KR102521312B1 - 포지셔닝 데이터의 보고 방법 - Google Patents

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Abstract

라디오 네트워크의 포지셔닝 노드에 포지셔닝 데이터를 제공하기 위한 방법으로서, 포지셔닝 데이터는 라디오 유닛을 포함하는 모바일 디바이스와 연관되고, 방법은, 라디오 유닛으로부터 포지셔닝 노드에서 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 라디오 세션을 확립하는 단계; 보고 제어 데이터를 라디오 유닛에 송신하는 단계 - 보고 제어 데이터는 디바이스에서 획득된 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 요청을 식별하고, 상기 포지셔닝 데이터는 관성 측정 데이터를 포함함 -; 및 보고 제어 데이터에 따라 라디오 유닛으로부터 포지셔닝 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.

Description

포지셔닝 데이터의 보고 방법
본 개시내용은 모바일 디바이스의 포지셔닝에 사용가능한 포지셔닝 데이터를 그런 모바일 디바이스로부터 라디오 네트워크로 보고하기 위한 방법들, 및 그런 방법을 동작시키는 디바이스들에 관한 것이다. 다양한 양상들은 이동성, 정확도 및 레이턴시(latency)에 관련된 요인들에 의존하는 상이한 타입의 포지셔닝 데이터의 적응적 보고에 관한 것이다.
라디오 시스템들 및 라디오 단말의 통신 또는 제어를 위한 라디오의 사용은 상이한 적용 분야들에 걸쳐 잘-확립된 기술 영역이다. 가장 지배적인 타입의 라디오 통신 시스템들에서, 라디오 국들의 네트워크는 모바일 라디오 단말, 또는 줄여서 단말과의 라디오 링크를 설정하기 위해 동작되고, 이는 단말이 네트워크와 간헐적으로 또는 연속으로 통신하면서 주위를 이동하게 한다. 셀룰러-기반 시스템들은, 핸드 오버 동작을 지원하고 단말이 하나의 셀에서 다른 셀로 이동할 때 단말과의 연결을 유지하도록 구성된, 개별 기지국들에 의해 커버되는 상이한 영역들, 또는 셀들에서 연결 가능성을 제공하도록 설계된다. 그런 시스템들의 현재 예들은 예컨대 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 하에서 특정된 바와 같은 LTE(Long-Term Evolution)를 포함한다. 다른 시스템들은 WLAN, 무선 로컬 영역 네트워크들을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 AP(Access Point)는 해당 AP와의 연결 범위 내에 존재하는 단말에 연결을 제공할 수 있다. 예로서, IEEE는 그런 시스템들을 일반적으로 wifi라 지칭되는 표준들 802.11 하에서 정의한다. 다른 시스템은 현재 특정되어 있는 5G NR(New Radio)이다. 그러나, 다양한 다른 잘-알려진 타입들의 라디오 시스템이 LTE, NR 및 wifi와 같은 대응하는 설정에 기반하여 존재하고, 일반적으로 라디오 통신 네트워크들, 또는 줄여서 라디오 네트워크들로서 본원에서 지칭될 것이다.
상이한 응용 분야들에 대해, 디바이스들의 포지셔닝은 바람직한 특징이다. 이와 관련하여, 포지셔닝은 디바이스의 현재 포지션의 지식을 얻는 것을 포함하도록 의도된다. 하나의 잘-알려진 기술은 위성-기반 포지셔닝의 이용이고, 여기서 복수의 위성으로부터 시간-코딩된 신호들은 포지셔닝하기 위해 디바이스의 신호 수신기에 의해 수신된다. 수신된 신호들은 후속하여 포지션을 계산하는 데 사용된다(예컨대, 삼각 측량). GNSS(Global Navigation Satellite System)는 전용 위성들이 원격 포지셔닝 데이터 송신기들로서 동작하는 글로벌 커버리지로 그런 자율적인 지리공간 포지셔닝을 제공하는 위성 내비게이션 시스템들에 대한 표준 일반 용어이다. 일반 용어 GNSS는 예컨대 GPS, GLONASS, 갈릴레오(Galileo), 베이더우(Beidou) 및 다른 지역 시스템들을 포함한다. 디바이스는 그 자체로 포지셔닝 계산들을 수행하거나, 수신된 신호들을 포지셔닝 데이터로서 상이한 유닛에 보고할 수 있고, 상이한 유닛에서 포지셔닝, 즉 포지션 또는 위치 계산들이 수행된다. 라디오 네트워크에서 동작하기 위한 라디오 단말들은 포지셔닝을 위한 GNSS 신호 수신기들, 및 잠재적으로 포지셔닝 계산 유닛들을 포함할 수 있다. 그러나, 다양한 동작 분야들에서, 그런 위성 신호들은 이를테면 실내 조건들 및 도시 영역들에서 검출하기 어려울 것이다. 이것 및 다른 이유들 때문에, 실제 라디오 네트워크 내에서 몇몇 타입들의 포지셔닝 기술들이 개발되었다. 하나의 타입의 라디오 네트워크 포지셔닝은 원격 포지셔닝 데이터 송신기들로서 작용하는 라디오 네트워크의 복수의 기지국으로부터 직접 신호들의 수신을 측정하는 것을 포함한다. 3GPP에 의해 정의된 그런 시스템의 예는 OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival)이고, 라디오 단말의 신호 검출 범위 내의 기지국들을 포함하는 삼각 측량 기술을 포함한다. 각각의 기지국은 전용 PRS(positioning reference signal)들을 송신한다. LTE 시스템에서, PRS 신호들 시퀀스 생성 및 자원 매핑은 3GPP TS 36.211 사양에서 정의된다. 다수의 기지국으로부터의 PRS 신호는 라디오 디바이스에 의해 검출되고 확립된 포지셔닝 데이터, 즉 측정 결과들은 서빙 기지국을 통해 포지셔닝 노드, 이를테면 포지셔닝 서버 E-SMLC(Enhanced Serving Mobile Location Center)에 보고된다. 포지셔닝 데이터에 기반한 실제 포지셔닝은 일반적으로 네트워크, 즉 포지셔닝 서버에서 수행된다.
모바일 디바이스에 대한 위치의 고정 지점, 예컨대 좌표 시스템에서와 같은 포지션, 또는 속력, 방향 및 심지어 궤적을 결정하기 위한 일련의 고정 지점들을 획득하기 위한 포지셔닝은 상이한 최신 방법들, 이를테면 GNSS 또는 OTDOA에 의해 획득될 수 있다. 소정의 타입들의 모바일 디바이스들에 대해, 또는 소정의 시나리오들에서, 더 정확하고 그리고/또는 더 빠른 포지셔닝 방법이 바람직할 수 있다. 이것은 예컨대 방향 또는 회전 변화들뿐 아니라 가속도를 포함하는, 모바일 디바이스의 빠른 이동을 결정하는 데 요구될 수 있다.
개선된 포지셔닝을 요구할 수 있는 많은 타입의 모바일 디바이스가 있으며, 일 예는 무인 차량들이다. 이와 관련하여, 무인 차량은 탑승 사용자에 의해 제어될 필요가 없는 모바일 디바이스이다. 그런 무인 차량들은 육상-로밍 차량들, 선박, 항공기를 포함할 수 있다. 그런 무인 항공기(UAV: unmanned aerial vehicles)는 종종 또한 드론으로 지칭된다. 무인 차량은 원격 제어 또는 탑재 컴퓨터들에 의해 안내될 수 있지만, 잠재적으로 또한 탑승 승객들을 운반할 수 있다.
모바일 디바이스들의 포지셔닝을 목표로 하는 다양한 해결책들이 본원에 서술되고, 이의 일 예로서 무인 차량들이 서술된다. 또한, 이런 해결책들을 이용하는 다른 타입들의 디바이스에 대해 포지셔닝을 위한 방법들 및 디바이스들이 개시된다.
제1 양상에 따라, 라디오 네트워크의 포지셔닝 노드에 포지셔닝 데이터를 제공하기 위한 방법이 개시되고, 포지셔닝 데이터는 라디오 유닛을 포함하는 모바일 디바이스와 연관되고, 방법은
라디오 유닛으로부터 포지셔닝 노드에서 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 라디오 세션을 확립하는 단계;
보고 제어 데이터를 라디오 유닛에 송신하는 단계 - 보고 제어 데이터는, 모바일 디바이스에서 획득된 관성 측정 데이터를 기록하고, 관성 측정 데이터를 포함하는 포지셔닝 데이터를 보고하기 위해 모바일 디바이스를 제어하는 요청을 식별함 -;
보고 제어 데이터에 따라 라디오 유닛으로부터 포지셔닝 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
제안된 해결책은, 포지셔닝 노드 또는 제어국에서, 모바일 디바이스의 포지션, 방향 또는 속력의 계산에 사용될 수 있는 관성 측정 데이터를 기록 및 보고하기 위해 모바일 디바이스를 직접 제어하기 위한 기회를 제공한다. 이것은 예컨대 확립된 고정 포지션들 사이의 속력, 헤딩(heading), 및 계산된 포지션들 중 임의의 것을 포함하는, 원격 포지셔닝 데이터 송신기들로부터 수신된 신호들을 사용하여 달리 고정 포지셔닝에 기반하여 결정된 포지션에 관련된 부가적인 정확도 및 향상된 정보를 제공할 수 있다.
일 실시예에서, 수신된 포지셔닝 데이터는 관성 측정 데이터와 고정 포지셔닝 데이터의 상관을 위해, 관성 측정 데이터와 연관된 타임스탬프(timestamp) 데이터를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은
수신된 포지션 데이터를 포함하거나 이에 기반하는 포지션 표시를 디바이스와 연관된 제어 센터에 송신하는 단계를 포함한다. 포지션 표시는 고정 포지션 및/또는 관성 측정 미가공 데이터를 포함하는 포지셔닝 또는 위치 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 보고 제어 데이터는 모바일 디바이스가 적어도 관성 측정 데이터를 획득 또는 보고하기 위한 간격을 식별한다.
일 실시예에서, 방법은
수신된 포지셔닝 데이터에 기반하여, 모바일 디바이스의 이동성과 연관된 파라미터 레벨을 결정하는 단계를 포함하고;
상기 보고 간격은 결정된 파라미터 레벨에 기반하여 설정된다. 다양한 실시예들에서, 예컨대 이동성에 의존하는 정확도 및/또는 레이턴시에 대한 소정 요건들이 있을 수 있다. 하나의 파라미터는 또한, 제어 센터가 모바일 디바이스의 위치만을 모니터링하는지, 모바일 디바이스를 기동시키기 위한 포지셔닝 데이터를 사용하는지를 나타낼 수 있다. 따라서, 레이턴시와 관련된 파라미터 레벨은 기동과 기동에 의해 야기되는 모바일 디바이스의 모니터링된 변화들 사이의 검출된 지연에 관련된다.
일 실시예에서, 방법은
상기 제어 센터로부터 상기 보고 간격의 표시를 수신하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은
제어 센터로부터 사용자 평면 연결을 위한 요청을 수신하는 단계;
라디오 유닛과 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 설정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은
제어 센터로부터 제어 데이터를 수신하는 단계 - 제어 데이터는 수신된 포지셔닝 데이터에 기반하여 포지션을 계산하는 것과 연관된 레이턴시에 관련됨 -;
상기 제어 데이터를 수신하는 단계에 대한 응답으로 라디오 유닛과 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 설정하는 단계를 포함한다. 사용자 평면 연결은 포지셔닝 노드의 제어 하에서 설정될 수 있지만, 사용자 평면 연결에서 후속 데이터 통신은 통상적으로 포지셔닝 노드를 통과하거나 포함하지 않고 수행된다.
일 실시예에서, 상기 보고 제어 데이터는
원격 포지셔닝 데이터 송신기로부터 디바이스에서 획득된 고정 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 제1 간격, 및
관성 측정 데이터를 보고하기 위한 제2 간격을 식별한다.
제2 양상에 따라, 라디오 유닛을 포함하는 디바이스와 연관된 포지셔닝 데이터를 제공하도록 구성된 라디오 네트워크의 포지셔닝 노드가 개시되고, 포지셔닝 디바이스는
제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은
프로세싱 디바이스, 및
컴퓨터 프로그램 코드를 저장하는 메모리를 포함하고;
프로세싱 디바이스는 전술한 방법 단계들 중 임의의 단계를 수행하기 위해 상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된다.
제3 양상에 따라, 라디오 통신 네트워크와 통신하기 위한 모바일 디바이스가 개시되고, 모바일 디바이스는,
라디오 유닛,
원격 포지셔닝 데이터 송신기로부터 고정 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 수신기,
디바이스의 이동과 연관된 관성 측정 데이터를 획득하기 위한 센서에 연결된 데이터 수집 유닛,
제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은
프로세싱 디바이스, 및
컴퓨터 프로그램 코드를 저장하는 메모리를 포함하고;
제어 유닛은 고정 포지셔닝 데이터와 관성 측정 데이터를 상관시키기 위해, 적어도 하나의 타임스탬프를 확립하기 위해 컴퓨터 프로그램 코드를 실행시키도록 구성된다.
일 실시예에서, 라디오 유닛은 확립된 타임스탬프와 함께 적어도 상기 관성 측정 데이터를 포함하는 포지셔닝 데이터를 네트워크의 포지셔닝 유닛에 송신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 라디오 유닛은 라디오 유닛에서 수신된, 포지셔닝 데이터에 대한 요청을 식별하는 보고 제어 데이터에 따라 포지셔닝 데이터를 송신하도록 구성된다.
일 실시예에서, 모바일 디바이스는 무인 차량이다.
본 발명의 다양한 실시예들은 주어진 도면들을 참조하여 아래에서 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 모바일 디바이스, 및 복수의 기지국을 갖는 라디오 네트워크를 포함하는 시스템을 개략적으로 예시한다.
도 2는 도 1의 시스템에서 동작가능하도록 구성된 라디오 모바일 디바이스를 개략적으로 예시한다.
도 3은 도 1의 시스템에서 동작가능하도록 구성된 포지셔닝 노드를 개략적으로 예시한다.
도 4는 이전 포지션을 역추적하기 위한 방법의 예시적인 실시예를 개략적으로 예시한다.
도 5 및 도 6은 본원에 제공된 바와 같은 다양한 방법들의 몇몇 실시예를 개시하는 시그널링 메커니즘들을 개략적으로 예시한다.
첨부된 도면들을 참조하여 아래에 설명되는 상세한 설명은 다양한 구성의 설명으로서 의도되고, 본원에 설명된 개념들이 실시될 수 있는 구성들만을 나타내도록 의도되지 않는다. 상세한 설명은 다양한 개념의 완전한 이해를 제공하는 목적을 위해 특정 세부사항들을 포함한다. 그러나, 이들 개념이 이들 특정 세부사항 없이 실시될 수 있다는 것은 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 일부 경우들에서, 잘-알려진 구조들 및 컴포넌트들은 그런 개념들을 모호하게 하지 않기 위해 블록도 형태로 도시된다.
본원에 제시된 실시예들의 양상들은 다양한 장치 및 방법들을 참조하여 개시된다. 이들 장치 및 방법은 다음의 상세한 설명에서 설명되고 다양한 블록들, 모듈들, 컴포넌트들, 회로들, 단계들, 프로세스들, 알고리즘들 등(집합적으로 "엘리먼트"로 지칭됨)에 의해 첨부 도면들에 예시된다. 이들 엘리먼트는 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다. 그런 엘리먼트들이 하드웨어로 구현되는지 소프트웨어로 구현되는지는 전체 시스템 상에 부과되는 특정 애플리케이션 및 설계 제약들에 의존한다. 예로서, 엘리먼트, 또는 엘리먼트의 임의의 부분, 또는 엘리먼트들의 임의의 조합은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 "프로세싱 시스템"으로 구현될 수 있다. 프로세서들의 예들은 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, DSP(digital signal processor)들, FPGA(field programmable gate arrays)들, PLD(programmable logic device)들, 상태 기계들, 게이트 로직, 이산 하드웨어 회로들, 및 본 개시내용 전반에 걸쳐 설명된 다양한 기능을 수행하도록 구성된 다른 적합한 하드웨어를 포함한다. 프로세싱 시스템에서 하나 이상의 프로세서는 소프트웨어를 실행할 수 있다. 소프트웨어는 소프트웨어로 지칭되든, 펌웨어로 지칭되든, 미들웨어로 지칭되든, 마이크로코드로 지칭되든, 하드웨어 설명 언어 등으로 지칭되든, 명령들, 명령 세트들, 코드, 코드 세그먼트들, 프로그램 코드, 프로그램들, 서브프로그램들, 소프트웨어 모듈들, 애플리케이션들, 소프트웨어 애플리케이션들, 소프트웨어 패키지들, 루틴들, 서브루틴들, 객체들, 실행파일들, 실행 스레드들, 절차들, 기능들 등을 의미하는 것으로 광범위하게 해석될 것이다. 임의의 그런 형태의 소프트웨어는 메모리, 이를테면 비-휘발성 메모리에 저장되어, 프로세싱 시스템의 일부를 형성하거나 프로세싱 시스템에 연결될 수 있다.
3GPP 내에서, Rel-15에 대한 작업 항목은 일반 UE들 및 BL UE들 둘 모두에 대해 포지셔닝 정확도, 가용성, 신뢰성 및 확장성 측면에서 LTE의 포지셔닝 향상을 위한 해결책들을 특정하기 위한 목적으로 하는 "LTE에 대한 UE 포지셔닝 정확도 향상들"에 관한 것이다. LTE 맥락에서, UE는 시스템에서 통신하도록 동작가능한 라디오 디바이스들에 대한 용어인 사용자 장비를 나타내고, BL은 대역폭이 감소된 낮은 복잡도를 나타낸다. 이들 논의는 특히 IMU, 관성 측정 유닛, 포지셔닝에 대한 지원을 특정하기 위한 목적에 관련된다. 이것은 LPP를 통한 IMU 포지셔닝, LTE 포지셔닝 프로토콜, 및 IMU 관련 추정들을 포함하는 하이브리드 포지셔닝을 지원하는 시그널링 및 절차를 포함한다.
IMU는 가속도계 및 자이로스코프, 때때로 또한 자력계의 조합을 사용하여, 몸체의 특정 힘, 각속도 및 때때로 몸체 주변의 자기장을 측정 및 보고하는 전자 디바이스이다. IMU 계산은 측정 유닛, 이를테면 가속도계, 자이로스코프 및 자력계에 입력을 제공하는 다수의 센서에 기반할 수 있다. 다른 센서들, 이를테면 기압 센서는 또한 사용될 수 있는 센서이지만, 일반적으로 IMU의 일부로서 간주되지 않는다.
가속도계는 가속도계 센서에 영향을 주는 힘들을 측정함으로써 모바일 디바이스의 가속도를 측정한다. 리턴된 측정치들은 초당 속력(m/s2 단위)로 표현될 수 있다. 가속도는 일반적으로 디바이스 좌표 시스템의 3 개의 축(x,y,z)에 관련된다.
자이로스코프는 전화기의 3 개의 축 주위의 각속도를 측정한다. 리턴된 측정치는 초당 도(degrees) 또는 라디안(radians)으로 표현될 수 있고, 모바일 디바이스가 어떻게 회전하는지를 나타낸다. 자이로스코프 출력을 통합하는 것은 통합 시간 동안 각도의 총 변화를 제공한다.
자기 센서는 3 개의 축에서 전화기에 영향을 주는 자기장의 강도 및 방향을 측정한다. 측정치는 마이크로-테슬라로 표현될 수 있다.
INS(Inertial Navigation System)는 모바일 디바이스의 몸체에 부착된 IMU(Inertial Measurement Unit)의 다수의 센서로부터의 출력을 연속으로 추적함으로써 이동 몸체의 포지션 및 배향을 추정한다. IMU 장착 INS는 많은 상업용 및 군용 차량, 이를테면 유인 항공기, 미사일들, 선박들, 잠수함들 및 위성들의 내비게이션 및 제어를 위한 백본(backbone)을 형성한다. 내비게이션 목적들 외에, IMU들은 많은 소비자 제품에서 배향 센서들로 역할을 한다. 거의 모든 스마트폰들 및 태블릿들은 배향 센서들로서 IMU들을 포함한다. IMU를 사용하는 제품들의 다른 예는 세그웨이(Segway) 개인 운송기이고, 여기서 IMU는 밸런싱 기술의 핵심 부분이다.
내비게이션을 위해 IMU를 사용하고 센서 입력을 지리적 포지션에 관련시킬 수 있기 위해, 기준으로서 잘-정의된 좌표 시스템이 필요하다. 이것은 경도, 위도 및 하늘을 향하는 축에 의해 정의되는 행성 지구에 관련된 3 개의 축으로 이루어질 수 있다. 다른 좌표 시스템은 또한 빌딩의 복도들의 표현에 기반할 수 있다. 이는 통상적으로 실내 포지셔닝에 적합하다.
모바일 디바이스 자체의 배향은 또한 3 개의 방향(x,y,z)으로 정의될 필요가 있고, 이어서 3 개의 방향(x,y,z)은 모바일 디바이스의 배향 및 이동들을 결정하기 위해 정의된 좌표 시스템에 관련된다. PDR(Pedestrian Dead reckoning)은 IMU의 센서들로부터의 입력을 사용하는 방법이다. PDR은 현재 포지션에 의해 기반하여 사람이 휴대하는 모바일 디바이스, 이를테면 모바일 폰의 새로운 포지션을 계산하고 사람이 취한 단계들을 인식한다. PDR은 다른 내비게이션 방법들, 이를테면 GNSS 기반, 또는 셀룰러 기반, 예컨대 OTDOA 등에 대한 보완으로 사용될 수 있다.
라디오 통신 네트워크에서 통신하도록 동작가능한 라디오 모바일 디바이스의 경우, 모바일 디바이스에 포함된 IMU는 네트워크, 이를테면 E-SMLC의 포지셔닝 노드가 위치 추정의 정밀도 및 신뢰성을 향상시키기 위한 다른 포지셔닝 방법들과 함께 하이브리드 포지셔닝을 위해 디바이스-도움 IMU 포지셔닝 추정을 활용하거나, 셀룰러 및 GNSS 기반 포지셔닝 방법들이 제한될 때, 디바이스-기반 IMU 포지셔닝 추정만을 활용하는 우수한 기회를 제공한다.
일 실시예에서, IMU 관련 정보는 무인 차량의 원격 제어에 사용된다. 이것은 무인 차량의 이동들의 상세한 정보를 얻고 또한 포지셔닝 정확도를 향상시키는 데 사용될 수 있다. 그런 실시예는 차량의 이동들을 더 상세히 추적할 수 있도록 더 정확한 포지셔닝 정확도를 제공할 수 있다. 잠재적으로 훨씬 더 중요한 것은, 원격 조종이 사용될 때, IMU로부터의 정보는 무인 차량, 이를테면 무인 UAV, 항공기에 대한 제어 메커니즘에 사용될 수 있다. 원격 조종은 예컨대 차량에서 보이지 않는 제어국의 사람이 UAV의 이동들을 제어하는 것일 수 있다. 또한 차량이 자동 조종 장치에서 작동하고 있는 상황들이 있을 수 있고, 상세한 추적 정보는 제어 센터에서 필요하다. 무인 차량들, 이를테면 날고있는 드론들은 일반적으로 다소 빠르게 이동하지만, 수평 및 수직 둘 모두의 방향으로의 변화들은 매우 빠른 방향 전환들 및 고도 변화들과 함께 훨씬 더 빠르다. 이런 이동은 GNSS 또는 OTDOA 기반 포지셔닝 시스템이 따르기가 어려울 수 있다.
일 양상에 따라, 이동성 및 레이턴시 요건들에 의존하는 정확도 및/또는 속력으로 포지셔닝을 획득하기 위해 모바일 디바이스로부터의 적응적 IMU 데이터 보고를 위한 방법이 제공된다.
도 1은, 모바일 디바이스(10)가 라디오 통신 네트워크(1)의 통신 범위 내에 존재하는 시나리오를 개략적으로 예시한다. 라디오 통신 네트워크(1)는 네트워크 백본(60)에 연결된 복수의 기지국(20-22)을 포함한다. 디바이스(10)는 모바일이고 라디오 통신 네트워크(1)의 하나의 셀 내의 하나의 기지국(20)에 의해 서빙될 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 차량, 이를테면 무인 차량, 예컨대 드론일 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 이를테면 제어 센터(40)와 연관될 수 있다. 제어 센터(40)는 제어 송신기(41)에 의해 모바일 디바이스(10)를 안내 및/또는 제어하는 역할을 할 수 있다. 제어 송신기(41)는 라디오 통신 네트워크(1)를 통해, 또는 별도의 채널, 예컨대 라디오 주파수 또는 광학 채널을 통해, 또는 위성 링크를 통해 송신될 수 있는 제어 및/또는 안내 신호들로 모바일 디바이스(10)를 동작시키는 데 사용될 수 있다. 제어 센터는 또한 제어 송신기(41)를 돕도록 동작가능한 모니터링 유닛(42)을 포함할 수 있고, 여기서 모니터링 유닛(42)은 모바일 디바이스(10)에 관련된 데이터, 이를테면 모바일 디바이스(10)에 의해 수행되는 포지션, 이동, 헤딩, 속력, 이벤트들 및 모바일 디바이스(10)에 의해 캡처되고 중계되는 데이터를 저장하기 위한 메모리 및 디스플레이하기 위한 모니터를 포함할 수 있다.
도 2는 모바일 디바이스(10)의 실시예를 개략적으로 예시한다. 모바일 디바이스(10)는 라디오 통신 네트워크(1)의 기지국(20-22)과 연결하기 위한 라디오 유닛(11)을 포함할 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 선택적으로 또한 라디오 통신 네트워크(1)를 통하기보다 다른 채널들을 통해 제어 센터(40)의 제어 송신기(41)와 통신하기 위한 별도의 송수신기(12)를 포함할 수 있다.
모바일 디바이스(10)는 관성 측정 데이터를 획득하기 위한 하나 이상의 센서(14), 이를테면 예컨대, 가속도계, 자이로스코프 및 자력계 등을 포함하는 데이터 수집 유닛(13)을 포함할 수 있다. 그런 실시예에서, 데이터 수집 유닛(13)은 IMU를 구현할 수 있다. 데이터 수집 유닛은 또한 센서들(14)에 의해 획득된 미가공 데이터를 프로세싱하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 데이터 수집 유닛(13)은 라디오 통신 네트워크(1)의 기지국들(20-22)로부터 예컨대 OTDOA에 대한 PRS 신호들 형태의 포지셔닝 데이터, 또는 wifi AP 블루투스 송신기(도시되지 않음)로부터 대응하는 포지셔닝 신호들을 획득하기 위해 라디오 유닛(11)에 연결될 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 또한 GNSS 위성들(30)로부터 신호들 형태의 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 위성 수신기 유닛(15)를 포함할 수 있다.
모바일 디바이스(10)는 모바일 디바이스(10)를 추진 및 조종하기 위한 구동 유닛, 이를테면 휠들, 날개들, 프로펠러들 등을 포함하는 모터 시스템(16)을 더 포함할 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 그런 실시예에서 무인 차량일 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 배터리(17) 또는 다른 전력 소스를 더 포함할 수 있다.
모바일 디바이스(10)는 모바일 디바이스(10)의 동작을 제어하기 위한 적어도 하나의 프로세서(181), 및 프로세서에 의해 실행가능한 컴퓨터 프로그램 코드를 저장하기 위한 메모리(182)를 포함하는 제어 유닛(18)을 더 포함할 수 있다. 제어 유닛(18)은 특히 데이터 수집 유닛(13), 위성 수신기(15) 및 라디오 유닛(11)으로부터 포지셔닝 데이터를 검색 및 통신하도록 동작가능하다. 명백히, 모바일 디바이스(10)는 예컨대 이미지들 및 오디오를 획득하기 위한 추가 엘리먼트들, 이를테면 부가적인 센서들, 및 오디오, 툴들, 및 사용자 인터페이스, 이를테면 디스플레이 및 데이터 입력 디바이스, 및 연결기들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 모바일 디바이스(10)는 GNSS 또는 OTDOA 포지셔닝 정보를 포함하는 포지셔닝 데이터를 라디오 네트워크(1), 이를테면 LTE 네트워크(1)의 예에서 E-SMLC(Evolved Serving Mobile Location Center)의 네트워크 백본(60)에 포함되거나 연결된 포지셔닝 노드(61)에 전송하도록 동작가능하다. 그런 포지셔닝 데이터는 모바일 디바이스(10)와 연관된 고정 포지션, 또는 몇몇 고정 포지션을 계산하기 위해 포지셔닝 노드(61)에서 사용될 수 있다. 게다가, 모바일 디바이스(10)는 데이터 수집 유닛(13)에 의해 획득된 관성 측정 데이터, 이를테면 IMU 미가공 데이터를 송신하도록 구성될 수 있다. 그런 관성 측정 데이터는 통상적으로 고정 포지션을 획득하기 위한 포지셔닝 정보보다 훨씬 더 높은 반복 주파수로 캡처된다.
일 실시예에서, 포지셔닝 노드(61)는 모바일 디바이스(10)를 포지셔닝하기 위한 절차를 개시할 수 있다. 이것은 예컨대 제어 센터(40)로부터의 요청에 의해 트리거될 수 있다. 하나의 대안으로, 포지셔닝 개시는 예컨대 비상 이벤트(e911 호출)의 경우 포지셔닝 유닛(61)에 의해 직접 수행될 수 있다. 모바일 디바이스(10)의 포지셔닝 개시는, 이를테면 이동 모바일 디바이스(10)가 예컨대 경찰 또는 다른 당사자에 의해 추적될 필요가 있는 감시 상황에서, 포지셔닝 유닛(61)에 통신가능하게 연결된 외부 유닛(50)으로부터의 요청에 의해 트리거될 수 있다.
일 실시예에서, 라디오 세션은 모바일 디바이스(10)로부터 포지셔닝 노드(61)에서 포지셔닝 데이터를 수신하기 위해 확립된다. 따라서, 포지셔닝 기능은 3GPP 기술 사양들 36.355/305에서 제공된 바와 같이, LPP 프로토콜, LTE 포지셔닝 프로토콜을 통해 포지셔닝 노드(61)로부터 초기에 커맨드될 수 있고, 여기서 라디오 세션은 LPP 세션이다.
하나의 일반적인 양상에 따라, 적어도 본원에 설명되고 도 3에 예시된 예들을 포함하여, 라디오 유닛(11)을 포함하는 모바일 디바이스(10)와 연관된 포지셔닝 데이터를 제공하도록 구성된 라디오 네트워크(1)의 포지셔닝 노드(61)가 제공되고, 포지셔닝 노드(61)는 프로세싱 디바이스(611), 및 컴퓨터 프로그램 코드를 저장하는 메모리(612)를 포함하는 제어 유닛(610)을 포함하고; 프로세싱 디바이스는 본원에 예시된 바와 같은 단계들 중 임의의 단계를 수행하기 위해 상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성된다. 이것은 특히, 라디오 유닛(11)으로부터 포지셔닝 노드(61)에서 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 라디오 세션을 확립하는 단계; 보고 제어 데이터를 라디오 유닛(11)에 송신하는 단계 - 보고 제어 데이터는 디바이스(10)에서 획득된 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 요청을 식별하고, 상기 포지셔닝 데이터는 관성 측정 데이터를 포함함 -; 및 보고 제어 데이터에 따라 라디오 유닛으로부터 포지셔닝 데이터를 수신하는 단계를 포함한다.
위에서 일반적으로 제공되고 다양한 상이한 실시예에 대해 서술될 바와 같이, 포지셔닝 노드(61)는 라디오 세션에서 보고 제어 데이터를 모바일 디바이스(10)에 송신하도록 구성될 수 있다. 일반적인 말로, 보고 제어 데이터는 모바일 디바이스(10)에 전달되는 제어 신호 또는 데이터이고, 적어도 관성 측정 데이터를 포함하는 포지셔닝 데이터를 획득 및 보고하기 위한 모바일 디바이스(10)에 대한 요청으로서 작용한다. 따라서, 보고 제어 데이터는 어느 타입의 관성 측정 데이터가 획득 및 보고되는지, 및 미리-프로세싱된 데이터가 모바일 디바이스(10)에 의해 보고되는지 미가공 데이터가 모바일 디바이스(10)에 의해 보고되는지를 식별할 수 있다. 보고 제어 데이터는 또한, 적어도 관성 측정 데이터를 포함하는 포지셔닝 데이터가 획득 또는 보고되는 시기, 빈도, 및 획득 또는 보고되지 않을 때를 제어할 수 있다. 모바일 디바이스(10)에서 수신된 바와 같은 보고 제어 데이터는 모바일 디바이스(10)에서 획득된 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 모바일 디바이스(10)에 대한 요청을 식별하도록 구성된다. 요청은 다소 명시적일 수 있고, 보고 제어 데이터는 예컨대 포지셔닝 데이터의 타입 및 업데이트 빈도를 정의한다. 다른 실시예들에서, 요청은 암시적일 수 있고, 보고 제어 데이터는 예컨대 SIB(System Information Block) 정보에 의해 정의되거나 표준에 의해 규정된 바와 같이, 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 미리 결정된 방식을 참조한다. 또 다른 실시예에서, 보고 제어 데이터는 모바일 디바이스(10)로부터의 다운링크 신호의 확인응답일 수 있고, 요청은 데이터의 확인이거나 다운링크 신호에서 전달되거나 표시된 제안된 보고 포맷이다. 다운링크 신호는 송신될 포지셔닝 데이터의 특징, 이를테면 타입 및 주파수를 명시적으로 식별하거나, 포지셔닝 데이터를 보고하기 위해 미리 결정된 방식을 참조할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 보고 제어 데이터는 모바일 디바이스(10)에서 획득된 포지셔닝 데이터에 대한 요청을 식별하고, 상기 포지셔닝 데이터는 데이터 수집 유닛(13)에 연결된 하나 이상의 센서(14)로부터 데이터 수집 유닛(13)에 의해 수집될 수 있는 관성 측정 데이터를 포함한다.
모바일 디바이스(10)의 라디오 유닛(11)에 의해 보고 제어 데이터를 수신할 때 식별된 요청에 대한 응답으로, 모바일 디바이스(10)는 예컨대 측정 스트리밍에 의해, 단일 보고로, 또는 배치(batch) 방식으로 포지셔닝 데이터를 수집 및 송신하기 시작한다. 따라서, 관성 측정 데이터를 포함하는 포지셔닝 데이터는 예컨대 LPP 프로토콜을 사용하여, 라디오 세션을 통해 포지셔닝 유닛(61), 예컨대 E-SMLC에 출력된다. 포지셔닝 데이터는 바람직하게 또한 예컨대 GNSS 또는 OTDOA에 의해 고정 포지션을 확립하기 위해 사용가능한 데이터 수집 유닛(13)에서 획득된 데이터를 포함한다.
일 실시예에서, 관성 측정 데이터는 미가공 데이터일 수 있다. 대안으로서, 관성 측정 데이터는 데이터 수집 유닛(13)에서 또는 프로세싱 유닛(18)에 의해 미리-프로세싱될 수 있고, 미리-프로세싱된 데이터는 예컨대 속도 및 방향을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 포지셔닝 노드(61)는 포지셔닝 정보를, 예컨대 LPP를 통해 제어 센터(40)로 포워딩할 수 있다. 포지셔닝 정보는 모바일 디바이스(10)로부터 수신된 연관된 포지셔닝 데이터에 기반하여, 예컨대 OTDOA 또는 GNSS에 의해 포지셔닝 노드(61)에서 획득된 고정 포지션과 함께, 수신된 IMU 미리-프로세싱된 또는 미가공 데이터를 포함할 수 있다. 이에 의해, LTE 배치를 위해, 새로운 인터페이스는 예컨대 IMU 출력을 제공하기 위해 E-SMLC(61)와 제어 센터(40) 사이에 제공된다.
일 실시예에서, 모바일 디바이스(10)에서 획득된 포지셔닝 데이터에 대한 요청은 라디오 유닛(11)이 포지셔닝 데이터를 획득 또는 전송하기 위해, 적어도 측정 업데이트 빈도로서 나타낼 수 있는 보고 간격의 식별을 포함할 수 있다. 시나리오에 의존하여, 상이한 보고 간격들은 예컨대 GNSS 또는 OTDOA 포지셔닝에 사용가능한, 관성 측정 데이터 및 고정 포지셔닝 데이터에 이용될 수 있다. OTDOA 시스템에서, 고정 포지셔닝 데이터는 포지셔닝 측정 결과들, 예컨대 RSTD(Reference Signal Time Difference) 측정치일 수 있다. 포지셔닝 노드(61)는 이런 측정치에 기반한 고정 지점 포지션(예컨대, 지리적 좌표)을 계산할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 더 긴 간격은 관성 측정 데이터를 획득하기보다 고정 포지셔닝 데이터를 획득하기 위해 적용된다. 일 실시예에서, 이것은 제어 센터(40)에서 결정되고, 포지셔닝 노드(61)를 통해 모바일 디바이스(10)로 전달될 수 있다. 다른 실시예에서, 관성 측정 데이터 및/또는 고정 포지셔닝 데이터에 대한 보고 또는 획득 간격을 설정 또는 변경하기 위한 결정은 네트워크(1)의 포지셔닝 노드(61) 또는 제어 센터(40)에서 수행되고, 모바일 디바이스(10)에 전달될 수 있다. 관성 측정 간격을 변경하기 위한 결정 및 보고는 요구된 포지셔닝 정확도에 기반하여 수행될 수 있고, 자동화되거나 수동으로 제어될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 모바일 디바이스(10)로부터 수신된 포지셔닝 데이터는 적어도 관성 측정 데이터와 연관된 타임스탬프를 포함한다. 일 실시예에서, 타임스탬프는 모바일 디바이스(10)에서 수집된 관성 측정 데이터의 각각의 샘플에 대한 포지셔닝 데이터에 포함될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 단일 타임스탬프는 소정의 특정 또는 미리 결정된 업데이트 빈도로 획득되는 관성 측정 데이터의 샘플의 배치(batch)를 위해 요청될 수 있다. 타임스탬프를 획득함으로써, 포지셔닝 노드(61) 또는 제어 센터(40)는 예컨대 OTDOA 또는 GNSS에 기반하여, 획득된 관성 측정 데이터를 임의의 고정 포지셔닝 지점에 상관시킬 수 있고, 이는 본질적으로 타임스탬프와 연관되거나 부가적인 타임스탬프 데이터가 제공될 수 있다. 관성 측정 데이터에 의한 포지셔닝은 상대적 포지션만을 제공하지만, 타임스탬프들의 상관을 사용함으로써 높은 업데이트 빈도로 획득된 그런 상대적 이동을 더 드물게 획득된 고정 포지션들과 연관시킴으로써, 관성 측정 데이터에 기반한 포지셔닝의 에러들 또는 부정확도가 감소될 수 있다. 타임스탬프 데이터는 예컨대 라디오 유닛(11)으로부터 수신된 클록 신호 또는 위성 수신기 유닛(14)에 의해 수신된 위성 신호들로부터 모바일 디바이스(10)에서 확립될 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 또한, 또는 대안적으로, 예컨대 프로세싱 유닛(18)에 포함되고, 타임스탬프를 확립하기 위해 클록 신호를 생성하도록 구성된 로컬 클록 신호 생성기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프로세싱 유닛(18)은 클록 신호에 기반한 타임스탬프를 예컨대 지연 값 또는 오프셋으로 확립하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 획득된 포지셔닝 데이터는 모바일 디바이스(10)의 이동들 궤적을 제공하기 위해, 제어 센터(40)의 모니터링 유닛(42)에 의해 동작되는 추적 시스템에 공급된다. 일 실시예에서, 원격 조정자에게 지원을 제공하기 위해 모니터링 유닛(42)에서 사용되는 획득된 포지셔닝 데이터는 무인 차량(10) 형태의 모바일 디바이스를 제어한다.
일 실시예에서, 모바일 디바이스(10)로부터 획득된 관성 측정 데이터를 포함하는 포지셔닝 데이터는 모바일 디바이스(10)의 방향 및/또는 속력의 예측을 위한 방법에 사용될 수 있다. 이것은 예컨대 포지셔닝 데이터의 수신이 손실될 때, 고정 포지셔닝 데이터 및 관성 측정 데이터 둘 모두를 포함하는 포지셔닝 데이터의 하나 이상의 샘플이 포지셔닝 노드(61)에서 수신된 이후 사용가능할 수 있다. 고정 포지셔닝 데이터와 관성 측정 데이터로부터의 타임스탬프 데이터를 상관시킴으로써, 예컨대 최종 계산된 고정 포지션의 방향 및 속력이 결정될 수 있다. 이것은 예컨대 외삽법에 의해, 이후 시점에서의 실제 포지션 또는 헤딩을 평가하는 데 사용될 수 있다.
도 4는, 모바일 디바이스(10)로부터 관성 측정 데이터의 보고가 모바일 디바이스의 이동을 역추적하기 위한 방법에 사용될 수 있는 실시예를 개략적으로 예시한다. 이것은 예컨대, 고정 포지션 결정이 이후 스테이지까지 이루어지지 않거나 이루어질 수 없을 때, 본래 포지션을 결정하는 데 사용될 수 있다. 도면은 네트워크(1)와 통신하기 위한 라디오 유닛(11)을 포함하는 이동 모바일 디바이스(10)를 역추적하기 위한 라디오 네트워크(1)에서의 방법의 예를 도시하고, 방법은 적어도 다음 단계들을 포함한다:
1. 모바일 디바이스로부터 네트워크(1)의 연결 시도를 수신하는 단계. 연결 시도는 호출, 메시지, 조난 신호, 또는 단지 임의의 그런 연결의 개시일 수 있다. 이것은 모바일 디바이스를 갖고 있는 사용자에 의해, 또는 원격 사용자에 의해, 또는 예컨대 모바일 디바이스(10)에 의해 검출된 이벤트의 발생, 이를테면 고정 포지셔닝 데이터의 수신 소실에 대한 응답으로 모바일 디바이스(10)에 의해 자동으로 개시될 수 있다.
2. 이에 의해, 모바일 디바이스는 모바일 디바이스(10)의 하나 이상의 센서(14)로부터 획득된 관성 측정 데이터를 컴파일링하도록 구성된다. 관성 측정 데이터의 컴파일레이션(compilation)은 표준 설정이고, 항상 소정의 간격으로 수행될 수 있다. 대안으로, 그런 컴파일레이션은 포인트 1 하에서 예시된 바와 같은 소정 타입의 이벤트에 의해, 또는 예컨대 도면에 표시된 바와 같이 연결 시도가 이루어지는 것, 이를테면 비상 호출 또는 신호에 대한 응답으로 트리거된다.
3. 모바일 디바이스는 연결 시도 시 고정 포지션 측정 데이터를 획득하기 위해 즉각적인 액세스 또는 가능성을 가지지 않을 수 있고, 이는 또한 관성 측정 데이터를 컴파일링하기 위한 트리거일 수 있다. 이것은 예컨대, 모바일 디바이스(10)가 실내에 존재하거나 그렇지 않은 연결 가능성들이 낮음으로써 야기될 수 있다. 다른 예는, 원격 포지셔닝 데이터 송신기, 이를테면 GNSS 위성(30)으로부터 고정 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 모바일 디바이스(10)의 유닛(14)이 기능하지 않거나, 연결 시도가 이루어질 때 비활성인 것일 수 있다. 이런 이유로, 모바일 디바이스는, 연결 시도가 이루어진 이래 도면의 1)에 표시된 제1 포지션으로부터, 고정 포지션이 예컨대 OTDOA 또는 GNSS를 사용하여, 연결 시도 이래 제1 시간 동안 획득될 수 있을 때, 도면의 3)에 표시된 제2 포지션으로 이동했을 수 있다.
4. 고정 포지셔닝 데이터가 네트워크(1)에 포함되거나 연결되는 포지셔닝 유닛(61)에서 수신될 때, 또한 컴파일링된 관성 측정 데이터는 모바일 디바이스(10)로부터 보고된다. 일단 제1 고정 포지션이 결정되면, 역추적 계산들은 관성 측정 데이터의 획득과 연관된 타임스탬프들을 포함하는 수신된 관성 측정 데이터를 사용하여 수행될 수 있다. 이런 역추적은 포지셔닝 노드(61)로부터의 출력으로서, 연결 시도가 이루어진 지점 또는 영역에 관련된 포지션 정보를 제공한다.
이 예를 참조하여, 라디오 네트워크에서, 하기 단계들을 수행하는 것을 포함하는, 네트워크와 통신하기 위한 라디오 유닛을 포함하는 이동 모바일 디바이스를 역추적하기 위한 일반적인 방법이 라디오 네트워크에서 제공되고, 방법은
라디오 유닛으로부터 연결 시도를 검출하는 단계;
모바일 디바이스로부터 연관된 타임스탬프 데이터를 갖는 포지셔닝 데이터를 수신하는 단계 - 포지셔닝 데이터는
연결 시도와 관련하여 원격 포지셔닝 데이터 송신기로부터 모바일 디바이스에서 획득된 고정 포지셔닝 데이터, 및
연결 시도 이후 라디오 유닛으로부터 모바일 디바이스에 제공된 센서로부터 획득된 관성 측정 데이터를 포함함 -;
고정 포지셔닝 데이터에 기반하여 제1 포지션을 결정하는 단계; 및
결정된 제1 포지션 및 관성 측정 데이터 및 연관된 타임스탬프 데이터에 기반하여, 연결 시도가 이루어진 포지션에 대응하는 제2 포지션을 결정하는 단계를 포함한다.
본원에 이미 설명된 실시예들과 연관된 다양한 실시예들에서, 선택 메커니즘은 사용자 평면 연결을 확립하기 위해 포함된다. 다시 도 1을 참조하여, LPP 세션은 서빙 기지국(20)을 통해 모바일 디바이스(10)의 라디오 유닛(11)과, LTE 배치에서 MME(mobile management entity)(도시되지 않음)를 통해 연결될 수 있는 포지셔닝 유닛(61) 사이에 설정될 수 있다. 그러나, 사용자 평면 연결은 대안적으로, 이를테면 게이트웨이 유닛(62) 등을 통해 모바일 디바이스(10)와 제어 센터(40) 사이에 직접적으로 데이터 연결로서 설정될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 이것은 모바일 디바이스(10)의 이동성에 관련된 다양한 표시, 이를테면 이동 정도 또는 속도에 기반하여 제어 센터(40)로부터의 요건들 또는 특정 요청에 의존하여 수행되거나, 또는 예컨대 포지셔닝 노드(61) 자체에 의해 개시된다. 따라서, 그런 사용자 평면 연결은 모바일 디바이스(10)와 제어 센터(40) 사이의 직접 연결을 확립하고, 여기서 통신은 포지셔닝 유닛(61)을 통과하거나 포함하지 않고 수행된다.
일 실시예에서, 사용자 평면 연결을 위한 선택 메커니즘은 포지셔닝 레이턴시 요건들에 의해 제어될 수 있다. 관성 측정 데이터가 제어 센터(40)에서 디바이스(10)의 이동들을 제어 또는 모니터링하는 데 사용되면, IMU 미가공-데이터가 포지셔닝 노드(61)를 통해 전달될지, 또는 이를테면 낮은 레이턴시 요건이 존재하거나, 현재 레이턴시가 허용가능한 것으로 간주되지 않을 때 사용자 평면 연결을 통해 제어 센터(40)에 직접 전달될지를 선택하기 위한 메커니즘이 사용가능하다. 이 이유는 예컨대, 제어 센터(40)에서 개시된 안내 또는 제어 신호들과, 모바일 디바이스(10)에서 실제 이동 또는 다른 동작들의 실행 사이에서 제어 센터(40)에서 지연이 경험되는 것일 수 있다. 이것은 예컨대 모바일 디바이스(10)로부터 제어 센터(40)로의 응답 신호들, 이를테면 확인응답(ACK) 신호들 또는 예컨대 모바일 디바이스(10)에 의해 캡처되고 제어 센터(40)에 의해 송신되는 비디오 또는 오디오 신호들로부터 결정될 수 있다. 레이턴시의 레벨이 정상 LPP 연결에서 허용가능하지 않다는 결정은 송신된 제어 신호들과 수신된 신호들 사이의 비교 또는 모바일 디바이스(10)에서 발생하는 모니터링된 동작에 기반하여 사용자 결정되거나, 자동일 수 있다.
IMU 데이터, 이를테면 관성 측정 데이터가 직접 사용자 평면 연결을 통해 전송되는 실시예 또는 상황에서, 제어 센터(40)의 제어 송신기(41) 및/또는 모니터링 유닛(42)에 연결된 프로세싱 유닛의 제어 메커니즘은 바람직하게, IMU 데이터를 포지셔닝 노드(61)로부터 수신된 고정 지점 정보와 결합할 때, 예컨대 모바일 디바이스(10)로부터 보고된 고정 지점 포지셔닝 데이터에 기반하여 OTDOA 또는 GNSS에 의해 확립된 타임스탬프 데이터를 사용하도록 구성된다.
레이턴시 요건 또는 모바일 디바이스(10) 이동성 레벨에 의존하여, 일 실시예에서 또한 가장 적합한 라디오 액세스 기술, 이를테면 LTE, NR(New Radio)에 대해 선택이 이루어질 수 있다. RRC 시그널링에 적합한 표시는 이런 선택에 사용될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본원에 제공된 상이한 실시예들에 따라 시그널링 메커니즘의 다양한 예들(500)을 개략적으로 예시한다. 도 5 및 도 6의 다이어그램들에 예시된 방식은 이전 도면들 및 연관된 설명과 함께 판독 및 이해될 수 있다.
도 5 및 도 6의 도면들에서, 모바일 디바이스(10), 예컨대 무인 차량(10)은 좌측에 예시된다. 포지셔닝 노드(61)는 중앙에 있고, 기지국(20)은 이들 사이에 표시된다. 우측에는, 모바일 디바이스(10)를 제어 및/또는 모니터링하기 위한 제어 센터(40)가 도시된다. LTE 배치에서, 모바일 디바이스(10)는 UE를 구현하는 라디오 유닛(11)을 포함할 수 있고, 기지국(20)은 eNB(Evolved NodeB)일 수 있다. 5G NR 배치에서, 기지국(20)은 gNB일 수 있다. 포지셔닝 노드는 E-SMLC일 수 있다. 도 5의 실시예는 OTDOA를 고정 포지셔닝을 위한 예로서 제공하지만, 대안적인 실시예에서 고정 포지셔닝은 예컨대 GNSS, wifi 또는 BT에 의해 획득될 수 있다.
초기 단계(510)에서, 포지셔닝 요청은 제어 센터(40)로부터 포지셔닝 노드(61)로 송신될 수 있고, 포지셔닝 노드(61)는 요청에 응답하거나 확인응답(511)할 수 있다.
도면에서 501로서 표시된 프로세스에서, 모바일 디바이스(10) 능력을 검사하기 위한 프로세스가 수행된다. 일 실시예에서, 보고 제어 데이터(512)는 예컨대 RRC로 포지셔닝 노드(61)로부터 모바일 디바이스(10)의 라디오 유닛(11)으로 송신될 수 있고, 이는 디바이스 능력 보고에 대한 요청을 나타낸다. 요청은 그런 요청을 나타내는 신호 비트 또는 코드와 같이 명시적이거나 암시적일 수 있다. 모바일 디바이스(10)로부터의 응답 보고(513)는 또한 명시적이거나 암시적일 수 있고, 예컨대 센서 미가공 데이터 보고에 대한 지원 표시, 이를테면 가속도계, 자이로스코프, 자력계 등에 대한 지원 여부 같은 관성 측정 데이터를 제공하는 데 이용가능한 센서들의 타입의 표시를 제공할 수 있다.
도면에서 502로 표시된 일 실시예에서, 디바이스 이동성 검사가 수행될 수 있다. 이것은 예컨대 LPP를 통해 포지셔닝 노드(61)와 모바일 디바이스(10)의 라디오 유닛(11) 사이의 라디오 세션을 확립하고, 모바일 디바이스(10)의 이동성의 표시를 요청(514)함으로써 수행될 수 있다. 이것은 하나 이상의 IMU 센서를 사용함으로써 모바일 디바이스에서 획득될 수 있다. 모바일 디바이스(10)는 응답(515)을 포지셔닝 노드(61)에 제공할 수 있고, 이 응답은 이동성, 또는 예컨대 내장 센서들로부터 결정된 바와 같은 이동성 레벨을 예 또는 아니오 옵션으로 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 도면에서 503으로 표시된 바와 같이, 모바일 디바이스(10)가 예컨대 응답(515)으로부터, 예컨대 502를 참조하여 논의된 결과에 대한 응답으로 고정인 것이 결론지어질 수 있다. 포지셔닝 노드(61)는, 모바일 디바이스(10)에 대해 고정 포지션만이, 또는 IMU 미가공 데이터를 갖는 고정 포지션이 보고되는지를 제어 센터에 질의(516)할 수 있다. 제어 센터(40)로부터 응답(517)을 수신한 이후, 포지셔닝 노드(61)는 이를테면 OTDOA에 대한 PRS 신호들, 및 잠재적으로 또한 IMU 데이터의 배치(batch)에 기반하여, 모바일 디바이스(10)에게 고정 포지셔닝 데이터(519)를 획득하도록 요청(518)할 수 있다. 포지셔닝 노드(61)에서, 고정 포지션은 계산되고(520), 적용가능한 경우, IMU-향상 고정 포지션이 계산될 수 있고, 이는 후속하여 제어 센터(40)에 보고(521)될 수 있다. 이것은, 예컨대 획득된 정확도가 불충분한 경우, 예컨대 정확도 요건에 기반하여 반복(522)될 수 있다.
일 실시예에서, 도면에서 504로 표시된 바와 같이, 모바일 디바이스(10)가 예컨대 502를 참조하여 논의된 결과에 대한 응답으로, 또는 503 하에서의 반복된 절차 이후 이동 중인 것이 결론지어질 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 포지셔닝 노드(61)는 포지셔닝 데이터의 업데이트 간격을 결정하도록 구성될 수 있다. 다양한 간격들은 소정의 이동성 레벨 또는 정확도 요건에 의존하여, 모바일 디바이스(10)에 통신된 사양 또는 이전 설정에 의해 미리 결정될 수 있다. 대안적으로, 포지셔닝 노드(61)는 이동성 레벨 도는 정확도 요건의 검출에 기반하여 하나 이상의 간격을 결정할 수 있다. 간격들은 또한 이동성 레벨 또는 정확도 요건에 의존하는 애플리케이션을 위해, 제어 센터(40)에 의해 미리 구성되고, 포지셔닝 노드(61)에 통신될 수 있다. 포지셔닝 노드(61)는, 모바일 디바이스(10)에 대해 고정 포지션만이, 또는 IMU 미가공 데이터를 갖는 고정 포지션이 보고되는지를 제어 센터에 질의(523)할 수 있다. 제어 센터(40)로부터 응답(524)을 수신하거나, 확인응답을 결정한 이후, 포지셔닝 노드(61)는 제1 간격으로 고정 포지셔닝 데이터, 이를테면 OTDOA에 대한 PRS 신호들을 획득하도록 모바일 디바이스(10)에게 요청(525)하고, 제2 간격으로 관성 측정 데이터, 예컨대 IMU 미가공 데이터를 획득하도록 모바일 디바이스(10)에게 요청(526)할 수 있다. 고정 포지셔닝 데이터(527) 및 관성 측정 데이터(529) 둘 모두에 대해, 타임스탬프 데이터는 모바일 디바이스(10)에 의해 제공될 수 있다. 바람직하게, 실질적으로 더 높은 샘플링 주파수는 관성 측정 데이터를 위해 설정되어, 고정 포지셔닝 데이터를 획득하기 위한 간격은 도면에 예시된 바와 같이, 관성 측정 데이터를 획득하기 위한 간격의 10-100 배이다. 포지셔닝 노드(61)에 의해 설정된 간격은 포지셔닝 데이터의 획득 및/또는 보고를 반영할 수 있다. 고정 포지셔닝 데이터가 포지셔닝 노드(61)에서 수신될 때, 고정 포지션은 계산(528)될 수 있다. 고정 포지션은 또한 모바일 디바이스(10)로부터 보고된 관성 측정 데이터(529)를 고려함으로써 향상될 수 있다. 그런 실시예에서, IMU 향상 고정 포지션은 동의된 바와 같이 또는 포지션을 계산할 때 소정의 정의된 주기성으로 제어 센터(40)에 보고(530)될 수 있다. IMU 향상 고정 포지션은 고정 포지셔닝 데이터 및 관성 측정 데이터와 연관된 수신된 타임스탬프 데이터를 상관시킴으로써 획득된다. 대안적인 실시예에서, 또는 요청 시, 고정 포지션은 포지셔닝 노드(61)에서 계산되고, 수신된 관성 측정 데이터 및 연관된 타임스탬프 데이터와 함께 제어 센터(40)에 보고(530)된다. 제어 센터(40)는 이동성 레벨, 레이턴시 또는 정확도 요건을 검사(531)하고, 고정 포지셔닝 데이터 및/또는 관성 측정 데이터에 대한 보고 간격을 조절하도록 결정하고, 이를 포지셔닝 노드(61)에 통신(532)하도록 구성될 수 있다. 이어서, 이에 대한 응답으로 포지셔닝 노드(61)는 보고 제어 데이터(533)를 모바일 디바이스(10)에 전송하여, 보고 간격을 업데이트할 수 있다. 이 데이터는 모바일 디바이스(10)에 의해 확인응답(534)될 수 있다. 이어서, 포지셔닝 노드(61)는 연속적인 반복 방식(535)으로 새로운 정의된 간격에서 IMU-향상 고정, 또는 예컨대 OTDOA 고정 더하기 미가공 IMU 데이터를 계속 보고(530)할 수 있다.
일 실시예에서, 도 6에 제공되고 도면에서 505로 표시된 바와 같이, 보고 간격을 업데이트하기 위해 제어 센터(40)가 포지셔닝 노드에게 명령(532)하는 것에 대한 대안으로 또는 이에 더하여, 사용자 평면 연결이 요구되는 것이 제어 센터(40)에서 결정될 수 있다. 이것은, 예컨대 레이턴시의 변화가 필요한 경우 포지션 보고를 위해 결정된 레이턴시 요건에 기반할 수 있다. 사용자 평면 연결에 대한 필요 또는 요청의 결정(505)은 또한 궤적 계산의 입도를 증가시키거나 모바일 디바이스(10)의 기동 제어를 위한 피드백 루프 제어를 개선하기를 원하는 제어 센터(40)에 기반할 수 있다. 사용자 평면 연결에 대한 요청(536)은 포지셔닝 노드(61)에 또는 이를 통해 송신될 수 있다. 이에 의해, 사용자 평면 연결은 기지국(20)과 모바일 디바이스(10) 사이의 통신(537-540)에 의해 라디오 통신 네트워크(1)에서 설정된다. 이어서, 적어도 관성 측정 데이터의 보고는 위의 도 1을 참조하여 도한 설명된 바와 같이, 모바일 디바이스(10)로부터 제어 센터(40)로 직접 중계(541)될 수 있다.
일 실시예에서, 도면에서 506으로 표시된 바와 같이, 포지셔닝 노드(61)는, 잠재적으로 제어 센터(40)로부터의 명령에 의해, 고정 포지션을 획득하기 위한 프로세스가 충분히 정확하지 않다는 것을 결정할 수 있다. 이어서, 포지셔닝 노드는 자신의 고정 포지셔닝 방법을 업데이트하도록 모바일 디바이스(10)에게 명령(542)할 수 있다. 예로서, OTDOA가 충분히 정확하거나 빠른 고정 포지션을 제공하지 않으면, 명령(542)은 포지셔닝 노드(61)로부터 보고 제어 데이터로 전달되어 GNSS 고정 포지셔닝 데이터를 보고하도록 스위칭할 수 있다. 이런 포지셔닝 방법 변경의 정보는 또한 제어 센터(40)로의 송신(543)일 수 있거나, 변경이 제어 센터(40)에 의해 원래 요청된 경우 확인응답될 수 있다. 도 5의 단계(535)에 대해 서술된 바와 유사하게, 보고는 후속하여 계속(543)될 수 있다. 포지셔닝 노드(61)는, 교정이 요구될 수 있다는 것을 추가로 결정(544)할 수 있고, 제어 센터(40)에 필요한 것을 보고(545)할 수 있다. 포지셔닝 데이터의 어떠한 추가 보고도 필요하지 않을 때, 포지셔닝 노드로부터의 보고는 중지(546)될 수 있다.
다양한 실시예들은 위에서 설명되었고, 이들 실시예가 모순되지 않은 임의의 형태로 조합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 라디오 네트워크의 포지셔닝 노드에 포지셔닝 데이터를 제공하기 위한 방법으로서, 상기 포지셔닝 데이터는 라디오 유닛을 포함하는 모바일 디바이스와 연관되고, 상기 방법은,
    상기 라디오 유닛으로부터 상기 포지셔닝 노드에서 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 라디오 세션을 확립하는 단계;
    보고 제어 데이터를 상기 라디오 유닛에 송신하는 단계 -
    상기 보고 제어 데이터는, 상기 모바일 디바이스에서 획득된 관성 측정 데이터의 컴파일레이션(compilation)을 기록하고, 상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션을 포함하는 포지셔닝 데이터를 보고하기 위해 상기 모바일 디바이스를 제어하는 요청을 식별하고, 상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션은 소정의 간격으로 수행됨 -;
    상기 보고 제어 데이터에 따라 상기 라디오 유닛으로부터 보고된 상기 포지셔닝 데이터를 수신하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 수신된 포지셔닝 데이터는 상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션과 고정 포지셔닝 데이터의 상관을 위해, 상기 관성 측정 데이터와 연관된 타임스탬프(timestamp) 데이터를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    수신된 포지션 데이터를 포함하거나 이에 기반하는 포지션 표시를 상기 모바일 디바이스와 연관된 제어 센터에 송신하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보고 제어 데이터는 상기 모바일 디바이스가 적어도 상기 관성 측정 데이터를 획득 또는 보고하기 위한 간격을 식별하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    수신된 포지셔닝 데이터에 기반하여, 상기 모바일 디바이스의 이동성과 연관된 파라미터 레벨을 결정하는 단계를 추가로 포함하고,
    상기 보고 간격은 결정된 파라미터 레벨에 기반하여 설정되는, 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어 센터로부터 제어 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제어 데이터는 수신된 포지셔닝 데이터에 기반하여 포지션을 계산하는 것과 연관된 레이턴시(latency)에 관련됨 -; 및
    상기 제어 데이터를 수신하는 단계에 대한 응답으로 상기 라디오 유닛과 상기 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 확립하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제어 센터로부터 사용자 평면 연결을 위한 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 라디오 유닛과 상기 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 확립하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 모바일 디바이스와 연관된 제어 센터로부터 제어 데이터를 수신하는 단계 - 상기 제어 데이터는 수신된 포지셔닝 데이터에 기반하여 포지션을 계산하는 것과 연관된 레이턴시에 관련됨 -; 및
    상기 제어 데이터를 수신하는 단계에 대한 응답으로 상기 라디오 유닛과 상기 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 확립하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 모바일 디바이스와 연관된 제어 센터로부터 사용자 평면 연결을 위한 요청을 수신하는 단계; 및
    상기 라디오 유닛과 상기 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 확립하는 단계
    를 추가로 포함하는, 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 보고 제어 데이터를 송신하는 상기 단계는,
    식별한 보고 제어 데이터를 송신하는 단계;
    원격 포지셔닝 데이터 송신기로부터 상기 모바일 디바이스에서 획득된 고정 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 제1 간격, 및
    상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션을 보고하기 위한 제2 간격
    을 포함하는, 방법.
  11. 포지셔닝 노드로서, 상기 포지셔닝 노드는,
    제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은,
    프로세싱 디바이스; 및
    컴퓨터 프로그램 코드를 저장하는 메모리
    를 포함하고,
    상기 프로세싱 디바이스는,
    동작가능하게 연관된 모바일 디바이스의 라디오 유닛으로부터 상기 포지셔닝 노드에서 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 라디오 세션을 확립하고;
    보고 제어 데이터를 상기 연관된 모바일 디바이스의 상기 라디오 유닛에 송신하고 -
    상기 보고 제어 데이터는, 상기 연관된 모바일 디바이스에서 획득된 관성 측정 데이터의 컴파일레이션을 기록하고, 상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션을 포함하는 포지셔닝 데이터를 보고하기 위해 상기 연관된 모바일 디바이스를 제어하는 요청을 식별하고, 상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션은 소정의 간격으로 수행됨 -; 및
    상기 보고 제어 데이터에 따라 상기 라디오 유닛으로부터 보고된 상기 포지셔닝 데이터를 수신하기 위해
    상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는, 포지셔닝 노드.
  12. 제11항에 있어서, 수신된 포지셔닝 데이터는 상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션과 고정 포지셔닝 데이터의 상관을 위해, 상기 관성 측정 데이터와 연관된 타임스탬프 데이터를 포함하는, 포지셔닝 노드.
  13. 제11항에 있어서, 상기 프로세싱 디바이스는,
    수신된 포지션 데이터를 포함하거나 이에 기반하는 포지션 표시를 상기 연관된 모바일 디바이스와 연관된 제어 센터에 송신하기 위해 상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는, 포지셔닝 노드.
  14. 제11항에 있어서, 상기 보고 제어 데이터는 상기 연관된 모바일 디바이스가 적어도 상기 관성 측정 데이터를 획득 또는 보고하기 위한 간격을 식별하는, 포지셔닝 노드.
  15. 제14항에 있어서, 상기 프로세싱 디바이스는,
    수신된 포지셔닝 데이터에 기반하여, 상기 연관된 모바일 디바이스의 이동성과 연관된 파라미터 레벨을 결정하기 위해 상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되고,
    상기 보고 간격은 결정된 파라미터 레벨에 기반하여 설정되는, 포지셔닝 노드.
  16. 제13항에 있어서, 상기 프로세싱 디바이스는,
    상기 제어 센터로부터 제어 데이터를 수신하고 - 상기 제어 데이터는 수신된 포지셔닝 데이터에 기반하여 포지션을 계산하는 것과 연관된 레이턴시에 관련됨 -; 및
    상기 제어 데이터를 수신하는 것에 대한 응답으로 상기 연관된 모바일 디바이스의 상기 라디오 유닛과 상기 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 확립하기 위해
    상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는, 포지셔닝 노드.
  17. 제13항에 있어서, 상기 프로세싱 디바이스는,
    상기 제어 센터로부터 사용자 평면 연결을 위한 요청을 수신하고; 및
    상기 연관된 모바일 디바이스의 상기 라디오 유닛과 상기 제어 센터 사이의 사용자 평면 연결을 확립하기 위해
    상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는, 포지셔닝 노드.
  18. 제11항에 있어서, 상기 보고 제어 데이터는,
    원격 포지셔닝 데이터 송신기로부터 상기 연관된 모바일 디바이스에서 획득된 고정 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 제1 간격; 및
    관성 측정 데이터를 보고하기 위한 제2 간격
    을 식별하는, 포지셔닝 노드.
  19. 라디오 통신 네트워크와 통신하기 위한 모바일 디바이스로서,
    상기 모바일 디바이스는,
    라디오 유닛;
    원격 포지셔닝 데이터 송신기로부터 고정 포지셔닝 데이터를 수신하기 위한 수신기;
    상기 모바일 디바이스의 이동과 연관된 관성 측정 데이터를 획득하기 위한 센서를 포함하는 데이터 수집 유닛; 및
    제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은,
    프로세싱 디바이스; 및
    컴퓨터 프로그램 코드를 저장하는 메모리
    를 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 획득된 관성 측정 데이터의 컴파일레이션을 생성하고, 상기 관성 측정 데이터의 컴파일레이션은 소정의 간격으로 수행되며, 상기 수신된 고정 포지셔닝 데이터를 상기 획득된 관성 측정 데이터의 상기 컴파일레이션과 상관시키기 위해, 적어도 하나의 타임스탬프를 확립하도록 상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행시키도록 구성되는, 모바일 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제어 유닛은,
    상기 라디오 유닛을 통해 보고 제어 데이터를 수신하고 - 상기 보고 제어 데이터는
    원격 포지셔닝 데이터 송신기로부터 상기 모바일 디바이스에서 획득된 고정 포지셔닝 데이터를 보고하기 위한 제1 간격; 및
    관성 측정 데이터를 보고하기 위한 제2 간격
    을 식별함 -; 및
    상기 보고 제어 데이터에 따라 상기 라디오 유닛을 통해 포지셔닝 데이터를 송신하기 위해
    상기 컴퓨터 프로그램 코드를 실행하도록 구성되는, 모바일 디바이스.
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