KR20110009063A - 멀티빔 송신을 이용하여 무선국의 위치를 추정하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

멀티빔 송신을 이용하여 무선국의 위치를 추정하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20110009063A
KR20110009063A KR1020100070525A KR20100070525A KR20110009063A KR 20110009063 A KR20110009063 A KR 20110009063A KR 1020100070525 A KR1020100070525 A KR 1020100070525A KR 20100070525 A KR20100070525 A KR 20100070525A KR 20110009063 A KR20110009063 A KR 20110009063A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
antenna
antenna pattern
radio
multibeam
angle
Prior art date
Application number
KR1020100070525A
Other languages
English (en)
Inventor
데이비드 스티어
스캇 위도슨
Original Assignee
노오텔 네트웍스 리미티드
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 노오텔 네트웍스 리미티드 filed Critical 노오텔 네트웍스 리미티드
Publication of KR20110009063A publication Critical patent/KR20110009063A/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
    • 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
    • G01S1/02—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 using radio waves
    • G01S1/08—Systems for determining direction or position line
    • G01S1/14—Systems for determining direction or position line using amplitude comparison of signals transmitted simultaneously from antennas or antenna systems having differently oriented overlapping directivity-characteristics
    • 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
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/04—Position of source determined by a plurality of spaced direction-finders
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures
    • H04W16/28—Cell structures using beam steering

Landscapes

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

Abstract

무선 통신 네트워크에서 무선국들의 위치를 추정하는 방법 및 장치가 제공된다. 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 무선국의 베어링 각도의 추정은 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 및 복수의 빔 각도 각각에 대한 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호 각각의, 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여 행해진다.

Description

멀티빔 송신을 이용하여 무선국의 위치를 추정하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATING LOCATION OF A WIRELESS STATION USING MULTI-BEAM TRANSMISSION}
본 발명은 무선 통신에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 무선국의 위치를 결정하기 위한 방법들 및 시스템들에 관한 것이다.
위성 라디오 전송으로부터 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 등의 무선 통신 네트워크 내에서 무선국들의 위치를 무선으로 결정하는 종래의 기술들은, 수신된 신호의 약함 및 다중 경로 신호 전파의 결과들로 인해 많은 위치에서, 특히 무선 신호가 통상 그 환경 내의 복수의 물체들에 의해 스캐터링되는 실내 및 높은 빌딩들에 의해 생성된 "어번 캐니언(urban canyons)"에서 종종 효과적이지 못하다. 이러한 다중 경로 스캐터링(multipath scattering)은 단말기들 및 네트워크 액세스 포인트, 예컨대 기지국들에 도착하는 다수의 신호들로 인해 많은 종래의 위치추적 기술들에 문제가 되었다.
지상파 송신기들로부터 신호의 강도 또는 TOA(time-of-arrival)(또는 다수의 신호들 간의 도착 시간의 차이)를 측정하는 등의 그 밖의 종래의 위치 추적 기술들 또한 다중 경로 전파에 의해 혼동되며 무선국들에서 전문적인 측정 장치를 필요로 한다.
결과적으로, 전문적인 수신기들 또는 신호 측정 장치가 각각의 무선국에서 구현되기 때문에, 종래의 위치 추적 기술들을 이용하는 통신 시스템들은 통상적으로 고가이다. 무선국에서의 부가적인 수신 및 측정은 또한 부가적인 전력을 소모하고, 결과적으로 배터리 수명을 감소시킨다. GPS 신호들의 수신은, 예를 들어, 무선국에 부가적인 안테나 및 수신기를 필요로 하며, 이는 그 무선국의 크기 및 무게를 증가시킨다.
한가지 넓은 양상에 따르면, 본 발명은, 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도(beaming angle) 및 복수의 빔 각도 각각에 대한 멀티빔 안테나 패턴의 개별 빔들에 송신된 복수의 무선 신호 각각의, 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여, 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국으로의 베어링 각도(bearing angle)를 추정하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 각각에 대하여, 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔에 개별적인 복수의 무선 신호 중 각각의 무선 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 무선국의 추정된 베어링 각도에 기초하여 무선국과의 통신을 위해 멀티빔 안테나 패턴의 빔을 무선국을 향하여 스티어링(steer)하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를 추정하는 단계는, 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율(ratio)이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호들 각각에 대하여, 무선국에서의 수신된 신호 특성은 멀티빔 안테나 패턴의 그 밖의 빔들 상에 송신된 무선 신호들과는 구별되는 개별적인 빔 상에 송신된 무선 신호의 성분의 수신된 레벨을 포함한다.
일부 실시예들에서, 미리 결정된 값은 실질적으로 1이다.
일부 실시예들에서, 멀티빔 안테나 패턴은 제1 안테나 빔 및 제2 안테나 빔을 포함하며, 베어링 각도를 추정하는 단계는, 제1 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의, 상기 제2 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 베어링 각도를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 멀티빔 안테나 패턴은 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔 중간에 제3 안테나 빔을 포함하며, 베어링 각도를 추정하는 단계는, 제1 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의, 제3 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 비율이 제2 미리 결정된 값과 실질적으로 동일하고, 제2 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의, 제3 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 비율이 제3 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 제3 안테나 빔은 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔 사이의 실질적으로 중간에 있으며, 제2 미리 결정된 값은 제3 미리 결정된 값과 실질적으로 동일하다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 각각의 빔 각도에 대하여, 상기 빔 각도를 나타내는 코드를 무선국에 송신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔 상에 송신된 적어도 2개의 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 나타내는 코드를 무선국으로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호는, OFDM(orthogonal frequency division multiplex) 신호들, CDMA(code division multiple access) 신호들, TDMA(time division multiple access) 신호들, 및 펄스 기반의 UWB(ultra wideband) 신호들 중 어느 하나를 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호들은 OFDM 신호들을 포함하고, 각각의 빔의 개별적인 무선 신호의 별개의 성분은 그 밖의 빔들 상에 송신된 서브캐리어들과는 구별되는 적어도 서브캐리어를 포함하고, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 별개의 성분들의 수신된 레벨의 비율은 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 별개의 서브캐리어들의 무선국에서 수신된 신호 전력들 간의 비율을 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호들은 CDMA 신호들을 포함하고, 각 빔의 개별적인 무선 신호의 별개의 성분은 송신 버스트의 시작에 프리앰블의 개별적인 부분을 포함하여, 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 안테나 빔이 프리앰블의 개별적인 부분 동안 송신하도록 하고, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔의 별개의 성분들의 수신된 레벨의 비율은 프리앰블의 개별적인 부분들의 무선국에서 수신된 신호 전력들 간의 비율을 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호들은 CDMA 신호들을 포함하여, 각각의 빔 각도에 대하여, 각각의 안테나 빔 상의 무선 신호가 무선국에서 수신되어 별개의 성분으로 분해될 수 있도록 빔들 간의 타이밍 오프셋으로 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 안테나 빔 상에 동일한 무선 신호가 송신되도록 하며, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 별개의 성분들의 수신된 레벨의 비율은 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들 상에 송신된 상기 수신되어 분해된 타임 오프셋 CDMA 신호들의 수신된 신호 전력 간의 비율을 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호들은 TDMA 신호들을 포함하고, 각각의 빔의 개별적인 무선 신호의 별개의 성분은 프레임의 프리앰블의 개별적인 부분을 포함하여, 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 안테나 빔이 프레임의 프리앰블의 개별적인 부분 동안 송신하도록 하며, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 별개의 성분의 수신된 레벨의 비율은 프레임의 프리앰블의 개별적인 부분들의 무선국에서 수신된 신호 전력들 간의 비율을 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호들은 펄스 기반의 UWB 신호들을 포함하고, 각각의 빔의 개별적인 무선 신호의 별개의 성분은 복수의 UWB 펄스의 서브세트를 포함하여, 멀티빔 안테나의 각각의 빔이 복수의 UWB 펄스의 개별적인 서브세트를 송신하도록 하고, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 별개의 성분들의 수신된 레벨의 비율운 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들 상에 송신된 UWB 펄스들의 개별적인 서브세트들의 무선국에서 수신된 신호 전력들 간의 비율을 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 적어도 하나의 부가적인 멀티빔 안테나 패턴 각각에 대하여, 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 각각에 대하여 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 복수의 무선 신호를 송신하는 단계, 및 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 각각에 대한 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들에 송신된 복수의 무선 신호들 각각의, 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여, 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를 추정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 제1 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도와 적어도 하나의 부가적인 멀티빔 안테나 패턴 각각의 개별적인 기준 포인트들로부터의 무선국의 개별적인 추정된 베어링 각도의 교점 위치에 기초하여 무선국의 위치를 추정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 무선국의 위치를 추정하는 단계는, 복수의 멀티빔 안테나 패턴으로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도들과, 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 서브세트의 개별적인 기준 포인트들과 무선국 간의 추정된 방사상 거리를 나타내는 쌍곡선들(hyperbolas)의 교점의 위치에 기초하여 결정된다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 각각의 빔 각도에 대하여, 빔 각도를 나타내는 코드를 수신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 나타내는 코드를 보고하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은, 제1 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도와 적어도 하나의 부가적인 멀티빔 안테나 패턴 각각의 개별적인 기준 포인트로부터의 무선국의 개별적인 추정된 베어링 각도의 교점의 위치에 기초하여 무선국의 위치를 추정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 넓은 양상에 따르면, 멀티빔 안테나 패턴을 생성하도록 구성된 멀티빔 안테나 시스템, 복수의 빔 각도로 멀티빔 안테나 시스템을 스티어링하도록 구성된 빔 스티어러(beam steerer), 복수의 빔 각도의 각각의 빔 각도에서 복수의 무선 신호들을 생성하여, 각각의 빔 각도에서, 복수의 무선 신호들의 각각의 무선 신호가 멀티빔 안테나 시스템에 의해 생성된 멀티빔 안테나 패턴의 안테나 빔들의 개별적인 빔 상에 송신되도록 구성된 RF(radio frequency) 송신기, 및 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를, 복수의 빔 각도에 및 복수의 빔 각도의 각각에 대한 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호들 각각의 무선국에서 측정된 수신된 신호 특성에 기초하여 추정하도록 구성된 위치 추정 제어기를 포함하는 장치가 제공된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 무선국으로부터의 복수의 빔 각도 각각에 대한 복수의 무선 신호 각각의 수신된 신호 특성을 수신하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 결정함으로써, 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, RF 송신기는 복수의 빔 각도 각각에 대하여 복수의 빔 각도 중 현재의 빔 각도를 나타내는 코드를 송신하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 무선 신호의 각각의 수신된 신호 특성의 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 나타내는 코드를 무선국으로부터 수신하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 무선국의 추정된 베어링 각도에 기초하여 무선국과 통신하기 위해 빔 스티어러를 제어하여 멀티빔 안테나 패턴의 빔을 무선국을 향하여 스티어링하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 RF 송신기를 제어하여, 각각의 빔 각도에 대하여 생성된 복수의 무선 신호의 각각의 무선 신호가, 동일한 빔 각도에 대하여 생성된 복수의 무선 신호들 중 그 밖의 무선 신호로부터 구별되는 적어도 하나의 성분을 포함하도록, 복수의 빔 각도 각각에 대한 복수의 무선 신호를 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 미리 결정된 값을 결정하기 위해 교정 알고리즘(calibration algorithm)을 수행하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 미리 결정된 값은 실질적으로 1이다.
일부 실시예에서, 멀티빔 안테나 시스템은 멀티빔 안테나 패턴이 제1 안테나 빔 및 제2 안테나 빔을 포함하도록 구성되고; 위치 추정 제어기는 제2 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 제1 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일하게 되는 빔 각도를 결정함으로써 베어링 각도를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔이 실질적으로 90°만큼 떨어져 있다.
일부 실시예에서, 멀티빔 안테나 시스템은, 멀티빔 안테나 패턴이 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔 사이에 제3 안테나 빔을 포함하도록 구성되고; 위치 추정 제어기는 제3 안테나 빔 상에 송신되는 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 제1 안테나 빔 상에 송신되는 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성이 비율이 제2 미리 결정된 값과 실질적으로 동일하고, 제3 안테나 빔 상에 송신되는 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 제2 안테나 빔 상에 송신되는 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의 비율이 제3 미리 결정된 값과 실질적으로 동일하게 되는 빔 각도를 결정함으로써 베어링 각도를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 멀티빔 안테나 시스템은 제3 안테나 빔이 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔 사이의 실질적으로 중간에 있고, 제2 미리 결정된 값이 제3 미리 결정된 값과 실질적으로 동일하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 위치 추정 제어기는 무선국으로부터의 수신된 신호 강도 및 타이밍 동기화 정보 중 적어도 하나에 기초하여 무선국과 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트 사이의 방사상 거리를 추정하고, 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트와 무선국 사이의 추정된 방사상 거리, 및 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도에 기초하여, 무선국의 위치를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 각각의 빔 각도에 대하여, RF 송신기는 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 안테나 빔 상에 송신되는 무선 신호가 무선국에서 수신되어 별개의 성분으로 분해될 수 있도록 하기 위하여 CDMA 신호들의 복수의 타임 오프셋 버전을 복수의 무선 신호로서 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 장치는 제2 멀티빔 안테나 패턴을 생성하도록 구성된 제2 멀티빔 안테나 시스템 - 멀티빔 안테나 시스템들은 상이한 위치들에 배치됨 -; 제2 멀티빔 안테나 시스템을 제2 복수의 빔 각도로 스티어링하도록 구성된 제2 빔 스티어러; 제2 복수의 빔 각도의 각각의 빔 각도에서, 제2 복수의 무선 신호의 각각의 무선 신호가 제2 멀티빔 안테나 시스템에 의해 생성된 제2 멀티빔 안테나 패턴의 안테나 빔들 중 개별적인 안테나 빔 상에 송신되도록, 제2 복수의 빔 각도의 각각의 빔 각도에서 제2 복수의 무선 신호를 생성하도록 구성된 제2 RF 송신기를 포함하고, 위치 추정 제어기는 제2 복수의 빔 각도의 복수의 빔 각도 각각에 대해 제2 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 제2 복수의 무선 신호 각각의, 무선국에서 측정된, 수신된 신호 특성 및 제2 복수의 빔 각도에 기초하여 무선국에 대한 제2 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 베어링 각도를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 제1 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도 및 제2 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도의 교점의 위치에 기초하여 무선국의 위치를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 수신된 신호 강도 및 타이밍 동기 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 무선국으로부터 제1 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트까지의 방사상 거리, 및 무선국으로부터 제2 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트까지의 방사상 거리를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기는 제1 및 제2 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 기준 포인트들로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도들과 제1 및 제2 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 기준 포인트들과 무선국 사이의 추정된 방사상 거리들을 나타내는 쌍곡선들의 교점의 위치에 기초하여, 무선국의 위치를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 제1 멀티빔 안테나 시스템 및 제2 멀티빔 안테나 시스템은 상이한 고도(elevation)들에 위치되고, 위치 추정 제어기는 제1 멀티빔 안테나 시스템 및 제2 멀티빔 안테나 시스템의 고도들 및 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트들에 대한 무선국의 추정된 방사상 거리들 및 추정된 베어링 각도들에 기초하여 무선국의 고도를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 장치는 무선국의 추정된 위치에 기초하여 무선 통신 시스템 리소스들로의 무선국의 액세스를 제어하도록 구성되는 액세스 제어기를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 장치는 무선 통신 시스템의 액세스 포인트에 배치된다.
본 발명의 또 다른 넓은 양태에 따르면, 복수의 무선 신호를 송신하는 단계 - 각각의 무선 신호는 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔 상에 송신됨 - ; 및 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신되는 복수의 무선 신호의, 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를 추정하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
일부 실시예들에서, 본 방법은 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호 각각의 수신된 신호 특성을 무선국으로부터 수신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은 미리 결정된 값을 결정하기 위하여 교정(calibration)을 수행하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은 무선국과 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트 간의 방사상 거리를 추정하는 단계, 및 무선국과 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트 간의 추정된 방사상 거리 및 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도에 기초하여 무선국의 위치를 추정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 무선국과 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트 간의 방사상 거리를 추정하는 단계는 수신된 신호 강도, 및 타이밍 동기화 정보 중 적어도 하나에 기초한다.
일부 실시예들에서, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔의 별개의 서브캐리어들의 무선국에서의 수신된 신호 전력들 간의 비율은 인접하는 서브캐리어들의 쌍들의 수신된 신호 전력들의 비율을 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호들은 CDMA 신호들을 포함하고, 각각의 빔의 개별적인 무선 신호의 별개의 성분은 개별적인 별개의 스프레딩 코드로 스프레딩된 신호의 일부를 포함하여, 멀티빔 안테나의 각각의 빔이 개별적인 별개의 스프레딩 코드로 스프레딩된 신호의 일부를 송신하며, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 별개의 성분들의 수신된 전력 레벨의 비율은 개별적인 스프레딩 코드들의 무선국에서의 수신된 신호 전력들 간의 비율을 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 무선 신호들은 TDMA 신호들을 포함하고, 각각의 빔의 개별적인 무선 신호의 별개의 성분은 개별적인 TDMA 타임 슬롯을 포함하여, 멀티빔 안테나의 각각의 빔이 그것의 개별적인 TDMA 타임 슬롯을 송신하며, 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 별개의 성분들의 수신된 전력 레벨의 비율은 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 2개의 빔들의 개별적인 TDMA 타임 슬롯들 내의 무선국에서의 수신된 신호 전력들 간의 비를 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은 수신 신호 강도 및 무선국에서의 타이밍 동기화 중 적어도 하나에 기초하여 무선국으로부터 복수의 멀티빔 안테나 패턴들의 개별적인 기준 포인트들 중 적어도 하나까지의 방사상 거리를 추정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예들에서, 무선국의 위치를 추정하는 단계는 복수의 멀티빔 안테나 패턴으로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도들과 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 서브세트의 개별적인 기준 포인트들과 무선국 간의 추정된 방사상 거리들을 나타내는 쌍곡선들의 교점의 위치에 기초하여 결정된다.
일부 실시예들에서, 복수의 멀티빔 안테나 패턴들은 모두 동일한 고도에 위치되는 것은 아니며, 무선국의 위치를 추정하는 단계는 복수의 멀티빔 안테나 패턴들의 고도들과 복수의 멀티빔 안테나 패턴들의 기준 포인트들에 대한 무선국의 추정된 방사상 거리들 및 추정된 베어링 각도들에 기초하여 무선국의 고도를 추정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 본 방법은 무선국의 추정된 위치 및 무선 단말기와 연관된 식별 정보에 기초하여 무선 통신 시스템 리소스들에 대한 무선국의 액세스를 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 넓은 양태에 따르면, 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도들의 각각에 대하여, 개별적인 복수의 무선 신호들을 수신하는 단계 - 각각의 무선 신호는 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔 상에 송신됨 -; 및 복수의 빔 각도들의 각각에 대하여 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호들 각각의, 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를 추정하는 단계를 포함하는 무선국에서의 방법이 제공된다.
일부 실시예에서, 본 방법은 무선국으로부터, 복수의 빔 각도 각각에 대한 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호 각각의 수신된 신호 특성을 송신하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 멀티빔 안테나 패턴은 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔 중간에 있는 제3 안테나 빔을 포함하며; 베어링 각도를 추정하는 단계는, 제1 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의, 제3 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 비율이 실질적으로 제2 미리 결정된 값과 동일하고; 제2 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의, 제3 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 비율이 실질적으로 제3 미리 결정된 값과 동일한 빔 각도를 결정하는 단계를 포함한다.
일부 실시예에서, 제3 안테나 빔은 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔 사이의 실질적으로 중간에 있으며, 제2 미리 결정된 값은 실질적으로 제3 미리 결정된 값과 동일하다.
일부 실시예에서, 본 방법은 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트와 무선국 간의 거리를 추정하는 단계; 및 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 추정된 베어링 각도, 및 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트와 무선국 간의 추정된 거리에 기초하여 무선국의 위치를 추정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트와 무선국 간의 거리를 추정하는 단계는 수신된 신호 강도, 및 무선국에서의 타이밍 동기화 중 적어도 하나에 기초한다.
일부 실시예에서, 본 방법은 적어도 하나의 부가적인 멀티빔 안테나 패턴 각각에 대하여: 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 각각에 대하여, 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상의 복수의 무선 신호를 수신하는 단계; 및 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 각각에 대한 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호 각각의, 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를 추정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 본 방법은 무선국의 위치의 추정을 적어도 하나의 액세스 포인트에 보고하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 본 발명은 수신된 신호 강도, 및 무선국에서의 타이밍 동기화 중 적어도 하나에 기초하여 무선국으로부터 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 기준 포인트들 중 적어도 하나까지의 방사상 거리를 추정하는 단계를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 무선국의 위치를 추정하는 단계는, 복수의 멀티빔 안테나 패턴으로부터의 무선국의 추정된 베어링 각도들과, 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 서브세트의 개별적인 기준 포인트들과 무선국 간의 추정된 방사상 거리들을 나타내는 쌍곡선들의 교점의 위치에 기초하여 결정된다.
일부 실시예에서, 복수의 멀티빔 안테나 패턴은 전부 동일한 고도(elevation)에 위치하지 않으며; 무선국의 위치를 추정하는 단계는, 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트들에 대한 무선국의 추정된 방사상 거리들 및 추정된 베어링 각도들에 기초한 무선국의 고도, 및 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 고도들을 추정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들은 다중 경로 전파 환경에서 무선국들(송수신기들)의 위치에 대한 추정을 제공한다.
본 발명의 일부 실시예들은 기존의 송신된 신호 포맷들 및 무선 송수신기 장치를 이용하고 및/또는 재이용한다.
본 발명의 일부 실시예들은 무선 단말기 내의 기존의 안테나들 및 장치를 재이용함으로써, GPS 신호들을 수신하는 등의 종래의 위치 추정 기술에 대한 구현 비용에 비해, 위치 추정 시스템의 구현 비용을 감소시킨다.
본 발명의 일부 실시예들은 추정된 위치 정보를 이용하여 단말기의 ID 및 시스템 조건들에 기초하여 액세스 리소스들을 무선국들에 할당한다.
본 발명의 실시예들에 대한 다른 양태 및 특징들은 본 발명의 특정 실시예들에 대한 이하의 설명을 참조할 경우, 당업자에게 명백해질 것이다.
본 발명의 실시예들은 첨부 도면을 참조하여, 단지 예시로서 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들을 구현하는데 이용될 수 있는 무선 통신 시스템의 평면도.
도 2는 본 발명의 일부 OFDM-기반의 실시예들에서 실현될 수 있는 송수신 신호 전력 레벨의 플롯.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 액세스 포인트에서 무선 단말기의 위치를 추정하기 위한 방법을 나타내는 흐름도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 단말기에서 그 무선 단말기의 위치를 추정하기 위한 방법을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들을 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 액세스 포인트의 블록도.
도 6은 본 발명의 일 실시예가 구현될 수 있는 셀룰러 통신 시스템의 일례를 나타내는 블록도.
도 7은 본 발명의 일부 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 기지국을 나타내는 블록도.
도 8은 본 발명의 일부 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 무선 단말기를 나타내는 블록도.
도 9는 본 발명의 일부 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 중계국을 나타내는 블록도.
본 발명의 실시예들은 비-다중 경로 및 다중 경로의 무선 전파 환경에서 라디오 송수신기를 구비한 무선국들의 위치를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다. 본 시스템은 기지국 등의 액세스 포인트에서 멀티빔 안테나 패턴을 이용하여, 액세스 포인트에 대한 무선국들의 베어링 각도가 멀티빔 안테나의 개별적인 안테나 빔 상에 송신되는 별개의 신호 성분들의 비율에 의해 결정될 수 있다. 본 명세서에서 "무선국(wireless station)"이라는 용어는 무선 송수신기를 포함하는 임의의 장비를 말한다. 무선국들의 비제한적 예들은 기지국, 중계국, 이동국 등을 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들은 무선 단말기들과 통신하는데 이미 이용되고 있는 기존의 라디오 신호들을 이용한다. 본 발명의 일부 실시예들은 다중 빔들 각각을 통해 정상적인 통신 신호의 일부를 송신하는 적어도 하나의 액세스 포인트로부터의 멀티빔 안테나를 이용한다. 이들 변경된 송신들은 그 정상 동작 동안 무선 단말기에 대해 투명(transparent)하다. 그러나, 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔 상에 송신되는 신호들의 수신된 신호 특성을 보고함으로써, 멀티빔 안테나 패턴이 복수의 빔 각도를 통해 스티어링될 때의 복수의 빔 각도에서, 액세스 포인트와 무선 단말기 간의 베어링 각도가 확립될 수 있다. 또한, 다수의 이동 통신 프로토콜에 고유한 범위 타이밍 오프셋 정정 등의 타이밍 동기화 정보 및/또는 수신된 신호 강도의 정보를 이용함으로써, 액세스 포인트와 무선 단말기 간의 방사상 거리의 추정을 확립할 수도 있다. 베어링 각도 및 방사상 거리 양자 모두를 이용하여, 무선국의 위치가 액세스 포인트의 위치에 대해 확립될 수 있다. 일부 실시예에서, 무선국의 위치는 베어링 각도와 다중 액세스 포인트의 교점에서 추정된다.
일부 실시예에서, 무선국들의 위치에 대해 결정된 추정값은 그들의 추정된 위치에 기초하여 단말기에 의한 네트워크에의 액세스를 제어하는데 이용된다. 기업에서, 예를 들어, 일부 공개 영역은 임의의 단말기에 의한 액세스를 허용할 수 있는 반면, 그 밖의 제한된 영역은 특별히 인증된 단말기로부터의 네트워크 액세스만을 허용할 수 있다. 다른 예에서, 단말기의 위치는 트래픽 로딩을 밸런싱하는 등의 네트워크 리소스들을 할당하는데 이용될 수 있다. 이는 예컨대, 커버리지 영역의 일부 지역에서 방문객들에 대한 게스트 액세스를 허용하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은, 예를 들면, IEEE 802.11, IEEE 802.16, ETSI/3GPP LTE 및 GSM의 시스템들을 비롯한 기존의 모바일 통신 기술 및 서비스의 신호들 및 송신 포맷들을 기반으로 한다.
본 발명의 일부 실시예들은, 종종 실내 환경의 경우와 같은 다중 경로 환경에서 개선된 위치 추정 정확성을 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 무선국의 위치를 추정하기 위해 어떠한 특수한 장치도 무선국에서 요구되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도의 평면도이다.
도 1에 도시된 무선 통신 시스템은 제1 액세스 포인트(200), 제2 액세스 포인트(220), 네트워크 서버(233) 및 무선 단말기(206)를 포함한다.
무선 단말기(206)의 위치를 추정하기 위해, 액세스 포인트들(200 및 220)의 안테나는 멀티빔 안테나 패턴들을 포함하도록 구성된다. 제1 액세스 포인트(200)는 제1 안테나 빔(202) 및 제2 안테나 빔(204)을 갖는다. 제2 액세스 포인트(220)는 또한 제1 안테나 빔(222) 및 제2 안테나 빔(224)을 갖는다. 설명된 실시예에서, 제1 안테나 포인트(200)는 또한 그것의 제1 안테나 빔(202)과 제2 안테나 빔(204)의 중간에 있는 제3 안테나 빔(208)을 갖는다. 이 제3 안테나 빔(208)의 기능은 후술된다.
제1 액세스 포인트(200)의 제1 안테나 빔(202) 및 제2 안테나 빔(204)은 제1 액세스 포인트(200)의 커버리지 영역 내에서 중첩하지만, 다른 각도로 포인팅되어, 무선 단말기(206)와 같은 무선국은 안테나 빔들(202 및 204)로부터 상이한 신호 진폭을 볼 수 있다. 이는 또한 제2 액세스 포인트(220)의 안테나 빔들(222 및 224)에 대해서도 사실이다. 이러한 멀티빔 안테나 패턴들은 예를 들면 안테나들 사이에 각도 오프셋 및 공통 중심을 갖는 두 개의 다이폴(dipole) 안테나에 의해 생성될 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 액세스 포인트의 안테나 빔들(202 및 204)은 기계적 스캐닝 장치를 이용하거나(즉, 안테나 소자를 회전시키거나) 전자 빔 스티어링을 통하여(예를 들어, 본원에서 "전자 스티어링"으로 지칭되는 안테나 소자 피드들 내의 가변 위상 시프터들을 이용함으로써), 360도의 빔 각도를 지나 시간에 맞춰(in time) 함께 회전하도록 구성될 수 있다. 제2 액세스 포인트(220)의 안테나 빔들(222 및 224)이 유사하게 구성될 수 있다. 제1 액세스 포인트(200)의 안테나 빔들(202 및 204) 및 제2 액세스 포인트(220)의 안테나 빔들(222 및 224)은 시간에 맞춰 연속적으로(continuously in time)(즉, 등대처럼 주변을 돌아서) 또는 단계적으로(in steps)(예를 들면 1도씩) 회전할 수 있거나 모든 가능한 빔 각도들의 서브세트에 대해 불연속적인 방식으로(예를 들면, 전자 스티어링으로) 상이한 위치들로 향하게 될 수 있다.
동작 시에, 제1 액세스 포인트(200)를 참조하면, 제1 액세스 포인트(200)는 안테나 빔들이 각각의 빔 각도들에 대해 회전됨에 따라 제1 액세스 포인트(200)의 복수의 빔 각도 각각에 대해 제1 안테나 빔(202) 상의 무선 신호 및 제2 안테나 빔(204) 상의 무선 신호를 송신한다. 각각의 빔 각도에 대해, 제1 안테나 빔(202) 상에 송신된 무선 신호는 제2 안테나 빔(204) 상에 송신된 무선 신호의 성분과는 구별되는 성분을 가져서, 무선 단말기가, 개별적인 안테나 빔들(202 및 204) 상에 송신된 무선 신호들의 별개의 성분들에 대하여 수신된 신호 강도와 같은 수신된 신호 특성을 분해할 수 있게 한다. 제1 안테나 빔(202)과 제2 안테나 빔(204)에 대한 무선 단말기의 위치는 무선 단말기에서 측정된 제1 및 제2 안테나 빔 상에 송신된 무선 신호들의 수신된 신호 특성들에 영향을 준다. 무선 단말기(206)가, 도 1에 도시된 순간에서의 경우와 같이, 제1 안테나 빔(202)과 제2 안테나 빔(204) 사이의 실질적으로 중간에 있는 경우, 무선 단말기는 제1 및 제2 안테나 빔들 상에 각각 송신된 무선 신호들에 대하여, 수신된 신호 강도와 같이, 실질적으로 동일한 수신된 신호 특성들을 측정할 수 있다.
일부 실시예에서, 액세스 포인트의 빔 각도들은 액세스 포인트의 기준 각도로부터 측정된다. 도 1에서, 제1 액세스 포인트(200)의 기준 각도는 210으로 표시되고 제2 액세스 포인트(220)의 기준 각도는 230으로 표시된다. 제1 및 제2 액세스 포인트들의 기준 각도(210 및 230)들이 도 1에 도시된 실시예에서는 동일한 방향에 있는 반면에(도시된 특정 실시예에서 자북 "N"에 대응하여 표시됨), 일부 실시예들에서는 각각의 액세스 포인트의 기준 각도가 임의로 선택되어, 기준 각도에서의 차이가 고려된다면, 임의의 다른 액세스 포인트의 기준 각도와 다를 수 있다.
시스템 내 모든 액세스 포인트에 대해 동일한 기준 각도(예를 들면, "북")를 이용하는 것이 유리할 수 있다. 이는 다수의 액세스 포인트로부터의 신호에서의 측정값으로부터 획득된 베어링 각도가 보다 쉽게 비교될 수 있게 한다. 다수의 기지국에 대한 베어링 각도를 측정함으로써, 무선 단말기의 위치는 여러 베어링 각도들의 교점에 구축될 수 있다.
제1 및 제2 안테나 빔들(202 및 204)에 의해 구축된 멀티빔 안테나 패턴의 빔 각도가 제1 액세스 포인트(200)의 기준 각도(210)로부터 측정된 경우와, 제1 안테나 빔(202)과 제2 안테나 빔(204)으로부터 형성된 멀티빔 안테나 패턴의 빔 각도가 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔 사이의 각도(도 1에 도시된 실시예에서는 실질적으로 90°이지만, 보다 일반적으로는 멀티빔 패턴의 안테나 빔들의 적어도 일부 중첩을 제공하는 임의의 각도일 수 있음)를 실질적으로 이등분하는 베어링 라인에 대응한다고 가정된 경우에는, 제1 액세스 포인트(200)의 기준 포인트(이는 일반적으로 액세스 포인트와 위치상 공유된다고(co-located) 가정됨)로부터 무선 단말기(206)까지의 추정된 베어링 각도가, 제1 안테나 빔 상에 송신된 무선 신호와 제2 안테나 빔 상에 송신된 무선 신호의 수신된 신호 특성(예를 들면 수신된 신호 강도)이 실질적으로 동일한 빔 각도에 대응한다. 이처럼, 도 1에 도시된 액세스 포인트(200 및 220) 등의 멀티빔 안테나 패턴 액세스 포인트로부터의 무선 단말기(206)의 베어링 각도는 멀티빔 안테나 패턴의 빔 각도 및 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 무선 신호의 수신된 신호 특성에 기초하여 결정될 수 있다.
도 1에서, 제1 액세스 포인트(200)의 기준 각도(210)에 대한 제1 액세스 포인트(200)로부터의 무선 단말기(206)의 추정된 베어링 각도는 제1 액세스 포인트(200)의 기준 포인트로부터의 베어링 라인(212)을 따르는 θB1으로 표시된다. 마찬가지로, 제2 액세스 포인트의 기준 각도(230)에 대한 제2 액세스 포인트(220)로부터의 무선 단말기(206)의 추정된 베어링 각도는 제2 액세스 포인트의 기준 포인트로부터의 베어링 라인(232)을 따르는 θB2로 표시된다.
하나의 액세스 포인트(200 또는 220)와 무선 단말기(206) 간의 베어링 각도는 무선 단말기 위치의 하나의 좌표를 설정한다. 무선 단말기는 액세스 포인트로부터 베어링 라인을 따라 어딘가에 위치한다. 제2 좌표(또는 추가적인 3차원의 좌표)를 결정하여 무선 단말기(206)의 위치를 추정하기 위하여, 본 발명의 일부 실시예에서는 액세스 포인트(200 또는 220)로부터 무선 단말기(206)까지의 방사상 거리, 또는 다수의 액세스 포인트로부터의 다수의 베어링 각도의 교점의 위치가 이용될 수 있다. 예를 들어, 도 1을 참조하면, 무선 단말기(206)의 위치가 베어링 각도(θB1) 및 베어링 각도(θB2)에 대응하는 베어링 라인(212)과 베어링 라인(232)의 교점의 위치에 기초하여 추정될 수 있다.
일부 실시예에서, 3차원에서 무선국의 위치를 추정하기 위해 수평 성분과 수직 성분을 양자 모두 갖는 멀티빔 안테나가 이용된다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 2개의 수평 빔 성분 및 2개의 수직 빔 성분을 갖는 멀티빔 안테나가 이용되고 이 2개의 수평 빔 성분에 의해 생성된 무선 신호의 수신된 신호 레벨이 먼저 수평면에서의 무선국의 베어링 각도를 추정하는데 이용된 다음, 2개의 수직 빔 성분에 의해 생성된 무선 신호의 수신된 신호 레벨이 수평면에서의 베어링 각도에 의해 정의된 베어링 라인과 정렬된 수직면에서의 무선국의 베어링 각도를 추정하는 데에 이용된다.
수평면에서의 멀티빔 패턴이 회전함에 따라, 위치하고 있는 무선국은, 예를 들어, 2개의 수평 빔 성분으로부터의 2개의 신호 성분이 실질적으로 동일한 경우일 수 있는 가로 빔 각도와 정렬된 베어링 각도를 주의한다. 역시 동일한 가로 빔 각도에서도 무선국은 빔 패턴의 2개의 수직 빔 성분으로부터 2개의 수직 신호 성분을 측정한다. 이어서 본 명세서에 기술된 수평 베어링 각도의 결정에 따라서 수직 베어링 각도를 결정한다. 이어서 무선 단말기의 위치는 이들 2개의 3차원 베어링 각도의 교점이 그 단말기의 위치인 것으로 추정된다.
단일 액세스 포인트로부터 무선국으로의 추정된 거리의 정확성을 향상시키는데 이용될 수 있는 몇 가지 예시적인 기술이 이어지고, 이는 무선국의 위치의 추정을 결정하기 위하여 액세스 포인트로부터의 베어링 각도와 관련하여 이용될 수 있다.
거리 결정
거리 측정이 이루어져야 한다면, 그 거리는 몇가지 방식으로 결정될 수 있다. 다음의 4가지 예가 있다:
수신된 신호 강도 표시자( RSSI )
이 기술은 무선국에서 및/또는 액세스 포인트에서 측정된 수신된 신호 전력 레벨을 이용하여 액세스 포인트와 무선국 간의 거리를 추정한다. 그러나 이 기술은 페이드(fades) 및 반사(reflections)를 겪는다. 이는, 예를 들어, 커버리지 영역을 통과하고 후속 동작을 위한 교정에 이용될 위치 및 신호 강도를 기록함으로써 그 환경의 교정을 이용하여 만족될 수 있다. 추가적으로, 동적 알고리즘을 이용하여 거리 추정을 향상시킬 수 있는데, 예컨대, 통상적으로는 건물에 있는 사람이 1초에 50 미터를 이동할 수 없을 것이다. RSSI 기술은 또한 조작상의 측정값에 대한 교정을 유지하기 위해서 신호 강도를 보고하는 기지의 위치에서 해당 환경에 추가의 센서를 이용함으로써 향상될 수 있다.
타이밍 향상
많은 이동 통신 시스템은 무선 신호들의 체공 시간(time-of-flight)에 대해 보상되도록(다수의 단말기로부터의 신호들이 모두 조정된 시간에 기지국과 같은 액세스 포인트에 도달하도록) 무선 단말기 송수신기로부터의 송신들을 동기화한다. 따라서, 무선 단말기는 기지국에서의 신호 도달 시간의 측정에 응답하여 그들의 송신 타이밍을 정확하게 조정하도록 구성된다. 이러한 프로세스를 때로는 타임 레인징 또는 "타이밍-어드밴스"라고 한다. 단말기의 송신 신호들이 동기화되어 기지국에 도달하도록 조정되면, 무선 단말기의 송신을 조정하도록 보내지는 계산된 타이밍 어드밴스 명령어는 기지국과 무선 단말기 간의 신호 이동 시간의 왕복 시간에 상당한다. 이 시간의 1/2에 광속(즉, 전송 매체에서는 "c")을 곱하면, 단말기와 기지국 간의 방사상 거리가 된다. 따라서 타이밍 어드밴스 측정을 이용하면, 무선 단말기의 위치를 추정하기 위해서 기지국으로부터의 반경의 형태로 제2 좌표를 제공하게 된다.
어떤 경우에는, 추정된 위치 정보의 원하는 정확도에 따라, 타이밍 어드밴스 제어 신호의 분해능은 충분하지 않을 수 있다. 그러나, 어떤 경우에는, 추가의 처리로 분해능을 개선할 수 있다. 예컨대, 액세스 포인트는 보다 정확한 시간을 계산하기 위해서 타이밍 어드밴스 증분/감분 명령어에 대한 지식을 이용하는 장치를 구비할 수 있다. 흔히 타이밍 제어 루프는 시그널링 스텝들 사이에 있을 수 있는 신호의 장치를 보상하기 위해 타이밍을 앞당기고 늦출 것이다. 앞당긴 시간 대 늦춘 시간의 비율은 예컨대 타이밍 어드밴스 신호들의 스텝 사이즈 아래의 분해능에 대한 신호의 타이밍의 추정을 제공하는 데에 이용될 수 있다. 이것은 "수퍼 분해능"의 일 형태이다.
일부 실시예에서, 추가의 하드웨어 또는 소프트웨어 처리를 무선 단말기의 송수신기에 부가한다. 예컨대, 심볼 타이밍을 설정하는 데에 이용되는 형태들의 수신기는 수신된 신호 타이밍을 조정하는 데에 이용되는 그들의 계산을 보고할 수 있고, 이것은 기본 타이밍 어드밴스 제어 루프에 의해 이용될 수 있는 것보다 더 큰 분해능에 대한 타이밍 어드밴스를 나타낸다. 여기서 하드웨어는 액세스 포인트와 단말기 사이의 정확한 시간을 결정하도록 설계될 수 있다. 이것으로부터, 정확한 거리를 추정할 수 있다. 이것은 셀룰러 폰에 GPS 칩을 도입하는 것과 유사한 착상일 것이다.
디바이스에서 기존 하드웨어를 이용하는 시간
이 기술은 무선 단말기 상의 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들의 조합에 비교적 적은 변경만을 필요로 할 수 있다. 이러한 기술에서, 단말기 수신기의 하드웨어는 액세스 포인트 클록에 동기화된다. 일부 수신기에서, 추가의 하드웨어를 이용하여 회로를 서브 클록 정확도로 동기화할 수 있다.
일부 실시예에서, 무선 단말기(206)가 다수의 액세스 포인트, 예컨대 제1 액세스 포인트(200)와 제2 액세스 포인트(220) 둘다로부터 신호를 수신할 수 있다면, 각각의 액세스 포인트에 대한 베어링 각도 및 방사상 거리를 결정할 수 있고 무선 단말기의 위치는 베어링 각도와 방사상 거리의 세트의 교점으로서 추정될 수 있다.
일부 실시예에서, 다수의 액세스 포인트와의 동기화에 필요한 무선 단말기의 신호들의 타이밍 어드밴스의 차이는 각각의 액세스 포인트들 사이에 쌍곡선을 설정하고 기지국들에 대한 베어링 각도들과 쌍곡선의 교점이 단말기의 위치이다. 이러한 기술의 이용은 위치 추정의 정확도를 잠재적으로 개선할 수 있다. 많은 경우에, 기지국과 같은 액세스 포인트들은 그들의 송신들 간의 최소 간섭을 보장하기 위해서 이동 통신 시스템의 표준 구성의 일부로서 그들의 타이밍에서 동기화된다. 일부 실시예에서, 액세스 포인트들이 그들의 타이밍에서 동기화되지 않는다면, 추가로 그들의 타이밍 오프셋을 측정하고 이용하여 상이한 국들로부터의 타이밍 어드밴스 측정을 보상할 수 있다.
이러한 시스템에서 빔들의 회전은 연속적 또는 항상 동일한 방향일 필요는 없다. 일부 실시예에서, 각각의 각도에서 송신되는 신호들은 빔의 각도를 나타내는 "각도 코드"를 포함하고, 따라서 각도는 연속적인 증가 또는 감소, 또는 고정 패턴일 필요는 없다. 빔 각도는 (전자 빔 스티어링을 이용하는 것과 같이) 임의 순서로 임의 각도로 이동할 수 있다. 빔 패턴 신호들은 또한 빔이 아닌 신호들 사이에 산재될 수 있다. 예컨대, 각각의 시스템 프레임 간격의 처음에는 빔 신호를 보내도록 기지국의 동작을 선택할 수 있다.
일부 실시예에서, 액세스 포인트가 빔 각도를 나타내는 코드를 송신하지 않을 수 있다. 예컨대, 무선 단말기는 빔 각도마다 수신된 신호 특성의 측정값을 간단히 보고할 수 있고, 무선 단말기가 제공하는 측정값에 대응하는 빔 각도를 인지하고 있을 액세스 포인트 또는 네트워크 서버는 베어링 각도를 추정할 수 있다.
무선 단말기의 베어링 각도 및/또는 위치를 결정하기 위한 계산은 하나 이상의 액세스 포인트에서, 기지국과 통신하는 네트워크에 접속된 네트워크 서버(233)에서, 무선 단말기 자체에서, 또는 이들 요소의 조합에서 계산/측정의 결과로서 행해질 수 있다.
일부 실시예에서, 간단하고 저비용인 시스템의 경우, 도 1에 도시한 무선 단말기(206)와 같은 무선국은, 비율이 1에 가장 근접했을 때, 즉 무선 단말기가 제1 액세스 포인트의 제1 및 제2 안테나 빔으로부터 실질적으로 동일한 신호 전력을 수신한 빔 각도에 대해 무선 단말기에서 측정된 제1 액세스 포인트의 제1 및 제2 안테나 빔 상에 송신된 각각의 무선 신호의 수신 신호 전력의 비율과 빔 각도 코드를, (이동 통신 시스템의 시그널링 또는 메시지 채널을 이용하여) 제1 액세스 포인트(200)와 같은 액세스 포인트에 보고할 수 있다. 도 1에 도시한 예시적인 실시예에서, 이것은 모바일에 대한 베어링 각도 θB1를 액세스 포인트(200)에 통지할 것이다. 예컨대 RSSI 및/또는 타이밍 동기화 정보에 기초한 액세스 포인트에서부터 무선 단말기까지의 방사상 거리의 추정값과 함께 이 베어링 각도를 이용함으로써, 액세스 포인트는 무선 단말기의 위치를 추정할 수 있다.
이러한 구성의 경우, 무선 단말기에는 어떠한 추가의 장치도 요구되지 않는다. 무선 단말기가 다수의 액세스 포인트로부터 신호를 수신할 수 있다면, 그것은 각각의 액세스 포인트와 통신할 수 있고, 공동으로 액세스 포인트들은 그들 개개의 위치 추정값의 교점을 결정하여 그 위치 추정값의 정확도를 개선할 수 있다. 이러한 방법은 기지국들이 그들의 계산에 로컬 영역에 관한 매핑 정보를 넣고 로컬 지리(예컨대, 건물의 평면도 또는 지역 지도)의 문맥에 위치 정보를 넣을 수 있다는 이점이 있다.
다른 대안으로, 더욱 진보한 컴퓨팅 능력을 가진 단말기들은 신호를 측정하고 스스로 자신의 위치를 계산할 수 있다. 이러한 대안에서, 단말기는 타이밍 어드밴스를 측정하는 표준 액세스 포인트 절차에 여전히 의존할 수 있는데, 이것은 통신 프로토콜의 일부이고, 단말기가 타이밍 어드밴스를 정확하게 설정하도록 기지국이 그 결과를 단말기에 자동적으로 통지하기 때문이다. 무선 단말기에서의 절차는 보다 나은 위치 추정을 얻기 위해서 다수의 기지국에 대한 참조 각도 및 타이밍 어드밴스의 다수의 측정값을 이용할 수 있다.
일부 실시예에서, "사용자 친화적"인 방식으로 위치 추정을 제공하기 위해서, 단말기는 액세스 포인트 위치 및 로컬 지리(예컨대 평면도)의 데이터베이스를 포함할 수 있거나, 네트워크의 다른 곳에 저장된 데이터베이스로부터 이러한 정보 및 액세스 포인트 위치를 취득할 수 있다.
단말기들의 계산을 돕기 위해서, 액세스 포인트들은 자신의 위치 좌표 및 기준 각도를 브로드캐스트할 수 있다. 일부 실시예에서, 무선 단말기들은 예컨대 무선 통신 시스템에 고유한 데이터 통신 설비를 이용하여 시스템 데이터베이스 또는 제3자 어플리케이션에 질의함으로써, 액세스 포인트들로부터 이러한 필요 정보(기준 각도 및 액세스 포인트 위치)를 요청할 수 있다.
다수의 빔을 형성하기 위한 안테나 시스템의 설계에 따라, 빔 각도 및 분해능(resolution)에 일부 불명료함이 있을 수 있다. 안테나 소자들의 배열 및 기지국 부근에서 이것들의 인접 객체들(반사기들)에 대한 근접은 빔들을 왜곡하거나 또는 사이드-로브들(또는 백-로브들)을 생성할 수 있다. 빔 형상의 분해능는, 과도한 스캐터링 객체들이 있는 경우에 또한 왜곡될 수 있다. 이들 효과들은 무선 단말기가, 빔들이 회전함에 따라 몇몇 빔 각도로부터 동일한 진폭으로 멀티 빔 액세스 포인트로부터 몇몇 신호를 수신하게 할 수 있다. 이러한 경우에, 매우 많은 서브캐리어들이 하나로 근접하고 또한 최대 신호 진폭을 갖는 빔 각도 코드를 이용함으로써, 일부 불명료함이 해결될 수 있다. 이러한 경우에서 위치 추정을 더욱 향상시키기 위하여, 추가의 빔을 도입하는 것이 바람직할 수 있다. 따라서 단말기는 몇몇 빔들에 걸쳐 수신된 신호 특성들을 측정하여, 다수의 불명료함을 해결할 수 있다.
이러한 추가의 측정은, 빔 패턴들이 실제로 잘 정의되어 있지 않다면, 향상된 각도의 분해능를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 제3 안테나 빔(208)이 도 1의 팬텀(phantom)에 도시되어 있다. 제1 및 제2 안테나 빔(202 및 204)과 이 추가 빔(208) 사이의 수신된 신호 특성들의 측정은 어떤 빔 쌍이 측정되고 있는지를 판정하고 빔들 사이의 신호 비율의 정확성을 더 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 도 1의 제3 안테나 빔(208)은, 제3 안테나 빔(208)이 제1 및 제2 안테나 빔의 중간 각도에 위치하는 것과 같이, 빔들(202 및 204) 상에 송신되는 무선 신호들에 대한 수신된 신호 특성의 균등함에 추가하여, 멀티 빔 패턴의 빔 각도가 제1 액세스 포인트(200)로부터의 무선 단말기(206)의 베어링 각도에 정렬되는 경우에, 빔들(202 및 208) 사이와 빔들(204 및 208) 사이의 수신된 신호 특성의 공통적인 비율이 존재하기 때문에, 추가의 각도 분해능를 제공하기 위해 또한 사용될 수 있다.
통신을 위한 시스템의 성능을 더욱 향상시키기 위하여, 액세스 포인트는 무선 단말기에 의해 보고된 빔 각도를 저장하고 단말기와 함께 통신하도록 의도된 송신(및 수신)을 위해 그 각도를 (재)사용할 수 있다. 이러한 방식으로, 기지국은 그 단말기에 대한 서비스를 위한 신호 강도(즉, "링크 버짓")를 향상시킬 수 있는 기회를 가진다.
예시의 목적으로, 오직 하나의 무선 단말기 및 2개의 액세스 포인트들이 도 1에 도시되어 있다. 보다 일반적으로, 본 발명의 실시예들은 멀티빔 안테나 패턴들을 발생시킬 수 있는 임의의 수의 액세스 포인트들을 이용하여 임의의 수의 무선 단말기를 추적(tracking)하도록 구현될 수 있다.
일부 실시예들에서, 무선 단말기의 베어링 각도 및/또는 위치의 추정은 네트워크 서버(233)에서 판정된다.
일부 실시예들에서, 네트워크 서버(233)는 위치 정보를 저장하기 위한 정보 스토어를 포함하고 무선 단말기들에 관한 정보를 식별할 수 있다.
일부 실시예들에서, 네트워크 서버(233)는 액세스 포인트들 간의 베어링 각도 정보를 전달하여, 하나 이상의 액세스 포인트가 각각의 무선 단말기에 대한 하나 이상의 베어링 각도들의 교점의 위치에 기초하여 무선 단말기의 위치를 추정할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 몇몇을 얘기해보자면, OFDM, CDMA, TDMA 및 UWB에 기초한 시그널링 포맷 등의 다수의 상이한 시그널링 포맷으로 동작하는 무선 통신 시스템에서 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 하나의 특정 OFDM-기반 실시예에서 관측될 수 있는 송신 및 수신 신호 전력의 플롯이다. 도 2는 예시적인 목적으로만 제공되고 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 고려되어서는 안된다. 도 2에서, 서브캐리어 번호 1, 2, 4, 5, 7, 9 및 10에 대응하는 서브캐리어들은 제1 안테나 상에 송신되고, 서브캐리어 번호 1, 3, 4, 5, 6, 8 및 10에 대응하는 서브캐리어들은 제2 안테나 상에 송신되도록, OFDM 신호의 서브캐리어들의 서브셋이 제1 안테나 상에 송신되고 OFDM 신호의 서브캐리어들의 다른 서브셋이 제2 안테나 상에 송신된다고 가정된다. 제1 안테나 및 제2 안테나 상에 송신되는 서브캐리어들의 송신 전력 레벨은 도 2에서 각각 240 및 242로 표시된다.
도 2에 도시된 예에서, 서브캐리어들 1, 4, 5 및 10은 2개의 빔에서 공통이고, 서브캐리어들 2, 3, 6, 7, 8 및 9는 별개이다(서브캐리어들 2, 7 및 9는 제1 안테나 상에만, 서브캐리어들 3, 6, 및 8은 제2 안테나 상에만 존재). 이러한 예시는 직교 주파수 분할 다중(OFDM) 라디오 시스템에서 사용될 수 있는 서브캐리어들의 맥락에 있지만, 이 개념은 시분할 다중 접속(TDMA)에서 사용되는 타임슬롯, 코드 분할 다중 접속의 코드 송신, 및 펄스-기반 울트라 광대역 UWB에서 사용되는 펄스에도 균등하게 적용가능하다.
OFDM 송신 시스템에서, 안테나 빔들 간에 상이한 서브캐리어들은 파일럿 서브캐리어들의 서브셋일 수 있다. OFDM 송신 시스템에서, 안테나 빔들 간에 상이한 서브캐리어들은 파일럿 서브캐리어들의 서브셋일 수 있다. TDMA 시스템에서, 상이한 안테나 빔들이 인접한 타임슬롯 또는 심볼을 위해 사용될 수 있다. CDMA 시스템에서, 상이한 안테나 빔이 동등한 전력에서 스프레딩 코드의 인근 송신을 위해 사용될 수 있다.
도 2의 244, 246 및 248로 표시된 플롯들은, 제1 및 제2 안테나 빔들에 대한 3개의 위치에서 제1 및 제2 안테나 빔들 상에 송신된 OFDM 신호들을 수신하는 무선 단말기에서 관측될 수 있는 수신 신호 전력 레벨에 대응한다.
무선 단말기에서, 수신기는 양측의 안테나로부터(도 1의 예에서 액세스 포인트(200)에 대한 양측의 안테나(202 및 204)로부터) 송신된 신호들을 검출한다. 그것의 검출 프로세스의 일부로서, 무선 단말기의 수신기는 각각의 서브캐리어의 강도를 판정한다. 하나의 빔에서 보내진 별개의 서브캐리어들의, 다른 빔 상의 별개의 서브캐리어들에 대한 강도 비율은 액세스 포인트로부터의 빔들의 빔 각도에 대한 무선 단말기의 위치의 측정을 제공한다. 예를 들어, 2개의 빔들로부터의 서브캐리어들이 동등하거나 또는 거의 동등한 강도라고 측정되면, 무선 단말기는 2개의 빔 사이의 중간 라인 상에 위치한다. 빔들 사이의 중간 각도에 있거나 또는 그 근방에 있는 각도의 범위에 대하여, 오프셋 각도는 수신 신호 강도 비율에 대한 선형 관계에 의해 근접하게 근사화될 수 있다.
244로 표시된 수신 신호 전력 레벨의 플롯은 제2 안테나 빔보다 제1 안테나 빔에 가까이 있는 경우에 무선 단말기에서 관측될 수 있는 수신 신호 전력 레벨에 대응한다. 수신 신호 전력이 일반적으로 각도에 따라 떨어지기 때문에, 무선 단말기가 제2 안테나 빔보다 제1 안테나 빔의 각도에 근접하게 위치되는 경우, 제2 안테나 빔 상에만 송신되는 서브캐리어들(서브캐리어들 3, 6 및 8)은 제1 안테나 빔 상에만 송신되는 서브캐리어들(서브캐리어들 2, 7 및 9)에 비하여 감소된 전력 레벨로 수신된다.
246으로 표시된 수신 신호 전력 레벨의 플롯은 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔의 사이에서 같은 거리에 있는 경우에 무선 단말기에서 관측될 수 있는 수신 신호 전력 레벨에 대응한다. 무선 단말기가 제1 안테나 빔과 제2 안테나 빔에 대하여 같은 거리에 위치되는 경우, 제2 안테나 빔 상에만 송신되는 서브캐리어들(서브캐리어들 3, 6 및 8)은 제1 안테나 빔 상에만 송신되는 서브캐리어들(서브캐리어들 2, 7 및 9)과 실질적으로 동일한 전력 레벨로 수신된다.
248로 표시된 수신 신호 전력 레벨의 플롯은 제1 안테나 빔 각도보다 제2 안테나 빔 각도에 더 근접한 경우에 무선 단말기에서 관측될 수 있는 수신 신호 전력 레벨에 대응한다. 무선 단말기가 제1 안테나 빔 각도보다 제2 안테나 빔 각도에 더 근접하게 위치되는 경우, 제1 안테나 빔 상에만 송신되는 서브캐리어들(서브캐리어들 2, 7 및 9)은 제2 안테나 빔 상에만 송신되는 서브캐리어들(서브캐리어들 3, 6 및 8)에 비하여 감소된 전력 레벨로 수신된다.
액세스 포인트로부터의 빔들이 복수의 빔 각도를 통해 회전함에 따라 무선 단말기가 시간에 따른 서브캐리어 비율들의 일련의 측정을 행하면, 측정값은 빔 각도가 무선 단말기를 직접 향해(또는 거의 향해) 있는 경우에 균일성(또는 거의 균일성)을 나타낼 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 무선 단말기가 빔들 사이에서 같은 거리에 있는 경우, 2개의 빔 상에 보내진 서브캐리어들의 수신 신호 강도의 비율은 거의 균등하다. 무선 단말기가 제2 안테나 빔보다 제1 빔에 더 가깝게 위치되면, 제1 안테나 빔으로부터의 서브캐리어 신호들은 제2 안테나 빔의 것들보다 더 크고, 제2 안테나 빔의 것들에 대한 제1 안테나 빔의 별개의 서브캐리어들의 수신 신호 전력의 비율은 1보다 크다(즉, 서브캐리어(2)/서브캐리어(3) > 1, 서브캐리어(7)/서브캐리어(6) > 1, 서브캐리어(9)/서브캐리어(8) > 1). 무선 단말기가 제1 안테나 빔보다 제2 안테나 빔에 더 가깝게 위치되면, 제2 안테나 빔으로부터의 서브캐리어 신호들은 제1 안테나 빔의 것들보다 더 크고, 제2 안테나 빔의 것들에 대한 제1 안테나 빔의 별개의 서브캐리어들의 수신 신호 전력의 비율은 1보다 작다(즉, 서브캐리어(2)/서브캐리어(3) < 1, 서브캐리어(7)/서브캐리어(6) < 1, 서브캐리어(9)/서브캐리어(8) < 1). 따라서 두 빔들의 각도에 관한 단말기의 위치는 서브캐리어 신호 전력들의 비율로부터 추정될 수 있다. 서브캐리어들이 동일 심볼에서 송신되고 동일한 페이딩 및 다중 경로를 경험할 때, 이러한 비율 측정값은 (심지어 개별 신호들이 영향받을 수 있더라도) 전파 효과들에 민감하지 않다. 이 절차는 또한 개별 안테나들로부터의 (TDMA 및 CDMA 시스템들에 대한) TDMA 타임 슬롯 또는 CDMA 코드 송신을 비교하는 데에 이용될 수 있다.
기지국으로부터의 동일한 송신의 일부분으로서 송신된 두 개(또는 그 이상)의 서브캐리어 강도들의 비율을 측정하고, (대략적으로) 동일한 강도 조건을 기다림으로써, 환경 내의 다중 경로 전파의 효과들은 동일한 전파 조건들이 양쪽 빔들 모두로부터의 신호들에 동등하게 영향을 미침에 따라 완화된다. 이러한 방식으로 듀얼 빔(또는 다수의 빔 접근 방법)은, 혼잡한 다중 경로 환경에서, 수신기가 두 개의 인접한 서브캐리어들(또는 타임슬롯들)의 신호 강도를 비교할 수 있고, 이에 따라 다중 경로 환경에서 보여지는 신호 강도의 현저한 변화에 의해 혼동되지 않는다는 이점을 갖는다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 최대 단일 빔에 대해 모니터링하는 종래의 시스템들에 대해 개선된 정확성을 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들은 도 2를 참고로 하여 전술한 바와 같은 OFDM-기반 구현들에 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 실시예들은 TDMA(time division multiple access), CDMA(Code Division Multiple Access) 및/또는 UWB(ultra wideband) 시그널링 기법 등을 이용하는 무선 통신 시스템들에서 구현될 수 있다.
본 발명의 실시예들이 CDMA, TDMA 및 UWB 통신 시스템에서 구현될 수 있는 방법에 대한 간단한 설명이 예시의 목적들을 위해 이하에 제공된다.
CDMA 예
CDMA 시스템에서 본 발명의 실시예를 이용하는 것에 대한 하나의 예는, 각각의 안테나 빔에 대한 상이한 신호들을 제공하기 위해 각각의 송신 버스트의 시작 부분에서 프리앰블을 이용하는 것이다. 이러한 프리앰블들은 채널 추정 및 수신기의 트레이닝을 가능하게 하기 위해 각각의 버스트의 시작 부분에서 제공된다. 그러한 실시예에 따른 CDMA 응용에서, 예시의 목적들을 위해 멀티-빔 안테나가 두 개의 안테나들을 포함한다고 가정하면, 프리앰블의 일부(예를 들면, 1/2)는 하나의 안테나 패턴 상에 송신되고 그외의 부분은 다른 안테나 패턴을 통해 (즉, 절반은 하나의 안테나를 통해, 그리고 절반은 다른 안테나를 통해) 송신된다. 수신기는 그 후 프리앰블의 두 개의 부분들의 신호 강도의 비율에 의해 안테나 패턴들의 빔 각도에 대한 그것의 관계를 결정할 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대안의 CDMA 구현에서, 상이한 CDMA 스프레딩 코드는 안테나 패턴들 각각을 통해 동시에 전송되는 송신된 신호의 일부분에 대해 이용될 수 있다. 수신기는 빔 각도에 대한 그것의 관계를 결정하기 위해 두 개의 코드들을 이용하여 신호들의 비율을 측정할 것이다. 예를 들면, 두 개가 동일한 강도로 수신되는 경우, 수신기는 두 개의 빔들 사이의 중간에 있을 것이다. 많은 CDMA 시스템들에서, 두 개의 안테나 패턴들에 대해 두 개의 코드들을 사용하는 것은 필수적이지는 않을 것이다. 하나의 안테나는 다른 것으로부터 신호의 지연된 버전을 단순히 송신할 수 있다. 두 개의 신호들(하나는 소정의 양만큼 지연됨)은, 예를 들면, 레이크(rake) 수신기에 의해 수신되고 그들의 성분들로 분해될 것이다. 두 개의 성분들의 신호 강도의 비율은 그 후 빔들과의 수신기의 각도의 추정값으로서 이용될 것이다. 예를 들면, 소정의 시간-오프셋을 갖는 두 개의 성분들이 동일한 강도의 것이었다면, 수신기는 송신기 빔들 사이의 중간에 위치될 것이다.
TDMA 예
여기에서 타임슬롯은 안테나 코드들을 송신하는 데에 이용될 수 있다. 비경제적일 수 있지만, 풀 타임슬롯(full timeslot)이 각각의 안테나에 할당될 수 있다. 하나의 가능한 방법은 프레임 프리앰블을 이용하고, 하나의 안테나에 절반을, 그리고 다른 안테나에 절반을 적용하는 것이다. 단말기에서, 프리앰블은, 단말기가 안테나 빔들 사이에서 중간에 있다면 동일한 전력을 가질 것이다. 그것이 프리앰블의 첫 번째 절반에 대해 이용되는 안테나에 가깝다면, 수신 신호는 프리앰블의 첫 번째 절반에서 더 높을 것이다. (이것은 전술한 CDMA 기법의 버스트 프리앰블을 이용하는 것과 유사하다.)
UWB 예(펄스-기반 UWB 시스템들)
펄스-기반 UWB 시스템들은 매우 (매우) 짧은 송신 펄스들에 의해 특징지어진다. 일부 "UWB" 시스템들은 실제로 OFDM 파형이고 이에 따라 전술한 OFDM 실시예에 의해 커버된다. 펄스-기반 UWB 시스템의 이러한 응용의 일부 실시예들에서, 대안의 펄스들은 대안의 안테나 빔들을 통해 송신된다. 수신기는 연속하는 펄스들의 신호 강도의 비율을 통해 빔 각도들에 대한 그것의 관계를 측정할 것이다. 예를 들면, 동일한 진폭의 펄스들은 단말기가 빔들 사이의 중간에 있었다는 것을 나타낼 것이다. 펄스들이 교호하면, 어느 펄스가 어느 안테나 빔으로부터 오는지에 대한 수신기에서의 불명료함이 존재할 것이나, 이러한 불명료함은 안테나 빔들 중 하나로부터 오는 펄스들을 지정하는 데에 이용되는 시그널링 채널 통신을 통해 해소될 수 있다. 따라서, 수신기는 어느 펄스가 비율 산출을 행함에 있어서 분모로서 이용되는 지를 결정할 수 있을 것이다. 신호 강도들이 다중 경로 전파 조건들에 기인하여 변할 수 있기 때문에, 수신기는 (다중 경로 신호의) 가장 먼저 수신된 펄스를 측정하고 다수의 펄스에 걸친 신호 강도를 평균하도록 구성될 것이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 멀티-빔 액세스 포인트에서 구현될 수 있는 방법의 매우 특정한 예시이다. 도 3의 흐름도는 예시의 목적들만을 위해 제공되고 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 도 3에 도시된 흐름도는 여섯 개의 단계들(300, 302, 304, 306, 308 및 310)을 포함한다.
단계(300)에서, 복수의 무선 신호들이 송신되며, 각각의 무선 신호는 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 빔 상에 송신된다.
단계(302)에서, 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 빔 상에 송신된 복수의 무선 신호 각각의, 무선 단말기에서 수신된 신호 특성의 측정값이 수신된다.
단계(304)에서, 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 멀티빔 안테나 패턴의 빔 각도에 기초한 무선 단말기까지의 베어링 각도 및 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호의, 무선 단말기에서 수신된 신호 특성의 측정값에 대해 추정이 행해진다.
단계(306)에서, 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선 단말기까지의 추정된 베어링 각도가 수신된다. 이 추정은 상기 단계들(300, 302 및 304)에 따라 부가적인 추정된 베어링 각도를 결정하기 위해 부가적인 멀티빔 안테나 패턴을 생성하는 액세스 포인트에 의해 제공될 수 있다.
단계(308)에서, 무선 단말기의 위치는 멀티빔 안테나 패턴들의 기준 포인트들에 대한 무선 단말기의 추정된 베어링 각도들의 교점 위치에 기초하여 추정된다.
단계(310)에서, 무선 단말기의 추정된 위치가 무선 단말기 및/또는 그외의 유저들 또는 네트워크 서비스들에 제공된다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 무선 단말기에서 구현될 수 있는 방법의 매우 특정한 예이다. 도 4의 흐름도는 예시적인 목적들만을 위해 제공되며 본 발명의 범주를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 도 4에 도시된 흐름도는 여덟 단계들(400, 402, 404, 406, 408, 410, 412 및 414)을 포함한다.
단계(400)에서, 무선 단말기는 제1 멀티빔 안테나 패턴으로부터 제1 복수의 무선 신호를 수신하고, 제1 복수의 무선 신호 각각은 제1 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 빔 상에 송신된다.
단계(402)에서, 무선 단말기는 제1 복수의 무선 신호 각각의 수신된 신호 특성을 측정한다.
단계(404)에서, 무선 단말기는 제2 복수의 무선 신호를 제2 멀티빔 안테나 패턴으로부터 수신하고, 제2 복수의 무선 신호 각각은 제2 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 빔 상에 송신된다.
단계(406)에서, 무선 단말기는 제2 복수의 무선 신호 각각의 수신된 신호 특성을 측정한다.
단계(408)에서, 무선 단말기는 제1 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선 단말기까지의 제1 베어링 각도를, 제1 멀티빔 안테나 패턴의 빔(beaming) 각도 및 제1 복수의 무선 신호의 수신된 신호 특정의 측정값에 기초하여 추정한다.
단계(410)에서, 무선 단말기는 제2 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선 단말기까지의 제2 베어링 각도를, 제2 멀티빔 안테나 패턴의 빔(beaming) 각도 및 제2 복수의 무선 신호들의 수신된 신호 특성의 측정값에 기초하여 추정한다.
단계(412)에서, 무선 단말기는 제1 베어링 각도와 제2 베어링 각도의 추정값의 교점의 위치에 기초하여 무선 단말기 위치를 추정한다.
단계(414)에서, 무선 단말기는 무선 단말기의 추정된 위치를 액세스 포인트 및/또는 다른 사용자 또는 (예를 들어, 단말기의 애플리케이션들을 포함하는) 네트워크 서비스들에 제공한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 포인트(500)의 블록도이다. 도 5에 도시된 액세스 포인트(500)는, 일반적으로 502 및 504에서 나타내어진 2개의 다이폴 안테나를 포함하는 멀티빔 안테나 시스템, 빔 스티어러(506), 무선(RF) 송신기(도시되지 않음)를 포함하는 액세스 포인트 장치(508), 위치 추정 제어기(512), 액세스 제어기(514) 및 정보 스토어(515)를 포함한다.
빔 스티어러(506)는 위치 추정 제어기(512) 및 다이폴 안테나들(502 및 504)의 입력들에 각각 연결되는 2쌍의 가변 위상 시프터(503-1, 503-2 및 505-1, 505-2)의 제어 입력들에 기능적으로 연결된 빔 스티어링 제어 장치(510)를 포함한다.
액세스 포인트 장치(508)는, 2개의 출력을 갖는데, 하나의 출력은 위상 시프터들(503-1 및 505-1)의 입력들에 연결되고, 다른 출력은 위상 시프터들(503-2 및 505-2)의 입력들에 연결된다.
위치 추정 제어기는 정보 스토어(515) 및 액세스 제어기(514)에 기능적으로 연결된다.
액세스 포인트 장치(508), 액세스 제어기(514) 및 정보 스토어(515)는 각각 통신 네트워크(도시되지 않음)에 기능적으로 연결된다.
다이폴 안테나들(502 및 504)은 멀티빔 안테나 패턴을 생성하도록 구성된다.
빔 스티어러(506)는, 2개의 다이폴 안테나들(502 및 504)에 의해 생성된 안테나 빔들을 복수의 빔 각도로 스티어링하도록 구성된다.
액세스 포인트 장치(508)의 무선 주파수(RF) 송신기는 복수의 무선 신호를 복수의 빔 각도의 각각의 빔 각도에서 생성하도록 구성되어, 각각의 빔 각도에서, 복수의 무선 신호의 각각의 무선 신호는 2개의 다이폴 안테나들(502 및 504)에 의해 생성된 멀티빔 안테나 패턴의 안테나 빔들 중 각각의 안테나 빔 상에 송신된다.
위치 추정 제어기(512)는, 복수의 빔 각도, 및 무선 단말기에서 측정된, 복수의 빔 각도 각각에 대한 각각의 안테나 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호 각각의 수신된 신호 특성에 기초하여 2개의 다이폴 안테나들(502 및 504)에 의해 생성된 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선 단말기까지의 베어링 각도를 추정하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 액세스 제어기(514) 및/또는 정보 스토어(515)는 액세스 포인트(500)의 일부가 아니라, 오히려 예를 들면, 액세스 포인트(500)와 통신하는 네트워크 서버에 구현된다.
도 5에 도시된 액세스 포인트(500)는 2개의 안테나 빔들을 포함하는 멀티빔 안테나 패턴을 생성하기 위해 2개의 다이폴 안테나들을 포함하며, 보다 일반적으로는 본 발명의 실시예들에 따른 액세스 포인트들은 멀티빔 안테나 패턴을 생성할 수 있는 임의의 개수 및 유형의 안테나들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기(512)는 액세스 포인트로부터의 무선 단말기의 추정된 베어링 각도에 기초하여 무선 단말기과 통신하기 위해 빔 스티어러(506)를 제어하여 멀티빔 안테나 패턴의 빔을 무선 단말기를 향하여 스티어링하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기(512)는 2개의 다이폴 안테나들(502 및 504)에 의해 생성된 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선 단말기까지의 베어링 각도를, 멀티빔 안테나 패턴의 각각의 안테나 빔들 상에 송신된 무선 신호들의 각각의 수신된 신호 특성의 비가 실질적으로 미리 결정된 값과 동일한 빔 각도를 결정함으로써 추정하도록 구성된다. 일부 경우들에서, 미리 결정된 값은 "워크-테스트(walk-test)"와 같은 초기 교정 단계에 의해 결정될 수 있다.
일부 실시예들에서, 2개의 다이폴 안테나들은 안테나들에 의해 생성된 제1 안테나 빔 및 제2 안테나 빔이 90°보다 작게 분리되도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 안테나들에 의해 생성된 안테나 빔들은 45°보다 작게 분리된다. 일부 실시예들에서, 안테나 빔들은 30°이하로 분리된다. 일반적으로, 안테나 빔들은, 무선국들의 위치를 판정하도록 원해지는 영역에서 안테나 빔들의 일부 중첩을 제공하는 임의의 각도로 분리되도록 선택될 수 있다.
일부 실시예들에서, 위치 추정 제어기(512)는 다른 액세스 포인트로부터 무선 단말기의 베어링 각도의 추정을 수신하도록 구성되며, 위치 추정 제어기는 무선 단말기 자신의 기준 포인트로부터의 무선 단말기의 추정된 베어링 각도와, 제2 액세스 포인트의 기준 포인트로부터의 무선 단말기의 추정된 베어링 각도의 교점의 위치에 기초하여 무선 단말기의 위치를 추정하도록 구성된다.
정보 스토어(515)는 추정된 위치 정보를 저장하고, 무선 단말기들에 대한 정보를 식별할 수 있다. 이것은 또한 정보를 저장하여 지도 또는 평면도(floor plan)과 같은 로컬 신(local scene)과 관련된 위치 정보의 표현을 보조할 수 있다. 이러한 정보는 자신의 추정된 위치에 기초하고/하거나 무선 단말기 또는 다른 애플리케이션의 요청시에 무선 단말기에 제공될 수 있다.
액세스 제어기(514)는, 위치 추정 제어기(512)에 의해 결정된 무선 단말기의 추정된 위치에 기초하여 무선 통신 시스템 리소스들에 대한 무선 단말기의 액세스를 제어하도록 구성된다. 액세스 제어기(514)는, 액세스 포인트 (및 그것의 연관된 네트워크)로의 무선 단말기에 의한 액세스를, 그들의 위치와 계정 상태 또는 정보 스토어(515) 또는 다른 곳에 저장될 수 있는 그외의 식별 정보와 같은 기준에 기초하여 선별(screen)하는데 사용될 수 있는 선별 프로세스를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 액세스 포인트는 위치 추정을 이용하여 공개 회의실의 모바일 게스트 송수신기로부터의 액세스를 허용할 수 있으나, 기업의 다른 부분들의 게스트 송수신기들로부터의 액세스를 배제할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들은 클러터된(cluttered) 다중 경로 전파(propagation) 환경의 무선 단말기들을 위치지정하기 위한 개선된 정확한 방법을 제공할 수 있다. 그러한 개선된 위치 정보는 통신 시스템 사용자들에게 제공된 추가적인 서비스들, 또는 머신 대 머신 통신들 및 서비스들을 위한 기초를 제공할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예들은 무선 단말기들에서 (표준 무선 시스템 기능들을 지원하도록 요구되는 것 이상의) 어떠한 추가적인 장치도 요구하지 않으며, 따라서 저 비용으로 제공될 수 있다. 이것은 저 비용 실내 환경들에서의 머신 대 머신 통신들에 있어서 특히 중요할 수 있다. 본 발명은 또한 방문자들 및 직원에 의한 기업 네트워크들에 대한 위치 제한 액세스를 인에이블하는데 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 액세스 제어 프로세스를 위한 단말기 드라이버들은 기업 보안 솔루션의 일부로서 포함될 수 있다.
통신 시스템의 예시적인 컴포넌트들의 설명
이제 도 6을 참조하면, 도 6은 복수의 셀(12) 내의 무선 통신들을 제어하는 기지국 제어기(BSC)(10)를 도시하며, 셀들은 대응하는 기지국들(BS)(14)에 의해 서비스 제공된다. 일부 구성들에서, 각각의 셀은 복수의 섹터(13) 또는 존(도시되지 않음)으로 더 분할된다. 일반적으로, 각각의 기지국(14)은 대응하는 기지국(14)과 연관된 셀(12) 내에 있는 이동 및/또는 무선 단말기들(16)과의 통신들을 용이하게 한다. 기지국들(14)에 대한 무선 단말기들(16)의 이동은 채널 상태의 상당한 변동을 야기한다. 예시된 바와 같이, 기지국들(14) 및 무선 단말기들(16)은 통신들에 대한 공간적 다이버시티를 제공하기 위해 복수의 안테나를 포함할 수 있다. 일부 구성들에서, 중계국들(15)은 기지국들(14)과 무선 단말기들(16) 사이의 통신들에 도움을 줄 수 있다. 무선 단말기들(16)은 임의의 셀(12), 섹터(13), 존(도시되지 않음), 기지국(14) 또는 중계국(15)으로부터 다른 셀(12), 섹터(13), 존(도시되지 않음), 기지국(14) 또는 중계국(15)으로 핸드오프(18)될 수 있다. 일부 구성들에서, 기지국들(14)은 백홀 네트워크(11)를 통해 서로 그리고 다른 네트워크(코어 네트워크 또는 인터넷 등; 둘다 도시되지 않음)와 통신한다. 일부 구성들에서, 기지국 제어기(10)는 필요하지 않다.
도 7을 참조하여 기지국(14)의 예가 예시된다. 기지국(14)은 일반적으로 제어 시스템(20), 기저대역 프로세서(22), 송신 회로(24), 수신 회로(26), 복수의 안테나(28), 및 네트워크 인터페이스(30)를 포함한다. 수신 회로(26)는 무선 단말기들(16)(도 8에 예시됨) 및 중계국들(15)(도 9에 예시됨)에 의해 제공되는 하나 이상의 원격 송신기로부터 정보를 갖는 무선 주파수 신호들을 수신한다. 저잡음 증폭기 및 필터(도시되지 않음)는 처리를 위해 신호들로부터 광대역 간섭을 증폭 및 제거하기 위해 협력할 수 있다. 그 다음에 하향 변환 및 디지털화 회로(도시되지 않음)가 필터링된 수신 신호를 중간 또는 기저대역 주파수 신호로 하향 변환하고 나서, 하나 이상의 디지털 스트림으로 디지털화된다.
기저대역 프로세서(22)는 디지털화된 수신 신호를 처리하여 수신 신호 내에 운반된 정보 또는 데이터 비트들을 추출한다. 이러한 처리는 통상적으로 복조, 디코딩, 및 오류 정정 동작들을 포함한다. 이와 같이, 기저대역 프로세서(22)는 일반적으로 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 ASIC(application-specific integrated circuit)에 구현된다. 수신된 정보는 그 다음에 네트워크 인터페이스(30)를 통해 무선 네트워크에 걸쳐서 전송되거나, 또는 직접 또는 중계기(15)의 도움으로 기지국(14)에 의해 서비스 제공되는 다른 무선 단말기(16)에 송신된다.
송신측에서, 기저대역 프로세서(22)는 제어 시스템(20)의 제어하에서 네트워크 인터페이스(30)로부터, 음성, 데이터, 또는 제어 정보를 표현할 수 있는 디지털화된 데이터를 수신하고, 송신을 위해 그 데이터를 인코딩한다. 인코딩된 데이터는 송신 회로(24)에 출력되는데, 여기서 데이터는 원하는 송신 주파수 또는 주파수들을 갖는 하나 이상의 캐리어 신호들에 의해 변조된다. 전력 증폭기(도시되지 않음)는 변조된 캐리어 신호들을 송신에 적합한 레벨로 증폭할 것이고, 그 변조된 캐리어 신호들을 매칭 네트워크(도시되지 않음)를 통해 안테나(28)로 전달할 것이다. 통상적으로, 듀플렉서들 및/또는 다른 장치(도시되지 않음)를 이용하여 송신 회로(24)와 수신 회로(26)를 안테나(28)에 연결하고, 송신 회로(24)에 의해 생성된 송신된 신호들이 수신 회로(26)를 "쇄도(swamping)"하지 않게 한다. 일부 경우들에서, 수신 및/또는 송신을 위해 다이버시티 방식을 이용할 수 있으며, 이에 의해 복수의 안테나를 이용하여 통신 신호들을 수신 및/또는 송신한다. 변조 및 프로세싱 상세는 이하에서 더 상세하게 설명된다.
도 8을 참조하여, 무선 단말기(16)의 예가 예시된다. 기지국(14)과 마찬가지로, 무선 단말기(16)는 제어 시스템(32), 기저대역 프로세서(34), 송신 회로(36), 수신 회로(38), 복수의 안테나(40), 및 사용자 인터페이스 회로(42)를 포함할 것이다. 수신 회로(38)는 하나 이상의 기지국들(14) 및 중계기들(15)로부터 정보를 갖는 무선 주파수 신호들을 수신한다. 저잡음 증폭기 및 필터(도시되지 않음)는 처리를 위해 신호들로부터 광대역 간섭을 증폭 및 제거하기 위해 협력할 수 있다. 그 다음에 하향 변환 및 디지털화 회로(도시되지 않음)가 필터링된 수신 신호를 중간 또는 기저대역 주파수 신호로 하향 변환하고 나서, 하나 이상의 디지털 스트림으로 디지털화된다.
기저대역 프로세서(34)는 디지털화된 수신 신호를 처리하여 수신 신호 내에 운반된 정보 또는 데이터 비트들을 추출한다. 이러한 처리는 통상적으로 복조, 디코딩, 및 오류 정정 동작들을 포함한다. 기저대역 프로세서(34)는 일반적으로 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP) 및 ASIC(application-specific integrated circuit)에 구현된다.
송신을 위해, 기저대역 프로세서(34)는 제어 시스템(32)의 제어하에서 네트워크 인터페이스(42)로부터, 음성, 비디오, 데이터, 또는 제어 정보를 표현할 수 있는 디지털화된 데이터를 수신하고, 송신을 위해 그 데이터를 인코딩한다. 인코딩된 데이터는 송신 회로(36)에 출력되는데, 여기서 데이터는 변조기에 의해 원하는 송신 주파수 또는 주파수들에 있는 하나 이상의 캐리어 신호들을 변조하는 데 이용된다. 전력 증폭기(도시되지 않음)는 변조된 캐리어 신호들을 송신에 적합한 레벨로 증폭할 것이고, 그 변조된 캐리어 신호들을 매칭 네트워크(도시되지 않음)를 통해 안테나(40)로 전달할 것이다. 직접 또는 중계국을 통한 무선 단말기와 기지국 사이의 신호 송신을 위해 이 기술분야에 통상의 기술자에게 이용가능한 다양한 변조 및 처리 기술들이 이용된다.
도 9를 참조하여, 중계국(15)의 예가 예시된다. 기지국(14) 및 무선 단말기(16)와 마찬가지로, 중계국(15)은 제어 시스템(132), 기저대역 프로세서(134), 송신 회로(136), 수신 회로(138), 복수의 안테나(130), 및 중계 회로(142)를 포함할 것이다. 중계 회로(142)는 중계기(15)가 기지국(14)과 무선 단말기들(16) 사이의 통신들에 도움을 줄 수 있게 한다. 수신 회로(138)는 하나 이상의 기지국들(14) 및 무선 단말기들(16)로부터 정보를 갖는 무선 주파수 신호들을 수신한다. 저잡음 증폭기 및 필터(도시되지 않음)는 처리를 위해 신호로부터 광대역 간섭을 증폭 및 제거하기 위해 협력할 수 있다. 그 다음에 하향 변환 및 디지털화 회로(도시되지 않음)가 필터링된 수신 신호를 중간 또는 기저대역 주파수 신호로 하향 변환하고 나서, 하나 이상의 디지털 스트림으로 디지털화된다.
기저대역 프로세서(134)는 디지털화된 수신 신호를 처리하여 수신 신호 내에 운반된 정보 또는 데이터 비트들을 추출한다. 이러한 처리는 통상적으로 복조, 디코딩, 및 오류 정정 동작들을 포함한다. 기저대역 프로세서(134)는 일반적으로 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(DSP) 및 ASIC(application-specific integrated circuit)에 구현된다.
송신을 위해, 기저대역 프로세서(134)는 제어 시스템(132)으로부터, 음성, 비디오, 데이터, 또는 제어 정보를 표현할 수 있는 디지털화된 데이터를 수신하고, 송신을 위해 그 데이터를 인코딩한다. 인코딩된 데이터는 송신 회로(136)에 출력되는데, 여기서 데이터는 변조기에 의해 원하는 송신 주파수 또는 주파수들에 있는 하나 이상의 캐리어 신호들을 변조하는 데 이용된다. 전력 증폭기(도시되지 않음)는 변조된 캐리어 신호들을 송신에 적합한 레벨로 증폭할 것이고, 그 변조된 캐리어 신호를 매칭 네트워크(도시되지 않음)를 통해 안테나(130)로 전달할 것이다. 전술한 바와 같이, 직접적으로 또는 중계국을 통해 간접적으로 무선 단말기와 기지국 사이의 신호 송신을 위해 이 기술분야에 통상의 기술자에게 이용가능한 다양한 변조 및 처리 기술들이 이용된다.
중계국에 대한 전술한 설명은 본 발명의 일부 실시예들에 이용될 수 있는 중계국의 하나의 매우 특정적인 예만을 설명한다는 것에 주목하는 것이 중요하다. 본 발명의 일부 실시예들에 또한 이용될 수 있는 상이한 구성 및 동작을 갖는 많은 다른 유형들이 존재한다.
전술한 설명은 단지 예시의 방식으로 제공되는 많은 상세하고 특정적인 실시예들을 포함하며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 오로지 본원에 첨부된 특허청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 이 기술분야의 통상의 기술자에 의해 특정 실시예들에 대해 변경들, 수정들, 및 변형들이 초래될 수 있다.
200: 액세스 포인트
233: 네트워크 서버
30: 네트워크 인터페이스
20: 제어 시스템
24: 송신 회로
26: 수신 회로

Claims (24)

  1. 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 및 상기 복수의 빔 각도 각각에 대해 상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 복수의 무선 신호 각각의, 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여, 상기 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 상기 무선국까지의 베어링 각도(bearing angle)를 추정하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멀티빔 안테나 패턴의 상기 복수의 빔 각도 각각에 대해, 상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔 상의 개별적인 상기 복수의 무선 신호의 각각의 무선 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무선국의 상기 추정된 베어링 각도에 기초하여, 상기 무선국과의 통신을 위해 상기 멀티빔 안테나 패턴의 빔을 상기 무선국 쪽으로 스티어링하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 상기 무선국까지의 베어링 각도를 추정하는 단계는 상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 상기 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔 상에 송신된 상기 복수의 무선 신호 각각에 대해, 상기 무선국에서의 상기 수신된 신호 특성은 상기 멀티빔 안테나 패턴의 다른 빔들 상에 송신된 상기 무선 신호들로부터 구별되는 상기 개별적인 빔 상에 송신된 상기 무선 신호의 컴포넌트의 수신된 레벨을 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 미리 결정된 값은 1과 실질적으로 동일한 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 멀티빔 안테나 패턴은 제1 안테나 빔 및 제2 안테나 빔을 포함하고,
    상기 베어링 각도를 추정하는 단계는 상기 제2 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 상기 제1 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의 비율이 상기 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 멀티빔 안테나 패턴은 상기 제1 안테나 빔과 상기 제2 안테나 빔의 중간에 제3 안테나 빔을 포함하고,
    상기 베어링 각도를 추정하는 단계는 빔 각도를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 빔 각도에서는,
    상기 제3 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 상기 제1 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의 비율이 제2 미리 결정된 값과 실질적으로 동일하고,
    상기 제3 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성에 대한 상기 제2 안테나 빔 상에 송신된 개별적인 무선 신호의 수신된 신호 특성의 비율이 제3 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제3 안테나 빔은 상기 제1 안테나 빔과 상기 제2 안테나 빔 사이의 실질적으로 중간에 있고, 상기 제2 미리 결정된 값은 상기 제3 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 방법.
  10. 제5항에 있어서,
    각각의 빔 각도에 대해, 상기 무선국으로, 상기 빔 각도를 나타내는 코드를 송신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 무선국으로부터, 상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 상기 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 나타내는 코드를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 무선국과 상기 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트 사이의 방사상 거리를 추정하는 단계, 및
    상기 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 상기 무선국의 추정된 베어링 각도 및 상기 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트와 상기 무선국 사이의 상기 추정된 방사상 거리에 기초하여 상기 무선국의 위치를 추정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제5항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 무선 신호는,
    OFDM(orthogonal frequency division multiplex) 신호들,
    CDMA(code division multiple access) 신호들,
    TDMA(time division multiple access) 신호들, 및
    펄스 기반 UWB(pulse-based ultra wideband) 신호들
    중 어느 하나를 포함하는 방법.
  14. 제2항에 있어서,
    적어도 하나의 부가적인 멀티빔 안테나 패턴 각각에 대해,
    상기 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 각각에 대해, 상기 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 복수의 무선 신호를 송신하는 단계; 및
    상기 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 복수의 빔 각도 각각에 대해 상기 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 빔들 상에 송신된 상기 복수의 무선 신호 각각의, 상기 무선국에서 수신된 신호 특성에 기초하여, 상기 부가적인 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 상기 무선국까지의 베어링 각도를 추정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 상기 무선국의 추정된 베어링 각도와 적어도 하나의 상기 부가적인 멀티빔 안테나 패턴 각각의 개별적인 기준 포인트들로부터의 상기 무선국의 개별적인 추정된 베어링 각도들의 교점의 위치에 기초하여 상기 무선국의 위치를 추정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무선국의 위치를 추정하는 단계는 상기 복수의 멀티빔 안테나 패턴으로부터의 상기 무선국의 추정된 베어링 각도들의 교점의 위치, 및 상기 무선국과 상기 복수의 멀티빔 안테나 패턴의 적어도 하나의 서브세트의 개별적인 기준 포인트들 사이의 추정된 방사상 거리를 나타내는 쌍곡선들에 기초하여 결정되는 방법.
  17. 제4항에 있어서,
    각각의 빔 각도에 대해, 상기 빔 각도를 나타내는 코드를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 상기 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 상기 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 나타내는 코드를 보고하는 단계를 더 포함하는 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제1 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터의 상기 무선국의 추정된 베어링 각도와 적어도 하나의 부가적인 멀티빔 안테나 패턴 각각의 개별적인 기준 포인트로부터의 상기 무선국의 개별적인 추정된 베어링 각도의 교점의 위치에 기초하여 상기 무선국의 위치를 추정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 멀티빔 안테나 패턴을 생성하도록 구성된 멀티빔 안테나 시스템,
    상기 멀티빔 안테나 시스템을 복수의 빔 각도로 스티어링하도록 구성된 빔 스티어러(beam steerer),
    각각의 빔 각도에서, 상기 복수의 무선 신호의 각각의 무선 신호가 상기 멀티빔 안테나 시스템에 의해 생성된 상기 멀티빔 안테나 패턴의 안테나 빔들의 개별적인 안테나 빔 상에 송신되도록, 상기 복수의 빔 각도의 각각의 빔 각도에서 복수의 무선 신호를 생성하도록 구성된 무선 주파수(RF) 송신기, 및
    상기 복수의 빔 각도 및 상기 복수의 빔 각도 각각에 대한 상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 상기 복수의 무선 신호들 각각의, 상기 무선국에서 측정된 수신된 신호 특성에 기초하여, 상기 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 무선국까지의 베어링 각도를 추정하도록 구성된 위치 추정 제어기
    를 포함하는 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 위치 추정 제어기는 상기 무선국으로부터의 상기 복수의 빔 각도 각각에 대해 상기 복수의 무선 신호 각각의 수신된 신호 특성을 수신하도록 구성되는 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 위치 추정 제어기는 상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 상기 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 결정함으로써, 상기 멀티빔 안테나 패턴의 기준 포인트로부터 상기 무선국까지의 베어링 각도를 추정하도록 구성되는 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 RF 송신기는 상기 복수의 빔 각도 각각에 대한 상기 복수의 빔 각도의 현재 빔 각도를 나타내는 코드를 송신하도록 구성되는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 위치 추정 제어기는 상기 무선국으로부터, 상기 멀티빔 안테나 패턴의 개별적인 안테나 빔들 상에 송신된 적어도 2개의 상기 무선 신호들의 개별적인 수신된 신호 특성의 비율이 상기 미리 결정된 값과 실질적으로 동일한 빔 각도를 나타내는 코드를 수신하도록 구성되는 장치.
KR1020100070525A 2009-07-21 2010-07-21 멀티빔 송신을 이용하여 무선국의 위치를 추정하기 위한 방법 및 장치 KR20110009063A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/506,692 US8519889B2 (en) 2009-07-21 2009-07-21 Method and apparatus for estimating location of a wireless station using multi-beam transmission
US12/506,692 2009-07-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20110009063A true KR20110009063A (ko) 2011-01-27

Family

ID=43003423

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100070525A KR20110009063A (ko) 2009-07-21 2010-07-21 멀티빔 송신을 이용하여 무선국의 위치를 추정하기 위한 방법 및 장치

Country Status (5)

Country Link
US (2) US8519889B2 (ko)
EP (1) EP2278352B1 (ko)
JP (1) JP5558241B2 (ko)
KR (1) KR20110009063A (ko)
CN (1) CN101965050B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014148768A1 (ko) * 2013-03-19 2014-09-25 에스케이텔레콤 주식회사 기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법
KR101478170B1 (ko) * 2012-10-22 2015-01-06 (주)와이파이브 상향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법
WO2022030923A1 (ko) * 2020-08-03 2022-02-10 삼성전자 주식회사 도래각 데이터 획득 방법 및 이를 지원하는 전자 장치

Families Citing this family (86)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4998133B2 (ja) * 2007-08-07 2012-08-15 富士通株式会社 移動通信システム及びリンク確立方法
US9621250B2 (en) * 2009-10-16 2017-04-11 Nokia Solutions And Networks Oy Femto access point operable with different spatial characteristic antenna patterns
US8072369B2 (en) * 2009-11-13 2011-12-06 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. System and method for interrogating a target using polarized waves
US9497714B2 (en) * 2010-09-24 2016-11-15 Qualcomm Incorporated Power control for a network of access points
US9301265B2 (en) 2010-09-24 2016-03-29 Qualcomm Incorporated Access point transmit power control
US9451480B2 (en) 2010-09-28 2016-09-20 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for power management in a wireless communication system
US8878726B2 (en) 2011-03-16 2014-11-04 Exelis Inc. System and method for three-dimensional geolocation of emitters based on energy measurements
US8878725B2 (en) 2011-05-19 2014-11-04 Exelis Inc. System and method for geolocation of multiple unknown radio frequency signal sources
US9182469B2 (en) * 2011-07-13 2015-11-10 Sagrad, Inc. System and method for locating a point in space
US8723730B2 (en) * 2011-07-27 2014-05-13 Exelis Inc. System and method for direction finding and geolocation of emitters based on line-of-bearing intersections
US8868002B2 (en) * 2011-08-31 2014-10-21 Xirrus, Inc. System and method for conducting wireless site surveys
CN104509148A (zh) * 2012-08-29 2015-04-08 英特尔公司 利用一个或多个天线阵列进行无线通信的设备、系统和方法
CN103022725B (zh) * 2012-11-30 2014-10-22 广州新软计算机技术有限公司 使用天线阵列对有源待测物进行一维定位的装置
CN104871615A (zh) * 2012-11-30 2015-08-26 瑞典华为技术有限公司 用于确定无线发射器的功率和位置的方法
KR20140073677A (ko) * 2012-12-06 2014-06-17 한국전자통신연구원 다중 빔을 사용하는 통신 시스템에서 단말의 위치 결정 방법
JP5555347B1 (ja) * 2013-03-13 2014-07-23 中国電力株式会社 位置検知システム及び位置検知方法
CN104053229B (zh) 2013-03-14 2018-09-28 南京中兴软件有限责任公司 移动终端、定位方法及装置
US20140355465A1 (en) * 2013-05-31 2014-12-04 Broadcom Corporation Device Locationing Using Wireless Communication
JP2014239344A (ja) * 2013-06-07 2014-12-18 シャープ株式会社 通信システム
KR102111784B1 (ko) * 2013-07-17 2020-05-15 현대모비스 주식회사 차량 위치 인식 장치 및 방법
US9313767B2 (en) * 2013-09-19 2016-04-12 Qualcomm Incorporated Using broadcast position and transmit power from access points to form assistance data
CN103592626A (zh) * 2013-11-20 2014-02-19 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种宽波束时差定位系统的时差窗计算方法
US20150296479A1 (en) * 2014-04-15 2015-10-15 Qualcomm Incorporated Systems, apparatus, and methods for location estimation of a mobile device
CN105007136A (zh) * 2014-04-23 2015-10-28 中兴通讯股份有限公司 Td-lte系统无线信道响应测量方法及装置
CN105277916A (zh) * 2014-06-09 2016-01-27 群光电子股份有限公司 无线发射信号源的搜索方法
US9386419B2 (en) * 2014-07-11 2016-07-05 Sony Corporation Operating a user equipment in a wireless communication network
CN108769894B (zh) * 2014-07-25 2019-05-10 华为技术有限公司 一种高频系统下的通信设备及方法
US9936352B2 (en) * 2015-02-02 2018-04-03 Qualcomm, Incorporated Techniques for estimating distance between wireless communication devices
US9781698B2 (en) * 2015-02-27 2017-10-03 Qualcomm Incorporated Distribution and utilization of antenna information for location determination operations
CN108293172B (zh) * 2015-10-08 2021-11-05 波尔特公司 用于追踪对象的到达角度定位系统
CN105589065A (zh) * 2016-03-16 2016-05-18 北京金山安全软件有限公司 一种获取目标物位置信息的方法、装置及电子设备
WO2017164925A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 Intel Corporation Method of positioning for 5g systems
US9723588B1 (en) * 2016-03-28 2017-08-01 Google Inc. Determining a location of a wireless transmitter
EP3232696B1 (en) * 2016-04-11 2019-06-26 Huawei Technologies Co., Ltd. Wlan client location based on directional beacon
US10412767B2 (en) * 2016-04-20 2019-09-10 Futurewei Technologies, Inc. System and method for initial attachment in a communications system utilizing beam-formed signals
CN116879906A (zh) * 2016-04-29 2023-10-13 R2索尼克有限公司 用于执行多扇区测量的方法和多扇区装置
KR102604366B1 (ko) 2016-07-19 2023-11-24 한국전자통신연구원 측위 시스템 및 그 방법
US11550024B2 (en) 2016-09-20 2023-01-10 Deeyook Location Technologies Ltd. Interferometric location sensing
US11215688B2 (en) * 2016-09-20 2022-01-04 Deeyook Location Technologies Ltd. Identifying angle of departure of multi-antenna transmitters
GB2556030A (en) * 2016-09-27 2018-05-23 Zoneart Networks Ltd Geolocation system
GB2556031A (en) * 2016-09-27 2018-05-23 Zoneart Networks Ltd Bluetooth beacon
GB2556033A (en) * 2016-09-27 2018-05-23 Zoneart Networks Ltd Three-dimensional geolocation system
GB2556034A (en) * 2016-09-27 2018-05-23 Zoneart Networks Ltd Wi-fi access point
GB2556340A (en) * 2016-09-27 2018-05-30 Zoneart Networks Ltd Wi-Fi access point with bluetooth beacon
GB2557573A (en) * 2016-09-27 2018-06-27 Zoneart Networks Ltd Wi-fi access point
GB2556339A (en) * 2016-09-27 2018-05-30 Zoneart Networks Ltd Wireless access control system
GB2556338A (en) * 2016-09-27 2018-05-30 Zoneart Networks Ltd Wireless handover system
GB2555380A (en) * 2016-10-19 2018-05-02 Zoneart Networks Ltd Geolocation system
US10285007B2 (en) * 2016-12-16 2019-05-07 Here Global B.V. Positioning mobile devices with positioning support devices
CN110492913B (zh) * 2017-01-06 2020-09-29 华为技术有限公司 一种信号传输方法和装置
JP6813386B2 (ja) * 2017-02-21 2021-01-13 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカＰａｎａｓｏｎｉｃ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ 基地局制御装置及び位置推定方法
WO2018163440A1 (en) * 2017-03-10 2018-09-13 Nec Corporation Position estimation apparatus
WO2018168630A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 株式会社Ｎｔｔドコモ 無線基地局
US10560917B2 (en) * 2017-04-27 2020-02-11 Qualcomm Incorporated Angle of departure for location determination
US10859663B2 (en) 2017-04-30 2020-12-08 Pointme Ltd. Beacon-based position awareness system
BR112019026878A2 (pt) 2017-06-16 2020-06-30 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. métodos e sistemas de medição para avaliar precisamente um dispositivo sob teste
CN109392145A (zh) * 2017-08-11 2019-02-26 索尼公司 无线通信系统中的装置和方法、计算机可读存储介质
CN111279208A (zh) * 2017-09-15 2020-06-12 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 能够用于使用相位估计进行用户设备定位的通信装置、方法和蜂窝网络
KR102495901B1 (ko) * 2017-10-24 2023-02-03 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 무선 백홀 통신을 수행하기 위한 장치 및 방법
CN111108783B (zh) * 2017-11-03 2021-10-01 华为技术有限公司 时间提前值的管理
WO2019094658A1 (en) * 2017-11-10 2019-05-16 Multi-Tech Systems, Inc. Signal geolocation system and method
WO2019154517A1 (en) * 2018-02-12 2019-08-15 Nokia Technologies Oy Coordinated precoding and beamforming of position purpose signals
WO2019183053A1 (en) * 2018-03-19 2019-09-26 Simpello Llc System and method for detecting presence within a strictly defined wireless zone
GB2573817B (en) * 2018-05-18 2020-12-02 Cambium Networks Ltd Method and Apparatus for Interference Mitigation for a MU-MIMO wireless Communication network
US10917184B2 (en) * 2018-05-29 2021-02-09 Qualcomm Incorporated Computing and reporting a relevance metric for a positioning beacon beam
CN108777842B (zh) * 2018-06-01 2020-04-24 东南大学 基于波束训练的移动终端定位方法、装置及系统
KR102650668B1 (ko) * 2018-06-22 2024-03-25 프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베. 방법 및 측정 환경, 테스트될 장치
US10827451B2 (en) * 2018-06-30 2020-11-03 Silicon Laboratories Inc. Method and system of locating a wireless device using received signal strengths
WO2020006769A1 (en) * 2018-07-06 2020-01-09 Nec Corporation Method, device and computer readable medium for beam information based positioning
KR102554570B1 (ko) * 2018-09-21 2023-07-12 삼성전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 기지국의 방위각 결정 방법 및 장치
CA3108597A1 (en) 2018-10-19 2020-04-23 Pricewaterhousecoopers Llp Geolocation system
WO2020088785A1 (en) * 2018-10-29 2020-05-07 Nokia Technologies Oy Apparatus and method to estimate ue position
CN112098925B (zh) * 2019-06-17 2024-03-08 群光电子股份有限公司 电子装置、追踪系统及追踪方法
FR3096216B1 (fr) * 2019-06-28 2023-01-20 Orange Procédé et dispositif de localisation d’un terminal connecté à un réseau
CN110324782B (zh) * 2019-07-19 2020-06-16 北京邮电大学 一种基于接收功率的多有向发送源的定位方法及装置
CN112444775B (zh) * 2019-08-28 2024-09-17 智邦科技股份有限公司 无线装置以及定位方法
RU2717823C1 (ru) * 2019-11-01 2020-03-26 Закрытое акционерное общество Научно-исследовательский центр «РЕЗОНАНС» (ЗАО НИЦ «РЕЗОНАНС») Способ измерения угла места воздушного объекта в метровом диапазоне электромагнитных волн
ES2958842T3 (es) * 2020-02-18 2024-02-15 Lufthansa Technik Ag Disposición y método para direccionar y ubicar equipo
US11494749B2 (en) 2020-03-28 2022-11-08 Radius Networks, Inc. Location-based automatic compilation of charges accrued for venue provided goods/services
FR3112047B1 (fr) * 2020-06-26 2023-01-06 Orange Procédé de détermination d’une altitude d’un équipement utilisateur, dispositif, équipement utilisateur, station de base, système et programme d’ordinateur correspondants.
FR3114168B1 (fr) * 2020-09-11 2023-11-24 Orange Procédé de localisation d’un équipement utilisateur, dispositif, équipement utilisateur, station de base, système et programme d’ordinateur correspondants.
FR3114167B1 (fr) * 2020-09-11 2024-08-30 Orange Procédé de détermination d’une altitude d’un équipement utilisateur, dispositif, équipement utilisateur, station de base, système et programme d’ordinateur correspondants.
IL278386B (en) * 2020-10-29 2022-07-01 Navigicom Ltd System and method for determining location
JPWO2022208896A1 (ko) * 2021-04-02 2022-10-06
CN115453449A (zh) * 2021-06-09 2022-12-09 珠海艾盛科技有限公司 估算方位角的通讯装置、用于通讯装置的估算方法及计算发射角以估算位置的通讯装置
WO2024176265A1 (en) * 2023-02-24 2024-08-29 Jio Platforms Limited System and method for radio network planning and deployment

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2509207A (en) * 1944-04-26 1950-05-30 Standard Telephones Cables Ltd Signal comparison system
CA1033829A (en) * 1975-01-30 1978-06-27 Everett E. Stevens Rapid azimuthal determination of radio signals
FI105596B (fi) * 1996-05-27 2000-09-15 Nokia Networks Oy Menetelmä matkaviestimen sijainnin selvittämiseksi
US6195556B1 (en) 1997-07-15 2001-02-27 Metawave Communications Corporation System and method of determining a mobile station's position using directable beams
US6300905B1 (en) * 1999-10-05 2001-10-09 Lucent Technologies Inc. Location finding using a single base station in CDMA/TDMA systems
GB0020088D0 (en) 2000-08-15 2000-10-04 Fujitsu Ltd Adaptive beam forming
EP1474699B1 (de) 2002-01-10 2007-03-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur positionsbestimmung mit hilfe eines funksignals mit rotierender sendecharakteristik
US7313403B2 (en) * 2003-08-06 2007-12-25 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Location positioning in wireless networks
JP4648015B2 (ja) * 2005-01-28 2011-03-09 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 送信装置及び送信方法
JP2007212424A (ja) * 2006-01-10 2007-08-23 Rcs:Kk 位置検知装置および位置検知プログラム
JP4415049B2 (ja) * 2007-01-17 2010-02-17 中国電力株式会社 位置標定システム
JP4969335B2 (ja) * 2007-02-23 2012-07-04 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 測位システム、測位方法及び測位プログラム
WO2009087808A1 (ja) * 2008-01-07 2009-07-16 Mitsubishi Electric Corporation アナログビームフォーミング通信システム
JP5323423B2 (ja) * 2008-08-22 2013-10-23 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 方向推定システム、方向推定方法及び方向推定プログラム
US9151821B2 (en) * 2009-07-24 2015-10-06 Qualcomm Incorporated Watermarking antenna beams for position determination

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101478170B1 (ko) * 2012-10-22 2015-01-06 (주)와이파이브 상향링크 액세스 포인트를 이용한 위치추정장치 및 위치추정방법
WO2014148768A1 (ko) * 2013-03-19 2014-09-25 에스케이텔레콤 주식회사 기지국용 안테나장치 및 그 장치의 동작 방법
US9761938B2 (en) 2013-03-19 2017-09-12 Sk Telecom Co., Ltd. Antenna apparatus for base station and operation method therefor
WO2022030923A1 (ko) * 2020-08-03 2022-02-10 삼성전자 주식회사 도래각 데이터 획득 방법 및 이를 지원하는 전자 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN101965050A (zh) 2011-02-02
EP2278352B1 (en) 2014-07-09
CN101965050B (zh) 2014-12-24
US8519889B2 (en) 2013-08-27
EP2278352A3 (en) 2012-01-18
JP5558241B2 (ja) 2014-07-23
US20130009821A1 (en) 2013-01-10
EP2278352A2 (en) 2011-01-26
JP2011050043A (ja) 2011-03-10
US20110018766A1 (en) 2011-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8519889B2 (en) Method and apparatus for estimating location of a wireless station using multi-beam transmission
US10917184B2 (en) Computing and reporting a relevance metric for a positioning beacon beam
US20210041522A1 (en) Report of receive or transmit beam lock information
US11818683B2 (en) Geometric dilution of precision based transmit/receive point selection for wireless positioning
US11754663B2 (en) Additional feedback for location detection of device-free objects using wireless communication signals
EP3959534A1 (en) Systems and methods for positioning reference signal staggering configuration
US20230098229A1 (en) Determination of position and orientation of an intelligent reflecting surface
CN115777220A (zh) 准共处的蜂窝小区内的差分定位参考信号报告
US20230366976A1 (en) Angle of arrival and angle of departure system optimization by using antenna information
EP4223028A1 (en) Method to improve downlink prs positioning performance in presence of slot misalignment
WO2023081571A1 (en) Determining weights for combining ranging measurements at different bandwidths
WO2023122412A1 (en) Conditions for switching between user equipment (ue)- assisted and ue-based modes within a positioning session
TW202228453A (zh) 用於下行鏈路出發角定位的基於基函數的波束形狀輔助
WO2024112464A2 (en) Scheduling for wi-fi-based positioning and hybridization with cellular-based positioning
WO2022169529A2 (en) Reference signal received power measurement based on peak of earliest path
WO2023039322A1 (en) Dynamic positioning capability reporting in millimeter wave bands
EP4433841A1 (en) Reflection-based multipath position estimation

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid