KR20090023884A

KR20090023884A - 무선통신시스템에서 위치 추정 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090023884A
Application number: KR1020070088986A
Authority: KR
Inventors: 황석승; 이주현; 윤상보; 권영훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-09-03
Filing date: 2007-09-03
Publication date: 2009-03-06
Also published as: US8374543B2; KR101048444B1; US20090061899A1; US20120009867A1; US8060115B2

Abstract

본 발명은 무선통신시스템에서 위치 추정 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 단말의 동작 방법은, 중계기를 통해 수신된 신호가 있는지 확인하는 과정과, 기지국 기준의 지연시간을 측정하는 과정과, 상기 중계기의 신호가 확인되는 경우, 상기 측정된 지연시간을 이용해서 중계기 기준의 지연 시간을 계산하는 과정과, 상기 중계기 기준의 지연 시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 과정을 포함한다.

위치 추정, 중계기, TDOA, 광대역 무선통신

Description

무선통신시스템에서 위치 추정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR POSITIONING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신시스템에서 단말의 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 중계기로 인한 위치 추정 오차를 줄이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

3세대 이동통신시스템에서 제공하는 전송률보다 더 높은 전송률을 지원하고 서비스 가능한 영역(coverage)을 확장하기 위해 새로운 4세대 이동통신시스템의 개발이 요구되고 있다. 많은 선진 국가의 연구소와 기업들은 향후 4세대 표준화를 위해 이미 경쟁적으로 기술개발을 추진하고 있다.

고주파 영역에서 동작하는 4세대 이동통신시스템은 높은 경로 손실로 인하여 전송률과 서비스 영역이 제한되는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 근래 다중홉(multi-hop)을 이용한 신호 전달 방식이 연구되고 있다. 다중홉을 이용한 기술은 중계기(RS : Relay Station)를 이용하여 데이터를 릴레이 함으로써 경로 손실을 줄 여 고속 데이터 통신을 가능케 하며, 기지국으로부터 멀리 떨어진 단말(MS : Mobile Station)로도 신호를 전달함으로써 서비스 영역을 확장할 수 있다.

이와 같이, 다중홉 릴레이 시스템은 송신기와 수신기 사이에 데이터를 중계해주는 하나 이상의 중계기가 필요하다. 셀룰라 시스템에서 중계기는 기지국 및 사용자 단말과 구분되는 별도의 장치가 될 수도 있고, 사용자 단말이 다른 사용자 단말에 대한 중계기 역할을 할 수도 있다. 다중홉 릴레이 시스템에서 두 노드간 통신은 송신기-중계기, 중계기-중계기, 중계기-수신기의 직렬 적인 무선 링크를 통해 이루어진다.

대표적으로, 다중홉 릴레이 기술은 크게 증폭 및 포워드(Amplify & Forward) 방식과 디코드 및 포워드(Decode & Forward) 방식으로 구분할 수 있다. 상기 증폭 및 포워드 방식은 중계기가 송신기로부터 수신된 RF신호를 단순히 증폭하여 수신기로 릴레이 전송하는 방식이다. 상기 증폭 및 포워드 방식의 중계기는 다른 용어로 리피터(repeater)로 불린다. 반면, 디코드 및 포워드 방식은 중계기가 수신된 신호를 먼저 복조 및 복호(decoding)한 다음 다시 변조 및 부호화(encoding)하여 수신기로 릴레이 전송하는 방식이다. 상기 디코드 및 포워드 방식의 중계기는 다른 용어로 중계국(RS : Relay Station)으로 불린다. 이하 설명은 증폭 및 포워드 방식의 중계기(리피터) 위주로 살펴보기로 한다.

한편, 다양한 서비스를 받고자 하는 사용자의 요구가 증대함에 따라, 근래 위치기반서비스(LBS : Location Based service)가 다양한 형태로 개발되고 있다. 예를 들어, 긴급(조난 등) 상황에 처한 사용자의 위치를 추정하는 서비스, 사용자 (단말)의 위치를 추정하여 주변 유명한 음식점을 안내하는 서비스 등이 이에 해당된다.

상기 LBS를 위한 위치확인기술(LDT : Location Detection Technology)로 셀 아이디(Cell ID) 기법, 도래각(AOA : Angle of Arrival) 기법, 도달지연시간(TOA : Time of Arrival)기법, 상대지연시간(TDOA : Time Difference of Arrival) 기법, A-GPS(Assisted - Global Positioning System) 기법 등이 알려져 있다. 상기 A-GPS 기법이 가장 좋은 정확도를 갖기 때문에 LDT 기술로 가장 많이 사용되지만, 최소 4개의 GPS 위성이 필요하므로 4개의 위성 확보가 되지 않는 음영지역에서는 TDOA나 셀 아이디를 사용하는 하이브리드 GPS 기술이 사용된다. 즉, 상기 하이브리드 GPS의 경우, 원하는 서비스의 요구사항(requirement)이나 사용자가 확보할 수 있는 기지국의 개수 등에 따라서 TDOA가 사용되거나 셀 아이디가 사용될 수 있다.

도심 지역의 경우, 기지국과 단말 사이에 많은 음영지역이 생길 수 있으므로, 많은 수의 중계기가 사용된다. LBS를 위하여 TOA나 TDOA 기술을 사용할 때, 최소한 3개의 기지국이 필요하다. 그런데, 기지국으로부터의 신호가 중계기를 통해 단말에 수신될 경우, 중계기를 통해 수신된 신호의 지연시간은 기지국으로부터 직접 수신되는 경우와 차이가 발생하게 되고, 이로 인해 위치 추정을 하는데 있어서 심각한 오차를 초래하고 있다.

도 1은 단말(MS)이 3개의 기지국들로부터 신호를 수신하는 경우를 나타낸 것이다.

각 기지국으로부터의 신호가 원하는 경로(desired path)가 아닌 중계기를 통 한 경로(real path)로 수신될 경우, 중계기에 의해 시간지연이 발생하기 때문에, 단말은 정확한 전파지연(예 : TDOA, TOA 등)을 계산할 수 없다. 즉, 단말은 수신신호가 기지국으로부터 직접 수신된 것으로 간주하여 TDOA를 계산하기 때문에, 심각한 위치 추정 오차가 발생될 수 있다.

또한, 기지국으로부터의 신호가 다수의 중계기들을 통과해서 단말에 수신된 경우, 신호가 어떠한 중계기를 통해 수신되었는지 알 수 없으며, 설령 알 수 있는 상황이라 하더라도 측정된 지연들이 어떤 중계기에 대응되는지 정확하게 결정할 수 없다. 특히, 도심지역의 경우 많은 개수의 중계기들이 설치되어 있으므로, 중계기로 인한 위치추정 성능 저하가 LDT의 심각한 문제점으로 대두되고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 중계기를 사용하는 무선통신시스템에서 단말의 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 중계기를 사용하는 무선통신시스템에서 단말의 위치 추정 오차를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 중계기를 사용하는 무선통신시스템에서 단말이 중계국의 신호를 구별하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 중계기를 사용하는 무선통신시스템에서 TDOA 혹은 TOA의 측정 오차를 줄이기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 중계기를 사용하는 무선통신시스템에서 중계기 기준으로 TDOA를 계산하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서, 중계기를 통해 수신된 신호가 있는지 확인하는 과정과, 기지국 기준의 지연시간을 측정하는 과정과, 상기 중계기의 신호가 확인되는 경우, 상기 측정된 지연시간을 이용해서 중계기 기준의 지연 시간을 계산하는 과정과, 상기 중계기 기준의 지연 시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서, 중계기 정보를 포함하는 위치측정에 필요한 정보를 생성하는 과정과, 상기 위치측정에 필요한 정보를 단말로 전송하는 과정과, 중계기 기준으로 계산된 지연시간을 상기 단말로부터 수신하는 과정과, 상기 중계기 기준의 지연시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 중계기의 동작 방법에 있어서, 상기 중계기에 할당된 부반송파 인덱스에 따른 반송파 신호를 발생하는 과정과, 수신 신호와 상기 반송파 신호를 혼합하여 중계 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서, 수신신호를 샘플데이터로 변환하는 수신부와, 상기 샘플데이터를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 데이터를 발생하는 FFT처리기와, 상기 주파수 영역의 데이터 중 특정 대역의 부반송파 값들을 검사하여 중계기 통과 신호가 있는지 확인하는 중계기 식별기와, 상기 샘플데이터를 이용해서 기지국 기존의 지연시간을 측정하며, 상기 중계기 통과 신호가 확인되는 경우 상기 측정된 지연시간을 이용해서 중계기 기준의 지연시간을 계산하는 계산기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서, 중계기 정보를 포함하는 위치측정에 필요한 정보를 단말로 전송하는 송신부와, 중계기 기준으로 계산된 지연시간을 상기 단말로부터 수신하는 수신부와, 상기 중계기 기준의 지연시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 견지에 따르면, 무선통신시스템에서 중계기 장치에 있어서, 안테나를 통해 수신된 신호에서 원하는 주파수 대역의 신호만 필터링하는 제1 필터와, 상기 필터로부터의 신호를 저잡음 증폭하는 제1 증폭기와, 상기 증폭기로부터의 신호에서 이미지 주파수를 제거하는 제2 필터와, 상기 중계기에 할당된 부반송파 인덱스에 따른 반송파 신호를 발생하는 반송파 발생기와, 상기 제2 필터로부터의 신호와 상기 반송파 발생기로부터의 반송파 신호를 혼합하는 혼합기와, 상기 혼합기로부터의 신호를 전력 증폭하여 송신하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 중계기가 설치되는 경우에도 오차 없이 단말의 위치를 추정할 수 있는 이점이 있다. 즉, 본 발명은 중계기로 인한 오차가 발생할 수 있는 모든 경우에 대한 해법을 제공함으로써, 어떠한 상황에서도 단말의 위치를 정확히 추정할 수 있다. 또한, 본 발명은 수신 신호가 어떤 중계기를 경유했는지 단말이 인식할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명 이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하, 본 발명은 중계기를 사용하는 무선통신시스템에서 단말의 위치를 정확히 추정하기 위한 기술에 대해 살펴보기로 한다. 특히, 본 발명은 TDOA, TOA, E-OTD(Enhanced Observed Time Difference) 등을 이용해서 지연을 계산할 때, 중계기로 인한 추정 오차를 줄이기 위한 방안에 대해 살펴본다. 이하 설명은 TDOA를 예를 들어 살펴보기로 한다.

이하, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)기반의 광대역 무선접속 통신시스템을 예로 설명하지만, 본 발명은 중계기를 사용하는 무선통신 통신시스템이라면 동일하게 적용될 수 있다.

본 발명을 위해서, 단말은 수신신호가 어떤 중계국으로부터 수신되었는지를 구분할 수 있어야 한다. 본 발명은 OFDM심볼의 일부 대역을 중계기 식별자를 위해서 사용한다.

도 2는 중계기 식별자(Repeater ID)를 위한 주파수 대역을 가지는 OFDM심볼 구조를 도시한 것이다. 여기서, 상기 주파수 대역은 데이터가 매핑되는 부반송파(data subcarrier) 구간일수 있고, 사용되지 않는 가드 부반송파(guard subcarrier) 구간일 수 있다.

도시된 바와 같이, 특정 주파수 대역내 각 부반송파 위치는 상응하는 중계기의 아이디 역할을 한다. 단말은 FFT연산 후 데이터 비트 '1'이 매핑된 부반송파 위치를 확인하고, 상기 '1'이 매핑된 부반송파 위치에 따라 중계기 통과 신호를 인식한다. 즉, 중계기는 기지국(또는 상위 노드)으로부터의 수신 신호를 증폭 및 포워드할 때 자신의 아이디(repeater ID)를 부가하여 송신한다. 그리고 단말은 해당 부반송파에 데이터 비트 '1'이 존재하면 해당 중계기를 통과했다고 인식하고, 데이터 비트 '1'이 존재하지 않으면 해당 중계기를 통과하지 않았다고 인식한다. 결국, 특정 부반송파의 위치가 중계기의 고유 아이디 역할을 하는 것이다.

도 2에서, 인덱스 l에 해당하는 중계기를 통과하는 신호의 경우 LSB_ID_l=1이고, 해당 중계기를 통과하지 않는 경우는 LSB_ID_l=0이 된다. 여기서 중계기 인덱스(또는 중계기 식별자) l은 다음 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.

[수학식 1]

l = (b - 1)R + r

여기서, b=1,...B는 기지국에 할당된 LBS ID이고, r=1,...R은 해당 기지국에 속한 중계기의 번호를 나타내며, B는 기지국에 할당될 수 있는 LBS ID의 최대값을 나타내고, R은 하나의 셀(cell)내 포함될 수 있는 최대 중계기 수를 나타낸다. 즉, 데이터 비트가 '1'로 세팅된 부반송파 위치로부터 신호를 송신한 기지국 및 신호가 통과된 중계기를 판단할 수 있다.

도 3은 각 기지국에 할당된 LBS ID를 도시한 예이다.

B가 4인 경우로, 인접한 기지국들은 서로 다른 LBS ID가 할당되고, 한 셀 건너의 기지국으로부터의 신호 크기는 무시할 수 있을 만큼 작다고 가정한 것이다. 주파수의 특정 대역에 중계기 식별을 위한 데이터 비트를 할당하기 때문에, 중계기 수가 증가함에 따라 오버헤드가 증가할 수 있다. 이러한 오버헤드를 감소시키기 위해서, 데이터 구간이 아닌 가드 밴드에 해당하는 부반송파들에 중계기 식별자를 할당할 수 있다. 또한, 중계기는 연속적으로 모든 OFDM심볼들에 자신의 식별자를 매핑할 수도 있고, 소정 시간 주기로 자신의 식별자를 매핑할 수도 있다.

하나 또는 다수의 중계기로부터 신호가 수신된 경우, 단말은 다음과 같이 전파지연(TDOA)을 계산한다.

TDOA 기법을 사용할 수 있는 경우는 TOA 기법도 사용할 수 있으므로, 이하 설명은 TDOA 기법 위주로 살펴보기로 한다.

1. 기지국과 중계기로부터 신호가 동시에 수신되는 경우

도 4는 단말이 기지국과 중계국으로부터의 신호를 동시에 수신하는 경우를 도시한 것이다. 이 경우, 중계기 식별자를 위한 대역에서 데이터 비트 '1'이 매핑된 부반송파는 한 개이고, 두 개의 경로 신호들이 검출된다.

여기서, 기지국과 단말 사이에 직접 형성되는 경로를 경로1(path1)이라 정의하고, 중계기를 통하는 경로를 경로2(path2)로 정의한다. 그리고, 상기 경로1에 대 한 지연을 d₁로 정의하고, 기지국과 중계기 사이의 지연을 d₂₁로 정의하며, 중계기와 단말 사이의 지연을 d₂₂로 정의한다. 이때, 단말로 수신되는 두 신호들에 대한 TDOA(τ)는 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.

여기서, 상기 τ는 두 신호 모두 기지국을 기준으로 하기 때문에 위치측정에 사용될 수 없다. 따라서, 단말로 수신되는 2개의 신호들이 서로 다른 기준을 갖도록 수학식 1을 변형하면 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 2에서 τ는 수신신호들로부터 측정된 값이고, d₂₁은 중계기를 설치할 때 알 수 있는 값으로 기지국으로부터 제공받을 수 있다. 즉, 단말은 기지국으로부터 기지국 위치, 중계기 위치 및 기지국과 중계기 사이의 지연 값(d₂₁)을 수신하며, 이를 위치측정에 이용한다. 중계기 내부 처리 지연은 중계기의 특성(specification)으로부터 알 수 있거나 측정 가능하므로, 본 발명은 기지국과 중계기 사이의 지연에 상기 내부 처리 지연까지 포함하는 것으로 가정한다.

결국, τ'는 수신된 두 신호들로부터 측정된 τ와 미리 알고 있는 d₂₁을 이용해서 구할 수 있다. 또한, 한 개의 다른 셀(또는 기지국)로부터의 신호가 확보되 면 2개의 TDOA가 확보되기 때문에 단말의 위치를 추정할 수 있다. 이 경우, 단말의 위치측정을 위해 2개의 서로 다른 기지국들로부터의 신호가 필요하므로, 3개의 서로 다른 기지국들로부터의 신호가 확보되어야 하는 경우보다 보다 용이하게 위치측정을 수행할 수 있다.

2. 하나의 셀내 다수의 중계기들로부터 신호가 동시에 수신되는 경우

도 5는 단말이 한 기지국으로부터 송신된 신호를 두 개의 중계기들을 통해 수신하는 경우를 도시한 것이다. 이 경우, 중계기 식별자를 위한 특정 대역에서 데이터 비트 '1'이 매핑된 부반송파는 두 개이고, 두 개의 경로 신호들이 검출된다.

여기서, 중계기1을 통하는 경로를 경로1(path1)이라 정의하고, 중계기2를 통하는 경로를 경로2(path2)로 정의한다. 그리고, 기지국과 중계기1 사이의 지연을 d₁₁로 정의하고, 중계기1과 단말 사이의 지연을 d₁₂로 정의하며, 기지국과 중계기2 사이의 지연을 d₂₁로 정의하고, 중계기2와 단말 사이의 지연을 d₂₂로 정의한다.

그런데 도 5의 경우, 단말은 검출된 두 개의 신호들이 서로 다른 중계기를 통해 수신된 신호임을 알 수는 있으나, 각 신호가 어떤 중계기로부터 수신된 신호인지를 구별할 수 없다. 즉, 이 경우는 TDOA를 이용한 위치 측정이 불가능하다.

도 6은 도 5의 경우에 대한 위치측정 방법을 설명하는 도면이다.

일반적으로, 두 개 이상의 중계기들의 중첩은 도심 지역에서 주로 발생하고, 도심 지역의 중계기 커버리지(coverage)는 최대 수백 m을 넘지 않으므로 중계기들 의 중첩되는 구간의 반경은 수백 m보다 매우 작을 것으로 예상된다. 그러므로, TDOA를 계산하는 대신, 두 중계기가 중첩되는 지역의 중간 지점을 단말의 위치로 추정하면, TDOA를 이용한 위치측정시의 오차 범위인 100∼500m보다 적은 오차를 가질 수 있다. 즉, 하기 수학식 5와 같이 단말의 위치를 추정할 수 있다.

여기서, (x_l, y_l)는 추정된 단말의 좌표

이고,

과

는 각각 중계기1과 중계기2의 커버리지 반경을 나타낸다. 여기서, 중계기 커버리지 반경 정보는 기지국으로부터 제공받을 수 있다. 보통, 중계기들은 유사한 반경을 갖기 때문에 상기 수학식 5는 하기 수학식 6과 같이 근사화할 수 있다.

상기 수학식 6의 방법을 사용할 경우, 위치추정 오차는 하기 수학식 7과 같다.

상기 수학식 7에서 l은 단말의 실제 좌표를 나타낸다. 또한, 두 중계기가 중 첩되는 지역의 중간지점의 좌표 정보를 기지국으로부터 제공받을 수 있다. 두 개 이상의 중계기들을 고려할 때도 수학식 5를 확장하여 사용할 수 있으며, 중계기의 수가 증가할수록 중첩되는 지역이 줄어들기 때문에 위치추정 오차

는 감소된다.

3. 신호가 다수의 중계기들을 직렬로 통과해서 수신되는 경우

도 7은 한 기지국으로부터 송신된 신호가 다수의 중계기들을 직렬로 통과해서 단말로 수신되는 경우를 도시한 것이다. 무선(RF) 중계기보다는 주로 광(optical) 중계기를 사용할 때 이러한 경우가 발생된다. 이 경우, 중계기 식별자를 위한 특정 대역에서 데이터 비트 '1'이 매핑된 부반송파는 두 개이고, 하나의 경로 신호만 검출된다.

여기서, 기지국과 중계기1 사이의 지연을 d₁₁로 정의하고, 중계기1과 중계기2 사이의 지연을 d₁₂로 정의하며, 중계기2와 단말 사이의 지연을 d₂로 정의한다. 이때, 단말은 신호가 통과된 중계기 순서를 알 수 없다. 따라서, 본 발명은 중계기의 순서를 고려해서, 기지국으로부터 가까운 중계기일수록 낮은 인덱스의 부반송파를 할당하고, 기지국으로부터 먼 중계기일수록 높은 인덱스의 부반송파를 할당할 수 있다. 즉, 단말은 데이터 비트가 매핑된 부반송파의 인덱스들로부터 수신신호가 통과된 중계기들의 순서를 알 수 있다. 또한, 단말은 기지국으로부터 직렬로 연결된 중계기들의 연결 정보도 함께 획득할 수 있다.

단말은 가장 마지막 중계기(Repeater2)의 위치좌표와, 기지국과 상기 마지막 중계기까지의 지연(d_11, d₁₂)룰 기지국으로부터 수신할 수 있으므로, 하기 수학식 8과 같이 중계기2와 단말 사이의 지연(d₂)을 계산할 수 있다.

여기서, d는 단말에서 측정된 전체 지연 값을 나타낸다. 이 경우, 단말이 다른 두 개 이상의 셀들의 신호를 포착할 수 있으면, TDOA를 이용해서 단말의 위치를 추정할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 기지국, 중계기 및 단말의 상세 구성 및 동작을 살펴보기로 한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 8을 참조하면, 먼저 기지국은 801단계에서 단말의 위치측정에 필요한 정보를 생성한다. 여기서, 상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 각 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 각 중계기 사이의 지연 시간 정보 등을 포함할 수 있다.

이후, 상기 기지국은 803단계에서 상기 위치측정에 필요한 정보를 단말로 전송한다. 이때, 상기 위치측정에 필요한 정보는 브로드캐스트, 멀티캐스트 및 유니캐스트 중 어느 하나의 방식으로 전송될 수 있다. 또한, 상기 위치측정에 필요한 정보는 단말 요청에 의해 또는 기지국 판단에 의해 단말로 전송될 수 있다.

상기 위치측정에 필요한 정보를 전송한 후, 상기 기지국은 805단계에서 단말로부터 TDOA 값이 수신되는지 검사한다. 여기서, 상기 기지국은 단말로부터 적어도 하나의 TDOA 값을 수신하는 것으로 가정한다. 만일, 단말이 중계기를 통해 신호를 수신하는 경우, 상기 TDOA 값은 도 4 내지 도 7에서 설명한 바와 같이 중계기를 기준으로 측정된 TDOA 값이 된다. 단말로부터 TDOA 값을 수신하는 경우는, 기지국에서 단말의 위치를 계산하는 경우이다. 만일, 단말이 직접 위치를 계산한다면, 상기 기지국은 단말로부터 단말의 위치 정보를 수신할 수 있다.

한편, 상기 기지국은 809단계에서 상기 단말로부터 수신된 TDOA 값을 이용해서 상기 단말의 위치를 계산한다. 상기 TDOA를 이용해서 위치를 계산하는 방법은 3개의 기지국들(3개의 좌표들) 사이에 TDOA에 따른 쌍곡선을 작성하고, 쌍곡선들이 중첩되는 좌표를 단말의 위치로 추정하는 기술로, 이 기술은 이미 널리 알려져 있으므로, 자세한 설명을 생략하기로 한다. 위치 계산을 위해서 최소 2개의 TDOA 값이 필요하다. 따라서 1개의 TDOA 값이 수신된다면, 상기 기지국은 다른 방식(Cell ID 등)을 함께 사용해서 단말의 위치를 계산할 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 중계기의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 9를 참조하면, 중계기는 901단계에서 자신의 식별자에 따른 반송파 신호를 발생한다. 즉, 상기 중계기에게 할당된 부반송파(subcarrier) 위치에 데이터 비트 '1'을 매핑할 수 있는 반송파 신호를 발생한다. 기지국으로부터 신호가 수신되면, 상기 중계기는 903단계에서 상기 수신된 신호와 상기 반송파 신호를 혼 합(mixing)한다. 그리고, 상기 중계기는 905단계에서 상기 혼합된 신호를 전력 증폭하여 단말로 중계 전송한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 중계기는 수신 신호에 자신의 식별자에 해당되는 반송파 신호를 혼합해서 중계 송신한다. 상술한 도 9는 기지국에서 단말로 향하는 하향링크(Downlink) 상황을 가정한 것이며, 단말에서 기지국으로 향하는 상향링크(uplink) 상황에서도 동일하게 중계기 식별자에 따른 반송파 신호를 혼합하여 기지국으로 중계 전송할 수 있다. 이 경우, 기지국은 상향링크 신호가 어떠한 중계기를 통해 수신되었는지 확인할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.

도 10을 참조하면, 먼저 단말은 1001단계에서 기지국으로부터 위치측정에 필요한 정보를 수신한다. 여기서, 상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 각 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 각 중계기 사이의 지연 시간 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 위치측정에 필요한 정보는, 브로드캐스트, 멀티캐스트 및 유니캐스트 방식 중 하나로 수신될 수 있으며, 단말 요청에 의해 또는 기지국 판단에 의해 단말로 제공될 수 있다.

한편, 상기 단말은 1003단계에서 위치측정이 필요한지 판단한다. 여기서, 상기 위치측정은 기지국 요청 또는 단말 판단에 의해 수행될 수 있다. 상기 위치측정이 필요한 경우, 상기 단말은 1005단계에서 IFFT 연산 후 특정 대역의 부반송파 값 들을 검사하여 중계기로부터 수신된 신호가 있는지 검사한다. 즉, 중계기를 경유해서 수신된 신호가 있는지 검사한다.

이후, 상기 단말은 1007단계에서 상기 위치측정에 필요한 정보와 상기 확인된 중계기의 존재에 따라 측정모드를 결정한다. 여기서, 상기 측정모드는 앞서 설명된 도 4 내지 도 7의 방식들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 도 4의 방식을 제1측정모드라 정의하고, 도 5의 방식을 제2측정모드라 정의하며, 도 7의 방식을 제3측정모드, 서로 다른 기지국을 기준으로 하는 TDOA 측정 방식을 제4측정모드로 정의하기로 한다. 단말이 기지국으로부터 직접 신호를 수신하고, 동시에 상기 기지국으로부터의 신호를 중계기를 통해 수신하는 경우 제1측정모드로 TDOA를 측정할 수 있다.

한편, 상기 단말은 1009단계에서 상기 결정된 측정모드에 따라 TDOA를 측정한다. 여기서, 다수의 경로 신호들 간의 TDOA는 OFDM심볼 동기 및 프레임 동기(또는 프리앰블 동기) 등을 이용해서 측정되며, 중계기로부터의 신호가 존재할 경우 상기 측정모드에 따라 상기 측정된 TDOA를 중계기 기준의 TDOA로 변환한다. 이때, 상기 단말은 적어도 하나의 TDOA 값을 획득할 수 있다. 그리고 상기 단말은 1011단계에서 측정모드 변경이 필요한지 검사한다. 즉, 다른 측정모드로 TDOA 측정이 가능한지 검사한다. 상기 측정모드 변경이 필요한 경우, 상기 단말은 1017단계로 진행하여 상기 측정모드를 변경하고, 1019단계에서 상기 변경된 측정모드에 따라 TDOA를 측정한다.

이와 같이, 가능한 모든 TDOA를 측정한 후, 상기 단말은 1013단계로 진행하 여 상기 측정된 TDOA를 이용해서 상기 단말의 위치를 계산한다. 여기서, 최소 2개의 TDOA 값들을 이용해서 위치를 계산한다. 만일, 1개의 TDOA만 측정된 경우, 상기 단말은 Cell ID 기법 등을 이용해서 위치를 계산할 수 있다. 그리고 상기 단말은 1015단계에서 상기 단말의 위치 정보를 기지국으로 보고한다. 만일, 최종 위치 계산을 기지국에서 수행한다면, 상기 단말은 위치를 계산하지 않고 상기 측정된 TDOA를 기지국으로 보고할 수 있다.

한편, 상기 단말은 주기적으로 자신의 위치를 측정할 수 있으며, 매 측정 때마다 계산된 위치를 기지국으로 보고하거나, 기지국 요청에 의해 현재의 위치를 보고할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 기지국은 제어기(1100), MAC(Media Access Control)처리기(1102), 부호기(1104), 변조기(1106), 부반송파 매핑기(1108), IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)처리기(1110), DAC(Digital to Analog Converter)(1112), RF(Radio Frequency)송신기(1114), 듀플렉서(1116), RF수신기(1118), ADC(Analog to Digital Converter)(1120), FFT(Fast Fourier Transform)처리기(1122), 부반송파 디매핑기(1124), 복조기(1126), 복호기(1128)를 포함하여 구성된다.

도 11을 참조하면, 제어부(1100)는 MAC처리기(102)와 연동하여 기지국의 전반적인 동작을 제어한다. 본 발명에 따라 상기 제어부(1100)는 단말의 위치측정에 필요한 정보를 전송하도록 MAC처리기(1102)를 제어하고, 단말로부터 수신된 TDOA 정보를 이용해서 단말의 위치를 계산한다. 여기서, 상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 각 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 각 중계기 사이의 지연 시간 정보 등을 포함할 수 있다.

상기 MAC처리기(1102)는 상기 제어부(1100)의 제어 하에 시그널링 메시지(위치측정 관련 시그널링)를 생성하거나 수신된 시그널링 메시지를 해석하는 기능을 수행한다. 또한, 상기 MAC처리기(1102)는 상위계층(예 : IP계층부)으로부터 송신 데이터를 수신하고, 상기 송신 데이터를 데이터 버스트로 구성하여 부호기(1104)로 전달하고, 상기 부호기(1128)로부터의 수신 데이터 버스트를 서비스 데이터 유닛으로 재조립하여 상위계층으로 전달한다.

부호기(1104)는 상기 MAC처리기(1102)로부터의 데이터를 부호화(coding)한다. 상기 부호기(1104)는 CC(convolutional code), TC(turbo code), CTC(convolutional turbo code), LDPC(low density parity check) 방식 등으로 부호화를 수행한다. 변조기(1106)는 상기 부호기(1104)로부터의 데이터를 변조(modulation)한다. 상기 변조기(1106)는 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), 16-QAM(,Quadrature Amplitude Modulation) 32-QAM, 64-QAM 등으로 변조를 수행한다.

부반송파 매핑기(1108)는 상기 변조기(1106)로부터의 데이터를 부반송파에 매핑하여 출력한다. 여기서, 상기 부반송파 매핑기(1108)는 중계기 식별자를 위한 특정 대역을 제외한 부반송파들에 데이터를 매핑하여 출력한다. IFFT처리기(1110) 는 상기 부반송파 매핑기(1108)로부터의 데이터를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)하여 샘플데이터(OFDM심볼)를 출력한다. DAC(1112)는 상기 IFFT처리기(1110)로부터의 샘플데이터를 아날로그 신호로 변환한다. RF송신기(1114)는 상기 DAC(1112)로부터의 기저대역 신호를 RF(Radio Frequency) 신호로 변환하고, 전력 증폭하여 듀플렉서(1116)로 제공한다.

상기 듀플렉서(1116)는 듀플렉싱 방식에 따라 RF송신기(1114)로부터의 송신 신호를 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나로부터의 수신 신호를 RF수신기(1118)로 제공한다. 예를 들어, TDD(Time Division Duplex) 방식일 경우, 상기 듀플렉서(1116)는 송신구간동안 상기 RF송신기(1114)로부터의 신호를 안테나를 통해 송신하고, 수신구간동안 상기 안테나를 통해 수신되는 신호를 상기 RF수신기(1118)로 전달한다.

상기 RF수신기(1118)는 상기 듀플렉서(116)로부터의 RF(Radio Frequency)신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력한다. ADC(1120)는 상기 RF수신기(1118)로부터의 아날로그 신호를 기저대역 샘플데이터로 변환한다. FFT처리기(1122)는 상기 ADC(1120)로부터의 기저대역 샘플데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터를 출력한다. 부반송파 디매핑기(1124)는 상기 FFT처리기(1122)로부터의 주파수 영역의 데이터를 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨이 적용되는 버스트 단위로 정렬하여 출력한다.

복조기(1126)는 상기 부반송파 디매핑기(1124)로부터의 데이터를 복조(demodulation)하여 출력한다. 복호기(1128)는 상기 복조기(1126)로부터의 데이 터를 복호(decoding)하여 출력한다. 이렇게 복호된 데이터는 상기 MAC처리기(1128)에서 시그널링 메시지로 처리되거나, 트래픽일 경우 서비스 데이터 유닛으로 재조립되어 상위 계층으로 전달된다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 중계기의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 중계기는 필터(1200), 저잡음증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(202), 필터(1204), 혼합기(Mixer)(1206), 전력증폭기(PA : Power Amplifier)(1208), 중계기 식별자 발생기(1210), 반송파 발생기(1212)를 포함하여 구성된다.

도 12를 참조하면, 먼저 필터(1200)는 안테나를 통해 수신된 신호에서 원하는 주파수 대역의 신호만 필터링하여 출력한다. 여기서, 상기 필터(1200)는 듀플렉서로 동작할 수 있다. 저잡음 증폭기(1202)는 상기 필터(1200)로부터의 신호를 잡음을 억제하면서 증폭하여 출력한다. 필터(1204)는 상기 저잡음증폭기(1202)에서 증폭된 신호 중에서 치명적인 이미지 주파수(image frequency)가 혼합기(1206)로 전달되는 것을 막기 위해 다시 한번 대역통과 필터링을 수행한다.

중계기 식별자 발생기(1210)는 상기 중계기에게 할당된 식별자를 발생한다. 반송파 발생기(1212)는 상기 중계기 식별자 발생기(1210)로부터의 중계기 식별자에 따라 해당 반송파 신호를 발생한다. 즉, 상기 중계기에게 할당된 부반송파(subcarrier) 위치에 데이터 비트 '1'을 매핑할 수 있는 반송파(carrier) 신호를 발생한다.

혼합기(1206)는 상기 필터(1204)로부터의 수신신호와 상기 반송파 발생기(1212)로부터의 반송파 신호를 혼합하여 출력한다. 전력증폭기(1208)는 상기 혼합기(1206)로부터의 신호를 전력 증폭하여 안테나를 통해 방사한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 중계기는 수신 신호에 자신의 식별자에 해당되는 반송파 신호를 혼합해서 중계 송신한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 단말은 제어기(1300), MAC처리기(1302), 부호기(1304), 변조기(1306), 부반송파 매핑기(1308), IFFT처리기(1310), DAC(1312), RF송신기(1314), 듀플렉서(1316), RF수신기(1318), ADC(1320), FFT처리기(1332), 부반송파 디매핑기(1324), 복조기(1326), 복호기(1328), 중계기 식별기(1330), TDOA계산기(1332)를 포함하여 구성된다.

도 11에서 설명된 기지국과 상기 단말은 동일한 통신 모듈을 사용하므로, 기본적인 송신 및 수신 동작이 동일하다. 따라서, 이하 기지국과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하고, 본 발명에 따른 위치측정 관련 구성 위주로 살펴보기로 한다.

도 13을 참조하면, MAC처리기(1302)는 기지국으로부터 수신된 시그널링 메시지(또는 MAC management message)를 분석하고, 상기 시그널링 메시지로부터 단말의 위치측정에 필요한 정보를 추출하여 제어기(1300)로 제공한다. 여기서, 상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 각 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 각 중계기 사이의 지연 시간 정보 등을 포함할 수 있다.

위치측정이 필요하다고 판단될 경우, 제어기(1300)는 중계기 식별기(1330)를 동작시킨다. 즉, 부반송파 디매핑기(1324)는 FFT처리기(1322)로부터의 주파수 영역의 데이터에서 중계기 식별자를 위한 특정 대역의 데이터를 추출하여 중계기 식별기(1330)로 제공한다. 그러면, 상기 중계기 식별기(1330)는 상기 부반송파 디매핑기(1324)로부터의 데이터를 검사해서 데이터 비트 '1'이 매핑된 부반송파 위치를 판단하고, 상기 부반송파 위치에 따른 중계기 식별자(부반송파 인덱스)를 상기 제어기(1300)로 제공한다.

그러면, 상기 제어기(1300)는 상기 중계기 식별기(1330)로부터의 중계기 식별자 및 기지국으로부터 수신된 상기 위치측정에 필요한 정보를 이용해서 측정모드를 결정한다. 여기서, 상기 측정모드는 앞서 설명된 제1 내지 제4 측정모드들 중 하나일 수 있다. 예를 들어, 기지국으로부터의 신호가 하나의 중계기를 통해 수신될 경우, 상기 제어기(1300)는 TDOA 측정 방식을 제1측정모드로 결정할 수 있다. 이때, 단말의 주변 상황에 따라 다수의 측정모드들이 사용될 수도 있다. 측정모드가 결정되면, 상기 제어기(1300)는 측정모드에 따라 TDOA 계산기(1332)를 제어한다.

상기 TDOA 계산기(1332)는 상기 제어기(1300)의 제어하에 ADC(320)로부터의 샘플 데이터를 소정 구간동안 스냅샷(snapshot)하여 저장하고, 상기 저장된 샘플데이터에서 OFDM심볼 동기 및 프레임 동기를 찾아 수신 신호들간의 TDOA를 측정한다. 이때, TDOA가 측정되지 않을 경우, 스냅샷 구간을 증가시킬 수 있다.

예를 들어, 도 4의 상황을 가정하면, 상기 TDOA계산기(1332)는 스냅샷된 샘플데이터를 OFDM심볼 길이로 반복되는 CP(cyclic prefix)를 이용해서 상관을 수행하고, 기준값 이상인 피크를 검출한다. 즉, 상관을 위한 슬라이딩 윈도우(sliding window)를 한 샘플씩 이동시키면서 상관을 수행한다. 이때, 다중 경로로 인해 다수의 피크들이 검출될 수 있다. 상기 TDOA계산기(1332)는 상기 피크들 중 가장 큰 2개의 피크들을 선택하고, 상기 선택된 2개의 피크들 사이의 샘플 개수를 이용해서 TDOA를 측정한다. 즉, 2개의 피크들중 하나를 기지국의 신호로 간주하고, 다른 하나를 중계기의 신호로 간주하여 두 신호들 간의 TDOA를 측정한다. 만일, 상기 두 신호들 간의 TDOA가 OFDM심볼 길이를 초과할 수도 있는데, 이런 경우에는 각 신호의 프레임 동기를 찾아 TDOA를 측정할 수 있다. 그리고, 상기 TDOA계산기(1332)는 상기 측정된 TDOA와 미리 알고 있는 기지국과 중계기 사이의 지연을 이용해서 상기 중계기를 기준으로 하는 TDOA를 계산한다.

만일, 서로 다른 기지국들로부터의 신호들을 이용해서 TDOA를 측정해야 된다면, 각 기지국의 프레임 동기를 찾아서 TDOA를 계산할 수 있다. 이와 같이, 상기 TDOA계산기(1332)는 가능한 모든 TDOA를 계산해서 상기 제어기(1300)로 제공한다.

그러면, 상기 제어기(1300)는 상기 TDOA를 이용해서 상기 단말의 위치를 계산한다. 여기서, 최소 2개의 TDOA 값들을 이용해서 위치를 계산한다. 만일, 1개의 TDOA만 측정된 경우, 상기 제어기(1300)는 Cell ID 기법 등을 이용해서 위치를 계산할 수 있다. 그리고 상기 제어기(1300)는 상기 단말의 위치정보를 기지국으로 보 고하도록 상기 MAC처리기(1302)를 제어한다. 만일, 최종 위치 계산을 기지국에서 수행한다면, 상기 단말은 위치를 계산하지 않고 상기 계산된 TDOA를 기지국으로 보고할 수 있다. 한편, 상기 단말은 주기적으로 자신의 위치를 추정할 수 있으며, 매 추정 때마다 계산된 위치를 기지국으로 보고하거나, 기지국 요청에 의해 현재 위치를 기지국으로 보고할 수 있다.

여기서, 본 발명의 실제 적용예를 살펴보면 다음과 같다.

도 14는 3개의 기지국들로부터 송신된 신호들이 각각 서로 다른 중계기를 거쳐 단말에 수신된 경우를 도시한 것이다.

도 14를 참조하면, 기지국1(BS1), 기지국2(BS2), 기지국3(BS3)으로부터 단말로 도달된 신호들 각각에 대한 총 지연을 나타내면 하기 수학식 9와 같다.

여기서, 기지국1로부터 단말에 수신된 신호의 지연이 가장 짧다고 가정할 때, 검출된 수신 신호들로부터의 TDOA는 다음 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.

여기서,

는 기지국2로부터 수신된 신호와 기지국1로부터 수신된 신호 사이의 TDOA를 나타내고,

는 기지국3으로부터 수신된 신호와 기지국1로부터 수신된 신호 사이의 TDOA를 나타낸다. 하지만, 상기

와 상기

는 기지국을 기준으로 한 값이기 때문에 바로 위치측정에 사용될 수 없다. 그래서, 하기 수학식 11과 같이 중계국 기준의 TDOA 값을 계산해야 한다.

여기서,

,

은 중계기를 설치할 때 측정되는 값으로 미리 알수 있는 값들이고,

과

은 단말에서 측정되는 값들이므로,

과

를 계산할 수 있다. 결국, 실제로 단말이 신호를 수신하는 중계기들을 기준으로 TDOA들을 계산하고, 상기 TDOA들을 이용해서 단말의 위치를 오차 없이 추정할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 단말이 3개의 기지국들로부터 신호를 수신하는 경우를 나타낸 도면.

도 2는 본 발명에 따른 중계기 식별자(Repeater ID)를 위한 주파수 대역을 가지는 OFDM심볼 구조를 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 LBS ID 할당을 위한 셀 계획(cell planning) 예를 도시한 도면.

도 4는 단말이 기지국과 중계국으로부터의 신호를 동시에 수신하는 경우를 도시한 도면.

도 5는 단말이 한 기지국으로부터 송신된 신호를 두 개의 중계기들을 통해 수신하는 경우를 도시한 도면.

도 6은 도 5의 경우에 대한 위치측정 방법을 설명하는 도면.

도 7은 한 기지국으로부터 송신된 신호가 다수의 중계기들을 직렬로 통과해서 단말로 수신되는 경우를 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 동작 절차를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 중계기의 동작 절차를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 동작 절차를 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 중계기의 구성을 도시한 도면.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 단말의 구성을 도시한 도면.

도 14는 3개의 기지국들로부터 송신된 신호들이 각각 서로 다른 중계기를 거 쳐 단말에 수신된 경우를 도시한 도면.

Claims

무선통신시스템에서 단말의 동작 방법에 있어서,

중계기를 통해 수신된 신호가 있는지 확인하는 과정과,

기지국 기준의 지연시간을 측정하는 과정과,

상기 중계기의 신호가 확인되는 경우, 상기 측정된 지연시간을 이용해서 중계기 기준의 지연 시간을 계산하는 과정과,

상기 중계기 기준의 지연 시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 추정된 단말의 위치를 기지국으로 보고하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 지연 시간은 TDOA(Time Differential Of Arrival), TOA(Time Of Arrival), E-OTD(Enhanced Observed time Difference) 중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

기지국으로부터 위치측정에 필요한 정보를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 각 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 각 중계기 사이의 지연 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 중계기 기준의 지연시간은 상기 측정된 지연시간과 상기 기지국과 중계기 사이의 지연시간을 이용해서 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 계산 과정은,

기지국과 중계기로부터의 신호가 동시에 수신되는 경우, 수신된 2개의 경로 신호들 사이의 TDOA 또는 각 신호의 TOA를 측정하는 과정과,

상기 기지국과 중계기 사이의 지연시간에서 상기 측정된 TDOA 또는 TOA를 감산하여 상기 중계기 기준의 TDOA 또는 TOA를 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 계산 과정은,

다수의 중계기들을 직렬로 통과해서 신호가 수신된 경우, 상기 단말과 가장 가까운 중계기와 상기 기지국 사이의 지연시간을 획득하는 과정과,

상기 측정된 지연시간에서 상기 획득된 지연시간을 감산하여 상기 가장 가까운 중계기 기준의 TDOA 또는 TOA를 계산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 추정 과정은,

하나의 기지국 신호가 다수의 중계기들을 통해 동시에 수신되는 경우, 상기 다수의 중계기들의 서비스 중첩 지역의 중간 지점을 계산하거나 혹은 상기 서비스 중첩지역의 중간 지점 정보를 기지국으로부터 수신하는 과정과,

상기 중간 지점을 단말의 위치로 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 확인 과정은,

특정 대역의 부반송파들 중 '1'이 매핑된 부반송파를 검출하는 과정과,

상기 '1'이 매핑된 부반송파 인덱스에 상응하는 중계기의 신호가 수신된 것으로 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선통신시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,

중계기 정보를 포함하는 위치측정에 필요한 정보를 생성하는 과정과,

상기 위치측정에 필요한 정보를 단말로 전송하는 과정과,

중계기 기준으로 계산된 지연시간을 상기 단말로부터 수신하는 과정과,

상기 중계기 기준의 지연시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 각 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 각 중계기 사이의 지연 시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 지연시간은 TDOA 또는 TOA인 것을 특징으로 하는 방법.
제11항에 있어서,

상기 추정된 위치 정보를 상기 단말로 전송하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
무선통신시스템에서 중계기의 동작 방법에 있어서,

상기 중계기에 할당된 부반송파 인덱스에 따른 반송파 신호를 발생하는 과정과,

수신 신호와 상기 반송파 신호를 혼합하여 중계 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 반송파 신호는 상기 인덱스에 따른 부반송파에 데이터 비트 '1'을 매핑 하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는 방법.
무선통신시스템에서 중계기 통과 신호를 식별하기 위한 방법에 있어서,

OFDM심볼의 특정 대역을 중계기 식별자를 위한 대역으로 구분하는 과정과,

상기 특정 대역내 부반송파들을 인덱싱하는 과정과,

상기 인덱싱된 부반송파들과 중계기들을 일 대 일로 매핑하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서,

상기 특정 대역은 사용되지 않는 가드(unused guard subcarrier) 대역인 것을 특징으로 하는 방법.
무선통신시스템에서 단말 장치에 있어서,

수신신호를 샘플데이터로 변환하는 수신부와,

상기 샘플데이터를 고속 푸리에 변환하여 주파수 영역의 데이터를 발생하는 FFT처리기와,

상기 주파수 영역의 데이터 중 특정 대역의 부반송파 값들을 검사하여 중계 기 통과 신호가 있는지 확인하는 중계기 식별기와,

상기 샘플데이터를 이용해서 기지국 기존의 지연시간을 측정하며, 상기 중계기 통과 신호가 확인되는 경우 상기 측정된 지연시간을 이용해서 중계기 기준의 지연시간을 계산하는 계산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제19항에 있어서,

상기 중계기 기준의 지연시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제20항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 추정된 단말의 위치를 기지국으로 보고하는 것을 특징으로 하는 장치.
제19항에 있어서,

상기 지연시간은 TDOA 또는 TOA인 것을 특징으로 하는 장치.
제20항에 있어서,

상기 제어부는, 기지국으로부터 위치측정에 필요한 정보를 수신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 장치.
제23항에 있어서,

상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 중계기 사이의 지연시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 계산기는, 상기 측정된 지연시간과 상기 기지국과 중계기 사이의 지연시간을 이용해서 상기 중계기 기준의 지연시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서, 상기 계산기는,

기지국과 중계기로부터의 신호가 동시에 수신되는 경우, 수신된 2개의 경로 신호들 사이의 TDOA 또는 각 신호의 TOA를 측정하고, 상기 기지국과 중계기 사이의 지연시간에서 상기 측정된 TDOA 또는 TOA를 감산하여 상기 중계기 기준의 TDOA 또는 TOA를 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서, 상기 계산기는,

다수의 중계기들을 직렬로 통과해서 신호가 수신된 경우, 상기 단말과 가장 가까운 중계기와 상기 기지국 사이의 지연시간을 획득하고, 상기 측정된 지연시간에서 상기 획득된 지연시간을 감산하여 상기 가장 가까운 중계기 기준의 TDOA 또는 TOA를 계산하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서, 상기 제어기는,

하나의 기지국 신호가 다수의 중계기들을 통해 동시에 수신되는 경우, 상기 다수의 중계기들의 서비스 중첩 지역의 중간 지점을 계산하고, 상기 계산된 중간 지점을 상기 단말의 위치로 추정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제19항에 있어서, 상기 중계기 식별기는,

상기 특정 대역의 부반송파들 중 '1'이 매핑된 부반송파를 검출하고, 상기 '1'이 매핑된 부반송파 인덱스에 상응하는 중계기의 신호가 수신된 것으로 판단하 는 것을 특징으로 하는 장치.
무선통신시스템에서 기지국 장치에 있어서,

중계기 정보를 포함하는 위치측정에 필요한 정보를 단말로 전송하는 송신부와,

중계기 기준으로 계산된 지연시간을 상기 단말로부터 수신하는 수신부와,

상기 중계기 기준의 지연시간을 이용해서 상기 단말의 위치를 추정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제30항에 있어서,

상기 위치측정에 필요한 정보는, 인접 기지국들의 위치 좌표, 인접 중계기들의 위치 좌표, 각 중계기에 할당된 부반송파 인덱스 정보, 기지국과 각 중계기 사이의 지연시간 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제30항에 있어서,

상기 지연시간은 TDOA 또는 TOA인 것을 특징으로 하는 장치.
제30항에 있어서,

상기 송신부는, 상기 추정된 위치 정보를 상기 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 장치.
무선통신시스템에서 중계기 장치에 있어서,

안테나를 통해 수신된 신호에서 원하는 주파수 대역의 신호만 필터링하는 제1 필터와,

상기 필터로부터의 신호를 저잡음 증폭하는 제1 증폭기와,

상기 증폭기로부터의 신호에서 이미지 주파수를 제거하는 제2 필터와,

상기 중계기에 할당된 부반송파 인덱스에 따른 반송파 신호를 발생하는 반송파 발생기와,

상기 제2 필터로부터의 신호와 상기 반송파 발생기로부터의 반송파 신호를 혼합하는 혼합기와,

상기 혼합기로부터의 신호를 전력 증폭하여 송신하는 제2 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제34항에 있어서,

상기 반송파 신호는 상기 인덱스에 따른 부반송파에 데이터 비트 '1'을 매핑하기 위한 신호인 것을 특징으로 하는 장치.