KR102299605B1 - 다중 경로 완화를 이용한 위치 결정 시스템 및 방법 - Google Patents

다중 경로 완화를 이용한 위치 결정 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 게이트웨이들의 알려진 위치들 및 게이트웨이에서의 도달 시간(TOA) 측정들에 기초하여 위치 추정을 수행하는 가중 중심 위치 측정(WCL) 알고리즘을 제안한다. 알고리즘은 게이트웨이들이 그들의 TOA에 의해 분류될 때 그들의 랭크에 기초하여 게이트웨이의 가중치를 계산한다. 시뮬레이션들은 상이한 다중 경로/페이딩 채널 조건들 및 그의 양호한 위치 측정 성능하에서 알고리즘의 견고함을 입증한다.

Description

다중 경로 완화를 이용한 위치 결정 시스템 및 방법{Positioning System and Method with Multipath Mitigation}
본 발명의 실시예들은 이동 전자 장치의 위치 결정 분야에 관한 것이다.
IOT(Internet of Thing) 및 많은 다른 위치 관련 애플리케이션에서, 하나 이상의 무선 객체들 또는 타깃 노드들의 위치를 추정할 수 있는 기반 구조가 요구된다. 저비용으로 무선 환경에서 정확한 위치 추정을 달성하는 것은 상당한 어려움이 있다. 본 발명은 양호한 정확도로 그의 노드들의 위치를 찾을 수 있고 전파 교란들로부터 크게 영향을 받지 않는 무선 네트워크, 뿐만 아니라 대응하는 방법을 제안한다.
일반적인 위치 추정 시스템에서, 위치들이 알려진 몇몇 기준 노드들, 또는 게이트웨이들, 및 위치들이 추정될 하나 또는 수 개의 타깃 노드들 또는 모트들이 존재한다. 타깃 노드의 위치를 추정하기 위해, 거리 또는 각도들과 같은 기준 노드들에 대한 타깃 노드의 위치 정보를 특징 짓는 일부 메트릭들은 타깃 노드에 의한 무선 송신을 통해 측정될 필요가 있고, 또는 기준 노드들에 의해 수신될 필요가 있거나, 또는 반대이다. 본 발명에서, 타깃 노드가 그 주변의 게이트웨이들(기준 노드들)에 의해 수신되는 무선 송신들을 수행하는 경우를 고려한다.
무선 측위(radiolocation)는 전술한 GPS, LORAN, 레이더, 무선 방향 파인더들, 및 핸드폰 네트워크들, 블루투스, WiFi 및 LoRa와 같은 무선 네트워크들을 포함하는 다수의 무선 위치 시스템들 및 무선 네트워크에서 사용된다.
무선 측위 방법들은 일반적으로 위치들이 알려진 게이트웨이들 또는 기준 노드들을 참조하여 이동 노드의 위치를 특징 짓는 일부 메트릭에 의존한다. 미터법 정보에는 거리, 베어링, 또는 신호 강도를 포함할 수 있다. 범위-기반 및 무범위(range-free) 방법들간에 느슨하게 나뉠 수 있다. 전자에서, 위치는 타깃 노드와 게이트웨이들 사이의 범위들 또는 거리들에 기초하여, 예를 들어 다원측량(multilateration)에 의해 기하학적으로 결정되는 반면, 후자는 일부 비기하학적 알고리즘에 의해, 예를 들면, 핑거프린팅 또는 가중치에 의해 메트릭 정보로부터 위치를 추정한다.
범위-기반 방법은 우수한 정밀도를 제공할 수 있고, GPS 및 다른 위성 위치 확인 시스템들의 현저한 성능에 의해 입증된 바와 같이 제한된 수의 게이트웨이들로 넓은 영역들을 커버할 수 있지만, 이들은 자유 공간 전파에 더 적절하고, 그들의 성능은 다중 경로의 시작과 통신 채널이 방해받고 이상적인 모델에서 벗어날 때마다 빠르게 저하된다. 특히, 범위 기반 방법은 실내에서 사용될 때, 특히 좁은 대역폭 시스템들에서 사용될 때 정밀도를 잃는 경향이 있다.
무범위 방식은 통상적으로 메트릭으로서 수신된 신호 강도(RSSI)를 사용하며, 그들의 궁극적인 정밀도는 낮을지라도, 전파 장해에 비교적 면역적이기 때문에 범위-기반 방법이 무너지는 강력한 다중 경로를 특징으로 하는 조건들에서도 유용한 위치 정보를 제공한다. 범위-기반 게이트웨이보다 더 미세한 게이트웨이 간격이 필요할 수 있다. 무범위 위치에서 제기된 상당한 관심에도 불구하고, 양호한 정확도를 갖는 간단하고 견고한 가중 알고리즘의 설계는 여전히 중요한 과제이다.
이하의 설명은 이동 노드의 위치가 2차원 평면에서 결정되는 본 발명의 실시 예들을 기술한다. 중요한 것은, 이 애플리케이션은 제한적이지 않으며 본 발명은 이동 노드들이 3차원 공간에 위치되는 변형들을 또한 포함한다.
본 발명은 게이트웨이들의 알려진 위치들 및 게이트웨이들에서의 도달 시간(TOA)의 측정들에만 기초하여 위치 추정을 수행하는 가중 중심 위치 측정(WCL) 알고리즘을 제안한다.
도 1은 복수의 게이트웨이들이 이동 노드에 의해 송신된 위치 측정 패킷을 수신하고 각각의 게이트웨이에서 패킷들의 도달 시간들을 처리하는 솔버(solver)를 이용하여 그의 위치를 결정하는 위치 측정 프로세스를 개략적으로 간략화하는 방식으로 도시하는 도면. 본 발명은 또한 강건한 무범위 추정치와 범위-기반 추정치를 조합하는 강화된 위치 결정 방법들을 제안한다.
도 2는 본 발명의 방법의 가능한 구현을 도시하는 플로차트.
도 3은 가중치 함수를 도시하는 도면.
도 4는 위치 결정을 반복하는 방법을 설명하는 도면.
도 1은 데이터 패킷(135)을 송신하는 무선 네트워크 내의 이동 노드(110)를 도시한다. 무선 네트워크는 위치들이 알려진 복수의 게이트웨이들(160)을 포함한다. 위치들이 (xi, yi);(i=0, ... N-1)인, 이들 중 N개는 수신 범위 내에 있고 패킷(135)을 수신한다. 게이트웨이들(160)의 각각은 패킷(135)의 도달 시간(TOA)을 결정하고, 대응하는 타임스탬프들은 솔버 유닛(solver unit; 180)에서 수집된다(화살표(170)). 솔버 유닛(180)은 여기서는 별개의 기능 엔티티로서 나타내고, 별도의 서버에 물리적으로 구현될 수 있지만, 본 발명을 벗어나지 않고 게이트웨이들(160) 중 하나에 호스팅될 수도 있다. 또한, 본 발명의 프레임에서, 위치 결정은 독립적으로 또는 협력하여 복수의 솔버 유닛들에서 수행될 수 있다는 것이 또한 생각될 수 있을 것이다.
중요하게, 상이한 게이트웨이들에 의해 취해진 타임스탬프들(170)은 서로 비교 가능해야 한다. 이러한 목적을 위해, 게이트웨이들(160)의 시간 기준들은 임의의 적절한 동기화 프로토콜(화살표(140))에 의해 동기화될 수 있거나, 게이트웨이들(160)은 예를 들어 GPS-통제된 클록들의 형태로 공통 시간 기준에 의존할 수 있다. 대안적으로, 게이트웨이들의 시간 기준들은 서로 독립적일 수 있지만, 솔버(180)는 그들의 개별적인 타이밍 에러들을 알고 그것들을 정정하여, 타임스탬프(170)를 공통 시간 기준으로 변환할 수 있다. 신호(135)가 데이터 패킷인 것이 본 발명의 본질적인 특징은 아니다; 본 발명은 도달 시간이 결정될 수 있는 임의의 신호로 기능할 수 있다.
타임스탬프에 부가하여, 게이트웨이는 다른 정보, 예를 들어 수신된 신호 강도의 표시자(RSSI) 또는 신호의 방향이 이용 가능하다면, 솔버(180)에 액세스 가능하게 할 수 있다. 게이트웨이가 복수의 안테나들을 포함하면, 모든 안테나들의 메트릭들이 송신될 수 있거나, 게이트웨이는, 예를 들어 RSSI 또는 제 1 도달 시간에 기초하여, 다이버시티 세트의 최상의 표현으로서 선택된 하나의 선택된 안테나에 대한 메트릭을 송신할 수 있다. 게이트웨이, 또는 솔버는 모든 그의 안테나들에서 수신된 신호 기초하여 "평균" 메트릭을 계산할 수 있다(도 2의 단계들(210, 220)을 참조).
본 발명은 단일 패킷의 송신 및 수신 중 어느 하나로 제한되지 않는다. 송신(135)이 반복되면, 게이트웨이(160) 및/또는 솔버(180)는 또한 특정 게이트웨이에서의 평균 도달 시간 및 그 변화에 대한 액세스를 갖는다.
본 발명의 무범위 위치 측정 방법은 다음과 같이 솔버에서 진행된다:
TOA는 첫 번째로부터 마지막까지 도달 시간의 감소하는 순서로 분류되고, 각각은 숫자 랭크(ri)로 할당된다(단계(230)). 예를 들어, 가장 작은 TOA(수신될 첫 번째 신호)는 가장 높은 랭크에 할당되고, 가장 높은 순위는 가장 낮은 랭크에 할당된다. 표현된 경우에서, 신호를 수신하기 위한 제 1 게이트웨이는 랭크 6을 획득할 수 있고, 마지막 게이트웨이는 랭크 1을 수신할 것이다.
솔버는 또한 도달의 시간차 또는 TDOA, 즉 제 1 수신에 대한 신호의 도달 시간(ti) 및 관련된 모든 게이트웨이들 사이의 평균 거리(Δ)를 계산한다(단계(225)).
신호를 수신한 총 N개의 노드들이 있다고 가정하면, 이동 장치의 위치는 WCL 알고리즘(단계(250))에 의해 결정될 것이다: 설정된 가중치 팩터들을 사용하는 게이트웨이들의 위치의 가중된 (벡터) 합은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112018030272704-pat00001
여기서 wi는 게이트웨이(Gi)의 가중 팩터이며, X와 Y는 타깃 노드의 추정된 위치이다.
본 발명의 알고리즘의 중요한 특징은 가중 팩터들(wi)을 결정하는 방법이다(단계(240)). 본 발명에 따르면, 가중치들은 TDOA의 값 및 랭크에 기초하여 결정된다. 중요하게도, TDA의 값들은 신호를 수신한 게이트웨이들 간의 평균 거리로부터 도출된 공통 스케일 팩터에 의해 정정될 수 있다.
구체적으로, 가중치는 랭크 값에 의해 주로 결정되는 가중치 함수에 의해 계산될 수 있고, 순위가 일정하면, 더 큰 TDOA에 대해 감소하여, 타깃으로부터 너무 먼 게이트웨이들이 가중 합에 대해 거의 또는 전혀 기여하지 않게 된다. 양호한 구현에서, 가중치 함수는 다음으로 나타내지고
Figure 112018030272704-pat00002
여기서 ri는 i 번째 게이트웨이의 랭크를 나타내고, ti는 TDOA이고, Δ는 모든 게이트웨이들간의 평균 거리이며, k는 미리 정해진 일정한 팩터이며 중요하지 않다. TDOA가 평균 게이트웨이 거리(물론, 전파 속도를 곱한 것)의 3 배 이상인 게이트웨이들이 위치에 아무런 기여를 하지 않는 것을 의미하는 k=3인 구현들은 시뮬레이션에서 주어진 좋은 결과들을 갖는다. 도 3의 플롯은 이러한 경우 ti가 증가함에 따라 가중치 팩터가 선형으로 감소하는 것을 보여준다. 그러나, 선형 종속성은 본질적인 특성이 아니며, 다른 가중치 함수들도 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 바람직하게는, 가중치들은 결코 음이 아니므로, 위치 추정치가 꼭지점들에서 참여하는 게이트웨이들을 갖는 다각형에 포함되도록 보장한다.
전술된 방법은 이동 노드로부터 게이트웨이들로의 단일 패킷의 송신을 예견한다. 더 많은 패킷들이 교환되는 경우, 위에서 설명한대로 각 패킷의 새 위치를 계산하고 마지막으로 최종 추정치의 위치를 조합하여 정밀도를 높일 수 있다. 조합은 단순한 평균일 수도 있거나, 예를 들어 수신 게이트웨이들의 수, 신호 수신된 신호 강도 등을 고려하여 각 위치에 가중치를 부여하는 것과 같이 다른 옵션들을 예측할 수도 있다.
본 발명은 정밀도 및 견고성을 향상시키기 위한 다양한 개선을 허용한다. 가능한 변형에서, 가중 팩터들(wi)은 이용 가능하다면 RSSI에 부분적으로 의존할 수 있다.
바람직하게는, 공식에 의한 TOA에 기초하여 계산된 무범위 시간 위치 추정치는 원점 및 상이한 특성의 위치 추정치들과 조합될 수 있다. 일 변형에서, 조합은 RSSI 표시에 기초한 무범위 위치 추정에 의해 수행되고, 출원인의 명칭으로 유럽 출원 N°EP16196989에 기재되어 있으며, 이는 본원에 참고로 포함되고, 수신된 게이트웨이는 그들의 RSSI에 기초하여 분류되고 랭크-종속 가중치들과 조합된 위치 추정치를 기술한다. 이러한 방식으로 완전히 무범위 위치 추정치가 달성된다.
조합은 상이한 옵션들을 예견할 수 있다. 가장 간단한 방법은 두 추정치들을 평균하는 것이다. 그들의 상이한 정밀도 또는 신뢰성을 설명하는 두 추정치들에 가중치를 적용함으로써 더 나은 정확도가 획득될 수 있다. RSSI-기반 추정치의 신뢰성은 RSSI의 절대 레벨 및/또는 관련 게이트웨이 수에 의해 추론될 수 있다. 상기에 설명된 TOA-기반 추정의 성능 지수는 평균 게이트웨이간 간격(Δ), 관련된 게이트웨이들의 수, 및 여러 패킷들이 수신될 때, TOA 편차들로 판단될 수 있다.
일반적으로, TOA 타임스탬프들은 무범위의 것와 함께 이동 노트의 위치의 범위-기반 추정을 또한 허용할 것이다. 이러한 추정은 종래의 후부 기술들에 의해, 또는 가능하게는 본원에 참고로 인용된 출원인의 명칭으로 유럽 특허 출원 EP16180854에 기재된 방법에 의해 얻어질 수 있고, 3-게이트웨이 솔루션의 일 세트 외에 연장된 최소 중간치 솔루션의 계산을 예상한다.
본 발명의 일 실시예에서, 솔버 계산들은 게이트웨이들에서 패킷의 도달 시간을 수신하고, 이들 중에서, 이후 하나로 조합되는, 범위-기반 추정(xr, yr) 및 상술한 바와 같이, 무범위 추정(xf, yf) 양쪽 모두를 계산한다. 이러한 방식으로, 본 발명의 시스템은 전파 조건들이 최적이거나 양호할 때 범위들에 기초하여 정확한 위치 결정(positioning)을 제공할 수 있으며, 다중 경로의 개시에 의해, 무범위 추정치를 사용하고 그에 점진적으로 더 많은 가중치를 부여함으로써, 가능하게는 정밀도의 일부 열화를 희생하여 노드들의 위치 결정을 여전히 가능하게 할 수 있다.
이전의 향상에 따라, 무범위 및 범위-기반 추정치들은 단순히 평균화되거나 가중 평균으로 조합될 수 있다.
바람직하게, 상기 솔버는 범위-기반 추정치 및 무범위 추정치의 품질을 추정한다. 이후 이들 품질 파라미터들을 사용하여 조합의 상대 가중치를 결정하거나 다른 파라미터가 아닌 하나를 선택한다.
범위-기반 추정치의 품질은 여러 가지 방법들로 판단될 수 있다. 유효한 가능성은 TDOA의 최소 제곱 오차 잔여를 포함하며,
Figure 112018030272704-pat00003
(x, y)는 범위-기반 추정치를 표시하고, (xi, yi)는 i번째 게이트웨이의 위치이며, (x0, y0)는 패킷을 수신한 첫 번째 게이트웨이이고, ti는 i번째 TDOA이다. 정밀도의 희석 또한 사용될 수 있다.
무범위 추정치의 품질은 전술한 바와 같이, 평균 게이트웨이간 간격(Δ) 또는 관련된 게이트웨이들의 수 및 여러 패킷이 수신될 때 TOA 편차들로부터 판단될 수 있다.
품질 파라미터들은 2개의 임계값들과 비교된다. TDOA 에러 잔여들(s2)이 대응하는 임계값을 초과하면, 범위-기반 추정은 신뢰할 수 없는 것으로 간주되고 단순히 폐기된다; 위치는 무범위 방법으로만 추정된다. 반대로, 게이트웨이간 간격(Δ)이 해당 임계값보다 높으면, 무범위 추정은 폐기되고 위치는 범위-기반 방법으로만 주어진다. 그러나, 두 추정치가 임계값들과의 이러한 비교에서 신뢰할만해 보인다면, 위치의 최종 추정은 이 둘의 가중 평균일 것이다. 상대 가중치들은 상대적인 품질 파라미터들에 기초하여 계산된다.
또 다른 변형예에 따르면, 이동 노드(110)의 위치는 제 1 위치 결정 후에 도달 시간 타임스탬프들(ti)이 수정되고, 이후 개선된 위치가 조정된 타임스탬프들에 기초하여 계산된다. 타임스탬프들의 조정은 다중 경로 전파를 보상하기 위해 수행되기 때문에 더 나은 위치 결정을 초래한다. 각각의 수신 게이트웨이(160)에 대해, 타임스탬프는 다중 경로에 의해 도입된 타임-시프트가 적어도 부분적으로 제거되는 방식으로 더 빠른 도달 시간을 향해 정정된다.
가능한 변형에 따라, 위치 결정 서버(180)는 제 1 위치 추정으로부터 제 1 추정 위치(310)(도 4)로부터의 예측된 값들을 임의의 게이트웨이로 제공하는 전파 모델(185)(도 1)을 포함하거나, 그에 대한 액세스를 갖는다. 모델을 한 번 설정하고 필요한만큼 여러번 재사용될 수 있으며, 도시에서 상당한 건물 수정 또는 생성과 같은 주요 지형 수정시에만 업데이트들을 요청한다. 이러한 다중 경로 예측으로부터, 타임스탬프들(ti)이 수정될 수 있고(320), 이동 노드의 실제 위치에 더 가까운 개선된 위치(330)가 추정될 수 있다. 타임스탬프를 수정하고 위치를 개선하는 주기는 적합한 수렴 기준(340)을 사용하여 위치의 위치 결정이 만족스러울 때까지 필요한만큼 반복될 수 있다.
다른 변형들에서, 다중 경로 정정은 명시적으로 예측에 기초하지 않고, 위치 결정 서버에 이용 가능한 다중 경로의 표시로부터 추론된다. 예를 들어, 서버는, 각 게이트웨이에 대해, 송신식에 기초하여 경로 손실 지수(path loss exponent) L을 계산할 수 있다:
Figure 112018030272704-pat00004
여기서 PTX는 송신기의 전력, GM은 이동 노드에서의 안테나 이득, GG는 게이트웨이에서의 안테나 이득, rssi는 수신된 신호 강도, D는 거리, λ는 파장을 나타낸다. 손실 지수는 자유 공간 전파에서 2이다. 이 값은 가이드된 전파에 대해 2보다 작을 것이며, 자주 2보다 클 것이다. L>2는 장애물의 표시이고, L값이 클수록 신호가 겪는 장애가 커진다. 평균적으로 큰 장애물은 더 큰 지연과 더 강한 다중 경로와 상관되기 때문에, L값이 크면 다중 경로가 발생했음을 나타내고, 보상을 촉구할 수 있다.
바람직하게는, 수학식 4의 rssi의 값은 집합된 값: 여러 rssi 결정들의 통계적 표시자다. 이는 평균, 중앙값, 최대값, 또는 하나의 변위치(quantile)가 될 수 있다. 수신된 rssi 값들의 80 번째 백분위 수, 즉 최대 수신 신호 레벨에 가까운 값으로 rssiagg를 취하여 바람직한 결과가 얻어졌다.
ti를 보상하는데 사용된 정확한 함수는 상이한 형태들을 취할 수 있고, 특정 게이트웨이 또는 이동 노드 주위의 환경을 고려하여 선택될 수 있다. 상응하는 손실 지수가 주어진 지수보다 큰 전파 시간(ti)만을 보상하는 것, 예를 들어 L≥4 인 경우만 보상을 계산하고 L<4 인 경우 영 보상을 계산하는 것이 유리한 것으로 판명되었다.
상기의 반복적인 방법은 위치의 적어도 2 개, 가능하게는 더 많은 추정을 예상한다. 이들은 이전 실시예들의 무범위 추정 방법으로 얻어질 수 있지만, 본 발명의 독립적인 양태들에서, 모든 또는 일부 위치 추정치들은 다른 방법으로, 예를 들어, 도달 시간들에 기초한 추측에 의해 또는 도달 시간 및 신호 강도의 임의의 조합에 기초하여 얻어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 적어도 이동 장치(110) 및 위치들이 알려진 복수의 게이트웨이들(160)을 포함하는 시스템으로서, 상기 게이트웨이들은 상기 이동 장치로부터 무선 신호를 수신하고 상기 게이트웨이에서 상기 무선 신호의 도달 시간(TOA; ti)을 결정하도록 동작 가능하게 구성되고, 상기 시스템은 상기 도달 시간들에 기초하여 상기 이동 장치(110)의 위치를 계산하도록 동작 가능하게 구성된 솔버 유닛(solver unit; 180)을 포함하는, 상기 시스템에 있어서,
    상기 솔버 유닛(180)은 수신된 도달 시간에 의해 게이트웨이들을 분류하고, 상기 분류에서 상기 게이트웨이들의 랭크에 기초하여 가중치 팩터를 각각의 게이트웨이에 대해 계산하고, 도달 시간이 더 빠른 게이트웨이들은 더 큰 가중치를 수신하고, 상기 시스템은 상기 가중치 팩터들을 사용하여 상기 게이트웨이들의 상기 위치의 가중 합에 의해 상기 이동 장치의 상기 위치를 계산하도록 또한 구성되는 것을 특징으로 하는, 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔버 유닛은 상기 게이트웨이들에서의 상기 무선 신호의 도달의 시간차 및 상기 랭크에 기초하여 상기 가중치들을 계산하도록 구성되는, 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 솔버 유닛은 상기 도달의 시간차를 상기 무선 신호를 수신한 상기 게이트웨이들 사이의 평균 거리에 의존하는 스케일 팩터로 나누도록 구성되는, 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가중치 팩터들은 항상 양이거나 0이고, 이들은 상기 도달의 시간차가 결정된 값을 초과할 때 0인, 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔버 유닛은, 각각의 게이트웨이의 상기 가중치 팩터들(wi)을
    Figure 112020034508781-pat00005
    에 의해 계산하도록 구성되고,
    ri는 상기 게이트웨이의 랭크를 나타내고, ti는 그의 도달 시간차, Δ는 상기 무선 신호를 수신한 게이트웨이들간의 평균 거리, k는 미리 결정된 값인, 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도달 시간들로부터 범위-기반 위치 추정치를 계산하고; 무범위 위치 추정치(range-free position estimate)의 품질을 표현하는 제 1 품질 파라미터, 상기 범위-기반 위치 추정치의 품질을 나타내는 제 2 품질 파라미터를 결정하고; 상기 제 1 및 제 2 품질 파라미터들을 사용하여 상기 무범위 위치 추정치와 상기 범위-기반 위치 추정치를 조합하도록 동작 가능하게 구성되는, 시스템.
  7. 위치들이 알려진 복수의 게이트웨이(160)들에 대한 이동 장치(110)의 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    각각의 게이트웨이에 대해 신호의 도달 시간(TOA; ti)을 결정하는 단계,
    상기 도달 시간에 의해 상기 게이트웨이들을 분류하는 단계,
    상기 분류에서 상기 게이트웨이의 랭크에 의존하여 가중치 팩터를 각각의 게이트웨이에 대해 계산하는 단계로서, 도달 시간이 더 빠른 게이트웨이들은 더 큰 가중치 팩터를 수신하는, 상기 가중치 팩터를 각각의 게이트웨이에 대해 계산하는 단계, 및
    상기 가중치 팩터들을 사용하여 상기 게이트웨이들의 위치의 가중 합에 의해 상기 이동 장치의 상기 위치를 계산하는 단계를 포함하는, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가중치 팩터들은 상기 게이트웨이들에서의 상기 신호의 도달 시간차 및 상기 랭크에 기초하여 계산되는, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도달 시간차는 상기 신호를 수신한 상기 게이트웨이들간의 평균 거리에 의존하는 스케일 팩터로 나눠지는, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 가중치 팩터들은 항상 양이거나 0이고, 그들은 상기 도달 시간 차가 결정된 값을 초과할 때 0인, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  11. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 게이트웨이의 상기 가중치 팩터들(wi)은
    Figure 112020034508781-pat00006
    에 의해 계산되고,
    여기서 ri는 상기 게이트웨이의 랭크를 나타내고, ti는 그의 도달 시간차이고, Δ는 상기 신호를 수신한 상기 게이트웨이들간의 평균 거리이고, k는 미리 결정된 값인, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  12. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도달 시간들로부터 범위-기반 위치 추정치를 또한 계산하는 단계, 무범위 위치 추정치의 품질을 나타내는 제 1 품질 파라미터 및 상기 범위-기반 위치 추정치의 품질을 나타내는 제 2 품질 파라미터를 결정하는 단계, 및 상기 제 1 및 제 2 품질 파라미터들을 사용하여 상기 무범위 위치 추정치와 상기 범위-기반 위치 추정치를 조합하는 단계를 포함하는, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    다중 경로의 표시에 기초하여, 상기 도달 시간들을 더 빠른 도달 시간들로 정정하는 단계를 포함하는, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  14. 삭제
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 도달 시간들을 보정하는 단계 및 개선된 위치를 결정하는 단계는 결정된 수렴 기준이 만족될 때까지 되풀이하여 반복되는, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 신호가 상기 게이트웨이로 전파될 때 겪는 상기 다중 경로의 표시는 전파 모델에 기초한 다중 경로 예측인, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 신호가 상기 게이트웨이로 전파될 때 겪는 상기 다중 경로의 상기 표시는 경로 손실 지수(path loss exponent)로부터 도출되는, 이동 장치의 위치를 결정하는 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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