KR102538205B1 - 다중의 안테나들을 사용한 다중경로 개선들을 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

다중의 안테나들을 사용한 다중경로 개선들을 위한 방법들 및 장치 Download PDF

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Abstract

공간적으로 다양한 안테나 어레이가, 모바일 디바이스에 대한 레인징 측정들에서 다중경로 에러들을 감소시키거나 제거하기 위해 사용될 수도 있다. 안테나 구조에서의 공간 다이버시티는, 안테나의 상이한 위치들이 다중경로 신호들이 식별될 수도 있는 상이한 신호 특성들을 경험할 수 있게 한다. 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 측정된 상대적 수신 시간이 결정될 수도 있다. 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간이 안테나 어레이의 추정된 위치 및 배향에 기초하여 결정된다. 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들은, 모든 다른 안테나들에 대해 측정된 상대적 수신 시간이 예상된 상대적 수신 시간들보다 크거나 그와 정렬되도록 하나의 안테나에 대한 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬하도록 피팅된다. 모바일 디바이스와 송신기 사이의 레인지는 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초할 수도 있다.

Description

다중의 안테나들을 사용한 다중경로 개선들을 위한 방법들 및 장치
35 U.S.C.§119 하의 우선권 주장
본 출원은 "METHODS AND APPARATUS FOR MULTIPATH IMPROVEMENTS USING MULTIPLE ANTENNAS" 의 명칭으로 2020년 8월 17일자로 출원된 미국 정규출원 제16/995,312호의 이익 및 우선권을 35 USC §119 하에서 주장하며, 이 출원은 본원의 양수인에게 양도되고 그 전부가 본 명세서에 참조에 의해 통합된다.
무선 신호들에 기초한 위치 결정은 포지션 결정, 내비게이션 및 자산 추적을 포함하는 다수의 어플리케이션들에 유용하다. 무선 신호들로 포지셔닝하기 위해 사용되는 수개의 널리 공지된 기법들이 존재한다. 예를 들어, 레인징 기법들은, 무선 신호가 엔티티들 사이에서 전파되는 시간에 기초하여 하나의 엔티티와 다른 엔티티 사이의 거리를 결정하는데 사용될 수도 있다. 일부 구현들에서, 엔티티들 사이의 신호들에 대한 라운드 트립 시간 (RTT) 이 측정될 수도 있다. 다른 구현들은 레인지를 결정하기 위해 단측형 (single sided) 송신을 사용할 수도 있다. 공지된 위치들을 갖는 다중의 송신기들을 사용하여, 각각의 송신기에 대한 레인지가 측정되고, 송신기들의 위치들과 함께, 예를 들어, 삼변측량을 사용하여 디바이스의 포지션을 결정하기 위해 사용될 수도 있다.
레인징 측정들, 및 이에 따른 결과적인 포지셔닝 측정의 정확도는, 디바이스와 송신기 사이의 신호들이 가시선 (line of sight; LOS) 인지, 비-LOS 인지, 또는 다중경로를 포함하는지와 관련된다. LOS 신호들은 직선 경로에서 송신기로부터 직접 수신되는 한편, 다중경로 신호들은 하나 이상의 개재하는 오브젝트들에 의해 반사되거나, 굴절되거나 또는 그렇지 않으면 편향되고 2 이상의 직선 경로들을 통해 디바이스에 도달한다. 다중경로 신호들의 측정들은 위치 정확도를 현저히 손상시킬 수 있다. 특히, 팩토리 플로어와 같은 실내 환경에서의 다중경로는 벽, 천장, 바닥, 가구 및 사람을 포함하는 대부분의 오브젝트들로부터 신호들이 반사되어 매우 심각하다.
통신 기반 시스템들에서 다중경로의 효과들을 완화하기 위해 다이버시티 방법들이 개발되었다. 하지만, 통신 기반 시스템들에 대한 이들 방법들은, 통상적으로, 강한 신호가 통신들을 위해 직접 신호보다 더 중요하기 때문에, 직접 신호와 반사된 신호 사이를 구별하지 않는다. 하지만, 포지셔닝 시스템들은 포지셔닝 측정의 정확도를 위해 LOS 신호들에 의존한다. 이에 따라, 종래의 통신 기반 시스템들에 사용되는 다이버시티 방법들은 포지셔닝 시스템들에서 다중경로의 완화에 적합하지 않다. 따라서, 예를 들어, 포지셔닝 시스템들에서 다중경로 효과들을 제거하거나 완화시키기 위한 솔루션들이 바람직하다.
공간적으로 다양한 안테나 어레이가, 모바일 디바이스에 대한 레인징 측정들에서 다중경로 에러들을 감소시키거나 제거하기 위해 사용될 수도 있다. 안테나 구조에서의 공간 다이버시티는, 안테나의 상이한 위치들이 다중경로 신호들이 식별될 수도 있는 상이한 신호 특성들을 경험할 수 있게 한다. 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 측정된 상대적 수신 시간이 결정될 수도 있다. 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간이 안테나 어레이의 추정된 위치 및 배향에 기초하여 결정된다. 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들은, 모든 다른 안테나들에 대해 측정된 상대적 수신 시간이 예상된 상대적 수신 시간들보다 크거나 그와 정렬되도록 하나의 안테나에 대한 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬하도록 피팅된다. 모바일 디바이스와 송신기 사이의 레인지는 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초할 수도 있다.
일 구현에서, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법은, 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계로서, 각각의 안테나는 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계; 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계; 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키는 단계; 및 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하는 단계를 포함한다.
일 구현에서, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스는, 무선 송신 디바이스로부터 신호들을 무선으로 수신하도록 구성된 무선 수신기; 적어도 하나의 메모리; 및 무선 수신기 및 적어도 하나의 메모리에 커플링된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 적어도 하나의 프로세서는, 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 것으로서, 각각의 안테나는 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하고; 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하고; 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키고; 그리고 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하도록 구성된다.
일 구현에서, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스는, 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단으로서, 각각의 안테나는 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단; 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단; 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키는 수단; 및 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하는 수단을 포함한다.
일 구현에서, 저장된 프로그램 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서, 프로그램 코드는 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하기 위해 수신 디바이스에서의 적어도 하나의 프로세서를 구성하도록 동작가능한, 상기 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하기 위한 프로그램 코드로서, 각각의 안테나는 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하기 위한 프로그램 코드; 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하기 위한 프로그램 코드; 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키기 위한 프로그램 코드; 및 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하기 위한 프로그램 코드를 포함한다.
본 명세서에서 개시된 양태들과 연관된 다른 목적들 및 이점들은 첨부 도면들 및 상세한 설명에 기초하여 당업자에게 명백할 것이다.
첨부 도면들은 본 개시의 다양한 양태들의 설명을 돕기 위해 제시되며, 오로지 양태들의 예시를 위해 제공될 뿐 그 한정을 위해 제공되지 않는다.
도 1a 및 도 1b 는 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하는 모바일 디바이스와 송신기 사이의 레인징을 예시하는 단순화된 환경을 예시한다.
도 2 는 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하는 레인징 절차를 위해 구성될 수도 있는 모바일 디바이스의 하드웨어 구현을 예시한다.
도 3 은 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하는 모바일 디바이스와의 레인징을 위한 송신기로서 사용될 수도 있는 송신 수신 포인트 (TRP) 의 일 예를 도시한다.
도 4a 및 도 4b 는, 각각, 송신기 안테나에 의해 송신된 가시선 신호를 수신하는 안테나 어레이 및 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에서의 신호의 상대적 수신 시간을 시각적으로 예시한 곡선을 도시한다.
도 5 는 포지셔닝 측정들에서 다중경로 신호들의 효과들을 감소시키거나 제거하기 위해 수신기 또는 송신기 상에서 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하기 위한 절차를 예시한 플로우 차트를 도시한다.
도 6 은 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하는 송신기와 수신기 사이의 신호 송신을 예시한다.
도 7 은 도 6 에 도시된 송신 안테나로부터 수신된 신호들에 대한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나의 측정된 상대적 수신 시간을 백색 원들로 시각적으로 예시한 그래프를 도시한다.
도 8 은 도 6 에 도시된 송신 안테나로부터 수신된 가시선 신호들에 대한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나의 예상된 상대적 수신 시간을 흑색 원들로 시각적으로 예시한 곡선을 포함하는 그래프를 도시한다.
도 9a 및 도 9b 는 도 6 에 도시된 안테나 어레이에서의 안테나들에 대한 측정된 상대적 수신 시간들의 예상된 상대적 수신 시간들과의 정렬을 시각적으로 예시한 그래프들이다.
도 10 은 원형의 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하는 송신기와 수신기 사이의 신호 송신들을 예시한다.
도 11 은 도 10 에 도시된 안테나 어레이에서의 각각의 안테나의 예상된 상대적 수신 시간을 흑색 원들로 시각적으로 예시한 곡선을 포함하는 그래프를 도시한다.
도 12 는 도 10 에 도시된 안테나 어레이에서의 안테나들에 대한 측정된 상대적 수신 시간들 및 예상된 상대적 수신 시간들의 정렬을 시각적으로 예시한 그래프이다.
도 13 은 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하여 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하기 위한 예시적인 방법에 대한 플로우차트를 도시한다.
본 개시의 양태들이, 예시 목적들로 제공된 다양한 예들로 지향된 다음의 설명 및 관련 도면들에서 제공된다. 대안적인 양태들이 본 개시의 범위로부터 일탈함없이 안출될 수도 있다. 부가적으로, 본 개시의 널리 공지된 엘리먼트들은, 본 개시의 관련 상세들을 불명료하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않거나 생략될 것이다.
단어들 "예시적인" 및/또는 "예" 는 "예, 사례, 또는 예시로서 기능함" 을 의미하도록 본 명세서에서 사용된다. "예시적인" 및/또는 "예" 로서 본 명세서에서 설명된 임의의 양태는 다른 양태들에 비해 반드시 선호되거나 유리한 것으로서 해석될 필요는 없다. 마찬가지로, 용어들 "본 개시의 양태들" 또는 "일 구현" 은 본 개시의 모든 양태들이 논의된 특징, 이점 또는 동작 모드를 포함할 것을 요구하지는 않는다.
당업자는 하기 설명된 정보 및 신호들이 임의의 다양한 서로 다른 기술들 및 기법들을 이용하여 표현될 수도 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 하기 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드(command)들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은, 특정 어플리케이션에 부분적으로 의존하여, 원하는 설계에 부분적으로 의존하여, 대응하는 기술 등에 부분적으로 의존하여, 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 자성 입자, 광계 또는 광학 입자, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
추가로, 다수의 양태들은, 예를 들어, 컴퓨팅 디바이스의 엘리먼트들에 의해 수행될 액션들의 시퀀스들의 관점에서 설명된다. 본 명세서에서 설명된 다양한 액션들은, 특정 회로들 (예컨대, 주문형 집적 회로들 (ASIC들)) 에 의해, 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 프로그램 명령들에 의해, 또는 이들 양자 모두의 조합에 의해, 수행될 수 있음이 인식될 것이다. 부가적으로, 본 명세서에서 설명된 액션들의 시퀀스(들)는, 실행시, 디바이스의 관련 프로세서로 하여금 본 명세서에서 설명된 기능성을 수행하게 하고 명령하는 컴퓨터 명령들의 대응하는 세트가 저장된 임의의 형태의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 내에서 완전히 구현되는 것으로 고려될 수 있다. 따라서, 본 개시의 다양한 양태들은 다수의 상이한 형태들로 구현될 수도 있으며, 이들 모두는 청구된 청구물의 범위 내에 있는 것으로 고려되었다. 부가적으로, 본 명세서에서 설명된 양태들의 각각에 대해, 임의의 그러한 양태들의 대응하는 형태는, 예를 들어, 설명된 액션을 수행 "하도록 구성된 로직" 으로서 본 명세서에서 설명될 수도 있다.
본 명세서에서 UE 로서 또한 지칭되는 모바일 디바이스는 이동식일 수도 있거나 (예컨대, 특정 시간들에) 정지식일 수도 있으며, 무선 액세스 네트워크 (RAN) 와 통신할 수도 있지만, 달리 언급되지 않는 한, 임의의 특정 무선 액세스 기술 (RAT) 에 특정되도록 의도되거나 또는 그렇지 않으면 달리 제한된 임의의 특정 RAT 로 제한되도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "모바일 디바이스" 또는 "UE" 는 "액세스 단말기" 또는 "AT", "클라이언트 디바이스", "무선 디바이스", "가입자 디바이스", "가입자 단말기", "가입자국", "사용자 단말기" 또는 "UT", "모바일 단말기", "이동국", 또는 이들의 변형들로서 상호교환가능하게 지칭될 수도 있다. 일반적으로, 모바일 디바이스는 무선 통신 네트워크 상으로 통신하기 위해 사용자에 의해 사용되는 임의의 무선 통신 디바이스 (예컨대, 모바일 폰, 라우터, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 추적 디바이스, 웨어러블 (예컨대, 스마트워치, 안경, 증강 현실 (AR)/가상 현실 (VR) 헤드셋 등), 차량 (예컨대, 자동차, 모터사이클, 자전거 등), 사물 인터넷 (IoT) 디바이스 등) 일 수도 있다. 일반적으로, 모바일 디바이스들은 RAN 을 통해 코어 네트워크와 통신할 수 있으며, 코어 네트워크를 통해 모바일 디바이스들은 인터넷과 같은 외부 네트워크들과 그리고 다른 모바일 디바이스들과 접속될 수도 있다. 물론, 유선 액세스 네트워크들, (예를 들어, IEEE 802.11 등에 기초한) WiFi 네트워크들 등을 통한 것과 같이, 코어 네트워크 및/또는 인터넷에 접속시키는 다른 메커니즘들이 가능하고, 모바일 디바이스를 위해 사용될 수도 있다. 모바일 디바이스들을 인쇄 회로 (PC) 카드들, 컴팩트 플래시 디바이스들, 외부 또는 내부 모뎀들, 무선 또는 유선 전화들, 스마트폰들, 태블릿들, 추적 디바이스들, 자산 태그들 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다수의 타입들의 디바이스들 중 임의의 것에 의해 구현될 수 있다.
무선 (예컨대, 셀룰러 또는 WiFi) 네트워크에 액세스하고 있는 모바일 디바이스의 위치를 획득하는 것은, 예를 들어, 긴급 호출들, 개인용 내비게이션, 자산 추적, 친구 또는 가족 구성원의 로케이팅 등을 포함하는 다수의 어플리케이션들에 유용할 수도 있다. 모바일 디바이스의 위치를 추정하는데 사용될 수도 있는 일 타입의 포지셔닝 방법은 무선 네트워크에서 모바일 디바이스와 다른 엔드포인트 (송신기 및/또는 수신기) 사이의 하나 이상의 신호들에 대한 비행 시간 또는 전파 시간을 결정하는 레인징 측정이다. 무선 주파수 (RF) 신호의 비행 시간은 2개의 엔드포인트들 사이의 레인지 (거리) 에 대응하며, 예를 들어, 레인지는 비행 시간을 광 속도로 제산한 것이다.
예로서, 하나의 시간 레인징 측정치는, 예를 들어, 액세스 포인트 또는 기지국으로부터 모바일 디바이스로 또는 그 반대로, 하나의 엔티티와 다른 엔티티 사이의 RF 신호에 대한 전파 시간 플러스 수신될 리턴 신호, 예를 들어, 그 신호의 확인응답에 대한 전파 시간을 측정하는 라운드 트립 시간 (RTT) 이다. 시간 지연은 2개의 엔드포인트들 사이의 경로들에 대한 전파 시간들을 포함하고, 이는 2개의 통신 엔드포인트들 사이의 거리에 비례한다. 시간 지연은, 예를 들어, 신호를 수신하고 프로세싱하고 응답하기 위한 엔드포인트 내의 프로세싱 지연들을 더 포함한다. 프로세싱 지연들은 정확한 포지션 측정치를 획득하기 위해 RTT 측정치로부터 교정될 수도 있다.
레인징 측정의 다른 예는 단측형이다. 예를 들어, 신호는 송신된 신호들의 출발 시간 (TOD) 과 함께 송신기로부터 수신기로 전송될 수도 있다. 수신기는 신호의 도달 시간 (TOA) 을 측정할 수도 있으며, 이는, 2개의 엔드포인트들 사이의 거리에 대응하는, 2개의 통신 엔드포인트들 사이의 신호에 대한 전파 시간을 결정하기 위해 수신된 TOD 와 함께 사용될 수도 있다.
레인징 측정치들에서의 에러 또는 불확실성의 일반적인 소스는 다중경로 신호들, 예를 들어, 하나 이상의 개재하는 오브젝트들에 의해 반사되거나, 굴절되거나 또는 그렇지 않으면 편향되고 2 이상의 직선 경로들을 통해 디바이스에 도달하는 신호들에 기인한 것이다. 가시선 (LOS) 신호들, 예를 들어, 직선 경로에서 송신기로부터 직접 수신되는 무선 주파수 신호들의 사용이 레인징 측정들을 위해 선호된다.
일 구현에서, 본 명세서에 설명된 바와 같이, 미리정의된 기하학적 구조를 갖는 다중의 안테나들은, 레인지 측정들을 개선하기 위해 공간적으로 다양한 안테나 구조를 제공하도록 모바일 디바이스와 함께 사용될 수도 있다. 모바일 디바이스의 안테나 구조에서의 공간 다이버시티는, 안테나의 상이한 위치들이 다중경로 에러가 식별될 수도 있는 상이한 신호 특성들을 경험할 수 있게 한다. 예를 들어, 다중경로 지배적 에러에 대해, 공간적으로 다양한 안테나는, 다중의 안테나들로부터의 가장 이른 도달 경로 측정치들을 식별하는데 사용될 수도 있다. 다중의 안테나들로부터의 가장 이른 도달 경로 측정치는 레인징을 위해 사용될 수도 있고, 이에 의해, 다중경로 레인징 에러를 최소화하거나 제거할 수도 있다. 부가적으로, 일 구현에서, 다중의 독립적인 측정치들로, 최상의 앙상블 피팅 (ensemble fit) 이 제로 평균 분포 에러들에 대해 사용될 수도 있다.
이들 기법들 및 다른 양태들은, 본 개시의 특정 양태들로 지향된 다음의 설명 및 관련 도면들에 개시된다. 대안적인 양태들이 본 개시의 범위로부터 일탈함없이 안출될 수도 있다. 부가적으로, 본 개시의 널리 공지된 엘리먼트들은, 본 개시의 관련 상세들을 불명료하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않거나 생략될 것이다.
도 1a 는, LOS 및 다중경로 신호들이 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하여 구별될 수도 있는 무선 네트워크 (100) 의 2개의 엔드포인트 컴포넌트들을 도시한 단순화된 환경을 예시한다. 도 1a 에 예시된 바와 같이, 무선 네트워크 (100) 의 하나의 엔드포인트는, 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (104) 를 포함할 수도 있고 수신기 (Rx) 로서 예시되는 모바일 디바이스 (102) 이다. 무선 네트워크 (100) 의 다른 엔드포인트는 공지된 고정 위치를 갖는 송신기 (Tx) (110) 로서 예시된다. 송신기 (110) 는 단일의 안테나 (112) 를 가질 수도 있지만, 원한다면, 송신기 (110) 상의 안테나 어레이가 사용될 수도 있다.
도 1a 는, 예를 들어, 송신기로부터 모바일 디바이스 (102) 로의 신호에 대한 비행 시간을 결정함으로써, 예를 들어, 단측형 레인징 프로세스를 사용하여 모바일 디바이스 (102) 와 송신기 (110) 사이의 레인지를 결정하는데 사용되는 무선 네트워크 (100) 를 예시한다. 하지만, 원한다면, RTT 와 같이 다른 레인징 절차들이 사용될 수도 있으며, 이 경우, 모바일 디바이스 (102) 및 송신기 (110) 양자 모두는 수신기들 및 송신기들 양자 모두를 포함한다. 편의상, 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (102) 의 사용은, 달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서는 단측형 레인징 절차의 컨텍스트에서 설명될 것이다.
도 1a 에 예시된 바와 같이, 송신기 (110) 는, 모바일 디바이스 (102) 에 의해 수신되고 레인징 절차를 위해 사용될 수도 있는 LOS 경로 (114) 를 따라 신호를 송신할 수도 있다. 하지만, 환경은, 다중경로들 (116 및 118) 을 따라 신호를 반사하거나 또는 그렇지 않으면 편향시킬 수도 있는 벽들 (122 및 124) 로서 예시된 다중의 오브젝트들을 포함할 수도 있다. 알 수 있는 바와 같이, 신호에 의해 이동되는 경로는 LOS 경로 (114) 에 대해서보다는 다중경로들 (116 및 118) 에 대해서 더 크며, 따라서, 정확한 레인징 측정치가 LOS 경로 (114) 를 따라 수신되는 신호를 식별하는 것이 바람직하다. 일부 상황들에서, LOS 경로가 없을 수도 있지만, 그럼에도 불구하고, 그러한 상황들에서, 다중경로 신호들에 의해 제시되는 에러들을 감소시키기 위해 가장 짧은 다중경로를 따르는 신호를 식별하는 것이 여전히 바람직할 것임이 이해되어야 한다. 예시된 바와 같이, 추가적인 송신기들 (110A 및 110B) 이 존재할 수도 있다. 모바일 디바이스 (102) 는, 송신기들 (110, 110A, 및 110B) 의 위치들에 대한 지식으로, 송신기들 (110, 110A, 및 110B) 의 각각에 대한 정확한 레인지를 결정할 수도 있으며, 예를 들어, 삼변측량을 사용하여 모바일 디바이스 (102) 의 위치를 결정할 수도 있다.
공간적으로 다양한 안테나 어레이 (104) 및 연관된 방법들은, 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 안테나 어레이의 상이한 위치들이 LOS 신호 (또는 적어도 가장 짧은 다중경로를 따르는 신호) 가 식별될 수도 있는 상이한 신호 특성들을 경험할 수 있게 한다.
도 1b 는, LOS 및 다중경로 신호들이 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하여 구별될 수도 있는 무선 네트워크 (150) 의 2개의 엔드포인트 컴포넌트들을 도시한 다른 단순화된 환경을 예시한다. 도 1b 는 도 1a 와 유사하지만, 도 1b 에서, 송신기 (110) 는 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (162) 를 포함하는 것으로서 예시되고, 모바일 디바이스 (102) 는 단일의 안테나 (154) 를 가질 수도 있지만, 예를 들어, 도 1a 에 예시된 바와 같이, 원한다면, 모바일 디바이스 (102) 상의 안테나 어레이가 사용될 수도 있다.
도 1b 에 예시된 바와 같이, 송신기 (110) 는 LOS 경로 (164) 를 따라 그리고 예를 들어, 오브젝트들 (122 및 124) 로부터 반사된 다중경로들 (166 및 168) 을 따라 안테나 어레이 (162) 로부터 신호들을 송신할 수도 있다. 예를 들어, 안테나 어레이 (162) 에서의 각각의 안테나 엘리먼트는 동일한 캐리어 주파수 상에서 고유한 포지셔닝 신호를 송신할 수도 있다. 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (162) 및 연관된 방법들은, 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 안테나 어레이의 상이한 위치들이 LOS 신호 (또는 적어도 가장 짧은 다중경로를 따르는 신호) 가 식별될 수도 있는 상이한 신호 특성들을 경험할 수 있게 한다.
예시된 바와 같이, 추가적인 송신기들 (110A 및 110B) 이 존재할 수도 있다. 모바일 디바이스 (102) 는, 송신기들 (110, 110A, 및 110B) 의 위치들에 대한 지식으로, 송신기들 (110, 110A, 및 110B) 의 각각에 대한 정확한 레인지를 결정할 수도 있으며, 예를 들어, 삼변측량을 사용하여 모바일 디바이스 (102) 의 위치를 결정할 수도 있다.
본 명세서에서 논의된 공간적으로 다양한 안테나 구조 및 방법들은 산업용 IOT (IIOT) 에 특히 적합할 수도 있지만, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 추가적인 무선 광역 네트워크 (WWAN) 안테나들과 연관된 추가적인 비용들은 총 시스템 비용을 고려하여 엄두를 내지 못할 수도 있다. 공간적으로 다양한 안테나 어레이 구조는 자동화를 위해 팩토리 플로어 상의 로봇들 또는 모바일 디바이스들에 피팅될 수도 있다. 예를 들어, 팩토리 플로어 상에서, 안테나 구조는 제약된 포즈를 가지며, 즉, 수평 평면 상에서 주로 유지될 수도 있으며, 이는 프로세싱을 단순화할 수도 있다. 부가적으로, 나침반, 자력계, 자이로스코프 등과 같은 배향 센서들이 방위각 결정을 위해 용이하게 포함될 수도 있다. 팩토리 설정에서, 안테나 구조의 높이는, 안테나가 로봇 상의 고정된 포지션에 장착될 수도 있으므로, 일반적으로 공지될 수도 있다. 그러한 팩터들은, 특히, IIOT 디바이스에서, 예를 들어, 팩토리 플로어 상에서 단순화되지만, 이들 팩터들은 요건이 아니며, 다른 타입들의 디바이스들이 유리하게는 본 명세서에서 논의된 공간적으로 다양한 안테나 구조 및 방법들을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 공간적으로 다양한 안테나 구조 및 방법들은 스마트폰 또는 다른 소비자 디바이스들을 위해 사용될 수도 있지만, 다중의 안테나들로부터의 증가된 비용, 공간 다이버시티를 위해 이용가능한 안테나 구조의 사이즈에 대한 제한들, 및 제약되지 않은 디바이스 포즈 및 높이가 존재할 수도 있다.
도 2 는 모바일 디바이스 (200) 을 예시하며, 모바일 디바이스 (200) 은 모바일 디바이스 (102) 의 일 예이고, 프로세서 (210), 소프트웨어 (SW) (212) 를 포함하는 메모리 (211), 하나 이상의 센서들 (213), 트랜시버 (215) 에 대한 트랜시버 인터페이스 (214), 사용자 인터페이스 (216), 카메라 (218), 및 포지션 디바이스 (PD) (219) 를 포함하는 컴퓨팅 플랫폼을 포함한다. 프로세서 (210), 메모리 (211), 센서(들) (213), 트랜시버 인터페이스 (214), 사용자 인터페이스 (216), 카메라 (218), 및 포지션 디바이스 (219) 는 (예컨대, 광학 및/또는 전기 통신을 위해 구성될 수도 있는) 버스 (220) 에 의해 서로 통신가능하게 커플링될 수도 있다. 도시된 장치 중 하나 이상 (예를 들어, 카메라 (218), 포지션 디바이스 (219), 및/또는 센서(들) (213) 중 하나 이상 등) 은 모바일 디바이스 (200) 로부터 생략될 수도 있고, 부가적으로, 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 수신기와 같은 하나 이상의 추가적인 장치가 포함될 수도 있다. 프로세서 (210) 는 하나 이상의 지능형 하드웨어 디바이스들, 예컨대, 중앙 프로세싱 유닛 (CPU), 마이크로제어기, 주문형 집적 회로 (ASIC) 등을 포함할 수도 있다. 프로세서 (210) 는 어플리케이션 프로세서 (230), 디지털 신호 프로세서 (DSP) (231), 모뎀 프로세서 (232), 비디오 프로세서 (233), 및/또는 센서 프로세서 (234) 를 포함하는 다중의 프로세서들을 포함할 수도 있다. 프로세서들 (230-234) 중 하나 이상은 다중의 디바이스들 (예컨대, 다중의 프로세서들) 을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 센서 프로세서 (234) 는, 예컨대, 레이더, 초음파, 및/또는 라이다 등을 위한 프로세서들을 포함할 수도 있다. 모뎀 프로세서 (232) 는 듀얼 SIM/듀얼 접속성 (또는 심지어 더 많은 SIM들) 을 지원할 수도 있다. 예를 들어, SIM (가입자 아이덴티티 모듈 또는 가입자 식별 모듈) 은 OEM (Original Equipment Manufacturer) 에 의해 사용될 수도 있고, 다른 SIM 은 접속성을 위해 모바일 디바이스 (200) 의 최종 사용자에 의해 사용될 수도 있다. 메모리 (211) 는, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 디스크 메모리, 및/또는 판독 전용 메모리 (ROM) 등을 포함할 수도 있는 비일시적 저장 매체이다. 메모리 (211) 는, 실행될 경우, 프로세서 (210) 로 하여금 본 명세서에서 설명된 다양한 기능들을 수행하기 위해 프로그래밍된 특수 목적 컴퓨터로서 동작하게 하도록 구성되는 명령들을 포함하는 프로세서 판독가능, 프로세서 실행가능 소프트웨어 코드일 수도 있는 소프트웨어 (212) 를 저장한다. 대안적으로, 소프트웨어 (212) 는 프로세서 (210) 에 의해 직접 실행가능하지 않을 수도 있지만, 프로세서 (210) 로 하여금, 예컨대, 컴파일 및 실행될 경우, 본 명세서에서 설명된 다양한 기능들을 수행하기 위한 특수 목적 컴퓨터로서 동작하게 하도록 구성될 수도 있다. 설명은 프로세서 (210) 가 기능을 수행하는 것만을 언급할 수도 있지만, 이것은 프로세서 (210) 가 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 실행하는 경우와 같은 다른 구현들을 포함한다. 설명은 프로세서들 (230-234) 중 하나 이상이 기능을 수행하는 것에 대한 축약으로서 프로세서 (210) 가 기능을 수행하는 것을 언급할 수도 있다. 설명은 모바일 디바이스 (200) 의 하나 이상의 적절한 컴포넌트들이 기능을 수행하는 것에 대한 축약으로서 모바일 디바이스 (200) 가 기능을 수행하는 것을 언급할 수도 있다. 프로세서 (210) 는, 메모리 (211) 에 추가하여 및/또는 그 대신에, 저장된 명령들을 갖는 메모리를 포함할 수도 있다. 프로세서 (210) 의 기능성은 하기에서 더 충분히 논의된다.
도 2 에 도시된 모바일 디바이스 (200) 의 구성은 일 예이고, 청구항들을 포함하는 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 다른 구성들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스의 예시적인 구성은 프로세서 (210) 의 프로세서들 (230-234) 중 하나 이상, 메모리 (211), 및 무선 트랜시버 (240) 를 포함한다. 다른 예시적인 구성들은 프로세서 (210) 의 프로세서들 (230-234) 중 하나 이상, 메모리 (211), 무선 트랜시버 (240), 및 센서(들) (213), 사용자 인터페이스 (216), 카메라 (218), PD (219), 및/또는 유선 트랜시버 (250) 중 하나 이상을 포함한다.
모바일 디바이스 (200) 는, 트랜시버 (215) 에 의해 수신되고 하향 변환된 신호들의 기저대역 프로세싱을 수행 가능할 수도 있는 모뎀 프로세서 (232) 를 포함할 수도 있다. 모뎀 프로세서 (232) 는 트랜시버 (215) 에 의한 송신을 위해 상향변환될 신호들의 기저대역 프로세싱을 수행할 수도 있다. 또한 또는 대안적으로, 기저대역 프로세싱은 프로세서 (230) 및/또는 DSP (231) 에 의해 수행될 수도 있다. 하지만, 다른 구성들이 기저대역 프로세싱을 수행하기 위해 사용될 수도 있다.
모바일 디바이스 (200) 는, 예를 들어, 하나 이상의 관성 센서들, 하나 이상의 기압 센서들, 하나 이상의 자력계들, 하나 이상의 환경 센서들, 하나 이상의 광학 센서들, 하나 이상의 중량 센서들, 및/또는 하나 이상의 무선 주파수 (RF) 센서들 등과 같은 다양한 타입들의 센서들 중 하나 이상을 포함할 수도 있는 센서(들) (213) 를 포함할 수도 있다. 관성 측정 유닛 (IMU) 은, 예를 들어, 하나 이상의 가속도계들 (예컨대, 3 차원들에서 모바일 디바이스 (200) 의 가속도에 집합적으로 응답함), 하나 이상의 자이로스코프들, 하나 이상의 자력계들, 디지털 나침반, 또는 이들의 조합을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 자력계들 및/또는 디지털 나침반은 다양한 목적들 중 임의의 목적을 위해, 예컨대, 하나 이상의 나침반 어플리케이션들을 지원하기 위해 사용될 수도 있는 (예컨대, 자북 및/또는 진북에 대한) 배향을 결정하는데 사용될 수도 있다. 환경 센서(들) 는, 예를 들어, 하나 이상의 온도 센서들, 하나 이상의 기압 센서들, 하나 이상의 주변 광 센서들, 하나 이상의 카메라 이미저들, 및/또는 하나 이상의 마이크로폰들 등을 포함할 수도 있다. 센서(들) (213) 는, 예를 들어, 포지셔닝 및/또는 내비게이션 동작들에 관한 어플리케이션들과 같은 하나 이상의 어플리케이션들의 지원으로, 메모리 (211) 에 저장되고 DSP (231) 및/또는 프로세서 (230) 에 의해 프로세싱될 수도 있는 아날로그 및/또는 디지털 신호 표시들을 생성할 수도 있다.
센서(들) (213) 는 상대 위치 측정들, 상대 위치 결정, 모션 결정 등에 사용될 수도 있다. 센서(들) (213) 에 의해 검출된 정보는 모션 검출, 상대 변위, 데드 레커닝 (dead reckoning), 센서 기반 위치 결정, 및/또는 센서 보조 위치 결정을 위해 사용될 수도 있다. 센서(들) (213) 는, 모바일 디바이스 (200) 가 고정식 (정지식) 인지 또는 이동식인지를 결정하는데 유용할 수도 있다. 예를 들어, 센서(들) 에 의해 획득/측정된 정보에 기초하여, 모바일 디바이스 (200) 는 모바일 디바이스 (200) 가 움직임들을 검출하였음을 또는 모바일 디바이스 (200) 가 이동하였음을 결정하고, (예컨대, 센서(들) (213) 에 의해 인에이블되는 데드 레커닝, 또는 센서 기반 위치 결정, 또는 센서 보조 위치 결정을 통해) 상대 변위/거리를 리포팅할 수도 있다. 다른 예에서, 상대 포지셔닝 정보를 위해, 센서들/IMU 는 모바일 디바이스 (200) 에 대한 다른 디바이스의 각도 및/또는 배향 등을 결정하는데 사용될 수 있다.
IMU 는, 상대 위치 결정에서 사용될 수도 있는 모바일 디바이스 (200) 의 모션의 방향 및/또는 모션의 속도에 관한 측정들을 제공하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, IMU 의 하나 이상의 가속도계들 및/또는 하나 이상의 자이로스코프들은 각각 모바일 디바이스 (200) 의 선형 가속도 및 회전 속도를 검출할 수도 있다. 모바일 디바이스 (200) 의 선형 가속도 및 회전 속도 측정들은 모바일 디바이스 (200) 의 변위 뿐만 아니라 순시 모션 방향을 결정하기 위해 시간에 걸쳐 적분될 수도 있다. 순시 모션 방향 및 변위는 모바일 디바이스 (200) 의 위치를 추적하기 위해 적분될 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스 (200) 의 레퍼런스 위치는, 예컨대, 시간의 순간 동안 레인징 및 삼변측량을 사용하여 (및/또는 일부 다른 수단에 의해) 결정될 수도 있고, 이 시간의 순간 이후에 취해진 가속도계(들) 및 자이로스코프(들)로부터의 측정들은 레퍼런스 위치에 대한 모바일 디바이스 (200) 의 움직임 (방향 및 거리) 에 기초하여 모바일 디바이스 (200) 의 현재 위치를 결정하기 위해 데드 레커닝에서 사용될 수도 있다. 모바일 디바이스 (200) 의 절대적 배향은, 레퍼런스 배향 및 자이로스코프 측정들을 사용하여, 예컨대, 레퍼런스 배향에 대한 모바일 디바이스 (200) 의 회전에 기초하여 유사하게 결정될 수도 있다.
자력계(들)는, 모바일 디바이스 (200) 의 배향을 결정하는데 사용될 수도 있는 상이한 방향들에서의 자기장 강도들을 결정할 수도 있다. 예를 들어, 배향은, 모바일 디바이스 (200) 가 모바일 디바이스 (200) 의 절대적 배향을 제공하기 위한 디지털 나침반으로서 사용될 수도 있다. 자력계는 2개의 직교 차원들에서 자기장 강도의 표시들을 검출하고 제공하도록 구성된 2차원 자력계일 수도 있다. 대안적으로, 자력계는 3개의 직교 차원들에서 자기장 강도의 표시들을 검출하고 제공하도록 구성된 3차원 자력계를 포함할 수도 있다. 자력계는, 자기장을 감지하고 자기장의 표시들을, 예컨대, 프로세서 (210) 에 제공하기 위한 수단을 제공할 수도 있다.
기압 센서(들)는 기압을 결정할 수도 있으며, 이는 모바일 디바이스 (200) 의 건물에서 고도 또는 현재 층 레벨을 결정하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스 (200) 가 층 레벨들을 변경한 때 뿐만 아니라 변경한 층들의 수를 검출하기 위해 차압 판독이 사용될 수도 있다. 기압 센서(들)는, 기압을 감지하고 기압의 표시들을, 예컨대, 프로세서 (210) 에 제공하기 위한 수단을 제공할 수도 있다.
트랜시버 (215) 는, 각각, 무선 커넥션들 및 유선 커넥션들을 통해 다른 디바이스들과 통신하도록 구성된 무선 트랜시버 (240) 및 유선 트랜시버 (250) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 무선 트랜시버 (240) 는 무선 신호들 (248) 을 (예컨대, 하나 이상의 업링크 채널들 및/또는 하나 이상의 사이드링크 채널들 상에서) 송신 및/또는 (예컨대, 하나 이상의 다운링크 채널들 및/또는 하나 이상의 사이드링크 채널들 상에서) 수신하고 그리고 무선 신호들 (248) 로부터 유선 (예컨대, 전기 및/또는 광학) 신호들로 그리고 유선 (예컨대, 전기 및/또는 광학) 신호들로부터 무선 신호들 (248) 로 신호들을 변환하기 위해 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (246) 에 커플링된 송신기 (242) 및 수신기 (244) 를 포함할 수도 있다. 따라서, 송신기 (242) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 송신기들을 포함할 수도 있고, 및/또는 수신기 (244) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 수신기들을 포함할 수도 있다. 무선 트랜시버 (240) 는 5G 뉴 라디오 (NR), 모바일용 글로벌 시스템 (GSM), 유니버셜 모바일 원격통신 시스템 (UMTS), 어드밴스드 모바일 폰 시스템 (AMPS), 코드 분할 다중 액세스 (CDMA), 광대역 CDMA (WCDMA), 롱 텀 에볼루션 (LTE), LTE 다이렉트 (LTE-D), 3GPP LTE-V2X (PC5), IEEE 802.11 (IEEE 802.11p 를 포함), WiFi, WiFi 다이렉트 (WiFi-D), Bluetooth®, Zigbee 등과 같은 다양한 무선 액세스 기술들 (RAT들) 에 따라 (예컨대, 송신 수신 포인트들 (TRP들) 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들과) 신호들을 통신하도록 구성될 수도 있다. 뉴 라디오는 mm 파 주파수들 및/또는 서브-6GHz 주파수들을 사용할 수도 있다. 유선 트랜시버 (250) 는, 모바일 디바이스 (200) 가 연결될 수도 있는, 예컨대, 자산, 로봇, IIOT 디바이스 등과의 유선 통신을 위해 구성된 송신기 (252) 및 수신기 (254) 를 포함할 수도 있다. 송신기 (252) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 송신기들을 포함할 수도 있고, 및/또는 수신기 (254) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 수신기들을 포함할 수도 있다. 유선 트랜시버 (250) 는, 예컨대, 광학 통신 및/또는 전기 통신을 위해 구성될 수도 있다. 트랜시버 (215) 는, 예컨대, 광학 및/또는 전기 커넥션에 의해 트랜시버 인터페이스 (214) 에 통신가능하게 커플링될 수도 있다. 트랜시버 인터페이스 (214) 는 트랜시버 (215) 와 적어도 부분적으로 통합될 수도 있다.
사용자 인터페이스 (216) 는, 예를 들어, 스피커, 마이크로폰, 디스플레이 디바이스, 진동 디바이스, 키보드, 터치 스크린 등과 같은 수개의 디바이스들 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 사용자 인터페이스 (216) 는 이들 디바이스들의 임의의 것 중 하나 초과를 포함할 수도 있다. 사용자 인터페이스 (216) 는 사용자로 하여금 모바일 디바이스 (200) 에 의해 호스팅된 하나 이상의 어플리케이션들과 상호작용할 수 있게 하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스 (216) 는 사용자로부터의 액션에 응답하여 DSP (231) 및/또는 프로세서 (230) 에 의해 프로세싱될 아날로그 및/또는 디지털 신호들의 표시들을 메모리 (211) 에 저장할 수도 있다. 유사하게, 모바일 디바이스 (200) 상에 호스팅된 어플리케이션들은 출력 신호를 사용자에게 제시하기 위해 아날로그 및/또는 디지털 신호들의 표시들을 메모리 (211) 에 저장할 수도 있다. 사용자 인터페이스 (216) 는, 예를 들어, 스피커, 마이크로폰, 디지털-투-아날로그 회로부, 아날로그-투-디지털 회로부, 증폭기 및/또는 이득 제어 회로부 (이들 디바이스들의 임의의 하나 초과를 포함함) 를 포함하는 오디오 입력/출력 (I/O) 디바이스를 포함할 수도 있다. 오디오 I/O 디바이스의 다른 구성이 사용될 수도 있다. 또한 또는 대안적으로, 사용자 인터페이스 (216) 는, 예컨대, 사용자 인터페이스 (216) 의 키보드 및/또는 터치 스크린 상의 터치 및/또는 압력에 응답하는 하나 이상의 터치 센서들을 포함할 수도 있다.
모바일 디바이스 (200) 는 정지 또는 이동 이미지를 캡처하기 위한 카메라 (218) 를 포함할 수도 있다. 카메라 (218) 는, 예를 들어, 이미징 센서 (예컨대, 전하 커플링 디바이스 또는 CMOS 이미저), 렌즈, 아날로그-투-디지털 회로부, 프레임 버퍼들 등을 포함할 수도 있다. 캡처된 이미지들을 나타내는 신호들의 추가적인 프로세싱, 컨디셔닝, 인코딩, 및/또는 압축이 프로세서 (230) 및/또는 DSP (231) 에 의해 수행될 수도 있다. 또한 또는 대안적으로, 비디오 프로세서 (233) 는 캡처된 이미지들을 나타내는 신호들의 컨디셔닝, 인코딩, 압축, 및/또는 조작을 수행할 수도 있다. 비디오 프로세서 (233) 는, 예를 들어, 사용자 인터페이스 (216) 의 디스플레이 디바이스 (도시되지 않음) 상에 제시하기 위해 저장된 이미지 데이터를 디코딩/압축해제할 수도 있고/있거나, 예를 들어, 공지된 포지션들을 갖는 마커들의 이미지 인식에 기초하여, 배향의 결정을 도울 수도 있다.
포지션 디바이스 (PD) (219) 는 모바일 디바이스 (200) 의 포지션, 모바일 디바이스 (200) 의 모션, 및/또는 모바일 디바이스 (200) 의 상대 위치, 및/또는 시간을 결정하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, PD (219) 는 센서들 (213), 트랜시버들 (215), 카메라 (218) 와 통신하고, 및/또는 그 일부 또는 전부를 포함할 수도 있다. PD (219) 는 하나 이상의 포지셔닝 방법들 중 적어도 일부를 수행하기에 적절하게 프로세서 (210) 및 메모리 (211) 와 함께 작동할 수도 있지만, 본 명세서에서의 설명은 PD (219) 가 포지셔닝 방법(들)에 따라 수행하는 것 또는 수행하도록 구성되는 것만을 지칭할 수도 있다. PD (219) 는 레인징 및 삼변측량을 위해 도 1 에 도시된 송신기 (110) 로부터의 지상 기반 신호들 (예를 들어, 신호들 (248) 중 적어도 일부) 을 사용하여 모바일 디바이스 (200) 의 위치를 결정하도록 구성될 수도 있다. PD (219) 는 모바일 디바이스 (200) 의 위치를 결정하기 위해 (예컨대, 모바일 디바이스의 셀프 리포팅된 위치 (예컨대, 모바일 디바이스의 포지션 비컨의 부분) 에 의존하는) 하나 이상의 다른 기법들을 사용하도록 구성될 수도 있고, 모바일 디바이스 (200) 의 위치를 결정하기 위한 기법들 (예컨대, 데드 레커닝 및 지상 포지셔닝 신호들) 의 조합을 사용할 수도 있다. PD (219) 는, 모바일 디바이스 (200) 의 배향 및/또는 모션을 감지하고 프로세서 (210) (예컨대, 프로세서 (230) 및/또는 DSP (231)) 가 모바일 디바이스 (200) 의 모션 (예컨대, 속도 벡터 및/또는 가속도 벡터) 을 결정하기 위해 사용하도록 구성될 수도 있다는 그 표시들을 제공할 수도 있는 센서들 (213) (예컨대, 자이로스코프(들), 가속도계(들), 자력계(들) 등) 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. PD (219) 는 결정된 포지션 및/또는 모션에서 불확실성 및/또는 에러의 표시들을 제공하도록 구성될 수도 있다.
메모리 (211) 는, 프로세서 (210) 에 의해 실행될 경우 프로세서 (210) 로 하여금 본 명세서에 개시된 기능들을 수행하도록 프로그래밍된 특수 목적 컴퓨터로서 동작하게 할 수도 있는 실행가능 프로그램 코드 또는 소프트웨어 명령들을 포함하는 소프트웨어 (212) 를 저장할 수도 있다. 예시된 바와 같이, 메모리 (211) 는, 개시된 기능들을 수행하기 위해 프로세서 (210) 에 의해 구현될 수도 있는 하나 이상의 컴포넌트들 또는 모듈들을 포함할 수도 있다. 컴포넌트들 또는 모듈들이 프로세서 (210) 에 의해 실행가능한 메모리 (211) 에서의 소프트웨어 (212) 로서 예시되지만, 컴포넌트들 또는 모듈들은 다른 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수도 있거나 또는 프로세서 (210) 내에 있거나 프로세서에서 떨어진 전용 하드웨어일 수도 있음이 이해되어야 한다. 다수의 소프트웨어 모듈들 및 데이터 테이블들이 메모리 (211) 에 상주할 수도 있고, 본 명세서에서 설명된 통신들 및 기능성 양자 모두를 관리하기 위하여 프로세서 (210) 에 의해 활용될 수도 있다. 도시된 바와 같은 메모리 (211) 의 콘텐츠들의 조직화는 단지 예시적일 뿐이며, 그에 따라, 모듈들 및/또는 데이터 구조들의 기능성은 구현에 의존하여 상이한 방식들로 결합, 분리 및/또는 구조화될 수도 있음이 인식되어야 한다.
메모리 (211) 는, 예를 들어, 프로세서들 (210) 에 의해 구현될 경우, 안테나 어레이에서의 안테나들과 연관된 신호들의 도달 시간을 측정하고 그리고 각각의 안테나에 대한 측정된 상대적 수신 시간을 생성하도록 프로세서들 (210) 을 구성하는 측정된 상대적 수신 시간 모듈 (262) 을 포함할 수도 있다.
메모리 (211) 는, 예를 들어, 프로세서들 (210) 에 의해 구현될 경우, 각각의 안테나에 대한 추정된 레인지에 기초하여 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간을 생성하도록 프로세서들 (210) 을 구성하는 예상된 상대적 수신 시간 모듈 (264) 을 포함할 수도 있다.
메모리 (211) 는, 예를 들어, 프로세서들 (210) 에 의해 구현될 경우, 하나의 안테나에 대한 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들이 정렬되고 그리고 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들에 대해, 측정된 상대적 수신 시간이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되도록, 안테나 어레이에서의 안테나들에 대해 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키도록 프로세서들 (210) 을 구성하는 피팅 모듈 (266) 을 포함할 수도 있다. 프로세서들 (210) 은 예상된 상대적 수신 시간들 및 측정된 상대적 수신 시간들의 피팅 또는 진폭들 및/또는 기울기들의 비교에 기초하여 신호들의 비-가시선 수신을 검출하도록 추가로 구성될 수도 있다.
메모리 (211) 는, 예를 들어, 프로세서들 (210) 에 의해 구현될 경우, 예상된 상대적 수신 시간들 및 측정된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 모바일 디바이스와 송신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 프로세서들 (210) 을 구성하는 레인징 모듈 (268) 을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 프로세서들 (210) 은 레인지를 결정하기 위해, 정렬된 안테나와 연관된 신호의 도달 시간을 사용하고 송신 디바이스로부터 수신된 신호의 출발 시간을 사용하도록 구성될 수도 있다. 프로세서들 (210) 은 레인지를 결정하기 위해, 정렬된 안테나와 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트 사이의 물리적 관계를 추가로 사용하도록 구성될 수도 있다.
메모리 (211) 는, 예를 들어, 프로세서들 (210) 에 의해 구현될 경우, 다수의 송신기들에 대한 결정된 레인지들 및 예를 들어, 삼변측량을 사용한 송신기들의 공지된 포지션들에 기초하여, 모바일 디바이스의 포지션을 결정하도록 프로세서들 (210) 을 구성하는 포지셔닝 모듈 (270) 을 포함할 수도 있다.
도 3 은, 예를 들어, 도 1a 및 도 1b 에 도시된 송신기 (110) 일 수도 있는 송신 수신 포인트 (TRP) (300) 의 일 예를 도시한다. TRP (300) 는 프로세서 (310), 소프트웨어 (SW) (312) 를 포함하는 메모리 (311), 및 트랜시버 (315) 를 포함하는 컴퓨팅 플랫폼을 포함한다. 프로세서 (310), 메모리 (311), 및 트랜시버 (315) 는 (예컨대, 광학 및/또는 전기 통신을 위해 구성될 수도 있는) 버스 (320) 에 의해 서로 통신가능하게 커플링될 수도 있다. 도시된 장치 중 하나 이상 (예컨대, 무선 인터페이스) 은 TRP (300) 로부터 생략될 수도 있다. 프로세서 (310) 는 하나 이상의 지능형 하드웨어 디바이스들, 예컨대, 중앙 프로세싱 유닛 (CPU), 마이크로제어기, 주문형 집적 회로 (ASIC) 등을 포함할 수도 있다. 프로세서 (310) 는 다중의 프로세서들 (예컨대, 도 2 에 도시된 것과 유사한 어플리케이션 프로세서, DSP, 모뎀 프로세서, 비디오 프로세서, 및/또는 센서 프로세서 중 하나 이상을 포함함) 을 포함할 수도 있다. 메모리 (311) 는, 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 디스크 메모리, 및/또는 판독 전용 메모리 (ROM) 등을 포함할 수도 있는 비일시적 저장 매체이다. 메모리 (311) 는, 실행될 경우, 프로세서 (310) 로 하여금 본 명세서에서 설명된 다양한 기능들을 수행하기 위해 프로그래밍된 특수 목적 컴퓨터로서 동작하게 하도록 구성되는 명령들을 포함하는 프로세서 판독가능, 프로세서 실행가능 소프트웨어 코드일 수도 있는 소프트웨어 (312) 를 저장한다. 대안적으로, 소프트웨어 (312) 는 프로세서 (310) 에 의해 직접 실행가능하지 않을 수도 있지만, 프로세서 (310) 로 하여금, 예컨대, 컴파일 및 실행될 경우, 본 명세서에서 설명된 다양한 기능들을 수행하기 위한 특수 목적 컴퓨터로서 동작하게 하도록 구성될 수도 있다. 설명은 프로세서 (310) 가 기능을 수행하는 것만을 언급할 수도 있지만, 이것은 프로세서 (310) 가 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 실행하는 경우와 같은 다른 구현들을 포함한다. 설명은 프로세서 (310) 에 포함된 프로세서들 중 하나 이상이 기능을 수행하는 것에 대한 축약으로서 프로세서 (310) 가 기능을 수행하는 것을 언급할 수도 있다. 설명은 TRP (300) 의 (및 따라서, 송신기들 (110, 110a, 110b) 중 하나의) 하나 이상의 적절한 컴포넌트들이 기능을 수행하는 것에 대한 축약으로서 TRP (300) 가 기능을 수행하는 것을 언급할 수도 있다. 프로세서 (310) 는, 메모리 (311) 에 추가하여 및/또는 그 대신에, 저장된 명령들을 갖는 메모리를 포함할 수도 있다. 프로세서 (310) 의 기능성은 하기에서 더 충분히 논의된다.
트랜시버 (315) 는, 각각, 무선 커넥션들 및 유선 커넥션들을 통해 다른 디바이스들과 통신하도록 구성된 무선 트랜시버 (340) 및 유선 트랜시버 (350) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 무선 트랜시버 (340) 는 무선 신호들 (348) 을 (예컨대, 하나 이상의 업링크 채널들 및/또는 하나 이상의 다운링크 채널들 상에서) 송신 및/또는 (예컨대, 하나 이상의 다운링크 채널들 및/또는 하나 이상의 업링크 채널들 상에서) 수신하고 그리고 무선 신호들 (348) 로부터 유선 (예컨대, 전기 및/또는 광학) 신호들로 그리고 유선 (예컨대, 전기 및/또는 광학) 신호들로부터 무선 신호들 (348) 로 신호들을 변환하기 위해 공간적으로 다양한 안테나 어레이일 수도 있는 하나 이상의 안테나들 (346) 에 커플링된 송신기 (342) 및 수신기 (344) 를 포함할 수도 있다. 따라서, 송신기 (342) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 송신기들을 포함할 수도 있고, 및/또는 수신기 (344) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 수신기들을 포함할 수도 있다. 무선 트랜시버 (340) 는 5G 뉴 라디오 (NR), 모바일용 글로벌 시스템 (GSM), 유니버셜 모바일 원격통신 시스템 (UMTS), 어드밴스드 모바일 폰 시스템 (AMPS), 코드 분할 다중 액세스 (CDMA), 광대역 CDMA (WCDMA), 롱 텀 에볼루션 (LTE), LTE 다이렉트 (LTE-D), 3GPP LTE-V2X (PC5), IEEE 802.11 (IEEE 802.11p 를 포함), WiFi, WiFi 다이렉트 (WiFi-D), Bluetooth®, Zigbee 등과 같은 다양한 무선 액세스 기술들 (RAT들) 에 따라 (예컨대, 모바일 디바이스 (200), 하나 이상의 다른 모바일 디바이스들, 및/또는 하나 이상의 다른 디바이스들과) 신호들을 통신하도록 구성될 수도 있다. 유선 트랜시버 (350) 는, 예를 들어, 다른 TRP들 또는 코어 네트워크로 통신들을 전송하고 그로부터 통신들을 수신하기 위해, 예컨대, 네트워크와의 유선 통신을 위해 구성된 송신기 (352) 및 수신기 (354) 를 포함할 수도 있다. 송신기 (352) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 송신기들을 포함할 수도 있고, 및/또는 수신기 (354) 는 별개의 컴포넌트들 또는 결합된/통합된 컴포넌트들일 수도 있는 다중의 수신기들을 포함할 수도 있다. 유선 트랜시버 (350) 는, 예컨대, 광학 통신 및/또는 전기 통신을 위해 구성될 수도 있다.
도 3 에 도시된 TRP (300) 의 구성은 일 예이고, 청구항들을 포함하는 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 다른 구성들이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 본 명세서에서의 설명은, TRP (300) 가 수개의 기능들을 수행하거나 수행하도록 구성되지만, 이들 기능들 중 하나 이상은 코어 네트워크에서의 위치 서버 및/또는 모바일 디바이스 (200) 에 의해 수행될 수도 있음을 논의한다 (즉, 코어 네트워크에서의 위치 서버 및/또는 모바일 디바이스 (200) 는 이들 기능들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수도 있음).
메모리 (311) 는, 프로세서 (310) 에 의해 실행될 경우 프로세서 (310) 로 하여금 본 명세서에 개시된 기능들을 수행하도록 프로그래밍된 특수 목적 컴퓨터로서 동작하게 할 수도 있는 실행가능 프로그램 코드 또는 소프트웨어 명령들을 포함하는 소프트웨어 (312) 를 저장할 수도 있다. 예시된 바와 같이, 메모리 (311) 는, 개시된 기능들을 수행하기 위해 프로세서 (310) 에 의해 구현될 수도 있는 하나 이상의 컴포넌트들 또는 모듈들을 포함할 수도 있다. 컴포넌트들 또는 모듈들이 프로세서 (310) 에 의해 실행가능한 메모리 (311) 에서의 소프트웨어 (312) 로서 예시되지만, 컴포넌트들 또는 모듈들은 다른 컴퓨터 판독가능 매체에 저장될 수도 있거나 또는 프로세서 (310) 내에 있거나 프로세서에서 떨어진 전용 하드웨어일 수도 있음이 이해되어야 한다. 다수의 소프트웨어 모듈들 및 데이터 테이블들이 메모리 (311) 에 상주할 수도 있고, 본 명세서에서 설명된 통신들 및 기능성 양자 모두를 관리하기 위하여 프로세서 (310) 에 의해 활용될 수도 있다. 도시된 바와 같은 메모리 (311) 의 콘텐츠들의 조직화는 단지 예시적일 뿐이며, 그에 따라, 모듈들 및/또는 데이터 구조들의 기능성은 구현에 의존하여 상이한 방식들로 결합, 분리 및/또는 구조화될 수도 있음이 인식되어야 한다.
메모리 (311) 는, 예를 들어, 프로세서 (310) 에 의해 구현될 경우, 레인징을 위해 1 초과의 신호들을 모바일 디바이스 (102) 로 전송하는 것을 포함하여 모바일 디바이스 (102) 와의 레인징 절차를 수행하도록 프로세서 (310) 를 구성하는 레인징 모듈 (362) 을 포함할 수도 있다. 프로세서 (310) 는 안테나를 통해 하나의 신호를 송신하거나 안테나 어레이에서의 각각의 안테나로부터 신호들을 송신하도록 구성될 수도 있으며, 여기서, 각각의 신호는, 동일한 캐리어 주파수 상의 고유한 포지셔닝 신호와 같은 상이한 신호 특성을 갖는다. 프로세서 (310) 는 추가로, 송신된 신호(들)의 출발 시간을 송신하도록 구성될 수도 있다.
일 구현에서, 미리정의된 기하학적 구조를 갖는 공간적으로 다양한 안테나 어레이는, 최소화된 다중경로 에러를 갖는 모바일 디바이스와 다른 엔티티 사이의 레인지 측정들을 생성하는데 사용될 수도 있다. 안테나 어레이에서의 안테나 엘리먼트들은, 예를 들어, 상이한 위치들에 있고 상이한 신호 특성들을 경험하며, 이는 신호에 대한 가장 이른 도달 경로를 식별하는데 사용될 수도 있다. 가장 이른 도달은 레인징 측정을 위해 사용될 수도 있다.
도 4a 는, 예로서, 송신기 안테나 (410) 에 의해 송신된 LOS 신호 (412) 의 안테나 어레이 (402) 에 의한 신호 수신 (400) 을 예시한다. 안테나 어레이 (402) 는, 공지된 기하학적 관계를 갖는, 때때로 집합적으로 안테나들 (404) 로서 지칭되는 다수의 개별 안테나들 (4041, 4042, … 404N) 을 포함한다. 안테나 어레이 (402) 는 모바일 디바이스 (102) 의 부분일 수도 있고, 송신기 안테나는 도 1a 에 도시된 송신기 (110) 의 부분일 수도 있다. 예를 들어, 각각의 안테나 (404) 는 직선을 따라 인접한 안테나로부터 공지된 거리에 있을 수도 있다. 예를 들어, 예시된 바와 같이, 안테나들 (4041 및 404N) 은 안테나 어레이 (402) 의 중심 (C) 으로부터 거리 (R) 에 있을 수도 있고, 나머지 안테나들은 선형 안테나 어레이 (402) 를 따라 대칭적으로 배열될 수도 있다. 안테나들의 다른 기하학적 관계들 및 배열들이, 원한다면, 사용될 수도 있다. 예시된 바와 같이, 도 4a 에서 선형 안테나 어레이 (402) 의 중심 (C) 으로서 예시된, 안테나 어레이에 대한 공지된 관계를 갖는 레퍼런스 포인트는 송신기 안테나 (410) 까지의 거리 (L) 를 갖는다. 부가적으로, 선형 안테나 어레이 (402) 는 송신기 안테나 (410) 에 대한 각도 (
Figure 112023015964835-pct00001
) 로 배향될 수도 있으며, 송신기 안테나 (410) 는 안테나 어레이 (402) 에 대한 앙각 (β) 을 가질 수도 있다.
레인징 측정 동안, 안테나 어레이 (402) 에 대한 레퍼런스 포인트까지의 거리 (L) 는 신호 (412) 의 출발 시간 (TOD) 과 도달 시간 (TOA) 사이의 차이에 기초하여 측정된다. 예를 들어, TOD 는 신호 (412) 에 포함될 수도 있거나 별도의 신호로 전송될 수도 있다. 물론, 안테나 어레이 (402) 에서의 각각의 안테나 (404) 는 신호 (412) 를 수신하지만, 안테나 어레이 (402) 의 지오메트리 및 배향으로 인해, 각각의 안테나 (404) 는 약간 상이한 시간에 신호를 수신할 것이다. 예를 들어, 송신기 어레이 (410) 와 안테나 (4042) 사이 보다는 송신기 어레이 (410) 와 4041 사이에서 신호 (412) 가 이동하는 것이 더 오래 걸릴 것이다.
도 4b 는, 예로서, 각각의 안테나 (404) 에서의 신호 (412) 의 상대적 수신 시간 (거리) 에 대한 안테나 어레이 (402) 상의 각각의 안테나 (404) 의 포지션을 시각적으로 예시한 곡선 (450) 을 도시한다. 각각의 안테나 (404) 에서의 상대적 수신 시간은, 거리를 생성하기 위해 광 속도 상수 (무선 주파수 신호의 속도) 에 의해 시간이 제산될 수도 있으므로, 거리에 대응한다. 각각의 안테나 (404) 에서의 상대적 수신 시간 (거리) 은 송신기 안테나 (410) 에 대한 안테나 어레이 (402) 의 대략적인 배향, 안테나 어레이 (402) 에서의 안테나들 (404) 의 상대 위치들, 및 송신기 안테나 (410) 까지의 거리의 함수, 예를 들어,
Figure 112023015964835-pct00002
, β, R, 및 L 의 함수이다. 예를 들어, 도 4b 에 예시된 바와 같이, 안테나 어레이 (402) 의 중심 (C) 에 대한 상대적 수신 시간 (거리) 은 L+X 이며, 여기서, L 은 도 4a 에 도시된 거리이고, X 는, 모바일 디바이스 (102) 가 송신기 (110) 에 동기화된 정확한 안정적인 클록을 갖지 않을 수도 있으므로 미지의 오프셋이다. 안테나 어레이 (402) 에서의 다른 안테나들에 대한 상대적 수신 시간 (거리) 은, 부가적으로,
Figure 112023015964835-pct00003
, β, 및 L 그리고 안테나 어레이 (402) 의 중심 (C) 로부터의 그들의 거리의 함수이다. 예를 들어, 안테나들 (4041 및 404N) 에 대한 상대적 수신 시간 (거리) 은, 각각, L+F1(
Figure 112023015964835-pct00004
, β, R)+X 및 L+F2(
Figure 112023015964835-pct00005
, β, R)+X 이며, 예를 들어, 여기서, F1(
Figure 112023015964835-pct00006
, β, R) 및 F2(
Figure 112023015964835-pct00007
, β, R) 은 기하학적 함수들이다. 예를 들어, 송신기 안테나 (410) 로의 방향에 대한 안테나 어레이 (402) 의 배향, 송신기 안테나 (410) 에 대한 안테나 어레이 (402) 의 앙각 (β) 및 안테나 어레이 (402) 의 중심으로부터의 반경 (R) 에 기초하여, 기본 지오메트리 및 삼각 함수들이 함수들 (F1 및 F2) 을 명시적으로 표현하기 위해 사용될 수도 있다. 반경 (R) 이 거리 (L) 에 비해 작은 경우, F1 및 F2 는 거의 동일할 (하지만 크기가 반대일) 것이지만, 반경 (R) 이 거리 (L) 에 비해 상대적으로 큰 경우, 지오메트리는 대칭이 아닐 수도 있음을 유의한다.
도 4a 및 도 4b 는 LOS 신호 (412) 의 수신 및 LOS 신호에 대한 상대적 수신 시간들을 예시한다. 하지만, 실제로, 특히 실내 위치에서, 안테나 어레이 (402) 에서의 안테나들 (404) 이 또한, 다중경로 신호들을 수신할 것이고, 이는 송신 안테나에 대한 레인지를 정확하게 결정하는 것을 훨씬 더 어렵게 만든다.
유사한 배열에서, 공간적으로 다양한 안테나 어레이가 송신기 (110) 상에 위치될 수도 있으며 (도 1b 에 도시됨), 여기서, 각각의 안테나는 상이한 신호 특성을 갖는 신호, 수신기 안테나에 의해 수신되는 동일한 캐리어 주파수 상의 고유한 포지셔닝 신호를 송신한다. 도 4a 에 예시된 바와 같이, 다중의 LOS 신호들을 송신하는데 사용되는 선형 안테나 어레이를 가정하면, 송신기 상의 안테나 어레이에서의 안테나들에 의해 송신된 LOS 신호들에 대한 수신기 안테나에서의 상대적 수신 시간은 도 4b 에 도시된 것과 유사할 것이다. 하지만, 다시, 실제로, 특히 실내 위치에서, 송신 안테나 어레이에서의 안테나들 중 일부는 다중경로 신호들을 따라 송신할 것이고, 이는 레인지를 정확하게 결정하는 것을 훨씬 더 어렵게 만든다.
레인징 측정들을 위해, 다중경로 신호들의 효과들을 제거하거나 적어도 최소화하는 것이 바람직하다.
도 5 는, 예로서, 포지셔닝 측정들에서 다중경로 신호들의 효과들을 감소시키거나 제거하기 위해 수신기 또는 송신기 상에서 공간적으로 다양한 안테나 어레이를 사용하기 위한 절차를 예시한 플로우 차트 (500) 를 도시한다.
블록 502 에 예시된 바와 같이, 신호들이 송신기로부터 수신된다. 예를 들어, 신호들은, 예컨대, 도 4 에 예시된 바와 같이, 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 다중의 안테나들에서 수신될 수도 있거나, 또는 신호들은, 상기에서 설명된 바와 같이, 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 다중의 안테나들로부터 상이한 신호 특성들로 송신될 수도 있다.
블록 504 에서, 신호들의 상대적 수신 시간이 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 수신기에서 측정된다. 예를 들어, 안테나 어레이에서의 상이한 안테나에서 수신되거나 또는 안테나 어레이에서의 상이한 안테나로부터 송신된 각각의 신호의 TOA 가 측정된다. 신호들의 TOA들은 레퍼런스 안테나에 대한 TOA 와 비교되어, 안테나 어레이들에서의 안테나들에 대한 신호들의 측정된 상대적 수신 시간을 생성할 수도 있다.
블록 506 에서, 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간이 결정될 수도 있다. 예상된 상대적 수신 시간은, 예를 들어, 안테나 어레이에서의 안테나들의 공지된 지오메트리 및 위치들 뿐만 아니라 송신기에 대한 모바일 디바이스의 예상된 위치 및 배향에 기초할 수도 있다. 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간은 수신 안테나(들)와 송신 안테나(들) 사이의 예상된 레인지에 기초하며, 즉, LOS 신호에 대한 예상된 상대적 수신 시간을 가정한다. 일부 구현들에서, 예상된 레인지, 즉 거리는 모바일 디바이스에 대한 이전에 결정된 위치들에 기초할 수도 있으며, 이는, 일부 예들에서, IMU 센서들 (213) 을 사용하는 데드 레커닝을 사용하여 업데이트될 수도 있다. 다른 구현들에서, 예상된 레인지는 본 절차의 다중의 반복들을 사용하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 반복은, 예컨대, 이전에 결정된 위치로부터 또는 (예컨대, 팩토리 플로어의 사이즈와 같은 환경 파라미터들에 기초할 수도 있는) 미리 설정된 값으로부터 결정되는 시드 거리를 사용하여 수행될 수도 있다. 본 절차는 시드 거리에 기초하여 모바일 디바이스의 레인지 또는 위치를 결정하고, 그리고 이전에 결정된 레인지 또는 위치를 사용하여 수행되는 절차의 하나 이상의 추가적인 반복이 결과들을 정세화하는데 사용될 수도 있다. (안테나 어레이가 신호들을 수신하고 있으면) 송신 안테나에 대한 또는 (안테나 어레이가 신호들을 송신하고 있으면) 수신 안테나에 대한 공간적으로 다양한 안테나 어레이의 배향은 모바일 디바이스의 위치에 기초하여, 뿐만 아니라 자력계 또는 자이로스코프와 같은 IMU 센서들 (213) 또는 카메라 (218) 에 기초하여, 또는 이전 위치로부터의 데드 레커닝 측정들을 사용하여 결정될 수도 있다. 안테나 어레이가 송신기 상에 있고 수신기가 단일의 안테나를 사용하는 구현에서, 송신기는 고정된 포지션 및 배향을 갖고, 따라서, 모바일 디바이스 (102) 의 배향은 결정할 필요가 없을 수도 있다.
블록 508 에서, 예상된 상대적 수신 시간들은 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅될 수도 있다. 예를 들어, 예상된 상대적 수신 시간들은 안테나 어레이에서의 단일의 안테나에서 측정된 상대적 수신 시간들과 정렬될 수도 있으며, 여기서, 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들은 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는다. 즉, 정렬된 안테나에 의해 수신된 (또는 송신된) 신호의 측정된 상대적 수신 시간은 예상된 상대적 수신 시간과 매칭되는 한편, 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들은 예상된 상대적 수신 시간보다 길거나 그와 동일한 측정된 상대적 수신 시간들을 갖는다. 이에 따라, 정렬된 안테나에 의해 수신된 신호는 LOS 신호 또는 가장 짧은 다중경로 신호 중 하나이다. 일부 구현들에서, 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간 사이의 피팅은 비-가시선 (NLOS) 수신 또는 총 다중경로를 검출하는데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간의 기울기 및/또는 진폭들의 비교는, NLOS 가 가능한지를, 예를 들어, 차이들이 임계치들보다 큰지를 결정하는데 사용될 수도 있다.
블록 510 에서, 송신기에 대한 추정된 최상의 거리가 결정될 수도 있다. 예를 들어, 정렬된 안테나에 의해 수신된 (또는 송신된) 신호에 대한 측정된 TOA 는, 정렬된 안테나에서 송신기와 수신기 사이의 거리를 결정하기 위해 (송신기로부터 수신될 때 그 신호에 대한 TOD 와 함께) 사용될 수도 있다. 결정된 거리는, 모바일 디바이스 (102) 와 송신기 (110) 사이의 레인지를 결정하기 위해 정렬된 안테나와 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트 (예를 들어, 안테나 어레이의 중심 포지션) 사이의 거리에 의해 조정될 수도 있다.
블록 512 에서, 블록 506 에서 논의된 바와 같이, 예상된 상대적 수신 시간을 정세화하기 위해 다중의 반복들이 사용되면, 추가적인 반복들이 수행되어야 하는지가 결정된다. 예를 들어, 2회 또는 3회의 반복들이 수행될 수도 있다. 반복들이 완료되지 않으면, 절차는 블록 506 으로 다시 흘러갈 수도 있고, 결정된 레인지는 다른 반복에 있어서 블록 506 에서 예상된 상대적 수신 시간을 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 반복들이 완료되면, 절차는 블록 514 로 흘러갈 수도 있다.
블록 514 에서, 모바일 디바이스 (102) 의 포지션이, 블록 510 으로부터의 모바일 디바이스 (102) 와 송신기 (110) 사이의 결정된 레인지와 함께 다른 송신기들 (예를 들어, 도 1a 및 도 1b 에서의 송신기들 (110A 및 110B)) 에 대한 결정된 레인지들, 및 예를 들어, 삼변측량을 사용한 송신기들의 공지된 위치들에 기초하여 결정될 수도 있다. 일부 구현들에서, 블록 512 에서의 결정은, 포지션이 블록 514 에서 결정된 이후에 수행될 수도 있다.
일부 구현들에서, 모바일 디바이스 (102) 의 모션으로, 궁극적으로 다중경로 프리 신호가 안테나 어레이에서의 적어도 하나의 안테나로부터 관찰될 수도 있다. IMU 센서 (213) 또는 카메라 (218) 통합은, 코드-캐리어 필터링과 함께, 후속 다중경로 전용 조건들에 있어서도 감소된 다중경로 상태를 유지하는 것을 보조하기 위해 사용될 수도 있다.
도 6 은, 예로서, 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (602) 를 사용하는 송신기와 수신기 사이의 신호 송신 (600) 을 예시한다. 예를 들어, 안테나 어레이 (602) 는 수신기 (모바일 디바이스 (102)) 상에 있을 수도 있고, 송신기 (송신기 (110)) 상의 안테나 (610) 에 의해 송신된 신호 (614) 를 수신할 수도 있다. 역으로, 안테나 어레이 (602) 는 송신기 (송신기 (110)) 상에 있을 수도 있고, 수신기 (모바일 디바이스 (102)) 상의 안테나 (610) 에 의해 수신되는 신호들 (616) 을 송신한다. 안테나 어레이 (602) 에 의한 송신 동안, 각각의 안테나는, 수신기에 의해 구별될 수 있는 상이한 신호 특성을 갖는 신호, 예를 들어, 동일한 캐리어 주파수 상의 고유한 포지셔닝 신호를 송신한다. 명확성 및 용이성 또는 참조를 위해, 안테나 어레이 (602) 에 의한 신호 (614) 의 수신이 본 명세서에서 논의될 것이다. 안테나 어레이 (602) 에 의한 신호들의 수신 또는 송신은 대칭적이고, 따라서, 다중경로 에러들을 최소화하기 위한 송신 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (602) 의 사용은 수신 공간적으로 다양한 안테나 어레이의 논의의 관점에서 이해될 것이다.
도 6 은 도 4 와 유사하지만, 때때로 집합적으로 안테나들 (604) 로서 지칭되는 안테나 어레이 (602) 에서의 3개의 개별 안테나들 (6041, 6042, 6043) 의 사용을 예시한다. 안테나들 (604) 은 공지된 기하학적 관계를 갖는다. 안테나 어레이 (602) 는 모바일 디바이스 (602) 의 부분일 수도 있고, 송신기 안테나는 도 1a 에 도시된 송신기 (110) 의 부분일 수도 있다. 안테나들 (6041 및 6043) 은, 선형 안테나 어레이 (602) 상의 중심 안테나 (6042) 로부터 공지된 거리 (R) 에 있다. 안테나들의 다른 기하학적 관계들 및 배열들이, 원한다면, 사용될 수도 있다. 예시된 바와 같이, 선형 안테나 어레이 (602) 의 중심이고 안테나 어레이 (602) 상의 레퍼런스 포인트로서 작용할 수도 있는 안테나 (6042) 는 송신기 안테나 (610) 로부터의 거리 (L) 에 있으며, 이는 미지의 양이다. 선형 안테나 어레이 (602) 는 송신기 안테나 (610) 에 대한 각도 (
Figure 112023015964835-pct00008
) 로 배향될 수도 있고, 송신기 안테나 (610) 는 앙각 (β) 을 가질 수도 있으며, 이들 양자 모두는 자력계 또는 카메라와 같은 모바일 디바이스 (102) 에서의 센서 측정들, 및/또는 송신기 안테나 (610) 에 대한 이전에 결정된 포지션들 및 배향들에 기초하여 알려질 수도 있다. 선형 관계가 안테나 어레이 (602) 에 예시되지만, 원한다면, 안테나들의 비선형 및 심지어 비평면 배열이 사용될 수도 있음이 이해되어야 한다.
각각의 안테나 (604) 에서 수신된 신호의 TOA 는 각각의 안테나에 대한 최상의 측정 결과를 생성하기 위해 임의의 원하는 기법을 사용하여 측정될 수도 있으며, 이는 당업계에 널리 공지된 바와 같이 송신 신호의 타입 및 특성에 기초할 수도 있다. 송신 안테나 어레이가 사용되면, 수신 안테나는 송신 안테나 어레이에서의 각각의 안테나로부터 송신된 신호의 TOA 를 측정하며, 이는 상이한 신호 특성들에 기초하여 식별될 수도 있음이 이해될 것이다. 각각의 안테나 (604) 에 대한 측정된 TOA 는 최상의 측정 결과에 기초할 수도 있고, 따라서, 일부 안테나들에서 측정된 TOA 는 다중경로 신호들에 기초할 수도 있다. 즉, 모든 안테나들 (604) 이 송신기 안테나 (610) 로부터의 LOS 신호에 기초하여 TOA 를 측정하는 것은 아니다. 각각의 안테나에서의 신호 수신 시간들은 로컬 수신기 클록에 대해 측정되어, 절대적 도달 시간은 알려지지 않는다. 하지만, 안테나들 사이의 상대적 수신 시간은, 이들 모두가 동일한 로컬 수신기 클록을 사용하기 때문에, 측정으로부터 정확하게 획득될 수도 있다. 이에 따라, 각각의 안테나 (604) 에서의 측정된 TOA 에 기초하여, 송신기 안테나 (610) 에 의해 송신된 신호의 측정된 상대적 수신 시간이 안테나 어레이 (602) 에서의 각각의 안테나 (604) 에 대해 결정될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 안테나에서의 TOA 는 레퍼런스 안테나, 예를 들어, 안테나 (6042) 와 비교되어, 각각의 안테나에서의 신호들의 측정된 상대적 수신 시간을 결정할 수도 있다. 따라서, 안테나들 (6041 및 6043) 에서의 TOA 는 안테나 (6042) 에서의 TOA 와 비교되어, 측정된 상대적 수신 시간들을 결정할 수도 있다.
도 7 은, 예로서, 도 6 에 도시된 송신 안테나 (610) 로부터 수신된 신호들에 대한 안테나 어레이 (602) 에서의 각각의 안테나 (604) 의 측정된 상대적 수신 시간 (거리) 을 백색 원들로 시각적으로 예시한 그래프 (700) 를 도시한다. 안테나들 (604) 중 일부에 대한 측정된 상대적 수신 시간은 송신 안테나 (610) 로부터의 LOS 신호에 의해 생성된 TOA 에 기초할 수도 있는 한편, 다른 안테나들 (604) 에 대한 측정된 상대적 수신 시간은 송신 안테나 (610) 로부터의 다중경로 신호들에 의해 생성된 TOA 에 기초할 수도 있다. 일부 상황들에서, 모든 안테나들 (604) 에 대한 측정된 상대적 수신 시간은 송신 안테나 (610) 로부터의 다중경로 신호들에 의해 생성된 TOA 에 기초할 수도 있지만, 다중경로 신호들 중 일부는 다른 다중경로 신호들보다 더 짧을 수도 있고, 따라서, LOS 에 더 가깝고 더 정확할 수도 있다.
안테나 어레이 (602) 에서의 각각의 안테나 (604) 의 예상된 상대적 수신 시간은 안테나 어레이 (602) 에서의 안테나들 (604) 의 상대 위치들, 예를 들어, R, 및 송신기 안테나 (610) 에 대한 안테나 어레이 (602) 의 대략적인 배향, 예를 들어,
Figure 112023015964835-pct00009
및 β 에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 예상된 거리는 송신 안테나 (610) 에 대한 각각의 안테나 (602) 에 대해 추정될 수도 있다. 예상된 거리는, 예컨대, 모바일 디바이스 (102) 에서의 관성 측정 유닛 (IMU) 센서 (213) 또는 카메라 (218) 로부터 도출되는, 예컨대, 안테나 어레이 (602) 에 대한 추정된 배향 및/또는 포지션을 사용하여 추정될 수도 있다. 일부 구현들에서, 카메라 (218) 는 (QR (Quick Response) 코드들과 같은) 비전 기반 내비게이션 및 마커들을 사용하여 포지션 또는 배향을 결정하는데 사용될 수도 있다. 일부 구현들에서, IMU 센서들 (213) (도 2 에 도시됨) 및 이전의 포지션 및 배향을 사용하는 데드 레커닝은 각각의 안테나 (604) 와 송신 안테나 (610) 사이의 현재의 예상된 거리를 추정하기 위해 사용될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 예상된 거리들은, 예를 들어, 절차의 다중의 반복들에서 포지션의 이전의 결정들에 기초하여 추정될 수도 있다.
도 8 은, 예로서, 도 6 에 도시된 송신 안테나 (610) 로부터 수신된 가시선 신호들에 대한 안테나 어레이 (602) 에서의 각각의 안테나 (604) 의 예상된 상대적 수신 시간 (거리) 을 흑색 원들로 시각적으로 예시한 곡선 (802) 을 포함하는 그래프 (800) 를 도시한다. 각각의 안테나 (604) 에 대한 예상된 상대적 수신 시간은, 예를 들어, 다중경로 지연들이 없다고 가정하여, 송신 안테나 (610) 로부터의 LOS 신호에 기초한다. 예상된 상대적 수신 시간 (거리) 은 안테나 어레이 (602) 에서의 안테나들 (604) 의 상대 위치들, 및 송신기 안테나 (610) 에 대한 안테나 어레이 (602) 의 대략적인 배향, 예를 들어,
Figure 112023015964835-pct00010
, β, R, 및 L 에 기초하여 결정될 수도 있다. 안테나들 (604) 의 상대 위치들, 예를 들어, R 은 안테나 어레이 (602) 의 공지된 지오메트리에 기초하여 알려지고, 거리 (L) 및 각도들 (
Figure 112023015964835-pct00011
및 β) 은 센서, 예를 들어, 자력계, 카메라, 나침반, 또는 모바일 디바이스 (102) 에서의 데드 레커닝 측정들로부터 및/또는 이전에 결정된 위치들 및 배향들에 기초하여 추정될 수도 있다. 일부 구현들에서, 다중의 패스들 또는 반복들이 수행될 수도 있으며, 제 1 반복은 모바일 디바이스 (102) 의 대략적인 위치 및 배향을 생성하기 위해 사용되고, 제 2 반복은 대략적인 위치 및 배향을 사용하여 결과들을 정세화하기 위해 사용된다. 원한다면, 2회 초과의 반복들이 사용될 수도 있다.
예상된 상대적 수신 시간은, 안테나 어레이 (602) 에서의 각각의 안테나 (604) 에 대한 무선 송신기 (610) 까지의 예상된 거리를 추정하는 것, 및 레퍼런스 안테나에 대한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에서의 예상된 수신 시간의 차이를 결정하는 것에 의해 결정될 수도 있다. 예를 들어, 도 8 에 시각적으로 예시된 바와 같이, 안테나 어레이 (602) 의 중심에서의 안테나 (6042) 로부터 송신 안테나 (610) 까지의 거리는 L+X 일 수도 있으며, 여기서, L 은 도 6 에 도시된 거리이고, X 는, 모바일 디바이스 (102) 가 송신기 (110) 에 동기화된 정확한 안정적인 클록을 갖지 않을 수도 있으므로 미지의 오프셋이다. 안테나 어레이 (602) 에서의 안테나들 (6041 및 6043) 에 대한 수신 시간 (거리) 은
Figure 112023015964835-pct00012
, β, R, 및 L 의 함수로서 결정될 수도 있다. 예를 들어, 안테나들 (6041 및 604N) 에 대한 수신 시간 (거리) 은, 각각, L+F1(
Figure 112023015964835-pct00013
, β, R)+X 및 L+F2(
Figure 112023015964835-pct00014
, β, R)+X 로서 결정될 수도 있으며, 예를 들어, 여기서, F1(
Figure 112023015964835-pct00015
, β, R) 및 F2(
Figure 112023015964835-pct00016
, β, R) 은 기하학적 함수들을 사용하여 결정될 수도 있다. 각각의 안테나에서의 예상된 거리는 레퍼런스 안테나, 예를 들어, 안테나 (6042) 와 비교되어, 각각의 안테나 (604) 에서의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하여 곡선 (800) 을 생성할 수도 있다. 일부 구현에서, 동일한 레퍼런스 안테나, 예를 들어, 안테나 (6042) 는 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간을 결정하기 위해 사용된다.
일단 안테나 어레이 (602) 에서의 각각의 안테나 (604) 에 대한 측정된 상대적 수신 시간들 및 예상된 상대적 수신 시간들이 획득되면, 예상된 상대적 수신 시간들은 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅될 수도 있다. 예를 들어, 피팅 프로세스는, 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들은 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로, 안테나 어레이에서의 하나의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간을 정렬시키는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키는 것은 단일의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이를 최소화함으로써 수행될 수도 있으며, 여기서, 안테나 어레이 (602) 에서의 모든 다른 안테나들에 대한 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이는 안테나에 대한 것과 동일하거나 더 큰 차이이다. 반복 또는 시행 착오 (trial and error) 프로세스가 사용될 수도 있으며, 여기서, 제 1 안테나에 대한 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간이 정렬되고, 임의의 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 작은 측정된 상대적 수신 시간을 갖는지가 결정된다. 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 작은 측정된 상대적 수신 시간을 갖지 않으면, 제 1 안테나가 사용된다. 한편, 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 작은 측정된 상대적 수신 시간을 가지면, 예를 들어, 측정된 상대적 수신 시간과 예상된 상대적 수신 시간 사이의 최대 차이에 기초하여 제 2 안테나가 선택될 수도 있다. 이러한 프로세스는, 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 최상의 피팅이 발견될 때까지 계속될 수도 있다. 정렬된 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들을 갖는 안테나는, 가시선 또는 최소 다중경로 중 어느 하나인 수신 신호에 대응한다.
도 9a 및 도 9b 는, 예로서, 도 7 로부터의 백색 원들로의 측정된 상대적 수신 시간들 및 도 8 로부터의 흑색 원들로의 예상된 상대적 수신 시간들을 갖는 곡선 (802) 의 정렬을 시각적으로 예시한 그래프들 (900 및 950) 이다. 도 9a 에 예시된 바와 같이, 예상된 및 상대적 수신 시간들은 안테나 (6043) 에 대해 정렬되고, 안테나들 (6041 및 6042) 에 대한 측정된 상대적 수신 시간 (백색 원들로 도시됨) 양자 모두는 예상된 상대적 수신 시간들 (흑색 원들로 도시됨) 보다 크다.
비교를 위해, 도 9b 에 예시된 바와 같이, 안테나 (6042) 에 대한 측정된 및 예상된 상대적 수신 시간들이 정렬될 때까지 곡선 (802) 이 위로 슬라이딩되면, 안테나들 (6041 및 6043) 양자 모두에 대해 측정된 상대적 수신 시간들 (백색 원들로 도시됨) 은 예상된 상대적 수신 시간들 (흑색 원들로 도시됨) 보다 작다는 것을 알 수 있다. 따라서, 도 9a 에 예시된 정렬과 달리, 도 9b 에서의 안테나 (6042) 를 사용한 정렬은, 다른 안테나들에 대한 측정된 상대적 수신 시간이 예상된 상대적 수신 시간들보다 크거나 동일하다는 요건에 피팅되지 않는다.
모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로, 안테나, 예를 들어, 도 9a 에 도시된 바와 같은 안테나 (6043) 에 대해 측정된 상대적 수신 시간들 및 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅이 결정되면, 송신 안테나 (610) 에 대한 추정된 최상의 거리가 결정될 수 있다. 예를 들어, 정렬된 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들을 갖는 안테나 (6043) 는 가시선 신호 또는 최소 다중경로 신호 중 어느 하나를 수신하는 안테나에 대응한다. 즉, 안테나 (6043) 에서의 측정된 TOA 는 최상의 TOA 측정치로서 사용될 수도 있으며, 이는, 예를 들어, 송신 안테나 (610) 로부터 수신된 TOD 및 안테나 (6043) 에서의 측정된 TOA (TOD-TOA604_3) 에 기초하여, 또는 다른 레인징 기법들을 사용하여, 안테나 (6043) 와 송신 안테나 (610) 사이의 최상의 거리를 추정하는데 사용될 수도 있다.
하지만, 도 9a 에 예시된 바와 같이, 안테나 (6043) 는 안테나 어레이 (602) 에 대한 레퍼런스 포인트와 정렬되지 않는다. 이에 따라, 안테나 어레이 (602) 와 송신 안테나 (610) 사이의 최상의 거리를 결정하기 위해, 정렬된 안테나 (6043) 와 레퍼런스 포인트 사이의 상대적 수신 거리는 안테나 (6043) 에 대한 추정된 최상의 거리에 가산되거나 또는 이로부터 감산될 수도 있다. 정렬된 안테나 (6043) 와 레퍼런스 포인트 사이의 상대적 수신 거리는 공지되거나 또는 안테나 어레이 (602) 의 지오메트리 및 배향에 기초하여 결정될 수도 있다.
이에 따라, 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (602) 를 사용한 LOS 신호들 또는 최소화된 다중경로 신호들을 사용하여 레인징 측정이 수행될 수도 있다. 예를 들어, 예상된 상대적 수신 시간들 및 측정된 상대적 수신 시간들을 피팅하는 것에 기초하여, 안테나 어레이 (602) 에서의 안테나가 최상의 신호를 수신하도록 결정되면, 송신 디바이스에 대한 추정된 최상의 거리는 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 결정될 수도 있다.
공간적으로 다양한 안테나 어레이의 사용은 추가적인 정보를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 추가적인 안테나들로, 추가적인 중복 및 크로스 체크들이 존재한다. 공간적으로 다양한 안테나 어레이 및 절차로, 시스템은 하나의 수신된 안테나 신호를 제외한 모두가 다중경로에 의해 손상되더라도 잘 작동한다. 공간적으로 다양한 안테나 어레이는 더 양호한 레인징 측정을 획득할 더 큰 가능성을 제공한다.
제로 평균 에러들로, 앙상블 측정들이 개선된다. 예를 들어, 다중경로 신호들로, 에러들은 대부분 일 방향에서 LOS 보다 길다. 일부 경우들에서, 최종 측정들이 일 방향에서 바이어싱되지 않고 실제 값의 위와 아래에 동일하게 분포될 수도 있도록 하는 프리프로세싱이 존재할 수도 있다. 이들 값들의 평균은 제로일 것이다. 제로 평균 에러들 (즉, 다중경로 에러들이 일 방향으로 바이어싱되지 않음) 을 갖는 다중의 안테나들에 있어서, 측정된 값에 대한 예상된 값의 최상의 피팅이 최상의 TOA 를 획득하기 위해 수행될 수도 있다.
부가적으로, 결과의 품질은, 예를 들어, 최종 포지션 추정치를 사용하여, 예를 들어, 예상된 상대적 수신 시간과 얼마나 양호한 피팅이 수행되었는지를 결정하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 예상된 상대적 수신 시간들이 측정된 상대적 수신 시간들과 비교되어, 전체 측정들의 품질을 결정할 수도 있다. 모든 측정된 포인트들이 예상된 포인트들에 대해 양호한 피팅이 있다면, 이는 신호 수신이 잘 거동하고 있음을 나타내며, 양호한 품질 결과를 나타낸다.
부가적으로, 비-가시선 (NLOS) 수신이, 예상된 및 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 피팅에 기초하여 검출될 수도 있다. 예를 들어, 예상된 상대적 수신 시간 (802) 과 측정된 상대적 수신 시간 사이의 피팅은 비-가시선 (NLOS) 수신 또는 총 다중경로를 검출하는데 사용될 수도 있다. 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간 양자 모두의 기울기들 및/또는 진폭들이 결정될 수도 있다. 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간의 기울기들이 비교될 수도 있고, 임계치보다 크면, NLOS 수신을 나타낼 수도 있다. 유사하게, 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간의 진폭들이 비교될 수도 있고, 임계치보다 크면, NLOS 수신을 나타낼 수도 있다. 예를 들어, 선형 어레이에서, 도 6 에 예시된 바와 같이, 측정된 상대적 수신 시간의 기울기가 예상된 것과 현저히 상이하면 (예를 들어, 임계치보다 크면), 모든 안테나들에 대한 모든 신호들은 상이한 각도로부터 도달하고 있고, 이에 따라, NLOS 일 가능성이 있다. 선형 어레이에 대한 진폭, 즉, 가장 긴 수신 시간 내지 가장 짧은 수신 시간 사이의 차이가 또한, NLOS 를 나타내는 정보를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 선형 어레이가 LOS 방향에 수직이면, 모든 안테나들에 대한 수신 시간은 대략 동일해야 한다. 대신, 수신 시간들에서 큰 차이가 있다면, 이는 선형 어레이가 LOS 방향에 수직이 아님을 나타낼 수 있다. 이에 따라, 예상된 상대적 수신 시간들과 비교하여 측정된 상대적 수신 시간들의 진폭에서의 큰 차이, 예를 들어, 임계치보다 큰 것은, 신호가 상이한 방향으로부터 오기 때문에, NLOS 를 나타내는데 사용될 수도 있다. 기울기 및 진폭은 NLOS 를 결정하기 위해 함께 사용될 수도 있다.
본 레인징 절차는, 예를 들어, 도 8 에 시각적으로 예시된 바와 같이, 예상된 상대적 수신 시간들을 결정하기 위해 송신기 (110) 에 대한 모바일 디바이스 (102) 의 추정된 배향 및/또는 포지션에 의존할 수도 있지만, 부정확한 위치 추정치로 인한 결과에서의 에러들은 작다. 예를 들어, 10m 의 수평 거리 (L) 에 대해, 추정된 포지션에서의 5m 에러는 8cm 미만의 에러를 생성하는 것으로 밝혀졌다. 20m 의 수평 거리 (L) 에 있어서, 추정된 포지션에서의 5m 에러는 1.4cm 미만의 에러를 발생시킬 수도 있다. 더욱이, 예를 들어, 센서 에러들로 인한 배향에서의 에러는 안테나 어레이의 추정된 배향에서 오직 작은 에러들만을 발생시킨다. 예를 들어, 배향 (θ) 에서의 작은 변경에 대해 선형 어레이의 엔드포인트들, 예를 들어, 도 6 에서의 안테나들 (6041 및 6043) 에서의 위치의 결과적인 에러는 대략 2*R*θ 일 것이다. 예로서, 합리적인 나침반 에러는 1o 내지 5o 일 수도 있으며, 이는 3.5cm/미터/도 미만의 에러를 발생시킨다. 예를 들어, 도 6 에서 거리 (R) 가 0.5m 이면, 3o 나침반 에러로 의해 생성되는 최대 포지션 에러는 5.2cm 이다.
이에 따라, 송신 디바이스에 대한 안테나 어레이의 추정된 위치 및 배향에 기초하는, 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신기에 대한 예상된 상대 위치 측정들은 위치 및 배향에서의 가능한 에러들에 대해 강인하다. 더욱이, 예를 들어, 도 5 에 예시된 바와 같이, 다중의 반복들 및 포지션의 정정들을 사용하는 것은, 포지션을 정세화하고 그리고 초기 추정된 위치 및 배향 에러들을 정정하는데 사용될 수도 있다.
도 4a 및 도 6 은 균등하게 분포된 안테나들을 갖는 선형의 공간적으로 다양한 안테나 어레이의 사용을 예시하지만, 안테나 어레이의 다른 배열들이 물론 사용될 수도 있음이 이해되어야 한다.
도 10 은, 예로서, 원형의 공간적으로 다양한 안테나 어레이 (1002) 를 사용하는 송신기와 수신기 사이의 신호 송신 (1000) 을 예시한다. 도 6 에서의 논의와 유사하게, 안테나 어레이 (1002) 는 수신기 (모바일 디바이스 (102)) 상에 있고, 송신기 (송신기 (110)) 상의 안테나 (1010) 에 의해 송신된 신호 (1014) 를 수신할 수도 있거나, 또는 역으로, 안테나 어레이 (1002) 는 송신기 (송신기 (110)) 상에 있고, 수신기 (모바일 디바이스 (102)) 상의 안테나 (1010) 에 의해 수신되는 신호들 (1016) 을 송신할 수도 있다. 명확성 및 용이성 또는 참조를 위해, 안테나 어레이 (1002) 에 의한 신호 (1014) 의 수신이 논의될 것이다.
원형의 안테나 어레이 (1002) 는, 때때로 집합적으로 안테나들 (1004) 로서 지칭되는 안테나 어레이 (1002) 에서의 다수의 안테나들 (10041, 10042, …, 1004N) 을 포함할 수도 있다. 안테나들 (1004) 은 공지된 기하학적 관계를 갖지만, 대칭적으로 배열될 필요는 없다. 예를 들어, 원형의 안테나 어레이 (1002) 는 반경 (R) 을 가질 수도 있고, 각각의 안테나 (1004) 는 예를 들어, 각도 (θi) 에 의해 식별되는 원 상에서의 공지된 포지션을 가질 수도 있으며, 여기서, i 는 제 1 안테나 (10041) 또는 다른 레퍼런스 안테나에 대한 안테나 (1004i) 를 나타낸다. 레퍼런스 포인트 (1006) 는 안테나 어레이 (1002) 의 중심에 있을 수도 있지만, 안테나들 (1004) 의 각각에 대한 공지된 포지션들을 갖는 다른 포지션들에 위치될 수도 있다. 송신기 안테나 (1010) 는 안테나 어레이 (1002) 에 대해 앙각 (β) 을 가질 수도 있다. 레퍼런스 포인트 (1006) 는 송신기 안테나 (1010) 로부터 거리 (L) 에 있다. 원형의 안테나 어레이 (1002) 는 송신기 안테나 (1010) 에 대한 LOS 와 반경 (1005) 사이의 각도 (
Figure 112023015964835-pct00017
) 만큼 회전된다.
도 11 은, 예로서, 도 10 에 도시된 송신 안테나 (1010) 로부터 수신된 신호들에 대한 안테나 어레이 (1002) 에서의 각각의 안테나 (1004) 의 예상된 상대적 수신 시간 (거리) 을 흑색 원들로 시각적으로 예시한 곡선 (1102) 을 포함하는 그래프 (1100) 를 도시한다. 각각의 안테나 (1004) 에 대한 예상된 상대적 수신 시간은, 예를 들어, 다중경로 지연들이 없다고 가정하여, 송신 안테나 (1010) 로부터의 LOS 신호에 기초한다. 예상된 상대적 수신 시간 (거리) 은 원형의 안테나 어레이 (1006) 에서의 안테나들 (1004) 의 상대 위치들, 및 송신기 안테나 (1010) 에 대한 안테나 어레이 (1002) 의 대략적인 위치, 예를 들어,
Figure 112023015964835-pct00018
, β, θi, R, 및 L 에 기초하여 결정될 수도 있다.
도 12 는, 예로서, 도 10 에서의 안테나들 (1004) 에 의해 측정된 신호들에 대한 측정된 상대적 수신 시간들 (백색 원들로 도시됨) 및 도 11 로부터의 흑색 원들로의 예상된 상대적 수신 시간들을 갖는 곡선 (1102) 의 정렬을 시각적으로 예시한 그래프 (1200) 를 도시한다. 도 12 에 예시된 바와 같이, 예상된 및 상대적 수신 시간들은 안테나 (10041) 에 대해 정렬되고, 모든 다른 안테나들 (1004) 에 대한 측정된 상대적 수신 시간 (백색 원들로 도시됨) 은 예상된 상대적 수신 시간들 (흑색 원들로 도시됨) 과 동일 (예를 들어, 10042 의 경우) 하거나 더 크다.
모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로, 안테나, 예를 들어, 도 12 에 도시된 바와 같은 안테나 (10041) 에 대해 측정된 상대적 수신 시간들 및 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅이 결정되면, 송신 안테나 (1010) 에 대한 추정된 최상의 거리가, 예를 들어, 안테나 어레이 (1002) 에 대한 레퍼런스 포인트 (1006) 에 대한 정렬된 안테나 (10041) 의 상대 포지션 및 측정된 및 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 결정될 수 있다.
도 13 은, 개시된 구현들과 일치하는 방식으로, 도 1a 및 도 1b 에 도시된 송신기 (110) 와 같은 무선 송신 디바이스와 도 1a 및 도 1b 에 도시된 모바일 디바이스 (102) 와 같은 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하기 위한 예시적인 방법 (1300) 에 대한 플로우차트를 도시한다.
블록 1302 에서, 예를 들어, 도 5 의 블록들 502 및 504 그리고 도 7 에서 논의된 바와 같이, 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간이 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 결정되고, 여기서, 각각의 안테나는 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 안테나 어레이는 수신 디바이스 상에 있고, 안테나 어레이에서의 안테나들은 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 신호들을 수신한다. 다른 구현에서, 안테나 어레이는 무선 송신 디바이스 상에 있고, 안테나 어레이에서의 각각의 안테나는 상이한 신호 특성을 갖는 별도의 신호를 송신한다. 공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단으로서, 각각의 안테나는 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 측정된 상대적 수신 시간 모듈 (262) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210) 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다. 일 구현에서, 예를 들어, 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 측정된 상대적 수신 시간은, 레퍼런스 안테나와 연관된 도달 시간에 대한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나와 연관된 도달 시간에서의 차이를 결정함으로써 결정될 수도 있다. 레퍼런스 안테나와 연관된 도달 시간에 대한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나와 연관된 도달 시간에서의 차이를 결정하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 측정된 상대적 수신 시간 모듈 (262) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210) 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다.
블록 1304 에서, 예를 들어, 도 5 의 블록 506 및 도 8 에서 논의된 바와 같이, 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간이 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 결정될 수도 있다. 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 예상된 상대적 수신 시간 모듈 (264) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210), 카메라 (218), 센서들 (213), 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 일 구현에서, 예컨대, 도 5 의 블록 506 및 도 8 에서 논의된 바와 같이, 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간은, 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 예상된 거리를 추정하는 것; 및 레퍼런스 안테나에 대한 각각의 안테나에 대한 예상된 거리에서의 차이에 기초하여 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 것에 의해 결정될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 안테나에 대해 예상된 거리를 추정하는 것은, 안테나 어레이의 배향을 추정하는 것이 수신 디바이스 상의 카메라 또는 하나 이상의 관성 측정 유닛 (IMU) 센서들을 사용할 수도 있는 것을 포함한다. 다른 예에서, 각각의 안테나에 대해 예상된 거리를 추정하는 것은 이전 시간 인스턴스들에서 결정된 무선 송신 디바이스에 대한 하나 이상의 이전에 추정된 최상의 거리들을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 각각의 안테나에 대해 예상된 거리를 추정하는 것은, 수신 디바이스 상의 카메라 또는 하나 이상의 관성 측정 유닛 (IMU) 센서들로부터 이전 시간 인스턴스들 사이에 포착된 모션 데이터를 추가로 사용할 수도 있다. 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 예상된 거리를 추정하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 예상된 상대적 수신 시간 모듈 (264) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210), 카메라 (218), 센서들 (213), 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다. 레퍼런스 안테나에 대한 각각의 안테나에 대한 예상된 거리에서의 차이에 기초하여 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 예상된 상대적 수신 시간 모듈 (264) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210), 카메라 (218), 센서들 (213), 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다.
블록 1306 에서, 예를 들어, 도 5 의 블록 508 및 도 9a 에서 논의된 바와 같이, 예상된 상대적 수신 시간들은, 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬시킴으로써 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅될 수도 있다. 예상된 상대적 수신 시간보다 큰 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 안테나 어레이에서의 다른 안테나들은 하나 이상의 다중경로 채널들과 연관될 수도 있다. 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들이 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 피팅 모듈 (266) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210) 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다. 일 구현에서, 예를 들어, 도 5 의 블록 508 그리고 도 9a 및 도 9b 에서 논의된 바와 같이, 예상된 상대적 수신 시간들이 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간 및 측정된 상대적 수신 시간들을 정렬시킴으로써 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅될 수도 있는 것은 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이를 최소화하는 것을 포함할 수도 있으며, 여기서, 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들에 대한 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이는 제 1 안테나에 대한 것과 동일하거나 더 큰 차이이다. 제 1 안테나에 대한 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이를 최소화하는 수단으로서, 안테나 어레이에서의 모든 다른 안테나들에 대한 예상된 상대적 수신 시간과 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이는 제 1 안테나에 대한 것과 동일하거나 더 큰 차이인, 상기 차이를 최소화하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 피팅 모듈 (266) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210) 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다.
블록 1308 에서, 예를 들어, 도 5 의 블록 510 및 도 9a 에서 논의된 바와 같이, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리가 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 결정될 수도 있다. 예를 들어, 예컨대, 도 5 의 블록 510 및 및 도 9a 에서 논의된 바와 같이, 추정된 최상의 거리는 제 1 안테나와 연관된 신호의 도달 시간을 사용하여 그리고 무선 송신 디바이스로부터 수신된 바와 같은 제 1 안테나와 연관된 신호의 출발 시간을 사용하여 결정될 수도 있다. 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 레인징 모듈 (268) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210) 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다.
일 구현에서, 예를 들어, 도 5 의 블록 508 그리고 도 9a 및 도 9b 에서 논의된 바와 같이, 하나 이상의 신호들의 비-가시선 수신은, 측정된 상대적 수신 시간들에 대한 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 검출될 수도 있다. 예를 들어, 예컨대, 도 5 의 블록 508 그리고 도 9a 및 도 9b 에서 논의된 바와 같이, 하나 이상의 신호들의 비-가시선 수신은, 제 1 임계치보다 큰 측정된 상대적 수신 시간들의 진폭에 대한 예상된 상대적 수신 시간들의 진폭에서의 차이 또는 제 2 임계치보다 큰 측정된 상대적 수신 시간들의 기울기에 대한 예상된 상대적 수신 시간들의 기울기에서의 차이 중 적어도 하나를 검출함으로써 검출될 수도 있다. 측정된 상대적 수신 시간들에 대한 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 하나 이상의 신호들의 비-가시선 수신을 검출하는 수단, 및 제 1 임계치보다 큰 측정된 상대적 수신 시간들의 진폭에 대한 예상된 상대적 수신 시간들의 진폭에서의 차이 또는 제 2 임계치보다 큰 측정된 상대적 수신 시간들의 기울기에 대한 예상된 상대적 수신 시간들의 기울기에서의 차이 중 적어도 하나를 검출하는 수단은, 예를 들어, 도 2 에 도시된 피팅 모듈 (266) 과 같이 모바일 디바이스 (200) 내의 메모리 (211) 및/또는 매체 (212) 에서의 실행가능 코드 또는 소프트웨어 명령들을 구현하거나 또는 전용 하드웨어를 갖는 하나 이상의 프로세서들 (210) 및 트랜시버 (215) 를 포함할 수도 있다.
"일 예", "예", "특정 예들", 또는 "예시적인 구현" 에 대한 본 명세서 전반에 걸친 참조는 그 특징 및/또는 예와 관련하여 설명된 특정한 특징, 구조, 또는 특성이 청구물의 적어도 하나의 특징 및/또는 예에 포함될 수도 있음을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전반에 걸친 다양한 곳에서의 어구 "일 예에 있어서", "예", "특정 예들에 있어서", 또는 "특정 구현들에 있어서" 또는 다른 유사한 어구들의 출현은 동일한 특징, 예, 및/또는 한정을 반드시 모두 언급하는 것은 아니다. 더욱이, 특정한 특징들, 구조들, 또는 특성들은 하나 이상의 예들 및/또는 특징들에 있어서 결합될 수도 있다.
본 명세서에 포함된 상세한 설명의 일부 부분들은, 특정 장치 또는 특수 목적 컴퓨팅 디바이스 또는 플랫폼의 메모리 내에 저장된 바이너리 디지털 신호들에 대한 동작들의 알고리즘들 또는 심볼 표현들의 관점에서 제시된다. 이러한 특정 명세서의 문맥에 있어서, 용어 특정 장치 등은, 일단 프로그램 소프트웨어로부터의 명령들에 따르는 특정 동작들을 수행하도록 프로그래밍되면, 범용 컴퓨터를 포함한다. 알고리즘 설명들 및 심볼 표현들은 신호 프로세싱 또는 관련 기술들에서의 당업자에 의해 그 작업의 실체를 당업계의 타인들에게 전달하기 위해 사용되는 기법들의 예들이다. 알고리즘은 여기서 및 일반적으로, 원하는 결과로 이끄는 동작들 또는 유사한 신호 프로세싱의 자기-일관성있는 시퀀스인 것으로 고려된다. 이러한 문맥에 있어서, 동작들 또는 프로세싱은 물리량들의 물리적 조작을 수반한다. 통상적으로, 필수적인 것은 아니지만, 그러한 양들은, 저장되거나, 전송되거나, 결합되거나, 비교되거나 또는 그렇지 않으면 조작되는 것이 가능한 전기적 또는 자기적 신호들의 형태를 취할 수도 있다. 주로 일반적인 사용을 이유로, 그러한 신호들을 비트들, 데이터, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 문자들, 용어들, 숫자들, 수치들 등으로서 지칭하는 것이 때때로 편리함이 입증되었다. 하지만, 이들 또는 유사한 용어 모두는 적절한 물리량들과 연관되어야 하고, 단지 편리한 라벨들임을 이해해야 한다. 본 명세서에서의 논의로부터 명백한 바와 같이 특별히 달리 서술되지 않으면, 본 명세서 전반에 걸쳐, "프로세싱하는 것", "컴퓨팅하는 것", "계산하는 것", "결정하는 것" 등과 같은 용어를 활용하는 논의들은 특수 목적 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨팅 장치 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스와 같은 특정 장치의 액션들 및 프로세스들을 지칭함이 인식된다. 따라서, 본 명세서의 문맥에 있어서, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스는 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스의 메모리들, 레지스터들, 또는 다른 정보 저장 디바이스들, 송신 디바이스들, 또는 디스플레이 디바이스들 내에서 물리적인 전자적 또는 자기적 양들로서 통상 표현된 신호들을 조작하거나 변환이 가능하다.
선행된 상세한 설명에 있어서, 다수의 특정 상세들이 청구물의 더 철저한 이해를 제공하기 위해 기술되었다. 하지만, 청구물은 이들 특정 상세들없이도 실시될 수도 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 다른 경우들에 있어서, 당업자에 의해 공지되는 방법들 및 장치들은 청구물을 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어들 "및", "또는", 및 "및/또는" 은, 그러한 용어들이 사용되는 문맥에 적어도 부분적으로 의존하도록 또한 예상되는 다양한 의미들을 포함할 수도 있다. 통상적으로, A, B 또는 C 와 같이 리스트를 연관시키도록 사용된다면 "또는" 은 함유적 의미로 여기서 사용되는 A, B, 및 C 를 의미할 뿐 아니라 배타적 의미로 여기서 사용되는 A, B 또는 C 를 의미하도록 의도된다. 부가적으로, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "하나 이상" 은 임의의 특징, 구조, 또는 특성을 단수로 기술하는데 사용될 수도 있거나, 특징들, 구조들 또는 특성들의 복수 또는 기타 다른 조합을 기술하는데 사용될 수도 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 예일 뿐이고, 청구물은 이러한 예로 한정되지 않음을 유의해야 한다.
예시적인 특징들인 것으로 현재 고려되는 것들을 예시 및 설명하였지만, 청구물로부터 일탈함없이, 다양한 다른 수정들이 실시될 수도 있고 균등물들이 대체될 수도 있음이 당업자에 의해 이해될 것이다. 부가적으로, 다수의 수정들이 본 명세서에서 설명된 중심 개념으로부터 일탈함없이 특정 상황을 청구물의 교시에 적응시키도록 실시될 수도 있다.
따라서, 청구물은 개시된 특정 예들로 한정되지 않지만, 그러한 청구물은 또한 첨부된 청구항들 및 그 균등물들의 범위 내에 있는 모든 양태들을 포함할 수도 있음이 의도된다.
전술한 개시는 본 개시의 예시적인 양태들을 나타내지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 개시의 범위로부터 일탈함없이, 다양한 변경들 및 수정들이 행해질 수 있음이 주목되어야 한다. 본 명세서에서 설명된 본 개시의 양태들에 따른 방법 청구항들의 기능들, 단계들 및/또는 액션들은 임의의 특정 순서로 수행될 필요는 없다. 더욱이, 본 개시의 엘리먼트들이 단수로 설명되거나 또는 청구될 수도 있지만, 단수로의 제한이 명시적으로 서술되지 않는다면, 복수가 고려된다.

Claims (28)

  1. 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법으로서,
    공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 상기 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계로서, 각각의 안테나는 상기 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나가 연관된 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 연관된 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간 및 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키는 단계; 및
    상기 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 상기 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 상기 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 상기 무선 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하는 단계를 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 상기 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계는 레퍼런스 안테나와 연관된 도달 시간에 대한 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나와 연관된 도달 시간에서의 차이를 결정하는 단계를 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계는,
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스 사이의 예상된 거리를 추정하는 단계; 및
    레퍼런스 안테나에 대한 각각의 안테나에 대한 상기 예상된 거리에서의 차이에 기초하여 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 단계를 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 각각의 안테나에 대해 상기 예상된 거리를 추정하는 단계는, 상기 수신 디바이스 상의 카메라 또는 하나 이상의 관성 측정 유닛 (IMU) 센서들을 사용하여 상기 안테나 어레이의 배향을 추정하는 단계를 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 각각의 안테나에 대해 상기 예상된 거리를 추정하는 단계는, 이전 시간 인스턴스들에서 결정된 상기 무선 송신 디바이스에 대한 하나 이상의 이전에 추정된 최상의 거리들을 사용하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 각각의 안테나에 대해 상기 예상된 거리를 추정하는 단계는, 상기 수신 디바이스 상의 카메라 또는 하나 이상의 관성 측정 유닛 (IMU) 센서들로부터 상기 이전 시간 인스턴스들 사이에 포착된 모션 데이터를 추가로 사용하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간 및 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키는 단계는 상기 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간과 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이를 최소화하는 단계를 포함하고,
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나에 대한 상기 연관된 예상된 상대적 수신 시간과 상기 연관된 측정된 상대적 수신 시간 사이의 차이는 상기 제 1 안테나에 대한 것과 동일하거나 더 큰 차이인, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연관된 예상된 상대적 수신 시간보다 큰 상기 연관된 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나는 하나 이상의 다중경로 채널들과 연관되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 추정된 최상의 거리를 결정하는 단계는 상기 제 1 안테나와 연관된 신호의 도달 시간을 사용하는 단계, 및 상기 무선 송신 디바이스로부터 수신된 상기 제 1 안테나와 연관된 신호의 출발 시간을 사용하는 단계를 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 측정된 상대적 수신 시간들에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 상기 하나 이상의 신호들의 비-가시선 수신을 검출하는 단계를 더 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 측정된 상대적 수신 시간들에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 상기 하나 이상의 신호들의 비-가시선 수신을 검출하는 단계는, 제 1 임계치보다 큰 상기 측정된 상대적 수신 시간들의 진폭에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 진폭에서의 차이 또는 제 2 임계치보다 큰 상기 측정된 상대적 수신 시간들의 기울기에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 기울기에서의 차이 중 적어도 하나를 검출하는 단계를 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 상기 수신 디바이스 상에 있고, 상기 안테나 어레이에서의 안테나들은 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 신호들을 수신하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 상기 무선 송신 디바이스 상에 있고, 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나는 상이한 신호 특성을 갖는 별도의 신호를 송신하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하는 방법.
  14. 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스로서,
    상기 무선 송신 디바이스로부터 신호들을 무선으로 수신하도록 구성된 무선 수신기;
    적어도 하나의 메모리; 및
    상기 무선 수신기 및 상기 적어도 하나의 메모리에 커플링된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 상기 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 것으로서, 각각의 안테나는 상기 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하고;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하고;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나가 연관된 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 연관된 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간 및 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키고; 그리고
    상기 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 상기 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 상기 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 상기 무선 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하도록
    구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 레퍼런스 안테나와 연관된 도달 시간에 대한 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나와 연관된 도달 시간에서의 차이를 결정하도록 구성되는 것에 의해, 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 상기 수신 디바이스에서의 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스 사이의 예상된 거리를 추정하고; 그리고
    레퍼런스 안테나에 대한 각각의 안테나에 대한 상기 예상된 거리에서의 차이에 기초하여 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간을 결정하도록
    구성되는 것에 의해, 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 상기 가시선 신호들의 상기 예상된 상대적 수신 시간을 결정하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 수신 디바이스 상의 카메라 또는 하나 이상의 관성 측정 유닛 (IMU) 센서들을 사용하여 상기 안테나 어레이의 배향을 추정하도록 구성되는 것에 의해, 각각의 안테나에 대해 상기 예상된 거리를 추정하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 이전 시간 인스턴스들에서 결정된 상기 무선 송신 디바이스에 대한 하나 이상의 이전에 추정된 최상의 거리들을 사용하여 각각의 안테나에 대해 상기 예상된 거리를 추정하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 수신 디바이스 상의 카메라 또는 하나 이상의 관성 측정 유닛 (IMU) 센서들로부터 상기 이전 시간 인스턴스들 사이에 포착된 모션 데이터를 추가로 사용하여 각각의 안테나에 대해 상기 예상된 거리를 추정하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간 및 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간을 정렬시킴으로써 상기 예상된 상대적 수신 시간들을 상기 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키도록 구성되고, 상기 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간과 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간들 사이의 차이를 최소화하도록 구성되며,
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나에 대한 상기 연관된 예상된 상대적 수신 시간과 상기 연관된 측정된 상대적 수신 시간 사이의 차이는 상기 제 1 안테나에 대한 것과 동일하거나 더 큰 차이인, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 연관된 예상된 상대적 수신 시간보다 큰 상기 연관된 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나는 하나 이상의 다중경로 채널들과 연관되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 제 1 안테나와 연관된 신호의 도달 시간을 사용하고 그리고 상기 무선 송신 디바이스로부터 수신된 상기 제 1 안테나와 연관된 신호의 출발 시간을 사용하도록 구성되는 것에 의해, 상기 추정된 최상의 거리를 결정하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는 추가로, 상기 측정된 상대적 수신 시간들에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 상기 하나 이상의 신호들의 비-가시선 수신을 검출하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 제 1 임계치보다 큰 상기 측정된 상대적 수신 시간들의 진폭에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 진폭에서의 차이 또는 제 2 임계치보다 큰 상기 측정된 상대적 수신 시간들의 기울기에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 기울기에서의 차이 중 적어도 하나를 검출하도록 구성되는 것에 의해, 상기 측정된 상대적 수신 시간들에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간들의 피팅에 기초하여 상기 하나 이상의 신호들의 비-가시선 수신을 검출하도록 구성되는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  25. 제 14 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 상기 수신 디바이스 상에 있고, 상기 안테나 어레이에서의 안테나들은 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 신호들을 수신하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  26. 제 14 항에 있어서,
    상기 안테나 어레이는 상기 무선 송신 디바이스 상에 있고, 상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나는 상이한 신호 특성을 갖는 별도의 신호를 송신하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  27. 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스로서,
    공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 상기 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단으로서, 각각의 안테나는 상기 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하는 수단;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나가 연관된 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 연관된 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간 및 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키는 수단; 및
    상기 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 상기 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 상기 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 상기 무선 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하는 수단을 포함하는, 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하도록 구성된 수신 디바이스.
  28. 저장된 프로그램 코드를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
    상기 프로그램 코드는 무선 송신 디바이스와 수신 디바이스 사이의 레인지를 결정하기 위해 상기 수신 디바이스에서의 적어도 하나의 프로세서를 구성하도록 동작가능하고,
    공간적으로 다양한 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 하나 이상의 신호들의 상기 수신 디바이스에서의 측정된 상대적 수신 시간을 결정하기 위한 프로그램 코드로서, 각각의 안테나는 상기 안테나 어레이에서의 상이한 위치에 있는, 상기 측정된 상대적 수신 시간을 결정하기 위한 프로그램 코드;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 안테나에 대해 상기 무선 송신 디바이스에 의해 송신된 가시선 신호들의 예상된 상대적 수신 시간을 결정하기 위한 프로그램 코드;
    상기 안테나 어레이에서의 각각의 다른 안테나가 연관된 예상된 상대적 수신 시간보다 크거나 그와 정렬되는 연관된 측정된 상대적 수신 시간을 갖는 채로 제 1 안테나에 대한 상기 예상된 상대적 수신 시간 및 상기 제 1 안테나에 대한 상기 측정된 상대적 수신 시간을 정렬시킴으로써 예상된 상대적 수신 시간들을 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅시키기 위한 프로그램 코드; 및
    상기 측정된 상대적 수신 시간들에 피팅된 상기 예상된 상대적 수신 시간들에 기초하여 상기 안테나 어레이에 대한 레퍼런스 포인트에 대해 상기 무선 송신 디바이스와 상기 수신 디바이스 사이의 추정된 최상의 거리를 결정하기 위한 프로그램 코드를 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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