KR20080056244A

KR20080056244A - 타이밍 오프셋 및 위상 조정을 갖는 송신기를 사용한 위치결정

Info

Publication number: KR20080056244A
Application number: KR1020087010110A
Authority: KR
Inventors: 푸윈 링; 고든 켄트 워커; 크리시나 키란 무카빌리
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-06-20
Also published as: WO2007038552A1; TWI372571B; TW201542002A; TW201236489A; CA2623730A1; JP2009512253A; TWI571152B; AU2006294759A1; TW200733759A; RU2008116582A; TWI500343B; EP1929831A1; JP4927850B2; US20070069953A1; JP2011227089A; US8981996B2; IL190403A0; EP1929831B1; BRPI0616425A2

Abstract

무선 네트워크에서 위치 결정 정보를 결정하는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시형태에서, 타이밍 오프셋 정보는 다수의 송신기들과 하나 이상의 수신기들 사이에서 통신된다. 이러한 정보는, 정확한 위치 (position or location) 결정이 이루어지도록 네트워크 전체에 걸쳐 타이밍 차이들을 고려할 수 있다. 또 다른 실시형태에서는, 수신기들에서의 잠재적인 타이밍 차이들을 고려하여 송신기들로부터의 송신들을 선행시키거나 지연시키는 송신기 위상 조정이 이루어진다. 또 다른 실시형태에서는, 위치 결정들을 용이하게 하기 위해, 무선 네트워크에서 타이밍 오프셋 통신들 및/또는 송신기 위상 조정들의 조합이 채택될 수 있다.

무선 네트워크, 위치 결정, 위치확인, 타이밍 오프셋, 지연

Description

타이밍 오프셋 및 위상 조정을 갖는 송신기를 사용한 위치 결정{POSITION LOCATION USING TRANSMITTERS WITH TIMING OFFSET AND PHASE ADJUSTMENT}

35 U.S.C §119 에 따른 우선권 주장

본 특허 출원은, 본원의 양수인에게 양도되었고, 본원에 참고로서 명백하게 통합되어 있으며 2005년 9월 27일자 출원된, 발명의 명칭 "POSITION LOCATION USING TRANSMITTERS WITH TIMING OFFSET" 인 미국 가출원 제 60/721,505 호에 대하여 우선권을 주장한다.

Ⅰ. 기술분야

본 기술은 일반적으로 통신 시스템 및 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 무선 네트워크 내에서 타이밍 오프셋 또는 송신기 위상 조정 기술을 채택함으로써, 무선 네트워크에 따라 위치 (position location) 를 결정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Ⅱ. 배경기술

무선 시스템을 대표하는 일 기술로는, 코드 분할 다중 접속 (Code Division Multiple Access; CDMA) 디지털 무선 기술이 있다. CDMA 에 추가하여, 전파 인 터페이스 (air interface) 사양은, 무선 제공자들의 산업-주도 그룹에 의해 개발되어온 FLO (Forward Link Only) 기술을 정의한다. 일반적으로 FLO 는, 이용 가능한 무선 기술의 가장 이로운 특징에 영향을 주고 있으며, 일관성있게 최고-품질 성능을 달성하기 위해서 코딩 및 시스템 설계시 최신 기술을 사용하고 있다. 일 목적은, FLO 가 세계적으로 채택된 표준이 되는 것이다.

FLO 기술은 모바일 멀티미디어 환경을 위한 일 경우에서 설계되었고, 이상적으로 셀룰러 핸드셋 상에서의 사용에 적합한 성능 특성을 나타낸다. FLO 기술은, 실시간 콘텐츠 스트리밍 및 다른 데이터 서비스 모두에 대해, 항상 최고-품질 수신을 달성하기 위해, 코딩 및 인터리빙시 최신 기술 (advance) 을 사용한다. FLO 기술은, 소비 전력을 손상시키지 않고, 강건한 모바일 성능 및 고 용량을 제공할 수 있다. 또한, 이 기술은, 구축되는데 필요한 송신기들의 수를 상당히 감소시킴으로써, 멀티미디어 콘텐츠를 전달하는 네트워크 비용을 감소시킨다. 또한, FLO 기술-기반 멀티미디어 멀티캐스팅은, 무선 운용자들의 셀룰러 네트워크 데이터 및 음성 서비스들을 보완하는데, 이는 3G 네트워크 상에서 사용되는 동일한 셀룰러 핸드셋들에 콘텐츠를 전달한다.

FLO 무선 시스템은, 비-실시간 서비스들과는 별도로 실시간 오디오 및 비디오 신호들을 모바일 사용자들에게 브로드캐스팅하도록 설계되었다. 각각의 FLO 송신은, 주어진 지리적 영역에서 광범위한 커버리지를 보장하기 위해서 큰 고전력의 송신기를 이용하여 수행된다. 더욱이, FLO 신호가 주어진 시장에서 사람들의 상당 부분에 도달하는 것을 보장하기 위해서, 대부분의 시장들에서는 3-4 개의 송신기들을 배치하는 것이 일반적이다. FLO 송신기의 커버리지 때문에, 예를 들어, 3 각 측량 기술에 기초하여 위치를 결정하는 것이 가능하다. 종래의 위치 결정 기술들은, 거리 측정을 위해 위성 기반 GPS 신호들을 사용한다. 그러나 위성 기반 신호를 이용하는 문제점은, 예를 들어, 위성까지의 가시선 (line of sight) 이 이용가능하지 않은 실내 환경에서 신호 가용성이 부족하다는 것이다. 반대로, 종종 FLO 네트워크는 실내 커버리지를 달성하도록 설계되고, 이로써 실내에 위치하는 동안, 각각의 파형들이 위치확인 정보를 디바이스들에 제공할 수 있다.

요약

이하, 각종 다양한 실시형태의 일부 양태들의 기본적인 이해를 제공하기 위해서, 다양한 실시형태들의 단순화된 개요을 제공한다. 이 개요가 광범위한 개요는 아니다. 이 개요는 중요한/중대한 구성 요소들을 식별하거나 여기에 기술된 실시형태들의 범위를 서술하는 것으로 의도되지 않는다. 그 유일한 목적은, 후술되는 보다 상세한 설명에 대한 도입부로서, 단순화된 형태로 일부 개념들을 제공하는 것이다.

종래의 위성 위치확인 시스템 (global positioning system; GPS) 기술 대신에 (또는 이와 관련하여), 무선 네트워크에 걸쳐 위치 (position or location) 정보를 결정하기 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시형태에서는, 송신기들 사이의 타이밍 차이들을 고려하는 다수의 송신기들을 사용하여, 브로드캐스트 네트 워크에서의 위치가 결정된다. 다수의 위치 결정 알고리즘들, 예를 들어, GPS 와 같은 공통 중앙 클록을 사용하여 거리 측정을 위해 사용되는 신호들을 발산하는 송신기들이 시간적으로 정렬된다고 가정한다. 그러나, 이것은 어떠한 브로드캐스트 시스템에서 중앙 클록에 대하여 일부의 송신기들로부터의 송신들을 선행/지연시키는데 소정의 이점이 있어, 네트워크 전체에 걸쳐 신호 수신 및 품질을 용이하게 한다. 이러한 경우에, 위치 결정 알고리즘은 송신기들의 타이밍 오프셋 정보를 사용하여, 종래의 위치 결정 컴포넌트들에 비해 더 정확한 거리 측정을 초래한다. 따라서, 일부의 실시형태들에서, 오버헤드 파라미터 정보 (예를 들어, 타이밍 오프셋 정보) 가 송신될 수 있을 뿐만 아니라, 수신기에서의 이 추가 정보가 이용되어 정확한 거리 측정을 초래한다.

또 다른 실시형태에서는, 수신기에서의 타이밍 오프셋들을 고려할 필요를 완화시키기 위해, 각각의 송신기들에서 신호 송신 타이밍이 선행될 수 있거나 지연될 수 있다. 송신기들에서 송신되는 신호들의 타이밍을 조정함으로써, 중앙 집중형 클록으로부터의 타이밍 불일치 (mismatch) 가 이미 송신기들에서 고려되었기 때문에, 타이밍 오프셋 계산을 완화하면서 각각의 수신기들에서 정확한 위치 정보가 결정될 수 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 정확한 위치 결정을 용이하게 하기 위해, 소정의 시스템은 수신기와 통신되는 타이밍 오프셋 및/또는 송신기에서의 타이밍 조정의 조합을 포함할 수 있다.

전술한 것과 관련된 목적을 달성하기 위해, 어떤 예시적인 실시형태들이 다음의 상세 설명 및 도면과 관련하여 여기에 기술된다. 이들 양태들은, 이들 실 시형태들이 실시될 수 있는 각종 방식을 나타내는데, 그 모두는 커버되는 것으로 의도된다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 무선 네트워크 위치확인 시스템을 나타내는 개략적 블럭도이다.

도 2 는 위치 결정을 위해 타이밍 오프셋 정보를 채택하는 예시적인 시스템이다.

도 3 은 타이밍 오프셋 정보를 송신하는 예시적인 기술들을 나타낸다.

도 4 는 무선 위치확인 시스템에서 타이밍 정보를 조정하는 예시적인 시스템을 나타낸다.

도 5 는 무선 위치확인 시스템에 대한 예시적인 네트워크 계층들을 나타내는 도면이다.

도 6 은 무선 위치확인 시스템에 대한 예시적인 데이터 구조 및 신호를 나타내는 도면이다.

도 7 은 무선 위치확인 시스템에 대한 예시적인 타이밍 프로세서를 나타낸다.

도 8 은 무선 시스템에 대한 예시적인 사용자 디바이스를 나타내는 도면이다.

도 9 는 무선 시스템에 대한 예시적인 기지국을 나타내는 도면이다.

도 10 은 무선 시스템에 대한 예시적인 송수신기를 나타내는 도면이다.

상세한 설명

무선 네트워크에서 위치 결정 정보를 결정하는 시스템 및 방법이 제공된다. 일 실시형태에서, 타이밍 오프셋 정보는 다수의 송신기들과 하나 이상의 수신기들 사이에서 통신된다. 이러한 정보는, 정확한 위치 결정이 네트워크 전체에 걸쳐서 타이밍 차이들을 고려하여 이루어지도록 할 수 있다. 또 다른 실시형태에서는, 송신기들과 공통 클록 사이의 잠재적인 타이밍 차이를 고려하여 송신기들로부터의 송신들을 선행시키거나 지연시키는 송신기 위상 조정이 이루어진다. 이 방식에서는, 수신기들에서의 추가적인 타이밍 조정 없이 위치 결정이 이루어질 수 있다. 또 다른 양태에서는, 위치 결정 연산 또는 결정을 용이하게 하기 위해, 무선 네트워크에서 타이밍 오프셋 통신들 및/또는 송신기 위상 조정들의 조합이 채택될 수 있다.

타이밍 오프셋은 송신기 클록과, 공통 클록 동기화 신호들에 비해 소정의 오프셋으로 송신되는 송신기에서의 동기화 심볼을 야기시키는 공통 클록 소스 사이의 타이밍 불일치로 고려될 수 있다는 것이 주목된다. 예를 들어, 순방향 링크 전용 (FLO) 신호들의 경우에, 일반적으로 송신기에서의 수퍼프레임 경계는 GPS 로부터의 1 PPS 신호들에 대해 동기화될 것으로 기대된다. 그러나, 타이밍 불일치에 의해 또는 가끔 의도적으로 네트워크 최적화 목적을 위해, 실제로 수퍼프레임 경계는 GPS 로부터의 1 PPS 신호에 대하여 선행되거나 지연될 수도 있다. 이는, 송신기에서 타이밍 오프셋으로 언급된다.

송신기에서 위상 조정에 따르면, 송신기에서의 타이밍 오프셋들에 관계없이, 수신기에 의해 감지되는 전파 지연을 조정하기 위해 본래 송신기 파형이 변형된다. 이 경우, 송신기의 클록 (및 그에 따른 송신) 이 공통 클록 소스와 정밀하게 동기화될 수도 있는 경우에도, 송신기 파형이 변형되어 수신기에서 왜곡된 전파 지연 측정들을 초래하는 것이 가능하다. 예를 들어, OFDM 시그널링을 채택하는 FLO 의 경우, 수퍼프레임 경계는 GPS 로부터의 1 PPS 신호와 동기화될 수 있다. 그러나, OFDM 신호 버퍼의 순환 편이 (cyclic sfift) 를 채택함으로써, 송신기는 송신 위상을 조정할 수 있다. OFDM 심볼에 대한 순환 프리픽스는, 순환 편이된 OFDM 심볼에 기초하여 형성될 수 있다. 이러한 신호 변형에 따르면, 선택된 송신 위상 (또는 등가적으로 OFDM 심볼에 대한 순환 편이량) 에 따라 수신기에 의해 감지된 지연이 변화한다. 이는, 송신기에서 위상 조정으로서 언급된다.

본원에서 사용되는 바와 같이, "컴포넌트", "네트워크", "시스템" 등의 용어는, 실행중인 소프트웨어, 소프트웨어, 하드웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 하드웨어 중의 하나인, 컴퓨터-관련 엔티티를 언급하는 것으로 의도된다. 예를 들어, 컴포넌트는 프로세서에서 실행되는 프로세스, 프로세서, 객체, 실행가능물 (executable), 실행 스레드, 프로그램, 및/또는 컴퓨터일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 예시의 방식으로, 통신 디바이스 상에서 실행되는 애플리케이션 및 상기 디바이스 모두가 컴포넌트일 수 있다. 하나 이상의 컴포넌트들이 프로세스 및/또는 실행 스레드 내에 존재할 수도 있고, 컴포넌트는 하나의 컴퓨터 상에 집중배치되고/되거나, 2 개 이상의 컴퓨터들 사이에 분산배치될 수 있다. 또 한, 이러한 컴포넌트들은, 각종 데이터 구조가 저장된 각종 컴퓨터 판독가능 매체로부터 실행될 수 있다. 컴포넌트들은, 하나 이상의 데이터 패킷들 (예를 들어, 신호로서 로컬 시스템, 분산 시스템에서 또 다른 컴포넌트와 또한/또는 인터넷과 같은 네트워크에 걸쳐 다른 시스템과 상호작용하는 일 컴포넌트로부터의 데이터) 을 포함하는 신호에 따라 로컬 프로세스 및/또는 원격 프로세스로서 통신할 수도 있다.

도 1 은 무선 네트워크 위치확인 시스템 (100) 을 나타낸다. 이 시스템 (100) 은, 무선 네트워크를 통해 하나 이상의 수신기들 (120) 과 통신하는 하나 이상의 송신기들 (110) 을 포함한다. 수신기들 (120) 은 실질적으로 셀폰 (cell phone), 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말기 (personal assistant), 핸드헬드 또는 랩톱 디바이스 등과 같은 임의의 타입의 통신 디바이스를 포함할 수 있다. 이 시스템 (100) 은, 하나 이상의 위치 결정 컴포넌트들 (130) 을 채택하여, 수신기들 (120) 에 대한 위치 결정을 용이하게 한다. 일반적으로, 여기에 기술된 다양한 실시형태들에서, 수신기들에서의 정확한 위치 결정을 용이하게 하기 위해, 송신기들 (110) 과 수신기들 (120) 사이의 타이밍 동기화 정보가 조정되는 것이 필요할 수도 있다. 일 경우에, 위치 결정 컴포넌트 또는 알고리즘에서 무선 네트워크에서의 타이밍 차이 또는 조정이 고려되도록 지시하기 위해, 타이밍 오프셋 컴포넌트 (140) 가 송신기 (110) 와 수신기 (120) 사이에서 통신될 수 있다. 또 다른 경우는, 시스템 (100) 에서 발생할 수도 있는 타이밍 불일치 또는 차이들을 보상하는 효과가 있는 신호들을 선행시키거나 지연시키기 위해 송신기 (110) 에서 위상 조정 컴포넌트 (150) 를 채택한다. 다른 실시형태들에서는, 무선 네트워크 위치확인 시스템 (100) 에서 위치 결정을 용이하게 하기 위해, 타이밍 오프셋 컴포넌트들 (140) 및/또는 위상 조정 컴포넌트들 (150) 의 다양한 조합이 동시에 채택될 수도 있다. 도시된 바와 같이, 하나 이상의 파일럿 심볼들 (154) 이 지연 측정을 위해 제공될 수 있다.

일반적으로, 종래의 위치 결정 기술은 거리 측정을 위해 위성 기반 GPS 신호들을 사용한다. 그러나, 위성 기반 신호를 이용하는 일 문제점은, 예를 들어, 위성까지의 가시선이 이용 가능하지 않은 실내 환경에서는 신호의 가용성이 부족하다는 것이다. 한편, 순방향 링크 전용 (FLO) 송신 고 전력 속성을 통해, GPS 신호를 이용할 수 없는 실내 환경에서 FLO 파형을 쉽게 이용할 수 있다. 따라서, 다수의 송신기들로부터의 FLO 신호가 이용가능한 경우, FLO 신호들로부터 이루어진 측정들에 기초하여 위치 결정하는 것에 대한 대안이 있다. 이하 설명에서, FLO 수신기가 적어도 3 개의 상이한 FLO 송신기들 (가능한 다른 구성) 로부터의 신호에 접근할 수 있다고 가정될 수도 있으며, FLO 송신기들은 동일한 정보 콘텐츠를 송신할 수도 있고 송신하지 않을 수도 있다.

일반적으로 FLO 네트워크는, 송신기들이 공통 클록 소스에 동기화되는 단일 주파수 네트워크 (SFN) 동작 모드로 배치된다. 예를 들어, 클록 소스는, 예를 들어 GPS 로부터의 1 PPS 신호로부터 도출될 수 있다. FLO 파형은 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM) 시그널링에 기초하고, 예를 들어 채널의 지연 확산이 약 135 ㎲ 미만이라는 가정 하에서 설계될 수 있다. 다수의 송신기들 (110) 이 하나의 수신기 (120) 에 대해 표시되는 경우, 이 수신기에 의해 감지되는 지연 확산은 다양한 송신기들로부터 수신기의 상대적인 위치의 함수이다. 어떤 경우에, 수신기 (120) 가 송신기들 (110) 중 하나에 근접하고, 일 다른 송신기로부터 멀리 있어, 이에 따라 큰 지연 확산이 초래되는 것이 가능하다. 그 결과로서 생기는 지연 확산이 135 ㎲ 의 설계 사양 (또는 다른 기준) 을 초과하는 경우, 그것은 시스템 성능에 대한 상당한 패널티를 초래할 수 있다. 그러나, 중앙 클록으로부터의 동기 펄스에 대하여 수퍼-프레임 경계를 지연시키거나 선행시킴으로써, 네트워크의 다양한 포인트들에서 수신기 (120) 에 의해 감지되는 지연 확산을 제어할 수 있다. 따라서, 최적화된 FLO 네트워크 배치에서는, 상이한 송신기들 (110) 사이에 고정된 타이밍 오프셋이 있다고 가정하는 것이 현실적일 수도 있다.

FLO 네트워크의 SFN 배치에서는, 수신기 (120) 에서 인식되는 지연 확산 및 그에 따른 시스템 성능을 최적화하기 위해, 송신기들 (110) 이 중앙 클록 (및 그에 따라 서로) 에 대하여 고정된 타이밍 오프셋을 동작시키도록 동조될 가능성이 있다. 이들을 고려하지 않는 경우, 송신기에서의 상대적인 타이밍 오프셋들은 위치 결정을 위한 거리 측정들에 악영향을 미칠 수 있다. 그러나, 모바일-기반 위치 결정 및 네트워크-기반 위치 결정에서는, 거리 계산들을 수정함으로써 송신기 타이밍 오프셋을 고려하는 것이 가능하다. 이는, 모바일-기반 위치 결정 시스템에서, FLO 네트워크가 송신기 타이밍 오프셋 정보를 수신기 (120) 에 제공하는 단계, 송신 타이밍 및 위상 신호들, 또는 신호 조정과 타이밍 오프셋들의 조합을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.

도 2 는 위치 결정을 위해 타이밍 오프셋들을 채택하는 예시적인 시스템 (200) 을 나타낸다. 본 실시예에서, 송신기들 A, B 및 C (210) 는, 주어진 시점에 수신기 (220) 의 수신의 범위 내에 있는 FLO 신호들을 운반하는 3 개의 상이한 FLO 송신기들일 수 있다. 더욱이,

,

및

는 공통 클록 소스 (240) 에 대한 각각의 송신기들의 타이밍 오프셋 (230) 을 가리킨다. 여기서, 포지티브 오프셋은 중앙 클록 (240) 에 대하여 송신을 선행시키는 것을 가리키는 반면에, 네거티브 오프셋은 중앙 클록에 대하여 송신을 지연시키는 것을 가리킨다. 위상 및 주파수 면에 있어서, 수신기 클록이 공통 클록 소스 (240) 에 동기화된다고 가정될 수 있다.

일반적으로 입수가능한 FLO 전파 인터페이스 사양은, 각각의 송신기 (210) 가 그 수신기에 고유한 (위치확인 파일럿 패널로 공지되어 있는) 심볼들을 삽입하는 것을 허용한다. 이들 심볼들은, 각각의 송신기들 (210) 로부터의 전파 지연을 수신기 (220) 가 추정하도록 설계될 수 있다. 위치확인 파일럿 채널은, 본래 각 송신기에 특정한 파일럿 톤 세트들이며, 이는 고 처리 이득으로 설계되므로, 긴 지연 확산뿐만 아니라 약한 에너지를 갖는 채널이 여전히 수신기 (220) 에서 검출될 수 있다. 송신기 (210) 로부터 수신기 (220) 로 심한 산란이 없는 가시선 전파의 경우에, 일반적으로 위치확인 파일럿을 통해 얻은 채널 추정치는 단일 경로의 채널 추정치를 포함한다. 채널 추정치에서의 채널 경로의 위치에 기초하여, 송신기 (210) 로부터 수신기 (220) 까지의 거리가 결정된다.

예시적인 시스템 (200) 에서,

는, 송신기 A 로부터의 위치확인 파일럿 채널에 기초하는 채널 추정치에서의 단일 경로 (또는, 다중-경로의 경우에 제 1 도착 경로) 의 위치이다. 유사하게,

및

는 송신기들 B 및 C 각각으로부터의 채널 추정치에서의 제 1 도착 경로의 지연이다. 3 개의 송신기들 (210) 뿐만 아니라 수신기 (220) 에서의 클록들이 주파수 뿐만 아니라 위상에서 동기화된 경우, 송신기들로부터 수신기까지의 거리는 채널 추정치를 통해 측정된 전파 지연과 승산된 광속

으로 계산된다. 그러나, 송신기들 (210) 에서 타이밍 오프셋들이 존재하는 경우, 송신기와 수신기 사이의 타이밍 오프셋 (230) 만큼 수신기 (220) 에서 측정된 지연들이 보정되어야 한다. 따라서, 송신기 A 로부터 수신기까지의 거리는 다음으로 주어진다:

이고, 여기서

는 광속이다.

유사하게,

이고,

이다. 3 개의 공지된 위치들로부터 수신기 (220) 까지의 상대적 거리가 결정되는 경우 (이 경우, 공지된 위치들은 FLO 송신기들임), 공지된 3 각 측량 방법에 의해 수신기의 위치가 얻어질 수 있다. 본래 3 각 측량 방법은 각각 반경

,

및

를 갖는 3 개의 송신기들 A, B 및 C 둘레에 그려진 원들에 대해 단일 교차점을 결 정한다. 따라서, 송신기들 (210) 에서의 상대적인 타이밍 오프셋의 경우, 위치 를 정확하게 결정하기 위해 수신기 (220) 가 타이밍 오프셋 값들 (230) 을 인식하는 것이 유용하다는 것이 명확하다.

도 3 은 타이밍 정보를 통신하는 예시적인 방법들 (300) 을 나타낸다. 인식될 수 있는 바와 같이, 타이밍 오프셋 정보를 수신기에 송신하는 여러 가능한 기술들 (300) 이 있다. 수신기가 GPS 클록 또는 다른 공통 클록과 같은 공통 중앙 클록에 대하여 각각의 송신기들의 타이밍 오프셋을 인식하기에 충분하다는 것이 주목된다.

310 에서, 하나의 가능한 송신 메커니즘은, 송신기들이 오버헤드 심볼들을 사용하여 타이밍 오프셋에 대한 정보를 브로드캐스팅하는 것이다. 예를 들어, FLO 시스템에서, 주어진 로컬 영역 내의 모든 송신기들로부터의 타이밍 정보는, 주어진 로컬 영역에 특정되지만, 주어진 광역에서 상이한 로컬 영역에 걸쳐 변하는 로컬 영역 OIS (Overhead Information Symbol) 필드 내에 포함될 수 있다. 이러한 접근법의 일 이점은, 송신기 타이밍 정보가 로컬화된다는 것이다. 이러한 접근법은, 수신기가 위치확인 파일럿 채널을 수신할 수 없는 송신기에 대한 타이밍 오프셋 정보를 수신기가 수신하는 이점을 제공하지 않을 수도 있다는 것이 주목된다. 반면, 로컬 OIS 필드는 위치확인 파일럿 채널보다 커버리지 에지에서 간섭에 더 영향받기 쉬울 수도 있다. 그 결과, 수신기는 위치확인 파일럿 채널을 성공적으로 디코딩할 수 있는 반면에, 로컬 OIS 채널로부터 타이밍 정보를 얻을 수 없다. 이 접근법의 일 변형은, 훨씬 더 넓은 지리적 영역 (및 그에 따른 유용 한 대역폭) 에 걸쳐 송신기 타이밍 정보를 브로스캐스팅하는 비용으로, 커버리지 에지를 제거하는 광역 OIS 가 발행하는 타이밍 정보를 포함하는 것이다.

320 에서, 타이밍 정보를 송신하는 또 다른 가능한 기술은, 위치확인 파일럿 채널 (PPC) 에 송신기 타이밍 정보가 임베디드되는 것이다. 이 경우에, 먼저, 수신기가 주어진 송신기로부터의 PPC 를 이용하여 이 주어진 송신기로부터 채널을 추정할 수 있고, 이어서 PPC 에 임베디드된 타이밍 정보를 디코딩할 수 있다. 이 경우에, 심벌 내에 임베디드된 추가 정보가 존재하면, PPC 의 검출 확률에 영향을 주지 않도록, PPC 의 처리 이득을 충분히 증가시킬 수도 있다.

330 에서, 타이밍 정보를 송신하는 세 번째 가능한 기술은, 비-실시간 MLC (MediaFLO Logical Channel) 로서 송신기들의 위성력 (almanac) 을 주기적으로 브로드캐스팅하고, 수신기들이 이 특정 정보 MLC 를 디코딩하는 것을 용이하게 하는 것이다. 340 에서, 또 다른 유용한 기술은, 도 4 에 대해 후술되는 바와 같이타이밍 오프셋들을 고려하여 PPC 심볼들에 대한 송신기 파형을 변형함으로써, 송신기에서의 타이밍 오프셋 정보를 완화시킨다.

도 4 는 무선 위치확인 시스템에서 타이밍 정보를 조정하는 예시적인 시스템 (400) 을 나타낸다. 이 실시예에서는, 410 에 2 개의 송신기들 A 및 B 가 도시되어있다. 이 시스템에서는, 가능한 타이밍 차이들을 고려하기 위해, 송신기들 (410) 로부터의 신호가 420 에서 선행되거나 지연될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 중앙 집중형 클록으로부터의 오프셋을 결정할 필요 없이, 수신기 (430) 가 위치를 결정할 수도 있다. 420 에서 송신기 타이밍을 선행 또는 지연시키는 개념이, 수신기 (430) 에 의해 감지된 바와 같은 유효 채널 지연 확산을 조정하도록 FLO 시스템에 도입된다. 일 경우, OFDM 시스템에서는, 채널의 지연 확산이 OFDM 신호에 의해 채택되는 순환 프리픽스보다 작은 경우, 송신된 신호와 채널의 선형 콘볼루션 (convolution) 이 순환 콘볼루션으로서 취급될 수 있다.

본 실시예에서는, 타이밍 오프셋들

및

를 갖는 410 에서의 송신기들 A 및 B 가 고려된다.

는, 송신기 A 와 수신기 (430) 사이의 거리에 기초하여 가시선 전파 컴포넌트에 의해 감지되는 실제 지연이다. 유사하게

는, 송신기 B 로부터 수신기 (430) 까지의 가시선 전파 컴포넌트에 의해 감지되는 실제 지연이다. (각각의 송신기들로부터 하나의 가시선 컴포넌트를 가정하여) 지연 확산

이 순환 프리픽스를 초과하는 경우, 추가 지연들

및

가 송신기들에서 도입되는 것이 주목된다. 송신기들에서의 지연들

및

에 따르면, 수신기에서 수신된 신호는 다음으로 주어진다:

여기서,

및

은 송신기 A 에 대한 채널 및 신호이고,

는 선형 콘볼루션 연산을 나타내며,

은 수신기에서 추가된 노이즈이다. 광역 네트워크에서의 트래픽 채널의 경우에, 일반적으로

및

은 동일하다 (

으로 지칭).

선형 콘볼루션의 특성을 사용하면, 위 수학식 1 은 다음과 같이 쓰여질 수 있다.

그러므로, 감지된 채널 지연 확산은

로 주어지고, 송신기에서의 타이밍 오프셋들을 도입함으로써 제어될 수 있다. 유효 지연 확산이 순환 프리픽스보다 작은 경우, 수학식 1 에서 수신된 신호는 선형 콘볼루션 대신에 순환 콘볼루션으로 쓰여질 수 있다. 따라서:

이고,

또는 등가적으로,

이다.

여기서, 는 순환 콘볼루션을 가리킨다. 순환 프리픽스가 충분히 긴 경우, 수학식 3 을 초래하도록 수학식 1 에서

만큼 지연 신호

을 지 연시키는 연산이, 수학식 3 에서

에 의한

의 순환 회전 (circular rotation) 에 의해 달성될 수 있다.

이하, 위 경우에 기초하여, 정규적인 트래픽 채널들에 대한 파일럿 채널 위치확인이 제안된다. 정규적인 트래픽 채널 동안, 통상적으로 채택되는 순환 프리픽스는 짧고 (FLO 의 경우에, 512 칩), 그러므로 수학식 3 에서 논의된 순환 편이 기술은 채널의 유효 지연 확산을 조정하는데 채택될 수 없다. 그러므로, 순환 프리픽스 요건을 만족시키기 위해, 각각의 송신기들로부터의 송신들이 물리적으로 지연될 것이다 (본 실시예에서, 송신기들 A 및 B 에 대해

및

만큼 지연). 반면, 파일럿 패널의 위치확인을 위해, 긴 순환 프리픽스 (FLO 에서 2500 정도이고, 여기서 칩들은 데이터 패킷들로 인코딩된 비트들을 가리킴) 는, 멀리 있는 약한 송신기들로부터의 지연 추정을 가능하게 하기 위해 채택될 수도 있다. 더욱이, 트래픽 채널에 대해 송신기들에 의해 도입되는 지연들

및

는, 위치확인 파일럿 채널에서 이루어지는 지연 관측들에 영향을 주고, 이에 따라 전술한 바와 같이 수신기에서 이 오버헤드 정보를 요구하게 된다.

파일럿 위치확인 채널에 대해 긴 순환 프리픽스의 가용성이 주어지는 경우, 위치확인 신호의 순환 편이에 의해, 송신기는 실제 물리적 지연들

및

의 효과를 해제할 수 있다.

이, 타이밍 지연

를 갖는 송신기 A 로부터의 의도된 위치확인 신호인 경우, 송신기는

에 의해 주어지는 순환 편이 버전을 송신할 수 있다. 유사하게, 송신기 B 로부터의 신호가 순환 편이된다. 긴 순환 프리픽스의 존재에 의해, 수학식 3 은 매우 유효하고, 그러므로:

이고,

따라서, 송신기 지연 정보를 수신기에 전송할 필요를 완화시킨다. 네트워크 플래닝의 부분으로서 도입된 지연들로부터 초래되는 수신기 타이밍 오프셋들 뿐만 아니라, 예를 들어, 필터들, 케이블들 및 이러한 다른 컴포넌트들에 의해 일어날 수도 있는 다른 타이밍 지연들을 설명하는데, 이 기술이 사용될 수 있다.

또 다른 실시형태와 관련하여, 위 논의는 모바일 수신기에서 거리 측정들이 계산되고 있다고 가정할 수도 있다. 그러나, 타이밍 정보가 오프라인으로 입수가능한 네트워크에서, 계산이 수행되는 것이 가능하다. 이 경우에, 송신기 타이밍 오프셋을 고려하지 않고, 수신기는 의사 거리들

,

및

, (여기서, 예를 들어

를 측정할 수 있다. 수신기는 네트워크에 대해 의사거리

를 릴레이하고, 전체 위성력이 네트워크에서 이용가능하게 만들어질 수 있기 때문에, 타이밍 오프셋들에 의한 추가 보정들이 네트워크에서 쉽게 수행될 수 있다.

위 논의는, 수신기 클록이 공통의 클록에 가깝게 동기화되고, 송신기에서의 타이밍 오프셋 또는 위상 조정에 의해 공통 클록과 송신기 클록 사이의 불일치가 존재한다는 것을 가정하였다. 그러나, 이는 특별한 경우로 고려될 수 있고, 수신기 클록은 공통 클록에 동기화될 필요가 없다는 것이 주목된다. 수신기 클록이 공통 클록에 동기화되지 않는 경우, 각각의 송신기들로부터의 지연 측정들은 공통 클록과 수신기 클록 사이의 불일치 양인 공통 바이어스 항을 더 포함할 수 있다. 공통 바이어스 항은, 수신기의 공간 좌표 (spatial coordinate) 에 추가하여 연산될 필요가 있는 또 다른 미지수이다. 추가 송신기들로부터의 측정들의 도움으로, 클록 바이어스뿐만 아니라 공간 좌표에서의 미지수가 모두 해석될 수 있다. 특히, 그것은, (공통 클록 소스에 대하여 이용가능한 타이밍 오프셋 정보를 이용하고, 수신기가 지표면 상에 있다고 가정하여) 예를 들어, 4 개의 상이한 송신기들로부터의 측정을 갖기에 충분하고, 그에 따라 공간 좌표 뿐만 아니라 수신기에서의 공통 클록 바이어스 모두를 해석할 수 있다. 수신기에서 공통 클록 바이어스가 없을 때 (즉, 수신기 클록이 공통 클록에 동기화되는 경우), 그것은, 예를 들어 3 개의 상이한 송신기들로부터의 측정들을 지연 측정을 갖기에 충분하다.

도 5 는 무선 위치확인 시스템을 위한 예시적인 네트워크 계층들 (500) 을 나타낸다.

도 5 에는, 순방향 링크 전용 (FLO) 전파 인터페이스 프로토콜 기준 모델이 도시되어 있다. 일반적으로, FLO 전파 인터페이스 사양은, 계층 1 (물리 계층) 및 계층 2 (데이터 링크 계층) 를 갖는 OSI7 에 대응하는 프로토콜들 및 서비스들을 커버한다. 데이터 링크 계층은, 2 개의 서브-계층들, 즉 매체 접근 제어 (Medium Access Control; MAC) 서브-계층, 및 스트림 서브-계층으로 더 세분된다. 상위 계층들은, 제어 정보의 포맷팅 및 콘텐츠와 함께, 멀티미디어 콘텐츠의 압축, 멀티미디어에 대한 접근 제어를 포함할 수 있다.

통상적으로, FLO 전파 인터페이스 사양은, 다양한 애플리케이션들 및 서비스들을 지지하여, 설계 융통성을 고려하도록 상위 계층들을 규정하지 않는다. 이들 계층들은 콘텍스트 (context) 를 제공하도록 도시된다. 스트림 계층은, 3 개의 상위 계층까지의 흐름들을 하나의 논리 채널로 다중화하여, 각각의 논리 채널에 대한 스트림에 상위 계층 패킷들을 바인딩하고, 패킷화 및 잔여 에러 핸들링 기능들을 제공하는 것을 포함한다. 매체 접근 제어 (MAC) 계층의 특징들은, 물리 계층에 대한 접근을 제어하고, 논리 채널들과 물리 채널들 사이에 매핑 (mapping) 을 수행하는 것, 물리 채널을 통한 송신을 위해 논리 채널들을 다중화하는 것, 모바일 디바이스에서 논리 채널들을 역-다중화하는 것, 및/또는 서비스 품질 (Quality of Service; QoS) 요건을 강화하는 것을 포함한다. 물리 계층의 특징들은, 순방향 링크를 위한 채널 구조를 제공하는 것, 및 주파수, 변조 및 인코딩 요건을 정의하는 것을 포함한다.

일반적으로, FLO 기술은 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM) 를 이용하며, 또한 이는, DAB (Digital Audio Broadcasting) 7, DVB-T (Terrestrial Digital Video Broadcasting) 8, 및 ISDB-T (Terrestrial Integrated Services Digital Broadcasting) 9 에 의해 이용된다. 일반적으로, OFDM 기술은 고 스펙트럼 효율을 달성할 수 있고, 동시에 큰 셀 SFN 에서의 이동성 요건을 효율적으로 만족시킨다. 또한, OFDM 은 적절한 길이의 순환 프리픽스로 다수의 송신기들로부터의 긴 지연들을 핸들링할 수 있고, 직교성을 용이하게 하고 캐리어간 간섭을 완화하기 위해, 보호 간격 (guard interval) 이 (데이터 심볼의 마지막 부분의 사본인) 심볼의 앞에 추가된다. 이 간격의 길이가 최대 채널 지연보다 큰 동안, 이전의 심볼들의 반향 (reflection) 들이 제거되고, 직교성이 보존된다.

도 6 으로 진행하면, FLO 물리 계층 (600) 이 도시되어 있다. FLO 물리 계층은, 매우 큰 SFN 셀들에서 유용한 충분히 긴 보호 간격을 유지하면서, 8K 모드와 비교하여 우수한 모바일 성능을 제공하는 4K 모드 (4096 서브-캐리어들의 변환 크기를 산출함) 를 사용한다. 고속 채널 획득은, 최적화된 파일럿 및 인터리버 구조 설계를 통해 달성될 수 있다. FLO 전파 인터페이스에 통합된 인터리빙 방식들은, 시간 다이버시티를 용이하게 한다. 파일럿 구조 및 인터리버 설계들은, 긴 획득 시간들로 사용자를 불편하게 하지 않고 채널 이용을 최적화한다. 일반적으로, 600 에 도시된 바와 같이, FLO 송신된 신호들은 수퍼프레임들로 구성된다. 각각의 수퍼프레임은, TDM (Time Division Multiplexed) 파일럿들, 오버헤드 정보 심볼들 (OIS), 및 광역 및 로컬 영역 데이터를 포함하는 프레임들을 포함하며, 4 개의 데이터 프레임으로 구성된다. TDM 파일럿들이 제공되어, OIS 의 고속 획득을 가능하게 한다. OIS 는 수퍼프레임에서 각각의 미디어 서비스에 대한 데이터의 위치를 기술한다.

통상적으로, 각각의 수퍼프레임은, 할당된 대역폭의 MHz 당 200 OFDM 심볼들 (6 MHz 에 대하여 1200 심볼들) 로 구성되고, 각각의 심볼은 활성 서브-캐리어들의 7 인터레이스들을 포함한다. 각각의 인터레이스는 주파수에서 균일하게 분산되어, 이용 가능한 대역폭 내에서 완전한 주파수 다이버시티를 달성한다. 이들 인터레이스들에는, 사용된 실제 인터레이스들의 지속 기간 및 수 면에서 변화하는 논리 채널들이 할당된다. 이는, 임의의 주어진 데이터 소스에 의해 달성되는 시간 다이버시티에서 융통성을 제공한다. 보다 낮은 데이터 레이트 채널들에는 타이밍 다이버시티를 개선하기 위해 보다 적은 인터레이스들이 할당될 수 있는 반면에, 보다 높은 데이터 레이트 채널들은 라디오의 온타임 (on-time) 을 최소화하고 소비 전력을 감소시키기 위해 보다 많은 인터레이스들을 이용한다.

일반적으로, 저 데이터 레이트 채널 및 고 데이터 레이트 채널 모두에 대한 획득 시간은 동일하다. 따라서, 주파수 및 시간 다이버시티는 획득 시간을 손상하지 않고 유지될 수 있다. 종종, 가변 레이트 코덱들 (하나에 압축기 및 역압축기를 가짐) 로 가능한 통계적 다중화 이득들을 얻기 위해, FLO 논리 채널들은 가변 레이트로 실시간 (라이브 스트리밍) 콘텐츠를 반송하는데 사용된다. 상이한 애플리케이션들에 대한 서비스 요건들의 다양한 신뢰성 및 품질을 지원하기 위해, 각각의 논리 채널은 상이한 코딩 레이트 및 변조를 가질 수 있다. 소비 전력을 최소화하기 위해, FLO 다중화 방식은, 디바이스 수신기들이 단일 논리 채널의 콘텐츠를 복조하는 것을 가능하게 한다. 비디오 및 연관된 오디오가 상이한 채널들을 통해 송신되는 것을 가능하게 하기 위해, 모바일 디바이스들은 다중 논리 채널들을 동시에 복조할 수 있다.

또한, 에러 정정 및 코딩 기술들이 채택될 수 있다. 일반적으로, FLO 는 터보 내부 코드 (turbo inner code) 13 및 리드 솔로몬 (Reed Solomon, RS) 14 외부 코드를 통합한다. 통상적으로, 터보 코드 패킷은 순환 잉여 검사 (Cyclic Redundancy Check; CRC) 를 포함한다. RS 코드는, 정확하게 수신되는 데이터에 대해서는 계산될 필요가 없으며, 이것은 양호한 신호 조건들 하에서, 추가의 전력 절감을 초래한다. 또 다른 양태는, FLO 전파 인터페이스가 5, 6, 7, 및 8 MHz 의 주파수 대역폭들을 지원하도록 설계되는 것이다. 매우 바람직한 서비스 제공이, 단일 무선 주파수 채널로 달성될 수 있다.

도 7 은 무선 시스템에서 위치 및 결정 프로세스 (700) 를 나타낸다. 설명의 단순화를 위해, 방법이 일련의 작동 번호로서 나타나고 기술되는 반면에, 여기에 기술된 처리들이 작동 순서에 제한되지 않으며, 여기에 나타나고 설명되는 것들로부터 다른 동작들과 상이한 순서로 및/또는 동시에 작동이 발생할 수도 있는 것으로 이해되고 인식되어야 한다. 예를 들어, 방법이 상태도에서와 같이 일련의 상호 관련된 상태들 또는 이벤트들로서 택일적으로 표현될 수 있다는 것을 당업자는 이해하고 인식할 것이다. 더욱이, 여기에 기술된 주요 방법들에 따라, 방법을 구현하기 위해 모든 예시된 동작들이 반드시 필요한 것이 아니다.

단계 710 으로 진행하여, 다양한 타이밍 정정들이 결정된다. 이는, 송신기들, 수신기들, 및/또는 중앙 집중형 클록 소스 사이의 타이밍 차이들을 결정하기 위한, 계산을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 클록과의 차들을 정정하기 위 해 수신기들에서 채택될 수도 있는 타이밍 오프셋들을 결정하는데 이러한 차이들이 채택될 수 있거나, 또는 타이밍 차이들을 고려하기 위해 송신기 브로드캐스트들을 얼마나 많이 선행하거나 지연시킬 것인지를 결정하는데 이러한 계산들이 사용될 수 있다. 잠재적인 시스템 변화를 모니터링하는데, 테스트 디바이스가 채택될 수 있으며, 여기서 오프셋 또는 송신기 신호 조정의 결정을 용이하게 하기 위해, 피드백이 이러한 디바이스들로부터 수신된다. 단계 720 에서, 잠재적인 수신기가 위치 계산들을 조정해야하는 방법을 지시하기 위해, 데이터 패킷의 부분으로서 하나 이상의 타이밍 오프셋들이 송신된다. 대안적으로, 무선 네트워크에서 또한 중앙 집중형 클록에 대한 기준에서, 타이밍 차이들을 고려하기 위해, 단계 730 에서 신호들이 선행되거나 지연될 수 있다. 인식될 수 있는 바와 같이, 단계 720 및 단계 730 에서의 접근법들 모두가 동시에 적용될 수 있다. 예를 들어, 환경적 또는 전기적 상태들이 변화하는 경우, 단계 720 에서 일정한 타이밍 오프셋을 송신하는 것과, 단계 730 에서 조정가능한 신호 선행 또는 지연을 이용하는 것이 이로울 수도 있다. 이들 변화는 모니터링될 수 있고, 자동적으로 시스템 송신 또는 타이밍을 조정하기 위해 폐쇄 루프 메커니즘이 채택될 수 있다. 또 다른 양태에서, 송신 타이밍에서 선행 또는 지연은 상수 (constant) 로서 적용될 수도 있고, 잠재적인 검출 변화를 고려하기 위해 단계 720 에서 타이밍 오프셋들이 동적으로 연산 및 송신된다.

단계 740 에서는, 정정되거나 조정된 신호들 및/또는 타이밍 오프셋들이 수신된다. 전술한 바와 같이, 타이밍 오프셋들이 수신될 수도 있으며, 클록에 대 하여 조정된 신호들이 수신될 수도 있거나, 타이밍 오프셋들과 조정된 신호들의 조합들이 수신될 수도 있다. 단계 750 에서는, 타이밍 오프셋들 및/또는 위상 조정된 신호들이 수신기 또는 수신기들에서 위치를 결정하는데 이용된다. 클록들과 기준 소스들 사이에서 발생할 수도 있는 차이들을 고려하는 위치 결정 정보를 자동으로 계산하기 위해, 이러한 정보가 채택될 수 있다. 예를 들어, 수신기의 위치를 결정하기 위해, 타이밍 오프셋 또는 위상 조정된 신호들이 실내에서 수신될 수 있다.

도 8 은, 이후 여기에 세팅되는 하나 이상의 양태들에 따라, 무선 통신 환경에 채택되는 사용자 디바이스 (800) 를 나타낸다. 사용자 디바이스 (800) 는, 예를 들어, 수신 안테나 (미도시) 로부터 신호를 수신하여, 수신된 신호에 대하여 통상적인 동작들을 수행 (예를 들어, 필터링, 증폭, 다운 컨버팅 등) 하고, 이 조절된 신호를 디지털화하여 샘플들을 획득하는 수신기 (802) 를 구비한다. 수신기 (802) 는, 최대 우도 (Maximum Likelihood: ML)-MMSE 수신기 등과 같은 비-선형 수신기일 수 있다. 복조기 (804) 는, 채널 추정을 위해 수신된 파일럿 심볼들을 복조하고 프로세서 (806) 에제공할 수 있다. 사전에 기술된 바와 같이, FLO 신호들을 처리하도록 FLO 채널 컴포넌트 (810) 가 제공될 수 있다. 이는, 다른 처리들 중에서 디지털 스트림 처리 및/또는 위치 결정 계산들을 포함할 수 있다. 프로세서 (806) 는, 수신기 (802) 에 의해 수신된 정보의 분석 및/또는 송신기 (816) 에 의한 송신을 위한 정보를 생성하는데 전용되는 프로세서, 사용자 디바이스 (800) 의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서, 및/또는 수신기 (802) 에 의해 수신되는 정보를 분석하며 송신기 (816) 에 의한 송신용 정보를 생성하고, 사용자 디바이스 (800) 의 하나 이상의 컴포넌트들을 제어하는 프로세서일 수 있다.

사용자 디바이스 (800) 는, 프로세서 (806) 에 동작 가능하게 연결되고, 사용자 디바이스 (800) 에 대한 계산된 랭크에 관련된 정보, 랭크 계산 프로토콜, 이와 관련된 정보를 포함하는 룩업 테이블(들) 및 본원에 설명된 바와 같은 무선 통신 시스템에서의 비선형 수신기에서 랭크를 계산하기 위해 리스트-스피어 디코딩 (list sphere decoding) 을 지원하기 위한 임의의 다른 적합한 정보를 저장하는 메모리 (808) 를 더 구비할 수 있다. 메모리 (808) 는, 랭크 계산 및 매트릭스 발생 등과 연관된 프로토콜들을 추가적으로 저장할 수 있으므로, 여기에 기술된 바와 같은 비-선형 수신기에서 랭크 결정을 달성하기 위해, 사용자 디바이스 (800) 는 저장된 프로토콜 및/또는 알고리즘을 채택할 수 있다.

여기에 기술된 데이터 저장 컴포넌트들 (예를 들어, 메모리들) 은 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리 중 하나 일 수 있다는 것, 또는 휘발성 및 비휘발성 메모리 모두를 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 비제한적인 예시의 방식으로서, 비휘발성 메모리는, ROM (Read Only Memory), PROM (Programmable ROM), EPROM (Electrically PROM), EEPROM (Electrically Erasable PROM), 또는 플래시 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는, 외부 캐시 메모리로서 작동하는 RAM (Random Access Memory) 를 포함할 수 있다. 비제한적인 예시의 방식으로, RAM 은 SRAM (Synchronous RAM), DRAM (Dynamic RAM), SDRAM (Synchronous DRAM), DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), ESDRAM (Enhanced SDRAM), SLDRAM (Synclink DRAM), 및 DRRAM (Direct Ranbus RAM) 과 같은 다수의 형태들로 이용가능하다. 본 시스템 및 방법의 메모리 (808) 는, 이들 및 임의의 다른 적합한 타입의 메모리를 구비하는 것으로 의도되지만, 이에 제한되지는 않는다. 사용자 디바이스 (800) 는, FLO 데이터를 처리하는 백그라운드 모니터 (812), 심볼 변조기 (814) 및 변조된 신호를 송신하는 송신기 (816) 를 더 구비한다

도 9 는, 복수의 수신 안테나들 (906) 을 통해 하나 이상의 사용자 디바이스들 (904) 로부터 신호(들) 을 수신하는 수신기 (910), 및 송신 안테나 (908) 를 통해 하나 이상의 사용자 디바이스들 (904) 로 송신하는 송신기 (922) 를 갖는 기지국 (902) 을 포함하는 예시적인 시스템 (900) 을 나타낸다. 수신기 (910) 는 수신 안테나들 (906) 로부터 정보를 수신할 수 있고, 수신된 정보를 복조하는 복조기 (912) 와 효과적으로 통합될 수 있다. 도 8 과 관련하여 전술된 프로세서와 유사한 프로세서 (914) 에 의해 복조된 심볼들이 분석되고, 이 프로세서 (914) 는 사용자 랭크에 관련된 정보, 이것에 관련된 룩업 테이블들, 및/또는 이후 여기에 세팅된 다양한 동작들 및 기능들의 수행에 관련된 임의의 다른 적합한 정보를 저장하는 메모리 (916) 에 접속된다. 프로세서 (914) 는, 하나 이상의 각각의 사용자 디바이스들 (904) 과 연관된 FLO 정보의 처리를 용이하게 하는 FLO 채널 (918) 컴포넌트에 더 연결된다.

변조기 (920) 는, 송신기 (922) 에 의해 송신 안테나 (908) 를 통해 사용자 디바이스들 (904) 에 송신하기 위한 신호를 다중화할 수 있다. FLO 채널 컴포 넌트 (918) 는, 사용자 디바이스 (904) 와의 통신을 위해 주어진 송신 스트림을 위한 업데이트된 데이터 스트림에 관련된 신호에 정보를 부가할 수 있고, 이것은 새로운 최적의 채널이 식별되고 긍정응답된다는 표시를 제공하기 위해, 사용자 디바이스 (904) 에 송신될 수 있다. 이와 같이, 기지국 (902) 은, FLO 정보를 제공하고, ML-MIMO 수신기 등과 같은 비-선형 수신기와 관련하여 디코딩 프로토콜을 채택하는 사용자 디바이스 (904) 와 상호 작용할 수 있다.

도 10 은 예시적인 무선 통신 시스템 (1000) 을 나타낸다. 무선 통신 시스템 (1000) 은 간략화를 위해 하나의 기지국과 하나의 단말기를 도시한다. 그러나, 이 시스템은 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 단말기를 포함할 수 있고, 부가적인 기지국들 및/또는 단말기들이 후술되는 실시예의 기지국 및/또는 단말기와 실질적으로 유사하거나 상이할 수 있는 것으로 인식되어야 한다.

도 10 을 참조하면, 다운링크 상에서, 액세스 포인트 (1005) 에서, 송신 (TX) 데이터 프로세서 (1010) 는 트래픽 데이터를 수신하고, 포맷하고, 코딩하고, 인터리빙하고 변조하여 (또는 심볼 매핑하여), 변조 심볼들 ("데이터 심볼들") 을 제공한다. 심볼 변조기 (1015) 는, 이 데이터 심볼들과 파일럿 심볼들을 수신 및 처리하여, 심볼들의 스트림을 제공한다. 심볼 변조기 (1015) 는, 데이터 및 파일럿 심볼들을 다중화하여, 이를 송신기 유닛 (TMTR; 1020) 으로 제공한다. 각각의 송신 심볼은 데이터 심볼, 파일럿 심볼, 또는 제로의 신호 값일 수도 있다. 각각의 심볼 주기에서, 파일럿 심볼들이 연속적으로 송신될 수도 있다. 파일럿 심볼들은 주파수 분할 다중화 (FDM), 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM), 시분 할 다중화 (TDM), 또는 코드 분할 다중화 (CDM) 일 수 있다.

TMTR (1020) 은 심볼들의 스트림을 수신하여 이를 하나 이상의 아날로그 신호들로 변환하고, 또한, 이 아날로그 신호들을 추가 조절 (예를 들어, 증폭, 필터링, 및 주파수 업 컨버팅) 하여, 무선 채널을 통한 송신에 적합한 다운링크 신호를 발생시킨다. 이어서, 다운링크 신호는 안테나 (1025) 를 통해 단말기들로 송신된다. 단말기 (1030) 에서, 안테나 (1035) 는 다운링크 신호를 수신하여, 수신된 신호를 수신기 유닛 (RCVR; 1040) 으로 제공한다. 수신기 유닛 (1040) 은, 수신된 신호를 조절 (예를 들어, 필터링, 증폭, 및 주파수 다운컨버팅) 하고, 조절된 신호를 디지털화하여, 샘플들을 획득한다. 심볼 복조기 (1045) 는, 수신된 파일럿 심볼들을 복조하여, 채널 추정을 위해 이를 프로세서 (1050) 로 제공한다. 또한, 심볼 복조기 (1045) 는 프로세서 (1050) 로부터 다운링크에 대한 주파수 응답 추청치를 수신하고, 수신된 데이터 심볼들에 대해 데이터 복조를 수행하여, (송신된 데이터 심볼들의 추정치들인) 데이터 심볼 추정치를 획득하고, 데이터 심볼 추정치들을 RX 데이터 프로세서 (1055) 로 제공하는데, 이 RX 데이터 프로세서 (1055) 는 데이터 심볼 추정치들을 복조 (즉, 심볼 디-매핑) 하고, 디-인터리빙하고, 디코딩하여, 송신된 트래픽 데이터를 복구한다. 심볼 복조기 (1045) 및 RX 데이터 프로세서 (1055) 에 의한 처리는 각각 액세스 포인트 (1005) 에서의 심볼 변조기 (1015) 및 TX 데이터 프로세서 (1010) 에 의한 처리에 대해 상보적이다.

업링크 상에서, TX 데이터 프로세서 (1060) 는 트래픽 데이터를 처리하여, 데이터 심볼들을 제공한다. 심볼 변조기 (1065) 는 데이터 심볼들을 수신하여 파일럿 심볼들과 함께 다중화하고, 변조를 수행하여, 심볼들의 스트림을 제공한다. 이어서, 송신기 유닛 (1070) 은 심볼들의 스트림을 수신 및 처리하여, 업링크 신호를 발생시키는데, 이는 안테나 (1035) 에 의해 액세스 포인트 (1005) 로 송신된다.

액세스 포인트 (1005) 에서, 안테나 (1025) 에 의해 단말기 (1030) 로부터의 업링크 신호가 수신되고, 수신기 유닛 (1075) 에 의해 처리되어 샘플들을 획득한다. 이어서, 심볼 복조기 (1080) 는 이 샘플들을 처리하여, 업링크에 대해 수신된 파일럿 심볼들 및 데이터 심볼 추정치를 제공한다. RX 데이터 프로세서 (1085) 는 데이터 심볼 추정치를 처리하여, 단말기 (1030) 에 의해 송신된 트래픽 데이터를 복구한다. 프로세서 (1090) 는 업링크를 통해 송신하는 각각의 활성 단말기에 대한 채널 추정을 수행한다. 다수의 단말기는, 그 각각의 할당된 파일럿 서브대역 세트 상에서 업링크를 통해 동시에 파일럿을 송신할 수도 있는데, 파일럿 서브대역 세트는 인터레이스될 수도 있다.

프로세서들 (1090 및 1050) 은 각각 액세스 포인트 (1005) 및 단말기 (1030) 에서의 동작을 지시 (예를 들어, 제어, 조정, 관리 등) 한다. 각각의 프로세서들 (1090 및 1050) 은, 프로그램 코드들 및 데이터를 저장하는 메모리 유닛들 (미도시) 과 연결될 수 있다. 또한, 프로세서들 (1090 및 1050) 은 연산을 수행하여, 각각 업링크 및 다운링크에 대한 주파수 및 임펄스 응답 추정치들을 도출할 수 있다.

다중-접속 (예를 들어, FDMA, OFDMA, CDMA, TDMA, 등) 시스템에 있어서, 다 수의 단말기들은 업링크를 통해 동시에 송신할 수 있다. 이러한 시스템에 있어서, 파일럿 서브대역들이 상이한 단말기들 사이에서 공유될 수도 있다. 각각의 단말기에 대한 파일럿 서브대역이 (가능하게는 대역 에지들을 제외하고) 전체 동작 대역에 걸쳐 있는 경우에, 채널 추정 기술이 사용될 수도 있다. 각각의 단말기에 대한 주파수 다이버시티를 획득하기 위해서, 이러한 파일럿 서브대역 구조가 바람직할 것이다. 본 명세서에 기술된 이들 기술들은 각종 수단들에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 기술들은, 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 채널 추정에 사용되는 처리 유닛들은, 하나 이상의 주문형 집적회로 (ASIC), 디지털 신호 프로세서 (DSP), 디지털 신호 처리 디바이스 (DSPD), 프로그램가능 논리 디바이스 (PLD), 필드 프로그램가능 게이트 어레이 (FPGA), 프로세서, 제어기, 마이크로-제어기, 마이크로프로세서, 본 명세서에 기술된 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛, 또는 이들의 조합 내에서 구현될 수도 있다. 소프트웨어를 이용하면, 본 명세서에 기술된 기능을 수행하는 모듈들 (예를 들어, 절차, 기능 등) 을 통해 이러한 구현이 이루어질 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛에 저장되어, 프로세서들 (1090 및 1050) 에 의해 실행될 수도 있다.

소프트웨어 구현에 있어서, 본 명세서에 설명된 기술들은 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하는 모듈들 (예를 들어, 절차, 기능 등) 로 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유닛에 저장되어, 프로세서들에 의해 실행될 수도 있다. 메모리 유닛은 프로세서 내부에 또는 프로세서 외부에서 구현될 수도 있 고, 이 경우에서 메모리 유닛은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 바와 같은 각종 수단들을 통해 프로세서에 통신가능하게 연결될 수 있다.

전술한 설명은 예시적인 실시형태들을 포함한다. 물론, 실시형태들을 설명하기 위하여 컴포넌트들 또는 방법론의 생각할 수 있는 모든 조합을 설명하는 것이 가능하지는 않지만, 본 발명이 속하는 기순분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 각종 양태의 다수의 추가적인 조합 및 치환이 가능하다는 것을 인식할 수도 있다. 따라서, 이들 실시예들은 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위 내에서 이루어지는 모든 변경들, 수정들 및 변형들을 포함하는 것으로 의도된다. 더욱이, "포함 (include)" 이라는 용어가 상세한 설명이나 특허청구범위 중 어느 하나에서 사용된다는 점에서, 특허청구범위에서 전이 (transitional) 단어로서 이용되는 경우에 "구비 (comprising)" 가 해석되는 바와 같이, 이러한 용어 "구비" 라는 용어와 유사한 방식으로 포괄적인 것으로 의도된다.

Claims

무선 네트워크에서 위치 정보를 결정하는 방법으로서,

공통 클록과 적어도 하나의 다른 클록 사이의 시간 오프셋 정보를 결정하는 단계;

부분적으로 상기 시간 오프셋 정보에 기초하여, 적어도 하나의 송신기의 위상을 조정하는 단계; 및

부분적으로 상기 시간 오프셋 정보 또는 상기 송신기의 조정된 위상에 기초하여, 수신기에 대한 위치를 결정하는 단계를 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 공통 클록은 위성 위치확인 시스템 신호에 기초하는, 위치 정보 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시간 오프셋 정보를 적어도 하나의 수신기로 통신하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 3 항에 있어서,

순방향 링크 전용 (Forward Link Only: FLO) 네트워크에서 상기 시간 오프셋 정보를 송신하는 단계; 및

상기 수신기에 의해 감지되는 바와 같은 유효 채널 지연 확산을 조절하기 위해, 순방향 링크 전용 네트워크에서 송신기 타이밍을 선행시키거나 지연시키는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 FLO 네트워크는, 송신기들이 상기 공통 클록에 동기화되는 단일 주파수 네트워크 (Single Frequency Network: SFN) 동작 모드 또는 송신된 신호와 채널의 선형 콘볼루션의 수행을 위해 배치되는, 위치 정보 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

적어도 2 개의 타이밍 오프셋들을 생성하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 공통 클록으로부터의 동기화 펄스에 대하여 신호를 지연 또는 선행시킴으로써, 지연 확산을 제어하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 6 항에 있어서,

적어도 2 개의 송신기들 사이에 고정된 타이밍 오프셋을 설정하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 공통 클록에 대한 송신의 선행 또는 지연을 지시하기 위해 포지티브 또는 네거티브 파라미터를 송신하거나, 순환 프리픽스 요건들을 만족시키기 위해 송신기들로부터의 송신들을 지연시키는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 9 항에 있어서,

멀리 있는 송신기들로부터의 지연의 추정을 가능하게 하기 위해, 긴 순환 프리픽스를 채택하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

3 각 측량 방법들을 통해 3 개 이상 공지된 위치들로부터 수신기까지의 상대적인 거리를 결정하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
무선 네트워크 시스템에서 위치 정보를 결정하는 방법으로서,

무선 네트워크 시스템에서 공통 클록 소스를 고려하여, 수신기와 송신기 사이의 적어도 하나의 타이밍 오프셋을 결정하는 단계;

상기 공통 클록 소스를 고려하여 상기 송신기에서 신호를 변형시키거나, 상기 수신기로 상기 타이밍 오프셋을 송신하는 단계; 및

상기 타이밍 오프셋 또는 상기 변형된 신호에 기초하여, 상기 수신기에서의 위치를 계산하는 단계를 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 12 항에 있어서,

로컬 영역 오버헤드 정보 심볼 필드, 또는 광역 오버헤드 정보 심볼 필드에서의, 오버헤드 심볼들을 사용하여, 상기 타이밍 오프셋을 브로드캐스팅하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 12 항에 있어서,

위치확인 파일럿 채널 (positioning pilot channel: PPC) 에 상기 타이밍 오프셋이 임베디드되는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
제 13 항에 있어서,

상기 타이밍 오프셋을 갖는 송신기들의 위성력을 브로드캐스팅하거나, 상기 송신기들의 위성력에 대해 하나 이상의 의사 거리 (pseudo range) 들을 릴레이하는 단계를 더 구비하는, 위치 정보 결정 방법.
무선 위치확인 시스템으로서,

무선 네트워크에서, 공통 클록과 적어도 하나의 다른 클록 사이의 타이밍 오프셋을 결정하기 위한 수단;

상기 무선 네트워크에서 상기 타이밍 오프셋을 송신하기 위한 수단; 및

부분적으로 상기 타이밍 오프셋에 기초하여, 송신기 신호 위상 또는 송신기 신호 주파수를 변경하기 위한 수단을 구비하는, 무선 위치확인 시스템.
제 16 항에 있어서,

적어도 부분적으로 상기 타이밍 오프셋, 상기 송신기 신호 위상, 또는 상기 송신기 신호 주파수에 기초하여, 일 디바이스에 대한 위치를 결정하기 위한 수단을 더 구비하는, 무선 위치확인 시스템.
머신 실행가능 명령들이 저장된 머신 판독가능 매체로서, 상기 명령들은,

송신기 클록들의 서브세트에 대한 공통 클록 사이의 타이밍 차이들을 결정하는 명령들;

적어도 하나의 수신기로 상기 타이밍 차이들을 통신하는 명령들; 및

부분적으로 상기 타이밍 차이들에 기초하여, 상기 송신기 클록들을 조정하는 명령들을 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 18 항에 있어서,

상기 조정된 송신기 클록들 또는 상기 결정된 타이밍 차이들에 기초하여, 상기 수신기에 대한 위치를 결정하는 명령들을 더 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 18 항에 있어서,

상기 위치를 결정하기 위해, 상기 송신기 클록들의 상기 서브세트를 이용하는 3 각 측량 기술들을 채택하는 명령들을 더 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 18 항에 있어서,

송신기들, 수신기들, 또는 위성 위치확인 클록 소스 사이의 타이밍 차이들을 결정하기 위한 계산들을 수행하는 컴포넌트를 더 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 21 항에 있어서,

상기 타이밍 차이들을 고려하기 위해, 송신기 브로드캐스트들을 얼마나 많이 선행 또는 지연시킬 것인지를 결정하기 위한 컴포넌트를 더 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 18 항에 있어서,

잠재적인 시스템 변화들을 모니터링하기 위한 하나 이상의 테스트 디바이스들을 제공하는 명령들을 더 구비하고, 오프셋들 또는 송신기 신호 조정들의 결정을 용이하게 하기 위해, 피드백이 상기 테스트 디바이스들로부터 수신되는, 머신 판독가능 매체.
제 18 항에 있어서,

환경적 또는 전기적 상태들이 변하는 경우, 일정한 시간 오프셋들을 송신하고 조정가능한 신호 소스를 이용하여, 타이밍을 선행 또는 지연시키는 컴포넌트를 더 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 24 항에 있어서,

폐쇄-루프 메커니즘들에 기초하여, 시간 오프셋들 또는 신호 타이밍을 변화시키는 명령들을 더 구비하는, 머신 판독가능 매체.
데이터 구조가 저장된, 머신 판독가능 매체로서,

송신기 클록들의 서브세트에 대한 공통 클록 사이의 타이밍 오프셋들을 결정하는 데이터 구조;

적어도 하나의 데이터 필드에 상기 타이밍 오프셋들을 저장하는 데이터 구조; 및

부분적으로 상기 데이터 필드에서의 상기 타이밍 오프셋들에 기초하여, 적어도 하나의 디바이스에 대한 송신기 신호 위상 또는 주파수 조정을 결정하는 데이터 구조를 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 26 항에 있어서,

물리 계층, 스트림 계층, 매체 접근 (medium access) 계층, 및 상위 계층 중 적어도 하나를 갖는 계층 컴포넌트를 더 구비하고, 상기 물리 계층은, 프레임 필 드, 파일럿 필드, 오버헤드 정보 필드, 광역 필드, 및 로컬 영역 필드 중 적어도 하나를 구비하는, 머신 판독가능 매체.
제 27 항에 있어서,

적어도 하나의 무선 디바이스에 대한 위치를 결정하기 위한 컴포넌트를 더 구비하는, 머신 판독가능 매체.
무선 통신 장치로서,

무선 네트워크를 통해 수신된 시간 오프셋 파라미터들로부터 시간 베이스를 결정하기 위한 컴포넌트를 포함하는 메모리; 및

적어도 하나의 송신기로부터 수신된 신호나 위상 조정들로부터 또는 상기 시간 오프셋 파라미터들에 기초하여, 적어도 하나의 수신기에 대한 위치를 결정하는 프로세서를 구비하는, 무선 통신 장치.
제 29 항에 있어서,

순방향 링크 전용 데이터 스트림, 시간 오프셋 파라미터들, 또는 조정된 송신기 신호들을 디코딩하기 위한 하나 이상의 컴포넌트들을 더 구비하는, 무선 통신 장치.
무선 위치확인 네트워크에서 기지국 자원들을 동작시키기 위한 장치로서,

송신기들 세트에 대한 타이밍 오프셋들을 결정하기 위한 수단;

적어도 하나의 수신기로 상기 타이밍 오프셋들을 통신하기 위한 수단; 및

상기 타이밍 오프셋들을 고려하여, 상기 송신기들 세트에 대한 신호 위상 또는 신호 주파수를 조정하기 위한 수단을 구비하는, 기지국 자원들을 동작시키는 장치.
제 31 항에 있어서,

상기 타이밍 오프셋들 또는 상기 조정된 신호 위상 및 신호 주파수에 기초하여, 상기 수신기에 대한 위치를 결정하기 위해, 상기 수신기와 정합 (coordinating) 시키기 위한 수단을 더 구비하는, 기지국 자원들을 동작시키는 장치.