KR20230002326A - Gnss 스푸핑의 존재시 정확한 위치의 결정 - Google Patents
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Abstract
스푸핑 신호가 존재하는 경우 모바일 디바이스의 위치를 결정하는 방법은 모바일 디바이스와 연관된 현재 포지션 정보를 획득하는 단계, 현재 위치 정보에 기초하여 위성과 관련된 GNSS 신호를 취득하기 위한 GNSS (Global Navigation Satellite System) 신호 탐색 윈도우를 결정하는 단계, GNSS 신호 탐색 윈도우에 기초하여 위성과 관련된 GNSS 신호를 탐색하는 단계, 및 위성과 연관된 GNSS 신호의 정보에 적어도 기초하여 모바일 디바이스의 업데이트된 포지션 정보를 결정하는 단계를 포함한다.
Description
모바일 디바이스들 또는 시스템들의 신뢰성있고 정확한 위치들을 획득하는 것은, 많은 애플리케이션들, 이를 테면, 긴급 핸들링, 개인 내비게이션, 자율 주행, 애셋 추적, 친구 또는 가족 멤버의 위치파악에 사용가능할 수 있다. 기존의 측위 방법은 무선 네트워크에서 위성 비히클 (SV) 및 지상 라디오 소스 (terrestrial radio source), 이를 테면, 기지국 및 액세스 포인트를 포함하는 여러 디바이스 또는 엔티티로부터 송신되는 라디오 신호들을 측정하는 것에 기초하는 방법을 포함한다. 예를 들어, 최근 전자 디바이스들은 흔히 글로벌 내비게이션 위성 시스템들(Global Navigation Satellite Systems)(각각 "GNSS")로 지칭되는 위성 내비게이션 시스템들로부터 신호들을 수신할 수 있고, 디바이스들의 위치 및 다른 정보, 이를 테면, 속도, 방향, 고도 등을 결정하기 위해 위성 신호들을 사용할 수 있는 시스템들을 종종 포함한다. GNSS 수신기들은 컨슈머 전자 디바이스들, 이를 테면, 스마트폰들 또는 스마트워치들에, 이에 더하여, 다양한 유형의 비히클들, 이를 테면, 카들, 트럭들, 선박들, 항공기들, 및 드론들에서 내비게이션 시스템들에 통합될 수 있다. 지구 궤도를 회전하는 다수의 위성들로부터의 신호들은 GNSS 수신기의 위치 및 프록시에 의해 디바이스, 비히클 등의 위치를 결정하기 위해 GNSS 수신기들에 의해 수신 및 프로세싱될 수 있다.
GNSS 신호들을 사용하여 모바일 디바이스 또는 모바일 시스템의 위치를 결정하기 위한 다양한 본 발명의 실시형태들이 본원에서 설명되며, 디바이스들, 시스템들, 컴포넌트들, 장치들, 방법들, 절차들, 명령어들, 코드, 컴퓨터 저장 매체 등을 포함한다.
본 개시에 따른, GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 일 예의 방법은, 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호를 수신하는 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하는 단계를 포함한다. 본 방법은 또한, 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 하기: 임계 주파수 차이를 초과하여 예측된 주파수와 상이한 주파수, 임계 코드 위상 차이를 초과하여, 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는 양쪽 모두를 포함한다고 결정하는 단계를 포함한다. 방법은 또한, 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하는 단계를 포함한다.
본 개시에 따른, GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 예시적인 모바일 디바이스는 GNSS 신호들을 수신하도록 구성된 안테나, 메모리, 및 안테나 및 메모리와 통신가능하게 커플링된 하나 이상의 프로세싱 유닛들을 포함한다. 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 안테나를 통해, 제 1 GNSS 신호를 수신하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 하기: 임계 주파수 차이를 초과하여 예측된 주파수와 상이한 주파수, 임계 코드 위상 차이를 초과하여, 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는 양쪽 모두를 포함한다고 결정하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한 안테나를 통하여, 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하도록 구성된다. 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하도록 구성된다.
본 개시에 따른, GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 일 예의 장치는, 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하기 위한 수단을 포함한다. 장치는 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호를 수신하기 위한 수단을 더 포함한다. 본 장치는 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 하기: 임계 주파수 차이를 초과하여 예측된 주파수와 상이한 주파수, 임계 코드 위상 차이를 초과하여, 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는 양쪽 모두를 포함한다고 결정하기 위한 수단을 더 포함한다. 장치는 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위한 수단을 더 포함한다. 장치는 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하기 위한 수단을 더 포함한다.
본 개시에 따른 예시적인 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체는 GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 명령들을 저장한다. 명령들은 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하기 위한 코드를 포함한다. 명령들은 제 1 GNSS 신호를 수신하기 위한 코드를 더 포함한다. 명령들은 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 하기: 임계 주파수 차이를 초과하여, 예측된 주파수와 상이한 주파수, 임계 코드 위상 차이를 초과하여 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는 양쪽 모두를 포함한다고 결정하기 위한 코드를 더 포함한다. 명령들은 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위한 코드를 더 포함한다. 명령들은 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하기 위한 코드를 더 포함한다.
이 개요는 청구된 대상의 핵심적인 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않았고, 청구된 대상의 범위를 결정하는데 단독으로 사용되도록 의도되지도 않았다. 청구대상은 본 개시의 전체 명세서, 임의의 또는 모든 도면들, 및 각 청구항의 적절한 부분들을 참조하여 이해되어야 한다. 전술한 바는, 다른 특징들 및 예들과 함께, 다음의 명세서, 청구항들, 및 첨부 도면들을 참조로 아래 보다 자세하게 설명될 것이다.
본 개시의 양태들은 예로서 예시된다. 비제한적이고 비배타적인 양태들은 하기 도면을 참조하여 설명한다.
도 1 은 특정 실시형태에 따라 포지셔닝 시스템의 일 예의 간략화된 도면이다.
도 2a 는 일 실시형태에 따라 일 예의 GNSS 수신의 간략화된 블록도을 예시한다.
도 2b 는 위성 신호 취득을 위한 탐색 그리드 (210) 의 예를 예시한다.
도 3 은 일 실시형태에 따라 그리드 기반 탐색 윈도우를 예시한다.
도 4 및 도 5 는 일 실시형태에 따라 그리드 기반 취득 및 추적 기법에 사용되는 일 예의 에너지 프로파일이다.
도 6 은 포지셔닝 시스템의 일 예에서 비정상 GNSS 신호들의 예들을 예시하는 다이어그램이다.
도 7 은 스푸퍼에 의해 스푸핑하는 일 예를 예시하는 다이어그램이다.
도 8 은 특정 실시형태들에 따라 전파된 탐색 윈도우를 사용하여 GNSS 신호들을 추적하는 일 예를 예시하는 다이어그램이다.
도 9a 및 도 9b 는 특정 실시형태들에 따른, 스푸핑 신호들의 존재시 모바일 디바이스의 위치를 결정하는 예시적인 방법들을 예시하는 흐름도이다.
도 10 은 일 실시형태에 따라 그리드 기반 접근법에서 수행될 수도 있는 스푸핑 검출의 유형을 보여주는 그리드의 예시이다.
도 11 및 12 는 특정 실시형태들에 따라 예시의 모바일 디바이스의 블록도이다.
도 13 은 일 실시형태에 따라, 스푸핑된 신호가 수신된 신호들로부터 어떻게 추출될 수 있는지의 예시적인 방법의 흐름도이다.
도면들에서, 달리 특정되지 않으면 여러 도면들 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호들은 동일한 부분들을 지칭한다. 또한, 컴포넌트의 다수의 인스턴스는 제 2 라벨(예를 들어, 문자 또는 숫자), 또는 대시 및 제2 라벨에 의한 참조 번호에 따라 구별될 수 있다. 오직 제 1 참조 라벨만이 본원에서 사용되면, 그 설명은, 제 2 라벨과 관계없이 동일한 제 1 참조 번호를 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트에 적용가능하다.
도 1 은 특정 실시형태에 따라 포지셔닝 시스템의 일 예의 간략화된 도면이다.
도 2a 는 일 실시형태에 따라 일 예의 GNSS 수신의 간략화된 블록도을 예시한다.
도 2b 는 위성 신호 취득을 위한 탐색 그리드 (210) 의 예를 예시한다.
도 3 은 일 실시형태에 따라 그리드 기반 탐색 윈도우를 예시한다.
도 4 및 도 5 는 일 실시형태에 따라 그리드 기반 취득 및 추적 기법에 사용되는 일 예의 에너지 프로파일이다.
도 6 은 포지셔닝 시스템의 일 예에서 비정상 GNSS 신호들의 예들을 예시하는 다이어그램이다.
도 7 은 스푸퍼에 의해 스푸핑하는 일 예를 예시하는 다이어그램이다.
도 8 은 특정 실시형태들에 따라 전파된 탐색 윈도우를 사용하여 GNSS 신호들을 추적하는 일 예를 예시하는 다이어그램이다.
도 9a 및 도 9b 는 특정 실시형태들에 따른, 스푸핑 신호들의 존재시 모바일 디바이스의 위치를 결정하는 예시적인 방법들을 예시하는 흐름도이다.
도 10 은 일 실시형태에 따라 그리드 기반 접근법에서 수행될 수도 있는 스푸핑 검출의 유형을 보여주는 그리드의 예시이다.
도 11 및 12 는 특정 실시형태들에 따라 예시의 모바일 디바이스의 블록도이다.
도 13 은 일 실시형태에 따라, 스푸핑된 신호가 수신된 신호들로부터 어떻게 추출될 수 있는지의 예시적인 방법의 흐름도이다.
도면들에서, 달리 특정되지 않으면 여러 도면들 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호들은 동일한 부분들을 지칭한다. 또한, 컴포넌트의 다수의 인스턴스는 제 2 라벨(예를 들어, 문자 또는 숫자), 또는 대시 및 제2 라벨에 의한 참조 번호에 따라 구별될 수 있다. 오직 제 1 참조 라벨만이 본원에서 사용되면, 그 설명은, 제 2 라벨과 관계없이 동일한 제 1 참조 번호를 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트에 적용가능하다.
본원에 개시된 기법들은 일반적으로 모바일 디바이스 또는 모바일 시스템의 위치를 결정하는 것에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 스푸핑 신호들의 존재시 GNSS(Global Navigation Satellite System) 신호들을 사용하여 모바일 디바이스 또는 모바일 시스템의 위치를 결정하는 것에 관한 것이다. 디바이스들, 시스템들, 컴포넌트들, 장치들, 방법들, 절차들, 명령어들, 코드들, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 등을 포함하는 다양한 본 발명의 실시형태들이 본원에 설명된다.
모바일 오브젝트, 이를 테면, 모바일 디바이스 또는 시스템의 위치를 아는 것이 많은 애플리케이션들 및/또는 많은 상황들, 이를 테면, 긴급 호출들, 개인 내비게이션, 자율 주행, 자산 추적, 사람의 위치 결정 등에 매우 유용할 수 있기 때문에, 전세계의 더 많은 사용자들이 모바일 내비게이션 서비스들에 의존하고 있다. 모바일 디바이스의 부정확한 위치를 결정하는 것은 상당한 결과를 초래할 수 있다. 모바일 디바이스의 부정확한 위치결정은 (예를 들어, SV 에러들에 기인하여) 의도적이지 않거나 (예를 들어, 하나 이상의 스푸핑 신호들을 제공하는 엔티티에 기인한) 의도적일 수도 있는 부정확한 또는 정확하지 않은 GNSS 또는 위성 포지셔닝 시스템 (SPS) 신호들과 같은, 오류의 또는 부정확한 입력 정보에 기초하여 오류로 결정될 수도 있다. 스푸핑 신호는 특정 소스 (예를 들어, 알려진, 신뢰된 디바이스) 로부터 온 것으로 보이지만 실제로는 다른 소스로부터 온 신호이다. 예를 들어, 글로벌 포지셔닝 시스템 (GPS) 은 신호들이 어떠한 암호화없는 오픈 신호들을 포함하여 이에 따라 위조자들이 위조 GPS 신호들을 주입하여 피해자의 GPS 디바이스를 제어하는 스푸핑 공격들에 대해 취약한 GNSS 시스템이다. 예를 들어, 스푸핑된 신호는 GPS SV 로부터의 신호의 특성들을 가질 수도 있지만, 실제로 GLONASS (또는 GLO) SV 또는 SPS 시뮬레이터 (예를 들어, 지상 기반 SPS 신호 생성기) 로부터 기원할 수도 있다. 스푸핑 디바이스 또는 시스템은 다른 장소 또는 시간에 기록된 GNSS 신호를 재브로드캐스트하거나 변경된 위성 신호를 생성하여 전송할 수 있다 (항로 방해 (meaconing) 라 지칭됨). 대부분의 내비게이션 시스템들이 포지셔닝을 위해 가장 강한 GNSS 신호들을 사용하도록 설계되기 때문에, 스푸핑 신호들은 일반적으로 더 약하지만 합법적인 위성 신호들을 무시할 수 있는 강한 신호들일 수 있다. 스푸핑 신호들 또는 다른 비정상 신호들(즉, 예상치 못한, 스푸핑된, 또는 그렇지 않으면 오류가 있거나 부정확한 신호들) 을 식별하는 것은 GNSS 수신기가 그러한 신호들을 수신하는 결과들을 완화시키는 것을 도울 수 있다.
특정 실시형태들에 따르면, GNSS 수신기 및/또는 프로세싱 유닛은 여러 기법들을 사용하여 스푸핑 신호들을 식별하고, 모바일 디바이스와 연관된 현재 포지션 정보를 획득하고, 그리고 현재 위치 정보에 기초하여 위성과 연관된 GNSS 신호들을 취득 및/또는 취득하기 위한 GNSS 신호 탐색 윈도우 (예를 들어, 더 좁거나 또는 더 기밀한) 를 결정할 수도 있다. 현재 포지션은 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 비-GNSS 포지션을 포함할 수도 있다. 탐색 윈도우는 GNSS 신호들에 대한 주파수 및 코드 위상 범위들을 정의할 수도 있고, 본원에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 본원에서 더 상세히 설명되는 그리드-기반 추적 및/또는 루프-기반 추적과 같은 상이한 유형들의 GNSS 신호 추적 기법을 사용하여 구현될 수도 있다. 그 다음, GNSS 수신기는 GNSS 신호 탐색 윈도우를 사용하여 위성과 연관된 GNSS 신호를 탐색하여, 위성과 연관된 GNSS 신호의 적어도 정보 (예를 들어, 주파수 및 코드 위상 오프셋) 에 기초하여 모바일 디바이스의 업데이트된 포지션 정보를 결정할 수도 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "추적하는 것"은 GNSS 수신기 (및/또는 그의 컴포넌트들) 가 신호를 "추적하는" 맥락에서 사용될 때, GNSS 수신기가 GNSS 신호를 식별한 후, 시간에 걸쳐 신호의 변화들 (예를 들어, 주파수 및/또는 코드 위상의 변화들) 을 추적하는 모드 (예를 들어, "추적 모드") 를 지칭할 수 있다. 이는 GNSS 수신기가 (예를 들어, 포지션 추정을 위해 비-스푸핑된 신호를 사용하여) 시간에 걸쳐 추적된 신호를 계속 수신할 수 있게 한다. GNSS 수신기가 신호를 추적하는 것은 또한 본원에서 신호에 "록킹 온"되는 것으로 지칭될 수 있다. 신호를 추적하기 전에, GNSS 수신기는 먼저 신호를 탐색하고 취득할 수 있다. 신호 취득 및 추적에 관한 세부 사항들이 본원에 제공되지만, 실시형태들은 이러한 개시된 기법들로 제한되지 않는다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어들 "사용자 장비" (UE) 및 "기지국" 은, 달리 언급되지 않는 한, 임의의 특정 라디오 액세스 기술 (RAT) 에 특정적이거나 또는 다르게는 그에 제한되도록 의도되지 않는다. 일반적으로, 모바일 디바이스 및/또는 UE 는 무선 통신 네트워크를 통해 통신하기 위해 사용자에 사용되는 임의의 무선 통신 디바이스 (예를 들어, 모바일 폰, 라우터, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 추적 디바이스, 웨어러블 (예를 들어, 스마트워치, 안경, 증강 현실 (AR)/가상 현실 (VR) 헤드셋, 등), 비히클 (예를 들어, 자동차, 오토바이, 자전거 등), 사물 인터넷 (IoT) 디비이스 등) 일 수도 있다. UE 는 이동식일 수도 있거나 (예를 들어, 소정의 시간들에) 정지식일 수도 있으며, 라디오 액세스 네트워크 (RAN) 와 통신할 수도 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "UE" 는 "액세스 단말기" 또는 "AT", "클라이언트 디바이스", "무선 디바이스", "가입자 디바이스", "가입자 단말기", "가입자 스테이션", "사용자 단말기" 또는 UT, "모바일 디바이스", "모바일 단말기", "모바일 스테이션" 또는 이들의 변형들로서 상호교환가능하게 지칭될 수도 있다. 일반적으로, UE들은 RAN 을 통해 코어 네트워크와 통신할 수 있으며, 코어 네트워크를 통해 UE들은 인터넷과 같은 외부 네트워크 및 다른 UE들과 접속될 수 있다. 유선 액세스 네트워크들, 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN) 네트워크들 (예를 들어, IEEE 802.11 등에 기초함) 등을 통한 것과 같은, 코어 네트워크 및/또는 인터넷에 접속하는 다른 메커니즘들이 또한 UE들에 대해 가능하다.
기지국은 배치되는 네트워크에 의존하여 UE들과 통신하는 여러 RAT들 중 하나에 따라 동작할 수도 있으며, 대안으로 액세스 포인트 (AP), 네트워크 노드, 노드B, 진화된 노드B (eNB), 차세대 eNB (ng-eNB), 뉴 라디오 (NR) 노드 B (gNB 또는 g노드B 로 또한 지칭됨) 등으로 지칭될 수도 있다. NR 시스템들에서, 용어 "셀" 및 차세대 NodeB (gNB), 뉴 라디오 기지국 (NR BS), 5G NB, 액세스 포인트 (AP), 또는 송신 수신 포인트 (TRP) 는 상호교환적으로 사용될 수도 있다. 기지국은 지원되는 UE들에 대한 데이터, 음성 및/또는 시그널링 접속들을 지원하는 것을 포함하여, UE들에 의한 무선 액세스를 지원하기 위해 주로 사용될 수도 있다. 일부 시스템들에서 기지국은 오직 에지 노드 시그널링 기능들을 제공할 수도 있는 한편 다른 시스템들에서는 기지국은 부가 제어 및/또는 네트워크 관리 기능들을 제공할 수도 있다. UE들이 기지국으로 신호들을 전송할 수 있는 통신 링크는 업링크 (UL) 채널 (예를 들어, 역방향 트래픽 채널, 역방향 제어 채널, 액세스 채널 등) 이라 한다. 기지국이 UE들로 신호들을 전송할 수 있는 통신 링크는 다운링크 (DL) 또는 순방향 링크 채널 (예를 들어, 페이징 채널, 제어 채널, 브로드캐스트 채널, 순방향 트래픽 채널 등) 이라 한다. 본원에서 사용된 바와 같이 용어 트래픽 채널 (TCH) 은 업링크/역방향 또는 다운링크/순방향 트래픽 채널을 지칭할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 용어 "기지국" 은 단일 물리적 송신-수신 포인트 (TRP), 또는 병치될 수도 있거나 또는 병치되지 않을 수도 있는 다수의 물리적 TRP들을 지칭할 수도 있다. 예를 들어, 용어 "기지국" 은 단일 물리적 TRP 를 지칭하는 경우, 물리적 TRP 는 기지국의 셀 (또는 여러 셀 섹터들) 에 대응하는 기지국의 안테나일 수도 있다. 용어 "기지국" 이 다수의 병치된 물리적 TRP들을 지칭하는 경우, 물리적 TRP들은 기지국의 (예를 들어, 다중 입력 다중 출력 (MIMO) 시스템에서 또는 기지국이 빔포밍을 채용하는 경우와 같이) 안테나들의 어레이일 수 있다. 용어 "기지국" 이 다수의 병치되지 않은 물리적 TRP들을 지칭하는 경우, 물리적 TRP들은 분산 안테나 시스템 (DAS) (전송 매체를 통해 공통 소스에 접속된 공간적으로 분리된 안테나들의 네트워크) 또는 원격 무선 헤드 (RRH) (서빙 기지국에 접속된 원격 기지국) 일 수도 있다. 대안으로, 병치되지 않은 물리적 TRP들은 UE 로부터 측정 보고를 수신하는 서빙 기지국 및 UE 가 참조 RF 신호들 (또는 간단히 "참조 신호") 을 측정하고 있는 이웃 기지국일 수도 있다. TRP 는 기지국이 무선 신호를 송신 및 수신하는 포인트이기 때문에, 본원에서 사용된 바와 같이, 기지국으로부터의 송신 또는 기지국에서의 수신에 대한 참조는 기지국의 특정 TRP 를 참조하는 것으로 이해되어야 한다.
UE들의 포지셔닝을 지원하는 일부 구현들에서, 기지국은 UE들에 의한 무선 액세스를 지원하지 않을 수도 있지만 (예를 들어, UE들에 대한 데이터, 음성 및/또는 시그널링 접속들을 지원하지 않을 수도 있음), 대신에 UE들에 의해 측정될 참조 신호들을 UE들로 송신할 수도 있고 및/또는 UE들에 의해 송신된 신호들을 수신 및 측정할 수도 있다. 이러한 기지국은 포지셔닝 비컨으로서 (예를 들어, UE들로 신호들을 송신할 때) 및/또는 위치 측정 유닛으로서 (예를 들어, UE들로부터 신호들을 수신 및 측정할 때) 지칭될 수도 있다.
"RF 신호" 는 송신기와 수신기 사이의 공간을 통해 정보를 전송하는 주어진 주파수 범위의 전자기파를 포함한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 송신기는 단일 "RF 신호" 또는 다수의 "RF 신호들" 을 수신기에 송신할 수도 있다. 그러나, 수신기는 다중 경로 채널들을 통한 RF 신호들의 전파 특성들로 인해 각각의 송신된 RF 신호에 대응하는 다수의 "RF 신호들" 을 수신할 수도 있다. 송신기와 수신기 사이의 상이한 경로들 상에서 동일한 송신된 RF 신호는 "다중 경로" RF 신호로서 지칭될 수도 있다. 본원에서 사용된 바와 같이, RF 신호는 또한 용어 "신호" 가 무선 신호 또는 RF 신호로 지칭하는 것이 컨텍스트로부터 명백할 때, "무선 신호" 또는 간단히 "신호" 로서 지칭될 수도 있다.
본원에서 언급되는 "스페이스 비히클" 또는 "SV"는 지구 표면의 수신기들에 신호들을 송신할 수 있는 물체에 관한 것이다. 하나의 특정 예에서, 이러한 SV 는 정지 궤도 위성을 포함할 수도 있다. 대안적으로, SV 는 궤도에서 진행하고 지구 상의 정지 포지션에 대해 이동하는 위성을 포함할 수도 있다. 그러나, 이들은 단지 SV들의 예들일 뿐이고, 청구대상은 이와 관련하여 제한되지 않는다.
본원에서 언급되는 "위치"는 기준점에 따른 물체 또는 사물의 위치와 관련된 정보에 관한 것이다. 예를 들어, 이러한 위치는 위도 및 경도와 같은 지리적 좌표로서 표현될 수 있다. 다른 예에서, 이러한 위치는 지구-중심 XYZ 좌표들로서 표현될 수 있다. 또 다른 예에서, 이러한 위치는 거리 주소, 시/도 또는 다른 정부 관할 구역, 우편 번호 등으로 표현될 수 있다. 그러나, 이들은 위치가 특정 예들에 따라 어떻게 표현될 수 있는지의 예들일 뿐이며, 청구대상은 이러한 점들로 제한되지 않는다. "위치"는 또한 본원에서 "위치 추정값", "추정된 위치", "위치", "포지션", "포지션 추정값", "포지션 픽스", "추정된 포지션", "위치 픽스", 또는 "픽스"로 지칭된다.
이제 본원의 일부를 형성하는 첨부 도면과 관련하여 몇 가지 예시적인 실시형태들이 설명될 것이다. 다음의 설명은 오직 예시적인 실시형태들을 제공할 뿐이고, 본 개시의 범위, 적용가능성, 또는 구성을 한정하도록 의도되지 않는다. 오히려, 예들의 다음의 설명은 예시적인 실시형태를 구현하기 위한 가능한 설명을 당업자에게 제공할 것이다. 엘리먼트들의 기능 및 배열에서, 본 개시물의 사상 또는 범위로부터 일탈함이 없이, 다양한 변경들이 이루어질 수도 있음이 이해된다. 일부 사례들에서, 디바이스, 시스템 구조, 어셈블리, 방법, 및 다른 컴포넌트들은, 실시형태들을 불필요한 상세들에서 불분명하게 하지 않기 위하여 블록도 형태의 컴포넌트들로서 보여질 수도 있다. 다른 사례들에서, 널리 공지된 디바이스, 프로세스, 시스템, 구조 및 기법들은 예들을 불명료하게 하는 것을 회피하기 위하여 불필요한 상세 없이 도시될 수도 있다. 본 개시에서 채택된 용어 및 표현은 제한이 아닌 설명의 용어로서 사용되고, 이러한 용어 및 표현의 사용에서, 도시되고 기술된 특성의 임의 균등물 또는 이의 일부를 배제시키려는 의도가 없다. 단어 "예" 는 "예, 실례, 또는 예시로서 작용하는 것" 을 의미하는 것으로 본원에서 사용된다. "예"로서 본원에서 설명되는 임의의 실시형태 또는 설계는 다른 실시형태들 또는 설계들에 비해 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석되지는 않아야 한다.
도 1 은 특정 실시형태에 따라 포지셔닝 시스템 (100) 의 일 예의 간략화된 도면이며, 여기서 스푸핑이 발생할 수 있고 정확한 위치를 결정하기 위한 본원의 기법들이 수행될 수 있다. 포지셔닝 시스템 (100) 에서, UE (105), 위치확인 서버 (160), 및/또는 포지셔닝 시스템 (100) 의 다른 컴포넌트들은 UE (105) 의 추정된 위치를 결정하기 위해 본원에 제공된 기법들을 사용할 수 있다. UE (105) 의 추정된 위치는 UE (105) 의 사용자에 대한 방향 발견 또는 내비게이션을 보조하기 위해 또는 UE (105) 를 위치확인하기 위해 (예를 들어, 외부 클라이언트(180)와 연관된) 다른 사용자를 보조하기 위해 다양한 애플리케이션들에서 사용될 수 있다. UE (105) 의 위치는 UE (105) 의 절대 위치 (예를 들어, 위도 및 경도 및 가능하게는 고도) 또는 UE (105) 의 상대 위치, 예를 들어 북위 또는 남쪽, 동위 또는 서쪽 및 가능하게는 일부 다른 알려진 고정된 위치들 위 또는 아래의 거리들로서 표현된 위치 또는 일부 다른 알려진 이전 시간에서의 UE (105) 에 대한 위치와 같은 일부 다른 위치들을 포함할 수도 있다. 위치는 또한 측지 위치 (geodetic location)(위도 및 경도로서) 또는 도시 위치 (예를 들어, 거리 주소의 관점에서 또는 다른 위치 관련 이름 및 라벨을 사용함) 로서 특정될 수 있다. 위치는, 위치가 에러로 예상되는 수평 및 가능하게는 수직 거리 또는 UE(105)가 일부 신뢰 레벨 (예를 들어, 95% 신뢰 레벨) 로 위치될 것으로 예상되는 영역 또는 볼륨(예를 들어, 원 또는 타원)의 표시와 같은 불확실성 또는 에러 표시를 더 포함할 수 있다.
이 예에서, 도 1은 UE (105) 를 스마트폰 디바이스로서 예시한다. 그러나, UE들은 GNSS 능력들을 포함하는 임의의 적합한 디바이스일 수 있거나, 또는 그 안에 통합된 그러한 GNSS 기능성을 갖는 디바이스 또는 머신일 수 있다. 예를 들어, UE (105) 는 스마트폰, 스마트워치, 태블릿, 랩톱 등과 같은 개인 디바이스들을 포함할 수 있다. 그러나, UE들은 더 큰 클래스의 디바이스를 또한 포함할 수 있고, 보트, 선박, 자동차, 트럭, 항공기, 드론 등과 같은 통합된 GNSS 수신기들 및 포지셔닝 시스템들을 갖는 비히클들을 포함할 수 있다.
본원에서 설명된 기법들은 포지셔닝 시스템 (100) 의 하나 이상의 컴포넌트들에 의해 구현될 수도 있다. 포지셔닝 시스템 (100) 은 비히클 (102), UE (105), GPS 와 같은 GNSS 컨스텔레이션의 하나 이상의 위성들 (110)(또한 SV들로 지칭됨), 기지국들 (120), 액세스 포인트들(AP들)(130), 위치확인 서버 (160), 네트워크 (170), 및 외부 클라이언트 (180)를 포함할 수 있다. UE (105) 는 비히클 (102) 에 접속되거나 비히클 (102) 에 통합될 수 있다. 일반적으로, 포지셔닝 시스템 (100) 은 UE (105) 에 의해 수신되고/되거나 그로부터 전송 RF 신호들 및 RF 신호들을 송신 및/또는 수신하는 다른 컴포넌트들 (예를 들어, GNSS 위성들 (110), 기지국들(120) 또는 AP들(130)) 의 알려진 위치들에 기초하여 UE (105) 의 위치를 추정할 수 있다. 특정 위치 추정 기법들에 관한 추가적인 세부사항들은 아래에서 더 상세히 논의된다.
도 1 은 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하며, 이들 중 어느 것 또는 전부는 적절하게 활용될 수도 있고, 이들 각각은 필요에 따라 중복될 수도 있다. 구체적으로, 단지 하나의 UE (105) 가 예시되지만, 많은 UE들 (예를 들어, 수백, 수천, 수백만 등) 이 포지셔닝 시스템 (100) 에서 활용될 수도 있음이 이해될 것이다. 이와 유사하게, 포지셔닝 시스템 (100) 은 도 1 에 예시된 것보다 더 많거나 더 적은 수의 기지국들 (120) 및/또는 AP들 (130) 을 포함할 수 있다. 포지셔닝 시스템 (100) 내의 다양한 컴포넌트들을 접속하는 예시된 접속들은 추가적인 (중간) 컴포넌트들, 직접 또는 간접 물리적 및/또는 무선 접속들, 및/또는 추가적인 네트워크들을 포함할 수도 있는 데이터 및 시그널링 접속들을 포함한다. 또한, 컴포넌트들은 원하는 기능에 의존하여, 재배열, 결합, 분리, 치환, 및/또는 생략될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 예를 들어, 외부 클라이언트 (180) 는 위치확인 서버 (160) 에 직접 접속될 수 있다. 당해 기술 분야의 당업자는 예시된 컴포넌트들에 대한 많은 변경들을 인식할 것이다.
원하는 기능에 따라, 네트워크 (170) 는 다양한 무선 및/또는 유선 네트워크들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 네트워크 (170) 는 예를 들어, 공중 및/또는 사설 네트워크들, 근거리 및/또는 광역 네트워크들 등의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크 (170) 는 하나 이상의 유선 및/또는 무선 통신 기법들을 활용할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 네트워크 (170) 는 예를 들어, 셀룰러 또는 다른 모바일 네트워크, 무선 근거리 영역 네트워크(WLAN), 무선 광역 네트워크(WWAN), 및/또는 인터넷을 포함할 수 있다. 네트워크 (170) 의 예들은 LTE 무선 네트워크, 5G NR 무선 네트워크, Wi-Fi WLAN 및 인터넷을 포함한다. LTE, 5G 및 NR은 3GPP (3rd Generation Partnership Project) 에 의해 정의되거나 정의 중인 무선 기술이다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어들 "5G NR", "5G" 및 "NR"은 이들 무선 기술들을 지칭하기 위해 상호교환적으로 사용된다. 네트워크 (170) 는 또한 하나 보다 많은 네트워크 및/또는 하나보다 많은 유형의 네트워크를 포함할 수 있다.
기지국들 (120) 및 액세스 포인트들(AP들)(130) 은 네트워크 (170) 에 통신가능하게 커플링된다. 일부 실시형태들에서, 기지국 (120s) 은 셀룰러 네트워크 제공자에 의해 소유, 유지, 및/또는 동작될 수 있고, 본원에 후술되는 바와 같이 다양한 무선 기술들 중 임의의 것을 이용할 수 있다. 네트워크 (170) 의 기술에 따라, 기지국 (120) 은 노드 B, 진화된 노드 B (eNodeB 또는 eNB), 기지국 트랜시버 (BTS), 무선 기지국 (RBS), NR NodeB(gNB), 차세대 eNB (ng-eNB) 등을 포함할 수 있다. gNB 또는 ng-eNB 인 기지국 (120) 은 네트워크 (170) 가 5G 네트워크인 경우에 5G 코어 네트워크 (5G CN) 에 접속할 수 있는 차세대 무선 액세스 네트워크 (NG-RAN) 의 일부일 수 있다. AP (130) 는 예를 들어, Wi-Fi AP 또는 Bluetooth® AP를 포함할 수 있다. 따라서, UE (105) 는 제 1 통신 링크 (133) 를 이용하여 기지국 (120) 을 통해 네트워크 (170) 에 액세스함으로써 위치확인 서버 (160) 와 같은 네트워크-접속된 디바이스들과 정보를 전송 및 수신할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, AP들 (130) 이 또한 네트워크 (170) 와 통신가능하게 커플링될 수 있기 때문에, UE (105) 는 제 2 통신 링크 (135) 를 사용하여 위치확인 서버 (160) 를 포함하는 인터넷-접속 디바이스들과 통신할 수 있다.
위치확인 서버 (160) 는 UE (105) 의 추정된 위치를 결정하고 그리고/또는 위치 결정을 용이하게 하기 위해 UE (105) 에 데이터 (예를 들어, "보조 데이터") 를 제공하도록 구성된 서버 및/또는 다른 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 위치확인 서버 (160) 는 H-SLP (Home Secure User Plane Location (SUPL) Location Platform) 를 포함할 수 있으며, 이는 OMA (Open Mobile Alliance) 에 의해 정의된 SUPL UP (user plane) 위치 솔루션을 지원할 수 있고 위치확인 서버 (160) 에 저장된 UE (105) 에 대한 가입 정보에 기초하여 UE (105) 에 대한 위치확인 서비스들을 지원할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 위치확인 서버 (160) 는 발견된 SLP(D-SLP) 또는 긴급 SLP(E-SLP) 를 포함할 수 있다. 위치확인 서버 (160) 는 대안적으로, UE (105) 에 의한 LTE 라디오 액세스를 위한 제어 평면 (CP) 위치확인 솔루션을 사용하여 UE (105) 의 위치확인을 지원하는 강화된 서빙 모바일 위치 센터 (E-SMLC) 를 포함할 수 있다. 위치확인 서버 (160) 는 UE (105) 에 의한 NR 라디오 액세스를 위한 제어 평면 (CP) 위치확인 솔루션을 사용하여 UE (105) 의 위치확인을 지원하는 위치확인 관리 기능 (LMF) 를 더 포함할 수 있다. CP 위치확인 솔루션에서, UE (105) 의 위치를 제어 및 관리하기 위한 시그널링은 기존의 네트워크 인터페이스들 및 프로토콜들을 사용하여 그리고 네트워크 (170) 의 관점에서 시그널링으로서 네트워크 (170) 의 엘리먼트들 사이에서 그리고 UE (105) 와 교환될 수 있다. UP 위치확인 솔루션에서, UE (105) 의 위치를 제어 및 관리하기 위한 시그널링은 네트워크 (170) 의 관점에서 데이터 (예를 들어, 인터넷 프로토콜 (IP) 및/또는 송신 제어 프로토콜 (TCP) 을 사용하여 전송된 데이터) 로서 위치확인 서버 (160) 와 UE (105) 사이에서 교환될 수 있다.
위에 설명된 바와 같이 (그리고 아래에서 더 상세히 논의되는 바와 같이), UE (105) 의 추정된 위치는 UE (105) 로부터 전송되고/되거나 그에 의해 수신된 RF 신호들의 측정들에 기초할 수 있다. 특히, 이러한 측정들은 포지셔닝 시스템 (100) 의 하나 이상의 컴포넌트들 (예를 들어, GNSS 위성들(110), AP들 (130) 및 기지국들(120)) 로부터의 UE (105) 의 상대적 거리 및/또는 각도에 관한 정보를 제공할 수 있다. UE (105) 의 위치는 하나 이상의 컴포넌트들의 알려진 포지션과 함께, 거리 및/또는 각도 측정들에 기초하여 (예를 들어, 다중-각도측정 및/또는 다중-측방 기술들을 사용하여) 기하학적으로 추정될 수 있다.
AP들 (130) 및 기지국들 (120) 과 같은 지상 컴포넌트들이 고정될 수 있지만, 실시형태들은 이에 제한되지 않는다. 일부 시릿형태들에서, 모바일 컴포넌트들이 사용될 수도 있다. 또한, 일부 실시형태들에서, UE (105) 의 위치는 UE (105) 와, 이동식이거나 고정식일 수 있는 하나 이상의 다른 UE들 (도 1에 도시되지 않음) 사이에서 통신되는 RF 신호들의 측정들에 적어도 부분적으로 기초하여 추정될 수 있다. 이러한 방식으로 UE들 사이의 직접 통신은 사이드링크 및/또는 유사한 D2D (Device-to-Device) 통신 기술들을 포함할 수 있다. 3GPP에 의해 정의되는 사이드링크는 셀룰러 기반의 LTE 및 NR 표준 하에서의 D2D 통신의 형태이다.
외부 클라이언트 (180) 는 UE (105) 와 일부 연관성을 가질 수 있는(예를 들어, UE(105)의 사용자에 의해 액세스될 수 있는) 웹 서버 또는 원격 애플리케이션일 수 있거나, 또는 (예를 들어, 친구 또는 상대 파인더, 자산 추적 또는 아이 또는 애완 동물 위치확인과 같은 서비스를 가능하게 하기 위해) UE (105) 의 위치를 획득하고 제공하는 것을 포함할 수 있는 위치확인 서비스를 일부 다른 사용자들에게 제공하는 서버, 애플리케이션 또는 컴퓨터 시스템일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 외부 클라이언트 (180) 는 UE (105) 의 위치를 획득하여 이를 긴급 서비스 제공자, 정부 기관 등에 제공할 수 있다.
본원에 언급된 바와 같은 GNSS 는 공통 시그널링 포맷에 따라 동기화된 내비게이션 신호들을 송신하는 SV 들을 포함하는 SPS 에 관한 것이다. 이러한 GNSS 는, 예를 들어, 컨스텔레이션 내의 다수의 SV 들로부터 동시에 지구 표면의 광대한 부분 상의 위치들에 내비게이션 신호들을 송신하기 위해 동기화된 궤도들에서의 SV 들의 컨스텔레이션을 포함할 수도 있다. 특정 GNSS 컨스텔레이션의 멤버인 SV 는 통상적으로 특정 GNSS 컨스텔레이션에 고유한 포맷으로 내비게이션 신호들을 송신한다. (예를 들어, UE (105) 에서의) GNSS 수신기는 UE (105) 의 절대 위치 및 상대 위치 둘 모두를 결정하기 위해 사용될 수 있다. GNSS 수신기는 예를 들어, GPS (미국), Galileo (유럽 연합), GLONASS (러시아), Compass, QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), IRNSS (India Regional Navigational Satellite System), 또는 BDS (Beidou or BDS), 등을 위한 위성들과 같은 GNSS 위성들로부터 방송 신호들을 수신할 수 있는 수신기를 포함할 수 있다. GNSS 수신기는 위성들에 의해 브로드캐스팅된 신호들을 프로세싱하는 것에 의해 UE (105) 의 절대 포지션 및 속도를 결정할 수도 있다. 위성들이 항상 움직이고 있기 때문에, GNSS 수신기는 시야에 있는 위성들로부터 신호들을 연속적으로 취득하고 추적할 수 있고, 위성 및 수신기 로컬 클록들을 사용하여 결정될 수 있는 공간을 통해 이동하는 인입 신호들의 전파 시간 (예를 들어, 비행 시간) 및 전자기파의 속도 (예를 들어, 광의 속도) 에 기초하여 위성들의 세트까지의 그의 거리를 계산할 수 있다.
GNSS 수신기는 세개 이상의 GNSS 위성들 (110) 에 의해 브로드캐스팅된 GNSS 신호들을 수신할 수 있다. GNSS 위성들 (110) 은 고도에서, 예를 들어, 약 20,000 km 내지 약 23,000 km에서 궤도를 선회할 수 있고, 매우 정확한 알려진 시간 및 궤도력을 가질 수 있다. GNSS 위성들 (110) 은 의사랜덤 코드들을 포함하는 GNSS 신호들을 브로드캐스팅할 수 있다. GNSS 신호들은 약 1 MHz 및/또는 약 10 MHz에서 변조된 1575.42 MHz (L1), 1227.6 MHz (L2), 또는 1176.45 MHz (L5) 와 같은 L-대역의 캐리어 주파수들을 포함할 수 있다. 예를 들어, L1 GPS 신호들은 내비게이션 메시지, 대중에게 자유롭게 이용가능한 개략 취득 (C/A) 코드, 및 암호화된 정밀도 (P) 코드 또는 P(Y) 코드 (제한된 액세스) 를 포함할 수도 있다. P(Y) 코드는 인가된 미군 수신자에게만 배타적으로 사용되며 C/A 코드는 일반 민간인 액세스를 위해 암호화되지 않는다. 내비게이션 메시지는, 예를 들어, GPS 날짜 및 시간, 위성 상태 및 건강, 위성 궤도력 데이터 (수신기가 위성의 위치를 계산할 수 있게 함), 및 GPS 수신기들이 어느 위성들이 추적을 위해 이용가능한지를 알도록 하는 모든 GPS 위성들에 대한 정보 및 상태 (예를 들어, 대략적인 궤도 및 상태 정보) 를 포함하는 책력을 포함하는 로우 비트 레이트 (예를 들어, 약 50 bps) 메시지일 수 있다. GNSS 신호들은 거의 진공인 공간 및 대기의 여러 층들을 통하여 지상으로 통과하고 GNSS 수신기에 의해 수신될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 위성 보조 정보는 수신된 신호들과 함께, 위성들에 대한 GNSS 수신기의 위치, 및 각각의 위성의 알려진 위치에 기초하여, 지상에서의 GNSS 수신기들의 (및 이에 따른 UE (105) 의) 위치를 결정하기 위하여 서버로부터 다운로딩될 수도 있다.
GNSS 수신기는 일반적으로 GNSS 수신기 안테나의 시선에 있고 위성들로부터 GNSS 신호들을 수신하기에 작은 정밀도 저하률 (dilution of precision; DOP) 을 갖는 셋 이상의 (예를 들어, 넷 이상의) 위성들을 추적한다. 추적된 각각의 위성에 대해, GNSS 수신기는 예를 들어, 1023 이상의 비트들을 포함하는 의사랜덤 코드의 전파 시간을 결정할 수도 있다. 코드 기반 기법들을 사용한 GNSS 수신기들은 그 시간 및 위치를 결정하기 위해 위성들에 의해 브로드캐스트되는 의사랜덤 잡음 (PRN) 코드들과 상관 또는 정렬시킬 수도 있다. GNSS 수신기는 각각의 위성에 대해 PRN 코드를 알 수도 있고, 이에 따라 전파 시간을 결정하기 위해 특정 위성으로부터의 코드를 수신하는 시간을 결정할 수도 있다. 계산된 거리가 에러들 (예를 들어, GNSS 수신기의 클록 에러들과 다른 에러들) 을 포함할 수도 있고 실제 범위에 정확하게 같을 수 있는 것은 아니기 때문에 "의사 범위"로서 지칭될 수도 있는 GNSS 수신기와 특정 위성 사이에 거리를 결정하기 위해 전파 시간이 자유 공간에서 광의 속도와 곱해질 수도 있다. GNSS 수신기는 포지셔닝 기법, 이를 테면, 삼변 측량 기술, 위성 궤도력 (ephemeris) 데이터, 및 GNSS 수신기와 셋 이상의 위성들 각각 사이의 계산된 거리를 사용하여, GNSS 수신기의 위치를 셋 이상의 스피어들의 교차점으로서 결정할 수 있다. GNSS 수신기의 비교적 큰 클록 에러들에 기인하여, 셋 이상의 스피어들은 단일의 지점에서 교차하지 않을 수도 있다. GNSS 수신기는, 셋 이상의 스피어들이 GNSS 수신기의 측정된 위치를 나타내는 단일 포인트에서 대략적으로 교차할 때까지, 비행 시간 및 의사범위들을 결정하기 위해 그 자신의 클록을 조정할 수 있다.
GNSS-기반 포지션 시스템과 연관된 많은 에러들이 존재할 수 있다. 예를 들어, GNSS 위성에서의 원자 클록들은 매우 정확하지만, 이들은 여전히 소량 드리프트할 수도 있고, 이에 따라 예를 들어, 약 ±2 미터 정도의 에러를 야기할 수도 있다. 위성 궤도는 또한 위성 클록과 마찬가지로 소량 변경될 수도 있고 이에 따라 예를 들어 약 ±2.5 미터의 오차를 야기할 수도 있다. 배터리 정확도를 실현하기 위해, GNSS 수신기는 클록 에러 및 위성의 궤도 에러를 보상하는 것이 필요할 수도 있다. 예를 들어, 일부 GNSS 수신기들은 캐리어 파의 위상을 측정하는 캐리어 기반 기법들, 이를 테면, RTK (Real Time Kinematic) 및 PPP (Precise Point Positioning) 기법들을 사용할 수도 있다. GNSS 신호에 대한 캐리어 파가 1 미터 미만의 주기 (예를 들어, L1 캐리어 신호에 대해 약 19 cm) 를 갖는 사인파이기 때문에, 비행 시간의 훨씬 더 정밀한 측정이 캐리어 기반 기법들을 사용하여 실현될 수도 있다. 일부 포지셔닝 시스템에서, GNSS 수신기는 포지셔닝의 정확도를 추가로 개선하기 위해, 예를 들어, 위성 기반 증강 시스템 (Satellite Based Augmentation System; SBAS) 또는 PPP 서비스 위성 또는 차동 GNSS 또는 RTK 기지국으로부터 수정 데이터를 다운로딩할 수도 있다.
예를 들어, SBAS 시스템들에서, SBAS 서비스 영역 전반에 걸쳐 지리적으로 분산되어 있는 기준 스테이션들은 GNSS 신호들을 수신하고 마스터 스테이션으로 이들을 포워딩할 수도 있다. 기준 스테이션들의 위치들이 정확하게 알려져 있기 때문에, 마스터 스테이션은 광역 수정 데이터 (wide-area correction data) 를 정확하게 계산할 수 있다. 계산된 수정 데이터는 SBAS 커버리지 영역에서 GNSS 수신기들로 수정 데이터를 브로드캐스트할 수도 있는 SBAS 위성으로 업데이트될 수 있다. PPP 기법은 또한 위성으로부터 브로드캐스트된 수정 데이터를 사용한다. 또한, PPP 기법은 더 양호한 정확도를 실현하기 위해 캐리어 기반 레인징을 사용한다.
차동 GNSS (DGNSS) 시스템에서, 고정된 GNSS 수신기 (기지국으로서 지칭됨) 의 포지션은 높은 정확도로 결정될 수 있고 기지국은 알려진 높은 정확도의 포지션을 GNSS 신호들을 사용하여 계산된 포지션과 비교할 수도 있다. 두개의 포지션들 사이의 차이들은 위성 궤도력과 클록 에러들, 및 대기 지연과 연관된 에러들에 기인할 수 있다. 기지국은 이들 계산된 에러들을 다른 GNSS 수신기들 (예를 들어, 로버들 또는 비히클-제공 GNSS 수신기들) 을 전송할 수 있고, 이 수신기들은 계산된 에러들을 사용하여 포지션 계산들에 대한 수정을 행할 수도 있다. RTK 기법은 또한 기지국과 로버에 공통인 에러들을 제거한다. 또한, RTK 기법은 더 양호한 정확도를 실현하기 위해 캐리어 기반 레인징을 사용한다.
GNSS 신호들은 오직 진공 중에 또는 완전하게 균질한 매질을 통하여 직선으로 전파할 수도 있고 이들이 지구의 대기를 통과할 때 휘어질 수 있다. GPS (및 다른 GNSS) 신호들의 송신에 가장 많이 영향을 주는 지구의 대기의 층은 지구 표면에서 약 70 내지 약 1,000 km 이상의 층이며 예를 들어, 태양으로부터의 자외선에 의해 생성된 이온화된 기체 분자 및 자유 전자들을 포함하는 전리층이다. 전리층은 위성 신호들을 지연시킬 수도 있고 상당한 양의 위성 포지션 에러, 이를 테면, ±5 미터의 에러를 야기할 수도 있다. 전리층 지연은 태양 활동, 연중 시간, 계절, 시각, 위치 등에 따라 변화할 수 있고 이에 따라 예측이 어려울 수도 있다. 전리층 지연은 또한 주파수 종속성일 수도 있고, 이에 따라 L1 과 L2 신호들 양쪽 모두를 사용하여 범위를 계산하는 것에 의해 결정 및 제거될 수도 있다. 전리층 조건들은 국부 영역 내에서 유사할 수도 있어 기지국 및 로버 수신기들이 유사한 전리층 지연을 경험할 수 있다. 이와 같이, 전리층 지연은 예를 들어, 차동 GNSS 또는 RTK 시스템들을 사용하기 위해 보상될 수도 있다.
GNSS 신호들의 송신에 영향을 줄 수도 있는 지구 대기의 다른 층들은 지구의 대기의 최저 층인 대류권 층이다. 대류권 층에 의해 야기되는 지연은 국부 온도, 압력, 상대 습도 등의 함수일 수도 있다. L1 및 L2 신호들은 대류권에 의해 동일하게 지연될 수 있고, 따라서 대류권 지연의 효과는 다수의 주파수들에서 GNSS 신호들을 사용하여 제거되지 않을 수 있다. 대류권은 대류권 지연의 많은 양에 대해 예측하고 보상하도록 모델링될 수 있다. 대류권 조건들이 일반적으로 국부 영역 내에서 유사하기 때문에, 기지국 및 근처의 로버 수신기들은 유사한 대류권 지연을 경험할 수 있으며, 이 지연은 차동 GNSS 또는 RTK 시스템들에서 보상될 수 있다.
위성들에 의해 송신된 GNSS 신호들의 부분들은 빌딩에 의해서와 같이, GNSS 수신기로 가는 도중에 반사될 수 있다. 이 현상은 다중 경로 전파로서 지칭된다. 반사 신호들은 더 먼 거리를 이동하므로 직접 신호들로부터 지연되고, 반사 신호들이 충분히 강하면 직접 신호들과 간섭할 수 있다. 지연된 신호들은 수신기가 부정확한 포지션을 계산하게 할 수 있다. 다중 경로 에러들은 일반적으로 기지국들에 의해 유사하게 경험되지 않을 수 있는 국부 에러들이기 때문에 처리하기 어려울 수 있다. 수신기가 가장 빨리 도달하는 (또는 가장 강한) 신호들만을 고려하고 나중에 도달하는 다중 경로 신호들을 무시할 수 있는 기법들이 개발되었다. 일부 경우들에서, 긴-지연 다중 경로 에러들 및 짧은-지연 다중 경로 에러들을 감소시키기 위해 고가의 하이-엔드 GNSS 수신기들 및 안테나들이 필요할 수 있다.
비히클 (102) 의 위치는 또한 UE (105) 와 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 또한, 비히클 (102) 및/또는 UE (105) 는 포지셔닝을 위한 다른 디바이스들 및 센서들을 포함할 수 있다. 이러한 센서들은, 예를 들어, 카메라들, 초음파 센서들, 레이더 센서들 (예를 들어, 단거리 및 장거리 레이더들), 하나 이상의 LIDAR (LIght Detection And Ranging) 센서들, 모션 센서 또는 IMU(Inertial Measurement Unit)(예를 들어, 가속도계 및/또는 자이로스코프), 휠 센서 (예를 들어, 스티어링 각도 센서 또는 회전 센서) 등을 포함할 수 있다. 이들 센서들 각각은 비히클 (102)(또는 UE (105)) 및/또는 주변 환경에 관한 정보를 제공하는 신호들을 생성할 수 있다. 센서들 각각은 주변 환경에서의 피처들 (예를 들어, 물체들) 의 속성들을 결정하기 위해 프로세싱될 수 있는 신호들 (예를 들어, 주변 환경으로 브로드캐스트되는 신호들 및 주변 환경으로부터 리턴되는 신호들) 을 전송 및/또는 수신할 수 있다.
카메라는 비히클 (102) 및/또는 그 주변에 관련된 시각적 정보, 예를 들어, 주차 지원, 거리 표지판 및/또는 교통신호등 인식, 보행자 검출, 차선 마킹 검출 및 차선 목적지 경고, 주변 뷰 등을 제공하는데 사용될 수 있다. 둘 이상의 카메라들은 또한 환경적 피처들의 이들의 뷰 각도들 및 둘 이상의 카메라들의 포지션에 기초하여 환경적 피처들 (예를 들어, 빌딩 또는 랜드마크) 의 거리를 결정하는데 사용될 수도 있다. 카메라들은 광각 렌즈들, 이를 테면, 큰 (예를 들어, 150°보다 큰) 시야각을 제공할 수 있는 어안 렌즈를 포함할 수도 있다. 다수의 카메라들은 집성된 뷰를 형성하기 위해 함께 스티칭될 수 있는 다수의 뷰들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 비히클 (102) 의 각각의 측면에 위치된 카메라들로부터의 이미지들은 비히클 및/또는 그 주변 환경의 360도 뷰를 형성하기 위해 함께 스티칭될 수 있다. 특정 실시형태에서, 360도 뷰는 45도 각도에서 비히클을 아래로 보는 관점과 같은 오버헤드 관점으로부터 제공될 수 있다.
초음파 센서들의 어레이는 비히클 (102) 의 전방 범퍼 상에 위치될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 비히클 (102) 은 비히클 (102) 의 운전자 측, 승객 측, 및/또는 후방 범퍼 상에 초음파 센서들을 포함할 수 있다. 초음파 센서들은 주변 환경의 물체들 (예를 들어, 사람들, 구조들, 및/또는 다른 비히클들) 을 검출하기 위해 비히클 제어 시스템에 의해 사용될 수 있는 초음파들을 방출할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 비히클 제어 시스템은 또한 초음파를 사용하여 비히클 (102) 에 대한 물체들의 속력들, 포지션들 (거리들을 포함함), 및/또는 다른 속성들을 결정할 수 있다. 초음파 센서들은 또한, 예를 들어, 주차 보조를 위해 사용될 수 있다.
레이더 센서들은 주변 환경의 물체들 (예를 들어, 사람들, 구조들, 및/또는 다른 비히클들) 을 검출하기 위해 비히클 제어 시스템에 의해 사용될 수 있는 라디오 주파수 파들을 방출할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 비히클 제어 시스템은 또한 라디오 주파수 파들을 사용하여 물체들의 속력들, 포지션들 (거리들을 포함함), 및/또는 다른 속성들을 결정할 수 있다. 레이더 센서는 비히클의 프런트 범퍼의 코너 또는 프런트 패시아에 위치할 수 있다. 일부 레이더 센서들은 비히클 (102) 의 후방 부분들에 설치될 수 있다. 레이더 센서들은 장거리 레이더, 중거리 레이더 및/또는 단거리 레이더를 포함할 수 있고, 예를 들어, 사각 지대 검출, 후방 충돌 경고, 교차 교통 경보, 적응형 순항 제어 등에 사용될 수 있다.
LIDAR 센서들은 예를 들어, 긴급 제동, 보행자 검출, 또는 충돌 회피를 위하여 주변 환경의 물체들 (예를 들어, 사람들, 구조들, 및/또는 다른 비히클들) 을 검출하기 위해 비히클 제어 시스템에 의해 사용될 수 있는 적외선 레이저 광을 방출할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 비히클 제어 시스템은 또한 적외선 레이저 광을 사용하여 물체들의 속력들, 포지션들 (거리들을 포함함), 및/또는 다른 속성들을 결정할 수 있다. LIDAR 센서는 예를 들어, 비히클 (102) 의 상부 또는 하부 부분 상에 위치될 수 있다.
IMU들은 속도, 선형 가속도 또는 감속도, 각가속도 또는 감속도, 또는 비히클 (102) 의 모션과 관련된 다른 파라미터들을 측정할 수 있다. 휠 센서들은, 예를 들어, 스티어링 포지션 각도 및 선회율 (rate of turn) 을 측정하는 스티어링 각도 센서, 휠 회전 속도를 측정하는 회전 속도 센서, 또는 다른 휠 속도 센서를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 휠 틱들, 순방향/역방향 신호들, 스티어링 휠 각도들, 및 위에 설명된 센서들에 의해 생성된 다른 데이터와 같은 비히클 데이터는, 이를 테면, GNSS 신호 단절 또는 약화 동안에 또는 스푸핑 또는 다른 비정상 신호들을 갖는 환경에서, GNSS-기반 포지션 시스템의 정확도를 개선하기 위해 활용될 수 있다. 예를 들어, 비히클의 센서 융합 모듈은 GNSS 신호가 (잡음 및 간섭으로 인해) 약하거나, 이용가능하지 않거나, 또는 잡음일 때 비히클의 포지션 정보를 추정하기 위해 IMU 데이터, 비히클 데이터, 또는 다른 센서 데이터, 및 비히클의 이전에 결정된 위치 (예를 들어, 수정된 포지션 데이터) 를 융합하기 위해 추측 항법 기법 (dead reckoning technique) 을 사용할 수 있다. IMU 데이터는 비히클의 속도 및/또는 가속도 정보를 포함할 수 있고, 따라서 운동 법칙 및 운동 방정식에 기초하여 특정 시간 순간에 비히클의 변위를 결정하는 데 사용될 수 있다.
추측 항법은 이전에 결정된 포지션 (또는 포지션 픽스 (fix)) 를 사용하여 현재 포지션을 계산하고, 경과 시간 및 과정에 따라 알려지거나 추정된 속도들에 기초하여 그 포지션을 전진 (전파) 하는 프로세스이다. 추측 항법은 GNSS 기법의 한계들을 극복하기 위해 일부 하이-엔드 내비게이션 시스템들에서 구현될 수 있다. 위성 신호들은 예를 들어, 빌딩들, 주차 빌딩들, 및 터널들에서 이용가능하지 않을 수 있고, 위성들로의 차단된 시선 또는 다중 경로 전파에 기인하여 도시 협곡들 및 나무 근처에서 종종 심각하게 열화된다. 추측 항법 내비게이션 시스템에서, 비히클에는, 예를 들어, 휠 둘레를 알고 휠 회전 및 스티어링 방향을 기록할 수 있는 센서들이 탑재될 수 있다. 이들 센서들은 종종 다른 목적들 (예를 들어, 잠금 방지 제동 시스템, 전자 안정성 제어 등) 을 위해 비히클들에 이미 존재하고, CAN (controller-area network) 버스로부터 내비게이션 시스템에 의해 판독될 수 있다. 그 후, 내비게이션 시스템은, 예를 들어, 칼만 필터 (Kalman filter) 를 사용하여, 센서 데이터를, GNSS 수신기로부터의 더 정확하지만 때때로 이용가능하지 않은 포지션 정보를 갖는 센서 데이터를 결합된 포지션 픽스에 통합한다. 칼만 필터는 예측 스테이지 및 업데이트 (또는 수정) 스테이지를 포함하는 재귀적 2-스테이지 프로세스를 수행할 수 있다. 예측 스테이지는 현재 상태 및 불확실성들의 선험적 추정을 획득하기 위해 이전 상태 및 불확실성들을 전방으로 투영함으로써 현재 상태 및 불확실성들의 추정들을 행할 수 있고, 업데이트 스테이지는 개선된 후험적 추정을 획득하기 위해 현재 측정에 기초하여 선험적 추정에 대한 업데이트를 행할 수 있다.
전술한 바와 같이, GPS 시스템의 각각의 위성은 예를 들어, 1023 이상의 비트를 포함하는 PRN 코드를 송신할 수 있다. PRN 코드는 각각의 위성에 고유할 수 있다. 추적된 각각의 위성에 대해, GNSS 수신기는 PRN 코드의 전파 시간을 결정할 수도 있다. GNSS 수신기는 주어진 시간에 각각의 위성에 대한 PRN 코드를 알 수 있고, GNSS 수신기 자신의 클록으로 전자 레플리카를 생성할 수 있다. GNSS 수신기는 그 다음, 레플리카 신호를 수신된 GNSS 신호와 비교할 수도 있다. GNSS 신호가 실제로 위성에서 일부 시간 이전에 (예를 들어, 광의 속도에 기인하여 약 0.07초 이전) 에 생성되었기 때문에, 입력 신호를 레플리카 신호와 매칭하기 위하여 수신기의 레플리카 신호가 지연될 필요가 있다. 이 시간 지연은 신호가 위성으로부터 수신기로 전파되는 시간, 위성 클록 및 수신기 클록의 에러를 나타낸다.
일부 실시형태들에서, 시간 지연은 자동 상관에 의해 결정될 수 있다. 자동 상관에서, 입력 신호로부터의 제1 비트는 복제 신호의 제 1 비트와 곱해진다. 예를 들어, 두 개의 신호로부터의 제 1 비트가 양쪽 모두 값 -1을 갖는다면, 결과는 (-1) × (-1) = +1이다. 이와 유사하게, 양쪽 비트가 +1 값을 가지면, 결과는 +1이다. 반면, 두 개의 비트가 일치하지 않으면 결과는 (+1) × (-1) = -1이다. 이 프로세스는 제 2 비트 쌍에 대해 반복된다. 결과는 +1 (비트가 일치하는 경우) 과 -1 (비트가 일치하지 않는 경우) 의 시퀀스로서 기록될 수 있다. 이 시퀀스는 그 후 합산되고, 각각의 신호 내의 비트들의 총 수로 나누어진다. 예를 들어, 신호 A 가 (+1, -1, -1, +1, -1) 를 포함하고, 신호 B 가 (+1, +1, -1, -1, +1) 를 포함하면, 곱셈은 (+1, -1, +1, -1, -1) 을 가져오고, 그 합은 -1 을 가져오고, 비트들의 수 (5) 로 합을 나누는 것은 -0.2 을 가져온다. 두 개의 신호들이 완벽하게 매칭하면, 결과는 +1 이다. 두 개의 신호들이 의사랜덤 패턴을 포함하고 시간에서 적절하게 매칭되지 않을 때, 자동상관의 결과는 제로에 가까울 수 있다. 만약 두 개의 신호가 시간적으로 정렬되면, 결과는 +1에 가깝다 (그러나 실제 신호 또한 잡음을 가지고 있고, 따라서 일부 비트는 부정확하기 때문에 정확한 것만은 아니다). 일반적으로, 비교되는 비트들의 수가 클수록, 해상도는 더 양호하다. 자동 상관 함수는 (노이즈가 없다면) 그 피크에서 1 의 값을 갖는 정삼각형의 형상을 가질 수 있으며, 이는 자동 상관을 최대화하는 시간 변위를 찾기 위해 사용될 수 있다.
GNSS 수신기는, GPS 신호 취득 프로세스 동안, 수신기에 가시적인 위성들을 식별하고, 캐리어 주파수에서의 도플러 시프트의 측정 및 입력 GPS 신호의 C/A 코드에서의 지연을 제공할 수도 있다. GPS 신호의 캐리어 주파수에서의 도플러 시프트는 수신기에 대한 위성의 상대 속도에 의해 야기될 수 있다. GNSS 시스템 내의 위성들은 지구 주위에서 빠른 궤도들로 이동하며, 여기서 궤도들은 상이한 컨스텔레이션들 (낮은 지구 궤도, 중간 지구 궤도, 커버리지 등) 에 대해 상이할 수 있다. 따라서, 위성이 시작 주파수 (f0) 에서 송신할 수 있는 동안, GNSS 수신기에서 수신된 위성 신호와 연관된 도플러 시프트가 존재한다. 이 시프트는 주로 위성의 움직임 (Δfsat) 에 기인하며, 또한 수신기의 움직임 (Δfreceiver) 에 의해 야기될 수 있다. 따라서, GNSS 수신기는 f0 + Δfsat + Δfreceiver 에서 위성 신호를 검출할 수 있다. C/A 코드 위상 오프셋은 위성으로부터 GNSS 수신기로의 위성 신호의 트랜짓 시간에 기인한다. 주어진 위성 대역, 예를 들어, GPS 에 대한 L1 내에서, 각각의 위성은 일반적으로 동일한 주파수에서 송신하지만 직교 코딩을 사용하여, 상이한 위성 신호들이 검출될 수 있고 각각의 의사범위들이 기저대역에서 결정될 수 있도록 한다. 대조적으로, GLONASS 위성들은 동일한 코딩을 공유하지만 위성 신호들에 대해 상이한 서브-대역들을 사용한다.
취득은 일반적으로 국부적으로 생성된 C/A 코드 및 캐리어를 수신된 신호들과 동기화하는 것에 의해 수행된다. 취득은 일반적으로 위성 신호로부터 수신된 데이터의 블록, 이를 테면, C/A 코드의 주기 (예를 들어, 1 ms) 에 대해 수행된다. GNSS 수신기는 각각의 신호의 도플러 주파수 (Doppler frequency) 및 코드-지연 (code-delay) 을 추정함으로써 탐색 공간 내의 상이한 위성들로부터 위성 신호들을 찾아낼 수 있다. 이용가능한 위성들을 식별하고 파라미터들을 취득한 후, 식별된 위성들을 추적하기 위해 병렬 채널들이 사용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 각각의 채널에서, 추적 루프들을 사용하여 내비게이션 데이터를 추출한다. 추적 루프들에서, C/A 코드 및 캐리어는 코드 위상 및 도플러 주파수를 리파이닝하는 것에 의해 제거된다.
도 2a 는 GNSS 신호 취득 및 추적 (이후 더 상세히 설명되는 바와 같이, 그리드-기반 추적 및 루프-기반 추적을 포함함) 을 구현하기 위해 GNSS 수신기에서 사용될 수도 있는 일예의 신호 프로세싱 아키텍처 (200) 의 간략화된 블록도을 예시한다. 이 신호 프로세싱 아키텍처 (200) 는 이하에서 더 상세히 설명되는 도 11 의 GNSS 수신기 (1180) 및/또는 도 12 의 GNSS 수신기 (1280) 와 같은 GNSS 수신기의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들로 구현될 수 있다. 신호 프로세싱 아키텍처 (200) 는 제 1 및 제 2 캐리어 주파수들 (f1 및 f2) 에 적어도 부분적으로 기초하여 결정되는 주파수 FLO 를 갖는 로컬 오실레이터 (LO) 신호와 수신된 신호들을 믹싱함으로써, 두 개의 GNSS 신호들 (GNSS1 및 GNSS2) 을 프로세싱한다. 특정 구현에 따라 도 2a 에 도시된 바와 같이, 신호 프로세싱 아키텍처 (200) 는 단일 무선 주파수 (RF) 안테나 (202), 대역통과 RF 필터, 이를 테면, 표면 탄성파 (SAW) 필터 (204) 및 저잡음 증폭기 (206) 에서 신호들 (GNSS1 및 GNSS2) 을 수신할 수 있다. 수신된 GNSS 신호들은 그 다음, 도시된 바와 같이 수신된 신호들을 LO 신호와 믹싱하는 것에 의해 중간 주파수들로 복합적으로 하향변환될 수도 있다.
이러한 맥락에서, "하향변환"은 제 1 주파수 특성을 갖는 입력 신호를 제 2 주파수 특성을 갖는 출력 신호로 변환하는 것에 관한 것일 수 있다. 하나의 특정 구현들에서, 주장된 청구대상이 이 대상으로 제한되지 않지만, 이러한 하향변환은 제 1 신호의, 제 2 신호로의 변환을 포함할 수도 있고 여기서, 제 2 신호는 제 1 신호의 것 보다 더 낮은 주파수의 주파수 특징을 갖는다. 여기서, 특정 예들에서, 이러한 하향변환은 무선 주파수 (RF) 신호의 중간 주파수 (IF) 신호로의 변환, 또는 IF 신호의 기저대역 신호 및/또는 기저대역 정보로의 변환을 포함할 수 있다. 그러나, 이들은 단지 하향변환들의 예들일 뿐이고, 청구대상은 이와 관련하여 제한되지 않는다.
특정 구현에서, f1과 f2 사이의 대략 중간점에서 FLO를 선택하는 것에 의해, 스펙트럼들 (202 및 204) 로부터 하향변환된 신호들의 부분들은 대역통과 필터들 (208 및 210) 에 의해 실질적으로 커버될 수 있다. 여기서, 예를 들어, FLO에 대한 특정 주파수의 선택은 다른 하향변환된 GNSS 신호의 원하는 신호 컴포넌트와 실질적으로 오버랩될 수도 있는 하나의 하향변환된 GNSS 신호의 이미지 주파수 컴포넌트를 초래할 수도 있다. 특정 실시형태들에서, 이러한 오버랩의 영향들은 LO 와 믹싱되기 전에 이미지 주파수 성분들을 감쇠시키지 않고 회피될 수 있다. 그러나, 다른 구현들에서 FLO 는 f1 과 f2 사이의 대략 중간점 이외의 어딘가에 있도록 선택될 수 있고, 청구된 대상은 이와 관련하여 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
그 다음, 연관된 BPF들 (208 및 210) 에 의해 필터링된 동위상 (I) 및 직교위상 (Q) 컴포넌트들은 아날로그-디지털 변환 회로들 (ADC들) (212 및 214) 에서 추가 프로세싱 (예를 들어, 본원에서 설명된 바와 같은 취득 및/또는 추적) 을 위해 디지털 샘플링된 동위상 및 직교위상 컴포넌트들을 제공할 수도 있다. 여기서, ADC들 (212 및 214) 은 결합된 신호의 Nyquist 레이트에서 또는 그 이상에서 BPF들 (208 및 210) 의 출력 신호들을 샘플링하도록 적응될 수도 있다. 또한, 현재 예시된 구현은 제 1 및 제 2 하향변환 스테이지들 사이에 ADC들 (212 및 214) 을 포함한다. 그러나, 다른 아키텍처들이 청구 대상을 벗어나지 않고 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 다른 구현들에서, 예를 들어, 아날로그-디지털 변환은 제 2 하향변환을 뒤따라 발생할 수 있다. 또한, 이들은 단지 일 예의 구현들에 불과하고 청구대상은 이와 관련하여 제한되지 않는다.
또한, 대안적인 구현들에서, ADC들 (212 및 214) 은 단일 복소 ADC 로 또는 공유된 단일 시간으로 대체되고/되거나 동위상 및 직교위상 신호 경로들 사이에서 공유될 적절한 지연들과 멀티플렉싱될 수도 있다.
특정 구현들에서, GNSS1 및/또는 GNSS2는 상이한 GNSS 신호들의 몇몇 쌍들 중 임의의 하나를 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시형태에서, 청구된 주제는 이와 관련하여 제한되지 않지만, 동작 대역을 제한하는 것에 의해 SAW (204) 및/또는 LNA (206) 의 저비용 제조를 가능하게 하기 위해 f1 및 f2 가 주파수에 가깝도록 GNSS1 및 GNSS2가 선택될 수 있다. GNSS1 및 GNSS2 는 f1 및 f2 가 주파수 근처에 있도록 (예를 들어, 양쪽 모두가 L1 대역에 있거나 양쪽 모두가 L2 대역에 있도록) 선택될 수 있지만, 청구된 대상은 이와 관련하여 제한되지 않는다. 대안적인 실시형태들에서, 더 크게 분리된 캐리어 주파수들에서 송신된 GNSS 신호들은 위에서 예시된 바와 같이 단일 수신기 채널에서 공통 중간 주파수로 하향변환될 수 있다. 하나의 특정 예에서, GNSS 컨스텔레이션의 SV 는 예를 들어, L1 및 L2 주파수 대역들과 같은 상이한 캐리어 주파수들 및/또는 주파수 대역들에서 다수의 GNSS 신호들을 송신할 수도 있다.
특정 실시형태들에서, BPF들 (208 및 210) 의 대역폭은 GNSS1 및 GNSS2 둘 모두로부터 수신된 GNSS 신호들의 부분들을 프로세싱하기 위해 대략 공통 중간 주파수 (IF0) 에 센터링될 수 있다. 또한, BPF들 (208 및 210) 의 대역폭은 스펙트럼들 (202 및 204) 의 대역들 외부에 상당한 잡음을 도입하지 않고 GNSS1 및 GNSS2 양쪽 모두로부터 수신된 충분한 정보 GNSS 신호들을 캡처하기에 충분히 넓게 구현될 수도 있다. 추가적으로, BPF들 (208 및 210) 은 상당한 왜곡 없이 주어진 샘플 레이트에서 (예를 들어, Nyquist 레이트에서) ADC들 (212 및 214) 에 의한 샘플링을 가능하게 하기에 충분히 좁도록 선택될 수도 있다.
특정 구현들에 따르면, ADC들 (212 및 214) 에 의해 제공되는 샘플링된 동위상 및 직교위상 컴포넌트들은, 동위상 및 직교위상 컴포넌트들을 생성하고 GNSS 신호들로부터 도출된 의사범위들을 출력하는데 사용될 수 있는 복소 하향변환 및 디지털 기저대역 (216) 에 따라 추가로 프로세싱될 수 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 복소 하향변환 및 디지털 기저대역 (216) 의 출력은 더 광범위하게 측정값으로 지칭될 수 있으며, 여기서 측정값은 의사범위, 또는 의사범위 및 캐리어 위상을 포함할 수 있다.
도 2b 는 일부 실시형태들에 따라 위성 신호 취득을 위해 사용될 수 있는 2차원 탐색 그리드 (250) 의 예를 예시한다. 탐색 그리드 (250) 의 하나의 축은 상이한 도플러 시프트들을 갖는 캐리어 주파수 가설이고, 탐색 그리드 (250) 의 다른 축은 코드 위상 가설 (또는 코드/시간 지연) 이다. 탐색 그리드 (250) 는 일반적으로 탐색 윈도우로 알려져 있지만, 이하에서 설명되는 바와 같이, 이 탐색 윈도우의 치수는 탐색 공간을 감소시키기 위해 협소화될 수 있다. 각각의 탐색 단계에서, 도플러 시프트 (및 이에 따라 국부적으로 생성되는 캐리어의 주파수) 및 국부적으로 생성된 PRN 코드의 지연은 탐색 그리드의 날짜 시점에 따라 설정될 수 있다. RF 프론트-엔드로부터의 수신된 신호는 도 2a 에 대하여 위에 설명된 바와 같이 코드 위상 오프셋 및 도플러 시프트를 사용하여 프로세싱될 수도 있다. 많은 실시형태들에서, 통합된 결과는 임계값보다 더 크고, 국부적으로 생성된 캐리어 신호의 주파수 및 코드 위상 오프셋은 추가 프로세싱을 위하여 추적 유닛/알고리즘으로 핸드오버될 수 있다. (그러나, 아래에 언급된 바와 같이, 실시형태들은 이것이 스푸핑 신호인지 여부를 결정하기 위해 검증을 수행할 수 있다.) GNSS 수신기가 추적 모드에 있을 때, 시간 주파수 탐색 윈도우는 상당히 정확하게 알려질 수 있고, 위성은 위성이 이동함에 따라 그에 따라 이동되는 탐색 윈도우로 추적될 수 있어서, 도플러 시프트가 그에 따라 변하게 한다. 통합된 결과가 임계값보다 작으면, 국부적으로 생성된 캐리어의 주파수 및/또는 국부적으로 생성된 PRN 코드의 지연은, 그들이 수신된 신호의 주파수 및 코드 위상 오프셋과 매칭할 때까지, 탐색 그리드에서의 다른 데이터 포인트에 기초하여 조정될 수 있고, 그에 의해 임계값보다 큰 통합된 결과를 생성한다.
GNSS 수신기들은 일반적으로 위성 신호들을 취득하는 프로세스를 가속화하는데 도움이 될 수 있는 일부 저장된 정보를 갖는다. GNSS 수신기가 턴온될 때, 그것은 마지막 연산된 위치, 시간, 책력 등을 취출할 수 있다. 이 정보가 충분히 정확하다면, 수신기는 모든 가시적인 위성들의 대략적인 도플러 주파수들을 계산할 수 있고, 그 결과 수신기는 탐색 공간의 전체 주파수 평면에서 탐색할 필요가 없을 수 있거나 또는 캐리어를 빠르게 찾을 수 있다 (웜 스타트 (warm start) 라고 지칭됨). 예를 들어, 모바일 디바이스가 시간 및 대략적인 위치를 갖는 경우, GNSS 위성들의 위치는 모바일 디바이스에 대해 결정될 수 있다. 또한, 각각의 GNSS 위성의 위치, 방향 및 속도가, 예를 들어, 궤도력 및/또는 책력에 기초하여 결정될 수 있기 때문에, 도플러 오프셋은 위성의 움직임에 기초하여 각각의 위성에 대해 결정될 수 있다. 유사하게, 수신기의 모션은 각각의 위성 신호에 의해 경험되는 도플러 시프트, 및 따라서 주어진 위성 신호를 찾기 위한 시간 및 주파수 윈도우를 결정할 때 위성에 대해 고려될 수 있다.
콜드 스타트 (cold start) 또는 비추적 모드에서, GNSS 수신기는 위성 지원 정보 및 가시적 위성들의 예측된 궤도들에 기초하여 결정된 주파수들의 범위 내에서 가시적일 것으로 예상되는 위성들의 알려진 코드들에 대해 상관시키기 위해 더 큰 시간-주파수 탐색 공간에서 도플러 주파수들 및 위성들을 탐색할 필요가 있을 수 있다. 그 다음, 수신기는, 예를 들어, 시간에 따른 알려진 위성 코드들에 대한 신호의 통합에 기초하여 가장 강한 통합 피크를 선택할 수 있다.
도 3 은 주파수 차원에서 20개의 가설들 및 코드 위상 차원에서 32개의 코드 위상 가설들 또는 빈들에 걸쳐 연장되는 그리드 기반 탐색 윈도우 (300) 의 예를 도시한다. 또한, 탐색 윈도우 (300) 의 각각의 차원의 가설들의 특정 위치 및/또는 간격의 선택은 외부적으로 및/또는 하나 이상의 이전 탐색들로부터 획득된 정보 (본원에서 "주입된" 위치로도 지칭됨) 에 의해 안내될 수 있다. 예를 들어, 원하는 신호가 주어진 코드 위상으로부터 특정 수의 칩들 내에 놓여 있다는 것, 및/또는 신호가 주어진 주파수 주위의 특정 대역폭 내에서 발견될 수 있다는 것이 알려지거나 추정되어, 그에 따라 코드 위상 탐색 윈도우가 정의될 수 있다. 하나보다 많은 코드에 대해 탐색을 수행하는 경우 연관된 탐색 윈도우가 동일한 차원을 가질 필요는 없다.
D x C 에너지 결과들의 그리드를 획득하기 위해 (예를 들어, C 코드 가설들에 의한 D 주파수 가설들의 탐색 윈도우에 따라) 탐색이 수행될 수도 있으며, 각각의 결과는 D 주파수 가설들 중 하나 및 C 코드 가설들 중 하나에 대응한다. 특정 주파수 가설에 대한 코드 위상 가설들에 대응하는 에너지 결과들의 세트는 본원에서 "도플러 빈 (Doppler bin)" 으로서 지칭될 수도 있다.
도 4 는 20개의 도플러 빈들의 에너지 프로파일 또는 그리드 내의 피크의 예를 도시하며, 각각의 빈은 64개의 코드 위상 가설들을 갖는다. 이 예에서, 인접한 코드 위상 가설들은 1/2-칩만큼 이격되어, 그리드가 코드 공간에서 32 개의 칩들에 걸쳐 연장된다. 이 도면에서 에너지 피크는 도플러 빈 (10) 에서 코드 위상 가설 (16) 에서 선택된 SV 신호의 존재를 나타낸다. 수신기 (또는 이러한 디바이스 내의 탐색기) 는 수신된 신호의 동일한 부분으로부터 여러 상이한 대응하는 SV들에 대한 에너지 그리드들을 생성할 수도 있으며, 그리드들은 가능하게는 상이한 치수들을 갖는다.
수신된 신호는 상이한 시간에 수신기에 도달하도록 상이한 경로들을 따라 전파하는 동일한 송신 신호의 버전들을 포함할 수도 있다. 이러한 수신된 신호와 대응하는 기준 코드와의 상관은 상이한 그리드 포인트들에서 여러 피크들을 초래할 수 있으며, 각각의 피크는 송신된 신호의 상이한 인스턴스 (또한 다중 경로라고도 지칭됨) 에 기인한다. 이들 다중 경로 피크는 동일한 도플러 빈 내에 있을 것이다. 다중 경로에 추가하여, 스푸핑은 하나 이상의 추가적인 피크를 생성할 수 있다. 다중 피크를 갖는 에너지 프로파일의 일 예가 도 5에 도시되어 있다.
전술한 바와 같이, GPS 시스템에서, 각각의 위성은 약 50 bps 데이터 레이트로 L1 대역 (예를 들어, 1575.42 MHz에서) 에서 C/A (Coarse/Acquisition) 코드 (예를 들어, 매 1 ms마다 반복) 및 L2 대역 (예를 들어, 1227.60 MHz) 에서 암호화된 정밀도(P/Y) 코드를 사용하여 GPS 정보를 연속적으로 브로드캐스트한다. P(Y) 코드는 암호화되며 인가된 미군 수신자에게만 배타적으로 사용된다. C/A 코드는 일반 민간인 액세스를 위해 암호화되지 않는다. 또한, GNSS SV들에 의해 송신된 신호들은 일반적으로 그들이 GNSS 수신기에 도달할 때까지 매우 낮은 신호 강도 (예를 들어, 약 -120 dBm 미만) 를 갖는다. 그 결과, 무선 간섭은 약한 GNSS 신호들을 압도하여, 위성 신호 손실 및 잠재적으로 포지셔닝의 손실을 야기할 수 있다. 따라서 민간 GPS는 스푸핑 공격에 매우 취약할 수 있다. 악의적인 작용자들은 이러한 취약성을 이용할 수 있고, 경쟁 신호(competing signal)(스푸핑 신호(spoofing signal) 로 지칭됨) 에서 부정확한 정보를 전송할 수 있다. 언급된 바와 같이, 이것은 GNSS 수신기가 그 후 진정한 GNSS 신호들에 기초하여 달리 결정될 것과 상이한 내비게이션 데이터 또는 시간 데이터를 결정하기 위해 사용할 수도 있는 도플러 빈에서의 추가적인 에너지 피크를 야기할 수도 있다. 이것은 GNSS 내비게이션 신호들에 의존하는 비히클들이 코스 이탈 (stray off course)하도록 할 수 있거나, 또는 극단적인 경우들에서, GNSS 스푸핑 시스템들은 내비게이션 시스템의 제어를 취하고 비히클을 의도되지 않은 위치로 재라우팅할 수 있다. 따라서, 스푸핑 신호는 사고나 다른 손해를 일으킬 수 있다.
스푸핑 신호는 예를 들어, 검출된 소스에 의해 전송된 신호들의 포맷과 유사하거나 동일한 포맷을 가짐으로써 대응하는 검출된 소스를 가질 수 있다. 예를 들어, 스푸핑 신호는 의도된 위성과 연관된 동일한 PRN 코드를 포함할 수 있다. 그러나, 스푸핑 신호는 일부 변경된 파라미터들, 이를 테면, 시간 및/또는 날짜 정보, 식별, 인코딩된 궤도력 (ephemeris) 또는 디바이스가 잘못된 위치를 계산하거나 또는 위치를 계산하지 못하게 하는 다른 인코딩된 정보를 가질 수 있다. 예를 들어, 스푸핑 신호들은 L1 대역에서의 GPS 신호들과 같은 특정 주파수 대역에서 특정 GNSS 컨스텔레이션의 신호들을 시뮬레이션할 수 있거나, 또는 다수의 GNSS 컨스텔레이션들 및/또는 다수의 주파수 대역들의 시뮬레이션된 신호들을 포함할 수 있다. 스푸핑 시나리오가 복잡할수록, 시나리오가 생성/에뮬레이팅하기가 더 기술적으로 어려울 수 있고 스푸핑 시나리오는 더 고가로 배치된다. 스푸핑 신호들은 (예를 들어, SV 로부터의) GNSS-기반일 수도 있거나 또는 (예를 들어, 페이크 기지국들 및/또는 액세스 포인트들로부터의) 지상-기반일 수도 있다.
GPS 스푸핑 공격은 두 개의 단계를 포함할 수 있다. 제 1 (인수) 단계에서, 스푸퍼는 희생자 GPS 수신기가 합법적인 신호로부터 스푸핑 신호로 마이그레이션하도록 유인할 수 있다. 일부 경우들에서, 스푸퍼는 높은 전력 레벨에서 가짜 GPS 신호들을 송신하여, 희생자가 위성들의 추적을 잃고 더 강한 스푸핑 신호들에 로킹 온되게 할 수 있다. 일부 경우들에서, 스푸퍼는 인증 GPS 신호들과 동기화된 신호들을 송신하고, 그 후 점진적으로 인증 GPS 신호들을 압도하여 마이그레이션을 야기할 수 있다. 후자의 경우, 스푸핑 신호는 수신 신호 강도, 주파수 또는 시간에서 비정상적인 점프를 생성하지 않을 수 있지만, 스푸퍼는 피해자의 위치에서 실시간으로 원본 신호를 추적하고 동기화하기 위해 특수 하드웨어를 사용할 필요가 있을 수 있다. 제 2 단계에서, 스푸퍼는 신호의 도달 시간을 시프트하거나 내비게이션 메시지를 변경하는 것에 의해 GPS 수신기를 조작할 수 있다.
GNSS 수신기는 GNSS 신호 취득을 위한 시간-주파수 탐색 동안 스푸핑 신호들에 가장 취약할 수 있다. 스푸핑 신호들은 전형적으로 조정된 방식으로 에뮬레이트될 수 있고, 높은 신호 레벨에서 브로드캐스트될 수 있어서, 에뮬레이트된 신호들 및 연관된 오프셋들 및 다른 특성들은 수신기로 하여금 잘못된 위치 또는 일련의 잘못된 위치들을 계산하게 할 수 있다. 스푸핑 신호들은 위조 위치 또는 일련의 위조 위치들과 일치하도록 위성들 각각의 주파수 오프셋을 관리함으로써 조정될 수 있다.
스푸핑 시스템의 목적은 실제 GNSS 신호들과 가능한 한 일치하는 것처럼 보이지만 GNSS 수신기의 실제 위치와는 상이한 위치와 일치하는 도플러 주파수 오프셋 및/또는 타이밍 지연 오프셋을 부여하는 것이다. 합리적으로 설득력 있는 스푸핑 신호 (spoofing signal) 를 위해, 스푸핑 신호에서의 시간 정보는 에뮬레이트된 각각의 컨스텔레이션에 대한 현재 위성 시간과 합리적으로 일치할 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 스푸핑 시스템은 현재 GNSS 시간 및 가시 위성들을 획득하는 GNSS 수신기를 포함할 수도 있다. 스푸핑 신호에서의 메시징은 실제 위성들로부터의 것과 합리적으로 일치할 필요가 있을 수 있다. 스푸핑 신호들은 단일하지만 상이한 위치와 일치하는 도플러 오프셋들을 포함하는 것이 필요할 수 있다. 스푸핑 시스템은 스푸핑 신호의 신호 강도가 실제 GNSS 신호들 (예를 들어, 주변 실외 GNSS 신호 레벨) 보다 상당히 클 수 있도록 GNSS 수신기에 근접할 필요가 있을 수 있다.
GNSS 신호의 검출 및 레인징이 상관을 통해 기저대역에서 행해지기 때문에, 모든 가시 위성들에 걸쳐 상이한 위치와 일치하도록 주파수 오프셋을 변경하는 것은 GNSS 수신기에 의해 계산된 위치를 변경하기에 충분할 수 있다. 하나의 예에서, 스푸핑 시스템은 기존의 GNSS 신호들을 수신하고, 각각의 위성 신호의 주파수를 스푸핑된 위치에 대한 도플러 오프셋과 일치하도록 변경하고, (다운로드된 또는 복조된 보조 데이터를 통해) 각각의 위성들의 알려진 위성 위치, 속도, 및 헤딩, 및 스푸핑된 위치에 기초하여, 변경된 신호를 더 강한 신호 강도로 재브로드캐스트할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 인코딩된 시각은 또한 변경될 수 있으며, 이는 비교적 짧은 거리들에 대해 필요하지 않을 수 있다.
도 6 은 포지셔닝 시스템 (600) 의 일 예에서 비정상 GNSS 신호들의 예들을 예시한다. 포지셔닝 시스템 (600) 은 포지셔닝 시스템 (100) 과 유사할 수 있고, 예를 들어, 비히클 (102), UE (105), 위성들 (110), 기지국들 (120), AP들 (130), 위치확인 서버 (160), 네트워크 (170) 및 외부 클라이언트 (180) 를 포함할 수 있다. 포지셔닝 시스템 (600) 은 또한 비정상 GNSS 신호들을 송신할 수도 있는 SV (610) 및 위성 신호 에뮬레이터 (620) 를 포함할 수도 있다. 예를 들어, SV (610) 는 비정상 GNSS 신호 (612) 를 UE (105) 로 전송할 수도 있다. 비정상 GNSS 신호 (612) 는 캐리어 주파수를 가지며, 여기서 캐리어 주파수는 GPS 시스템의 L1 주파수 (1575.42MHz) 와 같은 GNSS 신호들을 사용하여 위치를 결정하기 위해 UE들에 의해 사용되는 주파수일 수 있다. 비정상 GNSS 신호 (612) 는 하나 이상의 방식들로 비정상일 수 있다. 예를 들어, 비정상 GNSS 신호 (612) 는 SV (610) 와 연관된 포맷으로 생성되지만 부정확한 타이밍을 갖는 것과 같이 부정확인 스푸핑 신호일 수도 있으며, 이는 UE (105) 로부터 SV (610) 까지의 범위의 부정확한 결정을 초래할 수도 있다. 다른 예로서, 비정상 GNSS 신호 (612) 는 SV (610) 를 포함하는 동일한 컨스텔레이션의 다른 SV 또는 상이한 컨스텔레이션의 다른 SV 와 같은 다른 SV 와 연관된 포맷을 갖는 스푸핑된 신호일 수도 있다. 이 경우, 비정상 GNSS 신호 (612) 에 대해 결정된 의사범위는 UE (105) 로부터 SV (610) 까지의 범위에 대응할 수도 있지만, UE (105) 는 이 범위를 UE (105) 로부터 다른 SV 의 (예를 들어, 궤도력 데이터에 의해 표시된 바와 같은) 예상된 위치까지의 범위로서 사용할 수도 있다. 이들 시나리오들 중 어느 하나에서, SV (610) 의 포맷의 신호 또는 다른 SV 의 포맷을 시뮬레이션하는 신호에서의 부정확한 정보는 UE (105)에 의해 수신될 수도 있고, UE (105) 가 비정상 GNSS 신호 (612) 를 비정상인 것으로 인식하지 않고 따라서 UE (105) 의 위치를 결정하기 위해 비정상 GNSS 신호 (612) 및/또는 비정상 GNSS 신호 (612) 로부터 결정된 의사범위를 사용하지 않는 것과 같은 적절한 액션들을 취하지 않는 경우, UE (105) 는 UE (105)에 대한 부정확한 위치를 계산할 수도 있다.
다른 예에서, UE (105) 는 위성 신호 에뮬레이터 (620) (예를 들어, 스푸퍼) 로부터 비정상 GNSS 신호들 (622) 을 수신할 수도 있다. 위성 신호 에뮬레이터 (620) 는 GNSS 신호들을 모방하는 신호들을 생성하고 전송하도록 구성된 GNSS 신호 시뮬레이터일 수 있다. 따라서, 비정상 GNSS 신호들 (622) 은 위성들 (110) 과 같은 SV들로부터의 신호들을 에뮬레이트할 수도 있다 (예를 들어, 대응하는 포맷들 (예를 들어, 의사랜덤 코드들) 을 가질 수도 있다). 비정상 GNSS 신호들 (622) 은 UE (105) 에 의해 수신될 때 위성들 (110) 로부터의 비정상이 아닌 GNSS 신호들보다 훨씬 더 높은 전력 (및 대응하는 도플러 빈 피크들) 을 가질 수 있으며, 이는 UE (105) 로 하여금 위에서 설명된 바와 같이 위성들 (110) 에 의해 실제로 전송된 비정상이 아닌 GNSS 신호들 대신에 비정상 GNSS 신호들 (622) 을 취득 및 추적하게 할 수 있다.
도 7 은 스푸퍼 (724) 에 의한 스푸핑이 GNS 기반 포지셔닝을 사용하는 비히클의 추정된 포지션에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지의 예를 예시한다. 이동형 또는 고정형일 수 있는 스푸퍼 (724) 는 위성 신호 에뮬레이터 (620) 의 예일 수 있다. 스푸퍼 (724) 는 안테나 (728) 및 송신기 (732) 를 포함할 수도 있다. 스푸퍼 (724) 는 비히클 안테나 (720) 에 의해 수신되는 스푸핑 신호 (726) 를 생성할 수 있다. 스푸핑 신호 (726) 는 복수의 위조 GNSS 위성 신호들을 포함하는 복합 신호일 수 있다. 스푸핑 신호 (726) 는 실제 GNSS 위성 신호들을 모방하도록 생성될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 스푸퍼 (724) 는 고정된 지리적 위치에 위치될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 스푸퍼 (724) 는 모바일 (예를 들어, 비히클, 드론 또는 선박에 부착될) 일 수 있다. 예를 들어, 스푸퍼 (724) 는 타워 또는 다른 브로드캐스트 포인트에 있을 수 있거나, 또는 타겟 (예를 들어, 비히클 (700)) 을 추종하고 있는 자동차 또는 다른 모바일 비히클에 있을 수 있다. 모바일 스푸퍼 (724) 가 실제 GNSS 신호로부터 단지 적은 비트만큼만 변하는 스푸핑 신호를 제공하는 경우들은 검출하기에 훨씬 더 어려울 수 있고, 이러한 경우들에, 일부 실시형태들에 따르면, 모바일 디바이스에서의 GNSS 수신기의 포지셔닝 엔진은 포지셔닝을 위해 비-GNSS 데이터 소스들에 더 많이 의존할 수 있다. 예를 들어, ATM 에 위치된 블루투스 트랜시버는 ATM 으로부터의 보안 (핸드셰이크, 공개 개인 키 교환 등) 근거리 신호 (예를 들어, 범위가 왕복 시간 (RTT) 또는 신호 강도 레인징 기법들을 사용하여 결정될 수 있는 경우) 를 통해 GNSS 위치가 ATM 근처의 위치와 매칭 업됨을 검증하는 것에 의해 모바일 디바이스가 ATM 근처에 있음을 검증하는데 사용될 수 있다.
스푸퍼 (724) 는 여러 방식들로 허위 GNSS 위성 신호들을 생성하도록 설계될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 스푸퍼 (724) 는 원하는 거짓 위성 데이터로 프로그래밍된 실제 GNSS 위성 신호들을 시뮬레이션함으로써 스푸핑 신호 (726) 를 생성할 수 있다. 예를 들어, 스푸퍼 (724) 는 안테나 (728) 에서 실제 GNSS 신호들 (702, 704, 706, 및 708) 을 캡처한 다음, 이들 신호들을 변경하여 송신기 (732) 로 재브로드캐스트할 수 있다. 스푸퍼 (724) 는 GNSS 수신기에 의해 (예를 들어, 제 2 위치에서) 실제 GNSS 신호들로서 수용되도록 의도된 거짓 GNSS 데이터 (예를 들어, 제 1 위치에 대한) 를 포함하는 라이브 GNSS 신호들을 재브로드캐스트하는 것에 의해 스푸핑 신호 (726) 를 생성할 수 있다. 스푸퍼 (724) 는 정지 또는 이동중인 위치들도 시뮬레이션할 수 있다. 예를 들어, 스푸퍼 (724) 는 지리적 영역 주위에 원형으로 형성되는 위치들을 시뮬레이션할 수 있다.
스푸핑 신호 (726) 는 안테나 (720) 에 의해 수신되는 복수의 GNSS 신호들 (702, 704, 706, 및 708) 의 합성물일 수 있다. GNSS 신호들 (702, 704, 706, 708) 이 스푸퍼 송신기로부터 재브로드캐스트될 때, 이들은 실제 위치와는 상이한 위치에서 스푸퍼 안테나 (728) 에 의해 수신된 데이터를 포함하기 때문에 위조 GNSS 위성 신호가 되어, 결과적으로 스푸핑된 위치 (730) 가 된다. 스푸핑 신호 (726) 는 임의의 수의 위조 GNSS 위성 신호들일 수 있다.
스푸핑 신호 (726) 의 전력 레벨은, 스푸핑 신호 (726) 가 안테나 (720) 에 의해 수신될 때, 스푸핑 신호 (726) 가 실제 GNSS 신호들 (702, 704, 706, 및 708) 을 압도하도록 설정될 수 있다. 결과적으로, 수신기 (722) 는 위조 GNSS 위성 신호에 기초하여 GNSS 위치를 연산하기 위해 스푸핑 신호 (726) 를 사용할 수 있다. 구체적으로, 수신기 (722) 는 스푸핑 신호 (726) 의 GNSS 위성 신호 위상 (코드 위상 및/또는 캐리어 위상) 값들을 측정하고, 코드 위상 및/또는 캐리어 위상 값들을 사용하여 실제 위치와 상이한 위치에 대한 GNSS 위치 좌표들을 계산하고, 비히클이 자신의 실제 위치 대신에 상이한 위치에 있음을 보고할 수 있다. 이것은 비히클 (700) 이 실제 위치와 상이한 위조 위치 (예를 들어, 스푸핑된 위치 (730)) 에 있다고 수신기 (722) 가 믿고 보고하게 하기 위한 스푸퍼 (724) 의 의도일 수 있다. 내비게이션 시스템의 스푸핑은 또한 내비게이션 디바이스가 위조 타이밍 데이터를 제공하게 하도록 수행될 수 있다.
스푸핑 공격들을 해결하기 위해, 본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 다양한 기법들을 사용하여, 잠재적인 GNSS 스푸핑을 검출하고 모바일 디바이스들의 포지셔닝 및 내비게이션에 대한 스푸핑 신호들의 영향들을 감소시키거나 최소화할 수 있다. 기법들은 (모바일 디바이스 또는 비히클과 같은) UE 의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 컴포넌트들에 의해 수행될 수도 있다. 이것은 GNSS 수신기 및/또는 애플리케이션 프로세서에 포함된 회로 및/또는 이에 의해 실행되는 소프트웨어를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 스푸핑 신호들은 신호 강도에 기초하여 GNSS 수신기에 의해 검출될 수 있다. 전술한 바와 같이, GNSS 수신기에서, 스푸퍼 (예를 들어, 위성 신호 에뮬레이터 (620) 또는 스푸퍼 (724)) 에 의해 생성된 스푸핑 신호들은 일반적으로 GNSS 수신기가 더 강한 스푸핑 신호들에 로킹하도록 유인하기 위해, GNSS SV들에 의해 송신된 실제 GNSS 신호들의 신호 강도보다 더 큰 신호 강도를 갖는다. 따라서, 신호 강도의 급격한 증가 또는 임계값보다 높은 신호 강도는 검출된 신호가 스푸핑 신호일 수 있음을 나타낼 것이다. 임계값은, 예를 들어, 오픈 스카이 조건 (open sky condition) 또는 다른 신호 환경에서의 통상적인 GNSS 신호 강도일 수 있다. 신호 강도가 지속적으로 임계값 이상인 경우, 신호는 스푸핑 신호일 수 있다. 일부 실시형태들에서, 임계값은 크라우드소싱을 통하여 결정될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기의 프로그래밍가능 이득 증폭기 (PGA) 는 모니터링될 수 있고, 포지티브 또는 네거티브 레일에 도달하는 PGA 출력은 강한 스푸핑 신호가 존재함을 나타낼 수 있다. 일부 실시형태들에서, 신호 (또는 캐리어) 대 잡음비의 증가는 수신된 신호가 잠재적인 스푸핑 신호임을 나타낼 수 있다. 일부 실시형태들에서, 노이즈 플로어에서의 증가는 또한 수신된 신호가 잠재적인 스푸핑 신호임을 나타낼 수 있다.
일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 GNSS 수신기에서 시간 불연속성들을 검출하는 것에 의해 스푸핑 신호들을 검출할 수 있다. 시간 불연속성들은 스푸핑 디바이스가 GNSS 시간과 동기화되지 않을 때 또는 스푸퍼에 의해 전송된 스푸핑 신호들에 상당한 지연이 있을 때 발생할 수 있다. 전술한 바와 같이, 스푸퍼는 실제 GNSS 신호를 취득하여 스푸핑 신호를 생성하는데 시간이 필요할 수 있으므로, 스푸핑 디바이스에서 스푸핑 신호를 생성하는데 상당한 지연이 있을 수 있다. 따라서, 스푸핑 신호들이 취득되고 (예를 들어, 핫 모드에서) GNSS 시간과 동기화된 GNSS 수신기에 의해 위치 및 시간을 결정하기 위해 사용될 때, GNSS 수신기는 스푸핑 디바이스에서의 프로세싱 시간과 연관된 시간 지연과 대략 동일할 수도 있는 시간 변화를 검출할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는, 특히, 모든 신호들이 새로운 위치를 표시하기 위해 코히런트하게 영향을 받을 때, GNSS 수신기에서 GNSS 신호의 신호 주파수의 갑작스런 변화를 검출하는 것에 의해 스푸핑 신호들을 검출할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 수신된 GNSS 신호들의 도플러 시프트들 및/또는 위상 지연들은 더 높은 강도를 갖는 신호가 비정상인지의 여부 (예상된 시간 윈도우들 및/또는 도플러 윈도우들 외부의 신호들이 비정상으로서 식별됨) 를 결정하기 위해 비교될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, (예를 들어, 앞서 설명된 바와 같이 광역 네트워크 (WAN) 및/또는 WLAN 신호들 또는 다른 센서 데이터에 기초하여 결정되는) 모바일 디바이스의 대략적인 위치는 예상된 도플러 시프트 및 위상 시프트를 결정하는 데 사용될 수 있고, 예상된 도플러 시프트 및/또는 위상 시프트와 상당히 상이한 GNSS 신호는 잠재적으로 스푸핑 신호인 것으로 식별될 수 있다.
일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 계산된 위치에서 갑작스런 변화를 검출하는 것에 의해 스푸핑 신호들을 검출할 수 있다. 전술된 바와 같이, GNSS 수신기는 추적 모드에 있을 수도 있고, 여기서 결정된 GNSS 의사범위들은 칼만 필터 또는 다른 위치 전파 필터에 공급될 수도 있다. 위치 전파 필터는 전파된 위치를 결정할 수 있는 한편, GNSS 수신기는 또한 GNSS 신호들을 사용하여 결정된 의사범위들에 기초하여 위치를 예측할 수 있다. 전파된 위치와 예측된 위치 사이의 차이가 임계값보다 크면, GNSS 의사범위들이 사용될 때 포지션 점프가 발생할 수 있다. 따라서, 시스템은 실제 GNSS 신호들 대신에 스푸핑 신호들에 로킹할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 위에서 설명된 바와 같이, 다른 센서들, 이를 테면, 모션 센서들, 초음파 센서들, 레이더 센서들, LIDAR 센서들, 휠 센서들 등이, 추측 항법 기법들 (예를 들어, 보행자 추측 항법 또는 자동차 추측 항법) 을 사용하는 포지셔닝에서와 같이, 비히클의 위치를 예측하기 위해 사용될 수 있고, 그런 다음 예측된 위치는 GNSS 의사범위들을 사용하여 예측된 위치와 비교될 수 있다. 차이가 임계값보다 크면, 의사범위들을 결정하기 위해 사용되는 GNSS 신호들은 스푸핑 신호들일 수 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 신호들에 기초하여 예측된 위치는, 예를 들어, Wi-Fi 및/또는 WAN-기반 삼변측량 및/또는 추측 항법에 기초하여 결정된 위치와 비교될 수 있다. 차이가 임계값보다 크면, 의사범위들을 결정하기 위해 사용되는 GNSS 신호들은 스푸핑 신호들일 수 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 신호들에 기초하여 예측된 위치 (및/또는 위치의 이력) 가 맵 또는 주변 환경 상에 (예를 들어, 카메라를 사용하여 결정된 물이 아닌 육지) 상의 특정 피처들 (예를 들어, GNSS 신호들에 의해 표시된 원형이 아닌 직선 거리) 과 매칭하지 않으면, GNSS 신호들은 스푸핑된 신호들을 포함할 수 있다. 예를 들어, GNSS 수신기가 거리에 있지만 GNSS 신호들이 GNSS 수신기가 상이한 환경에 있음 (예를 들어, 보트 내에 있음) 을 표시하면, GNSS 신호들은 스푸핑 신호들을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 상이한 컨스텔레이션들 또는 상이한 대역들로부터 수신된 GNSS 신호들 사이의 불일치 (예를 들어, 임계 거리를 넘는 GNSS 수신기에 대한 결과적인 위치 추정값 및/또는 의사범위에서의 차이) 는 신호들 중 일부가 스푸핑 신호들일 수도 있다는 것을 표시할 수도 있다. 신호들이 GNSS 스캐터에 의해 설명될 수 없는 양과 같은, 임계량보다 큰 양만큼 지속적으로 일치하지 않으면, 신호들 중 일부는 스푸핑 신호들일 수 있다. 임계량은 고정된 임계값일 수 있거나, 수신된 신호들에 걸쳐 GNSS 스캐터를 측정하는 것에 의해 결정될 수도 있다.
위에 설명된 바와 같이, GNSS 신호들은 다중 경로 전파를 통해 위성으로부터 GNSS 수신기에 의해 수신될 수 있다. 따라서, GNSS 수신기는 GNSS 신호 취득 동안 다수의 피크들을 발견할 수 있다. 다중 경로 전파는 결정된 위치가 수백 미터를 벗어나게 할 수 있지만, 일반적으로 다른 도시 또는 다른 국가에서와 같이 실제 위치로부터 수백 미터를 넘게 떨어져 계산된 위치를 초래하지 않을 수 있다. 또한, 다중 경로 전파에 의해 야기되는 다수의 피크들은 시간 및/또는 위치들에 걸쳐 일치되지 않을 수 있다. 따라서, 다중 경로 전파에 의한 다수의 피크들은 스푸핑 신호에 의한 다수의 피크들과 구별될 수 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는, 최소 제곱 피트 기법 및 자체-일치성 GNSS 신호들의 각각의 개개의 세트를 사용하여, 모바일 디바이스의 위치 (예를 들어, x, y, 및 z 좌표들) 및 대략적 및 미세한 시간을 분해하는 것에 의해 자체-일치성 GNSS 신호들의 2개 이상의 세트들을 추적할 수 있다. 자체-일치성 GNSS 신호들의 2개 이상의 세트들을 사용하여 결정된 위치들이 일치된 방식으로 동의하지 않으면, GNSS 신호들의 적어도 하나의 세트는 스푸핑 신호들일 수 있다. 일 예에서, GNSS 신호들의 제 1 세트의 측정들은 하나의 위치를 산출할 수도 있고, GNSS 신호들의 제 2 세트로부터의 신호들의 측정들은, 비록 더 강한 수신 전력을 갖지만, 제 1 위치로부터 멀리 떨어져 있을 수도 있는 상이한 위치 주위에서 병합할 수도 있고, 그 후, GNSS 신호들의 제 2 세트는 잠재적인 스푸핑 신호들로서 식별될 수도 있다. 이러한 시나리오에서, 위치들의 2개의 클러스터들이 존재할 수 있으며, 하나는 이력 데이터 및/또는 다른 입력 데이터에 기초한 위치에 근접하고, 다른 하나는 실제 위치가 아닐 수 있는 에뮬레이트된 위치 주위에 클러스터링된다. 일부 실시형태들에서, GNSS 신호들의 2개 이상의 세트들은 병렬로 추적될 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, GNSS 신호들은 메모리에 저장될 수 있고, GNSS 신호들의 2개 이상의 세트들을 개별적으로 추적하도록 프로세싱되거나 재프로세싱될 수 있다.
일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는, 주변 환경의 지식에 기초하여, 수신된 신호들이 주변 환경과 일치하지 않으면 스푸핑 신호들을 식별할 수 있다. 예를 들어, GNSS 수신기가 잡음 환경 또는 다중 경로 신호들을 가져야 하는 환경에 있지만, 수신된 신호들이 비정상적으로 깨끗하거나 매우 낮은 다중 경로 피크들을 갖고/갖거나 일치성이 있는 경우, 수신된 신호들은 스푸핑 신호들을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 잠재적인 스푸핑 신호로서 식별된 신호는 신호가 실제로 스푸핑 신호인지 여부를 결정하기 위해 재검사될 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이 잠재적인 스푸핑 신호를 식별하는데 사용되는 하나 이상의 기법들은 상이한 시간에 반복되거나 신호가 스푸핑 신호인지 여부를 결정 및/또는 교차-검사하기 위해 조합하여 사용될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 모바일 디바이스 (예를 들어, 비히클 또는 모바일 디바이스) 는 전술한 임의의 방법 또는 방법의 임의의 조합을 사용하여 잠재적인 스푸핑 신호를 검출할 수 있고, 예를 들어, 스푸핑되지 않은 및/또는 더 신뢰성있는 데이터 소스를 위해 식별된 스푸핑 신호(들)를 무시함으로써 잠재적인 스푸핑 신호(들)의 효과를 완화할 수 있다. 모바일 디바이스는 또한, 이를테면 위치확인 서버 또는 기지국-기반 경보를 통해, 또는 보조 데이터 내의 신호 소스들을 신뢰할 수 없는 것으로 마킹함으로써, 다른 디바이스들에 스푸핑 신호(들)를 플래깅할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 강한 신호들의 그룹은, 특히 강한 신호들이 동일한 GNSS 컨스텔레이션 및 동일한 대역으로부터 유래하는 것인 경우, 위치를 결정하는데 사용될 수 있으며, 이는 이어서 지상 위치 신호들, 위치 전파 필터 (예를 들어, 칼만 필터) 출력, 및/또는 최근에 저장된 위치 (예를 들어, 1시간 미만 전) 에 대해 검증될 수 있다. 상당한 불일치가 있는 경우, 메모리에 저장된 더 약한 GNSS 신호들이 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있는 반면, 더 강한 신호들은 무시될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 2차 GNSS 신호 탐색은 실제 위치를 계산하기 위해 2차 또는 더 낮은-강도 상관 피크들을 식별하기 위해 수행될 수 있다. 예를 들어, 강한 검출된 상관 피크들로부터 더 멀리 떨어진 것들을 포함하는 추가적인 상관 피크들은, 특히 더 약한 피크들이 예측된 또는 알려진 위치 근사값들과 일치하면, 위치 엔진에 보고되고 위치 엔진에 의해 활용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 탐색 윈도우들은 더 약한 GNSS 신호 소스들, 이력 데이터, 지상 신호 소스들, 및/또는 시간 정보에 기초하여 설정될 수 있어, 비정상 신호 소스들이 탐색 윈도우들로부터 배제될 수 있다.
하나의 예에서, 스푸핑 신호가 검출된 후, 모바일 디바이스와 연관된 GNSS 수신기는 모든 GNSS 신호들을 무시하고, 위치 정보의 다른 소스들, 이를 테면, Wi-Fi 및 WAN 신호들, 다른 센서 입력들, 추측 항법 출력들 등에 의존할 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스가 모바일 폰을 포함하는 경우, 가능하게는 추측 항법 및 센서 결과들과 함께, 모바일 폰의 실제 위치를 결정하기 위해, Wi-Fi-기반, WAN-기반, 또는 하이브리드 삼변측량 또는 트랜시버 ID-기반 포지셔닝 기법들이 사용될 수도 있다. 모바일 디바이스가 비히클을 포함하면, 다른 센서들 (예를 들어, 카메라, LIDAR, IMU 등) 의 출력들에 기초한 포지셔닝, 맵 매칭, 또는 다른 포지셔닝 기법들이 비히클의 실제 위치를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
일부 실시형태들에서, GNSS 수신기가 스푸핑 신호들의 더 높은 신호 강도로 인해 스푸핑 신호들을 취득하였을 수 있지만 실제 GNSS 신호들이 여전히 존재하기 때문에, 추적 모드에 있는 GNSS 수신기는 더 강한 스푸핑 신호들을 배제하기 위해 각각의 위성에 대한 현재 탐색 윈도우를 협소화시키거나, 좁히거나, 또는 단지 유지할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 위치 전파 필터 (예를 들어, 비-GNSS 소스들 또는 이력 전파된 위치들을 사용하는 칼만 필터) 로부터의 출력 및 위성 보조 데이터에 기초하여, GNSS 수신기가 아직 추적 모드에 있지 않은 경우, GNSS 수신기는 정확한 탐색 윈도우들을 예측할 수 있다.
도 8 은 특정 실시형태들에 따른 전파된 탐색 윈도우를 사용하여 그리드-기반 추적 GNSS 신호들 (또는, 더 정확하게는, GNSS 신호들에 대응하는 에너지 피크들) 의 예를 예시한다. 위에 설명된 바와 같이, GNSS 신호를 취득하기 위해, GNSS 수신기는 위성으로부터 유래하고 GNSS 수신기에 의해 수신된 GNSS 신호와 국부적으로 생성된 PRN 신호 사이의 상관 피크를 탐색하기 위해 캐리어 주파수 및 코드 위상 오프셋을 변화시킬 수 있다. 탐색은 (도 2b-5에 도시된 그리드들과 유사한) 그리드 (800) 내의 탐색 윈도우 내에서 수행될 수 있으며, 여기서 GNSS 수신기는 탐색 윈도우 내의 각각의 그리드 포인트와 연관된 대응하는 캐리어 주파수 가설 및 코드 위상 가설에 기초하여 캐리어 주파수 및 코드 위상 오프셋을 변화시킬 수 있다.
도 8 에 도시된 예에서, 이전 탐색은 연관된 코드 위상 (또는 코드 위상 오프셋) 및 (도플러 시프트로 인한) 대응하는 주파수를 갖는 GNSS 신호 (810) 를 취득할 수도 있다. 예를 들어, 이전에 취득된 GNSS 신호 (810) 의 코드 위상 및 주파수, 위성의 위치 및/또는 속도 및 모바일 디바이스의 위치 및/또는 속도와 같은 정보, 및/또는 이전 탐색 윈도우 및/또는 시간 및/또는 위성 궤도력 정보에 기초하여, 탐색 윈도우 (805) 가 결정될 수 있다. 모바일 디바이스와 위성 사이의 거리 및 상대 속도가 갑자기 변하지 않을 것이고 따라서 새로운 GNSS 신호 (812) 의 코드 위상 오프셋 및 도플러 시프트 또한 급격하게 변하지 않을 것이기 때문에, 탐색 윈도우 (805) 는 협소화되거나 좁혀진 윈도우일 수 있다. 한편, GNSS 수신기로 하여금 실제 위치와 매우 상이한 위치를 결정하게 하기 위해, 스푸핑 신호는 탐색 윈도우 (805) 외부에 있을 수 있고 따라서 GNSS 수신기에 의해 취득되거나 로킹되지 않을 수 있는 스푸핑 신호 (820, 822 또는 824) 에 의해 도시된 바와 같이 매우 상이한 코드 위상 오프셋 및/또는 주파수 시프트를 가질 수 있다. 결과적으로, 스푸핑 신호는 포지셔닝에 큰 영향을 미치지 않을 수 있다. 다음 GNSS 신호 취득들에 대한 탐색 윈도우들은 후속 샘플링 주기들에서 (예를 들어, 매 밀리초 또는 매 초 마다) 실제 GNSS 신호들 (814, 816 등) 을 취득하기 위해 유사하게 결정될 수 있다. 즉, 더 넓은 윈도우가 사용될 수 있는 경우의 콜드 스타트에서, 탐색은 여전히 스푸핑된 신호를 픽업할 수 있고 (또는 GNSS 수신기가 신호에 대한 로크를 상실할 때와 같이 더 넓은 윈도우가 사용되는 임의의 다른 이유로), 이 시점에서 가장 강한 피크를 사용하는 통상적인 알고리즘들이 스푸핑된 신호에 의해 하이재킹될 것이다.
일부 실시형태들에 따르면, GNSS 신호 (예를 들어, GNSS 신호(810)) 는 신호 바운스에 기인한 다중 경로 환경에서 (예를 들어, 비교적 적은 수의 샘플링 기간들 동안) 탐색 윈도우 (805) 로부터 때때로 점프할 수 있다는 것이 주지될 수 있다. 그러나, 이러한 실시형태들에서, 이러한 다중 경로 점프들에 대한 제한들을 나타내는 탐색 윈도우 (805) 를 포함하는 제 2 의 더 큰 윈도우 (도시되지 않음) 가 있을 수도 있다. 이러한 더 큰 윈도우의 사이즈는 (예를 들어, 도시 블록 까지의 포지션 오차 또는 수백 미터의 오차를 야기하는) 전형적인 밀집한 도시 환경에서 예상되는 가장 큰 가능한 다중 경로에 기초할 수 있다. 이러한 다중 경로 환경들에서, GNSS 신호는 직접적인 가시선이 존재할 때/존재하는 경우 윈도우 내에 산발적으로 복귀될 수도 있다. 또한, 각각의 위성은 그들이 모두 하늘의 상이한 영역들로부터 신호들을 전송하고 있고 (주파수/도플러에 상이하게 영향을 미칠 수 있는) 상이한 속도 벡터들을 갖기 때문에 상이한 다중 경로를 가질 수 있다. 탐색 윈도우가 정적일 수 있거나 또는 이것이 높은 다중 경로 환경들에서 위성 신호들에 대한 추적을 손실하지 않도록 높은 다중 경로 환경들에 대해 확대될 수 있다는 것이 추가로 주지될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 전술된 바와 같이, 둘 이상의 탐색/추적 윈도우, 이를 테면, 탐색 윈도우들 (805 및 830) 은 둘 이상의 신호들의 세트, 이를 테면, 실제 GNSS 신호 (812) 및 스푸핑 신호 (822) 를 추적하는데 사용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 스푸핑 신호 (예를 들어, 더 강한 신호 및/또는 이전 신호로부터 큰 점프를 갖는 신호) 는 실제 GNSS 신호들의 수신을 강화하기 위해 기저대역에서 디지털 신호 데이터로부터 감산될 수 있다. 예를 들어, GNSS 신호들은 먼저 메모리에 저장될 수 있다. 스푸핑 신호가 식별된 후, 스푸핑 신호는 저장된 GNSS 신호로부터 감산될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 활성 폴 (active pole) 은 스푸핑된 신호를 제거하려 시도하기 위해 스푸핑된 신호의 주파수 및 코드 위상 오프셋으로 삽입될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 더 넓은 탐색 윈도우가 사용될 수 있으며, 여기서 GNSS 수신기는 더 약한 상관 피크들을 폐기하지 않을 수 있지만, 대신에 다른 소스들에 기초하여 예측된 현재 위치와 일치하는 피크들의 클러스터들을 식별할 수 있고, (모바일 디바이스가 갑자기 멀리 떨어진 위치로 점프하지 않을 것이기 때문에) 위치 연속성 예측들과 일치하지 않는 더 강한 피크들 및/또는 다른 소스들과 일치하지 않는 피크들을 무시할 수 있다. 이 기법은 스푸핑 완화를 위해 항상 사용될 수 있거나 또는 전술한 기법들을 사용하여 잠재적인 스푸핑 신호가 검출될 때만 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 스푸핑 신호들은 또한 적대적 당사자에 의해 발사된 위성에 의해 생성될 수 있으며, 여기서 스푸핑 신호들은 GNSS 대역들에서 재밍 (jamming) 을 야기할 수 있거나 위조 GNSS 신호들을 포함할 수 있다. 사용되는 신호 에너지에 따라, 위에서 설명된 기술들 및 일부 실시형태들에서, 더 긴 통합 기간들, 기저대역에서의 위조 신호들의 능동적 분리 및 소거, 및/또는 능동적 윈도우 관리 (예를 들어, 공동-위치되지 않은 위성들의 상이한 도플러 프로파일들에 기초함) 는, 포지셔닝에 대한 스푸핑 신호의 영향을 완화시키기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 궤도들에 대한 도플러 시프트들을 프로파일링하는 것에 의해, 스푸핑 신호들을 생성하는 위성 및 위성의 컨스텔레이션과 같은 스푸핑 신호들의 원점들이 또한 결정될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 스푸핑 신호에 관한 정보, 이를 테면, 스푸핑 신호들이 검출되는 구역들, 모바일 스푸퍼의 피처들 (예를 들어, 라이센스 플레이트 또는 디지털 식별 또는 스푸핑 신호들을 송신하는 비히클의 다른 식별 피처들) 등은 개별적인 GNSS 수신기들 또는 모바일 디바이스들로부터 크라우드소싱될 수 있다. 예를 들어, 정보는 수신된 정보를 수집분석하여 스푸핑 구역들과 같은 정보를 포함하는 특정 보조 데이터를 생성할 수도 있는 다른 GNSS 수신기들 또는 위치확인 서버에 전송될 수도 있다. 그 후, 위치확인 서버는 보조 데이터를 GNSS 수신기들에 브로드캐스트할 수도 있다.
도 9a 는 특정 실시형태들에 따른, GNSS 스푸핑의 존재시 모바일 디바이스의 정확한 위치를 결정하는 방법 (900-A) 의 예를 예시하는 흐름도이다. 모바일 디바이스는, 예를 들어, 모바일 폰, 비히클, 및/또는 다른 유형의 UE 또는 전자 디바이스를 포함할 수 있다. 도 9a 에 예시되고 본원에 설명된 동작들은 포지셔닝에 대한 스푸핑 신호들의 영향을 검출하고 완화하기 위해 특정 포지셔닝 기술들을 제공한다는 것에 주지한다. 동작들의 다른 시퀀스들이 또한 대안적인 실시형태들에 따라 수행될 수도 있다. 예를 들어, 대안적인 실시형태들은 상이한 순서로 동작을 수행할 수 있다. 또한, 도 9a 에 예시된 개별 동작들은 개별 동작에 대해 적절하게 다양한 시퀀스들로 수행될 수 있는 다수의 서브-동작들을 포함할 수 있다. 더욱더, 일부 동작들이 특정 애플리케이션들에 의존하여 추가 또는 제거될 수도 있다. 일부 구현들에서, 둘 이상의 동작들이 병렬로 수행될 수 있다. 당업자는 다수의 변동예들, 변형예들, 및 대체예들을 인식할 것이다. 여러 실시형태들에서, 방법 (900-A) 에 예시된 기능성을 수행하기 위한 수단은, 예를 들어, 설명된 기능성을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수도 있는 모바일 디바이스의 프로세싱 유닛 및/또는 GNSS 수신기를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 방법 (900-A) 에서의 동작들을 수행하기 위한 수단은 모바일 디바이스의 여러 컴포넌트들, 이를 테면, 무선 통신 인터페이스 (1130), 무선 통신 안테나(들)(1132), 버스 (1105), 디지털 신호 프로세서 (DSP)(1120), 프로세싱 유닛(들)(1110), 메모리 (1160), GNSS 수신기 (1180), 및/또는 아래 도 11 에 예시되어 있는 모바일 디바이스 (1100) 의 다른 컴포넌트들; 및/또는 무선 통신 인터페이스 (1230), 무선 통신 안테나(들)(1232), 버스 (1205), 디지털 신호 프로세서 (DSP)(1220), 프로세싱 유닛(들)(1210), 메모리 (1260), GNSS 수신기 (1280) 및/또는 아래 도 12 에 예시된 모바일 디바이스 (1200) 의 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
블록 (905) 에서의 기능은 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하는 것을 포함한다. 여기서, 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보는 모바일 디바이스의 위치를 나타내는 (현재의 GNSS 정보 이외의) 데이터 소스들로부터의 다양한 정보 중 임의의 정보를 포함할 수도 있다. 이 포지션 정보는 따라서 지상 트랜시버들 (예를 들어, RAT-기반 포지셔닝, WLAN-기반 포지셔닝 등), WAN 셀 섹터 센터, 액세스 포인트 (AP) 위치 (예를 들어, 최근접 AP 에 기초한 위치), 맵 데이터, 센서 데이터 또는 추측 항법 위치결정 정보 또는 이들의 조합으로부터의 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 모바일 디바이스의 다중-측량을 포함할 수도 있다. 센서 데이터는 또한 모바일 디바이스에 이용가능한 센서들에 따라 변경될 수 있다. 센서 데이터는 예를 들어, 모션 센서, 자력계, 휠 센서, 카메라, 레이더, LIDAR, 또는 소나 센서, 또는 이들의 조합으로부터의 데이터를 포함할 수 있다.
비-GNSS 포지션이 현재의 GNSS 신호들에 기초하지 않을 수도 있지만, 그것은 이전의 GNSS 정보에 적어도 부분적으로 기초할 수도 있다는 것을 주지할 수 있다. 비-GNSS 포지션은, 예를 들어, 포지셔닝 엔진 (예를 들어, Kalman 필터) 에 의해 제공될 수도 있으며, 이는 이전에-언급된 지상 트랜시버들, 센서들 등뿐만 아니라, GNSS 정보 (예를 들어, 이전의 GNSS 위치 정보) 를 사용했을 수도 있는 이력 위치/이전의 포지션 픽스들을 포함하는 여러 데이터 소스들로부터의 정보를 사용할 수도 있다.
아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 (예를 들어, 도 12 와 관련하여), 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션은 하나 이상의 위치 데이터 소스들로부터의 데이터를 고려하여, (예를 들어, 포지셔닝 엔진을 사용하여) 애플리케이션 프로세서에 의해 결정 및/또는 획득될 수도 있다. 그 후, 애플리케이션 프로세서는 GNSS 수신기에 위치를 제공하고 및/또는 GNSS 수신기가 비-GNSS 포지션의 관점에서 탐색 윈도우를 정의할 수 있게 하는 데이터를 제공할 수도 있다. 이러한 구현들에서, 방법 (900-A)은 모바일 디바이스의 애플리케이션 프로세서로부터 모바일 디바이스의 GNSS 수신기에서 비-GNSS 포지션을 수신하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
블록 (910) 에서, 기능은 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호를 수신하는 것을 포함한다. 이는, 예를 들어, 콜드 스타트 수신기로부터 제 1 GNSS 신호를 취득하는 것을 포함할 수 있다. 콜드 스타트부터, GNSS 수신기는 매우 큰 탐색 공간을 탐색할 수 있다. 예를 들어, 탐색 윈도우는 전체 국가의 이상만큼 많이, 또는 지상 트랜시버 상의 최대 안테나 범위만큼 적게 포함할 수 있다. 다만, 이러한 포지션 정보에서, 이러한 탐색의 근거는 다소 좁아질 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스가 최근의 이전 포지션 또는 인프라스트럭처 기반 (예를 들어, RAT-기반 또는 WLAN-기반) 포지션에 액세스하면, 탐색 공간은 현재 위치 및, 이용가능한 경우, 현재 시간 주위로 협소화될 수 있다. (그러나, 탐색 윈도우는 충분히 넓고 그리고/또는 스푸핑된 GNSS 신호가 주파수 및 위상 오프셋에서 충분히 가까워서 스푸핑된 GNSS 신호가 현재 탐색 윈도우 파라미터들에 의해 캡처된다고 가정될 수도 있다.) 또한, 일부 실시형태들에 따르면, GNSS 수신기는 단일 위성을 탐색하고, 그 후 추후에 다른 위성들이 궤도력 및 시간을 사용하는 위치를 결정함으로써 프로세싱 전력을 절약할 수 있다.
블록 (920) 에서, 기능은, 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 예측된 주파수와 임계 주파수 차이를 초과하여 상이한 주파수, 예측된 코드 위상과 임계 코드 위상 차이를 초과하여 상이한 코드 위상, 또는 둘 모두를 포함한다고 결정하는 것을 포함한다. 본원에서 언급된 바와 같이, 모바일 디바이스에 대한 위성의 대략적인 위치는 모바일 디바이스의 대략적인 포지션 (예를 들어, 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션), 시간 및/또는 시간 불확실성, 및/또는 위성에 대한 궤도력 데이터로부터 결정될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 궤도력 정보는 스푸핑을 검출하는 데 사용될 수 있다. 궤도력 정보는 장기 궤도력, 위치확인 서버로부터 전송된 정규 궤도력, 및/또는 각각의 위성에 대한 복조된 궤도력을 포함할 수 있고, 특정 시간에 주어진 위성의 대략적인 위치를 결정하는 데 사용될 수 있다. 이 정보를 사용하여, GNSS 수신기는 위성으로부터의 GNSS 신호에 대한 예측된 주파수 및 코드 위상을 결정할 수 있다. 비-GNSS 포지션, 이력 정보, 및/또는 다른 관련 데이터의 신뢰도 및/또는 정확도를 사용하여, 모바일 디바이스는 위성으로부터의 GNSS 신호가 예상될 주파수 차이 및 위상 차이에 대한 임계값들을 결정할 수 있다.
블록 (930) 에서, 주파수는 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하는 것을 포함한다. 여기서, 주파수 윈도우는 예를 들어, 비-GNSS 포지션 상에 센터링될 수 있고, 임계 주파수 차이 및 임계 코드 위상 차이에 따라 사이징될 수 있다. 구체적으로, 일부 실시형태들에 따르면, 탐색 윈도우는 제 1 GNSS가 탐색 윈도우 밖에 있도록 선택될 수 있다. 또한, 탐색 윈도우는 (예를 들어, 루프 기반 획득/추적을 구현하는) 하나 이상의 추적 루프를 사용하여 구현될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 탐색 윈도우는 코드 위상 오프셋들 및 신호 주파수들의 상이한 조합들 (예를 들어, 그리드 기반 취득/추적) 을 포함하는 2-차원 추적 그리드의 부분일 수도 있다. 통상적인 루프 기반 및 그리드 기반 취득/추적은 종종 가장 강한 신호 (종종 스푸핑 신호일 수 있음) 를 취득하고 추적한다. 따라서, 블록 (930) 에서 제공된 방식으로 탐색 윈도우를 설정하는 것은 GNSS 수신기가 더 강한-전력의 스푸핑 신호의 존재시 (예상된 또는 예측된 탐색 공간 내에서) 적법한 GNSS 신호를 취득 및 추적하는 것을 가능하게 할 수 있다.
블록 (940) 에서, 방법 (900-A) 은 또한 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하는 것을 포함한다. 이 측정은, 예를 들어, 의사범위 또는 의사범위 및 캐리어 위상을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 제 2 GNSS 신호의 측정이 임계량 내에서 비-GNSS 위치와 일치하는 추정된 위치 (예를 들어, 포지셔닝 엔진에 의해 추정됨) 를 야기하면, 제 2 GNSS 신호는 적법한 GNSS 신호인 것으로 결정될 수 있고, 제 1 GNSS 신호는 스푸핑 신호인 것으로 결정될 수 있다. (추정된 포지션을 결정하기 위해, 다수의 위성들 (예를 들어, 셋 이상) 이 추정된 포지션을 결정하기 위해 사용될 수도 있다는 것에 유의할 수 있다. 따라서, 제 2 GNSS 신호는 모바일 디바이스의 추정된 포지션을 결정하는데 사용되는 많은 것들 중 하나일 수 있다. 따라서, 방법 (900-A) 의 일부 실시형태들은 제 2 GNSS 신호에 대한 측정 (예를 들어, 의사범위) 에 기초하여 모바일 디바이스의 업데이트된 포지션을 결정하는 것 및/또는 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 본원의 다른 곳에서 언급된 바와 같이, 의사범위가 비-GNSS 포지션과 "동의"하는 추정된 포지션을 초래하는지 여부를 결정하는 것은 최소 제곱 피트 또는 다른 위치 계산을 결정하는 것을 수반할 수 있으며, 여기서, 피트/에러 항은, 위치가 복수의 위성들에 대한 제 1 GNSS 신호를 사용하여 결정될 때 (예를 들어, 임계값에 대해) 분석될 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 방법 (900-A) 은 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위해 복수의 수신된 신호들로부터 스푸핑 신호를 감산하는 것을 더 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 제 1 GNSS 신호는 제 1 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 모바일 디바이스에 의해 수신되고, 제2 GNSS 신호는 제2 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 모바일 디바이스에 의해 수신된다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은, 제 1 신호가 제 1 컨스텔레이션으로부터 유래하고, 제 2 컨스텔레이션을 사용하여 결정된 모바일 디바이스의 위치와 불일치한다고 결정하는 것에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다.
제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은 원하는 기능에 따라 다양한 방식들 중 임의의 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들에 따르면, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은 스푸핑 신호가 임계 값보다 큰 신호 강도를 갖는다는 것에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 이 임계 값은 일부 실시형태들에 따라, 오픈 스카이 조건에서의 GNSS 신호 강도 레벨에 기초하여 결정될 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은, 수신된 신호들이 제 1 GNSS 신호를 포함하는 것에 기초하여 모바일 디바이스의 포지션 픽스를 결정하는 것, 및 포지션 픽스가 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하는 것에 기초하여, 수신된 신호들을 스푸핑 신호를 포함하는 것으로 식별하는 것을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은, 제 1 GNSS 신호를 획득하는 것, 및 제 1 GNSS의 의사범위로부터 결정된 하나 이상의 위치들이 맵 데이터와 불일치한다는 결정에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 것을 포함할 수 있다. 여기서, 아래 보다 자세히 설명되는 바와 같이, 이러한 불일치는, 모바일 디바이스가 맵 데이터의 관점에서 불가능하거나 가능성이 없는 위치에 있는 것을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로 결정하는 것은, 제 1 GNSS 신호의 신호 주파수와 이전에 캡처된 GNSS 신호의 신호 주파수 사이의 차이가 임계값보다 크다고 결정하는 것을 포함할 수 있다. 즉, 제 1 GNSS 신호 주파수는 대응하는 GNSS 신호에 대한 주파수에 관한 이력 데이터와 불일치할 수도 있다.
일부 실시형태들에 따라, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은 두 개의 세트의 자체-일치성 신호들을 취득하는 것을 포함할 수 있고, 여기서 자체-일치성 신호들의 하나의 세트는 제 1 GNSS 신호를 포함한다. 이러한 실시형태들에서, 모바일 디바이스의 개별적인 포지션 픽스를 결정하는 것은 제 1 GNSS 신호를 포함하지 않는 자체-일치성 신호들의 세트에 기초할 수도 있다. 이러한 실시형태들은, 두 개의 개개의 포지션 픽스들 사이의 차이에 기초하여, 제 1 GNSS 신호를 포함하는 자체-일치성 신호들의 하나의 세트를 스푸핑 신호를 포함하는 것으로서 식별하는 것을 더 포함할 수 있다. 두개의 세트의 자체-일치성 신호들이 검출되면, 비-GNSS 포지션에 가장 가까운 세트는 적법한 GNSS 신호인 것으로 결정될 수 있고, 다른 세트는 스푸핑 신호인 것으로 결정될 수도 있다. 여기서, 자체-일치성 신호들은 최소 제곱 피트 중에서 합리적으로 작은 에러 추정값을 제안한다. 비-GNSS 포지션과 일치되지 않는 자체-일치성 신호들의 세트 사이에 타이트한 핏/작은 에러가 있는 경우, 이는 (예를 들어, 다중 경로보다는) 스푸핑을 나타낼 수도 있다. 상이한 위성들 (예를 들어, 동일하거나 떨어진 컨스텔레이션) 에 상이하게 영향을 미칠 다중 경로는 큰 에러를 초래할 것이다.
일부 실시형태들에 따르면, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은, 제 1 GNSS 신호를 획득하는 것, 및 (i) 코드 위상의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 코드 위상의 변화를 결정하는 것, (ii) 주파수의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 주파수의 변화를 결정하는 것, 또는 (iii) 양쪽 모두에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 것을 포함한다. 이전에 언급된 바와 같이, 이러한 변화들은 샘플링 주기들 사이에서 발생할 수 있다. 다중 경로에 대한 예외들이 제공될 수 있으며, 여기서 (이전에 표시된 바와 같이) 더 큰 탐색 윈도우가 다중 경로에 기초한 주파수 및/또는 코드 위상에서의 점프들을 고려하는데 사용될 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 스푸핑 신호를 검출하는 것은 제 1 GNSS 신호를 취득하는 것 및 제 1 GNSS 신호의 코드 위상, 주파수, 또는 둘 모두의 변화율이 이전에 결정되거나 예측된 변화율과 임계값을 너머 상이하다는 결정에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 스푸핑되면, 모바일 디바이스의 결정된 위치는 관찰되었던 것 (이력 데이터) 또는 예상되는 것 (예를 들어, 운동의 움직임에 기초하는) 보다 더 많이 변경될 수도 있다. 예를 들어, 비히클들은 고속도로에서 100 mph 보다 더 빨리, 그리고 도시에서 30-50 mph 보다 더 빨리 이동하는 것이 드물다. 보행자들은 통상적으로 10mph를 초과하여 움직이지 않으며, 따라서, 모바일 디바이스에 의해 알려지면, 움직임의 유형들 (운전, 보행 등) 이 코드 위상 변화 및 주파수 변화에 대한 최대 임계값을 결정하는 데 사용될 수 있다. 움직임의 유형은, 예를 들어, 센서 입력 및/또는 다른 데이터에 기초하여 애플리케이션 프로세서에 의해 결정될 수 있다.
도 9b 는 GNSS 신호들을 프로세싱 및/또는 카테고리화하기 위해 스푸핑 신호에 관한 정보를 사용하는 일 예의 실시형태를 예시하는 방법 (900-B) 이다. 또한, 도 9b 에 예시되고 본원에 설명된 동작들은 모바일 디바이스의 포지셔닝에 대한 스푸핑 신호들의 영향을 검출하고 완화하기 위해 특정 기법들을 제공한다. 도 9b 의 블록들에 예시된 기능의 일부 또는 전부는 도 9a 의 블록들에 예시된 기능의 일부 또는 전부와 함께 수행될 수 있다. 동작들의 다른 시퀀스들이 또한 대안적인 실시형태들에 따라 수행될 수도 있다. 예를 들어, 대안적인 실시형태들은 상이한 순서로 동작을 수행할 수 있다. 또한, 도 9b 에 예시된 개별 동작들은 개별 동작에 대해 적절하게 다양한 시퀀스들로 수행될 수 있는 다수의 서브-동작들을 포함할 수 있다. 더욱더, 일부 동작들이 특정 애플리케이션들에 의존하여 추가 또는 제거될 수도 있다. 일부 구현들에서, 둘 이상의 동작들이 병렬로 수행될 수 있다. 당업자는 다수의 변동예들, 변형예들, 및 대체예들을 인식할 것이다. 여러 실시형태들에서, 흐름도 (900-B) 에 예시된 기능성을 수행하기 위한 수단은, 예를 들어, 설명된 기능성을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수도 있는 모바일 디바이스의 프로세싱 유닛 및/또는 GNSS 수신기를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 흐름도 (900-A) 에서의 동작들을 수행하기 위한 수단은 모바일 디바이스의 여러 컴포넌트들, 이를 테면, 무선 통신 인터페이스 (1130), 무선 통신 안테나(들)(1132), 버스 (1105), 디지털 신호 프로세서 (DSP)(1120), 프로세싱 유닛(들)(1110), 메모리 (1160), GNSS 수신기 (1180), 및/또는 아래 도 11 에 예시되어 있는 모바일 디바이스 (1100) 의 다른 컴포넌트들; 및/또는 무선 통신 인터페이스 (1230), 무선 통신 안테나(들)(1232), 버스 (1205), 디지털 신호 프로세서 (DSP)(1220), 프로세싱 유닛(들)(1210), 메모리 (1260), GNSS 수신기 (1280) 및/또는 아래 도 12 에 예시된 모바일 디바이스 (1200) 의 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다.
블록 (960) 에서, 기능은 모바일 디바이스에서 수신된 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것을 포함한다. 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호라는 결정은 본원에 설명된 기법들 중 임의의 것 (예를 들어, 주파수 및/또는 코드 위상과, 비-GNSS 위치에 기초한 예측된 주파수 및/또는 코드 위상의 비교, 신호 강도 임계값을 초과하는 것, 맵 데이터와의 불일치 등) 을 사용하여 이루어질 수 있다.
블록 (970) 에서, 기능은 모바일 디바이스에서, 제 2 GNSS 신호를 수신하는 것을 포함한다. 제 2 GNSS 신호는 제 1 GNSS 신호와 동일하거나 상이한 컨스텔레이션에 있을 수도 있고, (예를 들어, 본원에서 설명된 기법들을 사용하여) 모바일 디바이스에 의해 확립된 탐색 윈도우 내에서 수신될 수도 있는 등이다.
블록 980 에서, 기능은 제 1 수신된 GNSS 신호에 관한 정보에 적어도 부분적으로 기초하여 제 2 GNSS 신호가 또한 스푸핑 신호인지 여부를 결정하는 것을 포함한다. 여기서, 모바일 디바이스는 다양한 방식들 중 임의의 방식으로 제 1 GNSS 신호에 관한 정보를 활용할 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스는 제 1 GNSS 신호의 특성들 (주파수 및/또는 코드 위상 오프셋) 에 기초하여 탐색 윈도우의 사이즈를 감소시킬 수 있다. 본원의 다른 곳에서 언급된 바와 같이, 스푸핑 신호들은 (예를 들어, 그리드-기반 또는 루프-기반 추적 접근법을 사용하여, 여기서 탐색 윈도우는 스푸핑 신호에 센터링됨) 추적될 수 있고, 추적된 스푸핑 신호들에 대한 진행 중인 정보 (knowledge) 는 임의의 새롭게 검출된 GNSS 신호에 대해 추가로 활용될 수 있다. 예를 들어, 코드 윈도우들은 유사하게 스푸핑된 신호들의 검출을 가능하게 하기 위해 추적된 스푸핑 신호에 의해 예측될 수 있다. 예를 들어, 하나의 위성에 대한 스푸핑 신호로부터 도출된 시간, 주파수 오프셋, 및 코드 위상 오프셋은, 궤도력과 함께, 동일한 컨스텔레이션 내에서 스푸핑되는 다른 위성 신호들에 대한 스푸핑 신호 코드 위상 오프셋 및 주파수 오프셋을 결정하는데 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 추적된 스푸핑 신호의 윈도우 내에 들어오는 임의의 새롭게 검출된 GNSS 신호는 스푸핑 신호로서 식별될 수 있고, 또한 필요에 따라 추적될 수도 있다. 모바일 디바이스에 의해 식별된 임의의 스푸핑 신호는 스푸핑의 효과들을 식별하고 완화하는 것을 돕기 위해 다른 모바일 디바이스들, 서버들 등에 통신될 수 있다.
도 10 은 이 유형의 스푸핑 검출이 그리드 기반 접근법에서 어떻게 수행될 수 있는지를 보여주는 그리드 (1000) 의 예시이다. 이 접근법은, GNSS 수신기가 GNSS 신호를 이미 취득하여 추적하고 있는지 여부, 또는 GNSS 수신기가 GNSS 신호를 아직 취득하지 않았는지 여부에 따라 달라질 수도 있다. 도 10 과 관련하여 설명된 스푸핑 검출을 위한 기법들은 도 9 와 관련하여 이전에 설명된 기법들 중 하나 이상을 반영할 수도 있다.
GNSS 수신기가 이미 (예를 들어, 추적) GNSS 신호 (1010) 에 로킹되면, GNSS 수신기는 유효 시간 및 궤도력을 가질 가능성이 있고, GNSS 수신기가 (예를 들어, 위에서 설명된 방식으로) GNSS 신호 (1010) 를 추적하는 윈도우 (1020) 를 (시간 및 궤도력으로부터 도출된) GNSS 수신기에 대한 위성의 상대적 포지션에 기초하여 확립할 수 있다. 그 다음, 윈도우 (1020) 는 GNSS 신호 (1010) 가 연속적인 측정들에 대해 그리드 (1000) 의 다른 그리드 포인트들로 얼마나 멀리 "점프"하도록 허용되는지에 대한 임계값으로서 사용될 수 있다. 윈도우 (1020) 의 사이즈는 다중 경로에 기초한 실제 신호들에서의 예상된 변동에 추가로 기초할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 예를 들어, 윈도우 (1020) 는, GNSS 신호 (1010) 가 100m 이상 변경된 GNSS 수신기의 추정된 포지션을 초래하는 주파수 및/또는 코드 위상에서 점프하도록 허용되지 않도록 사이징될 수 있다. (다른 실시형태들은 요건들에 따라 더 크거나 더 작은 윈도우 (1020) 를 구현할 수 있다.) 이러한 방식으로, 스푸핑된 신호 (1030)(그리고 매우 큰 에러를 갖는 일부 다중 경로 신호들) 는 GNSS 수신기에 대한 내비게이션 솔루션에 도움이 되지 않을 때 무시될 수 있다. 윈도우 (1020) 의 사이즈 및 위치를 알리기 위해 다른 위치 제약들이 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 비히클들의 경우, 이러한 위치 제한들은 차선 또는 도로 경계들; 비히클들이 위치될 수 없는 (또는 위치될 가능성이 매우 낮은) 건물들, 장애물들, 또는 다른 물체들 등을 포함할 수 있다. 다른 예로서, GNSS 수신기가 위성에 대한 트랙을 손실하면, 하나 또는 몇몇 위성들에 대한 탐색 윈도우가 확장될 수 있다. 이러한 경우들에서, 스푸핑 신호는 캡처될 수 있고, 본원에 제공된 기법들은 (예를 들어, 비-GNSS 포지션에 기초하여) 실제 GNSS 신호를 식별하는데 사용될 수 있다. 그 경우, 손실된 위성으로부터의 GNSS 신호는 여전히 추적되는 대응하는 GNSS 신호들을 갖는 위성들로부터의 신호들과 일치하는 탐색 윈도우들에서 다시 가시화될 수 있다. (모든 위성에 대해 별도의 탐색 윈도우를 사용하여 필요에 따라, 스푸핑 신호가 있는지를 검증할 수 있다).
일부 실시형태들에서, 이력 추적 데이터는 패턴들을 식별하고 추적된 GNSS 신호 (1010) 의 일치성을 보장하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 그리드 (1000) 에 걸친 GNSS 신호 (1010) 의 움직임은 위성이 가시적인 동안 시간에 걸쳐 추적될 수도 있다. 이러한 실시형태들에서, GNSS 수신기는 포지셔닝/내비게이션에 사용될 GNSS 신호 (1010) 가 그리드 (1000) 에 걸친 GNSS 신호 (1010) 의 이전의 움직임과 일치하는 것보다 더 멀리 이동하지 않아야 하도록 변화율 임계값을 적용할 수도 있다. 이러한 변화율은 또한 GNSS 수신기의 이력 또는 실시간 움직임 데이터에 기초할 수 있다. 일부 실시형태들에 따라, 상이한 변화율 임계값들은 주파수 및 코드 위상에 대해 사용될 수 있다.
GNSS 수신기가 GNSS 신호 (1010) 를 아직 취득하지 않았다면, 이전에 설명된 기능에 대한 일부 수정들이 이루어질 수 있다. GNSS 수신기가 유효 시간을 갖지 않으면, 네트워크 (예를 들어, 시간을 제공하는 광역 네트워크 (WAN) 의 시스템들 또는 시간을 제공하는 인터넷 시간 서버들 또는 다른 서버들) 로부터 적합한 시간을 획득가능할 수도 있다. 유효 궤도력이 사용되거나 획득될 수 있고 (예를 들어, 네트워크로부터 복조 또는 수신될 수 있고), 근사 포지션이 또한 이전에 설명된 바와 같이 (예를 들어, 최근 포지션 추정으로부터, 다른 포지셔닝 기법들 등으로부터) 취득될 수 있고, 그 다음, 시간, 궤도력, 및 근사 위치가 GNSS 신호 (1010) 가 수신될 것으로 예상되는 윈도우 (1020) 에 대한 경계를 예측하기 위해 사용될 수 있다. 윈도우 (1020) 의 사이즈는 시간 및/또는 대략적인 위치의 불확실성에 기초할 수 있다.
설정된 윈도우 (1020) 의 외부에 위치된 스푸핑 신호 (1030) 는 상대적으로 강할 수 있다. 그러나, GNSS 신호 (1010) 를 위하여 포지션 추정의 목적들을 위해 예측된 경계들 내에 있는 더 약한 위성 신호가 무시될 수 있다. (비-GNSS 수단을 사용하는) 대략적인 위치가 변화함에 따라, 윈도우 (1020) 의 위치는 대응하여 변화할 수 있고, 이에 의해 GNSS 수신기가 스푸핑 신호 (1030) 를 식별하기 위해 사용할 수 있는 진행중인 임계값을 유지한다. 또한, GNSS 신호 (1010) 가 윈도우 (1020) 내에서 획득되면, 이전에 설명된 바와 같이, 취득된 GNSS 신호들 (1010) 을 추적하는 것과 관련하여 추가적인 제약들이 사용될 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 에너지 임계값은 스푸핑 신호 (1030) 를 검출하기 위해 추가적으로 또는 대안적으로 설정되고 사용될 수 있다. 예를 들어, GNSS 수신기는 예상된 에너지 레벨들을 결정하고 최대 에너지 임계값을 확립하기 위해 추적된 GNSS 신호 (1010) 및/또는 GNSS 신호들로부터의 이력 데이터를 사용할 수도 있다. GNSS 수신기가 이 임계값을 초과하는 에너지 레벨을 갖는 스푸핑 신호 (1030) 를 수신하면 (스푸핑된 신호 (1030) 가 윈도우 (1020) 내에 있더라도), GNSS 수신기는 스푸핑된 신호 (1030) 를 무시할 수 있다.
실시형태들은 위의 실시형태들에서 설명된 그리드 기반 취득 또는 추적 접근법들에 제한되지 않는다. 실시형태들은, 예를 들어, GNSS 수신기들에 의해 종종 사용되는 루프-기반 추적 (예를 들어, 주파수 및/또는 코드 루프들) 을 이용할 수 있다. 실제로, 다양한 유형들의 GNSS 수신기들은 주파수 및 코드 추적을 위한 다양한 유형들의 기술들을 구현할 수 있다. 본원에 제공된 GNSS 스푸핑의 존재시 GNSS 수신기의 정확한 위치를 결정하기 위한 실시형태들은 사용된 추적의 유형 (예를 들어, 그리드-기반 추적, 루프-기반 추적, 또는 다른 방식) 에 관계없이 구현될 수 있다. 다시 도 2a 를 참조하면, 예를 들어, 블록 (216) 에서의 복소 하향-변환 및 디지털 기저대역 프로세싱은 루프-기반 취득/추적을 가능하게 하는 (그리드-기반 포착/추적을 제공하는 것에 더하여 또는 대안으로서) 주파수 및/또는 코드 위상 루프들을 구현하는 데 사용될 수 있다. 이 예에서, 블록 (216) 에 입력으로서 제공되는 I 및 Q 컴포넌트들은 각각 코드 및 캐리어 루프들에 제공될 수 있으며, 이는 취득된 코드 및 캐리어 신호들을 각각 추적하도록 튜닝될 수 있다. 이러한 튜닝은 이전에 설명된 그리드-기반 접근법들과 유사하게, 스푸핑의 존재 시에 모바일 디바이스의 신뢰성 있는 포지셔닝을 제공하기 위한 탐색 윈도우를 제공하도록 수정될 수 있다.
예를 들어, 스푸핑 신호가 마주칠 때 GNSS 수신기가 GNSS 신호를 획득하였다면, 스푸핑 신호는 스푸핑된 해결책을 설명하기 위해 코드 위상 및/또는 주파수에서 점프를 야기할 수도 있다. 다시, 유효 시간 및 궤도력을 사용하여, GNSS 수신기는 주파수 및 코드 추적 루프들에 의해 허용가능한 최대 주파수 변화 및 최대 코드 위상 변화에 대한 임계값을 설정하는 탐색 윈도우를 확립할 수 있다 (예를 들어, 이들 루프들은 이들 최대값들 아래의 주파수 및/또는 코드 위상에서의 변화들만을 수락하도록 이전에 설명된 바와 같이 튜닝될 수 있다). 또한, 예를 들어, 칼만 또는 다른 필터를 사용하여 전파될 때, 중심 주파수 및 코드 위상 (시간 및 천체력을 사용하여 예측된 바와 같음) 을 사용하여 더 길게 통합함으로써, 원래의 GNSS 신호가 여전히 추적될 수 있다. 다시, 실시형태들은 위치가 임계량 이상으로 이동하게 하지 않도록 신호 변동이 야기하도록 임계값을 결정할 때 다중 경로 및 다른 신호 이상들에 기초한 실제 신호 변동을 허용할 수 있다. (이것은 GNSS 수신기의 실제 위치보다는, 의사범위에서의 임계 변화에 기초할 수 있다) 따라서, 설정된 임계값을 초과하는 그러한 변동들을 야기하는 신호들은 무시될 수 있다.
이전에 설명된 실시예들에서와 같이, 주파수 및 코드 위상 변화들은 변화율 임계값들을 확립하기 위해 시간에 걸쳐 추적될 수 있다. 다시 말해서, 추적된 GNSS 신호의 위성이 가시선 내에 있는 동안, 수락될 추적된 GNSS 신호에서의 점프가 이전 이동과 일치하는 것보다 주파수 및/또는 코드 위상에서 더 멀리 신호를 이동시키지 않아야 하도록 주파수 및/또는 코드 위상에 대한 변화율 임계값이 확립될 수도 있다.
GNSS 수신기가 스푸핑 신호에 마주칠 때 GNSS 신호가 아직 취득되지 않았다면, 시간, 궤도력, 및 대략적인 위치는 이전에 설명된 방식으로 획득되고 탐색 윈도우의 사이즈를 설정 (예를 들어, 최대 및 최소 주파수 임계값들 뿐만 아니라 최대 및 최소 코드 위상 임계값을 예측) 하는데 사용될 수 있다. 주파수 및 코드 위상 루프들은 이러한 탐색 윈도우를 구현하기 위해 그에 따라 튜닝될 수 있으며, 그에 의해 GNSS 수신기가 지정된 임계값들 내의 실제 GNSS 신호들을 식별할 수 있게 한다. GNSS 수신기의 대략적인 위치의 변화들에 기초하여 윈도우(1020) 그리드-기반 접근법을 이동시키는 것과 유사하게, 트래킹 루프들을 사용하는 실시형태들은 비-GNSS 소스들 변화들에 기초하여 대략적인 위치로서 주파수 및 코드 위상 루프들에 대한 임계 경계들을 수정할 수 있다. 또한, 일단 탐색 윈도우 (설정된 임계값들) 내에서 신호가 획득되면, GNSS 신호들을 이미 획득한 수신기들에 관하여 위에서 언급된 제약들이 사용될 수 있다.
도 11 은 (예를 들어, 도 1 내지 도 11 과 관련하여) 본원에서 전술한 바와 같이 활용될 수 있는 모바일 디바이스 (1100) 의 실시형태를 도시한다. 예를 들어, 모바일 디바이스 (1100) 는 도 1 및 도 6 의 UE (105) 에 대응할 수 있고, 그리고/또는 도 9a 및 도 9b 에 도시된 방법들의 기능들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 도 11 은 여러 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하기 위한 것일 뿐이며, 이들 중 일부 또는 전부가 적절하게 활용될 수 있음을 주지해야 한다. 일부 사례들에서, 도 11 에 의해 예시된 컴포넌트들은 단일 물리적 디바이스에 국한될 수 있고/있거나 비히클의 서로 다른 물리적 위치에 배치될 수 있는 다양한 네트워킹된 디바이스들 사이에 분산될 수 있음을 주지해야 한다. 또한, 이전에 언급된 바와 같이, 이전에 설명된 실시형태들에서 논의된 UE 의 기능은 도 11 에 예시된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들 중 하나 이상에 의해 실행될 수 있다.
버스 (1105) 를 통해 전기적으로 커플링될 수 있는 (또는 그렇지 않으면 적절하게 통신하고 있을 수도 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 모바일 디바이스 (1100) 가 도시된다. 하드웨어 엘리먼트들은 하나 이상의 범용 프로세서, 하나 이상의 특수 목적 프로세서 (예를 들어, DSP 칩, 그래픽 가속 프로세서, 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC), 및/또는 기타), 및/또는 다른 프로세싱 구조 또는 수단을 제한없이 포함할 수 있는 프로세싱 유닛(들) (1110) 을 포함할 수도 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 일부 실시양태들은 원하는 기능에 따라 별개의 DSP (1120)를 가질 수도 있다. 무선 통신에 기초한 위치 결정 및/또는 다른 결정은 프로세싱 유닛(들)(1110) 및/또는 무선 통신 인터페이스(1130)(아래에서 논의됨)에서 제공될 수 있다. 모바일 디바이스 (1100) 는 또한 제한 없이 하나 이상의 키보드, 터치 스크린, 터치 패드, 마이크로폰, 버튼, 다이얼, 스위치 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 디바이스 (1170); 및 제한 없이 하나 이상의 디스플레이 (예를 들어, 터치 스크린), 발광 다이오드 (LED), 스피커 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 출력 디바이스 (1115) 를 포함할 수 있다.
모바일 디바이스 (1100) 는 또한, 모뎀, 네트워크 카드, 적외선 통신 디바이스, 무선 통신 디바이스 및/또는 (블루투스® 디바이스, IEEE 802.11 디바이스, IEEE 802.15.4 디바이스,Wi-Fi 디바이스, WiMax 디바이스, WAN 디바이스 및/또는 여러 셀룰러 디바이스 등과 같은) 칩셋 등을 제한 없이 포함할 수 있고 위의 실시형태들에서 설명된 바와 같이 모바일 디바이스 (1100) 가 다른 디바이스들과 통신하게 할 수 있는 무선 통신 인터페이스 (1130) 를 포함할 수도 있다. 무선 통신 인터페이스 (1130) 는 본원에 설명된 바와 같이, 데이터 및 시그널링이 예를 들어, eNB들, gNB들, ng-eNB들, 액세스 포인트들, 다양한 기지국들 및/또는 다른 액세스 노드 유형들, 및/또는 다른 네트워크 컴포넌트들, 컴퓨터 시스템들, 및/또는 TRP들과 통신가능하게 커플링된 임의의 다른 전자 디바이스들을 통해 네트워크의 TRP들과 통신 (예를 들어, 송신 및 수신) 되게 할 수 있다. 통신은 무선 신호 (1134) 를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 무선 통신 안테나(들)(1132)를 통해 수행될 수 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 무선 통신 안테나(들)(1132)는 복수의 이산 안테나들, 안테나 어레이들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
원하는 기능에 따라, 무선 통신 인터페이스(1130)는 모바일 캐리어 네트워크의 기지국들 (ng-eNB들 및 gNB들) 및 다른 지상 트랜시버들, 이를 테면, 무선 디바이스들 및 액세스 포인트들과 통신하기 위해 별개의 수신기 및 송신기, 또는 트랜시버들, 송신기들 및/또는 수신기들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 모바일 디바이스 (1100) 는 여러 네트워크 유형들을 포함할 수도 있는 상이한 데이터 네트워크들과 통신할 수도 있다. 예를 들어, WWAN (Wireless Wide Area Network) 은 CDMA 네트워크, TDMA (Time Division Multiple Access) 네트워크, FDMA (Frequency Division Multiple Access) 네트워크, OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 네트워크, SC-FDMA (Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 네트워크, WiMAX (IEEE 802.16) 네트워크 등일 수도 있다. CDMA 네트워크는 하나 이상의 RAT들, 이를 테면, CDMA2000, WCDMA 등을 구현할 수 있다. CDMA2000 은 IS-95, IS-2000 및 IS-856 표준들을 포함한다. TDMA 네트워크는 GSM, D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System), 또는 일부 다른 RAT 를 구현할 수도 있다. OFDMA 네트워크는 LTE, LTE 어드밴스드, 5G NR 등을 이용할 수도 있다. 5G NR, LTE, LTE 어드밴스드, GSM, 및 WCDMA는 3GPP로부터의 문헌들에서 설명된다. cdma2000 은 "제3세대 파트너십 프로젝트 3" (3GPP2) 로 명명된 컨소시엄으로부터의 문헌들에서 설명된다. 3GPP 및 3GPP2 문헌들은 공개적으로 입수가능하다. WLAN 은 또한 IEEE 802.11x 네트워크일 수도 있고, 무선 개인 영역 네트워크(WPAN)는 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x, 또는 일부 다른 유형의 네트워크일 수도 있다. 본원에서 개시된 기술들은 또한, WWAN, WLAN, 및/또는 WPAN 의 임의의 조합에 사용될 수도 있다.
모바일 디바이스 (1100) 는 센서(들) (1140) 를 더 포함할 수 있다. 센서(1140)는 제한 없이 하나 이상의 관성 센서 및/또는 다른 센서(예를 들어, 가속도계(들), 자이로스코프(들), 카메라(들), 자력계(들), 고도계(들), 마이크로폰(들), 근접 센서(들), 광 센서(들), 기압계(들) 등)을 포함할 수 있고, 이들 중 일부는 포지션 관련 측정값들 및/또는 다른 정보를 획득하는데 사용될 수도 있다.
모바일 디바이스 (1100) 의 실시형태는 또한 안테나 (1182)(무선 통신 안테나 (1132) 와 동일할 수 있음) 를 사용하여 하나 이상의 GNSS 위성으로부터 (예를 들어, 본원에 설명된 방식으로) 신호 (1184) 를 수신 및 프로세싱할 수 있는 GNSS 수신기 (1180) 를 포함할 수 있다. GNSS 신호 측정에 기초한 포지셔닝은 본원에 설명된 기술들을 보완 및/또는 통합하기 위해 이용될 수 있다. GNSS 수신기 (1180) 는 GPS (Global Positioning System), Galileo, GLONASS, 일본의 QZSS (Quasi-Zenith Satellite System), 인도의 IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System), 중국의 BDS (Beidou Navigation Satellite System) 등과 같은 GNSS 시스템의 GNSS 위성들 (110) 로부터 종래의 기술들을 사용하여 모바일 디바이스(1100) 의 포지션을 추출할 수 있다. 또한, GNSS 수신기 (1180) 는 하나 이상의 글로벌 및/또는 지역적 내비게이션 위성 시스템들, 이를 테면, 예를 들어, WAAS (Wide Area Augmentation System), EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service), MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System), 및 GAGAN (Geo Augmented Navigation system) 등과 연관되거나 또는 이들과 사용하기 위하여 달리 실행될 수 있는 여러 증강 시스템들 (예를 들어, SBAS (Satellite Based Augmentation System)) 과 사용될 수 있다.
GNSS 수신기 (1180) 가 도 11 에서 별개의 컴포넌트로서 예시되지만, 실시형태들은 그렇게 제한되지 않는다는 점을 주지할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 용어 "GNSS 수신기"는 GNSS 측정들 (GNSS 위성들로부터의 측정들) 을 획득하도록 구성된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 따라서, 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 프로세싱 유닛(들)(1110), DSP (1120), 및/또는 무선 통신 인터페이스(1130) 내의 프로세싱 유닛과 같은 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 (예를 들어, 모뎀에서) 실행되는 (소프트웨어로서) 측정 엔진을 포함할 수 있다. 이러한 실시형태들에 관한 추가적인 세부사항들이 도 12 와 관련하여 이하에서 설명된다. GNSS 수신기는 선택적으로 또한 포지셔닝 엔진을 포함할 수도 있으며, 포지셔닝 엔진은 확장된 칼만 필터 (EKF), 가중된 최소 제곱들 (WLS), 해치 필터, 입자 필터 등을 사용하여 GNSS 수신기의 포지션을 결정하기 위해 측정 엔진으로부터의 GNSS 측정들을 사용할 수 있다. 포지셔닝 엔진은 또한 프로세싱 유닛(들)(1110) 또는 DSP (1120) 와 같은 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행될 수 있다.
모바일 디바이스 (1100) 는 메모리 (1160) 를 더 포함하고/하거나 그와 통신할 수 있다. 메모리 (1160) 는, 제한없이, 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능 스토리지, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, 솔리드-스테이트 저장 디바이스, 예를 들어, 프로그래밍가능, 플래시 업데이트가능 등등일 수 있는 판독 전용 메모리 (ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리 ("RAM") 를 포함할 수 있다. 그러한 저장 디바이스들은 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 한정없이 포함하는 임의의 적절한 데이터 스토어들을 구현하도록 구성될 수도 있다.
모바일 디바이스 (1100) 의 메모리 (1160) 는 또한 운영 체제, 디바이스 드라이버들, 실행가능 라이브러리들, 및/또는 다른 코드, 이를 테면, 다양한 실시형태들에 의해 제공되는 컴퓨터 프로그램들을 포함할 수 있고/있거나 본원에 설명된 바와 같은 방법들을 구현하고/하거나 다른 실시형태들에 의해 제공된 시스템들을 구성하도록 설계될 수 있는 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들을 포함하는 소프트웨어 엘리먼트들 (도 11 에 도시되지 않음) 을 포함할 수 있다. 단지 예시로서, 위에서 논의된 방법(들)과 관련하여 설명된 하나 이상의 절차는 모바일 디바이스 (1100)(및/또는 모바일 디바이스 (1100) 내의 프로세싱 유닛(들)(1110) 또는 DSP (1120)) 에 의해 실행가능한 메모리 (1160) 의 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수 있다. 일 양태에서, 그러한 코드 및/또는 명령들은 설명된 방법에 따라 하나 이상의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터(또는 다른 디바이스)를 구성 및/또는 적응시키는 데 사용될 수 있다.
이전에 나타낸 바와 같이, 이전의 실시형태들 (도 8-10 과 관련하여 설명된 기능 및 도 11 에서의 아키텍처를 포함함) 은 DSP (1120) 및 프로세싱 유닛(들) (1110) 과 별개인 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수도 있는 GNSS 수신기 (1180) 에 의해 전체적으로 또는 부분적으로 구현될 수도 있어, 그러한 기능을 가능하게 한다. 즉, 일부 실시형태들은 프로세싱 유닛(들)(1110)(예를 들어, 물리적 GNSS 수신기 (1180) 외부의 애플리케이션 프로세서 또는 다른 프로세싱 유닛/하드웨어 컴포넌트) 을 사용하여 적어도 일부 기능을 이용할 수 있다.
도 12 는 일 실시형태에 따른 모바일 디바이스 (1200) 를 예시하는 블록도이다. 도 12 의 모바일 디바이스 (1200) 는 포지셔닝 엔진 (1215) 이 물리적 GNSS 수신기 (1280) 와 별개일 수 있는 애플리케이션 프로세서와 같은 프로세싱 유닛 (1210) 에 의해 실행될 수 있는 실시형태를 예시하는 것을 돕기 위해, 다양한 서브컴포넌트들이 추가적으로 도시되는 도 11 의 모바일 디바이스 (1100) 에 대한 변형을 예시한다.
도 11 의 유사한 컴포넌트들을 갖는 도 12 에 예시된 컴포넌트들은 도 11 과 관련하여 이전에 설명된 기능을 제공할 수 있다. 그러나, 도 12 에서, 프로세싱 유닛(들)(1210) 에 의해 실행되는 포지셔닝 엔진 (1215) 은 센서(들)(1240) 의 LIDAR (1242), 레이더 (1244), 및/또는 카메라 (1246) 와 같은 다양한 서브컴포넌트들로부터 모바일 디바이스 (1200) 의 포지션을 계산할 정보를 수신할 수 있다. (이는 원시 센서 데이터 및/또는 센서 코어 (1248) 에 의해 일부 프리프로세싱을 거친 센서 데이터를 포함할 수 있다.) 포지셔닝 엔진 (1215) 에 대한 추가적인 데이터 소스들은 맵 데이터 (1265)(이는 메모리 (1260) 에 저장될 수 있음) 및 GNSS 기저대역/결합된 기저대역 (1285)(이는 GNSS 수신기 (1280) 의 컴포넌트일 수 있음) 를 포함한다.
포지셔닝 엔진 (1215) 은 (이전 단락에서 식별된) 다양한 위치 데이터 소스들 중 하나 이상으로부터의 데이터를 통합함으로써 포지션 솔루션을 결정하기 위해 EKF, WLS, 해치 필터, 입자 필터 등을 사용함으로써 모바일 디바이스 (1200) 의 포지션을 결정할 수도 있다. 솔루션을 결정하기 위해, 포지셔닝 엔진 (1250) 은 다양한 데이터 소스들로부터 입력을 획득하고 아웃라이어 데이터를 가중치를 낮출 수 있다. GNSS 취득 동안, 프로세싱 유닛(들)(1210) 은 위치에 대한 요청을 GNSS 수신기에 전송할 수 있다. 프로세싱 유닛(들)(1210) 은 또한, 대략적인 위치 (시드 위치), 궤도력 데이터 (이용가능한 경우), 및 이용가능한 경우 시간을 "주입"함으로써 정보를 GNSS 수신기 (1280) 에 제공할 수 있다. GNSS 수신기 (1280) 가 스푸핑 신호에 로킹하면, GNSS 수신기 (1280) 의 출력 (예를 들어, GNSS 기저대역/결합된 기저대역 (1285) 으로부터의 의사범위) 은 포지셔닝 엔진 (1215) 에 대한 다른 입력들과 더 이상 일치하지 않을 수 있고, 포지셔닝 엔진 (1215) 은 GNSS 수신기/기저대역으로부터 나오는 GNSS 의사범위 출력들을 가중치를 낮추거나 잠재적으로 무시할 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 포지셔닝 엔진 (1215) 이 GNSS 수신기 (1280) 로부터의 위조 입력을 검출하는 경우, 포지셔닝 엔진 (1215) 은, GNSS 수신기 (1280) 를 각각의 위성에 대한 정확한 시간/코드 위상으로 리셋하기 위해, 필요하다면 시간 및 유효 궤도력뿐만 아니라, 다른 데이터 소스들의 위치로부터의 입력에 기초하여 대략적인(시드) 위치를 주입할 수 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 포지셔닝 엔진 (1215) 은 GNSS 수신기 (1280) 가 안티-스푸핑 모드에서 동작하는 것을 가능하게 하기 위해 현재 위치 불확실성에 기초하여 잠재적인 스푸핑의 표시 및/또는 최대 주파수 및/또는 코드 위상 임계값을 추가로 전송할 수 있다. 안티-스푸핑 모드에서, GNSS 수신기 (1280) 는 위에서 설명된 바와 같이 적절한 임계값들 내에서 검출된 신호를 위해 더 강한 신호를 무시할 수 있다. 유사하게, 일부 실시형태들에 따르면, GNSS 수신기(1280)는 (예를 들어, 그리드-기반 또는 추적 루프-기반 접근법들을 사용하여) 주파수, 코드 위상의 점프를 포지셔닝 엔진 (1215) 에 통지하고 포지셔닝 엔진 (1215) 에 의한 정확한 파라미터들의 재주입을 요청할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, GNSS 수신기 (1280) 는 검출된 스푸핑 신호들이 더 이상 존재하지 않을 때까지 GNSS 신호들을 가중을 낮추거나 무시하거나, 또는 GNSS 수신기 (1280) 의 검증 및 출력을 위해 파라미터들의 재-주입을 이용하라는 표시를 포지셔닝 엔진 (1215) 에 제공하여, GNSS 수신기 (1280) 가 특정 수신된 GNSS 신호들을 추적할지 또는 무시할지를 결정할 수 있게 한다.
일부 실시형태들에 따르면, 위성에 의해 송신된 GNSS 신호들의 다수의 주파수들은 하나의 주파수가 스푸핑되고 있는지를 결정하기 위해 모니터링될 수 있다. GPS 에서, 예를 들어, 다중-대역 GNSS 수신기는 L1, L2, 및 L5 대역들 중 적어도 두 개를 모니터링할 수 있다. 단지 하나의 대역만이 스푸핑되면, 포지셔닝 엔진 (예를 들어, GNSS 수신기 및/또는 애플리케이션 프로세서에 의해 실행됨) 은 임계치보다 큰 주파수 및/또는 위상 점프를 야기하지 않고 및/또는 이동 및 헤딩의 이력 위치 및 속도와 일치하는 위치 솔루션을 초래하는 GNSS 신호로부터 결정된 의사버위 측정치들을 우선순위화할 수 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 가장 안정적인 C/No (carrier-to-noise-density ratio) 특성을 갖는 GNSS 신호가 선택될 수 있다. 다양한 대역 (L1, L2 및 L5) 간의 C/No 차이는 안정적이고 적어야 하며, 안테나 이득은 안테나에 대해 매우 다르다. 이는 모델링될 수 있지만, 안테나의 공통 이득 패턴 또는 안정된 배향을 가정하면, C/No 차이는 안정적이어야 한다. 또한, 시스템내 신호 바이어스 또는 신호간 시스템 바이어스의 단계적 변화는 온도가 안정적이고 다른 RF 지연이 변경되지 않은 경우 스푸퍼를 나타낸다. 스푸핑된 대역과 관련하여, GNSS 수신기는 대응하는 GNSS 신호를 다시 사용하고 그리고/또는 (예를 들어, 증가된 정확도를 위해) 사용되고 있는 대역 상의 GNSS 신호와 결합하기 전에 스푸핑이 중지되기를 기다릴 수 있다. 비-스푸핑된 대역으로부터의 GNSS 신호는, GNSS 수신기가 (이전의) 스푸핑된 대역으로부터 추적된 GNSS 신호들을 다시 취득하는 것으로 다시 결정할 때 신호 취득을 위해 활용될 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 다수의 컨스텔레이션들의 사용은 이전 단락에서의 다수의 대역들의 사용과 유사한 방식으로 활용될 수 있다. 즉, 다수의 컨스텔레이션들로부터 GNSS 신호들을 수신할 수 있는 GNSS 수신기에 대해, 제 1 컨스텔레이션으로부터의 GNSS 신호들이 스푸핑되는 것으로 결정되면, GNSS 수신기는 (예를 들어, 이력적 포지션/속도/헤딩과 일치하고, 다른 데이터와 일치하는 등) 스푸핑되지 않는 것으로 결정된 제 2 컨스텔레이션으로부터의 GNSS 신호들을 계속 사용할 수 있다. 제 1 컨스텔레이션으로부터의 GNSS 신호들은 그들이 여전히 스푸핑되고 있는지 여부를 결정하기 위해 주기적으로 체크될 수도 있다. 제2 컨스텔레이션으로부터의 GNSS 신호들은 스푸핑이 여전히 발생하고 있는지를 검증하기 위한 데이터 소스로서 사용될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 제 1 컨스텔레이션으로부터의 스푸핑된 GNSS 신호들이 (예를 들어, 본원에 설명된 방식으로) 추적될 수 있다. (예를 들어, 스푸핑이 개시될 때 이루어지는 점프들과 유사하게) 이러한 스푸핑된 신호들이 주파수 및/또는 코드 위상에서 점프들을 겪으면, 신호는 더 이상 스푸핑되지 않음을 나타낼 수 있다. 따라서, 이러한 점프들은 신호들이 여전히 스푸핑될 수 있는지 여부를 결정하기 위해 (예를 들어, 신뢰성 있는 위치 데이터 소스들에 대한) 검사들을 트리거할 수 있다.
다수의 주파수들 및/또는 다수의 컨스텔레이션들을 모니터링하는 것에 관한 상기 설명된 실시형태들에 관하여, 가중 최소 제곱 솔루션은 이 컨스텔레이션\주파수 조합마다 (예를 들어, 연속적으로) 계산될 수 있고, 임의의 주파수들 또는 컨스텔레이션들이 다른 솔루션들과 불일치하게 되는지를 결정하기 위해 위치, 속도 및 시간 (PVT) 을 비교할 수 있다. 컨스텔레이션을 사용하는 예로서, GPS 및 GLO가 서로 일관되게 스푸핑되고, GLO 및 BDS가 인증된다고 가정한다. GNSS-기반 불일치가 GPS 또는 GLO 상에서만 검출되는 경우, 그것은 그것이 발견된 컨스텔레이션 및/또는 주파수에 적용될 수 있고, 그 후 스푸핑되어 모두 제거되는 일관된 솔루션으로 확산된다. 일부 실시형태들에 따르면, 스푸핑된 PVT를 식별하고 이를 제거하기 위해 독립적인 입력이 사용될 수 있다. 예를 들어, 스푸핑되는 PVT는 5G, TDP (testing designated position), 또는 WLAN, 또는 MEMS (micro-electromechanical system) 에 기초한 포지셔닝 솔루션과의 (임계량을 초과하는) 차이에 기초하여 식별될 수 있다.
이용가능한 리소스들에 의존하여, 일부 실시형태들은 실제 GNSS 신호들을 더 잘 획득하기 위해 스푸핑된 신호들을 추적하고 스푸핑된 신호들을 감산할 수 있다. 도 13 은 이것이 어떻게 행해질 수 있는지에 대한 예시적인 방법 (1300) 의 흐름도이다. 방법 (1300) 을 수행하기 위한 수단은, 예를 들어, GNSS 수신기의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 특정 구현은 예를 들어, 추적 그리드 또는 추적 루프들이 사용되는지 여부에 따라 달라질 수 있다. 대체로, 스푸핑 신호가 검출되고 적법한 GNSS 신호를 검출하기 위해 탐색 윈도우가 설정되면, 예를 들어, 스푸핑 신호 주파수 및 코드 위상의 중심에 폴이 생성될 수 있고, 스푸핑 신호가 탐색 윈도우 내에서 상관될 수 있도록 스푸핑 신호의 전부 또는 일부가 제거될 수 있다.
블록 (1305) 에서, 방법 (1300) 은 스푸핑 신호를 식별하고 추적하는 것을 포함한다. 이는 본원에 설명된 임의의 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 스푸핑 신호는 신호로부터 도출된 대응하는 의사범위 또는 포지션을 다른 위치 데이터 소스들로부터의 데이터와 비교하여 검출될 수 있다. 그 다음, 스푸핑 신호는 예를 들어, 추적 루프 및/또는 그리드 기반 추적 솔루션을 사용하여 추적될 수 있다.
블록 (1310) 에서, GNSS 수신기의 위치는 하나 이상의 다른 위치 데이터 소스들로부터 결정될 수 있다. 이는 포지셔닝 엔진(예를 들어, 칼만 필터)을 사용하여, 예를 들어, LIDAR, RADAR, 카메라, 맵 데이터, 센서들, 및/또는 5G/WAN, WLAN (예를 들어, Wi-Fi) 등과 같은 다른 포지셔닝 시스템들로부터의 포지셔닝 솔루션들과 같은 하나 이상의 위치 데이터 소스들을 사용하여 결정될 수 있다.
블록 (1320) 에서, 기능은 블록 (1310) 에서 결정된 위치에 기초하여, 실제 GNSS 신호에 대한 (그리드 기반 추적을 위한) 탐색 윈도우 및/또는 (루프 기반 추적을 위한) 추적 파라미터들을 설정하는 것을 포함한다. 본원에 언급된 바와 같이, 탐색 윈도우의 사이즈 및/또는 추적 루프들에 대한 파라미터들은 포지션 결정의 정확도 및/또는 신뢰 레벨에 기초하여 설정될 수 있다. 다른 실시형태들에서 설명된 바와 같이, 스푸핑 신호는 실제 GNSS 신호의 획득 및/또는 추적과 별개로 추적될 수 있다. 또한, 본원에 제공된 기술들을 사용하여, 실제 GNSS 신호에 대한 탐색 윈도우 및/또는 추적 파라미터들은 스푸핑 신호를 배제하도록 설정될 수 있다. 그러나, 스푸핑 신호가 여전히 실제 GNSS 신호에 대한 탐색 윈도우 및/또는 추적 파라미터들 내에 있는 경우들에서, 스푸핑 신호는 방법(1300)에 추가로 표시된 바와 같이 감산될 수 있다.
블록 (1330) 에서, 스푸핑 신호는 기저대역에서 감산된다. 이것은, 예를 들어, 스푸핑 신호를 식별한 GNSS 수신기에서 행해질 수 있다. 이때, GNSS 수신기는 스푸핑 신호를 효과적으로 "무시"할 수 있으며, 실제 GNSS 신호를 보다 용이하게 식별할 수 있다. (그러나, 일부 실시형태들은 신호의 진정한 감산 (true subtraction) 에 관여하지 않을 수 있다는 점에 유의할 수 있다. 일부 실시형태에서, 신호는 버퍼링되고, 기저대역에서 스푸핑 신호를 가능한 많이 제거하거나 감소시키는 스푸핑인 경우에 폴이 사용될 수 있다.) 이와 같이, 블록 (1340) 에서, 기능은 (스푸핑 신호를 감산한 후에) GNSS 신호를 탐색하는 것을 포함한다.
실질적인 변경들이 특정 요건들에 따라 실시될 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 맞춤형 하드웨어도 사용될 수도 있고/있거나 특정 엘리먼트들이 하드웨어, 소프트웨어(애플릿 등과 같은 휴대용 소프트웨어 포함) 또는 양자 모두에서 구현될 수도 있다. 또한, 네트워크 입/출력 디바이스들과 같은 다른 컴퓨팅 디바이스들에 대한 접속이 사용될 수 있다.
첨부된 도면을 참조하면, 메모리를 포함할 수 있는 구성요소는 비일시적 머신 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 본원에서 사용된 "머신 판독 가능 매체" 및 "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어는 기계가 특정 방식으로 작동하게 하는 데이터를 제공하는 것에 참여하는 모든 저장 매체를 지칭한다. 위에 제공된 실시형태에서, 다양한 기계 판독 가능 매체는 실행을 위해 처리 유닛 및/또는 다른 장치(들)에 명령어/코드를 제공하는 데 관련될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 기계 판독 가능 매체는 이러한 명령/코드를 저장 및/또는 운반하는 데 사용될 수 있다. 많은 구현들에서, 컴퓨터 판독가능 매체는 물리적 및/또는 유형의 저장 매체이다. 이러한 매체는 비-휘발성 매체들, 휘발성 매체들, 및 송신 매체들을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 다수의 형태들을 취할 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 일반적인 형태는 예를 들어 자기 및/또는 광학 매체, 홀들의 패턴들을 갖는 임의의 다른 물리적 매체, RAM, 프로그래밍가능 ROM(PROM), 소거가능 프로그래밍가능 ROM(EPROM), FLASH-EPROM, 임의의 다른 메모리 칩 또는 카트리지, 이하 설명되는 반송파, 또는 컴퓨터가 명령들 및/또는 코드를 읽을 수 있는 임의의 다른 매체를 포함한다.
여기서 논의된 방법들, 시스템들, 및 디바이스들은 예들이다. 다양한 실시형태들은 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 적절하게 생략, 치환, 또는 부가할 수도 있다. 예를 들어, 특정 실시형태들과 관련하여 설명된 특징들은 여러 다른 실시형태들에서 결합될 수도 있다. 실시형태들의 상이한 양태들 및 엘리먼트들이 유사한 방식으로 결합될 수도 있다. 여기에 제공된 도면의 다양한 구성요소는 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 또한, 기술은 진화하고, 따라서, 엘리먼트들의 다수는 본 개시의 범위를 이들 특정의 예들에 한정하지 않는 예들이다.
원칙적으로 일반적인 사용의 이유들을 위해, 그러한 신호들을 비트들, 정보, 값들, 엘리먼트들, 심볼들, 캐릭터들, 변수들, 용어들, 수들, 수치들 등으로 지칭하는 것이 때때로 편리하다는 것이 입증되었다. 하지만, 이들 또는 유사한 용어 모두는 적절한 물리량들과 연관되어야 하고, 단지 편리한 라벨들임을 이해해야 한다. 위의 논의들로부터 명백한 바와 같이 특별히 달리 언급되지 않으면, 본원 전반에 걸쳐, "프로세싱하는 것", "계산하는 것", "산출하는 것", "결정하는 것", "확인하는 것", "식별하는 것", "연관시키는 것", "측정하는 것", "수행하는 것" 등과 같은 용어를 활용하는 논의들은 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스와 같은 특정 장치의 액션들 및 프로세스들을 지칭함이 인식된다. 따라서, 본원의 문맥에 있어서, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스는 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스의 메모리들, 레지스터들, 또는 다른 정보 저장 디바이스들, 송신 디바이스들, 또는 디스플레이 디바이스들 내에서 물리 전자적, 전기적, 또는 자기적 양들로서 통상 표현된 신호들을 조작하거나 변환이 가능하다.
본원에서 사용되는 바와 같은 용어들 "및" 그리고 "또는" 은, 그러한 용어들이 사용되는 문맥에 적어도 부분적으로 의존하도록 또한 기대되는 다양한 의미들을 포함할 수도 있다. 통상적으로, A, B 또는 C 와 같이 리스트를 연관시키도록 사용된다면 "또는" 은 함유적 의미로 여기서 사용되는 A, B, 및 C 를 의미할 뿐 아니라 배타적 의미로 여기서 사용되는 A, B 또는 C 를 의미하도록 의도된다. 부가적으로, 본원에서 사용되는 바와 같은 용어 "하나 이상" 은 임의의 특징, 구조, 또는 특성을 단수로 기술하는데 사용될 수도 있거나, 특징들, 구조들 또는 특성들의 일부 조합을 기술하는데 사용될 수도 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 예일 뿐. 본 청구물은 이러한 예에 한정되지 않음을 유의해야 한다. 또한, A, B 또는 C와 같은 목록을 연관시키는 데 사용되는 경우 용어 "~ 중 적어도 하나"는 A, AB, AA, AAB, AABBCCC 등와 같은 A, B 및/또는 C의 임의의 조합을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
수개의 실시형태들을 설명했을 때, 다양한 변형들, 대안적인 구성들, 및 균등물들이 본 개시의 사상으로부터 일탈함없이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 엘리먼트들은 더 큰 시스템의 컴포넌트일 뿐일 수도 있으며, 여기서, 다른 룰들이 우선권을 인수하거나 그렇지 않으면 여러 실시형태들의 적용을 변형할 수도 있다. 또한, 다수의 단계들이, 상기 엘리먼트들이 고려되기 전, 그 동안, 또는 그 이후에 착수될 수도 있다. 이에 따라, 상기 설명은 본 개시의 범위를 한정하지 않는다.
이러한 설명을 고려하여, 실시양태들은 특징들의 상이한 조합들을 포함할 수도 있다. 구현 예들이 다음의 넘버링된 조항들에서 기술된다:
조항 1: GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 일 예의 방법으로서, 본 방법은: 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하는 단계; 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호를 수신하는 단계; 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 하기: 임계 주파수 차이를 초과하여 예측된 주파수와 상이한 주파수, 임계 코드 위상 차이를 초과하여 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는 양쪽 모두를 포함한다고 결정하는 단계; 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하는 단계; 및 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하는 단계를 포함한다.
조항 2: 조항 1 의 방법에서, 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보는: 지상 트랜시버들, 광역 네트워크 (WAN) 셀 섹터 센서, 액세스 포인트 (AP) 위치, 맵 데이터, 센서 데이터 또는 추측 항법 포지셔닝 정보 (dead reckoning positioning information) 또는 이들의 조합으로부터 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 모바일 디바이스의 다중-측량을 포함한다.
조항 3: 조항 2 의 방법에서, 센서 데이터는 모션 센서, 자력계, 휠 센서, 카메라, 레이더, LIDAR, 또는 소나 센서, 또는 이들의 조합으로부터 데이터를 포함한다.
조항 4: 조항 1-3 의 어느 것의 방법은, 모바일 디바이스의 애플리케이션 프로세서로부터 모바일 디바이스의 GNSS 수신기에서 비-GNSS 포지션을 수신하는 단계를 더 포함한다.
조항 5: 조항 1-4 의 어느 것의 방법에서, 비-GNSS 포지션은 모바일 디바이스에 대한 이전 포지션 추정값에 기초한다.
조항 6: 조항 1-5 의 어느 것의 방법은, 제 1 GNSS 신호가 탐색 윈도우의 밖에 있도록 탐색 윈도우를 선택하는 단계를 더 포함한다.
조항 7: 조항 1-6 의 어느 것의 방법에서, 탐색 윈도우는 하나 이상의 추적 루프를 사용하여 구현된다.
조항 8: 조항 1-6 의 어느 것의 방법에서, 탐색 윈도우는 코드 위상 오프셋들 및 신호 주파수들의 상이한 조합들을 포함하는 2-차원 추적 그리드의 부분이다.
조항 9: 조항 1-8 의 어느 것의 방법은, 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값에 기초하여 모바일 디바이스의 업데이트된 포지션을 결정하는 단계를 더 포함한다.
조항 10: 조항 1-9 의 어느 것의 방법은, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계를 더 포함한다.
조항 11: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은 스푸핑 신호가 임계 값보다 큰 신호 강도를 갖는다는 것에 적어도 부분적으로 기초한다.
조항 12: 조항 11 의 방법에서, 임계값은 오픈 스카이 조건에서의 GNSS 신호 강도 레벨에 기초하여 결정된다.
조항 13: 조항 10-12 의 어느 것의 방법은, 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위해 복수의 수신된 신호들로부터 스푸핑 신호를 감산하는 것을 더 포함한다.
조항 14: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은: 수신된 신호들이 복수의 GNSS 위성들로부터 추가적인 GNSS 신호들 및 제 1 GNSS 신호를 포함하는 것에 기초하여 모바일 디바이스의 포지션 픽스를 결정하는 것; 및 포지션 픽스가 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하는 것에 기초하여, 수신된 신호들을 스푸핑 신호를 포함하는 것으로 식별하는 것을 포함한다.
조항 15: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은, 제 1 GNSS 신호의 의사범위로부터 결정된 위치가 맵 데이터와 불일치한다는 결정에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 것을 포함한다.
조항 16: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로 결정하는 것은, 제 1 GNSS 신호의 신호 주파수와 이전에 캡처된 GNSS 신호의 신호 주파수 사이의 차이가 임계값보다 크다고 결정하는 것을 포함한다.
조항 17: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은: 자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들을 획득하는 단계 - 자체-일치성 신호들의 하나의 세트는 제 1 GNSS 신호를 포함함; 자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들 각각에 기초하여 모바일 디바이스의 개별적인 포지션 픽스를 결정하는 단계; 및 두 개의 개개의 포지션 픽스들 사이의 차이에 기초하여, 제 1 GNSS 신호를 포함하는 자체-일치성 신호들의 하나의 세트를 스푸핑 신호를 포함하는 것으로서 식별하는 것을 포함한다.
조항 18: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은, (i) 코드 위상의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 코드 위상의 변화를 결정하는 것, (ii) 주파수의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 주파수의 변화를 결정하는 것, 또는 (iii) 양쪽 모두에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 것을 포함한다.
조항 19: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은: 제 1 GNSS 신호를 취득하는 것; 및 제 1 GNSS 신호의 코드 위상, 주파수 또는 양쪽 모두의 변화율이 이전에 결정되거나 예측된 변화율과 임계값을 초과하여 상이하다고 결정하는 것에 기초하여, 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 것을 포함한다.
조항 20: 조항 1-19 의 어느 것의 방법에서, 제 1 GNSS 신호는 제 1 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 모바일 디바이스에 의해 수신되고, 제2 GNSS 신호는 제2 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 모바일 디바이스에 의해 수신된다.
조항 21: 조항 10 의 방법에서, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 것은, 제 1 GNSS 신호가 제 1 컨스텔레이션으로부터 유래하고, 제 2 컨스텔레이션을 사용하여 결정된 모바일 디바이스의 위치와 불일치한다고 결정하는 것에 적어도 부분적으로 기초한다.
조항 22: GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스로서, 모바일 디바이스는: GNSS 신호들을 수신하도록 구성된 안테나; 메모리; 및 안테나 및 메모리와 통신가능하게 커플링된 하나 이상의 프로세싱 유닛들을 포함하고, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은: 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하고; 안테나를 통하여, 제 1 GNSS 신호를 수신하고; 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 예측된 주파수와 임계 주파수 차이를 초과하여 상이한 주파수, 예측된 코드 위상과 임계 코드 위상 차이를 초과하여 상이한 코드 위상, 또는 둘 모두를 포함한다고 결정하고; 안테나를 통하여, 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하고; 그리고 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하도록 구성된다.
조항 23: 조항 22 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보는: 지상 트랜시버들, 광역 네트워크 (WAN) 셀 섹터 센서, 액세스 포인트 (AP) 위치, 맵 데이터, 센서 데이터 또는 추측 항법 포지셔닝 정보 (dead reckoning positioning information) 또는 이들의 조합으로부터 신호들에 적어도 부분적으로 기초하여 모바일 디바이스의 다중-측량을 포함한다.
조항 24: 조항 23 의 모바일 디바이스에서, 센서 데이터는 모션 센서, 자력계, 휠 센서, 카메라, 레이더, LIDAR, 또는 소나 센서, 또는 이들의 조합으로부터 데이터를 포함한다.
조항 25: 조항 22-24 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 모바일 디바이스의 GNSS 수신기 내의 프로세서 및 애플리케이션 프로세서를 포함하고; 모바일 디바이스의 GNSS 수신기 내의 프로세서는 애플리케이션 프로세서로부터 비-GNSS 포지션을 수신하도록 구성된다.
조항 26: 조항 22-25 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 애플리케이션 프로세서는 포지셔닝 엔진을 실행하도록 구성되고, 비-GNSS 포지션은 포지셔닝 엔진을 사용하여 결정된다.
조항 27: 조항 22-26 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 제 1 GNSS 신호가 탐색 윈도우의 밖에 있도록 탐색 윈도우를 선택하도록 구성된다.
조항 28: 조항 22-27 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 탐색 윈도우는 하나 이상의 추적 루프를 사용하여 구현된다.
조항 29: 조항 22-27 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 탐색 윈도우는 코드 위상 오프셋들 및 신호 주파수들의 상이한 조합들을 포함하는 2-차원 추적 그리드의 부분이다.
조항 30: 조항 22-29 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값에 기초하여 모바일 디바이스의 업데이트된 포지션을 결정하도록 구성된다.
조항 31: 조항 22-30 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정하도록 구성된다.
조항 32: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 스푸핑 신호가 임계 값보다 큰 신호 강도를 갖는다는 것에 적어도 부분적으로 기초하여, 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하도록 구성된다.
조항 33: 조항 32 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위해 복수의 수신된 신호들로부터 스푸핑 신호를 감산하도록 구성된다.
조항 34: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때: 수신된 신호들이 복수의 GNSS 위성들로부터 추가적인 GNSS 신호들 및 제 1 GNSS 신호를 포함하는 것에 기초하여 모바일 디바이스의 포지션 픽스를 결정하고; 그리고 포지션 픽스가 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하는 것에 기초하여, 수신된 신호들을 스푸핑 신호를 포함하는 것으로 식별하도록 구성된다.
조항 35: 조항 34 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 모바일 디바이스의 GNSS 수신기 내의 프로세서 및 애플리케이션 프로세서를 포함하고; 애플리케이션 프로세서는: 포지션 픽스가 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하고; 그리고 포지션 픽스가 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하는 것에 기초하여, GNSS 수신기 내의 프로세서에 비-GNSS 포지션, 탐색 윈도우, 또는 양자 모두에 관한 정보를 제공한다.
조항 36: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은, 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때, 제 1 GNSS 신호의 의사범위로부터 결정된 위치가 맵 데이터와 불일치한다는 결정에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하도록 구성된다.
조항 37: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때, 제 1 GNSS 신호의 신호 주파수와 이전에 캡처된 GNSS 신호의 신호 주파수 사이의 차이가 임계값보다 크다고 결정하도록 구성된다.
조항 38: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때, 자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들을 획득하는 것으로서 - 자체-일치성 신호들의 하나의 세트는 제 1 GNSS 신호를 포함함; 자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들 각각에 기초하여 모바일 디바이스의 개별적인 포지션 픽스를 결정하고; 그리고 두 개의 개개의 포지션 픽스들 사이의 차이에 기초하여, 제 1 GNSS 신호를 포함하는 자체-일치성 신호들의 하나의 세트를 스푸핑 신호를 포함하는 것으로서 식별하도록 구성된다.
조항 39: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때, (i) 코드 위상의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 코드 위상의 변화를 결정하는 것, (ii) 주파수의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 주파수의 변화를 결정하는 것, 또는 (iii) 양쪽 모두에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하도록 구성된다.
조항 40: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때, 제 1 GNSS 신호의 코드 위상, 주파수 또는 양쪽 모두의 변화율이 이전에 결정되거나 예측된 변화율과 임계값을 초과하여 상이하다고 결정하는 것에 기초하여, 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하도록 구성된다.
조항 41: 조항 22-40 의 어느 것의 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호는 제 1 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 모바일 디바이스에 의해 수신되고, 제2 GNSS 신호는 제2 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션 통해 모바일 디바이스에 의해 수신된다.
조항 42: 조항 31 의 모바일 디바이스에서, 하나이상의 프로세싱 유닛들은, 제 1 GNSS 신호가 제 1 컨스텔레이션으로부터 유래하고, 제 2 컨스텔레이션을 사용하여 결정된 모바일 디바이스의 위치와 불일치한다고 결정하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정하도록 구성된다.
조항 43: GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 장치는: 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하기 위한 수단; 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호를 수신하기 위한 수단; 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 임계 주파수 차이를 초과하여 예측된 주파수와 상이한 주파수, 임계 코드 위상 차이를 초과하여 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는 둘 모두를 포함한다고 결정하기 위한 수단; 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위한 수단; 및 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하기 위한 수단을 포함한다.
조항 44: 조항 43 의 장치는, 제 1 GNSS 신호가 탐색 윈도우의 밖에 있도록 탐색 윈도우를 선택하기 위한 수단을 더 포함한다.
조항 45: 조항 43-44 의 어느 것의 장치에서, 탐색 윈도우는 하나 이상의 추적 루프를 사용하여 구현된다.
조항 46: 조항 43-44 의 어느 것의 장치에서, 탐색 윈도우는 코드 위상 오프셋들 및 신호 주파수들의 상이한 조합들을 포함하는 2-차원 추적 그리드의 부분이다.
조항 47: GNSS(Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 명령들은, 하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하기 위한 코드; 제 1 GNSS 신호를 수신하기 위한 코드; 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 제 1 GNSS 신호가 임계 주파수 차이를 초과하여 예측된 주파수와 상이한 주파수, 임계 코드 위상 차이를 초과하여 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는 둘 모두를 포함한다고 결정하기 위한 코드; 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위한 코드; 및 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하기 위한 코드를 포함한다.
Claims (47)
- GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법으로서,
하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하는 단계;
상기 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호를 수신하는 단계;
상기 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 상기 제 1 GNSS 신호가:
임계 주파수 차이를 초과하여 상기 예측된 주파수와 상이한 주파수,
임계 코드 위상 차이를 초과하여 상기 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는
양쪽 모두
를 포함한다고 결정하는 단계;
상기 비-GNSS 포지션, 상기 임계 주파수 차이, 및 상기 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하는 단계; 및
상기 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하는 단계를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 상기 포지션 정보는:
지상 트랜시버로부터의 신호들에 적어도 부분적으로 기초한 상기 모바일 디바이스의 다중-측량 (multi-lateration),
WAN (Wide Area Network) 셀 섹터 센터,
AP (Access Point) 위치,
맵 데이터,
센서 데이터, 또는
추측 항법 (dead reckoning) 포지셔닝 정보, 또는
이들의 조합을 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 센서 데이터는:
모션 센서,
자력계,
휠 센서,
카메라,
레이더,
LIDAR, 또는
소나 센서, 또는
이들의 조합으로부터의 데이터를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 모바일 디바이스의 애플리케이션 프로세서로부터 상기 모바일 디바이스의 GNSS 수신기에서 상기 비-GNSS 포지션을 수신하는 단계를 더 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 4 항에 있어서,
상기 비-GNSS 포지션은 상기 모바일 디바이스에 대한 이전 포지션 추정값에 기초하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 상기 탐색 윈도우의 밖에 있도록 상기 탐색 윈도우를 선택하는 단계를 더 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 탐색 윈도우는 하나 이상의 추적 루프를 사용하여 구현되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 탐색 윈도우는 코드 위상 오프셋들 및 신호 주파수들의 상이한 조합들을 포함하는 2-차원 추적 그리드의 부분인, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
제 2 GNSS 신호에 대한 측정값에 기초하여 상기 모바일 디바이스의 업데이트된 포지션을 결정하는 단계를 더 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계를 더 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는, 상기 스푸핑 신호가 임계값보다 큰 신호 강도를 갖는다는 것에 적어도 부분적으로 기초하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 임계값은 오픈 스카이 조건 (open sky condition) 에서의 GNSS 신호 강도 레벨에 기초하여 결정되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
제 2 GNSS 신호를 수신하기 위해 복수의 수신된 신호들로부터 스푸핑 신호를 감산하는 단계를 더 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는:
수신된 신호들이 복수의 GNSS 위성들로부터 추가적인 GNSS 신호들 및 상기 제 1 GNSS 신호를 포함하는 것에 기초하여 상기 모바일 디바이스의 포지션 픽스를 결정하는 단계; 및
상기 포지션 픽스가 상기 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하는 것에 기초하여, 상기 수신된 신호들을 스푸핑 신호를 포함하는 것으로 식별하는 단계를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는:
상기 제 1 GNSS 신호의 의사범위로부터 결정된 위치가 맵 데이터와 불일치한다는 결정에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 단계를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는:
상기 제 1 GNSS 신호의 신호 주파수와 이전에 캡처된 GNSS 신호의 신호 주파수 사이의 차이가 임계값보다 크다고 결정하는 단계를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는:
자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들을 획득하는 단계로서, 상기 자체-일치성 신호들의 하나의 세트는 상기 제 1 GNSS 신호를 포함하는, 상기 두 개의 세트들을 획득하는 단계;
상기 자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들 각각에 기초하여 모바일 디바이스의 개별적인 포지션 픽스를 결정하는 단계; 및
두 개의 개개의 포지션 픽스들 사이의 차이에 기초하여, 상기 제 1 GNSS 신호를 포함하는 자체-일치성 신호들의 하나의 세트를 스푸핑 신호를 포함하는 것으로서 식별하는 단계를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는:
코드 위상의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 코드 위상의 변화를 결정하는 것, 주파수의 임계 변화를 초과하는 제 1 GNSS 신호의 주파수의 변화를 결정하는 것, 또는 양쪽 모두에 기초하여 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 단계를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는:
상기 제 1 GNSS 신호를 취득하는 단계; 및
상기 제 1 GNSS 신호의 코드 위상, 주파수 또는 양쪽 모두의 변화율이 임계값을 초과하여 이전에 결정되거나 예측된 변화율과 상이하다고 결정하는 것에 기초하여, 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하는 단계를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 10 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 스푸핑 신호인 것으로 결정하는 단계는, 상기 제 1 GNSS 신호가 제 1 컨스텔레이션으로부터 유래하고, 제 2 컨스텔레이션을 사용하여 결정된 모바일 디바이스의 위치와 불일치한다고 결정하는 것에 적어도 부분적으로 기초하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호는 제 1 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 모바일 디바이스에 의해 수신되고, 제2 GNSS 신호는 제 2 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 모바일 디바이스에 의해 수신되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하는 방법. - GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스로서,
GNSS 신호들을 수신하도록 구성된 안테나;
메모리; 및
안테나 및 메모리와 통신가능하게 커플링된 하나 이상의 프로세싱 유닛들을 포함하고,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은:
하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하고;
상기 안테나를 통하여, 제 1 GNSS 신호를 수신하고;
상기 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 상기 제 1 GNSS 신호가:
임계 주파수 차이를 초과하여 상기 예측된 주파수와 상이한 주파수,
임계 코드 위상 차이를 초과하여 상기 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는
양쪽 모두
를 포함한다고 결정하고;
상기 안테나를 통하여, 비-GNSS 포지션, 임계 주파수 차이, 및 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하고; 그리고
제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 상기 포지션 정보는:
지상 트랜시버로부터의 신호들에 적어도 부분적으로 기초한 상기 모바일 디바이스의 다중-측량,
WAN (Wide Area Network) 셀 섹터 센터,
AP (Access Point) 위치,
맵 데이터,
센서 데이터, 또는
추측 항법 포지셔닝 정보, 또는
이들의 조합을 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 23 항에 있어서,
상기 센서 데이터는,
모션 센서,
자력계,
휠 센서,
카메라,
레이더,
LIDAR, 또는
소나 센서, 또는
이들의 조합으로부터의 데이터를 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 모바일 디바이스의 GNSS 수신기 내의 프로세서 및 애플리케이션 프로세서를 포함하고;
상기 모바일 디바이스의 GNSS 수신기 내의 프로세서는 상기 애플리케이션 프로세서로부터 상기 비-GNSS 포지션을 수신하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 25 항에 있어서,
상기 애플리케이션 프로세서는 포지셔닝 엔진을 실행하도록 구성되고, 상기 비-GNSS 포지션은 포지셔닝 엔진을 사용하여 결정되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 상기 제 1 GNSS 신호가 상기 탐색 윈도우의 밖에 있도록 상기 탐색 윈도우를 선택하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 탐색 윈도우는 하나 이상의 추적 루프를 사용하여 구현되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 탐색 윈도우는 코드 위상 오프셋들 및 신호 주파수들의 상이한 조합들을 포함하는 2-차원 추적 그리드의 부분인, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값에 기초하여 상기 모바일 디바이스의 업데이트된 포지션을 결정하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 스푸핑 신호가 임계 값보다 큰 신호 강도를 갖는다는 것에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 제 1 GNSS 신호가 상기 스푸핑 신호인 것으로 결정하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 또한, 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위해 복수의 수신된 신호들로부터 스푸핑 신호를 감산하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때,
수신된 신호들이 복수의 GNSS 위성들로부터 추가적인 GNSS 신호들 및 상기 제 1 GNSS 신호를 포함하는 것에 기초하여 상기 모바일 디바이스의 포지션 픽스를 결정하고; 그리고
상기 포지션 픽스가 상기 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하는 것에 기초하여, 상기 수신된 신호들을 상기 스푸핑 신호를 포함하는 것으로 식별하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 34 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 모바일 디바이스의 GNSS 수신기 내의 프로세서 및 애플리케이션 프로세서를 포함하고;
상기 애플리케이션 프로세서는:
포지션 픽스가 상기 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하고; 그리고
포지션 픽스가 상기 비-GNSS 포지션과 불일치한다고 결정하는 것에 기초하여, 상기 GNSS 수신기 내의 프로세서에 상기 비-GNSS 포지션, 상기 탐색 윈도우, 또는 양자 모두에 관한 정보를 제공하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때,
상기 제 1 GNSS 신호의 의사범위로부터 결정된 위치가 맵 데이터와 불일치한다는 결정에 기초하여 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때, 상기 제 1 GNSS 신호의 신호 주파수와 이전에 캡처된 GNSS 신호의 신호 주파수 사이의 차이가 임계값보다 크다고 결정하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때,
자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들을 획득하는 것으로서, 상기 자체-일치성 신호들의 하나의 세트는 상기 제 1 GNSS 신호를 포함하는, 상기 두 개의 세트들을 획득하고;
자체-일치성 신호들의 두 개의 세트들 각각에 기초하여 상기 모바일 디바이스의 개별적인 포지션 픽스를 결정하고; 그리고
두 개의 개개의 포지션 픽스들 사이의 차이에 기초하여, 상기 제 1 GNSS 신호를 포함하는 자체-일치성 신호들의 하나의 세트를 스푸핑 신호를 포함하는 것으로서 식별하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때,
코드 위상의 임계 변화를 초과하는 상기 제 1 GNSS 신호의 코드 위상의 변화를 결정하는 것,
주파수의 임계 변화를 초과하는 상기 제 1 GNSS 신호의 주파수의 변화를 결정하는 것, 또는
양쪽 모두
에 기초하여 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정할 때,
상기 제 1 GNSS 신호의 코드 위상, 주파수 또는 양쪽 모두의 변화율이 이전에 결정되거나 예측된 변화율과 임계값을 초과하여 상이하다고 결정하는 것에 기초하여, 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호로서 식별하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 31 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세싱 유닛들은, 상기 제 1 GNSS 신호가 제 1 컨스텔레이션으로부터 유래하고, 제 2 컨스텔레이션을 사용하여 결정된 상기 모바일 디바이스의 위치와 불일치한다고 결정하는 것에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 제 1 GNSS 신호를 스푸핑 신호인 것으로 결정하도록 구성되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - 제 22 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호는 제 1 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 상기 모바일 디바이스에 의해 수신되고, 제 2 GNSS 신호는 제 2 주파수 또는 GNSS 컨스텔레이션을 통해 상기 모바일 디바이스에 의해 수신되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 위치를 결정하기 위한 모바일 디바이스. - GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 장치로서,
하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하기 위한 수단;
상기 모바일 디바이스에서, 제 1 GNSS 신호를 수신하기 위한 수단;
상기 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 상기 제 1 GNSS 신호가:
임계 주파수 차이를 초과하여 상기 예측된 주파수와 상이한 주파수,
임계 코드 위상 차이를 초과하여 상기 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는
양쪽 모두
를 포함한다고 결정하기 위한 수단;
상기 비-GNSS 포지션, 상기 임계 주파수 차이, 및 상기 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위한 수단; 및
상기 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하기 위한 수단을 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 장치. - 제 43 항에 있어서,
상기 제 1 GNSS 신호가 상기 탐색 윈도우의 밖에 있도록 상기 탐색 윈도우를 선택하기 위한 수단을 더 포함하는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 장치. - 제 43 항에 있어서,
상기 탐색 윈도우는 하나 이상의 추적 루프를 사용하여 구현되는, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 장치. - 제 43 항에 있어서,
상기 탐색 윈도우는 코드 위상 오프셋들 및 신호 주파수들의 상이한 조합들을 포함하는 2-차원 추적 그리드의 부분인, GNSS 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 장치. - GNSS (Global Navigation Satellite System) 스푸핑에 저항하는 모바일 디바이스 위치를 결정하기 위한 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 명령들은,
하나 이상의 비-GNSS 데이터 소스들로부터의 포지션 정보에 기초하여 모바일 디바이스의 비-GNSS 포지션을 결정하기 위한 코드;
제 1 GNSS 신호를 수신하기 위한 코드;
상기 비-GNSS 포지션에 기초하여 예측된 주파수 및 예측된 코드 위상에 대해, 상기 제 1 GNSS 신호가:
임계 주파수 차이를 초과하여 상기 예측된 주파수와 상이한 주파수,
임계 코드 위상 차이를 초과하여 상기 예측된 코드 위상과 상이한 코드 위상, 또는
양쪽 모두를 포함한다고 결정하기 위한 코드;
상기 비-GNSS 포지션, 상기 임계 주파수 차이, 및 상기 임계 코드 위상 차이에 기초하여 탐색 윈도우 내에서 제 2 GNSS 신호를 수신하기 위한 코드; 및
상기 제 2 GNSS 신호에 대한 측정값을 결정하기 위한 코드를 포함하는, 명령들을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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