점을 이용하여 단말(116)의 위치를 추정한다.The location of the
그러나, 제1 내지 제3 원들(210, 212, 214)이 한 지점에 교점을 형성하지 않는 경우에는 종래의 삼변 측량법으로는 오차가 발생할 수 있다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 위치추정 방법 및 장치는 제1 내지 제3 원들(210, 212, 214)이 한 지점에 교점을 형성하지 않더라도, 단말의 위치를 보다 정확하게 산출할 수 있다.However, when the first to
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 두 개의 큰 원들에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 작은 원이 위치하는 경우의 단말의 위치결정방법의 예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example of a method for positioning a terminal when a small circle is located inside an overlapping area formed by two large circles according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참고하면, 본 발명에서 고려하는 특수한 경우는 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각에 대응하는 제1 내지 제3 원들(210, 212, 214) 중 큰 원에 해당하는 제1 원(210)과 제3 원(214)이 2 개의 교점(1, 2)을 가지고, 가장 작은 원인 제2 원(212)이 제1 원(210)과 제3 원(214)에 의해 형성된 중첩 영역 내부에 위치함에 따라, 제2 원(212)이 제1 원(210) 및 제3 원(214)과 교점을 갖지 않는 경우이다. Referring to FIG. 3, a special case considered in the present invention corresponds to a larger circle among the first to
이 경우, 위치 결정 장치(118)는 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점(1, 2) 각각과 제2 원(212)의 중점 사이의 거리를 계산할 수 있다. 일 실시예에서, 각 거리는 하기 <수학식 1>과 같이 나타낼 수 있다. In this case, the
여기서, d2i1은 제1 원(210)과 제3 원(214)의 제1 교점(예: 1)과 제2 원(212)의 중점 간 거리, d2i2는 제1 원(210)과 제3 원(214)의 제2 교점(예: 2)과 제2 원(212)의 중점 간 거리, (x2, y2)는 제2 원(212)의 중점의 좌표(center point), (xi1, yi1)은 제1 원(210)과 제3 원(214)의 제1 교점의 좌표(intersection point), (xi2, yi2)는 제1 원(210)과 제3 원(214)의 제2 교점의 좌표를 의미한다. Here, d 2i1 is the distance between the first intersection of the
이후, 위치 결정 장치(118)는 계산된 두 개의 거리(d2i1, d2i2)를 비교한 후, 짧은 거리를 선택하고, 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점 중 상기 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점(예: 1)을 선택할 수 있다. Thereafter, the
또한, 위치 결정 장치(118)는 제2 원(212) 상에서 상기 짧은 거리에 대응하는 교점에 가장 가까운 위치를 단말(116)의 위치로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 가장 가까운 위치는 하기 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다. In addition, the
여기서, 는 상기 가장 가까운 위치, R2는 제2 원(212)의 반지름, (x2, y2)는 제2 원(212)의 중점의 좌표, (xiK, yiK)는 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점 중 상기 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점을 의미한다. here, Is the nearest position, R 2 is the radius of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 결정 장치(118)의 동작 방법을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a method of operating the
도 4를 참고하면, S401은 단말(116)과 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각 간 거리를 산출하는 단계이다.Referring to FIG. 4, S401 is a step of calculating a distance between the terminal 116 and the first to
일 실시예에서, 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114)로부터 단말(116)에게 송신되는 신호의 도달 시간(time of arrival, TOA)에 기반하여 상기 거리가 산출될 수 있다. In an embodiment, the distance may be calculated based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted from the first to
일 실시예에서, 단말(116)과 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각 간 거리는 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다. In an embodiment, the distance between the terminal 116 and the first to
여기서, di는 단말(116)과 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각 간 거리, (x, y)는 단말(116)의 위치 좌표, (xi, yi)는 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각의 위치 좌표를 의미한다.Here, d i is the distance between the terminal 116 and the first to
일 실시예에서, 단말(116)과 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각 간 거리는 특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수(number)를 이용하여 산출될 수 있다.In an embodiment, the distance between the terminal 116 and each of the first to
예를 들어, 단말(116)과 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각 간 거리는 하기 <수학식 4> 및 <수학식 5>와 같이 나타낼 수 있다.For example, the distance between the terminal 116 and the first to
여기서, ni는 시간 지연 샘플들의 수, c는 빛의 속도, fs는 특정 반송 주파수, ceil()은 올림함수를 의미한다. Here, n i is the number of time delay samples, c is the speed of light, f s is a specific carrier frequency, and ceil() is a rounding function.
여기서, 는 추정된 단말(116)과 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각 간 거리를 의미한다. here, Denotes the estimated distance between the terminal 116 and the first to
S403 단계는 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각의 위치를 중심으로 상기 산출된 거리에 대응하는 반지름을 갖는 제1 내지 제3 원들(210, 212, 214)을 생성하는 단계이다.Step S403 is a step of generating first to
S405 단계는 제2 원(212) 상에서 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점들(예: 1, 2) 중 하나의 교점(예: 1)과 가장 가까운 위치를 단말(116)의 위치로 결정할 수 있다. In step S405, the terminal locates the closest position to one of the two intersections (eg, 1, 2) of the
일 실시예에서, 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점들 각각과 제2 원(212)의 중점 사이의 거리를 산출할 수 있다. 이후, 산출된 거리들 중 짧은 거리를 선택할 수 있다.In one embodiment, a distance between each of two intersection points of the
또한, 두 개의 교점들 중에서 상기 선택된 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점(예: 1)을 선택할 수 있다. 그리고, 제2 원(212) 상에서 상기 선택된 교점에 가장 가까운 위치를 단말(116)의 위치로 결정할 수 있다. In addition, one intersection point (eg, 1) corresponding to the selected short distance may be selected from among two intersection points. In addition, a position closest to the selected intersection on the
일 실시예에서, 제2 원(212)이 제1 원(210)과 제3 원(214)에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우, 제2 원(212) 상에서 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정할 수 있다. In one embodiment, when the
일 실시예에서, 제2 원(212)은 제1 원(210) 및 제3 원(214)과 교점을 형성하지 않을 수 있다. In one embodiment, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 결정 장치(118)의 기능적 구성을 도시한 도면이다.5 is a diagram showing a functional configuration of a
도 5를 참고하면, 위치 결정 장치(118)는 제어부(500)를 포함할 수 있다. 제어부(500)는 거리 측정부(510), 가상원 생성부(520), 거리 산출부(530), 교점 결정부(540) 및 위치 결정부(550)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
거리 측정부(510)는 단말(116)과 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각 간 거리를 산출할 수 있다. The
일 실시예에서, 위치 결정 장치(118)는 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각과 단말(116) 간 거리 정보를 수신하는 통신부(미도시)를 포함할 수 있다.In an embodiment, the
가상원 생성부(520)는 제1 내지 제3 기지국들(110, 112, 114) 각각의 위치를 중심으로 상기 거리에 대응하는 반지름을 갖는 제1 내지 제3 원들(210, 212, 214)을 생성할 수 있다. The virtual
거리 산출부(530)는 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점들(예: 1, 2) 각각과 제2 원(212)의 중점 사이의 거리를 산출하고, 상기 산출된 거리들 중 짧은 거리를 선택할 수 있다. The
교점 결정부(540)는 두 개의 교점들 중 상기 선택된 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점(예: 1)을 선택할 수 있다. The
위치 결정부(550)는 제2 원(212) 상에서 제1 원(210)과 제3 원(214)의 두 개의 교점들(예: 1, 2) 중 하나의 교점(예: 1)과 가장 가까운 위치를 단말(116)의 위치로 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 위치 결정부(550)는 제2 원(212) 상에서 상기 선택된 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점에 가장 가까운 위치를 단말(116)의 위치로 결정할 수 있다. The
일 실시예에서, 제어부(500)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 제어부(500)는 CP(communication processor)라 지칭될 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(500)는 위치 결정 장치(118)의 적어도 하나의 다른 구성요소들의 제어에 관한 연산이나 데이터 처리를 실행할 수 있다. 일 실시예에서, 제어부(500)는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 위치 결정 장치(1180)의 동작을 수행하기 위해 이용될 수 있다. In one embodiment, the
도 5를 참고하면, 위치 결정 장치(118)는 거리 측정부(510), 가상원 생성부(520), 거리 산출부(530), 교점 결정부(540) 및 위치 결정부(550)를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시 예들에서 위치 결정 장치(118)는 도 5에 설명된 구성들이 필수적인 것은 아니어서, 도 5에 설명된 구성들보다 많은 구성들을 가지거나, 또는 그보다 적은 구성들을 가지는 것으로 구현될 수 있다.5, the
이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 통상의 기술자라면 본 발명의 본질적인 특성이 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those of ordinary skill in the art will be able to make various changes and modifications without departing from the essential characteristics of the present invention.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present specification are not intended to limit the technical idea of the present invention, but are intended to be described, and the scope of the present invention is not limited by these embodiments.
본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be understood as being included in the scope of the present invention.
100: 이동통신 시스템
110: 제1 기지국
112: 제2 기지국
114: 제3 기지국
116: 단말
118: 위치 결정 장치
210: 제1 원
212: 제2 원
214: 제3 원
500: 제어부
510: 거리 측정부
520: 가상원 생성부
530: 거리 산출부
540: 교점 결정부
550: 위치 결정부100: mobile communication system
110: first base station
112: second base station
114: third base station
116: terminal
118: positioning device
210: first circle
212: second circle
214: third circle
500: control unit
510: distance measuring unit
520: virtual circle generation unit
530: distance calculation unit
540: node decision section
550: positioning unit
Claims (12)
(b) 상기 제1 내지 제3 기지국들 각각의 위치를 중심으로 상기 거리에 대응하는 반지름을 갖는 제1 내지 제3 원들을 생성하는 단계; 및
(c) 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 단계;
를 포함하는,
위치 결정 장치의 동작 방법.
(a) calculating a distance between the terminal and each of the first to third base stations;
(b) generating first to third circles having a radius corresponding to the distance around the positions of each of the first to third base stations; And
(c) determining a position closest to an intersection of one of two intersections of the first circle and the third circle on the second circle as the location of the terminal;
Containing,
The method of operation of the positioning device.
상기 (c) 단계는,
상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 각각과 상기 제2 원의 중점 사이의 거리를 산출하는 단계;
상기 산출된 거리들 중 짧은 거리를 선택하는 단계;
상기 두 개의 교점들 중에서 상기 선택된 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점을 선택하는 단계; 및
상기 제2 원 상에서 상기 선택된 교점에 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 단계;
를 포함하는,
위치 결정 장치의 동작 방법.
The method of claim 1,
The step (c),
Calculating a distance between each of two intersection points of the first circle and the third circle and a midpoint of the second circle;
Selecting a short distance from among the calculated distances;
Selecting one intersection point corresponding to the selected short distance from among the two intersection points; And
Determining a location closest to the selected intersection on the second circle as the location of the terminal;
Containing,
The method of operation of the positioning device.
상기 (c) 단계는,
상기 제2 원이 상기 제1 원과 제3 원에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우, 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 단계;
를 포함하는,
위치 결정 장치의 동작 방법.
The method of claim 1,
The step (c),
When the second circle is included in an overlapping area formed by the first circle and the third circle, the intersection of one of the two intersections of the first circle and the third circle and the most Determining a nearby location as the location of the terminal;
Containing,
The method of operation of the positioning device.
상기 제2 원은, 상기 제1 원 및 제3 원과 교점을 형성하지 않는,
위치 결정 장치의 동작 방법.
The method of claim 3,
The second circle does not form an intersection with the first circle and the third circle,
The method of operation of the positioning device.
상기 (a) 단계는,
상기 제1 내지 제3 기지국들로부터 상기 단말에게 송신되는 신호의 도달 시간(time of arrival, TOA)에 기반하여 상기 거리를 산출하는 단계;
를 포함하는,
위치 결정 장치의 동작 방법.
The method of claim 1,
The step (a),
Calculating the distance based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted from the first to third base stations to the terminal;
Containing,
The method of operation of the positioning device.
상기 (a) 단계는,
특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수(number)를 이용하여 상기 거리를 산출하는 단계;
를 포함하는,
위치 결정 장치의 동작 방법.
The method of claim 5,
The step (a),
Calculating the distance using the number of time delay samples for a specific carrier frequency;
Containing,
The method of operation of the positioning device.
상기 제1 내지 제3 기지국들 각각의 위치를 중심으로 상기 거리에 대응하는 반지름을 갖는 제1 내지 제3 원들을 생성하며,
상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는 제어부;
를 포함하는,
위치 결정 장치.
Calculate the distance between the terminal and each of the first to third base stations,
Generate first to third circles having a radius corresponding to the distance around the positions of each of the first to third base stations,
A control unit configured to determine a position closest to an intersection point of one of two intersection points of the first circle and the third circle on the second circle as the location of the terminal;
Containing,
Positioning device.
상기 제어부는,
상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 각각과 상기 제2 원의 중점 사이의 거리를 산출하고,
상기 산출된 거리들 중 짧은 거리를 선택하고,
상기 두 개의 교점들 중에서 상기 선택된 짧은 거리에 대응하는 하나의 교점을 선택하며,
상기 제2 원 상에서 상기 선택된 교점에 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는,
위치 결정 장치.
The method of claim 7,
The control unit,
Calculate a distance between each of the two intersections of the first circle and the third circle and the midpoint of the second circle,
Select a short distance among the calculated distances,
Selecting one intersection point corresponding to the selected short distance from among the two intersection points,
Determining a location closest to the selected intersection on the second circle as the location of the terminal,
Positioning device.
상기 제어부는,
상기 제2 원이 상기 제1 원과 상기 제3 원에 의해 형성되는 중첩 영역 내부에 포함된 경우, 상기 제2 원 상에서 상기 제1 원과 상기 제3 원의 두 개의 교점들 중 하나의 교점과 가장 가까운 위치를 상기 단말의 위치로 결정하는,
위치 결정 장치.
The method of claim 7,
The control unit,
When the second circle is included in the overlapping area formed by the first circle and the third circle, an intersection of one of two intersections of the first circle and the third circle on the second circle Determining the nearest location as the location of the terminal,
Positioning device.
상기 제2 원은, 상기 제1 원 및 제3 원과 교점을 형성하지 않은,
위치 결정 장치.
The method of claim 9,
The second circle does not form an intersection with the first circle and the third circle,
Positioning device.
상기 제어부는,
상기 제1 내지 제3 기지국들로부터 상기 단말에게 송신되는 신호의 도달 시간(time of arrival, TOA)에 기반하여 상기 거리를 산출하는,
위치 결정 장치.
The method of claim 7,
The control unit,
Calculating the distance based on a time of arrival (TOA) of a signal transmitted from the first to third base stations to the terminal,
Positioning device.
상기 제어부는,
특정 반송 주파수에 대한 시간 지연 샘플들의 수(number)를 이용하여 상기 거리를 산출하는,
위치 결정 장치.The method of claim 11,
The control unit,
Calculating the distance using the number of time delay samples for a specific carrier frequency,
Positioning device.
Priority Applications (1)
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KR1020190096344A KR102257714B1 (en) | 2019-08-07 | 2019-08-07 | A method and apparatus for location estimation of terminal in mobile communication system |
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---|---|
KR20210017303A KR20210017303A (en) | 2021-02-17 |
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KR20160056999A (en) * | 2014-11-12 | 2016-05-23 | 조선대학교산학협력단 | System and method for providing service position determination of mobile terminal in wireless mobile communication |
KR101872234B1 (en) * | 2016-10-31 | 2018-06-28 | 조선대학교산학협력단 | Apparatus and method for determining location of mobile terminal in mobile communication |
KR102008800B1 (en) * | 2017-02-21 | 2019-10-21 | 조선대학교산학협력단 | Apparatus and method for determaining location of mobile terminal in mobile communication |
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- 2019-08-07 KR KR1020190096344A patent/KR102257714B1/en active IP Right Grant
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