KR20020002936A - Apparatus and method for location determination by single cell in mobile communication system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for deciding a position of a terminal by using a single cell in a radio communication system and a method therefor are provided so that various position services such as a regional information service, a vehicle monitoring service and a mobile yellow page can be provided by measuring a position of a mobile station in a region of poor audition by using one base station. CONSTITUTION: A code obtaining and phase delay synchronizing unit(13) obtains an in-phase pseudo noise code of the first and second reception signals from a radio terminal(mobile station) through the first and second antennas(11)(12) of an identical base station, monitors the in-phase pseudo noise code, performs synchronization, and predicts a time of arrival. A reverse diffusion unit(14) respectively demodulates the first and second reception signals according to an in-phase carrier and an orthogonal phase carrier, and reversely diffuses the demodulated signals according to the in-phase pseudo noise code. An arrival angle measuring unit(15) calculates a phase mono pulse output value from the signals reversely diffused by the reverse diffusion unit(14), and measures an angle of arrival from the phase mono pulse output value. A position deciding unit(16) decides a position of the radio terminal on the basis of the time of arrival and the angle of arrival.

Description

무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치 및 그 방법{Apparatus and method for location determination by single cell in mobile communication system}Apparatus and method for location determination by single cell in mobile communication system}

본 발명은 현재 사용중인 무선가입자망(WLL), 광대역무선가입자망(B-WLL), 이동전화망(Cellullar), 개인휴대통신망(PCS), 지능형교통망(ITS), 외국에서 사용중인 타 이동전화망, 현재 북미방식과 유럽방식으로 표준화가 추진되고 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 등과 같은 차세대 이동통신망 등을 포함하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention is a wireless subscriber network (WLL), broadband wireless subscriber network (B-WLL), mobile telephone network (Cellullar), personal mobile communication network (PCS), intelligent transportation network (ITS), other mobile telephone networks in use abroad, Terminal location determination using a single cell in wireless communication systems including next generation mobile communication networks such as International Mobile Telecommunication-2000 (IMT-2000) and Universal Mobile Telecommunication Service (UMTS), which are currently being standardized in North American and European methods An apparatus, a method thereof, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.

일반적으로, 위치를 결정하는 기술은 다음의 망 기반, 단말기 기반, 전용망 기반, 기타 기술 등으로 분류할 수 있다.In general, the location determining technology may be classified into the following network-based, terminal-based, dedicated network-based, and other technologies.

본 발명의 이해를 돕기 위하여 위치를 결정하는 기술에 대해 보다 상세히 설명한다.Techniques for determining location will be described in more detail to aid in the understanding of the present invention.

우선, 망 기반의 기술에 대해 살펴보면, 이는 이동통신망을 구성하는 기지국을 이용하여 위치를 결정하는 방법으로, 이에 필요한 매개변수로는 전파의 도달 각(AOA : Angle Of Arrival), 도달시간(TOA : Time Of Arrival), 도달시간차(TDOA : Time Difference Of Arrival), 진폭, 위상, 신호세기 등에 의한 방법으로 분류할 수 있다. 이러한 매개변수에 대해 위치에 대한 계산을 망측에서 수행하는 경우를 망 기반의 기술이라 하며, 매개변수는 기지국에서 수신하는 경우와 단말기에서 수신하여 이를 망 측으로 전달하는 방법으로 분류할 수 있다.First of all, the network-based technology is a method of determining a location using a base station constituting a mobile communication network. The necessary parameters are angle of arrival (AOA) and arrival time (TOA). Time of Arrival), Time Difference Of Arrival (TDOA), amplitude, phase, signal strength, etc. The calculation of the location of these parameters in the network side is called a network-based technology, and the parameters can be classified into a case of receiving at the base station and a method of receiving at the terminal and transferring them to the network side.

망 기반의 기술을 이용하는 경우, 별도의 장비없이 기존 단말기의 변경없이 위치를 결정할 수 있다.When using a network-based technology, the location can be determined without changing the existing terminal without additional equipment.

미국의 연방통신위원회(FCC)의 의무사항에는 "2001년 10월 1일"까지 무선 E911(Enhanced 911) 서비스에 대해 망 기반 기술은 반경 100m 이내의 오차로 위치 결정이 가능하도록 하고 있다.The Federal Communications Commission (FCC) mandate of the US states that by October 1, 2001, network-based technologies will be able to locate within a 100-meter radius for wireless E911 (Enhanced 911) services.

다음으로, 단말 기반의 기술에 대해 살펴보면, 이는 위치측정시스템(GPS : Global Positioning System) 기반의 기술이라고도 할 수 있다. 즉, 단말기에 내장한 GPS 모듈에 의해 수신한 GPS 위성의 신호 정보를 이용하여 자신의 위치를 결정하는 방법으로, GPS 모듈에 의해 자신의 위치를 결정하기만 하는 방법과 GPS 모듈을 내장한 단말기와 GPS 위성에 대한 정보를 갖고 있는 망측 장비와의 데이터 송수신을 통해 위치를 결정하는 방법 등이 있다.Next, referring to the terminal-based technology, it may be referred to as a technology based on the Global Positioning System (GPS). That is, a method of determining one's own location by using signal information of GPS satellites received by a GPS module built in a terminal, a method of determining one's own location by a GPS module, a terminal having a built-in GPS module, There is a method of determining the location by transmitting and receiving data with the network equipment that has information about the GPS satellites.

외장형 GPS를 이용하는 경우, GPS를 별도로 구매하여야 하는 비용이 소요되고, 단말기 크기가 커져 휴대하기가 불편하게 된다.In case of using an external GPS, the cost of purchasing the GPS separately is increased, and the size of the terminal becomes large, making it difficult to carry.

한편, 전용망 기반의 기술에 대해 살펴보면, 이는 위치 확인을 위한 전용망을 이용하는 기술로, 일반적인 무선통신시스템과 다른 주파수를 사용한다. 예를 들면, 미국의 LMS(location and monitoring) 대역의 전용망을 이용하는 방식을 들 수 있으며, 위치 결정을 위해 별도의 신호를 사용한다. 이는 일종의 도로 표지(Signpost) 방식으로 지능형교통시스템(ITS : Intelligent Transportation System)의 노변 기지국도 이 범주에 포함된다고 할 수 있다.On the other hand, when looking at the technology based on the dedicated network, which is a technology using a dedicated network for positioning, and uses a different frequency than the general wireless communication system. For example, a dedicated network in the US LMS (location and monitoring) band is used, and a separate signal is used for location determination. This is a kind of road sign, and roadside base stations of the Intelligent Transportation System (ITS) are included in this category.

전용망 기반의 기술은 위치 확인을 위해 별도의 망을 구축하여야 하므로 경제성이 부족한 것이 일반적이다. 반면에, 특정 응용을 위해 신호도 별도로 설계하여 일부 지역에 설치하는 경우, 높은 정확도를 얻을 수 있다.Dedicated network-based technology generally lacks economic feasibility because a separate network must be constructed for location verification. On the other hand, high accuracy can be achieved if the signal is also designed for a specific application and installed in some areas.

이상과 같은 방법외에, 망 기반의 기술과 유사하게 망에서 단말기에서 송신한신호를 수신하여 위치를 결정하는 기술로 무선카메라(RadioCamera) 기술이 있다.In addition to the above-described method, there is a radio camera technology that determines a location by receiving a signal transmitted from a terminal in a network similar to the network-based technology.

RadioCamera 기술은 특정 지역에 대해 미리 알고 있는 무선 신호 형태와 현재 사용자의 무선 신호 형태의 지문(Fingerprint)을 비교하여 위치를 알아내는 방식이다. 이 기술은 다중경로를 통해 수신되는 사용자 신호와 이미 구축되어 있는 무선신호 전파에 대한 데이터베이스를 이용하여 사용자 자신의 위치 요구와 관계없이 연속적으로 위치 측정이 가능하다.RadioCamera technology finds a location by comparing the fingerprint of a wireless signal type with the current user's wireless signal type in advance. The technology uses a database of user signals received via multipath and radio signal propagation that is already established to enable continuous location measurements regardless of the user's own location requirements.

이외에, 특별한 위치 확인 기술을 사용하지는 않으나, 기지국 또는 기지국 영역내의 섹터의 식별자(ID : Identifier)에 의해 위치를 확인하는 방법이 있다. 즉, 디지털 셀룰라 이동통신시스템이나 PCS 시스템에서 서비스받고 있는 기지국 또는 기지국 영역내의 섹터 ID에 의해 자신의 위치를 확인할 수 있다. 그러나, 셀룰라 이동통신시스템이나 PCS에서의 기지국 또는 기지국 영역내의 섹터 크기는 다양하므로 위치에 대한 정확도도 편차가 심하게 된다.In addition, there is a method of identifying a location by an identifier (ID) of a base station or a sector in a base station area, although no special positioning technology is used. That is, it is possible to identify its own location by the sector ID in the base station or the base station area which is served by the digital cellular mobile communication system or the PCS system. However, since the size of a sector in a base station or a base station area in a cellular mobile communication system or a PCS varies, the accuracy with respect to the position also varies greatly.

측위 기술을 분류하는 다른 방법으로는 측위를 위해 필요한 신호의 수신 방향에 따라 순방향 링크에 의한 방법, 역방향 링크에 의한 방법으로 분류할 수 있다.Another method of classifying positioning techniques may be classified into a method using a forward link and a method using a reverse link according to a receiving direction of a signal required for positioning.

순방향 링크는 기지국에서 단말기로의 신호가 전송되는 경로를 말한다. 이 때 측위를 위해 사용될 수 있는 채널은 파일롯 채널, 순방향 트래픽 채널, 동기 채널, 호출 채널 등이 있으며, 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access)이동통신망에서의 측위는 주로 파일롯 채널을 이용한다.The forward link is a path through which a signal is transmitted from a base station to a terminal. At this time, a channel that can be used for positioning includes a pilot channel, a forward traffic channel, a synchronization channel, a calling channel, and the like, and positioning in a code division multiple access (CDMA) mobile communication network mainly uses a pilot channel.

역방향 링크는 단말기로부터 기지국으로의 경로를 의미한다. 이때, 측위를 위해 사용될 수 있는 채널은 역방향 트래픽 채널이다.The reverse link refers to the path from the terminal to the base station. At this time, a channel that can be used for positioning is a reverse traffic channel.

전술한 바와 같이, 측위 기술에 대해 전용망 기반의 기술은 별도의 망을 구축하여야 하므로 전국적인 망을 구성하는데 있어서 경제성이지 못하다고 할 수 있으며, RadioCamera 기술도 우리나라 서울과 같은 지역에서 전파 환경의 변화에 따른 전파 지도 데이터베이스 갱신에 문제가 많을 것으로 고려된다.As described above, the dedicated network-based technology for the positioning technology is not economical in constructing a nationwide network because the separate network has to be constructed, and the RadioCamera technology is also affected by changes in the radio environment in areas such as Seoul, Korea. It is considered that there will be many problems in updating the propagation map database.

일반적으로, 가장 널리 사용될 수 있는 측위 기술은 망기반이나 단말 기반 기술로, 이는 단말기 또는 기지국에서 수신되는 3개 이상의 신호를 기반으로 위치를 결정하고 있다.In general, the most widely used positioning technology is network-based or terminal-based technology, which determines the location based on three or more signals received from the terminal or the base station.

그러나, 기지국에서 신호를 수신하는 역방향 링크 측위에 대해서는 "Hearability" 개선을 위해 PUF(Power Up Function) 등이 제안되고 있으나, 망 전체의 간섭을 증가시켜 시스템의 용량을 저하시킬 수 있으므로 보편적인 측위 서비스를 위해서는 적합한 방식이 아닌 것으로 알려지고 있다.However, although the PUF (Power Up Function) has been proposed to improve the "Hearability" for the reverse link positioning that receives the signal from the base station, it is a universal positioning service because it can reduce the capacity of the system by increasing the interference of the entire network. It is not known to be a suitable way.

한편, 순방향 측위를 위해서도 3개 이상의 신호가 수신되어야 하나 발표된 문헌들의 결과나 한국통신이 IS-95망의 순방향 파일롯 신호에 대해 실시한 측정 결과에 의하면 3개 이상의 신호를 수신할 수 있는 지역은 서비스 제공 지역의 일부에 불과한 것으로 조사되었다. 특히, 서비스 커버리지를 확장하기 위해 중계기를 많이 사용하고 있는 국내 현실에 비추어 볼 때, 3개 이상의 신호가 수신되는 지역은 서비스 제공 지역과 비교할 때 더욱 작아진다. 이러한 순방향 Hearability 문제를 개선하기 위해 다양한 방법이 제안되고 있으나, 한가지 기술로 서비스 지역 전체에 적용하여 원하는 정확도와 신뢰도를 얻기 어려운 실정이어서 전국 어디서나 측위 서비스를 제공하기에는 해결해야 할 점이 많은 것으로 분석되고 있다.On the other hand, at least three signals must be received for forward positioning, but according to the results of published literature or measurements performed by the Korea Telecom on the forward pilot signal of the IS-95 network, an area that can receive more than three signals is Only a portion of the service area was surveyed. In particular, in view of the domestic reality, which uses a lot of repeaters to expand service coverage, the area where three or more signals are received is smaller than the service providing area. Various methods have been proposed to improve the forward Hearability problem, but it is analyzed that there is much need to be solved to provide positioning service anywhere in the country because it is difficult to obtain desired accuracy and reliability by applying it to the entire service area with one technology.

따라서, 측위를 위해 3개 이상의 신호가 필요하나 이를 만족시켜 주지 못하는 현실에 비추어 볼 때, 하나의 기지국만으로 무선 단말기(이동국)의 위치를 결정할 수 있는 방안이 필수적으로 요구된다.Therefore, in view of the reality that three or more signals are required for positioning but fail to satisfy them, a method of determining a location of a wireless terminal (mobile station) with only one base station is required.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, 무선통신시스템에서 하나의 기지국만으로 무선 단말기의 위치를 결정하기 위한 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치 및 그 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to meet the above requirements, and realizes a terminal positioning device using the single cell for determining the position of the wireless terminal with only one base station in the wireless communication system and the method and the method. The object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program.

도 1 은 본 발명에 따른 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치의 일실시예 구성도.1 is a block diagram of an embodiment of a terminal positioning device using a single cell according to the present invention.

도 2a 및 2b 는 본 발명에 이용되는 크기 모노 펄스(Amplitude Nonopulse)와 위상 모노 펄스(Phase Monopulse)의 개념 예시도.2A and 2B are conceptual illustrations of magnitude monopulse and phase monopulse used in the present invention.

도 3 은 본 발명에 이용되는 안테나 배열과 신호의 입사각과의 관계를 나타낸 설명도.3 is an explanatory diagram showing a relationship between an antenna array and an incident angle of a signal used in the present invention;

도 4 는 본 발명에 따른 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치의 일실시예 상세 구성도.4 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a terminal positioning device using a single cell according to the present invention.

도 5 는 본 발명에 이용되는 이상적인 채널에서의 위상 모노 펄스 출력값과 입사각과의 관계를 나타낸 설명도.5 is an explanatory diagram showing a relationship between a phase mono pulse output value and an incident angle in an ideal channel used in the present invention.

도 6 은 본 발명에 따른 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도.6 is a flowchart illustrating a method for determining a terminal location using a single cell according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

11,12 : 안테나 12 : 코드 획득 및 위상 지연 동기부11,12 antenna 12 code acquisition and phase delay synchronizer

13 : 역확산부 14 : 도달각(AOA) 추정부13: despreader 14: angle of arrival (AOA) estimator

15 : 위치 결정부15: positioning unit

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신시스템에서의 단말기 위치 결정 장치에 있어서, 이동국으로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신신호의 동위상 의사잡음코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고 도달시간(TOA)을 예측하기 위한 동기화 및 도달시간 예측수단; 상기 제1 및 제2 수신신호를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 상기 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산하기 위한 역확산수단; 상기 역확산수단에 의해 역확산된 신호들로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 상기 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)을 추정하기 위한 도달각 추정수단; 및 상기 도달시간(TOA) 및 상기 도달각(AOA)를 바탕으로 상기 이동국의 위치를 결정하기 위한 위치결정수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an in-phase pseudo noise of a first and a second received signal received from a mobile station through a first and a second antenna in a same base station in a terminal position determining apparatus in a wireless communication system. Synchronization and arrival time predicting means for acquiring and tracking code to synchronize and predict the time of arrival (TOA); Despreading means for despreading the first and second received signals by in-phase carrier and quadrature carrier, respectively, and then despreading by the in-phase pseudo noise code; Arrival angle estimating means for obtaining a phase mono pulse output value from the signals despread by said despreading means and estimating an arrival angle AAO from said phase mono pulse output value; And positioning means for determining the position of the mobile station based on the arrival time TOA and the arrival angle AAO.

그리고, 본 발명은 무선통신시스템에서의 단말기 위치 결정 방법에 있어서, 이동국으로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신신호의 동위상 의사잡음코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고 도달시간(TOA)을 예측하는 제 1 단계; 상기 제1 및 제2 수신신호를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 상기 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산하는 제 2 단계; 상기 역확산된 신호들로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 상기 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)을 추정하는 제 3 단계; 및 상기 도달시간(TOA) 및 상기 도달각(AOA)를 바탕으로, 상기 이동국의 위치를 결정하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a method for determining a terminal position in a wireless communication system, the method comprising: obtaining and tracking an in-phase pseudo noise code of first and second received signals received from a mobile station through first and second antennas in the same base station; A first step of synchronizing and predicting arrival time (TOA); A second step of demodulating the first and second received signals by in-phase carrier and quadrature carrier and despreading by the in-phase pseudo noise code; Obtaining a phase mono pulse output value from the despread signals and estimating an angle of arrival (AOA) from the phase mono pulse output value; And a fourth step of determining the position of the mobile station based on the arrival time TOA and the angle of arrival AAO.

또한, 본 발명은 이동국의 위치를 결정하기 위하여, 프로세서를 구비한 무선통신시스템에, 이동국으로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신신호의 동위상 의사잡음코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고 도달시간(TOA)을 예측하는 기능; 상기 제1 및 제2 수신신호를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 상기 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산하는 기능; 상기 역확산된 신호들로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 상기 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)을 추정하는 기능; 및 상기 도달시간(TOA) 및 상기 도달각(AOA)를 바탕으로, 상기 이동국의 위치를 결정하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In addition, the present invention relates to the in-phase pseudo noise of first and second received signals received from a mobile station via a first and a second antenna in a same base station in a wireless communication system having a processor to determine the position of the mobile station. Acquiring and tracking code to synchronize and predict time of arrival (TOA); A function of demodulating the first and second received signals by an in-phase carrier and a quadrature carrier and then despreading the in-phase pseudo noise code; Obtaining a phase mono pulse output value from the despread signals and estimating an angle of arrival (AOA) from the phase mono pulse output value; And a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a function of determining the position of the mobile station based on the arrival time TOA and the arrival angle AAO.

본 발명은 CDMA 이동통신망에서 서비스를 제공받고 있는 무선 단말기(이동국)의 위치를 결정하는 것으로, 셀룰라, PCS, IMT-2000 등 CDMA 이동통신망의 셀 설계가 최적화됨에 따라 단말기 위치 결정에 필요한 신호 3개 이상을 수신할 수 없는 Hearability 문제가 발생하여, 이를 개선하기 위한 방법으로 하나의 기지국에서 측위가 가능하도록 한 것이다.The present invention is to determine the position of a wireless terminal (mobile station) receiving a service in a CDMA mobile communication network, three signals required for terminal location determination as the cell design of the CDMA mobile communication network such as cellular, PCS, IMT-2000 is optimized Hearability problem that can not receive the error occurs, and as a way to improve this is to enable positioning in one base station.

이를 위해, 본 발명은 CDMA 이동통신망의 역방향 링크에 대해 TOA와 AOA를 측정하여 하나의 기지국에서 측위가 가능하도록 한다. 즉, 하나의 기지국에서 측위를 하기 위해 TOA와 AOA를 동시에 측정하며, AOA를 측정하기 위해 기지국에서 사용되는 다이버시티 안테나를 이용한다.To this end, the present invention measures the TOA and AOA for the reverse link of the CDMA mobile communication network to enable positioning at one base station. That is, the TOA and the AOA are simultaneously measured for positioning at one base station, and the diversity antenna used at the base station is used to measure the AOA.

이로써, 본 발명은 셀룰라 및 PCS 등 이동통신 가입자 수가 기존의 유선전화가입자 수를 초과한 국내 현실에서, 하나의 기지국만으로 무선 단말기의 위치를 확인할 수 있어 미국의 무선 E911 서비스와 같은 긴급호 서비스 등과 같은 다양한 위치 관련 서비스를 제공할 수 있다.Thus, the present invention can determine the location of the wireless terminal with only one base station in the domestic reality that the number of mobile subscribers such as cellular and PCS exceeds the number of existing landline telephone subscribers, such as emergency call services such as the US wireless E911 service, etc. Various location related services can be provided.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명에 따른 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치의 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a terminal positioning device using a single cell according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치는, 무선 단말기(이동국)로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나(11,12)를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신신호(r1st(t),r2nd(t))의 동위상 의사잡음(PN)코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고 도달시간(TOA)(τ)을 예측하기 위한 코드 획득 및 위상지연 동기부(13)와, 제1 및 제2 수신신호(r1st(t),r2nd(t))를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산하기 위한 역확산부(14)와, 역확산부(14)에 의해 역확산된 신호(areal, aimag, breal, bimag)로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)(θ)을 추정하기 위한 도달각 추정부(15)와, 도달시간(TOA) 및 도달각(AOA)를 바탕으로 무선 단말기(이동국)의 위치를 결정하기 위한 위치결정부(16)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the terminal positioning apparatus using a single cell according to the present invention includes a first and second antennas 11 and 12 received in a same base station from a wireless terminal (mobile station). Code acquisition and phase for acquiring and tracking in-phase pseudo noise (PN) codes of the second received signals r 1st (t) and r 2nd (t) to synchronize and predict the time of arrival (TOA) τ The delay synchronizer 13 and the first and second received signals r 1st (t) and r 2nd (t) are respectively demodulated by in-phase carrier and quadrature carrier and then inversed by in-phase pseudo noise code. The phase monopulse output value is obtained from the despreading section 14 for spreading and the signals a real , a imag , b real , and b imag despread by the despreading section 14 and reaches from the phase mono pulse output value. A wireless terminal (mobile station) based on the arrival angle estimating unit 15 for estimating the angle AAO (θ) and the arrival time TOA and the angle of arrival AAO. Positioning section 16 for determining the position of the.

모노 펄스는 동시에 여러 개의 빔을 형성하여, 표적에 반사된 신호의 크기를 비교하고, 한 번에 표적의 방향을 추정한다는 의미로 사용된다.The mono pulse is used to form several beams at the same time, to compare the magnitude of the signal reflected on the target, and to estimate the direction of the target at one time.

모노 펄스 이론은 전자기파의 응용 분야인 레이다 신호처리 분야에서 시작되었으며, 음파를 이용하는 소나 및 탄성파(elastic wave)를 이용하는 지진탐사에 적용되어 왔다.Monopulse theory began in the field of radar signal processing, the application of electromagnetic waves, and has been applied to earthquake detection using sonar and elastic waves using sound waves.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 모노 펄스 방향 추정 기법은 크게 크기 모노 펄스(Amplitude Monopulse) 방법(도 2a 참조)과 위상 모노 펄스(Phase Monopulse) 방법(도 2b 참조)으로 나뉘어 진다.As shown in FIGS. 2A and 2B, the mono pulse direction estimation technique is largely divided into an amplitude monopulse method (see FIG. 2A) and a phase monopulse method (see FIG. 2B).

도 2a를 참조하면, 크기 모노 펄스 방법에서는 고정된 형태의 빔 A, B에 입사된 신호는 입사각에 따라 서로 다른 이득 a, b를 얻는다는 사실을 이용한다. 즉, 신호의 입사각을라 할 때이므로 이를 이용하면 표적의 방향을 추정할 수 있다. 크기 모노 펄스방법은 입사각과 이득간에 (수학식 1)과 같은 관계를 갖는다.Referring to FIG. 2A, the magnitude mono pulse method takes advantage of the fact that the signals incident on the fixed beams A and B obtain different gains a and b according to the angle of incidence. That is, the incident angle of the signal When This can be used to estimate the direction of the target. The magnitude monopulse method has the same relationship between the angle of incidence and the gain (Equation 1).

(수학식 1)에서 RE(ㆍ)는 실수부를 취하는 연산자이다.In Equation 1, RE (·) is an operator that takes a real part.

도 2b와 같이 형성된 빔 역시 방향각 추정에 이용할 수 있는데, 신호의 입사각에 따라 빔 형성기 이득 a, b가 주어지며, 이때 이득의 위상이 신호 입사각의 함수임을 이용할 수 있다. 즉,이고, 하기의 (수학식 2)의 관계를 이용하면 표적의 방향을 추정할 수 있는데, 이러한 구조를 위상 모노 펄스 방법 이라 한다.The beam formed as shown in FIG. 2B may also be used for directional angle estimation. The beam former gains a and b are given according to the angle of incidence of the signal, and the phase of the gain may be used as a function of the signal angle of incidence. In other words, By using the relationship of Equation 2 below, the direction of the target can be estimated. This structure is called a phase monopulse method.

(수학식 2)에서 IM(ㆍ)는 허수부를 취하는 연산자이다.In Equation (2), IM (·) is an operator that takes an imaginary part.

CDMA 이동통신시스템의 k번째 사용자가 (수학식 3)과 같은 신호를 송신한다고 가정한다.Assume that the k-th user of the CDMA mobile communication system transmits a signal such as (Equation 3).

(수학식 3)에서,는 동위상 채널의 k번째 사용자의 m번째 데이터를 나타내며, +1 또는 -1값을 갖는다. ωc는 반송파 주파수이고, φk는 k번째 사용자의 위상 옵셋(offset)이다. 여기서, 역확산 신호는 (수학식 4)와 같다.In equation (3), Represents the m-th data of the k-th user of the in-phase channel and has a value of +1 or -1. ω c is the carrier frequency and φ k is the phase offset of the k-th user. Here, the despread signal is expressed by Equation 4 below.

(수학식 3)의 송신신호는 (수학식 5)의 페이딩 채널을 통과하여 기지국의 안테나(11,12)에 수신되며, 수신되는 신호는 (수학식 6)과 같이 나타낼 수 있다. 이 때, fk,i는 단위 임펄스 응답에 대응하는 가중치이며, τk,i는 k번째 사용자의 I번째 다중경로 지연을 나타낸다.The transmission signal of Equation 3 is received by the antennas 11 and 12 of the base station through the fading channel of Equation 5, and the received signal may be represented as Equation 6. In this case, f k, i is a weight corresponding to the unit impulse response, and τ k, i represents the I-th multipath delay of the k-th user.

(수학식 6)에서, a(θk,i)는 배열 안테나(11,12)에서 k번째 사용자의 i번째 경로신호에 대한 L×1 방향 벡터이고, L은 배열 안테나 소자로 L≥2이나 여기서는 L=2인 경우에 대해 기술한다.In Equation (6), a (θ k, i ) is an L × 1 direction vector for the i-th path signal of the k-th user in the array antennas 11 and 12, and L is an array antenna element. Here, the case where L = 2 is described.

이상과 같은 수신신호에 대해 CDMA 이동통신망에서 하나의 기지국으로 무선 단말기의 위치를 결정하기 위하여, 기지국은 섹터를 사용하며, 각 섹터는 2개 이상의 안테나를 사용하는 것으로 가정한다. 이때, 사용되는 수신용 안테나(11,12)는 도 3과 같이 λ/2 간격으로 위치시킨다. 여기서, λ는 반송파의 파장을 나타낸다.In order to determine the position of the wireless terminal as one base station in the CDMA mobile communication network for the received signal as described above, it is assumed that the base station uses sectors and each sector uses two or more antennas. At this time, the reception antennas 11 and 12 used are positioned at intervals of λ / 2 as shown in FIG. Is the wavelength of the carrier wave.

2개의 안테나(11,12)에 수신되는 신호를 각각 r1st(t), r2nd(t)라고 하면, 채널의 변화를 고려하지 않았을 때, 수신된 신호는 (수학식 7)과 같이 간략히 표현할 수 있다.If the signals received by the two antennas 11 and 12 are r 1st (t) and r 2nd (t), respectively, when the channel change is not taken into consideration, the received signal is simply expressed as in Equation (7). Can be.

(수학식 7)에서, 확산신호에 비하여 반송파의 주파수가 매우 크므로, 두 번째 안테나(12)에 수신된 신호(r2nd(t))는 첫 번째 배열 안테나(11)에 수신된 신호에 대하여 반송파에 대해서만 τ만큼의 지연을 갖게 된다고 볼 수 있다. 이러한 지연의 정도는 결국 2개의 안테나(11,12)에 수신되는 신호의 입사각에 의하여 결정되므로, 두 안테나(11,12)에 수신되는 신호의 지연에 대한 위상차만 추정할 수 있다면, 송신되는 신호원의 입사각을 결정할 수 있다. 즉, 도 4와 같이 수신된 신호는 φ=0인 경우의 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여, 각각 복조된 후 동위상 PN 코드에 의하여 역확산된다. 여기서, 동위상 PN 코드는 코드 획득과 코드추적을 통한 동기화 과정으로 얻어진다.In equation (7), the spread signal Since the frequency of the carrier is very large compared to the signal, the signal r 2nd (t) received by the second antenna 12 has a delay of τ only for the carrier with respect to the signal received by the first array antenna 11. It can be seen. Since the degree of this delay is ultimately determined by the angle of incidence of the signals received at the two antennas 11 and 12, if only the phase difference with respect to the delay of the signals received at the two antennas 11 and 12 can be estimated, then the transmitted signal is transmitted. The angle of incidence of the circle can be determined. That is, as shown in FIG. 4, the received signal is demodulated by the in-phase carrier and the quadrature carrier when φ = 0, and then despread by the in-phase PN code. Here, the in-phase PN code is obtained by a synchronization process through code acquisition and code tracking.

이러한 과정을 통하여 첫 번째 안테나(11)에서는 출력 areal, aimag를 얻고, 두번째 안테나(12)에서는 breal, bimag를 얻는다.Through this process, the first antenna 11 obtains outputs a real and a imag , and the second antenna 12 obtains b real and b imag .

본 실시예에서는 송신단의 동위상 채널 정보만을 고려하였으므로, 송신단의 직교 위상 채널 정보는 없다고 가정한다. 그러나, 송신단의 직교 위상 채널 정보를 동시에 고려하여도 같은 결과를 얻을 수 있다.In this embodiment, since only in-phase channel information of the transmitter is considered, it is assumed that there is no orthogonal phase channel information of the transmitter. However, the same result can be obtained by considering the quadrature phase channel information of the transmitter at the same time.

일반적으로, 위상 모노 펄스의 입사각과 출력값과의 관계는 (수학식 8)과 같으므로 모노 펄스 이론에 의거하여 출력 areal, aimag, breal, bimag을 (수학식 8)에 대입하여 정리하면, 신호의 입사각과 모노 펄스의 출력값 사이에는 (수학식 9)와 같은 관계가 성립한다.In general, the relationship between the incidence angle and the output value of the phase monopulse is equal to (Equation 8), so that the outputs a real , a imag , b real and b imag are summed into Then, a relationship as shown in Equation 9 is established between the incident angle of the signal and the output value of the mono pulse.

송신 신호가 이상적인 채널을 통과하고 완전하게 동기화된 코드 역확산 과정을 겪는다고 가정하면(13,14), 각 단에서의 출력은 (수학식 10)과 같다.Assuming that the transmitted signal passes through the ideal channel and undergoes a fully synchronized code despreading process (13,14), the output at each stage is given by (10).

(수학식 10)에서 G는 코드 획득에 사용되는 정합 필터의 길이이다.In Equation 10, G is the length of the matched filter used for code acquisition.

(수학식 10)을 상기 (수학식 9)에 대입하여 정리하면 (수학식 11)과 같다.Substituting Equation 10 into Equation 9 above, Equation 11 is obtained.

한편, 지연시간 τ와 θ는 (수학식 12)와 같은 관계를 가지므로 위상 모노 펄스의 출력값으로부터 입사각을 추정할 수 있다.On the other hand, since the delay time τ and θ have the same relationship as (Equation 12), the incident angle can be estimated from the output value of the phase mono pulse.

상기 (수학식 10)과 상기 (수학식 12)로부터 위상 모노 펄스의 입사각과 출력값과의 관계를 구하면 (수학식 13)과 같다.The relationship between the incidence angle of the phase mono pulse and the output value is obtained from Equation (10) and Equation (12).

이러한 위상 모노 펄스 출력값을 얻기 위해 룩업 테이블(lookup table)이 이용될 수 있는데, 이를 통해 응답시간을 빠르게 할 수 있다. 이러한 룩업 테이블에 사용되는 입사각과 출력값과의 관계는 도 5를 통해 알 수 있다.A lookup table can be used to obtain such a phase mono pulse output value, thereby speeding up the response time. The relationship between the incident angle and the output value used in the lookup table can be seen through FIG. 5.

실제, 이동통신 채널에서는 잡음과 다중 경로 간섭, 코드 동기 오차 등으로 인해 도 5와 같은 위상 모노 펄스 출력값과는 차이가 발생한다. 따라서, 상기 (수학식 13)을 이용하여 만든 룩업 테이블과 실제 수신된 신호의 위상 모노 펄스 출력값과의 비교를 통해 가장 근소한 오차가 발생하는 각을 입사각으로 판정한다.In fact, in the mobile communication channel, the phase mono pulse output value shown in FIG. 5 may be different due to noise, multipath interference, and code synchronization error. Therefore, the angle of occurrence of the slightest error is determined as the incident angle by comparing the look-up table created using Equation 13 with the phase mono pulse output value of the actually received signal.

이와 같은 위상 모노 펄스의 출력값에 대해 제안한 시스템의 위치 추정 과정은 다음과 같이 정리된다.The position estimation process of the proposed system for the output value of the phase mono pulse is summarized as follows.

도 4와 같이 안테나(11,12)에 수신된 신호의 코드 획득과 코드 추적 과정을 통하여, 이동국과 기지국간의 거리를 결정하고, 이 동기화된 코드를 이용하여 첫 번째와 두 번째 배열 안테나(11,12)에 들어오는 신호에 대하여 위상 모노 펄스 방법을 적용하여 신호의 입사각을 결정한다. 위의 과정을 통한 거리와 방향 정보로부터 이동국의 위치를 추정할 수 있다.As shown in FIG. 4, the distance between the mobile station and the base station is determined through code acquisition and code tracking of the signals received by the antennas 11 and 12, and the first and second array antennas 11, 12) The phase mono pulse method is applied to the incoming signal to determine the incident angle of the signal. The position of the mobile station can be estimated from the distance and direction information through the above process.

도 6 은 본 발명에 따른 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for determining a terminal location using a single cell according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법은, 먼저 무선 단말기(이동국)로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나(11,12)를 통해 제1 및 제2 수신신호(r1st(t),r2nd(t))가 수신되면(601), 코드 획득 및 위상지연 동기부(13)에서 제1 및 제2 수신신호의 동위상 의사잡음(PN)코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고(602) 도달시간(TOA)(τ)을 예측한다(603). 여기서, 도달시간(TOA)은 무선 단말기(이동국)과 기지국의 거리를 결정하는데 사용된다(거리정보).As shown in FIG. 6, the method for determining a terminal location using a single cell according to the present invention includes first and second antennas from a wireless terminal (mobile station) through first and second antennas 11 and 12 in the same base station. 2 When the received signals r 1st (t) and r 2nd (t) are received (601), the code acquisition and phase delay synchronizer 13 in-phase pseudo noise (PN) codes of the first and second received signals. The acquisition and tracking are synchronized (602) to predict the arrival time (TOA) τ (603). Here, the arrival time TOA is used to determine the distance between the wireless terminal (mobile station) and the base station (distance information).

그리고, 역확산부(14)에서 배열 안테나(11,12)를 통해 수신된 제1 및 제2 수신신호(r1st(t),r2nd(t))를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산한다.The despreader 14 receives the first and second reception signals r 1st (t) and r 2nd (t) received through the array antennas 11 and 12 by using an in-phase carrier and a quadrature carrier. After demodulation, despread by in-phase pseudo noise code.

이후, 도달각 추정부(15)에서 역확산부(14)에 의해 역확산된 신호(areal, aimag, breal, bimag)로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)(θ)을 추정한다(606). 이때, 위상 모노 펄스 출력값을 얻기 위해 룩업 테이블(lookup table)이 사용되는데, 이를 통해 응답시간을 빠르게 할 수 있다. 여기서, 도달각(AOA)은 두 개의 배열 안테나(11,12)를 통해 수신되는 신호의 지연에 대한 위상차로부터 추정되는 입사각(방향정보)을 의미한다.The phase mono pulse output value is then obtained from the signals a real , a imag , b real , and b imag despread by the despreader 14 in the arrival angle estimator 15, and the arrival angle is determined from the phase mono pulse output value. (AOA) (θ) is estimated (606). In this case, a lookup table is used to obtain a phase mono pulse output value, thereby speeding up the response time. Here, the arrival angle AAO means an angle of incidence (direction information) estimated from a phase difference with respect to a delay of a signal received through the two array antennas 11 and 12.

마지막으로, 위치 결정부(16)에서는 거리정보(도달시간(TOA)) 및 방향정보(도달각(AOA))를 바탕으로 무선 단말기의 위치를 결정한다.Finally, the position determination unit 16 determines the position of the wireless terminal based on the distance information (reach time (TOA)) and the direction information (reach angle AAO).

이상에서와 같은 본 발명은 셀룰라, PCS 및 IMT-2000 등 CDMA 이동통신망에서 사용되는 무선 단말기의 위치를 결정하는 방법으로, Hearability가 좋지 않은 지역에서 하나의 기지국으로 측위를 할 수 있는 방법을 제안한 것이다. 이 방법이 Hearability가 좋은 지역에서 적용될 수 있는 좀 더 정확한 측위 방식과 결합되면, 전국적으로 구축되어 있는 기존의 CDMA 이동통신망 뿐만아니라 새로이 구축될 IMT-2000망 등에서도 다양한 위치 관련 서비스를 받는 것이 가능하여 진다.As described above, the present invention proposes a method for determining the location of a wireless terminal used in a CDMA mobile communication network such as cellular, PCS, and IMT-2000. . When this method is combined with a more accurate positioning method that can be applied in a Hearability region, it is possible to receive a variety of location-related services not only in the existing CDMA mobile communication network established nationwide, but also in the newly constructed IMT-2000 network. Lose.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains, and the above-described embodiments and accompanying It is not limited to the drawing.

상기한 바와 같은 본 발명은, Hearability가 좋지 않은 지역에서 하나의 기지국만을 이용하여 이동국의 위치를 추정할 수 있어, 낯선 지역에서의 정보안내, 차량 추적, 이동 옐로우 페이지(Mobile Yellow Page) 서비스 등 다양한 위치관련 서비스를 연속적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention can estimate the location of a mobile station using only one base station in an area with poor Hearability, and thus provides various information such as information guidance, vehicle tracking, and mobile yellow page service in an unfamiliar area. It is effective to continuously provide location-related services.

Claims (14)

무선통신시스템에서의 단말기 위치 결정 장치에 있어서,In the terminal position determining apparatus in a wireless communication system, 이동국으로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신신호의 동위상 의사잡음코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고 도달시간(TOA)을 예측하기 위한 동기화 및 도달시간 예측수단;Synchronization and arrival time for acquiring and tracking in-phase pseudo noise codes of the first and second received signals received from the mobile station through the first and second antennas in the same base station to synchronize and predict the time of arrival (TOA). Prediction means; 상기 제1 및 제2 수신신호를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 상기 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산하기 위한 역확산수단;Despreading means for despreading the first and second received signals by in-phase carrier and quadrature carrier, respectively, and then despreading by the in-phase pseudo noise code; 상기 역확산수단에 의해 역확산된 신호들로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 상기 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)을 추정하기 위한 도달각 추정수단; 및Arrival angle estimating means for obtaining a phase monopulse output value from the signals despread by said despreading means and estimating an arrival angle AAO from said phase monopulse output value; And 상기 도달시간(TOA) 및 상기 도달각(AOA)를 바탕으로 상기 이동국의 위치를 결정하기 위한 위치결정수단Positioning means for determining the position of the mobile station based on the arrival time TOA and the arrival angle AAO 을 포함하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치.Terminal positioning device using a single cell in a wireless communication system comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도달각 추정수단은,The reaching angle estimating means, 상기 위상 모노 펄스 출력값을 얻기 위해 룩업 테이블(Lookup table)을 이용하여 응답시간을 줄이는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한단말기 위치 결정 장치.Device for positioning a terminal using a single cell in a wireless communication system, characterized in that for reducing the response time by using a lookup table to obtain the phase mono pulse output value. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 및 제2 안테나는,The first and second antennas, 실질적으로, 동일 기지국내에 λ/2(단, λ는 반송파의 파장임)만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치.Substantially, a terminal positioning device using a single cell in a wireless communication system, characterized in that spaced apart by λ / 2 (λ is a wavelength of the carrier wave) in the same base station. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 안테나에 수신된 상기 제2 수신신호는,The second received signal received by the second antenna, 상기 제1 안테나에 수신된 상기 제1 수신신호에 대하여, 반송파에 대해서만 도달시간(TOA)만큼의 지연을 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치.And a delay time by a time of arrival (TOA) only for a carrier wave with respect to the first received signal received by the first antenna. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 도달각 추정수단의 상기 역확산된 신호들은 각각,The despread signals of the arrival angle estimating means, respectively, 실질적으로, 하기의 수학식과 같은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치.Substantially, a terminal position determination apparatus using a single cell in a wireless communication system, characterized in that it has the value as the following equation. (단, G는 코드 획득에 사용되는 정합 필터의 길이임) (Where G is the length of the matched filter used to obtain the code) 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 위상 모노 펄스 출력값은,The phase mono pulse output value is 모노 펄스의 입사각과 하기의 수학식의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치.Terminal positioning apparatus using a single cell in a wireless communication system, characterized in that the relationship between the incident angle of the mono pulse and the following equation. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 이동국의 위치를 결정하는 과정은,The process of determining the location of the mobile station, 상기 제1 및 제2 안테나에 수신된 상기 제1 및 제2 수신신호의 코드 획득과 코드 추적 과정을 통하여 상기 이동국과 상기 기지국간의 거리를 결정하고, 동기화된 상기 의사잡음코드를 이용하여 상기 제1 및 제2 안테나에 들어오는 상기 제1 및 제2 수신신호에 대하여 위상 모노 펄스 방법을 적용하여 신호의 입사각을 결정한 후, 거리와 방향 정보로부터 상기 이동국의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 장치.The distance between the mobile station and the base station is determined through code acquisition and code tracking of the first and second received signals received by the first and second antennas, and the synchronized pseudo noise code is used to determine the distance. And determining the angle of incidence of the signal by applying a phase monopulse method to the first and second received signals entering the second antenna, and then determining the position of the mobile station from distance and direction information. Terminal location determination device using a single cell. 무선통신시스템에서의 단말기 위치 결정 방법에 있어서,In the terminal location determination method in a wireless communication system, 이동국으로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신신호의 동위상 의사잡음코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고 도달시간(TOA)을 예측하는 제 1 단계;A first step of obtaining and tracking in-phase pseudo noise codes of the first and second received signals received from the mobile station via the first and second antennas in the same base station to synchronize and predict the arrival time (TOA); 상기 제1 및 제2 수신신호를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 상기 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산하는 제 2 단계;A second step of demodulating the first and second received signals by in-phase carrier and quadrature carrier and despreading by the in-phase pseudo noise code; 상기 역확산된 신호들로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 상기 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)을 추정하는 제 3 단계; 및Obtaining a phase mono pulse output value from the despread signals and estimating an angle of arrival (AOA) from the phase mono pulse output value; And 상기 도달시간(TOA) 및 상기 도달각(AOA)를 바탕으로, 상기 이동국의 위치를 결정하는 제 4 단계A fourth step of determining the position of the mobile station based on the arrival time TOA and the arrival angle AAO 를 포함하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법.Terminal location determination method using a single cell in a wireless communication system comprising a. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 역확산된 신호들은 각각,The despread signals are each 실질적으로, 하기의 수학식과 같은 값을 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법.Substantially, a method for determining a location of a terminal using a single cell in a wireless communication system, characterized by having a value equal to the following equation. (단, G는 코드 획득에 사용되는 정합 필터의 길이임) (Where G is the length of the matched filter used to obtain the code) 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 및 제2 안테나는,The first and second antennas, 실질적으로, 동일 기지국내에 λ/2(단, λ는 반송파의 파장임)만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법.Substantially, a method for determining a location of a terminal using a single cell in a wireless communication system, characterized in that spaced apart λ / 2 (λ is a wavelength of the carrier wave) in the same base station. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제2 안테나에 수신된 상기 제2 수신신호는,The second received signal received by the second antenna, 상기 제1 안테나에 수신된 상기 제1 수신신호에 대하여, 반송파에 대해서만 도달시간(TOA)만큼의 지연을 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법.The method of claim 1, wherein the delay of the first received signal received by the first antenna is as long as the arrival time (TOA) for the carrier. 제 8 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 8 to 11, 상기 제 3 단계는,The third step, 상기 역확산된 신호들로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 상기 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)을 추정하되, 상기 위상 모노 펄스 출력값을 얻기 위해 룩업 테이블(Lookup table)을 이용하여 응답시간을 줄이는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법.Obtain a phase mono pulse output value from the despread signals, estimate an angle of arrival (AOA) from the phase mono pulse output value, and reduce a response time by using a lookup table to obtain the phase mono pulse output value. Terminal location determination method using a single cell in a wireless communication system, characterized in that. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 위상 모노 펄스 출력값은,The phase mono pulse output value is 모노 펄스의 입사각과 하기의 수학식의 관계를 갖는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단일 셀을 이용한 단말기 위치 결정 방법.A terminal positioning method using a single cell in a wireless communication system, characterized by having a relationship between an incident angle of a mono pulse and the following equation. 이동국의 위치를 결정하기 위하여, 프로세서를 구비한 무선통신시스템에,In a wireless communication system having a processor for determining the position of a mobile station, 이동국으로부터 동일 기지국내의 제1 및 제2 안테나를 통해 수신되는 제1 및 제2 수신신호의 동위상 의사잡음코드를 획득 및 추적하여 동기를 맞추고 도달시간(TOA)을 예측하는 기능;Obtaining and tracking in-phase pseudo noise codes of the first and second received signals received from the mobile station through the first and second antennas in the same base station to synchronize and predict the time of arrival (TOA); 상기 제1 및 제2 수신신호를 동위상 반송파와 직교위상 반송파에 의하여 각각 복조한 후 상기 동위상 의사잡음코드에 의하여 역확산하는 기능;A function of demodulating the first and second received signals by an in-phase carrier and a quadrature carrier and then despreading the in-phase pseudo noise code; 상기 역확산된 신호들로부터 위상 모노 펄스 출력값을 구하고, 상기 위상 모노 펄스 출력값으로부터 도달각(AOA)을 추정하는 기능; 및Obtaining a phase mono pulse output value from the despread signals and estimating an angle of arrival (AOA) from the phase mono pulse output value; And 상기 도달시간(TOA) 및 상기 도달각(AOA)를 바탕으로, 상기 이동국의 위치를 결정하는 기능A function of determining the position of the mobile station based on the arrival time (TOA) and the arrival angle (AOA) 을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing this.
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