KR20030081656A - 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및장치 - Google Patents

단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및장치 Download PDF

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KR20030081656A
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Abstract

본 발명은 단일 기지국의 서비스 영역을 복수개의 세부 영역으로 구획하여 단말기의 위치를 그 세부 영역별로 구분할 수 있도록 하기 위한, 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및 장치에 관한 것으로서, 단일 기지국으로부터 확장되어 세부영역별로 분산 위치하는 분산 안테나를 설치하고(S601), 하드웨어적인 인위적 방법을 통해 상기 기지국과 상기 각 안테나 사이의 경로에 대한 지연을 달리 주어 상기 각 안테나별로 수신되는 신호의 지연분포값이 서로 중첩되지 않게 설정되도록 하고(S602), 상기 분산 안테나에 대응하는 상기 다중경로를 통해 통신 신호가 수신되면(S603), 그 수신된 신호의 지연값을 계산한 후(S604), 상기 계산된 지연값, 상기 단계 S602에 의해 기설정된 지연분포값 및 상기 수신된 신호의 세기에 근거하여 상기 수신 신호의 해당 단말기가 상기 세부 영역중 어느 영역에 위치하는가를 파악함(S605)을 특징으로 하여, 단일 기지국의 서비스 영역을 복수개의 세부 영역으로 나누고 해당 단말기가 어떤 영역에서 통신하고 있는지 그 위치를 파악할 수 있도록 함으로써, 단일 기지국의 서비스 영역내에서 세부적 위치 기반 서비스를 제공한다.

Description

단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및 장치{Method and Apparatus for estimating location of Mobile Terminal in service area of single Base Station}
본 발명은 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 기지국의 서비스 영역을 복수개의 세부 영역으로 구획하여 단말기의 위치를 그 세부 영역별로 구분할 수 있도록 하기 위한, 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access : CDMA)방식의 이동 통신 시스템은 각 수신 경로의 도달 시간 차이에 의한 다중경로 페이딩(multipath fading) 신호를 피엔 부호(PN Code)의 직교성을 이용해 각 경로로 도달된 신호를 분리하여 수신한 후, 그 수신된 신호를 합쳐서 수신 성능을 높일 수 있는 다중경로 다이버시티(multipath diversity) 수신기를 사용한다. 여기서 각 신호들의 시간축상에서 도달하는 시간 차이와 신호 크기를 지연 프로파일(delay profile)이라고 한다. 일반적으로 수신 가능한 지연 프로파일은 수 uSec 이내이다.
또한, 단말기와 기지국의 거리에 따라 또는 하드웨어에서 생긴 프로세싱 지연(processing delay)에 따라 기지국에서 단말기 사이의 왕복 지연(round-trip-delay : RTD)이 생기게 되며, 기지국의 서비스 영역으로서의 셀(cell)이 클수록 단말기의 위치 분포가 다양한 관계로 왕복 지연의 분포도 시간 축상에서 넓게 분포된다. 반대로, 셀의 크기가 작을수록 단말기의 위치 분포가 시간 축상에서 좁게 분포한다.
상술된 바와 같이 일반적으로 무선 통신에서는 기지국과 단말기 사이의 무수히 많은 경로가 존재한다. 따라서, 이러한 경로를 타고 전달된 신호는 수신 단에서 서로 상쇄되거나 합쳐져서 입력신호의 크기가 크게 변동하게 되는데 이러한 현상을 다중경로 페이딩 이라고 한다. 그러나, CDMA를 이용한 통신 시스템에서는 다중 경로 신호의 서로간의 직교성(orthogonality)을 이용한 지연 다이버시티(delay diversity) 수신기를 사용하여 다중경로 페이딩에 대한 수신 성능을 높인다.
도 1은 CDMA 통신 방식에서 지연 다이버시티를 이용한 수신 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 1의 (a)는 기지국(BTS)(110)과 단말기(120) 사이에 존재하는 다중 경로(path-1,path-2,...,path-N)를 나타낸 것이고, 도 1의 (b)는 상기 기지국(110)의 수신단을 나타낸 블록도로 참조번호 111-1, 111-2,..., 111-N은 상기 N개의 다중 경로(path-1,path-2,...,path-N)를 통해 수신된 신호를 각각 복원하는 다중경로 수신기(111)로서의 핑거들(Finger-1, finger-2,..., Finger-N)을 나타내고, 참조번호 112는 상기 핑거들(111-1,111-2,..., 111-N)의 출력 신호를 결합하는 콤바이너(Combiner)(112)를 나타낸다.
도 1에서, 먼저 상기 기지국(110)의 수신단에서는 상기 N개의 경로(path-1,path-2,...,path-N)를 통해 들어온 신호의 CDMA 시스템 타임(system time)(이하 기준시간이라 칭함)을 기준으로 각 경로의 지연을 검색하는 장치를 통해 각 경로의 수신 지연을 알아 낸 다음, 상기 다중 경로 수신기(111)의 각 경로별 수신 장치 즉, 각 핑거(111-1,111-2,...111-N)에 상기 알아낸 지연정보를 주어서 입력신호에서 그 지연정보에 해당하는 지연시간만큼 지연 수신되는 신호를 복원한다. 이때 해당 지연 신호는 큰 신호로 복원되나, 다른 지연 신호는 CDMA의 부호 직교성 성질에 따라 노이즈로 작용한다. 즉, 입력된 신호대비 상기 각 핑거단(111-1,111-2,...111-N)에서는 해당 지연에 대한 입력 신호를 크게 함으로서 신호대 잡음비를 증가 시킨다. 이러한 핑거(111-1,111-2,...111-N)가 여러 개가 있어서 각 핑거별(111-1,111-2,...111-N)로 서로 다른 경로의 신호를 수신한 다음, 이 신호들을 상기 콤바이너(112)를 통해 합쳐서 다중경로 페이딩에 의한 열화된 신호를 복원할 수 있다.
따라서, 기지국 수신단에서 도 1의 (b) 같은 수신기를 이용하여 특정 단말기에서 송신된 신호의 도착 지연 시간을 기지국의 기준시간 대비 얼마나 지연됐는지를 알 수 있다.
도 2는 기지국에 도착하는 신호의 지연 요소가 되는 요인을 시간축 상에 표시한 것이다.
먼저, 기지국에서 단말기로 보내지는 순방향 링크(forward link)의 지연 요소는 기지국 프로세싱 지연(processing delay), 프리 에어 트레블링 지연(free air traveling delay), 단말기 프로세싱 지연(processing delay)으로 이루어진다.
상기 기지국 프로세싱 지연은 기지국 내부로부터 최종 안테나단 까지의 지연을 나타내는 것으로서, 이 기지국 프로세싱 지연은 시스템 설계시 고정된 값이므로 최종 안테나단 까지의 지연값을 미리 보상해서 송신하는 규정에 따라 무시하면 되며, 상기 단말기 프로세싱 지연도 상기 기지국 프로세싱 지연과 마찬가지로 미리보상하여 무시하면 된다. 또한, 상기 프리 에어 트레블링 지연은 보통 3.33uSec/Km로서 기지국과 단말기 사이의 위치에 따라 가변적인 값이다. 위의 세가지 지연 요소에 의해 단말기까지 도달하는 시간 T1이 결정된다.
다음은 기지국 수신쪽 지연 오프셋(Delay Offset)인데 이것은 단말에서 송신된 신호가 다중 경로를 타고 기지국 수신단에 도달 했을 때 가장 빠른 경로를 타고 들어온 시간 즉, T1에서 T2까지의 시간을 말한다. 기지국 수신쪽 신호의 지연 오프셋은 액세스 프로브 PN 랜더마이제이션(Access Probe PN randomization), 프리 스페이스 트레블링 지연(Free Space Traveling Delay), 하드웨어 지연(Hardware Delay) 및 프로세싱 지연(Processing Delay)과 같은 지연 요소에 의해 결정된다.
상기 액세스 프로브 PN 랜더마이제이션은 단말기에서 기지국으로 액세스 프로브를 송신할 때 주어진 범위 내에서 송신 시간을 랜덤(random)하게 지연하는 것으로써 정해진 표준에 의해 기지국과 단말기 모두 알 수 있는 값이다. 상기 프리 스페이스 트레블링 지연은 단말기와 기지국 사이에 거리에 비례한 값으로 단말기의 위치에 따라 가변적이다. 상기 하드웨어 지연과 상기 프로세싱 지연은 안테나단에서 내부 수신기까지 도달하는 시간과 이것을 처리하는 시간을 각각 나타내는 것으로 시스템 설계시 고정된 값이다.
다음은 기지국 수신단에 각 경로별 도달 시간의 차 즉, 경로 1의 역방향 링크 지연 시간 T2와 경로 2의 역방향 링크 지연 시간 T3과 경로 3의 역방향 링크 지연 시간 T4와의 상호 시간차에 의한 각 경로별 지연 요인(relative delay spread)으로, 일반적으로 수신 가능한 신호 중 가장 빨리 도착한 신호대비 가장 늦게 도착한 신호의 차 즉, T2와 T4의 차는 보통 수 uSec단위로 알려져 있다
따라서 상술된 내용을 고찰해 볼 때, 기지국 안테나에서 수신된 신호의 도착 지연 요인의 변수로 작용하는 것은 기지국과 단말기 사이의 프리 에어 스페이스(free air space) 요소와 상관 지연 스프레이드(relative delay spread) 요소라고 할 수 있다.
본 발명은 상술된 바와 같은 지연에 대한 기술적 배경을 단말기의 위치 파악에 이용하기 위해 창작된 것으로서, 그 목적은 단일 기지국의 서비스 영역을 복수개의 세부 영역으로 나누고 해당 단말기가 어떤 영역에서 통신하고 있는지 그 위치를 파악할 수 있도록 하는, 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 부호 분할 다중 접속 통신 방식에서 지연 다이버시티를 이용한 수신 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 기지국에 도착하는 신호의 지연 요소가 되는 요인을 시간축 상에 표시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 장치를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명에서의 지연분포를 설명하기 위한 도면이고,
도 5는 본 발명에서 세부영역을 6개로 구분하고 지연 크기의 기준을 20 PN 칩으로 설정한 경우의 세부영역에 대한 배치 예를 도시한 것이고,
도 6은 이상 설명된 내용을 토대로 구현되는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법의 흐름도이고,
도 7은 도 6의 단계 S603 내지 S605에 대한 세부 과정의 일 예를 설명하는 흐름도이고,
도 8은 도 6의 단계 S603 내지 S605에 대한 세부 과정의 다른 예를 설명하는 흐름도이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
310 : 기지국 321,322,323 : 안테나
321a,322a,323a : 다중경로 331,332,333 : 지연
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법은, 단일 기지국의 서비스 영역을 세부 영역으로 구획하고 그 세부 영역별 단말기의 위치를 파악하는 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 확장되어 상기 세부 영역별로 분산 위치하는 분산 안테나를 설치하는 제 1 단계; 상기 각 안테나별로 지연분포값을 다르게 설정하는 제 2 단계; 상기 각 안테나를 통해 상기 기지국에 수신된 신호의 지연값을 계산하는 제 3 단계; 및 상기 계산된 지연값, 상기 기설정된 지연분포값 및 상기 수신된 신호의 세기에 근거하여 상기 수신 신호의 해당 단말기가 상기 세부 영역중 어느 영역에 위치하는가를 파악하는 제 4 단계를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 장치는, 단일 기지국의 서비스 영역을 세부 영역으로 구획하고 그 세부 영역별 단말기의 위치를 파악하는 장치에 있어서, 상기 기지국으로부터 확장되어 그 기지국의 서비스 영역을 복수개의 세부 영역으로 구획하는 복수개의 안테나 장치를 구비하되, 상기 각 안테나 장치에 의한 지연분포가 상호 다르게 설정된 영역 분할 수단; 및 상기 복수개의 안테나 장치를 통해 수신된 신호의 지연값을 계산하고, 그 계산된 지연값과 상기 설정된 지연값 정보를 근거로, 상기 수신된 신호가 상기 복수개의 안테나 장치중 어느 안테나 장치를 통해 수신된 신호인가를 파악하는 위치 추정 수단을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명의 방법 및 장치의 구현시 상기 지연분포는, 일 예로 상기 기지국과 상기 각 안테나간을 확장 연결하는 유선 경로의 길이를 조절하여 이루어지거나, 다른 예로 상기 각 안테나에 대응하는 경로상에 각기 다른 지연값을 갖는 지연 소자를 설치하여 이루어진다.
본 발명을 적용하는 일 예로는, 가입자가 밀집된 건물내에서 단말기 사용자가 어떤 층에 있는지 파악하여, 해당 가입자의 위치 정보를 이용한 다양한 부가 서비스를 제공하기에 적합하다. 먼저, 건물의 어느 위치에 사용자가 있든지 원활한 통신을 위해서 분산 안테나 시스템을 설치하여 서비스 음영지역을 해소하는데, 이때 각 안테나별 지연을 그 각 안테나별 지연 분포가 서로 다르게 인위적으로 두어서 각 안테나별 왕복 지연(round-trip delay : RTD)을 다르게 함으로써 단말기가 어떤 층에서 통신하는 지 알 수 있다. 일반적으로, 전파가 한 층에서 다른 층으로 이동될 때 경로 손실이 매우 큰 것으로 알려져 있다. 따라서, 건물내 분산 안테나는 각 안테나 별로 서비스 영역이 잘 구분되어 있어 단말기 위치 파악에 용이하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 지연 분포를 이용하여 단일 기지국이 서비스하는 영역을 복수개의 세부 영역으로 나누어 단말기가 어떤 영역에서 통신하고 있는지 위치 파악을 하도록 하는 바, 도 3에 도시된 바와 같이, 단일 기지국(BTS)(310)으로부터 복수개의 안테나(Antenna 1, Antenna 2, Antenna N)(321,322,323)를 분산 확장하여 원하는 세부 영역에 위치하도록 하고, 각 안테나 경로별(321a,322a,323a)로 인위적인 하드웨어적 지연(Delay 1, Delay 2, Delay 3)(331,332,333)을 주어 그 각 안테나별(321-323)로 도착 지연 시간을 다르게 하되, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 각 안테나(321-323)를 통한 경로별(321a-323a) 지연 분포가 서로 중복되지 않고 분산되도록 함으로써 어떤 안테나를 통해 통신하는지 파악하여 해당 안테나가 설치되어 서비스되는 세부 위치를 알 수 있도록 하는 것을 기술적 특징으로 한다. 이하 이에 대해 상세히 설명한다.
상기된 본 발명의 기술적 배경 설명에서 살펴본 바와 같이, 상관 지연 스프레이드(relative delay spread) 요소의 범위는 보통 수 uSec이고, 단말기와 기지국과의 거리에 의한 지연값은 가변적인데, 이 값이 작을수록 각 안테나별 지연의 분포가 줄어둘수 있다.
또한, 각 안테나별로 서비스되는 영역이 겹치지 않고 따로 떨어져 있어서 기지국과 단말기가 한 안테나를 통해 통신하는 것이 이상적이나, 경우에 따라서는 여러 안테나를 통해 통신할 수 있는데, 이 때에는 기지국의 수신단에서 어떤 안테나를 통해 수신된 신호인지 핑거단에서 측정된 수신 신호 크기로 알 수 있다. 즉, 도 1(b)의 핑거(finger-1)(111-1)에서 측정된 신호가 가장 크다고 했을 때 이 핑거(111-1)가 수신하고 있는 신호의 지연 값이 어떤 안테나의 지연 분포에 해당 하는가를 안테나별로 기 설정된 기준 지연 분포 값과 비교 판단하여 단말기가 어디에 있는지 결정한다.
본 발명에 대한 도 3의 설명에서, 상기 각 안테나별(321-323)로 지연(331-333)을 주는 방법은 유선의 경로 길이를 조절하여 지연을 주는 방법과 지연 소자를 설치하여 지연을 주는 방법이 있는데, 상기 유선에 의한 지연 방법의 경우 유선으로서의 광 케이블은 5usec/km의 지연 특성을 갖고 있으며 거리의 따른 신호 손실이 매우 적으며 가격도 저렴하다. 지연 소자에 의한 방법은 디지털 신호의 경우와 아날로그 신호일 경우로 구분되는데, 디지털 신호의 경우는 메모리를 통해 지연을 주는 방법이 있고 아날로그 신호의 경우는 탄성 표면파 필터(SAW filter)등의 지연 필터를 이용하는 방법이 있다. 그러나, 현재 까지는 광선로의 길이에 따라 지연을주는 방법이 경제성 등의 측면에서 바람직하다.
도 3의 설명에 따라, 상기 단일 기지국(310)이 서비스하는 영역을 세부 영역으로 구분할 때, 이는 상기 각 안테나별(321-323)로 인위적인 지연(331-333)을 유도함으로써 구현가능 하며, 기지국이 설치되는 환경과 인접 기지국과의 관계에 따라 아래와 같이 송수신 경로에 모두 지연을 주는 방법, 수신 경로만 지연을 주는 방법, 수신 경로중 다이버시티 경로만 지연을 주는 방법 등 다양한 지연 방법이 있다.
먼저, 상기 송수신 경로 모두에 지연을 주는 방법에 대해 설명한다.
상기 송수신 경로 모두에 지연을 주는 방법은 송수신 경로가 동일한 유선 경로(예컨대, 광케이블)에 의해 지연을 갖는 경우로서, 송신 경로가 지연을 갖을 수 있는 최대 값에 의해서 제약을 받는다. 기지국 구별을 위해 절대 시스템 시각 기준 각 기지국은 최소 64 PN 칩(Chip)만큼 떨어져 있으며 이에 따라 송신측에 인위적인 지연값이 결정된다. 또한 기지국의 세부영역의 각 지연값을 결정할 때 단말기가 어느 세부 영역에 있어도 기지국 송신 신호를 수신 할 때 문제가 없도록 지연값을 결정 해 주어야 한다. 예를 들어, 단말기가 두개의 세부 영역이 오버 랩 되는 영역에 속해 있을 때 각 세부 영역의 각 지연값이 너무 커서, 단말기가 수신 시 다중 경로 검색 윈도우 영역을 벗어날 경우 다이버시티 효과를 얻을 수 없다.
다음, 상기 수신 경로만 지연을 주는 방법에 대해 설명한다.
상기 수신 경로만 지연을 주는 방법은 송신측에는 인위적인 지연을 주지 않도록 하여 단말기 입장에서는 어느 세부 영역(subcell)에 속하든지 무관하게 기지국 신호의 수신 시 다중 경로 검색 윈도우 내로 수신 가능하다. 그러나, 이 방법은 인접 기지국과 핸드오프(handoff)시 기지국의 세부영역 중 여러 세부영역이 인접 기지국과 핸드오프가 일어날 수 있는 영역일 경우 핸드오프를 위해 왕복 지연 값을 보정할 필요가 있다.
다음, 상기 수신 경로 중 다이버시티 경로만 지연을 주는 방법에 대해 설명한다.
이 방법은 수신 시 안테나 다이버시티를 사용한 시스템에 사용 가능한 방법으로, 수신 경로 중 한 경로와 송신 경로에는 인위적인 지연을 주지 않고, 수신 경로 중 다이버시티(diversity)를 위한 경로에만 인위적인 지연 줌으로서 위의 두가지 방법의 경우의 문제점을 극복할 수 있다.
즉, 상기 수신 경로 중 다이버시티 경로만 지연을 주는 방법에 의하여, 상기 송수신 경로 모두에 지연을 주는 방법에서의 단점을 해결하여 단말기의 수신 시 다중 경로 검색 윈도우 내로 송신 가능하며, 상기 수신 경로만 지연을 주는 방법에서의 단점을 해결하여 인접 기지국과 핸드오프시 각 세부영역이 인접 기지국에 대해서는 한 개의 동일한 셀로 보일 수 있으며 셀 내에서는 다이버시티 경로를 통해 수신된 신호의 지연정보를 이용하여 세부 영역을 구분할 수 있다. 이 방법을 사용하는 경우에는 인위적으로 지연이 인가된 경로를 이용하여 단말기가 위치한 세부 영역을 판단해야 한다.
이어, 세부영역 별로 인가하는 지연값을 결정하는 방법에 대하여 설명한다.
일반적으로 동기식 CDMA 이동통신 시스템의 무선 접속망(Radio Access Network : RAN)에서 단말기 신호를 수신할 수 있는 크기에는 제한이 존재하게 되므로, 세부영역을 여러 개로 나누기 위해서는 인가되는 지연의 크기가 작을수록 유리하다.
반면에 인가되는 지연 크기가 작을 경우에는 시스템에서 단말기의 위치를 부정확하게 판정하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 위치 판정의 정확성을 확보하기 위해서는 인접한 세부영역에 인가하는 지연 크기 차이가 클수록 유리하다.
이와 같은 상충(Trade off) 문제를 해결하기 위하여 다음과 같은 방법으로 세부영역별 지연을 결정하도록 한다.
전체 세부영역의 수를 M이라고 하고, 세부영역을 인접한 순서대로 배열할 때 각각 Z1, Z2,.., Zn-1, Zn, Zn+1,.., ZM이라고 하고, 각 세부영역에 인가하는 지연 크기를 D1, D2,.., Dn-1, Dn, Dn+1,.., DM이라고 할 때, 본 발명에서 지연 크기는 하기 수학식 1에 따라서 결정한다.
상기 수학식 1에서 상수 C는 각 세부영역을 구분하기 위한 기준 지연 크기를 나타낸다.
상기 수학식 1에서 상기 dn을 구하는 방법은 상기 M이 짝수일 경우와 홀수일 경우로 구분되는데, 짝수일 경우는 하기 수학식 2에 근거하여 구하고, 홀수일 경우는 하기 수학식 3에 근거하여 구하도록 한다.
상수로 정의된 상기 C와 M은 RAN에서 수용할 수 있는 최대 지연 크기와 각 세부영역을 구분할 수 있는 최소 지연 크기를 고려하여 정의되어야 한다.
또한, 세부영역의 수가 M보다 적은 경우에는 위 수식에서 정의된 dn의 값을 연속적으로 적용하거나, 지연 크기를 고려하여 선택적으로 적용할 수 있다. 두 경우 모두 RAN에서 인접 셀의 중첩 지역에서 양쪽 셀의 다중경로를 수용할 수 있도록 통화 채널의 검색 윈도우 크기를 설정해 주어야 한다.
도 5는 세부영역을 6개(Z1 ~ Z6)로 구분하고 기준 지연 크기를 20 PN chip으로 설정한 경우의 세부영역에 대한 배치 예를 도시한 것이다.
인접한 각 세부영역(Zone 1 ∼ Zone 6)에는 가드 범위(Guard Range)를 할당하지 않고 연속적으로 이어서 배치한다.
도 6은 이상 설명된 내용을 토대로 구현되는 본 발명의 일 실시예에 따른 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법의 흐름도이다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이 단일 기지국(310)으로부터 확장되어 세부영역별로 분산 위치하는 분산 안테나(321-323)를 설치하고(S601), 하드웨어적인 인위적 방법을 통해 상기 기지국(310)과 상기 각 안테나(321-323) 사이의 경로(321a-323a)에 대한 지연(331-333)을 달리 주어 상기 각 안테나별(321-323)로 수신되는 신호의 지연분포값이 예컨대 도 4와 같이 서로 중첩되지 않게 설정되도록 한다(S602).
이어 상기 분산 안테나(321-323)에 대응하는 상기 다중경로(321a-323a)를 통해 통신 신호가 수신되면(S603), 그 수신된 신호의 지연값을 계산한 후(S604), 상기 계산된 지연값, 상기 단계 S602에 의해 기설정된 지연분포값 및 상기 수신된 신호의 세기에 근거하여 상기 수신 신호의 해당 단말기가 상기 세부 영역중 어느 영역에 위치하는가를 파악한다(S605).
상기 단계 S602에서 상기 각 경로(321a-323a)에 대한 상기 지연(331-333)은 상술된 바와 같이 송수신 경로 모두에 인위적인 지연을 주거나, 수신 경로에만 인위적인 지연을 주거나 및/또는 수신 경로중 다이버시티 경로만 인위적인 지연을 주어 이루어지는데, 이는 상기 기지국(310)이 설치되는 환경 및 인접 기지국과의 관계에 근거하여 선택적으로 이루어진다.
도 7은 도 6의 상기 단계 S603 내지 S605에 대한 세부 과정의 일 예로서, 상기 단계 S603에서 수신된 신호가 접속 채널(Access Channel)을 통한 신호일 경우에사용되는 단말기 위치 파악 방법의 세부 과정을 나타낸다.
또한, 도 8은 도 6의 상기 단계 S603 내지 S605에 대한 세부 과정의 다른 예로서, 상기 단계 S603에서 수신된 신호가 통화 채널(Traffic Channel)을 통한 신호일 경우에 사용되는 단말기 위치 파악 방법의 세부 과정을 나타낸다.
도 7에 대해 설명한다.
접속 채널(Access Channel)에서는 캡슐 데이터를 수신하는 시점에서의 왕복지연값을 이용하여 단말기의 세부 영역을 파악하도록 한다. 사용되는 방법은 다음과 같다.
먼저, 접속 메시지(Access Message)를 수신한 후, 랜더마이제이션 지연(Randomization Delay : RD)을 계산한다. 이후에서 계산하는 지연 크기는 이 RN값을 보상한 결과로 사용한다(S701).
상기 RN 값이 보상된 각 다중경로의 RTD가 어느 세부영역에 해당 하는지 분류(Grouping)한다(S702).
세부영역별로 분류(Grouping)된 각 다중경로의 수신 에너지를 누적한다(S703).
누적된 에너지가 기설정된 문턱값(Threshold)보다 클 경우(S704), 후보 세부영역(Candidate Zone)으로 판단한다. 후보 세부영역이, 하나 일 경우 통화 세부영역 즉, 해당 단말기가 속한 세부영역으로 판단하고, 두 개이고 두 세부영역이 지리적으로 인접한 경우 두 세부영역의 경계지역으로 판정하며, 두 개이고 두 세부영역이 지리적으로 인접하지 않으며 지연 크기상 인접한 경우에는 두 세부영역중 지연크기가 작은 쪽 세부영역으로 판정한다. 만일 후보 세부영역이 없을 경우 세부영역 판정 불가로 결정한다. (S705).
참고로, 각 세부영역의 RF 커버리지가 얼마나 분리(Isolation) 되었는가, 또는 후보 세부영역의 판정을 위한 수신 신호 세기에 대한 상기 문턱값(Threshold)에 의해 해당 세부영역 판단의 정확도가 높아지므로, 기지국과 분산안테나 설치 시 필드 테스트를 통해 상기 문턱값과 지연값을 정한다. 이 값은 판단의 정확도를 위해서 후보 세부영역이 2개 이하가 되도록 정하도록 한다.
도 8에 대해 설명한다.
본 예에서는, 상기 접속 채널(Access Channel)시 사용된 도 7의 과정중 상기 단계 S701을 제외하고 동일하게 사용 가능하다. 또한, 통화 채널(TCH)인 경우에는 RTD 정보를 수집할 수 있는 시간이 접속 채널에 비해서 매우 장시간이므로 다음과 같은 방법을 적용할 수 있다. 도 8을 참조로 설명한다.
먼저, 수신된 각 다중경로의 각 에너지를 프레임 단위(20mSec)로 샘플링 한다(S801).
상기 단계 S801에서 얻어진 각 다중경로의 에너지를 세부영역별로 누적한다(S802).
일정 주기(예를 들어, 2초)동안 슬라이딩 윈도우(Sliding Window)를 적용하여, 윈도우내의 상기 단계 S801과 S802의 결과를 세부영역별로 누적한다. 윈도우는 항상 현재 시간 기준으로 과거의 일정 주기에 대해 계산해 준다.
상기 누적된 값을 기설정된 문턱값(Threshold)과 비교하여(S803), 후보 세부영역(Candidate Zone)여부를 판단한다. 후보 세부영역이, 하나 일 경우 통화 세부영역 즉, 해당 단말기가 속한 세부영역으로 판단하고, 두 개이고 두 세부영역이 지리적으로 인접한 경우 두 세부영역의 경계지역으로 판정하며, 두 개이고 두 세부영역이 지리적으로 인접하지 않으며 지연 크기상 인접한 경우에는 두 세부영역중 지연 크기가 작은 쪽 세부영역으로 판정한다. 만일 후보 세부영역이 없을 경우 세부영역 판정 불가로 결정한다. (S804).
참고로, 각 세부영역의 RF 커버리지가 얼마나 분리되었는가, 또는 후보 세부영역 판정 문턱값에 의해 세부영역 판단의 정확도가 높아지므로, 기지국과 분산안테나 설치 시 필드 테스트를 통해 상기 문턱값과 지연값을 설정한다. 이 값은 판단의 정확도를 위해서 후보 세부영역이 2개 이하가 되도록 정하도록 한다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법 및 장치에 의하면, 단일 기지국의 서비스 영역을 복수개의 세부 영역으로 나누고 해당 단말기가 어떤 영역에서 통신하고 있는지 그 위치를 파악할 수 있도록 함으로써, 단일 기지국의 서비스 영역내에서 세부적 위치 기반 서비스를 제공할 수 있는 효과가 창출된다.

Claims (10)

  1. 단일 기지국의 서비스 영역을 세부 영역으로 구획하고 그 세부 영역별 단말기의 위치를 파악하는 방법에 있어서,
    상기 기지국으로부터 확장되어 상기 세부 영역별로 분산 위치하는 분산 안테나를 설치하는 제 1 단계;
    상기 각 안테나별로 지연분포값을 다르게 설정하는 제 2 단계;
    상기 각 안테나를 통해 상기 기지국에 수신된 신호의 지연값을 계산하는 제 3 단계; 및
    상기 계산된 지연값, 상기 기설정된 지연분포값 및 상기 수신된 신호의 세기에 근거하여 상기 수신 신호의 해당 단말기가 상기 세부 영역중 어느 영역에 위치하는가를 파악하는 제 4 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 송수신 경로 모두에 인위적인 지연을 주어 이루어짐을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 수신 경로에만 인위적인 지연을 주어 이루어짐을 특징으로하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 수신 경로중 다이버시티 경로만 인위적인 지연을 주어 이루어짐을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는 각 안테나별로 송수신 경로 모두, 수신 경로에만, 및/또는 수신 경로중 다이버시티 경로만 인위적인 지연을 주어 이루어짐을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지연분포는 상기 기지국과 상기 각 안테나간을 확장 연결하는 유선 경로의 길이를 조절하여 이루어짐을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지연분포는 상기 각 안테나에 대응하는 경로상에 각기 다른 지연값을 갖는 지연 소자를 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계의 지연분포값은 인접 영역간의 지연분포값 편차가 최대가 되도록 정의하여 배치함을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 단계와 제 4 단계는 수신된 신호를 각 세부 영역별 누적 에너지 크기와 상기 설정된 지연값 정보를 근거하여 후보 세부영역 및 최종 단말기 위치 정보를 판정함을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 방법.
  10. 부호 분할 다중 접속 통신 방식의 기지국에 있어서,
    상기 기지국으로부터 확장되어 그 기지국의 서비스 영역을 복수개의 세부 영역으로 구획하는 복수개의 안테나 장치를 구비하되, 상기 각 안테나 장치에 의한 지연분포가 상호 다르게 설정된 영역 분할 수단; 및
    상기 복수개의 안테나 장치를 통해 수신된 신호의 지연값을 계산하고, 그 계산된 지연값과 상기 설정된 지연값 정보를 근거로, 상기 수신된 신호가 상기 복수개의 안테나 장치중 어느 안테나 장치를 통해 수신된 신호인가를 파악하는 위치 추정 수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 단일 기지국 서비스 영역내의 단말기 위치 파악 장치.
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JPH09200835A (ja) * 1996-01-22 1997-07-31 Nippon Denki Ido Tsushin Kk マイクロセル方式による移動体位置管理方式
KR100476121B1 (ko) * 1996-06-06 2005-05-16 콸콤 인코포레이티드 Cdma셀룰라전화시스템에서증가된전력을갖는신호를사용한이동가입자위치결정방법
US6300905B1 (en) * 1999-10-05 2001-10-09 Lucent Technologies Inc. Location finding using a single base station in CDMA/TDMA systems
JP3487268B2 (ja) * 2000-07-19 2004-01-13 日本電気株式会社 携帯電話機の位置測定システム
KR20020093547A (ko) * 2001-06-09 2002-12-16 주식회사 하이닉스반도체 지연소자를 이용한 인빌딩 서비스용 이동체 측위 방법

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