KR20020032561A - 통신 시스템의 거리 추정 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 인터페이스를 통해 통신 시스템과 통신하는 스테이션들 간 거리를 추정하는 것에 관한 것이다. 상기 시스템에서, 적어도 하나의 스테이션은 한 타이밍 구조에 따르는 한 시간 슬롯에서 신호 버스트들을 전송하고 적어도 하나의 스테이션은 신호 버스트들을 수신한다. 상기 방법은 수신 스테이션에서 수신되는 신호 버스트의 제 1타이밍을 결정하는 단계를 포함하며, 상기 제 1타이밍은 기 설정된 조건과 일치하는 상기 수신된 신호 버스트의 제 1구성원과 관련된다. 상기 수신 신호 버스트의 제 2타이밍은 전송 스테이션으로 그리고/또는 그로부터의 후속 신호 버스트들을 송신 그리고/또는 수신하기위한 상기 수신 스테이션의 내부 타이밍을 조절하는데 사용하기위해 결정된다. 상기 스테이션들 간의 타이밍 편차 역시 결정된다. 상기 스테이션들 간의 거리는 타이밍 편차와 상기 수신된 신호 버스트의 제 1 타이밍을 기반으로 추정된다.

Description

통신 시스템의 거리 추정{DISTANCE ESTIMATION IN A COMMUNICATION SYSTEM}

셀룰라 통신 시스템은 주변 셀들 또는 유사한 무선 범위(coverage) 영역들을 기반으로 한다. 셀룰라 원격통신 시스템들의 예들은 GSM(이동 통신을 위한 전체 시스템) 또는 다양한 GSM 기반 시스템들(예를 들어 GPRS:범용 패킷 무선 서비스), AMPS(미국 이동 전화 시스템), DAMPS(디지털 AMPS), CDMA(코드 분할 다중 접속) 또는 제안된 WCDMA(광대역 CDMA), 또는 UMTS(범용 이동 원격통신 시스템) 혹은 다른 제 3세대 통신 시스템 등과 같은 표준들을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는다. 일반적으로, 원격통신 시스템의 셀 범위 영역은 일반적으로 베이스 스테이션 하부시스템(BSS)과 대기 또는 무선 인터페이스를 통해 연결되는 사용자 장비(UE) 혹은 이동 스테이션(MS)을 제공하는 하나 이상의 베이스 송수신 스테이션에의해 포괄되는 특정 지리학적 제한 영역으로 정의될 수 있다. 상호 연결된 몇몇 셀들은 커다란 지리적 영역을 포괄하고, 그로인해 몇몇 셀들은 셀룰라 원격통신 네트워크의 포괄 영역을 형성한다.

상기 시스템의 각 포괄 영역은 적절한 제어 장치들로 제어될 수 있다. 상기 제어기는, PSTN(공개 스위치 원격통신 네트워크)과 같은 다른 통신 네트워크들 혹은 X.25 기반 네트워크 혹은 TCP/IP(전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜) 기반 네트워크와 상기 셀을 링킹하는 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN) 또는 게이트웨이 이동 스위칭 센터(GSMC)와 같은 게이트웨이 또는 링킹 장치들과 연결된다.

상기 원격통신 시스템의 셀들 중 하나의 내부 사용자 장비(UE)(이는 이후 이동 스테이션 또는 MS로 간주함)는 상기 셀의 제어기 기능으로 각각 제어된다. 상기 MS는 한번에 단 하나의 제어기에의해 제어된다. 그러나, 상기 MS는 다수의 제어기들에 의해 동시에 제어될 수 도 있다. 이는 예를 들어 상기 셀들이 겹침 또는 소프트 핸드오프 모드라 불리는 경우 발생할 수 있으며, 상기 MS는 2개의 베이스 스테이션들과 이러한 베이스 스테이션들은 상이한 제어기들과 연결될 수 있으며, 또는 하나의 제어기가 상기 MS를 제어하는 다른 제어기를 제어하는 경우 발생할 수 있다. 하나의 제어기는 제공(serving)(주(main)) 제어기이고 다른 것들은 2차 제어기들로 정의될 수 있다.

상기 이동 스테이션은 적절한 네트워크 제어기와 통신하고 다양한 종류들의 정보를 상기 제어기에 제공한다. 예를 들어서, 상기 이동 스테이션이 한 셀에서 새로운 셀로 변경되는 경우, 또는 상기 이동 스테이션이 상기 셀들 중 하나에서 스위치 오프 된 후 스위치 온되거나 얼마 간 통신되지 않는(unreachable) 경우, 상기 이동 스테이션은 MS 식별자(ID)를 포함하는 메세지를 상기 새로운 셀의 제어기로 전달한다. 상기 새로운 셀의 제어기는 이전 셀의 것과 동일하거나 상기 셀 변화 이전에 상기 MS를 다루던 이전 제어기와 상이할 수 있다. 상기 MS ID는 진입/진출 셀, 그리고 상기 MS로부터/MS로의 신호전송을 각각 처리할 수 있도록 하기위해 상기 원격통신 시스템으로부터 요구되는 데이터를 포함한다. 상기 MS ID가 상기 시스템에 수신되면, 상기 시스템은 특정 이동 스테이션의 현재 셀을 알 수 있다.

시분할 다중 접속(TDMA) 네트워크들에서, 다수의 시간 슬롯들은 상기 이동 스테이션들과 상기 베이스 송수신 스테이션들 간의 전송에 사용된다. 프레임은 기 설정된 수의 시간 슬롯들로 만들어진다. 각 이동 스테이션은 각 프레임의 주어진 시간 슬롯에 할당될 것이며, 이는 베이스 송수신 스테이션과 통신한다. 다양한 이동 스테이션들로부터 수신된 상기 신호를 올바르게 처리하기위해서, 상기 각 이동 스테이션으로부터의 신호는 상기 베이스 스테이션에서 자신에 대해 할당된 시간 슬롯 내에서 수신되어야만 한다. 상기 신호들이 상기 할당된 시간 슬롯들 내에서 수신되었다는 것을 보장하기위해서, 상기 베이스 스테이션은 타이밍 어드밴스(advance)(TA) 정보를 상기 이동 스테이션에 제공할 것이다. 상기 타이밍 어드밴스 정보는 상기 이동 스테이션이 자신의 신호를 상기 베이스 스테이션으로 전송해야 하는 시기를 나타낸다. 상기 타이밍 어드밴스 정보는 상기 송신 및 수신 스테이션들 간의 무선 파형들의 전달이 상기 스테이션들 간의 전송에 유발하는 지연이 필요하다. 다시 말해서, 상기 무선 파형들이 상기 BTS에서 상기 MS로, 그리고 그 반대로 전송되는 시간, 그리고 그로인해 상기 MS와 BTS에 사용되는 상기 슬롯들의 타이밍 간 특정 편차가 존재한다. 상기 지연을 나타내기위해서, 그리고, 좀더 정밀하게는 모든 중복된 시간 슬롯들을 피하기위해서, 상기 이동 스테이션과 상기제공 베이스 송수신 스테이션 간의 시간 지연이 결정될 필요가 있다.

아이들(idle) 모드에서 이동 스테이션으로의 접근에 따라서 상기 제공 베이스 스테이션으로부터 수신되는 버스트(burst)들에 따라서 상기 내부 타이밍이 조절된다. 상기 MS는 처음으로 상기 BTS(접속 버스트들)을 전송하면, 이는 BTS의 타이밍과 비교하여 얻은 지연인 상기 이동 스테이션의 내부 타이밍을 이용하는 것으로 완료된다. 상기 BTS가 이러한 신호들을 수신하면, 그의 프레임 구조와 수신된 MS 버스트들 간의 시간 편차가 측정된다. 이러한 두개의 타이밍들 간 차이는 상기 BTS에서 MS로의, 그리고 그 반대로의 무선파 전송 지연과 동일하며, 다시말해 상기 스테이션들 간 거리의 2배가 된다. 상기 BTS의 시간 슬롯들을 겹치치 않도록 하기위해서, 상기 BTS는 MS가 상기 BTS로 얼마나 먼저 전송을 시작해야 하는 가를 나타내는 타이밍 어드밴스(TA) 값 정보를 상기 MS에 제공한다. 이러한 수단에 의해서, 상기 MS는 자신의 전송을 조절하여 상기 전송이 상기 수신 BTS에의해 사용되는 프레임 구조에 따른 슬롯들에서 상기 BTS가 수신할 수 있도록 한다. 전용 연결 동안, 상기 BTS는 적절한 TA 값을 연속적으로 결정하고 상기 TA 값을 상기 MS로 신호한다.

상기 타이밍을 결정하는 한가지 가능한 방법은 충격 응답(impulse response)을 기반으로 한다. 상기 충격 응답은 상기 수신된 신호와 버스트(학습 순서(training sequence)라고도 불림)의 알려진 비트 패턴과 관련되어 획득될 수 있다. 상기 충격 응답은 X-축 상 시간(구성원 탭(tap)들)과 Y-축상 강도에 대해서 곡선을 나타낸다(충격 응답 예제를 보이는 도 3 참조). 상기 GSM과 같은 TDMA 시스템의 일반적 동작에 있어서, 최대 에너지가 수신되도록 수신이 조절된다는 것은 중요하다. 그래서, 상기 타이밍은 종래 상기 충격 응답의 중단(mess center)에서 결정되어진다.

상기 셀룰라 통신 시스템의 기능들은 개별 이동 스테이션의 현재 위치를 고려하면서 적어도 대략적 위치 추정 준비를 용이하게 한다. 좀더 구체적으로, 상기 셀룰라 통신 시스템은 항상 상기 시스템의 베이스 스테이션들 중 적어도 하나와 통신하는 상기 이동 스테이션들의 현재 위치 영역을 (적어도 대략적으로) 인지한다. 상기 정보는 상기 이동 스테이션이 방문한 또는 "이종" 네트워크의 포괄 영역 내에 위치하는 경우에도 유효하며, 상기 방문한 네트워크는 상기 원래 네크워크로 다시 상 이동 스테이션의 위치 정보를 전송할 수 있고, 이는 예를 들어 라우팅(routing) 또는 차징(charging)을 목적으로 한다.

셀룰라 원격통신 네트워크 수단에의해 제공되는 위치 서비스 특징이 제안된다. 상기 제안된 위치 서비스는 시간-스탬프(stamp)과 함께 이동 스테이션의 최종 공지 위치를 제공할 수 있다. 상기 제안된 서비스 기능은 분리된 네트워크 구성원 또는 서버에의해 제공될 수 있으며 이는 상기 시스템의 다양한 제어기들로부터 정보를 수신한다.

좀 더 정밀한 위치 결정을 할 수 있는 한 가능성은 이동 스테이션과 베이스 스테이션 간의 타이밍 지연 또는 편차 정보를 이용하는 것이다. 이는 상기 이동 스테이션이 상기 베이스 스테이션으로부터 상대적으로 원거리에 있는 경우, 신호는 상기 이동 스테이션이 상기 베이스 스테이션과 상대적으로 근거리에 있는 경우보다상기 신호가 도달하는데 더 많은 시간이 필요하나는 것을 기반으로 한다. 그래서, 상기 편차를 나타내기위해서, 상기 베이스 스테이션에서 상대적으로 원거리에 있는 이동 스테이션은 그 신호를 상기 베이스 스테이션으로 전송하는데 있어, 상기 이동 스테이션이 상기 베이스 스테이션과 상대적으로 인접한 경우 타이밍 구조보다 더 "선행(in advance)"하여야 한다. 그래서, 상기 타이밍 어드밴스 정보(TA)도 상기 이동 스테이션과 상기 베이스 스테이션 간 거리를 측정한다. 상기 타이밍 어드밴스 정보는 수신된 신호의 방향을 나타내는 지시가를 제공하지 않는다. 그래서, 상기 타이밍 어드밴스 정보의 사용은 다른 지원 정보를 필요로 하며, 그로인해 상기 방향이 추정될 수 있다. 예를 들어, 상기 위치는 상기 이동 스테이션이 적어도 하나의 다른, 바람직하게는 3개의 인접 베이스 스테이션과 통신하는 것으로 달성되는데, 상기 인접 베이스 스테이션들은 상기 이동 스테이션이 현재 위치되는 영역을 포괄하며, 상기 방향에 관한 다른 지시자가 제공되지 않는다. 한 베이스 스테이션위치로부터의 방향 안테나 또는 도달 각도(AOA) 측정은 상기 타이밍 어드밴스 정보와 같이 사용될 수 있다. 최근의 경우, 상기 위치는 AOA 라인과 타이밍 어드밴스 원의 교점으로 결정된다.

현재 상기 타이밍 어드밴스는 예를 들어 GSM 시스템에서는 1비트의 정밀도로 결정된다. 이는 1.1km 거리에서 3.69㎲에 해당한다. 상기 정밀도는 상기 셀룰라 통신 시스템의 일반적인 동작에는 충분하다. 그러나, 상기 통신 시스템의 2개 이상의 스테이션들 간의 거리를 추정하고 상기 타이밍 어드밴스 정보를 기반으로 이동 스테이션의 지리적 위치를 추정하는 것과 같은 특정한 목적들에는 충분하지 않다.

본 발명은 통신 시스템의 스테이션(station)들 간 거리를 추정하는 것에 관한 것으로, 특히 그러나 배타적이지는 않은, 거리 추정의 적어도 한 타이밍 파라메터의 사용에 관한 것이다.

본 발명의 더 나은 이해를 위해서, 첨부되는 도면들을 예제로 하여 참조할 것이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 일 실시예에서 한가지 가능한 네트워크 환경을 도시한다.

도 2는 이동 스테이션들을 위치결정하기 위해 3개의 베이스 스테이션들을 이용하는 일 실시예를 도시한다.

도 3은 충격 응답을 도시한다.

도 4A, 4B 그리고 4C는 가능한 일 실시예들의 블록 다이어그램들을 도시한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예 동작을 예시하는 흐름도이다.

본 발명의 목적은 상기 문제들 중 하나 이상의 것을 극복하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 인터페이스를 통해 통신 시스템에서 통신하는 스테이션들 간 거리를 추정하는 방법이 제공되며, 여기서, 적어도 하나의 스테이션들은 타이밍 구조에 따르는 시간 슬롯들에서 신호 버스트들을 전송하고 적어도 하나의 스테이션은 상기 신호 버스트들을 수신하며, 상기 방법은, 수신 스테이션에서 수신되는 신호 버스트의 제 1타이밍을 결정하는 단계와, 상기 제 1타이밍은 기 설정된 조건과 일치하는 상기 수신된 신호 버스트의 제 1구성원과 관계하며, 전송 스테이션으로 그리고/또는 그로부터의 후속 신호 버스트들을 송신 그리고/또는 수신하기위한 상기 수신 스테이션의 내부 타이밍을 조절하는데 사용되는 상기 수신 신호 버스트의 제 2타이밍을 결정하는 단계와, 상기 스테이션들 간의 타이밍 편차를 추정하는 단계와, 그리고 상기 수신된 신호 버스트의 제 1타이밍을 이용하고 상기 타이밍 편차를 기반으로 상기 스테이션들 간의 거리를 추정하는 단계를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 상기 거리를 추정하는 단계는 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 결정하는 단계와 상기 결정된 차이를 기반으로 상기 스테이션들 간의 거리 추정을 보정하는 단계를 포함한다. 상기 편차를 기반으로 하는 타이밍 어드밴스 값은 상기 거리의 추정에 사용될 수 있고, 여기서 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이가 결정되고, 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이는 상기 타이밍 어드밴스 값에서 추출된다.

한가지 가능성에 따르면, 상기 수신 스테이션은 상이한 수신과 전송 타이밍을 이용할 수 있으며, 여기서 상기 수신 스테이션의 수신 타이밍은 상기 결정된 제 2 타이밍에 따라서 조절되고, 상기 수신 스테이션에서 상기 송신 스테이션으로 응답 신호를 전송하기위한 전송 타이밍은 상기 결정된 제 1타이밍에 따라서 조절된다. 상기 전송 스테이션은 수신된 응답 신호의 타이밍을 결정할 수 있고, 그로인해 상기 타이밍은 상기 제 1구성원에 해당하는 수신된 응답 신호의 구성원을 기반으로 하며, 이후 상기 전송 타이밍과 수신된 응답 신호의 타이밍 간 차이가 결정된다.

상기 스테이션 들 중 하나는 셀룰라 통신 시스템의 이동 스테이션일 수 있으며, 적어도 스테이션들 중 하나는 고정적으로 위치된 베이스 스테이션일 수 있다. 상기 현재 이동 스테이션의 지리학적 위치는 상기 이동 스테이션과 상기 적어도 하나의 베이스 스테이션 사이의 추정된 거리를 수단으로 결정될 수 있다. 상기 결정들 중 적어도 하나에서의 정보는 상기 통신 시스템의 위치 서비스 노드와 통신될 수 있다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 통신 시스템이 제공되며, 이는, 상기 통신 시스템의 타이밍 구조에 따르는 시간 슬롯들에 따라 신호 버스트들을 전송하도록 구성된 전송 스테이션과, 상기 신호 버스트를 수신하도록 구성된 수신 스테이션과, 상기 수신 스테이션에서 수신되는 신호 버스트의 제 1타이밍을 결정하기위한 제어 수단과, 상기 제 1타이밍은 기 설정된 조건들에 부합되는 상기 수신된 신호의 제 1구성원과 연관되며, 후속 신호 버스트들을 전송 그리고/또는 수신하기위해 수신 스테이션을 조절하는데 사용되는 상기 수신 신호의 제 2타이밍을 결정하는 제어 수단과, 상기 전송 스테이션과 상기 수신 스테이션 간의 타이밍 편차를 결정하는 제어수단과, 그리고 상기 타이밍 편차와 제 1타이밍을 기반으로 상기 스테이션들 간 거리를 추정하기위한 제어 수단을 포함한다.

본 발명의 실시예들은 몇가지 이점들을 제공한다. 상기 이동 스테이션과 상기 제공 베이스 스테이션 간의 거리 추정 정밀도가 개선되며, 이는 위치 결정 정밀도를 개선하고, 상기 거리 계산들을 위해 사용되는 상기 타이밍 정보는 무선 전파을 위한 최단 경로에 대한 타이밍을 고려하면서 보정된다. 상기 타이밍 정보는 이미 상기 통신 시스템에의해 사용되고, 그로인해 본 발명의 몇몇 실시예들은 존재하는 이동 스테이션들에 대해 어떠한 변경들도 요구하지 않는다. 부가적으로, 본 발명의 몇몇 실시예들은 현존하는 이동 스테이션들 또는 베이스 스테이션들에대해 어떠한 하드웨어 변경들도 요구하지 않는다. 상기 제공되는 정밀도는 이동 스테이션의 지리적 위치를 제공하기위해 단 하나의 베이스 스테이션이 필요한 실시예들을 가능하도록 한다.

위치결정 서비스를 가지는 한가지 가능한 셀룰라 원격통신 시스템의 일반적 내용을 예시하는 도 1을 제 1참조로 한다. 비록 예시적으로 회로 스위치된 GSM(이동 통신을 위한 전체 시스템) 공개 지상 이동 네트워크(PLMN)를 이용하여 원격 통신 네트워크가 이후 자세히 도시되고 설명되지만, 상기 제안된 해법은 시간 슬롯들을 이용하여 상기 시스템과 통신하는 적어도 하나의 스테이션들에 대한 위치결정 기능을 어느정도 제공하는 모든 통신 시스템에 사용될 수 있다는 것에 유의한다. 또한, 비록 도 1이 각각 3개의 전방향 무선 포괄 영역들(1, 2, 그리고 3)을 제공하는 3개의 베이스 스테이션 집단들을 도시하지만, 본 발명의 실시예들은 모든 수의 무선 포괄 영역들을 이용하여 적용될 수 있다는 것도 명백하다. 그리고, 상기 포괄 영역들(1, 2 그리고 3) 역시 베이스 스테이션 포괄 영역들 대신에 이동 통신 스테이션 네트워크의 3개 셀 포괄 영역들일 수 있고, 여기서 한 셀의 포괄 영역은 한개의 베이스 스테이션 이상을 포함한다. 몇몇 셀들을 집단화 하여 하나의 포괄 영역이 한개 이상의 셀을 포함하는 것 역시 가능하다. 예를 들어서, 상기 UMTS 표준의 URA(UMTS 지상 무선 접속 네트워크 등록 영역)는 셀들의 집단으로 구성된다. 상기 무선 포괄 영역이 방향성 또는 섹터 안테나(미도시)와 같이 제공되는 베이스 스테이션의 섹터로 구성될 수 있다는 것 또한 유의한다. 상기 섹터 베이스 스테이션은예를 들어 3개의 무선 포괄 영역들을 제공하는 3개의 120°방향성 안테나들을 이용할 수 있고, 4개의 무선 포괄 영역들을 제공하는 4개의 90°방향성 안테나들 등을 이용할 수 있고, 혹은 상이한 무선 포괄 빔(beam) 폭들의 임의 조합을 이용할 수 있다. 또한, 베이스 스테이션은 노드(B)(예를 들어 UMTS 표준)로 간주될 수 있다는 것은 명백하다.

도 1에서, 각 무선 포괄 영역(1, 2 그리고 3)은 상기 개별적 베이스 송수신 스테이션(BTS)(4, 5 그리고 6)에의해 제공된다. 각 베이스 송수신 스테이션(BTS)은 상기 셀에서, 상기 이동 스테이션(MS)에 신호를 전송하고, 그로부터 신호를 수신한다. 유사하게, 상기 이동 스테이션(7)은 상기 개별적인 베이스 송수신 스테이션으로 신호들을 전송하고 이들로부터 신호들을 수신할 수 있다. 상기 이동 스테이션(7)은 이를 무선 또는 전파 통신을 통해 상기 베이스 스테이션과 통신하는 것으로 달성한다. 비록 명료함을 위해 도 1에 단 하나의 이동 스테이션 만이 도시되지만, 전형적으로 다수의 이동 스테이션들이 각 베이스 스테이션과 통신한다. 상기 베이스 스테이션들 각각은 개별적인 네트워크 제어기와 연결되고, 상기 예시적인 GSM 시스템의 한 구성은 이동 스위칭 센터(MSC)(9)와 더 연결된 베이스 스테이션 제어기(8)를 포함한다. 그러나, 역시 도 1에 도시된 바와 같이, 몇가지 경우에 있어서, 상기 네트워크 제어기와 상기 베이스 스테이션들 간 하나 이상의 베이스 스테이션들을 제어하는 배이스 스테이션 제어기(8)는 생략될 수 있다. 상기 네트워크 제어기들 각각은 자신의 서비스 영역을 제어하는데, 다시말해서, 상기 셀들과 베이스 스테이션들은 직접적으로 혹은 상기 베이스 스테이션 제어기를 통해서 그와연결된다. 하나 이상의 베이스 스테이션 또는 베이스 스테이션 집단은 각 네트워크 제어기와 연결될 수 잇다는 것에 유의한다. 전형적으로, 2개 이상의 네트워크 제어기들 역시 네트워크에 제공될 수 있다. 상기 네트워크 제어기는 게이트웨이 이동 스위칭 센터(GMSC)(14)와 같은 적절한 링킹 또는 게이트웨이 장치를 통해 상기 원격통신 네트워크 시스템의 일부 또는 다른 구성원들과 연결된다.

상기 이동 스테이션과 상기 제어기 간의 통신 적용방법은 공지된 것이고, 그로인해 여기서는 더 자세히 다루지 않는다. 인터페이스는 주어진 베이스 스테이션과 관련되는 셀의 이동 스테이션 간 업링크 및 다운링크 모두에서 채널들을 포함할 수 있고, 상기 이동 스테이션으로 전송되는 정보와 상기 이동 스테이션에서 전송되는 데이터는 패킷 형태(예를 들어 GPRS 또는 UMTS 시스템의 것)일 수 있다는 것 역시 충분히 유의해야 한다. 그러나, 정보 전송을 위한 다른 형태들도 본 발명의 대안적인 실시예들에서 배타적이지 않다. 그로인해 상기 데이터는 모든 적절한 형태로 전송된다. 상기 이동 스테이션들로부터 전송되는 메세지들은 이동 스테이션을 식별하는 정보를 포함할 수 있다(예를 들어, 각각 MS ID 그리고/또는 IMSI(이동 스테이션 식별 그리고/또는 국제 이동 가입자 식별)). 도 1은 데이터 네트워크와 통신하기위해 패킷 스위치된 이동 원격통신 서비스를 이용한 가능성들 역시 예시한다. 상기 예시된 GPRS(범용 패킷 무선 서비스)는 GSM 기술을 기반으로 하고, 이는 현존하는 GSM 베이스 스테이션들과 이를 구동하기위한 다른 네트워크 구성원들을 이용할 수 있다. 상기 GPRS는 상기 서비스 영역을 제어하기위한 GSM 네트워크들의 MSC에 실질적으로 해당하는 노드(SGSN)를 지원하는 제공 GPRS와 상기 데이터 네트워크와 안터페이싱하기위한 게이드웨이 GPRS 지원 노드(GGSN)를 포함하는데, 예를 들어, TCP/IP(전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜) 인터넷이 있다. 상기 GPRS 시스템에서, 상기 네트워크 제어기(SGSN)는 상기 개별적 베이스 스테이션에의해 상기 이동 스테이션(7)으로 전송되기위한 데이터 패킷들이 통과하도록 구성된다. 또한, 상기 제어기는 데이터 패킷들을 상기 베이스 스테이션으로부터 수신하고, 상기 데이터는 베이스 스테이션 이동 스테이션으로부터 수신된다.

상기 이동 스테이션(7)은 무선 포괄 영역 내에서 이동할 수 있고, 또한 하나의 무선 포괄 영역에서 다른 포괄 영역으로 이동할 수 있는데, 예를 들면 셀 1에서 셀 2로 이동할 수 있다. 그로인해 상기 이동 스테이션(7)의 위치는 시간에다라 가변적이다. 상기 시스템의 적절한 동작을 보장하고 진행 중인 셀과의 연결 끊김을 방지하기위해서, 공지된 핸드오버 절차들이 제공되고, 그로인해 모든 가능한 정보는 포함되는 일행들이 가용할 수 있게 된다(예를 들어 이전 및 새로운 네트워크 제어기). 상기 이동 스테이션은 예를 들어 소프트 핸드오프라 불리는 절차 동안, 하나 이상의 베이스 스테이션과 통신할 수 있다. 상기 통신 시스템의 상이한 베이스 스테이션들과 통신하는 로밍(roaming) 이동 스테이션(7)은 원래(home) 위치 등록기(HLR)(13)에 등록되고 방문자 위치 등록기(VLR)(11)에도 등록된다. 이동 원격통신 네트워크는 몇몇 원래 위치 등록기들을 포함할 수 있고, 상기 원래 위치 등록기들은 하나 이상의 네트워크 제어기들에 포함될 수 있다는 것을 유의한다. 또한, 도 1은 이동 스테이션의 지리학적 위치(또는 위치 이력)를 고려하는 정보를 적어도 어느 정도 수신할 수 있도록 된 상이한 응용들(applications) 또는고객들(clients)(18)을 위한 위치 서비스를 제공하는 위치 서비스(LCS) 노드(16)를 도시한다. 상기 고객들은 외부, 즉 상기 통신 시스템의 외부에 있는 고객들일 수 있다. 또한, 상기 고객들은 내부일 수 있는데, 다시말해서, 상기 통신 시스템 자신의 기능들 또는 구성원들이 상기 시스템의 동작을 위해 상기 LCS 노드(16)에의해 제공되는 지리적 위치 정보를 이용할 수 있다(예를 들어, 자원 할당, 핸드오버 지원 위치, 플릿(fleet) 관리 또는 지불 관련 위치). 위치 서비스 기능에 대한 좀더 구체적인 제안은 ETSI(유럽 원격통신 표준 협회)의 기술 명세 GSM 03.71에서 얻을 수 있을 것이다. 일반적으로, 상기 LCS 기능은 특정 이동 스테이션의 지리적 위치를 고려한 정보를 제공할 수 있는 특징으로 정의될 수 있다. 상기 이동 스테이션의 지리적 위치는 상기 이동 원격통신 시스템의 베이스 스테이션(들)에 상개적인 상기 이동 스테이션의 위치를 기반으로 정의될 수 있다. 상기 위치 제공 노드(16)는 상기 이동 스테이션(7)의 지리적 위치를 고려하는 기 설정된 데이터를 수신하고, 상기 데이터 그리고/또는 다른 기 설정된 파라메터들을 처리하고 그리고/또는 상기 주어진 이동 스테이션의 지리적 위치를 결정 및 출력하기위해 적절한 연산을 수행하도록 구성된다. 또한, 상기 위치 제공기(16)는 상기 사용자(18)의 권리가 그로부터 모든 정보를 수신할 수 있는가를 검사하도록 구성될 수 있다.

상기 위치 제공기(16)는 상기 통신 시스템의 하나 이상의 구성원들과 연결된 통신을 가질 수 있으며, 이는 예를 들어 원래 위치 등록기(13), 방문자 위치 등록기(11, 12), 그리고 MSC들(9와 10) 또는 BSC(8)가 된다. 상기 통신 연결은 예를 들어 MAP(이동 응용 부분)의 수단에 의해 적용될 수 있다. 비록 LCS 노드(16)가 도 1에 독립 구성원으로 도시되었지만, 이는 예를 들어 상기 통신 시스템의 어떠한 제어기들(8, 9, 10) 또는 게이트웨이들의 기능이나 내부 구성원으로서 적절한 네트워크 구성원에 속할 수 도 있다.

상기 위피 정보는 상기 통신 네트워크에서 상기 위치 제공기의 요청에 대한 응답으로 상기 위치 제공기(16)로 전송될 수 있다. 또한, 상기 위치 제공기(16)는 상기 통신 네트워크로부터 주기적으로 갱신되는 위치 정보를 수신할 수 있다. 상기 네트워크는 상기 이동 스테이션의 위치가 변하는 경우 위치 정보를 자동적으로 갱신하는 위치 제공기 역시 제공할 수 있다. 예를 들어 상기 방문자 위치 등록기 또는 원래 위치 등록기에의해 상기 시간스탬프는 상기 데이터에 부가되고 상기 시간을 나타내면서, 상기 위치 데이터가 제공된다.

상기 이동 스테이션의 위치 결정은 무선 신호의 구성원의 적어도 한가지 특징의 측정을 기반으로 상기 전송 스테이션과 상기 수신 스테이션 간의 거리를 결정할 수 있다. TDMA 시스템에서, 이를 위해 사용될 수 있는 특징은 한 시간 슬롯에서 상기 구성원의 타이밍이며, 이는 본 명세서에서 이후 더 자세히 설명된다.

상기 거리 측정들은 상기 업링크 그리고/또는 다운링크, 다시말해서, 상기 베이스 스테이션의 종단 또는 상기 이동 스테이션 종단 모두에서 달성될 수 있다는 것에 유의한다. 상기 경우, 상기 이동 스테이션이 위치 추정 목적으로 사용된 상기 정보의 적어도 일부를 결정하는데 사용되면, 이는 적절한 네트워크 구성원에 상기 결과를 전송하기위한 무선 네트워크를 이용할 것이다. 상기 다양한 수집되고/정의된 데이터를 기반으로 하는 필요 위치 연산 및 결정들은 상기 베이스 스테이션 그리고/또는 상기 이동 스테이션에서 달성되거나, 또는 모든 필요 데이터에 접근할 수 있는 적절한 네트워크 구성원에서 달성될 수 있다.

도 2는 이동 스테이션(7)의 지리적인 위치가 3개의 베이스 스테이션들(5, 6 그리고 7)을 이용하여 추정되는 상황을 예시한다. 상기 이동 스테이션(MS)(7)과 상기 3개의 베이스 스테이션들 각각 간의 거리는 시간 어드밴스(TA) 정보를 이용하여 추정될 수 있다. 이론적으로, 이는 대부분의 경우 상기 MS(7)의 위치를 추정하기에 충분한 정밀도로 검색할 수 있는 3개의 원들을 제공하고, 상기 지리학적 위치는 상기 3개 원들의 교차점이 된다. 어떠한 측정 오차도 없는 경우, 도 2의 상기 3개 원들의 교차점은 상기 이동 스테이션(7)의 정밀한 위치를 명확하게 결정한다.

그러나, 역시 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 실질적으로, 상기 상황은 이렇게 되지 않는데, 다양한 측정 오차들 때문이며, 이들은 이미 언급한 바와 같이, 거리 측정 목적으로는 상기 타이밍 어드밴스 정보의 정확도가 불충분하고, 그리고/또는 상기 무선 전파 경로를 막는 방해나 물체가 있을 수 있기 때문이다(직선 시거리 불확보(NLOS) 조건). 상기 방해들은 예를 들어 상기 베이스 스테이션과 상기 이동 스테이션 간의 빌딩들 및 다른 거대한 구조물들, 기둥들, 조각상들, 나무들, 바위들, 자동차들 또는 유사한 물체들일 수 있다. 또한, 측정 오류의 양은 상기 전송 스테이션과 상기 수신 스테이션 간의 실제 거리에 따른다. 다중 경로 접속들에 있어서, 오류들을 검출할 가능성은 더 커진다.

도 2의 3개 베이스 스테이션들은 단지 예제이며, 본 발명의 실시예를 적용하는 경우 다수의 베이스 스테이션들이 본 예제와 상이하게 사용될 수 있다는 것을유의한다. 다음의 실시예에 따르는 타이밍 정보를 이용하여 제공되는 개선된 정밀도는 상기 위치결정 목적으로 하나의 베이스 스테이션을 사용하는 경우도 가능하게 한다. 상기 타이밍 어드밴스(TA) 측정은 단 하나의 BTS 위치로부터의 도달 각도(AOA) 측정과 함께 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 위치는 AOA 라인과 타이밍 어드밴스(TA) 원과의 교점으로 결정될 수 있다. 상기 간주된 바와 같이 상기 타이밍 어드밴스 정보와 섹터 안테나를 함께 사용하는 가능성도 있다. 관찰된 시간 차이(OTD)와 도달 시간 차이(TDOA)와 같은 다른 공지된 방법들 역시 상기 타이밍 어드맨스 정보와 같이 사용될 수 있다.

본 명세서의 앞 부분에서 설명한 바와 같이, 타이밍 어드밴스 정보 파라메터 또는 값은 GSM과 같은 시분할 다중 접속(TDMA)에 사용될 수 있는데, 이는 한 프레임의 시간 슬롯을 서로 분리할 수 있기 때문이다. 상기 타이밍 어드밴스 정보는 상기 송신 및 수신 스테이션들 간의 무선파 전파가 상기 스테이션들 간의 전송에서 지연을 유발하기 때문에 필요하다. 간단히 하면, 상기 타이밍 어드밴스(TA) 정보는 상기 MS가 상기 BTS보다 얼마나 이전에 전송을 실시해야 하는 가를 나타내며, 그로인해 상기 전송은 상기 수신 BTS에의해 사용되는 프레임 구조에 따르는 상기 BTS에의해 수신될 수 있다. 전용 연결 중에, 상기 BTS는 연속적으로 적절한 TA 값을 결정하고, 상기 TA 값을 상기 MS에 전송한다. 상기 지연을 나타내기 위해서, 그리고 좀더 정밀하게, 모든 겹침 시간 슬롯을 피하기 위해서, 상기 개별적인 스테이션들에의해 사용되는 상기 타이밍들 간 편차를 나타내는 타이밍 어드밴스(TA) 정보를 생성하기위해서, 상기 이동 스테이션과 상기 제공 베이스 송수신 스테이션(BTS) 간의 시간 지연이 결정될 필요가 있다. 상기 TA 파라메터는 수신된 신호 버스트의 구성원 타이밍을 정의하고 학습 절차의 동일 구성원 타이밍과 상기 구성원 타이밍을 비교하는 것으로 얻어질 수 있다.

도 3은 충격 응답을 기반으로 상기 타이밍을 결정하기위한 한가지 가능성에 관련된 수신 신호 버스트에 대한 충격 응답 패턴을 도시한다. 상기 충격 응답은 상기 수신된 신호와 한 버스트(학습 절차)의 공지된 비트 패턴을 상호관련시키는 것으로 얻어질 수 있다. 도 3에 도시되는 상기 충격 응답은 X-축 상 시간(구성원 탭(tap)들)과 Y-축상 강도에 대해서 곡선을 나타낸다. 상기 처음 4개 또는 5개 구성원들(왼쪽 탭들)은 실질적으로 낮거나 거의 존재하지 않는 응답 또는 상기 학습 절차와의 상호관련을 도시한다. 이후, 상기 응답은 증가하기 시작하고, 상기 2개의 가장 높은 구성원들은 거의 대부분의 응답들을 나타낸다.

도 3은 응답의 3가지 상이한 종류의 구성원들을 지시하는데, 제 1구성원, 메스 센터(mass center) 그리고 반사된 구성원들이다. 통신 시스템의 일반적 동작에서, 상기 송신 및 수신 스테이션들의 상기 타이밍이 조절되어 그로인해 최대 에너지가 상기 수신 스테이션에서 수신된다는 것이 중요하다. 비록 상기 전송 그리고/또는 수신 목적들을 위한 상기 타이밍의 조절 역시 상기 수신된 신호의 크기 또는 세기와 같은 다른 접근들을 기반으로 할 수 있지만, 상기 실제 전송에 대한 타이밍은 일반적으로 상기 충격 응답의 메스 센터에서 결정되며, 이는 적절한 에너지 레벨들을 제공하기위해 검출될 수 있다.

그러나, 최적 에너지를 제공하는 타이밍은 거리 추정 절차에 사용되기위한최적의 타이밍이 되지 못한다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 메스 센터는 x-축 상에서 오른쪽으로 상대적으로 멀리 위치될 수 있으며, 이는 모든 반사되는 구성원들을 고려하면서 전체 버스트들을 고려하는 가중된 값이다. 다중 경로 전파의 경우에서, 상기 충격 응답 곡선은 도 3에서 오른쪽으로 강도가 이동하는 것으로 상기 반사되는 신호들이 만드는 상기 충격 비대칭 처럼 더 넓어진다. 다시 말하면, 상기 메스 센터 구성원들은 상기 LOS 및 NLOS 조건들을 고려하지 않는다. 그러나, 위치 측정의 목적에 있어서, 이는 상기 이동 스테이션과 상기 베이스 스테이션 간의 최단 경로를 나타내는 구성원 사용에 있어 이점이 된다. 상기 구성원은 이후 제 1구성원으로서 간주될 것이다.

간단히 하면, 상기 제 1구성원은 기 설정된 조건 또는 몇몇 조건들에 적합한 상기 도달 신호의 제 1구성원이다. 한가지 가능성에 따르면, 상기 제 1구성원은 상기 충격 응답 곡성의 상승 에지(edge) 상 제 1도달 구성원으로 정의될 수 있다. 상기 제 1구성원은 제 1최고점(peak)의 상기 메스 센터에서 제 1 구성원이 될 수 도 있다. 상기 기 설정된 조건은 상기 수신된 신호 버스트의 제 1구성원이 충분히 신뢰할 수 있는 방식으로 결정될 수 있는 상기 제 1도달 구성원이 되도록 설정되는 것이 바람직하다. 상기 제 1 신뢰할 수 있게 검출된 구성원은 상기 전송의 제 1식별가능한 구성원으로서 도착하고, 그로인해 이는 분명 상기 전송기로부터 최단 경로로 전파된 것이다. 이상적인 경우, 제 1구성원은 어떠한 반사로도 왜곡되지 않는 직선 시각(LOS) 상황을 나타낸다.

도 3에서, 상기 제 1구성원에 대한 조건은 임계값(Th)으로 정의된다. 상기임계값은 제 1구성원을 초과하도록 정의되며, 상기 제 1 구성원은 상기 위치결정 목적을 위한 타이밍 측정에 신뢰할 수 있는 결과를 가져온다. 또한, 상기 수신된 신호 버스트의 제 1구성원을 결정하기위해서 다른 조건들을 사용하는 것 도 가능하다. 이들로 제한되는 것은 아니지만, 이들은 최대 높이의 제 1최고점의 탭(이 경우 상기 응답은 몇개의 최고점들을 가짐), 상기 최고 탭 높이의 기 설정된 일부(예를 들어 40%)보다 더 높은 높이의 제 1탭, 상기 제 1최고점 높이의 기 설정된 일부(예를 들어 40%)보다 더 높은 높이의 제 1최고점의 제 1탭, 제 1(주) 상승 기울기(가장 빠른 상승)의 최대 파생(derivative)에 해당하는 탭, 기 설정된 양(예를 들어 S/N의 1.5배) 만큼 신호 잡음 비를 초과하는 상기 높이의 제 1탭 등을 포함한다. 만일 충격 응답이 하나 이상의 최고점을 가지면, 예를 들어, 적절한 윈도우(window)를 탭들에 따라 이동(sliding)시키고, 상기 탭들의 높이들의 전체 합을 관찰하는 것으로 상기 제 1최고점이 검출될 수 있다. 상기 합이 제 1최대값을 가지면, 상기 제 1구성원(tap)이 검출된다. 다른 방식은 탭 높이들의 파생을 추적하는 것이다. 0을 지나는 제 1교차점이 제 1최고점을 나타낸다.

다음 실시예들은 상기 타이밍 정보를 기반으로 추정되는 거리의 정밀도를 개선할 수 있는 가능성들이 더 자세히 논의된다. 다음의 예제들에서, 타이밍들은 충격 응답을 이용하여 결정된는 것으로 가정한다. 그러나, 본 발명을 적용하는 경우 사용될 수 있는 신호 구성원의 타이밍을 정의하기위한 다른 해법들 역시 사용될 수 있다는 것은 명백하다.이러한 대안들의 예제들은 신호 강도 또는 전력 레벨들을 관찰하는 것도 포함된다.

도 4A에서 4C의 블록 다이어그램들은 베이스 스테이션과 이동 스테이션 쌍의 실시예들에 대한 몇가지 가능성들을 예시한다. 이러한 실시예들에서, 상기 동작은 상기 베이스 스테이션(4)에의해 초기화 된다고 가정한다. 상기 실시예들에 따르는 동적 주기의 제 1전송은 상기 이동 스테이션(7)에의해 전송될 수 있다는 것을 유의한다.

도 4A로 설명되는 제 1 실시예에서, 베이스 스테이션(BTS)(4)는 공지된 방식으로, 그 자체를 자신의 내부 타이밍 구조로 하여 신호 버스트들을 전송한다. 상기 신호는 위치결정 목적으로 사용하기위해 필요한 타이밍 정보를 나타내는 지시자를 포함할 수 있다. 이동 스테이션(7)은 상기 BTS로부터 신호 버스트들을 수신하고, 상기 통신을 위한 타이밍을 최적화 하기위해 일반적인 방식으로 상기 수신된 버스트들에 따르는 그의 내부적 수신 타이밍(21)을 조절하도록 구성된다. 상기 조절은 처리 유닛(20)에 의해 달성된다. 이곳의 예제에서, 이는 도 3의 충격 응답의 메스 센터를 이용하여 실시된다.

상기 메스 센터와 상기 메스 센터의 타이밍을 결정하는데 부가적으로, 기 설정된 조건에 부합되는 상기 신호의 제 1구성원은 상기 수신 이동 스테이션(7)에서 검출된다. 검출이 끝난 후, 상기 제 1도달 신호 구성원의 타이밍(22)은 상기 스테이션들 간의 거리를 검출는데 사용하기위해 상기 유닛(20)에의해 결정된다. 상기 충격 응답에 있어서, 상기 제 1도달 신호 구성원은, 예를 들어, 도 3의 임계 값(Th)을 초과하는 상승(왼쪽) 에지의 탭들 중 첫번째 하나일 수 있다. 이는 또한 상기 제 1최고점이 분산될 수 있으면, 상기 제 1최고점의 메스 센터일 수 있다. 대부분의 경우, 상기 제 1구성원은 상기 메스 센터 또는 어떠한 후속 구성원 보다 상기 위치결정 목적에 더 적합한데, 이는 이것이 직선 시각(LOS) 조건들 하에서 상기 BTS(4)에서 MS(7)로 가능한 가까운 상기 신호 도달을 나타내거나, 혹은 비 직선 시각(NLOS) 조건들 하에서 최단 반사된 경로로 이동하는 신호를 나타내기 때문이다.

일실시예에 따르면, 상기 이동 스테이션(7)은 내부(수신) 타이밍(21)으로부터의 상이한 타이밍을 이용하는 것으로 상기 BTS(4)로 응답을 다시 송신하는 것으로 상기 수신된 신호 버스트에 응답한다. 다시 말해서, 상기 응답으로 사용되는 상기 타이밍(22)은 수신 및 송신을 위한 동작의 일반적인 모드에 사용될 수 있는 상기 MS(7)의 신호 타이밍(21)과 상이하다. 이를 위해 필요한 처리는 도 4A의 MS(7)의 처리기 유닛(20)에서 달성될 수 있다. 상기 응답 전송의 타이밍은 상기 집단 종단 구성원(21)의 타이밍 대신 상기 충격 응답의 제 1신호 구성원의 타이밍(22)을 기반으로 한다. 상기 BTS(4)는 상기 MS로부터의 신호들을 수신하고 상기 충격 응답을 결정한다. 상기 베이스 스테이션(4)은 상기 연결을 위한 타이밍 어드밴스(TA)를 결정하기위해 상기 집단 종단의 상기 탭들 대신 상기 제 1구성원에 해당하는 학습 절차의 탭들을 사용한다. 그래서, 예를 들어 도 1의 위치 제공기(16)에 의해서, 위치결정을 위해 생성되는 상기 타이밍 어드밴스(즉, 전파 지연) 정보는 상기 전송의 제 1 구성원을 기반으로 한다. 상기 집단 종단 구성원이 상기 반사되는 신호들에 영향을 받기 때문에, 상기 제 1구성원을 사용하는 것은 상기 집단 종단 구성원을 이용하는 것 보다 상기 거리 추정에 대해서 정밀한 결과를 준다고 여겨진다. 상기 위치결정 절차가 완료된 후, 상기 시스템은 일반 모드 동작으로 돌아가고 상기 베이스 스테이션과 상기 이동 스테이션 간의 후속 통신을 위해 일반 타이밍 파라메터들을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 이는 모든 상황에 필수적인 것은 아니다.

상기 이동 스테이션(7)은 도 4A의 상이한 수신 및 송신 시간 베이스들(21과 22)을 사용하지 않을 수 있는 가능성이 있다. 그러나, 상기 MS(7)는 일반적으로, 예를 들어 집단 종단을 이용하여 자신의 내부 시간 베이스(21)를 조절하고, 상기 제 1구성원과 상기 집단 종단 간의 차이 만을 측정한다는 것은 중요하다. 상기 상이함은 상기 구성원들 간의 시간 차이일 수 있고, 상기 구성원들의 순서 번호들 또는 상기 버스트의 비트들 간 차이일 수 있다. 상기 결정된 차이는 상기 절차 타이밍 기반 거리 결정들의 보정 값으로 사용되기위해서 상기 통신 네트워크로 후속적으로 보고된다. 그 다음, 상기 거리 추정에 사용되기위한 상기 타이밍 어드밴스의 보정 연산은 상기 베이스 스테이션(4) 또는 다른 임의의 적절한 네트워크 구성원에서 달성될 수 있다. 상기 실시예의 이점은 모든 전송들이 예를 들어 접속 버스트와 같은 타이밍 기반 제 1 구성원을 이용하는 대신 예를 들어 상기 집단 종단의 최적화된 타이밍을 이용하는 것으로 전송된다.

도 4B는 상기 이동 스테이션(7)과 베이스 스테이션(4) 모두는 내부 및 위치 타이밍 기능들(21과 22)과 같이 제공되는 실시예를 도시한다. 이는 상기 전송 베이스 스테이션(4)과 상기 수신/송신 이동 스테이션(7) 모두의 제 1도달 구성원의 타이밍을 결정할 수 있도록 하며, 그로인해 상기 스테이션 간의 거리 결정은 상기 베이스 스테이션 또는 상기 이동 스테이션 혹은 이들 모두에의한 타이밍 정보를 기반으로 할 수 있다.

상기 설명된 실시예들은 현존하는 하드웨어 그리고/또는 소프트웨어의 변경을 필요로 한다. "예전" 이동 스테이션들 중 다수는 상기 설명된 기능 모두를 수행할 수 없기 때문에, 어떠한 경우에서, 이동 스테이션이 상이한 수신 및 송신 시간 베이스들(21과 22)에 사용되는 상기 네트워크를 지시하는 상기 절차를 수행할 수 있는 것이 바람직하다. 이를 통해서, 상기 네트워크는 상기 타이밍 어드밴스 값들에 임의의 보정을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 부가적으로, 이 정보를 통해서, 상기 네트워크는 상기 타이밍 정보를 상기 거리 추정 연산에 사용하기위해 상기 위치 결정 서비스로 전송하기위해 라우팅 절차를 초기화 할 수 있다.

현재 시스템과 비교하여, 상기 설명된 절차들은 상기 무선 전파 경로의 반사에 의한 이중 오차(MS와 BTS 모두)를 제거할 수 있다. 상기 오류는 수백 미터가 될 수 있다.

다음은 현존하는 이동 스테이션들을 변화시킬 필요가 없는 실시예들을 설명할 것이다. 도 4C의 BTS(4)는 MS(7)에 대한 자신의 내부(21) 타이밍에 의해 일반적인 방식으로 전송한다. 상기 MS(6)는 상기 BTS(4)로부터의 제 1신호 버스트를 수신하고 예를 들어, 상기 수신된 신호와 공지된 비트 패턴 간의 충격 응답의 메스 센터를 이용하여 일반적으로 상기 수신된 버스트(들)에 따라서 상기 처리 유닛(20)에서 자신의 내부적 타이밍을 조절한다. 상기 이동 스테이션(7)은 후속적으로 상기 충격 응답의 결정된 메스 센터를 기반으로 상기 내부 타이밍을 이용하여 상기 베이스 스테이션(4)으로 응답을 다시 전송한다.

상기 BTS(4)는 상기 MS(7)로부터 상기 응답 신호들을 수신하고 상기 충격 응답을 결정한다. 상기 BTS의 처리 유닛(14)은 2개의 분리된 타이밍들(21과 22)을 결정하는데, 상기 집단 종단을 기반으로 현재 사용되는 타이밍과 제 1구성원을 기반으로 하는 타이밍이 결정된다. 그 다음, 상기 BTS(4)는 이러한 2개의 타이밍들 간 시간 차이를 결정한다. 상기 BTS는 제 1구성원을 기반으로 타이밍 어드밴스(TA) 역시 측정한다. 상기 MS에 의한 오류 보상을 위해서, 상기 BTS는 상기 측정된 타이밍 어드밴스(TA)에서 상기 제 1 구성원과 메스 센터(그 자신의 측정들을 기반으로) 간의 결정된 시간 차이를 뺀다. 이는 상기 무선 채널이 업링크와 다운링크 버스트들 간에 변화되지 않고 대칭이라는 가정을 기반으로 한다. 부가적으로, 상기 MS는 상기 베이스 스테이션과 유사한 방식으로 유사한 구성원의 메스 센터를 이용한다고 가정된다. 실질적으로, 이는 상기 충격 응답 상의 다중경로들의 영향들과, 그로 인한 상기 메스 센터 및 제 1구성원 간의 차이는 상기 BTS와 상기 MS 모두에서 유사하다는 의미이다.

도 4C의 상기 타이밍 어드밴스(TA) 위치결정 방법의 가장 큰 이점은 오래된(변화되지 않은) 이동 스테이션들 역시 위치결정될 수 있다는 것이다. 일반적으로 오래된 이동 스테이션들의 사용은 낮은 정밀도를 유발할 것으로 보이겠지만, 상기 실시예는 오래된 이동 스테이션들에서도 좋은 정밀도를 가능하게 한다.

상기 통신 시스템에 의해 제공되는 위치결정 정보는 라우팅, 차징, 자원 할당 등과 같은 호출 처리 이외의 목적들을 위해서 사용될 수 있다. 상기 위치결정 정보를 이용할 수 있는 몇가지 가능한 상업적 및 비-상업적 응용들이 있다. 이러한 가능한 응용들은, 이들로 제한되지는 않지만, 예를 들어, 현재 특정 지역 내에 있는 이들 이동 기기 사용자들에게만 정보를 전송하는, 상이한 지역 광고 및 정보 분배 방식과, 시간표, 지역 음식점, 가게 또는 호텔 안내, 지도, 지역 광고등과 같은 지역 관련 WWW-페이지들과, 긴급 번호를 호출한 사람의 위치, 그리고 합법적으로 상기 정보를 수신하고 싶어하는 사람에 의한 이동 기기 사용자들 추적을 포함할 수 있다. 이동 스테이션 이동의 실시간 위치 정보와 정밀도 응용은 예를 들어서, 동적 네트워크 자원 할당에서 사용될 수 있는 이동 스테이션 이동 예측을 특징으로한다. 상기 위치 정보의 다른 가용 사용법들과 상기 위치 정보를 사용할 수 있는 응용들은 다양하다. 일반적으로, 상기 이동 스테이션의 지리적 위치가 필요한 모든 응용들은 원격 통신 시스템에서 제공되고 그리고/또는 처리되는 위치 정보를 찾을 수 있다. 상기 논의된 실시예들에의해 제공되는 상기 원격 통신 시스템이 제공하는 상기 위치 정보의 정확도 개선에 의해 상기 위치 정보의 유용성이 증가한다.

비록 본 발명의 실시예들이 이동 스테이션들에 관해 설명되었지만, 본 발명의 실시예들은 모든 적절한 종류의 사용자 장비에도 적용될 수 있다는 것은 명백하다.

비록 상기에서 본 발명의 실시예들을 예제로서 설명했지만, 청구항에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 상기 설명된 해법으로 만들 수 있는 다수의 변경들과 변화들이 있다는 것 역시 유의한다.

Claims (28)

1. 무선 인터페이스를 통해 통신 시스템에서 통신하는 스테이션들 간 거리를 추정하는 방법에 있어서, 여기서, 적어도 하나의 스테이션들은 타이밍 구조에 따르는 시간 슬롯들에서 신호 버스트들을 전송하고 적어도 하나의 스테이션은 상기 신호 버스트들을 수신하며, 상기 방법은,

   수신 스테이션에서 수신되는 신호 버스트의 제 1타이밍을 결정하는 단계와, 상기 제 1타이밍은 기 설정된 조건과 일치하는 상기 수신된 신호 버스트의 제 1구성원과 관계하며,

   전송 스테이션으로 그리고/또는 그로부터의 후속 신호 버스트들을 송신 그리고/또는 수신하기위한 상기 수신 스테이션의 내부 타이밍을 조절하는데 사용되는 상기 수신 신호 버스트의 제 2타이밍을 결정하는 단계와,

   상기 스테이션들 간의 타이밍 편차를 추정하는 단계와, 그리고 상기 수신된 신호 버스트의 제 1타이밍을 이용하고 상기 타이밍 편차를 기반으로 상기 스테이션들 간의 거리를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 거리 추정 방법은,

   상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 결정하는 단계와, 그리고

   상기 결정된 차이를 기반으로 상기 스테이션들 간의 거리 추정을 보정하는단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 편차를 기반으로 하는 타이밍 어드밴스 값은 상기 거리의 추정에 사용될 수 있고, 이는,

   상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 결정하는 단계와, 그리고

   상기 상기 타이밍 어드밴스 값에서 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
4. 상기한 항들 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 개별적 타이밍들은 상기 수신된 신호 버스트의 충격 응답을 수단으로 결정되는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 제 2타이밍의 결정은 상기 충격 응답의 메스 센터를 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
6. 제 4 또는 5항에 있어서, 제 2 또는 3항에 부가되는 경우, 상기 수신 스테이션은 상기 제 1 타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 결정하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
7. 제 6항에 있어서, 상기 수신 스테이션은 처리를 위해 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간 결정된 차이를 상기 전송 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
8. 제 1에서 5항들 중 임의의 한 항에 있어서,

   상기 수신 스테이션에서 상이한 수신과 전송 타이밍을 이용하는 단계와, 여기서 상기 수신 스테이션의 수신 타이밍은 상기 결정된 제 2 타이밍에 따라서 조절되고, 상기 수신 스테이션에서 상기 송신 스테이션으로 응답 신호를 전송하기위한 전송 타이밍은 상기 결정된 제 1타이밍에 따라서 조절되며,

   상기 전송 스테이션에서 응답 신호를 수신하는 단계와,

   상기 수신된 응답 신호의 타이밍을 상기 전송 스테이션에서 결정하는 단계와, 상기 타이밍은 상기 제 1구성원에 해당하는 수신된 응답 신호의 구성원을 기반으로 하며, 그리고

   상기 전송 타이밍과 수신된 응답 신호의 타이밍 간 차이를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 수신 스테이션은 자신이 상이한 수신 및 송신 타이밍을 이용한다는 것을 상기 통시 시스템에 알리는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
10. 상기한 항들 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 수신 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 이동 스테이션을 포함하고, 상기 전송 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 베이스 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
11. 제 1에서 5항 또는 8항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 수신 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 베이스 스테이션을 포함하고, 상기 전송 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 이동 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
12. 제 11항에 있어서, 상기 타이밍들 간의 차이는 상기 베이스 스테이션에 의해서 상기 타이밍 어드밴스에서 추출되는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
13. 상기한 항들 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 기 정의된 조건은 상기 전송의 제 1검출 가능한 구성원으로서 수신되는 상기 신호 버스트의 신호 구성에 의해 일치되는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
14. 상기한 항들 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 기 정의된 조건은 상기 구성원들에 대한 임계 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정방법.
15. 상기한 항들 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 스테이션들 중 하나는 셀룰라 통신 시스템의 이동 스테이션이고, 상기 스테이션들 중 적어도 하나는 고정적으로 위치된 베이스 스테이션이고, 이는, 상기 이동 스테이션과 상기 적어도 하나의 베이스 스테이션 사이의 추정된 거리를 얻기위한 현재 이동 스테이션의 지리학적 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
16. 제 15항에 있어서, 이는,

    상기 이동 스테이션과 적어도 하나의 다른 베이스 스테이션 간의 적어도 하나의 다른 거리를 결정하는 단계와, 그리고

    상기 이동 스테이션의 현재 지리적 위치를 추정하기위한 적어도 2개의 결정들의 결과들을 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
17. 상기한 항들 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 스테이션들 중 하나는 이동 스테이션이고, 이는, 상기 이동 스테이션의 위치에 관한 또다른 결정으로 얻어지는 적어도 하나의 다른 결과와 상기 이동 스테이션과 다른 스테이션 간의 거리를 투정한 결과를 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리추정 방법.
18. 상기한 항들 중 임의의 한 항에 있어서, 이는 상기 통신 시스템의 위치 서비스 노드로 상기 달성된 적어도 하나의 결정들 정보를 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 스테이션들 간 거리 추정 방법.
19. 통신 시스템에 있어서, 이는,

    상기 통신 시스템의 타이밍 구조에 따르는 시간 슬롯들에 따라 신호 버스트들을 전송하도록 구성된 전송 스테이션과,

    상기 신호 버스트를 수신하도록 구성된 수신 스테이션과,

    상기 수신 스테이션에서 수신되는 신호 버스트의 제 1타이밍을 결정하기위한 제어 수단과, 상기 제 1타이밍은 기 설정된 조건들에 부합되는 상기 수신된 신호의 제 1구성원과 연관되며,

    후속 신호 버스트들을 전송 그리고/또는 수신하기위해 수신 스테이션을 조절하는데 사용되는 상기 수신 신호의 제 2타이밍을 결정하는 제어 수단과,

    상기 전송 스테이션과 상기 수신 스테이션 간의 타이밍 편차를 결정하는 제어 수단과, 그리고

    상기 타이밍 편차와 제 1타이밍을 기반으로 상기 스테이션들 간 거리를 추정하기위한 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
20. 제 19항에 있어서, 상기 거리를 추정하기위한 상기 제어 수단은 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 결정하고, 상기 결정된 차이를 기반으로 상기 스테이션들 간의 거리 추정을 보정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
21. 제 19항에 있어서, 상기 거리를 추정하기위한 상기 제어 수단은 상기 타이밍 편차로 얻어지는 타이밍 어드밴스 값 상의 추정을 기반으로 하고, 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 결정하며, 그리고 상기 상기 타이밍 어드밴스 값에서 상기 제 1타이밍과 제 2타이밍 간의 차이를 추출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
22. 제 19에서 21항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 타이밍을 결정하기위한 제어 수단은 상기 수신된 신호 버스트의 충격 응답을 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
23. 제 22항에 있어서, 상기 제 2타이밍의 결정은 상기 충격 응답의 메스 센터를 기반으로 하고, 상기 제 1타이밍의 결정은 상기 도달한 상기 신호의 제 1구성원을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
24. 제 19에서 23항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 수신 스테이션은 송신 및 수신을 위해 상이한 타이밍을 이용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
25. 제 19에서 24항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 수신 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 이동 스테이션을 포함하고, 상기 전송 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 베이스 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
26. 제 19에서 24항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 수신 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 베이스 스테이션을 포함하고, 상기 전송 스테이션은 셀룰라 통신 시스템의 이동 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
27. 제 19에서 24항 중 임의의 한 항에 있어서, 상기 스테이션들 중 하나는 셀룰라 통신 시스템의 이동 스테이션이고, 상기 스테이션들 중 적어도 하나는 고정적으로 위치된 베이스 스테이션이고, 이는, 상기 이동 스테이션과 상기 적어도 하나의 베이스 스테이션 사이의 추정된 거리를 얻기위한 현재 이동 스테이션의 지리학적 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
28. 제 19에서 27항 중 임의의 한 항에 있어서, 지리적 위치 정보를 제공하기위한 지리 서비스 노드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.