KR20150130989A - 위치 추정에서 멀티패스 효과를 방지하기 위해 송신 다양화를 제공하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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앤드류 센도나리스
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넥스트나브, 엘엘씨
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Abstract

서로 하나 이상의 공동 측징을 공유하는 둘 이상의 송신기 세트를 사용하여 수신기의 위치를 추정하기 위한 시스템 및 방법이 설명된다. 특징들은 또한 동일-위치 송신기 세트 내 다른 송신기로부터 각각 동시에 전송된 신호들을 사용하여 수신기의 위치를 추정함과 관련될 수 있다.

Description

위치 추정에서 멀티패스 효과를 방지하기 위해 송신 다양화를 제공하는 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS PROVIDING TRANSMIT DIVERSITY TO COMBAT MULTIPATH EFFECTS IN POSITION ESTIMATION}
다양한 실시 예가 무선 통신, 특히, 서로 하나 또는 둘 이상의 공통 특징을 공유하는 둘 이상의 송신기 세트를 사용하여 수신기의 위치를 추정하기 위해 네트워크, 장치, 방법 및 컴퓨터-판독 가능 미디어에 대한 것이다.
합당한 정도의 정확도로 지역 내 사람 및 사물의 위치(또는 "로케이션")를 추정하는 것이 바람직하다. 위치에대한 정확한 추정은 긴급 응답 시간을 줄이고, 사업장 위치를 추적하며, 그리고 고객을 인근 사업장으로 연결하도록 사용될 수 있다. 다양한 기술이 사용되어 삼변 측량을 포함하여 대상물의 위치를 추정하도록 사용되며, 이 같은 측량은 대상물의 로케이션에서 수신된 각기 다른 신호에 의해 이동된 거리를 사용하여 대상물의 로케이션을 추정하기 위해 기하학을 사용하여는 프로세스이며, 이때 상기 신호는 지리적으로 분산된 송신기로부터 송신된다.
도시의 많은 지상 포지셔닝 시스템에서, 송신기로부터 수신기로의 가시선(LOS) 신호 경로는 빌딩 등에 의해 차단되며, 송신기로부터 수신기로 신호가 이동되는 반사 경로만을 남긴다. 이는 수신기 위치의 부정확한 추정을 발생시키며, 이는 특히 반사된 경로가 LOS 경로에서 수백 미터 이상 떨어져 있는 때 더욱 그허하다. 더욱 문제가 되는 것은, 정부 기관, 상업 기관, 또는 고객 요구에 의해 정해진 엄격한 시간 내에 수신기의 로케이션을 결정하기 위해, 처리시간이 최소로 유지되어야 한다는 것이다. 따라서, 개선된 위치 추정 기술이 있다.
본 발명의 실시 예는 수신기의 위치를 추정하기 위한 네트워크, 장치, 방법, 그리고 컴퓨터-판독 가능 미디어에 대한 것이다. 이 같은 네트워크, 장치, 방법 그리고 컴퓨터-판독 가능 미디어는 두 개의 동일 위치 송신기들로부터의 레인징 신호(ranging signals)를 수신하고, 두 개의 레인징 신호들로부터 추출된 정보와 두 개의 동일 위치 송신기의 로케이션에 대응하는 정보간의 관계에 기초하여 상기 수신기의 위치를 추정한다.
도 1은 일반적인 지상파 포지셔닝 시스템의 특징을 도시한 도면.
도 2는 동일 위치 송신기들의 세트를 갖는 시스템의 특징을 도시한 도면.
도 3은 동일 위치 송신기 세트의 특징을 도시한 도면.
도 4A는 동일 위치 송신기에 의해 송신된 신호들로부터 추출된 정보를 사용하여 수신기의 위치를 추정하기 위한 프로세스를 도시한 도면.
도 4B는 동일 위치 송신기에 의해 송신된 신호들로부터 추출된 도달 시간(time-of-arrival) 데이터를 사용하여 수신기에 대한 위치 추정을 계산하기 위한 프로세스를 도시한 도면.
도 5는 송신기 시스템의 특징을 도시한 도면.
도 6은 수신기 시스템의 특징을 도시한 도면.
본원 명세서에서 사용된 용어는 당업자가 이해할 수 있는 가장 포괄적인 의미로 이해된다. 설명적 목적으로, 일부 용어의 예가 하기에서 제공된다. 이들 예는 다른 실시 예에서도 관련될 수 있다.
용어 "가시선(line-of-sight)" 또는 "LOS"는 본원 명세서에서 공간에서 어느 두 점(예를 들면, 송신기와 수신기 또는 수신기 위치의 추정치) 사이 가장 짧은 거리를 나타내는 것이다. 이들 용어는 자주 송신기와 수신기 사이 직선 신호 경로를 따라 이동한 후 수신기에 도달하는 신호를 나타내도록 사용되며, 송신기와 수신기 사이 어떠한 간섭 장애물도 없는 것으로 가정한다. 이와 유사하게, 용어 "멀티 경로" 또는 "MF"는 가장 짧은 거리 이외의 다른 거리를 나타내도록 사용된다. 이들 용어들은 일반적으로 송신기와 수신기 사이에 배치된 물체들 주변을 이동한 후에 수신기에 도달하는 신호를 표시하도록 사용된다. 신호가 이동하는 때, 그와 같은 신호는 송신기와 수신기 사이의 "경로" 또는 "신호 경로"를 따라 이동한다. 이 같은 경로는 하나 이상의 세그먼트를 포함하며, 각 세그먼트는 일반적으로 두 물체 사이의 LOS 경로이다. 예를 들면, 수신기로 가는 도중 물체로부터 반사된 멀티패스 신호는 송신기와 빌딩 사이 적어도 하나의 제1 세그먼트, 두 빌딩 사이의 또 다른 세그먼트, 그리고 빌딩과 수신기 사이의 마지막 세그먼트를 포함한다.
송신기로부터의 신호 전송 시간 그리고 신호의 수신 시간이 알려져 있다면, 그러면 광속에 의해 곱셈된 이들 시간들 사이 차이가 그 같은 신호에 의해 이동된 거리의 추정치를 제공할 것이다.
용어 "레인지(ranage)" 그리고 "거리"는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용될 수 있다. 그러나, 어떤 경우에서는, "레인지(range)"는 송신기와 수신기 사이의 유클리드(Euclidean) 거리를 말하는 것이다. 물론, 신호의 멀티패스 이동으로 인하여, 수신기는 신호의 측정된 이동 시간을 사용하여 송신기까지의 추정된 거리를 결정할 수 있을 뿐이며, 수신기는 멀티패스 신호로부터 추출된 데이터를 사용하여 송신기로의 진정한 거리를 결정할 수 없다.
대부분의 경우, 두 신호가 동일한 거리로부터 발생 될 수 있으며 나중에 수신기에 의해 수신될 수 있고, 짧은 경로를 따라 이동한 제1 신호에 해당하는 전송 및 수신 시간은 긴 경로를 따라 이동한 제2 신호의 전송 및 수신 시간에 해당하는 제2 레인지 측정보다 진정한 레인지에 더욱 가까운 제1 레인지 측정을 발생시킨다.
용어 "의사 레인지(pseudorange)'는 레인지의 측정을 포함하며, 수신기 클록에서의 에러로 인해, (일반적으로 알려지지 않은) 바이어스가 있다. 일반적으로, 이 같은 바이어스(bias)는 모든 수신된 신호와 관련하여 존재하며(즉, 공동 모드), 따라서 자주 충분한 신호들이 수신된다면 추정될 수 있다. 또한 예를 들면 송신기 회로에서의 온도 효과로 인해 송신기로부터의 전송 시간의 작은 에러와 같은 다른 종류의 바이어스가 존재한다. 이 같은 의사 레인지는 거리 유닛 또는 시간 유닛으로 측정될 수 있으며, 이는 이들 두 유닛이 광속에 의해 관련되기 때문이다.
본 발명의 명세서에서, "도달 시간(time-of-arrival)"이라 함은 수신기에 도달하는 신호의 시간(로컬 시계에서 읽혀지는)을 나타낼 수 있다. 또한 신호 도달 시간의 측정은 신호의 각기 다른 특징과 관련하여 실행될 수 있다. 예를 들면, 이같은 측정은 전연(leading edge) 측정(예를 들면, 임계값을 크로스하는 제1시간), 신호 크로스-상관관계 피크의 로케이션, 멀티플 신호 피크의 로케이션 평균일 수 있다. 본원 명세서는 도달 시간을 측정하는 특정 방법에 의존하지 않는다. 각기 다른 신호가 동시에 전송되는 때, 그와 같은 신호들의 도달 시간 사이 차이는 이동 시간에서의 차이에 해당하며, 따라서 신호 각각에 의해 이동된 거리의 차이에 해당한다. 이와 유사하게, 각기 다른 신호가 동시에 수신되는 때, 이들 신호들의 전송 시간 사이의 차이는 일차적으로 이동 시간의 차이에 해당하며, 따라서 신호 각각에 의해 이동된 거리의 차아에 해당한다. 전송되고 수신된 신호의 왜곡은, 송신기와 수신기 불완전함뿐 아니라 멀티패스 영향 때문이며, 수신기에서 도달 시간 측정의 작은 에러를 만들도록 한다. 이것이 상기 설명된 차이가 단지 거리 또는 이동 시간에서의 차이 때문만이 아닌 이유이다. 용어 "삼변 측량"이라 함은 다양한 송신기에 대한 레인징 결과(예를 들면, 신호에 해당하는 레인지 추정/측정)가 조합되어서 수신기 로케이션을 추정하도록 하는 처리를 포함한다. 삼변 측량은 일반적으로 송신기 각각으로부터의 레인징 결과에 가중치를 할당함을 포함한다. 이들은 또한 멀티패스 효과, 바이어스, 송신기 로케이션, 또는 다른 에러들을 처리하기 위해 각 송신기로부터의 레인징 결과로 가해지는 개별적인 조정일 수 있기도 하다. 삼변 측량 중에, 한 세트의 후보 로케이션이 고려되며, 데이터에 가장 잘 맞는 한 로케이션이 선택된다. 후보 로케이션 각각은 보통 동, 북 및 Up (ENU) 좌표 시스템에서 폼(x,y,z)의 트리플릿이다. 개별적인 후보 위치와 관련하여 적용된 방법은 다수의 후보 위치에 적용될 수 있다. 일례로써, 삼변 측량을 위한 한 알고리즘은 다음과 같이 적용될 수 있다:
F(x, y, z, tb) = min　{sum (wk * |pk - rk(x,y,z) - tb|p)},
여기서 wk 는 kth 송신기 가중(weight), pk 는 kth 송신기의 의사 레인지, rk (x,y,z) 는 kth 송신기에 대한 후보 로케이션(x,y,z), tb 는 시간 바이어스(거리 유닛으로 표현된), p 는 에러를 일으킨 파워(p 는 문헌에서는 대개 2이고; 실시 예에서, p 는 1인데, 멀티패스의 준재에서 우수한 성능 때문이다), 그리고 z는 수신기 높이이다.
배경
도 1은 지상파 송신기(111, 113, 115, 및 117)를 포함하는 일반적인 그라운드-기반 위치 시스템(100)을 도시하는 것이며, 각각은 다양한 환경 물체(190) 내에 위치한다. 이 같은 시스템은 도시 또는 실내 환경 내에 다양한 도전을 받는다. 한 가지 특별한 도전은 수신기(120)에 의해 수신된 신호에 대한 "멀티패스" 효과와 관련된다. 이상적으로 송신기에 의해 전송된 신호는 수신기와 그와같은 송신기를 분리시키는 가장 짧은 거리 이동한다. 이 같은 신호는 신호(133)로 도시되며, "가시선(line-of-sight)" 신호로 언급된다. 그러나 도시 환경에서, 많은 신호가 수신기에 도달하기 전에 다수의 물체에 의해 반사되며, 회절되고, 분산된다. 이들 신호들은 신호(131, 135)로 도시되며, 이들이 차이 반사에 해당하는 다중 세그먼트를 따라 이동한 뒤에 수신기에 도달하기 때문에 "멀티 경로" 신호로 언급된다. 도면에서, 신호(137)는 수신기(120)에 결코 도달되지 않는 차단된 신호를 나타낸다. 도 1 및 도 2에서 다양한 LOS 및 멀티패스 신호가 도시되며 설명 목적으로만 도시된다. 많은 다른 멀티패스 신호 경로가 이와 같은 환경에서 존재하며 도시된 경로는 실재 환경에서 가장 우세한 것이 아닐 수 있다.
송신기와 수신기 사이 한 신호에 대한 이동시간의 측정은 신호가 이동된 거리에 대한 측정으로 사용되며, 그러나 이와 같은 거리는 신호가 멀티패스 신호인 때 송신기와 수신기 사이의 가장 짧은 거리(또는 "레인지")에 대한 항상 정확한 측정은 아닐 수 있다. 이를 설명하기 위해, 도 1은 신호(131)에 의해 이동된 경로 거리보다 짧은 LOS 거리(141)를 도시한다. 불행하게도, 상기 멀티패스 신호(131)는 송신기와 수신기 사이의 거리에 대하여 정확하지 않은 측정을 발생시키며, 이는 삼변 측량 처리 중에 사용된다면 수신기의 추정된 위치에 대한 정밀도에 영향을 미칠 것이다. 밀집된 도시 협곡 또는 깊은 실내 로케이션과 같은 극단적인 상황에서, 이 같은 신호는 송신기와 수신기 사이의 물체들에 의해 완전히 감쇄되며, 수신된 신호 지연 프로파일만을 조사함에 의해서는 정확한 LOS 거리 측정을 불가능하게 한다. 어떤 경우에서는, 멀티패스 효과로 인한 반사된 경로가 LOS 거리보다 수백 미터가 길 수 있다.
LOS 경로와 멀티패스 경로 모두를 이동하는 신호의 경우 추가의 문제가 있게 되며, 수신기가 가장 일찍 도달하는 LOS 신호를 검색하고 그와 같은 신호와 관련된 전송 시간을 추정하는 것을 더욱 어렵게한다. 이는 직접 레인지 측정 에러를 발생시킨다. 결과적으로, 계산된 삼변 측량 위치 찾기 솔루션이 마찬가지로 에러를 발생시킨다.
수신기가 정해진 송신기로부터 LOS 및 멀티패스 신호 모두의 조합을 수신하는 때, 수신기는 LOS 신호 컴포넌트를 추출할 수 있으며, 이 경우 상기 신호는 위치 로케이션의 관점에서 LOS 신호로 간주될 수 있다. 선택적으로, 멀티패스 컴포넌트의 존재가 너무 우세해서 도달 시간 측정을 변경하도록 하는 때, 상기 신호는 멀티패스 신호로 간주될 수 있다.
멀티패스 관련 문제는 여러 레벨로 해소될 수 있다. 예를 들면, 송신기가 LOS 신호 수신의 개연성을 증가시키기 위해 더욱 높은 고도에 유치할 수 있다. 선택적으로, 슈퍼-해상도 삼변 측량 또는 다른 알고리즘이 수정되어서 LOS 신호를 보는 개연성을 증가시키거나 멀티패스 신호들을 더욱 잘 처리할 수 있다. 그러나, 알고리즘의 개선은 이와 같은 문제를 충분히 처리할 수 없으며, 더욱 높은 고도 송신기의 배치는 가능하지 않을 수 있다.
이들 중 한 가지 솔루션 그리고 다른 문제가 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
동일 위치 송신기(Co-Located Transmitters)
상기 설명된 문제를 해결하기 위해, 둘 또는 그 이상의 "동일 위치(co-located)" 송신기 세트가 도 2에서 시스템(200)으로 도시되는 다양한 로케이션에서 설치될 수 있다. 일정 실시 예에서, 이들 로케이션은 도 1에서 도시된 송신기에서와 같은 로케이션일 수 있다.
"동일-위치" 송신기 세트 각각은 상대적으로 짧은 거리-예를 들면, 일정 실시 예에서 5 미터 이내, 일정 실시 예에서는 100미터 이내로 분리된 둘 또는 그 이상의 송신기로 구성되며, 다른 실시 예에서 레인징 신호를 위해 반송파 주파수 파장 λ의 다수 배(예를 들면, λ 15배)가 사용된다. 일정 실시 예에서, 동일 위치 송신기를 분리시키는 거리는 동일 위치 송신기 각 세트를 분리시키는 거리의 함수 일 수 있다. 예를 들면, 두 동일 위치 송신기 사이의 최대 거리는 두 세트의 동일 위치 송신기 사이 가장 짧은 거리 일부일 수 있다(예를 들면 1/10 이하). 동일 위치 송신기는 동일-위치 송신기 각각에 의해 전송된 신호로부터 추출된 식별기를 사용하여 식별될 수 있다.
동일-위치 송신기는 각기 다른 플랫폼의 일부를 형성하거나(예를 들면, 각각이 각기 다른 베이스 스테이션의 일부를 형성), 동일-위치 송신기 모두가 다수의 동일-위치 송신기를 지원할 수 있는 단일 플랫폼의 일부를 형성할 수 있다(예를 들면, 각각이 동일한 베이스 스테이션의 일부를 형성한다). 한 실시 예에서, 상기 동일-위치 송신기는 하나 또는 둘 이상의 공통 멀티플렉싱 파라미터(예를 들면, 타임 슬롯, 의사 랜덤, 시퀀스, 또는 주파수 오프셋)를 사용할 수 있다. 다른 실시 예에서, 각기 다른 멀티플렉싱 파라미터는 동일-위치 송신기를 위해 사용될 수 있다. TDMA-기반 시스템에서, 동일-위치 송신기가 동일한 타임 슬롯을 공유하여 수신기 클록 바이어스로 인한 어떠한 정렬 불일치도 제거하도록 하는 것이 바람직하다. 즉, 이들이 같은 타임 슬롯을 공유한다면, 이는 수신기가 동일-위치 송신기로부터의 신호를 정렬하고 처리하는 것을 더욱 용이하게 한다. 이 같은 경우, 이 경우, 시스템에서 사용 가능한 신호 크기를 사용하여 가능한 많은 시간 슬롯을 공유하는 동일-위치 송신기들 사이의 상호 상관을 감소시키는 것이 필요할 수 있다. 한 가지 접근법은 각 송신기로 상이한 PRN 코드와 상이한 주파수 오프셋들을 할당 하는 것이다.
동일-위치 송신기로부터의 신호는 전송되고, 수신기에 도달한 후에 그와 같은 신호로부터 추출딘 정보가 사용되어 어느 한 신호 또는 두 신호 모두가 LOS 신호인지 멀티패스(MP) 신호인지를 검출하도록 한다. LOS 신호는 삼각 측량 처리 동안 MP 신호보다 더욱 가중될 수 있다. 아니면, MP 신호가 삼변 측량 계산으로부터 제거될 수 있다. 일정 실시 예에서, 동일-위치 송신기에 해당하는 MP 신호 경로의 길이가 추정되며, 그 같은 길이가 다음에 또 다른 동일-위치 송신기에 의해 전송된 신호에 해당하는 더욱 짧은 추정된 길이에 기초하여 수정될 수 있다(예를 들면, 줄어들 수 있다). 상기 수정된 길이는 삼변 측량 계산 중에 사용되며, 따라서 처리 성과를 개선한다.
도 2에서 도시한 바와 같이, 시스템(200)은 동일-위치 송신기(211a, 211b); 동일-위치 송신기(213a, 213b); 동일-위치 송신기(215a, 215b); 그리고 동일-위치 송신기(217a, 217b)를 포함하여 동일-위치 송신기 세트를 포함한다. 각 세트는 두 송신기를 포함하여 도시된다. 그러나 여러 개의 송신기가 한 세트에 포함될 수 있기도하다. 송신기 각각은 신호 경로를 따라 이동하는 신호를 전송한다. 신호는 다음 신호를 포함한다: 신호(231a, 231b; 233a, 233b; 235a, 235b; 그리고 237a, 237b). 설명 목적을 위해, 일정 신호는 수신기(120)에 도달하기 전에 가시선 경로(LOS)를 따라 이동하며, 신호(233a, 233b 그리고 235b)룰 포함한다. 다른 신호는 수신기(120)에 도달하기 전에 멀티경로 신호 경로를 따라 이동하며, 신호(231a, 231b, 235a 그리고 237b)를 포함한다. 여전히, 신호(237a)를 포함하는 다른 신호들은 수신기(120)에 도달하지 않는다.
설명의 목적을 위해, 도 2는 수신기(120)의 추정된 위치(221)의 로케이션을 더욱 도시한다. 이 같은 추정된 위치(221)는 수신기(120)의 실재 위치에서 동일-위치 송신기 세트 각각으로부터 수신된 각기 다른 레인징 신호에 해당하는 레인지 측정에 기초한다. 도시된 바와 같이, 상기 추정된 위치(221) 그리고 수신기(120)의 상기 실재 위치는 중첩되지 않으며, 이는 상기 추정된 위치(221)가 LOS 신호 대신 멀티패스 신호에 기초하는 때 자주 있는 일이다.
도 2는 동일-위치 송신기를 사용하는 것이 다양한 장점을 가짐을 도시한다. 일정 실시 예에서, 단지 하나의 멀티패스 신호가 다른 동일-위치 송신기로부터 수신되는 때 (예를 들면, 송신기(215b)로부터의 신호(235b)를 송신기(215a)로부터의 신호(235a)와 비교) LOS 신호는 동일-위치 송신기 중 하나로부터 수신될 수있다.
일정 실시 예에서, 어떠한 신호도 다른 동일-위치 송신기로부터 수신되지 않는 때 (예를 들면, 송신기(217a)로부터의 신호(237b)를 송신기(217a)로부터의 신호(237a)와 비교) 한 신호가 동일-위치 송신기 중 하나로부터 수신될 수 있다.
다른 실시 예에서, 두 개 또는 그 이상의 멀티패스 신호들이 동일-위치 송신기로부터 수신될 수 있다(예를 들면, 송신기(211a)로부터의 신호(231a), 그리고 송신기(2111b)로부터의 신호). 이 같은 신호들은 각기 다른 거리의 각기 다른 경로를 따라 개별적으로 이동할 수 있다. 일정 경우, 이들 거리의 차이는 심각하며, 멀티패스 신호 중 하나에 기초한 레인지 측정을 사용하고 다른 멀티패스 신호에 기초한 레인지 측정을 사용하지 않는 것이 결국 두 레인지 측정 모두를 사용하는 것과 비유하여 더욱 정밀한 위치 추정치를 발생시키도록 한다. 따라서, 다수의 동일-위치 송신기로부터의 다중 신호를 수신함에 의해, 수신기(120)는 신호들로부터 추출된 어느 정보가 더욱 정확한 것인가를 결정할 수 있다.
일정 실시 예에서, 하기에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 제1동일-위치 송신기로부터 수신된 신호에 해당하는 도달 시간 또는 레인지 측정이 또 다른 신호를 송신하였던 또 다른 동일-위치 송신기 위치와 관련하여 이 같은 제1 송신기의 위치에 기초하여 가중되거나 조정될 수 있다 (예를 들면, 삼변 측량 처리 중에 사용하기 위해). 한 실시 예에서, 이 같은 가중 또는 조정은 상기 신호들에 의해 이동된 거리를 수신기의 가정된 위치와 상기 동일-위치 송신기의 위치 사이의 가시선 거리로 관련시킴에 의해 결정될 수 있다. 예를 들면, 특정 가정된 수신기 위치 그리고 알려진 송신기 위치에 대하여, 두 동일-위치 송신기로부터의 상기 LOS 거리는 각각 50 미터 그리고 100 미터인것으로 계산될 수 있다. 이 같은 예에서, 나중 송신기의 LOS 거리의 추가 50 미터는 수신된 신호 중 한 신호의 경로 거리 조정을 위해 사용될 수 있다. 물론, 이 같은 조정이 에러일 수 있고, 특히 과중된 멀티패스 환경에서 더욱 그러하다. 유사한 가중 또는 조정이 서로 유사하게 근접한 다른 동일-위치 송신기로부터의 신호에 해당하는 다른 도달 시간에 대하여 가해질 수 있다.
그러나, 수신기의 가정된 위치와 관련하여 송신기의 위치에 기초하여 가중 또는 조정을 결정하는 한 가지 결과는 각기 달리 가정된 수신기 위치가 일반적으로 각각 가정된 수신기 위치에 해당하는 각기 다른 가시선 거리에 기초하여 각기 다른 가중 또는 조정을 필요로 하며, 따라서 더욱 계산상의 복잡함을 일으킨다는 것이다. 이는 가시선 거리를 고려하지 않음으로써 피해질 수 있으며, 멀티패스 유발 지연을 평가함에 있어 약간의 추가 오류가 발생될 수 있다. 예를 들면, 상기 가중 또는 조정은 신호에 의해 이동된 거리를 두 송신기를 분리시키는 거리와 관련시키거나, 이들이 동일한 위치로부터 전송되었다면 신호들에 의해 이동된 거리들을 서로에 대하여 단순히 관련시킴에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 자연적인 복잡한 문제는 비용으로 처리될 수 있을 뿐이었다. 본원 명세서에서 설명된 설명 및 방법론은 이들 접근 방법 각각에 적용된다.
도 3은 Tx1과 Est. Rx 사이의 LOS 거리(d1), 그리고 Tx2와 Est. Rx 사이의 LOS 거리(d2)를 도시한다. 이들 LOS 거리는 Est. Rx의 위치 좌표(예를 들면, 위도, 경도, 고도)와 Tx1과 Tx2의 위치 좌표 사이 거리를 계산함으로써 결정되며, 상기 위치 좌표가 정확하게 알려져 있음을 가정한다. 이 같은 결정은 추정된 위치 Est. Rx가 각기 다른 지리적 위치에 있는 송신기로부터의 멀티패스 신호에 해당하는 레인지 측정에 기초하기 쉬우므로, 수신기의 실재 위치 Rx가 알려지지 않은 때 수신기의 실제 위치 Rx와 관련하여서 적절할 뿐이다(도 2에서 도시된 바와 같이).
도 3이 추정된 위치(221)와 송신기(211a, 2111b) 사이의 LOS 거리를 도시하며, LOS 거리는 도 2에서 다른 세트의 동일-위치 송신기에 대하여 유사하게 결정될 수 있다. 다음 설명은 다른 세트의 동일-위치 송신기에 해당하는 LOS 거리와 측정된 레인지에 유사하게 적용 된다.
도 3은 물체(190)로부터 반사된 후 송신기(211a)로부터 수신기(120)로 신호(예를 들면, 신호(231a))에 의해 이동된 경로 거리에 해당하는 멀티경로("MP") 거리(d1MP) 그리고 물체(190)로부터 반사된 후 송신기(211b)로부터 수신기(120)로 신호(예를 들면, 신호(23b))에 의해 이동된 경로 거리에 해당하는 MP 거리(d2MP)를 도시한다. 일정 경우에, d1 은 d2보다 짧을 수 있으나, d1MP 는 d2MP 보다 길 수 있다. 송신기마다 개별 측정의 관계는 멀티패스 신호를 검출하고 방해을 맵핑하는 것을 도울 수 있다.
경로 거리는 일반적으로 한 신호가 송신기로부터 전송된 시간으로부터 동 신호가 수신기에 도달한 시간까지 결정된다. 따라서, LOS 거리와는 달리, 상기 경로 거리는 수신기 위치의 정확한 지식 없이도 -예를 들면, 수신기에서 정확한 클록 판독이 가능한 때, 정확하게 결정될 수 있다. 그러나 많은 경우에, 수신기에서의 클록 세팅은 부분적으로 수신기의 위치에 대한 지식에 기초한다. 따라서, 일반적으로 경로 거리는 근사치일 뿐이다. 그러나 두 경로 거리 사이의 차이는 수신기 클록 세팅이 두 측정 모두에 공통이기 때문에 더욱 정확할 수 있다.
송신기(211a-b)와 같은 동일-위치 송신기 쌍의 경우, LOS 거리 d1과 d2 (이하 ΔLOS) 사이의 차이가 계산되며, 다음에 수신된 레인징 신호(이하 ΔRANGE)와 관련된 경로 거리들 사이 계산된 차이와 비교되고, 상기 레인징 신호로는 LOS 신호 및/또는 MP 신호(예를 들면, d1MP 및 d2MP)를 포함한다. 선택적으로, ΔLOS 가 상대적으로 작으므로(예를 들면, 최대 동일-위치 송신기들 사의 거리 D), ΔLOS 값은 제로(0)로 세트될 수 있다. 물론, 거리들이 사용될 필요는 없다. 대신에, 이동 시간, 도달 시간, 전송 시간, 및/또는 다른 정보가 사용될 수 있다. ΔRANGE 를 계산하는 것은 시간 바이어스(time bias)를 제거할 수 있다.
일단 계산되면, ΔRANGE가 사용되어서 그 값이 두 LOS 신호, 한 LOS 신호와 하나 이상의 MP 신호, 또는 모두 MP 신호 중 어느 것으로부터 더욱 기인하는 것인지를 확인하도록 한다. 수신기의 정해진 후보 위치 추정치에 대한 한 실시 예에서, 수신기는 그와 같은 후보 위치 추정치를 위해 ΔLOS을 계산할 수 있다(예를 들면, 동일-위치 송신기 각각의 위치 좌표, 그리고 후보 위치 추정치의 위치 좌표에 기초하여).
ΔLOS의 값이 다음에 ΔRANGE의 값과 비교되어 측정된 값이 서로로부터 얼마나 유사한가 또는 유사하지 않은가를 결정하도록 한다.
일정 경우, 수신기에 의해 수신된 레인징 결과로부터 관찰된 값, ΔRANGE가 임계 마진(예를 들면, ΔLOS, 사전에 정해진 유닛 수, 또는 거리 D)보다 크면, 그러면 레인징 결과 중 하나 이상이 MP 신호로부터 기인하였음이 결론지어지며, 그리고 가중 또는 조정이 MP 신호에 가해질 수 있다. MP 레인징 결과의 제거가 또한 가능하다. ΔRANGE와 ΔLOS사이 관계로부터 멀티패스 신호의 추가 길이를 어느정도 추정하는 것이 가능하기도 하다.
선택적인 실시가 위치 추정치를 결정하기 위해 동일-위치 송신기를 사용하기 위한 다른 방법과 관련하여 하기에서 더욱 상세히 설명된다.
위치 추정치를 결정하기 위해 동일-위치 송신기를 사용하는 방법(Methodologies Using Co-Located Transmitters to Determine Position Estimate)
다양한 특징이 다른 실시 예를 형성하기 위해 결합될 수 있으며, 삼변 측량 알고리즘이 여러가지 방법으로 영햐을 받을 수 있다. 예를 들면, ΔRANGE와 ΔLOS의 관계가 다양한 방법으로 사용될 수 있으며, 다음을 포함한다: 두 크기의 비 및/또는 차이를 다양한 기능을 수행하기 위한 임계값과 비교하고; 특정 송신기에 해당하는 레인지 측정의 선택; 레인지 측정에 가해진 가중의 결정; 또는 시간 바이어스의 결정. 또 다른 예로서, 각 후보 위치에서 ΔRANGE와 ΔLOS사이 관계가 사용되어 삼변 측량에서 사용된 각기 다른 메트릭스를 계산하도록 하며, 레인지 측정에 가해진 가중, 레인지 측정에 가해진 바이어스, 또는 사용된 레인지 측정의 선택을 포함한다.
선택적으로, ΔLOS 는 제로(0)와 같은 것으로 가정될 수 있으며, 또는 전송기들 사이 거리는 후보 수신기 위치 ΔRANGE각각에 대하여 ΔLOS을 계산하여야 함을 피하도록 발생된다. 다음에 수신된 신호들 사이 ΔRANGE 또는 다른 관계가 사용되어서, 삼변 측량 계산 중에 레인지 측정에 적용될 수 있는 가중 및 조정을 선택하도록 한다. 선택적으로, 수신기 위치의 초기 추정치-예를 들면, (x0,y0,z0)―가 결정되며, 그리고 다음에 특정 후보 위치 또는 모든 후보 위치를 위해 사용될 ΔLOS을 계산하도록 한다.
삼변 측량 처리를 지원하여, 레인지 측정(PR) 그리고 상응하는 가중(W)에 대한 조정은 다음의 식으로 표시된다:
PR New (k) = PR Measured (k) - PR Adjustment (k), and W New (k) = W Selected (k) * W Adjustment (k),
여기서 PR Measured (k) 는 레인지 측정, PR Adjustment (k) 는 레인지 측정을 조정하기 위해 사용된 크기, PR New (k) 는 조정된 레인지 측정, W Selected (k) 는 상기 레인지 측정에 적용된 가중, W Adjustment (k) 는 기중을 조정하기 위해 사용된 크기, 그리고 W New (k) 는 조정된 가중. 일정 실시 예에서, PR Adjustment (k)의 값은 제로(0)보다 큰 값을 가지며, W Adjustment (k) 는 제로(0)와 일(1) 사이 값을 갖는다. "k"는 한 세트의 송신기(1 내지 n)에서 한 특정 송신기를 나타낸다. 레인지 측정과 관련한 설명은 의사 레인지 측정을 의미하는 것이다(따라서, 기호 PR은 의사 레인지 또는 레인지이다)
레인지 측정의 선택, 레인지 측정에 대한 조정, 그리고 가중에 대한 조정은 변할 수 있다. 예를 들면, 레인지 측정은 동일-위치 송신기에 의해 전송된 신호로부터 추출된 정보에 기초하여 결정되며, 가장 짧은 레인지 측정이 삼변 측량 중에 사용하기 위해 선택될 수 있는데, 이는 상대적을 짧은 레인지 측정이 상대적으로 긴 측정(멀티패스 측정 또는 더욱 긴 멀티패스 측정인 것으로 가정된다) 보다 더욱 정확하기 때문이다. 따라서, 더욱 긴 레인지 측정이 삼변 측량 처리(예를 들면, 제로 가중을 적용함에 의해)로부터 생략될 수 있으며, 또는 짧은 레인지 측정보다 LOS 거리 측정으로서 덜 정확하기 때문에 가중이 줄어들 수 있다. 선택적으로, 짧은 레인지 측정의 가중이 긴 레인지 측정보다 더욱 정확하기 때문에 증가될 수 있다. 또는, 두 신호가 ΔRANGE와 ΔLOS의 비교 또는 가시선 거리와 경로 거리의 비교에 기초한 멀티패스 신호인 때, 짧은 레인지 측정에 가해진 가중이 줄어들 수 있다.
일정 실시 예에서, 상대적으로 짧은 레인지 측정의 값이 사용되어서 상대적으로 긴 레인지 측정의 값을 조정하도록 한다. 예를 들면, 더욱 긴 레인지 측정은 더욱 짧은 레인지 측정의 값으로 세트될 수 있다(예를 들면, 더욱 긴 레인지 측정으로부터 ΔRANGE을 감하므로써, 또는 더욱 긴 측정값을 짧은 측정값으로 대체함에 의해). 동일-위치 송신기를 분리시키는 일부 또는 모든 거리를 감함(subtraction)에 의해 선택적인 조정이 만들어질 수 있다. 다음에 이와 같이 조정된 레인지 측정이 삼변 측량 중에 선택된 가중 또는 조정된 가중과 함께 사용된다.
동일-위치 송신기에 해당하는 레인지 측정은 그 같은 세트에 대한 ΔRANGE값에 기초하여 다른 방법으로 조정될 수 있다. 예를 들면, ΔRANGE값 일부 또는 그 같은 값의 여러 배수가 사용되어 레인지 측정 어느 하나를 조정하도록 (예를 들면, 줄이도록) 사용될 수 있다.
상기 방법 중 어느 하나는 서로 조합될 수 있다.
도 4A는 동일-위치 송신기에 의해 송신된 신호들로부터 추출된 정보를 사용하여 수신기의 위치를 추정하기 위한 상이한 방법을 도시한다. 두 송신기에 의해 전송된 두 레인징 신호에 대한 예가 제공된다. 그러나 당업자라면 이 같은 방법이 당업자에 의해 이해되는 수학적 조정으로 상응하는 수의 송신기에 의해 송신된 세 개 이상의 레인징 신호에 적용될 수 있음을 이해 할 것이다.
도 4A에서 도시된 바와 같이, 정보가 두 동일-위치 송신기(410)로부터 수신된 두 레인징 신호로부터 추출된다. 일례로서, 추출된 정보는 신호의 이동 시간, 신호의 도달 시간, 또는 신호의 전송 시간과 관련된 레인지 측정을 포함한다. 송신기 각각의 로케이션이 또한 결정될 수 있다(420). 예를 들면, 특정 송신기에 대한 로케이션(예를 들면, 동, 북, 업(ENU))이 신호에 포함된 데이터에 의해 제공될 수 있거나, 신호에 포함된 데이터에 의해 제공된 식별기에 기초하여 조사(looked up)될 수 있다.
상기 추출된 정보와 송신기 각각의 로케이션 사이 관계가 결정된다(430).
한 실시 예에서, 수신기의 초기 추정치와 두 송신기 사이 LOS 거리가 결정될 수 있다. 상기 관계는 (1) 두 레인징 신호(예를 들면, 도달 시간, 레인지 측정)로부터 추출된 정보 사이 차이의 측정과, (2) LOS 거리들 사이 차이의 측정, 이들 두 측정 사이 차이와 관련이 있다. 이와 같은 관계가 분석되며, 그와 같은 분석이 수신기의 위치 추정치를 발생시키는 삼변 측량 처리(450) 중에 사용하기 위해 하나 이상의 레인징 신호로부터 추출된 정보의 선택 또는 이에 대한 조정을 결정할 수 있다(440).
또 다른 실시 예에서, 두 송신기 사이의 거리가 결정된다. 상기 관계는 (1) 두 레인징 신호(예를 들면, 도달 시간, 레인지 측정)로부터 추출된 정보 사이 차이의 측정과, (2) 송신기들 사이 거리 측정, 이들 두 측정 사이 차이와 관련이 있다. 이와 같은 관계가 분석되며, 그와 같은 분석이 수신기의 위치 추정치를 발생시키는 삼변 측량 처리(450) 중에 사용하기 위해 하나 이상의 레인징 신호로부터 추출된 정보의 선택 또는 이에 대한 조정을 결정할 수 있다(440).
또 다른 실시 예에서, 수신기의 초기 추정치와 두 송신기 사이 LOS 거리가 결정된다. 이 관계는 (1) 제1 송신기 레인징 신호(예를 들면, 도달 시간, 레인지 측정)로부터 추출된 정보와, (2) 제1 송신기에 해당하는 LOS 거리, 이들 사이 차이 측정과 관련이 있으며, 더욱더 (3) 제2 송신기 레인징 신호(예를 들면, 도달 시간, 레인지 측정)로부터 추출된 정보와, (4) 제2 송신기에 해당하는 LOS 거리, 이들 사이 차이 측정과 관련이 있다. 이 같은 관계가 분석되며, 그와 같은 분석이 수신기의 위치 추정치를 발생시키는 삼변 측량 처리(450) 중에 사용하기 위해 하나 이상의 레인징 신호로부터 추출된 정보의 선택 또는 이에 대한 조정을 결정할 수 있다(440).
도 4B는 동일 위치 송신기에 의해 송신된 신호들로부터 추출된 도달 시간(time-of-arrival) 데이터를 사용하여 수신기에 대한 위치 추정을 계산하기 위한 프로세스를 도시한 도면이다.
도 4B에서 도시된 바와 같이, 세 개 또는 그 이상의 동일-장소 송신기 세트에 해당하는 신호들이 수신된다(460). 신호 각각에 해당하는 도달 시간이 추출된다(470). 다음에, 수신기의 위치가 동일-위치 송신기 세트 각 각으로부터의 하나 이상의 도달 시간에 해당하는 정보를 사용하여 추정 된다(490).
상기 추정치는 송신기 각각으로부터 가장 빠른 도달 시간을 사용할 수 있으며, 한 세트 내의 신호 각각이 동시에 전송된 것으로 가정된다. 선택적으로, 가장 빠른 도달 시간이 조정되거나 또는 가중되어서 멀티패스, 바이어스, 및 다른 영향과 같은, 도달 시간과 관련된 가정되거나 결정된 에러를 처리하도록 한다. 선택적으로, 이 같은 추정치는 나중의 도달 시간, 나중의 도달 시간 조정된 값, 또는 나중의 도달 시간 가중값에 기초한다. 선택적으로, 도달 시간의 조정, 가중 및 선택은 동일-위치 송신기에 해당하는 도달 시간 사이 차이에 기초한다. 상기 위치 추정은 또한 이들 다양한 접근 방법의 조합에 기초한다.
도 4B에서 도시된 것과 유사한 방법이 도달 시간 대신 레인지 측정을 사용하여 뒤이어질 수 있다. 이 같은 방법에서, 상대적으로 짧거나 긴 레인지 측정이 앞선 그리고 나중의 도달 시간에 유사하게 처리될 수 있다.
한 거리가 길이 단위, 시간 또는 다른 적절한 단위로 표시될 수 있다. 유사하게, 차이에 대한 측정 또는 크기가 길이, 시간 또는 다른 단위로 표시될 수 있다. 거리값은 측정 단위(예를 들면, 시간, 거리, 등)의 적절한 수학적 변환을 사용하여 시간 값과 비교될 수 있다. 예를 들면, 도달 시간, 전송 시간, 이동 시간, 그리고 한 신호에 해당하는 경로 길이가 그와 같은 다른 측정과 비교되거나 혹은 송신기와 수신기의 추정된 또는 진정한 위치 사이의 가시선 거리와 비교된다.
두 값이 서로 비교되어 이들이 수학적 작업에 의해 상이한 것인지를 결정하도록 한다. 이는 이들 값들 사이 차이에 대한 측정으로 언급된다. 비교된 값들의 예로는: LOS 거리와 경로 거리(A2) 사이의 차이의 측정(A1); LOS 거리들 사이 차이에 대한 제1 측정(A2)과 경로 거리들 사이 차이에 대한 제2 측정(B2); 그리고 송신기 로케이션들 사이 차이에 대한 제3 측정(C1)과 경로 거리들 사이 차이에 대한 제2 측정(C2). 비교 각각은 수학적인 작업에 의해 각 값이 조정된 이후에 발생될 수 있다(예를 들면, 상기 값에 대한 스칼라 곱, 상기 값에 한 스칼라를 더함, 상기 값의 제곱, 상기 값의 절대값, 다른 측정 단위로 변환된 값, 또는 오리지날 값으로부터 새로운 값을 생성하기 위한 다른 동작). 두 값이 비교 이전에 조정되는 실시 예에서, 두 조정된 값이 다르다는 것을 결정함은 조정 이전에 이들 두 값들이 다르다는 것을 암시하는것이다.
비교는 상기 값들이 임계 레벨에 의해 서로 다른가를 결정할 수 있다. 이와 같은 경우, 두 값의 차에 대한 측정이 임계 레벨과 비교되며, 차이에 대한 측정이 상기 임계 레벨을 초과하는 지 그렇지 않은지에 따라 상이한 작용이 취해진다.
적절한 임계 레벨이 각 값에 적용된 수학적 작업에 따라 결정될 수 있다. 이와 같이 하여, 한가지 임계 레벨이 사용되어서 조정되지 않은 값을 비교하도록 하며 또 다른 임계 레벨이 사용되어서 조정된 값들을 비교하도록 한다(예를 들면, 상기 값들이 제곱인때)
값 A와 B 사이 차이 측정이 결정되는 때, A와 B가 계산되었거나, A 마이너스 B의 함수가 계산됨을 꼭 의미하는 것은 아니다. 오히려, 그 같은 비교는 두 값 사이의 비유사를 나타내는 수치임을 의미한다. "차이"라 함은 광범위하게 해석되어야 한다. 예를 들면, "차이"의 한 해석은 사물들이 상이한/같지않은 크기 또는 정도이다. 예를 들면, 상대적인 크기를 결정함은 차이를 정량화하는 한 방법이다. 예를 들면, 감산은 차이를 정량화하는 또 다른 방법이다. 당업자라면 차이를 나타내는 선택적인 방법들을 이해할 것이다.
예를 들면, 두 크기 A와 B의 감산과 관련된 차이의 측정은 한가지이거나 다음의 수학적 조합일 수 있다: B로부터 A를 감산; A로부터 B를 감산; B로부터 A를 감산한 값의 절대값; B로부터 A를 감산하고 그 결과가 거듭 제곱됨; A로부터 B를 감산하고 그 결과가 거듭 제곱됨; 그리고 B로부터 A를 감산한 값의 절대값이 거듭 제곱됨.
예를 들면, 두 크기 A와 B 사이의 상대적인 크기와 관련된 차이의 측정은 한가지이거나 다음의 수학적 조합일 수 있다: A대 B의 비율; B대 A의 비율; A대 B의 비율 절대값; 그리고 B대 A의 비율 절대값.
추가 방법론(Additional Methodologies)
본원 명세서에서 개시된 기능 및 동작은 하나 이상의 많은 로케이션에 위치한 처리기에 의해 실시될 수 있다. 이 같은 방법을 실행하도록 된 프로그램 명령을 사용하는 비-일시적 처리기-판독 가능 매체가 사용될 수 있다.
실시 예로서, 본원 발명 방법은: 제1 송신기로부터 수신된 제1 레인징 신호로부터 정보를 추출하고; 제2 송신기로부터 수신된 제2 레인징 신호로부터 정보를 추출하며; 제1 송신기의 제1 위치를 결정하고; 제2 송신기의 제2 위치를 결정하며, 제1 위치 및 제2 위치는 100미터 이하로 분리되고; 그리고 제1 및 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보와 제1 및 제2 로케이션에 해당하는 정보 사이 하나 이상의 관계에 기초하여 수신기의 추정된 위치를 결정함을 포함한다.
본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 하나 이상의 관계에 기초한 가중치(weight)를 결정하고; 그리고 상기 가중치를 사용하여 추정된 위치를 결정하도록함을 포함한다. 본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 하나 이상의 관련에 기초하여 시간을 결정하고; 그리고 추정된 위치를 결정하기 위해 시간 베이스를 사용함을 포함한다. 본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 제1 레인징 신호 또는 제2 레인징 신호가 하나 이상의 관계에 기초한 멀티패스 신호인가를 결정함을 포함한다.
본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 수신기 위치의 초기 추정치와 제1 송신기의 제1 위치 사이 제1 가시선 거리를 결정하며; 수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하고; 수신기와 제1 송신기 제1 위치 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며; 상기 수신기와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며; 제1 가시선 거리, 제2 가시선 거리, 제1 경로 거리, 그리고 제2 경로 거리를 사용하여 수신기의 추정된 위치를 결정함을 포함한다.
본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 제1 및 제2 경로 거리 사이 차이에 대한 제1 측정을 결정하고; 제1 및 제2 가시선 거리 사이 차이에 대한 제2 측정을 결정하며; 그리고 제1 측정이 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하는가를 결정함을 포함한다. 제1 측정이 제1 크기만큼 제2 측정을 초과하는 때, 상기 방법이 수행될 수 있다.
본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 제1 송신기의 제1 위치와 수신기 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며; 제2 송신기의 제2 위치와 수신기 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 상기 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며; 제1 및 제2 경로 거리 사이 차이에 대한 제1 측정을 결정하고; 제1 송신기의 제1 위치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 차이에 대한 제2 측정을 결정하며; 그리고 상기 제1 측정이 상기 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하였가를 결정함을 포함한다. 제1 측정이 제1 크기만큼 제2 측정을 초과하는 때, 상기 방법이 수행될 수 있다.
본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 수신기의 위치에 대한 초기 추정치와 제1 송신기의 제1 위치 사이 제1 가시선 거리를 결정하고; 수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하고; 수신기와 제1 송신기 제1 위치 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며; 상기 수신기와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며; 제1 경로 거리와 제1 가시선 거리 사이 제1 측정을 결정하고; 제2 경로 거리와 제2 가시선 거리 사이 거리의 제2 측정을 결정하며; 그리고 재1 측정이 제2 측정보다 작은 것인지 큰 것인지를 결정함을 포함한다. 상기 제1 측정이 제2 측정보다 작은 때, 상기 개시된 방법이 수행될 수 있다. 제2 측정이 제1 측정 보다 작은 때, 상기 개시된 방법이 수행될 수 있다.
본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 수신기 위치의 초기 추정치와 제1 송신기의 제1 위치 사이 제1 가시선 거리를 결정하고; 수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하고; 수신기와 제1 송신기 제1 위치 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며; 상기 수신기와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며; 제1 경로 거리와 제1 가시선 거리 사이 제1 측정을 결정하고; 제2 경로 거리와 제2 가시선 거리 사이 거리의 제2 측정을 결정하며; 그리고 재1 측정이 제2 측정보다 작은 것인지 큰 것인지를 결정함을 포함한다. 상기 제1 경로 거리가 제1 가시선 거리보다 큰 때, 또는 상기 제2 경로 거리가 제2 가시선 거리보다 큰 때, 상기 개시된 방법이 수행될 수 있다.
본원 발명 방법은 또한 또는 선택적으로: 수신기 위치의 초기 추정치와 제1 송신기 제1 위치 사이 가시선 거리를 결정하고; 수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하며; 수신기와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 상기 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 이동 거리에 해당하며; 제1 가시선 거리와 제1 경로 거리 사이 차이의 제1 측정을 결정하고; 제2 가시선 거리와 제2 경로 거리 사이 차이의 제2 측정을 결정하고; 상기 제1 측정이 상기 제2 측정보다 작음을 결정함에 기초하여, 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 상기 제2 측정이 상기 제1 측정보다 작음을 결정함에 기초하여, 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정함을 포함한다.
제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 동시에 전송되는 때, 본원 발명 방법이: 제2 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제1 레인징 신호가 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여: 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고 (상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며); 그리고 제1 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제2 레인징 신호가 상기 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여, 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정함(상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨)을 포함한다.
제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 수신기에 의해 동시에 수신되는 때, 본원 발명 방법이: 제2 레인징 신호가 전송된 후에 제1 레인징 신호가 전송되었음을 결정함에 기초하여: 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고 (상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며); 그리고 제1 레인징 신호가 전송된 후에 제2 레인징 신호가 전송되었음을 결정함에 기초하여, 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정함(상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨)을 포함한다.
일정 특징에 따라, 제1 가시선 거리와 제1 경로 거리 사이의 제1 차이 측정이 제1 가시선 거리에서 제1 경로 차이를 뺀 크기 절대값 또는 제곱이다. 일정 특징에 따라, 제2 가시선 거리와 제2 경로 거리 사이의 제2 차이 측정이 제2 가시선 거리에서 제2 경로 차이를 뺀 크기 절대값 또는 제곱이다.
일정 특징에 따라, 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보가 제1 송신기와 관련된 제1 레인지 측정, 제1 레인징 신호의 제1 도달 시간 또는 제1 레인징 신호의 제1 전송 시간을 포함하며, 그리고 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보가 제2 송신기와 관련된 제2 레인지 측정, 제2 레인징 신호의 제2 도달 시간 또는 제2 레인징 신호의 제2 전송 시간을 포함한다.
실시 예에 따라, 본원 발명 방법은: 제1 세트 송신기의 제1 송신기에 의해 전송된 제1 신호로부터 제1 도달 시간을 추출하고; 제1 세트 송신기의 제2 송신기에 의해 전송된 제2 신호로부터 제2 도달 시간을 추출하며; 그리고 제1 도달 시간 및 제2 도달 시간 중 하나 이상에 해당하는 데이터를 사용하여 수신기의 위치를 추정함을 포함한다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 데이터에 대한 조정을 사용하여 수신기 위치를 추정함을 포함하며, 상기 조정은 제1 로케이션과 제1 및 제2 송신기 중 한 송신기 사이의 제1 추정된 거리에 기초한다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 데이터에 대한 조정을 사용하여 수신기 위치를 추정함을 포함하며, 상기 조정은 제1 로케이션과 제1 송신기 사이의 제1 추정된 거리, 그리고 제1 로케이션과 제2 송신기 사이의 제2 추정된 거리에 기초한다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 제1 신호 및 제2 신호는 동시에 전송된다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 어느 것이 더욱 빠르거나 더욱 느린 것인지를 결정함을 포함한다. 일정 특징에 따라, 수신기의 위치는 제1 도달시간과 제2 도달시간 중 느린 것에 해당하는 데이터를 사용하지 않고 추정된다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 수신기의 위치는 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 빠른 것에 해당하는 데이터를 사용하여 추정된다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 느린 것에 해당하는 데이터를 조정함을 포함하며, 수신기의 위치는 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 빠른 것에 해당하는 데이터 그리고 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 느린 것에 해당하는 데이터 모두를 사용하여 추정된다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 빠른 것에 해당하는 데이터는 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 느린 것에 해당하는 데이터가 조정되는 때와 동시에 조정되지 않는다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 사이 차이를 결정하고, 상기 차이에 기초하여 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 하나 이상에 해당하는 데이터를 조정함에 의해 조정된 데이터를 발생시킴을 포함하며, 수신기의 위치는 상기 조정된 데이터에 기초하여 추정된다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 상기 조정된 데이터는 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 사이 차이로 가해진 가중에 기초하여 발생된다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 이 같은 가중의 절대값이 1과 같거나 그 이하이다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 상기 조정된 데이터가 제1 도달 시간과 제2 도달 시간 중 단지 하나에 해당하는 데이터를 조정함에 의해 발생 된다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 한 데이터 소스로부터, 제1 도달시간과 제2 도달시간 사이 차이에 해당하는 조정 크기를 식별함을 포함하며, 이 같은 조정된 데이터가 상기 데이터 소스로부터 검색된 조정 크기에 기초하여 제1 도달시간과 제2 도달시간에 해당하는 데이터를 조정함에 의해 발생된다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 제1 도달시간에 기초하여, 제1 송신기로부터 제1 신호에 의해 이동된 거리의 제1 추정치를 결정하고; 제2 도달시간에 기초하여, 제2 송신기로부터 제2 신호에 의해 이동된 거리의 제2 추정치를 결정하며, 제1 도달시간과 제2 도달시간 중 하나 이상에 해당하는 데이터가 제1 추정 거리와 제2 추정 거리 중 하나 이상에 해당하는 데이터를 포함 한다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 제1 도달시간과 제2 도달시간 사이 차이에 해당하는 제1 차이 값을 결정하고; 제1 송신기와 제1 위치를 분리시키는 제1 추정 거리 그리고 제2 송신기와 제1 위치를 분리시키는 제2 추정 거리 사이 차이에 해당하는 제2 차이 값을 결정하며; 그리고 제1 차이 값과 제2 차이 값을 비교함을 포함한다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 비교에 의해 제1 차이 값이 임계 크기만큼 제2 차이 값을 초과함을 나타내는 때 제1 도달시간과 제2 도달시간 하나 이상에 해당하는 데이터를 조정함에 의해 조정된 데이터를 발생시킴을 포함하며, 수신기의 위치가 상기 조정된 데이터에 기초하여 추정된다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 추가 세트의 송신기 중 추가 송신기에 의해 전송된 추가 신호로부터 추가 도달시간을 추출하고; 그리고 추가 도달시간 각각에 해당하는 데이터를 사용하여 수신기의 위치를 추정함을 포함한다.
본 발명 방법은 더욱더 또는 선택적으로: 제1 및 제2 송신기가 제1세트 송신기 내에 있는 것인 가를 결정함을 포함하며, 상기 추가 송신기 각각이 추가 세트 송신기 중 다른 세트 내에 있는 것이다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 제1 및 제2 송신기를 분리시키는 거리는 제1 송신기와 추가의 다른 송신기를 분리시키는 모든 거리 그리고 제2 송신기와 추가의 다른 송신기를 분리시키는 모든 거리보다 짧다. 본 발명의 일정 특징에 따라, 제1세트의 송신기 내 모든 송신기가 단지 제1거리만큼 서로 분리되며, 상기 제1거리는 제1세트 송신기 내 송신기 각각과 제1세트 내에 있지 않은 다수의 다른 송신기 각각과의 모든 거리보다 짧다.
실시 예 시스템과 다른 특징(Example System and Other Aspects)
도 5는 신호가 발생되고 전송되는 송신기 시스템(500) 세부사항을 도시한다. 송신기 시스템(500)은 신호 처리(예를 들면, 수신된 신호를 해석하고 전송 신호를 발생)를 수행하는 처리기(510)를 포함할 수 있다. 하나 또는 둘 이상의 메모리(520)는 본원 명세서에서 설명된 기능을 수행하기 위해 데이터의 저장과 검색을 제공할 수 있다. 송신기 시스템(500)은 하나 이상의 안테나 컴포넌트(예를 들면, 인공위성 안테나 또는 지상파 안테나)를 더욱 포함하여 신호를 전송하고 검색하도록 하며, 인공위성 RF 컴포넌트(540)를 더욱 포함하여 인공위성 신호를 수신하도록 하고, 이들로부터 로케이션 정보 및/또는 다른 정보(예를 들면, 타이밍, 정밀도 희석(DOP) 등)가 추출되며, 지상파 RF 컴포넌트(550)를 더욱 포함하여 지상파 네트워크로부터 신호를 수신하도록 하고, 출력 신호를 발생시키며 전송하도록 하고, 그리고 인터페이스(560)를 더욱 포함하여 다른 시스템과 통신할 수 있도록 한다. 송신기 시스템(500)은 또한 환경 컨디션(예를 들면, 압력, 온도, 습도, 바람, 음성 등)을 전송하기 위한 하나 이상의 환경 센서(570)를 포함할 수 있으며, 이들 컨디션들이 수신기에서 감지된 컨디션들과 비교되어 송신기 시스템(500)과 수신기에서의 컨디션들 사이 유사성과 차이에 기초하여 수신기의 위치를 추정하도록 한다. 송신기 시스템(500)은 본원 명세서에서 설명된 송신기에 의해 실현될 수 있으며, 이는 선택적으로 당업자에게 알려진 다른 형태를 취하기도 한다. 송신기 시스템(500) 각각은 또한 당업자에게 알려지거나 개발된 다양한 엘리먼트들을 포함하여 안테나로 출력 신호를 제공하거나 안테나로부터 입력 신호를 수신하도록 하며, 아날로그 또는 디지털 논리 및 파워 회로, 신호 처리 회로, 튜닝 회로, 버퍼 그리고 파워 증폭기 등을 포함한다.
도 6은 수신기 시스템(600)의 세부 사항을 도시하며, 송신기(예를 들면, 송신기 시스템(500))로부터의 신호가 수신되고 수신기 시스템(600)의 추정된 위치를 계산하기 위해 사용된 정보를 추출하기 위해 처리된다. 상기 수신기 시스템(600)은 무선 수단(무선 주파수, 와이파이, 와이맥스, 블루투스, 또는 당업계에서 알려지거나 앞으로 알려질 다른 유사 채널), 또는 유선 수단(예를 들면, 이더넷, USB, 플래시 RAM, 또는 당업계에서 알려지거나 앞으로 알려질 다른 유사 채널)을 사용하여 RF 또는 다른 시그널링을 수신하도록 구성된 다양한 전자 장치를 포함할 수 있다. 수신기 시스템(600) 각각은 셀룰러 또는 스마트 폰, 태블릿 장치, PDA, 노트북 또는 다른 컴퓨터 장치의 형태일 수 있다. 사용자 장비(UE), 모바일 스테이션(MS), 사용자 터미널(UT), SUPL 가능 단말(SET), 수신기(Rx), 그리고 모바일 장치가 수신기 시스템(220)을 가르키도록 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, RF 컴포넌트(630)는 다른 시스템(예를 들면, 인공위성, 지상파 장치)과의 정보 교환을 컨트롤할 수 있다. 신호 처리는 인공위성 컴포넌트(640), 또는 지상파 컴포넌트(650)에서 발생하며, 이는 안테나, RF 회로 등과 같은 분리 또는 공유 자원을 사용할 수 있다. 하나 이상의 메모리(620)가 처리기(610)에 결합 될 수 있으며 처리기(610)에 의해 실행될 방법과 관련된 데이터 및/또는 명령의 저장 및 검색을 제공하도록 한다. 수신기 시스템(600)은 압력, 온도, 습도, 가속도, 이동 방향, 바람 세기, 바람 방향, 소리, 또는 다른 컨디션을 측정하기 위해 하나 이상의 센서(670)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 수신기 시스템(600)은 입력 그리고 출력(I/O) 컴포넌트(680, 690)를 더욱 포함할 수 있으며, 이는 키패트, 터치스크린, 디스플레이, 카메라, 마이크로폰, 스피커 등을 포함하며, 당업계에서 알려진 바에 따라 컨트롤될 수 있다. 수신기 시스템(500)은 본원 명세서에서 설명된 수신기에 의해 실시될 수 있으며, 이는 선택적으로 당업계에서 알려진 다른 형태일 수도 있다.
본 발명의 실시 예에서, 송신기 시스템(500) 및/또는 수신기 시스템(600)은 다양한 유선 또는 무선 통신 링크를 통하여 서버 시스템(도시되지 않음)에 연결될 수 있으며, 서버 시스템은 송신기 시스템(500) 및/또는 수신기 시스템(600)으로부터/으로 정보를 수신/송신할 수 있다. 상기 서버 시스템은 또한 송신기 시스템(500) 및/또는 수신기 시스템(600)의 동작을 컨트롤할 수 있다. 송신기 시스템(500) 및/또는 수신기 시스템(600)에서 수행된 일부 또는 모든 처리는 이들 시스템으로부터 원격한 곳(예를 들면, 다른 도시, 주, 또는 국가)에 있는 하나 이상의 처리기에 의해 수행될 수 있기도하다. 이 같은 원격한 처리기는 서버 시스템에 위치할 수도 있다. 따라서, 처리가 지리적으로 분산될 수 있기도하다. 한 시스템 또는 컴포넌트에서의 처리는 또 다른 시스템에 의해 개시될 수 있기도 하다(예를 들면, 다른 시스템으로부터 신호 또는 정보를 받게되면).
본원 명세서에서 다양하게 설명된 시스템, 방법, 로컬 특징, 블록, 모듈, 컴포넌트, 회로, 그리고 알로리즘 단계가 실현되고, 수행되며, 그렇지 않으면 당업계에서 알려진 또는 알려질 적절한 하드웨어에 의하거나, 처리기에 의해 실행되는 폼웨어 또는 소프트웨어에 의해 또는 하드웨어, 소프트웨어 및 폼웨어의 조합에 의해 조종된다. 본원 발명의 시스템은 본원 명세서에서 설명된 기능(예를 들면, 방법으로서 구체화된)을 실시하는 하나 이상의 장치 또는 수단을 포함할 수 있다. 예를 들면, 이 같은 장치 또는 수단은 명령을 실행하는 때, 본원 명세서에서 설명된 방법 중 어느 하나를 수행하는 처리기를 포함한다. 이 같은 명령은 소프트웨어, 폼웨어 및/또는 하드웨어로 실시될 수 있다. 처리기("처리 장치"로 언급되기도 한다)는 동작 단계, 처리 단계, 계산 단계, 방법 단계, 또는 본원 명세서에서 설명된 다른 기능(분석, 조작, 변환 또는 데이터 생성 또는 데이터에 대한 다른 동작을 포함) 중 어느 것이라도 수행한다. 처리기는 범용 처리기, 디지털 신호 처리기(DSP), 집적 회로, 서버, 다른 프로그램 가능 논리 장치, 또는 이들의 조합을 포함한다. 처리기는 전통적인 처리기, 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 처리기는 또한 칩 또는 칩의 일부(예를 들면, 반도체칩)를 의미할 수 있다. 용어 "처리기"는 같은 또는 다른 타입의 하나, 둘 또는 그 이상의 처리기를 의미할 수 있다. 컴퓨터, 컴퓨터 장치 및 수신기 등은 처리기를 포함하는 장치를 의미할 수 있으며, 또는 처리기 자신과 동등한 것 일 수 있다.
메모리는 처리기에 의해 접근 가능하며 처리기가 메모리로부터 정보를 판독하고 메모리로 정보를 기록할 수 있도록 한다. 메모리는 처리기와 일체이거나 분리될 수 있다. 명령은 그와 같은 메모리(예를 들면, RAM, flash, ROM, EPROM, EEPROM, 레지스터, 디스크 기억장치) 또는 다른 기억장치 매체의 형태일 수 있다. 메모리는 본원 명세서에서 구체화된 처리기-판독가능 프로그램 코드(예를 들면 명령)를 갖는 비-일시적인 처리기-판독가능 매체를 포함할 수 있으며 이는 본원 명세서에서 개시된 다양한 방법을 실현하도록 적용된다. 처리기-판독 가능 매체는 이용가능한 저장 매체일 수 있으며, 비 휘발성 매체(예를 들면, 광학, 자기, 반도체)를 포함하고 네트워크 전달 프로토콜을 사용하여 네트워크를 통해 무선, 광학 또는 유선 시그널링 매체를 통하여 데이터와 명령을 전달하는 반송파 파장을 포함한다. 소프트웨어로 실현되는 명령은 알려진 동작 시스템에 의해 사용된 상이한 플랫폼에 존재하도록 다운로드 되고 이로부터 동작 된다. 폼웨어로 구체화된 명령은 집적 회로 또는 다른 적절한 장치에 포함될 수 있다.
본원 명세서에서 개시된 기능성은 당업자에 의해 이해되는 목적에 적합한 다양한 회로 어느 것으로 프로그램될 수 있다. 예를 들면, 본 발명 기능은 소프트웨어 기반 회로 에뮬레이션, 이산 논리, 고객 주문 장치, 신경 논리, 양자 장치, PLDs, FPGA, PAL, ASIC, MOSFET, CMOS, ECL, 폴리머 기술, 아날로그 및 디지털 혼합장치, 그리고 이들의 하이브리드를 갖는 처리기에서 구체화될 수 있다. 본원 명세서에서 설명된 데이터, 명령, 커맨드, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자장 또는 입자, 광학 필드 도는 입자, 또는 이들의 조합으로 대표될 수 있다. 컴퓨팅 네트워크는 기능을 수행하도록 사용될 수 있으며 하드웨어 컴포넌트(서버, 모니터, I/O, 네트워크 연결)을 포함할 수 있다. 애플리케이션 프로그램은 데이터를 수신하고, 변환하고, 처리하며, 저장하고, 검색하며, 전달하고, 및/또는 익스포트함에 의해 특징들을 수행할 수 있으며, 이는 계층, 네트워크, 관계, 비-관계형, 객체 지향, 또는 다른 데이터 소스에 저장될 수 있다. 데이터 소스는 정보를 저장하도록 사용될 수 있으며, 당업자에게 알려진 어떠한 저장 장치도 포함한다. 본원 명세서에서 사용된 바와 같이, 컴퓨터-판독가능 매체는 모든 형태의 컴퓨터-판독가능 매체를 포함하며, 다만 그와 같은 매체가 비법정(일시적인 전파신호)인 것은 제외한다.
장방형인 것으로 도시된 시스템 및 장치에서의 특징은 하드웨어, 폼웨어 또는 소프트웨어인 것을 의미한다. 두 개의 그와 같은 특징을 연결시키는 라인은 그와 같은 특징들 사이 데이터 전달을 설명하는 것이다. 그와 같은 전달은 설명되지 않더라도 그와 같은 특징들 사이에서 직접 일어나거나 중간 특징을 통해 일어날 수 있다. 두 특징들을 연결시키는 라인이 없으면, 달리 설명되지 않는다면 그와 같은 특징들 사이의 데이터 전달이 있을 수 있다. 따라서, 라인들은 일정한 특징을 설명하기 위해 제공되며, 그러나 본원 발명을 제한하는 것으로 해석하여서는 않 된다. 단어 "포함하다(comprise)", "포함하는", "포함하다(include)", "포함하는" 등은 포괄적인 의미로 해석되는 것이며(즉, 발명을 제한하는 것이 아닌 것이며) 배타적인 의미(즉, 로 구성되는)를 갖는 것이 아니다. 단수 또는 복수를 사용하는 단어는 또한 복수 또는 단수 각 각으로도 해석되는 것이다. 단어 "또는" 또는 "및(그리고)"은 리스트 항목 어느 것과 리스트 항목 모두를 커버하는 것이다. "일부" 그리고 "어느 하나" 그리고 "적어도 하나"는 하나 이상을 의미하는 것이다. 용어 "장치"는 하나 이상의 컴포넌트(예를 들면, 처리기, 메모리, 수신기, 스크린, 등)를 포함한다. 본원 명세서 설명은 도시되고 설명된 특징으로 제한되지 않으며 당업자에 의해 이해되는 가장 넓은 범위를 갖는 것이고, 등가물 시스템 그리고 방법을 포함한다.

Claims (26)

  1. 수신기 위치를 추정하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법이:
    제1 송신기로부터 수신된 제1 레인징 신호로부터 정보를 추출하고;
    제2 송신기로부터 수신된 제2 레인징 신호로부터 정보를 추출하며;
    제1 송신기의 제1 위치를 결정하고;
    제2 송신기의 제2 위치를 결정하며, 제1 위치 및 제2 위치는 100미터 이하로 분리되고; 그리고
    제1 및 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보와 제1 및 제2 위치에 해당하는 정보 사이 하나 이상의 관계에 기초하여 수신기의 추정된 위치를 결정함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 방법이:
    하나 이상의 관계에 기초한 가중치(weight)를 결정하고; 그리고
    상기 가중치를 사용하여 추정된 위치를 결정하도록 함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방법이:
    하나 이상의 관련에 기초하여 시간을 결정하고; 그리고 추정된 위치를 결정하기 위해 시간 베이스를 사용함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 방법이:
    수신기 위치의 초기 추정치와 제1 송신기의 제1 위치 사이 제1 가시선 거리를 결정하고;
    수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하고;
    수신기와 제1 송신기 제1 위치 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며;
    상기 수신기와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며; 그리고
    제1 가시선 거리, 제2 가시선 거리, 제1 경로 거리, 그리고 제2 경로 거리를 사용하여 수신기의 추정된 위치를 결정함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 방법이:
    제1 및 제2 경로 거리 사이 차이에 대한 제1 측정을 결정하고;
    제1 및 제2 가시선 거리 사이 차이에 대한 제2 측정을 결정하며; 그리고
    제1 측정이 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하는가를 결정함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 제1 측정이 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하면, 상기 방법은:
    제1 경로 거리가 제2 경로 거리보다 짧다는 것을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제2 경로 거리가 제1 경로 거리보다 짧은 가를 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  7. 제5 항에 있어서, 제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 동시에 전송되며, 제1 측정이 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하면, 상기 방법은:
    제2 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제1 레인징 신호가 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제1 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제2 레인징 신호가 상기 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 방법이:
    제1 송신기의 제1 위치와 수신기 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며;
    제2 송신기의 제2 위치와 수신기 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 상기 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며;
    제1 및 제2 경로 거리 사이 차이에 대한 제1 측정을 결정하고;
    제1 송신기의 제1 위치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 차이에 대한 제2 측정을 결정하며; 그리고
    상기 제1 측정이 상기 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하였가를 결정함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제1 측정이 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하면, 상기 방법은:
    제1 경로 거리가 제2 경로 거리보다 짧다는 것을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제2 경로 거리가 제1 경로 거리보다 짧음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  10. 제8 항에 있어서, 제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 동시에 전송되며, 제1 측정이 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하면, 상기 방법은:
    제2 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제1 레인징 신호가 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제1 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제2 레인징 신호가 상기 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 방법이:
    수신기의 위치에 대한 초기 추정치와 제1 송신기의 제1 위치 사이 제1 가시선 거리를 결정하고;
    수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하고;
    수신기와 제1 송신기 제1 위치 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며;
    상기 수신기와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며;
    제1 경로 거리와 제1 가시선 거리 사이 제1 측정을 결정하고;
    제2 경로 거리와 제2 가시선 거리 사이 거리의 제2 측정을 결정하며; 그리고
    재1 측정이 제2 측정보다 작은 것인지 큰 것인지를 결정함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 방법이:
    제1 측정이 제2 측정 이하임을 결정함에 기초하여;
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    상기 제2 측정이 상기 제1 측정보다 짧음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  13. 제11항에 있어서, 제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 동시에 전송되며, 제1 측정이 제2 측정을 제1 크기만큼 초과하면, 상기 방법은:
    제2 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제1 레인징 신호가 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제1 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제2 레인징 신호가 상기 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 방법이:
    수신기 위치의 초기 추정치와 제1 송신기의 제1 위치 사이 제1 가시선 거리를 결정하고;
    수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하고;
    수신기와 제1 송신기 제1 위치 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 거리 이동에 해당하며;
    상기 수신기와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 거리 이동에 해당하며;
    제1 경로 거리가 제1 가시선 거리보다 긴 것인지를 결정하고; 그리고
    제2 경로 거리가 제2 가시선 거리보다 긴 것인지를 결정함을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  15. 제1 경로 거리가 제1 가시선 거리보다 길다면, 또는 제2 경로 거리가 제2 가시선 거리보다 길다면, 상기 방법은
    제1 경로 거리가 제2 경로 거리보다 짧다는 것을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제2 경로 거리가 제1 경로 거리보다 짧은 가를 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  16. 제14항에 있어서, 제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 동시에 전송되며, 그리고 제1 경로 거리가 제1 가시선 거리보다 길다면, 또는 제2 경로 거리가 제2 가시선 거리보다 길다면, 상기 방법은:
    제2 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제1 레인징 신호가 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제1 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제2 레인징 신호가 상기 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 더욱 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  17. 수신기 위치의 초기 추정치와 제1 송신기 제1 위치 사이 가시선 거리를 결정하고;
    수신기 위치의 초기 추정치와 제2 송신기 제2 위치 사이 제2 가시선 거리를 결정하며;
    수신기와 제1 송신기의 제1 위치 사이 제1 경로 거리를 결정하고, 상기 제1 경로 거리가 제1 레인징 신호에 의한 제1 이동 거리에 해당하며;
    수신기와 제2 송신기의 제2 위치 사이 제2 경로 거리를 결정하고, 상기 제2 경로 거리가 제2 레인징 신호에 의한 제2 이동 거리에 해당하며;
    제1 가시선 거리와 제1 경로 거리 사이 차이의 제1 측정을 결정하고;
    제2 가시선 거리와 제2 경로 거리 사이 차이의 제2 측정을 결정하며;
    상기 제1 측정이 상기 제2 측정보다 작음을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되고; 그리고
    상기 제2 측정이 상기 제1 측정보다 작음을 결정함에 기초하여:
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 더욱 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  18. 제1 항에 있어서, 제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 동시에 전송되며, 상기 방법이:
    제2 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제1 레인징 신호가 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제1 레인징 신호가 수신기에 도달하기 전에 제2 레인징 신호가 상기 수신기에 도달하였음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 더욱 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  19. 제1항에 있어서, 제1 레인징 신호와 제2 레인징 신호가 수신기에 의해 동시에 수신되며, 상기 방법이:
    제2 레인징 신호가 전송된 후에 제1 레인징 신호가 전송되었음을 결정함에 기초하여:
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제2 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정되며; 그리고
    제1 레인징 신호가 전송된 후에 제2 레인징 신호가 전송되었음을 결정함에 기초하여,
    제2 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하며 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 사용하지 않고 추정된 위치를 결정하며; 또는
    제1 레인징 신호로부터 추출된 정보를 조정하고, 상기 추정된 위치가 제1 레인징 신호로부터 추출된 조정된 정보를 사용하여 결정됨을 더욱 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  20. 제5항에 있어서, 제1 차이 측정이 제1 경로 거리에서 제2 경로 거리를 감한 거리의 절대값이고; 제2 차이 측정이 제1 가시선 거리에서 제2 가시선 거리를 감한 거리의 절대값임을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  21. 제5항에 있어서, 제1 차이 측정이 제1 경로 거리에서 제2 경로 거리를 감한 거리의 제곱이고; 제2 차이 측정이 제1 가시선 거리에서 제2 가시선 거리를 감한 거리의 제곱임을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  22. 제1항에 있어서, 제1 레인징 신호로부터 추출된 정보가 제1 송신기와 관련된 제1 레인지 측정, 제1 레인징 신호의 제1 도달 시간 또는 제1 레인징 신호의 제1 전송 시간을 포함하며, 그리고 제2 레인징 신호로부터 추출된 정보가 제2 송신기와 관련된 제2 레인지 측정, 제2 레인징 신호의 제2 도달 시간 또는 제2 레인징 신호의 제2 전송 시간을 포함함을 특징으로 하는 수신기 위치 추정 방법.
  23. 제1항의 방법을 수행하는 하나 이상의 처리기를 포함하는 시스템.
  24. 제23항에 있어서, 상기 시스템이 수신기, 송신기 그리고 수신기와 송신기로부터 떨어져 있는 원격 처리기를 포함하며, 하나 이상의 처리기가 상기 원격 처리기를 포함함을 특징으로 하는 시스템.
  25. 제1항의 방법을 수행하기 위해 실행하도록 적용된 프로그램 명령을 실행하는 비-일시적 머신 판독 가능 매체.
  26. 제25항에 있어서, 상기 프로그램 명령이 하나 이상의 반도체 칩에 포함됨을 특징으로 하는 비-일시적 머신 판독 가능 매체.
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