KR20060087240A - 어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기유지 장치 및 방법 - Google Patents

어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기유지 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20060087240A
KR20060087240A KR1020050008177A KR20050008177A KR20060087240A KR 20060087240 A KR20060087240 A KR 20060087240A KR 1020050008177 A KR1020050008177 A KR 1020050008177A KR 20050008177 A KR20050008177 A KR 20050008177A KR 20060087240 A KR20060087240 A KR 20060087240A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
doppler
bias
value
gps
frequency
Prior art date
Application number
KR1020050008177A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100713456B1 (ko
Inventor
박찬우
최선
박기현
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050008177A priority Critical patent/KR100713456B1/ko
Priority to US11/340,610 priority patent/US20060170589A1/en
Publication of KR20060087240A publication Critical patent/KR20060087240A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100713456B1 publication Critical patent/KR100713456B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 CDMA 시스템 내에서 개인 휴대 단말기가 GPS 신호를 탐색 및 추적하는 동안, CDMA 기지국과의 시각 동기를 정확히 유지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 AGPS(Assisted Global Positioning System) 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 위치 추정 방법에 있어서, AGPS 서버를 통해 위성의 도플러 값을 수신하는 과정과, 위성신호를 수신하고, 상기 수신한 위성신호를 이용하여 상기 위성의 도플러 값을 측정하는 과정과, 상기 수신한 도플러 값과 측정한 도플러 값과의 차이를 이용하여 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00001
) 값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00002
) 값과 탐색 시간을 고려하여 코드 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00003
) 값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 코드 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00004
) 값을 보상하여 상기 위성의 의사거리를 계산하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
AGPS, CDMA, GPS 수신기, 시각오차, 코드 바이어스, 코드 주파수 바이어스

Description

어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기 유지 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MAINTAIN OF TIME SYNCHRONIZATION IN ASSISTED GLOBAL POSITIONING SYSTEM RECEIVER}
도 1은 종래 기술에 따른 개인 휴대 단말기의 GPS 수신기 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 GPS 수신기의 시각오차를 설명하기 위해 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 개인 휴대 단말기의 GPS 수신기 구조를 개략적으로 도시한 도면.
본 발명은 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 동기식 CDMA 통신 시스템 수신기에서 전세계 위치 확인 시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS' 라 칭하기로 한다) 방식을 이용하는 수신기의 정확한 위치를 구할 수 있는 장치에 관한 것이다.
현대 사회가 발전해 나감에 따라서 개인 휴대 통신 역시 비약적으로 발전해 나가고 있으며, 이와 더불어 각종 다양한 부가 서비스를 지원하고 있다. 특히, GPS를 개인 휴대 단말기에 장착하도록 함으로써, 상기 개인 휴대 단말기를 대상으로 각종 위치정보 관련 서비스를 제공하는 추세에 있다.
현재 지구 궤도상에는 정해진 궤도를 따라 회전하면서 그들 자신의 정확한 천체위치(ephemeris)와 시스템 시간을 방송(broadcast)하여, 지구상의 GPS 수신기가 자신의 위치를 결정할 수 있도록 하는 소정의 GPS 인공위성들이 있다. 상기 GPS 수신기는 적어도 4개의 GPS 인공위성들로부터 동시에 전송되는 GPS 신호들의 상대적인 수신 시간들을 계산하여 정확한 시간과 자신의 위치를 결정한다.
상기와 같이 상기 GPS 수신기의 위치 계산 프로세스(process)는 종종 수분 정도의 많은 시간이 소요되며, 수신 신호의 세기가 약한 지역으로 갈수록 상기 소요시간이 급격히 늘어나는 특성을 가진다. 또한, 한정된 배터리 수명을 가지는 휴대용 기기 예컨대, 휴대폰, PDA 등과 같은 개인 휴대 단말기에 적용되는 소형화된 GPS 수신기에서는 장시간의 GPS 동작이 어려운 문제점이 있다. 따라서, 일부 GPS 수신기에서는 인접한 서버, 예컨대 어시스트 GPS(Assisted GPS, 이하 'AGPS'라 칭하기로 한다) 서버로부터 탐색에 필요한 기본적인 정보, 즉 대략적인 코드의 위치와 도플러 값 등을 제공받는다. 이하, 상기 AGPS 동작에 대하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.
먼저, 상기 AGPS 서버는 CDMA 네트워크에 연결되어 개인 휴대 단말기의 위치확인 서비스를 제공하여 주는 서버로서, 기준 GPS 수신기와 연산 장치를 포함한다. 상기 기준 GPS 수신기는 연속적으로 각 GPS 위성신호를 추적/모니터링하여, 상기 개인 휴대 단말기의 위치확인 서비스에 필요한 정보와 상기 개인 휴대 단말기로부터 얻은 측정치에 대한 위치해 연산 결과 등을 제공한다. 또한, 상기 APGS 서버와 개인 휴대 단말기 간의 통신 프로토콜은 IS-801 국제 표준을 따르고 있다. 일례로 상기 개인 휴대 단말기로부터 Acquisition assistance 신호획득(aiding)이 요청될 경우, 상기 개인 휴대 단말기가 속한 기지국 주변에서 GPS 신호 탐색에 기준이 되는 코드 위상과 도플러의 예측 값 그리고 각각의 탐색 범위를 GPS 위성별로 상기 기준 GPS 수신기에 전달한다. 또한 상기 개인 휴대 단말기가 이후에 GPS 신호의 측정치를 상기 AGPS 서버로 보내면, 이를 이용하여 개인 휴대 단말기의 위치해를 계산하여 개인 휴대 단말기 또는 네트워크 내의 다른 정보처리 장치로 전달하는 기능도 수행한다.
상기 AGPS 서버의 동작에 대응하여 개인 휴대 단말기의 GPS 수신기는, GPS 신호의 탐색 시간을 줄이고 수신 감도를 향상시키기 위하여 정확한 GPS 기준 시각 및 기준 주파수를 필요로 하게 된다. 예컨대, 상기 개인 휴대 단말기의 GPS 수신기가 부정확한 GPS 기준 시각과 기준 주파수를 가지고 있는 경우, 상기 개인 휴대 단말기는 신호 획득을 위하여 그 불확실 정도만큼 신호 탐색 범위 예컨대, 코드와 도플러 주파수의 탐색 범위를 늘려야만 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 상기 개인 휴대 단말기에 동기식 CDMA 통신 시스템의 시각 정보와 주파수 정보를 적용함 으로써 해결하고 있다.
한편, 상기 CDMA 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 시각 정보는, 기지국 신호를 수신하고 있는 동안에는 항상 정확한 CDMA 시스템의 절대적인 시각에 동기되어 있으므로 항상 정확한 시각 정보를 가지게 된다. 즉, 상기 개인 휴대 단말기의 시각은 항상 약 10마이크로 초 미만의 정확도로 시스템 시각에 동기되어 유지된다. CDMA 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 기준 시계(Voltage Controlled TCXO(Temperature Compensated Crystal(XTAL) Oscillator), 이하 'VCTCXO'라 칭하기로 한다)의 주파수도 기지국의 기준 주파수에 동기되어 제어되고 있으며, 상기 주파수의 정확도도 약 0.04ppm 정도로 매우 정확하게 유지된다. 여기서, 상기 VCTCXO라 함은, 주변의 온도 변화에 따른 주파수 교란을 보정해 고정주파수를 발진 하는 장치로서, 휴대폰 등의 개인 휴대 단말기와 같은 통신장비에서 데이터 신호의 안정적인 전송을 가능하게 해주는 장치를 말한다.
상기와 같이 CDMA 방식의 개인 휴대 단말기를 이용하면 AGPS 동작 초기에 CDMA 시스템의 시각 정보(time information)를 이용하여, 개인 휴대 단말기의 GPS 동작에 필요한 정확한 GPS 기준 시각을 획득할 수 있다. 또한 상기 AGPS 동작 시점에서 CDMA 기준 주파수 즉, 상기 VCTCXO를 공유함으로써 정확한 기준 주파수를 획득할 수 있게 된다. 이러한 일련의 동작을 AGPS에서는 각각 주파수 에이딩(aiding)과 시각 에이딩이라고 한다.
한편, 상술한 바와 같이 상기 CDMA 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 GPS 수신기는 적어도 4개 이상의 위성 신호를 이용하여 자신의 정확한 시간과 위치를 결정할 수 있다. 하지만 실내와 같이 GPS 신호의 수신이 어려운 곳에서 적은 수 예컨대, 1 내지 3의 GPS 위성 신호만을 획득하였을 때, CDMA 방식의 개인 휴대 단말기는 이러한 소수의 GPS 위성 신호와 CDMA 시스템의 기지국 신호를 이용하는 하이브리드 모드(Hybrid mode)로 작동함으로써 자신의 위치를 계산할 수 있다.
상기 하이브리드 방식의 위치계산 방식은 개인 휴대 단말기가 CDMA 기지국 신호의 측정치(PPM, Pilot Phase Measurement)를 이용하여 그 위치를 구하는 AFLT(Advanced Forward Link Trilateration) 방식과 GPS 의사거리(Pseudorange) 측정치를 이용하여 그 위치를 구하는 방식 등의 2 가지 방식을 혼합하여 위치를 구하는 방식이다. 이러한 하이브리드 방식은 통상적으로 GPS 위성신호가 1 내지 3개만 수신될 때, GPS 의사거리 측정치만으로 위치 계산이 어려울 때에 사용된다. 즉, 상기 하이브리드 방식은 GPS 위성신호 측정치 몇 개와 상기 PPM 측정치 몇 개를 동시에 모두 사용하여 위치를 계산하는 방식이다. 통상적으로, 상기 하이브리드 방식은 (GPS 1개 + AFLT 2개), (GPS 2개 + AFLT 2개) 또는 (GPS 2개 + AFLT 3개) 정도를 수신하여 위치를 계산한다.
한편, 상기 하이브리드 모드로 개인 휴대 단말기의 위치를 계산하는 경우에는, 상기에서 살펴본 바와 같이 CDMA 기지국과의 시각 동기가 위치 오차에 매우 큰 영향을 미치게 된다. 보다 구체적으로, 상기 GPS 의사거리 측정치에는 실제 GPS 시각과 상기 개인 휴대 단말기의 GPS 시각의 차이에 의한 수신기 시계 오차(Clock Bias)가 포함되어 있으며, 이는 적어도 4개 이상의 GPS 위성신호가 수신되면 위치계산 과정에서 그 값을 정확히 구하여 제거할 수 있다. 그러나 GPS 위성신호가 1 내지 3개 밖에 수신되지 않아서 하이브리드 모드를 사용하는 경우에는 상기 수신기 시계 오차를 직접 구할 수 없으므로, 이는 그대로 위치오차에 반영되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 수신기 시계 오차는 CDMA 기지국과 개인 휴대 단말기와의 시각 동기의 정확도에 의해 좌우된다. 따라서, 상기 개인 휴대 단말기가 하이브리드 모드로 동작할 때 정확한 위치 값을 획득하기 위해서는 CDMA 기지국과의 정확한 시각 동기가 요구된다. 즉, CDMA 시스템 내에서 개인 휴대 단말기가 GPS 신호를 탐색 및 추적하는 동안에 CDMA 기지국과의 시각 동기를 정확히 유지할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다.
이하, 상기에서 살펴본 바와 같은 GPS를 이용하는 개인 휴대 단말기의 수신기 구조에 대하여 살펴보기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 GPS를 이용하는 개인 휴대 단말기의 수신기 구조의 개략적인 실시예를 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 GPS 개인 휴대 단말기는, 안테나와, 듀플렉서(duplexer)(101)와, CDMA RF 처리부(103)와, GPS RF 처리부(105)와, 기준 시계(VCTCXO)(107)와, CDMA 기저대역 처리부(109)와, GPS 기저대역 처리부(111)와 AGPS 메시지 수신부(121)를 포함한다. 또한 상기 GPS 기저대역 처리부(111)는 캐리어 루프 필터(Carrier Loop Filter)(113), 코드 루프 필터(Code Loop Filter)(115), 코드 생성부(Code Generator)(117), 혼합기(mixer) 및 상관 검출기(Correlator)(119)를 포함한다.
상기 개인 휴대 단말기는 그 구조상 통상적으로 한 개의 안테나를 가지고 GPS 기능과 CDMA 기능 두 가지 방식 모드를 수행한다. 또한 일부 GPS용 독립 안테나를 가지는 개인 휴대 단말기라 하더라도 하나의 기준 시계(VCTCXO)(107)를 CDMA RF 처리부(103) 및 GPS RF 처리부(105)에서 공유하여 사용하게 된다. 따라서, 상기 기준 시계(VCTCXO)(107)는, 일반적인 CDMA 동작만이 수행되는 경우에는 CDMA 시스템 주파수에 맞춰서 제어되지만, GPS 동작이 수행되는 경우에는 그 제어가 정지된다.
즉, 상기 CDMA RF 처리부(103)와 GPS RF 처리부(105)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 하나의 기준 시계(107)를 공유하고 있다. 따라서, GPS 탐색 초기에 GPS 기저대역(baseband) 처리부(111)의 기준 시각이 CDMA 시스템 시각에 동기되고, 이후 개인 휴대 단말기의 GPS 기능이 동작할 때에는 CDMA 신호에 의한 기준 시계(107)의 제어 동작이 정지한다. 그러므로, 개인 휴대 단말기의 GPS 기능이 동작할 때 개인 휴대 단말기의 GPS 시각 즉, GPS 기저대역 처리부(111)의 시각은, 상기 CDMA 시스템 시각에서 동기되는 기준 주파수, 즉 CDMA 시스템과 공유하는 기준 시계(107)의 주파수를 이용하여 증가하게 된다. 이를 하기 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2는 종래 기술에 따른 개인 휴대 단말기의 시각 오차 그래프를 도시한 도면이다.
상기 도 2를 참조하면, CDMA 동작 구간에 나타낸 바와 같이 개인 휴대 단말기의 CDMA 시스템 시각은 실제 CDMA 시스템 시각을 기준으로 일정 수준(1 usec) 이 하의 에러(error) 값을 가지고 있다. 또한, 상기 개인 휴대 단말기의 CDMA 기준 주파수 역시 실제 CDMA 기준 주파수를 기준으로 일정 수준(0.05ppm) 이하의 주파수 에러 값을 가지고 있다. 이러한 에러 값들은 상기 CDMA 기저대역 처리부(109)에서 상기 일정 수준 값 이하로 유지되도록 계속해서 제어된다.
상술한 바와 같이, 개인 휴대 단말기의 GPS 동작 시에는 CDMA 기지국으로부터의 CDMA 신호 수신이 정지하게 되고, 또한 CDMA 신호에 의한 주파수 제어도 멈추게 된다. 상기와 같이, GPS 탐색 초기에 CDMA 시스템 시각이 가지는 에러값(tERR_I)과 기준 주파수가 가지는 에러값(fERR)은 상기 GPS 탐색이 끝났을 때의 실제 GPS 시각과 개인 휴대 단말기의 GPS 시각의 차이 즉, 최종 수신기 시계오차(tERR)의 원인이 된다. 하기 <수학식 1>은 상기 수신기 시계오차를 나타낸 것이다.
Figure 112005005436850-PAT00005
상기 <수학식 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 tERR_I는 GPS 탐색 초기에 동기된 GPS 기준 시각의 정확도에 비례하는 초기 시각동기 오차를 의미하며, 상기 tERR_F는 GPS 신호를 탐색하는 과정에서 탐색이 끝났을 때 기준 주파수(reference clcok)의 오차에 의해 발생하는 시각동기 드리프트(Drift) 오차를 의미한다.
상기 <수학식 1>에서, 상기 tERR_I는 GPS 탐색 초기에 CDMA 시스템 시각에 GPS 기저대역 처리부(111)의 기준 시각을 동기하는 과정에서 발생하는 오차로서, 이는 개인 휴대 단말기의 CDMA 시스템 시각이 실제 CDMA 시스템 시각에 얼마나 높은 정확도로 동기되고 있는지에 따라 그 오차의 크기가 좌우된다. 여기서, 상기 크기는 일반적인 경우 1usec 이내이다.
상기 <수학식 1>에서, 상기 tERR_F는 GPS 탐색 초기에 개인 휴대 단말기의 기준 시계(107)의 주파수 제어를 정지할 때, 그 순간 존재하는 주파수 오차(fERR)에 기인한 시각 오차로서, 이는 탐색 초기의 주파수 오차(fERR)와 탐색 시간(tGPS)에 따라 그 크기가 결정된다. 즉, 상기한 도 2에 나타낸 바와 같이, GPS 동작 시간동안 제어가 정지된 기준 주파수가 오차를 포함하고 있을 경우 시간이 경과함에 따라 GPS 기저대역 처리부(111)의 시각은 점진적으로 시각 오차 즉, 바이어스(bias)를 가지게 된다. 이는 곧 수신기 기준 주파수 오차(fERR)의 CDMA 기준 주파수(f)에 대한 비율과 탐색에 걸린 총 시간의 곱으로 나타낼 수 있으며, 하기 <수학식 2>와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112005005436850-PAT00006
먼저, 상기 <수학식 2>는 상기 주파수 오차 값 fERR이 GPS 탐색 시간 tGPS 동안 일정하다고 가정한 것이다. 실제로 탐색 시간이 길어지면 제어가 정지된 기준 시계(107)의 주파수 오차 값 fERR은 점진적으로 변하지만, 여기서 고려하고 있는 비교적 짧은 시간의 탐색 기간동안은 GPS 탐색 초기에 발생하는 상기 주파수 오차 값 fERR이 GPS 탐색이 끝날 때까지 거의 일정하게 유지된다고 볼 수 있다.
한편, 상기 <수학식 1>에서 상기 tERR_I와 상기 tERR_F의 원인에 의한 오차는 수신된 위성신호의 의사거리(pseudorange) 측정치 모두에서 공통적인 값으로 나타나는 공통 오차로써 사용된다. 이때, 상기 공통 오차는 위성신호가 적어도 4개 이상 동시에 수신되는 조건에서는 의사거리 측정치에서 완벽하게 제거된다.
하지만, 실내와 같이 GPS 신호의 수신이 어려운 곳에서 위성 신호가 1 내지 3개만이 수신되는 경우에는 하이브리드 방식으로 위치 해를 구하게 되는데, 이러한 경우 상기한 공통 오차를 구하여 제거할 수가 없으므로, 위치 해를 구하는데 직접적으로 영향을 주게 된다. 특히, 상기 tERR_F의 수신기 기준 주파수의 오차에 의한 시각동기 드리프트 오차는 신호가 낮은 환경에서 탐색 시간이 길어질 경우에 더 커지게 된다. 따라서, 하이브리드 방식을 이용할 경우 기준 주파수의 오차에 의한 시각동기 드리프트 오차를 제거함으로써 위치 오차를 줄일 필요성이 대두되고 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은, CDMA 개인 휴대 단말기에서 AGPS 방식으로 개인 휴대 단말기의 위치를 구하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, CDMA 개인 휴대 단말기에서 AGPS 방식으로 개인 휴대 단말기의 위치를 구함에 있어, 수신기 시각오차를 구하여 이를 의사거리 측정치 에서 보상함으로써, 하이브리드 방식의 위치 계산에서 위치오차를 줄일 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 수신기 시각오차를 수신기의 기준 주파수의 오차와 GPS 탐색 시간을 곱하여 정확히 구할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, AGPS 서버로부터 수신받은 각 위성들의 기준 도플러 주파수 값과, 개인 휴대 단말기가 GPS 신호를 탐색하여 획득한 각 위성들의 도플러 주파수 값과의 공통적인 차이를 이용하여 수신기 기준 주파수의 오차를 구할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 위성의 도플러 값을 측정하여 수신기 기준 주파수 오차를 결정할 경우, n-포인트 FFT 연산 장치를 사용하여 1000/n Hz의 해상도로 위성의 도플러 주파수를 정밀하게 측정하고, 이를 통해 기준 주파수 오차를 정확하게 측정할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 장치는; CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 AGPS(Assisted Global Positioning System) 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 위치 추정 장치에 있어서, 기준 주파수 제공을 위한 기준 시계(VCTCXO)와, CDMA 기지국과 송수신되는 신호의 처리를 담당하는 CDMA 기저대역 처리부와, GPS 위성과 송수신되는 GPS 기저대역 신호 처리를 담당하는 GPS 기저대역 처리부와, 적어도 하나 이상의 GPS 위성신호를 탐색하기 위해 소정의 AGPS 서버로부터 GPS의 도플러 값을 수신하는 AGPS 메시지 수신부와, 상기 개인 휴대 단말기의 위치 추정을 위한 연산 처리를 담당하며, 상기 GPS 신호를 수신하여 상기 GPS의 도플러 값을 측정하는 연산 처리부와, 상기 연산 처리부에서 연산을 마친 결과들을 이용하여 시각오차를 계산하고, 상기 계산된 시각오차를 통해 GPS 위성과의 의사거리를 측정하는 신호 처리부를 포함함을 그 장치적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 상기 연산 처리부는, 상기 GPS 기저대역 처리부로부터 출력되는 상관 검출 결과와 고속 푸리에 변환 결과를 저장하는 메모리와, 각 위성별 예측 기준 도플러 주파수를 구하기 위한 상기 고속 푸리에 변환을 수행하는 고속 푸리에 변환기를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 상기 신호 처리부는, 고속 푸리에 변환 결과 값의 신호 크기를 비교하여 소정의 신호 검출 임계값을 넘는 GPS 위성들을 검출하기 위한 신호 검출부와, 상기 신호 검출부에서 검출된 GPS 위성들의 도플러 주파수를 측정하고, 상기 측정값과 상기 AGPS 메시지 수신부에서 각 위성별로 예측된 기준 도플러 주파수 값과의 차이인 도플러 바이어스를 측정하고, 상기 측정된 공통의 도플러 바이어스를 이용하여 코드 주파수 바이어스를 생성하는 기준 주파수 오차 측정부와, 상기 코드 주파수 바이어스 값을 이용하여 시각오차를 코드 위상오차 형태로 산출하는 시각오차 계산부와, 상기 시각오차 계산부에서 계산된 시각오차를 보상하기 위한 시각오차 보상부와, 상기 신호 검출부에서 검출된 신호들의 코드 위상 측정값을 이용하여 상기 개인 휴대 단말기와 각 위성까지의 의사거리를 생성하고, 상기 의사거리 생성시 상기 시각오차 보상부로부터 입력되는 시각오차를 보상하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부에서 시각오차가 보상된 최종 의사거리를 상기 소정의 AGPS 서버로 전 송하는 측정결과 전달부를 포함함을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 AGPS(Assisted Global Positioning System) 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 위치 추정 방법에 있어서, AGPS 서버를 통해 위성의 도플러 값을 수신하는 과정과, 위성신호를 수신하고, 상기 수신한 위성신호를 이용하여 상기 위성의 도플러 값을 측정하는 과정과, 상기 수신한 도플러 값과 측정한 도플러 값과의 차이를 이용하여 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00007
) 값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00008
) 값과 탐색 시간을 고려하여 코드 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00009
) 값을 산출하는 과정과, 상기 산출된 코드 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00010
) 값을 보상하여 상기 위성의 의사거리를 계산하는 과정을 포함함을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 상기 고속 푸리에 변환을 통한 도플러 값은 1000/n[Hz]의 도플러 측정 해상도(resolution)를 가지며, 상기 해상도를 이용하여 도플러 주파수를 측정하고, 상기 측정된 도플러 주파수를 이용하여 기준 주파수 오차를 측정하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그리고 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구 성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명은 동기식 CDMA 시스템을 이용하는 수신기가 어시스트 GPS(Assisted GPS, 이하 'AGPS'라 칭하기로 한다) 방식을 이용하여 수신기의 위치를 구할 때, 특히 하이브리드(Hybrid) 모드로 동작하는 경우에 CDMA 시스템 시각(time)과의 타이밍(timing) 동기를 정확하게 유지하여 수신기의 위치 오차를 크게 줄일 수 있도록 하는 장치 및 방법을 제안한다. 즉, 제안하는 본 발명은 CDMA 시스템 내에서 개인 휴대 단말기가 GPS 신호를 탐색 및 추정하는 동안에 CDMA 기지국과의 시각 동기를 정확히 유지할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 CDMA 시스템을 이용하는 개인 휴대 단말기가 AGPS 방식을 이용하여 수신기의 위치를 구할 때, 주파수 에이딩(aiding)과 시각 에이딩을 통해 CDMA 시스템과의 시각동기를 유지하는 경우, 하이브리드 모드로 개인 휴대 단말기 의 위치를 계산할 때 발생하는 위치 오차를 줄임으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.
이하, 본 발명에서는 상기에서 설명한 최종적인 수신기 시계오차 값(tERR) 중 비중이 큰 시각동기 드리프트(Drift) 오차(tERR_F)를 보상하는 장치 및 방법을 제안한다. 이를 위하여 먼저, 상기에서 살펴본 종래 기술에 따른 문제점의 해결 방법에 필요한 구성 요소의 일예를 상기한 도 1을 참조하여 설명한다.
즉, 여러 GPS 위성과의 의사거리 측정치(Pseudorange measurement)는 개인 휴대 단말기가 가지고 있는 기준 GPS 시각과 측정한 여러 위성 신호의 GPS 시각과의 차이를 의미하며, 상기 개인 휴대 단말기의 GPS 시각에서의 코드 위상 값과 각 위성으로부터 획득되는 코드 위상 값의 차이로 나타난다. 즉, 상기 개인 휴대 단말기의 GPS 시각이 상기 수신기 시계오차(tERR)를 가질 경우 모든 위성으로부터 획득한 의사거리 측정치가 공통적인 코드 위상(code phase) 오차를 가지게 된다.
다시 말해, 기준 주파수의 오차에 의한 시각동기 드리프트 오차로 인한 공통 오차 tERR_F는 실제로 수신기 내부 측정치에서 코드 위상(code phase) 값의 공통 오차로서 나타나게 된다. 따라서, 상기 <수학식 2>에서 나타낸 바와 같이, 상기 tERR_F는 코드 바이어스(code bias) 형태(단위가 시간에서 코드 칩(chip)으로 변환됨)로 하기 <수학식 3>과 같이 나타낼 수 있다. 즉, 상기 <수학식 2>에서 나타낸 개인 휴대 단말기의 시각 오차(tERR_F)는 하기 <수학식 3>과 같이 GPS 코드 위상 값 측정 오 차인 코드 바이어스(code bias)로 나타낼 수 있다.
Figure 112005005436850-PAT00011
상기 <수학식 3>에 나타낸 바와 같이, 상기
Figure 112005005436850-PAT00012
는 공통 코드 바이어스(code bias)를 의미하는 것으로 그 단위는 칩(chips) 단위로 나타내며, 상기
Figure 112005005436850-PAT00013
는 코드 주파수 바이어스(code frequency bias)를 의미하는 것으로 그 단위는 초당 칩(chips/sec) 단위로 나타내며, 상기 tGPS는 탐색 시간(search duration)을 의미하는 것으로 그 단위는 초(sec) 단위로 나타낸다.
한편, 상기 <수학식 3>에서와 같이, 상기 공통 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00014
) 값을 보상해주기 위해서는 기준 시계(VCTCXO)의 주파수 오차 fERR에 의해 발생하는 상기 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00015
)의 값을 알아낼 필요가 있다.
즉, 상기한 도 1에 나타낸 바와 같이, 개인 휴대 단말기는 AGPS 메시지 수신부(121)에서 AGPS 서버로부터 수신받은 대략적인 코드의 위상과 도플러 값을 이용하여 각 GPS 위성의 신호를 탐색하게 된다. 이때 상기 개인 휴대 단말기는 CDMA 기저대역 처리부(109)와 공통으로 사용하고 있는 기준 시계(VCTCXO)(107)를 이용하여 GPS RF 처리부(105) 내부의 로컬 오실레이터(LO; Local Oscillator)에서 중간 주파수(IF)를 만들어낸다.
이때, 상기 기준 시계(VCTCXO)(107)가 가진 기준 주파수의 오차는 상기 로컬 오실레이터에서 만들어낸 중간 주파수에도 나타나게 되는데, 이를 로컬 오실레이터 바이어스(LO Bias)라고 한다. 이러한 로컬 오실레이터 바이어스는 GPS 기저대역 처리부(111)에서 측정된 각 위성의 도플러 주파수 값들이 공통적인 바이어스를 갖게 한다.
한편, 상기 개인 휴대 단말기가 GPS 위성신호를 측정하여 얻어낸 도플러 주파수 값과, AGPS　서버에서 수신한 AGPS 데이터의 기준 도플러 주파수 값, 즉 예측된 GPS 위성신호의 주파수 값과의 차이를 도플러 바이어스(Db)라 하며, 상기 도플러 바이어스는 하기 <수학식 4>와 같이 정의할 수 있다.
Figure 112005005436850-PAT00016
상기 <수학식 4>에 나타낸 바와 같이, 상기 Db는 도플러 바이어스(Doppler bias)를 의미하며, 상기 Dref는 AGPS 서버로부터 수신한 기준 도플러 주파수를 의미하며, 상기 Dmeas는 GPS 기저대역 처리부에서 측정된 도플러 값을 의미한다. 여기서, 상기 각 파라미터에 상응하는 단위는 [Hz]이다.
한편, 상기한 <수학식 3>에서 나타낸 상기 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00017
) 값은 상기 <수학식 4>를 통하여 구한 도플러 바이어스(Db) 정보를 하기 <수학식 5>의 변환식을 이용하여 구할 수 있다.
Figure 112005005436850-PAT00018
상기 <수학식 5>에 나타낸 바와 같이, 상기 k는 코드 주파수(Code frequency)를 캐리어 주파수(Carrier frequency)를 나눈 값을 의미하며, 예를 들면 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005005436850-PAT00019
상기 <수학식 5>를 통해 구한 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00020
) 값을 상기 <수학식 3>에 적용하여 기준 주파수 오차 및 시각동기 드리프트에 의한 코드 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00021
)를 구할 수 있다. 여기서 상기 코드 바이어스는 모든 위성의 코드 위상 측정치에 존재하는 바이어스이므로, 이를 상기 위성들로부터 획득된 의사거리 측정치로부터 제거할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 AGPS에서 수신받은 예측된 도플러 정보 값과 개인 휴대 단말기에서 실제 위성 신호를 획득하여 얻어낸 도플러 값과의 각 위성들의 공통적인 차이를 이용하여 상기와 같이 코드 주파수 바이어스 값을 구하고, 상기 구한 값을 탐색에 걸린 총 시간과 곱하여 코드 바이어스 값을 알아낸다. 그리고 상기 값을 각 위성의 의사거리에서 보상해줌으로써, 하이브리드 방식의 위치 계산 방식에서 위치오차를 줄일 수 있다.
따라서, 제안하는 본 발명은 상술한 바와 같이 CDMA 개인 휴대 단말기가 AGPS 동작을 수행할 때 증가하는 수신기 시각오차 중 특히 수신기 기준 주파수의 오차로 인한 시각동기 드리프트 오차를 제거할 수 있다. 이를 통해, 하이브리드 방식을 사용하여 개인 휴대 단말기의 위치를 구하는 경우 그 위치 오차를 줄임으로써, 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.
그러면, 이하에서는 첨부한 도면 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 동작 실시예를 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 개인 휴대 단말기 수신기 구조의 실시예를 도시한 도면이다.
상기 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 개인 휴대 단말기는 상기한 도 1에서와 같이, CDMA 기지국 또는 GPS 위성과의 데이터 신호 송수신을 위한 안테나와, 송수신 RF 신호의 처리를 담당하는 듀플렉서(301), CDMA RF 처리부(303) 및 GPS RF 처리부(305)와, 기준 주파수를 제공하는 기준 시계(VCTCXO)(307)와, CDMA 신호의 처리를 담당하는 CDMA 기저대역 처리부(309)와, 캐리어 루프 필터(Carrier Loop Filter), 코드 루프 필터(Code Loop Filter) 및 상관 검출기(Correlator) 등을 포함하고 GPS 기저대역 신호 처리를 담당하는 GPS 기저대역 처리부(311)와, 기본적인 AGPS 기능을 수행하기 위한 AGPS 메시지 수신부(313) 등을 포함하며, 또한, 본 발명에서는 상기 구성 외에 본 발명의 실시예를 위해 연산부와 기술부를 더 구비한다.
상기 연산부는, 상기 GPS 기저대역 처리부(311)로부터 출력되는 상관 검출 결과와 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 칭하기로 한다) 결과를 저장할 수 있는 메모리(315)와, 상기 FFT 연산을 수행할 수 있는 FFT기(317)를 포함한다.
상기 기술부는, 상기 FFT기(317)에서 연산을 마친 결과들을 이용하여 시각오차를 계산하고, 이를 통해 획득한 GPS 위성과의 의사거리 측정에 반영함으로써, 하이브리드 모드에서의 위치오차를 개선하기 위한 장치로서, 신호 검출부(319)와, 기준 주파수 오차 측정부(323)와, 시각오차 계산부(325)와, 시각오차 보상부(327)와, 신호 처리부(321) 및 측정결과 전달부(329)를 포함한다.
상기와 같은 구성을 통한 본 발명의 동작 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 개인 휴대 단말기가 상기 AGPS 메시지 수신부(313)에서 수신한 코드와 도플러 정보를 이용하여 GPS 신호를 탐색하는 과정에서, 상기 GPS 기저대역 처리부(311)에서 생성된 1ms 동안의 수신기 PN 코드 레플리카(replica)와 실제 GPS 위성신호 디지털 샘플(digital samples)과의 상관(correlation) 또는 누적(accumulation)된 결과를 이하에서는 1ms 샘플이라고 정의한다.
다음으로, 본 발명에 따른 장치에서 n ms 동안 동기적분을 수행한다고 가정하면, 먼저 1ms 샘플 n개가 상기 메모리(315)에 순차적으로 저장된다. 그리고 상기 n개의 샘플들이 상기 메모리(315)에 모두 저장되면, 이어서 상기 n개의 1ms 샘플들로 상기 FFT기(317)를 통해 n-포인트 FFT를 수행한다. 이후 상기 FFT 수행에 따른 결과는 다시 상기 메모리(315)로 옮겨져서 처리된다. 이때, 상기 FFT 결과는 1000/n Hz의 도플러 측정 해상도(resolution)를 가지게 되며, 상기 신호 검출부(319)에서는 상기 결과 값의 신호 크기가 소정의 신호 검출 임계값(threshold)을 넘는 위성들을 검출하게 된다.
여기서, 상기 n-포인트 FFT기(317)의 포인트 수 n은 일반적으로 큰 값을 갖는 것이 유리하다(예컨대, 64 또는 128포인트 FFT). 상기 FFT기(317)의 포인트 수 n이 커질수록 고해상도(1000/n[Hz] resolution)로 정확히 도플러 바이어스의 값을 측정 할 수 있다. 상기 도플러 바이어스의 값을 정확하게 구하지 못하는 경우, 이어서 계산되는 코드 위상오차 값이 유효하지 않게 되므로, 상기 FFT기(317)의 해상도를 높여서 도플러 바이어스의 값을 정확하게 구하는 것이 중요하다.
다음으로, 상기 기준 주파수 오차 측정부(323)에서는 상기 신호 검출부(319)에서 검출된, 즉 소정의 신호 검출 임계값을 넘는 모든 위성들의 도플러 주파수를 측정하여 상기 AGPS 메시지 수신부(313)에서 각 위성별로 예측된 기준 도플러 주파수 값과의 차이를 구한다. 이하에서는 상기 차이를 도플러 바이어스(Doppler bias)라고 한다.
한편, 상기 위성들의 도플러 주파수 값과 상기 기준 도플러 주파수 값과의 차이는 하기에서와 같이 두 가지 요인에 의해서 결정되는데, 첫 번째 상기 기준 시계(VCTCXO)(307)가 만들어낸 기준 주파수의 바이어스에 의해 결정된다. 이때, 상기 바이어스는 GPS RF 신호를 다운 변환(down convert)하는 상기 GPS RF 처리부(305) 내부 로컬 오실레이터(Local Oscillator)의 주파수에 바이어스를 발생시킨다. 이러한 경우 모든 위성의 도플러 주파수 측정치에 바이어스 값이 나타난다. 두 번째로 사용자가 움직이고 있을 때 사용자 모션(user motion)에 의해 도플러 바이어스가 발생한다. 이는 각 위성별로 다르게 나타나며, 이는 하기 <수학식 6>과 같이 정의 할 수 있다.
Figure 112005005436850-PAT00022
상기 <수학식 6>에 나타낸 바와 같이, 소정의 위성 i에 대하여 도플러 바이어스는 로컬 오실레이터 바이어스와 상기 위성 i에 대한 사용자 도플러 값의 합으로 나타낼 수 있다.
그러나, 상기 사용자 모션은 본 발명의 기능이 주로 사용되는 예컨대, 하이브리드 모드가 사용되는 GPS 신호 레벨이 낮은 실내(indoor)에서는 극히 제한적이므로, 상기 사용자 모션에 의한 사용자 도플러 값은 영향은 무시한다.
따라서, 상기 로컬 바이어스는 상기 신호 검출부(319)로부터 검출된 위성의 도플러 주파수와 AGPS 메시지 수신부(313)에서 각 위성별로 예측된 도플러 주파수와의 차이로 구해지며, 상기 값은 모든 검출된 위성들에서 비슷한 값을 가지게 된다. 즉, 상기 신호 검출부(319)를 통해 다수의 위성이 검출되면, 이상적인 경우 모든 위성은 하나의 공통된 도플러 바이어스를 가져야 한다.
다음으로, 상기 기준 주파수 오차 측정부(323)에서는 상기 측정된 공통의 도플러 바이어스를 이용하여 상기 <수학식 5>에서와 같이 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00023
)를 만들어 낸다. 그러면, 상기 시각오차 계산부(325)에서는 상기 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00024
) 값을 이용하여 상기 <수학식 3>에서와 같이 시각오차를 코드 위상오차(
Figure 112005005436850-PAT00025
)의 형태로 계산해낸다.
이어서, 상기와 같이 계산된 시각오차는 상기 신호 검출부(319)에서 검출된 신호들의 코드 위상 측정값을 이용하여 상기 신호 처리부(321)에서 개인 휴대 단말기와 각 위성까지의 의사거리를 만들어 낼 때, 상기 시각오차 보상부(327)를 통하여 시각오차를 보상하는데 이용된다. 마지막으로 상기 측정결과 전달부(329)에서는 시각오차가 제거된 최종 의사거리를 AGPS 서버로 전달하게 된다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 제안하는 본 발명에서는 AGPS에서 수신받은 도플러 에이딩(aiding) 정보 값을 기준으로 개인 휴대 단말기에서 실제 위성신호를 획득한다. 이어서, 상기 위성신호에 n-포인트 FFT를 수행하여 1000/n[Hz]의 해상도(resolution)를 갖는 도플러 값을 획득한다. 그런 다음, 상기 획득한 도플러 값과의 차이를 이용하여 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00026
) 값을 산출하고, 상기 산출된 코드 주파수 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00027
) 값과 탐색에 걸린 총 시간과 곱하여 수신기 시각오차 즉, 코드 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00028
) 값을 산출한다. 이후 상기 산출된 코드 바이어스(
Figure 112005005436850-PAT00029
) 값을 각 위성의 의사거리에서 제거한다. 이러한 일련의 과정을 통해 본 발명에서는 하이브리드 방식에서의 위치오차를 크게 줄일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명의 어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기 유지 장치 및 방법에 따르면, 종래의 하이브리드 모드에서 기준 주파수의 바이어스로 인해 발생된 의사거리의 오차로 인해 개인 휴대 단말기의 위치결과의 정확도가 낮아지는 현상을 제거할 수 있는 이점을 가진다. 또한, 실내 또는 도심환경과 같은 GPS 위성의 신호세기가 낮아 1 내지 2개의 위성만이 잡히는 경우에 더 정확한 위치 측정을 가능하도록 하는 이점을 가진다.
또한, CDMA 개인 휴대 단말기에서 AGPS 방식으로 단말기의 위치를 구하는데 있어, 수신기 시각오차를 수신기의 기준 주파수의 오차와 GPS 탐색 시간을 곱하여 정확히 구할 수 있으며, 이를 의사거리 측정치에서 보상함으로써 하이브리드 방식의 위치 계산에서 위치오차를 크게 줄일 수 있는 이점을 가진다.

Claims (25)

  1. CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 AGPS(Assisted Global Positioning System) 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 위치 추정 장치에 있어서,
    기준 주파수 제공을 위한 기준 시계(VCTCXO)와,
    CDMA 기지국과 송수신되는 신호의 처리를 담당하는 CDMA 기저대역 처리부와,
    GPS 위성과 송수신되는 GPS 기저대역 신호 처리를 담당하는 GPS 기저대역 처리부와,
    적어도 하나 이상의 GPS 위성신호를 탐색하기 위해 소정의 AGPS 서버로부터 GPS의 도플러 값을 수신하는 AGPS 메시지 수신부와,
    상기 개인 휴대 단말기의 위치 추정을 위한 연산 처리를 담당하며, 상기 GPS 신호를 수신하여 상기 GPS의 도플러 값을 측정하는 연산 처리부와,
    상기 연산 처리부에서 연산을 마친 결과들을 이용하여 시각오차를 계산하고, 상기 계산된 시각오차를 통해 GPS 위성과의 의사거리를 측정하는 신호 처리부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연산 처리부는,
    상기 GPS 기저대역 처리부로부터 출력되는 상관 검출 결과와 고속 푸리에 변 환 결과를 저장하는 메모리와,
    각 위성별 예측 기준 도플러 주파수를 구하기 위한 상기 고속 푸리에 변환을 수행하는 고속 푸리에 변환기를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환 결과는 상기 메모리에 저장되며, 1000/n[Hz]의 도플러 측정 해상도(resolution)를 가지는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환기는 도플러 바이어스 값의 정확성을 유지하기 위한 고속 푸리에 변환을 수행함을 특징으로 하는 상기 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신호 처리부는,
    고속 푸리에 변환 결과 값의 신호 크기를 비교하여 소정의 신호 검출 임계값을 넘는 GPS 위성들을 검출하기 위한 신호 검출부와,
    상기 신호 검출부에서 검출된 GPS 위성들의 도플러 주파수를 측정하고, 상기 측정값과 상기 AGPS 메시지 수신부에서 각 위성별로 예측된 기준 도플러 주파수 값 과의 차이인 도플러 바이어스를 측정하고, 상기 측정된 공통의 도플러 바이어스를 이용하여 코드 주파수 바이어스를 생성하는 기준 주파수 오차 측정부와,
    상기 코드 주파수 바이어스 값을 이용하여 시각오차를 코드 위상오차 형태로 산출하는 시각오차 계산부와,
    상기 시각오차 계산부에서 계산된 시각오차를 보상하기 위한 시각오차 보상부와,
    상기 신호 검출부에서 검출된 신호들의 코드 위상 측정값을 이용하여 상기 개인 휴대 단말기와 각 위성까지의 의사거리를 생성하고, 상기 의사거리 생성시 상기 시각오차 보상부로부터 입력되는 시각오차를 보상하는 신호 처리부와,
    상기 신호 처리부에서 시각오차가 보상된 최종 의사거리를 상기 소정의 AGPS 서버로 전송하는 측정결과 전달부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 도플러 바이어스는, 상기 신호 검출부에서 검출된 GPS 위성들의 도플러 주파수를 측정하고, 상기 측정값과 상기 AGPS 메시지 수신부에서 각 위성별로 예측된 기준 도플러 주파수 값과의 차이 값인 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 도플러 바이어스는 상기 기준 시계(VCTCXO)가 생성한 기준 주파수의 바이어스에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 도플러 바이어스를 통해 GPS RF 신호를 다운 변환(down convert)하는 상기 GPS RF 처리부 내부 로컬 오실레이터(Local Oscillator)의 주파수에 바이어스를 발생하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 도플러 바이어스는 사용자 모션(user motion)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    소정의 위성 i에 대하여 상기 사용자 모션에 의한 도플러 바이어스는 하기 수학식과 같이 로컬 오실레이터 바이어스(LO bias)와 상기 위성 i에 대한 사용자 도플러 값의 합으로 구하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
    Figure 112005005436850-PAT00030
  11. 제10항에 있어서,
    상기 로컬 바이어스는 상기 신호 검출부로부터 검출된 위성의 도플러 주파수와 AGPS 메시지 수신부에서 각 위성별로 예측된 도플러 주파수와의 차이로 산출하며,
    상기 산출된 값은 상기 위성들에서 하나의 공동된 도플러 바이어스 값으로 사용됨을 특징으로 하는 상기 장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 코드 주파수 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00031
    )는 하기 수학식과 같이 산출함을 특징으로 하는 상기 장치.
    Figure 112005005436850-PAT00032
    상기 Db는 도플러 바이어스(Doppler bias)를 의미하며, 상기 k는 코드 주파수(Code frequency)를 캐리어 주파수(Carrier frequency)를 나눈 값을 의미함.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 코드 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00033
    )는 하기 수학식과 같이 산출함을 특징으로 하는 상기 장치.
    Figure 112005005436850-PAT00034
    상기
    Figure 112005005436850-PAT00035
    는 코드 주파수 바이어스를 의미하며, 상기 tGPS는 탐색 시간(search duration)을 의미함.
  14. CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 AGPS(Assisted Global Positioning System) 방식을 사용하는 개인 휴대 단말기의 위치 추정 방법에 있어서,
    AGPS 서버를 통해 위성의 도플러 값을 수신하는 과정과,
    위성신호를 수신하고, 상기 수신한 위성신호를 이용하여 상기 위성의 도플러 값을 측정하는 과정과,
    상기 수신한 도플러 값과 측정한 도플러 값과의 차이를 이용하여 코드 주파수 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00036
    ) 값을 산출하는 과정과,
    상기 산출된 코드 주파수 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00037
    ) 값과 탐색 시간을 고려하여 코드 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00038
    ) 값을 산출하는 과정과,
    상기 산출된 코드 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00039
    ) 값을 보상하여 상기 위성의 의사거리를 계산하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환을 통한 도플러 값은 1000/n[Hz]의 도플러 측정 해상도(resolution)를 가지며,
    상기 해상도를 이용하여 도플러 주파수를 측정하고, 상기 측정된 도플러 주파수를 이용하여 기준 주파수 오차를 측정하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 계산된 위성의 의사거리를 AGPS 서버로 전송하는 과정을 추가적으로 구비함을 특징으로 하는 상기 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 고속 푸리에 변환을 통한 도플러 값은 각 위성별로 예측된 기준 도플러 주파수 값인 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 GPS 위성신호와 상기 도플러 값과의 차이 값을 도플러 바이어스라 하며,
    상기 도플러 바이어스는 기준 시계(VCTCXO)가 생성하는 기준 주파수의 바이어스에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 도플러 바이어스를 통해 로컬 오실레이터(Local Oscillator) 주파수에 바이어스를 발생하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 도플러 바이어스는 사용자 모션(user motion)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    소정의 위성 i에 대하여 상기 사용자 모션에 의한 도플러 바이어스는 하기 수학식과 같이 로컬 오실레이터 바이어스(LO bias)와 상기 위성 i에 대한 사용자 도플러 값의 합으로 구하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
    Figure 112005005436850-PAT00040
  22. 제21항에 있어서,
    상기 로컬 바이어스는 상기 신호 검출부로부터 검출된 위성의 도플러 주파수와 AGPS 메시지 수신부에서 각 위성별로 예측된 도플러 주파수와의 차이로 산출하며,
    상기 산출된 값은 상기 위성들에서 하나의 공동된 도플러 바이어스 값으로 사용됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 코드 주파수 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00041
    ) 값 산출은 하기 수학식과 같이 산출함을 특징으로 하는 상기 방법.
    Figure 112005005436850-PAT00042
    상기 Db는 도플러 바이어스(Doppler bias)를 의미하며, 상기 k는 코드 주파수(Code frequency)를 캐리어 주파수(Carrier frequency)를 나눈 값을 의미함.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 코드 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00043
    ) 값은 수신기 시각오차인 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 코드 바이어스(
    Figure 112005005436850-PAT00044
    ) 값 산출은 하기 수학식과 같이 산출함을 특징으로 하는 상기 방법.
    Figure 112005005436850-PAT00045
    상기
    Figure 112005005436850-PAT00046
    는 코드 주파수 바이어스를 의미하며, 상기 tGPS는 탐색 시간(search duration)을 의미함.
KR1020050008177A 2005-01-28 2005-01-28 어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기유지 장치 및 방법 KR100713456B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050008177A KR100713456B1 (ko) 2005-01-28 2005-01-28 어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기유지 장치 및 방법
US11/340,610 US20060170589A1 (en) 2005-01-28 2006-01-27 Apparatus and method for maintaining time synchronization in AGPS receiver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050008177A KR100713456B1 (ko) 2005-01-28 2005-01-28 어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기유지 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060087240A true KR20060087240A (ko) 2006-08-02
KR100713456B1 KR100713456B1 (ko) 2007-05-02

Family

ID=36755949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050008177A KR100713456B1 (ko) 2005-01-28 2005-01-28 어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기유지 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20060170589A1 (ko)
KR (1) KR100713456B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100954452B1 (ko) * 2007-11-28 2010-04-27 인하대학교 산학협력단 Ａｇｐｓ를 지원하는 ｔｄ-ｓｃｄｍａ 단말기의측위처리시스템 및 그 방법
US8305263B2 (en) 2009-02-16 2012-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Global positioning system receiver and satellite clock correcting method thereof
CN114126027A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 上海华为技术有限公司 一种获取累计偏差的方法，装置以及相关设备

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7822157B2 (en) * 2002-12-31 2010-10-26 L-3 Communications, Corp. Acquisition and tracking of burst code signals
KR100751098B1 (ko) * 2006-02-16 2007-08-22 주식회사 팬택앤큐리텔 직교 주파수 분할 다중화 기반 통신 시스템에서의 파일럿심볼 전송 방법 및 장치, 그 수신방법 및 장치
EP1821427B1 (en) * 2006-02-20 2008-05-28 Alcatel Lucent Doppler compensation control for radio transmission
US20070279279A1 (en) * 2006-06-06 2007-12-06 Honeywell International Inc. System and method for enhancing the performance of satellite navigation receivers
US7667644B2 (en) * 2007-10-09 2010-02-23 Honeywell International Inc. GPS receiver RAIM with slaved precision clock
CN101206254B (zh) * 2007-12-20 2012-03-07 上海伽利略导航有限公司 室内定位全球定位系统接收机及辅助卫星导航定位系统的定位方法
GB2475229B (en) * 2009-11-05 2016-08-03 Thales Holdings Uk Plc Ultra-wideband radio reception
CN115296966A (zh) * 2022-08-01 2022-11-04 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种适用于高动态场景的多普勒码偏估计方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7053824B2 (en) * 2001-11-06 2006-05-30 Global Locate, Inc. Method and apparatus for receiving a global positioning system signal using a cellular acquisition signal
KR100389704B1 (ko) * 2000-06-19 2003-07-02 지규인 Ｇｐｓ와 ｉｎｓ를 탑재하여 연속 측위가 가능한 이동통신 단말기 및 그 측위방법
US6903684B1 (en) 2002-10-22 2005-06-07 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for optimizing GPS-based position location in presence of time varying frequency error
JP2003309517A (ja) 2003-05-12 2003-10-31 Nec Mobiling Ltd 移動体通信における移動局、システム及び周波数補正方法
KR100617787B1 (ko) * 2004-06-29 2006-08-28 삼성전자주식회사 고속 퓨리에 변환을 이용하여 방해전파를 검출하는전세계위치확인 시스템 수신기 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100954452B1 (ko) * 2007-11-28 2010-04-27 인하대학교 산학협력단 Ａｇｐｓ를 지원하는 ｔｄ-ｓｃｄｍａ 단말기의측위처리시스템 및 그 방법
US8305263B2 (en) 2009-02-16 2012-11-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Global positioning system receiver and satellite clock correcting method thereof
CN114126027A (zh) * 2020-08-26 2022-03-01 上海华为技术有限公司 一种获取累计偏差的方法，装置以及相关设备
CN114126027B (zh) * 2020-08-26 2024-04-09 上海华为技术有限公司 一种获取累计偏差的方法，装置以及相关设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20060170589A1 (en) 2006-08-03
KR100713456B1 (ko) 2007-05-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100713456B1 (ko) 어시스트 전세계 위치 확인 시스템 수신기에서 타임 동기유지 장치 및 방법
JP5957025B2 (ja) ユーザ受信機の位置決定方法
KR100617786B1 (ko) 도플러 변화를 보상하는 고감도 전세계위치확인 시스템수신기 및 방법
US7463979B2 (en) Method and apparatus for initializing an approximate position in a GPS receiver
US8010124B2 (en) Methods, systems and computer program products for providing location determination information to an assisted location service
EP1825289B1 (en) Method and apparatus for increasing coherent integration length while receiving a positioning signal
US6570533B2 (en) Method for determining the phase of information, and an electronic device
US20050285781A1 (en) GPS receiver and method for detecting a jammer signal using fast fourier transform
US20030212487A1 (en) Method of determining the position of a mobile unit
US7800531B2 (en) High precision positioning system
US20080111737A1 (en) Method and system for hybrid location aiding for multi-mode devices
US20120293366A1 (en) System, method and computer program for ultra fast time to first fix for a gnss receiver
KR20030007405A (ko) 위치-결정 방법 및 장치
RU2625819C1 (ru) Способ вспомогательного захвата в приемнике объединенной навигационной системы
US10429515B2 (en) Method and apparatus for GNSS signal tracking
CN106646548A (zh) 一种多模的超快速、低功耗的定位接收机系统及方法
JP4545375B2 (ja) Ｇｐｓ信号の逆拡散方法
JP2010521667A (ja) 多衛星測位（ＡＬＬＩＮＶＩＥＷ）でのコヒーレントなグローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）信号の擬似ランダムノイズ（ＰＲＮ）コード捕捉およびナビゲーションソリューション（ＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｏｌｕｔｉｏｎ）の算出のための方法およびシステム
JP2013127470A (ja) 受信機を測位する方法、測位システム及び電子装置
JP6047944B2 (ja) 受信装置及び相関積算処理方法
FI110292B (fi) Menetelmä vertailuajan virheen määrittämiseksi ja elektroniikkalaite
JP2007263660A (ja) 測位装置、測位装置の制御方法、測位装置の制御プログラム
Duffett-Smith et al. E-GPS: Indoor mobile phone positioning on GSM and W-CDMA
JP2001108735A (ja) 移動速度測定装置
KR20060099539A (ko) 총 수신 전력을 이용한 과도 지연 추정

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee