KR20040089073A - 방송 아날로그 텔레비전 신호들을 이용한 위치 선정 - Google Patents

방송 아날로그 텔레비전 신호들을 이용한 위치 선정 Download PDF

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KR20040089073A
KR20040089073A KR10-2004-7005421A KR20047005421A KR20040089073A KR 20040089073 A KR20040089073 A KR 20040089073A KR 20047005421 A KR20047005421 A KR 20047005421A KR 20040089073 A KR20040089073 A KR 20040089073A
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매튜 라비노위츠
제임스제이.주니어. 스필커
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더 로섬 코퍼레이션
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Abstract

사용자 터미널 위치를 결정하기 위한 컴퓨터 프로그램 상품, 장치, 그리고 방법이다. 그것은 사용자 터미널에서 주기적 성분을 지니는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 수신하는 단계, 그리고 상기 주기적 성분에 기초한 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하는 단계에서 이에 의해 유사범위를 생성하는 것을 포함하고, 이 때, 사용자 터미널의 위치는 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 위치에 기초하여 결정된다.

Description

방송 아날로그 텔레비전 신호들을 이용한 위치 선정{POSITION LOCATION USING BROADCAST ANALOG TELEVISION SIGNALS}
당해 발명은 일반적으로 위치 결정에 관련하며, 특히 아날로그 브로드캐스트 텔레비전 신호들을 이용한 위치 결정에 관련한 것이다.
라디오 신호들을 이용하는 이-차원의 위도/경도 위치 장소 시스템의 방법이 오랫동안 존재해왔다. 로랜(Loran) C 와 오메가 그리고 트랜싯(Transit)으로 알려진 위성-기반 시스템과 같은 지상 시스템들의 폭넓은 사용이 있어왔다. 증가된 인기를 누리고 있는 다른 위성-기반 시스템은 위성 위치 확인 시스템(GPS)이다.
1974년에 처음으로 고안된 GPS는 위치 선정, 항해, 측량, 그리고 시간 전송을 위해 이용된다. 상기 GPS시스템은 서브-동기식 12 시간 궤도들 내에 24온-궤도(on-orbit) 위성들의 배열에 기초한다. 각각의 위성은 정확한 클락을 운반하고 그리고 유사-잡음 신호를 전송하며, 이는 유사-범위를 결정하기 위해 정확히 추적될 수 있다. 4개 이상의 위성들에 의한 추적에 의해 실시간으로, 전 세계에서 3차원 내에 정확한 위치를 결정할 수 있다. 더 상세한 점은 B.W.Parkinson 과 J.J.spilker,Jr.의 Global Positioning System-Theory and Application, Ⅰ,Ⅱ권, AIAA, Washington, DC.1996 내에서 제공된다.
GPS는 항해와 위치 선정의 기술을 개혁하였다. 그러나 일부 상황에서는, GPS는 덜 효율적이다. 왜냐하면 상기 GPS 신호들은 상대적으로 낮은 전력 레벨들(100 와트 이하)과 큰 거리에 대해 전송되기 때문에, 그 수신된 신호 세기가 상대적으로 약하다( 전-방향 안테나에 의해 수신된 것처럼 -160dBw의 차원이다). 따라서 그 신호는 빌딩 내에서나 또는 방해물 앞에서는 조금 유용하거나 또는 전혀 유용하지 않다.
위치를 결정하기 위해 기존의 아날로그 미국 텔레비전 체계 위원회(NTSC)를 이용하는 시스템이 제안되었다. 이 제안은 1996년 4월 23일 발행된, 미국 특허 번호 5,510,801의 "Location Determination System And Method Using Television Broadcast Signals" 라는 발명의 명칭 내의 미국 특허에서 발견된다. 그러나 발표된 기술들은 여러 가지의 주된 문제점들을 겪고 있다. 그 기술들은 심하게 왜곡된 신호들을 이용할 수 없으며, 그러한 기존의 아날로그 TV 수신기들은 수평 싱크 또는 크로미넌스(chrominance) 파열로부터 동기 시간을 추출할 수 없다. 그 기술들은 아날로그 송신기 클락들의 주파수 오프셋과 그 짧은-구간 불안정성을 조정할 수 없고, 이는 사용자가 반드시 하나의 채널 그다음 다른 채널을 순서적으로 샘플 해야 하기 때문에 심각한 위치 에러를 일으킨다. 그 기술들은 크로미넌스 반송파, 특히 멀티패스에서 사이클 불명료함을 해결할 수 없다. 게다가, 그 기술들은 아날로그 텔레비전 수신기의 수행에 영향을 미치지 않는 변수 특징들을 지니는 신호들의 이용을 가능하게 할 수 없으나, 항해 시스템(예를 들어, 다양한 모양 그리고 블랭킹 펄스의 구간, 수평 싱크 펄스, 그리고 크로미넌스 분열)의 수행에 상당히 영향을 미친다.
이 발명은 US 의 연속 부분이다. Matthew Rabinowitz 와 James J.에 의해 쓰인 미-임시 특허 출원 번호 No.09/887,158, "방송 아날로그 텔레비전 신호들을 이용한 위치 장소" 는 2001년 6월 21일 출원되었다. 이의 동봉은 여기서 참고로 통합된다.
이 출원은
도 1은 기지국에서 에어 링크에 대해 통신하는 사용자 터미널을 포함하는 실시예 구현을 도시한다.
도 2는 도 1의 구현의 작동을 표현한다.
도 3은 3개의 TV 송신기들을 이용하는 위치 결정의 기하학적 배열을 도시한다.
도 4는 한 실시예에 따른 모니터 유닛에 의해 수행되는 프로세스를 도시한다.
도 5는 한 실시예에 따른 수신된 브로드캐스트 아날로그 TV 신호들의 샘플들을 취하는 곳에서의 사용을 위한 수신기를 도시한다.
도 6은 디지털화된 TV 신호의 스펙트럼 실시예를 설명한다.
도 7은 디지털적으로 필터 된 TV 신호의 스펙트럼을 도시한다.
도 8은 한 구현에 따른 베이스밴드의 부분을 도시한다.
도 9는 베이스밴드 신호의 짝수차 수평적 성분들의 선형 합과 베이스밴드 신호의 홀수차 수평적 성분들의 선형 합에 의해 발생되고, 서로의 위에 그려진 신호들을 도시한다.
도 10은 도 9의 수평적 블랭킹 신호의 확장도를 도시한다.
도 11은 홀수와 짝수차 항 신호들의 합과 차를 취함으로써 발생되는 신호 차이와 신호 합을 도시한다.
도 12는 합 신호, 관련 신호, 그리고 신호에 대한 상관 결과를 도시한다.
도 13은 크로미넌스 파열을 위한 상관 관련 신호를 도시한다.
도 14는 크로미넌스 파열과 그의 상관 관련 신호간의 상관의 결과를 도시한다.
도 15는 특정한 미리 지정된 위치들에서 신호들의 평균 합을 계산하기 위해 사용되는 샘플들을 도시한다.
도 16은 합 신호의 표준화된 복사본으로서 동일한 축 위에서 신호 합의 미분 값에 대한 근삿값을 도시한다.
도 17은 신호 합의 미분 값의 근삿값과 신호 합을 위한 상관 결과를 도시한다.
도 18은 한 구현에 따라 사용자 터미널에 의해 수행된 프로세스를 도시한다.
도 19는 심하게 약화된 TV 신호를 위한 스펙트럼을 도시한다.
도 20은 사용자 터미널에서 신호 합과 관련 신호간의 상관의 결과를 도시한다.
도 21은 사용자 터미널에서 신호합의 미분 값의 복사 값과 신호 합을 위한 상관 결과를 도시한다.
도 22는 사용자 터미널에서 크로미넌스 파열과 그의 상관 관련 신호 간의 상관의 결과를 도시한다.
당해 발명의 구현이 아날로그 브로드캐스트 텔레비전(TV) 신호들을 이용하는 위치 선정을 위한 신호 프로세싱 기술들을 설명한다. 이러한 기술들은 잡음층 아래에 있는 신호들을 추적할 수 있으며, 기존의 텔레비전 신호 수신기는 시간 정보를 획득하는 것이 불가능하다. 이러한 기술들은 전형적인 텔레비전 수신기보다 훨씬 더 정확한 방법으로 시간 정보들을 추출한다. 이러한 기술들은 또한 아날로그 TV 신호의 모든 다양한 특성들을 조정할 수 있고, 따라서 이러한 변화들은 위치 선정의 정확성에 영향을 미치지 않는다.
이러한 기술들은 전형적인 아날로그 TV 수신 범위보다 훨씬 더 큰 송신기로부터 범위를 지니는 아날로그 TV 수신기의 근접한 곳에서 사용할 수 있다. 아날로그 TV 신호들의 높은 전력 때문에, 이러한 기술들은 핸드 헬드 수신기에 의해 내부에서 심지어 사용될 수 있고, 그리고 개선된 911(E911) 시스템의 위치 선정 필요에대한 해결책을 제공한다.
일반적으로, 당해 발명의 한 측면은, 컴퓨터 프로그램 상품, 장치, 그리고 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 방법이다. 이는 사용자 터미널에서 주기적 요소를 지니는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 수신, 그리고 주기적 요소에 기초한 미리 지정된 관련 신호와 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호와의 관련, 그에 대한 유사범위의 생성, 그리고 이 때 사용자 터미널의 선정이 유사범위와 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정된다.
특히 구현은 다음의 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 구현들은 유사범위와 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정하는 것을 포함한다. 구현들은 변수들에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 설명하는 변수들을 수신하는 것을 포함한다. 구현들은 주기적 요소의 미분 계수를 설명하는 변수들을 수신하는 단계, 상기 변수들에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 발생하는 단계, 그리고 관련의 결과의 제 1 영 교차점을 확인하는 단계, 그리고 유사범위를 생성하는 단계를 포함한다. 상기 주기적 요소는 수평적 동기화 펄스, 수평적 블랭킹 펄스, 그리고 수평적 블랭킹 펄스와 수평적 동기화 펄스 로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 구현들은 제 2의 미리 지정된 관련 신호를 지니는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호와 관련 단계, 상기 수평적 동기화 펄스에 기초한 제 2의 미리 지정된 관련 신호, 거기에 제 2 의 관련 결과를 생성하는 단계, 상기 제 2의 관련 결과의 피크를 확인하는 단계, 그곳에서 제 2의 유사 범위를 생성하는 단계, 그리고 상기 유사범위와 상기 제 2의 유사 범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하는단계를 포함하고, 그리고 이 때, 상기 사용자 터미널의 위치는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치와 상기 정제된 유사범위에 기초하여 결정된다. 상기 주기적 요소는 크로미넌스 파열이고, 그리고 구현들은 상기 크로미넌스 파열에서 사이클의 모호함으로부터 초래하는 유사 범위내의 모호함을 해결하는 단계를 포함한다. 구현들은 제 2의 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 연관하는 단계, 수평적 동기화 펄스에 기초한 제 2의 미리 지정된 관련 신호, 그곳에서 제 2의 관련 결과를 생성하는 단계를 포함한다. 그리고 구현은 제 2의 관련 결과에 기초한 제 2의 유사범위를 생성하는 단계를 포함하고, 그리고 상기 제 2의 유사범위와 상기 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하는 단계를 포함하고, 이 때 사용자 터미널의 부분은 미리 지정된 유사범위와 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정된다. 구현들은 제 2 주기적 성분의 미분 계수를 설명하는 변수들을 수신하는 단계, 상기 변수들에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 발생하고, 그 곳에서 상기 유사범위를 생성하는 단계를 포함하고, 그리고 이 때 상기 제 2의 주기 요소는 수평적 동기화 펄스, 수평적 블랭킹 펄스, 그리고 수평적 블랭킹 펄스와 수평적 동기화 펄스로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 사용자 터미널의 위치는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기에서 송신기 클락과 알려진 관련 시간간의 차이에 기초하여 상기 유사범위들을 조정함으로써 결정되고, 그리고 상기 결정된 유사범위와 TV 송신기의 위치에 기초하는 사용자 터미널의 위치를 결정한다. 구현들은 또한 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호에 기초한 유사범위를 결정하는 단계, 그리고 유사범위와 게다가 즉각적 시간에 대한 유사범위를 투영하고, 그곳에서 사용자 터미널의 클락에서 제 1 항 텀을 제거하는 단계를 포함한다.
하나 이상의 구현들의 상세한 점들이 아래의 설명과 첨부하는 도면 내에서 설명된다. 다른 특징들도 설명과 도면 그리고 청구항으로부터 명백해질 것이다.
여기서 사용되는 용어 "클라이언트" 그리고 "서버"는 일반적으로 전기 장치 또는 기계를 언급하고, 그리고 "메시지" 용어는 일반적으로 디지털 메시지를 표현하는 전기 신호를 언급한다. 여기서 사용되는 "기계"용어는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 그것의 어떠한 결합을 언급한다. 이러한 용어들은 뒤따르는 설명을 간략화하기 위해 사용된다. 여기서 설명되는 클라이언트, 서버, 그리고 기계들은 어떠한 표준 일반-목적 컴퓨터에서 구현될 수 있고 또는 특정화된 장치로서 구현될 수 있다.
당해 발명의 구현이 NTSC(미국 텔레비전 체계 위원회)표준과 관련하여 아래에 설명되고, 이는 미국, 캐나다, 멕시코 그리고 다른 곳에서 적용되어왔다. 그러나 여기에 설명된 기술들은 또한 다른 포맷들의 아날로그 TV 신호들에 적합하고, 따라서 이 분야의 당업자에게 명백할 것이다.
GPS의 디지털 유사-잡음 코드들과는 대조적으로, 상기 TV 신호들은 송신기로부터 단지 매우 적은 거리만을 수신하고, 레벨에서 송신기 브로드캐스트 신호들은 메가와트 레벨까지 올라간다. 게다가, 그 TV 안테나들은 상당한 안테나 이득을 지닌다. 따라서 빌딩 안에서 TV 신호 수신을 허용하기 위해서는 상당한 파워가 있어야 한다.
도 1 과 관련하여, 실시예 구현(100)은 기지국(104)에서 에어 링크에 대해 통신하는 사용자 터미널(102)을 포함한다. 한 실시예에서, 사용자 터미널(102)은무선 전화기이고 기지국(104)은 무선 전화 기지국이다. 한 구현에서, 기지국(104)은 모바일 MAN(대도시 통신망) 또는 WAN(광역 통신망)의 부분이다.
도 1은 또한 당해 발명의 다양한 측면을 설명하고 있으나, 당해 발명은 이 구현에만 제한되지는 않는다. 예를 들어, 구절"사용자 터미널"은 설명된 TV 위치 선정 구현을 가능하게 하는 어떠한 대상을 의미한다. 사용자 터미널들의 예는 PDA, 모바일 폰, 자동차 또는 다른 운송수단, 그리고 TV 위치 선정을 구현하는 소프트웨어 또는 칩을 포함할 수 있는 어떠한 물체들을 포함한다. 그것은 "터미널" 또는 "사용자"에 의해 작동되는 물체들에 제한되는 것을 의도하는 것은 아니다.
TV 위치 서버에 의해 수행되는 위치 선정
도 2는 구현(100)의 작동을 도시한다. 사용자 터미널(102)은 106N(스텝 202)을 통해 다수의 TV 송신기들(106A 그리고 106B)로부터 TV 신호들을 수신한다. 다양한 방법들은 위치 선정에서 사용하기 위한 TV 채널들을 선택하는데 사용될 수 있다. 한 구현에서, TV 위치 서버(110)는 최고 TV 채널의 사용자 터미널(102)에게 범위에 대해 말한다. 한 구현에서, 사용자 터미널(102)은 기지국(104)을 경유하는 TV 위치 서버와 메시지를 교환한다. 한 실시예에서, 사용자 터미널(102)은 기지국(104)과 저장된 테이블 상관 기지국들 그리고 TV 채널들의 동일성에 기초한 모니터로 TV 채널들을 선택한다. 또 다른 구현에서, 사용자 터미널(102)은 가장 가까운 도시의 이름과 같은 지역의 일반적 지표를 주는 사용자로부터 위치 입력을 받을 수 있고, 그리고 이 정보를 프로세싱을 위해 TV 채널들을 선택하기 위해 사용할 수 있다. 한 실시예에서, 사용자 터미널(102)은 이용할 수 있는 TV 채널들의 전력레벨에 기초한 위치의 지문을 모으기 위해 이용할 수 있는 TV 채널들을 스캔한다. 사용자 터미널(102)은 이 지문을 프로세싱을 위한 지역을 결정하고 TV 채널을 결정하기 위해 알려진 위치와 알려진 지문들을 매치하는 저장된 테이블과 비교한다. 또 다른 구현에서, 상기 사용자 터미널(102)은 모든 이용 가능한 신호들의 유사범위 측정들을 취하고, 그리고 위치 서버(110)로 이러한 유사범위들을 통신하며, 이는 TV 송신기(106)의 위치에 기초한 사용자 터미널(102)의 위치를 결정한다.
사용자 터미널(102)은 사용자 터미널(102)과 각각의 TV 송신기(106)(스텝 204) 간의 유사-범위를 결정한다. 각각의 유사-범위는 사용자 터미널과 모니터 유닛(108)간의 클락 오프셋이나 TV 브로드캐스트 신호의 성분의 전송 시간 내의 클락 오프셋과 마찬가지로 성분의 사용자 터미널(102)에서 수신 시간과 TV 브로드캐스트 신호의 성분의 송신기(108)로부터 전송 시간 간의 시간 차이(또는 동등한 거리)를 표현한다.
사용자 터미널(102)은 TV 위치 서버(110)로 유사-범위들을 송신한다. 한 구현에서, TV 위치 서버(110)는 여기서 설명된 작동들을 수행하기 위해 디자인된 소프트웨어를 실행하기 위한 일반적-목적의 컴퓨터로서 구현된다. 또 다른 구현에서, TV 위치 서버(110)는 ASIC(주문형 반도체)로서 구현된다. 한 구현에서, TV 위치 서버(110)는 기지국(104) 이내 또는 근처에서 구현된다.
상기 TV 신호들은 또한 108N을 통해 다수의 모니터 유닛들(108A)에 의해 수신된다. 각각의 모니터 유닛은 휴대형 소형 무선전화기와 프로세서를 포함하는 작은 유닛으로서 구현될 수 있고 유틸리티 폴, TV 송신기(106) 또는 기지국(104)로서편리한 위치 내에 장착될 수 있다. 한 구현에서, 모니터 유닛들은 위성에서 구현된다.
각각의 모니터 유닛(108)은 TV 신호들을 측정하고, 그것은 이러한 신호들을 특징짓는 변수들의 세트를 수신하고 발생한다. 그 모니터국은 사용자 터미널들(102)에게 이러한 변수들을 전송하고, 이는 관련 신호들을 발생하기 위해 변수들을 이용한다. 그 사용자 터미널은 TV 신호들을 상관하고, 그들은 각각의 TV 송신기에 대해 유사범위를 획득하기 위해 관련 신호들을 수신한다. 상기 유사 범위들은 사용자 터미널(102) 또는 TV 위치 서버(110)에 의해 사용자 터미널(102)의 위치를 결정하기 위해 사용된다.
각각의 모니터 유닛(108)은 TV 송신기(106) 각각을 위해 그것이 TV 신호, 그 TV 송신기의 지역 클락과 관련 클락 간의 시간 오프셋을 수신한다. 한 구현에서 그 관련 클락은 GPS 신호들로부터 유도된다. 관련 클락의 이용은 각각의 모니터 유닛(108)이 관련 클락과 관련하여 시간 오프셋을 결정할 수 있는 이래로, 다수의 모니터 유닛들(108)이 사용될 때, 각각의 TV 송신기(106)를 위해 시간 오프셋의 결정을 허용한다. 따라서 모니터 유닛들(108)의 지역 클락들 내의 오프셋들은 이러한 결정들에 영향을 미치지 않는다.
또 다른 구현에서는, 어떠한 외부적 시간 관련도 필요하지 않다. 이 구현에 따르면, 단일 모니터 유닛은 사용자 터미널(102)에서 행하는 것과 마찬가지로 모든 동일한 TV 송신기들로부터 TV 신호들을 수신한다. 효과적으로, 단일 모니터 유닛의 지역 클락은 시간 관련과 같이 작동한다.
한 구현에서, 각각의 시간 오프셋은 고정된 오프셋과 같이 모델 된다. 또 다른 구현에서 각각의 시간 오프셋은 제 2 차원의 다항식의 고정된 형태로서 모델 된다.
Offset = a + b(t-T) + c(t-T)2방정식(1)
그것은 a, b, c 그리고 T에 의해 설명될 수 있다. 또 다른 구현에서, 각각의 측정된 시간 오프셋은 인터넷, 보안된 모뎀 연결 등을 이용하는 TV 위치 서버로 주기적으로 전송된다. 한 구현에서, 각각의 모니터 유닛(108)의 위치는 GPS 수신기들을 이용하여 결정된다.
TV 위치 서버(110)는 데이터베이스(112)로부터 각각의 TV 송신기(106)의 위상 센터(예를 들어, 상기 위치)를 설명하는 정보를 수신한다. 한 구현에서, 그 각각의 TV 송신기(106)의 중앙 위상이 그 중앙 위상을 직접적으로 측정하기 위해 다른 장소들에서 모니터 유닛들(108)을 이용하여 측정된다. 또 다른 구현에서, 각 TV 송신기(106)의 중앙 위상은 안테나 중앙 위상을 측량함으로써 측정된다.
한 구현에서, TV 위치 서버(110)는 날씨 서버(114)로부터 사용자 터미널(102)과 근접한 곳의 공기 온도, 대기압, 그리고 습도를 설명하는 날씨 정보를 수신한다. 상기 날씨 정보는 인터넷이나 NOAA와 같은 다른 소스들로부터 이용할 수 있다. TV 위치 서버(110)는 B. Parkinson 그리고 J.Spilker,Jr. Global Positioning System-Theory and Applications,AIAA, Washington, DC,1996, Vol.1, Chapter 17 Tropospheric Effects on GPS by Spiler,Jr 내에 설명되어 있는 것과같은 기술들을 이용하는 날씨 정보로부터 대류권 전파 속도를 결정한다.
TV 위치 서버(110)는 또한 사용자 터미널(102)의 일반적 기하학 위치를 확인하는 기지국(104) 정보로부터 수신될 수 있다. 예를 들어, 그 정보는 셀룰러 전화기가 위치한 이내의 셀 또는 셀 섹터를 확인할 수 있다. 이 정보는 아래에 설명된 것과 같이 모호함 해결을 위해 사용된다.
한 구현에서, TV 위치 서버(110)는 유사-범위 그리고 각각의 송신기(스텝 206)의 위치에 기초한 사용자 터미널의 위치를 결정한다. 도 3은 3개의 TV 송신기들(106)을 이용하는 위치 결정의 기하학적 배열을 도시한다. TV 송신기(106A)는 위치(x1,y1)에 배치된다. 사용자 터미널(102)과 TV 송신기(106A)간의 범위는 rl이다. TV(106B) 송신기는 위치(x2,y2)에 배치된다. 사용자 터미널(102)과 TV 송신기(106B)간의 범위는 r2이다. TV 송신기(106N)는 위치(xN,yN)에 배치된다. 사용자 터미널(102)과 TV 송신기(106N)간의 범위는 rN이다.
TV 위치 서버(110)는 대류권 전파 속도에 따라 각각의 유사-범위의 값을 조정한다. 게다가, TV 위치 서버는 위의 방정식(1)에서 설명된 것과 마찬가지로 대응하는 TV 송신기(106)를 위해 클락 오프셋에 대한 유사 범위를 조정한다. 예를 들어, 상기 TV 송신기(106)가 약 106의 1부분의 주파수 오프셋의 결과인 클락 오프셋을 지닌다고 가정하면 , 일초는 송신기(106A와 106N)들을 위해 사용자 터미널(102)에서 유사범위 측정들을 분리한다. 만일 이러한 측정들이 방정식 (1)에서 모델된 것과 같이 클락 오프셋에 따라 수정되지 않는다면, 두 개의 측정들 간의 약 300 미터의 효율적인 거리 에러가 초래될 것이다. 그 TV 위치 서버(110)는 각 TV 송신기(106)의 위치를 결정하기 위해 데이터베이스(112)로부터 중앙 위상 정보를 이용한다.
이제 단순화 된 위치 선정 과정이 설명된다. 그곳에서, 사용자 장치의 클락 오프셋은 단일 상수 오프셋 T 에 의해 모델 될 수 있다고 가정한다. 이 가정은 사용자 클락이 셀룰러 기지국 또는 안정한 TV 송신기로부터 클락 관련을 이용하여 안정화될 때 사실이다. 사용자 터미널(102)은 이름이 위치(x, y) 그리고 사용자 터미널(102)의 클락 오프셋 T 인, 3개의 알려지지 않은 것을 위한 것을 위한 해결하기 위한 3개 이상의 유사-범위 측정들을 만든다. 다른 구현에서, 여기서 설명된 그 기술들은 위도, 경도, 그리고 고도와 같은 3가지 차원들에서 위치를 결정하기 위해 사용되고 , 그리고 TV 송신기들의 고도와 같은 요소들을 포함할 수 있다.
이제 단순화 된 위치 선정 과정이 설명된다. 그곳에서, 사용자 장치의 클락 오프셋은 단일 상수 오프셋 T 에 의해 모델 될 수 있다고 가정한다. 이 가정은 사용자 측정이 동일한 즉각적 시간에 투영되는 경우 또는 사용자 클락이 셀룰러 기지국 또는 안정한 DTV 송신기로부터 클락 관련을 이용하여 안정화 되는 경우에 진실이다. 사용자 터미널(102)은 이름이 위치(x, y) 그리고 사용자 터미널(102)의 클락 오프셋 T 인, 3개의 알려지지 않은 것을 위한 것을 위한 해결하기 위한 3개 이상의 유사-범위 측정들을 만든다. 다른 구현에서, 여기서 설명된 그 기술들은 위도, 경도, 그리고 고도와 같은 3가지 차원들에서 위치를 결정하기 위해 사용되고 , 그리고 DTV 송신기들의 고도와 같은 요소들을 포함할 수 있다.
상기 3가지 유사-범위 측정 pr1, pr2 그리고 prN이 다음과 같이 주어진다.
pr1 = r1 + T (2a)
pr2 = r2 + T (3a)
rN = rN + T (4a)
그곳에서 우리는 상기 클락 오프셋 T는 거리의 유닛 내라고 가정한다. 다시 말해, T는 빛의 속도에 의해 곱해진 시간 오프셋을 나타낸다. 그 3가지 범위들은 다음과 같이 표현될 수 있다.
r1 = ｜X-X1｜ (5)
r2 = ｜X-X2｜ (6)
rN = ｜X-XN｜ (7)
그곳에서 X는 사용자 터미널의 2-차원 벡터 위치(x, y)를 나타내고, X1은 DTV 송신기(106A)의 2-차원 벡터 위치(x1,y1)를 나타내며, X2는 DTV 송신기(106B)의 2-차원 벡터 위치(x2,y2)를 나타내며, XN은 DTV 송신기(106N)의 2-차원 벡터 위치(xN, yN)를 나타낸다. 이러한 관계들은 3가지 알려지지 않은 x, y 그리고 T를 위한 해결을 위한 3개의 방정식을 생성한다.
공통 즉각적 시간에 대한 사용자 터미널(102)에서 측정의 계산을 위한 기술들이 설명되었다. 주의할 것은 사용자 터미널(102)의 클락은 셀룰러 기지국 또는 DTV 송신기(106)로부터 신호를 사용하여 안정화되거나 또는 수정된다. 상기 사용자 클락이 안정화 되지 않거나, 또는 수정 되지 않으면, 사용자 클락 오프셋은 T(t)의 시간의 함수로 고려될 수 있다. 매우 작은 시간 간격, Δ,에서, 상기 클락 오프셋T(t)는 다음과 같이 상수와 제 1차 항으로 모델 될 수 있다. 즉,
우리는 상기 클락 오프셋을 시간의 함수로서 다루면서 방정식 (2a)-(4a)를 재 고려한다. 결과적으로, 상기 유사범위 측정들은 또한 시간의 함수이다. 보다 명확성을 위해, 우리는 간격 Δ에 대해 반드시 상수로 유지되는 범위를 가정한다. 상기 유사범위 측정은 다음과 같이 표시된다.
pr1(t1) = r1 + T(t1) (2b)
pr2(t2) = r2 + T(t2) (3b)
rN(tN) = rN + T(tN) (4b)
한 실시예에서, 상기 사용자 터미널(102)은 측정의 초기 셋 이후에 일정 시간 Δ에서 유사 범위의 부가적인 측정 세트와 함께 시작한다. 이러한 측정이 설명된다.
상기 사용자 터미널(102)은 그 후 동시에 일부 공통 지점까지 모든 유사 범위 측정을 계산하여 그 제 1 항의 효과는 효과적으로 제거된다. 예를 들어, 일부 공통 관련 시간 t0가 사용된다고 가정한다. 식 (2b-4b) 그리고 (2c-4c)를 적용하면, 즉각적 시간에 공통적인 측정을 우리는 다음과 같이 계산할 수 있다.
이러한 계산된 유사 범위 측정들은 알지 못하는 3개의 x, y 그리고 T를 해결하기 위해 사용되는 위치 서버와 통신된다. 주의할 것은 방정식 (2d-4d) 내의 계산이 정확하지 않고, 제 2 항들이 설명되지 않는다는 점이다. 그러나 그 결과적인 에러들은 중요하지 않다. 당업자는 제 2 항과 그 이상의 고차 항들을 각 계산을 위한 2 개 이상의 측정들을 만듦으로써 설명할 수 있다. 또한 주의할 것은 동일한 즉각적 시간에 대한 유사 범위 측정들 계산의 개념을 구현하기 위한 다른 접근들이 있다는 점이다. 한 접근은, 예를 들어, J.J.Spilker,Jr.,Digital Communications by Satellite, Prentice-Hall,Englewood Cliffs, New Jersey,1977, 1995 and B.W.Parkinson and J.J.Spilker, Jr., Global Positioning System-Theory and Application, Volume 1, AIAA, Washington, DC. 1996 둘 모두 여기에 통합되어 있으며, 이와 같은 지연 잠금 루프를 실현하는 것이다. 분리된 추적 루프는 각 DTV 송신기(106)에 헌납될 수 있다. 이러한 추적 루프들은 효과적으로 유사 범위 측정들 간에 삽입한다. 각 추적 루프들의 각 상태는 동일한 즉각적 시간에서 샘플 된다.
또 다른 구현에서, 사용자 터미널(102)은 유사-범위를 계산하지 않으나유사-범위를 계산하기에 충분한 TV 신호들의 측정을 취하고 이러한 측정들을 TV 위치 서버(110)로 송신한다. TV 위치 서버(110)는 그 때 상기 측정들에 기초한 유사-범위들을 계산하고, 위에서 설명한 것과 같은 유사-범위들에 기초한 위치를 계산한다.
사용자 터미널에 의해 수행되는 위치 선정
또 다른 구현에서, 사용자 터미널의 위치(102)는 사용자 터미널(102)에 의해 계산된다. 이 구현에서, 모든 필요한 정보들은 사용자 터미널(102)로 전송된다. 이 정보는 TV 위치 서버(110), 기지국(104), 하나 이상의 TV 송신기(106), 또는 그들의 어떠한 결합에 의해 사용자 터미널로 송신될 수 있다. 사용자 터미널(102)은 그 때 상기 유사-범위들을 측정하고 위에서 설명한 것과 같이 동시에 방정식을 해결한다. 이 구현은 이제 설명된다.
사용자 터미널(102)은 각 TV 송신기의 지역 클락과 관련 클락 간의 시간 오프셋을 수신한다. 사용자 터미널(102)은 또한 데이터베이스(112)로부터 각 TV 송신기(106)의 중앙 위상을 설명하는 정보를 또한 수신한다.
사용자 터미널(102)은 TV 위치 서버(110)에 의해 계산된 대류권 전파 속도를 수신한다. 또 다른 구현에서, 사용자 터미널(102)은 날씨 서버(114)로부터 사용자 터미널(102) 근처의 공기 온도, 대기압, 그리고 습도를 설명하는 날씨 정보를 수신하고 기존의 기술들을 사용하는 날씨 정보로부터 대기권 전파 속도를 결정한다.
사용자 터미널(102)은 또한 사용자 터미널(102)의 대략적인 위치를 확인하는기지국(104) 정보로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 그 정보는 셀룰러 전화기가 위치한 이내의 셀 또는 셀 섹터를 확인할 수 있다. 이 정보는 모호함 해결을 위해 아래에서 설명된 것과 같이 사용된다.
사용자 터미널(102)은 다수의 TV 송신기들로부터 TV 신호들을 수신하고 그리고 사용자 터미널(102)과 각 TV 송신기(106) 간의 유사-범위를 결정한다. 사용자 터미널(102)은 그 후 유사-범위와 송신기의 중앙 위상에 기초한 그의 위치를 결정한다.
이러한 구현들 중의 어느 것이던지, 2 개의 TV 송신기들은 반드시 이용 가능하여야 하며, 그 사용자 터미널(102)의 위치는 두 개의 TV 송신기와 이전 위치 결정 동안 계산된 오프셋 T를 이용하여 결정될 수 있다. 그 T의 값은 기존의 방법에 따라 저장되거나 또는 유지될 수 있다.
한 실시예에서, 기지국(104)은 사용자 터미널(102)의 클락 오프셋을 결정한다. 이 구현에서, 단지 2 개의 TV 송신기들이 위치 결정을 위해 요구된다. 기지국(104)은 TV 위치 서버(110)로 클락 오프셋 T를 송신하고, 이 때 상기 TV 송신기들 각각을 위해 계산되는 유사-범위로부터 사용자 터미널(102)의 위치를 결정한다.
또 다른 구현에서, 하나 또는 두 개의 TV 송신기만이 위치 결정을 위해 이용 가능할 때, GPS 는 위치 결정을 증대시키기 위해 사용된다.
모니터 유닛
도 4는 한 구현에 따라 모니터 유닛(108)에 의해 수행되는 프로세스(400)를 보여준다. 모니터 유닛(108)은 관습적으로 주기적 성분(스텝 402)을 포함하는 브로드캐스트 아날로그 TV 신호를 수신한다. 다양한 구현에서, 사용되는 상기 주기 성분은 수평 블랭킹 펄스, 수평 동기화 펄스, 그리고 상기 크로미넌스 파열을 포함한다. 모니터 유닛(108)은 그 때 수신된 TV 신호(스텝 404)로부터 베이스밴드 신호를 획득한다.
도 5는 한 구현에 따라 수신된 브로드캐스트 아날로그 TV 신호들의 샘플들을 취하는 사용을 위한 수신기(500)를 설명한다. 작은 무선 장치에서 수신기와 같은 구현을 위한 기술들이 James Omura, James J.Spilker Jr. and Mattew Rabinowitz에 의한 2001년 7월 31일 출원한 미국 특허 출원 번호 N0. 60/309,267 "Methodology and System for Tracking the Digital Television Signal with Application to Positioning Wireless Devices," 내에 설명되었다. 이러한 기술들은 사용자 터미널 이내의 수신기에서 마찬가지로 사용될 수 있다. 한 구현에서, 샘플러(500)는 사용자 터미널(102)과 모니터 유닛(108) 이내에서 구현된다. 그 샘플링 비율은 당업자에게 명백하게, TV 신호의 정확한 표현을 획득하기 위해 충분히 높아야 한다.
수신기(500)는 안테나(504)에서 TV 신호(502)를 수신한다. 무선 주파수(RF) 앰프/필터(506) 는 수신된 TV 신호를 확장하고 필터 한다. 지역 오실레이터 클락(516)과 혼합기(508I 그리고 508Q)각각 신호를 동상(I)과 구적(Q)샘플로 하강변화(downconvert)한다. 상기 I 와 Q 샘플들은 각각 로-패스 필터(LPF)(510I 그리고 510Q)에 의해 필터 된다. 하강 변환을 수행하기 위한 한 접근은 상기 신호가 베이스밴드로 직접적으로 하강 변화되는 곳에서 직접 하강-변환 구조를 이용하는 것이다. 이는 값싼 RF(무선 주파수)하드웨어를 허용하고, 그리고 상기 필터(510)들이 효율적으로 인접한 간섭 채널을 거절하는 것을 가능하게 한다. 아날로그-대-디지털 변환기(ADC)(512)는 I와 Q 샘플들을 디지털 형식으로 변환한다. 상기 디지털 I 그리고 Q 샘플들은 메모리(514)내에 저장된다. 도 6은 디지털화된 신호의 스펙트럼 예를 도시하고, 그곳에서 그 신호는 44MHz의 중간의 센터 주파수로 하상-변화되고 그리고 그 후 초당 20메가 샘플들로(Msps)샘플 된다. 상기 저장된 디지털화된 신호는 그 후 기존의 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어 그리고 소프트웨어의 결합에 의해 프로세스 된다.
프로세서(520)는 디지털적으로 원하지 않는 방해를 제거하기 위해 6MHz 대역폭으로 신호를 밴드-패스 필터 한다. 그리고 주파수-복조된 오디오 신호를 제거하기 위해 신호를 나치-필터(notch-filter)한다. 도 7은 결과적인 디지털적으로 필터 된 TV 신호의 스펙트럼을 보여준다. 상기 오디오 반송파는 아날로그 텔레비전 채널의 위쪽 모서리 아래의 0.25MHz에서 발견된다. 하강-변환에서 발견되는 혼합 절차에 따라, 상기 신호의 상기 스펙트럼이 플립(flip)되므로, 그 오디오 신호는 0.125의 디지털 주파수에서 발견된다. 많은 다른 접근들은 이 신호를 획득하기 위해 구현되며, 이는 당업자에게 명백하게 된다.
상기 필터 된 아날로그 TV 신호는 sf(t)에 의해 표시된다. 아날로그 TV 신호의 비디오 반송파는 일반적으로 아날로그 채널의 아래 모서리 위의 1.25MHz이다.설명된 하강-변환 프로세스와 함께, 상기 비디오 반송파는 아날로그 주파수 wv=5.75MHz에 대응하는, 0.575의 디지털 주파수에서 도 7에서 보여 질 수 있다.
프로세서(520)는 동상 혼합 신호를 생성한다.
그리고 구적 혼합 신호를 생성한다.
프로세서(520)는 sf(t)를 smix_i(t)와 smix_q(t) 로 각각 혼합함으로서 하강-변환하고, 그리고 4.75 Mhz의 대역폭으로 출력을 로-패스 필터하며, 그 곳에서 동상 베이스밴드 신호 si(t)와 구적 베이스밴드 신호 sq(t)를 각각 생성한다. 프로세서(520)는 베이스밴드 신호를 생성하기 위해 이러한 신호들을 처리한다. 예를 들어, SNR(신호-대-잡음 비율)이 높을 때, 그 신호들은 베이스-밴드 신호를 생성하기 위해 난-코히어런트(non-coherent)하게 결합된다.
상기 난-코히어런트(non-coherent) 결합기는 멀티패스에 강하고, 그리고 구현에 매우 단순하다. 왜냐하면, 그것은 부수적 신호에서 위상-잠금이 유지되는 것을 요구하지 않기 때문이다. 도 8은 이 방법에 따라 발견된 베이스밴드 신호 sb(t)의 부분을 도시한다. 저 신호-대-잡음 비율 환경에서, 코히어런트 하강-변환은 당업자에게 잘 알려진 것과 마찬가지로, 더 나은 잡음 특성들을 획득하기 위해 사용되어야 한다. 코히어런트 하강-변환을 구현하기 위한 가장 단순한 접근은 위상-잠금 루프를 이용하는 것이다. 예를 들어, 위상-잠금 루프가 상기 부수적 신호 sf(t)와 상기 혼합 신호 smix_i(t)간에 존재하는 위상 차이 φ(t)를 결정한다고 가정하는 것이다. 상기 베이스밴드 신호는 그 후 다음에 따라 발견된다.
주의할 것은 이 베이스밴드 신호는 우리가 동상과 구적 신호 성분을 모두 보존하기 때문에 복잡하다. 상기 동상 그리고 구적 신호 성분들은 아날로그 텔레비전 브로드캐스트를 위해 사용되는 잔류측파대 복조 구조(VSB)로부터 초래된다. 한 가능한 단순화는 신호를 이중-측파대 신호로서 다루는 것이며 단순히 실제 성분만을 이용하고, 구적 성분 내의 에너지를 무시하는 것이다. 이 경우에서, 상기 베이스밴드 신호는 다음에 따라 발견된다.
베이스밴드 신호의 재구성(reformatting)
단순함을 위해, 이 섹션에서는 방정식(10)에 따라 계산된 베이스밴드 신호에 대해 설명한다. 다른 베이스밴드 신호로의 확장은 이 설명을 읽은 후 당업자에게 명백해 질 것이다. 프로세서(520)는 베이스밴드 신호(스텝 406)를 재구성한다. 추적된 상기 시간 신호들은 63.557 마이크로세컨드의 주기와 함께 wh=15.734KHz 의블랭킹 펄스의 주파수에서 반복된다. 설명적 명확성을 위해, 구간 H의 신호 sb(t)의 단편은 수평의 단편으로서 언급된다. 베이스밴드 신호 sb(t)로부터 정확한 시간 정보를 끌어내기 위해, 프로세서(520)는 각각 구간 H의 신호 s1(t),s2(t)를 형성하기 위해 다수의 수평 단편과 선형적으로 결합한다. 다수의 단편들을 결합하는 것은 잡음에 간섭을 더한 것과 비교하여 신호의 전력을 실질적으로 개선하는 것을 가능하게 한다. 게다가, 위에서 설명한 방법으로 신호를 결합함으로서, 하나는 정확한 위치를 획득하기 위해 수평적 동기화 정보로부터 크로미넌스 반송파 정보를 효율적으로 고립 시킬 수 있다.
신호 s1(t)은 다음과 같이 주어진다.
신호 s2(t)는 다음과 같이 주어진다.
신호 s1(t)은 짝수차 수평 단편들의 선형 합으로 구성된다. 신호 s2(t)는 홀수차 수평 단편들의 선형 합으로 구성된다. 도 9는 서로의 위에 그려진 신호 s1(t)과 s2(t)를 도시한다. 수평 동기화 펄스의 뒤 포치 위에 크로미넌스 서브-반송파 신호의 파열이 도 9에 보인다. 상기 크로미넌스 반송파는 27.9 마이크로세컨드에 대략 동일한 파장 L과 주파수 wc=3.579MHz를 지닌다. 파장 L은 수평 동기화 주기 H를 발생하는 동일한 클락으로부터 발생된다. 그 수평적 동기화 구간 H는 L의 정수배 곱이 아니다. 그러나 상기 비율 H/L= n+0.5 이고, 그 곳에서 n은 약간의 정수이다. 결과적으로, 신호 s1(t)을 위한 수평적 동기화 펄스의 뒤 포치 위에 크로미넌스 서브-반송파 신호의 파열은 신호 s2(t)위의 대응하는 파열과 180도 벗어난 위상이다. 이는 도 10에서 나타나고, 이는 도 9의 수평 블랭킹 신호의 확장도이다.
베이스밴드 신호로부터 주기적 성분들의 분리
프로세서(520)는 다음으로, 베이스밴드 신호(스텝 408)로부터 하나 이상의 주기적 성분들을 분리한다. 한 구현에서, 상기 주기적 성분은 크로미넌스 파열이다. 다른 구현에서, 상기 주기적 성분은 수평적 블랭킹 펄스, 수평적 동기화 펄스, 다른 수신된 아날로그 TV 신호의 주기적 성분 또는 거기서 결합들을 포함한다. 크로미넌스 반송파 신호의 고주파수가 발생하는 동안, 신호는 정확한 범위 정보를 발생하고, 그에 따른 것은 반송파-위상 위치의 전형이 되며, 이 정보는 반송파 사이클 모호성에 영향 받기 쉽다. 따라서 정확한 위치 측정을 생산하기 위해 사이클 모호성을 해결하는 것이 필요하다. 다양한 구현들에서, 수평적 블랭킹 펄스와 수평적 동기화 펄스의 상승 및 하강 모서리에 포함된 정보는 크로미넌스 서브-반송파 위의 사이클 모호함을 해결하기 위해 사용된다.
동기화 신호의 뒤 포치에서 발생하는 크로미넌스 파열 내에 포함된 정보를 명백하게 만들기 위해서, 프로세서(520)는 홀수와 짝수 단편 신호들의 합과 차를취한다. 도 11은 합 신호(1102)와 차 신호(1104)를 보여준다. 그 차이 신호는 다음과 같이 구성된다.
sdiff(t)= s1(t) - s2(t) (식 16)
ssum(t)= s1(t) + s2(t) (식 17)
이는 크로미넌스 반송파 정보를 제거하나, 명백히 수평 동기화 펄스로부터 정보를 만든다.
프로세서(520)는 또한 매우 저 신호-대-잡음 환경에서 일할 수 있는 상관 기술을 이용하는 합 신호 ssum(t)로부터 시간 정보를 추출한다. 프로세서(520)는 상관 결과 rsynch(τ)를 발생하기 위해 관련 신호 ssynch_ref(t)와 합 신호 ssum(t)을 상관한다. 도 12는 합 신호(1202), 관련 신호(1204), 그리고 그 상관 결과(1206)를 보여준다. 그 관련 신호는 수평적 동기화 펄스를 매치하기 위해 디자인되고, 이는 항상 발광 신호의 가능한 최대 진폭보다 더 높은 진폭이다. 한 실시예에서, 이 상관은 다음에 다른 푸리에 및 역 푸리에 변환을 이용하는 소프트웨어 수신기에 의해 수행된다.
그 곳에서 fft()는 빠른 푸리에 변환은 표시하고 ifft()는 역 빠른 푸리에 변환을 표시한다. 한 실시예에서, 열악한 유사-범위는 rsynch(τ)내에서 보이는 상관 피크로부터 획득된다. 그러나 이 유사범위는 수평 동기화 펄스의 정교한 구조 내에서 불명확하기 쉽다. 예를 들어, NTSC 구조에 따라, 수평 동기화 펄스의 진폭은 1 마이크로세컨드까지 변화할 수 있다. 게다가, 그 상관 피크는 어느 정도 반올림되므로, 피크의 정확한 측정을 획득하는 것을 어렵게 한다. 한 구현에서, 그 상관 피크의 상승 모서리는 피크 상관의 일부 퍼센트(예를 들어, 90%)로서 세트될 수 있는 미리 지정된 스레쉬홀드 대신 측정된다.
프로세서(520)는 지금 파열 내의 크로미넌스 반송파의 정확한 8개의 파장이 있음을 가정하는 관련 신호 ssynch_ref(t)를 지니는 차 신호를 상관함으로 인한 크로미넌스 반송파를 포함하는 차 신호 sdiff(t)의 부분을 추출한다. 8 이외의 파장의 수를 이용하는 구현은 이 설명을 읽은 후에 당업자에게 명백해 질 것이다. 도 13은 크로미넌스 파열을 위한 상관 관련 신호 scrom_ref(t)를 보여준다. 도 14는 상관의 결과 rchrom(τ)을 보여 준다. 그 상관 결과는 제한된 크로미넌스 파열의 구간에 대한 삼각 인벨로프(envelop)를 지닌다. 그러나 상기 인벨로프 모양은 특히 멀티패스에 있어 반송파 사이클 모호함을 해결하기에 충분히 정확하지 않다. 결과적으로, 프로세서(520)는 이 데이터로부터 상기 사이클 모호함을 해결하려는 시도를 하지 않는다. 대신, 프로세서(520)는 단순히 rchrom(τ)에서 피크 값의 위치 τchrom_peak를 단순히 확인하고, 그리고 포인트 τchrom_peak로부터 뒤쪽으로 이동하는 파형의 제 1 영 교차점의 τchrom_trans이동 포인트를 결정한다.(즉, 피크 값의 왼쪽으로, 도 14와 관련하여). 선형 인터폴레이션을 이용하면, 그 이동 포인트 τchrom_peak는 샘플의 부분이 확인 될 수 있다. 예를 들어, 도 14 내에 보이는 상관 결과 rchrom(τ)를 위해,τchrom_trans=110.69 샘플 또는 5.5349 마이크로세컨드이다. 이 이동 포인트는 수평적 단편의 시작과 관련하여 측정된 효율적인 유사범위 Pchrom을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 도 14의 실시예에서, 샘플 된 제 1 수평 단편의 시작으로부터 측정된 것으로는, Pchrom=407.69 샘플들이고 20.3849 마이크로세컨드이다.
주기적 성분의 매개 변수화(patameterizing)
한 구현에서, 프로세서(520)는 브로드캐스트 아날로그 TV 신호(스텝 410)의 주기적 성분을 특성 짓는 매개 변수들을 발생한다.
수평적 동기화 신호 매개 변수들
한 구현에서, 사용자 터미널(102)은 상관 관련 신호를 지니는 수신된 TV 신호들의 상관에 의해 대략 유사-범위를 획득한다. 따라서 프로세서(520)는 사용자 터미널(102)로 전송을 위한 변수들을 발생하고, 이는 아래에서 설명하는 것과 같은 변수들에 기초한 상관 관련 신호를 건설한다.
한 실시예에서, 그 변수들은 관련 신호(1204)로서 도 12에 표현된 관련 신호 ssynch_ref(t)를 설명하는 매개 변수들을 포함한다. 이러한 변수들은, 예를 들어, 신호 ssynch_ref(t)의 펄스폭을 포함할 수 있다. 또 다른 구현들에서 이러한 변수들은 미리 알려지고 그리고 사용자 터미널(102) 내에 저장된다.
크로미넌스 파열 매개변수들
한 구현에서, 사용자 터미널(102)은 크로미넌스 파열에 기초한 관련 신호를 지니는 수신된 TV 신호들을 상관함으로써 유사-범위를 획득한다. 프로세서(520)는 사용자가 크로미넌스 파열내의 사이클 모호함을 해결하기 위해 사용하는 매개 변수들을 발생한다.
일부 구현에서, 그 변수들은 도 13 내에 보이는 크로미넌스 파열을 위한 상관 관련 신호 schrom_ref(t)를 설명하는 변수들을 포함한다. 이러한 변수들은, 예를 들어, 신호 ssum_deriv(t)내의 중지 점을 설명하는 정수들이다. 다른 구현들에서 이러한 매개 변수들은 미리 알려지고 그리고 사용자 터미널(102) 이내에 저장된다.
한 구현에서, 크로미넌스 파열 이내의 상기 사이클 모호함은 rsynch(τ)내의 상관 피크로부터 획득되는 조잡한 유사-범위를 이용하여 해결된다. 또 다른 구현에서, 상기 사이클 모호함은 수평 블랭킹 그리고 동기화 펄스들 중의 하나 또는 둘 다의 미분으로부터 정보를 이용하여 해결된다. 이 정보를 얻기 위한 기술들이 지금 설명된다.
미분 계수 매개 변수
일반적으로, 신호 시간 정보를 캡처하기 위한 최적 상관은 관련 신호, 그리고 상관 결과의 영교차점의 위치, 로서의 그의 미분 값을 지니는 신호와 상관으로써 얻어진다는 것이 당업자에게 잘 알려져 있다. 한 구현에서, 프로세서(520)는 합 신호 ssum(t)의 미분 계수를 특징화함으로써 이론적으로 이 최적 접근을 되풀이 한다. 그 미분 계수는 여기서 ssum_deriv(t)로서 언급된다. 수평 동기화 펄스 그리고 수평 블랭킹 펄스는 각각 1 그리고 2 마이크로세컨드씩 변화하기 때문에, 프로세서는 이 신호를 특징화한다. 게다가, 프로세서(520)는 그 미분계수(즉, 미분계수를 특징화 하는 변수들을 생성한다)를 매개 변수화하고 사용자 터미널(102)로 그러한 변수들을 운반하며, 이는 그러한 신호의 정확한 측정을 수행할 수 없으나, 그것이 수신하는 TV 신호들과 상관하기 위해 정확한 관련 신호를 요구한다.
프로세서(520)는 특정 미리 지정된 위치들에서 신호 ssum(t)의 평균값을 측정함으로써 시작한다. 도 15는 수평적 바들과 함께 사용되는 샘플들을 나타낸다. 각각의 바들은 신호의 부분을 위한 샘플의 평균값을 획득하기 위해 평균된 샘플들을 나타낸다. 이러한 위치들은 수평 블랭킹 펄스에 앞서는 신호의 부분(1502), 동기화 펄스의 탑(1504), 동기화 펄스의 뒤 포치(1506), 그리고 따라오는 수평 블랭킹 펄스의 신호의 부분(1508)을 포함한다. 이는 수평 블랭킹 펄스에 앞서거나/따라오는 신호의 크기가 변화할 것이므로 유용하다.
프로세서(520)는 이러한 평균값들을 이용하고, 신호 각각의 부분의 평균 크기를 정확히 결정하기 않으나, 수평 동기화 그리고 블랭킹 펄스의 상승 그리고 하강 모서리의 위치를 결정한다. 각각의 모서리에서, 프로세서(520)는 스레쉬홀드를 발생하므로 서 앞서거나 올라가는 모서리들의 위치가 신호가 그 스레쉬홀드와 교차하는 곳에 기초하여 확인된다. 한 구현에서, 그 스레쉬홀드는 블랭킹 펄스의 올라가거나 내려오는 모서리 간의 더 짧은 중앙-포인트가 되도록 선택된다. 다양한 구현들이 수평 동기화 펄스의 올라가는 그리고 내려오는 모서리만을 이용하거나, 수평 블랭킹 펄스만을 이용하거나, 또는 둘 다를 이용한다.
도 16은 ssum(t)의 평균화된 복사본(1604)로서 동일한 축에서 ssum_deriv(t)로 결과적인 근삿값(1602)을 보여준다. 도 16 내에서 보이는 신호에서, 파형 ssum_deriv(t)의 각 펄스는 3 포인트들과 함께 구현된다. 펄스폭이 우선적으로 알려지면, 그 전체 파형 ssum_deriv(t)는 각 펄스의 중앙-포인트를 구체화하는 정수들 4에 의해 특징지어질 수 있다. 한 구현에서, 이러한 변수들은 사용자 터미널(102)로 보내진다. 그 구현에 따르면, 사용자 터미널(102)은 매개변수들에 기초된 관련 신호를 구성하고 하나 이상의 유사-범위들을 발생하기 위해 수신된 TV 신호들과 관련 신호를 상관한다.
프로세서(520)는 상관 결과 rchrom(τ)를 생산하기 위해 합 신호 ssum(t)과 미분 근삿값 ssum_deriv(t)를 상관한다. 그 상관 결과는 도 17에 보인다. 프로세서(520)는 이미 추출된 열등한 시간 정보에 기초한 ssum(t)의 제한된 서브섹션에 대해서만 상관을 수행한다. 그 상관 결과 rsynch(τ)의 이동 포인트는 선형 인터폴레이션에 의해 결정된다. 도 17의 예에서, 이동 포인트 τderiv는 대략 14.58 샘플들=0.72908 마이크로세컨드 이다. 상기 수평 단편의 시작에 상대적인 이 측정을 계산하는 것은 유사 범위 =257.58 샘플들=12.87908 마이크로세컨드를 도출한다.
프로세서(520)는 델타 신호를 획득하기 위해 취해진 두 개의 유사 범위 측정간의 차이를 계산한다.
상기 델타 신호 Δp는 사용자를 위한 사이클 모호함을 해결하기 위해 사용될 수 있다. 한 구현에서, 5개의 변수들은 사용자 터미널(102)로 보내진다. 즉 Δp는, 신호 ssum_deriv(t)를 특징하는 4개의 정수들과 함께 보내진다. 한 구현에서, 단지 수평 동기화 펄스의 상승 및 하강 모서리들이 사용되고, 따라서 상승과 하강 모서리들의 위치를 구체화하는 단지 두 개의 정수들이 요구된다.
모니터 유닛(108)은 사용자 터미널(102)(스텝 412)쪽으로 매개 변수들을 송신하고, 이는 아래에서 설명된 하나 이상의 유사 범위들을 발생하기 위해 매개 변수들을 고용한다.
일부 실시예에서, 그 매개 변수들은 관련 신호(1602)로서 도 16 내에 보이는 신호 ssum_deriv(t)를 설명하는 매개 변수들을 포함한다. 이러한 변수들은, 예를 들어, 신호 ssum_deriv(t) 내의 펄스들의 위치와 폭을 설명하는 정수들이다. 또 다른 구현들에서 이러한 변수들은 먼저 알려지고 사용자 터미널(102) 이내에 저장된다.
사용자 터미널에서 유사 범위의 발생
도 18은 한 구현에 따른 사용자 터미널(102)에 의해 수행되는 프로세스(1800)를 보여준다. 사용자 터미널(102)은 도 5에 관련되어 설명된 것과유사한 수신기를 포함한다. 사용자 터미널(102)은 TV 신호들(스텝 1802)의 주기적 성분들을 특성화하는 변수들을 수신한다. 이러한 변수들은 위에서 상세히 설명된 것과 같은 모니터 유닛(108)에 의해 발생된다. 각각의 측정된 주기 성분을 위해, 사용자 터미널(102)은 수신된 변수들(스텝 1804)에 기초한 관련 신호를 구성한다. 그 주기적 성분들은 수평 동기화 펄스, 수평 블랭킹 펄스, 그리고 크로미넌스 파열 또는 그곳에서 어떠한 결합을 포함할 수 있다. 수평 블랭킹 펄스를 위해, 사용자 터미널(102)은 도 12 내의 신호(1204)에서 보이는 관련 신호 ssync_ref(t)를 구성한다. 크로미넌스 파열을 위해, 사용자 터미널(102)은 도 13에서 보이는 관련 신호를 구성한다. 수평 동기화 펄스와 수평 블랭킹 펄스를 위해 사용자 터미널(102)은 도 16에 보이는 관련 신호(1602)를 구성한다. 물론, 관련 신호(1602)는 수평 동기화 펄스와 수평 블랭킹 펄스의 단지 하나를 설명하기 위해 수정될 수 있고, 이 설명을 읽은 후 당업자에게 이것은 자명해 질 것이다.
사용자 터미널(102)은 브로드캐스트 아날로그 TV 신호들(스텝 1806)을 수신하고 그리고 관련 신호들과 수신된 TV 신호들을 상관한다. 사용자 터미널(102)은 각 상관 결과(스텝 1810)로부터 유사 범위를 획득한다. 그 유사범위들과 그 TV 송신기들의 위치들은 아래에서 상세히 설명된 것과 같은 사용자 터미널의 위치를 결정하기 위해 사용된다.
사용자 터미널(102)에 의해 수신된 상기 TV 신호들은 심하게 약화되었다. 도 19는 신호-대-잡음 비율이 0dB인 그러한 약화가 도 6 내에서 보이는 신호에 대한영-평균 화이트 가우시안 잡음에 부가함으로서 시뮬레이트 된다.
도 20은 사용자 신호 ssum_user(t)와 관련 신호 ssync_ref(t)간의 상관의 결과를 도시한다. 단지 13 밀리세컨드의 데이터만이 이 플랏을 위한 ssum_user(t)를 발생하기 위해 사용되었다. 상기 시간 정보가 정확하지 않음에도 불구하고, 상관 피크는 명백하고, 그리고 신호는 또한 여전히 시간 신호가 추출되는 것이 가능한 동안 약화될 수 있다.
도 21은 사용자 신호 sdif_user(t)와 관련 신호 schrom_ref(t)간의 상관의 결과를 도시한다. 다시 13 밀리세컨드의 데이터가 이용되었다. 도 22는 사용자 신호 ssum_user(t)와 관련 신호 sdif(t)간의 상관의 결과를 도시한다.
위에서 설명된 기술들을 각각 시뮬레이트 된 사용자 신호가 유사 범위 Pderiv_user= 396.32 샘플들과 그리고 Pderiv_user= 257.71 샘플들 각각의 유사범위들을 생산하기 위해 각 상관 함수들에 적용한다. Pderiv_user내의 정수 사이클 모호함은 최소화된 정수 N을 찾음으로써 해결된다.
위에서 예를 위해, N은 -2이고, 따라서 수정된 유사 범위는 407.49 샘플들이다.
사용자와 관련 유사범위들은 그 후 위에서 설명한 것과 마찬가지로 사용자 터미널을 위한 위치를 결정하기 위해 처리된다. 이는 수평 동기화 펄스 주기 H에의해 소개된 위상 모호함을 해결하는 것을 포함한다.
다른 브로드캐스트 아날로그 TV 포맷들
당업자에게 명백해질 주된 변화들과 함께, 위에서 설명된 기술들은 세계의 모든 주된 아날로그 텔레비전 표준에 적용될 수 있다. 명확성을 위해, 이러한 표준들과 이러한 기술들에게 요구되는 수정들 간의 차이는 간단히 설명된다. 상기 3가지 주된 표준들은 NTSC, PAL(위상 교체 라인), 그리고 SECAM(Sequential Coulier Avec Memoire)이다. NTSC, PAL, SECAM을 위한 기본적 특징들이 테이블 1에 설명되었다.
특성들 값이 다른 동안, 위에서 설명된 수평 동기화 펄스에 적용되는 그 기본적 기술은 모든 케이스들에 유사하게 적용될 수 있다. 이는 크로미넌스 반송파 신호로부터 시간을 추출하기 위해 고용된 기술이 사실은 아니다.
PAL을 위한 칼라 인코딩 구조는 NTSC의 그것과 유사하다. 그러나 하나의 주목할 만한 차이는 다음 식에 의하면 반송파 주파수는 수평 동기화 주파수, wh그리고 수직 동기화 주파수 wv와 관련된다.
그 곳에서, wv=50Hz 이다. 결과적으로, 그 위상은 대략 4 수평 단편들마다 반복된다. 위에서 설명한 결합 기술들을 구현하기 위해, 디지털 위상 회전은 구현될 수 있으며, 이는 당업자에게 명백할 것이다. SECAM을 위한 칼라 구조는 칼라 정보가 크로미넌스 반송파 쪽으로 수정된 다는 점에서 NTSC와 상당히 다르다. 여기서 동봉된 기술에 관련되듯이, 그 주된 차이는 두 개의 다른 서브-반송파들이 칼라 정보를 통신하기위해 사용되고, 각각은 칼라 스펙트럼의 다른 성분들에 공헌된다. 그들은 각각 wc_1=270wh그리고 wc_2= 282 wh에 의한 수평 동기화 주파수와 관련된다. 크로미넌스 반송파 wc_1과wc_2는 하나의수평 단편으로부터 그 다음으로 선택적으로 전송된다. 상기 블랭킹 펄스 위의 파열은 시간 정보를 위해 여전히 사용될 수 있다. 그러나 디지털 위상 회전은 위에서 설명한 것과 비슷한 결합 구조를 고용하기 위해 필요하다.
당해 발명은 디지털 전자 회로 내에서 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 그들의 결합 내에서 구현될 수 있다. 발명의 장치들은 프로그래머블 프로세서에 의한 실행을 위한 기계-판독형 저장 장치 내에서 구체화되는 유형의 컴퓨터 프로그램 상품 내에서 구현될 수 있고, 그리고 당해 발명의 방법 스텝들은 입력 데이터에서 작동과 출력의 발생에 의한 발명의 기능들을 수행함으로써 지시들의프로그램을 실행하는 프로그래머블 프로세서에 의해 수행될 수 있다. 그 발명은 데이터와 지시들로부터 수신하기 위해, 그리고 데이터와 지시들 쪽으로 전송하기 위해, 데이터 저장 시스템, 하나 이상의 입력 장치, 그리고 하나 이상의 출력 장치에 결합된 하나 이상의 프로그래머블 프로세서를 포함하는 프로그래머블 시스템 위에서 실행 할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들 내에서 유리하게 구현될 수 있다. 각각의 컴퓨터 프로그램은 하이-레벨 절차 또는 오브젝트-지향 프로그래밍 언어, 또는 집합적 또는 기계 언어가 필요한 경우 이 들 내에서 구현될 수 있다. 적합한 프로세서들은, 실시예를 경유하여, 일반적 그리고 특별한 목적의 마이크로프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 읽기 전용 메모리 그리고/또는 랜덤 액세스 메모리로부터 지시들과 데이터를 수신할 것이다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터 파일들을 저장하기위한 하나 이상의 대용량 저장 장치를 포함할 것이다. 그러한 장치들은 내부 하드 디스크나 지울 수 있는(removable) 디스크와 같은 마그네틱 디스크, 마그네토-광학 디스크, 그리고 광학 디스크들을 포함한다. 유형의 구체화된 컴퓨터 프로그램 지시들을 위해 적합한 저장 장치와 데이터는 모든 비-휘발성 메모리의 형태를 포함한고, 이는 내부 하드 디스크 그리고 지울 수 있는 디스크, 마그네토-광학 디스크, 그리고 CD-ROM 디스크와 같은 자기장 디스크, EPROM, EEPROM 그리고 플래쉬 메모리 장치들과 같은 반도체 메모리 장치들의 예를 포함한다. 전술한 어떤 것도 ASIC(응용-특정 집적 회로)내에 통합되거나 또는 그에 의해 지원될 수 있다.
당해 발명의 다수의 구현들이 설명되었다. 그럼ㅁ에도 불구하고, 다양한 수정들은 당해 발명의 영역이나 기술적 사상으로부터 멀어짐 없이 만들어져 이해될 것이다. 예를 들어, 하나는 단지 수평 동기화 펄스의 상승 그리고 하강 모서리만을 이용하고 그리고 블랭킹 펄스의 상승 그리고 하강 모서리들은 무시한다. 이는 아마 그러한 표준(PAL 그리고 SECAM)을 위해 필요하고, 그곳에는 어떠한 블랭킹 셋업도 없다. 다른 가능한 변화와 마찬가지로, 크로미넌스 파열로부터 유도되는 정보의 이용 없이 위치선정을 위해 상관 출력 rdif(τ)와 rdif_user(τ)를 이용할 수 있다. 이는 물론 수평 동기화 펄스와 블랭킹 펄스의 시간 내의 변화에 영향을 받을 수 있으나, 이러한 정확성 변화들은 멀티패스에 의해 결정되는 잡음 층 아래에 있다. 게다가, 많은 다른 기술들이 관련 신호 sdif(t) 또는 비슷한 기능을 지니는 신호를 구성하기 위해 존재하고, 그리고 사용자에 대한 통신을 위해 그것을 매개 변수화 한다. 또 다른 변화는 난-코히어런트 감지 구조를 구현하기 위한 것이다. 그러나 인벨로프 감지를 수행하기 전에 적절한 관련 신호들과 상관을 수행하기 위한 것이다. 이는, 여전히 위상-잠김 루프를 요구하지 않는 동안, 저 SNR에서 수행을 상당히 향상할 것이다. 이 방법은 당업자에게 명백히 이해될 것이다. 게다가, 아날로그 텔레비전 정거장이 한 비디오 클립으로부터 다른 곳으로 이동하는 때에, 수평 동기화에서의 시간, 그리고, 크로미넌스 반송파 신호가 불연속을 경험할 것이다. 이 경우에서, 그 모니터국들은 가까운 실-시간 내에 아날로그 채널의 클락 오프셋의 트랙을 유지할 것이며 그 결과, 이러한 불연속들은 차이 위치를 계산하는 곳에서 편의를 도모할 것이다. 따라서 다른 구현들은 다음의 청구항의 영역 이내이다.

Claims (52)

  1. 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법으로서,
    -사용자 터미널에서 주기적 성분을 지니는 브로드캐스트 텔레비전 신호를 수신하고,
    - 주기적 성분에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호와 상관하여, 이에 의해 유사범위를 생성하며, 그리고 이 때,
    상기 사용자 터미널의 위치는 유사범위 그리고 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 이는 또한,
    - 상기 유사 범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초한 사용자 터미널의 위치를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 이는 또한,
    - 상기 미리 지정된 관련 신호를 설명하는 매개변수들을 수신하고, 그리고,
    - 상기 매개 변수들에 기초된 미리 지정된 관련 신호를 발생하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 수평적 동기화 펄스인 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 이는 또한,
    - 상관의 결과의 피크를 확인하고, 그곳에서 상기 유사범위를 생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 이는 또한,
    - 상기 주기적 성분의 미분 계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하고,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 상기 미리 지정된 관련 신호들을 발생하며, 그리고,
    - 상기 상관의 결과의 제 1 영교차점을 확인하여, 그 곳에서 상기 유사범위를 생성하는 것을
    특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은,
    -수평 동기화 펄스,
    -수평 블랭킹 펄스, 그리고,
    -수평 블랭킹 펄스 그리고 수평 동기화 펄스
    을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 이는 또한,
    - 제 2 의 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하고, 이 때, 상기 제 2 미리 지정된 관련 신호는 수평 동기화 펄스에 기초하며, 이에 의해 제 2 상관 결과를 생성하고,
    - 제 2 상관 결과의 피크를 확인하며, 그 곳에서 제 2 유사범위를 생성하고, 그리고,
    - 상기 유사범위와 제 2 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하는 단계를 포함하고, 그리고 이 때,
    사용자 터미널의 위치는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치와 정제된 유사범위에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 크로미넌스 파열이고, 이는 또한,
    - 상기 크로미넌스 파열에서 사이클 모호함으로부터 초래하는 유사범위 내의 모호함을 해결하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 이는 또한,
    -제 2 미리 지정된 관련 신호와 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하고, 이 때, 상기 제 2 미리 지정된 관련 신호는 수평 동기화 펄스에 기초하여, 그 곳에서 제 2 상관 결과를 생성하고,
    - 제 2 상관 결과에 기초한 제 2 유사범위를 생성하며, 그리고,
    - 상기 유사범위와 상기 제 2 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하는 단계를 포함하고, 그리고 이 때,
    사용자 터미널의 위치는 정제된 유사범위와 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 이는 또한,
    - 제 2 주기적 성분의 미분 계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하고,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 미리 지정한 관련 신호를 발생하며, 그리고,
    - 상기 상관 결과의 제 1 영 교차점을 확인하고, 그 곳에서 유사 범위를 생성하며, 그리고 이 때,
    상기 제 2 주기적 성분은 ,
    수평적 동기화 펄스,
    수평적 블랭킹 펄스, 그리고,
    수평적 블랭킹 펄스와 수평적 동기화 펄스
    을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 이 때 상기 사용자 터미널의 위치는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기에서 송신기 클락과 알려진 시간 관련 간의 차이에 기초한 유사범위들을 조정함으로써 결정되고, 상기 TV 송신기의 위치와 상기 조정된 유사범위에 기초하여 사용자 터미널의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 이는 또한,
    - 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호에 기초한 유사범위를 결정하고, 그리고,
    - 즉각적 시간에 대한 유사범위와 유사범위를 계산하며, 이에 의해 사용자 터미널 클락 내의 제 1 항을 제거하는 것을
    특징으로 하는 사용자 터미널의 위치를 결정하는 방법.
  14. 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치는,
    - 사용자 터미널에서, 주기적 성분을 지니는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 수신하기 위한 수단, 그리고,
    - 상기 주기적 성분에 기초한 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하기 위한 수단으로서, 이에 의해 유사범위를 생성하고, 그리고 이 때,
    사용자 터미널의 위치는 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 이는 또한,
    - 상기 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 사용자 터미널의 위치를 결정하기 위한 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 이는 또한,
    - 상기 미리 지정된 관련 신호를 설명하는 매개 변수들을 수신하기 위한 수단, 그리고,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 상기 미리 지정된 관련 신호를 발생하기 위한 수단,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 수평 동기화 펄스인 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 이는 또한,
    - 상기 상관 결과의 피크를 확인하기 위한 수단을 포함하고, 이에 의해 상기 유사 범위를 생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  19. 제 14 항에 있어서, 이는 또한,
    -상기 주기적 성분의 미분 계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하기 위한 수단,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 상기 미리 지정된 관련 신호들을 발생하기 위한 수단,
    - 상기 상관의 결과의 제 1 영교차점을 확인하기 위한 수단을 포함하고,
    이에 의해 상기 유사 범위를 생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은,
    - 수평 동기화 펄스,
    - 수평 블랭킹 펄스, 그리고,
    - 수평 블랭킹 펄스와 수평 동기화 펄스를
    포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 이는 또한,
    - 제 2 미리 지정된 관련 신호와 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하기 위한 수단으로서, 이 때 상기 제 2 미리 지정된 관련 신호는 상기 수평 동기화 펄스에 기초하고, 이에 의해 제 2 상관 결과를 생성하는, 상기 상관 수단,
    - 상기 제 2 상관 결과의 피크를 확인하기 위한 수단으로서, 이에 의해 제 2 유사 범위를 생성하는, 상기 확인 수단, 그리고,
    - 상기 유사범위와 상기 제 2 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하기 위한 수단을 포함하고, 그리고 이때,
    상기 사용자 터미널의 위치는 정제된 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  22. 제 14 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 크로미넌스 파열이고, 이는 또한,
    - 상기 크로미넌스 파열 내의 사이클 모호함으로부터 초래하는 상기 유사범위 내의 모호함을 해결하기 위한 수단을
    포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  23. 제 14 항에 있어서, 이는 또한,
    - 제 2 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하기 위한 수단으로서, 이 때 상기 제 2 미리 지정된 관련 신호는 상기 수평 동기화 펄스에 기초하고, 이에 의해, 제 2 상관 결과를 생성하는, 상기 상관 수단,
    - 상기 제 2 상관 결과에 기초하여 제 2 우사 범위를 생성하기 위한 수단, 그리고,
    - 상기 유사범위와 상기 제 2 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하기 위한 수단
    을 포함하고, 그리고 이때,
    상기 사용자 터미널의 위치는 상기 정제된 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 이는 또한,
    - 제 2 주기적 성분의 미분 계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하기 위한 수단,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 발생하기 위한 수단,
    - 상기 상관의 결과의 제 1 영교차점을 확인하기 위한 수단으로서, 그곳에서 상기 유사범위를 생성하는, 상기 상관 수단을 포함하고, 그리고 이 때
    상기 제 2 주기적 성분은,
    수평 동기화 펄스,
    수평 블랭킹 펄스, 그리고,
    수평 블랭킹 펄스와 수평 동기화 펄스
    을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치
  25. 제 14 항에 있어서, 이 때 상기 사용자 터미널의 위치는 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기에서 송신기 클락과 알려진 시간 관련 간의 차이에 기초한 유사범위들을 조정하고, 그리고 상기 조정된 유사범위와 상기 TV 송신기의 위치에 기초하여 사용자 터미널의 위치가 결정하는 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  26. 제 14 항에 있어서, 이는 또한,
    - 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호에 기초한 유사범위를 결정하기 위한 수단, 그리고,
    - 즉각적 시간에 대한 유사범위와 유사범위를 계산하기 위한 수단으로서, 이에 의해 사용자 터미널의 클락에서 어떠한 제 1 항이라도 제거하는, 계산 수단,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  27. 사용자 터미널의 위치를 결정하기 위한 장치로서, 상기 장치는,
    - 사용자 터미널에서, 주기적 성분을 지니는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 수신하기 위한 수신기, 그리고,
    - 상기 주기적 성분에 기초한 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하기 위한 코릴레이터(correlator)로서, 이에 의해 유사 범위를 생성하는, 상기 코릴레이터
    을 포함하고, 그리고 이 때, 사용자 터미널의 위치는 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 이는 또한,
    상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치와 상기 유사 범위에 기초한 사용자 터미널의 위치를 결정하기 위한 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  29. 제 27 항에 있어서, 이 때,
    - 상기 미리 지정된 관련 신호를 결정하기 위한 매개 변수들을 수신하는 수신기, 그리고,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 발생하기 위한 상기 프로세서
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  30. 제 27 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 수평 동기화 펄스인 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  31. 제 30 항에 있어서, 이 때 상기 프로세서는 상관 결과의 피크를 확인하고, 이에 의해 상기 유사범위를 생성하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  32. 제 27 항에 있어서, 이 때,
    -상기 주기적 성분의 미분 계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하는 상기 수신기, 그리고,
    -상기 매개 변수들에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 발생하고 상기 상관 결과의 제 1 영교차점을 확인하기 위한 프로세서로서, 이에 의해 상기 유사범위를 생성하는, 상기 프로세서,
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  33. 제 32 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은,
    수평 동기화 펄스,
    수평 블랭킹 펄스, 그리고,
    수평 블랭킹 펄스와 수평 동기화 펄스,
    을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  34. 제 33 항에 있어서, 이 때,
    - 제 2 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하는 코릴레이터로서, 이 때 상기 제 2 미리 지정된 관련 신호는 상기 수평 동기화 펄스에 기초하고, 이에 의해 제 2 상관 결과를 생성하는, 상기 코릴레이터, 그리고,
    - 상기 제 2 상관 결과의 피크를 확인하는 프로세서로서, 그 곳에서 제 2 유사범위를 생성하고, 그리고 상기 유사범위와 상기 제 2 유사범위에 기포한 정제된 유사범위를 생성하는, 상기 프로세서
    을 포함하고, 그리고 이 때, 상기 사용자 터미널의 위치는 상기 정제된 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  35. 제 27 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 크로미넌스 파열이고, 이 때상기 프로세서는 상기 크로미넌스 파열 내의 사이클 모호함으로부터 초래하는 유사범위 내의 모호함을 해결하는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  36. 제 27 항에 있어서, 이 때,
    -상기 코릴레이터는 제 2 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호와 상관하고, 이 때 상기 제 2 미리 지정된 관련 신호는 상기 수평 동기화 펄스에 기초하며, 이에 의해 제 2 상관 결과를 생성하고, 그리고,
    - 상기 프로세서는 제 2 상관 결과에 기초한 제 2 유사범위를 생성하고 그리고 상기 유사범위와 상기 제 2 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하는
    단계를 포함하고, 그리고 이 때, 사용자 터미널의 위치는 상기 정제된 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 상기 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  37. 제 36 항에 있어서, 이 때,
    - 상기 수신기는 제 2 주기적 성분의 미분계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하고,
    - 상기 프로세서는 상기 매개 변수들에 기초한 상기 미리 지정된 관련 신호를 발생하며, 그리고 상기 상관의 결과의 제 1 영교차점을 확인하고, 이에 의해 상기 유사범위를 생성하며, 그리고 이 때,
    상기 제 2 주기적 성분은,
    수평 동기화 펄스,
    수평 블랭킹 펄스, 그리고,
    수평 블랭킹 펄스와 수평 동기화 펄스를
    포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  38. 제 27 항에 있어서, 이 때 상기 사용자 터미널의 상기 위치는 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기에서 송신기 클락과 알려진 시간 관련 간의 차이에 기초하여 유사 범위를 조정하는 것과 상기 조정된 유사범위와 상기 TV 송신기의 위치에 기초한 사용자 터미널의 위치를 결정하는 것에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  39. 제 27 항에 있어서, 이 때 상기 프로세서는,
    - 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호에 기초한 유사범위를 결정하고, 그리고,
    - 상기 유사범위와 즉각적 시간에 대해 유사범위를 계산하며, 이에 의해 사용자 터미널의 클락에서 어떠한 제 1 항을 제거하는
    것을 특징으로 하는 사용자 터미널의 위치 결정을 위한 장치.
  40. 사용자 터미널의 위치를 결정하기 위한 방법을 수행하는 컴퓨터에 의해 실행되는 명령들을 구체화하는 컴퓨터-판독형 매체에서, 상기 방법은,
    - 사용자 터미널에서, 주기적 성분을 지니는 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 수신하고, 그리고,
    - 상기 주기적 성분에 기초한 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하며, 이에 의해 유사범위를 생성하는
    단계를 포함하고, 그리고 이 때 상기 사용자 터미널의 위치는 상기 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  41. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 상기 유사범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 사용자 터미널의 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  42. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 상기 미리 지정된 관련 신호를 설명하는 매개 변수들을 수신하고, 그리고,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 상기 미리 지정된 관련 신호를 발생하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  43. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 수평 동기화 펄스 인 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  44. 제 43 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 상기 상관 결과의 피크를 확인하고, 이에 의해 상기 유사범위를 생성하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  45. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 상기 주기적 성분의 미분 계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하고,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 상기 미리 지정된 관련 신호를 발생하며, 그리고,
    - 상기 상관 결과의 제 1 영교차점을 확인하고, 이에 의해 상기 유사범위를 생성하는
    단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  46. 제 45 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은,
    수평 동기화 펄스,
    수평 블랭킹 펄스, 그리고,
    수평 블랭킹 펄스와 수평 동기화 펄스를
    포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  47. 제 46 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 제 2 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하고, 이 때 제 2 미리 지정된 관련 신호는 수평 동기화 펄스에 기초하고, 이에 의해 제 2 상관 결과를 생성하며,
    - 상기 제 2 상관 결과의 피크를 확인하고, 이에 의해 제 2 유사범위를 생성하고, 그리고,
    - 상기 유사범위와 상기 제 2 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하는 단계를 포함하고,
    그리고 이 때 상기 사용자 터미널의 위치는 상기 정제된 유사 범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호 송신기 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  48. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 주기적 성분은 크로미넌스 파열이고, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 상기 크로미넌스 파열 내의 사이클 모호함으로부터 초래하는 유사범위 내의 모호함을 해결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  49. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 제 2 미리 지정된 관련 신호와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호를 상관하고, 이 때 상기 제 2 미리 지정된 관련 신호는 수평 동기화 펄스에 기초하며, 이에 의해 제 2 상관 결과를 생성하고,
    - 상기 제 2 상관 결과에 기초한 제 2 유사범위를 생성하고, 그리고,
    - 상기 유사범위와 상기 제 2 유사범위에 기초한 정제된 유사범위를 생성하는
    단계를 포함하고, 그리고 이 때 상기 사용자 터미널의 위치는 상기 정제된 유사 범위와 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기의 위치에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  50. 제 49 항에 있어서, 이 때 상기 방법은 또한,
    - 제 2 주기적 성분의 미분계수를 설명하는 매개 변수들을 수신하고,
    - 상기 매개 변수들에 기초한 미리 지정된 관련 신호를 발생하며, 그리고,
    - 상기 상관 결과의 제 1 영교차점을 확인하고, 이에 의해 상기 유사범위를 생성하는 단계들을 포함하고, 그리고 이 때,
    상기 제 2 주기적 성분은,
    수평 동기화 펄스,
    수평 블랭킹 펄스, 그리고,
    수평 블랭킹 펄스와 수평 동기화 펄스
    을 포함하는 상기 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
  51. 제 40 항에 있어서, 이 때 상기 사용자 터미널의 위치는 상기 브로드캐스트 아날로그 텔레비전 신호의 송신기에서 송신기 클락과 알려진 시간 관련 간의 차이에 기초한 유사 범위를 조정하고 그리고 상기 조정된 유사 범위와 상기 TV 송신기의 위치에 기초한 사용자 터미널의 위치를 결정함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터-판독형 매체.
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