KR20230132577A - 비-육상 컴포넌트를 포함하는 네트워크에서 위치 결정을 가능하게 하기 위한 측정 및 시그널링 - Google Patents

비-육상 컴포넌트를 포함하는 네트워크에서 위치 결정을 가능하게 하기 위한 측정 및 시그널링 Download PDF

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비렌드라 기미레
노르베르트 프랑케
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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

무선통신 네트워크의 사용자 디바이스(UE)의 위치를 결정하기 위한 장치가 제공된다. 무선통신 네트워크는 무선접속망(RAN)과, UE와 RAN 사이의 전송을 위해 벤트-파이프 원리로 작동하는 항공기 또는 우주체와 같은, 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 포함한다. 장치는 (1) UE와 RAN 사이의 거리를 나타내는 각각의 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 사이의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 값들, 또는 (2) UE와 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 사이의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들을 수신한다. 장치는 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고, 획득된 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치들 또는 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여 UE의 위치를 결정한다.

Description

비-육상 컴포넌트를 포함하는 네트워크에서 위치 결정을 가능하게 하기 위한 측정 및 시그널링
본 발명은 무선통신 시스템 내지 네트워크에 관한 것으로서, 특히, 비-육상 네트워크(Non-terrestrial network; NTN) 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에 관한 것이다. 실시예들은 그와 같은 무선통신 네트워크 내에서 사용자 디바이스(UE)의 위치 결정과, NTN 컴포넌트들을 통한 송수신에 관한 것이다.
도 1는 무선 네트워크(100)의 일 예의 개략도로서, 상기 무선 네트워크(100)는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 코어 네트워크(102)와 하나 이상의 무선접속망(RAN1, RAN2, ..., RANN)을 포함한다. 도 1(b)는 무선접속망(RANn)의 일 예의 개략도로서, 상기 무선접속망(RANn)은 하나 이상의 기지국(gNB1~gNB5)을 포함할 수 있고, 각 기지국은 각각의 셀(1061~1065)로 개략적으로 표현된 기지국 주변의 특정 영역에 대해 서비스를 제공한다. 기지국들은 셀 내의 사용자들에게 서비스를 제공하기 위해 제공된다. 상기 하나 이상의 기지국은 면허 대역 및/또는 비면허 대역에서 사용자들에게 서비스를 제공할 수 있다. 기지국(BS)이라는 용어는 5G 네트워크의 gNB, UMTS/LTE/LTE-A/LTE-A Pro 네트워크의 eNB, 또는 다른 이동통신 표준 상의 BS를 의미한다. 사용자는 고정 디바이스 또는 모바일 디바이스일 수 있다. 또한 무선통신 시스템은 기지국 또는 사용자에게 연결되는 모바일 또는 고정식 IoT 장치에 의해 액세스될 수 있다. 모바일 장치들 또는 IoT 장치들은 물리적 장치들, 로봇 또는 자동차와 같은 지상 이동체, 유인 또는 무인 항공기(UAV: 드론이라고도 함)와 같은 항공기, 건물들, 및 전자장치나 소프트웨어나 센서나 액추에이터 등은 물론 기존의 네트워크 기반구조에서 데이터를 수집하고 교환할 수 있게 해주는 네트워킹 능력이 내장되어 있는 여타의 항목들 내지 디바이스들을 포함할 수 있다.
도 1(b)는 5개의 셀들을 예시적으로 보여주고 있지만, 무선접속망(RANn)은 더 많거나 더 적은 셀들을 포함할 수 있고, 단 하나의 기지국만을 포함할 수도 있다. 도 1(b)는 사용자 디바이스(UE)라고도 하는 2명의 사용자(UE1, UE2)가 셀(1062) 내에 있고 기지국(gNB2)에 의해 서비스를 제공받는 것으로 도시되어 있다. 다른 기지국(gNB4)이 서비스를 제공하는 셀(1064)에는 다른 사용자(UE3)가 도시되어 있다. 화살표들(1081, 1082, 1083)은 사용자(UE1, UE2, UE3)로부터 기지국(gNB2, gNB4)으로 데이터를 전송하거나 기지국(gNB2, gNB4)으로부터 사용자(UE1, UE2, UE3)에게 데이터를 전송하기 위한 업링크/다운링크 연결을 개략적으로 나타낸다. 이는 면허 대역 또는 비면허 대역에서 실현될 수 있다. 또한, 도 1(b)는 셀(1064) 내에 있는 2개의 IoT 장치들(1101, 1102)을 보여주는데, 이들은 이는 고정 또는 모바일 디바이스일 수 있다. IoT 장치(1101)는 기지국(gNB4)을 통해서 무선통신 시스템에 액세스하여, 화살표(1121)로 개략적으로 표시된 바와 같이 데이터를 송수신한다. IoT 장치(1102)는 화살표(1122)로 개략적으로 표시된 바와 같이 사용자(UE3)를 통해서 무선통신 시스템에 액세스한다. 각각의 기지국들(gNB1~gNB5)은 예컨대 S1 인터페이스를 통해서, 각각의 백홀 링크들(1141~1145)을 통해 코어 네트워크(102)에 연결될 수 있는데, 상기 백홀 링크들(1141~1145)은 도 1(b)에서 "코어"를 가리키는 화살표로 개략적으로 표시되어 있다. 코어 네트워크(102)는 하나 이상의 외부 망에 연결될 수 있다. 상기 외부 망은 인터넷이거나, 인트라넷 또는 사설 WiFi 또는 4G 또는 5G 이동통신 시스템인 다른 유형의 캠퍼스 네트워크와 같은 사설망일 수 있다. 또한, 각각의 기지국들(gNB1~ gNB5) 중 일부 또는 전부는, S1 또는 X2 인터페이스 또는 NR의 Xn 인터페이스를 통해서, 각각의 백홀 링크들(1161~1165)을 통해 서로 연결될 수 있는데, 상기 백홀 링크들(1161~1165)은 도 1(b)에서 "gNB들"를 가리키는 화살표로 개략적으로 표시되어 있다. 사이드링크 채널은 UE들 간의 직접 통신을 가능하게 해하는데, 이 통신은 장치간 통신이나 D2D 통신으로 칭해지기도 한다. 3GPP에서 사이드링크 인터페이스는 PC5로 명명되어 있다.
데이터 전송을 위해서 물리적 리소스 그리드가 사용될 수 있다. 물리적 리소스 그리드는 다양한 물리 채널들과 물리적 신호들이 맵핑되는 리소스 요소들의 집합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 물리 채널들은 다운링크, 업링크, 및 사이드링크 페이로드 데이터로도 칭해지는 사용자 특정 데이터를 전달하는 물리적 다운링크, 업링크, 및 사이드링크 공유 채널들(PDSCH, PUSCH, PSSCH)과, 예컨대 마스터 정보 블록(MIB)과 하나 이상의 시스템 정보 블록(SIB), 하나 이상의 사이드링크 정보 블록(SLIB)을 전달하는 물리적 브로드캐스트 채널(PBCH)과, 예컨대 다운링크 제어 정보(DCI), 업링크 제어 정보(UCI), 및 사이드링크 제어 정보(SCI)를 전달하는 물리적 다운링크, 업링크, 및 사이드링크 제어 채널들(PDCCH, PUCCH, PSSCH)과, PC5 피드백 응답을 전달하는 물리적 사이드링크 피드백 채널(PSFCH)을 포함할 수 있다. 사이드링크 인터페이스는 2단계 SCI를 지원할 수 있다. 이것은 SCI의 일부를 포함하는 제1 제어 영역과, 선택적으로 마련되며 제어 정보의 제2 부분을 포함하는 제2 제어 영역을 의미한다.
업링크의 경우, 물리 채널들은 UE가 MIB 및 SIB를 동기화하고 획득한 후에 네트워크에 액세스하기 위해 사용하는 물리적 랜덤 액세스 채널(PRACH 또는 RACH)을 더 포함할 수 있다. 물리적 신호들은 기준 신호 또는 심볼(RS)과, 동기화 신호 등을 포함할 수 있다. 리소스 그리드는 시간 도메인에서 특정 지속시간을 갖고 주파수 도메인에서 주어진 대역폭을 갖는 프레임 내지 무선 프레임을 포함할 수 있다. 상기 프레임은 미리 정의된 길이 예컨대 1ms의 길이를 가지는 특정 개수의 서브프레임들을 가질 수 있다. 각 서브프레임은 순환 전치(CP)의 길이에 따라 12개 또는 14개의 OFDM 심볼이 배치되는 하나 이상의 슬롯을 포함할 수 있다. 예컨대 단축된 전송 시간 간격(sTTI)을 활용하거나 소수의 OFDM 심볼들만을 포함하는 미니-슬롯/비-슬롯기반 프레임 구조를 활용하는 경우에는, 프레임이 더 적은 수의 OFDM 심볼로 구성될 수도 있다.
무선통신 시스템은, CP 유무에 관계없이 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템, 직교 주파수 분할 다중접속(OFDMA) 시스템, 또는 여타의 IFFT 기반 신호(예컨대 DFT-s-OFDM)와 같이, 주파수 분할 다중화를 사용하는 임의의 단일 톤 또는 다중 반송파 시스템일 수 있다. 예컨대 필터 뱅크 다중 반송파(FBMC), 일반화 주파수 분할 다중화(GFDM), 또는 범용 필터링 다중 반송파(UFMC) 등의 다중접속용 비직교 파형과 같이, 다른 파형들도 사용될 수 있다. 무선통신 시스템은 예를 들어 LTE-Advanced pro 표준 또는 5G 즉 NR(New Radio) 표준 또는 NR-U(New Radio Unlicensed) 표준에 따라서 동작할 수 있다.
도 1에 묘사된 무선 네트워크 내지 통신 시스템은, 예를 들어 각 매크로 셀이 기지국(gNB1~gNB5)과 같은 매크로 기지국을 포함하는 매크로 셀 네트워크와 도 1에 도시되지 않은 펨토 기지국 또는 피코 기지국과 같은 스몰 셀 기지국들의 네트워크와 같이, 전혀 다른 네트워크들이 오버레이된 이종 네트워크일 수 있다.
전술한 무선 네트워크는 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 육상 컴포넌트들과 비-육상 컴포넌트들을 포함하는 무선통신망은 항공기 또는 우주체을 이용하여 데이터를 전송하는, 즉 사용자 및 코어 네트워크와 통신하는 네트워크 송수신기가 항공기 또는 우주체 내에 제공되는, 네트워크 또는 네트워크의 세그먼트를 칭한다. 우주체는 저 지구궤도(LEO) 위성, 중 지구궤도(MEO) 위성, 지구동기궤도(GSO) 위성, 정지궤도(GEO) 위성, 또는 고 지구궤도(HEO) 위성와 같이 다양한 고도 또는 궤도 주기의 위성들을 포함할 수 있으며, 항공기는 테더링된 무인항공기 시스템(UAS), 공기보다 가벼운(LTA) UAS, 공기보다 무거운(HTA) UAS, 및 고고도 UAS 플랫폼(HAP)와 같은 무인 항공기 시스템을 포함할 수 있다.
도 2는 코어 네트워크(152)와, 각각의 기지국/NTN 게이트웨이(1541, 1542)를 구비하는 무선접속망(154)과, 위성들과 같은 복수의 우주 송수신기(156)와, 무인항공기와 같은 복수의 항공기 송수신기(158)를 포함하는 무선통신 네트워크(150)의 일 예의 개략도이다. 각각의 우주 또는 항공기 송수신기(156, 158)는 전술한 위성 또는 무인 항공기 시스템과 같은 각각의 우주체 또는 항공기에서 구현될 수 있다. 송수신기(156, 158)는, 지상(160)에 또는 상공에 있는, 도 2에 도시된 UE 또는 IoT 장치(110)와 같은 하나 이상의 사용자에게 서비스를 제공하기 위해 제공된다. UE 및 IoT 장치는 도 1을 참조하여 전술한 바와 같은 디바이스들일 수 있다. 화살표(1581,~1584)는 사용자 UE(110)와 각각의 송수신기(156, 158) 간의 데이터 통신을 위한 업링크/다운링크 연결을 개략적으로 나타내며, 서비스 링크라고도 한다. 송수신기(156, 158)는 RAN 엔티티(1541, 1542)를 통해서, 각각의 엔티티(1621, 1622)를 통해서 코어 네트워크(152)에 연결되는데, 이 링크는 피더 링크(feeder link)라고도 한다.
NTN 컴포넌트는 소위 곡관(bent pipe) 내지 U-형 벤트-파이프(u-bend) 원리에 따라 동작할 수 있으며, NTN 컴포넌트에서 도관으로 들어가는 것을 증폭과 업링크 주파수에서 다운링크 주파수로의 쉬프트만으로 지구로 다시 보낼 수 있다. 이 원리를 이용하여 전송되는 페이로드를 벤트-파이프(bent pipe) 페이로드 또는 투명 페이로드라고도 한다. 다른 예에 따르면, NTN 컴포넌트가 온보드 처리를 하여, 신호를 복조, 디코딩, 재인코딩, 및 변조할 수도 있다. 이 원리를 이용하여 전송되는 페이로드를 재생(regenerative) 페이로드라고도 한다.
이상의 정보는 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐이며, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있는 선행기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수 있음을 유의해야 한다.
이상에서 설명한 무선통신 네트워크에서는 UE의 위치 판단/검증에 대한 개선이 필요할 수 있다.
예시적 실시예들은 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에서 UE의 위치 판단 및/또는 검증을 하기 위한 방법과 이를 위한 장치를 제공한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 예시적 실시예에 따른 본 발명의 사용자 디바이스 위치 검출 장치는 무선접속망(RAN)과, UE와 RAN 사이의 전송을 위해 벤트-파이프 원리로 작동하는 항공기 또는 우주체와 같은, 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에서 사용하기에 적합한 것이다. 위치 검출 장치는 장치는 (1) UE와 RAN 사이의 거리를 나타내는 각각의 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 사이의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 값들, 또는 (2) UE와 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 사이의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들을 수신한다. 장치는 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고, 획득된 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치들 또는 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여 UE의 위치를 결정한다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에서 무선통신 네트워크의 측위 기준 신호를 사용하여 UE의 위치를 결정하지 못하는 문제가 본 발명에 의해 해결된다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, UE가 NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에 대한 접근을 요청할 때 UE의 위치를 검증할 수 있게 해주는 접근법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에서 UE의 위치 판단 및/또는 검증이 원활해진다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명한다. 도면 중,
도 1은 육상 무선통신 네트워크의 일 예의 개략도이다.
도 2는 비-육상 무선통신 네트워크의 일 예의 개략도이다.
도 3은 NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 TS 38.305 Rel. 16에 따른 NG-RAN에 의해 5G 코어(5GC)에서 위치 서비스(LCS)를 지원하는 것과 관련된 단계들을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 사용자 디바이스 위치 결정 장치를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제1 양태에 따른 사용자 디바이스 위치 결정 장치의 제1 실시예를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 정보 요소(IE)인, TRP 정보 항목(TRP information item)의 일 실시예를 도시한 것이다.
도 8은 도플러 값을 사용하는 본 발명의 제1 양태에 따른 장치의 제2 실시예를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 제2 양태의 실시예에 따른 사용자 디바이스 위치 결정 장치를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 제2 양태에 따른 사용자 디바이스 위치 검증 장치의 제1 실시예를 도시한 것이다.
도 11은 UE가 자신을 네트워크에 등록하는 동안의 UE 간 시그널링 교환을 묘사한 것이다.
도 12는 UE로부터 AMF로 송신되는 전용 NAS 메시지를 포함하는 RRCSetupComplete 메시지를 묘사한 것이다.
도 13a는 UE가 TAC 및 PLMN을 결정하기 위하여 지원 데이터를 사용하는 것을 도시한 것이다.
도 13b는 도 13a에서 맵핑 그리드의 구성 예를 도시한 것이다.
도 14는 UE 위치를 네트워크에 보고하는 가능한 수단을 도시한 것이다.
도 15는 도플러 값을 사용하는 본 발명의 제2 양태에 따른 장치의 제2 실시예를 도시한 것이다.
도 16은 유닛들 및 모듈들은 물론 본 발명의 접근법에 따라 기술되는 방법들의 단계이 실행될 수 있는 컴퓨터 시스템의 일 예를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 도면에서, 동일하거나 유사한 요소에 대해서는 동일한 참조 부호들을 할당하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 무선통신 시스템 내지 네트워크에서, 네트워크에 의해 커버되는 특정 지리적 영역 내에서 UE의 위치를 결정하는 것이 다양한 이유로 바람직할 수 있다. 종래의 접근법에 따르면, 육상 네트워크들은 무선통신 네트워크 신호, 예컨대 관측된 도착시간 차(Observed Time Difference Of Arrival; OTDOA) 또는 향상된 셀 아이디(Enhanced Cell ID; E-CID)와 같은 Rel-15까지의 LTE 신호, 또는 다운링크 도착시간 차(Downlink Time Difference Of Arrival; DL-TDOA), 다운링크 출발각(Downlink Angle of Departure; DL-AoD), 업링크 도착시간 차(Uplink Time Difference Of Arrival; UL-TDOA), 업링크 도착각(Uplink Angle of Arrival; UL-AoA), 다중 왕복시간(Multi-Round Trip Time; Multi-RTT), 또는 New Radio 향상된 셀 아이디(NR R-CID)와 같은 REL-16에 대한 NR 신호를 사용하여 UE 위치 결정을 수행할 수 있다. 대안으로서 또는 추가적으로, 무선망 연동형 위성항법 시스템(Assisted-Global Navigation Satellite System; A-GNSS) 또는 육상 비콘 시스템(Terrestrial Beacon System; TBS), 또는 무선 랜(WLAN)이나 블루투스와 같은 다른 네트워크에 의해 지원되는 시스템과 같은 외부 시스템을 사용하는 포지셔닝 접근법이 적용될 수도 있다.
그렇지만, UE가 RAN과 통신하는 적어도 일부 NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에 관해서는, 전술한 LTE 신호나 NR 신호와 같은 무선통신 네트워크 신호를 사용하는 측위 방법이 존재하지 않는다. 즉, 육상 네트워크에서 전송 및 수신 지점(transmission and reception points; TRP)이 앵커 역할을 한다. NTN 네트워크의 경우, 앵커가 움직이는 위성이다. 벤트-파이프(bent pipe) 구조의 경우, 신호가 위성에서 생성되거나 위성 자체에서 처리되어야 하므로 위성과 UE 간의 지연 또는 감쇠를 직접 결정하는 메커니즘이 없다.
도 3은 NTN 컴포넌트로서 위성들(1561, 1562)을 포함하는 무선통신 네트워크의 일 예를 보여준다. 또한, 코어 네트워크(152)에 연결된 무선접속망(RAN)의 액세스 포인트 또는 액세스 노드의 예로서 2개의 기지국(gNB1, gNB2)이 도시되어 있다. 도 3에 묘사된 예에서, 기지국들(gNB1, gNB2) 각각은 NTN 게이트웨이(1701, 1702)를 포함한다. 또한, 기지국들(gNB1, gNB2)은 예컨대 Xn 프로토콜을 사용하는 백홀 링크(114)를 통해 연결될 수 있다. 아울러, 도 3은 위성들(1561, 1562)을 통해서 RAN에, 보다 구체적으로는 기지국들(gNB1, gNB2)에 각각 연결되는 NTN 가능 UE를 묘사한다. UE는 주파수 fs에서 동작하고 서비스 링크라고도 칭해지는 제1 링크(1741,a)를 통해 위성(1561)에 연결되고, 주파수 fs에서 동작하고 서비스 링크라고도 칭해지는 링크(1742,a)를 통해 위성(1562)에 연결된다. 위성들(1561, 1562)은 주파수 fs. 차례로, 위성(1561 및 1562)은 주파수 ff에서 동작하고 피더 링크라고도 칭해지는 링크(1741,a 및 1742,b)에 의해 각각의 NTN 게이트웨이(1701, 1702)에 연결된다.
도 3에서 위성들(1561, 1562)과 같은 위성들은 일정 시간에 각각의 좌표가 S1(x1, y1, z1), S2(x2, y2, z2), …, Sn(xn, yn, zn)으로 주어지는 일정 위치에 있게 된다. UE의 위치, 즉 UE(x,y,z)는 UE가 연결된 위성의 위치에 기초하여 그리고 UE와 각각의 위성들 간의 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 거리는 UE와 위성 사이의 각각의 서비스 링크(1721,a, 1722,b) 상에서의 지연(t1,a, t2,a)에 기초하여 획득될 수 있다. 위성들(1561, 1562)이 온보드 처리를 사용하는 경우, 즉 재생 페이로드를 전송하는 경우, 지연(t1,a, t2,a, …, tn,a)의 측정값은 다운링크 전송의 경우 UE에서 결정될 수 있고, 업링크 전송의 경우 각각의 위성에서 기준 신호 상의 상응한 측정치를 토대로 결정될 수 있는데, 이 신호들은 위성에 의해 온보드 처리되기 때문에 위성으로부터의 타임스탬프와 연관되어 수신될 때, 신호가 UE에 도달하는 데 걸리는 시간 또는 지연을 UE가 결정할 수 있게 함으로써 UE와 위성 사이의 거리를 결정할 수 있게 해준다.
그렇지만, 각 위성에서만 반복되는 기저대역 신호에 참조 신호가 포함되어 있는 소위 투명 페이로드를 처리할 때에는, 서비스 링크 상의 지연 또는 감쇠 측정이 불가능한데, 이는 지상국에 위치한 gNB에서 처리되는 기저대역 신호에 통합되어 있기 때문이다. 따라서, 위성들(1561, 1562)이 벤트-파이프 원리에 따라 동작하여 투명 페이로드를 전송하는 도 3의 시나리오에서, 기준 신호들은 페이로드가 증폭되고/되거나 주파수 변환되어 서비스 링크를 통해 UE로 전송되는 피더 링크를 통해서 위성으로 전송되는 페이로드의 일부이다. 수신 신호를 송신된 기준 신호와 상관시킴으로써, UE는 지상의 기지국들(gNB1, gNB2)과 같은 NG-RAN 노드와 UE 사이의 NTN 컴포넌트들(1561, 1562)을 경유하는 링크에 대한 지연 또는 감쇠만을 결정할 수 있다. 따라서, 위성에 의해 데이터를 투명 페이로드로서 중계하는 경우에, UE는 서비스 링크(1721,a) 및 피더 링크(1721,b) 상의 전체 지연(t1 = t1,a + t1,b) 뿐만 아니라, 서비스 링크(1742,a) 및 피더 링크(1742,b) 상의 전체 지연(t2 = t2,a + t2,b)를 결정할 수 있을 뿐이다. 위성에서의 중계기 작동으로 인한 지연과 각각의 NTN 게이트웨이에서 기저역 처리 장치와 안테나 간의 연결로 인한 지연과 같은 서비스 링크와 피더 링크 상의 추가적인 지연이 고려될 수 있다.
따라서 이러한 시나리오에서는 NR 신호와 같은 실제 무선 신호 내에서 전송되는 기준 신호를 사용하여 UE의 위치를 결정하는 것이 가능하지 않다. 예를 들어, 3GPP 규격의 Rel. 16에서 정의된 시그널링과 측정을 사용하는 것이 가능하지 않다. 종래에는 이러한 상황에서 UE는 GNSS 엔티티와 같이 기준 신호와 무관하게 자신의 위치를 결정할 수 있는 추가적인 송수신기 회로가 마련될 필요가 있다.
본 발명의 제1 양태에 따르면, NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에서 무선통신 네트워크의 측위 기준 신호를 사용하여 UE의 위치를 결정하지 못하는 문제가 본 발명에 의해 해결된다.
다른 시나리오에 따르면, 도 3에 도시된 UE와 같은 UE는 각각의 위성을 통해서 무선통신 네트워크에 연결하기를 원할 수 있다. 요청과 함께 UE는 자신의 지리적 위치를 시그널링 할 수 있다. 예를 들어, 지리적 위치는 , 예컨대, 관련된 앵커의 수 및/또는 예컨대 UE에 의해 수행되는 측정의 품질 내지 신뢰성에 따른 특정 정도의 불확실성으로 UE에 의해 결정될 수 있다. 측정 품질이 떨어지면 위치 정확도도 떨어진다. 따라서, 네트워크 접근을 요청하는 UE에 의해 표시된 위치가 충분한 정확도를 갖지 못하고, 이에 따라 연결을 수립할 때 적절한 조치가 취해질 수 있는지, 예컨대 위성 빔이 둘 이상의 국가에 걸쳐 있거나 위성 빔의 범위가 변경될 때 올바른 공중육상이동망(PLMN)이 선택되는지를 검증할 필요가 있는 상황이 있을 수 있다. 지금까지 NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에 대한 접근을 요청하는 UE에 대하여 UE 위치의 검증을 구현하는 프로세스가 없었다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, UE가 NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에 대한 접근을 요청할 때 UE의 위치를 검증할 수 있게 해주는 접근법이 제공된다.
장치-1. 양태
본 발명은 무선접속망(RAN)과, UE와 RAN 간의 전송을 위해 벤트-파이프 원리로 작동하는, 항공기나 우주선과 같은, 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서의 사용자 디바이스(UE)의 위치를 결정하는 장치를 제공한다(예컨대 청구항 1 참조). 상기 장치는
● 다음을 받아들이고,
○ 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 값들, 또는
○ UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들
● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 위치들을 획득하고,
● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들 또는 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하도록 구성된다.
실시예(예컨대 청구항 2 참조)에 따르면, 상기 장치는
● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 제1 값들을 받아들이고
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고,
● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 각각에 대하여, 하나 이상의 제1 값과 상기 RAN과 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 사용하여 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제2 값들을 결정하고
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하도록 구성된다.
실시예(예컨대 청구항 3 참조)에 따르면, 상기 장치는
● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들을 받아들이고,
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고,
● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 각각에 대하여, 상기 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 결정하고
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하도록 구성된다.
실시예(예컨대 청구항 4 참조)에 따르면, 상기 제1 및 제2 값들은 다음 중 하나 이상을 포함한다:
● 타이밍 값들, 예컨대 도착 시간(ToA), 도착시간 차(TDoA), 왕복 시간(RTT), 또는 상기 UE 또는 상기 RAN의 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점에서 측정된 다중 왕복 시간(multi-RTT)
● 신호강도 값, 예컨대 상기 UE 또는 상기 RAN의 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점에서 측정된 기준 신호 수신 강도(RSRP) 또는 수신 신호 강도(RSSI).
실시예(예컨대 청구항 5 참조)에 따르면, 상기 제1 및 제2 값들이 타이밍 값들을 포함하고,
상기 장치는 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치에 더하여, 다음 중 하나 이상을 획득한다:
● UE 또는 RAN 또는 NTN 컴포넌트의 기저대역 처리 장치에 연결된 안테나, 안테나 커넥터 또는 안테나 기준점의 위치,
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 각각에서의 처리 지연,
● 상기 NTN 컴포넌트와 RAN 간의 피더 링크 지연,
● 상기 NTN 컴포넌트와 UE 간의 서비스 링크 지연,
● 기저대역 처리 장치와, UE 또는 RAN 또는 NTN 컴포넌트의 안테나, 안테나 커넥터 또는 안테나 기준점 간의 연결의 연결 지연.
그리고 상기 장치는 상기 위치, 상기 처리 지연, 상기 피더 링크 지연, 상기 서비스 링크 지연, 및 상기 연결 지연 중에서 하나 이상을 추가로 사용하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 상기 제2 값을 결정한다.
실시예(예컨대 청구항 6 참조)에 따르면, 상기 장치는 다음 중 하나 이상으로부터 위치를 획득한다.
● 상기 무선통신 네트워크의 운영 및 유지보수(O&M) 메커니즘
● 기저대역 신호를 NTN 게이트웨이에 제공하는 RAN 노드
● 위성 운용자와 NG-RAN 노드, 코어 네트워크(CN), 또는 다른 통신 인터페이스와 데이터베이스 사이의 인터페이스를 통한 위성 운용자.
실시예(예컨대 청구항 7 참조)에 따르면, 상기 제1 및 제2 값들은 신호 강도 값들을 포함하고,
장치는 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치에 더하여, 다음 중 하나 이상을 더 획득한다.
● 상기 UE 또는 상기 RAN의 기저대역 처리 장치에 연결된 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점의 위치,
● 상기 NTN 컴포넌트와 상기 RAN 사이의 피더 링크 상에서의 신호 감쇄;
● 상기 NTN 컴포넌트와 상기 UE 사이의 서비스 링크 상에서의 신호 감쇄; 및
● 기저대역 처리 장치와, 상기 UE 또는 상기 RAN의 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점 사이의 연결에서의 신호 감쇄.
상기 장치는 상기 위치, 상기 피더 링크 상에서의 신호 감쇄, 상기 서비스 링크 상에서의 신호 감쇄, 및 상기 연결에서의 신호 감쇄 중에서 하나 이상을 추가로 사용하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 결정한다.
실시예(예컨대 청구항 8 참조)에 따르면, 다음 중에서 하나 이상이, 상기 장치 또는 상기 RAN 노드에 의해, 상기 UE와 상기 RAN 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값들을 측정하는 예컨대 상기 UE 또는 상기 RAN과 같은 엔티티에 제공되도록 구성된다.
● 처리 지연,
● 피더 링크 지연,
● 서비스 링크 지연,
● 연결 지연
● 피더 링크 상에서의 신호 감쇄,
● 서비스 링크 상에서의 신호 감쇠쇄
● 연결의 신호 감쇄,
상기 엔티티는 상기 지원 데이터를 수신하면 상기 지원 데이터를 사용하여 상기 하나 이상의 제1 값들의 측정치를 조정하도록 구성된다.
실시예(예컨대 청구항 9 참조)에 따르면, 상기 신호 감쇄가 경로 손실 지수, 보정, 로그-정규 쉐도잉, 적용 가능한 채널 모델과 같은 경로 손실 파라미터에 의해 표시된다.
실시예(예컨대 청구항 10 참조)에 따르면, 상기 도플러 값들은 UE 및/또는 각각의 NTN 컴포넌트들에 의해 측정된다.
실시예(예컨대 청구항 11 참조)에 따르면, 상기 장치는 UE에 또는 각각의 NTN 컴포넌트들에 도플러를 측정하도록 측정 요청을 송신한다.
실시예(예컨대 청구항 12 참조)에 따르면, 상기 측정 요청은 다음 중 하나 이상을 포함한다;
● 측정이 이루어질 NR-ARFCN 또는 반송파 주파수
● 최소한 PRS-ID를 포함하는 PRS 구성
● PRS 신호의 시간/주파수 위치
실시예(예컨대 청구항 13 참조)에 따르면, 상기 장치는 도플러 값들 이외에, 도플러 값들의 측정이 이루어진 주파수 또는 NR-ARFCN을, UE로부터 또는 각각의 NTN 컴포넌트들로부터 수신한다.
실시예(예컨대 청구항 14 참조)에 따르면, 상기 장치는 다음 중에서 하나 이상에 의해 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득한다.
● 상기 무선통신 네트워크의 운영 및 유지보수(O&M) 메커니즘의 사용,
● 상기 NTN 컴포넌트들의 궤도 파라미터들에 대한 데이터를 제공하는 외부 서버와의 상호작용,
● 상기 NTN 컴포넌트들의 운영자에게 상기 NTN 컴포넌트들의 위치를 요청
● 상기 RAN의 운영자에게 상기 NTN 컴포넌트들의 위치를 요청
실시예(예컨대 청구항 15 참조)에 따르면, 상기 장치는 예컨대 상기 RAN으로부터 또는 상기 무선통신 네트워크의 운영 및 유지보수(O&M) 메커니즘으로부터 상기 RAN이 비-육상 컴포넌트들을 통해서 상기 UE를 서빙한다는 정보를 수신하는 것에 응답하여, 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득한다.
실시예(예컨대 청구항 16 참조)에 따르면, 상기 장치는
● 상기 UE에서
● 상기 RAN에서
● 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)에서, 예컨대 위치 관리 기능(LMF)에 의해 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)에서
위치하거나 구현된다.
본 발명은 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치를 검증하는 장치를 제공한다(예컨대 청구항 17 참조). 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같다. 검증 장치는 상기 RAN에, 예컨대 RAN 노드에 위치한다. 검증 장치는
● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들인다. 상기 요청에는 다음이 포함된다.
○ 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치, 또는
○ 상기 UE의 논리적인 대략적 위치를 표시하는 UE 보고 정보(예컨대, 맵핑된 셀, selectedPLMNIdentity, TAC, TAI), 또는
○ 상기 UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 값들의 UE 보고 측정치
● 검증 장치는 상기 각각의 NTN 컴포넌트들과 상기 UE 간의 거리를 나타내는 네트워크(NW) NW) 측정치를 사용하여 상기 UE의 위치를 검증한다.
실시예(예컨대 청구항 18 참조)에 따르면, 상기 장치는
● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들인다. 상기 요청에는 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치가 포함된다.
● 각 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 RAN 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값들을 획득한다.
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득한다.
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 각각에 대해서, 상기 하나 이상의 제1 값들과 상기 RAN과 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 사용하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 제2 값들을 결정한다.
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE에 대한 네트워크(NW) 계산 위치를 획득한다.
● 상기 UE 보고 위치가 상기 NW 계산 위치에서 소정량 미만으로 벗어난 경우, 상기 UE 보고 위치를 검증하거나, 상기 UE 보고 위치 및 상기 NW 계산 위치를 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)로 검증을 위해 송신한다.
장치-2. 양태
실시예(예컨대 청구항 19 참조)에 따르면, 상기 장치는
● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들인다. 상기 요청에는 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값들의 UE 보고 측정치가 포함된다.
● 각 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제2 값들의 네트워크(NW) 측정치를 획득한다.
● 상기 UE 보고 측정치가 상기 NW 측정치에서 소정량 미만으로 벗어난 경우, 상기 UE 보고 측정치를 검증하거나, 상기 UE 보고 측정치 및 상기 NW 측정치를 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)로 검증을 위해 송신한다.
실시예(예컨대 청구항 20 참조)에 따르면,
● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들이되, 상기 요청에 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치가 포함된다.
● 각 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 사이의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들을 획득한다.
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득한다.
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 각각에 대하여, 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 결정한다.
● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE에 대한 네트워크(NW) 계산 위치를 획득한다.
● 상기 UE 보고 위치가 상기 NW 계산 위치에서 소정량 미만으로 벗어난 경우, 상기 UE 보고 위치를 검증하거나, 상기 UE 보고 위치 및 상기 NW 계산 위치를 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)로 검증을 위해 송신한다.
실시예(예컨대 청구항 21 참조)에 따르면, 상기 장치 또는 CN은 UE 보고 위치가 검증된 경우에만, UE가 무선통신 네트워크에 연결되는 것을 허용한다.
실시예(예컨대 청구항 22 참조)에 따르면, 상기 장치는 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)에 다음 중 하나 이상을 시그널링한다:
● 상기 UE 보고 위치가 상기 CN의 엔티티에 의해 신뢰를 받을 수 있는지 여부를 나타내는 플래그
● 상기 UE 보고 위치가 상기 장치에 의해 검증되었음을 나타내는 플래그
● 상기 UE 보고 위치의 상기 NW 계산 위치로부터의 편차를 기술하는 하나 이상의 파라미터들
● 상기 UE 보고 위치 및/또는 상기 NW 계산 위치를 결정하는 프로세스의 신뢰성을 기술하는 하나 이상의 파라미터들
● 상기 UE 보고 위치 및/또는 상기 NW 계산 위치를 결정하는 프로세스에 사용된 측정치의 신뢰성을 기술하는 하나 이상의 파라미터들
실시예(예컨대 청구항 23 참조)에 따르면, 상기 장치는 UE 및/또는 RAN 노드에 소정의 무결성 방법을 사용하고 그 결과를 보고하도록 시그널링한다.
실시예(예컨대 청구항 24 참조)에 따르면, 상기 장치는 UE 보고된 위치가 상기 NW 계산 위치로부터 벗어나도록 허용되는 임계치를 CN으로부터 수신한다.
실시예(예컨대 청구항 25 참조)에 따르면, 상기 NTN 컴포넌트는 다음 중 하나 이상을 포함한다.
● 특정 고도 및 궤도 주기 또는 평면, 예컨대 저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 지구동기궤도(GSO), 고궤도(HEO)dp 있는 위성 또는 우주선과 같은 우주체
● 무인 항공기 시스템(UAS)과 같은 항공기, 예컨대 테더링된 UAS, 공기보다 가벼운 UAS(LTA), 공기보다 무거운 UAS(HTA), 및 고고도 UAS 플랫폼들(HAPs)
본 발명은 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크용 사용자 디바이스(UE)를 제공한다(예컨대 청구항 26 참조). NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같고 복수의 기준점들을 제공하며, 복수의 기준점들 각각은 지리적 위치를 나타내고 적어도 하나의 PLMN 및/또는 적어도 하나의 TAC 및/또는 적어도 하나의 NR-CGI 및/또는 적어도 하나의 맵핑된 NR-CGI처럼 하나 이상의 네트워크 파라미터에 맵핑된다.
UE의 현재 위치에서 UE에 적용가능한 하나 이상의 네트워크 파라미터, 예컨대 PLMN 및/또는 추적 영역 코드(TAC) 및/또는 NR-CGI를 결정하기 위하여, UE는
- 상기 복수의 기준점들 중 일부 또는 전부의 위치를 나타내는 지원 데이터를 받아들이고,
- 상기 복수의 기준점들 중에서 상기 UE의 현재 위치에 가장 가까운 기준점을 결정하고,
- 상기 가장 가까운 기준점에 맵핑된 상기 네트워크 파라미터들을 도출한다.
UE는
- 상기 도출된 네트워크 파라미터들을 사용하여, 하나 이상의 시그널링 절차들, 예컨대 UE 등록, TAC 업데이트 등을 개시하거나,
- 상기 가장 가까운 기준점의 식별자, 및/또는 예컨대 연결을 시작할 때 또는 TAC 업데이트를 수행할 때 또는 네트워크에 대한 임의의 다른 시그널링 절차를 시작할 때 상기 UE에 제공된 식별자에 대응하는 지원 데이터에서 도출되는 정보를 보고함으로써, 상기 UE에 의해 상기 무선통신 네트워크에게 보고된 위치의 검증을 허용하도록 구성된다.
실시예(예컨대 청구항 27 참조)에 따르면, 상기 UE는 등록 요청(REGISTRATION REQUEST)을 송신함으로써 특정 PLMN에 액세스하기 위한 UE 등록 절차를 개시 한다.
실시예(예컨대 청구항 28 참조)에 따르면, 상기 등록 요청에 응답하여, UE는 UE가 PLMN에 액세스하도록 허용되는지 여부에 따라 등록 수락 또는 등록 거부를 수신한다.
실시예(예컨대 청구항 29 참조)에 따르면, 상기 UE는
- UE의 현재 위치가 특정 PLMN의 동작이 허용되는 국가에 있다고 판단되면, 등록 수락(REGISTRATION ACCEPT)을 수신하고,
- UE의 현재 위치가 특정 PLMN의 동작이 허용되지 않는 국가에 있다고 판단되면, 등록 거부(REGISTRATION REJECT)을 수신한다.
실시예(예컨대 청구항 30 참조)에 따르면, 상기 UE는 A-GNSS를 사용하여 UE의 현재 위치를 결정하고, LPP 시그널링 내의 ProvideLocationInformation 메시지로 A-GNSS 위치를 보고함으로써, 무선통신 네트워크가 다중-RTT 또는 UL-TDOA와 같은 네트워크 기반 측위 방법 대신에 보고된 A-GNSS 위치를 사용할 수 있도록 한다.
방법-1. 양태
본 발명은 무무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치를 결정하는 장치를 작동시키는 방법을 제공한다(예컨대 청구항 31 참조). 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같고 UE와 RAN 간의 전송을 위해 벤트-파이프 원리로 작동한다. 상기 방법은
● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 값들, 또는
● UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들
을 받아들이는 단계;
상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 위치들을 획득하는 단계; 및
상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치 또는 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하는 단계;를 포함한다.
방법-2. 양태
본 발명은 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치 검증 장치를 작동시키는 방법을 제공한다(예컨대 청구항 32 참조). 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같으며, 상기 장치는 상기 RAN에, 예컨대 RAN 노드에 위치한다. 상기 방법은
적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 상기 받아들이되, 상기 요청에 다음이 포함되는 단계:
● 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치, 또는
● 상기 UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 값들의 UE 보고 측정치;
상기 각각의 NTN 컴포넌트들과 상기 UE 간의 거리를 나타내는 네트워크(NW) NW) 측정치를 사용하여 상기 UE의 위치를 검증하는 단계;를 포함한다.
본 발명은 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크용 사용자 디바이스(UE)의 작동 방법을 제공한다(예컨대 청구항 33 참조). 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같고 복수의 기준점들을 제공하며, 상기 복수의 기준점들 각각은 지리적 위치를 나타내고 적어도 하나의 PLMN 및/또는 적어도 하나의 TAC 및/또는 적어도 하나의 NR-CGI 및/또는 적어도 하나의 맵핑된 NR-CGI처럼 하나 이상의 네트워크 파라미터에 맵핑된다. 상기 방법은
- 상기 복수의 기준점들 중 일부 또는 전부의 위치를 나타내는 지원 데이터를 받아들이는 단계;
- 상기 복수의 기준점들 중에서 상기 UE의 현재 위치에 가장 가까운 기준점을 결정하는 단계; 및
- 상기 가장 가까운 기준점에 맵핑된 상기 네트워크 파라미터들을 도출하는 단계;에 의해서, 상기 UE의 현재 위치에서 상기 UE에 적용가능한 하나 이상의 네트워크 파라미터, 예컨대 PLMN 및/또는 추적 영역 코드(TAC) 및/또는 NR-CGI를 상기 UE에 의해 결정하는 단계:를 포함한다.
상기 방법은
- 상기 도출된 네트워크 파라미터들을 사용하여, 하나 이상의 시그널링 절차들, 예컨대 UE 등록, TAC 업데이트 등을 개시하는 단계; 또는
- 예컨대 연결을 시작할 때 또는 TAC 업데이트를 수행할 때 또는 네트워크에 대한 임의의 다른 시그널링 절차를 시작할 때, 상기 가장 가까운 기준점의 식별자를 보고함으로써, 상기 UE에 의해 상기 무선통신 네트워크에게 보고된 위치의 검증을 허용하도록 하는 단계;를 더 포함한다.
컴퓨터 프로그램 제품
실시예들은 프로그램이 컴퓨터에 의해 실행될 때 컴퓨터로 하여금 본 발명에 따른 하나 이상의 방법을 수행하게 하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다.
제1 양태
본 발명의 제1 양태에 따르면, NTN 무선통신 네트워크 내에서 위치 기준 신호들이 각각의 NTN 컴포넌트들을 경유하여 투명 페이로드로서 전송되어, UE 또는 RAN 노드가, 수신된 측위 기준 신호에 기초하여, 위성을 통해서 무선접속망와 UE 간에 신호를 전송하기 위한 전체적인 시간 또는 지연, 또는 위성을 통해서 무선접속망과 UE 간에 전송되는 신호의 전체적인 감쇠만을 결정할 수 있는 상황에서, UE 위치를 결정할 수 있게 해주는 접근법이 제공된다.
도 4는 TS 38.305 Rel. 16에 따른 NG-RAN에 의해 5G 코어(5GC)에서 위치 서비스(LCS)를 지원하는 것과 관련된 단계들을 보여준다. TS 38.305에 기술된 단계들은 다음과 같다:
1. 위치 서비스가 요청된다. 예를 들어,
1a. 5GC의 엔티티, 예컨대 게이트웨이 모바일 위치 센터(GMLC)가 타겟 UE에 대한 측위와 같은 위치 서비스를 현재 서비스중인 액세스 및 모빌리티 기능(AMF)에 요청하거나,
1b. 타겟 UE에 대해 현재 서비스중인 AMF가 예컨대 긴급통화를 위해 UE를 찾기 위해 일부 위치 서비스에 대한 필요성을 결정하거나,
1c. UE가 측위 또는 지원 데이터 전달과 같은 일부 위치 서비스를 현재 서비스중인 AMF에 비액세스 계층(NAS) 레벨에서 요청한다.
2. AMF가 위치 서비스 요청을 위치 관리 기능(LMF)에 전달한다.
3a. LMF가 NG-RAN 내에서 서비스중인 그리고 어쩌면 이웃 NG-eNB 또는 gNB와 위치 절차를 시작하여, 예컨대 측위 또는 지원 데이터를 획득한다.
3b. 단계 3a에 추가하여 또는 단계 3a 대신에, LMF가 UE와 위치 절차를 시작하여, 예컨대 위치 추정치 또는 측위 값을 획득하거나 위치 지원 데이터를 UE에 전달한다.
4. LMF가 AMF에 위치 서비스 응답을 제공하되, 필요한 모든 결과(예컨대, 성공 또는 실패 표시와, 요청받거나 획득된 경우 UE에 대한 위치 추정치)를 포함시켜 제공한다.
5a. 1a 단계가 수행된 경우, AMF가 5GC 엔터티에 위치 서비스 응답을 반환하되, 필요한 모든 결과(예컨대, UE에 대한 위치 추정치)를 포함시켜 제공한다.
5b. 단계 1b가 수행된 경우, AMF는 단계 4에서 수신된 위치 서비스 응답을 사용하여 단계 1b에서 이를 트리거링했던 서비스를 지원한다. 예를 들어, AMF는 긴급통화와 관련된 위치 추정치를 GMLC에 제공할 수 있다.
5c. 단계 1c가 수행된 경우, AMF는 위치 서비스 응답을 UE에 반환하되, 필요한 모든 결과(예컨대, UE에 대한 위치 추정치)를 포함시켜 제공한다.
상기 단계들은 육상망과 관련된 것으로서, RAT-기반 측위 기법을 채용함으로써 상당히 정확하게 UE의 위치를 추정할 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, NTN 컴포넌트들의 경우, UE는 기저대역 신호에 의해 획득된 각각의 측위 신호에 의존하지 못할 수 있으며, 오히려 A-GNSS와 같은 외부 시스템을 사용하여 UE의 위치를 결정해야 한다. 그 이유는. 벤트-파이프 전송 원리에 따라 동작하는 즉, 투명 페이로드를 전송하는, NTN 컴포넌트의 경우, 측위 기준 신호를 포함하는 기저대역 신호가 지상에 위치한 기저대역 신호 처리 장치 즉, UE에서 또는 RAN에서, 보다 구체적으로는 RAN의 기지국 중 하나에서, 생성되거나 측정되기 때문이다. 수신기, 예컨대 다운링크의 경우 UE 그리고 업링크의 경우 NR-RAN이 수신된 측위 기준 신호를 측위 기준 신호의 사본과 상관시킬 때, 도 3에 도시된 위성(1561)과 같은 비-육성 컴포넌트를 경유하여 수신된 신호 상에서 관측되는 총 지연시간인 지연이 수신기에 의해 측정될 수 있다. 따라서, 총 지연시간은 이며, 여기서 t1,a 및 t1,b는 각각의 서비스 링크 및 피더 링크(1721,a 및 1741,b)에서의 지연이고, Δ1은 위성(1561)에서의 중계기 동작으로 인한 지연과 각각의 NTN 게이트웨이(1701)에서 기저대역 처리 유닛과 안테나 사이의 연결로 인한 지연이다. 마찬가지로, 위성(1562)을 통해 수신되는 신호에서 관측되는 총 지연시간은 이며, 여기서 t2,a 및 t2,b는 각각의 서비스 링크 및 피더 링크(1722,a 및 1742,b)에서의 지연이고, Δ2는 위성(1562)에서의 중계기 동작으로 인한 지연과 각각의 NTN 게이트웨이(1702)에서 기저대역 처리 유닛과 안테나 사이의 연결로 인한 지연이다.
따라서, 측정된 지연에 기초하여, 코어 네트워크 내의 위치 관리 기능(LMF) 또는 UE에 마련되는 위치 계산 엔티티 또는 RAN의 위치 계산 및/또는 조정 엔티티와 같은 위치 결정 장치는 위성과 UE 사이의 실제 거리에 대한 지식이 없으며, 위성 위치가 알려진 경우라 할지라도 서로 다른 위성들을 경유한 둘 이상의 PRS 전송으로부터 UE의 위치 결정을 하지 못한다.
본 발명은 이 문제를 해결하기 위한 것으로서, 제1 양태의 실시예들에 따르면 사용자 디바이스의 위치를 결정하기 위한 개선된 장치를 제공한다. 도 6은 본 발명의 제1 양태에 따른 사용자 디바이스 위치 결정 장치(200)의 일실시예를 보여준다. 실시예에 따르면, 본 발명의 접근법은 도 4를 참조하여 위에서 설명한 TS 38.305에 따른 측위 절차에 따라 동작할 수 있으며, 기본적으로 LMF가 NG-RAN 노드 및 UE와 상호작용하여 필요한 측정치를 획득하는 단계 3 및 단계 4에 영향을 미친다.
도 5는 본 발명의 제1 양태의 실시예에 따른 사용자 디바이스 위치 결정 장치를 보여준다. LMF 또는 위치 계산 엔티티와 같은 장치(200)가 무선접속망과 둘 이상의 비-육상 네트워크 컴포넌트들을 포함하며 도 3을 참조하여 전술한 네트워크와 같은 무선통신 네트워크의 사용자 디바이스(UE)의 위치를 결정하기 위해 제공된다. 실시예에 따르면, 장치(200)는 입력(210), 출력(212), 및 신호 프로세서(214)를 포함한다. 장치(200)는, 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유한 UE와 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 제1 값들 또는 UE와 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들을 받아들인다(216). 또한, 장치(200)는 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고(218), 획득된 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치와 제1 값들 또는 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여 UE의 위치를 결정한다(222).
도 6은 장치(200)의 제1 실시예를 보여준다. 장치(200)는 예를 들어 입력(210)을 통해서 UE와 무선접속망 간의 거리, 예를 들어 도 3에 도시된 UE와 두 기지국들(gNB1, gNB2) 또는 관련된 NTN 게이트웨이들(1701, 1702) 사이의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값을 받아들인다(216). 이 값들은 UE와 위성들(1561, 1562)과 같은 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 벤트-파이프 전송에 의해 즉, TN 컴포넌트들에 의해 수신 및 전달되기만 하는 전송에 의해, 획득된다. 또한, 장치(200)는 예를 들어 도 3의 위성들(1561, 1562)의 위치와 같은 측정치가 수신된 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득한다(218). 위치들은, 위성 운영자 또는 무선통신 네트워크의 유지보수(O&M) 메커니즘과 같은 외부 엔티티로부터, 입력(210)을 통해서 또는 무선통신 네트워크에 의해 사용되는 위성들의 위치를 유지하는 장치의 저장장치로부터 획득될 수 있다.
장치(200)는, 예를 들어 NTN 게이트웨이들의 위치에 기초하여 그리고 각각의 위성들에 대해 획득된 위치에 기초하여, 각각의 gNB들과 같은 RAN과 각각의 NTN 컴포넌트들 간의 거리, 예를 들어 위성(1561)과 제1 NTN 게이트웨이(1701) 간의 거리 및 제2 NTN 게이트웨이(1702)와 제2 위성(1562) 간의 거리를 알 수 있다. RAN과 NTN 컴포넌트 간의 이처럼 알려진 거리와 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유한 UE와 RAN 간의 전체 거리에 기초하여, 상기 장치는 각각의 NTN 컴포넌트에 대하여 UE와 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제2 값을 결정한다(220). 예를 들어, ToA 값의 경우, 측정된 지연(t1)에서 NTN 게이트웨이(1701)와 위성(1561) 간의 신호 전파에 대한 알려진 지연(t1,b)를 빼서 UE와 NTN 컴포넌트 간의 링크 상의 전파 지연(t1,a)을 산출한다. 이에 따라 UE와 위성(1561) 간의 거리를 결정할 수 있게 된다. UE와 NTN 컴포넌트 간의 결정된 거리에 기초하여, 그리고 획득된 NTN 컴포넌트의 위치에 기초하여, 장치(200)는 UE의 위치를 결정한다(222). UE의 위치는 장치(200)의 출력(212)을 통해 네트워크의 다른 엔티티에 출력될 수 있다.
본 발명은 지연을 획득하고 그에 기초하여 각각의 거리를 결정하기 위한 ToA 측정에 한정되지 않으며, 추가적인 실시예들에 따라 기준신호 시간 차(Reference Signal Time Differences; RSTD)를 획득하기 위한 TDoA 측정이 각각의 거리 결정에 사용될 수 있음을 유의해야 한다. 따라서, ToA 또는 도플러 값을 사용하는 의사 거리 측정에 더하여, UL/DL-RSTD 측정에 의존하는 UL-TDOA, DL-TDOA가 사용될 수도 있다. 예를 들어, UE와 2개의 위성 간의 RSTD가 계산될 수 있다.
측위 메커니즘을 위해 UE에서 평가되는 다운링크 측위 기준 신호의 전송의 경우, 수신된 측정치들은 장치(200)가 UE로부터 획득하며, UE가 상이한 위성들을 통해서 측위 기준 신호, 예컨대 업링크 측위 기준 신호를 전송하는 경우에는, 장치(200)가 도 3에서 gNB1 및 gNB2와 같은 NG-RAN 노드로부터 수신할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, LMF 또는 위치 계산 및/또는 조정 엔티티와 같은 장치는 사용되는 측위 방법에 따라서 NG-RAN 노드로부터 및/또는 UE로부터 측정치들을 획득한다. NG-RAN 노드 또는 UE는 계산에 필요한 타이밍 값들 또는 신호 강도 값들, 예컨대 Rel. 16애 명시된 ToA, TDoA, RTT, RSRP, RSSI, 또는 multi-RTT를, 단순 보고한다. 이 값들은 수신기, 즉 UE 또는 RAN 노드의 안테나 커넥터 또는 안테나 기준점에서 측정될 수 있다. 장치는, 예컨대 네트워크로부터의 O&M 메커니즘을 사용하거나 위성의 궤도 파라미터에 대한 데이터를 제공하는 외부 서버와 상호작용함으로써, 위성의 위치를 추가로 획득한다. 또한, 위성의 운영자는 제어 시스템에서 획득하였거나 위성을 통해서 획득한 위치를 장치에 제공할 수 있다.
장치가 NTN-게이트웨이에 위치하지 않거나 NTN 게이트웨이의 위치를 알 수 없는 경우, 추가적인 실시예에 따르면, NTN-게이트웨이의 위치가 O&M 메커니즘에 의해, 또는 각각의 NTN-게이트웨이와 연관된 NG-RAN 노드로부터 정보를 획득하고 측위 기준 신호를 포함하는 기저대역 신호를 NTN-게이트웨이에 제공함으로써. 위치 계산 엔티티의 LMF에 제공될 수 있다. NTN 게이트웨이의 위치는 지상국의 기준점일 수 있다. 예를 들어, 이것은 안테나의 물리적 중심일 수 있고, NTN 게이트웨이에서 안테나 커넥터의 위치일 수 있고, NTN 게이트웨이의 안테나의 위상 중심 또는 안테나 어레이의 위상 중심일 수 있고, 안테나의 물리적 중심일 수 있고, 그밖의 유사한 위치일 수 있다.
추가적인 실시예들에 따르면, 타이밍 또는 지연 값들 또는 강도 값들은 상기 장치에 제공되기 전에 미세조정되거나 장치에서 미세조정될 수 있다. 측정치들은, 위성들의 위치와 게이트웨이의 위치를 고려하여, 그리고 추가적인 실시예들에 따르면 기저대역 처리 장치를 NTN 게이트웨이에 연결하는 케이블에서의 지연과 같은 다른 이용가능한 지연 값들을 고려하여, 상기 장치에 의해, UE에 의해, 또는 NG-RAN에 의해, 미세조정될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 상기 장치는 위성 및 NTN 게이트웨이의 위치에 기초하여 NTN 게이트웨이(1701)와 위성(1561) 간의 지연(t1,b)을 추정하고(도 3 참조), 이 추정치를 수신기에 의해 보고된 측정된 지연(t1)에서 차감하여, UE의 위치 결정에 최종적으로 사용되는 거리의 추정을 가능하게 해주는 수신기 및 위성 간의 링크 상에서의 지연(t1,a)을 산출하게 된다. UE 및 위성(1561) 간의 링크에 대해서도 동일한 작업을 수행하여, 지연(t2,a)를 획득할 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 신호의 지연 대신에, 측위 기준 신호를 포함하는 신호의 감쇄가 결정될 수도 있다. NTN 게이트웨이와 위성 간의 링크 상의 감쇄를 추정하여, 전체 감쇠에서 이 추정치를 차감하면 UE와 위성 간의 서비스 링크 상의 감쇄를 구하여 거리를 추정하게 될 수도 있다.
상기 단계들은 적어도 2개의 거리 값들을 구할 수 있도록 2개 이상의 위성들에 대해 수행될 수 있으며, 이 거리 값들을 토대로 이미 알고 있는 위성들의 위치와 결합하여, 지리적 위치와 같은 UE 위치가 결정될 수 있다.
제1 실시예와 관련하여, 적어도 2개의 위성 또는 NTN 컴포넌트들을 통한 측위 신호의 전송은 적어도 2개의 상이한 NTN 게이트웨이들을 통해 상이한 위성들로 기저대역 신호를 전송하는 단일 gNB에서 발생될 수 있음을 주목해야 하는데, 여기서 측위 기준 신호는 링크를 통한 상이한 지연/감쇄가 결정될 수 있도록 제1 위성을 통해 전송된 것인지 또는 제2 위성을 통해 전송된 것인지 식별될 수 있게 하는 것이 바람직하다. 다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바과 같이, 측위 기준 신호들이 상이한 기지국들에 의해 제공될 수 있고, 상이한 기지국들에서 발생하는 것으로 표시되어 상이한 NTN 게이트웨이들과 상이한 위성들을 통해 전송될 때 UE에서 구별될 수 있도록 할 수도 있다. 따라서, 실시예에 따르면, 하나의 gNB는 하나의 NTN 게이트웨이를 통해 연결을 제공할 수 있고, 이 게이트웨이가 하나 이상의 위성과의 피더 링크를 가질 수 있으며, 상이한 피더 링크들에 서비스를 제공하는 gNB들은 Xn 인터페이스를 가질 수 있다. 실시예에 따르면, 하나의 gNB가 하나 이상의 NTN 게이트웨이들를 통해서 연결을 제공할 수 있고, 이 게이트웨이들 각각이 하나 이상의 위성에 대한 피더 링크를 가지고 있을 수 있다.
본 발명의 장치(200)는 전체 네트워크에서 하나 이상의 부분, 예컨대 도 3에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이 코어 네트워크(152) 내에, RAN(154) 내에, 위성(156)에, 또는 UE에 위치할 수 있다. 장치가 어디에 위치하는지에 따라서, RAN 노드(gNB1 또는 gNB2)와 같이 물리 계층 처리를 수행하는 기저대역 장치에 연결되는 NTN 게이트웨이의 안테나 위치와 같은 추가 정보를 제공하는 것이 바람직하거나 필요할 수 있다. 또한 신호가 피더 링크에서 서비스 링크로 또는 서비스 링크에서 피더 링크로 전송될 때 위성에서의 처리 지연, 피더 링크 및 서비스 링크에서의 전파 지연 또는 감쇄는 물론, 기저대역 처리 장치를 NTN 게이트웨이에 연결하는 케이블에서의 지연은, UE와 위성 간의 서비스 링크 상에서의 지연 또는 감쇄를 결정하기 위하여 전체 지연에서 차감되어야 하는, RAN 노드로부터 위성까지의 감쇄 또는 지연을 추정할 때 고려할 수 있도록, 시그널링될 수 있다.
예를 들어, 상기 장치가 UE 또는 코어 네트워크에 위치할 때, 장치는 RAN을 둘 이상의 위성들에 연결하는 각각의 안테나들 또는 NTN 게이트웨이들의 위치에 대한 정보도 수신하여, 각각의 피더 링크들 상에서의 지연 또는 감쇄도 상기 장치로 시그널링된 위성 및 NTN 게이트웨이 위치에 기초하여 추정될 수 있도록 할 수 있다. 장치가 RAN에 위치할 때, 예컨대 특정 gNB에 있을 때, gNB와 연관된 NTN 게이트웨이들의 위치가 이미 알려져 있을 수 있어서, 필요에 따라 다른 gNB들로부터의 NTN 게이트웨이 위치 정보만 상기 장치에서 수신될 수도 있다.
따라서, NTN 컴포넌트들을 포함하고 기준 신호들을 NTN 컴포넌트들을 통해 투명 페이로드로서 전송하는 네트워크에서 종래의 측위 방법이 안고 있던 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 제1 양태의 실시예들은 다음 중 하나 이상을 제공한다:
1) 위성들의 위치를 결정하고/하거나 LMF 또는 위치 계산 엔티티로 전달하기 위한 추가적인 시그널링.
2) NTN 게이트웨이의 위치를 결정하고/하거나 전달하기 위한 추가적인 시그널링.
3) 다운링크 측위 기준 신호를 전송하거나 업링크 측위 기준 신호를 수신하는 TRP를 호스팅하는 gNB가 투명 또는 재생 아키텍처를 사용하는지 여부에 관한, UE에 대한 정보.
4) gNB가 지상 기반이고 위상이 투명 릴레이인지, 또는 gNB가 위성에 탑재되어 있는지에 관한, LMF 또는 위치 계산 엔티티에 대한 정보,
a. 이것은 LMF 또는 위치 계산 엔티티가, 측위 신호들을 측정하기 위한 적합한 지원 데이터(예컨대, 동기화 신호 블록(SSB), 다운링크 측위 기준 신호(DL-PRS), 채널 상태 정보 기준 신호(CSI-RS), 또는 위상 추적 기준 신호(PTRS)) 및/또는 측위 기준 신호를 전송하기 위한 지원 데이터(예컨대, 사운딩 기준 신호(SRS)를 UE에 확실하게 제공하도록 하기 위해, 필요할 수 있다.
b. 또한, 이것은 피더 링크로 인한 추가 지연, 처리 지연, 케이블 지연 등을 제거하거나 고려하기 위해 필요할 수도 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 실시예들에 따르면, gNB1 또는 gNB2와 같은 각 NG-RAN 노드는, 측위 기준 신호를 포함하는 기저대역 신호를 NTN-게이트웨이에 제공할 때, 안테나 위치 및/또는 안테나 어레이의 위상 중심 위치도 장치(200)에 제공할 수 있다. 이때, 예를 들어 NG-RAN 노드의 대략적인 위치를 제공하기 위한 정보 요소(IE)인 NRG-RAN 액세스 포인트 위치(NG-RAN Access Point Position) 또는 높은 정확도의 액세스 포인트 위치를 제공하기 위한 것으로서 TS 38.455에 정의된 IE인 TRP 정보 항목(TRP information item) 내에 있는 IE인 NG-GAN 고정확도 액세스 포인트 위치(NG-RAN High Accuracy Access Point Position)가 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 IE 중 TRP 정보 항목(TRP information item)은 TRP가 육상 부분이 아니라, 네트워크의 NTM 컴포넌트에 연결되어 있다는 정보를 포함하는데, 이는 TRP가 NTN 게이트웨이인지 아닌지를 나타내는 NTN 게이트웨이라는 필드를 추가하여 TRP 정보 항목(TRP information item)에 추가하여 구현할 수 있다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 TRP 정보 항목(TRP information item)의 일 실시예를 보여준다. 종래의 엔트리에 더하여 마지막 줄에 NTN 게이트웨이 엔트리를 포함되는데, 이는 TRP, 즉, gNB1 또는 gNB2가 NTN 컴포넌트를 포함하는 무선통신 네트워크의 일부인지를 나타내는 논리 값을 갖는다. 즉, NTN 게이트웨이가 포함되면 1의 값을 가지고, NTN 게이트웨이가 없으면 0의 값을 갖는다.
본 발명의 제1 양태의 실시예들에 따르면, 장치(200)는 NG-RAN이 하나 이상의 NTN 컴포넌트들을 통해서 UE를 서비스한다는 정보를 수신할 수 있다. 이 정보는 예컨대 gNB1 및 gNB2가 NTN 게이트웨이들임을 마지막 줄에 표시하는 IE인 TRP 정보 항목(TRP information item)을 통해서(도 7 참조) 또는 네트워크의 O&M 메커니즘을 통해서 수신될 수 있다. NG-RAN이 NTN 컴포넌트들을 통해서 UE를 서비스한다는 정보에 응답하여, 장치(200)는 NG-RAN 노드에 시그널링하여 천체위치표(ephemeris)와 같은 궤도 파라미터를 제공하거나 NTN 컴포넌트의 위치를 제공할 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 장치(200)는 O&M 메커니즘 또는 외부 서버로부터 이용가능한 궤도 파라미터에 기초하여 예컨대 2선 요소(two-line element; TLE)를 사용하여 위치를 계산할 수 있다. 장치로부터의 요청에 응답하여, NG-RAN은 예를 들어 R2-1916391 3GPP TSG-RAN WG2 Meeting #108 Reno, US, 2019.11.18.~22.에 기술된 TLE 포맷으로 통상 표현되는 천체위치표를 제공할 수 있다. NG-RAN 노드는 위성 운용자로부터 상기 정보를 얻을 수도 있고, 이미 저장된 정보를 가지고 있을 수도 있다. 전형적인 궤도 파라미터는 다음 중 적어도 하나 이상이 포함될 필요가 있다.
● 에포크
● 탄도 계수라고도 하는 평균 운동의 1차 도함수
● 평균 운동의 2차 도함수
● 복사 압력 계수(Radiation Pressure Coefficient) 또는 비스타(BSTAR)라고도 하는 항력 항(Drag Term)
● 경사도
● 적경각
● 편심
● 근지점 인수(각도)
● 평균 이상(각도)
● 평균 운동(일당 회전수)
● 에포크에서의 회전수(revolutions)
정보는 RRC 및/또는 LPP 및/또는 NRPPa 메시지 또는 임의의 다른 시스템 메시지에서 TLE 또는 IE 내의 필드로 제공될 수 있다.
추가적인 실시예들에 따르면, 장치는 타이밍 값 또는 신호 강도 값과 같은 측정된 값을 결정하는 엔티티에 지원 데이터(assistance data)를 제공할 수 있다. 예를 들어, 장치(200)는 측위가 다운링크 또는 업링크 측위 기준 신호를 사용하여 결정되는지 여부에 따라 UE 또는 NG-RAN 노드에 보조 데이터로서 미세조정(calibration) 파라미터들을 제공할 수 있다. 미세조정 파라미터들은 비-육상 링크들 중 적어도 하나에 대하여 다음 파라미터들 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
● 피더 링크에서 위성과 게이트웨이 사이의 신호 지연
● 게이트웨이와 기저대역 처리 장치 사이의 지연
● 위성의 처리 지연
● 링크 상의 신호 감쇄. 예컨대 예를 들어, 경로 손실 지수, 보정, 룩-노멀 섀도잉, 적용가능한 채널 모델 등과 같은 경로 손실 파라미터들과 같이 신호 감쇄를 결정하는 파라미터들
장치가 코어 네트워크에서 제공되는 경우, 장치는 미세조정 파라미터들 또는 지원 정보를 NG-RAN 노드와 UE 중 어느 하나 또는 둘 모두에 시그널링할 수 있으며, 둘 모두 엔티티가 적용한 시그널링을 포함하여 미세조정된 측정치들을 보고할 수 있다. 엔티티들 즉, RAN 노드 및 UE는 지원 데이터를 수신하면 측정치를 조정하기 위해 해당 데이터를 사용할 수 있고, UE는 측정치를 장치에 다시 보고할 수 있다. 또한, 보고는 UE 또는 NG-RAN 노드가 벤트-파이프 모델을 보상했다는 플래그를 포함할 수 있다.
다중 RTT를 사용하는 경우에, 미세조정 없는 각 링크에 대한 추정된 RTT는 서비스 링크 상의 지연과 피드백 링크 상의 지연과 추가적인 지연을 포함할 수 있으므로, 본 발명의 제1 양태의 실시예에 따르면, 피더 링크에 대한 RTT를 추정하고 전체 링크에 대한 전체 RTT에서 이를 차감함으로써 서비스 링크 상의 RTT를 구할 수 있으며, 따라서 UE와 위성 사이의 거리를 구할 수 있다.
추가 실시예들에 따르면, 위치 결정 프로세스 동안 위성이 이동하는 경우, 위성과 지상국 간의 피더 링크도 변화할 수 있고, UE는 여전히 위성으로부터의 신호를 측정하고 있게 된다. 상기 위성의 움직임에 대한 정보도 장치로 전달되고, 위치를 결정할 때 고려된다. 또한, 경로 전환이 발생한 시간과 경로 전환 전후의 NTN 게이트웨이의 위치가 측위 엔티티에 대한 지원 데이터로 제공될 수 있다.
본 발명의 제1 양태의 또 다른 실시예들에 따르면, 비-육상 컴포넌트들을 포함하는 네트워크에서 UE의 위치 추정이 측정된 타이밍 또는 신호 강도 값들 대신에 도플러 값들을 기반으로 할 수 있다. 그와 같은 실시예들에 따르면, UE는 도플러 측정을 수행할 수 있고 도플러 측정에 대한 보고를 RAN 노드에 제공할 수 있다. 예를 들어, UE는 네트워크에 연결할 때 또는 능력 요청에 대한 응답으로서 이 능력을 시그널링할 수 있다. UE는 벤트-파이프 내지 투명 페이로드를 전송하기 위해 위성에서 사용하는 반송파 주파수의 도플러 쉬프트를 측정할 수 있는 기능이 있다. 도플러 쉬프트 측정치를 토대로 의사 거리(pseurange)가 획득될 수 있고, 이에 따라 UE와 위성 간의 거리가 획득될 수 있다. 의사 거리를 결정하기 위해 도플러 값을 사용하는 것은 위성 기술 분야에서 잘 알려진 접근 방식이므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
도 8은 도플러 값을 사용하는 본 발명의 제1 양태에 따른 장치의 제2 실시예를 보여준다. 도 8의 실시예는 장치(200)가 도플러 값을 수신(226)한다는 점을 제외하고는 도 6과 유사하다.
수신된 도플러 값들을 토대로, 장치는 UE와 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 결정하며(228), 이에 따라 제1 실시예(도 6 참조)와 동일한 방식으로 NTN의 위치에 대한 추가 정보에 기초하여 UE의 위치가 결정될 수 있다(222). 도플러 측정은 위성을 통해서 UE로 전송되는 다운링크 측위 기준 신호를 사용하는 경우에 수행된다. 업링크의 경우, UE가 위성을 통해 업링크 측위 기준 신호를 전송할 때, 위성에서 도플러 값들이 결정되어 장치로 전달된다.
장치(200)가 UE에서 구현되는 경우, 결정된 위치는 UE로 출력될 수 있고, UE는 결정된 위치를 무선통신 네트워크의 RAN으로 전송한다.
실시예들에 따르면, 장치(200)는 측정 요청을 UE로 또는 위성으로 송신하면서 도플러 측정을 하도록 요청할 수 있는데, 요청은 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
● NR 절대 무선주파수 채널 번호(NR-ARFCN) 또는 측정이 이루어질 반송파 주파수,
● 최소한 PRS-ID를 포함하는 PRS 구성
● PRS 신호의 시간/주파수 위치
UE 또는 위성은 실제 측정치 즉, 도플러 값들과 실시예에 따라 추가로 NR-ARFCN 또는 측정이 이루어진 주파수를 다시 보고할 수 있다.
따라서, 본 발명의 제1 양태는 NTN 컴포넌트를 포함하는 무선통신 네트워크에서 위성 또는 NTN 컴포넌트를 통해서 투명 페이로드로 전송되는 기저대역 신호의 일부인 무선통신 시스템의 측위 신호에 기초하여 UE의 위치를 결정하는 문제를 해결한다.
제2 양태
본 발명의 제2 양태에 따르면, 사용자 디바이스가 NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에 액세스하는 시나리오가 제시된다. UE의 위치에 대한 지식이 필요할 수 있으므로, UE는 연결 요청과 함께 자신의 위치 정보를 보낼 수 있다. 위치 정보가 충분히 정확한지 확인하기 위해, UE가 연결될 때, 예컨대 UE를 원하는 네트워크에 연결할 때 위치를 검증하여 필요한 측정이 이루어졌다는 것을 확인하거나, 특정 위치에 대한 적절한 파라미터들이 UE에 제공된다는 것을 확인하는 것이 바람직할 수 있다. 다시 말해서, 본 발명의 제2 양태는 UE 위치를 검증하기 위한 대안적 수단을 구비하는 무선통신 네트워크을 제공하고, NG-RAN 노드 또는 NTN 게이트웨이에 존재하는 위치 계산 엔티티와 같은 네트워크 엔티티가 UE의 네트워크 측 위치를 계산하고 이 NW 계산된 위치를 토대로 UE 보고 위치를 검증할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제2 양태의 실시예에 따른 사용자 디바이스(UE) 위치 검증 장치를 보여준다. 장치(300)는 RAN과 복수의 NTN 컴포넌트들을 포함하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치를 검증할 수 있도록 제공된다. 장치(300)는 RAN에, 예컨대 도 3의 gNB1과 같은 RAN 노드에 위치한다. 예를 들어, 도 3의 시나리오를 고려할 때, UE가 NTN 컴포넌트들로서 위성들(1561, 1562)을 포함하고 기지국들(gNB1, gNB2)을 포함하는 RAN을 구비하는 무선통신 네트워크에 접속하기를 원한다고 가정할 수 있다. 장치(300)는 입력(310), 출력(312), 및 신호 프로세서(314)를 포함한다. 장치는 UE로부터 무선통신 네트워크로의 연결 요청을 포함하는 송신을 수신할 수 있다(316). 천이는 도 3의 2개의 위성들(1561, 1562)과 같은 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해 전송될 수 있고 UE에 의해 결정된 바와 같은 UE가 보고한 UE의 위치 또는 UE와 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 값들의 UE 보고한 측정치를 포함하며, UE와 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는, 네트워크(NW)에서 측정된 값들을 사용하여 UE의 위치를 검증한다(326).
도 10은 본 발명의 제2 양태에 따른 사용자 디바이스(UE) 위치 검증 장치의 제1 실시예를 보여준다. 장치는 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청을 포함하는 송신을 UE로부터 수신할 수 있다(316). 천이는 도 3의 2개의 위성들(1561, 1562)과 같은 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해 전송될 수 있고 'UE 보고 위치'라고도 하는 UE에 의해 결정된 위치를 포함한다. 또한 장치(300)는, 상기 요청을 포함하는 각 송신에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값을 획득한다(318). 예를 들어, 장치는 RAN과 액세스를 요청하는 UE 간의 거리를 나타내는 측정치를 획득하기 위하여 요청에 포함된 소정의 신호의 전파 지연 또는 신호 감쇠를 측정하도록 RAN 노드들에 요청할 수 있다. 측정치들과 상기 요청은 입력(302)을 통해서 장치(300)에 수신되고, 본 발명의 접근법에 따른 추가적인 처리를 위해 신호 프로세서(314)로 전달될 수 있다. 또한 장치(300)는 네트워크의 O&M 메커니즘과 같은 외부 소스로부터 또는 입력(302)을 통해 위성 운용자로부터 위성들의 위치를 획득한다(320). 다른 실시예들에 따르면, 위치들은 장치(300)의 저장장치로부터 획득될 수 있다. UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 측정치에 기초하여, 그리고 RAN과 각각의 NTN 컴포넌트 간의 거리 정보에 기초하여, UE와 각각의 NTN 컴포넌트들 간의 실제 거리가 결정된다(322). 결정(322)은 본 발명의 제1 양태와 관련하여 전술한 바와 같은 방식으로 즉, 예를 들어 위성들과 gNB들의 알려진 위치에 기초하여 RAN과 각각의 위성들 간의 피더 링크 상의 지연 또는 감쇄를 결정하고, 이를 측정된 전체 지연 또는 감쇄에서 차감하여 거리 결정의 기준이 되는 각 서비스 링크에서의 지연 또는 감쇄를 획득함으로써 이루어질 수 있다. UE와 위성들 사이의 거리와 위성들의 위치를 사용하여, 네트워크에 의해 계산된 UE의 위치가 획득된다(324). UE 보고 위치와 네트워크(NW) 계산 위치는 예컨대 추가적인 처리를 위해 예컨대 코어 네트워크에 의해 출력(312)을 통해 출력되어 UE 보고 위치를 검증할 수 있도록 하거나, UE 보고 위치가 네트워크(NW) 계산 위치를 토대로 검증되고(326) 검증 결과가 예컨대 출력(312)을 통해서 코어 네트워크에 출력될 수 있다(312). 또한 위에서 언급한 바와 같이, ToA 측정 대신에 기준 신호 시간 차(RSTD)를 획득하기 위한 TDoA 측정을 사용할 수도 있음을 유의해야 한다.
예를 들어, UE에서 계산된 위치를 교차 확인하는 한 가지 사용예는 PLMN 선택을 지원하는 것일 수 있는데, 위성 빔이 하나 이상의 국가 또는 지역에 걸쳐 있고/있거나 위성 빔의 범위가 변할 수 있어서, PLMN 선택 또는 주파수 할당과 같은 특정 규제 양태을 이행하는 것은 UE의 실제 위치에 따라 조정될 필요가 있을 수 있기 때문이다. 그와 같은 사용예에서, 장치(300)와 같은 측위 엔티티에 대한 연결은 아직 설정되지 않았으므로, N2 연결과 같은 UE에 대한 연결을 실제로 설정하기 전에 NG-RAN 노드 또는 NTN 게이트웨이 자체가 UE의 위치를 계산하게 된다. 본 발명의 제2 양태를 구현하는 다른 사용예는 UE 모바일 자체가 아직 PLMN에 등록되지 않은 상태에서 긴급상황 중에, 예컨대 긴급호출 시나리오에서, UE 위치를 검증하는 것이다.
UE는 위성들을 통해서 NR-연결성을 요청함으로써 네트워크의 자신의 위치를 보고할 수 있고, 네트워크는 네트워크에서 이용가능한 측정에 기초하여 다시 UE 위치를 전술한 방식으로 계산한다. UE 보고 위치와 NW 계산 위치를 서로 비교하여 UE 보고 위치를 검증한다.
상술한 실시예에서는, 검증이 요청과 함께 UE에 의해 전송된 실제 위치를 토대로 했지만, 다른 실시예들에 따르면 UE에 의해 결정된 실제 위치를 송신하는 대신에 UE가 UE의 측정치들을 장치(300)에 보고하여, 장치가 이를 토대로 UE 보고 위치, 예컨대 UE와 각각의 위성들 간의 거리를 나타내는 측정치들을 결정할 수 있도록 할 수도 있다. 도 10을 참조하면, 장치(300)는 연결 요청과 함께 UE 위치를 받아들이는(316) 대신에, 연결 요청과 함께 측정치들을 받아들인다(328). 실시예들에 따르면, UE와 각각의 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 UE에서의 측정치들을 사용하여, 그리고 위성 위치들을 사용하여, UE 보고 위치가 네트워크 측에서 계산될 수 있고(328), 이것을 위에서 설명한 바와 같이 NW 계산 위치와 비교하여 검증할 수 있다(326). UE와 각각의 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 UE에서의 측정치들은 타이밍 값들, 신호 강도 값들, 또는 도플러 값들을 포함할 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 네트워크 측에서 NW 계산 위치와 UE 보고 위치를 계산하기보다는, UE에 의해 보고되고 장치(300)에 의해 결정된 바와 같은 UE와 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 측정치들이 UE 위치를 검증하는데 사용될 수 있다.
다음으로, 제2 양태의 추가적인 실시예를 설명하는데, 본 실시예에 따르면 NG-RAN 노드 측에서의 검증을 위해 UE가 아직 CN에 등록되지 않은 동안에 UE 위치가 계산될 수 있다. 도 11은 UE가 자신을 네트워크에 등록하는 동안의 UE 간 시그널링 교환을 묘사한 것이다. 특히, RRCSetupRequest 메시지를 통해 UE는 네트워크와 RRC_CONNECTED 상태로 들어갈 것을 요청하고, RRCSetup 메시지를 수신하면 UE는 RRC_CONNECTED 상태로 들어간다. 다음 작업은 UE를 코어 네트워크(CN)에 등록하는 것이며, 이는 전용 NAS 메시지를 UE로부터 CN에 위치한 AMF로 전달함으로써 트리거된다. 이 전용 NAS 메시지는 RRC 메시지 RRCSetupComplete("Msg5"라고도 함) 내에 포함되어 있다.
RRCSetupComplete 메시지는 UE로부터 AMF로 송신되는 전용 NAS 메시지를 포함하며 도 12와 같은 형태로 되어 있다.
RRCSetupComplete 메시지를 수신한 후에, NG-RAN 노드는 AMF를 선택하고, RAN UE NGAP ID를 선택한 다음, 초기 UE 메시지를 송신한다. 초기 UE 메시지는 초기 계층 3 메시지를 NG 인터페이스를 통해 AMF로 전달하기 위해 NG-RAN 노드에 의해 송신되며, 다음과 같이 정의된다.
IE/그룹명 존재여부 범위 IE 유형
및 참고문헌
(TS 38.413) 		의미 설명 임계성 할당된
임계성
메시지 유형 M 9.3.1.1 YES ignore
RAN UE NGAP ID M 9.3.3.2 YES reject
NAS-PDU M 9.3.3.4 YES reject
사용자 위치 정보 M 9.3.1.16 YES reject
RRC 성립 원인 M 9.3.1.111 YES ignore
5G-S-TMSI O 9.3.3.20 YES reject
AMF 세트 ID O 9.3.3.12 YES ignore
UE 컨텍스트 요청 O ENUMERATED (requested, ...) YES ignore
허용된 NSSAI O 9.3.1.31 YES reject
소스-타겟 AMF 정보 경로 재지정 O 9.3.3.27 YES ignore
선택된 PLMN
아이덴티티		 O PLMN Identity
9.3.3.5		 비-3GPP 액세스에 대한 선택된 PLMN id를 표시함 YES ignore
IAB 노드 표시 O ENUMERATED (true, ...) IAB node의 표시 YES reject
CE-mode-B 지원
표시자		 O 9.3.1.156 YES reject
LTE-M 표시 O 9.3.1.157 YES ignore
EDT 세션 O ENUMERATED (true, ...) YES ignore
인증된 표시 O ENUMERATED (true, ...) FN-RG가 액세스 네트워크에 의해 인증되었음을 표시함 YES reject
NPN 액세스 정보 O 9.3.3.46
특히 흥미로운 것은 CN 관점에서 필요한 UE의 위치를 기술하는 UserlocationInformation 필드이다. 관련된 부분은 UE에 대한 어떤 정보가 등록시 네트워크에 전송되는지를 알려주는 NR 사용자 위치 정보이다.
IE/그룹명 존재여부 범위 IE 유형
및 참고문헌
(TS 38.413) 		의미 설명 임계성 할당된 임계성
CHOICE 사용자
위치 정보		 M -
>E-UTRA 사용자
위치 정보
>>E-UTRA CGI M 9.3.1.9 -
>>TAI M 9.3.3.11 -
>>Age of
Location		 O Time Stamp
9.3.1.75		 위치 정보가 발생하였을 때, UTC 시간을 표시함 -
>>PSCell
정보		 O NG-RAN CGI
9.3.1.73		 YES ignore
>NR 사용자
위치 정보
>>NR CGI M 9.3.1.7 -
>>TAI M 9.3.3.11 -
>>Age of
Location		 O Time Stamp
9.3.1.75		 위치 정보가 발생하였을 때, UTC 시간을 표시함 -
>>PSCell
정보		 O NG-RAN CGI
9.3.1.73		 YES ignore
>>NID O 9.3.3.42 YES reject
>N3IWF 사용자
위치 정보
>>IP 주소 M Transport Layer Address
9.3.2.4		 N3IWF에 이르기 위해 사용된 UE의 로컬 IP 주소 -
>>포트 번호 O OCTET STRING
(SIZE(2))		 NAT이 검출된 경우, UDP 또는 TCP 소스 포트 번호 -
>TNGF 사용자
위치 정보		 YES ignore
>>TNAP ID M OCTET STRING TNAP을 식별하기 위해 사용된 TNAP 식별자.
자세한 사항은 TS 29.571 [35] 참조.		 -
>>IP 주소 M Transport Layer Address
9.3.2.4		 TNGF에 이르기 위해 사용된 UE의 로컬 IP 주소 -
>>포트 번호 O OCTET STRING
(SIZE(2))		 NAT이 검출된 경우, UDP 또는 TCP 소스 포트 번호 -
>TWIF 사용자
위치 정보		 YES ignore
>>TWAP ID M OCTET STRING
 TWAP를 식별하기 위해 사용된 TWAP 식별자.
자세한 사항은 . Details in TS 29.571 [35] 참조.		 -
>>IP 주소 M Transport Layer Address
9.3.2.4		 TWIF에 이르기 위해 사용된 Non-5G-Capable over WLAN 장치의 로컬 IP 주소 -
>>포트 번호 O OCTET STRING
(SIZE(2))		 NAT이 검출된 경우, UDP 또는 TCP 소스 포트 번호 -
>W-AGF 사용자
위치 정보		 TS 23.316 [34]에 규정된 유선 액세스를 통한 위치 정보를 표시함 YES ignore
>>W-AGF
사용자 위치
정보		 M 9.3.1.164 -
NG-RAN과 AMF 간의 시그널링으로부터, CN은 추적 영역 식별자(TAI) 내부의 셀에만 있는 UE 위치를 알 수 있다.
NTN 셀이 있는 커버리지 지역이 여러 국경에 걸쳐 있으므로, TAI 또는 NG CGI(Cell Global Identifier) 내에서만 있는 UE 위치를 사용하면, UE로 하여금, UE가 물리적으로 위치한 국가에서 동작하는 PLMN에 상응하지 않는 PLMN에, 연결을 시도하도록 유발할 수 있다.
이는 다음 단계들로 해결할 수 있다.
1) UE는 A-GNSS, GNSS 또는 다른 UE-기반 방법을 사용하여 자신의 위치를 계산한 후, RAN 네트워크에 UE 위치를 보고한다. 위치 보고에는 타임스탬프, 임의의 좌표계(로컬, ECEF 등)에서의 위치 추정치, 추정 속도, 추정 오차, 위치 계산에 사용된 측정치의 소스 중에서 하나 이상이 포함될 수 있다. 보고된 UE 위치는 NTN 셀, NTN 셀의 논리적 부분, 맵핑된 셀과 같은 논리적 위치 정보일 수도 있으며, 이에 따라 NTN 셀 내에는 더 작은 영역들이 있거나 UE 위치의 대안적 표현이 가능해지는데 이는 진정한 UE 위치를 숨기기 위해 의도적으로 행해질 수도 있다. 보고된 위치는 위도, 경도, 그리고 선택적으로 고도 및/또는 속도를 사용하여 보고된 위치일 수 있다. 이 정보는 NTN NG-RAN 네트워크 또는 AMF로 전송될 수 있다. 이 정보는 보안 모드가 활성화되면 시스템에서 사용할 수 있는 암호화 키를 사용하여 암호화되어 전송될 수 있다. 또한, 보안 모드가 활성화되기 전에 UE가 정보를 전송할 필요가 있는 경우, UE(예컨대 가입자인증모듈; USIM, eSIM 등) 또는 UE 내의 다른 위치에 선택적으로 저장될 수 있는 하나 이상의 기본 키가 있을 수 있으며, UE는 5G 시스템에 의해 AS 및/또는 NAS 암호화가 인에이블되기 전에 이 기본키를 사용하여 자신의 위치를 암호화할 수 있다. 기본 암호화는 기본 키를 토대로 할 수 있다. 선택적으로, UE에 저장된 하나 이상의 기본 키 세트가 있을 수 있으며, 그 중에서 하나의 기본 키 세트가 선택될 수 있다. 선택은 타임스탬프를 기반으로 이루어질 수 있다. 타임스탬프는 GNSS 시간 또는 UTC 시간일 수 있으며, 키를 선택하는 데 사용할 타임스탬프를 도출하는 동안 해당 시간에서 특정 개수의 LSB들이 삭제될 수 있다. 기본 키 집합 및/또는 기본 키를 선택하는 알고리즘은 선택적으로 UE가 네트워크에 등록되어 있는 동안 5G 시스템에 의해 업데이트될 수 있다.
대안으로서, 네트워크는 UE에 의해 선택된 파라미터들을 토대로 대략적인 위치 정보를 추론할 수 있다. UE에 의해 선택된 파라미터들은 RRCSetupComplete 메시지 내에 포함된 RRCSetupCompleteIE의 일부로서 selectedPLMNIdentity를 포함할 수 있다. UE는 이용가능한 측위 방법들(예컨대 A-GNSS) 중 하나를 사용하여 자신의 위치를 결정할 수 있다. 이 정보는 UE가 암시적으로 및/또는 명시적으로 자신의 위치 정보를 네트워크에 시그널링하는데 추가로 사용될 수 있다. UE가 제공하는 암시적 위치 정보는 selectedPLMNIdentity 및/또는 맵핑된 셀 ID 및/또는 NTN 셀 내 커버리지 영역의 일부를 나타내는 식별자를 포함할 수 있다.
selectedPLMNIdentity 및/또는 맵핑된 셀은 다음 중 적어도 하나에 기초할 수 있다:
1. 가장 가까운 기준점을 기반으로 하는 맵핑된 셀 및/또는 PLMN 및/또는 추적 영역 코드(TAC)의 선택:
UE는 지원 데이터를 제공받는데, 이 지원 데이터는 UE에게 기준점의 위치를 알려주며, 기준점은 적어도 하나의 PLMN 및/또는 적어도 하나의 TAC 및/또는 적어도 하나의 NR-CGI 및/또는 또는 적어도 하나의 맵핑된 NR-CGI에 맵핑된다. 기준점의 위치를 표시하는 한 가지 방법은 지구중심지구고정(Earth Centered Earth Fixed; ECEF) 좌표를 사용하여 기준점의 위치를 표시하는 것이다.
네트워크는 커버리지 영역을 따라 다양한 밀도의 기준점을 제공하도록 선택할 수 있다. 이를 행하는 한 가지 방법은 직사각형 영역의 시작점과 끝점, 그리고 그리드 사이의 변위를 명시하여, 기준점들과 함께 상기 기준점들 간의 선형 맵핑을 획득하는 것이다. 직사각형 영역들은 캐스케이딩(중첩되거나 중첩되지 않을 수 있음)되어 위성 자취의 일부 또는 전부가 커버되게 할 수 있다.
가장 가까운 기준점을 기반으로 맵핑된 셀 및/또는 PLMN 및/또는 TAC를 선택하는 실시예를 도 13a 및 도 13b를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 13a는 UE가 TAC 및 PLMN을 결정하기 위하여 지원 데이터를 사용하는 것을 보여주고, 도 13b는 도 13a에서 맵핑 그리드의 구성 예를 보여준다.
도시된 실시예에서는, 국경가 표시되어 있고, 국가 내부에 있는 기준점은 채워진 원으로 표시되고 국가 외부에 있는 기준점은 빈 원으로 표시되어 있다. PLMN과 TAC를 더 잘 추적할 수 있도록, 맵핑 그리드들은 국경에 가까울수록 더 작고 밀도가 높아지며, 국경에서 멀어질수록 더 크고 듬성듬성하게 설정된다.
NTN 위성의 자취는 하나 이상의 평면들(도 13a의 맵핑 그리드)로 타일링된다. 각 맵핑 그리드는 각 점이 좌표계(예컨대, 지구 중심 지구 고정)의 가상 위치에 해당하는 그리드 점들로 구성된다. 각 점은 PLMN ID, TAC 등과 같은 속성을 가진다.
UE는 이용가능한 측위 방법들(예컨대, UE-기반 A-GNSS) 중 하나를 사용하여 자신의 위치를 결정한다. 그런 다음, UE는 UE가 놓여있는 맵핑 그리드를 결정한다. 그 다음, UE는 맵핑 그리드 내에서 점을 찾고 이 그리드에 해당하는 적용가능한 파라미터를 결정한다. 그 다음, UE는 이 정보를 사용하여 네트워크와의 추가적인 절차를 개시한다.
새로운 그리드의 TAC가 원래의 TAC에서 변경된 경우, 유도된 TAC를 사용하여 TAC 업데이트를 수행할 수 있다. 등록 영역이 변경된 경우, 유도된 등록 영역을 사용하여 등록 영역 업데이트를 수행할 수 있다. 그리드 점과 연관된 유도된 PLMN을 사용하여 RRCSetupComplete 메시지 내에 있는 PLMN(selectedPLMNIdentifier)을 선택할 수 있다.
NTN 네트워크는 하나 이상의 그리드 평면들(맵핑 그리드)의 목록을 브로드캐스트할 수 있으며, 각 그리드 평면은 그리드 점들(가상 기준점들)을 포함한다. 그리드 평면은 직사각형으로 표현될 수 있으며, 그리드 평면은 대각선으로 반대편에 있는 점들(예컨대 왼쪽 위와 오른쪽 아래 또는 왼쪽 아래와 오른쪽 위)의 좌표를 표시하여 UE에게 표시될 수 있다. 맵핑 그리드의 일 예가 도 13b에 도시되어 있다.
꼭짓점 중 하나에 대한 첫 번째 그리드 점의 위치가 선택적으로 제공된다. 만약 이것이 없다면, 첫 번째 기준점은 상단 꼭지점(또는 꼭지점들 중 하나) 또는 첫 번째 그리드 점과 두 번째 그리드 점 사이의 변위의 절반에 있다고 가정하여 그리드 점들을 균일하게 배치한다. 나머지 점들의 위치는 첫 번째 그리드 점과의 차이를 이용하여 생성될 수 있다. 이 평면에서 두 점들 간의 변위는 가로 방향 및 세로 방향으로 표시되거나, 두 번째 변위는 첫 번째 변위를 토대로 유도될 수 있다. 또한, 적용가능한 그리드 점의 빠른 탐색을 가능하게 하기 위해, 상이한 맵핑 그리드들은 그리드 점의 밀도가 다를 수 있다.
각 격자점(가상 기준점)은 적어도 하나의 정보와 연관될 수 있다. 상기 정보는 PLMN, TAC, 가상 NG-RAN, 셀 ID, 및 위치에 따라 다를 수 있는 다른 정보일 수 있다. 맵핑 그리드 내의 각 그리드 점은 인덱스와 연관될 수 있다. 각 점의 인덱스는 행 우선 또는 열 우선 방식으로 왼쪽 상단에서 오른쪽 하단으로 갈수록 증가할 수 있다.
맵핑 그리드 내에서, 각 그리드 점(가상 기준점)에 대한 정보는 동일하거나, 제1 가상 기준점과 관련된 정보와 가상의 차분 정보 및 인덱스를 기반으로 정보 도출이 가능할 수 있다. 대안으로서, 그리드 내에서 다를 수 있는 일부 속성이 있을 수 있다. 이러한 정보는 개별적으로 제공되어야 한다. 예를 들어, 맵핑 그리드 1의 각 점은 동일하게 적용가능한 PLMN 목록(PLMN 1, PLMN 2)과 동일하게 적용가능한 TAC를 가질 수 있는 반면, 맵핑 그리드 2에서는 일부 그리드 점이 첫 번째 TAC ID(채워진 잠)를 사용할 수 있으며, 및 일부 그리드 점은 두 번째 TAC ID(채워지지 않은 포인트)를 사용할 수 있다. 도출된 정보는 맵핑된 셀 ID일 수 있으며, 좌측 상단에서 좌측 하단으로 갈수록 증가할 수 있고, 맵핑된 셀 ID는 이동함에 따라 고정된 값만큼 증가할 수 있다. 그리드에 공통되는 파라미터들은 '맵핑 그리드'의 속성으로 표시될 수 있고, 그리드 내에서 변하는 파라미터들은 그리드 점의 속성으로 표시될 수 있다. 예를 들어, UE가 맵핑 그리드 1 내에 있다면, 맵핑 그리드가 국가 1 내에 있기 때문에 동일한 TAC와 PLMN을 가진다. 이것은 그리드 레벨에서 IE로 시그널링될 수 있다. 그렇지만, '맵핑 그리드 2'는 일부는 국가 1에, 일부는 국가 2에 있다. 이 경우, 파라미터들은 그리드 점에 적용가능하게 정의/생성된다. 대안으로서, 파라미터가 '맵핑 그리드'에 대해 정의되어, 특정 그리드 점에 대해 덮어쓰지 않는 한 모든 그리드 점들에 적용될 수 있다. 예를 들어, '맵핑 그리드 2'는 '맵핑 그리드' 레벨에서 정의된 PLMN 파라미터를 가질 수 있으며, 그리드 점 레벨에서 추가로 정보가 제공되지 않는 모든 점들에 적용될 수 있다. 그리드 점 레벨에서 정보가 별도로 제공되는 경우, '맵핑 그리드' 수준에서 제공되는 정보는 그리드 수준에서 제공되는 정보로 덮어쓰기된다. 이것은 시그널링 오버헤드를 줄이기 위해 적용할 수 있다. 예를 들어 그리드에서 많은 점들이 TAC를 TAC1로 갖고 소수의 점이 TAC를 TAC2로 갖는 경우, 맵핑 그리드가 TAC 값으로 TAC1을 갖도록 하고 TAC가 TAC2인 점트만 그리드 점 레벨에서 이 값을 시그널링해도 오버헤드가 적게 된다. 그리드는 동일 국가에 있는 2개의 운영자(또는 가상 운영자)가 사용할 수도 있으며, 이 경우 이 운영자들은 국가 외부의 하나 이상의 운영자들과 TAC는 공유하되 PLMN은 공유하지 않을 수 있으며, 국가 외부에서는 TAC 및 PLMN 코드가 첫 번째 국가와 다를 수 있다.
UE는 다음 중 하나 이상을 수행한다:
(1) UE는 사용가능한 측위 방법 중 하나를 기반으로 자신의 위치를 결정하거나 LMF로부터 자신의 위치를 수신한다.
(2) UE는 자신의 위치에 해당하는 맵핑 그리드를 제공된 맵핑 그리드 목록에서 결정한다. UE는 단순히 하나의 맵핑 그리드만 제공받았을 수 있다.
(3) 맵핑 그리드에서, UE는 적용가능한 그리드 점(가상 기준점)을 결정하고 이 점에 상응하는 정보를 결정하거나 획득한다. 일 예로, UE는 이 그리드에 해당하는 위치에서 동작하도록 허용된 PLMN을 결정할 수 있다. 두 번째 예로서, UE는 이 기준점에 대응하는 추적 영역 코드(TAC) 또는 추적 영역 식별자(TAI)를 결정(하고 선택적으로 보고)할 수 있다.
(4) UE는 이들 절차를 사용하여 정보를 기반으로 한 UE 절차들을 개시한다.
예를 들어, UE는 가장 가까운 그리드가 다른 TAC 정보를 가지고 있다고 결정하게 되면 TAC 업데이트를 수행할 수 있다. UE는 특정 PLMN을 선택하여 UE 등록을 개시할 수 있다. UE는 네트워크가 핸드오버를 준비하거나 핸드오버 지원 데이터를 제공할 수 있도록 그리드 점의 식별자들을 보고할 수 있다. 아울러, 식별자들은 공공안전 응답 지점 단말기들 중 어느 것이 선택될 수 있는지를 결정하기 위한 가이드라인으로서 선택적으로 사용될 수도 있다.
(5) 선택적으로, UE는 연결을 시작할 때 또는 TAC 업데이트를 수행할 때 또는 네트워크에 대한 다른 시그널링 절차를 시작할 때 자신의 위치 또는 그리드 점에 대한 식별자를 표시하여, UE가 보고한 위치가 네트워크에 의해 검증되도록 할 수 있다. 이것은 예를 들어 긴급통화, 국가별 규칙 적용 등과 같은 규제 서비스에 필요할 수 있다.
네트워크 엔티티는 다음 중 하나 이상을 수행한다:
(1) 그리드 점, 간격, 파라미터들을 준비하고, 전송할 정보와, 맵핑 그리드 내에서의 그리드 점의 물리적 밀도를 기반으로 그리드 점들을 다른 맵핑으로 그룹화한다.
(2) UE가 UE에 가까운 그리드 점(가상 기준점)를 결정할 수 있게 해주는 정보를 UE에 시그널링하며, 상기 정보는 그리드 평면(맵핑 그리드)의 목록으로 구성되고, 각 그리드는 다음을 특징으로 한다:
a. 맵핑 그리드를 정의하는 직사각형의 대각선 반대편 꼭지점들의 좌표들에 의해 기술되는 사각형 영역. 위치는 임의의 좌표계로 표시될 수 있음. 그렇지만, 러나 셀이 이동하더라도 TAC와 PLMN의 경계가 좌표계 내에 고정되도록 하기 위해 ECEF 좌표계가 선호됨
b. 초기 그리드 점에 대한 하나의 그리드 점의 변위를 나타내는 변위 벡터와 같은 그리드 점 및 그 위치를 결정하기 위한 정보.
c. 그리드에 공통된 정보
d. 각 그리드 점에 대한 정보, 또는 각 그리드 점에 대한 정보가 첫 번째 그리드 점을 토대로 생성될 수 있도록 하는 첫 번째 그리드 점에 대한 정보와 보조 정보
지원 데이터는 브로드캐스트 모드(예컨대, 시스템 정보 메시지) 또는 유니캐스트로 제공될 수 있다. UE에 제공되는 지원 정보는 운영자에 따라 다를 수 있다. 이 경우, 기준점은 특정 PLMN 운영자에 의해 생성되어, 유니캐스트를 통해 UE에 시그널링될 수 있다. UE에 의해 제공되는 위치는 PLMN 운영자에 의해 네트워크 운영(핸드오버 관리, TAC, 페이징 목적 등)에도 적용될 수 있다. 운영자에게 위치 정보를 보고하는 것은 선택적으로 비-시그널링 데이터 전송으로써(즉, 시그널링 무선 베어러 대신에 또는 그에 추가하여 전용 무선 베어러를 사용하여) 수행될 수도 있다.
2. 국경에 대한 정보를 포함하는 구성 데이터를 기반으로 하는 맵핑된 셀 및/또는 PLMN 선택:
맵핑된 셀 및/또는 PLMN 및/또는 TAC 코드 및/또는 TAI 및/또는 식별자에 대한 UE 결정 위치의 맵핑은 UE에 저장된 국경에 대한 정보에 기초하여 수행된 후, 네트워크에 의해 전송되고/되거나 초기화(예컨대, UE에 저장된 데이터에 의해 배치 전에) 동안에 UE에 저장될 수 있다. 이 데이터는 소프트웨어 업데이트의 일부로 제공될 수도 있다.
3. 이전에 선택한 육상 네트워크 컴포넌트를 기반으로 하는 선택:
NTN과 육상 네트워크에 의한 이중 연결의 경우, UE는 육상 RAN 네트워크를 기반으로 NTN 액세스를 위해 선택할 PLMN을 결정할 수 있다. 대안으로서, 육상 네트워크(TN)와 NTN 간의 이동성의 경우, 선택된 논리 정보는 UE가 마지막으로 연결되었던 TN으로부터 도출된 파라미터에 기초할 수 있다. 예를 들어, TN에 연결하는 동안 사용된 selectedPLMNIdentity는 UE가 위치하는 국가를 나타낼 수 있으며, UE는 이 정보를 사용하여 NTN 액세스 중에 적합한 PLMN에 연결을 시도할 수 있다.
UE 위치를 네트워크에 보고하는 가능한 수단이 도 14에 도시되어 있다. 대안으로서, UE는 네트워크에 대한 UE 메시지 중 하나에서 파라미터를 선택하며, 여기서 적어도 하나의 UE 파라미터는 위치 종속 파라미터(예컨대, PLMN, 추적 영역 코드(TAC), 추적 영역 식별자(TAI), 시스템 정보 영역 식별자, 그리드 점 식별자)이다. 이와 같은 정보는 선택적으로 IE로써, 예컨대 RRC 프로토콜 또는 LPP 프로토콜의 다음 메시지 중 하나의 IE로써 전달될 수 있다 - RRC 및/또는 LPP 내에 있는 RRCSetupComplete 및 CommonLocationInfo 메시지, LPP 프로토콜에 있는 ProvideLocationInformation 메시지, 또는 NAS 메시지들(서비스 요청, 등록 요청, 등록 완료, 서비스 요청, 인증 요청, 식별 요청) 중 하나와 같은 NAS 메시지.
2) NG-RAN 노드는 이 UE 위치를 사용하여 UE 위치에 해당하는 추적 영역 표시자(tracking area indicator; TAI)를 결정할 수 있다. 추적 영역 표시자는 PLMN과 추적 영역 코드로 구성된다. NG-RAN은 UE 위치 또는 UE 위치를 토대로 UE 자체에 의해 선택된 파라미터(예컨대, selectedPLMNIdentity)에 기초하여 AMF를 선택할 수 있다. 하나의 특정 예는 UE에 가장 가까운 그리드 점으로서 UE에 의해 보고된 그리드 점 정보 및/또는 UE 위치를 사용하여 TAI를 생성하는 것이다. 그리드 점들을 TAI에 맵핑하는 것은 NG-RAN 노드에서의 프로비저닝의 일부로서 이용 가능할 수 있다. 따라서, TAI는 UE가 보고한 그리드 점(또는 그리드 점에 기초한 정보)을 기반으로 추론될 수 있다. NG-RAN 노드는 결정된 UE 위치에 대응하여 선택된 AMF에 등록 요청을 보낼 수 있다.
a. NG-RAN 노드는 다음 측정치들 즉, RSTD, ToA, 수신된 RSRP, 주어진 위성 위치에 대한 타이밍 어드밴스(TA), 보고된 UE 위치, 및 지상국(NTN 게이트웨이)의 위치 중 하나를 사용하여 UE 보고된 위치의 정확성을 교차 확인할 수 있다. 대안으로서, NG-RAN 노드는 위치를 독립적으로 계산하고 UE에 의해 계산된 위치와 비교할 수 있다.
i. NG-RAN 노드는 교차 확인 메커니즘의 품질을 표현하는 수치를 제공할 수 있다. 품질 값은 평가범위 [minVal, maxVal] 내에 있는 수치일 수 있으며, 여기서 minVal은 검증된 결과의 최저 신뢰도이고 maxVal은 최대 신뢰도이다. 또한 상기 품질 값은 신뢰 구간, rms 오류율, 확률, 또는 교차 확인의 품질을 설명하는 다른 모든 통계 메트릭일 수 있다. NG-RAN 노드는 사용된 위치를 교차 검증하는 데 사용된 방법 또는 측정치들을 보고할 수도 있다.
ii. NG-RAN 노드는 NG-RAN 노드가 계산한 위치 및/또는 UE 보고 위치를 AMF에 제공할 수 있다. 또한 NG-RAN 노드는 NG-RAN 노드에서 위치를 계산하는 데 사용한 방법을 선택적으로 보고할 수도 있다.
b. 대안으로서, NG-RAN 노드는 단순히 UE 보고 위치(또는 UE 위치에 따른 논리 정보)를 네트워크에 전달할 수 있다.
3) AMF는 "REGISTRATION REQUEST" 처리를 진행하고 "REGISTRATION ACCEPT" 또는 "REGISTRATION REJECT"로 응답할 수 있다.
a. AMF는 UE 위치를 결정하고/하거나 교차 확인하기 위해 LMF 기반 측위 방법들 중 하나를 개시하거나, UE 기반 모드에서 A-GNSS를 사용하여 결정된 UE 위치를 활용하여 UE가 PLMN에 액세스할 수 있도록 허용되었는지 여부를 결정할 수 있다.
b. AMF는 UE가 PLMN의 동작이 허용되지 않은 국가에 있다고 판단하면 UE에게 "REGISTRATION REJECT"를 시그널링한다.
i. UE의 위치에 해당하는 적합한 PLMN을 선택하면, UE에 추가 지원 데이터를 제공할 수 있다.
d. AMF는 UE가 PLMN의 동작이 허용된 국가에 있다고 판단하면 UE에게 "REGISTRATION ACCEPT"를 시그널링한다.
일 실시예에 따르면, UE는 LMF에 의해 UE의 위치가 결정 및/또는 검증될 때까지 5G 시스템(5GS)이 제공하는 적어도 하나의 서비스를 사용하지 못하도록 금지될 수 있다. 이 실시예에 따라, LMF에 의해 결정되고/되거나 검증된 위치는 AMF에 의해 사용되어 UE의 등록을 거부할지 여부를 결정하고/하거나, UE의 위치가 검증되기 전에 UE에게 금지된 5GS의 적어도 하나의 서비스에 UE가 접근할 수 있게 하지를 결정할 수 있다. 위치 검증 단계는 AMF에 의해 언제든지 트리거링될 수 있으며, UE가 정확한 PLMN으로 등록을 시작하도록 돕기 위해 REGISTRATION REJECT에는 지원 데이터가 뒤따르거나 함께 제공된다.
일 실시예에 따르면, NTN을 통해서 PLMN에 연결을 시도하는 UE가 UE에서 사용자 가입 정보(예컨대, USIM)에 표시된 홈 PLMN(즉, PLMN)과 다른 국가의 PLMN을 선택하고 상기 PLMN에 의해 등록이 거부되면, 홈 PLMN이 NTN 셀에 의해 브로드캐스트되는 PLMN의 일부인 경우 UE는 홈 PLMN에 연결을 시도한다. 이 실시예에 따르면, UE는 UE에 대응하는 PLMN에서의 등록 시도가 방문 PLMN에 의해 거부된 후에 UE가 홈 PLMN에 접속하려고 시도한다는 것을 홈 PLMN에 표시할 수 있다.
다음 측정들이 NG-RAN 노드에서 획득될 수 있으며, 측정치들을 예상치들과 비교하여 위치의 유효성을 결정할 수 있다.
1) UL-RSTD 측정치
UL 기준 신호(예컨대, UL SRS)의 RSTD 측정은 단일 NTN 게이트웨이 또는 2개의 상이한 NTN 게이트웨이에서 서비스를 제공받는 두 위성들 사이에서 측정된다. 2개의 상이한 NTN 게이트웨이의 경우, 2개의 게이트웨이가 서로 다른 2개의 gNB에 연결되어 있으므로, 측정치들이 XN 인터페이스를 통해 교환될 필요가 있다.
2) 다중 RTT 측정치
UE는 DL 신호를 수신한 시간과 UL 신호를 송신한 시간 사이의 시간 차이를 보고할 수 있다.(UE 측정치)
NG-RAN 노드는 UL 신호를 수신한 시간과 DL 신호를 송신한 시간 사이의 시간차를 보고한다.(NG-RAN 측정치)
NG-RAN 측정치와 UE 측정치의 차이는 왕복 시간을 제공한다.
위성 위치가 지속적으로 변하기 때문에, 다른 시간에서의 다중 RTT 순간들과 위성 궤도 파라미터에 대한 지식을 추가로 사용하여 다중 RTT 순간의 변화가 UE에 의해 보고된 위치와 일치하는지 여부를 결정할 수 있다.
3) DL-RSTD 측정치
UE에 의해 측정되어 NG-RAN 노드에 보고되는, 서로 다른 2개의 위성에 의해 전송되는 DL 기준 신호(예컨대, DL PRS)의 RSTD 측정치가 검증을 위해 사용될 수 있다.
4) TA 측정치
TA 측정치들을 사용하여 위성 셀 내에 있는 영역을 결정하고 이 영역을 TAI에 맵핑할 수 있으며, 이에 따라 NG-RAN 노드가 UE에 대한 정확한 TAI를 결정할 수 있도록 할 수 있다. 마찬가지로, TA 측정치들은 E-CID 측정에 입력될 수도 있다.
이들 실시예에 따르면, NG-RAN 노드에 의해 획득될 수 있는 TA는 공통 부분과 UE-특이적 부분으로 구성될 수 있다. 공통 부분은 네트워크 측에 의해 결정되고/되거나 UE에 시그널링될 수 있고, 및/또는 UE는 자신의 TA를 독립적으로 결정하고 UE에 의해 적용된 TA를 네트워크에 보고할 수 있다.
TA의 공통 부분은 위성에서부터 기준점(RP)까지의 TA를 고려하여 정의되며, TA의 UE-특이적 부분은 UE부터 위성까지의 TA를 커버한다. 기준점은 위성에 있도록 선택될 수 있다(이에 따라 TA_common=0이 됨). 이는 사실상 피더 링크로 인한 지연을 보상한다. 대안으로서, 이와 같은 기준점을 피더 링크에 있는 어떤 지점에 있도록 하거나(TA_common>0), 게이트웨이 또는 gNB에 있도록 선택될 수 있다(결과적으로 전체 피더 링크 및 서비스 링크를 캡처하는 TA_common이 됨). 본질적으로 기준점(RP)은 그것을 기준으로 다운링크/업링크 프레임들이 정렬되는 지점으로 정의된다. 이 기준점은 육상 네트워크 시나리오의 경우 기지국에 있을 수 있다. NTN 네트워크의 경우, 기준점의 위치는 네트워크의 제어 하에 있을 수 있다.
대안으로서, 기준점은 지상에 있는 위치일 수 있다. 이 변형예에서, 디바이스 및/또는 가상 디바이스 및/또는 가상 네트워크 요소에 의해 사용되는 TA가 기준으로 사용될 수 있다. UE에 의해 사용되는 TA는 적어도 하나의 네트워크(NW) 요소에 의해 사용되는(또는 네트워크 요소가 그곳에 배치된 경우 네트워크 요소에 의해 사용되었을 수 있는) TA와 비교되어, 어느 기준점이 UE에 가장 가까운지를 추론할 수 있다.
5) RSRP 측정치
업링크 신호에 대해 결정된 RSRP 측정치 또는 UE에 의해 제공된 셀 선택을 위한 측정치가, RSRP 측정이 해당 위치에 부합하는지 여부를 교차 확인하는 데 사용될 수 있다.
6) ToF 측정치
신호가 위성을 떠난 시간과 UE 안테나에 도달한 시간의 차이(다운링크의 경우) 또는 그 반대의 시간 차(업링크의 경우)
7) 도플러 측정치
UE에 의해 또는 NG-RAN 노드에 의해 보고된 도플러 측정치들은 UE 위치를 교차 확인하는 데 사용될 수 있다.
교차 확인을 위해 예상치와 측정치를 서로 비교할 수 있다. 차이가 임계치보다 작거나 일정 범위 내에 있으면, UE 위치가 검증된 것으로 간주될 수 있다.
UE 위치 및/또는 측정 정보는 NAS 또는 NG 애플리케이션 프로토콜, NGAP, REGISTRATION REQUEST 또는 CONTROL PLANE SERVICE REQUEST와 같은 메시지에 첨부될 수 있다.
다른 실시예들에 따르면, 무선통신 네트워크가 이 정보를 별도로 요청할 수 있다. 즉, 연결 요청에 응답하여, 네트워크는 UE 보고 위치 또는 UE에서 획득한 관련 측정치들도 전송할 것을 UE에 요청할 수 있다.
본 발명의 제2 양태의 추가적인 실시예에 따르면, NG-RAN 네트워크는 PLMN에 대한 연결 요청 및 UE의 검증 요청을 수신하는 것에 응답하여, 다음 중 하나 이상을 코어 네트워크(CN)에 시그널링할 수 있다.
● 예를 들어 0 또는 1의 값을 가지며, UE 보고 위치(location) 또는 위치(position)가 코어 네트워크의 엔티티에 의해 신뢰를 받을 수 있는지(flag=1) 또는 그렇지 않은지(flag=0)를 나타내기 위해 출력될 수 있는 플래그.
● 예를 들어 0 또는 1의 값을 가지며, UE 보고 위치 또는 위치가 NG-RAN 노드에 의해 검증 또는 교차 확인되었는지(flag=1) 그렇지 않은지(flag=0)만을 나타내기 위해 출력될 수 있는 플래그
● 장치(300)에 의해 결정되며, UE 보고 위치 또는 네트워크(NW) 계산 위치에 관한 UE 보고 측정치의 편차를 기술하는 파라미터들. 상기 파라미터들은
○ 0에서 10까지 범위의 숫자와 같이 특정 구간 내에 있는 값을 포함하여, 구간 내에 있는 값들이 특정 오류 특성에 맵핑될 수 있도록 한다. 예컨대, 낮은 값은 높은 편차를 나타내고 높은 값은 보고된 UE 보고 위치와 NW 계산 위치 간의 낮은 편차를 나타낸다.
○ 신뢰 구간일 수 있다.
○ UE 보고 값들을 네트워크 계산 값들 또는 실제 측정치들과 연관시키는 품질 파라미터 또는 통계 측정치일 수 있다.
● 측정의 신뢰도를 기술하는 파라미터들 또는 위치의 신뢰도를 결정하는데 사용된 방법. 신뢰도를 기술하는 관련 수치들과 함께 UE 및/또는 NG-RAN 노드가 신뢰도를 결정하기 위해 사용한 방법은 NG-RAN 노드 및/또는 CN에 시그널링될 수 있다. 예로는, 수신기 자율 무결성 모니터링(RAIM), 고급 RAIM(ARAIM), 우주 기반 증강 시스템(SBAS), 지상 기반 증강 시스템(GBAS)을 들 수 있다. CN 및/또는 NG-RAN 네트워크는 보고된 방법 및/또는 파라미터를 사용하여 UE 보고 위치가 신뢰할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.
UE가 CN으로부터 정보를 수신할 수 있는 경우, CN은 UE 및/또는 RAN 노드에게 특정 무결성 방법을 사용하고 그 결과를 보고할 것을 시그널링할 수 있다. 예를 들어, UE는 RAIM, ARAIM, SBAS, GBAS 등과 같은 무결성 방법을 실행할 수 있는 기능이 있다고 보고할 수 있으며 NW(CN 또는 NG-RAN)는 이와 같은 방법을 사용하도록 수신기에 요청하고 그 결과를 CN에 보고할 수 있다. 예를 들어, RAIM의 경우, UE는 위성의 서브세트(GNSS 또는 NTN 위성)로부터의 측정치를 사용하여 위치를 계산하고 다양한 서브세트에서 얻은 위치를 보고하거나 계산된 위치를 결합하여 단일 위치 값을 위치 계산의 품질 또는 신뢰도를 설명하는 제2 값으로 형성할 수 있다.
실시예들에 따르면, CN은 편차를 정의하는 데 사용된 파라미터들을 NG-RAN 네트워크에 시그널링할 수 있다. 예를 들어 CN은, UE에 의해 보고된 위치 및/또는 측정치들이 NG-RAN 노드와 같은 네트워크 엔티티에 의해 계산된 위치 및/또는 측정치로부터 일정한 임계치만큼 벗어날 때에만, 연결을 시작하도록 NG-RAN을 구성할 수 있다. 이와 같은 실시예들에서, CN은 UE에 의해 보고된 위치가 NG-RAN에 의해 일단 검증되면 이를 신뢰하게 된다.
전술한 바와 같이, 다른 실시예들에 따르면, CN은 UE 및/또는 RAN 네트워크가 측정치에 부여될 수 있는 신뢰도에 대한 수치 측정치와 함께 위치를 시그널링하도록 요구할 수 있다.
NG-RAN 노드가 UE 위치를 검증하는 것을 지원하기 위하여, NG-RAN 노드는 외부 서버 또는 운영 및 유지관리(O&M) 메커니즘에서 유래된 지원 데이터 및/또는 구성 데이터를 LMF, AMF, 통합 데이터 관리(UDM)와 같은 코어 네트워크 내의 엔티티로부터 수신할 수 있다. 지원 데이터는 다음 중 하나 이상일 수 있다:
● 다음 중 하나 이상을 포함할 수 있는 다운링크 측위 기준 신호의 구성:
○ 예컨대 시퀀스 길이와 같이 기준 신호를 설명하는 파라미터들
○ 신호들의 시간-주파수 위치,
○ 송신 전력
● 천체위치표와 같은, 위성의 위치.
● 보정값들(예컨대, GNSS 보정 지원 데이터).
● 상이한 NTN 게이트웨이들에 서비스를 제공하는 gNB들 간의 Xn 연결
gNB들은, Xn 프로토콜과 같이, 백홀 네트워크를 사용하여 위치를 결정하기 위한 측정값을 서로 교환할 수 있다. 예를 들어, UE는 하늘에서 4개의 위성을 볼 수 있지만 그 중 2개만이 UE를 위한 서빙 셀을 호스팅하는 gNB와의 피더 링크를 가질 수 있다. 다른 위성으로부터의 업링크 측정의 경우, 서빙 셀을 호스팅하는 gNB는 UE 관점에서 다른 위성을 호스팅하는 gNB에 업링크 또는 다운링크 기준 신호 구성을 제공하고, 측정을 수행하고 측정을 다시 보고하도록 위성에 요청할 수 있다. 그런 다음 NG-RAN 노드는 자신이 서빙하는 위성 및 다른 NG-RAN 게이트웨이가 서빙하는 위성으로부터의 측정치들을 사용하여 위치를 계산할 수 있다. LMF에서 요청한 보고의 경우, LMF는 각 위성을 서빙하는 gNB와 직접 상호작용하고 측정을 요청할 수 있다.
본 발명의 제2 양태의 또 다른 실시예들에 따르면, NW 계산된 UE 위치가 측정된 타이밍 또는 신호 강도 값 대신에 도플러 값을 토대로 계산될 수 있다. 그와 같은 실시예들에 따르면, 위성은 도플러 측정을 수행하고, 도플러 측정에 대한 보고를 RAN 노드에 제공할 수 있다. 도플러 쉬프트 측정치를 토대로 의사 거리(pseurange)가 획득될 수 있고, 이에 따라 UE와 위성 간의 거리가 획득될 수 있다. 의사 거리를 결정하기 위해 도플러 값을 사용하는 것은 위성 기술 분야에서 잘 알려진 접근 방식이므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
도 15는 도플러 값을 사용하는 본 발명의 제2 양태에 따른 장치의 제2 실시예를 도시한다. 도 15의 실시예는 장치(300)가 도플러 값을 수신(330)한다는 점을 제외하면 도 10과 유사하다. 수신된 도플러 값을 토대로, 장치는 UE와 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 결정하며(332), 이에 따라 제1 실시예(도 10 참조)와 동일한 방식으로 NTN의 위치에 대한 추가 정보에 기초하여 네트워크 계산된 UE 위치가 결정될 수 있고(324), 이 데이터는 UE 보고된 UE 위치를 검증하기 위해 사용되는데, 후자는 도 10을 참조하여 전술한 바와 같이 획득된다.
본 발명의 제2 양태는 투명 페이로드 또는 재생 페이로드를 사용하는 NTN 컴포넌트에 대해 구현될 수 있음을 유의해야 한다.
일반화
본 발명의 접근 방식의 각각의 양태들과 실시예들을 개별적으로 설명하였지만, 양태들 및 실시예들 각각은 서로 독립적으로 구현될 수 있거나, 양태들 및 실시예들 중 일부 또는 전부가 결합될 수 있음을 유의해야 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 사용자 디바이스는 다음 중 하나 이상을 포함한다: 전력 제한 UE, 또는 보행자가 사용하는 UE와 같은 핸드헬드 UE, 취약 도로 사용자로 지칭됨, VRU 또는 Pedestrian UE, P-UE 또는 공공 안전 요원 및 최초 대응자가 사용하는 몸에 착용하거나 휴대할 수 있는 UE로서 Public safety UE, PS-UE 또는 IoT UE라고 한다. 센서, 액추에이터 또는 캠퍼스 네트워크에 제공되어 반복적인 작업을 수행하고 주기적인 간격으로 게이트웨이 노드의 입력이 필요한 UE, 이동 단말기 또는 고정 단말기 또는 셀룰러 IoT-UE 또는 차량용 UE, 또는 차량용 그룹 리더(GL) UE, 사이드링크 릴레이, IoT 또는 협대역 IoT, NB-IoT, 장치 또는 웨어러블 장치(예: 스마트워치, 피트니스 트래커, 스마트 안경, 지상 기반 차량) 또는 공중 차량, 드론, 이동 기지국, RSU(Road Side Unit), 건물 또는 네트워크가 제공되는 기타 항목 또는 장치 항목/장치가 무선통신 네트워크를 사용하여 통신할 수 있도록 하는 연결성(예: 센서 또는 작동기) 또는 항목/장치가 무선통신 네트워크의 사이드링크를 사용하여 통신할 수 있도록 하는 네트워크 연결성이 제공되는 기타 항목 또는 장치(예: 센서) 또는 액추에이터, 또는 모든 사이드링크 가능 네트워크 엔티티.
본 발명의 실시예에 따르면, gNB와 같은 RAN 네트워크 엔티티는 다음 중 하나 이상을 포함한다: 매크로 셀 기지국, 소형 셀 기지국, 또는 기지국의 중앙 유닛, 또는 기지국의 분산 유닛, RSU(road side unit), 원격 라디오 헤드, AMF, MME, SMF, 코어 네트워크 엔티티, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC) 엔티티, 또는 NR 또는 5G 코어 컨텍스트에서와 같은 네트워크 슬라이스, 또는 무선통신을 사용하여 통신할 수 있는 네트워크 연결 능력이 있는 항목 또는 장치가 무선통신 네트워크를 사용하여 통신할 수 있게 해주는 임의의 송신/수신 지점(TRP).
발명적 개념의 일부 양태가 장치의 맥락에서 설명되었지만, 그와 같은 양태들은 상응하는 방법에 대한 설명을 나타낼 수도 있으며, 이때 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 마찬가지로, 방법 단계의 맥락에서 설명한 양태들이 상응하는 장치의 대응 블록 또는 항목 또는 특징의 설명을 나타낼 수도 있다.
본 발명의 다양한 요소들과 특징들은 아날로그 및/또는 디지털 회로를 사용하는 하드웨어에 의해, 하나 이상의 범용 또는 특수용 프로세서에 의한 명령어들의 실행을 통해서 소프트웨어적으로, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로서, 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예는 컴퓨터 시스템 또는 다른 처리 시스템의 환경에서 구현될 수 있다. 도 16은 컴퓨터 시스템(600)의 일 예를 보여준다. 유닛들 내지 모듈들 뿐만 아니라 이들 유닛들에 의해 수행되는 방법의 단계들은 하나 이상의 컴퓨터 시스템(600) 상에서 실행될 수 있다. 컴퓨터 시스템(600)은 특수용 또는 범용 디지털 신호 프로세서와 같은 프로세서(602)를 하나 이상 포함한다. 프로세서(602)는 버스 또는 네트워크와 같은 통신 기반구조(604)에 연결되어 있다. 컴퓨터 시스템(600)은 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 주 기억장치(606)와 하드 디스크 드라이브 및/또는 착탈식 저장 드라이브와 같은 보조 기억장치(608)를 포함한다. 보조 기억장치(608)는 컴퓨터 프로그램 또는 다른 명령어들이 컴퓨터 시스템(600)에 로드될 수 있게 해준다. 컴퓨터 시스템(600)은 소프트웨어 및 데이터가 컴퓨터 시스템(600)과 외부 장치 사이에서 전송될 수 있게 해주는 통신 인터페이스(610)를 더 포함할 수 있다. 통신은 전자 신호, 전자기 신호, 광 신호, 또는 통신 인터페이스에 의해 처리될 수 있는 기타 신호로 이루어질 수 있다. 통신에는 전선 또는 케이블, 광섬유, 전화선, 휴대폰 링크, RF 링크, 및 여타 통신 채널(612)이 사용될 수 있다.
"컴퓨터 프로그램 매체" 및 "컴퓨터로 판독 가능한 매체"라는 용어는 일반적으로 착탈식 저장 장치 또는 하드디스크 드라이브에 설치된 하드 디스크와 같은 유형의 저장매체를 지칭한다. 이들 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 시스템(600)에 소프트웨어를 제공하기 위한 수단이다. 컴퓨터 제어 로직이라고 칭해지기도 하는 컴퓨터 프로그램은 주 기억장치(606) 및/또는 보조 기억장치(608)에 저장된다. 컴퓨터 프로그램은 통신 인터페이스(610)를 통해 수신될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은, 실행될 때, 컴퓨터 시스템(600)이 본 발명을 구현할 수 있게 해준다. 특히, 컴퓨터 프로그램은, 실행될 때, 프로세서(602)가 본 명세서에 기술된 임의의 방법들과 같은 본 발명의 프로세스를 구현할 수 있게 해준다. 따라서, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 시스템(600)의 컨트롤러를 나타낼 수 있다. 본 발명이 소프트웨어를 사용하여 구현되는 경우, 소프트웨어는 컴퓨터 프로그램 제품에 저장되고 착탈식 저장 드라이브나, 통신 인터페이스(610)와 같은 인터페이스를 사용하여 컴퓨터 시스템(600)에 로드될 수 있다.
하드웨어 또는 소프트웨어 상의 구현은 각각의 방법이 수행될 수 있도록 프로그래밍 가능한 컴퓨터 시스템과 협력하는(또는 협력할 수 있는) 전자적으로 판독가능한 제어신호가 저장되어 있는 디지털 저장매체, 예컨대 플로피 디스크, 디지털 비디오 디스크(DVD), 블루레이, 컴팩트 디스크(CD), 롬(ROM), 프로그래머블 롬(PROM), 삭제기록 가능형 롬(EPROM), 전기적 삭제기록 가능형 롬(EEPROM), 또는 플래시 메모리를 사용하여 이루어질 수 있다. 그러므로 상기 디지털 저장 매체는 컴퓨터에 의해 판독될 수 있다.
본 발명에 따른 일부 실시예들은 전자적으로 판독가능한 제어신호를 갖는 데이터 캐리어를 포함하고, 이 데이터 캐리어는 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나가 수행될 수 있도록 프로그램 가능한 컴퓨터 시스템과 협력할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 실시예들은 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램 제품이 컴퓨터 상에서 실행될 때 상기 프로그램 코드는 방법들 중 하나를 수행하도록 동작할 수 있다. 상기 프로그램 코드는 예컨대 기계 판독 가능한 캐리어에 저장될 수 있다.
다른 실시예들은 기계 판독 가능한 캐리어에 저장되어 있고 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나를 수행하는 컴퓨터 프로그램을 포함한다. 다시 말해서, 본 발명에 의한 방법의 실시예는 컴퓨터 프로그램이 컴퓨터에서 실행될 때 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 갖는 컴퓨터 프로그램이다.
그러므로, 본 발명에 의한 방법들의 추가적인 실시예는 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 포함하거나 이러한 프로그램이 기록되어 있는 데이터 캐리어 또는 디지털 저장매체, 또는 컴퓨터로 판독가능한 매체이다. 그러므로, 본 발명에 의한 방법의 추가적인 실시예는 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 나타내는 데이터 스트림 내지 신호 시퀀스이다. 데이터 스트림 내지 신호 시퀀스는 예컨대 인터넷을 통한 데이터 통신 연결을 통해 전송되도록 구성될 수 있다. 추가적인 실시예는 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나를 수행하도록 구성되거나 적합화된 처리 수단, 예컨대 컴퓨터 또는 프로그래밍 가능한 논리 장치를 포함한다. 추가적인 실시예는 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 설치된 컴퓨터를 포함한다.
일부 실시예들에서는, 프로그래밍 가능한 논리 장치(예컨대, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)를 사용하여 본 명세서에 기술된 방법들의 기능 중 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이는 본 명세서에 기술된 방법들 중 하나를 수행하기 위하여 마이크로프로세서와 협력할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 바람직하기로는 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행된다.
위에서 설명한 실시예들은 본 발명의 원리를 단지 예시하기 위한 것일 뿐이다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람은 본 명세서에 기술된 배치들과 세부사항들을 수정하거나 변형할 수 있음이 자명함을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 본 명세서의 실시예들에 대한 기술과 설명을 통해 제공된 특정 세부사항이 아니라 후술하는 청구항들에 의해서 정해져야 한다.

Claims (34)

  1. 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치를 결정하는 장치로서, 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같고 UE와 RAN 간의 전송을 위해 벤트-파이프 원리로 작동하며, 상기 장치는
    ● 다음을 받아들이고,
    ○ 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 값들, 또는
    ○ UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들
    ● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 위치들을 획득하고,
    ● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치 또는 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하도록 구성되는, 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 장치는
    ● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 상기 UE와 상기 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 제1 값들을 받아들이고
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고,
    ● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 각각에 대하여, 하나 이상의 제1 값과 상기 RAN과 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 사용하여 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제2 값들을 결정하고
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하도록 구성되는, 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 장치는
    ● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 상기 UE와 상기 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들을 받아들이고,
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고,
    ● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 각각에 대하여, 상기 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 결정하고
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하도록 구성되는, 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 및 제2 값들이
    ● 타이밍 값들, 예컨대 도착 시간(ToA), 도착시간 차(TDoA), 왕복 시간(RTT), 또는 상기 UE 또는 상기 RAN의 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점에서 측정된 다중 왕복 시간(multi-RTT), 및
    ● 신호강도 값, 예컨대 상기 UE 또는 상기 RAN의 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점에서 측정된 기준 신호 수신 강도(RSRP) 또는 수신 신호 강도(RSSI)
    중에서 하나 이상을 포함하도록 구성되는, 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 및 제2 값들이 타이밍 값들을 포함하고,
    상기 장치는 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치에 더하여
    ● 상기 UE 또는 상기 RAN 또는 상기 NTN 컴포넌트의 기저대역 처리 장치에 연결된 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점의 위치;
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 각각에서의 처리 지연;
    ● 상기 NTN 컴포넌트와 상기 RAN 간의 피더 링크 지연;
    ● 상기 NTN 컴포넌트와 상기 UE 간의 서비스 링크 지연; 및
    ● 기저대역 처리 장치와, 상기 UE 또는 상기 RAN 또는 상기 NTN 컴포넌트의 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점 간의 연결의 연결 지연
    중에서 하나 이상을 더 획득하며,
    상기 장치는 상기 위치, 상기 처리 지연, 상기 피더 링크 지연, 상기 서비스 링크 지연, 및 상기 연결 지연 중에서 하나 이상을 추가로 사용하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 상기 제2 값들을 결정하도록 구성되는, 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    ● 상기 무선통신 네트워크의 운영 및 유지보수(O&M) 메커니즘;
    ● 기저대역 신호를 NTN 게이트웨이에 제공하는 RAN 노드; 및
    ● 위성 운용자와 NG-RAN 노드, 코어 네트워크(CN_, 또는 다른 통신 인터페이스와 데이터베이스 사이의 인터페이스를 통한 위성 운용자;
    중에서 하나 이상으로부터 상기 위치를 획득하도록 구성되는, 장치.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 제1 및 제2 값들은 신호 강도 값들을 포함하고,
    상기 장치는 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치에 더하여
    ● 상기 UE 또는 상기 RAN의 기저대역 처리 장치에 연결된 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점의 위치,
    ● 상기 NTN 컴포넌트와 상기 RAN 사이의 피더 링크 상에서의 신호 감쇄;
    ● 상기 NTN 컴포넌트와 상기 UE 사이의 서비스 링크 상에서의 신호 감쇄; 및
    ● 기저대역 처리 장치와, 상기 UE 또는 상기 RAN의 안테나, 안테나 커넥터, 또는 안테나 기준점 사이의 연결에서의 신호 감쇄
    중에서 하나 이상을 더 획득하며,
    상기 장치는 상기 위치, 상기 피더 링크 상에서의 신호 감쇄, 상기 서비스 링크 상에서의 신호 감쇄, 및 상기 연결에서의 신호 감쇄 중에서 하나 이상을 추가로 사용하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 결정하도록 구성되는, 장치.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    ● 상기 처리 지연,
    ● 상기 피더 링크 지연,
    ● 상기 서비스 링크 지연,
    ● 상기 연결 지연
    ● 상기 피더 링크 상에서의 신호 감쇄,
    ● 상기 서비스 링크 상에서의 신호 감쇠쇄
    ● 상기 연결의 신호 감쇄,
    중에서 하나 이상이, 상기 장치 또는 상기 RAN 노드에 의해, 상기 UE와 상기 RAN 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값들을 측정하는 예컨대 상기 UE 또는 상기 RAN과 같은 엔티티에 제공되도록 구성되며,
    상기 엔티티는 상기 지원 데이터를 수신하면 상기 지원 데이터를 사용하여 상기 하나 이상의 제1 값들의 측정치를 조정하도록 구성되는, 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 신호 감쇄가 경로 손실 지수, 보정, 로그-정규 쉐도잉, 적용 가능한 채널 모델과 같은 경로 손실 파라미터에 의해 표시되는, 장치.
  10. 청구항 3에 있어서, 상기 도플러 값들이 상기 UE 또는 각각의 NTN 컴포넌트들에 의해 측정되는, 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 장치가 상기 UE에 또는 상기 각각의 NTN 컴포넌트들에 도플러를 측정하도록 측정 요청을 송신하도록 구성되는, 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 측정 요청이
    ● 측정이 이루어질 NR-ARFCN 또는 반송파 주파수
    ● 최소한 PRS-ID를 포함하는 PRS 구성
    ● PRS 신호의 시간/주파수 위치
    중에서 하나 이상을 포함하도록 구성되는, 장치.
  13. 청구항 10 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치가, 상기 도플러 값들 이외에, 상기 도플러 값들의 측정이 이루어진 주파수 또는 NR-ARFCN을, 상기 UE로부터 또는 상기 각각의 NTN 컴포넌트들로부터 수신하도록 구성되는, 장치.
  14. 청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,
    ● 상기 무선통신 네트워크의 운영 및 유지보수(O&M) 메커니즘의 사용,
    ● 상기 NTN 컴포넌트들의 궤도 파라미터들에 대한 데이터를 제공하는 외부 서버와의 상호작용,
    ● 상기 NTN 컴포넌트들의 운영자에게 상기 NTN 컴포넌트들의 위치를 요청
    ● 상기 RAN의 운영자에게 상기 NTN 컴포넌트들의 위치를 요청
    중에서 하나 이상에 의해 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하도록 구성되는, 장치
  15. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 예컨대 상기 RAN으로부터 또는 상기 무선통신 네트워크의 운영 및 유지보수(O&M) 메커니즘으로부터 상기 RAN이 비-육상 컴포넌트들을 통해서 상기 UE를 서빙한다는 정보를 수신하는 것에 응답하여, 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하도록 구성되는, 장치.
  16. 청구항 1 내지 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치가
    ● 상기 UE에서
    ● 상기 RAN에서
    ● 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)에서, 예컨대 위치 관리 기능(LMF)에 의해 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)에서
    위치하거나 구현되는, 장치.
  17. 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치를 검증하는 장치로서, 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같으며,
    상기 장치는 상기 RAN에, 예컨대 RAN 노드에 위치하고,
    상기 장치는
    ● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들이되, 상기 요청에 다음이 포함되며:
    ○ 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치, 또는
    ○ 상기 UE의 논리적인 대략적 위치를 표시하는 UE 보고 정보(예컨대, 맵핑된 셀, selectedPLMNIdentity, TAC, TAI), 또는
    ○ 상기 UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 값들의 UE 보고 측정치
    ● 상기 각각의 NTN 컴포넌트들과 상기 UE 간의 거리를 나타내는 네트워크(NW) NW) 측정치를 사용하여 상기 UE의 위치를 검증하도록 구성되는, 장치.
  18. 청구항 17에 있어서, 상기 장치는
    ● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들이되, 상기 요청에 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치가 포함되며,
    ● 각 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 RAN 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값들을 획득하고,
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고,
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 각각에 대해서, 상기 하나 이상의 제1 값들과 상기 RAN과 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 사용하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 제2 값들을 결정하고,
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE에 대한 네트워크(NW) 계산 위치를 획득하고,
    ● 상기 UE 보고 위치가 상기 NW 계산 위치에서 소정량 미만으로 벗어난 경우, 상기 UE 보고 위치를 검증하거나, 상기 UE 보고 위치 및 상기 NW 계산 위치를 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)로 검증을 위해 송신하도록 구성되는, 장치.
  19. 청구항 17에 있어서, 상기 장치는
    ● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들이되, 상기 요청에 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제1 값들의 UE 보고 측정치가 포함되며,
    ● 각 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 제2 값들의 네트워크(NW) 측정치를 획득하고,
    ● 상기 UE 보고 측정치가 상기 NW 측정치에서 소정량 미만으로 벗어난 경우, 상기 UE 보고 측정치를 검증하거나, 상기 UE 보고 측정치 및 상기 NW 측정치를 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)로 검증을 위해 송신하도록 구성되는, 장치.
  20. 청구항 17에 있어서, 상기 장치는
    ● 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 받아들이되, 상기 요청에 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치가 포함되며,
    ● 각 전송에 대하여, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 사이의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들을 획득하고,
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 위치를 획득하고,
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 각각에 대하여, 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여 상기 UE와 상기 NTN 컴포넌트 간의 거리를 결정하고,
    ● 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치들과, 상기 UE와 상기 적어도 2개의 NTN 컴포넌트들 간의 결정된 거리들을 사용하여, 상기 UE에 대한 네트워크(NW) 계산 위치를 획득하고,
    ● 상기 UE 보고 위치가 상기 NW 계산 위치에서 소정량 미만으로 벗어난 경우, 상기 UE 보고 위치를 검증하거나, 상기 UE 보고 위치 및 상기 NW 계산 위치를 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)로 검증을 위해 송신하도록 구성되는, 장치.
  21. 청구항 17 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UE 보고 위치가 검증된 경우에만, 상기 UE가 상기 무선통신 네트워크에 연결될 수 있게 상기 장치 또는 상기 CN이 허용하는, 장치.
  22. 청구항 17 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치가 상기 무선통신 네트워크의 코어 네트워크(CN)에 다음 중 하나 이상을 시그널링하도록 구성되는 장치:
    ● 상기 UE 보고 위치가 상기 CN의 엔티티에 의해 신뢰를 받을 수 있는지 여부를 나타내는 플래그;
    ● 상기 UE 보고 위치가 상기 장치에 의해 검증되었음을 나타내는 플래그;
    ● 상기 UE 보고 위치의 상기 NW 계산 위치로부터의 편차를 기술하는 하나 이상의 파라미터들;
    ● 상기 UE 보고 위치 및/또는 상기 NW 계산 위치를 결정하는 프로세스의 신뢰성을 기술하는 하나 이상의 파라미터들; 및
    ● 상기 UE 보고 위치 및/또는 상기 NW 계산 위치를 결정하는 프로세스에 사용된 측정치의 신뢰성을 기술하는 하나 이상의 파라미터들.
  23. 청구항 22에 있어서, 상기 장치가 상기 UE 및/또는 상기 RAN 노드에 소정의 무결성 방법을 사용하고 그 결과를 보고하도록 시그널링하도록 구성되는, 장치.
  24. 청구항 17 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 상기 UE 보고된 위치가 상기 NW 계산 위치로부터 벗어나도록 허용되는 임계치를 상기 CN으로부터 수신하도록 구성되는, 장치.
  25. 청구항 17 내지 24 중 어느 한 항에 있어서, 상기 NTN 컴포넌트가
    ● 특정 고도 및 궤도 주기 또는 평면, 예컨대 저궤도(LEO), 중궤도(MEO), 지구동기궤도(GSO), 고궤도(HEO)dp 있는 위성 또는 우주선과 같은 우주체; 및
    ● 무인 항공기 시스템(UAS)과 같은 항공기, 예컨대 테더링된 UAS, 공기보다 가벼운 UAS(LTA), 공기보다 무거운 UAS(HTA), 및 고고도 UAS 플랫폼들(HAPs)
    중에서 하나 이상을 포함하도록 구성되는, 장치.
  26. 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크용 사용자 디바이스(UE)로서, 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같고 복수의 기준점들을 제공하며, 상기 복수의 기준점들 각각은 지리적 위치를 나타내고 적어도 하나의 PLMN 및/또는 적어도 하나의 TAC 및/또는 적어도 하나의 NR-CGI 및/또는 적어도 하나의 맵핑된 NR-CGI처럼 하나 이상의 네트워크 파라미터에 맵핑되며,
    상기 UE의 현재 위치에서 상기 UE에 적용가능한 하나 이상의 네트워크 파라미터, 예컨대 PLMN 및/또는 추적 영역 코드(TAC) 및/또는 NR-CGI를 결정하기 위하여, 상기 UE는
    - 상기 복수의 기준점들 중 일부 또는 전부의 위치를 나타내는 지원 데이터를 받아들이고,
    - 상기 복수의 기준점들 중에서 상기 UE의 현재 위치에 가장 가까운 기준점을 결정하고,
    - 상기 가장 가까운 기준점에 맵핑된 상기 네트워크 파라미터들을 도출하고,
    상기 UE는
    - 상기 도출된 네트워크 파라미터들을 사용하여, 하나 이상의 시그널링 절차들, 예컨대 UE 등록, TAC 업데이트 등을 개시하거나,
    - 상기 가장 가까운 기준점의 식별자, 및/또는 예컨대 연결을 시작할 때 또는 TAC 업데이트를 수행할 때 또는 네트워크에 대한 임의의 다른 시그널링 절차를 시작할 때 상기 UE에 제공된 식별자에 대응하는 지원 데이터에서 도출되는 정보를 보고함으로써, 상기 UE에 의해 상기 무선통신 네트워크에게 보고된 위치의 검증을 허용하도록 구성되는, 사용자 디바이스.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 UE가 등록 요청(REGISTRATION REQUEST)을 송신함으로써 특정 PLMN에 액세스하기 위한 UE 등록 절차를 개시하도록 구성되는, 사용자 디바이스.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 등록 요청(REGISTRATION REQUEST)에 응답하여, 상기 UE가 상기 PLMN에 액세스하도록 허용되는지 여부에 따라 상기 UE가 등록 수락(REGISTRATION ACCEPT) 또는 등록 거부(REGISTRATION REJECT)를 수신하도록 구성되는, 사용자 디바이스.
  29. 청구항 28에 있어서,
    - 상기 UE의 현재 위치가 특정 PLMN의 동작이 허용되는 국가에 있다고 판단되면, 등록 수락(REGISTRATION ACCEPT)을 수신하고,
    - 상기 UE의 현재 위치가 특정 PLMN의 동작이 허용되지 않는 국가에 있다고 판단되면, 등록 거부(REGISTRATION REJECT)을 수신하도록 구성되는, 사용자 디바이스.
  30. 청구항 26 내지 29 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 UE가 A-GNSS를 사용하여 상기 UE의 현재 위치를 결정하고, LPP 시그널링 내의 ProvideLocationInformation 메시지로 A-GNSS 위치를 보고함으로써, 무선통신 네트워크가 다중-RTT 또는 UL-TDOA와 같은 네트워크 기반 측위 방법 대신에 보고된 A-GNSS 위치를 사용할 수 있도록 구성되는, 사용자 디바이스.
  31. 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치를 결정하는 장치를 작동시키는 방법으로서, 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같고 UE와 RAN 간의 전송을 위해 벤트-파이프 원리로 작동하며, 상기 방법은
    다음을 받아들이는 단계:
    ● 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 경유하는 UE와 RAN 간의 벤트-파이프 전송에 대하여, UE와 RAN 간의 거리를 나타내는 각각의 값들, 또는
    ● UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 각 링크에 대한 하나 이상의 도플러 값들
    상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 위치들을 획득하는 단계; 및
    상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들의 획득된 위치 또는 하나 이상의 도플러 값들을 사용하여, 상기 UE의 위치를 결정하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  32. 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크에서 사용자 디바이스(UE)의 위치 검증 장치를 작동시키는 방법으로서, 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같으며, 상기 장치는 상기 RAN에, 예컨대 RAN 노드에 위치하고, 상기 방법은
    적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들을 통해서 상기 UE로부터 상기 무선통신 네트워크에 대한 연결 요청의 전송을 상기 받아들이되, 상기 요청에 다음이 포함되는 단계:
    ● 상기 UE에 의해 결정된 상기 UE의 UE 보고 위치, 또는
    ● 상기 UE와 상기 적어도 2개의 상이한 NTN 컴포넌트들 간의 거리를 나타내는 하나 이상의 값들의 UE 보고 측정치;
    상기 각각의 NTN 컴포넌트들과 상기 UE 간의 거리를 나타내는 네트워크(NW) NW) 측정치를 사용하여 상기 UE의 위치를 검증하는 단계;
    를 포함하는, 방법.
  33. 무선접속망(RAN)과 복수의 비-육상 네트워크(NTN) 컴포넌트들을 구비하는 무선통신 네트워크용 사용자 디바이스(UE)의 작동 방법으로서, 상기 NTN 컴포넌트들은 항공기 또는 우주체와 같고 복수의 기준점들을 제공하며, 상기 복수의 기준점들 각각은 지리적 위치를 나타내고 적어도 하나의 PLMN 및/또는 적어도 하나의 TAC 및/또는 적어도 하나의 NR-CGI 및/또는 적어도 하나의 맵핑된 NR-CGI처럼 하나 이상의 네트워크 파라미터에 맵핑되며, 상기 방법은
    - 상기 복수의 기준점들 중 일부 또는 전부의 위치를 나타내는 지원 데이터를 받아들이는 단계;
    - 상기 복수의 기준점들 중에서 상기 UE의 현재 위치에 가장 가까운 기준점을 결정하는 단계; 및
    - 상기 가장 가까운 기준점에 맵핑된 상기 네트워크 파라미터들을 도출하는 단계;에 의해서, 상기 UE의 현재 위치에서 상기 UE에 적용가능한 하나 이상의 네트워크 파라미터, 예컨대 PLMN 및/또는 추적 영역 코드(TAC) 및/또는 NR-CGI를 상기 UE에 의해 결정하는 단계:를 포함하며:
    상기 방법은
    - 상기 도출된 네트워크 파라미터들을 사용하여, 하나 이상의 시그널링 절차들, 예컨대 UE 등록, TAC 업데이트 등을 개시하는 단계; 또는
    - 예컨대 연결을 시작할 때 또는 TAC 업데이트를 수행할 때 또는 네트워크에 대한 임의의 다른 시그널링 절차를 시작할 때, 상기 가장 가까운 기준점의 식별자를 보고함으로써, 상기 UE에 의해 상기 무선통신 네트워크에게 보고된 위치의 검증을 허용하도록 하는 단계;
    를 더 포함하는 방법.
  34. 컴퓨터에서 실행될 때 청구항 31 내지 33 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 명령들을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 비일시적 컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020237028587A 2021-01-22 2022-01-07 비-육상 컴포넌트를 포함하는 네트워크에서 위치 결정을 가능하게 하기 위한 측정 및 시그널링 KR20230132577A (ko)

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