KR20020005643A - 셀룰라 전화기의 위치를 결정하는 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20020005643A
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솔리만사미르에스
레바논나다브
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밀러 럿셀 비
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Abstract

본 발명은 상대적 지연 및 절대 범위 측정치들을 이용하여 이동 셀룰라 전화기와 같은 원격 스테이션 (116) 의 위치를 결정하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 원격 스테이션 (116) 에서 행해진 순방향 링크 측정치들과 하나 이상의 기지국들 (106, 108) 에서 행해진 역방향 링크 측정치들의 조합을 이용하여 원격 스테이션 (116) 의 위치를 결정한다. 이러한 측정치들은 원격 스테이션 (116) 의 위치를 산출하는 계산들을 수행하는데 사용된다. 이러한 계산들을 수행하는 장치는 이동 위치 결정에 참여하는 모든 기지국들의 정확한 위치뿐만 아니라 그 기지국들과 연관된 고유의 지연 캘리브레이션에 대한 연역적인 정보를 이용할 수 있다.

Description

셀룰라 전화기의 위치를 결정하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE POSITION OF A CELLULAR TELEPHONE}
CDMA(code division multiple access) 변조 기술들은 다수의 무선 전화기 사용자들이 존재하는 무선 통신들에 사용되는 몇몇 기술들중 하나의 기술을 이용한다. 미국에서 CDMA 이동 통신을 제공하는 방법 및 표준 용어는 "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" 이라고 명명된 미국 통신 산업 협회의 TIA/EIA/IS-95-A 에 의해 설정되며, 이는 일반적으로 IS-95 라 한다.
CDMA 무선 통신 시스템의 실제 사용에 대한 상세한 논의는, 발명의 명칭이 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OF TERRESTRIAL REPEATERS" 인 미국 특허 제 4,901,307 호 및 발명의 명칭이 "SYSTEMAND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" 인 미국 특허 제 5,103,459 호에 기재되어 있다. 이러한 특허들은 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 여기에서 참조한다.
이러한 특허들 모두에서는, CDMA 확산 스펙트럼 통신 신호들을 이용하여 원격 스테이션 (여기서, 각 원격 스테이션은 트랜시버를 갖는다) 들로도 지칭되는 다수의 이동 전화기들을 사용하고 지상 기지국 (terrestrial base station) 들 또는 위성 리피터들을 통해 다른 원격 스테이션들 또는 다른 형태의 스테이션들과 통신하는, 다중 액세스 기술이 기재되어 있다. 지상 기지국(또는, 기지국이라함) 은 일반적으로 무선 역방향 링크를 통하여 원격 스테이션으로부터 통신 신호들을 수신하고, 무선 순방향 링크를 통하여 원격 스테이션에 통신 신호들을 송신한다. 통신이 기지국에 의해 성공적으로 송신되어 원격 스테이션에 의해 수신될 수 있는 영역을 셀이라 한다.
무선 원격 스테이션들이 가지는 하나의 문제점은 상기 원격 스테이션이 기지국으로 신호들을 송신하고 기지국으로부터 신호들을 수신하는 경우에 상기 원격 스테이션의 위치를 알 수 없다는 것이다. 원격 스테이션 사용자가 911 비상 호출을 하는 경우에, 이 사용자가 자신이 호출하고 있는 정확한 위치를 알지 못 하면, 이 사용자에게 구급대원을 보낼 수가 없다. 이러한 문제 때문에, 위치결정 기술들은 최우선시 되어왔다. 또한, 경쟁사들의 서비스보다 더 우수한 서비스를 제공함으로써 수익을 올리려는 관리 집단 및 전화 서비스 공급자들의 소망이 위치결정 기술을 발전시켰다. 예를 들어, 1996 년 6 월에, 미국 연방 통신 위원회(FCC) 는 개선된 비상 911 서비스 (E-911 로 지정됨) 에 대한 지원을 규정하였고, 셀룰라 트랜시버의 위치가 지정된 공중 안전 응답 지점 (designated public safety answering point) 으로 재전송되도록 규정하였다. FCC 의 규정을 따르기 위해서는, 미국에서만 적어도 77,000 사이트에 2005 년까지 자동 위치결정 기술들이 갖추어져야 한다.
어느 정도의 자동 위치결정 능력을 제공하는 몇몇 기술들이 현재 공지되어 있다. K.H. Khan 등에 의해 발명되어 Lucent Technologies 로 양도되며 발명의 명칭이 "Methods and Apparatus for a Portable Communication Device to Identify Its Own Location" 인 미국 특허 제 5,646,632 호에 기재되어 있는 하나의 기술은 3 개 이상의 기지국들로부터 전송되어 원격 스테이션에 의해 수신되는 통신 신호들의 상대적 지연들을 측정하는 단계를 수반한다. 이러한 신호들은 여러 기지국들과 원격 스테이션 사이의 범위차를 결정하는데 사용된다. 유감스럽게도, 전형적인 무선 시스템에 있어서 각각의 전화기가 최소의 필요 전력을 송신하여 단일 수신 기지국으로 통신을 전달한다는 사실에 의해, 통상적으로 역방향 링크의 송신 전력도 또한 증가시켜야 한다. 신호를 수신하는 3 개의 기지국들에 대하여, 원격 스테이션들의 송신 전력을 양호한 레벨 이상으로 증가시켜야 한다. 또한, 사용된 외삽 (extrapoation) 기술들은 셀 사이트들의 집중화가 증가되도록, 또는 상술한 바와 같이 각 원격 스테이션의 송신 전력이 증가되도록 요구하며, 3 개 이상의 기지국들과의 통신을 필요로 한다.
이러한 형태의 위치결정 기술은 심각한 결점들을 갖는다. 이러한 결점은기지국들의 수가 증가하는 경우에 크게 비싸진다는 것이다. 다른 방법으로는, 원격 스테이션의 송신 전력을 증가시키는 경우에 원격 스테이션들 사이의 간섭 가능성이 증가되고, 원격 스테이션에 부가되는 부수적인 하드웨어가 필요하게 된다. 최근에, 이러한 공지된 기술들은 FCC 지시에 필요한 정밀도를 제공하지 못하는 것 같다.
따라서, 최소수의 기지국들로 원격 스테이션을 연결하는 순방향 및 역방향 링크들로부터의 측정치들을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정할 수 있는 방법 및 장치가 요구된다. 본 발명은 적어도 CDMA 변조 통신 시스템들과 호환될 수 있고, 바람직하게는 시분할 다중 액세스 (TDMA) , 주파수 분할 다중 액세스 (FDMA), 및 진폭 변조 (AM) 기술들과 같이, 많은 이동 통신 시스템들에 사용되는 다른 통신 기술들과도 호환가능하다.
일반적으로, 본 발명은 순방향 및 역방향 링크 측정치들을 이용하여 셀룰라 전화기의 위치를 결정함에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이동 전화기에서 행해진 순방향 링크 측정치들과 하나 이상의 기지국들에서 행해진 역방향 링크 측정치들의 조합을 이용하여, 코드 분할 다중 액세스 시스템에 사용되는 무선 이동 전화기의 위치를 결정하는 방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 특성, 목적, 및 이점들을 명세서 전반에 걸쳐서 같은 참조번호들이 같은부분을 표시하는 첨부 도면들을 참조하여 설명한다.
도 1 은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 무선 링크들을 통합하는 원격통신 시스템의 하드웨어 구성요소들 및 연결부들에 대한 블록도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 제품을 도시하는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 하나의 실시예에 따른, 도 1 에 나타낸 바와 같은 장치의 동작 특성들을 제어하는데 사용되는 일반적인 동작 단계들을 나타내는 블록도이다.
도 4 는 도 3 에 나타낸 단계 308 를 추가적으로 규정하는 블록도이다.
도 5 내지 도 14 는 공지된 종래 기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 성능 특성들을 나타내는 도면이다.
넓게는, 본 발명은 원격 스테이션에서 행해진 순방향 링크 측정치들과 하나 이상의 기지국들에서 행해진 역방향 링크 측정치들의 조합을 이용하여, 이동 셀룰라 전화기와 같은 원격 스테이션의 위치를 결정한다. 순방향 링크 측정들은 2 개 이상의 기지국들로부터 송신되어 원격 스테이션에 의해 수신되는 신호들로부터 행해진다. 특히, 본 발명은 2 개 이상의 기지국들로 부터의 상대적 지연 그리고 원격 기지국과 하나 이상의 기지국 사이에서 행해진 통신의 라운드트립 (roundtrip) 지연과 같은, 측정치들의 조합을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정하는데 사용되는 방법, 장치, 및 제품에 관한 것이다. 이러한 측정치들은 원격 스테이션의 위치를 산출하는 계산들을 수행하는데 사용된다. 이러한 계산들을 수행하는 장치는 이동체 위치 결정에 참여하는 모든 기지국들의 정확한 위치 및 상기 기지국들과 연관된 고유의 지연 캘리브레이션 (calibration) 들에 대한 연역적인 (a-priori) 정보를 이용할 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예는 원격 스테이션에서 행해진 순방향 링크 측정치들과 하나 이상의 기지국들에서 행해진 역방향 링크 측정치들과의 조합을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정하는방법을 제공한다. 순방향 링크 측정들은 2 이상의 기지국들로부터 송신되어 원격 스테이션에 의해 수신되는 신호들로부터 행해진다. 이러한 측정들은 원격 스테이션과 기지국 사이에서 행해진 통신에 대한 하나 이상의 라운드트립 지연과, 원격 스테이션에서 행해진 상대적 지연 측정들을 포함한다. 측정 결과들은 "1차" 기지국으로도 불리는 중앙 처리 스테이션에서 수신되며, 여기서 1 차 기지국은 원격 스테이션에 의해 개시된 통신을 주로 조정하는 기지국이다. 중앙 처리 스테이션은 원격 스테이션의 위치를 결정하는 계산들을 수행하고, 참가하는 모든 기지국들의 정확한 위치뿐만 아니라, 만일 있다면, 그러한 기지국들과 연관된 지연 캘리브레이션들에 대한 연역적인 정보를 이용할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 순방향 링크 및 역방향 링크 측정치들의 조합을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정하는데 사용되는장치로서 구현될 수 있다. 상기 장치는 각 실시예의 구성에 따라 프로세서, 제어기, 데이터 저장장치, 수신기, 송신기, 및 다양한 다른 하드웨어를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 본 발명은 디지털 처리 장치에 의해 실행가능한 기계-판독가능한 명령들을 확실히 구현하며, 순방향 및 역방향 링크 측정치들의 조합을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정하는데 사용되는 디지털 신호 운반 매체와 같은제품을 포함할 수 있다.
본 발명은 사용자들에게 많은 이점들을 제공한다. 하나의 이점은 원격 스테이션을 위치시키는데 필요한 기지국들의 수가 감소된다는 점이다. 또 다른 이점은 3 개 이상의 기지국들이 원격 스테이션을 위치시키는데 사용되는 경우에, 종래 기술의 방법들을 이용하여 제공된 위치보다 더욱 더 확실하게 위치를 결정할 수 있다는 점이다. 또 다른 이점은 원격 스테이션의 위치 결정시에 라운드트립 지연 측정치를 이용하면, 주어진 세트의 기지국들에 대한 GDOP 를 때때로 현저하게 향상시킨다는 점이다. 아래에 설명한 바와 같이, 양호한 GDOP 는 위치에 대한 임의 측정 에러의 영향이 작고 종종 무시할 수 있다는 것을 의미한다.
마지막으로, 본 발명은 당업자가 본 발명의 다음의 상세한 설명부를 검토한 후에 더욱 더 명백하게 알 수 있는 많은 다른 이점들 및 이익들을 추가적으로 제공한다.
도 1 내지 도 4 는 본 발명의 다양한 장치, 제품, 및 방법 특성들의 예를 나타낸다. 도 5 내지 도 14 는 본 발명의 하나의 실시예에 대한 성능 특성들을 나타내며, 이러한 특성들을 다른 공지된 방법들과 비교한다. 그러나 설명의 편의상, 의도된 임의의 제한없이, 이러한 예들은 무선 링크들을 통합하는 디지털 원격통신 시스템의 견지에서 설명되며, 이들중 하나의 예를 아래에 설명한다.
하드웨어 구성요소 및 연결부
도 1 은 본 발명에 사용된 무선 링크들을 포함하는 원격통신 시스템 (100) 의 하나의 형태를 나타낸다. 원래, 일반적으로 통신, 전화 호출 또는 팩시밀리와 같은 데이터 전송은 전화국의 링크 (104) 를 통하여 전화기로부터 기지국 제어기 (MSC) 로 전송된다. MSC (120) 는 일반적으로 당해 분야에 공지되며 스위칭 기능들을 수행하는데 사용되는 하드웨어를 포함한다. 이러한 스위칭 기능들은 원격 스테이션 (116) 으로 하나의 이상의 통신들을 전송하는 것을 조정하는데 사용된다. 상기 링크 (104) 는 무선링크, 광섬유 케이블이거나 구리 또는 알루미늄배선과 같이, 정보 신호를 전송하기 위하여 당해 분야에 공지된 임의의 형태의 통신 링크를 포함할 수 있다. MSC 는 기지국 또는 BS로 불리는 트랜시버 서브시스템을 포함할 수 있다. BS (106 또는 108) 과 같은 BS 는 원격 유닛 (116) 과 MSC (102) 사이에 무선 링크를 제공한다.
그럼에도 불구하고, BS 는 또한 CDMA 또는 TDMA 이거나 상술된 임의의 형태들과 같은 신호 발생 프로코콜을 제공하는 반면에 MSC 는 원격 스테이션 (116) 으로의 통신의 수신 및 연속 송신을 조정하는 스위칭 기능들을 제공한다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 원격 스테이션 (116) 은 셀룰라, 이동식, 휴대용, 무선 가입자 회선, 또는 가입자 유닛과 같은 통신을 전송하는 주요 수단으로서 무선 링크를 사용하는 모든 형태의 원격통신 유닛 (일반적으로 전화기로 불림) 들로 불려진다. 이와 같이, 원격 스테이션은 통신을 수신 및 송신하는데 사용되며, 당해 분야에 공지된 트랜시버 유닛 및 다른 회로소자를 포함한다. 상기 원격 스테이션은 아래의 방법 부분에 논의된 바와 같이 소망의 정보를 계산하는 부분에 구성된 프로세서 및 저장장치를 포함하며, 이들 모두는 기지국으로부터 수신된 신호의 상대적 지연과 같은 통신의 지정된 특성들을 측정하는데 사용된다. 이러한 정보 또는 대표값은 기지국으로 전송될 수 있다.
MSC (102) 는 링크 (110) 에 의해 BS (106 또는 108) 과 같은 기지국으로 연결될 수 있다. 링크 (110) 는 링크 (104) 와 같은 동일한 또는 유사한 구조일 수 있다. 상기 BS 는 통신이 원격 스테이션 (116) 으로 전송되는 시간과 응답 통신이 원격 스테이션 (116) 으로부터 수신되는 시간 사이의 임의의 지연 (D) 과같은, 선택된 통신 특성들을 측정하는데 사용되는 프로세서와 저장 장치를 포함할 수 있다. 지정된 BS 가 송신될 통신을 수신하는 경우에, 상기 BS 는 BS 와 원격 유닛 (116) 사이에 무선 링크를 형성하는 것을 시도한다. 그러나, 각 BS 는 BS (106) 의 영역 (114) 및 BS (108) 의 영역 (112) 으로 도시된 바와 같이, 한정된 범위를 가진다. 원격 유닛 (116) 이 도시된 BS (106) 와 BS (108) 의 송신 범위내에 위치되는 경우에, BS 들 모두는 원격 스테이션 (116) 에 의해 수신되는 신호들을 송신할 수 있다. 원격 스테이션 (116) 이 여전히 영역 (112) 내에 존재하며, 영역 (114) 의 밖으로 이동하는 경우에, BS (106) 는 원격 스테이션 (116) 으로 의도된 신호를 송신하는 것을 중지할 수 있다.
원격 스테이션 (116) 이 영역 (114) 을 벗어나 영역 (112) 으로 이동하므로, 호출은 BS (106) 로부터 BS (108) 로 전송되거나 또는 "핸드오프" 될 수 있다. 핸드 오프는 일반적으로 하드 핸드오프와 소프트 핸드오프의 2 가지 종류로 분리된다. 하드 핸드오프에서, 원격 스테이션이 BS (106) 과 같은 원래의 기지국을 출발하여 BS (108) 와 같은 목적 기지국으로 들어가는 경우에, 원격 스테이션은 원래의 기지국과의 통신 링크를 중단하고 그 후에 목적 기지국과의 새로운 통신 링크를 설정한다. 소프트 핸드오프에서, 원격 스테이션은 원래의 기지국과의 통신 링크를 중단하기 전에 목적 기지국과의 통신 링크를 완성한다. 따라서, 소프트 핸드오프에 있어서, 원격 스테이션에서는 얼마간의 시간 주기동안에 원래의 기지국과 목적 기지국 양자의 통신이 중복된다.
소프트 핸드오프는 하드 핸드오프보다 호출들을 훨씬 덜 저하시킨다. 또한, 원격 스테이션이 기지국의 커버리지 경계 (coverage boundary) 부근으로 이동하는 경우에, 상기 원격 스테이션은 환경의 작은 변경들에 응답하여 핸드오프 요청들을 반복할 수 있다. 또한, 핑퐁 (ping-ponging) 이라고 불리는 이러한 문제도 소프트 핸드오프에 의해 크게 감소된다. 소프트 핸드오프를 수행하는 공정은 "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM" 이라고 명칭된 미국 특허 제 5,101,501 호 및 "MOBILE STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM" 이라고 명칭된 미국 특허 제 5,267,261 호에 상세히 설명되며, 이러한 특허들은 본 발명의 양수인에게 양도되고 여기에 참고로 참조된다. 미국 특허 제 5,267,261 호의 시스템에서, 소프트 핸드오프 처리는 원격 스테이션에서 각 기지국에 의해 송신되는 "파일럿"신호들의 세기를 측정함으로써 향상된다. 이러한 파일럿 세기의 측정들은 유효한 기지국의 핸드오프 후보자들의 식별을 용이하게 함으로써 소프트 핸드오프 처리를 도와준다.
원격통신 시스템에서의 전송용 신호들의 처리에 관한 충분한 논의가 "Mobile Station-Based Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Systems"으로 명칭된 미국 통신 산업 협회의 표준 TIA/EIA/IS-95 및 당해 분야에 공지된 다른 전송 표준들에 기재되어 있다.
앞서서 상세히 설명하였음에도 불구하고, 이러한 명세서의 이점을 취하는 당업자들은 상술된 장치가 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 다른 구조의 원격통신 시스템에서 구현될 수 있음을 인식하여야 한다. 특정한 예로서, BS 는 MSC (102)의 구성요소일 수 있고, 또한 일반적으로 PSTN 으로 불리는 공중 전화 교환망은 상기 원격통신 시스템에 포함될 수 있다.
동작
상술된 다양한 하드웨어 실시예들에 부가하여, 본 발명의 다른 태양은 원격 스테이션의 위치를 결정하는 방법과 관련된다. 이러한 방법은 예를 들어 디지털 신호 프로세서(도시되지 않음) 를 동작시켜 일련의 기계 판독가능한 명령들을 실행함으로써 구현될 수 있다. 이러한 명령들은 상기 프로세서에 내재되거나 상기 프로세서에 연결된 하나 이상의 데이터 저장 유닛들내에 포함될 수 있다.
데이터 저장 유닛
일련의 기계 판독가능한 명령들은 다양한 형태의 데이터 저장 유닛들의 전체 또는 부분에 포함될 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 하나의 태양은 아래에 논의된 바와 같이 원격 스테이션과 2 개 이상의 기지국들 사이에 행해진 통신에 대하여, 상대적 지연 및 RTD 측정치들을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정하는 방법 단계들을 수행하도록, 디지털 신호 프로세서와 같은 프로세서에 의해 실행가능하며 기계 판독가능한 명령들의 프로그램을 확실히 구현하는 데이터 저장 매체를 포함하는 제품에 관계한다.
데이터 저장 매체는 예를 들어 기지국 (106) 내에 포함되는 메모리 유닛들을 포함할 수 있다. 이러한 메모리 유닛들은 제어기 (102) 또는 원격 스테이션 (116) 내의 전체 또는 부분에, 또는 원격통신 시스템 (100) 과 통신가능한 임의의 다른 위치에 배치될 수 있다. 다른 방법으로는, 명령들은 자기 저장 디스크(200)(도 2 참조) 와 같은 또 다른 형태의 데이터 저장 매체, 또는 DASD (direct access storge device), 전자 판독용 저장장치 (CD-ROM 또는 WORM), 또는 짝수 페이퍼 펀치 카드들과 같은 임의의 다른 형태의 데이터 저장 매체내에 포함될 수 있다. 또한, 기계 판독가능한 명령들은 컴파일된 "C-타입" 또는 다른 소스 코드 언어의 라인들을 포함할 수 있다.
전체 시퀀스의 동작
도 3 은 본 발명을 이용하여 원격 스테이션 (116) 의 위치를 결정하는 기본적인 방법 (300) 을 나타낸다. 도 4 는 기본적인 방법 (300) 의 단계 308 을 더 상세히 나타내며, 이는 도 1 에서 기지국들 (106, 108) 로 나타낸 2 개 이상의 기지국들과 원격 스테이션 (116) 사이에 교환된 통신에 대한 상대적 지연 및 RTD 측정치를 이용하여 위치를 결정하는 방법을 제공한다.
통신에 대한 순방향 링크 측정이 도 1 에 나타낸 원격 스테이션 (116) 에서 수행되는 경우에, 도 3 에 나타낸 방법 (300) 은 단계 (302) 에서 시작한다. 이에 관하여 상술된 바와 같이, 순방향 링크는 BS 와 원격 스테이션 (116) 사이의 무선 통신 링크이다. 단계 304 에 있어서, 이러한 측정치들은 기지국들 (106, 108) 과 같은 2 개 이상의 BS 들로부터 원격 스테이션 (116) 에 의해 수신되는 통신 신호들의 상대적 지연을 야기한다. 상대적 지연들은 다양한 BS 들과 원격 스테이션 (116) 사이의 범위 차이에 대응한다.
단계 306 에서, 동작중인 기지국과 원격 스테이션 (116) 사이의 통신에 대하여 행해진 하나 이상의 RTD 측정치는 단계 304 의 상대적 지연에 부가된다. 본래 이러한 RTD 측정치는 동작중인 기지국 즉, 원격 스테이션 (116) 과 통신하는 기지국에서 유효하다. 각 RTD 측정치는 동작중인 기지국과 원격 스테이션 (116) 사이에 측정된 절대 범위에 대응하며, 하나의 실시예에서 RTD=D*C/2 로 규정된다. 원격 스테이션 (116) 이 핸드-오프 모드인 경우에, 부가적인 RTD 측정치들은 원격 스테이션 (116) 과 다른 기지국들 사이에 행해진 통신들에 이용가능하다. 이러한 부가적인 측정치들은 본 발명의 다른 실시예들에서 원격 스테이션 (116) 의 위치를 계산하고 아래에 기술된 바와 같이 위치 정밀도를 개선하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시예에서 위치 계산들은 기지국에서 수행된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 위치 계산은 도 1 에 나타낸 제어기 (102) 와 같이 상대적 지연 및 RTD 측정치들로 액세스 가능한 임의의 위치에서 행해질 수 있다. 위치 계산이 BS (106) 에서 발생한다고 가정하면, 기지국은 원격 기지국 (116) 으로부터의 상대적 지연 측정치들 뿐만 아니라 다른 기지국들로부터의 모든 이용가능한 RTD 측정치들을 수신한다. 이러한 실시예에서, 원격 스테이션 (116) 은 BS 의 위치, 또는 지연 캘리브레이션과 같은 기지국 정보를 저장하지 않고, 위치 계산들도 수행하지 않는다. 통상, 전화기 위치 (예를 들어, 911 호출에 대한 전화기의 위치) 를 알 필요가 있는 통신 시스템 (100) 이 존재하므로, 기지국은 위치 결정을 수행한다. 필요하다면, 계산된 위치는 원격 스테이션 (116) 으로 송신될 수 있다.
다른 실시예들에서, 원격 스테이션 (116) 은 몇몇 또는 모든 측정 정보를 저장할 수 있거나, 또는 그 위치를 결정하기 위하여 필요한 몇몇 또는 모든 계산들을 수행할 수 있어, 더 유효하게 위치 결정을 수행하므로 더 빠르다. 예를 들어, 원격 스테이션 (116) 은 많이 반복되는 상대적 지연 측정치들을 각 기지국에 대한 대표적인 상대적 지연값으로 평균화 및 감소시키기 위하여, 몇몇 처리를 수행할 수 있다. 이러한 "사전-처리"는 임의의 측정 에러를 감소시키는 것을 도와주며, 최소한의 필요 정보를 동작중인 기지국에 전송하는 것을 허용한다. 조금 덜 바람직한 방법으로는 원격 스테이션 (116) 이 미처리된 반복적인 상대적 지연 측정치들을 동작중인 기지국에 송신하는 것이다.
도 4 내지 도 14 에 대하여 논의된 바와 같이, RTD 측정을 사용하면, 때때로 종래 기술의 방법들에 비해 현저하게, 한 세트의 기지국들에 대한 GDOP (Geometric Dilution of Precision) 를 개선할 수 있다. 양호한 GDOP 는 원격 스테이션의 위치 결정시에 측정 에러들이 가질 수 있는 영향을 최소화할 수 있다. 이러한 RTD 측정치는 원격 스테이션 (116) 의 위치를 결정하는데 필요한 기지국들의 최소 갯수를 감소시키며, 2 개 이상의 기지국들을 사용하여 위치를 결정하는데 있어 내재된 모호성 (ambiguity) 을 감소시킨다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 작은 모호성을 가지는 위치에 대하여 2 개의 기지국들이 필요하다. 또 다른 실시예에서, "대부분(all-but)" 또는 모호성분이 없는 위치에 대하여 3 개의 기지국들이 필요하다.
GDOP 계산
원격 스테이션은 도 1 에 나타낸 각각의 BS들 (106, 108) 의 영역들 (114,116) 과 같은 기지국들의 셀들에 의해 규정된 3 차원 영역내의 어느 곳에나 위치할 수 있다. 최소한의 세트로 측정하여 도 4 에 상세히 설명한 바와 같이 위치 결정 (308) 을 행하기 위하여, 단계 402 에서는 기지국들과 원격 스테이션이 모두 동일한 수평 평면에 있는 경우에 2 차원 시나리오로 간주된다. 이러한 평면은 동쪽 좌표 x 및 북쪽 좌표 y 를 가진다. 원격 스테이션 또는 기지국이 서로에 대하여 지면으로부터 매우 높이 떨어지지 않으면, 이러한 2 차원 시나리오는 매우 잘 동작한다.
단계 404 에서 순방향 링크의 상대적 지연 측정치들은 의사 범위들로 공지된 것을 산출한다. 이러한 의사 범위들은 GPS (global positing system) 방법들에 널리 사용되며, 당해 분야에 공지되어 있다. 의사 범위들을 이용하여, 원격 스테이션의 위치는 벡터로 결정되며, 이 벡터는 좌표 x 및 y 그리고 범위 편차 (range bias)에 의해 규정된다. 이러한 벡터는로 표시될 수 있고, 여기서은 전치행렬을 나타낸다.
상대적 지연들로부터 유용한 측정치들은 의사범위 측정치들을 산출한다. 잡음없는 환경이라고 가정하면, i 번째 BS 에 대한 잡음없는 의사범위 측정과 상기 규정된 벡터의 3 개의 미지수 사이의 관계는,
로 주어지며
여기서
이고 xi및 yi는 i 번째 BS 의 좌표들이며, N 은 사용된 BS 들의 전체 갯수이다. 제 1 BS 와 연관된 RTD 측정치는 제 1 BS 의 정확한 범위를 산출한다. 잡음없는 환경이라고 가정하면, RTD 측정치 및 원격 스테이션의 위치 사이의 관계는,
에 의해 주어질 수 있다.
3 개의 미지수 x,y, 및에 대한 상기 계산들의 편도함수는,
과 같이 단계 406 에서 결정된다.
단계 408 에서, 도함수 행렬 H 는,
과 같이 배치된다.
단계 410 에서 GDOP 는로 규정된 행렬 G 의 처음 2 개의 대각 성분들로 얻어질 수 있으며,이다.
임의의 랜덤한 측정 에러들이의 에러 STD와 무관하고 균일하게 분포 (iiD) 된다고 가정하면, GDOP 는 랜덤한 위치 에러의 표준 편차 (STD) 로 쉽게 변환될 수 있다. 이 경우에, 수평 위치 에러의 STD 는 간단히이다.
또 다른 실시예에서, N 의사범위 측정치들은 N-1 범위차 측정치들로 대체되며, 미지의 벡터로부터를 제거할수 있고, 이는 실질적으로 유사한 위치 결정치들을 산출할 수 있다. 그러나, 이러한 대체는 상기 범위차 측정치들의 에러들이 독립적이지 않기 때문에 GDOP 계산을 더 복잡하게 한다. 따라서, 행렬 G 의 계산은 비대각 에러 공분산 행렬 (non-diagonal error covariance matrix) 을 수반한다.
일단 GDOP 가 계산되면, 원격 스테이션의 위치는 단계 412 에서 반복적인 최소제곱법 알고리즘들을 사용하여 결정된다. 이러한 연산 기술은 당해 분야에 공지되어 있다. 상기 방법은 단계 414에서 종료한다.
GDOP 윤곽 (contour) 맵 - 등변 삼각형 배치
종래 기술에 비하여 본 발명에 있어 중요한 정밀도 개선에 대한 이해를 돕고, 하나 이상의 RTD 측정치들의 이용에 대한 기여도를 강조하기 위하여, GDOP 의 윤곽맵들을 도 6 내지 도 8, 및 도 10 내지 도 14 에 나타낸다. 제 1 예는 도5 에 나타낸 바와 같이 등변삼각형에 배치된 3 개의 기지국들을 이용한다. 비교를 위하여, 도 6 의 윤곽맵은 앞서 참조된 U.S 특허 제 5,646,632 호와 같이 종래 기술에 제안된 바와 같이 상대적 지연들(의사범위들) 만을 이용한 원격 스테이션의 위치 솔루션을 나타낸다. 상기 방법에 따르면, 도 7 의 윤곽맵은 상대적 지연 더하기 하나의 RTD 를 이용한 해석을 나타낸다.
도 7 을 도 6 과 비교하면, 3 개의 기지국들을 연결하는 가설상의 삼각형(도시되지 않음)의 외부과 그 기지국들 부근에서 개선된 GDOP 들이 현저하게 나타난다. 예를 들어, 북쪽으로 6000 미터 동쪽으로 6000 미터에서, 종래 기술은 6 의 값을 산출한다. 그러나 본 발명은 1.9 의 값을 생성한다. 이러한 개선된 GDOP 는 도 5 의 BS#1 및 BS#2 와 같이, 2 개의 기지국들만이 이용가능한 경우에, 더욱 더 현저하다. 종래 기술의 방법은 완전히 실패한 반면에 본 발명은 2 개의 기지국들 (베이스라인) 을 연결하는 가설상의 라인(도시되지 않음) 에 대한 대칭에 의하여 약간의 모호성을 가지며 넓은 영역에 걸쳐, 합리적인 정밀도를 산출한다. 단지 2 개의 기지국들만이 원격 스테이션과 통신하는 경우에 관한 본 발명의 GDOP 윤곽들을 도 8 에 나타내었다. 예를 들어, 2 개의 기지국만이 존재하는 경우에 베이스 라인의 양측에서 얻은 값 2.5 보다 작은 GDOP 값을 가진 큰 영역들이 여전히 산출된다. 상기 예에서, 북쪽으로 6000 미터 동쪽으로 6000 미터에서의 GDOP 는 도 7 에 나타낸 1.9 인 3 개의 기지국의 해상도로부터 약 2.3 으로 약간 증가한다.
GDOP 윤곽 맵 - 둔각 삼각형 배치
위치 결정에 RTD 측정을 사용함으로써 실현되는 GDOP 의 개선점은 기지국들의 둔각 삼각형 배치에서 더욱 더 현저하다. 이러한 배치를 도 9 에 내었다. 상대적 지연들만을 이용한 종래 기술 발명의 GDOP 윤곽을 도 10 에 나타내는 반면에 RTD 를 포함하는 본 발명은 도 11 에 나타낸다.
도면들을 비교하는 경우에, 현저하게 개선된 GDOP 가, 특히 둔각 삼각형 아래에, 즉 대략 북으로 -2000 미터 이하에서, 도 11 에 도시된다. 도면들중 왼쪽 아래의 4분면과 비교하여 볼 때, GDOP 계산시에, GDOP 는 RTD 측정이 사용되지 않는 도 10 에서의 값 10 으로부터 RTD 측정이 사용되는 도 11 의 대략 2 의 값으로 떨어진다. GDOP 의 값이 작으면 작을수록, 공지된 연산 기술들을 사용하여 원격 스테이션의 위치 결정시의 정밀도는 더 커진다는 점을 상기 사실로부터 알 수 있다.
원격 스테이션 위치 결정
상술한 바와 같이, 원격 스테이션의 위치는 반복적인 최소 제곱법 알고리즘들을 이용하여 얻어진다. 그러나, 결과적인 위치 해석은 또한 유용한 측정치들로부터 생성된 등곡선들 사이의 교차점들에 대응한다. 도 12 에 나타낸 바와 같이, 단지 상대적 지연(범위차) 측정들을 사용한 종래 기술 방법의 교차점들은 기지국의 등변삼각형 배열로 표시된다. 이러한 등범위차 곡선들은 쌍곡선이다. 기지국들을 연결하는 가설상의 삼각형(도시되지 않음) 의 외부 그리고 특히 도면의 에지 부근에서, 교차 쌍곡선들은 거의 접선임을 주목하자. 이러한 접선 특성은 종래 기술에 비하여 이러한 영역에서 표시된 GDOP 값들이 열등하게 되는 원인을 나타낸다.
본 발명의 등범위차 곡선들은 도 13 에 도시된다. 이 예에서의 BS#1과 원격 스테이션 사이의 하나 이상의 RTD 측정치를 포함하여 BS#1 을 중심으로 외부로 확장하는 원들에 의해 표시되는 등-RTD 곡선들을 부가한다. 이러한 "곡선들" 은 등범위차 곡선들과의 바람직한 (거의 수직인) 교차점들을 부가하여, GDOP 를 낮춘다.
2 개의 스테이션의 모호성
본 발명의 하나의 실시예에 있어서 고유한 약간의 모호성은 도 14 의 등곡선들을 이용하여 증명되며, 여기서 2 개의 기지국들은 3 개의 기지국들 대신에 원격 스테이션 (116) 과 통신한다. 이러한 도면과 논의는 단지 본 발명의 이러한 2 개의 실시예를 구별하기 위하여 제안된다. 도 14 에서, 등-RTD 곡선(원)과 등범위차 곡선 (쌍곡선) 사이의 임의의 교차점은 이 예에서 BS#1 및 BS#2 인 2 개의 기지국들을 연결하는 가설상의 라인 (도시되지 않음) 에 대하여 대칭인 "쌍" 또는 "미러" 교차점을 가진다. 이러한 쌍 교차점은 원격 스테이션 (116) 의 위치결정에 모호성을 발생시킬 수 있다. 필요하다면, 이러한 모호성은 일반적으로 안테나 섹터 정보를 이용하여 분석될 수 있다. 예를 들어, 원격 스테이션 (116) 의 위치에 대한 2 개의 가능한 솔루션들이 결정되면, 그 섹터 또는 영역에 대하여 사용되는 안테나의 전송 특성들에 기초한 솔루션을 제거할 수 있다.
다른 실시예
현재 본 발명의 바람직한 실시예들로 간주되는 것들이 도시되어 있지만, 다양한 변형 및 변경들은 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같이 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 행해질 수 있음이 당해 분야의 당업자들에게 명백하게 된다.

Claims (23)

  1. 순방향 및 역방향 링크 측정치들을 이용하여 무선 원격 스테이션의 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    2 개 이상의 기지국들로부터 상기 원격 스테이션에 의해 수신된 통신들에 대한 상대적 지연을 측정하는 단계;
    상기 2 개의 기지국들중 하나 이상의 기지국과 상기 원격 스테이션 사이의 통신에 대한 절대 범위(RTD) 측정을 수행하는 단계; 및
    상기 RTD 및 상기 상대적 지연 측정치들을 이용하여 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 RTD 및 상기 상대적 지연 측정치들은 상기 위치로 통신되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 결정은 상기 2 개 이상의 기지국들중 하나의 기지국에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 위치 결정은 상기 원격 스테이션에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 상대적 지연은 상기 원격 스테이션과 상기 기지국사이의 범위차 (range-difference) 에 대응하며, 상기 원격 스테이션은 각 기지국에 대한 상기 상대적 지연 측정치들을 평균함으로써 상기 위치에 통신된 상대적 지연 측정치들의 수치를 감소시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 원격 스테이션의 위치는 벡터에 의해 표시되며, 여기서이고 x 및 y 는 상기 원격 스테이션의 위치를 나타내는 좌표들이며,는 전치행렬을 나타내며, 그리고는 범위 편차를 나타내며,
    상기 위치 계산은,
    상기 상대적 지연 측정치들로부터 의사범위 측정치 (PR) 를 결정하는 단계로서, i 번째 기지국에 대한 PR 과사이의 관계는이며, 여기서이고,및는 i 번째 기지국의 좌표들이며, 그리고 N 은 기지국들의 전체 갯수인, 상기 결정 단계;
    를 구성하는 성분들에 대하여 상기 RTD 과 상기 PR 의 편도함수들을
    과 같이 결정하는 단계 ;
    로 구성되는 도함수 행렬 H 를 배치하는 단계;
    반복적인 최소제곱법 알고리즘을 이용하여 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하는 단계로서, 여기서 결과적인 위치 솔루션은 상기 RTD 측정치 또는 측정치들에 대응하는 등곡선들과 상기 상대적 지연 측정치들 사이의 교차점들에 대응하는, 상기 위치 결정 단계; 및
    행렬 G () 의 최초 2 개의 대각 성분들로부터 GDOP () (geometric dilution of precision) 를 결정하고, 상기 GDOP를 이용하여 상기 위치 솔루션의 정밀도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 2 개 이상의 기지국들중 하나의 기지국과 상기 원격 스테이션간의 상기 RTD 측정 사이의 관계는에 의해 주어지며, 여기서 x1및 y1는 상기 2 개 이상의 기지국들중 상기 하나의 기지국을 위치시키는 좌표들인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 순방향 및 역방향 링크 측정치들을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정할 수 있는 통신 장치에 있어서,
    원격 스테이션 수신기, 상기 원격 스테이션 수신기에 연결된 상대적 지연 측정 유닛, 원격 스테이션 송신기, 상기 원격 스테이션의 상대적 지연 측정 유닛과 상기 원격 스테이션 송신기에 연결된 원격 스테이션 프로세서, 및 상기 프로세서에 연결된 원격 스테이션 저장장치를 포함하는 원격 스테이션;
    제 1 수신기, 제 1 송신기, 및 라운드트립 지연 결정 유닛을 포함하는 제 1 기지국; 및
    하나 이상의 다른 기지국을 포함하며,
    상기 원격 스테이션은 상기 제 1 기지국과 상기 하나 이상의 다른 기지국에 통신가능하게 연결되며, 상기 하나 이상의 다른 기지국들 각각은 다른 수신기 및 다른 송신기를 포함하며,
    상기 원격 스테이션의 상기 상대적 지연 측정 유닛은 상기 제 1 및 상기 하나 이상의 다른 기지국들로부터 상기 원격 스테이션에 의해 수신된 통신 신호의 지연을 측정하도록 구성되며,
    상기 기지국들중 하나의 기지국은 상기 라운드트립 지연 결정 유닛에 의해 행해진 지연 측정치들 및 상기 상대적 지연 측정 유닛에 의해 행해진 상기 상대적 지연 측정치들을 이용하여, 상기 원격 스테이션의 위치를 결정할 수 있는 프로세서를 포함하며, 상기 상대적 지연 측정치들은 상기 프로세서로 통신되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 원격 스테이션은 각 기지국에 대한 상기 상대적 지연 측정치들을 평균함으로써 상기 기지국으로 통신되는 상대적 지연 측정치들의 수치를 감소시키는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 기지국은 하나 이상의 다른 기지국들중 하나의 기지국인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 지연 측정치들은 상기 원격 스테이션으로부터 기지국으로의 절대 범위 (RTD) 를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 상대적 지연 측정치들로부터 의사범위 측정치 (PR) 을 결정하는 단계로서, i 번째 기지국에 대한 PR과사이의 관계는이며, 여기서,이고, xi및 yi는 i 번째 기지국의 좌표들이며, 그리고 N 은 기지국들의 전체 갯수인, 상기 의사범위 측정치 결정 단계;
    를 구성하는 성분들에 대하여 상기 RTD 와 상기 PR의 편도함수들을
    과 같이 결정하는 단계;
    로 구성되는 도함수 행렬을 배치하는 단계;
    반복적인 최소제곱법 알고리즘을 이용하여 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하는 단계로서, 여기서 결과적인 위치 솔루션은 상기 RTD 측정치 또는 측정치들 및 상기 상대적 지연 측정치들에 대응하는 등곡선들 사이의 교차점들에 대응하는, 상기 위치 결정 단계; 및
    행렬 G () 의 최초 2 개의 대각 성분들로부터 GDOP () 를 결정하고, 상기 GDOP를 이용하여 상기 위치 솔루션의 정밀도를 결정하는 단계에 의해 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하며,
    상기 원격 스테이션의 위치는 벡터에 의해 표시되며, 여기서이고, x 및 y 는 상기 원격 스테이션의 위치를 나타내는 좌표들이며,는 전치행렬을 나타내며,는 범위 편차인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 2 개 이상의 기지국들중 하나의 기지국과 상기 원격 스테이션간의 상기 RTD 측정 사이의 관계는에 의해 주어지며, 여기서 x1및 y1는 상기 2 개 이상의 기지국들중 상기 하나의 기지국을 위치시키는 좌표들인 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  13. 2 개 이상의 기지국들로부터 상기 원격 스테이션에 의해 수신된 통신들에 대한 상대적 지연을 측정하는 단계;
    상기 원격 스테이션과 상기 2 개 이상의 기지국들중 하나 이상의 기지국 사이의 통신에 대한 라운드트립 지연을 측정하는 단계; 및
    상기 라운드트립 지연 및 상기 상대적 지연 측정치들을 이용하여 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하는 단계에 의한 순방향 및 역방향 링크 측정치들을 이용하여 무선 원격 스테이션의 위치를 결정하는데 사용되며, 디지털 처리 장치에 의해 실행가능한 기계-판독가능한 명령들의 프로그램을 확실하게 구현하는 제품으로서,
    상기 라운드트립 지연 및 상기 상대적 지연 측정치들은 상기 위치로 통신되는 것을 특징으로 하는 제품.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 위치 결정은 상기 2 개 이상의 기지국들중 하나의 기지국에서 행해지는 것을 특징으로 하는 제품.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 라운드트립 지연 측정치는 절대 범위 (RTD) 에 대응하는 것을 특징으로 하는 제품.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 상대적 지연은 상기 원격 스테이션과 상기 2 개 이상의 기지국들 사이의 범위 차에 대응하며, 상기 원격 스테이션은 각 기지국에 대한 상기 상대적 지연 측정치들을 평균함으로써 상기 위치로 통신되는 상대적 지연 측정들치의 수치를 감소시키는 것을 특징으로 하는 제품.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 원격 스테이션의 위치는 벡터에 의해 표시되며, 여기서이며, x 및 y는 상기 원격 스테이션의 위치를 나타내는 좌표들이며,는 전치 행렬을 나타내며, 그리고는 범위 편차를 나타내며,
    상기 위치 계산은,
    상기 상대적 지연 측정치들로부터 의사범위 측정치 (PR) 을 결정하는 단계로서, 여기서 i 번째 기지국에 대한 PR 과사이의 관계는이며, 여기서,이고, xi및 yi는 i 번째 기지국의 좌표들이며, 그리고 N 은 기지국들의 전체 갯수인, 상기 의사범위 측정치 결정 단계;
    를 구성하는 성분들에 대하여 상기 RTD 및 상기 PR 의 편도함수를
    과 같이 결정하는 단계;
    로 구성되는 도함수 행렬을 배치하는 단계;
    반복적인 최소제곱법 알고리즘을 이용하여 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하는 단계로서, 여기서 결과적인 위치 솔루션은 상기 RTD 측정치 또는 측정치들에 대응하는 등곡선들과 상기 상대적 지연 측정치들 사이의 교차점들에 대응하는, 상기 위치 결정 단계; 및
    행렬 G () 의 최초 2 개의 대각 성분들로부터의 GDOP() 를 결정하고, 상기 GDOP 를 이용하여 위치 솔루션의 정밀도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 하나 이상의 기지국들중 하나의 기지국과 상기 원격 스테이션간의 상기 RTD 측정 사이의 관계는의해 주어지며, 여기서 x1및 y1는 상기 하나의 기지국을 위치시키는 좌표들인 것을 특징으로 하는 제품.
  19. 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 링크 측정치들을 이용하여 원격 스테이션의 위치를 결정하는데 사용되는 장치에 있어서,
    2 개 이상의 기지국들로 부터 상기 원격 스테이션에 의해 수신되는 통신들에 대한 상대적 지연을 측정하는 제 1 수단;
    상기 2 개 이상의 기지국들중 하나 이상의 기지국과 상기 원격 스테이션 사이의 통신에 대한 절대 범위 (RTD) 를 측정하는 제 2 수단; 및
    상기 RTD 및 상기 상대적 지연 측정치들을 이용하여 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하는 프로세서를 구비하되,
    상기 RTD 및 상기 상대적 지연 측정치들은 상기 위치로 통신되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 상대적 지연 측정치들로부터 의사범위 측정치 (PR) 를 결정하는 단계로서, i 번째 기지국에 대한 PR 과사이의 관계는이며, 여기서,이고, xi및 yi는 i 번째 기지국의 좌표들이며, 그리고 N 은 기지국들의 전체 갯수인, 상기 의사범위 측정치 결정단계;
    를 구성하는 성분들에 대하여 상기 RTD 과 상기 PR 의 편도함수들을
    과 같이 결정하는 단계;
    로 구성되는 도함수 행렬을 배치하는 단계;
    반복적인 최소제곱법 알고리즘을 이용하여 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하는 단계로서, 결과되는 위치 솔루션은 상기 RTD 측정치 및 측정치들에 대응하는 등곡선들과 상기 상대적 지연 측정치들 사이의 교차점들에 대응하는, 상기 위치 결정 단계; 및
    행렬 G ()의 최초 2 개의 대각 성분들로부터 GDOP () 를 결정하고, 상기 GDOP를 이용하여 상기 위치 솔루션의 정밀도를 결정하는 단계에 의해 상기 원격 스테이션의 위치를 결정하며,
    상기 원격 스테이션의 위치는 벡터에 의해 표시되며, 여기서이고, x 및 y 는 상기 원격 스테이션의 위치를 나타내는 좌표들이며,는 전치행렬이며,는 범위 편차인 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 하나 이상의 기지국들중 하나의 기지국과 상기 원격 스테이션간의 상기 RTD 측정 사이의 관계는로 주어지며, 여기서 x1및 y1는 상기 하나의 기지국을 위치시키는 좌표들인 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 위치 결정은 상기 2 개 이상의 기지국들중 하나의 기지국에서 행해지며, 측정을 위한 상기 제 1 및 제 2 수단은 동일한 수단인 것을 특징으로 하는 장치
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 장치는,
    각 기지국에 대한 상기 상대적 지연 측정치들을 평균함으로서 상기 위치로 통신되는 상대적 지연 측정치들의 수치를 감소하는 원격 스테이션 처리 수단; 및
    상기 원격 스테이션 프로세서에 연결되며 상기 상대적 지연 측정치들을 저장하는 원격 스테이션의 저장 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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