KR20160008045A - 무선 신호를 이용한 측위 방법 및 장치 - Google Patents

무선 신호를 이용한 측위 방법 및 장치 Download PDF

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    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Abstract

단말은 서빙 기지국을 포함한 셋 이상의 기지국으로부터 각각 시작점 정보를 표시한 반송파 신호를 수신하고, 셋 이상의 기지국 중에서 두 기지국의 반송파 신호의 시작점 정보를 이용하여 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를, 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서, 각각 계산하며, 계산된 복수의 위상각 차이를 이용하여 단말의 좌표를 산출한다.

Description

무선 신호를 이용한 측위 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETERMINING POSITION USING RADIO SIGNAL}
본 발명은 무선 신호를 이용한 측위 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단말에서 인접한 셋 이상의 기지국으로부터 수신한 주기를 가지는 무선 신호들의 위상차를 측정하여 단말의 위치를 계산하는 측위 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 GPS(Global Positioning System) 등 위성 항법 기술의 정밀도를 향상하기 위한 방법으로, D-GPS(Differential GPS) 및 GPS 반송파 위상(Carrier Phase)을 이용한 측위 방법 등이 있다.
D-GPS는 대기권의 회절, 위성 궤도의 이상 등으로 인해 발생하는 GPS 신호 오차를 보정하는 방법으로, 아주 양호한 상태에서 오차수준을 최대 1m 수준까지 개선시켜 줄 수 있음이 알려져 있다. 그러나 도심이나 실내, 산악 지역 등 위성과의 가시성(LOS)이 보장되지 않는 환경에서는 다중경로(multipath)에 의한 지연확산(delay spread) 등의 효과로 인해 오차범위가 커지는 단점이 있다.
GPS 방송파 위상 방식(또는 RealTime Kinematics, RTK 방법)은 1.5GHz~2GHz의 위성 반송파 신호의 파장 수 및 위상 차를 계산하는 방식으로, 측위 정밀도를 cm 수준으로 대폭 개선한 기술이다. GPS 반송파 위상 방법에서는 측위 단말과 기준국이 동시에 수신하고 있는 위성 반송파의 파장을 계수하는 시작점을 정확히 동기화시키는 것이 중요한데, 측위 단말이 빠른 속도로 이동하거나, 위성 신호가 주변의 장애물 등에 잠시 막히거나 혹은 약간의 노이즈에 방해를 받을 경우, 측위 단말이 계수하는 파장수가 기준국과 달라지는 위상 슬립(phase slip) 현상이 일어나서 측위 오차가 발생한다. 이 경우 측위 단말은 기준국과의 위상 추적 동기화 과정을 처음부터 다시 시작해야 하는 단점이 있다.
한편, GPS에 의존하지 않고, 지상의 이동통신 기지국 신호를 이용하여 측위를 수행하는 방법으로, 셀 식별번호(Cell-ID)를 이용하거나 기지국과 측위 단말간 신호 도달시간차를 이용하여 측위 단말의 위치좌표를 계산하며, OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) 등의 기술이 알려져 있다. 그러나 지상의 이동통신 기지국 신호에 기반한 측위 방법들은 원자시계 등에 의해 정밀하게 시간동기화가 되는 GPS 위성에 비해 기지국간의 시간동기 정밀도가 떨어질 뿐 만 아니라, 통상적인 광대역 이동통신 무선 시스템의 대역폭 한계, 샘플링 시간 간격 한계 등으로 인해 수m 에서 수십m 이상의 측위 오차가 발생하고 있다.
이와 같은 지상의 이통통신 기지국 기반 측위 방법의 오차한계를 줄이기 위한 방법으로, 무선통신망에서 수신신호의 위상측정에 기반한 측위 방법이 제안되었다. 이 방법은 단말이 셋 이상의 인접한 기지국으로부터 시간 동기된 OFDM 프리앰블 신호의 위상 회전값을 계산하고, 셋 이상의 기지국들간의 위상 회전값 차이와 이로부터 환산한 거리 차를 이용하여 측위 단말의 절대 좌표값을 구하는 방법이다.
수신신호의 위상측정에 기반한 측위 방법은 신호 위상의 연속된 회전값을 사용하므로, 이산화된 샘플링으로 인한 시간오차를 줄이고 보다 정밀한 시간 분해능을 기대할 수 있는 효과가 있다. 그러나 이론적인 샘플링 시간간격 한계, 즉 대역폭 한계 이상의 정밀도 개선은 이루지 못하고 있으며, 또한 기지국간 시간동기가 맞지 않을 경우 발생하는 오차를 줄이는 방법에 대해서는 개시하지 않고 있지 않다.
일반적으로 이동통신 기지국 시스템들은 GPS 위성신호에 기반한 시간동기화를 수행하고 있으며, 이 경우 지상에서는 나노초(ns) 이상의 동기화 오차가 발생할 수 있다. 이로 인한 측위 오차는 수m 수준 이상이 될 수 있다.
또한 상기한 위성 및 지상의 기지국 신호에 기반한 측위 방법들은 모두 도심이나 산간지역에서 측위를 수행할 경우, 신호는 주변의 건물이나 장애물에 반사나 회절 등을 겪으며 다양한 경로를 통해 도달하게 된다. 이 경우, 반사나 회절된 신호를 기반으로 위치계산을 수행하게 되면 실제 위치와의 차이가 발생할 수 있으며, 이로 인한 측위 오차는 수m에서 수십m에 달할 수 있다. 따라서 일반적으로 위성이나 기지국에 기반한 종래의 측위 방법들은 도심이나 산악에서 심한 측위 오차를 보이거나 실내에서는 사용할 수 없는 문제가 있다.
본 발명이 해결하려는 과제는 사용 목적에 따라 태그 데이터에 빠른 접근을 제공하기 위한 무선 전파 식별 태그 및 그의 동작 방법과 무선 전파 식별 리더 및 그의 동작 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 무선 신호를 이용한 단말에서의 측위 방법이 제공된다. 측위 방법은 서빙 기지국을 포함한 셋 이상의 기지국으로부터 각각 시작점 정보를 표시한 반송파 신호를 수신하는 단계, 상기 셋 이상의 기지국 중에서 두 기지국의 반송파 신호의 시작점 정보를 이용하여 상기 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를, 상기 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서, 각각 계산하는 단계, 계산된 복수의 위상각 차이를 이용하여 해당 두 기지국에서 상기 단말까지의 도달 거리 차이를 각각 계산하는 단계, 그리고 각각 계산된 도달 거리 차이를 이용하여 상기 단말의 좌표를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 반송파 신호는 시작점 주기를 토대로 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지며, 상기 계산하는 단계는 상기 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지는 지점을 상기 반송파 신호의 시작점으로 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신하는 단계는 상기 단말의 좌표와 상기 주변 기지국의 좌표를 토대로 각 기지국의 전파 입사각 범위를 계산하는 단계, 그리고 상기 각 기지국의 전파 입사각 범위로 수신되는 반송파 신호만을 필터링하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 산출하는 단계는 3차원 지도 정보를 이용하여 상기 주변 기지국 중에서 각 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성하는 단계, 상기 주변 기지국 중에서 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서 두 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로간의 길이 차이를 각각 계산하는 단계, 서로 동일한 기지국 대상에 대해 계산된 회절 경로간의 길이 차이와 도달 거리 차이간의 오차를 계산하는 단계, 그리고 상기 오차 값을 이용하여 상기 단말의 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 회절 경로를 생성하는 단계는 상기 단말의 좌표와 어느 하나의 기지국의 좌표를 연결하는 직선 벡터를 생성하는 단계, 상기 3차원 지도 정보를 이용하여 상기 직선 벡터와 교차하면서 상기 단말에 인접한 건물의 평면 정보에서 평면을 이루는 모서리 벡터를 생성하는 단계, 상기 모서리 벡터 상에서 상기 단말과 상기 직선 벡터가 투영되는 정사영 지점을 산출하는 단계, 그리고 상기 산출된 정사영 지점과 상기 어느 하나의 기지국 및 상기 단말을 이어서 상기 어느 하나의 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단말의 좌표를 산출하는 단계는 상기 오차 값을 최소화하는 단말의 좌표를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 도달 거리 차이를 계산하는 단계는 서빙 기지국으로부터, 상기 서빙 기지국이 계산한 상기 서빙 기지국과 상기 서빙 기지국에 이웃한 기지국간의 위상각 차이에 대한 오프셋 값을, 수신하는 단계, 그리고 상기 수신한 오프셋 값을 이용하여, 상기 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를 보상하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 오프셋 값을 수신하는 단계는 상기 서빙 기지국이, 상기 이웃한 기지국의 반송파 신호를 수신하는 단계, 상기 서빙 기지국이, 상기 이웃한 기지국의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 상기 반송파 신호의 위상각을 계산하는 단계, 상기 서빙 기지국이, 상기 서빙 기지국이 전송한 반송파 신호의 시작점을 기준으로 계산된 위상각과 상기 이웃한 기지국의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 계신된 위상각간의 위상 차이에 대한 오프셋 값을 계산하는 단계, 그리고 상기 서빙 기지국이, 오프셋 값을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신하는 단계는 상기 셋 이상의 기지국이 각각 서로 다른 대역의 주파수로 반송파 신호를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신하는 단계는 상기 셋 이상의 기지국이 각각 서로 다른 시간에 반송파 신호를 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 실시 예에 따르면, 무선 신호를 이용한 단말의 측위 장치가 제공된다. 측위 장치는 수신부, 위상 추적부, 복수의 위상 클락부, 그리고 제어부를 포함한다. 상기 수신부는 서빙 기지국을 포함한 셋 이상의 주변 기지국으로부터 각각 시작점 정보를 표시한 반송파 신호를 수신한다. 상기 위상 추적부는 수신한 각 기지국의 반송파 신호의 시작점 및 시작점 주기를 검출한다. 상기 복수의 위상 클락부는 각각 상기 각 기지국의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 상기 각 기지국의 반송파 신호의 위상각을 계산한다. 그리고 상기 제어부는 상기 주변 기지국 중에서, 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를, 상기 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서, 각각 계산하고, 계산된 복수의 위상각 차이를 이용하여 해당 두 기지국에서 상기 단말까지의 도달 거리 차이를 각각 계산하며, 각각 계산된 도달 거리 차이를 이용하여 상기 단말의 좌표를 산출한다.
상기 제어부는 상기 산출된 단말의 좌표와 3차원 지도 정보를 이용하여 각 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성하고, 상기 각 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 이용하여 상기 단말의 좌표를 보정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서 두 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로간의 길이 차이를 각각 계산하고, 서로 동일한 기지국 대상에 대해 계산된 회절 경로간의 길이 차이와 도달 거리 차이간의 오차를 계산하며, 상기 오차 값을 이용하여 상기 단말의 좌표를 보정할 수 있다.
상기 제어부는 상기 단말의 좌표와 어느 하나의 기지국의 좌표를 연결하는 직선 벡터를 생성하고, 상기 3차원 지도 정보를 이용하여 상기 직선 벡터와 교차하면서 상기 단말에 인접한 건물의 평면 정보에서 평면을 이루는 모서리 벡터를 생성하며, 상기 모서리 벡터 상에서 상기 단말과 상기 직선 벡터가 투영되는 정사영 지점을 산출하고, 상기 산출된 정사영 지점과 상기 어느 하나의 기지국 및 상기 단말을 이어서 상기 어느 하나의 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성할 수 있다.
상기 제어부는 주변 기지국 방향의 전파 입사각 범위로 수신되는 반송파 신호만을 필터링하도록 상기 수신부를 제어할 수 있다.
상기 제어부는 상기 단말의 좌표와 서빙 기지국으로부터 수신하는 상기 주변 기지국의 좌표를 토대로 각 기지국의 전파 입사각 범위를 계산할 수 있다.
상기 반송파 신호는 상기 시작점 주기를 토대로 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지며, 상기 위상 추적부는 상기 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지는 지점을 상기 반송파 신호의 시작점으로 검출할 수 있다.
상기 복수의 위상 클락부는 각각 해당 기지국의 반송파 신호에 대한 위상 클락을 해당 반송파 신호의 파장에 동기화시키고, 해당 기지국의 반송파 신호의 시작점을 검출하면 해당 기지국의 반송파 신호에 대한 위상 클락을 리셋시킬 수 있다.
상기 수신부는 서빙 기지국을 통해 상기 서빙 기지국이 계산한 상기 서빙 기지국과 상기 서빙 기지국에 이웃한 기지국간의 위상각 차이에 대한 적어도 하나의 오프셋 값을 수신하고, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 오프셋 값을 이용하여 상기 복수의 위상각 차이를 각각 보상할 수 있다.
상기 시작점 주기의 간격은 거리로 환산했을 때 두 기지국 사이의 최대 거리보다 길게 설정될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 종래의 신호 도달 시간 측정에 기반한 측위 방법에 비해 측위 오차 수준을 줄일 수 있다.
또한 고속으로 이동하는 차량이나 심한 다중 경로가 발생하는 도심에서도 안정적이고 신뢰도 높은 측위 성능을 달성 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반송파 신호에 시작점을 표시하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 오프셋 값을 계산하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 수신한 반송파 신호의 위상 클락을 동기화시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5 내지 도 7은 각각 본 발명의 제1 내지 제3 실시 예에 따른 단말이 위치를 계산하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시된 전파의 회절 거리 산출 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 측위 장치를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 사용자 장비(user equipment, UE), 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, UE, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한 기지국(base station, BS)은 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNB), 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS) 등을 지칭할 수도 있고, 노드B, eNB, BS, ABS, HR-BS AP, RAS, BTS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 무선 신호를 이용한 측위 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 무선 통신 시스템은 복수의 기지국(110, 120, 130) 및 단말(200)을 포함한다.
기지국(110, 120, 130)은 셀(cell)이라고 불리는 특정한 지리적 영역에 존재하는 단말(200)로 통신 서비스를 제공하며, 설치 목적 및 셀 커버리지의 크기에 따라 매크로셀, 피코셀, 마이크로셀 등 다양한 형태로 설치 및 운영될 수 있다.
단말(200)은 무선 채널의 종단점으로, 하나의 기지국에 접속하여 통신 서비스를 제공 받는다.
기지국(110, 120, 130)은 단말(200)의 측위를 위한 목적으로, 주기를 가지는 반송파 신호를 전송한다. 반송파 신호는 하나 또는 복수 개일 수 있다.
기지국(110, 120, 130)은 서로 다른 대역의 반송파 주파수를 사용함으로 간섭을 회피하거나, 동일한 반송파 주파수를 이용할 경우 사전에 약속된 규칙에 따라 기지국들간 시분할 방식으로 전송 타이밍을 나누어 반송파 신호를 전송함으로 상호간 간섭을 회피할 수 있다.
기지국(110, 120, 130)은 이웃 기지국 및 단말(200)이 반송파 신호의 파장 수를 계수하는 시작점을 쉽게 찾을 수 있도록, 반송파 신호 위에 시작점을 명시적으로 표시하거나 간접적으로 표시하여 전송한다.
기지국(110, 120, 130)은 이웃 기지국들이 전송하는 반송파 신호를 수신할 수 있다. 기지국(110, 120, 130)은 각각 이웃 기지국들의 반송파 신호의 시작점을 검출하고, 이웃 기지국의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 측정한 이웃 기지국의 반송파 신호의 위상각과 기지국(110, 120, 130)이 전송하는 반송파 신호의 시작점을 기준으로 측정한 반송파 신호의 위상각간의 위상 차이에 대한 오차 즉, 오프셋 값을 계산한다.
기지국(110, 120, 130)은 자신이 서비스하는 셀 반경 내의 단말(200)에게 계산한 오프셋 값을 방송한다.
단말(200)은 주변의 기지국(110, 120, 130)으로부터 반송파 신호를 수신한다. 또한 단말(200)은 서빙 기지국(예를 들면, 120)으로부터 주변 기지국의 좌표 정보와 서빙 기지국(120)이 계산한 오프셋 값을 수신한다.
단말(200)은 수신한 각 기지국의 반송파 신호의 위상과 시작점 주기를 추적하여 각 기지국의 반송파 신호의 파장 수를 계수하고, 두 기지국의 반송파 신호간 위상각 차이를 계산한다. 단말(200)은 서빙 기지국으로부터 수신한 오프셋 값을 이용하여 단말(200)이 계산한 두 기지국의 반송파 신호간 위상각 차이를 보상한다.
단말(200)은 오프셋 값이 보상된 반송파 신호간 위상각 차이를 이용하여 해당 두 기지국에서 단말까지의 도달 거리 차이를 계산한다.
이러한 방법으로 서로 다른 두 기지국의 반송파 신호로부터 복수의 도달 거리 차이가 계산될 수 있고, 이렇게 계산된 복수의 도달 거리 차이를 이용하여 단말(200)의 대략적인 좌표가 산출된다.
단말(200)은 전파의 다중경로에 의한 오차를 줄이기 위해 3차원 지형정보를 이용할 수 있다. 즉 단말(200)은 단말(200)과 기지국(110, 120, 130) 사이의 직선거리상에 놓인 장애물의 형태와 위치를 파악하고, 전파의 회절경로를 고려하여 단말(200)과 기지국(110, 120, 130) 사이의 정확한 도달 거리를 계산함으로써, 측위의 정확성을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 반송파 신호에 시작점을 표시하는 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 기지국(110)는 n개의 파장을 가지는 반송파 신호를 전송한 후에 반송파 신호의 위상을 180도 반전시켜 n개의 파장을 가지는 반송파 신호를 전송한다.
이와 같이 하면, 반송파 신호의 위상 반전 지점이 반송파 신호의 시작점(A, B, C)이 된다.
이와 같이, 시작점 주기에 따라서 반송파 신호의 위상을 반전시킴으로써, 반송파 신호의 시작점(A, B, C)를 표시할 수 있다.
기지국(120) 또한 n개의 파장을 가지는 반송파 신호를 전송한 후에 반송파 신호의 위상을 180도 반전시켜 n개의 파장을 가지는 반송파 신호를 전송함으로써, 반송파 신호에 시작점(A', B', C')를 표시할 수 있다.
이와 같이, 시작점 정보가 포함된 반송파 신호를 수신하는 단말(200)은 신호세기가 불량한 음영지역이나 노이즈가 심한 환경에서도 반복되어 전송되는 반송파 신호의 위상 반전 지점을 시작점으로 검출할 수 있고, 반송파 신호의 시작점으로부터 반송파 신호의 파장 수를 계수하여 위상각을 측정할 수 있다.
이러한 방법 외에도 반송파 신호 위에 시작점 정보를 표시하는 방법으로, 반송파 신호의 진폭 변조를 이용하는 방법, 반송파 신호의 주파수 변조를 이용하는 방법 혹은 주파수가 다른 복수 개의 반송파 신호간의 위상 차이를 간접적인 시작점 표시자로 이용하는 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
반송파 신호의 시작점(A, B, C) 사이의 간격은 이 간격을 거리로 환산하였을 때 이웃한 두 기지국(110, 120) 사이의 최대 거리보다 긴 특징을 지닌다. 예컨대, 기지국(110)이 한 파장 길이가 p인 n개의 파장을 가지는 반송파 신호를 이용하여 시작점(A, B, C) 정보를 전송한다고 가정하면, 임의의 두 시작점 간의 거리는 p x n이 되며, 이 길이(=p x n)는 임의의 이웃한 두 기지국(110, 120) 사이의 최대 거리보다 길게 된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 오프셋 값을 계산하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 3에서는 설명의 편의상 하나의 기지국(110)을 기준으로 설명하며, 다른 기지국(120, 130)도 기지국(110)과 동일한 방법으로 오프셋 값을 계산할 수 있다.
도 3을 참고하면, 기지국(110)은 주기적으로 도 2에 도시한 방법을 이용하여 연속되는 파장의 반송파 신호를 전송하면서 파장 수를 계수한다(S310).
기지국(110)은 전송된 방송파 신호의 파장 수가 설정 값(n)에 해당하면(S320), 파장 수 카운터를 초기화한다(S330).
기지국(110)은 반송파 신호의 위상을 180도 반전시켜 연속적으로 파장을 전송하면서 단계(S310, S320, S330)를 반복한다.
이러한 방법으로 기지국(110)은 반송파 신호를 전송한다.
기지국(110)은 이웃 기지국(예를 들면, 120, 130)이 전송한 반송파 신호를 수신한다(S340).
기지국(110)은 수신한 각 이웃 기지국(120, 130)의 반송파 신호의 위상과 시작점을 추적한다.
기지국(110)은 각 이웃 기지국(120, 130)의 반송파 신호의 시작점을 검출하면, 이웃 기지국(120, 130)의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 해당 반송파 신호의 파장 수를 계수하여 위상각을 측정한다(S350).
다음, 기지국(110)은 기지국(110)이 전송하는 반송파 신호의 시작점으로부터 측정한 위상각과 각 이웃 기지국(120, 130)의 반송파 신호의 시작점으로부터 측정한 위상각간의 상대적인 위상 차이에 대한 오프셋 값을 계산하고(S360), 계산된 오프셋 값을 내부 메모리에 저장한다.
이와 같은 방법으로 기지국(110)은 모든 이웃 기지국에 대해 오프셋 값을 계산하여 내부 메모리에 저장한다.
예를 들어, 기지국 A에서 기지국 B의 반송파 신호를 수신하여 오프셋 값을 계산한다고 가정하면, 오프셋 값은 수학식 1과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서,
Figure pat00002
는 기지국 A가 전송한 반송파 신호의 시작점으로부터 측정한 위상각과 기지국 B로부터 수신된 반송파 신호의 시작점으로부터 측정한 위상각간의 위상 차이를 나타낸다. d는 기지국 A와 기지국 B 사이의 거리를 나타내며, λ는 반송파 신호의 한 파장 길이를 나타낸다. 2πn은 시작점 주기, 즉 n개의 파장 간격을 나타내며, mod는 모듈로 연산을 나타낸다.
마찬가지로, 기지국 B에서 기지국 A의 반송파 신호를 수신하여 오프셋 값을 계산한다고 가정하면, 오프셋 값은 수학식 2와 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00003
기지국(110)은 내부 메모리에 저장된 오프셋 값 리스트를 셀 반경 내의 단말(200)에게 방송한다(S370). 기지국(110)은 오프셋 값 리스트와 함께 자신의 좌표 정보 및 이웃 기지국의 좌표 정보를 셀 반경 내의 단말(200)에게 방송할 수 있다. 오프셋 값 리스트는 주기적으로 방송될 수 있다.
그러면, 단말(200)은 서빙 기지국(예를 들면, 120)으로부터 오프셋 값 리스트를 수신한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국이 수신한 반송파 신호의 위상 클락을 동기화시키는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참고하면, 기지국(110)은 이웃 기지국(120, 130)이 주기적으로 전송하는 반송파 신호를 수신한다.
기지국(110)은 수신한 이웃 기지국(120, 130)의 반송파 신호의 위상을 추적하면서 해당 반송파 신호의 위상 클락을 해당 반송파 신호의 파장에 동기화시킨다(S410).
기지국(110)은 반송파 신호의 시작점을 검출하면(S420), 위상 클락을 다시 초기화 한다(S430).
이로써, 이웃 기지국(120, 130)의 반송파 신호의 시작점으로부터의 측정되는 오프셋 값을 정확하게 계산할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말이 위치를 계산하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참고하면, 단말(200)은 서빙 기지국으로부터 서빙 기지국을 포함한 주변 기지국의 좌표 정보 및 오프셋 값 리스트의 정보를 수신한다(S510). 단말(200)은 수신한 정보를 내부 메모리에 저장한다.
단말(200)은 주변 기지국으로부터 반송파 신호를 수신하면(S520), 각 기지국의 반송파 신호의 위상 클락을 해당 반송파 신호의 파장에 동기화시킨다.
다음, 단말(200)은 각 기지국의 반송파 신호의 시작점을 검출하면(S530), 해당 반송파 신호의 위상 클락을 리셋한다(S540).
단말(200)은 각 기지국의 반송파 신호의 위상 클락을 이용하여 각 기지국의 반송파 신호의 위상각을 측정한다(S550).
단말(200)은 임의의 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를 계산하고(S560), 단말(200)이 계산한 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이에 서빙 기지국으로부터 수신한 해당 두 기지국의 반송파 신호에 해당하는 오프셋 값을 보상한다(S570).
단말(200)은 오프셋 값이 보상된 반송파 신호간 위상 차이를 이용하여 임의의 두 기지국에서 단말까지의 도달 거리 차이를 계산한다(S680).
예를 들어, 기지국 A와 기지국 B에서 단말(200)까지의 도달 거리 차이는 수학식 3과 같이 계산될 수 있다.
Figure pat00004
수학식 3에서,
Figure pat00005
는 기지국 A와 기지국 B에서 단말(200)까지의 도달 거리 차이를 나타내고, λ는 반송파 신호의 한 파장 길이를 나타낸다.
Figure pat00006
는 기지국 A의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 측정한 위상각이고,
Figure pat00007
는 기지국 B의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 측정한 위상각이다. OB는 기지국 A가 계산한 기지국 B에 대한 오프셋 값이고, 2πn은 시작점 주기이다.
단말(200)은 서빙 기지국을 포함한 셋 이상의 기지국으로부터 수신한 반송파 신호를 이용하여 위에서 설명한 방법을 토대로, 임의의 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서, 복수의 도달 거리 차이를 계산한다. 예를 들면, 단말(200)은 기지국(110, 120)의 반송파 신호간 위상 차이를 이용하여 기지국(110, 120)에서 단말까지의 도달 거리 차이를 계산하고, 기지국(120, 130)의 반송파 신호간 위상 차이를 이용하여 기지국(120, 130)에서 단말까지의 도달 거리 차이를 계산하고, 기지국(110, 130)의 반송파 신호간 위상 차이를 이용하여 기지국(110, 120)에서 단말까지의 도달 거리 차이를 계산할 수 있다.
단말(200)은 복수의 도달 거리 차이를 이용하여 단말(200)의 대략적인 좌표 정보를 산출한다(S590). 단말(200)은 복수의 도달 거리 차이를 쌍곡선 교차 알고리즘에 적용하여 단말(200)의 대략적인 좌표 정보를 산출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말이 위치를 계산하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참고하면, 단말(200)은 도 5에서 설명한 방법을 토대로 단말(200)의 대략적인 좌표를 산출한다(S610).
단말(200)은 단말(200)의 대략적인 좌표와 주변 기지국의 좌표를 참고하여 각 기지국의 전파 입사각 범위를 계산한다(S620).
단말(200)은 다중경로파 중에서 각 기지국 방향의 전파 입사각 범위의 반송파 신호만을 필터링한다(S630).
단말(200)은 필터링된 반송파 신호들을 이용하여 도 5에서 설명한 바와 같은 방법으로 단말(200)의 좌표를 산출한다(S640).
이렇게 하면, 다중경로에 의한 지연 확산 및 각도 확산 오차를 줄일 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 단말이 위치를 계산하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참고하면, 단말(200)은 도 5에서 설명한 방법을 토대로 단말(200)의 대략적인 좌표 정보를 산출한다(S710).
단말(200)은 단말(200)의 대략적인 좌표와 주변 기지국의 좌표를 연결하는 직선 벡터를 생성한다(S720).
단말(200)은 내부 메모리에 저장된 3차원 지도 정보를 이용하여 직선 벡터와 교차하면서 단말(200)에 인접한 건물의 평면 정보를 검출한다(S730). 또한 단말(200)은 단말(200)에 인접한 건물의 평면 정보에서 평면을 이루는 모서리 벡터를 생성한다(S740).
단말(200)은 모서리 벡터 상에서 단말(200)과 각 기지국간의 직선 벡터가 투영되는 정사영 지점을 산출하고(S750), 산출된 정사영 지점과 해당 기지국 및 단말(200)을 잇는 회절 경로를 생성한다(S760).
단말(200)은 임의의 두 기지국에서 단말(200)까지의 회절 경로간의 길이 차이를 계산한다(S770). 단말(200)은 모든 기지국에 대해, 임의의 두 기지국에서 단말(200)까지의 회절 경로간의 길이 차이를 계산한다.
단말(200)은 두 기지국에서 단말(200)까지 계산된 회절 경로간의 길이 차이와 수학식 3을 토대로 계산한 두 기지국에서 단말까지의 도달 거리 차이간의 오차 값을 계산한다(S780).
단말(200)은 이 오차 값을 최소화하는 최적의 정사영 지점 및 단말(200)의 좌표를 산출한다(S790). 이때 단말(200)은 최대우도법(Maximum Likelihood) 등을 적용하여 오차 값을 최소화하는 최적의 정사영 지점 및 단말(200)의 좌표를 산출할 수 있다.
이렇게 함으로써, 도심이나 산악에서 장애물과 전파의 회절에 의한 측위 오차를 최소화할 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 전파의 회절 거리 산출 방법을 설명하는 도면이다.
도 8을 참고하면, 단말(200)의 대략적인 좌표 정보가 산출되고 나면, 단말(200)은 단말(200)의 대략적인 좌표(x1,y1)와 기지국 A의 좌표(x2, y2)를 연결하는 직선 벡터(V1) 및 단말(200)의 대략적인 좌표(x1,y1)와 기지국 A의 좌표(x3,y3)를 연결하는 직선 벡터(V2)를 생성한다.
단말(200)은 직선 벡터(V1, V2)와 교차하면서 단말(200)에 인접한 건물의 평면 정보(P1, P2)를 검출한다. 또한 단말(200)은 단말(200)에 인접한 건물의 평면 정보(P1, P2)에서 평면을 이루는 모서리 벡터(V3, V4)를 생성한다.
단말(200)은 모서리 벡터(V3) 상에서 단말(200)과 기지국 A간의 직선 벡터(V1)가 투영되는 정사영 지점(P3)을 산출하고, 모서리 벡터(V4) 상에서 단말(200)과 기지국 B간의 직선 벡터(V2)가 투영되는 정사영 지점(P4)을 산출한다.
단말(200)은 산출된 정사영 지점(P3, P4)과 해당 기지국 및 단말(200)을 잇는 회절 경로(PA, PB)를 생성한다.
단말(200)은 기지국 A에서 단말(200)까지 계산된 회절 경로(PA)와 기지국 B에서 단말(200)까지 계산된 회절 경로(PB)간의 길이 차이를 계산한다.
그리고 단말(200)은 기지국 A에서 단말(200)까지 계산된 회절 경로(PA)와 기지국 B에서 단말(200)까지 계산된 회절 경로(PB)간의 길이 차이와 수학식 3을 토대로 계산된 기지국 A와 기지국 B에서 단말(200)까지의 도달 거리 차이
Figure pat00008
간의 오차 값을 계산한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국을 나타낸 도면이다.
도 9를 참고하면, 기지국(900)은 반송파 생성부(910), 시작점 제어부(920), 신호 변조부(930), 송신부(940), 수신부(950) 및 오프셋 계산부(960)를 포함한다. 기지국(900)은 앞에서 설명한 기지국(110, 120, 130), 기지국 A, 기지국 B에 해당한다.
반송파 생성부(910)는 n개의 반송파 파장을 가지는 반송파 신호를 생성한다.
시작점 제어부(920)는 반송파 신호 위에 표시할 시작점 주기를 결정한다.
신호 변조부(930)는 시작점 주기를 토대로 반송파 신호의 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나를 다르게 변조하여 송신부(940)를 통해 송신한다. 예를 들어, 앞에서 설명한 바와 같이, 신호 변조부(930)는 시작점 주기를 토대로 반송파 신호의 위상을 180도 반전시킬 수 있다.
송신부(940)는 반송파 신호를 송출한다. 송신부(940)는 오프셋 계산부(960)에 의해 계산된 오프셋 값 리스트를 송출한다.
수신부(950)는 이웃 기지국으로부터 반송파 신호를 수신한다.
오프셋 계산부(960)는 이웃 기지국의 반송파 신호의 위상을 추적하고 시작점을 검출한다. 기지국(110)은 검출한 반송파 신호의 시작점을 기준으로 반송파 신호의 파장 수와 위상각을 측정한다. 오프셋 계산부(960)는 자신이 전송하는 반송파 신호의 시작점으로부터 측정한 위상각과 이웃 기지국의 반송파 신호의 시작점으로부터 측정한 위상각의 상대적인 차이에 대한 오프셋 값을 계산한다.
오프셋 계산부(960)는 모든 이웃 기지국에 대해 오프셋 값을 계산하여 오프셋 값 리스트를 생성하고, 오프셋 값 리스트를 내부 메모리에 저장한다. 오프셋 계산부(960)는 오프셋 값 리스트를 송신부(940)를 통해 송신한다. 오프셋 값 리스트는 주기적으로 송출될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 측위 장치를 나타낸 도면이다.
도 10을 참고하면, 단말의 측위 장치(1000)는 수신부(1100), 위상 추적부(1200), 복수의 위상 클락부(1300), 메모리부(1400) 및 제어부(1500)를 포함한다.
수신부(1100)는 서빙 기지국을 포함한 주변의 기지국으로부터 반송파 신호를 수신한다. 수신부(1100)는 서빙 기지국으로부터 주변 기지국의 좌표 정보와 오프셋 값 리스트를 수신할 수 있다.
위상 추적부(1200)는 수신된 각 기지국의 반송파 신호의 위상을 추적하고, 시작점 및 시작점 주기를 검출한다. 위상 추적부(1200)는 수신된 주변 기지국의 좌표 정보와 오프셋 값 리스트를 메모리부(1400)에 저장할 수 있다.
복수의 위상 클락부(1300)는 수신된 각 기지국의 반송파 신호에 대응된다. 각 위상 클락부(1300)는 해당 기지국의 반송파 신호의 시작점이 검출되면 위상 클락을 리셋시키고 반송파 신호의 파장 수를 계수한다. 복수의 위상 클락부(1300)는 각각 반송파 신호의 파장 수를 계수하기 위한 파장 수 카운터(도시하지 않음)를 포함할 수 있다.
메모리부(1400)는 서빙 기지국으로부터 수신한 주변 기지국의 좌표 정보와 오프셋 값 리스트를 저장한다. 또한 메모리부(1400)는 3차원 지도 정보를 저장한다.
제어부(1500)는 단말(200)의 위치를 계산한다. 제어부(1500)는 도 5 내지 도 7을 참고로 설명한 방법을 토대로 단말(200)의 위치를 계산할 수 있다. 도 6의 경우 제어부(1500)는 단말(200)의 좌표와 서빙 기지국으로부터 수신하는 주변 기지국의 좌표를 토대로 각 기지국의 전파 입사각 범위를 계산하고, 각 기지국의 전파 입사각 범위로 수신되는 반송파 신호만을 필터링하도록 수신부(1100)를 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 측위 방법 및 장치의 적어도 일부 기능은 하드웨어로 구현되거나 하드웨어에 결합된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예를 들면, 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)이나 기타 칩셋, 마이크로프로세서 등으로 구현되는 프로세서가 위상 추적부(1200), 위상 클락부(1300) 및 제어부(1500)의 기능을 수행할 수 있고, 송수신기(transceiver)가 수신부(1100)의 기능을 수행할 수 있으며, 메모리나 저장 장치가 메모리부(1400)의 기능을 수행할 수 있다. 메모리는 동적 랜덤 액세스 메모리(dynamic random access memory, DRAM), 램버스 DRAM(rambus DRAM, RDRAM), 동기식 DRAM(synchronous DRAM, SDRAM), 정적 RAM(static RAM, SRAM) 등의 RAM과 같은 매체로 구현될 수 있다. 저장 장치는 하드 디스크 (hard disk), CD-ROM(compact disk read only memory), CD-RW(CD rewritable), DVD-ROM(digital video disk ROM), DVD-RAM, DVD-RW 디스크, 블루레이(blu-ray) 디스크 등의 광학 디스크, 플래시 메모리, 다양한 형태의 RAM과 같은 영구 또는 휘발성 저장 장치로 구현될 수 있다.
또한 단말의 측위를 위한 기지국의 적어도 일부 기능은 하드웨어로 구현되거나 하드웨어에 결합된 소프트웨어로 구현될 수 있다. 예를 들면, 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)이나 기타 칩셋, 마이크로프로세서 등으로 구현되는 프로세서가 반송파 생성부(910), 시작점 제어부(920), 신호 변조부(930) 및 오프셋 계산부(960)의 기능을 수행할 수 있고, 송수신기(transceiver)가 송신부(940) 및 수신부(950)의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 신호를 이용한 단말에서의 측위 방법으로서,
    서빙 기지국을 포함한 셋 이상의 기지국으로부터 각각 시작점 정보를 표시한 반송파 신호를 수신하는 단계,
    상기 셋 이상의 기지국 중에서 두 기지국의 반송파 신호의 시작점 정보를 이용하여 상기 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를, 상기 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서, 각각 계산하는 단계,
    계산된 복수의 위상각 차이를 이용하여 해당 두 기지국에서 상기 단말까지의 도달 거리 차이를 각각 계산하는 단계, 그리고
    각각 계산된 도달 거리 차이를 이용하여 상기 단말의 좌표를 산출하는 단계
    를 포함하는 측위 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 반송파 신호는 시작점 주기를 토대로 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지며,
    상기 계산하는 단계는 상기 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지는 지점을 상기 반송파 신호의 시작점으로 검출하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계는
    상기 단말의 좌표와 상기 주변 기지국의 좌표를 토대로 각 기지국의 전파 입사각 범위를 계산하는 단계, 그리고
    상기 각 기지국의 전파 입사각 범위로 수신되는 반송파 신호만을 필터링하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  4. 제1항에서,
    상기 산출하는 단계는
    3차원 지도 정보를 이용하여 상기 주변 기지국 중에서 각 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성하는 단계,
    상기 주변 기지국 중에서 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서 두 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로간의 길이 차이를 각각 계산하는 단계,
    서로 동일한 기지국 대상에 대해 계산된 회절 경로간의 길이 차이와 도달 거리 차이간의 오차를 계산하는 단계, 그리고
    상기 오차 값을 이용하여 상기 단말의 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 회절 경로를 생성하는 단계는
    상기 단말의 좌표와 어느 하나의 기지국의 좌표를 연결하는 직선 벡터를 생성하는 단계,
    상기 3차원 지도 정보를 이용하여 상기 직선 벡터와 교차하면서 상기 단말에 인접한 건물의 평면 정보에서 평면을 이루는 모서리 벡터를 생성하는 단계,
    상기 모서리 벡터 상에서 상기 단말과 상기 직선 벡터가 투영되는 정사영 지점을 산출하는 단계, 그리고
    상기 산출된 정사영 지점과 상기 어느 하나의 기지국 및 상기 단말을 이어서 상기 어느 하나의 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 단말의 좌표를 산출하는 단계는 상기 오차 값을 최소화하는 단말의 좌표를 산출하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 도달 거리 차이를 계산하는 단계는
    서빙 기지국으로부터, 상기 서빙 기지국이 계산한 상기 서빙 기지국과 상기 서빙 기지국에 이웃한 기지국간의 위상각 차이에 대한 오프셋 값을, 수신하는 단계, 그리고
    상기 수신한 오프셋 값을 이용하여, 상기 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를 보상하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 오프셋 값을 수신하는 단계는
    상기 서빙 기지국이, 상기 이웃한 기지국의 반송파 신호를 수신하는 단계,
    상기 서빙 기지국이, 상기 이웃한 기지국의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 상기 반송파 신호의 위상각을 계산하는 단계,
    상기 서빙 기지국이, 상기 서빙 기지국이 전송한 반송파 신호의 시작점을 기준으로 계산된 위상각과 상기 이웃한 기지국의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 계신된 위상각간의 위상 차이에 대한 오프셋 값을 계산하는 단계, 그리고
    상기 서빙 기지국이, 오프셋 값을 전송하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계는 상기 셋 이상의 기지국이 각각 서로 다른 대역의 주파수로 반송파 신호를 송신하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 수신하는 단계는 상기 셋 이상의 기지국이 각각 서로 다른 시간에 반송파 신호를 송신하는 단계를 포함하는 측위 방법.
  11. 무선 신호를 이용한 단말의 측위 장치로서,
    서빙 기지국을 포함한 셋 이상의 주변 기지국으로부터 각각 시작점 정보를 표시한 반송파 신호를 수신하는 수신부,
    수신한 각 기지국의 반송파 신호의 시작점 및 시작점 주기를 검출하는 위상 추적부,
    상기 각 기지국의 반송파 신호의 시작점을 기준으로 상기 각 기지국의 반송파 신호의 위상각을 계산하는 복수의 위상 클락부, 그리고
    상기 주변 기지국 중에서, 두 기지국의 반송파 신호간의 위상각 차이를, 상기 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서, 각각 계산하고, 계산된 복수의 위상각 차이를 이용하여 해당 두 기지국에서 상기 단말까지의 도달 거리 차이를 각각 계산하며, 각각 계산된 도달 거리 차이를 이용하여 상기 단말의 좌표를 산출하는 제어부
    를 포함하는 측위 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 제어부는 상기 산출된 단말의 좌표와 3차원 지도 정보를 이용하여 각 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성하고, 상기 각 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 이용하여 상기 단말의 좌표를 보정하는 측위 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제어부는 상기 두 기지국에 대한 대상을 서로 달리하면서 두 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로간의 길이 차이를 각각 계산하고, 서로 동일한 기지국 대상에 대해 계산된 회절 경로간의 길이 차이와 도달 거리 차이간의 오차를 계산하며, 상기 오차 값을 이용하여 상기 단말의 좌표를 보정하는 측위 장치.
  14. 제12항에서,
    상기 제어부는 상기 단말의 좌표와 어느 하나의 기지국의 좌표를 연결하는 직선 벡터를 생성하고, 상기 3차원 지도 정보를 이용하여 상기 직선 벡터와 교차하면서 상기 단말에 인접한 건물의 평면 정보에서 평면을 이루는 모서리 벡터를 생성하며, 상기 모서리 벡터 상에서 상기 단말과 상기 직선 벡터가 투영되는 정사영 지점을 산출하고, 상기 산출된 정사영 지점과 상기 어느 하나의 기지국 및 상기 단말을 이어서 상기 어느 하나의 기지국에서 상기 단말까지의 회절 경로를 생성하는 측위 장치.
  15. 제11항에서,
    상기 제어부는 주변 기지국 방향의 전파 입사각 범위로 수신되는 반송파 신호만을 필터링하도록 상기 수신부를 제어하는 측위 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제어부는 상기 단말의 좌표와 서빙 기지국으로부터 수신하는 상기 주변 기지국의 좌표를 토대로 각 기지국의 전파 입사각 범위를 계산하는 측위 장치.
  17. 제11항에서,
    상기 반송파 신호는 상기 시작점 주기를 토대로 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지며,
    상기 위상 추적부는 상기 위상, 진폭 및 주파수 중 적어도 하나가 달라지는 지점을 상기 반송파 신호의 시작점으로 검출하는 측위 장치.
  18. 제11항에서,
    상기 복수의 위상 클락부는 각각 해당 기지국의 반송파 신호에 대한 위상 클락을 해당 반송파 신호의 파장에 동기화시키고, 해당 기지국의 반송파 신호의 시작점을 검출하면 해당 기지국의 반송파 신호에 대한 위상 클락을 리셋시키는 측위 장치.
  19. 제11항에서,
    상기 수신부는 서빙 기지국을 통해 상기 서빙 기지국이 계산한 상기 서빙 기지국과 상기 서빙 기지국에 이웃한 기지국간의 위상각 차이에 대한 적어도 하나의 오프셋 값을 수신하고,
    상기 제어부는 상기 적어도 하나의 오프셋 값을 이용하여 상기 복수의 위상각 차이를 각각 보상하는 측위 장치.
  20. 제11항에서,
    상기 시작점 주기의 간격은 거리로 환산했을 때 두 기지국 사이의 최대 거리보다 길게 설정되는 측위 장치.
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