KR20020006694A - Ｃｄｍａ 통신 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는방법 및 장치 - Google Patents

Ｃｄｍａ 통신 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원격국에서의 기준 파일럿 신호의 도달 시간을 시간 기준으로 이용하여 동기식 통신 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 그 기준 시간에 대하여, 원격국에 의하여 수신된 GPS 신호들과 기지국에서 수신된 다른 신호들의 도달 시간의 차이 (TDOA) 를 측정한다. 그 측정치들로부터 원격국의 위치를 결정한다. 본 발명은 위치 결정을 TDOA 문제로서 다룬다.

Description

ＣＤＭＡ 통신 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING THE LOCATION OF A REMOTE STATION IN A CDMA COMMUNICATION NETWORK}
무선 네트워크들에서의 위치 결정 (측위) 기술들은, 서비스 제공을 경쟁사들의 서비스 제공과 차별화시켜 수익을 증가시키려는 관리 단체와 사업자들의 바램에 의하여 전개되고 있다. 또한, 1996 년 6 월에 미연방통신위원회 (FCC) 는 강화된 긴급 911 (E-911) 서비스에 대한 지원을 규정하였다. 그 규정의 PhaseⅠ은 섹터 정보와 셀 정보를 공중 안전 응답국 (PASP; Public Safety Answering Point) 으로 되전송할 것을 요구하고 있다. 그 규정의 Phase Ⅱ는 PSAP 로 셀룰라 트랜시버의 위치를 되전송할 것을 요구하고 있다. FCC 의 규정을 만족하기 위해서는, 전체 7 만 7 천 사이트들이 2005 년까지 자동 위치 결정 기술들을 갖추어야 한다.
자동 위치 결정 기능을 제공하기 위하여 많은 기술들이 고려되고 있다.하나의 기술은 다수 개의 셀 사이트들로부터의 신호들의 도달 시간 차이를 측정하는 것이다. 이 신호들은 삼각 측량하여 위치 정보를 추출한다. 그러나, 이러한 기술은 셀 사이트들의 높은 밀도 및/또는 전송 전력의 증가를 요구한다. 이는 일반적으로 각각의 전화기가 단지 최인접 셀 사이트에 도달하기에 충분한 신호 전력으로 전송을 하는 일반적인 CDMA 시스템과는 호환되지 않는다. 삼각법 (Triangulation) 은 적어도 3 개의 사이트들과의 통신을 요구하기 때문에, 셀 사이트들의 밀도를 증가시키거나 각각의 무선국의 신호 전력을 증가시켜야 한다. 어쨌든, 각각은 중대한 결점들을 갖고 있다. 셀 사이트들의 개수의 증가로 인하여 비용이 너무 증가할 수 있다. 신호 전력의 증가는 각각의 무선국의 중량과 비용을 증가시킬 수 있고, 무선 사용자들간의 간섭의 가능성을 증가시킬 수 있다. 또한, 삼각법은 FCC 규정에 의하여 요구되는 정확도를 제공할 수 없다.
고려 중인 다른 접근방법은 위성 위치 확인 시스템 (GPS; Global Positioning System) 의 기능성을 이동 전화기에 완전히 추가시키는 것이다. 이 접근방법은 무선국들에 상당한 비용과 중량을 증가시키고, 4 개의 위성들의 포착 (Acquisition) 을 요구하며, 다소 느릴 수 있음에도 불구하고, 위치 결정 서비스를 지원하기 위한 가장 정확한 접근방법이다.
처리를 신속하게 하기 위하여, 제 3 의 접근방법은 무선국이 GPS 캐리어를 어느 주파수에서 탐색해야 하는지를 나타내는 보조 정보를 무선국으로 전송한다. 대부분의 GPS 수신기들은, 가시의 위성으로부터의 신호에 대하여 주파수 영역에서 수신기에 의하여 수행되는 탐색을 최소화하기 위하여, 소위 GPS 위성 책력 (GPSSatellite Almanac) 을 이용한다. 이 책력은 15,000 비트 블록의 천문력 - 지정된 기간 동안 소정 시점에서의 위성의 좌표들을 제공하는 테이블 - 과 전체 성좌에 대한 시간 모델 데이터이다. 위성의 위치 및 현재 시간에 관한 책력 내의 정보는 단지 대략적이다. 책력이 없으면, GPS 수신기는 위성 신호를 포착하기 위하여 가능한 가장 넓은 범위의 주파수 탐색를 수행하여야만 한다. 다른 위성들을 포착하는 것을 보조할 추가적인 정보를 얻기 위해서는 추가적인 과정을 요구한다.
신호 포착 과정은 탐색이 필요한 주파수 빈 (Frequency Bin) 의 많은 개수로 인하여 수 분을 소요할 수 있다. 각각의 주파수 빈은 중심 주파수와 소정의 폭을 갖는다. 책력의 이용은 위성 도플러 또는 신호 시프트의 불확실성을 감소시킴으로서 탐색해야할 빈의 개수를 감소시킨다. 위성 책력은 GPS 네비게이션 메시지로부터 추출되거나, 다운 링크 (순방향 링크) 상에서 데이터 또는 신호 메시지로서 수신기로 전송될 수 있다. 이 정보를 수신하자 마자, 수신기는 그 위치를 결정하기 위하여 GPS 신호 처리를 수행한다.
이 접근방법은 무선국의 위치를 결정하는데 더 신속할 수도 있지만, 여전히 원격국이 먼저 적어도 4 개의 위성들을 포착해야 하는 전제 조건을 해결해야 하는 문제점이 있다. 이는 도시 환경에서 문제가 된다. 그러므로, 무선국의 위치를 찾는 속도를 증대시키면서도 서비스 이용을 향상시킬 수 있는 발명이 요청되고 있다. 이상적으로는, 본 발명은 위치 결정에 최소한의 위성 신호의 갯수를 요구한다.
본 발명은 다수의 시스템 사용자들에게 서비스를 제공하는 통신 시스템들에서 사용되는 CDMA 변조 시스템들 및 CDMA 변조 기술과 호환될 수 있다. 이러한 타입의 다중 접속 통신 시스템들에서의 CDMA 시스템들 및 CDMA 기술들에 대한 보다 자세한 설명은, 여기에 참고하고, 발명의 명칭이 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS" 이며 본 발명의 양수인에게 양도된 미국특허 4,901,307 호에 개시되어 있다. 또한, 본 발명은 이상적으로는 시분할 다중 접속 (TDMA) 기술, 주파수 분할 다중 접속 (FDMA) 기술, 및 진폭 변조 (AM) 기술과 같은 다른 통신 시스템들에서 사용되는 다른 변조 시스템들과 다른 변조 기술들에 적용할 수 있다.
본 발명은 일반적으로 통신 네트워크들에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 위성 신호 측정치와 다른 신호 측정치들의 조합을 이용하여 코드 분할 다중접속 시스템에서 원격국의 위치를 결정하는 장치 및 기술에 관한 것이다.
본 발명의 특징, 목적들, 및 이점들을 첨부 도면들을 참조하여 좀더 자세히 설명하며, 도면들에서 동일한 도면 부호들은 전체에 걸쳐 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1 은 동기화된 통신 시스템의 기지국과 원격국의 실시예를 나타낸 다이어그램이다.
도 2 는 대표적인 CDMA 무선 전화 시스템의 블록도이다.
도 3 은 본 발명에 따라 구성되는 기지국의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 무선 트랜시버의 위치를 결정하는 시스템의 원격국의 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 원격국의 수신기 회로, 제어 신호 인터페이스 회로, 디지털 IF 회로 및 무선 복조기 회로 실시예를 나타낸 블록도이다.
도 6 은 원격국의 위치를 결정하는 기능 모델을 나타낸 도면이다
도 7 은 시간 영역에서 탐색 윈도 (Search Window) 사이즈 및 중심을 계산하는 것을 나타낸 도면이다.
도 8 은 대표적인 제품의 예를 나타낸 도면이다.
넓게 볼 때, 본 발명은 통신 네트워크에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 원격국에서의 기준 파일럿 신호의 도달 시간을 시간 기준으로서 이용하여 코드분할 다중접속 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는 장치 및 기술에 관한 것이다. 이러한 기준 시간에 대하여 원격국에 의하여 수신되는 GPS 신호들과 다른 파일럿 신호들의 도달 시간 차이 (TDOA) 를 측정한다. 그 측정치들로부터 원격국의 위치를 결정한다. 본 발명은 위치 결정의 과제를 TDOA 문제로서 취급한다.
본 발명의 일 실시예는 CDMA 네트워크와 같은 동기식 통신 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는 방법을 제공한다. 원격국에서, 위성 위치 확인 시스템 (GPS) 으로부터의 신호들과 지상의 기지국들로부터 전송된 신호들을 포함하는 다수개의 신호들을 수신한다. 기준 시간을 설정하기 위하여, 지상의 기지국으로부터 수신된 신호들 중의 한 신호를 이용된다. 이 실시예에서, 네트워크 시간 신호는 통신 네트워크에서 기지국으로부터 송신된 0 위상 파일럿 PN 시퀀스를 포함하는 파일럿 신호와 같은 기준 파일럿 신호이지만, 유사한 전송 특성을 공유하는 어떠한 타입의 신호일도 수 있다. 이러한 파일럿 시퀀스는 GPS 시스템과 동기화된다. 그 후, 다수 개의 타이밍 신호들에 대한 도달 시간차이를 기준 시간에 기초하여 결정하고, 이러한 TDOA 들을 이용하여 원격국에 대한 위치를 이후 상세한 설명부에서 설명하는 바와 같이 결정한다.
다른 실시예에서, 본 발명은 디지털 처리 장치에 의하여 실행 가능하며 상술한 원격국의 위치를 결정하는 데 이용되는 디지털 정보를 포함하는 제품을 제공한다. 다른 실시예에서, 본 발명은 원격국의 위치를 결정하는 데 사용되는 장치를 제공한다. 이 장치는 원격국과 그 원격국에 신호들을 전송하는 데 부분적으로 이용하는 트랜시버들을 포함하는 다수 개의 위성들을 포함할 수도 있다. 또한, 이 장치는, 특히 원격국으로 신호들을 통신하는 데 사용되는 트랜시버들을 갖는 적어도 하나의 기지국을 포함한다. 이 신호들은 위성 시스템들과 동기화되고 기준 네트워크 시간을 설정하는 데 이용되는 타이밍 신호를 포함한다. 명백하게, 신호들을 수신하기 위하여, 원격국은 또한 위성 신호들을 수신하도록 기지국과 위성들에 통신가능하게 접속되는 트랜시버를 포함한다. 또한, 이 장치는 네트워크 또는 그 구성 부분들 중의 하나에 통신가능하게 접속되는 마이크로프로세서등의 디지털 처리 장치를 포함한다.
본 발명은 사용자에게 다수의 이점들을 제공한다. 하나의 이점은 원격국의 위치를 결정하는 처리를 신속하게 하는 것이다. 다른 이점은 위치를 결정하는 데 요구되는 위성 측정치들의 개수가 감소하는 것이다. 또 다른 이점은 본 발명은 원격국에 의한 위성 신호의 수신을 방해하는 물리적인 장애로 인하여 다른 기술들이 불가능하게 될 때도 동작한다는 것이다. 또한, 본 발명은 다수의 다른 이점들과 이익들을 제공하며, 이들은 발명의 상세한 설명을 통하여 좀더 자세히 설명한다.
도 1 내지 도 8 은 본 발명의 다양한 장치 및 방법 양태들의 예들을 나타낸 것이다. 설명을 용이하게 하기 위하여, 이 예들을 무선 링크들을 통합시킨 디지털 통신 네트워크에 대하여 설명하지만, 한정되는 것이 아니며 이하 그 일예를 설명한다.
장치 구성 요소들 및 상호 연결
통신 시스템에서의 전송을 위한 신호들의 처리에 관한 일반적인 설명은 여기서 참고한 "Mobile Station-Based Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Systems" 인 표제의 미국 통신 산업 협회 표준 TIA/EIA/IS-95-A 와 당해 기술 분야에서 널리 공지된 다른 전송 표준들에서 찾을 수 있다.
도 1 은 동기식 CDMA 통신 네트워크에서 기지국 (10) 과 원격국 (20) 의 실시예를 도시한 도면이다. 네트워크는 건물들 (40) 과 지상 장애물들 (50) 에 의하여 둘러싸여 있다. 기지국 (10) 과 원격국 (20) 은 여러 개의 GPS 위성들은 갖는 GPS 환경 내에 배치되며, 여기서는 4 개의 GPS 위성들이 도면 부호 (60, 70, 80 및 90) 으로 표시되고 있다. 이러한 GPS 환경은 공지된 것으로서, 예를 들어 Hofmann-Wellenhof, B., 등의 GPS Theory and Practice (Second Edition, NewYork, NY: Springer-Verlag Wien, 1993) 을 참조할 수 있다. 대표적인 종래 기술의 GPS 애플리케이션에서는 GPS 수신기가 그 위치를 결정하기 위해서는 적어도 4 개의 위성들을 필요로 한다. 반면에, 본 발명은, 1 개의 GPS 위성으로부터의 신호와 그리고 가장 단순한 경우, 2 개의 다른 지상 신호들을 이용하여, 원격국 (20) 의 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
도 2 는 CDMA 네트워크 (30) 의 블록도이다. 네트워크 (30) 은 기지국 제어기 (BSC; 14) 를 갖는 이동 교환국 (MSC; 12) 을 포함한다. 공중 교환 전화망 (PSTN; 16) 은 종래의 지상 전화 회선들과 다른 네트워크들 (미도시) 로부터의 호 (Call) 들을 MSC (12) 로, 그리고 MSC (12) 로부터의 호들을 종래의 지상 전화 회선들과 다른 네트워크들로 라우팅한다. MSC (12) 는 PSTN (16) 으로부터의 호들을 제 1 셀 (19) 과 연관되는 소스 기지국 (Source Base Station; 10) 과 제 2 셀 (21) 과 연관되는 목표 기지국 (Target Base Station; 11) 으로, 그리고 소스 기지국 (10) 과 목표 기지국 (11) 으로부터의 호들을 PSTN (16) 으로 라우팅한다. 또한, MSC (12) 는 호들을 기지국 (10) 과 기지국 (11) 간에 라우팅한다. 소스 기지국 (10) 은 호를 제 1 통신 경로 (28) 에 의하여 제 1 셀 (19) 내의 제 1 원격국 (20) 으로 보낸다. 통신 경로 (28) 는 순방향 링크 (31) 와 역방향 링크 (32) 를 갖는 양방향 링크이다. 일반적으로, 기지국 (10) 이 원격국 (20) 과 음성 통신을 설정한 경우, 링크 (28) 는 트래픽 채널을 포함한다.
무선 위치 확인 장치 (WPF; Wireless Positioning Function) (18) 은 BSC (14) 와 통신가능하게 접속되는 것으로 도시되었으나, MSC (12) 와 같은 다른 네트워크 요소들에 직접적으로 또는 간접적으로 접속될 수도 있다. WPF (18) 는 일반적으로 이러한 장치들에 통상적으로 설치되는 디지털 처리 장치, 기억 장치, 및 다른 구성요소들 (모두 미도시) 을 포함한다. WPF (18) 는 기지국 (10) 과 원격국 (20) 간에 전송되는 신호에 대한 단방향 시간 지연을 산출하거나, 또는 기준 시간과 모든 다른 신호들의 도달 시간 사이의 시간 오프셋을 모니터링하고 관리하는 것과 같이 다양하게 이용할 수 있다. 이 WPF (18) 는 추후 상세하게 설명한다.
각각의 기지국 (10, 11) 은 단지 하나의 셀과 연관되지만, 기지국 제어기는 때때로 여러 개의 셀 들내의 기지국들을 관리하거나 그들과 연관된다. 원격국 (20) 이 제 1 셀 (19) 로부터 제 2 셀 (21) 로 이동할 때, 원격국 (20) 은 제 2 셀과 연관된 기지국과 통신을 시작한다. 일반적으로 이를 목표 기지국으로의 "핸드 오프" 라 한다. "소프트" 핸드 오프에서, 원격국 (20) 은 소스 기지국 (10) 과의 제 1 통신링크 (28) 뿐만 아니라 목표 기지국 (11) 과의 제 2 통신 링크 (34) 를 확립한다. 원격국 (20) 이 제 2 셀 (21) 로 건너가서 제 2 셀과의 링크가 확립된 후에, 원격국은 제 1 통신 링크 (28) 를 절단할 수 있다.
하드 핸드 오프에서, 소스 기지국 (10) 과 목표 기지국 (11) 의 동작은 충분히 서로 다르므로 목표 기지국으로의 링크가 확립하기 이전에 소스 기지국 사이의 통신 링크 (34) 를 절단하여야 한다. 예를 들어, 소스 기지국이 제 1 주파수 대역을 이용하는 CDMA 시스템 내에 있고 목표 기지국이 제 2 주파수 대역을 이용하는 제 2 CDMA 시스템 내에 있을 때, 대부분의 원격국들은 2 개의 서로 다른 주파수대역들로 동시에 동조 (Tune) 할 수 없기 때문에, 원격국은 양쪽 기지국들로의 링크들을 함께 유지할 수가 없다. 제 1 원격국 (20) 이 제 1 셀 (19) 로부터 제 2 셀 (21) 로 이동할 때, 소스 기지국 (10) 으로의 링크 (28) 는 절단되고 새로운 링크가 목표 기지국 (11)과 형성된다.
도 3 은 본 발명에 따른 기지국 (10) 의 개략도이다. 다른 실시예에서, 기지국 (10) 은 원격국 (20) 의 위치를 결정할 수 있게 하는 부가적인 기능을 포함하며, 이는 후술한다. 종래의 기지국 (10) 은 CDMA 신호들을 수신하는 수신 CDMA 안테나 (42) 와 CDMA 신호들을 전송하는 전송 CDMA 안테나 (43) 를 포함한다. 안테나 (42) 에 의하여 수신되는 신호들은 수신기 (44) 로 라우팅한다. 실제로, 당업자들은 수신기 (44) 는 복조기, 디인터리버 (De-interleaver), 디코더 및 다른 회로들을 포함함을 알 수 있다. 수신된 신호는 레이트 검출기 (61; Rate detector) 에 연관된 적절한 채널로 할당된다. 제어 프로세서 (62) 는 그 검출된 신호의 레이트 (Rate) 를 이용하여 통화 (Speech) 를 검출한다. 수신된 프레임에서 통화를 검출하면, 제어 프로세서 (62) 는 수신된 프레임을 스위치 (63) 를 경유하여 보코더 (64) 로 스위칭시킨다. 보코더 (64) 는 가변 레이트 인코딩 신호를 디코딩하고, 그에 응답하여 디지털화된 출력신호를 제공한다. 디지털화된 디보코딩 신호는 디지털 - 아날로그 컨버터 (65) 와 스피커 (미도시) 와 같은 출력 장치에 의하여 통화로 변환된다.
마이크로폰 또는 다른 입력 장치 (미도시) 로부터의 입력 통화는 아날로그 - 디지털 컨버터 (66) 에 의하여 디지털화되고, 보코더 인코더 (68) 에 의하여 보코딩된다. 실제로, 당업자에 의하여 알려진 바와 같이, 전송기 (69) 는 변조기, 인터리버, 및 인코더를 포함한다. 전송기 (69) 의 출력은 전송 안테나 (43) 에 공급된다.
또한 기지국 (10) 은 GPS 안테나 (76), 수신기 (74), 타이밍 및 주파수 유닛 (72) 을 갖고 있다. 타이밍 및 주파수 유닛은 GPS 수신기의 GPS 엔진으로부터 신호들을 수신하고, 그들을 이용하여 CDMA 시스템의 적절한 동작을 위한 타이밍 기준 및 주파수 기준을 발생시킨다. 따라서, 많은 이러한 CDMA 시스템들에서는, 각각의 셀 사이트들이 GPS 시간축 기준 (GPS Time Base Reference) 을 이용하여, 모든 시간 임계 CDMA 전송들 (Time Critical CDMA Transmissions) (파일럿 시퀀스들, 프레임들, 및 왈쉬 함수들) 을 유도한다. 이러한 종래의 타이밍 유닛과 주파수 유닛, 그리고 GPS 엔진은 CDMA 시스템들에서는 통상적인 것이며 당해 기술분야에서는 공지된 것이다. 종래의 타이밍 유닛과 주파수 유닛은 주파수 펄스들과 타이밍 정보를 제공한다. 반면에, 본 발명의 타이밍 및 주파수 유닛 (72) 은, 바람직하게는 또한 원격국 (20) 이 위성들을 포착하는 것을 보조하도록 (즉, 위성을 포착하기 위하여 요구되는 시간을 줄일 수 있도록), 각각의 위성과 연관되는 고도각 (Elevation Angle), 의사 거리 (Pseudo Distance), 위성 식별 정보 (예를 들어, 각각의 위성과 연관되는 의사 잡음 (PN) 오프셋), 및 도플러 시프트를 출력한다. 일반적으로 이러한 정보는 종래의 타이밍 유닛과 주파수 유닛 내에서 입수할 수 있으나, 일반적으로는 필요하지 않거나 외부 장치들에 제공되지 않는다. 타이밍 및 주파수 유닛 (72) 에 의하여 제공되는 추가적인 정보는, 기지국 내의 주파수 및 타이밍 정보에 대하여 행하는 방식과 동일한 방식으로 BSC (14) 로 통신될 수도 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격국 (20) 의 블록도이다. 원격국 (20) 은, 바람직하게는 GPS 신호들 뿐만 아니라 CDMA 전송들을 수신하기에 적당한 양방향 안테나 (92) 를 포함한다. 다른 실시예에서는, GPS 신호들, CDMA 신호들, 및 다른 시스템 신호들과 같은 다른 신호들을 수신하고 전송하기 위하여 별도의 안테나를 이용할 수도 있다. 바람직하게는, 안테나 (92) 는 듀플렉서 (94) 에 신호들을 공급한다. 바람직하게는, 듀플렉서 (94) 는 수신기 (100) 에 신호들을 공급하며, 바람직하게는 전송기 (200) 에 의하여 신호들을 수신한다. 당업자에게 알려진 바와 같이, 시간 주파수 서브시스템 (Time Frequency Subsystem) (102) 은 수신기 (100), 제어 신호 인터페이스 (300) 및 전송기 (200) 에 아날로그 기준 신호와 디지털 기준 신호를 제공한다. CDMA 전력 제어는 이득 제어 회로 (104) 에 의하여 제공된다.
일 실시예에서, 제어 신호 인터페이스 (300) 는 디지털 신호 프로세서 (DPS) 이다. 다른 방법으로는, 제어 신호 인터페이스는 이득 제어 기능들을 수행할 수 있는 다른 회로일 수 있다. 제어 신호 인터페이스 (300) 는 원격국 (20) 에 제어 신호들을 제공한다. 수신기 (100) 은 무선 주파수 (RF) 다운 컨버젼과 제 1 단계의 중간 주파수 (IF) 다운 컨버젼을 제공한다. 디지털 IF 주문형 반도체 (ASIC) (400) 는 제 2 단계의 IF 에서 베이스 밴드로의 다운 컨버젼, 샘플링 및 A/D 변환을 제공한다. 이동 복조기 (Mobile Demodulator) ASIC (500) 는, 보다상세하게 후술하는 바와 같이, 의사 거리 (Pseudo Range) 들을 확인하기 위하여 디지털 IF ASIC (400) 으로부터의 디지털 베이스 밴드 데이터를 탐색하고 상관시킨다.
임의의 음성 또는 데이터와 함께, 이 의사 거리들은 이동 복조기 (500) 를 거쳐서, 디지털 IF 변조기 (400) 으로 보내진다. 디지털 IF 변조기 (400) 는 이동 복조기 (500) 로부터 수신된 데이터의 제 1 단계의 IF 업 컨버젼을 제공한다. 이 신호들의 제 2 단계의 IF 업 컨버젼과 RF 업 컨버젼은 전송기 회로 (200) 에 의하여 제공된다. 그 후, 이 신호들은 기지국 (10) 으로 전송되고, 후술하는 본 발명의 방법에 따라서 처리된다. 원격국 (20) 에 의하여 수신되는 의사 거리들과 같은, 원격국 (20) 과 BSC (14) 사이에서 통신될 위치 정보는 바람직하게는 원격국 (20) 에 의하여, 전화 산업 협회 (Telephone Industry Association) 에 의하여 출판된 산업 표준 TIA/EIA IS-167 에 의하여 정의되는 단문 메시지 서비스 (SMS) 와 같은 데이터 버스트 타입 메시지 (Data Burst Type Message) 를 통하여 기지국 (10) 으로 통신된다. 이 메시지들은 기지국 (10) 을 통하여 BSC (14) 로 전송된다. 다른 방법으로는, 새롭게 정의된 버스트 타입 메시지를 원격국 (20) 에 의하여 기지국 (10) 으로 전송할 수도 있다.
도 5 는 본 발명의 원격국 (20) 의 수신기 회로, 제어 신호 인터페이스 회로, 디지털 IF 회로 및 이동 복조기 회로 부분의 실시예의 블록도이다. 원격국 (20) 의 전송기 부분은 실질적으로 종래의 원격국의 전송기 부분과 동일하며, 따라서 간결성을 위해 여기서는 설명하지 않는다. 바람직한 실시예에서, 수신기(100) 는 제 1 경로 (103) 와 제 2 경로 (105) 로 구현할 수 있으며, 이들 경로들 각각은 제 1 스위치 (106) 를 경유하고 듀플렉서 (94) 를 경유하여 안테나 (92) 에 연결된다. 당업자는 더 이상의 양방향 통신 장치와 GPS 수신기 간의 집적화를 행할 수 있음을 알 수 있다. 다른 방법으로는, 적절한 인터페이스를 갖는 2 개의 별도의 수신기들에 의하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.
제 1 경로 (103) 는 수신된 CDMA 신호들을 다운 컨버젼하고, 종래의 CDMA RF 다운 컨버젼된 출력 신호들을 제공한다. 제 1 경로 (103) 는 저잡음 증폭기 (108), 제 1 밴드 패스 필터 (112), 제 1 믹서 (118) 및 제 2 밴드 패스 필터 (126) 를 포함한다. 제 2 경로 (105) 는 도 1 의 GPS 위성들 (60, 70, 80, 90) 로부터의 GPS 신호들을 다운 컨버젼한다. 제 2 경로 (105) 는 제 3 밴드 패스 필터 (114) 에 신호 공급을 하는 제 2 저잡음 증폭기 (110) 를 포함한다. 밴드 패스 필터 (114) 의 출력은 제 2 믹서 (120) 에 입력된다. 제 2 믹서의 출력은 제 4 밴드 패스 필터 (128) 로 공급된다. 제 1 믹서와 제 2 믹서는 각각 제 1 국부 발진기 (122) 와 제 2 국부 발진기 (124) 에 의하여 신호 공급을 받는다. 제 1 국부 발진기 (122) 와 제 2 국부 발진기 (124) 는 이중 위상 동기 루프 (PLL) (116) 의 제어 하에 다른 주파수들에서 동작한다. 이중 PLL 은 각각의 국부 발진기 (122, 124) 가 제 1 믹서 (118) 일 경우에는 수신된 CDMA 신호, 또는 제 2 믹서 (120) 일 경우에는 수신된 GPS 신호 중의 하나를 다운 컨버젼하는 데 유효한 기준 주파수를 유지하는 것을 보장한다. 제 2 밴드 패스 필터 (126) 와 제 4 밴드 패스 필터 (128) 의 출력들은 종래의 디자인의 제 1 IF 섹션 (130) 에 결합된다.
IF 복조기 (130) 의 출력은 디지털 IF ASIC (400) 내의 제 2 스위치 (402) 로 입력된다. 제 1 스위치 (106) 와 제 2 스위치 (402) 는, 종래의 CDMA 방식으로 음성 출력 처리 또는 데이터 출력 처리, 또는 제 3 믹서 (404), 제 5 밴드 패스 필터 (406), 자동 이득 제어 회로 (408), 및 아날로그 - 디지털 컨버터 (410) 에 의한 GPS 처리를 위하여, 제어 신호 인터페이스 (300) 의 제어 하에 그 수신된 신호를 변환한다. 제 3 믹서 (404) 로의 제 2 입력은 국부 발진기 출력이다. 믹서 (404) 는 제공된 신호를 베이스 밴드로 변환한다. 필터링되고, 이득 제어된 신호는 아날로그 - 디지털 컨버터 (A/D) (410) 에 공급된다. A/D (410) 의 출력은 동위상 (In-phase) (I) 성분들의 제 1 데이터 스트림과 직교 (Quadrature) (Q) 성분들의 제 2 데이터 스트림을 포함한다. 이 디지털화된 신호들은 디지털 신호 프로세서 (520) 로 공급되어, GPS 신호를 처리하고 위치 결정에 필요한 의사 거리 정보를 출력한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 2 개의 밴드 패스 필터 (126, 128) 로부터의 출력들은, 베이스 밴드 필터 (126, 128) 로부터 출력된 IF 주파수 신호들을 베이스 밴드로 디지털 변환하고 직교 베이스 밴드 신호와 동위상 베이스 밴드 신호를 나타내는 디지털 값들의 스트림을 출력하는 베이스밴드 ASIC 에 공급된다. 그 후, 이러한 신호들은 탐색기 (Searcher) 에 제공된다. 탐색기는 실질적으로 CDMA 복조기들에서 이용하는 종래의 탐색기들과 동일하다. 그러나, 이용하기에 바람직한 탐색기는 기지국으로부터 전송되는 CDMA 신호들과 연관되는 PN 코드 또는 GPS위성들과 연관되는 PN 코드들 중의 하나를 탐색할 수 있도록 프로그램할 수 있다. 탐색기는 기지국으로부터 CDMA 신호들을 수신할 때 CDMA 채널들을 식별하고, GPS 모드에서 수신한 GPS 신호를 전송하는 GPS 위성을 결정한다. 또한, 당업자에 의하여 알려진 바와 같이, 일단 GPS 신호들을 포착하면, 탐색기는 그로부터 신호가 수신되는 위성들과 연관되는 의사 거리를 결정하기 위하여 종래의 방법으로 PN 코드와 연관되는 시간 오프셋을 나타낸다.
당업자는 도 5 에 도시된 바과 같은, 필요한 I 샘플과 Q 샘플들을 생성하는 데 이중 변환 처리, 또는 선택적으로는 단일 변환 (Single Conversion) 과 IF 샘플링 기술을 이용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 5 에 도시된 실시예의 구조는 발명의 동작에 영향을 미치지 않은 많은 방법들로 변경할 수도 있다. 예를 들어 도 5 에 도시된 DSP 대신에 종래의 프로그램 가능 프로세서를 이용할 수도 있다. 데이터가 시스템을 통하여 흐르는 레이트가 버퍼를 요하지 않을 정도이면, 메모리 (510) 는 요구되지 않을 수 있다. 밴드 패스 필터 (406) 와 자동 이득 제어 회로 (408) 는, 일정한 조건 하에서 생략하거나, 디지털 기술들이나 아날로그 기술들을 이용하여 실행하거나, 또는 다르게 변경할 수도 있다. 도 5 에 도시된 구조에 대한 이러한 많은 다른 변형들은 본 발명을 변형하지 않고 행할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 GPS 수신기와 무선 수신기 간의 하드웨어 자원과 소프트웨어 자원을 더 많이 또는 더 적게 공유할 수 있다.
도 6 은 본 발명을 포함하는 통신 시스템의 구성 요소들의 하이 레벨의 블록도이다. 동작시, 신규한 방법에 따르면, WPF (18) 는, 그 자체의 GPS 수신기 (미도시) 를 이용하여, 그 자체의 위치에 관한 정보를 수집하고 기지국 (10) 에 관한 정보의 값을 예측한다. 이러한 정보는, 이에 한정되지는 않지만, 현재 GPS 트랜시버 (74) (도 3) 에 의하여 보이는 (조망되는) 모든 위성들, 그들의 고도각, 도플러 시프트, 및 특정 시간에서의 의사 거리들을 포함한다. WPF (18) 에서 GPS 수신기는, 조망되는 모든 위성들을 항상 추적하기 때문에, 조망되는 각각의 위성의 도달 시간, 주파수 및 PN 오프셋에 관한 최신 정보를 갖고 있다. 다른 방법으로는, WPF (18) 가 도로폭과 주변의 건물들의 높이에 관하여 저장된 정보를 갖고 있다고 가정하여, WPF (18) 는 단지 원격국 (20) 에 의하여 조망될 수 있는 위성들의 서브 세트에 대응하는 위성 정보를 예측할 수 있다. 즉, 원격국이 하나이상의 위성들의 조망의 방해를 받는다고 WPF (18) 가 결정할 수 있는 능력을 갖고 있으면, WPF (18) 는 방해를 받는 그러한 위성들에 관한 위성 정보를 예측하지 않을 것이다.
종래의 GPS 수신기는 수신기의 내부 GPS 클럭에 대하여 위성 신호들을 수신한 시점을 인식한다. 그러나, 수신기의 내부 GPS 클럭은 "실제" GPS 시간 ("True" GPS time) 과 정확하게 동기되지는 않는다. 따라서, 수신기는 위성 신호들을 수신하는 "실제" GPS 시간에서의 정확한 시점을 알 수 없다. 이러한 상황은 1998 년 3월 17일자로 출원되었으며 발명의 명칭이 "System and Method for Determining The Position of a Wireless CDMA Tranceiver" 인 본 발명의 양수인에게 양도된 미국 특허 출원 09/040,501 호에서 자세히 설명되어 있으며, 여기에 참고한다. 본 발명에서는, 그리고 후술하는 바와 같이, 특정한 기준 시간에 관하여 측정한, 원격국에서 수신한 GPS 신호들 간의 도달 시간 차이 (TDOA) 를 이용한다. 이는, 네트워크내의 모든 기지국들이 GPS 네트워크와 동기화되는 것을 나타낸다.
여기서 설명하는 네트워크는, 원격국 (20) 이 통신 네트워크의 무선 통신 유효 범위 (Radio Coverage Area) 내에 있는 한, 그리고 네트워크 상에서 충분한 품질의 서비스가 제공되는 한, 도 2 에 도시된 WPF (18) 를 이용하여 임의의 시간에서 원격국의 위치를 결정할 수 있다. 선택적으로, 원격국은 또한 그 자신의 위치를 결정할 수 있다. 원격국의 위치를 결정하는 처리는, 모두 도 6 에 도시된 원격국 (20), 네트워크, 또는 내부 위치 결정 애플리케이션 (ILA; Internal Location Application) (17), 외부 위치 결정 애플리케이션 (ELA; External Location Application) (15) 또는 비상 서비스 애플리케이션 (ESA; Emergency Service Application) (13) 과 같은 외부의 실체들에 의하여 초기화할 수 있다. 이 구성 요소 (13, 15, 17) 각각은 위치 정보를 요구 및/또는 수신할 수 있는 하드웨어 또는 소프트웨어일 수 있다. 일 실시예에서, ILA (17) 는 운영자가 원격국 (20) 에 관한 위치 정보를 직접 요구하고 수신할 수 있도록 하는 BSC (14) 에 접속되는 단말기이다. 선택적으로, ILA (17) 는 MSC (12) 내에서 프로세서에 의하여 실행되는 소프트웨어 애플리케이션이다.
WPF (18) 은, 바람직하게는 기준 파일럿 신호, GPS 신호들, 및 다른 신호들의 도달 시간과 같은 원본 데이터를 수신한 후, 파일럿 신호에 기초한 기준 시간, 및 그 기준 시간에 기초한 GPS 신호들과 다른 신호들에 대한 TDOA 를 계산할 수 있는 종래의 프로그램 가능 프로세서이다. 그 후, WPF (18) 은 이러한 측정치들을 이용하여 원격국의 위치를 결정할 수 있다. 그러나, WPF (18) 의 기능을 수행할 수 있는 어떠한 장치도 이용할 수 있다. 예를 들어, WPF (18) 는 또 다른 네트워크 장비 (BSC (14) 와 같은) 내에서 ASIC, 별도의 논리 회로 (Discrete Logic Circuit), 상태 장치 (State Machine), 또는 소프트웨어 애플리케이션으로서 구현할 수 있다. 또한, WPF (18) 는 도 2 에 도시된 기지국 (10), BSC (14) 에, 또는 네트워크의 다른 장소에 위치할 수도 있다. 개념적으로 말하면, WPF (18) 는 BSC (14) 와 통신 상태에 있는 전용 프로세서에 의하여 실행될 수 있는 소프트웨어 애플리케이션이다. 본 발명을 실시하기 위하여, 종래의 기지국, BSC, 또는 MSC 를 현저하게 변형할 필요가 없다.
이상의 특정한 설명에도 불구하고, 본 개시내용을 참조하는 당업자는 상술된 장치를 본 발명의 범위를 일탈함이 없이, 다른 구조의 동기식 통신 시스템에서 실시할 수 있음을 알 수 있다.
동작 방법
본 발명의 다양한 장치 양태들을 상술하였다. 본 발명의 이해를 더 용이하게 하기 위하여, 여기서는 방법과 제품을 설명한다.
GPS 수신기들을 이용하는 종래의 무선 통신 네트워크는 4 개의 위성들로부터의 도달 시간 (TOA) 측정치들을 이용하여 4 개의 미지수들 (x, y, z, t) 의 해를 구하며, 여기서 t 는 사용자 단말 클럭의 시간 바이어스 (Bias) 이다. 이에 대하여, 대부분의 지상 기반 네트워크들은 도달 시간 차이 (TDOA) 를 이용하여 미지수들 (x, y, z) 의 해를 구한다. 본 발명의 방법은, 위치 결정 목적으로, 통신 네트워크들과 GPS 네트워트 중의 하나의 타입 또는 양쪽 타입으로부터 수신되는 신호들에 TDOA 방법을 적용한다.
예를 들어, CDMA 가 동기식 시스템이라는 사실을 이용하면, 기준에 대한 GPS 신호들과 다른 파일럿 신호들의 TDOA 를 측정하기 위하여, 기준 파일럿의 원격국의 도달 시간을 시간 기준으로서 이용할 수 있다. 신호들에 대한 TOA에 초점을 두기 보다 오히려 TDOA 법을 이용함으로써 원격국의 위치를 계산하는 데 필요한 측정치들의 개수를 감소시킨다. 상술한 바와 같이, 이 방법은 통신 네트워크 내의 모든 기지국들을 GPS 네트워크와 동기시키는 것이 필요하다. 즉, 기지국 안테나로부터 전송된 0 위상 파일럿 PN 시퀀스는 GPS 시스템 시간에 일치한다. 일 실시예에서는, 도 2 에 도시된 WPF (18) 에 의하여 2 개의 네트워크 간의 시간 오프셋이 모니터링하여 조정이 이루어진다. 당업자에 의하여 아려져 있는 바와 같이, TOA 방법에서 라운드 트립 지연 (RTD) 측정치들을 이용하는 것과는 달리, 원격국(MS) 의 위치를 정확하게 결정하는 데 본 발명에서는 신호들의 다중 경로가 부정적인 역할을 한다. 그러나, 다중 경로 신호들을 경감시키기 위한 방법들은 당업자들에게 공지된 것이다.
본 발명에서는, 기지국들을 의사 위성들로서 취급한다. WPF (18) 는 기지국 책력 정보 (Base Station Almanac Information) 를 저장하거나 이러한 정보들에 액세스할 수 있다. 기지국 책력은 섹터의 방사 지점에 대한 3 차원 위치를 포함하고, GPS 네트워크 시간 (GPS 시간) 에 관한 P-N 오프셋과 클럭 정정 (ClockCorrection) 과 같은 전송 타이밍 정보를 포함할 수 있다. 이 경우에, 이에 의해, 통신 네트워크는 하나의 공통 시간 기준과 GPS 시간을 이용하기 때문에, 이는 통신 네트워크가 위치 결정을 위해 원격국에 의하여 수신한 모든 신호들을 고려할 수 있도록 한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 본 방법은 가능한 경우에 순방향 링크 TDOA 측정치와 역방향 TDOA 측정치를 모두 이용할 수도 있다.
방법에 대한 원리
본 설명에서는, 기지국 i 가 실제 GPS 시간으로부터의 시간 오프셋에서 기지국 안테나에서 방사되는 파일럿을 갖는 것으로 가정한다. 또한, 하기의 표기법들
= MS 시스템 시간에 관한 k 번째 위성의 TOA
= MS와 측정된 기지국 i 사이의 단방향 지연
= 기지국 i 와 기지국 j 사이의 파일럿 위상 차이
= k 번째 위성과 MS 사이의 거리에 대응하는 지연
= j 번째 기지국과 MS 사이의 거리에 대응하는 지연
= i 번째 기지국의 위치
= k 번째 위성의 위치
= MS의 위치
을 이용하며, 여기서 각각의 시간 관계들을 하기의 표 1 에 나타낸다.
측정치 시간 라인
k 번째 위성과 MS 사이의 거리는
----- (1)
에 비례하고, 여기서는 MS 에서 수신되는 2 개의 신호들, 또는 k 번째 위성으로부터의 신호와 i 번째 기지국으로부터의 신호 사이의 TDOA이다. 이 TDOA는 다음과 같이,
------(2)
MS 좌표로 표현할 수 있다. 이와 유사하게, j 번째 기지국과 MS 사이의 거리는
----- (3)
에 비례하고, 여기서는 MS에서 수신된 2 개의 파일럿 신호들 사이, 또는 j 번째 기지국으로부터의 신호와 i 번째 기지국으로부터의 신호 사이의 TDOA이다. 또한,는 다음과 같이
---- (4)
이동 좌표계로 표현할 수 있다.는 모두 캘리브레이션 (Calibration) 하면, 식 (2) 와 식 (4) 에서의 TDOA 측정치들을 이용하여 MS 의 (x, y, z) 의 해를 구할 수 있다.
3 개의 미지수들을 찾아야 하기 때문에, 최소한 3 세트의 측정치들이 필요하다. 다음의 측정치, 즉
1) 3 개의 위성 측정치들, 2) 2 개의 위성 측정치들과 하나의 파일럿 위상 차이, 또는 3) 하나의 위성 측정치와 2 개의 파일럿 위상 차이들
을 이용할 수 있다.
종래기술의 방법들과 비교해 볼 때, 개시한 본 발명의 방법은 종래 위치 결정 방법들보다 취해야할 측정치들이 더 적음을 쉽게 알 수 있다.
탐색 윈도 중심
각각의 위성은 그 자신의 "탐색 윈도" 중심 ("Search Window" Center) 을 갖고 있다. 이러한 윈도우 중심은 위성이 서비스를 제공하는 기지국으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있느냐에 의존한다. MS 의 타이밍과 기지국의 타이밍이 한 장소에서 다른 장소으로 전송되는 임의의 신호에서의 단방향 지연에 의하여 오프셋되기 때문에, MS 가 보다 위성을 효과적으로 탐색할 수 있도록 MS 가 어디에 그 탐색 윈도 중심을 위치시킬 장소를 통보하는 데 그 지연의 측정이 필요하다. 라운드 트립 지연 정보를 통신 네트워크로부터 입수할 수 없으면, 도 2 에 도시된 WPF (18) 는 위한 하나 또는 그 이상의 파일럿 강도 측장치들을 이용하여 단방향 지연을 측정할 수 있다. 기지국과 MS 사이의 임의의 경로 손실을 측정하는 것에 대한 정보는, 발명의 명칭이, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, "Method for Determining Received Pilot Power and Path Loss in a CDMA Communication System" 인 미국 특허 제 5,799,005 호에 개시되었으며, 여기에 참고한다.
일단 WPF (18) 가 경로 손실과 서비스를 제공하는 기지국과 연관되는 무선 주파수(RF) 환경의 형태를 결정하면, 그것은 기지국과 MS 사이의 거리 또는 단방향 지연 (d) 을 어림잡을 수 있다. 전파 경로 손실을 거리로, 그리고 결국에는 시간으로 매핑하는 것은, 당해 기술분야에서 공지된 것이며, 기존의 방법들을 이용하여 달서할 수 있다. 경로 손실을 거리로 매핑하는 것에 대한 정보는, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며, 발명의 명칭이 "Wireless Network Planning Tool" 인 미국 특허 제 5,710,758 호에 개시되어 있으며, 여기에 참고한다. MS 시스템 시간을 기준으로서 이용하면, 탐색 윈도 중심은
----- (5)
로 주어진다.
탐색 윈도 사이즈
탐색 윈도 사이즈는 도 7 을 이용하여 용이하게 설명한다. 기지국 BS 로부터 고도각 ( Φ) 에서의 위성으로의 거리, 및 단방향 지연이 주어지면,
이다. 이와 유사하게,
이다.
를 이용하면,
이다.
d 가 "가시거리 (Line of Sight Distance)" 에 직접적으로 대응하지 않는 경우에도 상기 식은 윈도 사이즈를 추정한다. 일 실시예에서는, 신호 다중 경로 특성으로 인한 혼동과 부정확을 피하기 위하여, 일정한 도플러 빈 (Doppler bin) 을 이용하여, 이전 신호 도달로부터 후속 신호 도달로의 거리 방향에서, 신호 탐색 패턴을 수행한다. d 를 단방향 지연의 추정치라 하면, WPF (18) 는 탐색 윈도 사이즈를
----- (6)
로 결정할 것이며, 여기서는 1 보다 큰 지정 인자로서, d 를 추정할 때의 신뢰도를 반영한다.
제품
상술한 방법은, 예를 들어 WPF (18) 를 동작시켜 일련의 기계 판독 가능 명령들의 실행함으로써 구현할 수 있다. 이 명령들은 다양한 종류의 신호 저장 매체에 있을 수 있다. 이에 관하여, 본 발명의 한 양태는, 무선 링크들을 이용하는 동기식 통신 네트워크에서 이용되는 트랜시버의 위치를 결정하는 방법을 행하기 위하여, 디지털 신호 프로세서에 의하여 실행가능한 기계 판독가능 명령들의 프로그램을 포함하는 신호 저장 매체를 포함하는 제품에 관한 것이다. 이 신호 저장 매체는, 예를 들어 통신 네트워크 내에 포함되는 RAM (미도시) 을 포함할 수 있다. 다른 방법으로는, 도 2에 도시된 WPF (18) 에 직접적으로 또는 간접적으로 액세스 가능한, 도 8 에 도시된 자기 데이터 저장 디스켓 (800) 과 같은 다른 신호 저장 매체 내에, 명령은 포함시킬 수도 있다. 통신 네트워크 내에 또는 다른 곳에 저장되건 간에, 직접 액세스 저장 장치, 자기 테입, 전자 읽기 전용 메모리, 광 저장 장치와 같은 다양한 기계 해독 가능 데이터 저장 매체 또는 다른 적당한 신호 저장 매체 상에, 명령들을 저장할 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 기계 판독 가능 명령들은, 프로그래밍 분야의 당업자들이 통상적으로 이용하는 컴파일 C, 또는 C++, 또는 다른 적당한 코딩 언어 계열들을 포함할 수도 있다.
다른 실시예들
이상, 본 발명의 바람직한 실시예들인 것으로 현재 생각되는 예를 설명하였지만, 당업자는 첨부된 청구범위에 의해 정의된 발명의 범위에서 일탈함이 없이 다양한 변형과 변경을 행할 수 있음을 명백히 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 동기식 통신 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는 방법에 있어서,
    원격국에서, 기준 시간을 설정하기 위하여, 네트워크 시간 신호를 수신하는 단계;
    원격국에서, 네트워크 시간 신호와 동기되며 위성 위치 확인 네트워크 (GPS) 로부터 전송되는 적어도 하나의 제 1 신호를 포함하는 복수 개의 신호를 수신하는 단계;
    복수 개의 신호 각각에 대한 도달 시간 차이를 결정하는 단계; 및
    도달 시간 차이들을 이용하여 원격국에 대한 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 네트워크 시간 신호는 기준 파일럿 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 기준 파일럿 신호는 통신 네트워크 내에서 기지국으로부터 전송된 0 위상 파일럿 PN 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 원격국은 또한 GPS 네트워크로부터 전송된 다른 신호들 및 다른 파일럿 신호들을 수신하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 도달 시간 차이들을 이용하여 원격국의 위치를 결정하는 단계는, 무선 위치 확인 장치 (WPF) 가 0 위상 파일럿 PN 시퀀스와 GPS 시간 사이의 시간 오프셋을 모니터링하고, 기지국 신호 타이밍을 GPS 시간과 동기시켜 유지하도록 필요하면 조절을 하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 위성 위치 확인 네트워크 (GPS) 를 포함하는 동기식 통신 네트워크에서 원격국의 위치를 결정하는 데 이용하는 장치에 있어서,
    원격국과 통신 가능하게 접속된 GPS 로부터 전송되는 적어도 하나의 제 1 신호를 포함하는 복수 개의 신호들을 수신할 수 있는 원격국 트랜시버를 포함하는 원격국; 및
    GPS 네트워크로부터 수신되는 신호들과 동기화되는 그것의 수신이 기준 시간을 설정하는 네트워크 타이밍 신호를 원격국으로 전송할 수 있는 기지국 트랜시버를 구비하고, 원격국에 통신 가능하게 접속되는 하나 이상의 기지국을 포함하고,
    상기 네트워크 타이밍 신호의 수신은 기준 시간을 설정하며,
    복수 개의 타이밍 신호들에 대한 도달 시간 차이를 결정하고,
    도달 시간 차이들을 이용하여 원격국에 대한 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 동기식 통신 네트워크에서 무선 트랜시버의 위치를 결정하는 데 이용하는 장치에 있어서,
    하나 이상의 위성;
    상기 하나 이상의 위성들 각각에 위치하여 위성 신호들을 전송하기 위한 위성 전송기;
    디지털 신호 처리 유닛을 구비하고, 기준 파일럿 신호 및 다른 신호들을 전송하는 기지국; 및
    상기 하나 이상의 위성 및 상기 기지국과 무선 통신하며, 상기 기준 파일럿 신호 및 상기 하나 이상의 위성 신호들을 수신하는 트랜시버를 포함하며,
    상기 기준 파일럿 신호는 상기 하나 이상의 위성 신호들, 및 만약 있다면 상기 다른 신호들 각각에 대한 도달 시간 차이 (TDOA) 를 측정하는 데 이용되며,
    상기 디지털 신호 처리 유닛은 상기 트랜시버의 위치를 결정하는 데 상기 TDOA 들을 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 하나 이상의 위성은 위성 위치 확인 네트워크 위성인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 기지국은 코드 분할 다중 접속 기지국인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 하나 이상의 위성을 사용하는 동기식 통신 네트워크에 이용하는 트랜시버의위치를 결정하는 방법을 수행하는 디지털 신호 처리 장치에 의해, 실행 가능한 기계 판독 가능 명령들의 프로그램을 포함하는 제품으로서, 상기 방법은
    그것의 수신이 기준 시간을 설정하는 네트워크 시간 신호를 원격국에서 수신하는 단계;
    위성 위치 확인 네트워크 (GPS) 로부터 전송되는 적어도 하나의 제 1 신호들을 포함하는 다수 개의 타이밍 신호들을 원격국에서 수신하고, 네트워크 시간 신호가 적어도 하나의 제 1 신호와 동기화되는 단계;
    다수 개의 타이밍 신호들에 대한 도달 시간 차이를 결정하는 단계; 및
    도달 시간 차이들을 이용하여 원격국에 대한 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
  11. 동기식 통신 네트워크에서 무선 트랜시버의 위치를 결정하는 데 이용하는 장치에 있어서,
    하나 이상의 위성;
    상기 하나 이상의 위성들 각각에 위치하여, 위성 신호들을 전송하는 위성 전송기 수단;
    디지털 신호들을 처리하기 위한 수단을 구비하고, 기준 파일럿 신호 및 다른 신호들을 전송하는 기지국; 및
    상기 하나 이상의 위성 및 상기 기지국과 통신하고 상기 기준 파일럿 신호및 상기 하나 이상의 위성 신호들을 수신하는 트랜시버 수단을 포함하며,
    상기 기준 파일럿 신호는 상기 하나 이상의 위성 신호들, 및 만약 있다면 상기 다른 신호들 각각에 대한 도달 시간 차이 (TDOA) 를 측정하는 데 이용되며,
    디지털 신호들을 처리하기 위한 상기 수단은 상기 트랜시버의 위치를 결정하는 데 상기 TDOA 들을 이용하는 것을 특징으로 하는 장치.
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