KR20150058412A - 시간 및 전력 기반의 무선 위치파악 및 위치 추정 솔루션을 선택하는 방법 - Google Patents

시간 및 전력 기반의 무선 위치파악 및 위치 추정 솔루션을 선택하는 방법 Download PDF

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Abstract

용이하게 이용가능한 무선 네트워크, 셀룰러 네트워크에 관한 타이밍 및 전력 정보, 및 모바일 디바이스 및 네트워크에 의해 이루어진 전형적인 측정을 처리하기 위한 방법이 개시된다. 필드 캘리브레이션의 필요성 없이 높은 용량으로, 범위확인을 수반한 셀-ID보다 양호한 정확성으로 모바일들의 위치를 파악하기 위해 알려진 다운링크 전송기 안테나 특성과 함께 시간(즉, 범위) 및 전력 차이 양쪽 모두를 이용하는 확률적 방법이 개시된다.

Description

시간 및 전력 기반의 무선 위치파악 및 위치 추정 솔루션을 선택하는 방법{TIME AND POWER BASED WIRELESS LOCATION AND METHOD OF SELECTING LOCATION ESTIMATE SOLUTION}
관련 출원에 대한 상호참조
본 출원은, 참조에 의해 그 전체가 본 명세서에 포함되는, 2010년 12월 28일 출원된 미국 특허 번호 제8315647호의 일부계속출원(continuation-in-part)인, 2012년 9월 21일 출원된 미국 특허 출원 13/624,654호의 우선권 혜택을 주장한다.
기술분야
본 발명은 일반적으로 아날로그 또는 디지털 셀룰러 시스템, PCS(personal communications system), ESMR(enhanced specialized mobile radio), 및 다른 타입의 무선 통신 시스템에서 사용되는 것들과 같은, 이동국(MS; mobile station)이라고도 하는 무선 디바이스들의 위치파악(locating)을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 전적인 것은 아니지만, 더 구체적으로는, 본 발명은 기존의 무선 인프라스트럭쳐 데이터를 이용한 모바일 디바이스들의 위치에 관한 것이다.
무선 통신 네트워크(WCN; wireless communications network)는 네트워크에 관한 무선 정보를 수집함으로써 무선 모바일 디바이스의 이동성을 관리한다. 위치-기반 서비스의 출현으로부터, 이 무선 정보는 낮은 정확도 및 중간 정확도 위치 추정을 제공하는데 이용되어 왔다.
비-소프트 핸드오프 시스템(non-soft handoff system)들에서, 네트워크 내의 모든 활성 모바일의 위치는 가장 가까운 서빙(serving) 셀 및 섹터에 알려져 있다. 서빙 셀과 서빙 섹터의 식별은 그 서빙 셀 및/또는 섹터에 대한 미리설정된 위도 및 경도로의 간단한 변환에 의해 위치 추정으로 변환될 수 있다.
서빙 셀로부터 모바일 위치로의 WCN 측정된 시간 또는 모바일 측정된 전력 기반의 범위 추정의 포함은 최소한의 추가 계산을 수반한 기본 서빙 셀 식별자 기반의 위치 추정을 개선하기 위한 방법을 제공한다.
하나 이상의 잠재적 핸드오버 이웃 셀로부터의 모바일-수집된 네트워크 정보를 이용한 셀/섹터 식별자 + 범위확인(ranging) 방법의 추가의 개선은 일반적으로 ECID(Enhanced Cell-ID)라 알려져 있다. ECID 기술은 복수의 잠재적 핸드오버 후보/이웃 셀들의 (파일럿이라고도 알려진) 비컨(beacon)으로부터의 전력 레벨을 기록하는 모바일 유닛의 능력에 의존한다. 이 기술은 절대 전력 기반의 및/또는 도달 전력차(PDOA; power-difference-of-arrival) 기반의 측정을 추가하여 서빙 셀 범위확인 위치 추정(serving cell ranging location estimate)을 개선시킨다.
통상적으로 활성 모바일 디바이스에 의해 측정된 다양한 근처 전송 셀 섹터들의 수신 신호 전력은 WCN에 의해 알려지기 때문에, ECID 값에 대한 PDOA는 모바일에 의해 서빙 셀의 및/또는 하나 이상의 잠재적 핸드오버 후보/이웃 셀의 비컨에 대해 측정된 수신 신호 레벨에 기초한다. PDOA 데이터 수집은 2개 이상의 이웃 셀 사이트(cell site)에 대한 가시성을 요구하므로, 위치 산출은 100% 미만일 것이다. RF 다중경로, 모바일 수신기 품질, 및 측정의 입도(granularity)의 영향들 모두가 ECID에 대한 위치 정확도를 감소시키는 작용을 한다.
GSM, UMTS 및 LTE에서의 ECID
GSM에서, ECID는 네트워크 측정 보고(NMR; Network Measurement Report) 위치라고도 알려져 있다. NMR은, 서빙 및 이웃 셀들에 관한 정보를 WCN에 제공하여 GSM/3GPP Technical Standard 05.08, "Radio subsystem link control" 섹션 3(핸드오버)에서 설명되는 핸드오버를 가능케하기 위해 모바일에 의해 생성된다.
향상된 셀 ID 위치결정(positioning) 기술은, 3GPP TS 43.059, "Functional stage 2 description of Location Services (LCS) in GERAN" 섹션, 섹션 4.2.1.에서 "Timing Advance" 위치결정으로서 표준화되어 있다. LTE 네트워크에서 3GPP TS 36.305, "Stage 2 functional specification of User Equipment (UE) positioning in E-UTRAN" 섹션 4.3.3.에는 "향상된 셀 ID 방법"이 설명되어 있다.
예시적 GSM 시스템에서, NMR은 모바일 생성된 측정 결과(Measurement Result)를 포함한다. 측정 결과 정보 요소의 목적은 서빙 셀 및 이웃 셀들에 관해 이동국에 의해 이루어진 측정의 결과를 제공하는 것이다. 측정 결과 정보 요소는 GSM/3GPP Technical Specification 04.08, "Mobile radio interface layer 3 specification" 섹션 10.5.2.20 (측정 보고)에 도시된 바와 같이 코딩된다.
모바일 위치 센터(MLC; mobile location center)는 셀 사이트의 지리적 장소를 기준점으로서 고려하기 위해 NMR 전달된 서빙 셀-id를 이용한다(GSM에서는 CGI(Cell-Global-Identity)가 셀 및 섹터를 준다). 현재의 서빙 셀의 보고된 TA(timing advance) 값은 기준점으로부터의 범위(range)의 계산을 허용한다. 서빙 셀의 수신 신호 강도 표시자(RSSI; Received Signal Strength Indicator)는, 브로드캐스트 제어 채널 대신에 트래픽 제어 채널 상에서 수신될 때, 현재의 모바일 동적 전력 제어 설정으로 보정된다. 그 다음, 서빙 셀의 보정된 RSSI 값은 그 브로드캐스트 유효 복사 전력(ERP; effective radiated power)의 알려진 값으로 정규화된다. 그 다음, BCCH(Broadcast Control Channel) 비컨을 통해 보고된 이웃 셀들의 수신 레벨(RxLev) 값들은 그들의 브로드캐스트 유효 복사 전력(ERP)의 알려진 값에 대비하여 정규화된다. 서빙 셀의 안테나 위치, TA-유도된 범위, 및 3개 이상의 사이트로부터의 PDOA를 이용하여, 위치 추정이 계산될 수 있다.
ECID는 PDOA 멀티-레터레이션(multi-lateration)을 이용할 수 있기 때문에, 이웃 셀들의 지리적 레이아웃은 또한 GDOP(geographic dilution of precision)를 통해 위치파악의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 수신기 사이트 선택을 통해 잠재적 GDOP 감소를 제한함으로써 충분한 양의 시간 구간에 걸쳐 NMR 데이터가 수집되지 않으면, NMR에 존재하는 6개까지만의 이웃 셀 RxLev 측정의 한계는 정확도를 제한한다.
PDOA 측정은 수신 신호 고속 페이딩 효과를 무력화하기 위해 복수의 샘플들에 관한 평균화를 요구하므로(GSM NMR은 활성 콜(active call) 동안에 주기적으로 이동국에 의해 전송된다), 다른 셀-ID 기반의 기술들의 경우보다 레이턴시가 훨씬 더 높다.
서빙 셀만에 대한 RSSI 측정은, 모바일이 활성 모드에 있을 때 BTS에 대한 가변 전력 설정에 기초하므로, PDOA 계산에 포함하기 이전에 서빙 셀 RSSI의 정규화는 GSM WCN으로부터 BTS의 포워드(다운링크) 전력 제어 설정의 지식을 요구한다.
캘리브레이션은 ECID 위치파악 시스템에서의 정확도를 향상시키는데 이용될 수 있다. ECID 캘리브레이션은 CGI/RxLev "지문"의 그리드(grid)를 생성하기 위해 예측 RF 전파 맵핑과 광범위한 드라이브 테스팅의 이용을 포함할 수 있다. 커버리지 영역에 관한 이웃 목록과 수신 신호 레벨을 맵핑함으로써, 비교적 높은 BTS 밀도를 갖는 네트워크에서 200-500 미터의 범위 내의 중간 정확도 결과를 달성하는 것이 가능하다.
미국 특허 번호 제7,434,233호에서, 서빙 섹터와 2개의 함께 위치한 섹터들(co-sited sectors)을 갖는 단일의 3-섹터 BTS(Base Transceiver Station)로부터의 전력 측정이 BTS 셀 사이트로부터의 방향 각도와 섹터 제한된 타이밍 범위 대역의 형성을 허용하는 단일 사이트 ECID 위치파악 시스템이 교시되고 있다.
여기서 설명되는 발명적 기술과 개념은, 널리 이용되는, IS-136 (TDMA), GSM, 및 LTE, LTE-Advanced 및 IEEE 802.16 (WiMAN/WiMAX) 등의 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexed) 무선 시스템을 포함한, 시분할 및 주파수 분할 멀티플렉싱(TDMA/FDMA) 무선 통신 시스템에 적용된다. 논의되는 GSM(Global System for Mobile Communications) 모델은 예시이며, 본 발명이 이용될 수 있는 유일한 환경은 아니다.
용이하게 이용가능한 무선 네트워크, 셀룰러 네트워크에 관한 타이밍 및 전력 정보, 및 모바일 디바이스 및 네트워크에 의해 이루어진 전형적인 측정을 처리하기 위한 방법이 여기서 개시된다. 캘리브레이션의 필요성 없이 높은 용량으로, 범위확인을 수반한 셀-ID보다 양호한 정확성으로 모바일의 위치를 파악하기 위해 시간(즉, 범위) 및 전력 차이 양쪽 모두를 이용하는 상이한 방법들이 개시된다. 또한, 무선 위치확인 시스템에서 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 개선된 컴퓨터-구현된 방법을 개시한다.
본 발명의 하나의 예시적인 실시예는 모바일 디바이스의 위치파악에 이용하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 방법의 이 실시예는, 서빙 BTS(base transceiver station) 및 하나 이상의 인접한 BTS로부터의 비컨 신호들을 모바일 디바이스가 수신하게 하는 단계를 포함한다. 각 BTS는 셀 사이트에 위치해 있고 각 비컨 신호는 셀 식별(CID; cell identification) 정보를 포함한다. 수신된 비컨 신호에 기초한 형제쌍(sibling pair)의 수가 검출된다. 형제 쌍은, 서로 비교적 가까이 위치하고(예를 들어, 100 미터 이내) 안테나 패턴 메인 빔들은 상이한 방향들을 가리키는 멀티-섹터 셀 사이트의 2개의 다운링크 전송 안테나를 포함한다. 그 다음, 검출된 형제 쌍의 수에 기초하여 미리 정의된 위치확인 방법이 선택된다. 모바일 디바이스는 다수의 셀 사이트들 각각으로부터 수신된 브로드캐스트 비컨 전력을 측정하고 최대 측정된 전력을 갖는 셀 사이트 섹터의 아이덴티티와 측정된 전력 뿐만 아니라 네트워크에 의해 결정되어 모바일 디바이스에 중계된 TA(timing advance) 값을 보고한다. TA 값은 서빙 셀 섹터로부터 모바일 디바이스로의 범위 측정으로서 역할한다.
예시적인 실시예에서, 검출된 형제 쌍의 수가 제로이면, 범위확인을 수반한 도달 전력차(PDOA) 위치확인 방법이 선택된다. 검출된 형제 쌍의 수가 1이면, 단일 사이트 위치확인 방법이나 인접 사이트 위치확인 방법이 선택된다. 검출된 형제 쌍의 수가 1보다 크면, 전력 도달각(AoA; angle-of-arrival) 위치확인 방법이나 범위확인을 수반한 전력 AoA 위치확인 방법 중 하나가 선택된다.
예시적인 실시예에서, 이 방법은, 이동성을 지원하는 과정에서 네트워크에서 모바일 디바이스에 의해 이루어진 측정과 조합하여 데이터베이스에 저장되어 있는 WCN에 관한 정보를 이용하여 중간 정확도로 섹터화된 무선 통신 네트워크(WCN)에서 동작하는 모바일 디바이스를 지리위치파악(geolocate)하기 위해 채용될 수 있다. 이 점에서, 한 쌍의 인접 섹터(형제)로부터의 전력 측정과 섹터 안테나들의 공간적 응답 및 배향의 지식으로부터, 섹터화된 셀 사이트로부터 모바일 디바이스로의 방위각/각도(bearing/angle)가 결정될 수 있다. 그 다음, 하나 이상의 셀 사이트로부터의 최대 측정된 전력을 갖는 형제들 간의 전력차 측정을 수반한 서빙 셀로부터의 타이밍 범위 또는 전력-유도된 범위값이 모바일 디바이스의 위치 추정을 결정하는데 채용될 수 있다.
상기 언급한 실시예에서, 전력 AoA 위치파악 방법이나 범위확인을 수반한 전력 AoA 위치파악 방법은 형제 쌍을 이용한 모바일 디바이스의 지리위치파악(geolocation)을 위한 확률적 방법을 포함한다. 무선 네트워크로부터의 타이밍(GSM에서는 TA(Timing Advance)) 정보 및 전력 정보가 범위 대역(range band)에 걸쳐 이웃 셀들의 형제들 사이의 전력차와 타이밍 전진의 모델을 생성함으로써 유도된다.
언급된 바와 같이, 무선 위치확인 시스템에서 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 방법도 개시한다. 한 발명적 실시예에서, 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 방법은 지속시간에 걸쳐 네트워크 측정 보고(NMR) 데이터를 수집하는 단계를 포함한다. (이것은 도 11에서 단계(1101)로서 표현된다.) 그 다음, NMR 데이터는 전처리되고(단계 1102), 그 다음에, 이 방법은 전처리된 NMR 데이터로부터 유효한 타이밍 측정을 갖는 셀들이 존재하는지를 결정하는 단계(단계 1103)를 수반한다. 여기서부터, 이하에서 설명되는 바와 같이 다양한 "시나리오"가 작동될 수 있다. 이들은 예시적인 실시예에서 시나리오 LES1, LES2, LES3, LES4, LES5 및 LES6으로서 열거된다.
본 발명의 추가의 특징들 및 양태들이 이하에서 설명된다.
이하의 상세한 설명뿐만 아니라 전술된 요약은 첨부된 도면과 연계하여 판독시에 더욱 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로, 본 발명의 예시적 구성이 도면에 도시되어 있다; 그러나, 본 발명은 개시된 특정한 방법 및 수단으로 한정되지 않는다. 도면에서:
도 1a는 초기 신호 수집 및 분석을 개략적으로 도시한다.
도 1b는 형제 섹터가 없는 경우(no sibling sector case)에 대한 위치파악 프로세스(location process)를 나타낸다.
도 1c는 단일 형제 쌍 시나리오(single sibling pair scenario)에 대한 위치파악 프로세스를 나타낸다.
도 1d는 2개 이상의 형제 쌍이 검출될 때에 대한 위치파악 프로세스를 나타낸다.
도 2는 인접 셀 사이트의 단일 형제 쌍에 대한 위치파악 시나리오를 그래픽으로 도시한다.
도 3은 2개의 인접 셀 사이트에서 2개의 형제 쌍이 존재할 때에 대한 위치파악 시나리오를 그래픽으로 도시한다.
도 4는 2개의 인접 셀 사이트에서 2개의 형제 쌍이 존재하고 서빙 셀로부터 어떠한 타이밍 범위도 이용가능하지 않을 때에 대한 위치파악 시나리오를 그래픽으로 나타낸다.
도 5는 3개의 셀 사이트에서 3개의 형제 쌍이 존재하고 서빙 셀로부터 어떠한 타이밍 범위도 이용가능하지 않을 때에 대한 위치파악 시나리오를 그래픽으로 나타낸다.
도 6은 무선 액세스 네트워크에서 다운링크 신호의 모바일-기반의 수집을 그래픽으로 도시한다.
도 7a는 확률론적 시간 및 전력-기반의 위치 결정 알고리즘을 기하학적으로 나타낸다.
도 7b는 측정된 방위각과 모델링된 방위각 사이의 지리적 차이를 상세히 보여준다.
도 8은 방위각을 형성하는데 있어서 일정한 전력차의 형제 섹터 안테나 라인들의 공간적 응답을 나타낸다.
도 9는 반치 빔폭(half power beamwidth)과 FBR(front to back lobe ratio) 값을 이용한 대표적인 방향 안테나의 복사 패턴(radiation pattern)을 나타낸다.
도 10은 120도 방향 안테나에서의 상대적 이득을 통한 방위각의 생성에서 안테나의 형제 쌍의 이용을 나타낸다.
도 11은 위치결정을 위한 폴-포워드(fall-forward) 기술에 대한 솔루션 흐름을 순차적으로 도시한다.
도 12는 셀-ID의 서비스 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 13은 2개의 형제 셀들의 이웃 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 14는 2개의 비-형제 셀들의 이웃 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 15는 공통 영역을 갖는 3개의 셀들의 이웃 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 16은 공통 영역이 없는 3개의 셀들의 이웃 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 17은 3개 셀로부터의 타이밍 범위와 서비스 영역의 조합에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 18은 3개 셀로부터의 타이밍 범위와 서비스 영역의 조합에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 19는 서빙 셀과 적어도 2개의 이웃 셀들로부터의 전력 범위확인(power ranging)에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 20은 서빙 셀과 적어도 2개의 이웃 셀들의 서비스 영역으로부터의 전력 범위확인에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 21은 서빙 셀과 형제 이웃 셀로부터의 전력 범위확인에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 22는 형제 셀들과 적어도 하나의 추가 이웃 셀의 서비스 영역 간의 전력 범위확인을 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 23은 형제 셀들과 하나의 추가 이웃 셀로부터의 전력 범위 간의 전력 범위확인을 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 24는 임의의 형제 쌍이 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 이용가능한 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보를 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
도 25는 하나 이상의 형제 쌍이 있는 하나 이상의 서빙 및 이웃 셀들에 이용가능한 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보를 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다.
이제 본 발명의 예시적 실시예들을 설명한다. 우선, 문제점의 상세한 개요를 제공한 다음, 본 발명의 예시적 실시예의 더 상세한 설명을 제공한다.
개요
이동국 전송기의 위치를 결정하는 것은 일반적으로 다수의 알려진 수신 안테나 위치에서 이동국 전송기의 업링크 신호의 특성을 측정함으로써 달성된다. 또한 이동국 수신기의 위치는 이동국의 서빙 셀 사이트 전송기 및/또는 근처의 잠재적 핸드오버/이웃 셀 사이트 전송기의 다운링크 신호의 특성을 이동국에 의해 측정함으로써 결정된다. 측정된 전형적인 특성은, 신호 전력(RSSI), 도달시간(TOA), 도달각(AoA) 또는 이들의 임의 조합을 포함한다. GSM 모바일은, 이동성을 지원하는 과정 동안에 네트워크 내의 이동국(MS)에 의해 통상적으로 이루어진 측정과 용이하게 이용가능한 네트워크에 대한 정보를 이용하여 중간 정확도로 섹터화된 GSM 네트워크에서 지리위치파악될 수 있다.
용이하게 이용가능한 네트워크 정보는, 셀 사이트의 지리적 위치, 메인 빔 포인팅 방위각 및 다운틸트 배향(downtilt orientation)을 포함한 섹터화된 안테나의 공간적 응답, 브로드캐스트 제어 채널(BCCH), 기지국 컬러 코드(BSIC), 브로드캐스트 제어 채널 상의 유효 복사 전력(ERP), 및 각 섹터에 의해 브로드캐스트되는 고유 섹터 식별자를 포함한다. 예를 들어, GSM 모바일은 다수의 셀 사이트 각각으로부터 수신된 브로드캐스트 비컨 전력을 측정하고 최대 측정된 전력을 갖는 6개까지의 셀 사이트 섹터들의 아이덴티티(BCCH 및 BSIC)와 측정된 전력을 대략 초당 2번의 비율로 네트워크에 보고한다. 추가로, GSM에서, 타이밍 전진(TA) 값은 네트워크에 의해 결정되고 모바일로 중계되어 모바일이 그 전체 타임 슬롯을 통해 전송하는 것을 허용한다. TA 값은 또한 서빙 셀 섹터(GSM에서는 CGI)로부터 모바일로의 범위 측정으로서 역할한다.
ECID(Enhanced Cell-ID) 위치파악 기술을 이용한 실험 과정 동안에, 베이스 BTS의 섹터들간의 전력차 측정은, 2개의 섹터들과 모바일 사이의 무선 채널이 꽤 유사하여 섹터들과 모바일 사이의 경로 손실이 상쇄되기 때문에, 최소한의 변동성을 갖는다고 판정되었다. 동일한 셀의 섹터들의 비컨들로부터 공통 바이어스를 거부하는 능력에 의해, 섹터화된 셀 사이트로부터 모바일 전송기로의 방위 또는 각도는, 한쌍의 인접한 섹터들, 즉, 형제들로부터의 전력 측정과, 섹터 안테나의 공간적 응답 및 배향의 지식으로부터 결정될 수 있다. 서빙 셀로부터의 타이밍 범위(예를 들어, TA, RTT) 또는 전력-유도된 범위 값을 하나 이상의 셀 사이트로부터의 최대 측정된 전력을 갖는 2개의 섹터 간의 전력차 측정과 결합하는 것은, 범위확인을 수반한 셀 ID 위치파악보다 양호한 정확도로 모바일의 위치 추정을 결정하기 위한 충분한 측정을 제공한다. 범위확인을 수반한 셀-ID 위치파악 기술은 잘 알려져 있다(예를 들어, GSM에서 - CGI+TA, UMTS에서 - CID+RTT, 또는 LTE에서 - PCI + TALTE).
도 1a
도 1a는 본 발명에 따른, 모바일-보조된, 네트워크-기반의 위치 결정에서의 초기 단계들을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스는 다운링크 비컨 신호 강도와 식별자를 수집한다(101). 모바일은 이들 신호를 무선 액세스 네트워크(RAN; Radio Access Network)에 전송한다. 모바일 디바이스로부터의 이러한 수집과 전송은 현대의 셀룰러 시스템에서 통상 이용되는 MAHO(Mobile-Assisted-Handoff) 기술의 일부로서 보통의 동작 과정에서 모바일에 의해 수행된다.
다운링크 비컨 신호 강도와 식별자들은 RAN에 의해 서빙 모바일 위치 센터(SMLC; Serving Mobile Location Center)로 포워딩되거나 수동적으로 모니터링되어 SMLC에 전송된다. 수동 모니터링 트리거링 플랫폼의 예는, 둘다 참조에 의해 본 명세서에 포함되는, 미국 특허 번호 제6,782,225호 "Monitoring of Call Information in a Wireless Location System"과 미국 특허 번호 제7,783,299호 "Advanced Triggers for Location Based Service Applications in a Wireless Location System"에서 설명된다.
WLS의 일부인 SMLC는, 비컨 식별자, 전송기 안테나 지리적 위치, 전송기 신호 전력 및 무선 기지국 다운링크(전송) 안테나 이득 패턴의 데이터베이스를 포함하거나, 이에 액세스한다. 이 데이터베이스는 셀-ID 데이터베이스(102)로서 간주된다. 셀-ID 데이터베이스와 수집된 신호 정보를 이용하여, 수신된 신호는 셀(셀/섹터) 식별자 및 식별된 임의의 형제 쌍별로 분류된다(103). 형제 쌍은, 서로 지리적으로 가까이 위치하고(예를 들어, 100 미터 미만만큼 분리됨) 수평 안테나 패턴 메인 빔들은 상이한 방향들을 가리키는 멀티-섹터 셀 사이트의 2개의 다운링크 전송 안테나이다. 마커 "A"로 도시된 추가 처리는 검출된 형제 쌍들의 수에 의존한다.
도 1b
도 1b는 아무런 형제 쌍도 검출되지 않은 경우(104)를 도시한다. 아무런 형제도 이용가능하지 않기 때문에, 범위확인을 수반한 도달 전력차 계산만이 수행될 수 있다(105). 고전적인 ECID(enhanced-cell ID) 위치만이 보고(106)될 수 있으므로, 위치 정확도는 셀 구조와 커버리지 영역에 기초하여 폭넓게 달라질 것이다.
ECID에 의해, 셀-ID(CGI) 컴포넌트는 서빙 타워 또는 섹터 안테나(serving tower or sector antenna)의 위도와 경도의 결정을 허용하는 반면 서빙 셀 사이트 위치로부터의 타이밍 전진(TA) 결정된 범위확인 위치파악은, 섹터화된 셀의 경우에 보고된 TA에서 어떠한 측정 에러도 존재하지 않을 때, 대략 554 미터폭의 대역으로의, 서빙 셀 사이트로부터의 반경 방향(radial direction)으로 위치 에러 반경의 감소를 허용한다. 그러나 방위각 방향에서의 위치 에러 반경은 증가된 TA 값 또는 서빙 셀로부터의 거리에 비례하여 증가한다. 모바일 디바이스 비컨 수집을 통해 충분한 (3개 이상의) 이웃 셀들이 이용가능한 경우 셀 지오메트리가 극히 높은 기하학적 정확도 희석을 초래하지 않는 경우, 추가된 PDOA-기반의 위치 측정은, 특히 CGI+TA 위치 추정의 경우에 비해 더 큰 TA 값에서, 방위각 방향을 따른 위치 정확도를 상당히 개선시킬 수 있다.
도 1c
모바일 수집된 신호 데이터(102)의 분석(103)으로부터 형제 쌍이 검출된다면(107), 고전적인 ECID 위치를 개선하기 위해 전력-기반의 도달각 기술이 이용될 수 있다.
형제 쌍이 서빙 셀과 연관되어 있는지를 결정하기 위해(108) 형제 쌍이 추가로 분석된다. 연관되어 있다면, 미국 특허 번호 제7,434,233호에 상세히 논의된 바와 같이 단일 사이트 위치파악(109)이 수행될 것이다. 형제 쌍이 인접 셀 사이트(110)와 연관되어 있다고 파악되면, 인접 사이트 위치파악(111)이 수행된다.
도 1d
모바일 수집된 신호 데이터(102)의 분석(103)으로부터 하나보다 많은 형제 쌍이 검출된다면(112), 고전적인 ECID 위치를 개선하기 위해 전력-기반의 도달각 기술이 이용될 수 있다. 2개 이상의 형제 쌍의 가용성은 또한, 시간 또는 전력 기반의 범위확인이 이용가능하지 않거나 정밀한 위치파악을 허용하는 충분한 입도가 아니라도(예를 들어, GSM에서, 554 미터 단계의 타이밍 범위 대역 증분) 위치파악을 허용한다. 전력-기반의 도달각(AoA)이 결정되는 것을 허용하는 각각의 형제 쌍에 의해, 이 기술은 "전력 AoA"로 간주되었다.
서빙 사이트 범위확인이 이용가능하다면(113), 범위확인을 수반한 전력 AoA 계산이 가능하다(115). 서빙 사이트 범위확인이 이용가능하지 않다면, 순수한 전력 AoA 계산(114)이 여전히 가능하다.
전력-기반의 도달각
함께 위치하거나 매우 가까운 지리적 근접성으로 위치하고(예를 들어, 서로 수십 미터 이격되고) 상이한 방향을 가리키는 2개의 안테나로부터 신호를 수신함으로써 공통의 사이트 위치로부터 추정될 모바일 위치까지의 신호의 도달각(AoA) 또는 방위선(LOB; line-of-bearing)이 결정될 수 있다. 각 안테나로부터 수신된 신호의 데시벨 전력, 즉, dBm이 소정 기간에 걸쳐 평균화되어 고속 페이딩의 영향을 완화한다. 2개의 안테나로부터 평균화된 신호에서의 데시벨 차이가 결정된다. 그러면, 이동국에서의 신호의 AoA가 이 데시벨 차이와 그들의 안테나의 공간적 응답, 동작 주파수 및 ERP 값의 지식으로부터 결정될 수 있다.
많은 무선 통신 시스템들은 360도 전방향(omnidirectional) 커버리지를 3개의 중첩 섹터로 분할하여 주파수 재사용을 통해 그들의 통신 용량을 증가시킨다. 커버리지 영역은 다운링크 비컨 무선 신호에 의해 조명되는 영역으로서 정의된다. 통상적으로, 360도, 전방향, 커버리지 영역은 방향성 안테나의 이용을 통해 3개의 120도 섹터들로 분할된다. 이상적으로, 각 섹터 안테나는 120도 영역만을 커버하고 그 인접 섹터의 영역들은 커버하지 않는다. 실제로는, 이것은 매우 큰 안테나를 요구할 것이므로 중첩하는 더 작은 안테나들이 이용된다. 다른 섹터화 계획들(예를 들어, 2개의 90도 섹터들, 6개의 60도 섹터들)이 지원된다.
섹터 안테나를 일반적 방식으로 특성기술하는 것은, 처리될 상이한 파일 포멧의 다양하게 제작된 많은 수의 안테나 패턴 데이터 파일을 수집 및 유지할 필요없이 2개의 형제 안테나들간의 데시벨 전력차로부터 AoA를 결정한 다음, 형제 쌍 셀 사이트로부터 이동국의 방위각을 추정하기 위해 폐쇄된 형태 솔루션에서 이용될 적절한 패턴 피팅 모델(pattern fitting model)을 유도하는 것을 용이하게 한다. 안테나들은, 그들의 수직 치수에서의 반치 빔폭(HPBW; half-power-beamwidth), 그들의 수평 치수에서의 HPBW, 및 그들의 FBR(front-to-back ratio)로 특성기술될 수 있다. 그 보어사이트(boresite)에 관해 대칭적인 안테나의 HPBW는, 그 전력 응답이 보어사이트에서의 그 피크 응답의 3 dB 아래인 안테나의 좌측 상의 지점으로부터 그 전력 응답이 그 피크 응답의 3 dB 아래에 있는 안테나의 우측 상의 지점까지의 각도 분리(angular separation)로서 정의된다. 안테나의 FBR은, 그 보어사이트로부터 180도 떨어진 그 데시벨 전력 응답에 대한 보어사이트에서의 안테나의 최대 데시벨 전력 응답의 데시벨 차이로서 정의된다.
안테나들은 종종, 그들의 최대 데시벨 전력 응답을 0 dB로 설정함으로써 정규화된 방식으로 특성기술된다. 안테나의 정규화된, 수평 평면, 데시벨 전력 응답에 대한 일반 모델은 다음과 같이 수학적으로 표현될 수 있다:
Figure pct00001
여기서, 안테나 패턴 모델 파라미터 α는, 대응하는 수평 HPBW Θh와 dBΩh 단위의 FBR(front to back lobe ratio)에 기초하여 다음과 같이 유도된다:
Figure pct00002
2개의 상이한 FBR 값에 대한 3개의 상이한 HPBW에 대한 정규화된 안테나 패턴의 플롯들이 도 9에 도시되어 있다.
유사하게, 0도와 120도에서 보어사이트를 갖는 2개의 120도 HPBW 안테나들 사이의 데시벨 전력차의 플롯이, 양쪽 안테나의 전체 360도 전방향 응답에 대해 도 10에 도시되어 있다. 2개의 안테나 보어사이트들 사이에서, 전력차는, 도(degree)당 -0.2 dB의 네거티브 기울기의 선형적 방식으로 +12 dB로부터 -12 dB까지 변할 것이라는 점에 유의한다. 또한, 데시벨 전력차는 전체의 전방향 360도 범위에 걸쳐 단일 값은 아니라는 점에 유의한다. 2개의 안테나의 보어사이트들 사이의 각도 범위 밖에서 또 다른 동일한 값이 발생한다. 따라서, 이들 2개 안테나 사이의 전력차를 이용하여 AoA를 결정할 때, 2개의 각도가 생길 것이다. 하나의 AoA는 올바른 것이고 다른 하나는 모호한 것이다. 이들 애매한 AoA 타입들은, 위치, 안테나 보어사이트 각도 및 TA 정보 등의 서빙 셀 물리적 사이트 정보를 이용하여 또는 확률적 방식으로 1차 서빙 셀 TA 대역의 미리 정의된 탐색 영역 내에서 모바일의 위치를 결정할 때 해결될 수 있다.
형제 섹터 전력차 및 서빙 섹터 타이밍 전진을 이용한 모델 기반의 위치 추정
무선 네트워크에서 동작하는 모바일의 위치 추정은 모바일에 의해 흔히 이루어지는 측정 뿐만 아니라 네트워크에 의해 이루어지는 타이밍 측정에 의해 달성될 수 있다. 구체적으로는, 모바일들은 근처 셀 섹터들의 전력 측정을 행하여 그들이 커버리지 영역 주변에서 이동할 때 이들 섹터들로의 핸드오프를 보조한다. 네트워크는 서빙 셀/섹터 사이트로부터 모바일로의 범위 타이밍 측정(range timing measurements)을 행하여 적절한 동작을 위해 모바일을 네트워크에 시간 동기화한다. 셀 사이트의 2개의 인접한 섹터들, 즉, 형제 쌍의 측정들간의 데시벨 전력차는 셀 사이트에 관한 모바일의 방향의 확실한 표시를 제공한다. 실제로, 전력차 측정은 2개의 중요한 이점을 가진다. 첫째, 모바일의 전력 측정에서의 공통 바이어스가 상쇄되어, 더 정확한 측정을 제공한다. 둘째, 모바일과 2개의 인접한 섹터들 각각 사이의 무선 채널이 유사하여, 이들간의 변동이 더 적어 위치 추정에서의 더 적은 변동을 생성한다. 2개 이상의 셀 사이트로부터의 전력차 측정은 커버리지 영역에 걸쳐 모델과 비교되어 모바일의 잠재적 위치를 결정한다. 서빙 셀 사이트/섹터로부터의 범위 측정은 모바일의 위치파악을 위한 탐색 범위를 제한하여 통상적으로 고유한 위치를 제공하는데 이용될 수 있다.
예시에서, 전송기와 수신기는 거리 r만큼 분리되고 전송기로부터 수신기까지 직접 경로가 존재하며 다중경로는 없다, 즉, 자유 공간 전파의 정의. 전송기는 유효 복사 전력 P T 를 갖고 정규화된 안테나 이득 패턴 G T (θ)를 가지며, 여기서 θ는 안테나의 이득의 방위각 평면에서의 공간적 변동을 나타낸다. 수신된 전력은 수신기의 방향 θ o 에서의 전송 안테나의 이득으로 곱하고, 전송기의 방향 θ o 에서의 수신 안테나의 유효 면적 A e (θ)로 곱한 전송기 전력으로서 주어진다. 추가로, 전송기로부터 수신기로 전파할 때 전파의 구면 확산(spherical spreading of the radio wave)으로 인한, 전송기 또는 소스로부터 거리 r에서의 RF 신호의 전력 밀도에서의 감소를 감안하기 위해, 이 양을 반경 r인 구면의 면적으로 나눈다. 이것은 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pct00003
수신 안테나의 유효 면적은 다음과 같이 수신 안테나의 이득과 관련되어 있다:
Figure pct00004
여기서 λ는 RF 신호의 파장이다. 이들 두 방정식을 결합하면 다음과 같이 된다:
Figure pct00005
신호의 파장 λ와 그 주파수 f의 곱은 다음과 같이 광속 c와 같다:
Figure pct00006
광속은 초당 3x108 미터와 같다. 파장은 다음과 같이 메가헤르쯔(MHz) 단위의 신호의 주파수에 대하여 표현될 수 있다:
Figure pct00007
대체하면 아래와 같이 된다:
Figure pct00008
상기 방정식은, 다른 모든 파라미터들이 일정할 때, 수신된 전력은 전송기로부터의 거리의 제곱의 역에 따라 변할 것이라는 것을 나타낸다. 이것은 자유 공간 전파의 경우 정확하다; 그러나, 육상 모바일 무선 전파 채널의 경우 1/r 2 인자는 1/Kr α 로 대체될 필요가 있고, 여기서 α는 수신된 전력을 정확히 모델링하기 위해 전형적으로 2 내지 4이다. 따라서, 육상 모바일 전파 시나리오의 경우 수신된 전력은 다음과 같이 표현된다:
Figure pct00009
상기 방정식의 베이스 10 로그값(base 10 logarithm)의 10배를 취하면 다음과 같은 dBm 단위의 전력이 산출된다:
Figure pct00010
사실상, 반사, 회절, 및 언덕 지형(hilly terrain), 인간이 만든 장애물 또는 나뭇잎에 기인한 LOS 경로의 차단과 같은 다양한 복잡한 전파 전파 메커니즘(radio wave propagation mechanism)들이 무선 전파 경로를 따른 과도한 손실(Lex)을 야기할 수 있다. 낮은 예측 에러를 달성하기 위해 이러한 복잡한 전파 메커니즘을 모델링하는 것은, 최신의 모델링 전문기술 뿐만 아니라, 전파 모델을 캘리브레이트하기 위한 상당한 양의 필드 데이터 수집과 함께 환경을 모델링하기 위한 값비싼 GIS 데이터베이스를 요구한다. 따라서 예측된 수신된 전력은 다음과 같이 표현될 수 있다:
Figure pct00011
동일한 셀 사이트의 2개의 형제 섹터들간의 모바일에 의해 수신된 전력에서의 차이는, 전송 안테나와 이동국 사이의 모든 공통된 복잡한 전파 전파 메커니즘을 상쇄시키는 2개의 섹터 안테나의 이득에서의 차이에 주로 의존하는 방정식을 생성할 것이다. 따라서, 형제 쌍에만 기초하는 솔루션은, 정교한 모델링 기술, GIS 데이터베이스 및 필드 데이터 수집 요건을 회피함으로써 시스템 복잡성과 비용을 감소시킨다. 다른 모든 파라미터는 차이계산 연산(differencing operation)에서 상쇄된다. 이것은 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pct00012
따라서, 이 모델에 의해 그리고 섹터 안테나의 공간적 응답의 지식에 의해, 셀 사이트로부터 미지의 모바일 위치까지의 방위각이 추정될 수 있다. 공간적 응답은, 제조사 특정되거나, 메인 빔 포인팅 방향, 반치 빔폭(HPBW) 및 FBR(Front-to-back lobe ratio) 등의 안테나 패턴 특성을 이용해 경험적 모델에 기초하여 유도될 수 있다. 추정된 방위각 방향의 라인들과 추정된 각도와 연관된 각도 불확실성이 도 8에 도시된 바와 같이 2개의 셀 사이트로부터 그려질 수 있다. 이들 섹터들로부터의 전력들이 측정될 수 있고 이들의 차이가 취해져 모델과 비교되어 고유한 장소를 찾기 위해 2개 이상의 셀 사이트로부터의 추정된 각도를 따른 2개 이상의 라인들이 교차하는 곳을 알아낸다. 추정된 방위각에 기초하여 고유한 교차점이 발견되지 않는 경우, 2개 이상의 셀 사이트로부터의 불확실성과 연관된 2개 이상의 각도 대역의 공통의 교차 영역이 모바일 위치를 추정하는데 이용된다. 하나 이상의 보고된 서빙 셀에 대해 TA 정보가 이용가능할 때, 공통의 교차 영역은 TA 기반의 각도 대역과 형제 쌍 상대적 RSSI 기반의 각도 대역의 중첩된 영역으로서 추가로 감소되어 최종 위치 추정을 계산한다.
그 서빙 셀로부터의 모바일의 범위는, 모바일이 적절한 동작을 위해 소정 레벨까지 그 서빙 셀에 시간 동기화되어야 하기 때문에 통상적으로 무선 네트워크에 의해 알려진다. 통상적으로, 그 서빙 섹터로부터의 모바일의 거리는 시간 동기화의 양자화 때문에 소정 대역의 범위에 걸쳐 알려진다. 추가적으로, 섹터화된 셀 사이트의 경우, 서빙 섹터의 안테나의 공간적 응답은 범위 대역을 각도 범위에 관해 제한할 것이다. 이 정보는 증가된 정확도와 효율성을 위해 위치 결정 프로세스에 병합될 수 있다.
도 8은 이 개념을 지리적으로 나타내며, 여기서 모바일에 의해 측정된 것들과 최상으로 정합하는 전력차의 2개 라인의 교차점의 탐색은 서빙 섹터의 범위 대역으로 제한된다. 도 8의 시나리오에서, 각각이 3개의 섹터를 갖고 있는 3개의 셀 사이트(801, 802, 803)가 도시되어 있다. 모바일 디바이스에 의해 전송된 식별자와 비컨 신호 강도를 이용하여, 2세트의 형제 쌍이 발견되며, 한 쌍은 제1 인접 셀 사이트(802)와 연관되고 한 쌍은 제2 인접 셀 사이트(803)와 연관된다. 서빙 셀(801)은 범위 대역(804)에 의해 도시된 타이밍 또는 전력-기반의 범위를 결정한다.
형제 쌍 기술을 이용하여, 일정한 전력차의 라인들(805)이 제1 인접 셀 사이트(802)로부터 그려질 수 있다. 유사하게, 일정한 전력차의 라인들(806)이 제2 인접 셀 사이트(803)로부터 그려질 수 있다.
일정한 전력차의 라인들(805, 806)에 의해 형성된 방위각 라인들과 범위 대역(804) 사이의 중첩은 최고 가능성 위치(807)와 에러 범위(808)의 결정을 허용한다.
도 7a
도 7a는 형제 쌍을 이용한 전력 AoA에 대한 확률적 방법을 그래픽으로 도시한다. 서빙 셀(701), 제1 인접 셀(707), 및 제2 인접 셀(708)이 전력 AoA 또는 인접 섹터 기술의 이 위치 추정예에 포함된다. 서빙 셀 사이트(701)는 서빙 섹터(702)를 가진다. 서빙 섹터(702)는 (모바일에 의해) 보고된 범위 대역(703)을 가진다. 서빙 섹터(702)와 범위 대역(703)의 연결 영역(joint area)은 셀 크기에 기초하여 2개 이상의 분할로 반경 방향으로 세분된다. 도달 반경선(705) 상에서, 1 내지 n "화소들"(704)이 범위 대역(703) 내에서 균일한 커버리지를 생성하도록 배치된다.
도 7a의 예에서, 섹터 다운링크 전송 안테나의 2개의 형제 쌍이 제1(707) 및 제2(708) 인접 셀 사이트들에서 발견되었다. 각각의 형제 쌍에 대한 정규화된 보고된 다운링크 전력을 이용하여, 제1(706) 및 제2(709) 측정된 방위각이 플롯팅될 수 있다.
그 다음, 각각의 화소(704)에 대해, 화소 위치, 이전에 결정된 안테나 특성, 및 정규화된 보고된 다운링크 전력을 이용하여 제1(710) 및 제2(711) 이론적 방위각이 생성된다. 각각의 화소(704)에 대해 제1 측정된 방위각(706)과 제1 이론적 방위각(710) 사이의 차이가 결정된다. 그 다음, 각각의 화소(704)에 대해 제2 측정된 방위각(709)과 제2 이론적 방위각(711) 사이의 차이도 역시 결정된다. 측정된 모델과 이론적 모델 사이의 이들 차이는 확률로서의 화소의 위치의 가중치부여(weighting)를 허용한다. 최소의 측정된 차이 대 모델링된 차이를 보여주는 화소에는 높은 가중치가 부여된다.
일단 계산과 가중치가 결정되고 나면, 최종 위치 추정은, 모델링된 것과 측정된 것 사이의 가장 작은 지리적 차이를 갖는 K개 화소들의 가중 평균으로서 계산된다.
도 7b
도 7b는 단일 화소(704)에 대한 확률 가중치부여를 생성하는 차이의 결정을 지리적으로 나타낸다. 제1 인접 셀(707)에 대한 제1 측정된 방위각(706)과 제1 모델링된 방위각(710)이 도시되어 있다. 제1 모델링된 방위각(710)은 화소(704)를 통과한다. 제1 측정된 방위각(706)과 제1 모델링된 방위각(710) 사이의 차이가 지리적으로 도시되어 있다(712).
제2 형제 쌍이 존재한다면, 제2 측정된 방위각(709)과 제2 모델링된 방위각(711)이 도시된다. 제2 모델링된 방위각(711)은 화소(704)를 통과한다. 제2 측정된 방위각(709)과 제2 모델링된 방위각(711) 사이의 지리적 차이(713)가 도시되어 있다.
수학적으로, 무선 네트워크로부터의 타이밍(GSM에서는 타이밍 전진(TA)) 정보와 전력 정보를 이용한 모바일의 지리위치파악을 위한 확률적 접근법은, 범위 대역에 걸쳐 이웃 셀들의 형제들 사이의 전력차와 타이밍 전진의 모델을 생성함으로써 유도될 수 있다. 이들 파라미터들은, 알려진 분산(variance) 및 모델과 동등한 평균값 또는 예측값을 갖는 가우시안 분포(Gaussian distribution)를 갖는 것으로 가정된다. 가우시안형 정규화된 가중치는 파라미터들 각각에 대해 다음과 같이 정의된다:
Figure pct00013
가중치는 파라미터들 모두에 대해 범위 대역에 걸쳐 평가된다. 이것은 도 7a에 도시된 바와 같은 범위 대역에 관해 균일하게 분포된 다수의 포인트 또는 "화소"에서 가중치를 평가함으로써 달성된다. 각 "화소"에서 가중치는 각 화소의 위치에서 최종 결과에 대해 소정의 방식으로 결합된다, 즉, 곱셈되거나 및/또는 가산된다. 최종 위치 추정은 가장 큰 유효 가중치를 갖는 K개 화소들의 가중된 평균으로서 계산된다.
각 화소에서의 유효 가중치는 다음과 같이 주어진다:
Figure pct00014
WRSSI는, 보고된 형제 셀 섹터들 상대적 RSSI에 비교한 모델링된 상대적 RSSI에 기초한 가중치를 나타내고, WTA는 보고된 서빙 셀 TA 기반의 거리로부터의 화소 거리에 기초한 가중치를 나타내며, WAZ는 최소 TA 값을 갖는, 보고된 1차 서빙 셀의 안테나 메인 빔 포인팅 방향으로부터의 화소 각도에 기초한 가중치를 나타낸다.
각 화소에서의 모든 보고된 셀 사이트의 누적 상대적 전력 정합 에러의 유효 가중치는 다음과 같은 2가지 방법들(개별 가중치의 합 또는 곱) 중 하나에 의해 주어진다:
Figure pct00015
W RSSIn 은 정규화된 가우시안 가중치를 다음과 같이 나타낸다:
Figure pct00016
RP meas 는 셀 사이트 n의 형제 섹터들 사이의 dB 단위의 측정된 상대적 전력이고, RP pred 는, 화소에서의 셀 사이트 n의 형제 섹터들간의 dB 단위의 상대적 전력의 모델, 즉, 예측된 값이며, σRSSI 2은 커버리지 영역에 관한 상대적 전력의 알려진 선험적 분산(a priori variance)이다. 이 가중치는 RP meas 와 RP pred 사이의 차이의 크기가 ㅿrssidB보다 클 때에만 이용된다. 크기가 ㅿrssidB보다 작거나 같을 때, W RSSIn 은 1과 동등하게 설정된다.
W n 은 측정된 RSSI 차이의 함수로서의 RF 모델링의 신뢰성 가중치이고, 셀 사이트 n에서의 dB 단위의 측정된 상대적 전력, 즉, RP meas 의 크기가 δmeasdB보다 클 때 다음과 같이 주어진다:
Figure pct00017
그 외의 경우에는, W n 에는 1의 값이 주어진다.
하나 이상의 서빙 셀 섹터들로부터의 측정이 이용가능할 때, 각 화소에서의 유효 가중치는 1차 서빙 셀 TA 대역에 관해 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00018
S는 보고된 서빙 셀의 총 개수이고, W TAn 은 n번째 보고된 서빙 셀에 대한 TA 거리 에러 기반의 가중치이며 다음과 같은 정규 분포(normal distribution)로 주어진다:
Figure pct00019
여기서 dTA는 측정된 TA 거리이고, d는 화소의 거리이며, σTA 2은 알려진 선험적 분산이다. 이 가중치는 dTA와 d 사이의 차이의 크기가 ㅿd보다 클 때에만 이용된다. 크기가 ㅿd보다 작거나 같을 때, W TAn 은 1과 동등하게 설정된다.
보어사이트로부터의 방위각 방향의 함수로서의 서버 확률 가중치는 다음과 같이 주어진다:
Figure pct00020
다시 한번, 화소에 대한 유효 가중치는 상기 3개 가중치의 곱이다.
위치 추정의 최종 단계는 모든 화소들에 대한 가중치를 최대로부터 최소까지 분류한 다음, 최대 가중치의 일부 미리-정의된 퍼센트 내의 K개의 가장 큰 것들을 선택하고 이들 K개 가중치들과 연관된 화소 위치들의 가중된 합이 되는 위치를 계산하는 단계를 포함한다. 수학적으로, 이것은 다음과 같이 쓸 수 있다:
Figure pct00021
예시적 실시예들
1. 3 - 섹터화된 서빙 및 인접 사이트(들)의 전력 AoA
도 2에서, 전방향 서빙 셀(201)과 이웃 섹터화된 셀(203)로부터의 정보를 이용한 모바일 디바이스(202)의 위치가 도시되어 있다. 서빙 셀 사이트(201)는 범위 대역(207)을 갖는 단일 서빙 섹터(GSM 용어로는 CGI 또는 LTE에서는 PCI)를 가진다. 범위 대역(207)의 크기와 폭은 타이밍 전진(TA)의 값과 타이밍 전진값의 정확도에 기초한다(TA 폭은 GSM에서는 554 미터이고 LTE에서는 156 미터이다). 모바일 디바이스(예를 들어, MS 또는 UE)(202)는 측정 보고의 생성을 허용하도록 활성이어야 하지만, 활성인 동안 제어 채널 트랜잭션 또는 트래픽 채널 트랜잭션에 있을 수 있다. 활성 MS/UE(202)는 서빙 셀(201)과 양방향 무선 링크를 가지며 인접 셀(203)의 섹터들(204, 205)로부터의 비컨 브로드캐스트를 주기적으로 스캔하고 수신한다.
정규화된 수신된 전력 및 안테나 모델들을 이용하여, 각각의 섹터(204, 205) 전송 안테나로부터 기인하는 평균 방위각 추정치의 각 측 상에서의 표준 편차에 대응하는 방위각들(206, 209)이 계산될 수 있다. 각도 정보 표준 편차(206, 209)와 범위 대역(207)을 결합함으로써, 모바일 디바이스에 대한 위치 추정(208)이 계산될 수 있다. 이 위치 추정(208)은 전방향 셀에서의 종래의 셀-ID 기반의 위치(서빙 셀(201)의 위도 및 경도)에 비해 정확도가 우수하다. 여기서 추정된 위치 에러는 범위 대역(207)과 방위각(206, 209)의 표준 편차에 의해 에워싸인 영역으로서 계산될 수 있다.
2. 전방향 서빙 및 섹터화된 인접 사이트(들)의 전력 AoA
도 3에서, 전방향 서빙 사이트(301)와 3-섹터화된 인접 셀 사이트들(305, 306)을 이용한 모바일 디바이스(302)의 위치가 도시되어 있다. 서빙 셀/섹터(301)에서, 범위 대역(304)이 타이밍 전진의 값과 타이밍 전진값의 정확도에 기초하여 도시되어 있다. 모바일 디바이스(302)는 측정 보고의 생성을 허용하도록 활성이어야 하지만, 활성인 동안 제어 채널 트랜잭션 또는 트래픽 채널 트랜잭션에 있을 수 있다. 활성 MS/UE(302)는 서빙 셀(301)과 양방향 무선 링크(303)를 가지며 셀(305)의 섹터들(307, 308)로부터의 및 셀(306)의 섹터들(309, 310)로부터의 비컨 브로드캐스트를 주기적으로 스캔하고 수신한다.
정규화된 수신 전력 및 안테나 모델을 이용하여, 방위각 추정치의 표준 편차에 대응하는 한 세트의 방위각(311, 312, 313, 314)이 각각의 보고된 섹터(309, 310, 307, 308) 전송 안테나에 대해 플롯팅될 수 있다. 방위각(311, 312, 313, 314)으로부터의 각도 정보와 서빙 셀(301) 범위 대역(304)을 결합함으로써, 모바일 디바이스에 대한 위치 추정(315)이 계산될 수 있다. 이 위치 추정(315)은 전방향 셀에서의 종래의 셀-ID 기반의 위치(서빙 셀(301)의 위도 및 경도)에 비해 정확도가 우수하다. 여기서 추정된 위치 에러는 범위 대역(304)과 방위각 추정치(311, 312, 313, 314)의 표준 편차에 의해 에워싸인 영역으로서 계산될 수 있다.
3. 2개의 근처의 섹터화된 사이트들의 전력 AoA
도 4에서, 근처의 섹터화된 셀 사이트들(401, 402)을 이용한 모바일 디바이스(403)의 위치가 도시되어 있다. 이 시나리오에서, 어떠한 서빙 셀 전력이나 타이밍 범위 대역도 요구되지 않는다. 모바일 디바이스(403)는 다운링크 비컨을 제공하는 무선 시스템과의 듀플렉스 통신에 등록, 활성, 또는 참여될 것을 필요로 하지 않는다.
모바일 디바이스(403)는 셀(401)의 섹터들(404, 405)로부터의 및 셀(407)의 섹터들(406, 407)로부터의 다운링크 비컨 브로드캐스트를 스캔 및 수신한다. 정규화된 수신 전력 및 안테나 모델을 이용하여, 방위각 추정치의 표준 편차에 대응하는 한 세트의 방위각(408, 409, 410, 411)이 각각의 수신된 섹터(404, 405, 406, 407) 전송 안테나에 대해 플롯팅될 수 있다. 방위각(408, 409, 410, 411)으로부터의 각도 정보를 결합함으로써, 모바일 디바이스(403)에 대한 위치(412)가 계산될 수 있다. 모바일 위치(412)의 계산에 필요한 정보(전송 안테나 브로드캐스트 전력, 안테나 모델, 및 각각의 다운링크 전송 안테나의 위치)는 무선 네트워크에 의해 브로드캐스트되거나, 모바일 디바이스(403) 상에 국지적으로 기록되거나, 대안적 무선 네트워크로부터 수신될 수 있다. 일부 시나리오에서, 모바일 디바이스(403)는 다운링크 신호를 수집하여 대안적 수단을 통해 위치 계산을 위한 랜드사이드(landside) 서버에 전송할 수 있다.
4. 3개의 근처의 섹터화된 사이트들의 전력 AoA
도 5에서, 근처의 섹터화된 셀 사이트들(501, 502, 503)을 이용한 모바일 디바이스(504)의 위치가 도시되어 있다. 이 시나리오에서, 어떠한 서빙 셀 전력이나 타이밍 범위 대역도 요구되지 않는다. 모바일 디바이스(504)는 다운링크 비컨을 제공하는 무선 시스템과의 듀플렉스 통신에 등록, 활성, 또는 참여될 것을 필요로 하지 않는다.
모바일 디바이스(504)는, 셀(501)의 섹터들(505, 506), 셀(502)의 섹터들(507, 508), 및 셀(503)의 섹터들(509, 510)로부터의 다운링크 비컨 브로드캐스트를 스캔 및 수신한다. 정규화된 수신 전력 및 안테나 모델을 이용하여, 방위각 추정치의 표준 편차에 대응하는 한 세트의 방위각(511, 512, 513, 514, 515, 516)이 각각의 수신된 섹터(505, 506, 507, 508, 509, 510) 전송 안테나에 대해 플롯팅될 수 있다. 방위각(511, 512, 513, 514, 515, 516)으로부터의 각도 정보를 결합함으로써, 모바일 디바이스(504)에 대한 위치(517)가 계산될 수 있다. 모바일 위치(517)의 계산에 필요한 정보(전송 안테나 브로드캐스트 전력, 안테나 모델, 및 각각의 다운링크 전송 안테나의 위치)는 무선 네트워크에 의해 브로드캐스트되거나, 모바일 디바이스(517) 상에 국지적으로 기록되거나, 대안적 무선 네트워크로부터 수신될 수 있다. 일부 시나리오에서, 모바일 디바이스(504)는 다운링크 신호를 수집하여 대안적 수단을 통해 위치 계산을 위한 랜드사이드 서버에 전송할 수 있다.
도 6
도 6은 음성 및 데이터 통신에 대한 무선 통신 네트워크(WCN; Wireless Communications Network)를 도시한다. WCN은 무선 액세스 네트워크(RAN; Radio Access Network)(602) 및 코어 네트워크(609)로 구성된다. 무선 위치파악 시스템(WLS)(610)이 배치되어 위치파악 서비스들(location services)을 지원한다.
RAN(602)은 무선 트랜시버 스테이션 및 안테나(RTS)의 분산된 네트워크로 구성된다. 베이스 트랜시버 스테이션, 무선 베이스 스테이션, 베이스 스테이션, NodeB 및 Enhanced NodeB라고도 알려진, RTS(603, 604, 605)는 다양한 상이한 크기이며, 상이한 커버리지 영역과 부하 능력을 제공한다. 이 예에서 RTS는 이동국/사용자 장비(MS/UE)(601)에 관하여 그들의 역할과 근접성에 의해 더 기술된다. 서빙 RTS(603)는 MS/UE(601)와 무선 링크(606)를 확립 및 유지한다. 인접(adjacent) RTS(605)와 근접(proximate) RTS(604)는 잠재적 핸드오버 후보이고, 서빙 RTS(603) 다운링크 비컨에 존재하는 비컨 할당 목록에 따라 각 RTS로부터의 무선 브로드캐스트 비컨은 MS/UE(601)에 의해 스캔될 수 있다.
각각의 RTS(603, 604, 605)는 유선 또는 무선 데이터 링크(608)를 통해 코어 네트워크(609)와 접속한다. GSM 시스템에서, BTS는 기지국 제어기(BSC)/패킷 제어 유닛(PCU)에 상호접속되는 반면, LTE 시스템에, eNodeB는 이동성 관리 엔티티(MME; Mobility Management Entity)에 상호접속된다.
GSM 예에서, BTS(603, 604, 605)는 Abis 인터페이스(609)에 의해 BSC/PCU(611)에 접속된다. BSC/PCU(611)는 A 인터페이스(612)를 통해 모바일 스위칭 센터(MSC; Mobile Switching Center)(613)에 접속한다. MSC는 통상적으로, 필요하다면 HLR(615)로부터의 가입자 프로파일이 SS7 네트워크(614)를 통해 다운로드되는 방문자 위치 등록기(VLR; Visitor Location Register)로서도 역할한다.
LTE 네트워크에서, 코어 네트워크(609)는, 모든 인터넷 프로토콜(IP) 패킷 라우팅 영역 네트워크와 증가된 마이크로프로세서 성능을 이용하여 더 싸고 스케일가능한 코어 네트워크를 생성하는, 시스템 아키텍쳐 에볼루션(SAE; System Architecture Evolution)으로 교체된다. SAE의 4개의 주요 컴포넌트(도 6의 예에서는 미도시)는, 이동성 관리 엔티티(MME; Mobility Management Entity), 서빙 게이트웨이(SGW; Serving Gateway), PDN 게이트웨이(PGW; PDN Gateway), 및 정책 및 과금 규칙 기능(PCRF; Policy and Charging Rules Function)이다.
GSM을 위한 무선 위치파악 시스템(610)이 도시되어 있다. 서빙 모바일 위치 센터(SMLC)(619)는 3GPP-정의된 Lb 인터페이스(616)를 통해 BSC/PCU(611)와 상호접속한다. SMLC는 차례로 (보통은 중간 인터페이스들과 노드들을 통해) Lg 인터페이스(618)를 통해 게이트웨이 모바일 위치 센터(GMLC; Gateway Mobile Location Center)(617)에 상호접속된다.
이 예시에서는 LTE 네트워크에 대한 WLS는 도시되지 않았다. LTE WLS는, 3GPP Technical Specification 36.305 v9.3, "Stage 2 functional specification of User Equipment (UE) positioning in E-UTRAN"에 기술된 바와 같이 MME에 접속되는 E-SMLC(Evolved SMLC for LTE)로 구성된다.
대안적 실시예들
사용자 평면
가입자 식별 모듈(SIM; Subscriber Identity Module) 툴킷(STK)을 이용하여 본 발명에 대한 (핸드셋과 랜드사이드 서버가 데이터 접속을 투명하게 제공하는 WCN과 상호작용하는) 사용자-평면 접근법이 가능하다. STK는 원래 유럽 통신 표준 연구소(ETSI; European Telecommunications Standards Institute) GSM 11.14 Technical Standard (TS) 11.14, "Specification of the SIM Application Toolkit (SAT) for the Subscriber Identity Module - Mobile Equipment (SIM-ME) interface"에서 정의되었다. GSM, UMTS, 및 LTE 네트워크에 대한 업데이트된 툴킷 표준과 유니버설 가입자 식별 모듈(USIM; Universal Subscriber Identity Module)은 제3세대 파트너쉽 프로그램(3GPP) TS 31.111 "Universal Subscriber Identity Module (USIM) Application Toolkit (USAT)"에서 찾아볼 수 있다. STK 정의된 커맨드 세트는, 랜드사이드 서버에 의한 MS/UE 네트워크의 직접적 액세스, 타이밍 및 전력 측정을 허용한다. STK를 이용하여, SMLC는 WCN 제어 노드들과의 상호작용없이 네트워크 측정을 요청할 수 있다.
LMU-보조된 시스템
위치 측정 유닛(LMU; Location Measurement Unit)은 보통은 업링크 도달 시간차(U-TDOA; uplink time-difference-of-arrival) 및/또는 도달각(AoA; angle-of-arrival) 위치파악 기술을 가능케 하기 위해 설치된 무선 네트워크의 기지국과 통상적으로 함께 위치하는 무선 수신기이다. 전력 AoA 위치결정을 수반한 LMU 기반의 시스템을 이용하는 주요한 이점은 LMU가 주변 섹터들로부터 수신된 다운링크 비컨 식별자 및 신호 강도를 측정하여 SIM 툴킷과 결합될 때 무선 통신 시스템 오퍼레이터의 제어 밖의 위치파악 서비스를 제공하는 오버레이 시스템(overlay system)을 생성하는 능력이다. ECID 위치파악의 캘리브레이션을 위한 ECID와 U-TDOA의 조합은 2007년 4월 18일 출원된 미국 출원 제11/736,950호, "Sparsed U-TDOA Wireless Location Networks"에 이미 교시되어 있다.
적절한 위치 추정 솔루션을 선택하는 방법
무선 디바이스 위치 추정 솔루션(LES; location estimate solution)은 가능한 위치 추정 및 위치 추정 주변의 연관된 불확실성 영역을 위치 추정이 그 불확실성 영역 내에 있을 명시된 신뢰 수준으로 제공하는 수단을 포함한다. 여기서는, 유효한 셀 식별자를 갖는 셀의 수, 서빙 셀 또는 이웃 셀 등의 셀 타입, 유효한 시간 값을 갖는 셀의 수, 유효한 전력값을 갖는 셀의 수 및 미리 정의된 기간에 걸쳐 수집된 입력 NMR(Network Measurement Report) 데이터에서의 유효한 전력값을 갖는 형제쌍의 수 등의 가용 입력 정보에 따라 적절한 무선 디바이스 위치 추정 솔루션을 선택하는 폴-포워드(fall-forward) 방법이 제시된다. 용어 NMR은 포함적 개념으로 사용되며 CDMA 시스템의 보고된 파일럿 레벨(RPL; Reported Pilot Level) 측정, UMTS 측정 보고 및 LTE 시스템의 측정 보고를 포함한 기술 의존적 측정 보고예를 포괄한다.
셀룰러 네트워크 내의 각 셀 섹터는 브로드캐스트 제어 채널의 조합과 연관된 고유한 수치 식별자[예를 들어, GSM에서는 BCCH(Broadcast Control Channel), UMTS 또는 LTE에서는 uARFCN(UMTS Terrestrial Radio Access Absolute RF Channel Number)]와 이동국에 의해 네트워크로 보고된 MR/NMR(Measurement Report/Network Measurement Report) 데이터 내의 서빙 셀 또는 이웃 셀들에 대해 제시되는 기지국 식별 코드[예를 들어, GSM에서는 BSIC(Base Station Identity Code), UMTS 또는 LTE에서는 pSC(Pilot scrambling code)]를 할당받을 수 있다. 네트워크 측정된 타이밍(예를 들어, GSM 또는 LTE에서는 TA(Timing Advance), UMTS에서는 Pd(Propagation delay) 또는 RTT(Round-Trip-Time)) 정보 및/또는 이동국 측정된 전력[예를 들어, GSM에서는 RSSI(Received Signal Strength Indicator), UMTS에서는 RSCP(Received Signal Code Power), LTE에서는 RSRP(Reference Signal Received Power)]이 입력 NMR 데이터 내의 보고된 셀들 각각에 대해 이용가능하다. 1차 셀은, 하나 이상의 보고된 셀이 타이밍 값 또는 가장 강한 전력값을 가질 때, 어느 셀도 보고된 타이밍 정보를 갖지 않지만, 보고된 전력값을 가질 때, 최소 타이밍 정보값을 갖는 MS에 가장 가까운 셀로서 정의된다.
상이한 입력 NMR 데이터 정보에 적용가능한 다양한 위치 추정 솔루션이 제시되어 서빙 셀에 대한 서빙 영역과 이웃 또는 잠재적 핸드오버 셀에 대한 이웃 영역을 정의하는 셀룰러 네트워크 기능 개념과 낮은 예측 에러를 갖는 정교한 무선 전파 예측 모델에 기초한 더 정확한 상세한 솔루션에 대하여 폐쇄 형태 근사 솔루션(closed form approximate solution)에 기초한 위치 추정을 제공한다. 정교한 무선 전파 예측 모델링에 기초한 지리적 영역의 복잡한 형상을 둘러싸는 원이나 직사각형 등의 잘-알려진 한 세트의 형상 또는 폐쇄 형태 근사 방정식에 의해, 타이밍 기반의 거리 범위 대역, 전력 기반의 거리 범위 대역, 서빙 및 이웃 영역을 나타내는 다양한 지리적 영역의 형상이 정의될 수 있다.
위치 추정과 함께 불확실성 영역 특정(uncertainty region specification)은 가능성있는 위치 추정과 연관된 에러를 이해하는 데 동등하게 중요하다. 모바일이 위치할 수 있는 가능성있는 탐색 영역은 가용 입력 정보에 기초한 후속 섹션들에서 제시되는 상이한 위치 추정 기술들을 이용하여 도출될 수 있다. 가장 가능성있는 위치 추정은 연관된 가중치에 기초한 이 탐색 영역의 전부 또는 일부의 가중 평균으로서 계산될 수 있고, 대응하는 불확실성 영역은 제공된 불확실성 영역 내부에 위치 추정이 있을 명시된 신뢰 수준으로 가용 입력 정보의 조합 뿐만 아니라 품질에 기초하여 그에 따라 정의될 것이다.
NMR 데이터 내의 가용 입력 정보의 범위가 소정의 알려진 한계 내에 있도록 제한되므로, 각각의 위치 솔루션은 불확실성 영역 특정뿐만 아니라 대응하는 위치 추정과 연관된 가용 입력 정보의 오프라인 생성된 바로 사용 가능한 맵핑 테이블을 가질 수 있다. 이 접근법은 높은 위치 처리량을 달성하면서 다양한 정확성 요건의 요구 및 연관된 배치와 유지보수의 복잡성 및 비용을 충족하기 위해 실시간 시스템을 간소하게 유지한다.
예를 들어, 플랫 파일(flat file) 기반의 사유 위치 솔루션 데이터베이스(proprietary location solution database)가 이용될 때, 오직, 1차 셀, 그 타이밍 및 전력 정보와 이용될 솔루션 타입에 대한 지식만이, 솔루션 타입, 1차 셀 식별자 및 연관된 타이밍 또는 전력값으로 태깅된 특정한 파일의 내용과 대비하여 나머지 입력 정보를 정합시키도록 오직 데이터베이스의 탐색을 제한한다. 이 파일의 내용은 보고된 셀들에 대한 기타의 입력 정보의 모든 가능한 조합들을 포함한다. 이런 방식으로, 수 만개의 셀 사이트들의 대규모 셀룰러 네트워크에 대해서도 위치 솔루션이 신속하게 제공될 수 있어서 더 높은 처리량을 달성하면서도 기저 위치 기술과 유지보수를 분리함으로써 실시간 시스템을 여전히 간소하게 유지할 수 있다.
도 11
가용 입력 정보에 기초한 적절한 위치 추정 솔루션 선택 프로세스의 고수준 개요가 도 11에 도시되어 있다. 폴-포워드 방법을 이용하여, 셀-레벨 파라미터들(예를 들어, 셀-ID, 셀 서비스 영역, 이웃 목록)을 포함하는 데이터베이스가 이미 SMLC 또는 위치 서버에 확립되어 있다. 모바일은 보통의 동작 과정에서 NMR 데이터를 수집하고 이 데이터는 에어 인터페이스(air interface)를 통해 무선 통신 네트워크(WCN)에 전송된다. NMR 데이터는 지속기간 동안 무선 위치파악 시스템(WLS)에 의해 수집된다(1101). 이 지속기간은 무선 에어 인터페이스 기술 및 WCN 설정에 따라 다를 것이다. 그 다음, 수집된 NMR 데이터는 데이터베이스 셀 사이트 및 네트워크 정보와 대비하여 전처리될 것이다(1102). 수집된 데이터의 유효성이 데이터베이스화된 정보 내에 유지된 가능한 범위들 및 값들에 대한 그 대응성에 의해 확인될 것이다.
만일 수집된 NMR 데이터에서, (데이터베이스화된 셀 사이트 및 네트워크 정보로부터 확립된 제한 내에 있는) 유효한 타이밍을 갖는 셀들이 발견된다면(1103), 유효한 전력을 갖는 셀들에 대한 테스트가 수행된다(1109). 수집된 NMR 데이터에서 어떠한 유효한 전력 측정도 발견되지 않는다면, 시나리오 LES2(1110)(LES2: 셀 식별자와 시간 정보만이 이용가능한 때)가 작동된다. 대신에 수집된 NMR 데이터에서 유효한 전력 측정이 발견된다면, 형제 쌍에 대한 검사가 수행된다(1111). 형제 쌍(들)이 발견된다면, 시나리오 LES6(1112)(LES6: 하나 이상의 형제 쌍을 갖는 하나 이상의 서빙 및 이웃 셀들에 대해 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용한 때)이 작동된다. 수집된 NMR 데이터에서 어떠한 형제 쌍(들)도 발견되지 않는다면, 시나리오 LES5(1113)(LES5: 어떠한 형제 쌍도 갖지 않는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용가능할 때)가 작동된다.
수집된 NMR 데이터가, 유효한 타이밍을 갖는 셀에 대해 테스팅될 때(1103), 유효한 타이밍 측정을 포함하지 않는다면, 그 NMR 데이터는 유효한 전력 측정에 대해 테스팅된다(1104). 어떠한 유효한 전력 측정도 발견되지 않는다면, 시나리오 LES1(1105)(LES1: 셀 식별자 정보만이 이용가능한 때)이 작동된다. 대신에 수집된 NMR 데이터에서 유효한 전력 측정이 발견된다면, 형제 쌍에 대한 검사가 수행된다(1106). 형제 쌍(들)이 발견된다면, 시나리오 LES4(1108)(LES4: 하나 이상의 형제 쌍을 갖는 2개 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자와 전력 정보가 이용가능할 때)이 작동된다. 수집된 NMR 데이터에서 어떠한 형제 쌍(들)도 발견되지 않는다면, 시나리오 LES3(1107)(LES3: 어떠한 형제 쌍도 갖지 않는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자와 전력 정보만이 이용가능할 때)이 작동된다.
도 11에서 소개된 각 시나리오 1-6의 상세사항은 후속 절에서 설명된다. 솔루션의 복잡성 수준 및 처리량 요건에 따라, 이것은 실시간으로 계산될 수 있거나, 오프라인으로 생성되고 유지된 용이하게 이용가능한 맵핑 테이블을 단순히 이용할 수 있다. (3GPP Technical Specification No. 23.032: "Universal Geographical Area Description (GAD)"에 정의된) 유니버설 지리적 영역 설명이 모든 보고된 위치 추정 및 에러 영역을 기술하는데 이용된다. 많은 저정확도 위치파악 기술들에서, 보고된 위치는 단순히 동등한 위치 확률의 영역의 중심(center) 또는 도심(centroid)이다.
1) LES1: 셀 식별자 정보만이 이용가능할 때
NMR 데이터 수집 시간 기간 동안에 하나 이상의 셀 식별자만이 보고되면, 1차 서빙 셀의 셀 사이트 위치를 보고하는 표준의 가용 CID 솔루션보다 양호하거나 동등할 수 있는 위치 추정 방법이 제시된다.
하나의 서빙 셀 식별자만이 보고되면, 위치 추정은 서빙 셀의 서빙 지리적 영역의 도심으로서 계산된다.
2개 이상의 서빙 셀 식별자만이 보고되면, 위치 추정은 보고된 서빙 셀들의 서빙 지리적 영역들의 최대수의 중첩을 수반한 공통 영역의 도심으로서 계산된다. 예를 들어, 3개의 서빙 셀이 보고되고 3개 모두의 서빙 셀들의 서빙 영역들 중에서 어떠한 공통 영역도 발견되지 않으면, 단 2개의 서빙 셀들의 서빙 영역들과 중첩하는 공통 영역이 대신에 선택된다.
어떠한 서빙 셀 정보도 없이 하나 이상의 이웃 셀 식별자만이 보고되면, 위치 추정은 보고된 이웃 셀들의 이웃 지리적 영역들의 최대수의 중첩을 수반한 공통 영역의 도심으로서 계산된다.
하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 하나 이상의 이웃 셀들이 보고되면, 위치 추정은, 최대수의 셀들의 중첩을 수반한 보고된 서빙 셀들의 다양한 서빙 지리적 영역들의 공통 영역의 도심으로서 계산되고, 추가의 보고된 이웃 셀들의 이웃 지리적 영역들의 최대 중첩의 도심의 방향 쪽으로 더 편향된다. NMR 데이터 수집 기간에 걸친 단일의 또는 복수의 보고된 서빙 셀 식별자 조합 가용성에 대한 위치 추정은 실시간으로 계산되거나 특정 위치파악 서비스 영역(LSA; location service area) 내의 각각의 개별 서빙 셀 또는 복수의 서빙 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩될 수 있다.
도 12
도 12는 셀-ID의 서비스 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(1201) 및 경도(1202) 맵이 셀-ID 위치의 도시를 돕기 위해 이용된다. 기지국 안테나(1204)에 중심을 둔 전방향 셀의 경우, 보고된 위치는 서비스 영역(1203)과 동등한 에러 확률을 갖는 기지국 안테나(1204)의 위치이다. 방향성 기지국 안테나를 이용하는 120도 (3-섹터화된) 셀의 경우, 보고된 위치(1206)는 서비스 영역(1205)의 질량 중심에 위치해 있다. 방향성 기지국 안테나를 이용하는 60도 (6-섹터화된) 셀의 경우, 보고된 위치(1208)는 서비스 영역(1207)의 질량 중심에 위치해 있다.
이력 위치 데이터의 취득과 이용에 기초한 개선이 이용되어 미국 특허 출원 제12/870,564호 "Location Accuracy Improvement Using a priori Probabilities"에 기술된 바와 같이 보고된 위치와 위치 에러를 수정할 수 있다.
도 13
도 13은 2개의 형제 셀들의 이웃 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(1301) 및 경도 맵에 플롯팅된 바와 같이, 형제 셀들 각각은 동일한 기지국(1303) 상의 섹터들이다. 서빙 섹터의 서비스 영역(1304)과 이웃 섹터의 서비스 영역(1305)은 서비스 영역들 사이의 중첩에 기초한 위치 추정(1306)과 에러 영역을 결정하는데 이용된다.
도 14
도 14는 2개의 비-형제 셀들의 이웃 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(1401) 및 경도(1402) 맵 상에 도시된 바와 같이, (이 예에서는 섹터로서 도시된) 서빙 셀과 이웃 셀은 2개의 상이한 기지국(1403, 1404)에 기초한다. 서빙 셀(1405)의 서비스 영역과 이웃 셀(1406)의 서비스 영역은 중첩한다. 중첩 영역(1408)의 영역 중심(1407)이 추정된 위치로서 보고되는 반면 중첩 영역(1408)의 치수(dimension)들은 에러 영역을 기술하는데 이용된다.
도 15
도 15는 공통 영역을 갖는 3개의 셀들의 이웃 영역에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(1501) 및 경도(1502) 플롯에 도시된 바와 같이, 3개의 기지국(1503, 1504, 1505)은 모두 중첩하는 서비스 영역(1506, 1507, 1508)을 갖는 셀들을 가진다. 중첩 영역(1510)의 도심(1509)이 위치 추정으로서 보고되고 중첩 영역(1510)의 지리적 영역 설명이 에러 추정으로서 보고된다.
도 16
도 16은 단일의/공통된 중첩 서비스 영역이 없는 3개의 셀들의 이웃 영역들에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 이 예에서, 위도(1601) 및 경도(1602) 맵에 플롯팅된 바와 같이, 3개의 기지국(1603, 1604, 1605)은 섹터화되어 있다. 서비스 영역들(1606, 1607, 1608)은 공통의 중첩 영역을 공유하지 않는다; 그러나, 2개의 서비스 영역(1606, 1607)은 중첩하여 부분적으로 공통된 서비스 영역(1610)을 생성한다. 비-포함된 서비스 영역(1608)의 존재로부터 얻어진 정보를 폐기하지 않고, 보고된 위치 추정(1609)이 부분적으로 공통된 영역(1610)의 중심으로부터 비-포함된 서비스 영역(1608) 기지국(1605)의 방향으로 오프셋된다. 오프셋은 다른 기지국들(1603, 1604)의 것들에 대한 기지국(1605)으로부터 수신된 상대 전력으로부터 결정된다.
2) LES2: 셀 식별자 및 시간 정보만이 이용가능할 때
NMR 데이터 수집 시간 기간 동안에 유효한 타이밍 정보를 갖는 하나 이상의 서빙 셀들이 보고되면, 1차 서빙 셀의 표준 가용 셀 ID + 타이밍 범위(예를 들어, GSM에서는 CGI + TA) 위치파악보다 양호하거나 동등할 수 있는 위치 추정 방법이 제시된다. 1차 서빙 셀은, 하나 이상의 서빙 셀이 타이밍 값들을 보고할 때, 최소의 타이밍 정보 값을 갖는, MS에 가장 가까운 셀이다.
보고된 서빙 셀 사이트 위치로부터의 연관된 범위 불확실성과 함께 거리 추정은 네트워크 측정된 타이밍 정보로부터 계산될 수 있다. 각각의 타이밍 값에 대한 거리 범위 추정은 단순 폐쇄 형태 방정식 또는 정교한 무선 전파 예측 모델링에 기초한 지리적 거리 범위 영역의 복잡한 형상을 둘러싸는 원이나 직사각형 등의 잘-알려진 한 세트의 형상에 의해 정의될 수 있다.
단일 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 NMR 데이터 수집 기간 동안에 보고되면, 위치 추정은, 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따라 및 서빙 셀의 서빙 영역 내의 각도 방향을 따라 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역의 도심으로서 계산된다.
2개 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 보고되면, 위치 추정은, 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따라 및 보고된 서빙 셀의 서빙 영역 내의 각도 방향을 따라 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역의 도심으로서 계산된다. 최종 위치 추정은 1차 서빙 셀 위치로부터 공통 영역의 도심의 방향을 따라 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약된다.
유효한 타이밍 정보를 갖는 하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 어떠한 타이밍 정보도 없이 하나 이상의 서빙 셀 식별자들도 역시 보고되면, 위치 추정은 타이밍 정보 기반의 공통 영역의 도심으로서 계산되고 추가의 보고된 서빙 셀들의 서버 지리적 영역의 최대 중첩의 방향을 향하여 추가로 편향된다. 최종 위치 추정은 1차 서빙 셀 위치로부터 이전의 최상의 위치 추정의 방향을 따라 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약된다.
타이밍 정보를 갖는 하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 어떠한 전력 정보도 없이 하나 이상의 이웃 셀 식별자들이 보고되면, 위치 추정은 타이밍 정보 기반의 공통 영역의 도심으로서 계산되고 추가의 보고된 이웃 셀들의 이웃 지리적 영역의 최대 중첩의 방향을 향하여 추가로 편향된다. 최종 위치 추정은 1차 서빙 셀 위치로부터 이전의 최상의 위치 추정의 방향을 따라 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약된다.
NMR 데이터 수집 기간에 걸친 단일의 또는 복수의 보고된 서빙 셀 타이밍 및 전력 가용성 조합 가용성에 대한 위치 추정은 실시간으로 계산되거나 특정 위치파악 서비스 영역(LSA; location service area) 내의 각각의 개별 서빙 셀 또는 복수의 서빙 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩될 수 있다.
도 17
도 17은 3개 셀로부터의 타이밍 범위와 서비스 영역의 조합에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(1701) 및 경도(1702) 맵 상에 도시된 바와 같이, 이 예에서 3개의 기지국(1703, 1704, 1705)은 공통 영역(1709)을 가진다. 이 예에서 공통 영역(1709)은 셀들(1706, 1708)의 서빙 영역들 및 타이밍 범위 대역(1707)의 서빙 영역에 의해 제약된다. 보고된 위치 추정(1710)은 공통 영역의 도심으로서 계산되고 에러 영역 추정은 공통 영역(1710)의 면적과 형상을 이용하여 보고된다.
도 18
도 18은 위도(1801) 및 경도(1802)에 의해 정의된 영역에 관해 3개 셀로부터의 타이밍 범위와 서비스 영역의 조합에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 이 예에 도시된 바와 같이, 적어도 제3 기지국(1805)의 비컨 및 그에 따른 서비스 영역(1808)이 취득되는 동안 2개의 기지국(1803, 1804)으로부터 타이밍 범위 정보가 이용가능하다. 공통 영역(1810)은 2개의 범위 대역(1806, 1807)과 서비스 영역(1808)의 교차점에 의해 형성된다. 보고된 위치 추정(1809)은 공통 영역(1810)의 도심으로서 계산되고 에러 영역 추정은 공통 영역(1810)의 치수로서 보고된다.
3) LES3: 어떠한 형제 쌍도 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자와 전력 정보만이 이용가능할 때
보고된 서빙 또는 이웃 셀 사이트 위치로부터의 연관된 범위 불확실성과 함께 거리 추정은 경로 손실 모델을 이용함으로써 그 유효 복사 전력(ERP; effective radiated power)로 정규화된 모바일 측정된 전력 정보로부터 계산될 수 있다. 각각의 전력 값에 대한 거리 범위 추정은 폐쇄 형태 방정식 또는 정교한 무선 전파 예측 모델링에 기초한 지리적 거리 범위 영역의 복잡한 형상을 둘러싸는 원이나 직사각형 등의 잘-알려진 한 세트의 형상에 의해 정의될 수 있다.
NMR 데이터 수집 기간 동안 하나 이상의 서빙 셀에 대한 전력 정보만이 보고되면, 위치 추정은 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역과 다양한 서빙 셀 서빙 영역들의 중첩의 최대수를 갖는 영역의 도심으로서 계산된다.
NMR 데이터 수집 기간 동안 하나 이상의 이웃 셀에 대한 전력 정보만이 보고되면, 위치 추정은 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역과 다양한 이웃 셀 이웃 영역들의 중첩의 최대수를 갖는 영역의 도심으로서 계산된다.
NMR 데이터 수집 기간 동안 2개 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀에 대한 전력 정보가 보고되면, 위치 추정은 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역과 다양한 서빙 및/또는 이웃 영역들의 공통 영역의 도심으로서 계산된다.
NMR 데이터 수집 기간에 걸친 형제 쌍의 부재시의 하나 이상의 보고된 서빙 및/또는 이웃 셀 전력 가용성의 경우에 대한 위치 추정은 실시간으로 계산되거나 특정 위치파악 서비스 영역(LSA) 내의 각각의 개별 서빙 또는 이웃 셀이나 복수의 서빙 및/또는 이웃 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩될 수 있다.
도 19
도 19는 서빙 셀과 적어도 2개의 이웃 셀들로부터의 전력 범위확인에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 이 예에서, 3개의 기지국(1903, 1904, 1905)은 위도(1901) 및 경도(1902)로 차원화된(dimensioned) 지리적 영역을 제공한다. 3개의 전력 유도된 범위 대역(1906, 1907, 1908)이 위치결정(positioning)에 이용가능하다. 공통 영역(1910)은 3개 전력 범위 대역(1906, 1907, 1908) 모두의 교차점으로부터 생성되었고, 공통 영역(1910)의 도심(1909)이 계산된다. 도심(1909)은 추정된 위치로서 보고되는 반면 공통 영역(1910) 크기와 형상은 에러 추정으로서 보고된다.
도 20
도 20은 서빙 셀과 적어도 2개의 이웃 셀들의 서비스 영역으로부터의 전력 범위확인에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(2001) 경도(2002) 맵 상에 도시된 바와 같이, 이 예에서 3개의 기지국(2003, 2004, 2005)은 이웃 셀들(2035, 2003)의 서비스 영역들(2006, 2008)과 서빙 셀(2004)로부터의 전력 범위 대역(2007)으로부터 형성된 공통 영역(2010)을 가진다. 공통 영역(2010)에 기초하여, 도심(2009)이 계산된다. 그러면 도심(2009)은 추정된 위치로서 보고되는 반면 공통 영역(2010) 크기와 형상은 에러 추정으로서 보고된다.
4) LES4: 하나 이상의 형제 쌍을 갖는 2개 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자와 전력 정보가 이용가능할 때
적어도 한 쌍의 형제 셀들로부터의 전력 측정을 이용하는 특별한 경우는 전체 위치 추정 시스템 복잡성과 배치 비용을 간소화하여 형제 셀들과 MS 사이의 복잡한 무선 전파 경로 손상을 상쇄함으로써 동일한 정확도 레벨을 달성할 수 있다. 형제 쌍은, 서로로부터 100m 이내에 위치하고 안테나 패턴 메인 빔이 상이한 방향들을 가리키는 멀티-섹터 셀 사이트의 2개의 다운링크 전송 안테나를 포함한다.
입력 NMR 데이터에서 단일의 형제 쌍만이 보고되면, 위치 추정은, 상대 전력에 기초한 형제 셀 타워 위치로부터의 연관된 불확실성을 갖는 추정된 방위각 각 대역(azimuth angular band), 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향을 따른 전력 기반의 거리 대역 및 모든 개개의 보고된 셀들의 서빙 및/또는 이웃 영역들 사이의 공통 영역의 도심으로서 계산된다. 최종 위치 추정은 형제쌍 기반의 방위각 대역 내에 있도록 제약된다.
입력 NMR 데이터에서 2개 이상의 형제 쌍이 보고되면, 예비 탐색 영역은, 그들의 상대 전력에 기초하여 각각의 형제쌍 타워 위치로부터 추정된 대응하는 방위각 대역들의 공통 영역으로서 계산된다. 예비 탐색 영역은, 서빙 및/또는 이웃 영역의 최대 중첩 영역뿐만 아니라 가능하다면 개개의 보고된 셀들의 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향을 따른 전력 기반의 거리 대역들을 이용함으로써 더 축소된다. 최종 위치 추정은 축소된 예비 탐색 영역의 도심으로서 계산되고 형제쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약된다.
NMR 데이터 수집 기간에 걸친 형제 쌍의 존재시의 하나 이상의 보고된 서빙 및/또는 이웃 셀 전력 가용성의 경우에 대한 위치 추정은 실시간으로 계산되거나 특정 위치파악 서비스 영역(LSA) 내의 각각의 1차 서빙 셀 또는 복수의 서빙 및/또는 이웃 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩될 수 있다.
도 21
도 21은 서빙 셀과 형제 이웃 셀로부터의 전력 범위확인에 기초한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(2101) 및 경도(2102) 맵 상에 플롯팅된 바와 같이, 단일 기지국(2103)은 적어도 2개의 셀(섹터)을 지원한다. 위치 계산 이전의 형제쌍으로 알려진 바와 같이, 2개의 형제 셀은 2개의 전력-기반의 범위 대역(2104, 2105)과 각도 벡터(2106)의 생성을 허용한다. 전력 범위 대역들(2104, 2105)과 각도 벡터(2106)의 교차점은, 도심(2107)이 위치 추정으로서 보고되는 등전위 영역(equipotential area)(2108)을 생성하고, 등전위 영역(2108)은 에러 추정으로서 보고된다.
도 22
도 22는 형제 셀들과 적어도 하나의 추가 이웃 셀의 서비스 영역 간의 전력 범위확인을 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 이 예에서, 3개의 기지국(2203, 2204, 2205)은 위도(2203) 및 경도(2202)로 정의된 지리적 영역에 도시되어 있다. 적어도 하나의 기지국(2204)은 형제쌍 세트의 셀들(섹터들)을 가진다. 형제쌍으로부터, 2개의 전력-범위 대역(2207, 2208)과 각도 벡터(2210)가 결정될 수 있다. 근처 기지국들(2203, 2205)로부터의 서비스 영역들(2206, 2209)과 결합된 이들 측정은 (이 예에서) 공통 영역(2211)을 형성한다. 공통 영역(2211)의 도심(2212)이 위치 추정으로서 보고되고 등전위 공통 영역(2211)이 에러 추정으로서 보고된다.
도 23
도 23은 형제 셀들과 하나의 추가 이웃 셀로부터의 전력 범위 간의 전력 범위확인을 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(2301) 및 경도(2302)의 맵 상에 도시된 바와 같이, 적어도 2개의 기지국(2303, 2304)은 지리적으로 근접해 있다. 하나의 기지국(2303)은 형제 쌍 셀들(섹터들)을 가지고 있어서 2개의 전력 측정 및 그에 따른 2개의 전력-범위 대역(2306, 2307)이 계산되는 것을 허용한다. 역시 2개의 전력 측정으로부터, 각도 벡터(2308)가 도출될 수 있다. 앞서 언급된 것들과 함께 다른 기지국(2303)으로부터의 전송으로부터 결정된 전력-범위 대역(2305)을 이용하여, 공통 영역(2310)이 결정될 수 있다. 공통 영역(2310)의 도심(2309)이 위치 추정으로서 보고되고 등전위 공통 영역(2310)이 에러 추정으로서 보고된다.
5) LES5: 임의의 형제 쌍이 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용가능할 때
NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 하나 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 보고되면, 예비 탐색 영역은 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향을 따라 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역으로서 계산된다.
타이밍 기반의 예비 탐색 영역은, 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향을 따른 전력 기반의 거리 대역들, 모든 보고된 서빙 및 이웃 셀들의 서빙 및 이웃 영역들을 이용함으로써 더욱 축소될 수 있다. 최종 위치 추정은 최종 탐색 영역의 도심으로서 계산되고 타이밍 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약된다.
NMR 데이터 수집 기간에 걸친 형제 쌍의 부재시의 하나 이상의 보고된 서빙 및/또는 이웃 셀 시간 및/또는 전력 가용성의 경우에 대한 위치 추정은 실시간으로 계산되거나 특정 위치파악 서비스 영역(LSA) 내의 각각의 1차 서빙 셀 또는 복수의 서빙 및/또는 이웃 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩될 수 있다.
도 24
도 24는 임의의 형제 쌍(들)이 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 이용가능한 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보를 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(2401) 및 경도(2402)의 맵 상에 도시된 바와 같이, 4개의 기지국(2403, 2404, 2405, 2406)은 지리적으로 근접해 있다. 이 예에서, 2개의 기지국(2404, 2406)은 보고된 전력을 갖는 셀들을 가지며 그에 따라 보고 셀들(섹터들)에 대해 2개의 전력 범위 대역(2410, 2411)이 플롯팅될 수 있다. 2개의 기지국(2403, 2405)은 (서빙 영역(2407, 2409)을 생성하는) 보고 셀과 각 셀(2408, 2412)에 대한 타이밍 범위를 둘다 가진다. 서비스 영역(들)(2402, 2409)의 지리적 영역들을 결합하면, 전력 범위 대역(들)(2410, 2411), 및 타이밍 대역(들)(2408, 2412)은 공통 영역(2413)을 생성한다. 공통 영역(2413)의 도심(2414)이 위치 추정으로서 보고되고 등전위 공통 영역(2413)이 에러 추정으로서 보고된다.
6) LES6 : 하나 이상의 형제 쌍을 갖는 하나 이상의 서빙 및 이웃 셀들에 대해 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용가능할 때
NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 하나 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 보고되면, 예비 탐색 영역은 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향을 따라 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역으로서 계산된다. 서빙 셀 타이밍 기반의 탐색 영역은, 형제 쌍 상대 전력에 기초한 하나 이상의 형제 셀 타워로부터의 추정된 방위각 대역들의 최대 중첩 영역을 취함으로써 더욱 축소된다.
타이밍 및 형제 쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역은, 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향을 따른 전력 기반의 거리 대역들, 모든 보고된 서빙 및 이웃 셀들의 서빙 및 이웃 영역들을 이용함으로써 더욱 축소될 수 있다. 최종 위치 추정은 최종 탐색 영역의 도심으로서 계산되고 타이밍 및 형제쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약된다.
NMR 데이터 수집 기간에 걸친 형제 쌍의 존재시의 하나 이상의 보고된 서빙 및/또는 이웃 셀 시간 및/또는 전력 가용성의 경우에 대한 위치 추정은 실시간으로 계산되거나 특정 위치파악 서비스 영역(LSA) 내의 각각의 1차 서빙 셀 또는 복수의 서빙 및/또는 이웃 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩될 수 있다.
도 25
도 25는 하나 이상의 형제 쌍이 있는 하나 이상의 서빙 및 이웃 셀들에 이용가능한 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보를 이용한 위치 추정을 그래픽으로 도시한다. 위도(2501) 및 경도(2502)의 맵 상에 도시된 바와 같이, 4개의 기지국(2503, 2504, 2505, 2506)은 이 예에서 지리적으로 근접해 있다. 2개의 기지국(2404, 2406)은 보고된 전력을 갖는 셀들을 가지며 그에 따라 보고 셀들(섹터들)에 대해 2개의 전력 범위 대역(2507, 2509)이 플롯팅될 수 있다. 하나의 기지국(2505)은 (서빙 영역(2510)을 생성하는) 보고 셀과 타이밍 범위(2511)를 갖는 셀을 둘다 가진다. 기지국(2503)은 전력을 보고하는 2개의 유사하게 갖춰진 셀들을 가지므로, 형제 쌍 조건이 존재하고 전력-기반의 각도가 생성된다(2508). 서비스 영역(2510)의 지리적 영역들, 전력 범위 대역(들)(2507, 2509), 타이밍 대역(2511) 및 형제쌍으로부터의 각도 측정을 결합하면, 공통 영역(2512)이 생성된다. 공통 영역(2512)의 도심(2513)이 위치 추정으로서 보고되고 등전위 공통 영역(2512)이 에러 추정으로서 보고된다.
전술된 임의의 양태는 방법, 시스템, 컴퓨터 판독 가능한 매체, 또는 임의의 제조 타입으로 구현될 수 있다. 당업자라면, 여기서 설명된 다양한 기술들이 하드웨어나 소프트웨어, 또는 적절하다면, 이들의 조합과 결합하여 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 본 발명의 양태들은 프로그램된 컴퓨터에서 실행될 수도 있다. 따라서, 본 발명의 방법 및 장치, 또는 그 소정의 양태나 부분은, 플로피 디스켓, CD-ROM, 하드 드라이브, 또는 기타 임의의 머신-판독 가능한 저장 매체와 같은 유형의 매체로 구현된 프로그램 코드(즉, 명령어)의 형태를 취할 수도 있으며, 여기서 프로그램 코드가, 컴퓨터와 같은 머신 내에 로드되어 머신에 의해 실행될 때, 머신은 본 발명을 실시하기 위한 장치가 된다. 프로그래머블 컴퓨터에서의 프로그램 코드 실행의 경우, 컴퓨팅 장치는 일반적으로 프로세서, 프로세서에 의해 판독 가능한 저장 매체(휘발성 및 비휘발성 메모리 및/또는 저장 요소를 포함), 적어도 하나의 입력 디바이스, 및 적어도 하나의 출력 디바이스를 포함한다. 이러한 프로그램들은 컴퓨터 시스템과 통신하기 위해 고수준 절차 또는 객체 지향적 프로그래밍 언어로 구현되는 것이 바람직하다. 그러나, 프로그램(들)은, 원한다면 어셈블리 또는 기계어로 구현될 수 있다. 어느 경우에도, 언어는 컴파일되거나 인터프리팅된 언어일 수도 있으며, 하드웨어 구현과 결합될 수도 있다. 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는, 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 저장 디바이스, 예를 들어, 전기기계적 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 하드 드라이브 등, 펌웨어, 예를 들어, FLASH RAM이나 ROM, 및 예를 들어 CD-ROM, 플로피 디스크, DVD, FLASH 드라이브, 외장형 저장 디바이스 등과 같은 착탈가능한 저장 디바이스를 포함할 수 있다. 당업자라면, 자기 카세트, 플래시 메모리 카드, 디지털 비디오 디스크, 베르누이 카트리지 등과 같은 기타 유형의 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체가 이용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 프로세서 실행 가능한 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 및 기타의 컴퓨터용 데이터의 비휘발성 스토리지를 제공할 수도 있다.
결론
본 발명의 진정한 범위는 여기서 개시된 현재 바람직한 실시예들로 한정되지 않는다. 예를 들어, 모바일 디바이스 위치파악에서의 이용, 및 위치 추정 솔루션을 계산적으로 선택하기 위한 방법 및 시스템의 전술한 개시내용은, 무선 위치파악 시스템, 베이스 트랜시버 스테이션(BTS), 네트워크 측정 보고(NMR), 타이밍 전진(TA), 셀 식별자, 시나리오(LES1, LES2 등) 및 이와 유사한 것과 같은 설명적 용어들을 사용하지만, 이하의 청구항들의 보호 범위를 제한하도록 해석되어서는 안 되고, 시간 및 전력 기반의 위치파악 기술들과 위치 추정 솔루션을 선택하는 방식들의 발명적 양태들이 개시된 특정한 방법 및 장치들로 제한됨을 암시하도록 해석되어서는 안 된다. 따라서, 명시적으로 제한될 때를 제외하고는, 이하의 청구항의 보호 범위는 전술된 특정 실시예로 한정되지 않는다.

Claims (75)

  1. 모바일 디바이스의 위치파악(locating)에 이용하기 위한 방법으로서,
    상기 모바일 디바이스가 서빙(serving) BTS(base transceiver station)와 하나 이상의 인접 BTS로부터 비컨 신호(beacon signal)를 수신하게 하는 단계 ―각각의 BTS는 셀 사이트(cell site)에 위치하고 각각의 비컨 신호는 셀 식별(CID; cell identification) 정보를 포함함― ;
    상기 수신된 비컨 신호에 기초하여 형제 쌍(sibling pair)의 수를 검출하는 단계 ―형제 쌍은 멀티-섹터 셀 사이트의 함께 위치한 섹터들(co-sited sectors)인 2개의 다운링크 전송 안테나를 포함함― ; 및
    검출된 상기 형제 쌍의 수에 기초하여 미리 정의된 위치파악 방법(location method)을 선택하는 단계
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 검출된 상기 형제 쌍의 수가 1이고, 이에 응답하여, 단일 사이트 위치파악 방법(single site location method) 또는 인접 사이트 위치파악 방법(adjacent site location method) 중 하나가 선택되는, 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 상기 형제 쌍이 서빙 사이트와 함께 있다는 결정에 응답하여 선택되고, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 서빙 셀에 관한 각도 섹터(angular sector)와 상기 서빙 셀로부터 상기 모바일 디바이스까지의 범위 둘다를 결정하는 것을 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방법은, 섹터화된(sectored) 무선 통신 네트워크(WCN; wireless communications network)에서 동작하는 모바일 디바이스를, 이동성(mobility)을 지원하는 과정에서 상기 네트워크의 상기 모바일 디바이스에 의해 이루어진 측정들과 조합하여 데이터베이스에 저장되어 있는 상기 WCN에 관한 정보를 이용하여 중간 정확도로 지리위치파악(geolocate)하기 위해 채용되는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 데이터베이스에 저장된 정보는, 셀 사이트들의 지리적 위치들, 지리적 및 다운틸트 배향(geographic and downtilt orientation)을 포함한 섹터화된 안테나들의 공간적 응답, 및 각각의 BTS에 의해 브로드캐스트되는 섹터 식별자들을 포함하는, 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 모바일 디바이스는 다수의 셀 사이트들 각각으로부터 수신된 브로드캐스트 비컨 전력을 측정하고, 최대 측정된 전력을 갖는 셀 사이트 섹터들의 아이덴티티(identity)와 측정된 전력뿐만 아니라, 상기 네트워크에 의해 결정되어 상기 모바일 디바이스에 중계된 TA(timing advance) 값을 보고하며, 상기 TA 값은 서빙 셀 섹터로부터 상기 모바일 디바이스로의 범위 측정으로서 역할하는, 방법.
  7. 제4항에 있어서, 한 쌍의 인접 섹터(형제)로부터의 전력 측정들과 섹터 안테나들의 공간적 응답 및 배향의 지식으로부터, 섹터화된 셀 사이트로부터 상기 모바일 디바이스로의 방위각/각도(bearing/angle)가 결정되는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 하나 이상의 셀 사이트로부터의 최대 측정된 전력들을 갖는 형제들 간의 전력차 측정들을 수반한 서빙 셀로부터의 타이밍 범위 또는 전력-유도된 범위값이 상기 모바일 디바이스의 위치 추정을 결정하는데 채용되는, 방법.
  9. 모바일 디바이스를 위치파악하도록 구성되고, 적어도 하나의 프로세서와 상기 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 저장 매체를 포함하는 시스템으로서,
    상기 저장 매체는,
    상기 모바일 디바이스가 서빙 BTS(base transceiver station)와 하나 이상의 인접 BTS로부터 비컨 신호를 수신하게 하는 단계 ―각각의 BTS는 셀 사이트에 위치하고 각각의 비컨 신호는 셀 식별(CID) 정보를 포함함― ;
    상기 수신된 비컨 신호에 기초하여 형제 쌍의 수를 검출하는 단계 ―형제 쌍은 멀티-섹터 셀 사이트의 함께 위치한 섹터들인 2개의 다운링크 전송 안테나를 포함함― ; 및
    검출된 상기 형제 쌍의 수에 기초하여 미리 정의된 위치파악 방법을 선택하는 단계
    를 야기하도록 상기 프로세서에 지시하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령어들을 저장하고 있는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 검출된 상기 형제 쌍의 수가 1이고, 이에 응답하여, 단일 사이트 위치파악 방법 또는 인접 사이트 위치파악 방법 중 하나가 선택되는, 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 상기 형제 쌍이 서빙 사이트와 함께 있다는 결정에 응답하여 선택되고, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 서빙 셀에 관한 각도 섹터와 상기 서빙 셀로부터 상기 모바일 디바이스까지의 범위 둘다를 결정하는 것을 포함하는, 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 상기 방법은, 섹터화된 무선 통신 네트워크(WCN; wireless communications network)에서 동작하는 모바일 디바이스를, 이동성을 지원하는 과정에서 상기 네트워크의 상기 모바일 디바이스에 의해 이루어진 측정들과 조합하여 데이터베이스에 저장되어 있는 상기 WCN에 관한 정보를 이용하여 중간 정확도로 지리위치파악하기 위해 채용되는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 데이터베이스에 저장된 정보는, 셀 사이트들의 지리적 위치들, 지리적 및 다운틸트 배향을 포함한 섹터화된 안테나들의 공간적 응답, 및 각각의 BTS에 의해 브로드캐스트되는 섹터 식별자들을 포함하는, 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 모바일 디바이스는 다수의 셀 사이트들 각각으로부터 수신된 브로드캐스트 비컨 전력을 측정하고, 최대 측정된 전력을 갖는 셀 사이트 섹터들의 아이덴티티와 측정된 전력뿐만 아니라, 상기 네트워크에 의해 결정되어 상기 모바일 디바이스에 중계된 TA(timing advance) 값을 보고하며, 상기 TA 값은 서빙 셀 섹터로부터 상기 모바일 디바이스로의 범위 측정으로서 역할하는, 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 한 쌍의 인접 섹터(형제)로부터의 전력 측정들과 섹터 안테나들의 공간적 응답 및 배향의 지식으로부터, 섹터화된 셀 사이트로부터 상기 모바일 디바이스로의 방위각/각도가 결정되는, 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 하나 이상의 셀 사이트로부터의 최대 측정된 전력들을 갖는 형제들 간의 전력차 측정들을 수반한 서빙 셀로부터의 타이밍 범위 또는 전력-유도된 범위값이 상기 모바일 디바이스의 위치 추정을 결정하는데 채용되는, 시스템.
  17. 모바일 디바이스를 위치파악하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령어들을 저장하고 있는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서,
    상기 컴퓨터 실행 가능한 명령어들은,
    상기 모바일 디바이스가 서빙 BTS(base transceiver station)와 하나 이상의 인접 BTS로부터 비컨 신호를 수신하게 하기 위한 명령어 ―각각의 BTS는 셀 사이트에 위치하고 각각의 비컨 신호는 셀 식별(CID) 정보를 포함함― ;
    상기 수신된 비컨 신호에 기초하여 형제 쌍의 수를 검출하기 위한 명령어 ―형제 쌍은 멀티-섹터 셀 사이트의 함께 위치한 섹터들인 2개의 다운링크 전송 안테나를 포함함― ; 및
    검출된 상기 형제 쌍의 수에 기초하여 미리 정의된 위치파악 방법을 선택하기 위한 명령어
    를 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  18. 제17항에 있어서, 검출된 상기 형제 쌍의 수가 1이고, 이에 응답하여, 단일 사이트 위치파악 방법 또는 인접 사이트 위치파악 방법 중 하나가 선택되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  19. 제18항에 있어서, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 상기 형제 쌍이 서빙 사이트와 함께 있다는 결정에 응답하여 선택되고, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 서빙 셀에 관한 각도 섹터와 상기 서빙 셀로부터 상기 모바일 디바이스까지의 범위 둘다를 결정하는 것을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  20. 제17항에 있어서, 상기 방법은, 섹터화된 무선 통신 네트워크(WCN; wireless communications network)에서 동작하는 모바일 디바이스를, 이동성을 지원하는 과정에서 상기 네트워크의 상기 모바일 디바이스에 의해 이루어진 측정들과 조합하여 데이터베이스에 저장되어 있는 상기 WCN에 관한 정보를 이용하여 중간 정확도로 지리위치파악하기 위해 채용되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  21. 제20항에 있어서, 상기 데이터베이스에 저장된 정보는, 셀 사이트들의 지리적 위치들, 지리적 및 다운틸트 배향을 포함한 섹터화된 안테나들의 공간적 응답, 및 각각의 BTS에 의해 브로드캐스트되는 섹터 식별자들을 포함하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  22. 제20항에 있어서, 상기 모바일 디바이스는 다수의 셀 사이트들 각각으로부터 수신된 브로드캐스트 비컨 전력을 측정하고, 최대 측정된 전력을 갖는 셀 사이트 섹터들의 아이덴티티와 측정된 전력뿐만 아니라, 상기 네트워크에 의해 결정되어 상기 모바일 디바이스에 중계된 TA(timing advance) 값을 보고하며, 상기 TA 값은 서빙 셀 섹터로부터 상기 모바일 디바이스로의 범위 측정으로서 역할하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  23. 제20항에 있어서, 한 쌍의 인접 섹터(형제)로부터의 전력 측정들과 섹터 안테나들의 공간적 응답 및 배향의 지식으로부터, 섹터화된 셀 사이트로부터 상기 모바일 디바이스로의 방위각/각도가 결정되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  24. 제23항에 있어서, 하나 이상의 셀 사이트로부터의 최대 측정된 전력들을 갖는 형제들 간의 전력차 측정들을 수반한 서빙 셀로부터의 타이밍 범위 또는 전력-유도된 범위값이 상기 모바일 디바이스의 위치 추정을 결정하는데 채용되는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  25. 위치 측정들을 검출하도록 구성된 모바일 디바이스로서,
    서빙 BTS(base transceiver station)와 하나 이상의 인접 BTS로부터 비컨 신호를 수신하기 위한 수단 ―각각의 BTS는 셀 사이트에 위치하고 각각의 비컨 신호는 셀 식별(CID) 정보를 포함함― ; 및
    상기 수신된 비컨 신호에 기초하여 형제 쌍의 수를 검출하기 위한 수단 ―형제 쌍은 멀티-섹터 셀 사이트의 함께 위치한 섹터들인 2개의 다운링크 전송 안테나를 포함함―
    을 포함하는 모바일 디바이스.
  26. 제25항에 있어서, 검출된 상기 형제 쌍의 수에 기초하여 미리 정의된 위치파악 방법을 선택하기 위한 수단을 더 포함하는 모바일 디바이스.
  27. 제26항에 있어서, 검출된 상기 형제 쌍의 수가 1일 때 단일 사이트 위치파악 방법 또는 인접 사이트 위치파악 방법 중 하나를 선택하기 위한 수단을 더 포함하는 모바일 디바이스.
  28. 제27항에 있어서, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 상기 형제 쌍이 서빙 사이트와 함께 있다는 결정에 응답하여 선택되는, 모바일 디바이스.
  29. 제28항에 있어서, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 서빙 셀에 관한 각도 섹터와 상기 서빙 셀로부터 상기 모바일 디바이스까지의 범위 둘다를 결정하는 것을 포함하는, 모바일 디바이스.
  30. 제25항에 있어서, 상기 모바일 디바이스는 섹터화된 무선 통신 네트워크(WCN; wireless communications network)에서 동작하도록 구성되고, 상기 방법은 이동성을 지원하는 과정에서 상기 네트워크의 상기 모바일 디바이스에 의해 이루어진 측정들과 데이터베이스로부터 액세스 가능한 상기 WCN에 관한 정보를 이용하여 중간 정확도로 상기 모바일 디바이스를 지리위치파악하기 위해 채용되는, 모바일 디바이스.
  31. 제30항에 있어서, 상기 데이터베이스 내의 정보는, 셀 사이트들의 지리적 위치들, 지리적 및 다운틸트 배향을 포함한 섹터화된 안테나들의 공간적 응답, 및 각각의 BTS에 의해 브로드캐스트되는 섹터 식별자들을 포함하는, 모바일 디바이스.
  32. 제30항에 있어서, 상기 모바일 디바이스는 다수의 셀 사이트들 각각으로부터 수신된 브로드캐스트 비컨 전력을 측정하기 위한 수단과 최대 측정된 전력을 갖는 셀 사이트 섹터들의 아이덴티티와 측정된 전력뿐만 아니라, 상기 네트워크에 의해 결정되어 상기 모바일 디바이스에 중계된 TA(timing advance) 값을 결정하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 TA 값은 서빙 셀 섹터로부터 상기 모바일 디바이스로의 범위 측정으로서 역할하는, 모바일 디바이스.
  33. 제30항에 있어서, 한 쌍의 인접 섹터(형제)로부터의 전력 측정들과 섹터 안테나들의 공간적 응답 및 배향의 지식으로부터, 섹터화된 셀 사이트로부터 상기 모바일 디바이스로의 방위각/각도가 결정되는, 모바일 디바이스.
  34. 제33항에 있어서, 하나 이상의 셀 사이트로부터의 최대 측정된 전력들을 갖는 형제들 간의 전력차 측정들을 수반한 서빙 셀로부터의 타이밍 범위 또는 전력-유도된 범위값이 상기 모바일 디바이스의 위치 추정을 결정하는데 채용되는, 모바일 디바이스.
  35. 모바일 디바이스를 위치파악하는데 이용되고, 적어도 하나의 프로세서와 상기 적어도 하나의 프로세서에 통신가능하게 결합된 적어도 하나의 저장 매체를 포함하는 위치 서버(location server)로서,
    상기 저장 매체는,
    서빙 BTS(base transceiver station) 및 하나 이상의 인접 BTS로부터의 비컨 신호에 기초한 상기 모바일 디바이스로부터 수신된 비컨 신호 정보에 기초하여 형제 쌍의 수를 검출하는 단계 ―각각의 BTS는 셀 사이트에 위치하고 각각의 비컨 신호는 셀 식별(CID) 정보를 포함하며, 형제 쌍은 멀티-섹터 셀 사이트의 함께 위치한 섹터들인 2개의 다운링크 전송 안테나를 포함함― ; 및
    검출된 상기 형제 쌍의 수에 기초하여 미리 정의된 위치파악 방법을 선택하는 단계
    를 야기하도록 상기 프로세서에 지시하기 위한 컴퓨터 실행 가능한 명령어들을 저장하고 있는, 위치 서버.
  36. 제35에 있어서, 검출된 상기 형제 쌍의 수가 1이고, 이에 응답하여, 단일 사이트 위치파악 방법 또는 인접 사이트 위치파악 방법 중 하나가 선택되는, 위치 서버.
  37. 제35항에 있어서, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 상기 형제 쌍이 서빙 사이트와 함께 있다는 결정에 응답하여 선택되는, 위치 서버.
  38. 제37항에 있어서, 상기 단일 사이트 위치파악 방법은 서빙 셀에 관한 각도 섹터와 상기 서빙 셀로부터 상기 모바일 디바이스까지의 범위 둘다를 결정하는 것을 포함하는, 위치 서버.
  39. 제35항에 있어서, 상기 방법은, 섹터화된 무선 통신 네트워크(WCN; wireless communications network)에서 동작하는 모바일 디바이스를, 이동성을 지원하는 과정에서 상기 네트워크의 상기 모바일 디바이스에 의해 이루어진 측정들과 조합하여 데이터베이스에 저장되어 있는 상기 WCN에 관한 정보를 이용하여 중간 정확도로 지리위치파악하기 위해 채용되는, 위치 서버.
  40. 제39항에 있어서, 상기 데이터베이스에 저장된 정보는, 셀 사이트들의 지리적 위치들, 지리적 및 다운틸트 배향을 포함한 섹터화된 안테나들의 공간적 응답, 및 각각의 BTS에 의해 브로드캐스트되는 섹터 식별자들을 포함하는, 위치 서버.
  41. 제39항에 있어서, 상기 모바일 디바이스는 다수의 셀 사이트들 각각으로부터 수신된 브로드캐스트 비컨 전력을 측정하고, 최대 측정된 전력을 갖는 셀 사이트 섹터들의 아이덴티티와 측정된 전력뿐만 아니라, 상기 네트워크에 의해 결정되어 상기 모바일 디바이스에 중계된 TA(timing advance) 값을 보고하며, 상기 TA 값은 서빙 셀 섹터로부터 상기 모바일 디바이스로의 범위 측정으로서 역할하는, 위치 서버.
  42. 제39항에 있어서, 한 쌍의 인접 섹터(형제)로부터의 전력 측정들과 섹터 안테나들의 공간적 응답 및 배향의 지식으로부터, 섹터화된 셀 사이트로부터 상기 모바일 디바이스로의 방위각/각도가 결정되는, 위치 서버.
  43. 제42항에 있어서, 하나 이상의 셀 사이트로부터의 최대 측정된 전력들을 갖는 형제들 간의 전력차 측정들을 수반한 서빙 셀로부터의 타이밍 범위 또는 전력-유도된 범위값이 상기 모바일 디바이스의 위치 추정을 결정하는데 채용되는, 위치 서버.
  44. 무선 위치파악 시스템(wireless location system)에서 위치 추정 솔루션(location estimate solution)을 선택하기 위한 방법으로서,
    지속 기간에 걸쳐 네트워크 측정 보고(NMR; network measurement report) 데이터를 수집하는 단계(단계 1101);
    상기 NMR 데이터를 전처리하는 단계(단계 1102);
    상기 전처리된 NMR 데이터로부터 유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하는지를 결정하는 단계(단계 1103);
    상기 전처리된 NMR 데이터로부터 유효한 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하는지를 결정하는 단계(단계들 1104, 1109); 및
    적어도, 유효한 타이밍 및/또는 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하는지를 결정한 결과에 기초하여, 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오를 활성화(activating)하는 단계
    를 포함하는 방법.
  45. 제44항에 있어서,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하는 단계;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하는 단계; 및
    셀 식별자 정보만이 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES1)를 활성화하는 단계(단계 1105)
    를 더 포함하는 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 LES1 시나리오는,
    단일 서빙 셀 식별자만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 상기 서빙 셀의 서빙 지리적 영역의 도심(centroid)으로서 위치 추정을 계산하는 것;
    2개 이상의 서빙 셀 식별자가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 상기 보고된 서빙 셀들의 중첩하는 서빙 지리적 영역들의 최대수를 갖는 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것;
    어떠한 서빙 셀 정보도 없이 하나 이상의 이웃 셀 식별자가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 상기 보고된 이웃 셀들의 중첩하는 이웃 지리적 영역들의 최대수를 갖는 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것; 및
    하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 하나 이상의 이웃 셀들이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 최대수의 셀들이 중첩하는 상기 보고된 서빙 셀들의 다양한 서빙 지리적 영역들의 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것 ―상기 계산된 위치 추정은 상기 추가의 보고된 이웃 셀들의 이웃 지리적 영역들의 최대 중첩의 도심의 방향 쪽으로 편향(bias)됨 ―
    을 포함하는, 방법.
  47. 제44항에 있어서,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하는 단계;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하는 단계; 및
    셀 식별자와 시간 정보만이 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES2)를 활성화하는 단계(단계 1110)
    를 더 포함하는 방법.
  48. 제47항에 있어서, 상기 LES2 시나리오는,
    단일 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 NMR 데이터 수집 기간 동안에 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 연관된 범위 불확실성(associated range uncertainty)에 관한 반경 방향을 따라 및 상기 서빙 셀의 서빙 영역 내의 각도 방향(angular direction)을 따라 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역(timing based range band)의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것;
    2개 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따라 및 상기 보고된 서빙 셀들의 서빙 영역들 내의 각도 방향을 따라 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것 ―최종 위치 추정(final location estimate)은 1차 서빙 셀 위치로부터 공통 영역의 도심의 방향을 따른 상기 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약됨― ;
    유효한 타이밍 정보를 갖는 하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 어떠한 타이밍 정보도 없이 하나 이상의 서빙 셀 식별자들도 역시 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 타이밍 정보 기반의 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하고 상기 추가의 보고된 서빙 셀들의 서빙 셀 지리적 영역들의 최대 중첩의 방향 쪽으로 더 편향시키는 것 ―최종 위치 추정은 상기 1차 서빙 셀 위치로부터 이전의 최상의 위치 추정의 방향을 따른 상기 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약됨― ; 및
    타이밍 정보를 갖는 하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 어떠한 전력 정보도 없이 하나 이상의 이웃 셀 식별자들이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 상기 타이밍 정보 기반의 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하고 상기 추가의 보고된 이웃 셀들의 이웃 지리적 영역들의 최대 중첩의 방향 쪽으로 더 편향시키는 것 ―최종 위치 추정은 상기 1차 서빙 셀 위치로부터 이전의 최상의 위치 추정의 방향을 따른 상기 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약됨―
    을 포함하는, 방법.
  49. 제44항에 있어서,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하는 단계;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하는 단계;
    형제 쌍들이 존재하지 않는다고 결정하는 단계(단계 1106); 및
    어떠한 형제 쌍들도 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자들 및 전력 정보만이 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES3)를 활성화하는 단계(단계 1107)
    를 더 포함하는 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 LES3 시나리오는,
    NMR 데이터 수집 기간 동안 하나 이상의 서빙 셀에 대한 전력 정보만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역들과 다양한 서빙 셀 서빙 영역들의 중첩의 최대수를 갖는 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것;
    NMR 데이터 수집 기간 동안 하나 이상의 이웃 셀에 대한 전력 정보만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역들과 다양한 이웃 셀 이웃 영역들의 중첩의 최대수를 갖는 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것; 및
    NMR 데이터 수집 기간 동안 2개 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀에 대한 전력 정보가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향들을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역들과 다양한 서빙 및/또는 이웃 영역들의 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것
    을 포함하는, 방법.
  51. 제44항에 있어서,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하는 단계;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하는 단계;
    적어도 하나의 형제 쌍이 존재한다고 결정하는 단계(단계 1106); 및
    하나 이상의 형제 쌍을 갖는 2개 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자와 전력 정보가 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES4)를 활성화하는 단계(단계 1108)
    를 더 포함하는 방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 LES4 시나리오는,
    상기 NMR 데이터에서 단 하나의 형제 쌍만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 상대 전력에 기초한 형제 셀 타워 위치(sibling cell tower location)로부터의 연관된 불확실성을 갖는 추정된 방위각 대역(estimated azimuth angular band), 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향들을 따른 전력 기반의 거리 대역들, 및 모든 보고된 셀들의 서빙 및/또는 이웃 영역들간의 공통 영역의 도심으로서 위치 추정을 계산하는 것―최종 위치 추정은 형제 쌍 기반의 방위각 대역 내에 있도록 제약됨― ; 및
    상기 NMR 데이터에서 2개 이상의 형제 쌍이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 그들의 상대 전력에 기초하여 각각의 형제쌍 타워 위치로부터 추정된 대응하는 방위각 대역들의 공통 영역으로서 예비 탐색 영역(preliminary search area)을 계산하는 것
    을 포함하는, 방법.
  53. 제52항에 있어서, 상기 예비 탐색 영역은, 상기 보고된 셀들의 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향을 따른 전력 기반의 거리 대역 뿐만 아니라 서빙 및/또는 이웃 영역들의 최대 중첩 영역을 이용함으로써 더욱 축소되고, 최종 위치 추정은 상기 축소된 예비 탐색 영역의 도심으로서 계산되며 형제 쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약되는, 방법.
  54. 제44항에 있어서,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하는 단계;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하는 단계;
    형제 쌍이 존재하지 않는다고 결정하는 단계(단계 1111); 및
    어떠한 형제 쌍들도 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해, 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES5)를 활성화하는 단계(단계 1113)
    를 더 포함하는 방법.
  55. 제54항에 있어서, 상기 LES5 시나리오는,
    NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 하나 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 예비 탐색 영역을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향들을 따른 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역으로서 계산하는 것; 및
    연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향들을 따른 전력 기반의 거리 대역들, 모든 보고된 서빙 및 이웃 셀들의 서빙 및 이웃 영역들을 이용함으로써 상기 타이밍 기반의 예비 탐색 영역을 축소하는 것 ―최종 위치 추정은 최종 탐색 영역의 도심으로서 계산되고 상기 타이밍 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약됨―
    을 포함하는, 방법.
  56. 제44항에 있어서,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하는 단계;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하는 단계(단계 1109);
    적어도 하나의 형제 쌍이 존재한다고 결정하는 단계(단계 1111); 및
    하나 이상의 형제 쌍을 갖는 하나 이상의 서빙 및 이웃 셀들에 대해, 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES6)를 활성화하는 단계(단계 1112)
    를 더 포함하는 방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 LES6 시나리오는,
    NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 하나 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 예비 탐색 영역을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향들을 따른 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역으로서 계산하는 것;
    상기 서빙 셀 타이밍 기반의 탐색 영역을, 형제 쌍 상대 전력에 기초한 하나 이상의 형제 셀 타워로부터의 추정된 방위각 대역들의 최대 중첩 영역을 취함으로써 축소하는 것; 및
    연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향들을 따른 전력 기반의 거리 대역들, 모든 보고된 서빙 및 이웃 셀들의 서빙 및 이웃 영역들을 이용함으로써 상기 타이밍 및 형제 쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역을 더 축소하는 것 ―최종 위치 추정은 최종 탐색 영역의 도심으로서 계산되고 상기 타이밍 및 형제 쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약됨―
    을 포함하는, 방법.
  58. 제44항에 있어서, 위치 추정은 실시간으로 계산되는, 방법.
  59. 제44항에 있어서, 위치 추정은 특정 위치파악 서비스 영역(LSA; location service area) 내의 각각의 개별 서빙 또는 이웃 셀 또는 복수의 서빙 및/또는 이웃 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩되는, 방법.
  60. 소정 기간에 걸쳐 수집된 네트워크 측정 보고(NMR; network measurement report) 데이터를 이용하여 위치 추정 솔루션을 선택하도록 구성된 무선 위치파악 시스템(WLS; wireless location system)으로서,
    상기 NMR 데이터를 전처리하고;
    상기 전처리된 NMR 데이터로부터 유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하는지를 결정하며;
    상기 전처리된 NMR 데이터로부터 유효한 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하는지를 결정하고;
    적어도, 유효한 타이밍 및/또는 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하는지를 결정한 결과에 기초하여, 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오를 활성화하도록 구성된 시스템.
  61. 제60항에 있어서, 상기 시스템은,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하고;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하며;
    셀 식별자 정보만이 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES1)를 활성화(단계 1105)하도록 더 구성된 시스템.
  62. 제61항에 있어서, 상기 LES1 시나리오는,
    단일 서빙 셀 식별자만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 상기 서빙 셀의 서빙 지리적 영역의 도심으로서 계산하는 것;
    2개 이상의 서빙 셀 식별자가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 상기 보고된 서빙 셀들의 중첩하는 서빙 지리적 영역들의 가장 높은 수를 갖는 공통 영역의 도심으로서 계산하는 것;
    임의의 서빙 셀 정보없이 하나 이상의 이웃 셀 식별자가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 상기 보고된 이웃 셀들의 중첩하는 이웃 지리적 영역들의 가장 높은 수를 갖는 공통 영역의 도심으로서 계산하는 것; 및
    하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 하나 이상의 이웃 셀들이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 중첩하는 가장 높은 수의 셀들을 갖는 상기 보고된 서빙 셀들의 다양한 서빙 지리적 영역들의 공통 영역의 도심으로서 계산하는 것 ―상기 계산된 위치 추정은 추가의 보고된 이웃 셀들의 이웃 지리적 영역들의 최대 중첩의 도심의 방향 쪽으로 편향됨 ―
    을 포함하는, 시스템.
  63. 제60항에 있어서, 상기 시스템은,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하고;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하며;
    셀 식별자와 시간 정보만이 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES2)를 활성화(단계 1110)하도록 더 구성된 시스템.
  64. 제63항에 있어서, 상기 LES2 시나리오는,
    단일 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 NMR 데이터 수집 기간 동안에 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따라 및 상기 서빙 셀의 서빙 영역 내의 각도 방향을 따라 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역의 도심으로서 계산하는 것;
    2개 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따라 및 상기 보고된 서빙 셀들의 서빙 영역들 내의 각도 방향을 따라 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역의 도심으로서 계산하는 것 ―최종 위치 추정은 1차 서빙 셀 위치로부터 공통 영역의 도심의 방향을 따른 상기 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약됨―;
    유효한 타이밍 정보를 갖는 하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 임의의 타이밍 정보없이 하나 이상의 서빙 셀 식별자들도 역시 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 타이밍 정보 기반의 공통 영역의 도심으로서 계산하고 상기 추가의 보고된 서빙 셀들의 서빙 셀 지리적 영역들의 최대 중첩의 방향 쪽으로 더 편향시키는 것 ―최종 위치 추정은 상기 1차 서빙 셀 위치로부터 이전의 최상의 위치 추정의 방향을 따른 상기 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약됨― ; 및
    타이밍 정보를 갖는 하나 이상의 서빙 셀에 추가하여 임의의 전력 정보없이 하나 이상의 이웃 셀 식별자들이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 상기 타이밍 정보 기반의 공통 영역의 도심으로서 계산하고 상기 추가의 보고된 이웃 셀들의 이웃 지리적 영역들의 최대 중첩의 방향 쪽으로 더 편향시키는 것 ―최종 위치 추정은 상기 1차 서빙 셀 위치로부터 이전의 최상의 위치 추정의 방향을 따른 상기 1차 서빙 셀의 거리 범위 대역 내에 있도록 제약됨―
    을 포함하는, 시스템.
  65. 제60항에 있어서, 상기 시스템은,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하고;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하며;
    형제 쌍들이 존재하지 않는다고 결정하고(단계 1106);
    어떠한 형제 쌍들도 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자와 전력 정보만이 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES3)를 활성화(단계 1107)하도록 더 구성된 시스템.
  66. 제65항에 있어서, 상기 LES3 시나리오는,
    NMR 데이터 수집 기간 동안 하나 이상의 서빙 셀에 대한 전력 정보만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역들과 다양한 서빙 셀 서빙 영역들의 중첩의 최대수를 갖는 영역의 도심으로서 계산하는 것;
    NMR 데이터 수집 기간 동안 하나 이상의 이웃 셀에 대한 전력 정보만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 방향을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역들과 다양한 이웃 셀 이웃 영역들의 중첩의 최대수를 갖는 영역의 도심으로서 계산하는 것; 및
    NMR 데이터 수집 기간 동안 2개 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀에 대한 전력 정보가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향들을 따른 보고된 전력 기반의 범위 대역들과 다양한 서빙 및/또는 이웃 영역들의 공통 영역의 도심으로서 계산하는 것
    을 포함하는, 시스템.
  67. 제60항에 있어서, 상기 시스템은,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 셀들이 존재하지 않는다고 결정하고;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하며;
    적어도 하나의 형제 쌍이 존재한다고 결정하고(단계 1106);
    하나 이상의 형제 쌍을 갖는 2개 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해 셀 식별자와 전력 정보가 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES4)를 활성화(단계 1108)하도록 더 구성된 시스템.
  68. 제67항에 있어서, 상기 LES4 시나리오는,
    NMR 데이터에서 단 하나의 형제 쌍만이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 위치 추정을 상대 전력에 기초한 형제 셀 타워 위치로부터의 연관된 불확실성을 갖는 추정된 방위각 대역, 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향들을 따른 전력 기반의 거리 대역, 및 모든 보고된 셀들의 서빙 및/또는 이웃 영역들간의 공통 영역의 도심으로서 계산하는 것 ―최종 위치 추정은 형제 쌍 기반의 방위각 대역 내에 있도록 제약됨― ; 및
    NMR 데이터에서 2개 이상의 형제 쌍이 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 예비 탐색 영역을 그들의 상대 전력에 기초하여 각각의 형제쌍 타워 위치로부터 추정된 대응하는 방위각 대역들의 공통 영역으로서 계산하는 것
    을 포함하는, 시스템.
  69. 제68항에 있어서, 상기 예비 탐색 영역은, 상기 보고된 셀들의 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향들을 따른 전력 기반의 거리 대역들뿐만 아니라 서빙 및/또는 이웃 영역들의 최대 중첩 영역을 이용함으로써 더욱 축소되고, 최종 위치 추정은 상기 축소된 예비 탐색 영역의 도심으로서 계산되며 형제 쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약되는, 시스템.
  70. 제60항에 있어서, 상기 시스템은,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하고;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하며;
    형제 쌍들이 존재하지 않는다고 결정하고(단계 1111);
    어떠한 형제 쌍들도 없는 하나 이상의 서빙 및/또는 이웃 셀들에 대해, 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES5)를 활성화(단계 1113)하도록 더 구성된 시스템.
  71. 제70항에 있어서, 상기 LES5 시나리오는,
    NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 하나 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 예비 탐색 영역을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향들을 따른 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역으로서 계산하는 것; 및
    연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향들을 따른 전력 기반의 거리 대역들, 모든 보고된 서빙 및 이웃 셀들의 서빙 및 이웃 영역들을 이용함으로써 타이밍 기반의 예비 탐색 영역을 축소하는 것 ―최종 위치 추정은 최종 탐색 영역의 도심으로서 계산되고 상기 타이밍 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약됨―
    을 포함하는, 시스템.
  72. 제60항에 있어서, 상기 시스템은,
    유효한 타이밍 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하고;
    유효한 전력 측정치들을 갖는 적어도 하나의 셀이 존재한다고 결정하며(단계 1109);
    적어도 하나의 형제 쌍이 존재한다고 결정하고(단계 1111); 및
    하나 이상의 형제 쌍을 갖는 하나 이상의 서빙 및 이웃 셀들에 대해, 셀 식별자, 시간 및/또는 전력 정보가 이용가능할 때 위치 추정 솔루션을 선택하기 위한 시나리오(LES6)를 활성화(단계 1112)하도록 더 구성된 시스템.
  73. 제72항에 있어서, 상기 LES6 시나리오는,
    NMR 데이터 수집 기간에 걸쳐 하나 이상의 서빙 셀에 대한 타이밍 정보가 보고되는지를 결정하고, 만일 그렇다면 예비 탐색 영역을 연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 각도 방향들을 따른 다양한 서빙 셀 섹터의 타이밍 기반의 범위 대역들의 공통 영역으로서 계산하는 것;
    상기 서빙 셀 타이밍 기반의 탐색 영역을, 형제 쌍 상대 전력에 기초한 하나 이상의 형제 셀 타워로부터의 추정된 방위각 대역들의 최대 중첩 영역을 취함으로써 축소하는 것; 및
    연관된 범위 불확실성에 관한 반경 및 방위각 방향들을 따른 전력 기반의 거리 대역들, 모든 보고된 서빙 및 이웃 셀들의 서빙 및 이웃 영역들을 이용함으로써 상기 타이밍 및 형제 쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역을 더 축소하는 것 ―최종 위치 추정은 최종 탐색 영역의 도심으로서 계산되고 상기 타이밍 및 형제 쌍 상대 전력 기반의 예비 탐색 영역 내에 있도록 제약됨―
    을 포함하는, 시스템.
  74. 제60항에 있어서, 위치 추정은 실시간으로 계산되는, 시스템.
  75. 제60항에 있어서, 위치 추정은 특정 위치파악 서비스 영역(LSA; location service area) 내의 각각의 개별 서빙 또는 이웃 셀 또는 복수의 서빙 및/또는 이웃 셀 조합에 대한 오프라인으로 생성되고 유지된 미리설정된 위치 맵핑 테이블 데이터베이스로부터 로딩되는, 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026792A1 (ko) * 2015-08-13 2017-02-16 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 단말의 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법
KR20200073738A (ko) * 2018-12-14 2020-06-24 한국과학기술원 비콘 신호에 기반한 IoT 기기 위치 추정 방법 및 장치

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10051409B2 (en) * 2015-01-27 2018-08-14 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Positioning systems and methods for determining the location of a mobile communication device
US9693194B2 (en) * 2015-09-14 2017-06-27 Cisco Technology, Inc. Determining location via wireless access points
EP3171194B1 (en) * 2015-11-19 2021-01-13 u-blox AG Calculating a ranging measurement in a cellular communications network
WO2017188894A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Certis Cisco Security Pte. Ltd. A geolocating system for a mobile device
US10211530B2 (en) 2016-07-01 2019-02-19 Gogo Llc Dynamic effective radiated power (ERP) adjustment
CN107064984B (zh) * 2017-05-18 2019-05-21 南京中孚信息技术有限公司 一种基于手机信号方向和强弱的手机定位算法
CN109428657B (zh) * 2017-08-29 2021-08-13 中国移动通信集团吉林有限公司 一种定位方法及装置
CN107734448A (zh) * 2017-11-06 2018-02-23 李雨航 一种终端定位方法及装置
DE102018209258A1 (de) 2018-06-11 2019-12-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und anordnung zum bestimmen eines aufenthalsbereichs einer funkvorrichtung, und fahrzeug mit einer solchen anordnung
CN113259984B (zh) * 2020-02-12 2023-04-07 维沃移动通信有限公司 一种波束报告方法、网络节点及终端
CN112203284B (zh) * 2020-09-07 2023-10-17 北京遥感设备研究所 终端位置自适应的多小区联合资源分配方法、装置和系统
CN112444778A (zh) * 2020-11-18 2021-03-05 安徽理工大学 一种基于dbscan的参考点加权三边质心定位方法
US11617059B1 (en) 2021-05-28 2023-03-28 T-Mobile Usa, Inc. Mobile device geographic location determination for emergency services
US11606732B1 (en) 2021-09-08 2023-03-14 T-Mobile Usa, Inc. Coverage improvement for 5G new radio wireless communication network, such as for over-shooting cells
US11800382B1 (en) 2021-09-08 2023-10-24 T-Mobile Usa, Inc. Coverage improvement for 5G new radio wireless communication network
CN114095865B (zh) * 2021-11-11 2024-02-27 北京红山信息科技研究院有限公司 一种测量报告的定位方法、装置、计算机设备及存储介质
US20230164593A1 (en) * 2021-11-22 2023-05-25 T-Mobile Usa, Inc. Methods and systems for determining a wireless service outage
WO2024065768A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 Shenzhen Tcl New Technology Co., Ltd. Methods and apparatuses for ai/ml model selection and nlos identification for nr positioning estimation enhancement

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6950664B2 (en) * 2002-01-24 2005-09-27 Lucent Technologies Inc. Geolocation using enhanced timing advance techniques
US6978124B2 (en) * 2002-12-11 2005-12-20 Motorola, Inc. Method and mobile station for autonomously determining an angle of arrival (AOA) estimation
WO2005057954A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-23 Qualcomm Incorporated Estimating a position of a wireless mobile device with respect to one or more base station
US8311018B2 (en) * 2007-02-05 2012-11-13 Andrew Llc System and method for optimizing location estimate of mobile unit
JP5233606B2 (ja) * 2008-11-19 2013-07-10 富士通株式会社 絶対移動経路算出装置及び方法、並びにプログラム
US8213957B2 (en) * 2009-04-22 2012-07-03 Trueposition, Inc. Network autonomous wireless location system
US8442538B2 (en) * 2009-12-29 2013-05-14 Trueposition, Inc. Cooperating receiver selection for UMTS wireless location
US8315647B2 (en) * 2010-12-28 2012-11-20 Trueposition, Inc. Time and power based wireless location detection system
US8526968B2 (en) * 2011-02-14 2013-09-03 Andrew Llc System and method for mobile location by dynamic clustering

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017026792A1 (ko) * 2015-08-13 2017-02-16 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 단말의 위치를 추정하기 위한 장치 및 방법
KR20200073738A (ko) * 2018-12-14 2020-06-24 한국과학기술원 비콘 신호에 기반한 IoT 기기 위치 추정 방법 및 장치

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