KR102496431B1 - 다중 안테나 송신기의 출발각 파악 - Google Patents

다중 안테나 송신기의 출발각 파악 Download PDF

Info

Publication number
KR102496431B1
KR102496431B1 KR1020197011161A KR20197011161A KR102496431B1 KR 102496431 B1 KR102496431 B1 KR 102496431B1 KR 1020197011161 A KR1020197011161 A KR 1020197011161A KR 20197011161 A KR20197011161 A KR 20197011161A KR 102496431 B1 KR102496431 B1 KR 102496431B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signals
transmitter
access point
wireless
departure
Prior art date
Application number
KR1020197011161A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190065307A (ko
Inventor
에란 쉬팍
Original Assignee
디육 로케이션 테크놀로지즈 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US15/270,010 external-priority patent/US10182315B2/en
Application filed by 디육 로케이션 테크놀로지즈 리미티드 filed Critical 디육 로케이션 테크놀로지즈 리미티드
Publication of KR20190065307A publication Critical patent/KR20190065307A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102496431B1 publication Critical patent/KR102496431B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08—Systems for determining direction or position line
    • G01S1/20—Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/51—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on terminal or device properties
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46—Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0221—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/0205—Details
    • G01S5/0221—Receivers
    • G01S5/02213—Receivers arranged in a network for determining the position of a transmitter
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/08—Position of single direction-finder fixed by determining direction of a plurality of spaced sources of known location
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/10—Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2656—Frame synchronisation, e.g. packet synchronisation, time division duplex [TDD] switching point detection or subframe synchronisation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2662—Symbol synchronisation
    • H04L27/2663—Coarse synchronisation, e.g. by correlation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H04L27/2655—Synchronisation arrangements
    • H04L27/2668—Details of algorithms
    • H04L27/2673—Details of algorithms characterised by synchronisation parameters
    • H04L27/2675—Pilot or known symbols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/02—Channels characterised by the type of signal
    • H04L5/12—Channels characterised by the type of signal the signals being represented by different phase modulations of a single carrier
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/006—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management with additional information processing, e.g. for direction or speed determination
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0413—MIMO systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0697—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using spatial multiplexing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0048—Allocation of pilot signals, i.e. of signals known to the receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/22—Parsing or analysis of headers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

신호 처리 방법은 무선 송신기(24)의 적어도 제 1 및 제 2 안테나(34)로부터 각각 송신된 적어도 제 1 및 제 2 신호를 주어진 위치에서 수신하는 단계를 포함한다. 적어도 제 1 및 제 2 신호는 송신된 신호 사이에 미리 정해진 순환 지연을 갖는 다중 반송파 인코딩 방식을 사용하여 아이덴티컬 데이터를 인코딩한다. 수신된 제 1 및 제 2 신호는 제 1 및 제 2 신호 사이의 위상 지연의 측정값을 도출하기 위해 순환 지연을 사용하여 처리된다. 위상 지연의 측정값에 기초하여, 무선 송신기로부터 주어진 위치로의 제 1 및 제 2 신호의 출발각(θ)이 추정된다.

Description

다중 안테나 송신기의 출발각 파악
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 무선 네트워크 신호에 기초한 위치 파악 방법에 관한 것이다.
셀룰러 전화와 같은 모바일 무선 송수신기의 위치를 찾기 위한 다양한 기술이 당업계에 공지되어 있다. 예를 들어, 거의 모든 셀룰러 전화는 현재 정지 위성으로부터 수신된 신호로부터 위치 좌표를 도출하는 GPS(Global Positioning System) 수신기를 갖는다. 그러나, 약한 위성 신호에 의존함으로 인해, GPS는 적어도 실내 및 혼잡한 도시 환경에서는 잘 작동하지 않는다. 셀룰러 네트워크는 또한 셀룰러 전화와 복수의 셀룰러 안테나 사이에서 수신되거나 송신되는 신호에 기초하여 전화 위치를 삼각 측량할 수 있으나, 이 기술은 부정확하며 신뢰할 수 없다.
기존의 무선 근거리 통신망(WLAN) 인프라구조 기반의 실내 위치 파악을 위한 많은 방법들이 제안되었다. 그러한 일 접근법은, 예컨대, SIGCOMM ‘15(영국 런던, 2015년 8월 17~21일)에서 공개된, 코타루 등의, "스폿파이(SpotFi): 와이파이(WiFi)를 이용한 데시미터 레벨 로컬라이제이션(localization)"에 서술되어 있다. 저자들에 따르면, 스폿파이는 액세스 포인트로부터 수신된 다중 경로 성분들의 도래각(AoA: angle of arrival)를 계산하고 필터링 및 추정 기술을 사용하여 로컬라이제이션 타겟과 액세스 포인트 간의 직접 경로의 AoA를 파악한다.
다른 예로서, 미국 특허 출원 공개 제 2009/0243932호는 모바일 장치의 위치를 판정하는 방법을 설명한다. 이 방법은 복수의 기지의(known) 위치들 사이에서 신호를 송신하는 단계 및 모바일 장치와 같이 미지의 위치의 장치에서 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 이 신호는 상이한 주파수를 갖는 복수의 톤(tone)을 포함할 수 있고 잔류 위상차의 세트를 야기할 수 있다. 모바일 장치의 위치는 기지의 위치들 및 송신된 톤들 사이의 주파수 및 위상차를 이용하여 판정될 수 있다. 일 실시예에서, 모바일 장치의 위치를 판정하기 위해 액세스 포인트와 모바일 장치 간에 OFDM 신호가 사용될 수 있다.
다른 예로서, 미국 특허 출원 공개 제 2016/0033614호는 무선 통신 네트워크에서 메인 로브(main lobe) 및 그레이팅 로브(grating lobe) 식별을 포함하는 방향 찾기(DF: direction finding) 포지셔닝 방법을 설명한다. 수신기는 제 1 채널 주파수를 통해 다중 안테나와 연관된 무선 신호에 대해 DF 알고리즘을 수행하고 제 1 세트의 DF 솔루션을 추정한다. 수신기는 제 2 채널 주파수를 통해 다중 안테나와 연관된 무선 신호에 대해 DF 알고리즘을 수행하고 제 2 세트의 DF 솔루션을 추정한다. 그 다음, 수신기는 제 1 세트의 DF 솔루션과 제 2 세트의 DF 솔루션을 비교함으로써 올바른 DF 솔루션(예를 들어, 메인 로브 방향)을 알아낸다.
현재의 대부분의 WLAN은 IEEE가 공포한 802.11 표준 세트에 따라 작동한다. 이 패밀리에서, IEEE 802.11n-2009 표준(일반적으로 간단히 "802.11n"이라고도 함)은 "다중 입력 및 다중 출력(MIMO)" 전송 및 수신을 통해 데이터 속도를 높이기 위해 다중 안테나 사용을 정의한다. MIMO는 송신기 및 수신기가 하나의 스펙트럼 대역폭 채널 내에서 복수의 독립적인 데이터 스트림을 공간적으로 멀티플렉싱하는 공간 분할 멀티플렉싱(SDM: spatial division multiplexing)에 의해 단일 안테나를 사용하여 가능한 것보다 많은 정보를 일관되게 분석할 수 있게 한다. 새로운 802.11ac 표준은 유사하게 MIMO 전송을 지원하며, 802.11n보다 더 많은 수의 공간 스트림 및 더 높은 전송 속도를 갖는다.
아래에 설명되는 본 발명의 일부 실시예들은 무선 액세스 포인트 신호들로부터 방향성 정보(directional infomation)를 추출하기 위한 개선된 방법, 뿐만 아니라 그러한 정보를 도출하고 활용하는 장치 및 시스템을 제공한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따라, 무선 송신기의 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 각각 송신된 적어도 제 1 및 제 2 신호를 주어진 위치에서 수신하는 단계를 포함하는 신호 처리 방법이 제공된다. 적어도 제 1 및 제 2 신호는 송신된 신호들 사이에 미리 정해진 순환 지연을 갖는 다중 반송파 인코딩 방식을 사용하여 아이덴티컬 데이터(identical data)를 인코딩한다. 수신된 제 1 및 제 2 신호는 순환 지연을 사용하여 제 1 및 제 2 신호 사이의 위상 지연의 측정값을 도출하도록 처리된다. 위상 지연의 측정값에 기초하여, 무선 송신기로부터 주어진 위치로의 제 1 및 제 2 신호의 출발각(angle of departure)이 추정된다.
일부 실시예에서, 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계는 휴대전화에 설치된 무지향성(omnidirectional) 안테나와 같은 단일 수신 안테나를 통해 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
부가적으로 또는 대안으로서, 다중 반송파 인코딩 방식은 직교 주파수-도메인 멀티플렉싱(OFDM) 방식을 포함한다. 일부 실시예에서, 송신기는 802.11 표준에 따라 동작하는 무선 액세스 포인트이다.
개시된 실시예에서, 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계는 수신된 신호 내에서 적어도 2 개의 시간-주파수 빈(bin)을 선택하는 단계 및 선택된 빈의 각각의 순환 시프트(cyclic shift)에 응답하여 위상 지연의 측정값을 계산하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 적어도 2 개의 시간-주파수 빈들을 선택하는 단계는 송신기에 의해 송신된 프레임 내의 상이한 각각의 제 1 및 제 2 심볼들에서 다중 반송파 인코딩 방식 내의 선택된 주파수로 제 1 및 제 2 빈을 샘플링하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 적어도 2 개의 시간-주파수 빈을 선택하는 단계는 송신기에 의해 송신된 프레임 내의 선택된 심볼에서 다중 반송파 인코딩 방식 내의 상이한 각각의 제 1 및 제 2 주파수로 제 1 및 제 2 빈을 샘플링하는 단계를 포함한다.
개시된 실시예에서, 적어도 2 개의 시간-주파수 빈을 선택하는 단계는 표준 순환 시프트에 기초하여 대척적 위상(antipodal phase)을 갖는 제 1 및 제 2 빈을 선택하는 단계를 포함한다. 부가적으로 또는 대안으로, 위상 지연의 측정값을 계산하는 단계는 선택된 시간-주파수 빈들로부터 추출된 신호에 선형 변환을 적용하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계는 제 1 및 제 2 신호에 대한 시간 상관 함수를 계산하는 단계와, 시간 상관 함수의 피크들 간의 시간차에 응답하여 위상 지연의 측정값을 찾는 단계를 포함한다. 개시된 실시예에서, 상관 관계(correlation)는 무선 통신 표준에 따라 미리 정해진 주기로 신호 내에서 반복하는 하나 이상의 심볼에 대해 계산되고, 시간 상관 함수 내의 피크들은 미리 정해진 주기에 대응하는 주기성을 가지며, 측정값을 찾는 단계는 각각의 쌍 내의 피크들간의 시간차가 미리 정해진 순환 지연에 대응하도록 하나 이상의 피크 쌍을, 주기성에 응답하여, 식별하는 단계를 포함한다.
시간 상관 함수는 자기 상관 함수(autocorrelation function) 및 미리 정해진 기준 신호와의 교차 상관(cross-correlation)으로 이루어진 함수의 그룹으로부터 선택될 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로서, 이 방법은 시간 상관 함수에서의 피크의 수 및 그들의 상대 위치에 기초하여 무선 송신기로부터 신호를 송신하는 안테나의 수 및/또는 차수를 찾는 단계를 포함한다. 상관 관계는 수신된 신호에서 처리하기 위해 주어진 프레임의 프리앰블의 적어도 일부에 대해, 예를 들어, 무선 통신 표준에 의해 정의된 프리앰블(preamble) 내의 하나 이상의 동기화 심볼에 대해 계산될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 신호들은 미리 정해진 프리앰블을 포함하는 프레임 구조를 규정하는 무선 통신 표준에 따라 송신되고, 수신된 제 1 및 제 2 신호들을 처리하는 단계는 처리하기 위해 주어진 프레임의 프리앰블의 적어도 일부를 선택하는 단계를 포함한다.
부가적으로 또는 대안으로서, 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하고 처리하는 단계는 이동국(mobile station)과 액세스 포인트 사이의 어소시에이션(association)을 확립하지 않고 이동국에서 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신 및 처리하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신 및 처리하는 단계는 미리 정해진 무선 통신 표준에 따라 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 송신된 비콘(beacon)을 수신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 이 방법은 무선 액세스 포인트에 대한 위치 정보를 수신하는 단계, 및 수신된 위치 정보 및 추정된 출발각에 기초하여 주어진 위치의 좌표를 계산하는 단계를 포함한다. 전형적으로, 좌표를 계산하는 단계는 2 개 이상의 상이한 무선 액세스 포인트에 대하여 수신된 위치 정보 및 추정된 출발각에 기초하여 좌표를 찾는 단계를 포함한다.
부가적으로 또는 대안으로, 이 방법은 수신된 제 1 및 제 2 신호들 중 적어도 하나로부터 무선 액세스 포인트의 식별자를 추출하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 이 방법은 다수의 액세스 포인트들의 각각의 위치를 포함하는 맵에 통합시키기 위해, 식별자 및 추정된 출발각을 서버에 보고하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 수신 위치에 있는 무선 통신 장치의 세트로부터, 무선 액세스 포인트로부터 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호의 각각의 추정된 출발각의 리포트를 받는 단계를 포함하는 맵핑 방법이 제공된다. 무선 액세스 포인트의 맵은 추정된 출발각에 기초하여 구성된다.
개시된 실시예에서, 무선 통신 장치는 단일 안테나를 갖는 이동국을 포함하고, 무선 액세스 포인트는 각각 다중 안테나를 가지며, 출발각은 다중 안테나에 의해 송신된 신호 사이의 미리 정해진 순환 지연에 기초하여 추정된다.
부가적으로 또는 대안으로서, 리포트를 수신하는 단계는 무선 통신 장치로부터 무선 액세스 포인트의 각 식별자 및 신호가 수신된 무선 통신 장치의 위치 좌표를 수신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 이 방법은 맵으로부터 하나 이상의 무선 통신 장치로 위치 정보를 제공하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 위치 정보를 제공하는 단계는 주어진 액세스 포인트로부터 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호의 추정된 출발각 및 맵 내의 그 주어진 액세스 포인트의 위치에 기초하여 무선 통신 장치의 위치 좌표를 식별하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따라, 무선 송신기의 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 각각 송신된 적어도 제 1 및 제 2 신호를 주어진 위치에서 수신하도록 구성된 수신 안테나를 포함하는 무선 장치가 제공된다. 적어도 제 1 및 제 2 신호는 송신된 신호 사이에 미리 정해진 순환 지연을 갖는 다중 반송파 인코딩 방식을 사용하여 아이덴티컬 데이터를 인코딩한다. 처리 회로는 순환 지연을 사용하여 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하여, 제 1 신호와 제 2 신호 사이의 위상 지연의 측정값을 도출하고 그리고 그 위상 지연의 측정치에 기초하여, 무선 송신기로부터 주어진 위치로의 제 1 및 제 2 신호의 출발각을 추정한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 무선 액세스 포인트들로부터 무선 통신 장치에 의해 수신된 신호들의 각각의 추정된 출발각의 보고를 각각의 위치에서의 무선 통신 디바이스들의 세트로부터 수신하고 그리고 추정된 출발각에 기초하여 무선 액세스 포인트의 맵을 메모리 내에 작성하도록 구성된, 메모리 및 프로세서를 포함하는 맵핑 장치가 제공된다.
본 발명은 본 발명의 실시예에 대한 아래의 상세한 설명을 아래의 도면과 함께 읽을 때 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 통신 및 위치 파악 시스템의 개략적인 도면이고;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 액세스 포인트로부터 수신기로의 무선 신호들의 출발각을 도출하는데 사용된 좌표 프레임을 개략적으로 도시하는 도면이고;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 액세스 포인트들에 관한 좌표 정보를 도출하는데 사용되는 모바일 수신기의 컴포넌트들을 개략적으로 도시한 블록도이고;
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무선 액세스 포인트들에 관한 좌표 정보를 도출하는데 사용되는 모바일 수신기의 컴포넌트들을 개략적으로 도시한 블록도이고; 그리고
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 장치의 위치를 찾는 방법을 도시하는, 도 1의 시스템의 구성 요소의 개략적인 도면이다.
(개요)
802.11n 표준에 의해 정의된 것과 같은 MIMO SDM 방식의 구현은 각 공간 스트림에 대해 송신기와 수신기 모두에서 별개의 안테나를 필요로 한다. 대안으로, 스트림의 위상은 액세스 포인트와 이동국 사이의 지향성 빔 형성을 가능하게 하여 수신기에서 신호를 최대화할 수 있도록 조정될 수 있다. 그러나 Wi-Fi 지원 스마트폰과 같은 많은 모바일 장치는 오직 하나의 무지향성 안테나만 가지기 때문에 MIMO 또는 지향성 전송을 자체적으로 지원할 수 없다.
수신기쪽으로 빔을 능동적으로 형성하는 것과 더불어, 802.11n 표준은 다양한 공간 스트림 내에서 전송되는 데이터가 우연히(inadvertently) 상관된 패턴들을 형성하는 경우, 예를 들어, 스트림들의 수가 안테나의 개수보다 작은 경우에 발생할 수 있는 의도하지 않은 빔 형성을 방지하기 위한 스킴을 정의한다. 의도적인 빔 형성과는 달리, 의도하지 않은 빔 형성에 의해 생성된 로브 및 널의 패턴은 수신기에서 신호를 최대화하는 방식으로 지향될 수 없으며, 따라서 수신에 해로울 수 있다. 의도하지 않은 빔 형성을 피하기 위해, 802.11n 표준은 순환 지연 다이버시티(CDD: cyclic delay diversity)를 적용하여 각각의 안테나로부터의 IFFT 코딩된 데이터 스트림을 각기 다른 일정한 비간섭성 지연만큼 오프셋한다. OFDM이라고 알려진 802.11n 표준에 의해 요구되는 다중 반송파 변조 시스템에서, CDD는 각 안테나상의 각 반송파에 영향을 미치는 미리 정해진 순환 시프트를 합산하여 적용되며, 이는 CSD(Cyclic Shift Diversity)라고도 불린다.
CDD가 다중 안테나 무선 신호의 원하지 않는 지향성을 피하기 위한 수단으로 소개되었지만, 본 명세서에 설명된 본 발명의 실시예들은 신호를 전송하는 액세스 포인트의 각도 방위를 추정하기 위해, 단지 반대 목적으로, 수신된 신호에서 CDD를 이용한다. 이 각도 방위는 출발각, 즉 송신 빔의 방향과 송신 액세스 포인트의 축 사이의 각도(송신 안테나의 위치를 통해 그려진 선에 의해 정의됨)로 정의된다. 송신기로부터의 출발각의 이러한 종류의 측정은 수신기에서의 신호 도래각을 판정하는 당 기술분야에 공지된 기술들과는 대조적이다. 송신 안테나로부터의 신호가 휴대전화에 일반적으로 설치되는 무지향성 안테나와 같은 단일 수신 안테나를 통해 수신되는 경우에도, 여기서 설명된 기술을 사용하여 출발각을 찾을 수 있다.
이하에 구체적으로 설명되는 본 발명의 실시예들은 무선 액세스 포인트의 다중 안테나들로부터 각각 전송되고 주어진 위치에서 수신되는 복수의 신호들의 출발각을 찾는 방법을 제공한다. 송신된 신호는, 적어도 부분적으로, 송신된 신호들 사이에 미리 정해진, 안테나마다, 순환 지연을 갖는 아이덴티컬 데이터를 인코딩한다. 데이터는 전형적으로 공지된 무선 통신 표준에 따라 정의되고 전송되어, 순환 지연 뿐만 아니라 데이터의 적어도 일부가 예측 가능하다. 예를 들어, 802.11 표준은 현재 컨텍스트에서 수신기에 의해 처리되도록 선택될 수 있는 미리 정해진 프리앰블을 포함하는 프레임 구조를 규정한다.
수신기는 기지의 순환 지연을 사용하여 수신된 신호를 처리하여, 신호 사이의 실제 위상 시프트의 측정값을 도출한다. 이 위상 시프트는 신호가 수신기에 도달함에 있어 지나는 경로 길이의 차이를 나타낸다. 송신 안테나 간의 간격은 또한 일반적으로 λ/2(송신된 무선 신호의 파장의 절반)로 알려져 있다. 따라서, 안테나들 사이의 기지의 거리 및 기지의 순환 지연의 크기와 함께, 위상 시프트의 측정값에 기초하여, 무선 액세스 포인트로부터 수신기의 위치로의 신호들의 출발각을 추정하는 것이 가능하다.
일부 실시예에서, 신호는 802.11n 표준에서 사용되는 일종의 OFDM 신호와 같은 다중 반송파 신호이며, 그러므로 순환 지연은 상이한 안테나에 대하여 상이한 각각의 순환 시프트를 적용함으로써 구현된다. 이 경우에, 수신기는 수신 신호에서 2 개의 시간-주파수 빈을 적절하게 선택하고 다중 안테나에 의해 송신된 각각의 빈의 순환 시프트를 사용하여 위상 시프트의 측정값을 계산함으로써 안테나 간의 위상 시프트를 추정할 수 있다. 적절히 빈을 선택함으로써, 예를 들어, 추출된 빈에 간단한 선형 변환을 적용하여 출발각을 계산할 수 있다. 이 목적을 위해, 적용 가능한 표준에 정의된 순환 지연을 기준으로 빈을 선택하여 대척적 순환 시프트를 갖는 것이 유리하다.
본 설명 및 청구 범위의 문맥에서 사용되는 용어 "시간-주파수 빈(time-frequency bin)"은 송신기에 의해 송신된 프레임의 시작으로부터 주어진 미리 정해진 시간에 취해진 주어진 미리 정해진 주파수에서 수신된 신호의 샘플을 의미한다. 두 개의 시간-주파수 빈은 동일한 주파수 또는 상이한 주파수일 수 있고, 동일하거나 또는 상이한 시간에 발생할 수 있다. 예를 들어, 802.11 OFDM 전송에서, 빈은 20MHz 802.11 OFDM의 경우 N=64와 같이 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)에 의해 시간 도메인으로 변환되기 전에 데이터 인코딩에 사용된 N 개의 미리 정해진 복소수 중 하나인 주파수에 관하여 정의된다. (주파수 도메인에서 시간 도메인으로 신호를 변환하는) OFDM 시스템에서 IFFT 인코더로의 입력은 고정 크기의 복소수의 집합이며, 각 복소수는 주파수 빈에 대응한다.
따라서, 몇몇 실시예("시간 도메인" 실시예라고도 함)에서, 2 개의 빈들은 송신기에 의해 송신되는 프레임 내의 서로 다른 각각의 순환(시간) 시프트에 의해 코딩되는 상이한 각각의 OFDM 심볼에서 다중-반송파 인코딩 방식 내의 선택된 주파수를 샘플링함으로써 정의된다. 다른 실시예("주파수 도메인" 실시예라고도 함)에서, 2 개의 빈들은 송신된 프레임 내의 동일한 선택된 OFDM 심볼에서 다중 반송파 인코딩 방식 내의 2 개의 상이한 주파수를 샘플링함으로써 정의된다.
다른 실시예에서, 수신기는 자기 상관 또는 기준 신호와의 상호 상관과 같은 시간 상관 함수를 계산하고, 상관 관계의 적절한 시간 차이(순환 지연에 의해 결정됨)에 의해 분리된 피크를 찾음으로써 안테나 사이의 위상 시프트를 추정한다. 상관 함수는 유리하게는 프레임 프리앰블을 통해, 구체적으로, 적용 가능한 표준에 의해 정의된 양호한 상관 특성을 갖는 프리앰블 내의 동기화 심볼을 통해, 계산될 수 있다. 상관 관계 내의 피크의 개수 및 예상 위치는 또한 신호를 전송할 때 무선 송신기가 사용하는 안테나의 개수를 찾는 데 사용될 수 있다.
본 기술의 또 다른 이점은 이동국과 액세스 포인트 사이의 어소시에이션을 확립하지 않고 출발각을 측정하기 위해 이동국에서 액세스 포인트 신호를 수신하고 처리할 수 있다는 것이다. 즉, 이동국은 신호를 액세스 포인트로 다시 전송하지 않고 조용히(silently) 신호를 단순 포착할 수 있으며, 기지의 표준 프리앰블 구조 및 순환 지연을 사용하여 신호를 분석할 수 있다. 이동국은, 예를 들어, 액세스 포인트와 통신하는 이동국이 없는 경우에도, 특정 802.11 표준에 따라 액세스 포인트에 의해 송신된 비콘에 이 분석을 적용할 수 있다. 대안으로, 이동국은 다른 이동국으로 지향된 신호를 수신하고 분석할 수 있다.
출발각 자체가 송신 액세스 포인트의 위치를 고유하게 식별하지는 않지만, 다른 기지의 수신기 위치로부터의 출발각의 다중 측정은 삼각 측량에 의해 액세스 포인트 위치를 찾는 데 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시예들은 상이한 수신기 위치로부터 행해진 출발각의 복수의 측정값들을 결합함으로써 액세스 포인트 위치들을 매핑하는 방법을 제공한다. 액세스 포인트에 의해 송신된 신호는 또한(예를 들어, BSSID(Basic Service Set Identifier)를 공표함으로써) 액세스 포인트를 식별하여, 각 액세스 포인트의 식별정보는 그것의 위치와 관련될 수 있다.
같은 이유로, 액세스 포인트의 위치를 알고 있을 때, 상술된 기술을 사용하여, 이러한 기지의 액세스 포인트 중 2 개 이상으로부터 수신기로의 출발각을 측정함으로써 수신기의 위치를 찾는 것이 가능하다. 따라서, 특정 영역 내의 액세스 포인트의 위치들이 매핑된 후, 휴대 전화와 같은 수신기는(전술한 바와 같이, 액세스 포인트와 연관시키거나 또는 다른 방식으로 다시 통신하지 않고도) 그들이 액세스 포인트로부터 수신한 신호에 기초하여 그 영역 내에서 자신의 위치를 정확하게 찾을 수 있다. 따라서, 이러한 종류의 액세스 포인트 맵은 실내 및 도시 위치와 같이 GPS에 의존하지 않고 정확하고 편리한 지리적 위치 파악을 위해 사용될 수 있다.
이하에서 설명되는 실시예들은 구체성 및 명확성을 위해, 구체적으로 802.11 무선 액세스 포인트에 관련되지만, 본 발명의 원리는 다중 반송파 인코딩 방식을 사용하여 신호를 송신하는 다른 종류의 다중 안테나 송신기에도 필요한 부분만 약간 수정하여 유사하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에서, 수신기는 적용 가능한 표준에 따라 OFDM 신호를 송신하는 다중 안테나 셀룰러 기지국의 출발각을 측정하도록 구성될 수 있다. 본 원리의 이러한 모든 다른 구현예는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
(시스템 설명)
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 통신 및 위치 파악을 위한 시스템(20)의 개략적인 도면이다. 예를 들어, 도 1은 복수의 액세스 포인트(22, 24, 26, ...)가 종종 서로 독립적인 상이한 WLAN 소유주에 의해 배치되는 전형적인 실내 또는 도시 환경을 도시한다. 액세스 포인트로부터의 신호는 시스템(20) 내에서 자유롭게 이동하는 사용자(32)에 의해 조작되는 이동국(28, 30, ...)에 의해 수신된다. 도시된 실시예에서, 스테이션(28, 30, ...)은 스마트 폰으로 도시되어 있으나, 랩탑 및 태블릿 컴퓨터와 같은 다른 종류의 모바일 장치가 유사한 방식으로 사용될 수 있으며, 이하에서 설명되는 바와 같이 액세스 포인트(22, 24, 26, ...)의 출발각을 유사하게 매핑할 수 있다.
시스템(20) 내의 액세스 포인트(22, 24, 26, ...)들이 802.11n 표준을 따르고 있다고 가정하면, 각각의 액세스 포인트는 도 1에 도시된 바와 같이 2 개 또는 3 개의 안테나(34)를 갖는다. 본 발명의 원리는 훨씬 더 많은 수의 안테나를 가질 수 있는 802.11ac 액세스 포인트에도 유사하게 적용될 수 있다. 이동국(28, 30, ...)은 단일 각도 무지향성 안테나(36)를 각각 갖는 것으로 가정되지만, 출발각을 매핑하기 위해 본 명세서에 기술된 기술들은 유사하게 다중 안테나 기지국에 의해 구현될 수도 있다.
이동국(28, 30, ...)은 각각의 액세스 포인트(22, 24, 26, ...)로부터의 신호의 출발각을 추정하고 각 액세스 포인트에 대한 식별 정보(BSSID 등)를 추출하도록 안테나들(34)로부터 수신된 신호들을 처리한다. 이동국은 액세스 포인트들과 반드시 어소시에이팅할 필요없이, 후술되는 바와 같이, 이러한 기능들을 수행할 수 있다.
한편, 이동국(28, 30, ...)은 인터넷 통신의 목적을 위해 하나 이상의 액세스 포인트(22, 24, 26, ...)와 어소시에이팅할 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 이동국은 셀룰러 네트워크 또는 다른 접속을 통해 인터넷에 액세스할 수 있다. 어떤 경우든, 이동국(28, 30, ...)은 네트워크(38)를 통해 맵핑 서버(40)로 모아지는 출발각 데이터 및 액세스 포인트 식별정보를 통신한다. 또한, 이동국은 예를 들어 GPS 신호로부터 또는 서버에 의해 제공되는 액세스 포인트 또는 기지국의 기지의 위치로부터 도출된, 그들의 현재 위치 좌표를 맵핑 서버에 통신할 수 있다. 이 정보는 이동국에서 백그라운드로 실행되는 적절한 애플리케이션 프로그램("앱")에 의해 자율적으로 자동으로 수집 및 보고될 수 있다.
서버(40)는 일반적으로 프로그래밍 가능한 프로세서(42) 및 메모리(44)를 포함하는 범용 컴퓨터를 포함한다. 본 명세서에 설명된 서버(40)의 기능은 전형적으로 광, 자기 또는 전자 메모리 매체와 같은, 유형의(tangible) 비 일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있는, 프로세서(42)상에서 실행되는 소프트웨어로 구현된다.
이동국(28, 30, ...)에 의해 네트워크(38)를 통해 통신되는 출발각 정보, 액세스 포인트 식별정보 및 위치 좌표에 기초하여, 프로세서(42)는 메모리(44) 내의 액세스 포인트 위치 및 방위의 맵을 구성한다. 보다 많은 수의 사용자(32)가 애플리케이션 프로그램을 다운로드하고 정보를 서버(40)에 전달할수록, 맵은 시드 정보의 초기 베이스로부터 부트스트래핑(bootstrapping) 프로세스에 의해 액세스 포인트 데이터의 지리적 범위 및 정확성 모두에서 성장할 것이다. 이 맵에 기초하여, 서버(40)는 임의의 주어진 시간에 이동국에 의해 수신된 액세스 포인트 신호에 기초하여, 자신의 이동국에서 실행중인 애플리케이션 프로그램을 통해 사용자(32)에게 위치 및 네비게이션 정보를 제공할 수 있다.
(출발각을 추정하는 주파수 기반 방법)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 액세스 포인트(24)로부터 이동국(28)으로의 무선 신호들의 출발각을 도출하는데 사용되는 좌표 프레임을 개략적으로 도시하는 도면이다. 액세스 포인트와 이동국의 이러한 특정 쌍은 순전히 편의를 위해 선택된 것이고, 유사한 원리는 임의의 주어진 쌍에 적용될 것이다. 액세스 포인트(24)는 2 개의 안테나(34)(Tx1 및 Tx2로 표기 됨)를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 동일한 기하학적 원리가 선형 어레이로 배열된 3 개 이상의 안테나를 갖는 액세스 포인트에도 적용된다.
안테나(34)는 어레이 축을 안테나의 베이스를 통과하는 선으로 정의한다. 안테나는 전형적으로 2.4 GHz의 표준 WLAN 주파수에서 반 파장, 예를 들어, λ/2 = 6.25 cm이 되도록 설계되는 기지의 거리 d만큼 어레이 축을 따라 분리되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 이동국(28)의 안테나들(34)로부터 안테나들(36)로의 신호들의 출발각(θ)은 어레이 축에 대한 법선에 대해 취해진다. 액세스 포인트(24)로부터 이동국(28)까지의 거리가 d보다 상당히 크다고 가정하면, Tx2에서의 경로 길이에 비해 Tx1에서 안테나(36)까지의 경로 길이(Rx라고도 함)에서 d * sinθ의 차이가 존재할 것이다.
일례로서, Tx2에서 Rx까지의 경로 길이를 6.0000 m, θ = 30 °라고 가정하면, Tx1에서 Rx까지의 약간 더 긴 경로는 6.03125 m이 될 것이다. 이 경로 차는 90 ° 위상차로 변환된다: Δφ = dsin(π/6) =(λ/2 * 1/2 = λ/4. 6m에 걸친 전파 지연은 L/C = 6m /(0.3m/nsec) = 20nsec이다. Tx1 및 Tx2로부터의 두 경로는 f0 = 2.412 GHz에서 0이고 f1 = 2.432 GHz에서 φ =((360 ° * 20nsec))/50 nsec = 144 °로 선형적으로 증가하는 것으로 가정되는 주파수의 함수인 선형 위상 시프트를 경험하고, 여기서 T = 50nsec = 1/20MHz는 두 주파수 간의 차 B = 20MHz에 의해 주어진다. 두 경로 상의 두 주파수 간의 φ = 144 °의 선형 위상 시프트는 경로 길이 차이로 인해 두 주파수에서 더 긴 경로에 대해 90 °의 일정 위상 시프트에 추가된다. (실제로 선형이든 일정하든 위상 시프트는 2.432 GHz에서 파장이 약간 더 길기 때문에 약간 더 크지만 이 효과는 B≪f0 이므로 무시 될 수 있다.)
Figure 112019039806976-pct00001
또한, 802.11n 표준에 따라, Tx1에 비해 Tx2에 의해 송신된 OFDM 신호에 상이한 순환 시프트가 적용될 것이다. Tcs <0 나노초의 순환 시프트는 주파수 빈(k)에
Figure 112019039806976-pct00002
를 곱하는 것과 동일하며, 여기서 n = -B * Tcs이고 N = 64는 주파수 빈의 개수이다. 해당 빈에서 Tx1과 Tx2 사이에 완벽한 180 ° 시프트가 있음을 의미하는 표준 순환 시프트가 주어지면, 아래에 설명한 바와 같이 빈을 대척 관계를 갖도록 선택하는 것이 유리하다. 유사하게, 3 안테나 배열에서, 표준은 Tx1에 대해 Tx2 및 Tx3에 적용될 다른 순환 시프트를 규정한다. Rx 안테나(36)의 관점에서, 어느 안테나(34)가 Tx1이고 어느 것이 Tx2(또는 Tx3)인지를 미리 알 수 있는 방법은 없다. 2 개의 안테나(2Tx)의 2 가지 가능한 물리적 배치((1,2) 및(2,1))가 있다, 즉 안테나 배열은 수신기에 대해 뒤집어질 수 있다. 가능한 6 가지의 3 안테나(3Tx) 배열(constellations):(2,1,3),(1,2,3),(1,3,2) 및 이들의 플립 버전이 존재한다. 일반적으로, 출발각 계산 시 모든 가능한 배열이 고려된다.
OFDM PHY를 사용하는 802.11 표준에 따르면, 액세스 포인트에 의해 전송되는 데이터 프레임은 "쇼트 트레이닝 필드"(STF) 및 "롱 트레이닝 필드"(LTF)를 포함하는 프리앰블을 가지며, 이는 이 표준에 의해 지정된 심볼의 미리 정해진 시퀀스를 포함한다. 802.11a 표준은 이제 L-STF 및 L-LTF 필드를 갖는 레거시(L) 프리앰블을 포함하는 현재 "레거시" 포맷이라 불리는 프레임 형식을 정의하였다. 802.11n 표준은 HT-STF 및 HT-LTF 필드를 갖는 "하이-쓰루풋"(HT)으로 알려진 새로운 형식을 정의한다. 802.11n 표준에 따라 동작하는 액세스 포인트는 레거시 모드, HT 모드("그린필드") 또는 프레임이 레거시 및 HT 트레이닝 필드를 모두 포함하는 혼합 모드에서 프레임을 전송할 수 있다.
802.11n 표준은 레거시 및 HT 프리앰블에서 송신 안테나마다 아래의 순환 시프트 값(Tcs)을 정의한다(이 표준의 표 20-9 및 20-10 참조). 이들 Tcs 값은 20MHz 채널에 대해 N = 64인, 상이한 시간-주파수 빈(n, k)에 대해 상기 제시된 공식(
Figure 112019039806976-pct00003
)에 따른 상이한 서브 캐리어 위상 시프트를 발생시킨다.
Figure 112019039806976-pct00004
선택된 빈들 사이의 대척성(antipodality), 즉, CDD에 이은 180 ° 위상 시프트는 신호들 사이에 최대 유클리드 거리를 제공하여 잡음 내성을 향상시킨다.
본 발명의 실시예는 대척성을 달성하기 위해 아래의 2 개의 상이한 방법을 사용한다.
(1) 시간 도메인 방법에서, 레거시 OFDM 심볼의 빈(k0)과 HT 심볼의 빈(k0)이 특정 고정 주파수로 선택된다.
(2) 주파수 도메인 방법에서, 두 개의 빈은 하나의 OFDM 심볼, 예를 들어, 레거시 OFDM 심볼에서 상이한 주파수로 선택된다.
대척성은 잡음 내성을 위한 최선의 유클리드 거리를 제공한다.
안테나 사이의 경로 차이를 다시 송신기 안테나 피드로 투영하면, 2 안테나의 경우에 두 신호의 위상은 (0, θ), 또는 등가적으로 복소 형태로(
Figure 112019039806976-pct00005
,
Figure 112019039806976-pct00006
)이고, 그리고 3 안테나의 경우에는 (-θ, 0, θ), 등가적으로 복소 형태로(
Figure 112019039806976-pct00007
,
Figure 112019039806976-pct00008
,
Figure 112019039806976-pct00009
)이고, 여기서 θ는 도 2에 도시된 출발각이다. 포스트-IFFT 인코더 순환 시프트를 송신기 "주파수 도메인"에 투영하면, 적절하게 선택된 시프트 및 빈에 대하여, 0 또는 180 °의 위상을 제공한다. 송신기에서 방출된 두 개 이상의 광선은 수신기의 단일 안테나에서 중첩된다.
경로 전파, 순환 시프트 및 중첩의 결합된 효과는 두 개의 안테나에 대해 1 ±
Figure 112019039806976-pct00010
형태의 신호이다. 3 개의 안테나의 경우 다음의 2가지 물리적으로 다른 경우가 있다. 비대칭인 경우("케이스 I")와 대칭인 경우("케이스 II")는 각각
Figure 112019039806976-pct00011
+ 1 ±
Figure 112019039806976-pct00012
또는
Figure 112019039806976-pct00013
± 1 +
Figure 112019039806976-pct00014
의 결합 신호를 산출한다.
이제 도 2에 도시된 특정 2-안테나 예시 및 상기 계산된 경로 위상차로 돌아가서, (표 1의 "π"엔트리에 의해 표시되는 바와 같이) 시간 도메인에서 jπ의 자연 지수를 선택하면, 혼합 모드 프레임의 L-LTF 및 HT-LTF 필드에서 f0 = 2.412 MHz에서 안테나(34)(Tx1 및 Tx2)로부터 안테나(36)에 의해 수신된 신호 사이의 위상 시프트는 다음과 같다.
Figure 112019039806976-pct00015
위의 예에서, 안테나 경로의 -90 ° 차이는 Tx2에만 적용되는 반면, 180 °는 순환 시프트로 인해 Tx2 상의 HT-LTF에만 적용된다.
f1 = 2.432 MHz에서 대응 수신 신호의 위상은 다음과 같다.
Figure 112019039806976-pct00016
여기서 추가적인 144 °는 모든 시간 슬롯에 적용되는, 송신기에서 수신기로의 공통 경로를 통한 위상 시프트에 기인한 것이다.
주파수 도메인의 경우에 송신된 L-LTF 빈들로부터 또는 시간 도메인의 경우에 HT-LTF 및 L-LTF 빈들 모두로부터 신호를 수신하면, 액세스 포인트(24)로부터, 이동국(28)은 Tx1 경로와 Tx2 경로 사이의 위상차를 계산한다. 이 차이는 도 2에 도시된 바와 같이, 차례로 액세스 포인트(24)로부터의 신호들의 출발각을 나타낸다. 이러한 방식으로 출발각을 유도하는데 사용될 수 있는 계산 방법이 하기에 설명된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 무선 액세스 포인트들에 관한 좌표 정보를 도출하는데 사용되는 이동국(28)의 컴포넌트들을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하의 설명은 이동국(28)이 액세스 포인트의 2 개 또는 3 개의 안테나(34)에 의해 송신된 신호 스트림을 수신하는 단일 안테나(36)를 갖는 것으로 가정하지만, 이 실시예의 원리는 유사하게 동일한 출발각을 측정하면서 경로 다이버시티를 달성하기 위해 다중-안테나 수신기에도 필요한 부분만 수정하여 적용될 수 있다. 전술 한 바와 같이, 이동국(28)에 의해 수행된 분석은, 상이한 안테나들로부터 송신된 신호들이 802.11n 표준에 의해 정의된 바와 같이 송신된 신호들 사이의 미리 정해진 순환 지연을 갖는 프레임 프리앰블 내의 아이덴티컬 데이터를 인코딩한다는 사실에 의존한다.
이동국(28)의 프론트 엔드(FE) 회로(50)는 당업계에 공지된 바와 같이, 안테나(36)에 의해 수신된 신호를 증폭, 필터링 및 디지털화하고, 그 결과적인 디지털 샘플을 디지털 처리 회로(52)로 보낸다. 회로(52)의 고속 푸리에 변환(FFT) 회로(54)는 들어오는 신호를 시간-주파수 빈(n, k)으로 분할하고, 여기서 각각의 주파수는 상이한 OFDM 부반송파에 대응하고, 각 빈에서의 신호 성분의 위상은 그것이 인코딩하는 데이터 값에 의해 결정된다. 매체 접근 제어(MAC) 처리 회로(56)는 프레임을 송신 한 액세스 포인트를 식별하는 BSSID를 포함하는 프레임 헤더로부터 데이터를 추출한다. 회로(50, 54 및 56)뿐만 아니라 디지털 처리 회로(52)의 다른 구성 요소는 데이터 수신 및 송신을 목적으로 당업계에 공지된 WiFi 가능 스마트 폰에 설치된 것과 같은 802.11 수신기의 종래 구성 요소이다. 본 발명의 이해를 위해 필수적이지 않은 수신기의 다른 요소들은 간결성을 위해 생략되었다.
FFT 회로(54)에 의해 생성된 신호 복소 주파수 빈은 각도 추정 블록에 입력되며, 이는 빈 선택기(58) 및 변환 모듈(60) 및 각도 차등화기(61)를 포함한다. 이 요소들은 복소 값을 추정된 출발각으로 변환한다. 이들은 일반적으로 이동국(28)의 프로그래밍 가능한 프로세서 상에서 실행되는 소프트웨어로 구현된다. 이 소프트웨어는, 이미 이동국에 존재하는 프로세서에 의해 수행되는 다른 기능들과 함께, 상술 한 바와 같이, 이동국 상에서 동작하는 애플리케이션 프로그램의 일부일 수 있다. 이 프로그램은 광학, 자기 또는 전자 메모리 매체와 같은 유형의 비 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장될 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 본 명세서에서 설명된 각도 추정 기능들의 적어도 일부는 전용 또는 프로그래밍 가능한 하드웨어 로직에 의해 수행될 수도 있다.
빈 선택기(58)는 수신된 신호들의 프리앰블들로부터 추출될 한 쌍의 시간-주파수 빈들(n1, k1) 및(n2, k2)를 선택하고, 대응하는 위상 값들을 추출한다. 각각의 빈에 대하여, 빈 선택기는 2 개의 안테나(34)로부터 수신된 각각의 신호 사이의 복소수 벡터, yi를 계산한다. 2 개의 선택된 복소수 빈은 복소수 변환 모듈(60)로 입력되는 복소수 벡터,
Figure 112019039806976-pct00017
를 정의한다.
임의의 빈 쌍이 이러한 목적을 위해 선택될 수 있지만, 기지의 위상 시프트에 기초하여 쌍을 선택하는 것이 바람직한데, 여기서 상대 위상 지연은 넓은 각도 범위에 걸쳐 액세스 포인트로부터 송신된 신호의 출발각과 선형 관계일 수 있다. 빈의 주파수 차, Δk = k1 - k2의 선택은 Δk가 작을수록 커질 수 있는 열잡음과 Δk가 커짐에 따라 증가하는 채널 편차 및 비행 시간(time of flight)에 대한 민감도 간의 트레이드오프를 포함한다.
여기서 제공되는 수치 예는 대척성 달성하기 위해 순환 시프트가 선택된다고 가정한다. 액세스 포인트와 수신기 사이의 무선 채널의 주파수 응답은, 예를 들어, 반사의 영향으로 인해 위상이 선형 적이지 않다. 일반적으로, Δk의 값이 클수록, 채널 응답 내의 변동으로 인해 추정된 위상 지연에 더 큰 오차가 더해진다. 예를 들어, 20MHz 대역폭을 갖는 802.11n 신호의 경우, 8/64 * 20MHz = 2.5MHz의 주파수 차이를 반영하는 Δk = 8인 합리적인 트레이드오프가 달성된다. 다음 주파수 조합(k1, k2)은 이 기준을 충족시킨다: (0,8), (16,8), (16,24), (32,40), (48,40), (48,56) 및 (0,56). 그러나, HT-LTF는 주파수 0 및 32를 채우지 않으므로 조합(0,8) 및(32,40)은 적용 불가능하다. 두 프리앰블 빈이 모두 에너지를 운반하는 한 (k0, k0 + 8) 형태의 다른 빈 쌍 패턴도 사용될 수 있다.
변환 모듈(60)은 복소 입력 벡터를 출력 벡터:
Figure 112019039806976-pct00018
로 변환하기 위해 선형 변환(T)을 적용한다. 이 변환의 목적은 x1 및 x2의 위상이 차등화기(61)에 의해 용이하게 추출되고 감산되어 추정된 출발각:
Figure 112019039806976-pct00019
를 제공할 수 있도록 값의 쌍:
Figure 112019039806976-pct00020
을 생성하는 것이다.
예를 들어, 두 개의 안테나 요소의 경우, 다음 변환은 출력 벡터의 선형 추정을 제공한다.
Figure 112019039806976-pct00021
이동국(28)은 MAC 처리 회로(56)에 의해 추출된 BSSID와 함께 추정된 출발각을 네트워크(38)를 통해 서버(40)에 송신한다. 또한, 이동국(28)은 위치 분석 모듈(62)에 의해 제공되는 바와 같이, 이동국의 현재 위치에 관한 정보를 서버(40)로 송신한다. 모듈(62)은 예를 들어 위성 신호들에 기초하여 위치 좌표들을 출력하는 GPS 수신기를 포함할 수 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 모듈(62)은 프로세싱 유닛(52)의 프로세서상에서 실행되는 소프트웨어로 구현 될 수 있으며, 서버(40) 또는 다른 소스들에 의해 이미 맵핑된 다른 기지의 액세스 포인트들로부터 수신된 신호들에 기초하여 이동국(28)의 현재 위치 좌표를 계산할 수 있다. 어떤 경우든, 서버(40)는 현재 추정된 이동국의 위치와 함께 추정된 출발각 데이터를 수신한다. 따라서, 서버는 상이한 위치들로부터 이동국(28)(또는 다수의 이동국들)에 의해 보고된 다수의 각도 측정값에 기초하여 액세스 포인트(24)의 실제 위치를 찾을 수 있다.
(출발각 추정의 예)
(두 개의 안테나, 혼합 포맷(MF, 레거시 준수 HT) 모드)
2 개의 송신 안테나의 경우 시간-주파수 쌍의 빈의 타당한 "시간 도메인" 선택은(n, k) =(4, k0) 및(8, k0)이고, k0는 집합{8, 24, 40, 56} 내의 임의의 원소이다. 이 선택은 대척성을 제공한다, 즉, 순환 시프트의 위상 기여도는 0 또는 180 °이다. 시간 빈 n = 4는 레거시 프리앰블(L-LTF)에 있는 한편, 빈 n = 8(400nsec * 20MHZ)은 HT 프리앰블(HT-LTF)에 있다. (빈 n = 4는 200 ns * 20 MHZ에 해당하며, 200 ns는 표준에서 요구하는 CDD이며, 20 MHz는 일반적인 802.11 OFDM 채널 대역폭이다. 또한, 40 MHz, 80 MHz 및 160 MHz의 채널 대역폭도 가능하다.) 이러한 빈의 선택은 두 판독 간의 대척적 위상을 생성한다. 즉, 특정된 빈 내의 두 안테나로부터의 신호를 합산(또는 동등하게 감산)하는 것은 복소 벡터:
Figure 112019039806976-pct00022
를 제공한다.
변환 모듈(60)은이 벡터를 선형 적으로
Figure 112019039806976-pct00023
로 변환한다. 그러므로, 추정된 출발각은
Figure 112019039806976-pct00024
이다.
(3 개의 안테나, MF 모드)
(케이스 I)
앞의 예에서와 동일한 시간-주파수 빈이 선택되고, 안테나(34)가 송신 액세스 포인트의 축을 따라(1,3,2) 또는(2,1,3)의 순서로 또는 이들 순서의 플립 버전으로 배열된다고 가정한다. 이 모든 경우에서 bin(n, k) =(4, k0) 및(8, k0)의 쌍으로부터 위상을 추출하면 다음과 같은 복소 벡터가 산출될 것이다:
Figure 112019039806976-pct00025
. 이 결과의 이유는 안테나(Tx1 및 Tx3)가 동일한 순환 시프트(n = 4)를 가지지만, Tx2는 n = 8의 순환 시프트를 갖기 때문에, 위의 k0 값 세트에 대해 완전한 180 ° 회전이 발생하기 때문이다.
앞의 예에서와 같이 모듈(60)에서 동일한 변환을 적용하면 다음의 각도 벡터가 생성된다.
Figure 112019039806976-pct00026
그러므로,
Figure 112019039806976-pct00027
이다.
(케이스 II)
(1, 2, 3)의 어레이 배열과 그것의 플립 케이스는 다음의 위상 벡터를 야기한다:
Figure 112019039806976-pct00028
. 이러한 경우, 모듈(60)은 3π/2에 걸쳐있는 위상의 함수로서 각도의 비선형 S- 곡선을 생성하는 변환
Figure 112019039806976-pct00029
를 적용한다. 곡선은 조준 방향(즉, 도 2에 도시된 배열 축에 수직인 방향)을 중심으로 대칭이다. 즉, 주어진 위상 지연에 대해, 출발각은 양수 또는 음수가 될 수 있는 고유한 대응 절대 값을 갖는다.
유사한 결과가 주파수 영역 분석에 의해 얻어질 수 있다. HT-LTF의 상이한 주파수 빈을 사용할 때, 각 안테나로부터의 신호는 상기 표 1에 도시된 바와 같이 상이한 지연에 의해 순환 시프트된다. Δk = 8의 경우는 위에서 분석한 3 안테나 시간 도메인의 경우와 위상 시프트가 동일하며, 0 및 π의 위상 시프트를 갖는다.
Figure 112019039806976-pct00030
빈(n,k)=(8,0) 및(n,k)=(8,8)은 상기와 동일한 각도 추정자와 함께, 상기 시간 도메인 케이스 I와 동일한 위상 조합을 야기한다:
Figure 112019039806976-pct00031
. 결과적인 추정자는 3π의 출력 범위 및 π의 기울기로 설정된 전체 범위에서 완벽하게 선형이다.
(3 개의 안테나, 레거시 모드)
레거시 모드에서, 액세스 포인트(24)는 통상적으로 약 100 msec마다 비콘을 주기적으로 송신한다. 따라서, 비컨들이 이동국에 의한 임의의 연관성에 관계없이 송신되기 때문에, 이동국(28)은 액세스 포인트(24)의 출발각을 찾기 위해 비컨들을 유리하게 수신하고 처리할 수 있다. 또한, 비콘은 항상 20MHz의 대역폭으로 전송되기 때문에, 수신기는 데이터에 사용되는 실제 대역폭(예컨대, 20, 40, 80 또는 160MHz 일 수 있음)에 대해 불가지론적(agnostic)일 수 있다.
L-LTF의 경우, Tx1에 대한 순환 시프트는 각각 Tx2에 대해 100 ns이고 Tx3에 대해 200 ns이다 :
Figure 112019039806976-pct00032
따라서, Δk = 16(HT에 대해 위에서 사용된 주파수 오프셋 Δk = 8의 두 배)에 대해, 위상 패턴은 위의 케이스 I과 동일하다.
(안테나 배열)
상술한 변환은 변환 모듈(60)에 의해 적용될 때, 출발각의 추정치를 제공하지만 반드시 송신 안테나 배열의 실제 구성을 분석하는 것은 아니다. 따라서, 디지털 처리 유닛(52)은 1, 2 및 3 개의 송신 안테나를 구별하고, 3 개의 안테나의 경우에, 상기 정의된 케이스 I과 케이스 II를 구별하기 위해 추가의 병렬 추정기를 적용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 변환 모듈(60)은 시간 도메인에서 상이한 선형 변환을 적용하여 안테나 배열을 추출한다: 3 안테나 케이스 II에서 변환이 없으면 임의의 출발각에서 0 또는 π의 출력 차가 야기된다. 2 개의 안테나의 경우에, 다음의 변환은 임의의 출발 방향에서 0 또는 π의 출력 차를 야기한다:
Figure 112019039806976-pct00033
.
안테나 요소의 개수 및 그들의 선형 포메이션을 확인하기 위한 제 2 방법은 복수의 시간-주파수 쌍(n, k)을 사용하는 것에 기초하며, 이들 모두는 바이어싱되지 않은 시간의 출발 추정을 제공한다. 예를 들어, 빈(n, k0) 및(n, k0 + 8)을 사용하는 상술한 주파수 도메인 방법에서, k0 = 0, 1, 2, ..., 55의 값은 에너지 n = 4 및 N = 64를 갖는 빈에 대해 사용될 수 있다.
2 안테나의 경우 안테나 순서가(1,2) 또는(2,1)인지 여부를 판정하는 것은 일반적으로 불가능하다. 그러나, 상이한 위치에 있는 동일한 수신기 또는 복수의 상이한 수신기를 사용하여 출발각을 여러 번 측정함으로써 순서의 모호성을 쉽게 해결할 수 있다.
3 안테나 송신기는 위에서 설명한 기술을 사용하여 2 안테나 송신기와 쉽게 구별될 수 있는데, 2 개의 또는 3 개의 안테나 장치에서 상이한 순환 지연이 사용되기 때문에, 상기 시간 도메인 및 주파수 도메인 추정 간에 교차 검사를 적용하는데 단일 MF 패킷의 수신 및 처리로도 충분하다. 올바른 안테나 추정기(2 개 안테나 또는 3 개 안테나)만이 시간 도메인 및 주파수 도메인 추정 모두에 대해 동일한 결과를 제공할 것이다.
(출발각을 추정하기 위한 상관 기반 방법)
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 무선 액세스 포인트들에 관한 좌표 정보를 도출하는데 사용되는 이동국(28)의 컴포넌트들을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이전의 실시예에서와 같이, 이하의 설명은 이동국(28)이 액세스 포인트의 2 개, 3 개 또는 그 이상의 안테나(34)에 의해 송신된 신호 스트림을 수신하는 단일 안테나(36)를 갖는다고 가정한다. 이동국(28)에 의해 수행되는 분석은, 802.11n, 802.11ac, 또는 공포되었거나 미래에 공포 될 수도 있는 다른 표준과 같은 적용 가능한 표준에 의해 정의된 바와 같이, 송신된 신호들 간의 미리 정해진 순환 지연을 갖는 상이한 안테나들로부터 송신된 신호들이 프레임 프리앰블 내의 동일한 데이터를 인코딩한다는 사실에 의존한다. 도 3의 실시예에서 대응하는 구성 요소와 동일한 구조 및 기능을 갖는, 도 4에 도시된 이동국의 구성 요소는 동일한 참조 번호로 표시되고, 간결성을 위해 이하의 설명에서 생략된다.
본 실시예는 802.11n 표준에 따라 액세스 포인트(24)(도 2)와 같은 송신기에 의해 송신된 각 프레임의 프리앰블에 존재하는 동기화 심볼을 이용한다. 이러한 동기화 심볼은 양호한 상관 특성을 가지며, 이는 프레임에 대해 계산된 상관 함수가 예리하고 잘 정의된 피크를 갖는다는 것을 의미한다. 동기화 심볼들 중에서, 레거시 쇼트 트레이닝 필드(STF)가 먼저 송신된다. 이 필드의 정확한 타이밍은 짧은 상관기를 사용하여 탐지할 수 있으며 대략적인 주파수 오프셋을 추정하는 데 효과적이다. 이어지는 레거시 롱 트레이닝 필드(LTF)는 5 배 긴 상관기를 필요로 하며 심볼 정렬 및 채널 추정에도 사용된다.
상이한 송신기 안테나(34)로부터 발생하는 신호들은 거의 완전히 시간적으로 오버랩핑한다. 전형적인 패킷 지속 시간은 약 200μs 인 반면, 순환 시프트는 단지 천분의 일 길이인 약 200ns에 불과하다. 그러나, LTF의 상관 관계 해제 시간은 더 짧아서 적어도 20 MHZ 인 채널 대역폭에 의해 물리적으로 제한되며, 이는 시간상 50 ns에 해당한다.
레거시 LTF는 64 개 요소의 복소수 벡터의 2.5회 반복을 포함하며, 20 MHz에서 총 160 개 샘플을 구성한다. 따라서, 안테나(36)에 의해 수신된 신호와 LTF 기준 신호 사이의 상호-상관은 2 개의 강한 피크, 떨어져 있는 64개의 샘플을 나타낼 것이고, 더 약한 피크가 더 멀리 있게 된다. 레거시 STF는 16-엘리먼트의 복소수 벡터의 10 회 반복을 포함하여, 20 MHz에서 총 160 개의 샘플을 포함하고, 다수의 교차 상관 피크를 발생시킨다.
802.11n의 경우, 전술 한 바와 같이, 동일한 데이터가 모든 안테나(34)에 의해 송신되고, 안테나마다 고유한 순환 시프트를 갖는다. 2 개의 안테나에 대한 레거시 순환 시프트는 200 ns이며, 이는 20 MHz에서 4 개의 샘플의 간격과 동등하다. (다른 순환 시프트 값은 표 1에 앞서 나열되어 있다.) 상관기는 신호들 사이의 순환 시프트가 본 예에서 50 ns 인 상관 해제 시간보다 크기만 하면 동일한 데이터(예를 들어, 동기화 심볼)를 운반하는 상이한 안테나에 의해 송신된 신호들을 구별할 수 있다. 따라서, 수신기(이동국(28))에서 계산된 상관 함수는 안테나 사이의 정확한 상대적 순환 시프트만큼 분리된 각 송신 안테나(34)에 대한 피크를 가질 것이다(예컨대, 실내에서 예상되는 것처럼 채널 다중 경로 효과가 작다고 가정).
도 4의 실시예에서의 디지털 처리 회로(70)는 안테나(34)에 의해 송신된 신호들 사이의 위상차를 추출하기 위해 이러한 상관 특성을 사용하고 따라서 출발각(θ)(도 2에 도시된 바와 같이)을 추출한다. 상관기(72)는 프론트 엔드(50)에 의해 출력되는 디지털화된 신호에 상관 함수를 적용한다. 예를 들어, 상관기(72)는 디지털화된 신호의 시간-시프트된 자기 상관을 계산하거나 디지털화된 신호와 기준 간의 상호 상관을 계산할 수 있다. 피크 분석기(74)는 상관의 피크를 식별하고, 따라서 상이한 안테나에 의해 송신된 신호 사이의 순환 시프트를 확인할 수 있다. 예를 들어, 상술 한 바와 같이 802.11n 프리앰블에서 레거시 LTF를 통해 계산된 상관 함수는 64 엘리먼트 LTF 심볼 벡터의 반복으로 인해 64 샘플 떨어진 한 쌍의 피크를, 안테나 사이의 -200 ns의 순환 시프트의 결과로서 4 개의 샘플에 의해 변위된 추가적인 피크와 함께 가진다.
상관기(72)는 프론트 엔드(50)로부터 수신된 복소 입력에 기지의 신호의 공액(conjugate)을 곱하고 수십 개의 샘플에 대해 적분한다. 피크 분석기(74)는 상관기 출력에서 주어진 시간 윈도우에서 N 개의 가장 강한 피크의 에포크를 측정하고,(-200 ns의 기지의 순환 시프트로 인한) 4 샘플 간격의 에포크의 예상 패턴의 위치를 찾고,(64 샘플의 2.5 복제본, 총 2 심볼 및 160 샘플을 갖는, 송신된 레거시 LTF 심볼의 고유 한 반복으로 인한) 64 샘플 간격의 에포크의 예상 패턴 위치를 찾도록 시도한다. 따라서, 두 개의 안테나에 대한 결합된 패턴은 {0, 4, 64, 68} 위치에 피크를 제공한다. 피크 분석기(74)는 또한 일부 피크가 누락된 상황(예를 들어, 송신기가 단지 하나의 안테나를 가질 때) 및 일부 피크가 팬텀(관심있는 송신기 또는 송신기로부터의 실제 신호의 사이드 로브로부터 발생하지 않음)인 상황을 다룰 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 피크 분석기(74)는 다음 2 단계 절차를 적용한다:
피크 분석기(74)는 먼저 입력 샘플이 패킷의 제 1 심볼 내의 제 1 샘플임을 판정하기 위해 심볼 정렬(SA: Symbol Alignment)를 적용한다. SA는 상술 한 바와 같이, 64 심볼의 레거시 LTF 반복을 찾는다. 피크 분석기(74)는, 예를 들어 공칭(nominal) 64 대신에 63 또는 65 샘플의 시간차가 수용 될 수 있는 것과 같이, 시간상으로 최대 하나의 샘플 에러를 허용하도록 선택적으로 구성 될 수 있으며, 이는 수신된 신호가 정확한 송신기 클록 속도로 시간 샘플링되지만, 그것과 정렬되지 않기 때문이다(그리고 따라서 최대 클럭 사이클의 반까지 스큐될 수 있다).
SA 스테이지를 수행하기 위해, 피크 분석기(74)는 다음의 알고리즘을 적용할 수 있다: 미리 정해진 시간 윈도우에서 4 개의 가장 강한 피크(n0, n1, n2 및 n3)을 오름차순으로(신호 세기가 아님) 선택한다. 63, 64 또는 65 샘플 간격의 한 쌍의 에포크로서 "좋은 쌍"을 정의한다.
A:(n3, n1)이 좋은 경우 n3을 선택한다.
B: 그렇지 않고(n2, n0)이 좋으면 n2를 선택한다.
C: 그렇지 않고(n2, n1)이 좋으면 n2를 선택한다.
D: 그렇지 않고(n3, n0)이 좋으면 n3을 선택한다.
E: 그렇지 않고(n1, n0)이 좋으면 n1을 선택한다.
A는 임의 판정이다. C는 제 3 피크가 너무 약하다고 추측한다. D는 그 사이에 팬텀 신호가 존재한다고 추측한다. E는 송신기가 단지 하나의 안테나를 가지고 있다고 추측한다.
제 1 심볼의 제 1 샘플이 식별되도록 심볼 정렬이 확립된 후, 프로세싱 회로(70)는 둘 다 존재하는 경우 샘플 위치 {0, 4}에서의 2 개의 초기 피크 사이의 캐리어 위상차 및/또는 둘 다 존재하는 경우 샘플 위치{64, 68}에서의 2 개의 후속 피크 사이의 캐리어 위상차를 찾을 수 있다. 이 위상차는 아래에 설명된 출발 방향을 추정하는 데 사용된다. 두 추정값은, 예를 들어, 평균화와 같은 정확도 향상을 위해 결합 될 수 있다.
출발 방향(DD) 탐지: 위에서 설명한 바와 같이, 성공적인 SA에 기초하여, {0,4} 또는 {64,68} 피크 쌍 중 하나가 생존하면(즉, 위치 0과 4의 두 피크 모두 또는 위치 64와 68의 두 피크 모두 중 하나, 또는 더 바람직하게는 네 개의 피크 모두가 충분히 강하다고 고려된다면), 출발각을 추출할 수 있다. 이 경우, DD 알고리즘은 사용 가능한 피크 쌍 또는 쌍들로부터 출발각을 추출한다. 두 쌍 모두 사용 가능한 경우, 해당 추정은, 예를 들어, 평균 또는 필터링과 같은 단일의 더 나은 추정값으로 줄여질 수 있다.
위상 추출 회로(76)는 도 2의 안테나들(Tx1 및 Tx2)에 의해 각각 송신된 카피본들과 같이, 송신된 신호의 각각의 카피본의 반송파 위상을 추정하는데 상대적인 피크 위치를 사용한다. 두 신호 사이의 위상은 경로차(dsinθ)로 인한 시프트만큼 오프셋(offset)된다. Tx1 및 Tx2로부터 안테나(36)에서 수신된 신호가 대략적으로 동일한 강도라고 가정하면(상관 사이드로브와의 혼동을 피하기 위함), 회로(76)는 그 신호 사이와 LTF의 적절한 시프트된 버전의 상관 관계를 이용하여 두 안테나 모두로부터의 신호에 대한 개별 반송파 위상 추정을 수행할 수 있다. 반송파 위상차는 작은 경로 차(dsinθ)을 나타내고, 그러므로 회로(76)에 의해 출발각(θ)을 추출하는데 사용될 수 있다. 대안으로, 신호들간의 위상차를 추정하기 위해, 송신된 신호들에 존재하는 임의의 다른 적절한 심볼이(오리지널 버전 및 순환 시프트된 버전으로) 이러한 방식으로 사용될 수 있다.
처리 회로(70)는 전형적으로 송신 안테나(34)의 배치에 관한 사전 정보를 가지고 있지 않다. 예를 들어, 액세스 포인트(24)는 도 2에 도시된 바와 같이 2 개의 안테나 또는 3 개 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 피크 분석기(74)는 상관기(72)에 의해 계산된 상관 함수에서 피크의 개수 및 상대적 위치를 구함으로써 액세스 포인트의 어레이 내의 안테나의 개수를 분석할 수 있다.
또한, 선형 안테나 배열에서, 순환 시프트는 라인을 따라 임의의 순서로 안테나에 적용될 수 있다. 2-안테나의 경우, 안테나의 순서를 교체하면 구별할 수 없는 미러링된 각도 추정을 야기할 것이다. 2 초과의 안테나로, 이동국(28)이 원거리 필드에 위치한 때, 처리 회로(70)는 순환 시프트 및 위상차의 관점에서 안테나의 실제 순서를 추론할 수 있다. 따라서, 처리 회로(70)는 안테나의 차수가 1-2-3 인 어레이와 그 차수가 1-3-2인 것을, 상대적 순환 시프트에 기초하여, 구별할 수 있지만, 여전히 1-2-3인 것과 3-2-1인 것을 구분할 수 없을 것이다. 누락된 정보는 상이한 수신기 위치에서 동일한 액세스 포인트(24)로부터의 신호를 측정함으로써 채워질 수 있다.
(시스템 애플리케이션)
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 이동 통신 장치(80)의 위치를 찾는 방법을 도시하는, 도 1의 시스템의 구성 요소들의 개략적인 도면이다. 이 방법은 다른 이동국 및/또는 다른 입력 데이터에 의해 이전에 만들어졌던 출발각의 측정값에 기초하여, 액세스 포인트(22, 24 및 26)의 각각의 위치 좌표 및 BSSID가 서버(40)에 의해 이미 맵핑되어 있다고 가정한다.
장치(80)는 액세스 포인트(22, 24 및 26) 각각으로부터 다중 안테나 신호들을 수신하고, 각각의 BSSID와 함께, 상술된 기술을 사용하여, 도면에 θ1, θ2 및 θ3으로 라벨링된 각 액세스 포인트에 대한 각각의 출발각을 추출한다. 장치(80)는 구해진 결과를 네트워크(38)를 통해 서버(40)에 보고하고, 서버(40)는 대응하는 위치 좌표를 반환한다. 서버는 액세스 포인트의 위치 좌표를 반환할 수 있으며, 이 경우 장치(80)는 이러한 좌표 및 측정된 출발각에 기초하여 자신의 위치를 삼각 측량할 수 있다. 대안으로서 또는 부가적으로, 장치(80)는 서버(40)에 추정된 출발각의 값을 전달하고, 서버(40)는 장치(80)의 위치 좌표를 반환한다.
이러한 종류의 위치 데이터를 장치(80)에 제공하기 위해, 서버(40)는 메모리(44)(도 1)에 액세스 포인트 위치 및 방위의 맵을 구축하고 유지한다. 전형적으로, 맵은 다양한 영역에서 이동국에 의해 보고되는 출발각, BSSID 및 장치 위치의 측정값에 기초하여 구축된다. 서버(40)는 장치(80)에 위치 정보를 제공할 뿐만 아니라 서버에 의해 유지되는 맵을 확장 및 정제하기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 장치(80)에 의해 보고된 정보를 사용할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 서버는 계속해서 새로운 액세스 포인트를 맵에 추가할 수 있으며 맵 내의 액세스 포인트 위치 및 방위의 정확도를 높일 수 있다.
서버(40)는 액세스 포인트의 오퍼레이터에 의한 어떠한 협력도 필요로 하지 않고 이 액세스 포인트 맵을 구축할 수 있다. 이와 유사하게, 모바일 장치의 사용자가 맵핑 애플리케이션을 설치한 후, 사용자의 모바일 장치는 능동적인 사용자 개입없이 액세스 포인트 데이터를 측정하여 서버에 자동으로 보고할 수 있다. 맵핑 애플리케이션을 구독하는 사용자가 많을수록, 결과적인 맵 및 그들이 제공하는 액세스 포인트 위치가 더 넓어지고 정확해진다.
상술한 실시예들은 예시로서 인용되었고, 본 발명은 상기에 구체적으로 도시되고 설명된 것에 한정되지 않음을 이해할 것이다. 오히려, 본 발명의 범위는 상술한 다양한 특징의 조합 및 하위 조합 뿐만 아니라 상술한 설명을 읽을 때 당업자에게 발생할 수 있고 종래 기술에 개시되지 않은 변형 및 수정을 포함한다.

Claims (54)

  1. 신호 처리 방법으로서,
    무선 송신기의 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 각각 송신된 적어도 제 1 및 제 2 신호를, 주어진 위치에서, 수신하는 단계로서, 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호는 송신된 신호 사이에 미리 정해진 순환 지연을 갖는 다중 반송파 인코딩 방식을 이용하여 아이덴티컬 데이터(identical data)를 인코딩하는 것인 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 신호 간의 위상 지연의 측정값을 도출하기 위해, 상기 순환 지연을 사용하여, 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 위상 지연의 측정값에 기초하여, 무선 송신기로부터 상기 주어진 위치로의 상기 제 1 및 제 2 신호의 출발각(angle of departure)을 추정하는 단계를 포함하고,
    상기 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계는 수신된 신호에서 적어도 2 개의 시간-주파수 빈(bin)을 선택하는 단계 및 선택된 빈의 각각의 순환 시프트에 응답하여 위상 지연의 측정값을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계는 단일 수신 안테나를 통해 적어도 상기 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 단일 수신 안테나는 휴대 전화에 설치된 무지향성 안테나인 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 다중 반송파 인코딩 방식은 직교 주파수-도메인 멀티플렉싱(OFDM) 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 송신기는 802.11 표준에 따라 동작하는 무선 액세스 포인트인 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 시간-주파수 빈을 선택하는 단계는 상기 송신기에 의해 송신된 프레임 내의 상이한 각각의 제 1 및 제 2 심볼에서 상기 다중 반송파 인코딩 방식에서의 선택된 주파수로 제 1 및 제 2 빈을 샘플링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 시간-주파수 빈을 선택하는 단계는 상기 송신기에 의해 송신된 프레임 내의 선택된 심볼에서 상기 다중 반송파 인코딩 방식에서의 상이한 각각의 제 1 및 제 2 주파수로 제 1 및 제 2 빈을 샘플링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 시간-주파수 빈을 선택하는 단계는 표준 순환 시프트에 기초하여 대척적 위상(antipodal phase)을 갖는 제 1 및 제 2 빈을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 위상 지연의 측정값을 계산하는 단계는 선택된 시간-주파수 빈으로부터 추출된 신호에 선형 변환을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  11. 신호 처리 방법으로서,
    무선 송신기의 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 각각 송신된 적어도 제 1 및 제 2 신호를, 주어진 위치에서, 수신하는 단계로서, 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호는 송신된 신호 사이에 미리 정해진 순환 지연을 갖는 다중 반송파 인코딩 방식을 이용하여 아이덴티컬 데이터(identical data)를 인코딩하는 것인 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계;
    상기 제 1 및 제 2 신호 간의 위상 지연의 측정값을 도출하기 위해, 상기 순환 지연을 사용하여, 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 위상 지연의 측정값에 기초하여, 무선 송신기로부터 상기 주어진 위치로의 상기 제 1 및 제 2 신호의 출발각(angle of departure)을 추정하는 단계를 포함하고,
    상기 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계는 상기 제 1 및 제 2 신호에 대한 시간 상관 함수를 계산하는 단계 및 상기 시간 상관 함수 내의 피크들 간의 시간차에 응답하여 위상 지연의 측정값을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 시간 상관 함수는 자기 상관 함수 및 미리 정해진 기준 신호와의 교차 상관 함수로 이루어진 함수 그룹에서 선택된 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 시간 상관 함수 내의 피크들을 기초로 하여 상기 무선 송신기로부터의 신호를 송신하는 안테나의 개수를 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신호는 미리 정해진 프리앰블을 포함하는 프레임 구조를 규정하는 무선 통신 표준에 따라 송신되고, 상관 관계는 수신된 신호 내의 주어진 프레임의 프리앰블의 적어도 일부분에 대하여 계산되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 상관 관계는 상기 무선 통신 표준에 의해 정의된 프리앰블 내의 하나 이상의 동기화 심볼에 대하여 계산되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신호는 미리 정해진 프리앰블을 포함하는 프레임 구조를 규정하는 무선 통신 표준에 따라 송신되고, 상기 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하는 단계는 처리하기 위해 주어진 프레임의 프리앰블의 적어도 일부분을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 무선 액세스 포인트이고, 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계 및 처리하는 단계는 이동국과 액세스 포인트 사이에 어소시에이션(association)을 확립하지 않고 이동국 내에서 적어도 상기 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계 및 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호를 수신하는 단계 및 처리하는 단계는 미리 정해진 무선 통신 표준에 따라 상기 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 송신되는 비콘(beacon)을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 무선 액세스 포인트이고, 상기 방법은 상기 무선 액세스 포인트에 관한 위치 정보를 수신하는 단계 및 수신된 위치 정보 및 추정된 출발각을 기초로 상기 주어진 위치의 좌표를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 주어진 위치의 좌표를 계산하는 단계는 2 이상의 상이한 무선 액세스 포인트에 관한 수신된 위치 정보 및 추정된 출발각을 기초로 좌표들을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  21. 제 1 항 내지 제 5 항 및 제 7 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 무선 액세스 포인트이고, 상기 방법은 수신된 제 1 및 제 2 신호 중 적어도 하나로부터 상기 무선 액세스 포인트의 식별자를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 복수의 액세스 포인트의 각각의 위치를 담고 있는 맵에 통합시키기 위해 상기 식별자 및 추정된 출발각을 서버에 보고하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 방법.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 무선 송신기의 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 각각 송신된 적어도 제 1 및 제 2 신호를 주어진 위치에서 수신하도록 구성된 수신 안테나로서, 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호는 송신된 신호들 간에 미리 정해진 순환 지연을 갖는 다중 반송파 인코딩 방식을 사용하여 아이덴티컬 데이터(identical data)를 인코딩하는 것인 상기 수신 안테나; 및
    상기 순환 지연을 사용하여 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하여, 상기 제 1 신호와 제 2 신호 사이의 위상 지연의 측정값을 도출하고, 그리고 상기 위상 지연의 측정값에 기초하여 상기 무선 송신기로부터 상기 주어진 위치로의 상기 제 1 및 제 2 신호의 출발각을 추정하도록 구성된 처리 회로를 포함하고,
    상기 처리 회로는 수신된 신호에서 적어도 2 개의 시간-주파수 빈을 선택하고 선택된 빈의 각각의 순환 시프트에 응답하여 상기 위상 지연의 측정값을 계산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  29. 제 28 항에 있어서, 상기 수신 안테나는 상기 제 1 및 제 2 신호를 모두 수신하는 단일 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 단일 안테나는 무지향성 안테나이고, 상기 장치는 휴대 전화인 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  31. 제 28 항에 있어서, 상기 다중 반송파 인코딩 방식은 직교 주파수-도메인 멀티플렉싱(OFDM) 방식을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  32. 제 31 항에 있어서, 상기 송신기는 802.11 표준에 따라 동작하는 무선 액세스 포인트인 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  33. 삭제
  34. 제 28 항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 시간-주파수 빈은 상기 송신기에 의해 송신된 프레임 내의 상이한 각각의 제 1 및 제 2 심볼에서 발생하는 상기 다중 반송파 인코딩 방식에서 선택된 주파수의 제 1 및 제 2 빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  35. 제 28 항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 시간-주파수 빈은 상기 송신기에 의해 송신된 프레임 내의 선택된 심볼에서 발생하는, 상기 다중 반송파 인코딩 방식 내의 상이한 각각의 제 1 및 제 2 주파수의 제 1 및 제 2 빈을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  36. 제 28 항에 있어서, 상기 적어도 2 개의 시간-주파수 빈은 표준 순환 시프트에 기초하여 대척적 위상을 갖도록 선택된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  37. 제 28 항에 있어서, 상기 처리 회로는 출발각을 추정하기 위해 선택된 시간-주파수 빈들로부터 추출된 신호에 선형 변환을 적용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  38. 무선 송신기의 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 각각 송신된 적어도 제 1 및 제 2 신호를 주어진 위치에서 수신하도록 구성된 수신 안테나로서, 상기 적어도 제 1 및 제 2 신호는 송신된 신호들 간에 미리 정해진 순환 지연을 갖는 다중 반송파 인코딩 방식을 사용하여 아이덴티컬 데이터(identical data)를 인코딩하는 것인 상기 수신 안테나; 및
    상기 순환 지연을 사용하여 수신된 제 1 및 제 2 신호를 처리하여, 상기 제 1 신호와 제 2 신호 사이의 위상 지연의 측정값을 도출하고, 그리고 상기 위상 지연의 측정값에 기초하여 상기 무선 송신기로부터 상기 주어진 위치로의 상기 제 1 및 제 2 신호의 출발각을 추정하도록 구성된 처리 회로를 포함하고,
    상기 처리 회로는 상기 제 1 및 제 2 신호에 대한 시간 상관 함수를 계산하고, 상기 시간 상관 함수의 피크들 간의 시간차에 응답하여 상기 위상 지연의 측정값을 구하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 시간 상관 함수는 자기 상관 함수 및 미리 정해진 기준 신호와의 교차 상관 함수를 포함하는 함수의 그룹으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  40. 제 38 항에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 시간 상관 함수의 피크에 기초하여 상기 무선 송신기로부터 신호를 송신하는 안테나의 개수를 구하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  41. 제 28 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신호는 미리 정해진 프리앰블을 포함하는 프레임 구조를 규정하는 무선 통신 표준에 따라 송신되며, 상기 처리 회로는 수신된 신호 내의 주어진 프레임의 프리앰블의 적어도 일부분에 대한 상관 관계를 계산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 상관 관계는 상기 무선 통신 표준에 의해 정의된 프리앰블 내의 하나 이상의 동기화 심볼에 대해 계산되는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  43. 제 28 항 내지 제 32 항 및 제 34 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신호는 미리 정해진 프리앰블을 포함하는 프레임 구조를 규정하는 무선 통신 표준에 따라 송신되고, 상기 처리 회로는 처리를 위해 주어진 프레임의 프리앰블의 적어도 일부분을 선택하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  44. 제 28 항 내지 제 32 항 및 제 34 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 무선 액세스 포인트이고, 상기 처리 회로는 상기 액세스 포인트와의 어소시에이션을 확립하지 않고 적어도 상기 제 1 및 제 2 신호를 수신하고 처리하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  45. 제 44 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 신호는 미리 정해진 무선 통신 표준에 따라 상기 적어도 제 1 및 제 2 안테나로부터 송신된 비콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  46. 제 28 항 내지 제 32 항 및 제 34 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 무선 액세스 포인트이고, 상기 처리 회로는 상기 무선 액세스 포인트에 관한 위치 정보를 수신하고 그리고 수신된 위치 정보 및 추정된 출발각에 기초하여 상기 주어진 위치의 좌표를 계산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  47. 제 46 항에 있어서, 상기 처리 회로는 2 이상의 상이한 무선 액세스 포인트들에 관한 수신된 위치 정보 및 추정된 출발각에 기초하여 좌표들을 계산하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  48. 제 28 항 내지 제 32 항 및 제 34 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 송신기는 무선 액세스 포인트이고, 상기 처리 회로는 수신된 제 1 신호 및 제 2 신호 중 적어도 하나로부터 무선 액세스 포인트의 식별자를 추출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  49. 제 48 항에 있어서, 상기 처리 회로는 복수의 액세스 포인트들의 각각의 위치를 담고 있는 맵에 통합시키기 위해 서버에 상기 식별자 및 상기 추정된 출발각을 보고하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
  50. 삭제
  51. 삭제
  52. 삭제
  53. 삭제
  54. 삭제
KR1020197011161A 2016-09-20 2017-09-13 다중 안테나 송신기의 출발각 파악 KR102496431B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/270,010 2016-09-20
US15/270,010 US10182315B2 (en) 2016-09-20 2016-09-20 Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
US15/385,965 US9814051B1 (en) 2016-09-20 2016-12-21 Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
US15/385,965 2016-12-21
PCT/IB2017/055514 WO2018055482A1 (en) 2016-09-20 2017-09-13 Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190065307A KR20190065307A (ko) 2019-06-11
KR102496431B1 true KR102496431B1 (ko) 2023-02-06

Family

ID=60189843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197011161A KR102496431B1 (ko) 2016-09-20 2017-09-13 다중 안테나 송신기의 출발각 파악

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9814051B1 (ko)
EP (1) EP3516913A4 (ko)
JP (1) JP7008968B2 (ko)
KR (1) KR102496431B1 (ko)
CN (1) CN109952801B (ko)
WO (1) WO2018055482A1 (ko)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10393850B2 (en) * 2016-01-21 2019-08-27 Intel IP Corporation Apparatus, system and method of angle of departure (AOD) estimation
US10362447B2 (en) 2016-01-21 2019-07-23 Intel IP Corporation Apparatus, system and method of angle of departure (AoD) estimation
US11550024B2 (en) * 2016-09-20 2023-01-10 Deeyook Location Technologies Ltd. Interferometric location sensing
US9814051B1 (en) * 2016-09-20 2017-11-07 Deeyook Location Technologies Ltd. Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
US10182315B2 (en) 2016-09-20 2019-01-15 Deeyook Location Technologies Ltd. Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
US11215688B2 (en) 2016-09-20 2022-01-04 Deeyook Location Technologies Ltd. Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
US10295647B1 (en) 2018-03-13 2019-05-21 Cypress Semiconductor Corporation Asset location using direction finding features
US10871544B2 (en) 2018-07-05 2020-12-22 Here Global B.V. Apparatus and method for defining a parametric model for mobile device positioning
US10687165B2 (en) 2018-07-05 2020-06-16 Here Global B.V. Positioning system and method utilizing normalized beacon signal strengths
US11122574B2 (en) * 2018-08-08 2021-09-14 Qualcomm Incorporated Indication of antenna coherence for phase difference of arrival and angle of departure estimation
EP3837566A1 (en) * 2018-08-14 2021-06-23 Cisco Technology, Inc. Motion detection for passive indoor positioning system
CN115442889A (zh) * 2019-08-09 2022-12-06 大唐移动通信设备有限公司 一种测量上报及接收方法、装置及设备
EP4085268A4 (en) * 2019-12-31 2024-02-14 Deeyook Location Tech Ltd INTERFEROMETRIC POSITION DETECTION
US11239874B2 (en) 2020-01-30 2022-02-01 Deeyook Location Technologies Ltd. System, apparatus, and method for providing wireless communication and a location tag
US11240846B2 (en) 2020-02-06 2022-02-01 Deeyook Location Technologies Ltd. Anonymous collection of directional transmissions
JP7366791B2 (ja) * 2020-02-14 2023-10-23 株式会社東海理化電機製作所 通信装置、情報処理方法、及びプログラム
US11294024B2 (en) 2020-03-10 2022-04-05 Deeyook Location Technologies Ltd. System, apparatus, and/or method for determining a time of flight for one or more receivers and transmitters
US20210357907A1 (en) 2020-05-12 2021-11-18 Deeyook Location Technologies Ltd. System, apparatus, and/or method for providing wireless applications based on locationing solutions
US11228469B1 (en) 2020-07-16 2022-01-18 Deeyook Location Technologies Ltd. Apparatus, system and method for providing locationing multipath mitigation
IL278386B (en) * 2020-10-29 2022-07-01 Navigicom Ltd System and method for determining location
CN113376575B (zh) * 2021-06-08 2022-07-22 上海航天测控通信研究所 一种基于波束循环扫描的离开角定位系统和定位方法
KR102558348B1 (ko) * 2021-10-01 2023-07-20 연세대학교 산학협력단 광대역 무선 통신 기반 도래각 추정 장치 및 방법
US11765678B2 (en) 2021-11-10 2023-09-19 Deeyook Location Technologies Ltd. System and method for distributed sensor system for object locationing
WO2024030070A1 (zh) * 2022-08-01 2024-02-08 华为技术有限公司 一种角度确定方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120178471A1 (en) * 2011-01-11 2012-07-12 Nokia Corporation Additional data usable in apparatus positioning
US20140335891A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Qualcomm Incorporated Systems and methods of offloaded positioning for determining location of wlan nodes
JP2015536071A (ja) * 2012-09-21 2015-12-17 クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 自己相関を使用するサイクリックシフト遅延検出
US20160033614A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-04 Mediatek Inc. Main Lobe and Grating Lobe Identification for Direction Finding

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7224685B2 (en) 2001-09-13 2007-05-29 Ipr Licensing, Inc. Method of detection of signals using an adaptive antenna in a peer-to-peer network
JP2004128847A (ja) 2002-10-02 2004-04-22 Sony Corp アンテナアレイを備えた携帯通信装置及びその方法
JP2006270534A (ja) 2005-03-24 2006-10-05 Fujitsu Ltd 無線通信装置
US7865153B2 (en) * 2006-08-11 2011-01-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for transmit diversity and beamforming in a wireless network
US20080248741A1 (en) 2007-04-05 2008-10-09 Farshid Alizadeh-Shabdiz Time difference of arrival based estimation of direction of travel in a wlan positioning system
JPWO2009054052A1 (ja) 2007-10-24 2011-03-03 富士通株式会社 Ｏｆｄｍ通信装置およびｏｆｄｍ通信方法
US7800541B2 (en) 2008-03-31 2010-09-21 Golba Llc Methods and systems for determining the location of an electronic device
CN102484501B (zh) * 2009-03-16 2015-07-29 黑莓有限公司 使用公共导频和专用导频进行传输
US8723729B2 (en) 2009-05-26 2014-05-13 Broadcom Corporation Angle of arrival and/or range estimation within a wireless communication device
JP2011149808A (ja) 2010-01-21 2011-08-04 Rcs:Kk セルラー式移動無線測位システム
KR20120028473A (ko) 2010-09-15 2012-03-23 삼성전자주식회사 이동통신 단말기에서 접속점 목록 생성 방법 및 장치
US8179816B1 (en) 2010-11-02 2012-05-15 Diani Systems, Inc. System and method for high resolution indoor positioning using a narrowband RF transceiver
US8274425B2 (en) 2010-12-29 2012-09-25 Raytheon Company Single channel semi-active radar seeker
US8649800B2 (en) * 2011-05-12 2014-02-11 Nokia Corporation Direction-enhanced navigation
US20140070996A1 (en) 2011-05-16 2014-03-13 Nokia Corporation Method and apparatus for facilitating direction finding
CN104221413B (zh) * 2011-12-08 2018-11-23 诺基亚技术有限公司 基于方向测量实现安全距离界定的方法和装置
US8934369B2 (en) 2012-10-05 2015-01-13 Cisco Technology, Inc. Direction aware neighbor list infrastructure assisted roaming
WO2014065539A1 (ko) * 2012-10-22 2014-05-01 (주)와이파이브 상향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법
US10794984B2 (en) * 2013-05-22 2020-10-06 New York University System, method and computer-readable medium for estimating direction of arrival of a signal incident on at least one antenna array
US9547068B2 (en) * 2013-11-07 2017-01-17 Qualcomm Incorporated Methods, systems and devices for providing location based services in a venue
GB201401579D0 (en) * 2014-01-30 2014-03-19 Ucl Business Plc Apparatus and method for detemining the location of a mobile device using multiple wireless access points
WO2015130618A2 (en) * 2014-02-25 2015-09-03 Mediatek Inc. Direction finding positioning in wireless local area networks
CN103945331B (zh) 2014-03-05 2017-12-08 西安交通大学 一种利用wifi场强进行离去角度估计的定位方法
US9220081B2 (en) 2014-03-05 2015-12-22 Intel Corporation Access point location discovery in unmanaged networks
WO2016026431A1 (en) 2014-08-18 2016-02-25 Media Tek Inc. Direction finding antenna format
JP2016138829A (ja) 2015-01-28 2016-08-04 三菱電機株式会社 到来方向推定装置
US10393850B2 (en) * 2016-01-21 2019-08-27 Intel IP Corporation Apparatus, system and method of angle of departure (AOD) estimation
US9814051B1 (en) * 2016-09-20 2017-11-07 Deeyook Location Technologies Ltd. Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120178471A1 (en) * 2011-01-11 2012-07-12 Nokia Corporation Additional data usable in apparatus positioning
JP2015536071A (ja) * 2012-09-21 2015-12-17 クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ 自己相関を使用するサイクリックシフト遅延検出
US20140335891A1 (en) * 2013-05-10 2014-11-13 Qualcomm Incorporated Systems and methods of offloaded positioning for determining location of wlan nodes
US20160033614A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-04 Mediatek Inc. Main Lobe and Grating Lobe Identification for Direction Finding

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020501164A (ja) 2020-01-16
US9814051B1 (en) 2017-11-07
EP3516913A4 (en) 2020-04-29
EP3516913A1 (en) 2019-07-31
KR20190065307A (ko) 2019-06-11
WO2018055482A1 (en) 2018-03-29
JP7008968B2 (ja) 2022-01-25
CN109952801B (zh) 2023-06-13
CN109952801A (zh) 2019-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102496431B1 (ko) 다중 안테나 송신기의 출발각 파악
US10182315B2 (en) Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
US10932221B2 (en) User equipment localization in a mobile communication network
Xiong et al. Tonetrack: Leveraging frequency-agile radios for time-based indoor wireless localization
US10687303B2 (en) User equipment localization in a mobile communication network based on delays and path strengths
EP3491866B1 (en) Communication nodes and methods therein for positioning in a wireless communications network
KR101992469B1 (ko) 무선 송신기로부터 수신기의 거리를 추정하기 위한 방법, 이동 단말의 위치를 계산하기 위한 관련된 방법들, 이동 단말 및 위치측정 장치
WO2015114355A1 (en) Apparatus and method for calibrating a wireless access point comprising an array of multiple antennas
WO2015114313A1 (en) Apparatus and method for determining the location of a mobile device using multiple wireless access points
CA2396639A1 (en) A simulcasting ofdm system having mobile station location identification
Talvitie et al. High-accuracy joint position and orientation estimation in sparse 5G mmWave channel
JP7488623B2 (ja) マルチパスを緩和した位置測位を提供する装置、システム及び方法
JP2023508338A (ja) 干渉計による位置検知
US11215688B2 (en) Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
Zimmermann et al. GSM mobile phone localization using time difference of arrival and angle of arrival estimation
Ghany et al. A robustness comparison of measured narrowband CSI vs RSSI for IoT localization
Dammann et al. Signals of opportunity in mobile radio positioning
Han et al. A new high precise indoor localization approach using single access point
Gaber et al. High-resolution indoor positioning system using SDR modules
US20230017758A1 (en) Interferometric location sensing
XIONG et al. ToneTrack: Leveraging frequency-agile radios for time-based indoor wireless.(2015)

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant