KR20020020799A - Ｇｐｓ 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법 - Google Patents

Ｇｐｓ 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법 Download PDF

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요트.게.아. 롤페즈
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Abstract

기지국(BS1)으로부터의 도움을 통해 이동 유닛(MS1)에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호을 역확산하는 방법으로서, (a) 상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여, 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하는 단계와; (b) 이동 유닛의 위치를 산정하는 단계와; (c) 상기 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성을 반영하도록 상기 GPS 신호 정보를 수정하는 단계와; (d) 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 GPS 신호 정보를 전송하는 단계와; (e) 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하는 단계; 그리고 (f) 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하는 단계를 포함하는 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법이 개시된다.

Description

ＧＰＳ 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법{A METHOD OF DESPREADING GPS SPREAD SPECTRUM SIGNALS}
복제 GPS 위성 의사난수 잡음(PRN : pseudorandom nosise) 코드 신호들이 연속적으로 생성되고, 그것들을 획득하기 위하여 수신된 GPS 신호와 코릴레이팅되는 GPS 수신기를 제공하는 것은 잘 알려져 있다. 일반적으로, 상기 복제 코드는 수신된 GPS 신호들의 위상에 비해 다른 코드 위상을 가질 가능성이 크고 또 상기 수신기 및 선회중인 위성 사이의 도플러 편이(Doppler shift)에 기인하여 수신된 GPS 신호의 주파수에 비해 다른 주파수를 가질 가능성이 크므로, 2차원적인 코드 주파수/위상 스위핑(sweep)이 채용되어 상기 스위핑에 의하여 결과적으로 상기 인입하는 PRN 코드는 상기 국부적으로 생성된 복제코드와 동일한 주파수 및 코드 위상을 가지게 될 것이다. 만약 검출되면, 상기 코드는 획득되고 추적되며, 또한 의사거리(pseudorange) 정보가 검색될 수 있어 이것으로부터 종래의 항법 알고리즘을 사용하여 상기 수신기의 위치가 계산될 수 있다.
셀룰러 전화기 네트워크의 운영자로 하여금, 특히 응급 서비스에게로 건 응급 호출에 있어서, 호출(call)을 한 장소를 결정할 수 있도록 하는 목적을 위하여 상기한 GPS 수신기를 포함하는 이동 셀룰러 전화기를 제공하는 것도 또한 알려져 있다. 물론 응급 호출에 있어서, 가능한한 빨리 호출 장소가 결정가능하게 되는 것이 바람직하지만, 그러나 상기 GPS 수신기가 갱신된 에피메리스(ephemeris) 데이터에 액세스하지 않은 "콜드스타트(cold start)"로부터 그리고 더 나쁘게는 상기 GPS 수신기가 갱신된 알마낙(almanac)을 가지지 못한 "팩토리 콜드스타트(factory cold start)"로부터, TTFF(time to first fix)은 30초와 5분 사이의 임의의 시간일 수 있다.
상기 TTFF를 감소시키기 위하여, GPS 수신기에는 GPS 신호를 더 빨리 획득하도록 하기 위하여 기지국 도움(base station assistance)이 제공될 수 있다. 그러한 도움은, 상기 GPS 수신기내에서 사용되는 국부 오실레이터를 눈금조정하기 위한 정밀 반송파 주파수 기준 신호, 및 상기 기지국에 의해 획득되었을 때 가시범위에 있는 위성들을 위한 도플러 편이가 현재의 PRN 코드 위상과 함께 결정될 수 있도록 하는 갱신된 위성 알마낙 및 에피메리스 데이터를 위한 데이터 메시지를, 상기 기지국에 의하여 상기 수신기로 제공하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 도움을 통해, GPS PRN 코드가 점유하고 있다고 알려져 있는 좁은 범위의 주파수 및 코드 위상만을 스위핑할 수 있고, 그럼으로써 검사되어야 할 필요가 있는 코드 예들의 수를 줄일 수 있고 따라서 코드 획득을 위한 시간을 줄일 수 있다. 기지국 도움은 본 명세서에 참조로서 포함된 미국특허번호 제 5,841,396 호 및 제 5,874,914 호에도 기재되어 있다.
본 발명은 기지국으로부터의 도움을 통해 이동 유닛(mobile unit)에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 셀룰러 전화기 네트워크의 지리적인 배치를 도식적으로 보여주는 개략도.
도 2는 도 1의 이동 셀룰러 전화기(MS1)를 상세하게 도식적으로 보여주는 개략도.
도 3은 도 1의 기지국(BS1)을 상세하게 도식적으로 보여주는 개략도.
본 발명의 목적은, 상기 TTFF가 감소될 수 있도록 하는 기지국으로부터의 도움을 통해 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호을 역확산하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라:
(a) 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여, 이로부터 도플러 및 코드 위상 정보를 이상적으로 포함하는 GPS 신호 정보를 유도하는 단계와;
(b) 이동 유닛의 위치를 산정하는 단계와;
(c) 상기 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성을 반영하도록 상기 GPS 신호 정보를 수정하는 단계와;
(d) 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 GPS 신호 정보를 전송하는 단계와;
(e) 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하는 단계; 그리고
(f) 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하는 단계
를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 방법은 GPS PRN 코드가 점유하고 있다고 알려져 있는 더 좁은 주파수 범위가 식별되도록 한다. 상기와 같이, 더 적은 코드 예들이 검사될 필요가 있으며, GPS 신호 획득에 드는 시간도 감소될 수 있고 따라서 상기 TTFF도 감소될수 있다.
수정된 GPS 신호 정보가 기지국으로부터 이동 유닛으로 전송되는 경우에 기지국에서 단계 (c)가 행해질 수 있는데, 다시말해서 단계 (c)는 단계 (d) 이전에 행해진다. 그렇게 되는 경우에, 기지국에서 직접 RF 통신을 사용하여 이동 유닛으로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송하는 것이 편리할 수 있는 한편으로, 기지국으로부터 이동 유닛으로 수정된 GPS 신호 정보를 전송하는 것은 또한 지상선로를 통하거나 또는 반복 기지국(repeater stations)를 사용하는 것과 같은 간접 전송을 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따라 기지국의 도움을 통해 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 기지국 및 이동 유닛의 조합이 제공되는데; 여기서 상기 기지국은, 상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하기 위한 GPS 수신기와, 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하도록 구성된 프로세서, 그리고 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송하기 위한 전송기를 포함하며; 여기서 상기 이동 유닛은 상기 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기와, 기지국으로부터 GPS 신호 정보를 수신하기 위한 통신 수신기, 그리고 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하고 또 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 덧붙여서, 또다른 조합이 제공되는데, 여기서 상기 기지국은,상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하기 위한 GPS 수신기, 그리고 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송하기 위한 전송기를 포함하며; 여기서 상기 이동 유닛은 상기 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기와, 기지국으로부터 GPS 신호 정보를 수신하기 위한 통신 수신기, 그리고 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하고 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하고 또 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
또한 본 발명에 따라, 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하기 위한 GPS 수신기와, 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하도록 구성된 프로세서, 그리고 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송하기 위한 전송기를 포함하여 도움을 제공하기 위한 기지국이 제공된다.
또한 본 발명에 따라, 상기 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기와, 기지국으로부터 GPS 신호 정보를 수신하기 위한 통신 수신기, 그리고 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하고 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하고 또 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하는 이동 유닛이 제공된다.
본 발명의 상술한 및 다른 특징 및 장점들은 첨부된 도면을 참조하여 셀룰러 전화기 네트워크에서 사용하기 위한 GPS 수신기를 포함하는 이동 셀룰러 전화기의 실시예에 관한, 예시적인 방식에 의한, 아래의 상세한 설명에 의하여 명료해질 것이다.
도1에 종래의 셀룰러 전화기 네트워크(1)의 지리적 배치가 도식적으로 보여진다. 상기 네트워크는 각각 상호 일정간격으로 떨어져 있는 지리적 위치에 설치된 복수개의 기지국(BS: base station)들을 포함하며, 그 중에 일곱 기지국(BS1 내지 BS7)이 도시된다. 이들 기지국 각각은 임의의 일 지점 또는 서비스 지역에서 중계회선용 시스템 제어기에 의해 운영되는 무선 전송기 및 수신기 전체를 포함한다. 이들 기지국들의 각 서비스 지역(SA1 내지 SA7)은 도시된 전체 영역을 집합적으로 덮도록, 빗금(cross hatching)으로 도시된 바와 같이, 오버랩 된다. 상기 시스템은각 기지국(BS1 내지 BS7)에 각각 양-방향 통신 링크(CL1 내지 CL7)가 연결된 시스템 제어기(SC: system controller)를 더 포함할 수 있다. 이들 통신 링크 각각은, 예컨대 전용 지상-선로일 수 있다. 더 나아가, 상기 시스템 제어기(SC)는 이동 셀룰러 전화기(MS1)와 해당 네트워크의 가입자 사이에 이루어지는 통신을 가능케 하는 공중 전화망(PSTN: public switched telephone network)에 연결될 수 있다. 복수개의 이동 셀룰러 전화기(MS)는, 그 중에 세 개(MS1, MS2, MS3)가 도시되는데, 각각이 상기 전체 영역에 걸쳐서 뿐만 아니라 그 바깥에서도 자유롭게 로밍(roam)할 수 있다.
도 2를 참조하면, 자기가 등록되어 있는 기지국(BS1)과의 통신을 위하여 통신 안테나(20)에 연결되고 통신 마이크로프로세서(Comm μc)(22)에 의해 제어되는 통신 전송기(Comm Tx) 및 수신기(Comm Rx)(21)를 포함하는 이동 셀룰러 전화기(MS1)가 자세하게 도시된다. 셀룰러 전화기 네트워크 내에서 양-방향 통신을 위한 전화기의 설계 및 제조는 잘 알려져 있으며, 본 발명의 부품을 형성하지 않는 부품들은 이후에는 설명되지 않을 것이다.
이동 전화기의 종래 구성부품들에 추가하여, 전화기(MS1)는 선회하는 GPS 위성들로부터 전송된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 수신하는 GPS 안테나(23)에 연결되고 GPS 마이크로프로세서(GPS μc)(25)에 의해 제어되는 GPS 수신기(GPS Rx)(24)를 더 포함한다. 동작 시에는, GPS 수신기(24)는 안테나(23)를 통해 NAVSTAR SPS GPS 신호를 수신하고, 일반적으로 대역외 RF 간섭을 최소화하기 위한 수동 대역통과 필터링, 전치증폭(preamplification), 중간주파수(IF: intermediate frequency)로의 다운변환 및 아날로그 디지털 변환에 의해 이 신호를 예비-프로세싱할 수 있다. 이렇게 된 후의 디지털화된 IF 신호는 이용 가능한 위성들로부터의 모든 정보를 여전히 가지고 있으면서 변조된 상태로 유지되고, GPS 마이크로프로세서(25)의 메모리 내로 공급된다. 그 후 종래의 항법 알고리즘을 사용하여 결정될 수 있는 이동 전화기의 위치로부터 의사거리 정보를 유도할 목적으로 GPS 신호가 획득되고 추적된다. GPS 신호 획득 및 추적을 위한 이러한 방법들은 잘 알려져 있는데, 예컨대 ISBN 0-89006-793-7 아텍 하우스(Artech House)의 GPS 원리 및 응용 {편집자, 카플란(Kaplan)}의 제4장(GPS 위성 신호 특성) 및 제5장(GPS 위성 신호 획득 및 추적)을 참조하라. GPS 마이크로프로세서(25)는, 선택적으로 통신 마이크로프로세서(22)와 공통인, 하나의 범용 마이크로프로세서 형태로 구현될 수 있거나, 또는 GPS 애플리케이션 특정 집적회로(ASIC: application specific integrated circuit)내에 내장된 하나의 마이크로프로세서의 형태로 구현될 수 있다.
셀룰러 전화기 네트워크 기지국(BS1)은 도 3에 도시적으로 도시된다. 종래의 기지국 구성부품에 추가하여, 기지국(BS1)은 기지국이 갱신된 GPS 위성 정보를 항상적으로 소유하게 하도록 실질적으로 연속 동작하는 GPS 안테나(34), 수신기(35) 및 마이크로프로세서(36)를 더 포함한다. 이 정보는 선회 위성들 중에서 어느 것이 가시범위에 존재하는가 여부를 포함하는데{이러한 위성들은 전화기 및, 불명료함을 무시하면 심지어 광역셀(macrocell)들을 위한, 연관된 기지국 양자에 공통적이기가 쉽다}; GPS 데이터 메시지는 갱신된 알마낙 및 에피메리스 데이터, 그리고 기지국에 의해 관측된 바와 같은 GPS 위성 신호의 도플러 편이 및 현재 코드 위상을 포함한다. 본 발명에 따라, 이 정보는 이동 유닛의 위치를 반영하도록, 즉 이동 유닛에서 관측될 것과 같은 GPS 신호의 도플러 편이 및 코드 위상을 기술하도록 수정된다. 이동 셀룰러 전화기(MS1)의 사용자가 응급 호출을 하고 양-방향 통신 링크(CL1)를 통한 시스템 제어기(SC)의 제어하에 있는 경우, 기지국(BS1)은 이 수정된 정보를 전화기로 제공할 수 있으며 그럼으로써 그후 GPS PRN 코드가 점유하고 있다고 알려진 좁은 범위의 주파수 및 코드 위상을 스위핑하는 것만이 요구되어, 신속한 코드 획득 및 TTFF를 보증한다. 그후 이동 전화기의 위치는 전화기로부터 기지국으로 전송되고, 그후 미국에서는 공중안전응답처(PSAP:Public Safety Answer Point)라고 말하여지는, 응급 서비스 오퍼레이터에게로 전송된다.
상기 예에서, 인입 신호를 역확산하도록 이동 전화기에 도움을 제공하는 기지국은 또한 이동 전화기가 응급 호출을 하며 자신의 위치를 알려주는, 즉 이동 전화기가 등록되어 있는 통신 기지국이기도 하다. 물론 반드시 이래야되는 것은 아니고, 인입 신호를 역확산하는데 도움을 제공하기 위한 기지국은, 이동 전화기가 등록되어 있는 기지국이 아닌 다른 기지국, 예컨대 네트워크 셀이 아닌 전용의 유닛 서비스(serving)에 의해 상기 도움이 제공되는 곳일 수도 있다. 그러한 경우, 도움을 제공하는 기지국은 이동 전화기가 등록되어 있는 기지국을 통하여 이동 전화기로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송할 것이다.
이동 유닛의 위치를 반영하기 위하여 기지국에 의해 관측된 것과 같은 GPS 위성 신호의 도플러 편이 및 현재 코드 위상을 수정하기 위한 방법의 예가 아래에제공된다.
만약 기지국(BS1)이 위치b= (Xb, Yb, Zb)에 있고, 위치s= (Xs, Ys, Zs)에 있는 GPS 위성으로부터 전송된 속도v= (Xv, Yv, Zv)로 전파되는 GPS 신호를 수신하면, 위성으로부터 기지국으로 전송된 그 신호에 대해 기지국(BS1)에서 관찰된 것과 같은 이론적인 도플러 편이 fb는:
이고, 여기서 F는 GPS 신호 반송파 주파수(NAVSTAR GPS L1 신호의 경우에는 1575.42 MHz), c는 빛의 속력, 그리고d sb는 기지국으로부터의 위성의 단위 방향 벡터이고 다음과 같이 주어진다:
동작시의 선택적 이용가능성을 포함하여, 실상황에서는 다양한 사소한 효과들때문에 측정된 주파수 f'b가 약간 다르게 된다. 이 주파수 오프셋 ∂f 는 기지국에 의하여 다음에 의해 결정될 수 있다:
만약 이동 셀룰러 전화기(MS1)가 위치m= (Xm, Ym, Zm)에 있다면, 기지국이 이동전화기에서의 도플러 편이 f'm에 더욱 정확한 근사값을 제공할 수 있으며, 상기 도플러 편이 f'm은 다음과 같이 주어진다:
여기서d sm은 상기 이동전화기로부터의 위성의 단위 방향 벡터이고 다음과 같이 주어진다:
유사하게 코드 위상 산정에 있어서도, 기지국에서 관찰된 것과 같은 이론적인 코드 위상 cpb는 다음과 같이 표현될 수 있다:
여기서 C 는 GPS PRN 코드의 칩속도(chipping rate)이고(C/A 코드의 경우 1.023 MHz), c 는 빛의 속력이며, L 은 코드 길이(1023 칩)이다. 또한, 공전장애(atmospherics), 선택적 이용가능성(selective availability) 등에 의해 야기되는 비보상 거리 오차에 기인하는 작은 편차 ∂cp 도 있을 것인데, 이는 기지국에서 결정될 수 있다:
여기서 cp'b는 측정된 코드 위상이다. 따라서, 이동전화기에서 예상되는 코드 위상은 다음과 같이 산정될 수 있다:
이동 유닛의 위치에 대한 최초 산정값은 다양한 종래의 방식들로, 예컨대 기지국에 또는 이동전화기 또는 다른 곳에 저장된 메모리로부터 이동 유닛의 마지막으로 알려진 GPS 유도 위치를 검색하고 요청에 따라 기지국으로 공급됨으로써 제공될 수 있다. 다른 식으로는, 도착 시간, 도착 시간차 및 I 즉 도착 각도 측정이, 이동 유닛에 의해서 또는 해당 또는 각 기지국에 의해서, 이동 유닛 및 적어도 하나의 기지국 사이에서 이루어질 수 있으며, 이것으로부터 위치 산정이 이루어질 수 있다. 일련의 기지국들을 이용하는 다른 방식은, 한 이동 유닛이 "볼 수" 있는 기지국들의, 즉 상기 이동 유닛이 전송되어오는 신호를 검출할 수 있는 기지국들의, 위치의 평균 또는 가중 평균을 제공함으로써 위치를 산정하는 것이다. 또 다른 방식은, 특히 이동 유닛이 차량에 탑재되어 있는 경우, 추측항법(dead-reckoning) 또는 맵 매칭(map matching)과 같은 독립적인 시스템을 사용하는 것이다. 위치산정을 위한 이러한 방법들은 알려져 있으며, 여기서는 더이상 기술되지 않을 것이다.
가시범위에 있는 위성들에 대한 도플러 및 코드 위상 데이터 뿐만아니라, GPS 신호 정보는 또한 방위각, 고도 및 신호 세기 데이터와 같은 다른 GPS SV 정보도 포함할 수 있다.
또한, 선-후 코릴레이션 법(early-late correlation method)에 대한 대안으로서, 특히 고속 푸리에 변환(FFTs: Fast Fourier Transforms)을 포함한 고속 콘볼루션 법(fast convolution method)이 PRN 코드를 획득하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 콘볼루션법은 IEEE 1991 전국 우주항공 및 전자공학 컨퍼런스 NAECON 1991, 로버트 지 대벤포트(Robert G. Davenport)의 "현대 DSP 마이크로프로세서를 사용하는 직접 시퀀스 확산 코드의 FFT 프로세싱"라는 제목의 논문 중 제1권, 98 내지 105 쪽에서 기술되어 있으며, 또한 미국의 등록된 특허 제5,663,734호에서도 기술되어 있다.
현재 GPS는 미국 국방부에 의해 개발되고 운영되는 모든 날씨, 우주에 기반한 항법 시스템인 NAVSTAR(Navigation System with Time and Ranging) GPS와 관련되어 가장 잘 알려져 있지만, GPS에 기초하는 일반적인 원리는 보편적이며 단순히 NAVSTAR에만 국한되는 것은 아니다. 따라서, GPS란 서로 다른 지점에 있는 복수의 CDMA 무선 전송기 및 상기 무선 전송기들로부터의 전송이 도착하는 시간에 기초하여 자신의 위치를 결정하는 수신기를 포함하는 모든 위치측정 시스템을 지칭한다.
본 설명을 읽음으로써, 다른 변형예들이 본 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 다른 변형이 명료해질 것이며, GPS 수신기 및 그것의 구성 부품들에 대한 설계, 제조 및 사용분야에서 이미 알려져 있는, 그리고 본 명세서에서 이미 설명된 특징들에 대신해서 또는 추가해서 사용될 수 있는, 다른 특징들도 포함할 수 있다. 비록 특허청구범위가 특정 특징들의 조합에 대하여 본 특허출원 내에서 형성되어 있지만, 본 특허출원의 개시 범위에는, 여기서 들어나게 또는 암시적으로 개시된 어떠한 신규한 특징 또는 어떠한 신규한 특징들의 조합들도, 본 특허청구범위에서 현재 청구된 것과 동일한 발명으로서 관련되든지 않든지간에 그리고 본 발명에서 해결하는 동일한 문제점들중 임의의 것 도는 모든 것을 해결하든지 않든지간에, 역시 포함한다는 것이 이해되어야 할 것이다. 본 출원인은 여기서, 본 특허출원 또는 이로부터 유도되는 임의의 어떠한 특허출원의 실행 동안에 상기한 특징들 및/또는 상기한 특징들의 조합들에 대하여 새로운 청구항들이 신설될 수 있음을 알리는 바이다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 기지국으로부터의 도움을 통해 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하는 방법 등에 이용할 수 있다.

Claims (14)

  1. 기지국으로부터의 도움을 통해 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호을 역확산하는 방법으로서,
    (a) 상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여, 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하는 단계와;
    (b) 이동 유닛의 위치를 산정하는 단계와;
    (c) 상기 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성을 반영하도록 상기 GPS 신호 정보를 수정하는 단계와;
    (d) 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 GPS 신호 정보를 전송하는 단계와;
    (e) 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하는 단계; 그리고
    (f) 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하는 단계를
    포함하는 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 단계 (c)가 단계 (d) 이전에 행해지는, 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 이동 유닛 위치의 최소 산정은 상기 이동 유닛에서 결정되고 상기 기지국으로 전송되는, 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 GPS 신호 정보는 도플러 정보를 포함하는, 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 GPS 신호 정보는 코드 위상 정보를 포함하는, 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호의 역확산 방법.
  6. 실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 상기 상세한 설명에서 설명한 바와 같이 상기 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위하여 이동 유닛에 기지국 도움을 제공하기 위한 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여, 기지국으로부터의 도움을 통해 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 기지국 및 이동 유닛의 조합.
  8. 기지국으로부터의 도움을 통해 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 기지국 및 이동 유닛의 조합으로서; 여기서 상기 기지국은,상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하기 위한 GPS 수신기와, 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하도록 구성된 프로세서, 그리고 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송하기 위한 전송기를 포함하며; 여기서 상기 이동 유닛은 상기 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기와, 기지국으로부터 GPS 신호 정보를 수신하기 위한 통신 수신기, 그리고 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하고 또 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 기지국 및 이동 유닛의 조합.
  9. 기지국으로부터의 도움을 통해 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 기지국 및 이동 유닛의 조합으로서; 여기서 상기 기지국은, 상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하기 위한 GPS 수신기, 그리고 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송하기 위한 전송기를 포함하며; 여기서 상기 이동 유닛은 상기 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기와, 기지국으로부터 GPS 신호 정보를 수신하기 위한 통신 수신기, 그리고 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하고 상기 수정된 GPS 신호정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하고 또 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 기지국 및 이동 유닛의 조합.
  10. 실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 상기 상세한 설명에서 설명한 바와 같은 기지국으로부터의 도움을 통해 이동유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 기지국 및 이동 유닛의 조합.
  11. 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 상기 이동 유닛에게 도움을 제공하기 위한 기지국으로서, 상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하고 역확산하여 이로부터 GPS 신호 정보를 유도하기 위한 GPS 수신기와, 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하도록 구성된 프로세서, 그리고 상기 기지국으로부터 상기 이동 유닛으로 상기 수정된 GPS 신호 정보를 전송하기 위한 전송기를 포함하는, 이동 유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 상기 이동 유닛에게 도움을 제공하기 위한 기지국.
  12. 실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 상기 상세한 설명에서 설명한 바와 같은 이동유닛에서 수신된 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위하여 이동 유닛에 도움을 제공하기 위한 기지국.
  13. 기지국으로부터의 도움을 통해 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 이동 유닛으로서, 상기 GPS 신호를 수신하기 위한 GPS 수신기와, 상기 기지국으로부터 GPS 신호 정보를 수신하기 위한 통신 수신기, 그리고 산정된 이동 유닛의 위치에서 관측되어질 것과 같은 GPS 신호 특성이 반영되도록 GPS 신호 정보를 수정하고 상기 수정된 GPS 신호 정보를 사용하여 상기 GPS 신호의 PRN 코드에 대응하는 PRN 코드를 가지는 복제 신호를 생성하고 또 상기 GPS 신호를 획득하기 위하여 상기 GPS 신호 및 상기 복제 신호의 코릴레이션을 수행하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 기지국으로부터의 도움을 통해 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 이동 유닛.
  14. 실질적으로 첨부된 도면을 참조하여 상기 상세한 설명에서 설명한 바와 같은기지국으로부터의 도움을 통해 GPS 확산 스펙트럼 신호를 역확산하기 위한 이동 유닛.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421156B1 (ko) * 2012-10-19 2014-07-22 국방과학연구소 다단계 부분 상호 상관기를 이용한 ｇｐｓ 신호 획득 시스템 및 방법

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9020756B2 (en) * 1999-04-23 2015-04-28 Global Locate, Inc. Method and apparatus for processing satellite positioning system signals
US8255149B2 (en) 1999-07-12 2012-08-28 Skybitz, Inc. System and method for dual-mode location determination
US20040143392A1 (en) 1999-07-12 2004-07-22 Skybitz, Inc. System and method for fast acquisition reporting using communication satellite range measurement
GB0013148D0 (en) * 2000-05-31 2000-07-19 Koninkl Philips Electronics Nv A method of despreading GPS stread spectrum signals
US6615118B2 (en) * 2001-03-27 2003-09-02 General Electric Company Hybrid energy power management system and method
US7769076B2 (en) * 2001-05-18 2010-08-03 Broadcom Corporation Method and apparatus for performing frequency synchronization
US7006556B2 (en) * 2001-05-18 2006-02-28 Global Locate, Inc. Method and apparatus for performing signal correlation at multiple resolutions to mitigate multipath interference
US7103382B2 (en) * 2001-07-10 2006-09-05 Kyocera Wireless Corp. System and method for receiving and transmitting information in a multipath environment
US7574218B2 (en) * 2002-01-16 2009-08-11 Kyocera Wireless Corp. Systems and methods for transmitting global positioning system information
US7398094B2 (en) * 2002-01-16 2008-07-08 Kyocera Wireless Corp. Systems and methods for transmitting global positioning system information from a wireless communication system base station
US7133772B2 (en) * 2002-07-30 2006-11-07 Global Locate, Inc. Method and apparatus for navigation using instantaneous Doppler measurements from satellites
US8971913B2 (en) 2003-06-27 2015-03-03 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for wireless network hybrid positioning
KR101119295B1 (ko) * 2004-04-21 2012-03-16 삼성전자주식회사 네트워크에 독립적으로 구성된 측위 서버를 이용한이동단말기의 위치결정장치 및 그 방법
GB0410609D0 (en) * 2004-05-12 2004-06-16 Nokia Corp Locating mobile terminals
US7411546B2 (en) * 2004-10-15 2008-08-12 Telecommunication Systems, Inc. Other cell sites used as reference point to cull satellite ephemeris information for quick, accurate assisted locating satellite location determination
EP1681773A1 (en) * 2005-01-13 2006-07-19 Centre National D'etudes Spatiales Spread spectrum signal
US7295156B2 (en) * 2005-08-08 2007-11-13 Trimble Navigation Limited Cellphone GPS positioning system
US7991407B2 (en) * 2006-02-16 2011-08-02 General Motors Llc Method for identifying appropriate public safety answering points
CN101449178B (zh) 2006-05-30 2012-05-30 诺基亚公司 支持相对定位
US7671790B2 (en) 2006-07-20 2010-03-02 Seiko Epson Corporation Positioning system, positioning device, communication base station, control method, and recording medium storing program
US8406280B2 (en) 2008-03-18 2013-03-26 Argon St, Inc. System and method for mitigating severe multipath interference for geolocation and navigation
WO2011097484A1 (en) * 2010-02-06 2011-08-11 Ndsu Research Foundation Highly functional epoxidized resins and coatings
US8938262B2 (en) * 2011-06-03 2015-01-20 Apple Inc. Neighbor cell location averaging
US8552910B2 (en) * 2011-10-21 2013-10-08 Mark K. Cornwall System and method of locating missing nodes in networks
EP2859379A2 (en) 2012-06-08 2015-04-15 Koninklijke Philips N.V. A method of determining the position of a device and a device that implements the method
US9253595B1 (en) * 2014-01-30 2016-02-02 Sprint Spectrum L.P. Determination of base station location based on other serving locations available to client devices
US9955237B2 (en) 2014-09-11 2018-04-24 Itron, Inc. Methods and apparatus to locate utility meter endpoints of interest

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06130144A (ja) * 1992-10-15 1994-05-13 Toshiba Corp ナビゲーション装置
CA2170737A1 (en) * 1994-02-07 1995-08-10 Harold Ii Pace Mobile location reporting apparatus and methods
US5841396A (en) 1996-03-08 1998-11-24 Snaptrack, Inc. GPS receiver utilizing a communication link
US5874914A (en) 1995-10-09 1999-02-23 Snaptrack, Inc. GPS receiver utilizing a communication link
US6208290B1 (en) * 1996-03-08 2001-03-27 Snaptrack, Inc. GPS receiver utilizing a communication link
US5889492A (en) 1996-07-31 1999-03-30 Motorola, Inc. Method and apparatus for an acquisition-aided Geo-locating subscriber unit
JPH10300835A (ja) * 1997-04-25 1998-11-13 Lockheed Martin Corp Ｇｐｓ衛星システムを利用したセルラー電話の迅速かつ正確な地理的位置の特定
US6114991A (en) * 1997-09-11 2000-09-05 Lucent Technologies, Inc. Auxiliary system for assisting a wireless terminal in determining its position from signals transmitted from a navigation satellite
US6118977A (en) 1997-09-11 2000-09-12 Lucent Technologies, Inc. Telecommunications-assisted satellite positioning system
US6070078A (en) * 1997-10-15 2000-05-30 Ericsson Inc. Reduced global positioning system receiver code shift search space for a cellular telephone system
US6204808B1 (en) * 1998-08-13 2001-03-20 Ericsson Inc. Method and system for aiding GPS receivers via a cellular or PCS network
US6222483B1 (en) * 1998-09-29 2001-04-24 Nokia Mobile Phones Limited GPS location for mobile phones using the internet
US6415154B1 (en) * 1998-10-06 2002-07-02 Ericsson Inc. Method and apparatus for communicating auxilliary information and location information between a cellular telephone network and a global positioning system receiver for reducing code shift search time of the receiver
US6538600B1 (en) * 1998-10-16 2003-03-25 Lucent Technologies Inc. Wireless assisted GPS using a reference location
GB0013148D0 (en) * 2000-05-31 2000-07-19 Koninkl Philips Electronics Nv A method of despreading GPS stread spectrum signals

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421156B1 (ko) * 2012-10-19 2014-07-22 국방과학연구소 다단계 부분 상호 상관기를 이용한 ｇｐｓ 신호 획득 시스템 및 방법

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