KR20200060401A - 위치와 같은 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템 - Google Patents

위치와 같은 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20200060401A
KR20200060401A KR1020207009082A KR20207009082A KR20200060401A KR 20200060401 A KR20200060401 A KR 20200060401A KR 1020207009082 A KR1020207009082 A KR 1020207009082A KR 20207009082 A KR20207009082 A KR 20207009082A KR 20200060401 A KR20200060401 A KR 20200060401A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
motion
correlation
receiver
compensated
Prior art date
Application number
KR1020207009082A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102645258B1 (ko
Inventor
램지 마이클 파라그허
로버트 마크 크로케트
피터 듀페트-스미스
니콜라스 코론뉴
Original Assignee
포컬 포인트 포지셔닝 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 포컬 포인트 포지셔닝 리미티드 filed Critical 포컬 포인트 포지셔닝 리미티드
Publication of KR20200060401A publication Critical patent/KR20200060401A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102645258B1 publication Critical patent/KR102645258B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/22—Multipath-related issues
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/26—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving a sensor measurement for aiding acquisition or tracking
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/428—Determining position using multipath or indirect path propagation signals in position determination
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/47—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being an inertial measurement, e.g. tightly coupled inertial
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/46—Indirect determination of position data
    • G01S2013/462—Indirect determination of position data using multipath signals

Landscapes

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

Abstract

위치와 같은 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템이 개시되어 있다. 상기 시스템은 로컬 신호를 제공하기 위해 구성된 로컬 생성기(8)와 신뢰된 리모트 소스로부터 전송된 신호의 특성에 대응하는 특성을 갖는 신호를 수신하기 위해 구성된 수신기(4)를 포함한다. 관성 측정부(12)는 상기 수신기의 측정 또는 추정된 이동을 제공하기 위해 구성된다. 상관기(6)는 상기 로컬 신호와 상기 수신된 신호를 상관시킴으로써 상관 신호를 제공하기 위해 구성된다. 모션 보상부(14)는 상기 측정 또는 추정된 이동에 기초한 상기 상관 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 로컬 신호 중 적어도 하나의 모션 보상(motion compensation)을 제공하기 위해 구성된다. 신호 분석부(16)는 상기 수신된 신호가 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향(line-of-sight direction)과 다른 방향에서 수신된 요소(component)를 포함하는지 여부를 결정하기 위해 구성되고, 상기 결정은 상기 상관 신호에 기초하여 결정된다. 마지막으로, 메트릭 결정부 및 포지셔닝부(20)는 상기 신호 분석부(16)에 의해 만들어진 상기 결정에 기초하여 수신기의 위치와 같은 상기 수신기와 관련된 물리적 메트릭(physical metric)을 결정하기 위해 구성된다.

Description

위치와 같은 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템
본 발명은 수신기(receiver)와 관련된 위치, 주파수, 시간과 같은 물리적 메트릭(physical metric)을 결정하기 위한 시스템에 관한 것이다. 이러한 메트릭들은 네비게이션(navigation)이나 트래킹(tracking)에 사용될 수 있다. 특히 본 발명은 수신된 포지셔닝 신호(positioning signals) 및 수신기의 측정 또는 추정된 이동(movement)에 기초하여 위치가 결정되는 정확도를 향상시킬 수 있는 포지셔닝 시스템(positioning system)에 관한 것이다.
다중 경로 간섭(Multipath interference)은 글로벌 네비게이션 위성 시스템(Global Navigation Satellite System)(GNSS)을 사용하여 포지셔닝하는 것에 대한 주지의 문제이다. 도심 지역 환경(urban canyon environment)에서 GNSS 신호들은 수신기에서 수신되기 전에 한번 이상 반사될 수 있다. 스마트폰에 일반적으로 존재하는 것과 같은 간단한 GNSS 수신기들에서는 반사된 신호는 가시선상의 신호(line-of-sight signals)와 구별될 수 없다. 이는 20미터 이상의 상당한 범위(ranging errors) 오차를 보일 수 있다. 이는 다중 경로 간섭이 없는 환경에서의 몇 미터 이하의 범위 오차와 비교된다. 이러한 범위 오차는 차량들의 차선 레벨의 포지셔닝(lane-level positioning)을 탐색하는(seek) 어플리케이션과 같은 몇몇 어플리케이션들, 또는 보행자가 위치한 거리의 측(side)을 결정하는데 큰 문제가 될 수 있다.
섀도우 매칭(Shadow matching)은 도심 지역에서 포지셔닝을 개선하기 위한 알려진 기술이다. 섀도우 매칭은 포지셔닝을 향상시키기 위해 3D 도시 모델을 사용한다. 대략적인 사용자 위치가 알려진 경우 3D 도시 모델을 사용한 위성 가시성(satellite visibility)의 예측은 상기 수신기에 의한 실제 측정과 비교될 수 있다. 하늘에 존재하는 것으로 알려진 특정 위성이 상기 수신기에 의해 검출되지 않는 경우, 검색 영역(search area)은 상기 3D 도시 모델 (3D city model)에서 3D 도시 모델이 상기 수신기가 하나 또는 그 이상의 물체(object)에 의해 위성으로부터 가려진(shadowed) 것으로 예측하는 지역으로 제한될 수 있다. 상기 접근 방식은 3D 도시 모델이 이용 가능한 경우 위치 정확도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 섀도우 매칭(shadow matching) 또한 다중 경로 간섭의 영향을 받는다. 신호가 반사된 후 3D 도시 모델이 신호가 수신되지 않을 것으로 예측하는 곳에서 수신기에 의해 성공적으로 수신된 경우(및 그 반대의 경우) 문제가 발생할 수 있다. 이러한 상황은 섀도우 매칭 없이 달성할 수 있는 포지셔닝 오류보다 더 큰 포지셔닝 오류를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 위 이슈들 중 일부를 해결하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수신기와 관련된 물리적 메트릭(physical metric)을 결정하기 위한 시스템이 제공되며, 이는 로컬 신호(local signal)를 제공하기 위해 구성되는 로컬 신호 생성기(local signal generator), 신뢰된 리모트 소스(trusted remote source)에 의해 전송된 신호 내 특성들에 대응하는 특성들을 갖는 신호를 수신하기 위해 구성된 수신기(receiver), 상기 수신기의 측정 또는 추정된 이동을 제공하기 위해 구성되는 모션 모듈(motion module), 상기 로컬 신호를 상기 수신된 신호와 상관시킴으로써(by correlating) 상관 신호(correlation signal)을 제공하기 위해 구성되는 상관부(correlation unit), 상기 측정 또는 추정된 이동에 기초한 상기 상관 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 로컬 신호 중 적어도 하나의 모션 보상(motion compensation)을 제공하기 위해 구성된 모션 보상부(motion compensation unit), 상기 수신된 신호가 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향(line-of-sight direction)과 다른 방향에서 수신된 요소(component)를 포함하는지 여부를 결정하기 위해 구성되고, 상기 결정은 상기 상관 신호에 기초하여 결정되는 신호 분석부(signal analysis unit), 및 상기 신호 분석부에 의해 만들어진 상기 결정에 기초하여 상기 수신기와 관련된 물리적 메트릭(physical metric)을 결정하기 위해 구성되는 메트릭 결정부(metric determination unit)를 포함한다.
도 1은 디지털 신호 및 상관 코드를 상관시키기 위한 시스템의 일 예시를 도시한다.
도 2는 모션-보상된 상관 시퀀스에 기초한 모션-보상된 상관을 이용하지 않는 디지털 신호 및 상관 코드를 상관시키기 위한 시스템의 일 예시를 도시한다.
도 3은 디지털 신호 및 상관 코드의 모션-보상된 상관을 위한 시스템의 처리 시스템에서의 이용에 적합한 상관 시스템의 일 예시를 도시한다.
도 4는 모션-보상된 상관기의 일 예시를 도시한다.
도 5는 모션-보상된 페이저 생성기에 의해 수행되는 방법의 일 예시를 개략적으로 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 기록 작동(도 6a) 및 판독 작동(도 6b) 동안의 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템의 일 예시를 도시하고, 도 6c는 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템에 의해 수행된 방법을 도시한다.
도 7a는 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 재이용 시스템(450)의 일 예시를 도시한다.
도 7b는 방법의 일 예시를 도시한다.
도 8은 모션-보상된 상관기의 일 예시를 도시한다.
도 9는 롱 상관 코드 생성기의 일 예시를 도시한다.
도 10은 롱 디지털 신호 버퍼의 일 예시를 도시한다.
도 11은 모션-보상된 상관기의 일 예시를 도시한다.
도 12는 모션-보상된 상관기의 일 예시를 도시한다.
도 13은 모션-보상된 상관 코드 생성기의 일 예시를 도시한다.
도 14a 및 도 14b는 이동 신호를 생성하기 위한 수신기-모션 모듈의 서로 다른 예시를 도시한다.
도 15는 기록 매체의 일 예시를 도시한다.
도 16a는 제어기의 일 예시를 도시한다.
도 16b는 컴퓨터 프로그램의 일 예시를 도시한다.
도 17은 칩셋의 일 예시를 도시한다.
도 18a, 도 18b, 도 18c는 리모트 디바이스 및 리모트 처리 시스템을 포함하며, 리모트 디바이스와 리모트 처리 시스템 사이에 기능의 상이한 분배를 갖는 시스템의 예시를 도시한다.
도 19a 및 도 19는 본 발명의 일 실시예에서 신호가 결합될 수 있는 상이한 기술을 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에서 포지셔닝 시스템의 개략도 이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에서 수행될 수 있는(can be undertaken) 단계들을 도시한 흐름도이다.
도 22는 도심 지역 환경의 개략도이고, 도 23은 수신기의 탐색 볼륨(search volume)을 도시한다.
도 20은 포지셔닝 시스템을 도시하는 개략도(schematic diagram)이다. 수신기(2)는 GNSS 신호를 포함하는 라디오 신호(radio signals)를 수신하기 위한 안테나(4)를 포함한다. 수신된 신호는 로컬 신호 생성기(local signal generator)(8)에 의해 생성된 로컬 신호에 대해 상관기(correlator)(6)에서 상관된다. 상기 로컬 신호 생성기(8)는 로컬 발진기(local oscillator)(LO)(10)의 주파수 레퍼런스를 사용하여 알려진 상관 시퀀스(correlation sequences)(GNSS위성에 대한 의사 난수(PRN) 코드와 같은)의 로컬 카피를 생성하기 위해 구성된다.
관성 측정부(IMU)(12)는 상기 수신기(2)의 모션, 특히 상기 안테나(4)의 모션을 결정하기 위한 센서를 포함한다. 상기 IMU(12)는 가속도계, 자이로스코프 센서 및 다른 관성 센서들을 포함할 수 있다. 모션 보상부(14)는 IMU(12)로부터 데이터를 수신하고, 상기 상관 신호, 상기 수신된 신호 또는 상기 로컬 신호에 적용될 수 있는 모션 보상 페이저를 계산한다.
신호 분석부(16)는 상기 상관기(6)에 의해 생성된 상기 상관 신호에 기초하여 상기 수신된 신호가 반사된 요소를 포함하는지 여부를 포함하는 상기 수신된 신호의 요소의 특성을 결정하기 위해 제공된다. 더 나아가, 상기 신호 분석부(16)는 상기 신호의 상기 반사된 요소가 수신된 방향을 결정할 수 있고, 이는 포지셔닝부(20)에 의해 계산되는 위치의 정확도를 높이기 위해 사용될 수 있다. 상기 신호 분석부(16) 및 상기 포지셔닝부(20)는 데이터 스토리지부(18)에 저장된 3D 도시 모델로부터의 데이터를 이용할 수 있다. 다른 어레인지먼트에서 상기 3D 도시 모델 데이터의 관련된 섹션(sections)은 상기 수신기(2)에 의해 요구될 때 네트워크를 통해 다운로드 될 수 있다.
상기 포지셔닝 시스템은 다양한 포지셔닝 환경에서 사용될 수 있다. 도 22는 도심 지역 환경(urban canyon environment) 내의 수신기(2)를 도시한다. 이 예에서 상기 수신기(2)는 첫 번째 위성(22)로부터 약한 가시선 신호(21), 첫 번째 위성(22)로부터 상대적으로 강한 반사된 신호(23), 및 두 번의 반사를 겪는 상대적으로 약한 신호(25)를 수신한다. 상기 수신기(2)는 또한 두 번째 위성(24)로부터의 신호를 수신한다. 이 예에서, 두 번째 위성(24)으로부터 강한 가시선 신호(26)가 수신되고, 상대적으로 약한 반사된 신호(27)가 또한 수신된다.
도 21은 도 22에 예로써 도시된 환경을 참조하여 본 발명의 일 실시예에서 수행될 수 있는 단계들을 도시한 플로우 다이어그램(flow diagram)이다. 단계 S100에서 상기 수신기(2)는 GNSS 위성(22, 24)일 수 있는 신뢰된 리모트 소스 또는 다른 신뢰된 리모트 소스로부터 신호를 수신한다. 단계 S102에서 상기 수신기(2)는 상기 로컬 신호 생성기(8)를 이용하여 로킬 신호를 생성한다. 단계 S104에서 상기 수신기(2)는 상기 IMU(12)를 사용하여 상기 안테나 모션을 결정한다. 대안으로, 단계 S104에서 상기 수신기(2)는 검출된 이동의 패턴에 기초하여 상기 안테나(4)의 모션을 추정할 수 있다. 예를 들어, 이전의 측정들이 상기 수신기가 일정한 방향 및 일정한 속도로 움직이고 있음을 나타내는 경우 상기 현재 이동은 이전의 에포크에서의 이동과 동일하다고 추정될 수 있다. 단계들(100, 102 및 104)는 실제로 상기 수신기(2)에 의해 위치가 결정되는 동안 연속적인 방식으로 수행된다.
단계 S106에서 상기 수신기(2)는 위치의 초기 추정치(an initial estimate of position)를 결정한다. 이는 이용 가능한 상기 신호에 기초한 전통적인 GNSS 레인징 계산(conventional GNSS ranging calculations)을 사용하여 결정될 수 있다. 상기 수신기(2)가 스마트폰 내에 제공되는 셀룰러 데이터(cellular data)에 기초하여 위치의 초기 추정치는 또한 결정될 수 있다. 전형적으로 위치의 초기 추정치는 상기 수신기의 환경에 따라 20미터 이내의 정확도로 전통적인 기술을 사용하여 결정될 수 있다.
단계 S108에서 상기 수신기(2)는 모션 보상을 수행할 방향 및 신호를 선택한다. 이 예에서, 도 22를 참조하면, 상기 수신기(2)는 초기에 각 위성(22, 24)에 대한 가시선 방향(21,26)에 대응되는 방향을 차례로 선택한다.
상기 첫 번째 위성(22)로부터의 상기 신호를 처리함으로써, 단계 S110에서 상기 모션 보상부(14)는 가시선 방향(21)으로 상기 선택된 신호에 대해 모션 보상을 수행한다. 따라서, 상기 선택된 방향을 따른 상기 안테나(4)의 상기 모션에 대응하는 모션 보상 페이저들은 상기 로컬 신호, 상기 수신된 신호, 또는 상기 로컬 신호와 상기 수신된 신호의 조합에 적용(applied) 및 구성(constructed)된다. 상기 모션 보상부는 또한 적용 가능한 경우 상기 소스의 상기 추정된 또는 예측된 또는 알려진 모션(known or expected or assumed motion)을 선택적으로 보상할 수 있고, 그에 따라(accordingly) 선택적으로 상기 모션 보상된 페이저를 구성할 수도 있다. 단계 S112에서 상기 상관기(6)는 모션 보상이 적용된 상태에서 상기 로컬 신호와 상기 수신된 신호를 상관시킨다. 이는 신호 대 잡음비가 계산될 수 있는 모션 보상된 상관 신호를 낸다(yields). 더 높은 신호 대 잡음비는 상기 신호가 수신되는 상기 방향으로 모션 보상이 수행될 때 상기 가시선 신호에 대해 달성된다. 이는 상기 가시선 신호(21)가 다른 방향에서 수신된 신호들(즉, 도 22의 예에서 반사된 신호들(23, 25))과 비교해 우선적으로 이득을 갖는다는 것을 의미한다. 상기 기술은 실내와 같이 까다로운 환경(challenging environments)에서 가시선 포지셔닝 신호(line-of-sight positioning signals)를 감지하고 사용하는 능력을 향상시킬 수 있다. 도 22의 예에서 그것은 빌딩에 의해 상당히 감쇠된(attenuated) 상기 가시선 신호(21)가 위치 계산을 위해 이용 가능하게 되고, 이는 상기 신호가 너무 약하기 때문에 표준 GNSS 수신기에서는 가능하지 않을 수 있음을 의미할 수 있다.
단계 S114에서 상기 신호 분석부(16)는 상기 수신된 신호가 반사된 요소를 포함하는지 여부를 결정한다. 이는 상기 모션 보상된 상관 신호의 상기 신호 대 잡음비 및 상기 첫 번째 위성(22)으로부터의 전체 신호 세기(total signal strength)를 분석함으로써 달성된다. 논의된 바와 같이, 도 22의 예에서, 상기 수신기(2)는 상기 첫 번째 위성(22)으로부터 높은 신호 세기를 수신한다. 실제로, 상기 첫 번째 위성(22)으로부터의 상기 신호는 근처 건물로부터의 강한 반사된 신호(23)와, 각각 상기 가시선을 따라 및 두번의 반사 다음에 수신되는 두개의 상대적으로 약한 신호(21, 25)로 구성된다. 이러한 반사된 요소들의 식별은 보통 간단한 GNSS 수신기에 의해서는 완수될(accomplished) 수 없다. 이 예에서, 상기 첫 번째 위성(22)에 대한 상기 가시선 방향(21)에서의 상기 모션 보상된 상관 신호는 계산되고, 상기 모션 보상된 상관 신호에 대한 신호 대 잡음비는 낮다. 이는 상기 위성에 대한 가시선이 막혀 있고, 반사된 신호가 수신된 신호에서 우세함을 나타낸다. 다시 말해, 상기 분석은 이 채널에 다중 경로 간섭이 존재한다고 판단할(determine) 수 있다. 따라서 상기 신호 분석부(16)는 첫 번째 위성(22)에 대해 반사된 요소가 존재한다고 판단할 수 있다.
단계 S114에서 상기 이용가능한 신호들 중 어느 신호에 대해서도 반사된 요소가 검출되지 않는 경우 상기 플로우 차트(flow chart)는 단계 S118로 진행하고, 상기 포지셔닝부(20)는 상기 수신기(2)의 위치를 계산한다. 이는 모션 보상이 상기 수신된 신호, 상기 상관 신호 또는 상기 로컬 신호에 적용되기 때문에 단지 전통적 위치 결정(position determination)이 아니다. 따라서, 상기 시스템은 약한 가시선 신호에 대해 훨씬 더 큰 민감도를 가지며, 이는 상기 위치의 초기 추정치와 비교하여 포지셔닝 정확도를 유리하게 향상시킬 수 있다.
단계 S116에서 상기 신호 분석부(16)는 상기 선택된 방향이 반사된 신호가 수신된 방향에 대응하는지 여부를 결정하기 위해 구성된다. 이 실시예에서, 이 질문은 상기 선택된 방향이 초기에는 가시선 방향이기 때문에 초기에 부정으로 대답된다. 단계 S117에서 상기 신호 분석부는 반사된 신호가 수신될 수 있는 하나 또는 그 이상의 후보 방향을 생성하기 위해 구성된다. 이는 여러가지 다른 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 일 기술에 따르면, 상기 신호 분석부(16)는 인터넷 연결을 통해 또는 상기 데이터 스토리지부(18)로부터 검색될(retrieved from) 수 있는 3D 도시 지도(3D city map)를 분석한다. 상기 3D 도시 지도는 초기 위치의 추정치 및 이미 확립된(established) 사실에 기초하여 상기 반사된 신호가 수신될 수 있는 하나 이상의 후보 방향을 설정하는데 사용될 수 있다. 도 22의 예에서, 상기 확립된 사실들은 약한 가시선 신호와 알려지지 않은 방향으로부터의 더 강한 반사된 요소가 있다는 것이다. 반사된 신호(또는 반사된 신호들)가 수신될 수 있는 가능한 방향을 나타내는 둘 또는 셋의 후보 방향이 생성될 수 있다.
도 22의 예시에 계속하여, 단계 S117에서 상기 신호 분석부(16)는 상기 3D 도시 모델의 기하학적 구조(geometry)에 기초하여 반사된 신호(23, 25)에 대한 2개의 후보 방향을 생성하는 것이 가능할 수 있다. 단계 S108에서 첫 번째 후보 반사 방향(first candidate reflected direction)(23)은 첫 번째 위성(23)에 대해 선택된다. 단계 S110에서 상기 모션 보상부(14)는 상기 후보 방향(23)의 상기 선택된 신호에 대한 모션 보상을 수행한다. 따라서, 상기 선택된 방향(23)을 따른 상기 수신기의 상기 모션에 대응하는 모션 보상 페이저는 상기 로컬 신호, 상기 수신된 신호, 또는 상기 로컬 신호와 상기 수신된 신호의 조합에 대해 구성 및 적용된다. 단계 S112에서 상기 상관기(6)는 모션 보상이 적용된 상태에서 상기 로컬 신호와 상기 수신된 신호를 상관시킨다. 이는 모션 보상된 상관 신호를 생성한다(yields). 이 예에서, 상기 후보 방향(23)은 반사된 신호가 수신되는 상기 실제 방향에 대응한다. 따라서, 상기 반사된 신호(23)가 강하기 때문에 신호 대 잡음비가 높은 모션 보상된 상관 신호가 결정된다. 단계 S116에서 상기 신호 분석부(16)는 반사된 요소가 실제로 상기 후보 방향(23)으로 수신되었는지 여부를 결정하기 위해 이용 가능한 모든 데이터를 사용할 수 있다. 이 경우, 높은 신호 대 잡음비를 갖는 모션 보상된 신호의 결정은 상기 후보 방향(23)으로 수신된 신호의 존재를 강력하게 지지한다. 이 정보는 상기 수신기의 환경으로 구성되는 픽처(picture)에 추가될 수 있다. 더 이상의 후보 방향 또는 신호가 분석을 필요로 하지 않으면 상기 플로우 차트는 단계 S118로 진행되고 이로써 위치가 계산될 수 있다.
이 경우, 두 번째 후보 반사 방향(second candidate reflected direction)(25)이 생성된다. 따라서, 유사한 방식으로, 상기 두 번째 후보 방향(25)은 단계 S108에서 첫 번째 위성(22)에 대해 선택될 수 있다. 단계 S110에서 상기 모션 보상부(14)는 상기 후보 방향(25)으로 상기 선택된 신호에 대해 모션 보상을 수행한다. 이 예에서, 상기 후보 방향(25)은 반사된 신호가 수신되는 실제 방향에 대응한다. 따라서, 모션 보상 상관 신호는 잡음 플로어(noise floor) 위의 검출할 수 있는 신호 세기(detectable signal strength)를 나타낸다. 이 예에서, 이중 반사된 신호(doubly reflected signal)(25)가 약하기 때문에 상기 모션 보상된 상관 신호는 낮은 신호 세기를 가진다. 단계 S116에서 상기 신호 분석부(16)는 반사된 요소가 실제로 상기 후보 방향(25)에서 수신되었는지 여부를 결정하기 위해 이용가능한 모든 데이터를 사용할 수 있다. 이 경우, 낮은 신호 세기를 갖는 모션 보상된 상관 신호의 상기 결정은 상기 후보 방향(25)으로의 약한 신호의 존재를 강력하게 지지한다.
몇몇 상황에서는 상기 안테나(4)에서 수신된 실제 리플렉션(reflection)과 일치(match)하지 않는 후보 방향이 계산될 수 있다. 이는 상기 3D 도시 모델에 기초하여, 리플렉션이 수신될 수 있는 다른 가능한 방향으로, 상기 위치의 초기 추정치의 오류의 범위 내에서 상기 안테나(4)에 대한 하나 이상의 가능한 위치가 있을 때 발생할(arise) 수 있다. 이러한 후보 위치가 선택되면 모션 보상은 단계 S110에서 상기 후보 방향으로 수행된다. 이러한 상황에서, 단계 S112에서 수행된 상기 상관은 약 1 또는 그 이하의 신호 대 잡음비를 갖는 모션 보상된 상관 신호를 생성할 것이다. 이는 단계 S116에서 상기 후보 방향으로 반사된 신호가 수신되지 않았다는 증거로서 해석될 수 있다. 이러한 상황에서, 상기 신호 분석부(16)는 상기 수신기(2)의 위치에 대한 다른 가설에 기초하여 새로운 후보 방향 세트 (new set of candidate directions)를 생성할 수 있다.
첫 번째 위성(22)에 대한 모든 상기 반사된 요소들이 고려되고 나면, 상기 수신기(2)는 단계 S108에서 상기 두 번째 위성(24)과 관련된 신호를 선택할 수 있다. 도 21에 도시된 단계들은 신호가 수신되는 방향 및 상기 환경의 상기 기하학적 구조를 결정하기 위해 상기 첫 번째 위성(22)에 대한 방식과 유사한 방식으로 수행될(carried out) 수 있다. 이는 신호가 수신되는 모든 위성에 대해 반복될 수 있다.
단계 S118에서 상기 포지셔닝부(20)는 이용 가능한 모든 정보에 기초하여 상기 수신기(2)에 대한 위치를 계산할 수 있다. 일 어레인지먼트에서(In one arrangement), 상기 포지셔닝부(20)는 가시선 신호가 수신되는 모든 위성들에 대한 레인징 신호(ranging signals)에 기초하여 위치를 계산할 수 있다. 이 구성에서, 상기 포지셔닝부(20)는 반사된 요소가 존재하는 것으로 밝혀지면 포지셔닝 계산으로부터 수신된 신호를 생략할 수 있는데, 이는 그렇지 않으면 반사된 요소가 불리하게(adversely) 포지셔닝 계산에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 다른 구성에서 상기 포지셔닝부(20)는 상기 포지셔닝 계산에 섀도우 매칭 기술(shadow matching techniques)을 적용할 수 있다. 이는 상기 3D 도시 모델에서 하늘에 존재하지만 물체들에 의해 가려져 수신되지 않은 신호들에 기초하여 위치를 결정하기 위해 상기 3D 도시 모델을 이용할 수 있다.
다른 어레인지먼트에서, 단계 S118에서 상기 포지셔닝부(20)는 단계 S116에서 결정된 방향의 모든 수신된 신호들에 대한 레인징 신호를 사용할 수 있다. 도 22의 예에서, 이는 두 위성(22, 24)로부터의 5개의 신호가 포지셔닝을 위해 이용할 수 있다는 것을 의미한다. 레인징 신호는 위치의 결정을 높이기 위해 3D 도시 모델에 기초하여 이러한 5개의 방향(21, 23, 25, 26, 27)으로 결정될 수 있다. 반사된 신호에 대한 추가적인 경로 길이(additional path length)는 후보 반사 표면(또는 표면들)을 식별함으로써 상기 도심 지역 환경에 일치될 수 있다. 이는 위치를 계산하는데 이용할 수 있는 신호의 수를 효과적으로 늘림으로써 포지셔닝 정확도를 상당하게 향상시킬 수 있다. 강한 신호들은 약한 신호들 보다 더 정확한 의사 거리(pseudoranges)를 제공할 수 있다. 본 기술은 신호들이 반사 후에 수신되었을지라도 상기 신호들을 상기 포지셔닝 계산에 포함시키기 위해 강한 신호를 이용한다.
일부 실시예들에서, 상기 수신기(2)는 3D 도시 지도에 접근하지 못할 수 있다. 이러한 실시예들에서, 단계 S117에서 반사된 신호들이 수신되는 후보 방향을 생성하기 위해 다른 기술이 요구된다. 이는 하늘의 “완전” 탐색(“brute force” search)에 기초하여 달성될 수 있다. 도 23은 수신기(2) 와 고도(elevation) θ 및 방위각(azimuth) φ를 갖는 후보 방향 (30)의 도면(diagram)이다. 이 어레인지먼트에서 θ 및 φ에 대한 적절한 값을 선택함으로써 신호가 수신될 수 있는 모든 가능한 방향에 대해 하늘의 완전한 커버리지를 제공하기 위해 많은 수의 후보 방향들이 선택될 수 있다. 각각의 후보 방향(30)에 대해 모션 보상된 상관 신호가 결정될 수 있다. 단계 S116에서 상기 신호 분석부(16)는 상기 선택된 방향이 단계 S112에서 계산된 상기 모션 보상된 상관 신호에 대한 상기 신호 대 잡음비의 값에 기초하여 반사된 요소가 수신된 방향에 대응하는지 여부를 결정할 수 있다. 높은 신호 대 잡음비가 결정되는 경우 상기 후보 방향은 신호가 수신되는 가능한(likely) 방향이다.
모션 보상은 상이한 시간에 수신된 신호들 사이 위상 쉬프트(phase shift)를 제공함으로써 상이한 각각의 방향으로 모션 보상이 제공될 수 있다. 이러한 위상 그래디언트의 적용은 원하는 방향으로의 빔 스티어링(beam steering)을 제공할 수 있다.
하늘의 완전 탐색은 계산적으로 강도 높은 프로세스(computationally intensive process)이다. 따라서, 3D 도시 모델을 이용할 수 있는 경우 이용하는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러나 만약 상기 수신기의 상기 모션이 선형적이라면 크로스 트랙 서치 스페이스(cross-track search space)에서 모든 관심있는 방향(direction of interest)을 테스트하기 위해 요구되는 계산 부하를 줄이기 위해 대칭(symmetry)이 사용될 수 있다. 이는 선형 경로의 경우 상기 모션 보상 프로세스가 상기 수신기의 경로에 의해 설정된(set) 회전축(axis of rotation)을 갖는 원뿔의 표면에 놓인 모든 관심있는 방향에 대해 정확히 동일한 페이저 시퀀스(phasor sequence)를 생성하기 때문이다.
일 실시예에서 완전 탐색은 잠재적 위조 신호 소스를 식별하기 위해 사용될 수 있다. 상기 설명된 기술은 신호 도달 방향(signal arrival directions)에 기초하여 위조 신호와 신뢰된 리모트 소스에 의해 전송된 진정한 신호(true signals)를 구별하기 위해 사용될 수 있다. 이런 방식으로 상기 위조 신호는 원하는 대로 포지셔닝 솔루션(positioning solution)으로부터 검출, 위치, 및 제거될 수 있다. 상기 3D 도시 모델은 이 계산에 사용될 수 있고, 상기 3D 도시 모델에 기초하여 어떤 반사로도 불가능한 방향으로 신호 요소가 수신되는 경우 위조 소스는 식별될 수 있다.
일부 포지셔닝 환경에서는 다른 전파 경로들로부터 도착한 모든 신호를 성공적으로 해결하는데 어려움이 있을 수 있다. 수신기의 상기 이동이 매우 선형적이고 이동의 상기 방향과 평행한 큰 플래너 리플렉터(planar reflector)가 있는 경우 하나의 도전적인 상황이 발생할 수 있다. 이 상황은 차량(vehicle)이 큰 빌딩을 따라 직선 도로에서 주행할 때 발생할 수 있다. 이 상황에서 두 신호가 이동의 상기 방향 주변으로 형성되는(extruded) 동일한 원뿔의 표면(surface of the same cone)을 따라 수신되는 경우 직접 신호(direct signal)와 반사된 신호를 구별하는 것이 어려울 수 있다. 상기 3D 도시 모델에 기초하여 상기 시나리오는 예측될 수 있으며, 잠재적으로 영향을 받는 특정 신호는 대체로(substantially) 상기 포지셔닝 계산에서 생략될 수 있다. 그러나, 이 시나리오에서 이러한 수신된 신호로부터 도출된 상기 주파수 정보는 상기 로컬 발진기(local oscillator)(10)의 거동(behaviour)의 추정의 정확도를 향상시키기 위해 사용될 수 있고, 상기 수신기의 속도의 추정치를 업데이트 하는데 사용될 수 있다.
위에서 설명된 상황은 또한 2개의 안테나들에 의해서도 해결될 수 있다. 이는 선형 모션의 경우에서도 원하는 방위각 및 고도의 단일의 좁은 빔을 제공하기 위해 모션 보상에 따라 빔 스티어링이 채용되도록(employed) 할 수 있다. 이는 차량의 경우에 가장 쉽게 적용될 수 있다.
포지셔닝 시스템으로서 설명된 상기 시스템은 상기 수신기와 관련된 위치를 결정하기 위해 구성된다. 동일한 시스템은 시간 또는 주파수와 같은 다른 물리적 메트릭을 결정하기 위해 다른 실시예들에서 사용될 수 있다.
통신 채널(communications channel)에서 발생할 수 있는 잡음의 한 가지 형태는 다중-경로 효과에서 발생한다. 수신기에서 수신된 신호는 경로 길이(path length)와 같은 서로 다른 특성을 갖는 다수의 서로 다른 경로를 통해 수신기에 도달할 수 있다. 따라서, 수신된 다중-경로 신호는 일반적으로 서로 다른 시간에 그리고 아마도 서로 다른 감쇠 특성(attenuation characteristics) 및 위상으로 수신된다. 따라서, 각각의 다중-경로 신호는 다른 다중-경로 신호의 각각에 관하여 잡음으로서 작용할 수 있다. 이는 다중-경로 조건(multi-path conditions)이 만연한 상황에서 중요한 문제가 될 수 있다.
다중-경로 조건이 만연하지 않는 곳에서도, 잡음은 예를 들어 수신기에서의 클럭 드리프트(clock drift), 주파수에서의 도플러 시프트(Doppler shifts)를 발생(causing)시키는 수신기의 이동, 및 송신기와 수신기 간의 타이밍 오정렬(timing misalignment), 전자기 간섭(electromagnetic interference) 및 의도적인 재밍(intentional jamming)과 같이 다른 소스로부터 발생할 수있다.
또한, 신호는 환경, 예를 들어 전파 채널의 방해물에 의해 감쇄되어, 수신 신호의 신호 대 잡음비를 저하시킬 수 있다.
디지털 신호 및 상관 코드의 상관을 개선하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명자는 모션-보상된 상관을 수행함으로써 수신된 디지털 신호와 상관 코드의 상관을 현저하게 향상시킬 수 있음을 알게 되었다. 예를 들어, 수신기의 이동의 방향을 따라 모션-보상된 상관을 수행함으로써, 수신된 디지털 신호와 상관 코드 간의 상관은 수신기의 이동의 방향을 따라 수신된 디지털 신호와 상관 코드의 상관을 향해 현저하게 바이어스(biased)된다. 따라서, 특정 방향으로 수신기의 이동을 보상함으로써, 그 특정 방향으로부터 수신된 신호의 이득은 그 방향으로부터 수신되지 않은 신호들(즉, 송신기를 향하지 않는 방향들로부터 수신기에 도달하는 반사된 신호들)의 이득이 감소되는 동안 향상된다. 따라서 수신기로부터 송신기로의 가시선 벡터(line of sight vector)를 따라 특히 모션-보상된 상관을 수행함으로써, 모션-보상의 방향과 정렬된 수신된 신호의 신호 대 잡음 비가 증가되고, 신호 도달 시간의 측정의 정확도 개선된다. 송신기의 임의의 모션을 보상하는 것을 포함하여, 도플러 시프트의 영향을 줄이거나 제거하기 위해 모션-보상된 상관을 수행함으로써 가능하다.
본 발명자는 모션-보상된 상관을 수행하는데 사용될 수 있는 모션-보상된 상관 시퀀스(motion-compensated correlation sequence)의 새로운 유형(수퍼상관기(supercorrelator)라고 불림)을 생성하였다. 모션-보상된 상관 시퀀스는 저장될 수 있고, 재이용(re-used)될 수 있다.
모션-보상된 상관을 이용하는 또 다른 이점은 상관 이득을 개선하기 위해 더 긴 상관 주기(longer correlation periods)을 사용할 수 있다는 것이다. 더 긴 상관 주기의 이용은 상관 이득이 현저하게 향상되므로, 수신기가 훨씬 더 민감(sensitive) 해진다.
모션-보상된 상관의 또 다른 이점은 수신기가 움직이는 동안 긴 코히런트 통합(long coherent integrations)을 수행하는 능력이다.
이 문서에는 다음과 같은 정의(definitions)가 사용될 것이다.
상관 코드는 특정 자기 상관 성질을 갖는 것으로 알려진 심볼의 특정 시퀀스(certain sequence of symbols)이다.
상관 시퀀스는 상관 동안 디지털 신호와 상관되는 심볼의 시퀀스이다. 심볼은 하나 이상의 비트의 정수를 나타낸다. 상관 시퀀스는 실수의 시퀀스 또는 복소수의 시퀀스의 형태로 나타낼 수 있다.
모션-보상된 상관은 모션-보상된 상관 시퀀스를 사용하는 상관이다.
모션-보상된 상관 시퀀스는 수신기의 이동(측정 또는 추정된)에 의존하는 위상-보상된 상관 시퀀스이다.
본 문서에서는 모션-보상된 상관 시퀀스는 모션-보상된 페이저 시퀀스(motion-compensated phasor sequence) 또는 모션-보상된 상관 코드(motion-compensated correlation code)를 지칭하는데 사용된다. 실제로, 모션 보상된 상관 시퀀스는 모션-보상된 페이저 시퀀스를 사용하여 구성된다.
모션-보상된 페이저 시퀀스는 수신기의 이동(측정 또는 추정된)에 의존하는 위상-보상된 페이저의 시퀀스이다.
모션-보상된 상관 코드는 수신기의 이동(측정 또는 추정된)에 의존하는 위상-보상된 페이저의 시퀀스에 의해 보상된 상관 코드이다. 모션-보상된 상관 코드는, 예를 들어, 상관 코드와 모션-보상된 페이저 시퀀스의 조합에 의해 형성될 수 있다.
또한, 위상 보상은 선택적으로 상관 시퀀스와 연관된 시간 기간 동안 로컬 발진기(local oscillator)의 불안정성에 의해 야기되는 임의의 에러를 고려할 수 있다. 위상 보상은 선택적으로 예를 들어 위성-기반 송신기의 경우 송신기의 모션을 고려할 수도 있다.
모션 보상은 직접 측정, 모델링/예측/추정 동작(modelling/predicting/estimating behaviour), 또는 가능한 속도의 범위에 대한 최적화 프로세스와 같은 간접적인 방법을 통해 제공될 수 있다.
코히런트 통합은 입력 시퀀스의 위상 관계를 전체적으로 보존하는 방식으로 심볼의 시퀀스를 합산함으로써, 시퀀스의 섹션이 진폭 및 위상 모두에서 건설적으로 부가될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 디지털 신호(digital signal)(222) 및 상관 코드(correlation code)(341)를 상관시키기 위한 시스템(100)의 일 예시를 도시한다. 시스템(100)은 수신기 시스템(receiver system)(수신기)(200) 및 처리 시스템(processing system)(250)을 포함한다.
수신기(200)는 신호(201)를 수신하여 아날로그 신호(212)를 생성하는 안테나 또는 안테나들(202)을 포함한다. 모든 예시에서 필수는 아니지만 이 예시에서, 아날로그 신호(212)는 전치-증폭기(pre-amplifier)(204)에 의해 증폭되지만, 이 단계는 선택적이다. 다음으로, 아날로그 신호(212)는, 모든 예시에서 필수는 아니지만 이 예시에서, 다운-컨버터(down-converter)(210)에 의해 더 낮은 주파수 아날로그 신호로 다운-변환(down-converted)된다. 그러나, 이 단계는 선택적이다. 아날로그 신호(212)는 디지털 신호(222)를 생성하기 위하여 아날로그-디지털 컨버터(220)에 의해 아날로그 형태로부터 디지털 형태로 변환된다. 이것은 수신된 디지털 신호이다. 수신된 디지털 신호(222)는 처리 시스템(250)에 제공된다.
처리 시스템(250)은 상관 시스템(252)을 포함하고, 모든 예시에서 필수는 아니지만 이 예시에서, 제어 시스템(254)을 포함한다. 상관 시스템(252)은 수신된 디지털 신호(222)를 상관 코드(341)와 상관시킨다. 만약 존재한다면, 제어 시스템(254)은 상관 시스템(252)을 제어하는데 사용될 수 있다.
도 2는 디지털 신호(222) 및 상관 코드(341)를 상관시키기 위한 처리 시스템(250)의 일 예시를 도시한다. 이 예시는 모션-보상된 상관 시퀀스에 기초한 모션-보상된 상관을 이용하지 않으며, 모션-보상된 상관 시퀀스를 이용하지 않기 때문에 모션-보상되지 않은 상관과 모션-보상된 상관 시퀀스를 이용한 모션-보상된 상관 사이의 차이를 설명하도록 의도된다.
초기에 위상-조정 모듈(phase-adjustment module)(260)은 수신된 디지털 신호(222)의 위상을 조정한다. 이 위상 조정은 동 위상 디지털 신호(in-phase digital signal)(I) 및 직각 위상 디지털 신호(quadrature phase digital signal)(Q)를 생성한다. 이러한 복소 디지털 신호는 위상-조정된 디지털 신호를 상관 코드(341)와 상관시키는 상관 모듈(correlation module)(262)에 제공된다. 상관 모듈(262)의 결과는 상관 시스템(252)으로부터 제어 시스템(control system)(254)으로 출력된다. 제어 시스템(254)은 상관의 결과를 사용하여, 폐쇄 루프 위상 조정 신호(closed loop phase adjustment signal)(271)를 위상 조정 모듈(260)에 제공하고 폐쇄 루프 코드 조정 신호(closed loop code adjustment signal)(273)를 상관 코드(341)를 생성하는데 이용되는 코드 생성 모듈(code generation module)(272)에 제공한다.
코드-위상 정렬(code-phase alignment)은 예를 들어 지연 고정 루프(delay locked loop)의 일부를 형성할 수 있는 폐쇄 루프 코드 조정 신호(273)를 이용하여 상관 코드(341)를 조정함으로써 달성될 수 있다. 반송파 위상 정렬(Carrier-phase alignment)은 위상 고정 루프의 일부일 수 있는 폐쇄 루프 위상 조정 신호(271)를 통해 수신된 디지털 신호의 위상을 조정함으로써 달성될 수 있다.
신호 대 잡음 레벨이 충분히 높고 폐쇄 제어 루프(closed control loops)의 고정(lock)이 유지되는 동안, 폐쇄 제어 루프는 안테나(202)와 수신된 디지털 신호(222)의 소스 사이의 상대적인 이동으로부터 발생하는 도플러 시프트를 자동으로 보상한다(compensate). 그러나, "고정"은, 예를 들어, 수집 단계(acquisition phase) 동안 부재하거나, 낮은 신호 대 잡음 레벨로 인해 또는 일시적인 신호 손실로 인해 손실될 수 있다.
본 발명자들은 도 1에 도시된 시스템에서의 이용에 적합한 도 3에 도시된 새로운 처리 시스템(250)을 개발하였다.
새로운 처리 시스템은 모션-보상된 상관 시퀀스에 기초하여 모션-보상된 상관을 이용함으로써 수신된 디지털 신호(222) 및 상관 코드(341)의 개선된 상관을 제공한다.
도 2의 처리 시스템(250)과 대조적으로, 도 3의 처리 시스템(250)은 개방 루프 제어(open loop control)(350)를 사용하여 수신된 디지털 신호(222)를 상관시키기 위하여 상관기(310)에서 사용된 모션-보상된 상관 코드(322)를 생성한다.
도 3에 도시된 처리 시스템(250)은, 예를 들어 도 2에 도시된 처리 시스템(250)의 영구적인 교체일 수 있거나, 도 2에 도시된 처리 시스템(250)의 대안으로서 일시적으로 이용될 수 있다.
도 3의 처리 시스템(250)의 개방 루프 제어(350)는 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동(assumed or measured movement)(361)에 기초하고, 임의의 상관의 결과로부터 피드백(루프를 폐쇄함)에 기초하지 않는다.
수신된 디지털 신호(222) 및 상관 코드(341)의 모션-보상된 상관을 위한 처리 시스템(250)은 다수의 상이한 애플리케이션에 사용될 수 있다. 예를 들어, 시간 및/또는 주파수 동기화 및/또는 채널 추정 및/또는 채널 분리에 이용될 수 있다.
사용된 상관 코드(341)는 애플리케이션-특정적일 수 있다. 예를 들어, 처리 시스템(250)이 CDMA 이동 통신 수신기(CDMA mobile telecommunications receiver)와 같은 직접 시퀀스 확산 스펙트럼 통신 시스템(direct sequence spread spectrum communication system)의 일부인 경우, 상관 코드(치핑 코드)는 의사-랜덤 잡음 코드(pseudo-random noise code)이다. 예를 들어, 수신기(200)가 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS; global navigation satellite system)에 대한 수신기인 경우, 상관 코드는 의사-랜덤 잡음 코드, 예를 들어 골드 코드이다. 예를 들어, 수신기(200)가 통신 시스템에 대한 수신기인 경우, 상관 코드는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM; orthogonal frequency division multiplexing), 롱텀 에볼루션(LTE; long term evolution) 및 디지털 비디오 방송(DVB; digital video broadcasting) 표준에서 사용되는 것과 같은 트레이닝 또는 파일럿 심볼 시퀀스(training or pilot symbol sequence)일 수 있다.
일부 예시에서, 상관 코드(341)는 코드 분할 다중 액세스(code division multiple access)를 통해 통신 채널을 서로 다른 코드 분할 채널들로 분리하는 디지털 신호(222)의 송신기의 아이덴티티(identity)에 의존할 수 있다.
일부 예시에서, 디지털 신호(222)는 데이터, 예를 들어 GNSS 시스템에서의 네비게이션 바이트들로 변조된다. 그러나, 다른 예시에서, 디지털 신호(222)는 예를 들어 그것이 트레이닝 또는 파일럿 시퀀스일 때와 같은 데이터로 변조되지 않는다.
도 3은 디지털 신호(222) 및 상관 코드(341)의 모션-보상된 상관을 위한 시스템(100)의 처리 시스템(250)에서의 이용에 적합한 상관 시스템(252)의 일 예시를 도시한다. 모션-보상된 상관 시스템(252)은 상관기(310) 및 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)를 포함하는 모션-보상된 상관기(motion-compensated correlator)(300)를 제공한다.
모션-보상된 상관기(300)의 일부를 형성할 수 있거나 형성하지 않을 수 있는 수신기-모션 모듈(360)은 수신기(200)의 이동을 나타내는 이동 신호(movement signal)(361)를 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)에 제공한다.
모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 이동 신호(361)를 수신하고 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 생성하는 모션-보상된 페이저 생성기(330)를 포함한다.
모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 상관 코드(341)를 생성하는 상관 코드 생성기(340)를 추가로 포함한다.
도 19a에 도시된 것과 같이, 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 모션-보상된 상관 코드(322)를 생성하기 위해 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)와 상관 코드(341)를 결합하는 결합기(combiner)(믹서(mixer))(336)를 추가로 포함한다. 이러한 신호들을 결합하기 위한 대안적인 기술은 도 19에 도시된다.
모션-보상된 상관 코드(322)는 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)에 의해, 모션-보상된 상관 코드(322)를 수신된 디지털 신호(222)와 상관시켜 상관 출력(312)을 생성하는 상관기(310)에 제공된다.
모션-보상된 상관기(300)는 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)를 통해 수신기-모션 모듈(360)로부터 상관기(310)로의 개방 루프(350)를 포함한다. 상관 출력(312)으로부터의 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)으로의 피드백(feedback)이 없으므로, 이는 개방 루프 시스템(open loop system)이다.
따라서, 상관기(310)는, 수신기(200)에 의해 제공된 디지털 신호(222)를 모션-보상된 상관 코드(322)와 상관시키는 단계 - 모션-보상된 상관 코드(322)는 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 하나 이상의 페이저를 사용한 상관 전에 보상되는 상관 코드(341)임 -를 수행하는 것으로 이해될 것이다. 상관 코드(341)는 상관 코드(341)를 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)와 결합함으로써 상관 전에 수신기(200)의 이동에 대해 보상된다. 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)는 수신기(200)가 디지털 신호(222)를 수신하는 시간 동안 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동에 의존한다.
따라서, 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 수신기(200)에 의해 제공된 디지털 신호(222)와 모션-보상된 상관 코드(322)의 상관을 발생시키는 것으로 이해될 것이고, 모션-보상된 상관 코드(322)는 수신기의 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 하나 이상의 페이저를 사용하여 상관 전에 보상된 상관 코드(341)이다.
모션-보상된 상관을 제어하기 위한 개방 루프(350)의 사용은 이점을 가지며, 예를 들어 제어가 선행 상관의 결과에 기초하지 않기 때문에 빠르다. 모션-보상된 상관을 수행하기 위한 개방 루프 제어의 사용은 상관기(310)가 낮은 신호 대 잡음비가 있는 상황에서 작동할 수 있게 한다.
도 3에서 수신기-모션 모듈(360), 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320) 및 상관기(310)는 모션-보상된 상관기(300)의 일부로서 도시되지만, 다른 예시에서는 단지 상관기(310)는 모션-보상된 상관기(300)의 일부가 아닌 모션-보상된 상관 시스템 생성기(320)에 의해 모션-보상된 상관기(300)에 제공되는 모션-보상된 상관 코드(322)를 구비한 상관 시스템의 일부일 수 있다. 다른 예시에서, 단지 상관기(310) 및 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 모션-보상된 상관기(300)에 이동 신호(361)를 제공하는 수신기-모션 모듈(360)을 구비한 모션-보상된 상관기(300)의 일부일 수 있다.
이 예시에서, 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 모션-보상된 페이저 발생기(330), 상관 코드 생성기(340) 및 결합기(믹서)(336)를 포함하는 단일 엔티티(single entity)로서 도시되어 있지만, 이들은 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)와 별개인 구성 요소이거나, 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320) 내에 예시된 것 이외의 다른 구성 요소로서 결합될 수 있는 것으로 이해해야 한다.
당업자는 이러한 상관 코드(341)가 우수한 상호-상관 결과(cross-correlation results)를 위해 신중하게 설계되었을지라도 상관 전에 상관 코드(341)를 수정함으로써 반-직관적인 어프로치(counter-intuitive approach)를 채택한다는 점에서 도 3에 도시된 모션-보상된 상관기(300)가 이전에 수행된 것으로부터의 유의미하고 현저한 이탈(significant and remarkable departure)이라는 점을 알 수 있다.
도 3에 도시된 모션-보상된 상관기(300)는 영구적으로 기능할 수도 있고 일시적으로 기능할 수도 있다. 예를 들어, 그것은 GNSS 수신기에서의 위성 획득 단계(satellite acquisition phase) 동안 및/또는 신호 손실이 있을 때 및/또는 예를 들어 낮은 신호 대 잡음 레벨이 있을 때 기능할 수 있다. 모션-보상된 상관기(300)는 디지털 신호(222)의 위상 코히런스(phase coherence)를 보존할 수 있어, 더 긴 코히런트 통합 시간을 허용한다.
도 4는 도 3에 도시된 모션-보상된 상관기(300)의 일 예시를 도시한다. 이 도면은 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320), 및 상관기(310)의 잠재적인 서브-구성 요소(potential sub-components)를 도시한다.
이 예시에서, 모션-보상된 페이저 생성기(330)는 동 위상 성분(in-phase component) I 및 직각 위상 성분(quadrature phase component) Q를 포함하는 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 생성한다. 두 동 위상 성분 I 및 직각 위상 성분 Q는 코드 생성기(340)에 의해 생성된 동일한 상관 코드(341)와 혼합되어(313) 동 위상 성분 I 및 직각 위상 성분 Q을 모션-보상된 상관 코드(322)로서 생성한다. 상관기(320)는 수신된 디지털 신호(222)와 모션-보상된 상관 코드(332)의 동 위상 성분을 혼합하고(312), 결과에 대해 통합 및 덤프(integration and dump)(314)를 수행하여 동 위상 상관 결과(312)를 생성한다. 상관기(310)는 직각 위상 모션-보상된 상관 코드(322)를 동일한 수신된 디지털 신호(222)와 혼합하고(312), 결과에 대해 적분 및 덤프(314)를 수행하여 직각 위상 상관 결과(312)를 생성한다.
모션-보상된 페이저 시퀀스(332)가 생성될 때, 동 위상 및 직각 위상 신호의 생성은 모션-보상된 상관 코드 생성기(motion-compensated correlation code generator)(320) 내에서 발생한다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)와 상관 코드(341)의 조합(혼합)은 상관 출력(312)을 생성하기 위해 수신된 디지털 신호(222)와 상관되는 모션-보상된 상관 코드(322)를 생성한다.
상관기(310) 내에서 수행된 통합은 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 생성하는데 이용되는 이동 신호(361)와 상관된 수신된 디지털 신호(222)에 대해 포지티브 이득(positive gain)을 생성한다. 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 생성하는데 이용된 이동 신호(361)와 상관되지 않은 수신된 디지털 신호(222)는 모션-보상된 상관 코드(322)와의 열악한 상관을 갖는다. 따라서, 이동 신호(361)의 이동과 정렬되지 않는 방향으로 수신되는 수신된 디지털 신호(222)에 비교하여 모션-보상된 위상 시퀀스(332)(증가된 이득)를 생성하는데 사용되는 이동 신호(361)의 이동과 정렬된 방향으로 수신되는 수신된 디지털 신호(222)에 모션-보상된 상관기(300)에 의해 적용된 차동 이득(differential gain)이 있다. 따라서, 모션-보상된 상관기(300)는 다중-경로 환경에서 상관 성능을 현저히 향상시킨다는 것을 이해할 것이다.
도 5는 모션-보상된 페이저 생성기(330)에 의해 수행되는 방법(400)의 일 예시를 개략적으로 도시한다. 블록(402)에서, 속도가 결정된다. 이 속도는 수신기-모션 모듈(360)에 의해 제공되는 이동 신호(361)로부터 모션-보상된 페이저 생성기(330)에 의해 결정될 수 있거나, 또는 수신기-모션 모듈(360)에 의해 제공될 수 있다. 속도는 상관될 디지털 신호(222)를 수신할 때 수신기(200)의 속도일 수 있다. 속도는 송신기에 대한 가시선(line of sight) 또는 강한 신호가 예상되는 방향과 같은 특정 방향을 따라 정렬될 수 있다. 블록(404)에서, 도플러 주파수 시프트를 결정하기 위해 속도 v를 이용하여 도플러 주파수 시프트가 계산된다. 블록(406)에서, 도플러 주파수 시프트는 시간에 대해 통합되어(integrated), 위상 보정 값 ΔΦ(t)을 결정한다. 블록(408)에서 공식 exp(iΔΦ(t))에 따라 페이저 X(t)가 결정된다.
수신기(200)에 의해 제공된 디지털 신호(222)의 샘플링 시간에 대응하는 각각의 시간 기간(tn) 동안 방법(400)을 수행함으로써, 페이저 {X(tn)}의 시퀀스를 생성하는 것이 가능하다. 각각의 페이저는 디지털 신호(222)의 샘플과 동일한 지속 시간(duration)을 가지며, 디지털 신호(222)의 샘플 및 상관 코드(341)의 샘플이 있기 때문에 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)에 동일한 수의 페이저 X(tn)가 있다. 상관 코드(341)는 디지털 신호(222) 및 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)의 지속 시간을 매칭하도록 연접된(concatenated) 일련의 순차적 상관 코드 단어(sequential correlation code words)일 수 있다. 각각의 페이저 X(t)는 상관 코드(341)의 대응하는 샘플에 적용되는 시간 t에서의 수신기의 모션에 기초한 위상 보상을 나타낸다. 이러한 방식으로, 상관 코드(341)가 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)와 결합될 때, 상관 코드(341)는 모션-보상된다.
페이저 X(t)는 위상 공간에서의 변환이며, 이는 복소수 값이며, 그 실수 값을 통한 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)의 동 위상 성분 및 그 가상 값(imaginary value)을 통한 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)의 직각 위상 성분을 생성한다. 페이저 X(t)는 순환 페이저(cyclic phasor)이며, 실제 축으로부터의 시계 방향 회전 또는 가상 축으로부터 반 시계 방향 회전과 같은 다수의 서로 다른 방식으로 표현될 수 있다. 이 예시에서, 페이저 X(t)는 모션-보상된 페이저 시퀀스(332) 내에서 일정한 진폭을 갖지만, 다른 예시에서, 페이저는 단지 회전 대신 진폭의 회전 및 변화 모두를 나타낼 수 있다. 그러나, 예시된 것과 같은 다른 예시에서, 페이저는 회전만을 위한 것이다.
도 6a 및 도 6b는 기록 작동(도 6a) 및 판독 작동(도 6b) 동안의 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(motion-compensated correlation sequence storage system)(420)의 일 예시를 도시하고, 도 6c는 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)에 의해 수행된 방법(470)을 도시한다. 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)은 어드레싱 가능한 메모리(addressable memory)(430)에 기록하고 이로부터 판독하도록 구성된 저장 제어 모듈(426)을 포함한다. 어드레싱 가능한 메모리(430)는, 일부 예시에서 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)의 일부일 수 있고, 다른 예시에서 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)으로부터 분리될 수 있다.
도 6a에서, 저장 제어 시스템(426)은 이동 신호(361) 및 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 수신한다. 저장 제어 시스템(426)은 데이터 구조(432)에서 이동 신호(361)에 의해 인덱싱되는 어드레싱 가능한 메모리(430)에 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 저장한다. 즉, 이동 신호(361)에 의존하는 인덱스는 어드레싱 메모리(430)로부터 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 액세스 및 검색하는데 사용될 수 있다.
도 6a는 저장 제어 시스템(426)이 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 메모리에 기록하여, 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)와 관련된 모션 인덱스에 대응하는 모션 정보(361)에 의존하는 인덱스를 통해 나중에 어느 시간에라도 액세스될 수 있도록 하는 기록 작동을 도시하는 것으로 이해될 것이다.
도 6b는 저장 제어 시스템(426)에 의해 수행된 판독 액세스(read access)의 일 예시를 도시한다. 이 예시에서, 저장 제어 시스템(426)은 이동 신호(361)를 수신하고, 이것을 사용하여 어드레싱 가능한 메모리(430)에 전송되는 인덱스(436)를 생성한다. 어드레싱 가능한 메모리(430)가 수신된 인덱스와 관련된 데이터 구조(422)를 저장하면, 응답 신호(reply signal)(438)를 통해 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 저장 제어 시스템(426)으로 리턴(returns)한다. 저장 제어 시스템(426)은 리턴된 모션-보상된 상관 시퀀스를 사용하여 모션-보상된 상관 코드(322)를 제공하는 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)에 리턴된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 제공한다.
일부 경우에서, 모션-보상된 상관 시퀀스는 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)일 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
일부 예시에서, 모션-보상된 상관 시퀀스는 모션-보상된 상관 코드(322)일 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 6c는, 제1 시간에, 블록(472)에서, 방법(470)이 모션-보상된 상관 시퀀스를 어드레싱 가능한 메모리(430)에 저장하는 방법(470)의 일 예시를 도시한다. 그리고, 이후 시간에, 블록(474)에서, 방법(470)은 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스를 획득하기 위하여 메모리의 어드레싱(addressing)을 발생시키고; 그리고 블록(476)에서, 방법(470)은 획득된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 이용하여 상관 코드 및 디지털 신호의 모션-보상된 상관을 발생시킨다.
모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 수신기(200)의 이동(측정 또는 추정된)에 의존하여 위상-보상된 상관 시퀀스이다. 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 수신기(200)의 이동(측정 또는 추정된)에 의존하여 위상-보상된 페이저의 시퀀스를 포함하는 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)일 수 있다. 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 수신기(200)의 이동(측정 또는 추정된)에 의존하여 위상-보상된 페이저의 시퀀스에 의해 보상된 상관 코드(341)인 모션-보상된 상관 코드(322)일 수 있다.
이러한 예시에서, 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 메모리(430)에서의 데이터 구조(432) 내에 저장된다. 일부 예시에서, 데이터 구조(432)는 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)에 의해 생성될 수 있고, 도 6a에 도시된 예시에 따른 저장을 위한 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)에 제공될 수 있다. 그러나, 모션-보상된 상관 저장 시스템(420)이 서로 다른 메커니즘을 통해 데이터 구조(432)를 획득하는 것이 가능하다. 예를 들어, 데이터 구조(432)는 개별적으로 제공되거나 저장 제어 시스템(426) 또는 메모리(430) 내에 미리 저장될 수 있다.
데이터 구조(432)는 도 6b와 관련하여 설명된 바와 같이 모션-의존성 인덱스(motion-dependent index)를 이용하여 판독 액세스(read access)되는 어드레싱 가능한 데이터 구조이다. 데이터 구조(432)가 모션-보상된 상관 코드(322)인 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 포함하는 경우, 모션-보상된 상관 코드(322)는, 예를 들어, 정의된 교차-상관 특성(defined cross-correlation characteristics)을 갖는 골드 코드 또는 바커 코드(Barker code)와 같은, 정의된 프로세스에 의해 생성된 기준 또는 표준 상관 코드(reference or standard correlation code)에 기초할 수 있다. 기준 또는 표준 상관 코드는 모션-보상된 상관 코드(322)를 생성하기 위해 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)와 결합되어 있다.
도 7a는 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS; motion-compensated correlation sequence) 재이용 시스템(450)의 일 예시를 도시한다.
MCCS 재이용 시스템(MCCS re-use system)(450)은 현재 이용 중인 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 수신된 디지털 신호(222)의 모션-보상된 상관을 위해 재이용되어야 하는지(재이용 현재 MCCS 블록(re-use current MCCS block)(460)), 및/또는 이전에 사용된/저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 수신된 디지털 신호(222)의 모션-보상된 상관을 위해 재이용/이용되어야 하는지(MCCS 액세스 블록(MCCS access block)(462)) 및/또는 새로운 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 수신된 디지털 신호(222)의 모션-보상된 상관에 대해 생성되어야 하는지(MCCS 생성 블록(MCCS generation block)(464)) 및/또는 수신된 디지털 신호(222)의 모션-보상된 상관이 중단(suspended)되어야 하는지(MCCS 중단 블록(MCCS suspend block)(466))를 결정하는데 사용되는 이동 신호(361)를 입력으로서 수신한다.
MCCS 재이용 시스템(450)은 상관될 디지털 신호(222)를 수신하는 동안 수신기(200)의 이동을 나타내는 이동 신호(361)를 이용하여 수신된 디지털 신호(222)에 대해 수행되어야 하는 모션-상관을 결정한다.
이 예시에서, MCCS 재이용 시스템(450)은 재이용 현재 MCCS 블록(460), MCCS 액세스 블록(462), MCCS 생성 블록(464) 및 MCCS 중단 블록(466)을 포함하며, 일부 예사에서는, MCCS 재이용 시스템(450)은 모어스 블록(mores blocks)을 포함한다. 일부 예시에서, MCCS 재이용 시스템(450)은 블록(460, 462, 464, 466)의 서브-세트만을 포함하며, 이는 하나 이상의 블록(460, 462, 464, 466)의 임의의 서브-세트일 수 있다.
MCCS 재사용 시스템(450)은 MCCS 재사용 제어 블록(452)에서 이동 신호(361)를 처리하여 블록(460, 462, 464, 466) 중 어느 것이 사용되어야 하는지를 결정하기 위한 하나 이상의 테스트를 수행한다. 예를 들어, MCCS 재사용 제어 블록(452)은 블록(460, 462, 464, 466) 중 어느 것이 사용되어야 하는지를 결정하기 위해 수신기-이동 분석 테스트(receiver-movement analysis test)를 수행할 수 있다. 예를 들어, 재사용 제어 블록(452)은 블록(460, 462, 464, 466) 중 어느 것이 사용되어야 하는지를 결정하기 위하여 입력 이동 신호(input movement signal)(361)에 의해 표현된 수신기(200)의 이동을 모션-보상된 상관 시퀀스(422)와 관련된 수신기의 이전 이동과 비교하는 수신기-이동 비교 테스트(comparison test)를 수행할 수 있다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 입력 이동 신호(361)가 수신기(200)의 직전 선행 이동(immediately preceding movement)과 동일하거나 대응하는 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동을 나타내도록 결정되면, 재이용 제어 블록(452)에 의해, 수신기(200)의 궤적(trajectory)이 불변(invariant)(반복)임이 결정될 수 있고, 현재 이용된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 현재 MCCS 블록(460)을 통해 재이용될 수 있다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 입력 이동 신호(361)가, 수신기 이동과 연관된 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 존재하는 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동과 동일하거나 이에 대응하는 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동을 나타내는 것으로 결정되면, MCCS 재이용 제어 블록(452)에 의해, 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 존재하는 수신기 궤적이 있고, 및 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 어드레싱 가능한 메모리(430)에서 액세스되어 MCCS 액세스 블록(462)을 통해 이용되는 것으로 결정된다. 액세스된 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 이전에 이용된 및/또는 이전에 생성된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)일 수 있다.
MCCS 재이용 제어 블록(452)은 현재/이전/저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 이용하는 것이 바람직하지 않거나 가능하지 않다고 결정할 수 있다. 예를 들어, MCCS 재이용 제어 블록(452)은 재이용 현재 MCCS 블록(460)을 이용하지 않고 MCCS 액세스 블록(462)을 이용하지 않기로 결정할 수 있다.
MCCS 재이용 제어 블록(452)이 여전히 모션-보상된 상관을 이용하는 것이 바람직하다고 결정하면, MCCS 재이용 제어 블록(452)은 MCCS 생성 블록(464)을 통해 새로운 모션-보상된 상관 시퀀스(422)의 생성을 발생시킨다. 새롭게 생성된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 모션-보상된 상관에 이용되며, 또한 앞서 설명된 바와 같이, 미래의 액세스(future access)를 위하여, 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)에 의해 저장될 수 있다.
그러나, MCCS 재이용 제어 블록(452)이 조건이 모션-보상된 상관에 적합하지 않다고 결정하면, 모션-보상된 상관은 MCCS 중단 블록(466)에서 중단되고, 상관은 개방 루프 제어(350)를 통해 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동으로부터 결정된 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)의 이용 없이 수신된 디지털 신호(222)와 상관 코드(341) 사이에서 수행된다.
도 7b는 블록(482)에서, 제1 시간 동안 수신기(200)의 제1 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 제1 모션-보상된 상관 시퀀스(422)와, 제1 시간 동안 수신기(200)에 의해 수신된 제1 디지털 신호(222)의 상관을 발생시키거나 수행하는 단계; 및
블록(484)에서, 제1 모션-보상된 상관 시퀀스와, 제1 시간과 중첩되지 않는 제2 시간 동안 수신기(200)에 의해 수신된 제2 디지털 신호(222)의 상관을 발생시키거나 수행하는 단계를 포함하는 방법(480)을 도시한다.
제2 시간 동안 수신기(200)의 제2 측정 또는 추정된 이동은 어드레싱 가능한 메모리(430)로부터 제1 모션-보상된 상관 시퀀스(222)를 액세스하는데 사용될 수 있다.
다른 예시에서, 방법(480)은, 블록(486)에서, 액세스된 제1 모션-보상된 상관 시퀀스(도 7a에서의 블록(460) 또는 블록(462))와, 제1 시간 및 제2 시간과 중첩되지 않는 제3 시간 동안 수신기(200)에 의해 수신된 제3 디지털 신호(222)의 상관을 발생시키거나 수행하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다. 방법(480)은 어드레싱 가능한 메모리로부터 제1 모션-보상된 상관 시퀀스(도 7a에서의 블록(462))를 액세스하도록 제3 시간 동안 수신기(200)의 제3 측정 또는 추정된 이동의 이용을 발생시키거나 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예시에서, 방법(480)은, 블록(488)에서, 제1 시간 및 제2 시간과 중첩되지 않는 제3 시간 동안 수신기(200)에 의해 수신된 제3 디지털 신호(222)와, 제3 시간 동안 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동에 의존하고 제1 모션-보상된 상관 시퀀스(422)와 다른 제2 모션-보상된 상관 시퀀스(422)(도 7a에서의 블록(462) 또는 블록(464))의 상관을 발생시키거나 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(480)은 제3 시간 동안 수신기의 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 제2 모션-보상된 상관 시퀀스(422)의 생성을 발생시키거나 수행하는 단계를 포함할 수 있다(도 7a에서의 블록(464)).
방법(480)은 수신기(200)의 제1 측정 또는 추정된 이동과 제3 측정 또는 추정된 이동을 비교하는 비교 테스트를 발생시키거나 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 이동 및 제3 이동이 비교 테스트를 통과한 것으로 결정될 때, 방법(480)은 제3 시간 동안 수신기에서 수신된 제3 디지털 신호를, 제1 모션-보상 시퀀스와 상관시키는 것을 발생시키거나 수행할 수 있다. 제1 이동 및 제3 이동이 비교 테스트를 통과하지 못한 것으로 결정될 때, 방법(480)은 제3 시간 동안 수신기에서 수신된 제3 디지털 신호를, 제2 모션-보상 시퀀스와 상관시키는 것을 발생시커나 수행할 수 있다.
방법(480)은 제4 디지털 신호(222)가 수신되는 제4 시간 동안 수신기의 제1 측정 또는 추정된 이동 및 제1 측정 또는 추정된 이동을 비교하는 비교 테스트를 발생시키거나 수행하는 단계를 포함할 수 있다(도 7b에 도시되지 않음). 제1 이동 및 제4 이동이 비교 테스트를 통과하지 못하면, 방법(480)은 제4 이동에 의존하는 모션-보상된 상관 시퀀스 또는 상관 코드(341)와 제4 디지털 신호를 상관시키는 단계를 발생시키거나 수행할 수 있다. 제1 이동 및 제4 이동이 비교 테스트를 통과한 것으로 결정될 때, 방법(480)은 제1 모션-보상된 상관 시퀀스와 제4 디지털 신호를 상관시키는 단계를 발생시키거나 수행할 수 있다.
제1 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 제1 모션-보상된 상관 코드(322), 즉 제1 모션-보상된 페이저 신호에 의해 보상된 상관 코드(341)인 경우, 제2 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 제2 서로 다른 모션-보상된 페이저 신호(second, different motion-compensated phasor signal)에 의해 보상된 동일한 상관 코드(341)일 수 있다.
제1 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 제1 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)인 경우, 제2 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 제2 서로 다른 모션-보상된 페이저 시퀀스이다. 그러나, 제1 모션-보상된 페이저 시퀀스(332) 및 제2 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)는 동일한 상관 코드(341)를 보상하여 서로 다른 모션-보상된 상관 코드(322)를 생성하는데 사용될 수 있다.
이러한 방식으로, 연장된 시간의 기간 동안 기존의 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용하는 것이 가능할 수 있다. 지상 무선 송신기(terrestrial radio transmitters) 또는 정지 궤도 위성(geostationary satellites)과 같은 정적 신호 소스(static signal sources)의 경우, 시간의 기간은 제한되지 않을 수 있다. GNSS 위성과 같이 움직이는 송신기의 경우, 신호의 도플러 시프트가 MCCS에 기록된 것과 관련하여 변하기 때문에, 시간이 지남에 따라 재이용성(reusability)은 감소될 것이다. 이 경우, 시퀀스는 아마도 10 초 이상 동안 재이용 가능할 수 있다. 상관 코드(341)가 1ms의 길이를 가지면, 이는 상관 코드(341)의 10,000기간(periods)보다 더 긴 지속 시간이다.
재이용을 위한 모션-보상된 상관 시퀀스(422)의 저장은 모션-보상된 상관을 수행하기 위해 요구되는 계산 부하(computational load)를 상당히 감소시킬 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 7a와 관련하여 설명된 바와 같이, 모션-보상된 상관 시퀀스 재이용 시스템(450)은 모션-보상된 상관을 수행할지 여부를 지능적으로 결정할 수 있고, 모션-보상된 상관을 수행하는 것이라면, 새로운 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 생성하는 것인지 또는 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용해야 하는지를 결정하고, 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용해야 한다면, 현재 이용된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용해야 하는지 또는 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용해야 하는지를 결정할 수 있다. 모션-보상된 상관 시퀀스(422)의 재이용은 종종 수신기(200)가 연속적으로 또는 간헐적으로 동일한 모션에 관련되는 경우에 특히 유리하다. 예를 들어, 보행자가 특정 방향 및 특정 걸음걸이(particular gait)를 가지고 걷고 있다면, 이를 검출하여 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용할지 여부를 결정하기 위한 이동 신호(361)로서 이용될 수 있다. 특히 보행자 보행 모션의 발꿈치 딛기(heel strike)와 같은, 모션 데이터의 잘-정의된 트리거는 모션-보상된 상관 시퀀스의 재이용 가능한 섹션(reusable sections)의 시작을 표시(mark)하고 섹션이 재이용 될 수 있는 미래의 순간을 검출하는데 사용될 수 있다. 다른 측면들은 컴퍼스 헤딩(compass heading), 방향(orientation), 속도(speed) 등과 같은 유사성에 대해 테스트될(tested) 수 있다. 따라서, 사람이 동일한 궤도, 즉, 동일한 베어링(bearing)과 보행 속도를 유지하면서 동일한 방향으로 보행하는 동안 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용하는 것이 가능할 것이다. 베어링, 걸음 거리(stride length), 걸음걸이 또는 걸음 속도(stride rate)의 변화의 검출은 재이용 현재 MCCS 블록(460)을 사용하는 것으로부터 하나 또는 다른 블록(462, 464, 466)을 사용하는 것으로 전환할 수 있는 재이용 시스템(450)에서 인터럽트(interrupt)를 발생시킬 수 있다.
도 8은, 모두 앞서 설명된 바와 같은, 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 저장 시스템(420), 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 재이용 시스템(450) 및 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 생성기(320)를 포함하는 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 시스템(500)을 포함하는 모션-보상된 상관기(300)를 도시한다. 시스템(500)은 재이용 시스템(450)을 사용하여 모션-보상된 상관을 수행할지 여부를 결정하고, 모션-보상된 상관을 수행한다면, 새로운 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 생성할지 여부 또는 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 재이용할지 여부를 결정한다. 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스를 재이용하면, 재이용 시스템(450)은 시스템(500)에 의해 수신된 이동 신호(361)를 어드레싱 가능한 메모리(430)에 대한 판독 액세스를 수행하는 저장 시스템(420)에 제공하여 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 획득한다. 메모리(430)로부터 판독된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 상관기(310)에 대한 모션-보상된 상관 코드(322)를 생성하기 위한 모션-보상된 페이저 시퀀스인 경우, 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)에 제공되거나, 모션-보상된 상관 코드(322)인 경우 상관기(310)에 직접적으로 제공된다. 새로운 모션-보상된 상관 시퀀스(422)가 생성될 필요가 있을 때, 재이용 시스템(450)은 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)를 제어하여 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 생성하고 그 시퀀스를 디지털 신호(222)의 상관을 위해 사용한다. 그 다음 생성된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 어드레싱 가능한 메모리(430)에 저장하기 위해 저장 시스템(420)에 제공될 수 있다.
도 9는 상술된 바와 같이 모션-보상된 상관에 대해 사용될 수 있는 상관 코드(341)를 제공하는 상관 코드 생성기(340)의 일 예시를 도시한다. 상관 코드(341)는 후술하는 바와 같이 롱 상관 코드(long correlation code)이다. 숏 코드 생성기(short code generator)(470)는 상관 코드(341')를 생성한다. 롱 코드 생성기(472)는 상관 코드(341')를 여러 번 연접하여(concatenates) 롱 상관 코드(341)를 생성한다. 롱 상관 코드는 다중 상관 코드(341')의 연접(concatenation)을 일시적으로 저장하기에 충분한 사이즈(size)의 버퍼 메모리(buffer memory)(474)에 저장될 수 있다. 도 10은 상술한 바와 같이 모션-보상된 상관을 위해 사용될 수 있는 수신된 디지털 신호(222)를 일시적으로 저장하는 롱 디지털 신호 버퍼(480)의 일 예시를 도시한다. 이것은 롱 상관 코드(341)만큼의 지속 시간을 갖는 수신된 디지털 신호(222)를 일시적으로 저장하기에 충분한 사이즈의 버퍼 메모리(474)이다.
디지털 신호(222)는 롱 디지털 신호(long digital signal)이고, 상관 코드(341)는 롱 상관 코드이고, 모션-보상된 상관 코드(322)는 롱 모션-보상된 상관 코드(long motion-compensated correlation code)이다.
롱 디지털 신호(222), 롱 상관 코드(341) 및 롱 모션-보상된 상관 코드(322)는 동일한 길이를 갖는다. 각각은 상관 코드 단어의 길이보다 긴 지속 시간을 가지며, 예를 들어 GPS의 경우 1ms보다 크거나 갈릴레오(GALILEO)의 경우 4ms보다 크다. 예를 들어, 지속 시간은 N*1 ms 또는 M*4 ms일 수 있으며, 여기서 N, M은 1보다 큰 자연수이다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 수신기 모션 측정의 신뢰도에 의존하여, 지속 시간을 변경하는 것이 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, N 또는 M을 증가 및/또는 감소시키는 것이 가능할 수 있다. 일부 실시예에서, 지속 시간 N*1 ms 또는 M*4 ms 사이에서 선택하는 것이 가능할 수 있다. 더 긴 지속 시간은 더 나은 이득을 제공하는 상관 시간을 증가시킨다.
롱 상관 코드(341)는 동일한 제1 상관 코드(341')의 다수의 연접(concatenation)이다.
제1 상관 코드(341')는, 예를 들어 고정된 기간 T 및 미리 결정된 교차-상관 특성을 갖는 골드 코드, 바커 코드 또는 이와 유사한 것일 수 있는 표준 또는 참조 코드일 수 있다.
롱 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 수퍼상관 시퀀스(supercorrelation sequence)로 지칭될 수 있다. 수퍼상관 시퀀스는 롱 모션-보상된 페이저 시퀀스 또는 롱 모션-보상된 상관 코드(페이저 조정됨)일 수 있다.
도 11은 선택적으로 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 저장 시스템(420)을 포함하고, 선택적으로 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 재이용 시스템(450)을 포함하고, 다수의 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 생성기(320)를 포함하는 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 시스템(500)을 포함하는 모션-보상된 상관기(300)의 일 예시를 도시한다.
다수의 모션-보상된 상관 코드 생성기(320)의 각각은 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 동일한 롱 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 사용하여, 상관 전에, 보상된 롱 상관 코드(341)인 롱 모션-보상된 상관 코드(322)를 생성한다.
다수의 모션-보상된 상관 코드 생성기(320) 중 제1 모션-보상된 상관 코드 생성기는, 초기로 시프트된 시간(time shifted to be early) 및 수신기(200)의 측정 또는 추정된 현재 이동에 의존하는 동일한 롱 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 이용하여, 상관 전에, 보상된 롱 상관 코드(341)인 초기 롱 모션-보상된 상관 코드(early long motion-compensated correlation code)(322)를 생성한다.
다수의 모션-보상된 상관 코드 생성기(320) 중 제2 모션-보상된 상관 코드 생성기는, 수신기(200)의 측정 또는 추정된 현재 이동에 의존하는 동일한 롱 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 이용하여, 상관 전에, 보상된 롱 상관 코드(341)인 현재 (프롬프트) 롱 모션-보상된 상관 코드(present (prompt) long motion-compensated correlation code)(322)를 생성한다.
다수의 모션-보상된 상관 코드 생성기(320) 중 제3 모션-보상된 상관 코드 생성기는, 나중으로 시프트된 시간(time shifted late) 및 수신기(200)의 측정 또는 추정된 현재 이동에 의존하는 동일한 롱 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)를 이용하여, 상관 전에, 보상된 롱 상관 코드(341)인 후기 롱 모션-보상된 상관 코드(late long motion-compensated correlation code)(322)를 생성한다.
초기 롱 모션-보상된 상관 코드, 현재 (프롬프트) 롱 모션-보상된 상관 코드 및 후기 롱 모션-보상된 상관 코드의 각각은 동일한 롱 디지털 신호(222)와 개별적으로 상관된다.
모션-보상된 상관기(300)는 수신된 디지털 신호(222)가 GNSS 위성에 의해 송신되는 글로벌 네비게이션 위성 시스템(GNSS; global navigation satellite system)에서의 사용에 적합하다. 모션-보상된 상관기(300)는 GNSS 수신기(200)의 부분일 수 있다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 디지털 신호(222)를 생성하기 위해 아날로그-디지털 변환 이전에 수신된 신호의 다운-변환(down-conversion)이 발생하고, 다른 예시에서는 그렇지 않다. 모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 디지털 신호(222)를 생성하기 위해 아날로그-디지털 변환 이전에 수신된 신호의 다운-변환이 일어나는 경우, 다운-변환은 수신기(200)의 측정된 이동에 독립적이고, 수신된 신호의 수신기(200)의 측정된 이동에 의존하여 제어되지 않는다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 변조 제거 블록(modulation removal block)(510)은 모션-보상된 상관기를 이용하여 코히런트하게(coherently) 통합된 신호에 변조된 임의의 데이터를 제거할 수 있다. 이것의 예시는 수신된 GNSS 디지털 신호(222')로부터 네비게이션 비트(navigation bits from)를 제거하여 모션-보상된 상관기(300)에 의해 처리된 디지털 신호(222)를 생성하는 것이다.
이 예시에서, 롱 상관 코드(341)를 생성하도록 연접된 상관 코드는 치핑 코드(의사 랜덤 잡음 코드(pseudorandom noise code))이다. 예를 들어, 골드 코드일 수 있다.
각 GNSS 위성은 일부 실시예에서 서로 다른 롱 상관 코드(341)를 이용할 수 있다. 다수의 모션-보상된 상관기(300)가 제공될 수 있고, 서로 다른 위성에 할당될 수 있다. 그 다음, 모션-보상된 상관기(300)는 할당된 GNSS 위성에 대한 모션-보상된 상관을 수행한다.
다시 도 5를 참조하면, 속도 v는 할당된 위성을 향한 수신기(200)의 가시선 속도(line of sight velocity)일 수 있다. 그 다음, 모션-보상된 상관기(300)는 가시선(line of sight)을 따라 그 위성으로부터 수신된 디지털 신호(222)에 대한 선택적 증가된 이득을 갖는다.
일부 예시에서, 할당된 위성의 이동은 속도(v)로서 수신기(200)와 할당된 위성 사이의 가시선 상대 속도(line of sight relative velocity)를 사용함으로써 보상될 수 있다. 다른 예시에서, 할당된 위성의 이동은 도 12에 도시된 바와 같이 폐쇄 제어 루프를 사용함으로써 보상될 수 있다. 수신기(200)에 의해 제공된 디지털 신호(222)를 롱 모션 보상된 상관 코드(322)와 상관시키는 단계는, 코드-위상 정렬(code-phase alignment) 및/또는 반송파-위상 정렬(carrier-phase alignment)(620)의 유지(maintenance)를 위하여, 하나 이상의 폐쇄 제어 루프(610, 620)를 추가적으로 이용한다.
제어 시스템(254)은 모션-상관된 상관의 결과(312)를 사용하여 폐쇄-루프 제어 신호(610) 및/또는 폐쇄 루프 제어 신호(620)를 제공한다.
폐쇄-루프 제어 신호(610)는 위상 조정 모듈(600)을 제어하여 반송파 위상 정렬을 유지하도록 모션-보상된 상관 코드(322)의 위상을 조정한다.
폐쇄-루프 제어 신호(620)는 위성이 코드 위상 정렬을 유지하도록 다수의 모션-보상된 상관 코드 생성기(320)의 각각을 제어한다. 도 13은 어떻게 모션-보상된 상관 코드 생성기(320)가 폐쇄 루프 제어 신호(620)를 통해 코드-위상 정렬을 유지할 수 있는지의 일 예시를 도시한다. 수치 제어된 발진기(numerical controlled oscillator)(632)는 제어 신호(620)를 수신하고, 롱 상관 코드(341)를 버퍼(buffers)하는 시프트 레지스터(shift register)634) 및 숏 코드 생성기(470)를 이용하여 롱 상관 코드 생성기(340)를 제어하고, 특정 위성을 위해 사용된 다수의 모션-보상된 상관 코드 생성기(320)에 대한 롱 코드 생성기(472) 및 롱 코드 버퍼(474)로서 동시에 작동한다.
도 14a 및 도 14b는 특정 시간 지속 시간 동안 수신기(200)의 이동을 나타내는 이동 신호(361)를 생성하기 위한 수신기-모션 모듈(receiver-motion module)(360)의 상이한 예시들을 도시한다. 도 14a에 도시된 수신기-모션 모듈(360)은 수신기(200)의 측정된 이동을 나타내는 이동 신호(361)를 생성한다. 도 14b에 도시된 수신기-모션 모듈(360)은 수신기(200)의 추정된 이동을 나타내는 이동 신호(361)를 생성한다.
이동 신호(361)는 하나 이상의 파라미터의 세트에 의해 정의된 파라미터화된 신호일 수 있다.
예를 들어, 수신기-모션 모듈(360)은 이동 수단(vehicle) 또는 보행자의 속도를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 14a에 도시된 바와 같이 수신기 이동을 측정하는 수신기-모션 모듈(360)은 보행자 데드 레커닝 시스템(pedestrian dead reckoning system), 관성 측정 시스템(inertial measurement system), 시각 추적 시스템(visual tracking system), 또는 무선 포지셔닝 시스템(radio positioning system)과 같은 수신기(200)의 모션을 추적하는 로컬 네비게이션 또는 포지셔닝 시스템(local navigation or positioning system)을 가질 수 있다.
관성 측정 시스템은 일반적으로 다축 가속도계(multi-axis accelerometers) 및 자이로스코프(gyroscopes)와 같은 관성 센서의 가속도 측정을 통합하여 속도를 계산한다.
보행자 데드 레커닝 시스템은 예시 발꿈치 딛기로부터의 스텝(tep from for the example a heel strike), 추정 스텝/걸음 거리(estimation step/stride length), 헤딩 추정, 2D 위치 결정을 검출할 수 있다.
무선 포지셔닝 시스템은, 예를 들어, Wi-Fi 포지셔닝 및/또는 블루투스 포지셔닝을 사용할 수 있다.
도 14b에 도시된, 수신기 이동을 추정하는 수신기-모션 모듈(360)은 특정 시간에 특정 위치와 같은 수신기(200)의 컨텍스트(context)를 검출하고 동일한 컨텍스트에 대한 수신기 속도의 과거 이력에 대한 수신기 속도를 결정하는 컨텍스트 검출 시스템(context detection system)을 가질 수 있다. 러닝 알고리즘(learning algorithm)은 수신기 속도가 예측 가능할 때 재발생하는 컨텍스트를 식별하고 수신기 속도를 추정하기 위해 컨텍스트를 검출하는데 사용될 수 있다.
도 15는 데이터 구조(432)를 저장하는 휴대용 메모리 디바이스(portable memory device)와 같은 기록 매체(record medium)(700)의 일 예시를 도시한다. 데이터 구조(432)는 (롱) 상관 코드(341)와 (롱) 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)의 조합이거나 (롱) 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)인 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 포함한다. 기록 매체(700) 및 데이터 구조(432)는 모션-보상된 상관 시퀀스(422)의 전송을 가능하게 한다. 모션-의존성 인덱스를 이용한 판독 액세스를 위해 어드레싱 가능한 데이터 구조로서 구성될 수 있다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 롱 모션-보상된 상관 시퀀스(422)는 롱 상관 코드(341) 및 롱 모션-보상된 페이저 시퀀스(332)의 조합이고, 롱 상관 코드(341)는 동일한 표준 상관 코드(standard correlation code)의 다수의 연접이다.
제어기(800)는 이전에 설명된 방법들, 이전에 설명된 블록들 및/또는 모션-보상된 상관기(300)의 전부 또는 일부 중 하나 이상을 수행하는데 사용될 수 있다.
제어기(800)의 구현은 제어기 회로(controller circuitry)와 같을 수 있다. 제어기(800)는 하드웨어만으로 구현될 수 있으며, 펌웨어를 포함하는 소프트웨어의 특정 측면을 가질 수 있거나 하드웨어 및 소프트웨어(펌웨어 포함)의 조합일 수 있다.
도 16a에 도시된 바와 같이, 제어기(800)는, 예를 들어 범용 또는 특수 목적 프로세서(810)에서 실행 가능한 컴퓨터 프로그램 명령어(710)를 사용함으로써 하드웨어 기능을 가능하게 하는 명령어를 사용하여 구현될 수 있으며, 이는 이러한 프로세서(810)에 의해 실행될 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(디스크, 메모리 등)에 저장될 수 있다.
프로세서(810)는 메모리(820)로부터 판독하고 메모리(820)에 기록하도록 구성된다. 프로세서(810)는 데이터 및/또는 명령이 프로세서(810)에 의해 출력되는 출력 인터페이스(output interface) 및 데이터 및/또는 명령이 프로세서(810)에 입력되는 입력 인터페이스를 포함할 수 있다.
메모리(820)는 프로세서(810)에 로딩될 때 모션-보상된 상관기(300)의 전부 또는 일부의 작동을 제어하는 컴퓨터 프로그램 명령어(컴퓨터 프로그램 코드(computer program code))를 포함하는 컴퓨터 프로그램(computer program)(710)을 저장한다. 컴퓨터 프로그램(710)의, 컴퓨터 프로그램 명령어는 도 3 내지 도 18에 도시된 방법을 수행하는 장치를 가능하게 하는 로직(logic) 및 루틴(routines)을 제공한다. 프로세서(810)는 메모리(820)를 판독함으로써 컴퓨터 프로그램(710)을 로딩하고 실행할 수 있다.
따라서, 제어기를 포함하는 장치는, 적어도 하나의 프로세서(810); 및 컴퓨터 프로그램 코드(computer program code)(710)를 포함하는 적어도 하나의 메모리(memory)(820)를 포함하고, 적어도 하나의 메모리(820) 및 컴퓨터 프로그램 코드(710)는, 적어도 하나의 프로세서(810)와 함께, 장치가 다음 단계를 적어도 수행하도록 구성된다:
(i)모션-보상된 상관 코드(322)와 수신기(200)에 의해 제공된 디지털 신호(222)의 상관을 발생시키는 단계, 모션-보상된 상관 코드(322)는 수신기(200)의 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 하나 이상의 페이저(332)를 이용하여 상관 전에 보상된 상관 코드(341)임.
(ii)제1 시간에, 어드레싱 가능한 메모리(430)에 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 저장하는 것을 발생시키거나 수행하는 단계;
이후 시간(later time)에, 저장된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 획득하기 위하여 메모리(430)를 어드레싱(addressing)하는 것을 발생시키거나 수행하는 단계; 및
획득된 모션-보상된 상관 시퀀스(422)를 이용하여 상관 코드(341)와 디지털 신호(222)의 모션-보상된 상관을 발생시키거나 수행하는 단계;
및/또는
(iii) 제1 시간 동안 수신기(200)에 의해 수신된 제1 디지털 신호(222)와, 제1 시간 동안 수신기(200)의 제1 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 제1 모션-보상된 상관 시퀀스(422)의 상관을 발생시키거나 수행하는 단계; 및
제1 모션-보상된 상관 시퀀스(422)와, 제1 시간과 중첩되지 않는 제2 시간 동안 수신기(200)에 의해 수신된 제2 디지털 신호(222)의 상관을 발생시키거나 수행하는 단계;
및/또는
(iv) 롱 디지털 신호(long digital signal)와 롱 상관 코드(long correlation code)의 상관을 발생시키거나 수행하는 단계, 롱 디지털 신호 및 롱 상관 코드는 동일한 길이고, 롱 상관 코드는 동일한 제1 상관 코드의 연접이고, 롱 상관 코드는 수신기의 측정 또는 추정된 이동에 의존하는 하나 이상의 페이저를 이용하여 상관 전에 모션-보상됨.
도 16b에 도시된 바와 같이, 컴퓨터 프로그램(710)은 임의의 적합한 전달 메커니즘(delivery mechanism)(700)을 통해 장치(800)에 도달할 수 있다. 전달 메카니즘(700)은, 예를 들어, 비-일시적인 컴퓨터-판독 가능 저장 매체, 컴퓨터 프로그램 제품, 메모리 디바이스, 콤팩트 디스크 판독-전용 메모리(CD-ROM; compact disc read-only memory) 또는 디지털 다기능 디스크(DVD; digital versatile disc) 또는 고체형 메모리(solid state memory)와 같은 기록 매체, 컴퓨터 프로그램(710)을 유형적으로 구체화하는 제조 물품일 수 있다. 전달 메커니즘은 컴퓨터 프로그램(710)을 신뢰성 있게 전송(transfer)하도록 구성된 신호일 수 있다. 장치(800)는 컴퓨터 데이터 신호로서 컴퓨터 프로그램(710)을 전파하거나 송신할 수 있다.
비록 메모리(820)가 단일 구성 요소/회로로서 도시되었지만, 일부 또는 전부가 통합/제거 가능하고 및/또는 영구적/반영구적/동적/캐싱된(cached) 저장을 제공할 수 있는 하나 이상의 개별 구성 요소/회로로서 구현될 수 있다.
프로세서(810)가 단일 구성 요소/회로로서 도시되었지만, 일부 또는 전부가 통합/제거될 수 있는 하나 이상의 개별 구성 요소/회로로서 구현될 수 있다. 프로세서(810)는 단일 코어 또는 멀티 코어 프로세서(single core or multi-core processor)일 수 있다.
'컴퓨터-판독 가능 저장 매체', '컴퓨터 프로그램 제품', '유형적으로 구현된 컴퓨터 프로그램(tangibly embodied computer program)' 등 또는 '제어기', '컴퓨터', '프로세서' 등에 대해 언급하는 것은 단일/다중 프로세서 아키텍처(single /multi- processor architectures) 및 순차적인(폰 노이만)/병렬 아키텍처(sequential (Von Neumann)/parallel architectures)와 같은 다른 아키텍처를 갖는 컴퓨터뿐만 아니라 필드-프로그래머블 게이트 어레이(FPGA; field-programmable gate arrays), 응용 주문형 회로(ASIC; application specific circuits), 신호 처리 디바이스 및 다른 처리 회로와 같은 특수 회로를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 컴퓨터 프로그램, 명령어, 코드 등을 언급하는 것은, 예를 들어, 프로세서에 대한 명령어, 또는 고정 기능 디바이스, 게이트 어레이 또는 프로그래머블 로직 디바이스 등에 대한 구성 셋팅이든, 하드웨어 디바이스의 프로그램 가능한 컨텐츠와 같은 프로그램 가능한 프로세서 또는 펌웨어를 위한 소프트웨어를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 17에 도시된 바와 같이, 칩셋(chip set)(840)은 제어기(800)의 기능성을 제공하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 모션-보상된 상관기(300)의 전부 또는 일부를 제공할 수 있다.
도 3 내지 도 18에 도시된 블록들은 컴퓨터 프로그램(710)에서 코드의 섹션 및/또는 방법에서의 단계들을 나타낼 수 있다. 블록들에 대한 특정 순서의 설명은 블록들에 대한 요구되거나 선호되는 순서를 반드시 내포하지는 않으며, 블록의 순서 및 배열은 변경될 수 있다. 또한, 일부 블록을 생략할 수도 있다.
이전에 설명된 방법들 중 하나 이상을 수행하기 위해 요구되는 장치 또는 시스템의 구성 요소들, 이전에 설명된 블록들 및 또는 모션-보상된 상관기(300)의 전부 또는 일부는 나란히 놓을(collocated) 필요가 없으며, 데이터는 하나 이상의 통신 링크(communication links)를 통해 구성 요소 간에 공유될 수 있다.
도 18a는 리모트 디바이스(remote device)(1000) 및 리모트 처리 시스템(2000)을 포함하는 시스템의 일 예시를 도시한다. 리모트 디바이스(1000)는 수신기(200) 및 수신기 모션 모듈(receiver motion module)(360)을 포함한다. 수신기 모션 모듈(360)은 이동 신호(361)로서 수신기 모션 센서 데이터를 제공하는 수신기 모션 센서(receiver motion sensors)를 포함한다. 리모트 디바이스(1000)는 제어기(800)를 포함하는 리모트 처리 시스템(2000)으로부터 물리적으로 멀리 떨어져있다(distant). 리모트 디바이스(1000) 및 리모트 디바이스(2000)는 통신 링크(들)(1500)를 통해 통신한다. 통신 링크(들)(1500)는 예를 들어, 무선 통신(예컨대, WiFi, BLE, 셀룰러 텔레포니(Cellular Telephony), 위성 통신), 케이블 통신(예컨대, 이더넷, 유선 전화, 광섬유 케이블), 구성 요소 사이에서 전송될 수 있는 물리적 저장 매체(예컨대, 고체형 메모리, CD-ROM) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
디지털 신호(222)는 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 처리 시스템(2000)에 리모트 디바이스(1000)에 의해 제공된다. 수신기 모션 센서 데이터는 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 처리 시스템(2000)에 리모트 디바이스(1000)에 의해 이동 신호(361)로서 제공된다.
리모트 처리 시스템(2000)의 제어기(800)는 상관기(310) 및 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)를 포함하는 모션-보상된 상관기(300)를 포함한다.
모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 모션 신호(361)의 처리로부터 모션-보상된 상관 시퀀스(322)를 생성하고, 상관기(310)는 모션-보상된 상관 시퀀스(322)를 사용하여 디지털 신호(222)의 모션-보상된 상관을 수행하여 상관 결과(312)를 생성한다.
모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는, 선택적으로 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 시스템(500)의 일부일 수 있고, 모션-보상된 상관 시퀀스(322)는 재이용을 위해 리모트 처리 시스템(2000)의 어드레싱 가능한 메모리(430)에 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)에 의해 선택적으로 저장될 수 있다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 상관 결과(312)는 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 디바이스(1000)로 리턴된다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 모션-보상된 상관 시퀀스(322)는 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 디바이스(1000)로 리턴된다.
모든 예시에서 필수는 아니지만 일부 예시에서, 제어기(800)는 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 디바이스(1000)으로 전송되는 더 높은 값의 출력(801)(예컨대, GNSS 의사 거리(GNSS pseudoranges) 또는 GNSS 신호로부터의 위치 픽스(position fixes))을 얻기(derive) 위해 상관 결과(312)의 추가적인 후-처리를 수행한다.
도 18b는 리모트 디바이스(1000) 및 리모트 처리 시스템(2000)을 포함하는 시스템의 다른 예시를 도시한다. 리모트 디바이스(1000)는 수신기(200) 및 수신기 모션 모듈(360)을 포함한다. 수신기 모션 모듈(360)은 이동 신호(361)로서 수신기 모션 센서 데이터를 제공하는 수신기 모션 센서를 포함한다. 리모트 디바이스(1000)는 제어기(800)를 포함하는 리모트 처리 시스템(2000)으로부터 물리적으로 멀리 떨어져 있다. 리모트 디바이스(1000) 및 리모트 디바이스(2000)는 통신 링크(들)(1500)를 통해 통신한다. 통신 링크(들)(1500)는 예를 들어, 무선 통신(예컨대, WiFi, BLE, 셀룰러 텔레포니(Cellular Telephony), 위성 통신), 케이블 통신(예컨대, 이더넷, 유선 전화, 광섬유 케이블), 구성 요소 사이에서 전송될 수 있는 물리적 저장 매체(예컨대, 고체형 메모리, CD-ROM) 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
수신기 모션 센서 데이터는 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 처리 시스템(2000)에 리모트 디바이스(1000)에 의해 이동 신호(361)로서 제공된다.
모션-보상된 상관기(300)의 일부(상관기(310))는 리모트 디바이스(1000)에 있고, 일부(모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320))는 리모트 처리 시스템(2000)에 있다.
리모트 처리 시스템(2000)의 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 수신된 이동 신호(361)의 처리로부터 모션-보상된 상관 시퀀스(322)를 생성한다. 모션-보상된 상관 시퀀스(322)는 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 처리 시스템(2000)으로부터 리모트 디바이스(100)로 전송된다.
디지털 신호(222)는 리모트 디바이스(1000)에 의해 통신 링크(들)(1500)를 통해 리모트 처리 시스템(2000)으로 제공되지 않는다. 대신에 리모트 디바이스(1000)에서의 상관기(310)에 제공된다. 상관기(310)는 전송된 모션-보상된 상관 시퀀스(322)를 이용하여 디지털 신호(222)의 모션-보상된 상관을 수행하여 상관 결과(312)를 생성한다.
리모트 디바이스(1000)에서, 모션-보상된 상관 시퀀스(322)는 재이용을 위해 리모트 처리 시스템(1000)의 어드레싱 가능한 메모리(430)에 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)에 의해 선택적으로 저장될 수 있다.
상술한 예시들의 변형에서, 수신기 모션 모듈(360)은 수신기 모션 센서 데이터를 처리하여 이동 신호(361)로서 제공되는 측정 또는 추정된 수신기 모션 값을 얻도록 구성될 수 있다. 이 처리된 이동 신호(361)는 리모트 처리 시스템(2000)이 수신기 모션 센서 데이터로부터 수신기 모션을 계산할 필요성을 제거함으로써, 원시 수신기 모션 센서 데이터(raw receiver motion sensor data) 대신에 리모트 처리 시스템(2000)에 전달될 수 있다.
상술한 예시들의 변형에서, 수신기 모션 모듈(360)은 리모트 디바이스(1000)에 위치할 수 없지만, 예를 들어 리모트 처리 시스템(2000) 또는 다른 곳에 위치될 수 있다.
도 18c는 리모트 디바이스(1000) 및 리모트 처리 시스템(2000)을 포함하는 시스템의 다른 예시를 도시한다. 이 시스템은 도 18a에 도시된 시스템과 유사하지만, 상관 결과(312)(및/또는 더 높은 값의 출력(801))은 리모트 디바이스(1000)에 제공되지 않는다. 상관 결과(312)(및/또는 더 높은 값의 출력(801))는 리모트 처리 시스템(2000)에서 활용/저장되거나, 추가의 이용/처리/저장을 위해 통신 링크(들)(2500)를 통해 리모트 제3 자 클라이언트(remote third-party clients)(3000)에 제공된다.
상기 예시들은 복수의 리모트 디바이스(1000) 및/또는 복수의 리모트 처리 시스템(2000) 및/또는 복수의 리모트 제3 자 클라이언트(3000)를 포함하도록 추가로 수정될 수 있으며, 이들은 모두 복수의 통신 링크(1500/2500)에 의해 연결된다.
이전에 설명되고 예시된 수신기(200) 및 모션-보상된 상관기(300)는, 예를 들어 GNSS 시스템, 무선 시스템(예컨대, OFDM, DVB-T, LTE), 소나 시스템(sonar systems), 레이저 시스템, 지진 시스템(seismic systems) 등에 사용될 수 있다.
청구항에 나타난 바와 같이 '발생시키거나 수행하는'이라는 용어는 발생시키지만 수행하지 않거나, 수행하지만 발생시키지 않거나, 발생시키고 수행하는 것을 의미할 수 있다. 엔티티(entity)가 액션을 발생시키면, 엔티티의 제거가 그 액션을 발생시키지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 엔티티가 액션을 수행하면, 엔티티는 그 액션을 수행한다.
도면에서 아이템의 상호 연결은 작동 커플링(operational coupling)을 나타내며, 개재 요소(intervening elements)의 임의의 수 또는 조합이 존재할 수 있다(개재 요소를 포함하지 않음).
구조적 특징이 설명된 경우, 그 기능 또는 그 기능이 명시적으로 또는 묵시적으로 설명되었든 간에 구조적 특징의 하나 이상의 기능을 수행하기 위한 수단으로 대체될 수 있다.
본원에서 '하드웨어 모듈'은 최종 제조업체 또는 사용자에 의해 추가될 특정 부품/구성 요소를 제외하는 물리적 유닛 또는 장치를 의미한다. 모션-보상된 상관기(300)는 하드웨어 모듈일 수 있다. 모션-보상된 상관 시퀀스 생성기(320)는 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다. 모션-보상된 페이저 생성기(330)는 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다. 상관 코드 생성기(340)는 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다. 수신기-모션 모듈(360)은 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다. 상관기(310)는 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다. 모션-보상된 상관 시퀀스 저장 시스템(420)은 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다. (MCCS) 재이용 시스템(450)은 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다. 모션-보상된 상관 시퀀스(MCCS) 시스템(500)은 하드웨어 모듈일 수 있거나 하드웨어 모듈의 일부일 수 있다.
'포함하다'라는 용어는 이 문서에서 한정적인(exclusive) 의미가 아니라 포괄적인 의미로 사용된다. 그것은 Y를 포함하는 X에 대한 임의의 언급이며, X는 단지 하나의 Y를 포함할 수 있거나 하나 이상의 Y를 포함할 수 있음을 나타낸다. 한정적인 의미로 '포함하다'를 사용하려는 경우, "하나만 포함하는..."을 언급하거나 "구성된"을 사용하여 컨텍스트에서 명확하게 할 것이다.
이 간략한 설명에서, 다양한 예시가 참조되었다. 예시와 관련된 특징이나 기능에 대한 설명은 해당 특징 또는 기능이 해당 예시에 있음을 나타낸다. 텍스트에서 '예시' 또는 '예를 들어' 또는 '할 수 있다'라는 용어의 사용은, 명시적으로 언급되었는지의 여부를 불문하고, 적어도 설명된 예시에 그러한 특징 또는 기능이 존재한다는 것을 나타내며, 그리고 그것들은 일부 또는 모든 다른 예시들에 존재할 수 있지만 꼭 그런 것은 아닐 수도 있다. 따라서, '예시', '예를 들어' 또는 '할 수 있다'는 예시의 클래스(class)의 특정 인스턴스(particular instance)를 나타낸다. 인스턴스의 속성은 해당 인스턴스의 속성이거나 클래스의 속성이거나 클래스에서의 인스턴스의 전부는 아니지만 일부를 포함하는 클래스의 하위 클래스의 속성일 수 있다. 따라서, 일 예시를 참조하여 설명되었지만 또 다른 예시를 참조하지 않고 설명된 특징들은 가능하면 다른 예시에서 사용될 수 있지만 반드시 다른 예시에서 사용될 필요는 없음을 암시적으로 개시된다.
본 발명의 실시예들이 다양한 예시를 참조하여 전술한 단락들에서 설명되었지만, 제시된 예시들에 대한 수정들이 청구된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것을 이해해야 한다.
앞의 설명에서 설명한 기능은 명시적으로 설명된 조합 이외의 조합으로 사용될 수 있다.
비록 기능이 특정 특징을 참조하여 설명되었지만, 이러한 기능들은 설명되든 그렇지 않는 간에 다른 특징들에 의해 수행 가능할 수 있다.
특징들이 특정 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이러한 특징들은 다른 실시예에서 설명되든 그렇지 않든 간에 존재할 수도 있다.
특히 중요한 것으로 여겨지는 본 발명의 특징들에 주의를 끌기 위해 상기 명세서에서 노력하고 있지만, 본 출원인은 임의의 특허 가능한 특징 또는 특별한 강조가 있었는지 간에 도면에 도시된 및/또는 참조된 특징들의 조합에 대한 보호를 청구함이 이해되어야 한다.

Claims (14)

  1. 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템에 있어서,
    로컬 신호(local signal)를 제공하도록 구성된 로컬 신호 생성기(local signal generator);
    신뢰된 리모트 소스(trusted remote source)에 의해 전송된 신호 내 특성들에 대응하는 특성들을 갖는 신호를 수신하도록 구성된 수신기(receiver);
    상기 수신기의 측정 또는 추정된 이동을 제공하도록 구성된 모션 모듈(motion module);
    상기 로컬 신호를 상기 수신된 신호와 상관시킴으로써(by correlating) 상관 신호(correlation signal)를 제공하도록 구성된 상관부(correlation unit);
    상기 측정 또는 추정된 이동에 기초하여 상기 로컬 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 상관 신호 중 적어도 하나의 모션 보상(motion compensation)을 제공하도록 구성된 모션 보상부(motion compensation unit);
    상기 수신된 신호가 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향(line-of-sight direction)과 다른 방향에서 수신된 요소(component)를 포함하는지 여부를 결정하도록 구성된 신호 분석부(signal analysis unit) - 상기 결정은 상기 상관 신호에 기초함 - ; 및
    상기 신호 분석부에 의해 수행된 상기 결정에 기초하여 상기 수신기와 관련된 물리적 메트릭(physical metric)을 결정하도록 구성된 메트릭 결정부(metric determination unit);
    를 포함하는,
    시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신호 분석부는 상기 수신된 신호가 상기 신뢰된 리모트 소스로부터 적어도 하나의 반사 다음에 수신된 요소를 포함하는지 여부를 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는, 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 신호 분석부는 상기 상관 신호에 기초하여 상기 수신된 요소의 방향을 결정하도록 구성된, 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모션 보상된 상관 신호(motion compensated correlation signal)의 신호 품질 메트릭(signal quality metric)에 기초하여 상기 신호 분석부는 상기 수신된 신호가 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향(line-of-sight direction)과 다른 방향에서 수신된 요소(component)를 포함하는지 여부를 결정하도록 구성된, 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모션 보상부는 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향으로의 상기 측정 또는 추정된 이동에 기초한 상기 상관 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 로컬 신호 중 적어도 하나의 모션 보상을 제공하도록 구성된, 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모션 보상부는 상기 요소가 수신된 방향으로의 상기 측정 또는 추정된 이동에 기초한 상기 상관 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 로컬 신호 중 적어도 하나의 모션 보상을 제공하도록 구성된, 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수신된 신호가 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향(line-of-sight direction)과 다른 방향에서 수신된 요소를 포함하는 경우, 상기 요소는 상기 메트릭 결정부에 의한 상기 물리적 메트릭의 상기 결정에서 충분히 감쇄되는 것인, 시스템.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 메트릭 결정부는 상기 신호 분석부 및 지형도(topographic map)에 의해 만들어진 상기 결정에 기초하여 상기 수신기와 관련된 상기 물리적 메트릭을 결정하도록 구성된, 시스템.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모션 보상부는 복수의 방향(plurality of directions)으로의 상기 측정 또는 추정된 이동에 기초한 상기 상관 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 로컬 신호 중 적어도 하나의 모션 보상을 제공하도록 구성된, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 방향은 신호가 상기 수신기에서 수신될 수 있는 모든 가능한 방향에 걸쳐 분포되는 것인, 시스템.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 복수의 상이한 방향으로 모션 보상을 제공하기 위해 각각의 상이한 시간에 수신된 신호들에 대해 위상차가 제공되는 것인, 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신호 분석부는 상기 수신된 신호가 위조 리모트 소스(counterfeit remote source)로부터 수신된 요소를 포함하는지 여부를 결정하도록 구성된, 시스템.
  13. 물리적 메트릭을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    로컬 신호 생성기로 로컬 신호를 제공하는 단계;
    신뢰된 리모트 소스에 의해 전송된 신호 내 특성들에 대응하는 특성들을 갖는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신기의 측정 또는 추정된 이동을 제공하는 단계;
    상기 로컬 신호를 상기 수신된 신호와 상관시킴으로써(by correlating) 상관 신호(correlation signal)을 제공하는 단계;
    상기 측정 또는 추정된 이동에 기초하여 상기 로컬 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 상관 신호 중 적어도 하나의 모션 보상(motion compensation)을 제공하는 단계;
    상기 수신된 신호가 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향(line-of-sight direction)과 다른 방향에서 수신된 요소(component)를 포함하는지 여부를 결정하는 단계 - 상기 결정은 상기 상관 신호에 기초함- ; 및
    상기 신호 분석부에 의해 만들어진 상기 결정에 기초하여 상기 수신기와 관련된 물리적 메트릭(physical metric)을 결정하는 단계;
    를 포함하는,
    방법.
  14. 컴퓨터 상에서 실행될 때 상기 컴퓨터가 단계들을 수행하도록 하는 실행 가능한 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
    로컬 신호 생성기로 로컬 신호를 제공하는 단계;
    신뢰된 리모트 소스에 의해 전송된 신호 내 특성들에 대응하는 특성들을 갖는 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신기의 측정 또는 추정된 이동을 제공하는 단계;
    상기 로컬 신호를 상기 수신된 신호와 상관시킴으로써(by correlating) 상관 신호(correlation signal)을 제공하는 단계;
    상기 측정 또는 추정된 이동에 기초하여 상기 상관 신호, 상기 수신된 신호, 및 상기 로컬 신호 중 적어도 하나의 모션 보상(motion compensation)을 제공하는 단계;
    상기 수신된 신호가 상기 수신기 및 상기 신뢰된 리모트 소스 사이의 가시선 방향(line-of-sight direction)과 다른 방향에서 수신된 요소(component)를 포함하는지 여부를 결정하는 단계 - 상기 결정은 상기 상관 신호에 기초함 - ; 및
    상기 신호 분석부에 의해 만들어진 상기 결정에 기초하여 상기 수신기와 관련된 물리적 메트릭(physical metric)을 결정하는 단계;
    를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 제품.

KR1020207009082A 2017-09-25 2018-09-20 위치와 같은 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템 KR102645258B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1715454.3 2017-09-25
GB1715454.3A GB2566731A (en) 2017-09-25 2017-09-25 System for determining a physical metric such as position
PCT/GB2018/052680 WO2019058119A1 (en) 2017-09-25 2018-09-20 SYSTEM FOR DETERMINING A PHYSICAL SIZE SUCH AS A POSITION

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200060401A true KR20200060401A (ko) 2020-05-29
KR102645258B1 KR102645258B1 (ko) 2024-03-08

Family

ID=60244485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207009082A KR102645258B1 (ko) 2017-09-25 2018-09-20 위치와 같은 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템

Country Status (6)

Country Link
US (3) US11474258B2 (ko)
EP (1) EP3688495B1 (ko)
KR (1) KR102645258B1 (ko)
CN (1) CN111164461B (ko)
GB (1) GB2566731A (ko)
WO (1) WO2019058119A1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2567845B (en) 2017-10-26 2023-02-01 Focal Point Positioning Ltd A method and system for combining sensor data
IL271423B2 (en) * 2019-12-12 2024-01-01 Elta Systems Ltd A system and method for positioning and navigating an object
CN113221601A (zh) * 2020-01-21 2021-08-06 深圳富泰宏精密工业有限公司 字符识别方法、装置及计算机可读存储介质
GB2593459B (en) * 2020-03-20 2024-04-10 Focal Point Positioning Ltd A method, system and computer program product for performing correlation in a positioning system
GB2612114A (en) * 2021-10-22 2023-04-26 Focal Point Positioning Ltd Positioning system and method
WO2023222997A1 (en) 2022-05-18 2023-11-23 Focal Point Positioning Limited Method and apparatus for improving co-channel operation of independent radio systems
GB2620145A (en) * 2022-06-28 2024-01-03 Focal Point Positioning Ltd Wireless communication systems and methods
WO2024002532A1 (en) 2022-06-30 2024-01-04 Focal Point Positioning Limited Method and apparatus for locating emitters in a cellular network
WO2024003322A1 (en) 2022-06-30 2024-01-04 Focal Point Positioning Ltd. Method and apparatus for providing signal intelligence and security
GB2620426A (en) * 2022-07-07 2024-01-10 Focal Point Positioning Ltd Method and apparatus for processing radio signals
WO2024013503A1 (en) 2022-07-15 2024-01-18 Focal Point Positioning Limited Method and apparatus that uses a transmission from a single transmitter for receiver positioning
WO2024013380A1 (en) 2022-07-15 2024-01-18 Focal Point Positioning Limited Method and apparatus for performing motion-compensated signal processing
WO2024062222A1 (en) 2022-09-22 2024-03-28 Focal Point Positioning Ltd. Method and apparatus that uses radio transmissions for surface mapping
WO2024083355A1 (en) 2022-10-21 2024-04-25 Focal Point Positioning Limited Method and apparatus for performing position location using cellular signals
US20240195460A1 (en) * 2022-12-09 2024-06-13 Focal Point Positioning Limited Method and apparatus for performing direction division multiple access

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060012515A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-19 Samsung Electronics Co., Ltd. High sensitivity GPS receiver and method for compensating for doppler variation
US20060012523A1 (en) * 2004-06-07 2006-01-19 Andreas Schmid Reliability and the accuracy of position-finding methods by estimation of the rice factor of a radio link
US8134499B2 (en) * 2005-11-23 2012-03-13 The Boeing Company Ultra-tightly coupled GPS and inertial navigation system for agile platforms
US20170131409A1 (en) * 2015-07-17 2017-05-11 The Regents Of The University Of California System and method for localization and tracking using gnss location estimates, satellite snr data and 3d maps

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4034370A (en) * 1972-08-23 1977-07-05 Westinghouse Electric Corporation Second order motion compensator for high resolution radar
US5513215A (en) * 1993-09-20 1996-04-30 Glenayre Electronics, Inc. High speed simulcast data system using adaptive compensation
AU729697B2 (en) * 1996-04-25 2001-02-08 Sirf Technology, Inc. Spread spectrum receiver with multi-bit correlator
IL130034A (en) * 1996-11-26 2003-04-10 Trw Inc Cochannel signal processing system
CN1215512A (zh) * 1997-02-04 1999-04-28 诺基亚电信股份公司 移动通信系统中的多普勒频移自适应补偿
US6473594B1 (en) * 1997-02-04 2002-10-29 Nokia Telecommunications Oy Adaptive compensation of doppler shift in a mobile communication system
US6952440B1 (en) * 2000-04-18 2005-10-04 Sirf Technology, Inc. Signal detector employing a Doppler phase correction system
US7130292B2 (en) * 2000-06-02 2006-10-31 Essex Corporation Optical processor enhanced receiver architecture (opera)
US6693592B2 (en) * 2000-12-22 2004-02-17 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Geographical navigation using multipath wireless navigation signals
US7095813B2 (en) * 2002-05-16 2006-08-22 Qualcomm Incorporated System and method for the detection and compensation of radio signal time of arrival errors
US7224721B2 (en) * 2002-10-11 2007-05-29 The Mitre Corporation System for direct acquisition of received signals
NO320465B1 (no) * 2004-02-16 2005-12-12 Egeland Olav Fremgangsmate og system for testing av et reguleringssystem tilhorende et marint fartoy
GB2415113B (en) * 2004-06-12 2006-10-18 Sonardyne Internat Ltd Robust underwater communication system
US8013789B2 (en) * 2004-10-06 2011-09-06 Ohio University Systems and methods for acquisition and tracking of low CNR GPS signals
EP1806854A1 (en) * 2006-01-04 2007-07-11 Alcatel Lucent Doppler effect compensation for radio transmission
GB2445385B (en) * 2006-12-29 2011-08-31 Nokia Corp Improvements in or relating to distance estimation
WO2009017393A1 (en) * 2007-07-31 2009-02-05 Tele Atlas B.V. Method and device for determining a position
WO2009024184A1 (en) * 2007-08-21 2009-02-26 Telecom Italia S.P.A. Method for the acquisition of signals of a global navigation satellite system
US8406280B2 (en) * 2008-03-18 2013-03-26 Argon St, Inc. System and method for mitigating severe multipath interference for geolocation and navigation
US10054444B2 (en) * 2009-05-29 2018-08-21 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for accurate acquisition of inertial sensor data
WO2011105447A1 (ja) * 2010-02-26 2011-09-01 古野電気株式会社 マルチパス検出方法、マルチパス検出プログラム、ｇｎｓｓ受信装置、および移動端末
EP2702429B1 (en) * 2011-04-28 2016-05-11 Topcon Positioning Systems, Inc. Object detection and position determination by relected global navigation satellite system signals
GB2494150B (en) * 2011-08-31 2015-11-04 Samsung Electronics Co Ltd Multipath mitigation in positioning systems
KR101832921B1 (ko) * 2012-08-20 2018-02-27 부산대학교 산학협력단 Ｇｐｓ 수신기 주변의 비가시 상태 판단 방법 및 장치
CN103888168B (zh) * 2012-12-21 2016-08-24 中国科学院声学研究所 一种用于合成孔径水声通信的多普勒补偿方法及系统
US9857474B2 (en) * 2013-03-14 2018-01-02 Microsoft Technology Licensing, Llc Using satellite visibility data for improved location accuracy
US9562976B2 (en) * 2013-07-31 2017-02-07 Broadcom Corporation Method and apparatus for distinguishing direct GNSS signals from reflections
CN104442078B (zh) * 2013-09-16 2017-05-17 深圳市同盛绿色科技有限公司 光学防伪系统、移动终端以及防伪标签
US10078138B2 (en) * 2015-09-08 2018-09-18 Apple Inc. Doppler shift correction using three-dimensional building models
JP6534128B2 (ja) * 2017-05-26 2019-06-26 一般財団法人生産技術研究奨励会 位置検出装置、位置検出システム及び位置検出方法
GB2564406B (en) * 2017-07-06 2022-09-07 Focal Point Positioning Ltd Method and system for correcting the frequency or phase of a local signal generated using a local oscillator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060012523A1 (en) * 2004-06-07 2006-01-19 Andreas Schmid Reliability and the accuracy of position-finding methods by estimation of the rice factor of a radio link
US20060012515A1 (en) * 2004-07-13 2006-01-19 Samsung Electronics Co., Ltd. High sensitivity GPS receiver and method for compensating for doppler variation
US8134499B2 (en) * 2005-11-23 2012-03-13 The Boeing Company Ultra-tightly coupled GPS and inertial navigation system for agile platforms
US20170131409A1 (en) * 2015-07-17 2017-05-11 The Regents Of The University Of California System and method for localization and tracking using gnss location estimates, satellite snr data and 3d maps

Also Published As

Publication number Publication date
US20230168385A1 (en) 2023-06-01
US20200319347A1 (en) 2020-10-08
KR102645258B1 (ko) 2024-03-08
US20220404509A1 (en) 2022-12-22
US11474258B2 (en) 2022-10-18
GB2566731A (en) 2019-03-27
EP3688495A1 (en) 2020-08-05
CN111164461A (zh) 2020-05-15
WO2019058119A1 (en) 2019-03-28
EP3688495B1 (en) 2021-03-17
CN111164461B (zh) 2023-10-27
GB201715454D0 (en) 2017-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102645258B1 (ko) 위치와 같은 물리적 메트릭을 결정하기 위한 시스템
KR102572948B1 (ko) 로컬 오실레이터를 사용하여 생성된 로컬 신호의 주파수 또는 위상을 정정하는 방법 및 시스템
US10321430B2 (en) Method, apparatus, computer program, chip set, or data structure for correlating a digital signal and a correlation code
US11808865B2 (en) Method and system for calibrating a system parameter
US11137500B2 (en) Method, apparatus, computer program, chip set, or data structure for correlating a digital signal and a correlation code
US11982753B2 (en) Method and system for calibrating a system parameter
KR102328374B1 (ko) 디지털 신호 및 상관 코드를 상관시키기 위한 방법, 장치, 컴퓨터 프로그램, 칩 셋, 또는 데이터 구조
GB2548620A (en) A method, apparatus, computer program, chip set, or data structure for correlating a digital signal and a correlation code

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant