KR20230156045A - 편파 구성가능한 gnss 스마트폰 안테나 - Google Patents
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Abstract
휴대용 디바이스용 GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기는, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하도록 구성된 제 1 선형 편파 안테나; GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트, 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호, 또는 둘 모두를 수신하도록 구성가능한 제 2 선형 편파 안테나; 및 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하여 원형 편파된 GNSS 신호를 생성하는 하이브리드 커플러를 포함한다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 제 2 선형 편파 안테나의 공진 주파수를 튜닝하기 위한 튜너를 포함한다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 원형 편파 안테나 또는 선형 편파 안테나를 구현하기 위해 하이브리드 커플러로부터 제 2 선형 편파 안테나를 연결 또는 연결해제하기 위한 스위치 또는 필터를 포함한다.
Description
모바일 디바이스들 또는 시스템들의 신뢰성있고 정확한 위치들을 획득하는 것은, 많은 애플리케이션들, 이를 테면, 긴급 핸들링, 개인 네비게이션, 자율 주행, 애셋 추적, 친구 또는 가족 멤버의 위치파악에 사용가능할 수 있다. 모바일 디바이스 포지셔닝 기법들은 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 네비게이션 위성 시스템들 (Global Navigation Satellite Systems) (각각 "GNSS") 로 지칭되는 위성 네비게이션 시스템들로부터 신호들을 수신할 수 있고, 디바이스들의 위치 및 다른 정보, 이를 테면, 속도, 헤딩, 고도 등을 결정하기 위해 위성 신호들을 사용할 수 있는 시스템들을 종종 포함한다. GNSS 수신기들은 휴대용 컨슈머 전자 디바이스들, 이를 테면, 스마트폰들 또는 스마트워치들에, 이에 더하여, 다양한 유형의 비히클들, 이를 테면, 카들, 트럭들, 선박들, 항공기들, 및 드론들에서 네비게이션 시스템들에 통합될 수 있다. 지구 궤도를 회전하는 다수의 위성들로부터의 신호들은 GNSS 수신기의 위치 및 프록시에 의해 디바이스, 비히클 등의 위치를 결정하기 위해 GNSS 수신기에 의해 수신 및 프로세싱될 수 있다.
본 명세서에 개시된 기법들은 일반적으로 GNSS (Global Navigation Satellite System) 안테나들에 관한 것으로, 보다 구체적으로 스마트폰 또는 다른 휴대용 디바이스들을 위한 원형 편파 및 편파 구성가능 GNSS 안테나들에 관한 것이다. 디바이스들, 시스템들, 컴포넌트들, 장치들, 방법들, 절차들, 명령어들, 코드, 컴퓨터 저장 매체 등을 포함하는 다양한 본 발명의 실시형태들이 본 명세서에 설명된다.
특정 실시형태들에 따르면, 휴대용 디바이스 (예를 들어, 스마트폰) 용 GNSS 수신기는 GNSS 신호 (즉, 제 1 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호) 의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하도록 구성된 제 1 선형 편파 안테나; GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트, 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호, 또는 둘 모두를 수신하도록 구성가능한 제 2 선형 편파 안테나; 및 하이브리드 커플러를 포함할 수도 있다. 하이브리드 커플러는 제 1 선형 편파 안테나에 전기적으로 커플링된 제 1 포트, 제 2 선형 편파 안테나에 전기적으로 커플링된 제 2 포트, 및 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트의 결합된 GNSS 신호를 출력하는 제 3 포트를 포함하고, 제 2 포트로부터 제 3 포트로의 위상 지연과 제 1 포트로부터 제 3 포트로의 위상 지연 사이의 차이가 약 60°내지 약 120°이다.
GNSS 수신기의 일부 실시형태들에서, 제 1 선형 편파 안테나 및 제 2 선형 편파 안테나는 평면 역 F 안테나들일 수도 있다. 제 1 선형 편파 안테나는 또한 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성될 수도 있고, GNSS 수신기는 제 1 선형 편파 안테나에 커플링되고 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하도록 구성된 디멀티플렉싱 회로를 포함할 수도 있다. 디멀티플렉싱 회로는 예를 들어, n이 1보다 큰, n-플렉서를 포함할 수도 있다. 일 예에서, 디멀티플렉싱 회로는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 선택하도록 구성된 제 1 대역통과 필터 및 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 선택하도록 구성된 제 2 대역통과 필터를 포함할 수도 있다.
GNSS 수신기의 일부 실시형태들에서, 제 2 선형 편파 안테나는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트, 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호, 또는 둘 모두를 수신하기 위해 제 2 선형 편파 안테나의 공진 주파수를 튜닝하도록 구성된 튜너를 포함할 수도 있다. 튜너는 예를 들어, 애퍼처 튜너 또는 임피던스 튜너를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 제 2 선형 편파 안테나와 하이브리드 커플러의 제 2 포트 사이에 스위치를 포함하여 제 2 선형 편파 안테나와 하이브리드 커플러를 연결 또는 연결해제할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하고 그 후 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 하이브리드 커플러의 제 2 포트로 전송하기 위해 하이브리드 커플러의 제 2 포트와 제 2 선형 편파 안테나 사이에 n-플렉서를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 하이브리드 커플러의 제 3 포트에 커플링되고 GNSS L1 신호들 및 GNSS L5 신호들을 분리하도록 구성된 n-플렉서를 포함할 수도 있다.
제 2 무선 통신 기술은 예를 들어, WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 선형 편파 안테나는 수직 편파 안테나를 포함할 수도 있고, 제 2 선형 편파 안테나는 수평 편파 안테나를 포함할 수도 있다. 하이브리드 커플러의 제 3 포트는 우선회 원형 편파 GNSS 신호를 출력할 수도 있다.
특정 실시형태들에 따르면, 방법은 휴대용 디바이스의 제 1 안테나에 의해, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하는 단계, 휴대용 디바이스의 제 2 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝하는 단계, 제 2 안테나에 의해, GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하는 단계, 및 하이브리드 커플러 (예컨대, 90°의 공칭 위상 시프트를 갖는 하이브리드 커플러) 에 의해, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하여 결합된 GNSS 신호 (예컨대, 원형 편파된 GNSS 신호) 를 생성하는 단계를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 방법은 또한, 제 2 안테나를 GNSS 기술과 상이한 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 튜닝하는 단계, 스위치 또는 필터에 의해, 하이브리드 커플러로부터 제 2 안테나를 연결해제하는 단계, 및 결합된 GNSS 신호 또는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급하는 단계를 포함할 수도 있다. 제 2 무선 통신 기술은 예를 들어, WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 제 2 안테나를 튜닝하는 것은 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 둘 모두를 수신하도록 제 2 안테나를 튜닝하는 것을 포함할 수도 있고, 방법은 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하는 것을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 방법은 제 1 안테나에 의해, 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하는 단계, 및 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 분리하는 단계를 포함할 수도 있다. 제 3 무선 통신 기술은 예를 들어, WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하는 것은 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트에 대하여 +90±30°이내 또는 -90±30°이내의 위상 지연만큼 지연시키는 것을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 방법은 휴대용 디바이스의 환경 조건, 동작 조건, 또는 둘 다에 기초하여, 제 2 안테나와 하이브리드 커플러 사이의 스위치를 자동으로 스위칭하여 제 2 안테나와 하이브리드 커플러를 연결 또는 연결해제하는 것을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 방법은 하이브리드 커플러로부터 제 2 안테나를 연결해제하는 단계, 제 1 안테나를 사용하여, 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 1 세트를 측정하는 단계, 제 2 안테나를 하이브리드 커플러에 연결하는 단계, 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 사용하여, 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 2 세트를 측정하는 단계, 및 다중경로 GNSS 신호로서 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 2 세트가 아니라 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 1 세트에서 GNSS 신호를 식별하는 단계를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 방법은 또한 다중경로 GNSS 신호와 연관된 제 1 위성을 식별하는 것을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 방법은 하이브리드 커플러로부터 제 2 안테나를 연결해제하는 단계, 제 1 안테나를 사용하여 제 1 위성으로부터의 GNSS 신호를 포함하는 GNSS 신호들의 제 3 세트를 측정하는 단계, 및 제 1 위성으로부터의 GNSS 신호를 제외한 GNSS 신호들의 제 3 세트에 기초하여 위치 픽스를 결정하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
특정 실시형태들에 따르면, 휴대용 디바이스는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위한 수단, GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 GNSS 대역으로 휴대용 디바이스의 안테나를 튜닝하기 위한 수단, 및 원형 편파된 GNSS 신호를 생성하기 위해 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하기 위한 수단을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 휴대용 디바이스는 또한, 안테나를 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 튜닝하기 위한 수단, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하기 위한 수단으로부터 안테나를 연결해제하기 위한 수단, 및 GNSS 신호 또는 원형 편파된 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급하기 위한 수단을 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 2 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 안테나를 튜닝하기 위한 수단은 GNSS 대역 및 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역 둘 모두에 안테나를 튜닝하기 위한 수단을 포함할 수도 있고, 휴대용 디바이스는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하기 위한 수단을 더 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위한 수단은 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 더 구성될 수도 있고, 휴대용 디바이스는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 상기 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하기 위한 수단을 더 포함할 수도 있다.
특정 실시형태들에 따르면, GNSS 수신기는, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하도록 구성된 제 1 선형 편파 안테나, 제 2 선형 편파 안테나, GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 상기 제 2 선형 편파 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝하도록 구성가능한 튜너; 및 원형 편파된 GNSS 신호를 생성하기 위해 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하도록 구성된 하이브리드 커플러 (예컨대, 90°하이브리드 커플러) 를 포함할 수도 있다.
GNSS 수신기의 일부 실시형태들에서, 튜너는 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 제 2 선형 편파 안테나를 튜닝하도록 구성가능하고, GNSS 수신기는 하이브리드 커플러로부터 제 2 선형 편파 안테나를 연결해제하도록 구성된 스위치 또는 필터를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 튜너는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 둘 모두를 수신하기 위해 제 2 선형 편파 안테나를 튜닝하도록 구성가능할 수도 있고, GNSS 수신기는 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록 구성된 n-플렉서를 포함할 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 제 1 선형 편파 안테나는 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성될 수도 있고, GNSS 수신기는 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록 구성된 n-플렉서를 포함할 수도 있다.
이 요약은 청구된 주제의 핵심적인 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지도 않았고, 청구된 주제의 범위를 결정하는데 단독으로 사용되도록 의도되지도 않았다. 주제는 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 아래에 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 다이어그램이다.
도 2 는 GNSS들의 예들의 주파수 대역들을 도시한다.
도 3 은 GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기의 예의 단순화된 블록 다이어그램이다.
도 4a 는 스마트폰의 예에서 무선 주파수 안테나들의 예들을 예시한다.
도 4b 는 PIFA (planar inverted F antenna) 를 포함하는 무선 주파수 안테나의 예를 예시한다.
도 5a 는 원형 편파된 전기 신호의 예의 전기장 벡터의 회전을 예시한다.
도 5b 는 좌선회 원형 편파 또는 우선회 원형 편파를 특징으로 하는 신호들의 예들을 예시한다.
도 6a 는 특정 실시형태들에 따른 원형 편파 GNSS 안테나의 예를 예시한다.
도 6b 는 90°하이브리드 커플러의 예를 예시한다.
도 7 은 특정 실시형태들에 따른 원형 편파 GNSS 안테나의 다른 예를 예시한다.
도 8 은 특정 실시예들에 따른 편파 구성가능 GNSS 스마트폰 안테나의 예를 예시한다.
도 9 는 특정 실시형태들에 따른 편파 구성가능 GNSS 수신기를 구성하는 방법의 예를 예시하는 흐름도이다.
도 10 은 특정 실시형태들에 따른 사용자 장비 (UE) 의 예를 예시한다.
도 11 은 특정 실시형태들에 따른 TRP (transmission reception point) 의 일 예를 도시한다.
도 12 는 특정 실시형태에 따라 컴퓨터 시스템의 일 예의 블록 다이어그램이다.
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 제 2 라벨에 의한 도면부호에 따라 구별될 수 있다. 오직 제 1 참조 라벨만이 본 명세서에서 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 다이어그램이다.
도 2 는 GNSS들의 예들의 주파수 대역들을 도시한다.
도 3 은 GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기의 예의 단순화된 블록 다이어그램이다.
도 4a 는 스마트폰의 예에서 무선 주파수 안테나들의 예들을 예시한다.
도 4b 는 PIFA (planar inverted F antenna) 를 포함하는 무선 주파수 안테나의 예를 예시한다.
도 5a 는 원형 편파된 전기 신호의 예의 전기장 벡터의 회전을 예시한다.
도 5b 는 좌선회 원형 편파 또는 우선회 원형 편파를 특징으로 하는 신호들의 예들을 예시한다.
도 6a 는 특정 실시형태들에 따른 원형 편파 GNSS 안테나의 예를 예시한다.
도 6b 는 90°하이브리드 커플러의 예를 예시한다.
도 7 은 특정 실시형태들에 따른 원형 편파 GNSS 안테나의 다른 예를 예시한다.
도 8 은 특정 실시예들에 따른 편파 구성가능 GNSS 스마트폰 안테나의 예를 예시한다.
도 9 는 특정 실시형태들에 따른 편파 구성가능 GNSS 수신기를 구성하는 방법의 예를 예시하는 흐름도이다.
도 10 은 특정 실시형태들에 따른 사용자 장비 (UE) 의 예를 예시한다.
도 11 은 특정 실시형태들에 따른 TRP (transmission reception point) 의 일 예를 도시한다.
도 12 는 특정 실시형태에 따라 컴퓨터 시스템의 일 예의 블록 다이어그램이다.
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 제 2 라벨에 의한 도면부호에 따라 구별될 수 있다. 오직 제 1 참조 라벨만이 본 명세서에서 사용되면, 그 설명은, 제 2 라벨과 관계없이 동일한 제 1 참조 번호를 갖는 유사한 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트에 적용가능하다.
본 명세서에 개시된 기법들은 일반적으로 GNSS (Global Navigation Satellite System) 안테나들에 관한 것으로, 보다 구체적으로 스마트폰 또는 다른 휴대용 디바이스들을 위한 원형 편파 및 편파 구성가능 GNSS 안테나들에 관한 것이다. 디바이스들, 시스템들, 컴포넌트들, 장치들, 방법들, 절차들, 명령어들, 코드, 컴퓨터 판독가능 저장 매체 등을 포함하는 다양한 본 발명의 실시형태들이 본 명세서에 설명된다.
이동하는 오브젝트, 이를 테면, 모바일 디바이스 또는 시스템의 위치를 아는 것이 많은 애플리케이션들 및/또는 많은 상황들, 이를 테면, 긴급 호출들, 개인 네비게이션, 자율 주행, 자산 추적, 사람의 위치 결정 등에 매우 유용할 수 있기 때문에, 전세계의 더 많은 사용자들이 모바일 네비게이션 서비스들에 의존하고 있다. 많은 모바일 전자 디바이스들은, GNSS 시스템들로부터 위성 신호들을 수신하고 위성 신호들을 사용하여 디바이스들의 위치 및 다른 정보, 예컨대 속도, 헤딩, 고도 등을 결정할 수 있는 시스템들을 포함한다. GNSS 수신기는 스마트폰 또는 스마트워치와 같은 소비자 전자 디바이스에 통합될 수도 있다. 지구를 공전하는 다수의 위성들로부터의 신호들은 다수의 위성들의 알려진 위치 및 GNSS 수신기와 다수의 위성들 각각 사이의 거리에 기초하여 GNSS 수신기의 위치를 결정하기 위해 GNSS 수신기에 의해 수신 및 프로세싱될 수도 있다.
GPS (Global Positioning System) 위성과 같은 GNSS 위성은 신호를 지구로 송신하기 위하여 일반적으로 RHCP (right-hand circular polarization) 를 사용한다. 스마트폰에서, GNSS 신호들을 수신하기 위해 PIFA들 (planar inverted F antenna들) 이 일반적으로 사용되는데, 그 이유는 PIFA들이 산업적 설계에 부합하고 스마트폰 또는 다른 휴대용 디바이스의 콤팩트한 설계에 맞도록 만들어질 수 있기 때문이다. 그러나, 스마트폰에서의 PIFA는 일반적으로 선형 편파 안테나이다. 위성에 의해 송신되는 GNSS 신호는 우선회 원형 편파되는 반면, 수신하는 PIFA 안테나는 선형 편파 안테나이므로, 편파 부정합으로 인해 신호 레벨이 3 dB 손실만큼 발생할 수도 있다. 또한, 다중경로 환경에서, 각각의 반사에 의해, 위성 신호의 편파는 RHCP에서 좌선회 원형 편파 (LHCP) 로 또는 그 반대로 변화한다. 따라서, 위성 신호가 반사되지 않거나 짝수번 반사되면, 위성 신호는 RHCP 신호가 될 수도 있고, 홀수번 반사되면 LHCP 신호가 될 수도 있다. 일부 경우들에서, 반사된 GNSS 신호들은 타원형 편파 신호들 또는 다른 편파 상태들의 신호들이 될 수도 있다. 따라서, 본 명세서에서 사용되는 용어 "GNSS 신호"는, GNSS 기술에 따르고 선형 편파, 원형 편파, 타원형 편파를 포함하는 임의의 편파 상태 또는 비편파 상태를 갖는 임의의 무선 주파수 신호를 지칭한다. 가시선 신호 및 반사된 신호 둘 모두는 GNSS 수신기에 의해 수신될 수도 있지만, 동위상이 아닐 수도 있다. 선형 편파 안테나는 포지셔닝 에러에 기여할 수도 있는 가시선 신호 및 반사된 신호를 구별할 수 없을 수도 있다.
RHCP GNSS 안테나들은 편파 부정합에 의해 야기되는 적은 손실로 RHCP GNSS 신호들을 더 효율적으로 수신할 수 있다. 또한, RHCP GNSS 안테나들은 반사로 인해 LHCP 일 수도 있는 반사된 GNSS 신호를 거부할 수도 있다. 따라서, 우선회 원형 편파 안테나들은, 우선회 및 좌선회 원형 편파 신호들 둘 다를 수용할 수 있는 선형 편파 안테나들에 비해, 다중경로 신호들에 덜 민감하다.
그러나, 스마트폰에 사용하기 위한 원형 편파 안테나를 설계하는 것은 물리적 치수 및 인쇄 회로 기판 (PCB) 면적 제한들, PCB 형상 제약들 (예를 들어, 산업 설계, 배터리 크기 등에 의해 구동됨), 및 안테나 배치에서의 제한된 자유로 인해 어려울 수 있다. 대부분의 스마트폰들은 금속 평면들 (예컨대, 구리) 의 다수의 층들을 갖는 다층 PCB를 갖는다. PCB 상에 배치된 집적 회로들 (IC들) 및 PCB 상에 라우팅된 상호연결 트레이스들은 특정 구리 컷아웃들을 사용할 수도 있다. 이러한 제한들로 인해, 0 dB 에 가까운 축비 (axial ratio) 를 갖는 원형 편파를 달성하기 위해 그라운드 평면을 수정하고 그 위의 전류를 여기시키는 것은 매우 어려울 수 있다. 예를 들어, RHCP 안테나들이 패치 안테나를 사용하여 형성될 수도 있더라도, 패치 안테나를 위해 사용되는 영역 및 패치 안테나를 위한 PCB 상의 그라운드 클리어런스는 스마트폰 설계에서 실용적이지 않을 수도 있다.
특정 실시형태들에 따르면, 스마트폰 또는 다른 휴대용 디바이스 (예를 들어, 스마트 워치) 에서의 GNSS 안테나는 2개 이상의 선형 안테나들 (예를 들어, PIFA들), 및 2개 이상의 선형 안테나들에 커플링된 하이브리드 커플러를 포함할 수도 있다. 하이브리드 커플러의 위상 시프트는 약 90°±60°사이, 약 90°±45°사이, 약 90°±30°사이, 약 90°±15°사이, 약 90°±10°사이, 또는 약 90°±5°사이의 임의의 값과 같은 임의의 적절한 값일 수도 있다. 일 예에서, 하이브리드 커플러의 공칭 위상 시프트는 90°일 수도 있고 (90°하이브리드 커플러 또는 결합기로 지칭될 수도 있음), 여기서 실제 위상 시프트는 예를 들어 약 90°±45°사이, 약 90°±30°사이, 약 90°±15°사이, 약 90°±10°사이, 약 90°±5°사이, 또는 약 90°±2°사이일 수도 있다. 90°하이브리드 커플러는 개선된 신호 전력 (예를 들어, 약 3 dB 만큼) 및 다중경로 거절을 갖는 RHCP GNSS 안테나를 구현하기 위해, 다른 목적들 (예를 들어, 셀룰러 통신들 또는 다른 무선 통신들) 을 위해 스마트폰에서 이미 사용될 수도 있는 2개의 선형 안테나들에 의해 수신된 선형 편파 신호들을 결합할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 2 이상의 안테나들은 안테나 사용을 최적화하도록 튜닝될 수도 있다. 예를 들어, 2 이상의 안테나들은 (RHCP GNSS 신호들을 수신하기 위해) RHCP가 되도록 또는 선형 편파를 유지하도록 동적으로 구성 및/또는 튜닝될 수도 있으며, 따라서 사용자가 환경 및 원하는 정확도에 기초하여 동작 모드를 선택할 수 있게 한다. 결과적으로, GNSS 수신기는 선형 편파 안테나를 사용하여 많은 조건들에서 양호한 정확도로 포지션 픽스를 결정할 수 있을 수도 있고, 원형 편파 안테나를 복제함으로써 더 개방된/유리한 환경에서 더 정확한 포지션 픽스를 달성할 수 있을 수도 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어들 "사용자 장비" (UE) 및 "기지국" 은 달리 언급되지 않는 한, 특정적인 것으로 의도되거나 또는 그렇지 않으면 임의의 특정 무선 액세스 기술 (RAT) 로 제한되지 않는다. 일반적으로, UE 는 무선 통신 네트워크 상으로 통신하기 위해 사용자에 의해 사용되는 임의의 무선 통신 디바이스 (예컨대, 모바일 폰, 라우터, 태블릿 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 추적 디바이스, 웨어러블 (예컨대, 스마트워치, 안경, 증강 현실 (AR) /가상 현실 (VR) 헤드셋 등), 차량 (예컨대, 자동차, 모터사이클, 자전거 등), 사물 인터넷 (IoT) 디바이스 등) 일 수도 있다. UE 는 이동식일 수도 있거나 (예컨대, 특정 시간들에) 정지식일 수도 있으며, 무선 액세스 네트워크 (RAN) 와 통신할 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "UE" 는 "액세스 단말기" 또는 "AT", "클라이언트 디바이스", "무선 디바이스", "가입자 디바이스", "가입자 단말기", "가입자국", "사용자 단말기" (또는 UT), "모바일 디바이스", "모바일 단말기", "이동국", 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 (이를 테면, 인터넷) 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 따라 UE들과 통신하는 여러 RAT들 중 하나에 따라 동작할 수도 있으며, 대안적으로 액세스 포인트 (AP), 네트워크 노드, NodeB, eNB (evolved NodeB), ng-eNB (next generation eNB), NR (New Radio) Node B (gNB 또는 gNodeB로도 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. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 트래픽 채널 (TCH) 은 업링크/역방향 또는 다운링크/순방향 트래픽 채널 중 어느 하나를 지칭할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 용어 "기지국" 은 단일 물리적 송신-수신 포인트 (TRP), 또는 병치될 수도 있거나 또는 병치되지 않을 수도 있는 다중 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 다중의 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 다중의 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 레퍼런스 RF 신호들 (또는 간단히 "레퍼런스 신호") 을 측정하고 있는 이웃 기지국일 수도 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, TRP 는 기지국이 무선 신호들을 송신 및 수신하는 포인트이기 때문에, 기지국으로부터의 송신 또는 기지국에서의 수신에 대한 참조들은 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. 그러한 기지국은 (예컨대, 신호들을 UE들로 송신할 경우) 포지셔닝 비컨으로서 및/또는 (예컨대, UE들로부터 신호들을 수신 및 측정할 경우) 위치 측정 유닛으로서 지칭될 수도 있다.
"RF 신호" 는 송신기와 수신기 사이의 공간을 통해 정보를 전송하는 주어진 주파수 범위의 전자기파를 포함한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 송신기는 단일 "RF 신호" 또는 다중 "RF 신호들"을 수신기로 송신할 수도 있다. 하지만, 수신기는 다중경로 채널들을 통한 RF 신호들의 전파 특성들로 인해 각각의 송신된 RF 신호에 대응하는 다중의 RF 신호들을 수신할 수도 있다. 송신기와 수신기 사이의 상이한 경로들 상에서 동일한 송신된 RF 신호는 "다중경로" RF 신호로서 지칭될 수도 있다. 본 명세서에서 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.
본 명세서에서 언급되는 "스페이스 비히클" 또는 "SV"는 지구 표면의 수신기들에 신호들을 송신할 수 있는 물체에 관한 것이다. 하나의 특정 예에서, 이러한 SV 는 정지궤도 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.
본 명세서에서 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 본 명세서에서 "위치 추정값", "추정된 위치", "위치", "포지션", "포지션 추정값", "포지션 픽스", "추정된 포지션", "위치 픽스", 또는 "픽스"로 지칭된다.
이제 본 명세서의 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 블록 다이어그램 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 본 명세서에서 사용된다. "예"로서 본 명세서에서 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 다이어그램이다. 포지셔닝 시스템 (100) 에서, UE (105), 위치 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 네비게이션을 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, 예컨대 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 1 은 UE (105) 를 스마트폰 디바이스로서 예시한다. 그러나, UE들은 GNSS 능력들을 포함하는 임의의 적합한 디바이스일 수도 있거나, 또는 그 안에 통합된 그러한 GNSS 기능성을 갖는 디바이스 또는 머신일 수도 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.
포지셔닝 시스템 (100) 은 UE (105), GPS (Global Positioning System) 와 같은 GNSS (Global Navigation Satellite System) 을 위한 하나 이상의 GNSS 위성들 (110) (SV들 (space vehicles) 로도 지칭됨), 기지국들 (120), 액세스 포인트들 (AP들) (130), 위치 서버 (160), 네트워크 (170), 및 외부 클라이언트 (180) 를 포함할 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 기반하여 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 위치 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, 예컨대 WiFi), 무선 광역 네트워크 (WWAN, 예컨대 GSM, CDMA, LTE, 5G NE, 또는 WiMAX), 및/또는 인터넷을 포함할 수도 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. 본 명세서에서 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, 본 명세서에 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 위치 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 위치 서버 (160) 를 포함하는 인터넷-접속 디바이스들과 통신할 수 있다.
위치 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, 위치 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 위치 서버 (160) 에 저장된 UE (105) 에 대한 가입 정보에 기초하여 UE (105) 에 대한 위치확인 서비스들을 지원할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 위치 서버 (160) 는 발견된 SLP (D-SLP) 또는 긴급 SLP (E-SLP) 를 포함할 수 있다. 위치 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. 위치 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 위치 솔루션에서, UE (105) 의 위치를 제어 및 관리하기 위한 시그널링은 기존 네트워크 인터페이스들 및 프로토콜들을 사용하여 그리고 네트워크 (170) 의 관점에서 시그널링으로서 네트워크 (170) 의 엘리먼트들 사이에서 그리고 UE (105) 와 교환될 수도 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 위치 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 실시형태들에서, 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 수도 있다. 3GPP 에 의해 정의되는 사이드링크는, 셀룰러 기반 LTE 및 NR 표준들 하의 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.
GNSS 는, 예를 들어, 콘스텔레이션 내의 다수의 SV 들로부터 동시에 지구 표면의 광대한 부분 상의 위치들에 네비게이션 신호들을 송신하기 위해 동기화된 궤도들에서의 SV 들의 콘스텔레이션을 포함할 수도 있다. 특정 GNSS 콘스텔레이션의 멤버인 SV 는 통상적으로 특정 GNSS 콘스텔레이션에 고유한 포맷으로 네비게이션 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, 글로벌 포지션 시스템 (GPS, 미국), 갈릴레오 (유럽 연합), 글로나스 (러시아), 베이더우 (중국) 등을 위한 위성들과 같은 GNSS 위성들 (110) 로부터 브로드캐스트 신호들을 수신할 수 있는 수신기를 포함할 수도 있다. GNSS 수신기는 위성들에 의해 브로드캐스팅된 신호들을 프로세싱하는 것에 의해 UE (105) 의 절대 포지션 및 속도를 결정할 수도 있다. GNSS 위성들 (110) 은 고도에서, 예를 들어, 약 20,000 km 내지 약 23,000 km 에서 궤도를 선회할 수 있고, 매우 정확한 알려진 시간 및 궤도력을 가질 수 있다. GNSS 위성들 (110) 은 의사랜덤 패턴들을 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 수도 있다. GNSS 수신기는 세개 이상의 GNSS 위성들 (110) 에 의해 브로드캐스팅된 GNSS 신호들을 수신할 수 있다. 위성들이 항상 움직이고 있기 때문에, GNSS 수신기는 시야에 있는 위성들로부터 신호들을 연속적으로 취득하고 추적할 수 있고, 위성 및 수신기 로컬 클럭들을 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.
도 2 는 GNSS들의 예들의 주파수 대역들을 도시한다. 도 2 는 RNSS (Radio Navigation Satellite System) 에 대한 주파수 대역들을 보여준다. 스펙트럼에는 주로 ARNS (Aeronautical Radio Navigation Service) 에 할당된 두 개의 대역들이 있다. 이 대역들은 다른 사용자들이 이 대역들에 간섭하는 것이 허용되지 않기 때문에 Safety-of-Life 애플리케이션들에 적합할 수도 있다. 이 대역들은 상위 L-대역 및 하위 L-대역의 하부를 포함한다. 상위 L-대역은 GPS L1, Galileo E1, 및 GLONASS G1 신호들을 포함한다. 하위 L-대역의 하부는 GPS L5 및 Galileo E5 신호들을 포함하고, E5a 및 L5 신호들은 동일한 주파수들에서 공존한다. 나머지 GPS L2, GLONASS G2, 및 Galileo E6 신호들은 약 1,215.6 내지 약 1,350 MHz 의 대역들 내에 있다. 이 대역들은 주로 무선-위치 서비스들 (지상 레이더들) 및 RNSS 에 할당되고, 따라서 이 대역들에서의 GNSS 신호들은 간섭에 더 취약할 수도 있다.
GPS 시스템에서, GPS L1 신호들은 네비게이션 메시지, 암호화되지 않고 대중에게 자유롭게 이용가능한 C/A (coarse acquisition) 코드, 및 인가된 미군 수신기들에 의해 독점적으로 사용되는 암호화된 정밀도 (P) 코드 또는 P (Y) 코드 (제한된 액세스) 를 포함할 수도 있다. 네비게이션 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, the 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 수신기의 안테나의 가시선들에 있고 위성들로부터 GNSS 신호들을 수신하기에 작은 정밀도 저하률 (dilution of precision; DOP) 을 갖는 3 이상의 (예를 들어, 4 이상의) 위성들을 추적할 수도 있다. 추적된 각각의 위성에 대해, GNSS 수신기는 예를 들어, 1023 이상의 비트들을 포함하는 의사랜덤 노이즈 (pseudorandom noise; PRN) 코드의 전파 시간을 결정할 수도 있다. 코드 기반 기법들을 사용하는 GNSS 수신기들은 그 시간 및 위치를 결정하기 위해 위성들에 의해 브로드캐스트되는 PRN 코드들과 상관 또는 정렬될 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 클럭 에러들 및 다른 에러들) 을 포함할 수도 있어서 실제 범위와 정확하게 동일하지 않을 수도 있기 때문에 "의사거리"로서 지칭될 수도 있는, GNSS 수신기와 특정 위성 사이에 거리를 결정하기 위해 전파 시간이 자유 공간에서 광속과 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 클럭 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 의사거리들을 결정하기 위해 그의 클럭의 지연을 조정할 수도 있다.
GNSS-기반 포지션 시스템과 연관된 많은 에러들이 존재할 수도 있다. 예를 들어, GNSS 위성에서의 원자 클럭들은 매우 정확하지만, 이들은 여전히 소량 드리프트할 수도 있고, 이에 따라 예를 들어, 약 ±2 미터 정도의 에러를 야기할 수도 있다. 위성 궤도는 또한 위성 클럭과 마찬가지로 소량 변경될 수도 있고 이에 따라 예를 들어 약 ±2.5 미터의 오차를 야기할 수도 있다. 배터리 정확도를 실현하기 위해, GNSS 수신기는 클럭 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 시스템들에서, 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 사용할 수도 있다. 또한, PPP 기법은 더 양호한 정확도를 실현하기 위해 캐리어 기반 레인징을 사용할 수도 있다.
차동 GNSS 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. 두 포지션들 사이의 차이들은 위성 궤도력과 클럭 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 제거할 수도 있다. 또한, RTK 기법은 더 양호한 정확도를 실현하기 위해 캐리어 기반 레인징을 사용할 수도 있다.
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 L5 (또는 L2) 신호들 양쪽 모두를 사용하여 범위를 계산하는 것에 의해 결정 및 제거될 수도 있다. 전리층 조건은 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 수도 있고, 따라서 대류권 지연의 효과는 다수의 주파수 대역들에서 GNSS 신호들을 사용하여 제거되지 않을 수도 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 수도 있다. 이 현상은 다중경로 전파로서 지칭된다. 반사된 신호들은 더 긴 거리를 이동하여 직접 신호들로부터 지연될 수도 있고, 반사된 신호들이 충분히 강하면 직접 신호들과 간섭할 수도 있다. 지연된 신호들은 수신기가 부정확한 포지션을 계산하게 할 수 있다. 다중경로 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 다중경로 신호들을 무시할 수 있는 기법들이 개발되었다. 일부 경우들에서, 긴-지연 다중경로 에러들 및 짧은-지연 다중경로 에러들을 감소시키기 위해 고가의 하이-엔드 GNSS 수신기들 및 안테나들이 필요할 수도 있다.
전술한 바와 같이, GNSS 위성들은 복수의 주파수 대역들의 신호들을 송신한다. GNSS 수신기는 신호의 주파수에 의존하는 비-일정한 전리층 지연 (non-constant ionosphere delay) 을 상쇄하는 것과 같이, 검색된 위치의 정확도를 개선하기 위해 동시에 하나 이상의 대역들에 튜닝할 수도 있다. 위성이 송신하는 전자기파는 약 20,000 km 이상을 이동한 후 GNSS 수신기의 안테나에 도달한다. GNSS SV들에 의해 송신된 신호들은 일반적으로 그들이 GNSS 수신기에 도달할 때까지 매우 낮은 신호 강도 (예를 들어, 약 -120 dBm 미만) 를 갖는다. 전자기파들은 전기 신호로 변환되고, 의사거리, 위상, 캐리어 대 잡음비 (C/N0), 및 도플러 시프트와 같은 원시 데이터를 결정하기 위해 복조된다. 의사거리들은 각각의 위성과 수신기 사이의 명백한 거리들이다. 위상은 전자기파의 정밀한 (그러나 모호한) 측정이다. C/N0는 수신 전력에 관한 것이다. 도플러 시프트는 수신기와 위성 사이의 상대적 모션의 측정치이다. 이들 정보는 GNSS 수신기의 위도, 경도, 높이 및 시간에 관한 정보를 검색하기 위해 식들의 세트를 해결할 수도 있는 네비게이션 엔진에 제공될 수도 있다.
도 3 은 GNSS 수신기 (300) 의 일 예의 간략화된 블록 다이어그램이다. GNSS 수신기 (300) 는 들어오는 위성 신호들로부터 유용한 정보를 획득, 추적 및 추출하기 위한 확산 스펙트럼 수신기이다. GNSS 수신기 (300) 는 안테나 (310), 무선 주파수 (RF) 프론트 엔드 (320), 중간 주파수 (IF) / 기저대역 (BB) 신호 프로세싱 섹션 (330), 및 네비게이션 엔진 (340) 을 포함할 수도 있다. RF 프론트 엔드 (320) 및 IF/BB 신호 프로세싱 섹션 (330) 은 각각 다양한 하드웨어 모듈을 포함할 수도 있는 반면, 네비게이션 엔진 (340) 은 소프트웨어를 사용하여 구현될 수도 있다.
안테나 (310) 는 GNSS 위성들에 의해 송신된 우측 원형 편파 (RHCP) 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 안테나 (310) 는 상이한 주파수 대역들, 편파들, 및 앙각들에서 GNSS 신호들을 수신할 수 있어야 할 필요가 있을 수 있다. 안테나 (310) 의 안테나 이득 패턴은 안테나 (310) 가 다양한 중심 주파수들, 편ㅍ파, 및 앙각들에서 얼마나 잘 수행하는지를 나타낼 수도 있다. 안테나 (310) 의 더 자세한 내용은 아래에서 설명된다.
예시된 예에서, RF 프론트 엔드 (320) 는 선택적인 프리-필터 (322), 전치증폭기 (324), 다운컨버터 (326), 및 로컬 발진기 (328) 를 포함할 수도 있다. 프리-필터 (322) 는, L 대역들 외부의 신호들을 제거하고 엘리어싱 영향을 감소시키고, 잡음 대역폭을 제한하기 위해 안테나 (310) 로부터 수신된 신호를 필터링할 수 있다. 넓은 대역폭 신호들은 시간 도메인에서 고해상도 측정들을 제공할 수 있지만, 더 높은 샘플링 레이트들을 필요로 할 수 있어서, 수신기가 훨씬 더 많은 전력을 소비하게 한다. 필터는 더 좁은 대역의 신호들을 통과시킴으로써 이를 완화시킬 수 있다. 일부 실시형태들에서, 프리-필터 (322) 는 전치증폭기 (324) 의 일부일 수도 있다.
안테나 (310) 가 다수의 주파수 대역들에서 신호들을 수신할 수도 있기 때문에, 각각의 대역에 대한 하나의 전치증폭기 또는 다수의 대역들에 대한 단일 광대역 전치증폭기가 존재할 수도 있다. 전치증폭기 (324) 는 일반적으로, 대역 외 간섭을 제거하고 잡음 대역폭을 제한하는 프리셀렉터 필터 (예를 들어, 프리-필터 (322)) 를 포함할 수도 있다. 전치증폭기 (324) 는 또한 가능한 고전력 간섭을 방지하는 번아웃 보호 회로 및 저잡음 증폭기 (LNA) 를 포함할 수도 있다. GPS 위성들은 지구로부터 약 20,000 km (90도 고도) 의 궤도 고도를 갖는다. 각각의 위성의 송신 전력은 약 1575 MHz 에서 약 45 Watt 일 수도 있고, 안테나 이득은 약 12 dB 일 수도 있다. 안테나 (310) 가 4 dB 의 안테나 이득을 갖는다면, 수신된 신호 전력은 약 -120 dBm (대기 손실 및 안테나 손실과 같은 추가적인 손실들을 갖는 약 -125 dBm) 미만인 한편, 시스템 대역폭 (예를 들어, 약 2.0 MHz) 에서의 잡음 전력은 약 -110 dBm 일 수도 있다. 직접 확산 스펙트럼 변조 스킴으로 인해, 43 dB 의 프로세싱 이득이 있을 수도 있고, 따라서 이론적으로 GNSS 신호들은 -153 dBm보다 큰 한 회복될 수도 있다. 그러나, 서비스 품질을 향상시키기 위해, 수신 전력 세기가 이론적인 레벨보다 더 높을 필요가 있을 수도 있다. 예를 들어, 획득 동안, 수신된 신호 전력은 -135 dBm 이상일 필요가 있을 수도 있다. 추적 동안, 수신된 신호 전력은 -147 dBm 이상일 필요가 있을 수도 있다. LNA는 일반적으로 신호들을 프로세싱에 적합한 레벨들로 증가시키기 위해 약 20 내지 약 35 dB만큼 신호들을 증폭할 필요가 있다.
다운컨버터 (326) 는 샘플링 및 필터링 프로세스들을 용이하게 하기 위해 RF 주파수 신호들을 중간 주파수 신호들로 또는 직접적으로 기저대역 신호들로 변환할 수도 있다. 하향 변환은 일반적으로 믹서를 사용하여 행해진다. 믹서는 수신된 신호를 로컬 발진기 (328) 에 의해 국부적으로 생성된 캐리어 신호와 곱하고, 그 다음 출력 신호들을 필터링하여 고차 신호들을 제거하고 차동 (예를 들어, 헤테로다인) 신호를 유지할 수 있다. 필터링 및 하향 변환은 다수의 연속적인 스테이지들에서 달성될 수도 있다. GNSS 수신기들은 도달 시간, 반송파 위상 (carrier phase), 및 수신된 신호의 주파수를 추정함으로써 그들의 측정들을 행한다. 일부 실시형태들에서, 예를 들어, 정수 및 분수 주파수 곱셈들의 조합을 사용하여, 수신기에서 사용되는 모든 레퍼런스 신호들을 합성하는 데 단일 로컬 레퍼런스 발진기가 사용될 수도 있다. 일부 경우들에서, GNSS 수신기는 하향 변환을 위한 다수의 주파수 레퍼런스들을 가질 수도 있다.
IF/BB 신호 프로세싱 섹션 (330) 은 예를 들어, 아날로그-디지털 변환기 (332), 획득 모듈 (334), 및 하나 이상의 추적 유닛 (336) 을 포함할 수도 있다. ADC (332) 는 IF 또는 기저대역 아날로그 신호들을 기저대역의 디지털 신호들로 디지털화할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, RF 프론트 엔드 (320) 의 이득을 조정하는 데 자동 이득 제어 (AGC) 스테이지 (338) 가 사용될 수도 있다.
전술한 바와 같이, GNSS 수신기는, 신호 획득 프로세스 동안, 수신기에 가시적인 위성들을 식별하고, 캐리어 주파수에서의 도플러 시프트의 측정 및 들어오는 GNSS 신호의 C/A 코드에서의 지연을 제공할 수도 있다. GNSS 신호의 캐리어 주파수에서의 도플러 시프트는 수신기에 대한 위성의 상대 속도에 의해 야기될 수도 있다. GNSS 시스템 내의 위성들은 지구 주위에서 빠른 궤도들로 이동하며, 여기서 궤도들은 상이한 콘스텔레이션들 (예컨대, 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 수도 있다. 따라서, GNSS 수신기는 f0 + Δfsat + Δfreceiver 에서 위성 신호를 검출할 수도 있다. C/A 코드 지연은 위성으로부터 GNSS 수신기까지의 위성 신호의 주행 시간 (transit time) 에 기인한다. 주어진 위성 대역, 예를 들어, GPS 에 대한 L1 내에서, 각각의 위성은 일반적으로 동일한 주파수에서 송신하지만 직교 코딩을 사용하여, 상이한 위성 신호들이 검출될 수도 있고 각각의 의사거리들이 기저대역에서 결정될 수도 있다. 대조적으로, GLONASS 위성들은 동일한 코딩을 공유하지만, 위성 신호들에 대해 상이한 서브-대역들을 사용한다.
또한 전술한 바와 같이, GPS 시스템의 각각의 위성은 예를 들어, 1023 이상의 비트를 포함하는 PRN 코드를 송신할 수도 있다. PRN 코드는 각각의 위성에 고유할 수도 있다. 추적된 각각의 위성에 대해, GNSS 수신기는 PRN 코드의 전파 시간을 결정할 수도 있다. GNSS 수신기는 주어진 시간에 각각의 위성에 대한 PRN 코드를 알 수도 있고, GNSS 수신기 자신의 클럭으로 전자 레플리카를 생성할 수도 있다. 그 다음 GNSS 수신기는 레플리카 신호를 수신된 GNSS 신호와 비교할 수도 있다. GNSS 신호가 전자기파의 제한 속도로 인해 실제로 위성에서 일부 시간 이전에 (예를 들어, 약 0.07초 이전에) 생성되었기 때문에, 들어오는 신호를 레플리카 신호와 매칭 또는 정렬하기 위해 수신기의 레플리카 신호가 지연될 필요가 있다. 이 시간 지연은 신호가 위성으로부터 수신기로 전파되는 시간, 및 위성 클럭과 수신기 클럭에서의 에러들을 포함한다.
일부 실시형태들에서, 시간 지연은 자기상관에 의해 결정될 수 있다. 자기상관에서, 입력 신호로부터의 제 1 비트는 복제 신호의 제 1 비트와 곱해진다. 예를 들어, 두 신호들로부터의 제 1 비트들이 둘 다 값 -1 을 갖는다면, 결과는 (-1) × (-1) = +1 이다. 유사하게, 쌍방의 비트들이 값 +1 을 갖는다면, 결과는 +1 이다. 반면, 두 비트들이 일치하지 않으면, 결과는 (+1) × (-1) = -1 이다. 이 프로세스는 제 2 비트 쌍 등에 대해 반복된다. 결과는 +1 (비트들이 일치하는 경우) 과 -1 (비트들이 일치하지 않는 경우) 의 시퀀스로서 기록될 수 있다. 그리고 이 시퀀스는 합계되고, 각각의 신호 내의 비트들의 총 수로 나누어진다. 예를 들어, 신호 A 가 (+1, -1, -1, +1, -1) 을 포함하고, 신호 B 가 (+1, +1, -1, -1, +1) 을 포함하면, 곱셈은 (+1, -1, +1, -1, -1) 을 제공하고, 그 합은 -1 을 제공하고, 합을 비트들의 수 (5) 로 나누는 것은 -0.2 를 제공한다. 두 신호가 완벽하게 매칭되면, 결과는 +1 이다. 두 신호가 의사랜덤 패턴을 포함하고 시간에서 적절하게 매칭되지 않을 때, 자기상관의 결과는 제로에 가까울 수 있다. 만약 두 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. 자기상관 함수는 그 피크 (노이즈가 없는 경우) 에서 1 의 값을 갖는 정삼각형의 형상을 가질 수 있으며, 이는 자기상관을 최대화하는 시간 변위를 찾기 위해 사용될 수 있다.
GNSS 위성 신호에 로킹하기 위해, GNSS 수신기는 예를 들어, 전술한 자기상관 기법을 사용하여 신호에 대한 2차원 탐색을 수행할 수도 있다. 제 1 차원은 신호 주파수이다. 수신기는 도플러 시프트를 포함하는 캐리어 주파수를 결정할 필요가 있다. 캐리어 주파수 및 도플러 시프트가 평가되면, 예를 들어, PLL (Phase Lock Loop) 로 추적된다. 제 2 차원은 시간이다. 전술한 바와 같이, 각각의 위성에 대한 GPS 신호는 초당 1.023 Mbits 의 레이트로 전송된 1023-비트 길이의 PRN 코드를 포함하여, 코드는 매 밀리초마다 반복한다. 시간 차원에서 획득하기 위해, 수신기는 가능한 값들을 검색함으로써 1023 가능한 시간 슬롯들 중 정확한 하나와 정렬하도록 내부 클럭을 설정할 수도 있다. 정확한 지연이 발견되면, 예를 들어 DLL (Delay Lock Loop) 로 추적된다.
획득은 위성 신호로부터 수신된 데이터의 블록, 이를 테면, C/A 코드의 주기 (예를 들어, 1 ms) 동안 수행될 수도 있다. 획득 모듈 (334) 은 전술한 바와 같이, 국부적으로 생성된 캐리어 및 C/A 코드를 수신된 신호들과 동기화할 수도 있다. 획득 모듈 (334) 은 각각의 위성으로부터의 신호의 도플러 주파수 및 코드-지연을 추정할 수도 있다. 일 예에서, RF 프론트 엔드로부터의 GNSS 신호는 국부적으로 생성된 레퍼런스 신호와 곱해진다. 결과적인 캐리어-프리 신호 (예를 들어, 기저대역 신호) 는 특정 지연을 갖는 국부적으로 생성된 PRN 코드와 곱해진다. 그리고 그 결과는 신호의 타입과 신호 대 잡음비에 따라 일정 시간 동안 전술한 바와 같이 통합된다. 통합된 결과는 신호가 발견되었는지 여부를 결정하기 위해 임계치와 비교될 수도 있다. 통합된 결과가 임계치보다 크면, 국부적으로 생성된 레퍼런스 신호의 주파수 및/또는 코드 지연은 추가 프로세싱을 위해 추적 유닛들 (336) 로 핸드오버될 수도 있다. 통합된 결과가 임계치보다 작으면, 국부적으로 생성된 레퍼런스 신호의 주파수 및/또는 국부적으로 생성된 PRN 코드의 지연은, 수신된 신호의 주파수 및 코드 지연과 매칭할 때까지, 적절한 위성을 계속 탐색 (획득) 하도록 조정될 수도 있고, 이로써 임계치보다 큰 통합된 결과를 생성한다.
이용가능한 위성들을 식별하고 3개 이상의 위성들 각각으로부터 수신된 신호의 주파수 및 코드 지연과 같은 파라미터들을 획득한 후, 병렬 채널들 (예를 들어, 추적 유닛들 (336)) 은 예를 들어, 전술한 PLL들 및 DLL들을 사용하여 식별된 위성들의 주파수들 및 지연들을 추적하기 위해 사용될 수도 있다.
IF/BB 신호 프로세싱 섹션 (330) 으로부터의 출력은 각 위성에 대한 의사거리, 각 위성으로부터의 입력 신호의 코드 지연 및 도플러 주파수, 위상 지연, 캐리어 대 잡음비 (C/N0) 또는 신호 대 잡음비 (SNR) 와 같은 원시 데이터일 수도 있다. 네비게이션 엔진 (340) 은 3개 이상의 위성에 대해 IF/BB 신호 프로세싱 섹션 (330) 에 의해 생성된 원시 데이터를 사용하여 사용자의 포지션 (예를 들어, x, y 및 z 좌표), 속도 및 시간 정보, 또는 신호의 로크 손실을 결정할 수도 있다.
전술한 바와 같이, GNSS 수신기는 상이한 L-대역들에서 GNSS 신호들을 수신하기 위해 하나 이상의 안테나를 사용할 필요가 있을 수도 있다. GNSS 수신기를 포함하는 휴대용 디바이스는 또한 셀룰러 통신 서비스, 고속 데이터 서비스 등과 같은 다른 목적들을 위한 안테나들을 포함할 수도 있다. 안테나는 모바일 폰 또는 사물 인터넷 (IoT) 디바이스와 같은 임의의 연결된 디바이스에 중요한 컴포넌트이다. 스마트폰, 스마트 워치 또는 IOT 디바이스와 같은 콤팩트 휴대용 디바이스에 맞게 원하는 성능을 달성하고 작은 풋프린트를 가질 수 있는 올바른 안테나를 설계하는 것은 여전히 어려운 과제로 남아 있다.
도 4a 는 스마트폰 (400) 의 예에서 무선 주파수 안테나들의 예들을 예시한다. 스마트폰은 4개 내지 13개 또는 그 이상의 상이한 안테나들과 같은 다수의 안테나들을 가질 수 있다. 안테나들은 셀룰러, Wi-Fi, 블루투스, 및 GPS 안테나들과 같은 상이한 타입들의 안테나들을 포함할 수도 있다. 일부 스마트 폰들은 또한 ZigBee (930 MHz 이하에서 IEEE 802.15.4), FM 라디오, 및 자기 근거리 통신 (NFC) 안테나들을 포함할 수도 있다. 각각의 타입의 안테나들은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 셀룰러 통신을 위한 2개 내지 4개의 안테나들, 및 Wi-Fi 및 WiMAX를 위한 하나 이상의 안테나들이 존재할 수도 있다. 다수의 안테나들은, 예를 들어, 사용자의 손이 대화 동안 하나의 안테나를 가릴 때, 스마트폰들이 드롭아웃들을 회피하게 할 수도 있다. 동일한 통신 링크에 대한 다수의 안테나들을 갖는 것은 또한 스마트폰 캐리어들이 다수의 스트림들을 결합하여 데이터 전송 레이트를 개선하게 할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 안테나는 신호들을 송신 및 수신하기 위해 사용될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 안테나는 GNSS 신호들을 수신하거나 고속 데이터 신호들을 수신하는 것과 같은 신호들을 수신하는 데 전용될 수도 있다 (다이버시티 안테나로서 지칭됨). 일부 안테나들은 이중 대역 또는 다중 대역 안테나일 수도 있다.
예시된 예에서, 스마트폰 (400) 은 2개의 WiMAX 안테나들 (예를 들어, 2.6 GHz에서 동작함) 을 포함할 수도 있으며, 하나는 Tx/Rx 둘 모두에 대한 것이고 다른 하나는 다이버시티 (Rx 전용) 안테나이다. WiFi 안테나들은 셀룰러 안테나들의 주파수 대역들과 상이한 주파수 대역들에서 동작할 수도 있다. 예를 들어, WiFi 안테나들은 2.4 GHz 또는 5.8 GHz에서 동작할 수도 있는 반면, 셀룰러 안테나들은 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 1900 MHz, 2100 MHz, 2.3 GHz, 2.5 GHz, 서브-6 GHz, 약 5.9 내지 7.2 GHz, 밀리미터파 주파수 (예를 들어, 약 28 또는 37 GHz) 등에서 동작할 수도 있다. 안테나들은 그들이 자연적으로 공진하는 주파수들에서만 전자기파 신호들을 잘 픽업할 수도 있다. 일반적으로, 안테나의 공진 주파수는 그의 물리적 크기에 의존하지만, 주파수는 또한 안테나를 튜닝하기 위해 특정 전자 컴포넌트들을 추가함으로써 크기를 변경함이 없이 수정될 수 있다.
서로 얼마나 가까운지 그리고 이 안테나들이 어떤 형태들인지에 관련된 일부 물리적 제한들이 있을 수도 있다. 대부분의 안테나들은 스마트폰 (400) 의 에지들 주위에 배열될 수도 있고, 프로세서들, 메모리, 트랜시버들, 모뎀들, 오디오 코덱들, 이미지 프로세싱 회로들, 디스플레이 드라이버, 전력 관리 회로들 등과 같은, 그 위에 설치되는 많은 다른 컴포넌트들 (도 4a 에 도시되지 않음) 을 또한 포함할 수도 있는 PCB 상에 설치될 수도 있다. 따라서, 안테나들의 형태 인자들은, 다른 컴포넌트들 및 디바이스의 성능에 영향을 미침이 없이 디바이스에 맞추기 위해 작을 필요가 있을 수도 있다. 예를 들어, GNSS 안테나는 스마트폰에 맞추기 위해 10 ㎠ 미만일 필요가 있을 수도 있다. 스마트폰들 및 휴대용 디바이스들을 위한 일부 대중적인 인쇄 안테나들은 패치 안테나들, 역-F 안테나들 (IFA들), 또는 평면 역-F 안테나들 (PIFA들) 을 포함하며, 여기서 PCB 내의 큰 그라운드 평면들은 모든 안테나들에 대한 그라운드 평면으로서 사용될 수도 있다. 그라운드 평면의 크기가 감소되면 (예를 들어, 특정 영역들에서 절단되면), 스마트폰은 더 긴 파장들을 갖는 더 낮은 주파수들과 같은 특정 주파수 대역들에서 잘 방출하지 않을 수도 있다.
도 4b 는 PIFA (405) 를 포함하는 무선 주파수 안테나의 예를 도시한다. PIFA (405) 는 측면도에서 문자 "F"처럼 보일 수도 있다. PIFA (405) 는 피드 (예를 들어, 섹션 (454)) 및 그라운드로의 단락 (예를 들어, 섹션 (456)) 을 제공하는 2개의 더 짧은 섹션들, 방출 표면으로서의 테일 (450) (또는 상부 패치), 및 그라운드 평면 (452) 을 포함한다. PIFA (405) 는 단부에서 단락 핀 (예를 들어, 섹션 (456)) 으로 인해 사분의 일 파장에서 공진할 수도 있다 (따라서 PIFA (405) 의 물리적 치수를 감소시킴). 피드 핀 (예를 들어, 섹션 (454)) 은 개방 단부와 단락 단부 사이에 배치되고, 피드 핀의 위치는 입력 임피던스를 제어할 수도 있다. PIFA (405) 는 일반적으로 우수한 SAR (Specific Absorption Rate) 특성, 낮은 프로파일. 및 전방향성 패턴을 가질 수도 있으며, 하나 이상의 주파수 대역에서 방출하도록 만들어질 수 있다. 이와 같이, PIFA들이 일반적으로 선형 편파되고 그들의 효율성이 중간 정도일 수도 있음에도 불구하고, PIFA들은 스마트폰에서 점점 더 사용되고 있다.
전술한 바와 같이, GNSS 신호들은 통상적으로 원형 편파로 생성된다. 원형 편파된 전자기파는 약 90°만큼 위상이 다른 2개의 직교 선형 편파 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 원형 편파 GNSS 신호의 2개의 직교 선형 편파 컴포넌트들은 전리층을 통과할 때 높은 고도들에서 동일한 레벨의 패러데이 회전을 겪을 수도 있다. 따라서, 신호의 편파 순도가 감소되지 않을 수도 있다. 선형 편파 신호들에 대해, 패러데이 회전은 신호가 원래의 편파 각도와는 상이한 편파 각도로 회전하게 할 수도 있으며, 이는 편파 보상을 위해 수신된 신호의 직교 컴포넌트들 둘 모두를 이용하거나 또는 안테나를 회전시킴으로써 지구 상의 수신 안테나에서 보상될 필요가 있을 수도 있다. 또한, 원형 편파들은 물리적 배향 미스매치들에 대해 더 관용적일 수도 있다. 예를 들어, 안테나가 수직 편파로 신호를 송신하는 경우, 수직 배향 선형 안테나는 강한 신호를 수신할 수 있지만, 안테나가 90°만큼 회전되면 수신 신호 세기는 20 dB 이상 감소할 수 있다. 그러나, 안테나가 원형 편파 신호를 송신하는 경우, 선형 안테나는 수직 또는 수평으로 배향되든 더 낮은 손실 (예를 들어, 약 3dB) 로 신호를 수신할 수 있다.
도 5a 는 원형 편파된 전기 신호 (510) 의 예의 전기장 벡터의 회전을 예시한다. 원형 편파된 전기 신호 (510) 는 수직 평면 (예를 들어, Y-Z 평면) 에서 진동하는 전기장을 갖는 제 1 컴포넌트 (512) 및 수평 평면 (예를 들어, X-Z 평면) 에서 진동하는 전기장을 갖는 제 2 컴포넌트 (514) 를 포함할 수도 있다. 따라서, 제 1 컴포넌트 (512) 및 제 2 컴포넌트 (514) 는 둘 다 선형 편파되고 동기화되지만 서로 직교한다. 제 1 컴포넌트 (512) 와 제 2 컴포넌트 (514) 사이의 위상 및/또는 진폭 차이에 따라, 결합된 전기 파는 선형 편파, 원형 편파, 또는 타원형 편파될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 컴포넌트 (512) 및 제 2 컴포넌트 (514) 의 위상들이 동일할 때, 결합된 전기 파는 선형 편파된 파일 수도 있으며, 여기서 전기장 벡터는 동일한 방향을 가리킨다.
원형 편파 신호에서, 전기장 벡터는 동일한 방향을 가리키지 않는다. 대신에, 전기장 벡터는 파동 전파 동안 파장당 360°회전한다. 회전은 직교 컴포넌트들의 특정 여기에 의해 달성된다. 두 직교 컴포넌트들 사이의 위상 지연이 약 90°이면, 원형 편파가 달성될 수 있다. 두 직교 컴포넌트들 사이의 위상 지연이 90°가 아니면, 결합된 신호는 원형 편파되지 않고 타원형 편파될 수 있다. 수평 성분 또는 수직 성분이 더 이른지에 따라, 원형 회전의 방향이 상이할 수 있으며, 이는 편파가 우선회 원형 편파인지 또는 좌선회 원형 편파인지를 결정할 수도 있다. 편파의 순도는 축비의 관점에서 설명되며, 이는 시간 도메인에서 전기장 벡터에 의해 추적되는 편파 타원 상의 전기장의 두 직교 컴포넌트들의 비로서 규정된다. 축비는 고도 및 방위각에 따라 변하지만, 일반적으로 천정에서 단일 값으로 언급된다.
도 5b 는 좌선회 원형 편파 또는 우선회 원형 편파를 갖는 신호들의 예들을 예시한다. 차트 (550) 는 우른손 원형 편파 신호를 도시하며, 여기서 신호의 전파 방향은 +z 방향이고, 전기장 벡터는 전파 방향에서 볼 때 시계 방향으로 회전한다. 도 5a 에 도시된 원형 편파 전기 신호 (510) 는 RHCP 신호의 예이다. 차트 (552) 는 좌선회 원형 편파된 신호를 도시하며, 여기서 신호의 전파 방향은 +z 방향이고, 전기장 벡터는 전파 방향에서 볼 때 반시계 방향으로 회전한다.
전술한 바와 같이, RHCP GNSS 신호들은 신호 송신을 위해 통상적으로 선택되었다. 따라서, 업-루킹 안테나들은 일반적으로 직접 (가시선) 신호를 캡처하기 위해 RHCP 안테나들이다. GNSS 신호가 낮은 입사각으로 정반사될 때, 신호의 편파는 반사 후에 반전되어 LHCP 가 된다. 따라서, GNSS-R 측정들에 대해, 다운-루킹 안테나들은 일반적으로 LHCP 안테나들이다. 부분적으로 반사하는 표면들 또는 높은 입사각의 경우, 반사된 신호에서 2개의 선형 편파 컴포넌트들의 상대적 기여가 달라질 수도 있다. 양호한 GNSS 안테나들은 천정에서 1 dB 미만의 축비를 가질 수도 있다.
선형 편파 안테나들은 스마트폰들에서 지배적인데, 그 이유는 스마트폰들에 맞추기가 비교적 쉽고 쌍방의 RHCP, LHCP, 또는 선형 편파 신호들을 수용할 수 있기 때문이다. 그러나, 송신된 GNSS 신호들은 일반적으로 원형 편파되기 때문에, 선형 편파 안테나들에 의해 수신된 신호 레벨에서 3 dB 손실만큼 많이 존재할 수도 있다. 또한, 다중경로 환경에서, 각각의 반사에 의해, 편파는 RHCP 로부터 LHCP 로 그리고 그 반대로 변화한다. 선형 편파 안테나는 쌍방의 RHCP, LHCP, 또는 선형 편파 신호들을 수신할 수 있기 때문에, 선형 편파 안테나는 포지셔닝 에러들에 기여할 수도 있는 가시선 신호 및 반사된 신호를 구별할 수 없을 수도 있다.
스마트폰들에서 사용하기 위한 원형 편파 안테나를 설계하는 것은 물리적 치수 및 PCB 면적 제한들, PCB 형상 제약들 (예를 들어, 산업 설계, 배터리 크기 등에 의해 구동됨), 및 안테나 배치에서의 제한된 자유도로 인해 어려울 수 있다. GPS 캐리어의 파장은 약 19 cm (L1의 경우), 약 24 cm (L2의 경우), 및 약 25 cm (L5의 경우) 이다. 1/4 또는 1/2 파장인 안테나들이 일반적으로 가장 실용적이고 효율적이다. 따라서, GPS 안테나 엘리먼트는 4 또는 5 cm 이하로 작을 수 있다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, GPS 캐리어들의 파장들 및 따라서 안테나 크기들이 감소될 수 있도록 더 높은 유전 상수들을 갖는 재료들 (예를 들어, FR-4 대신에 세라믹) 이 안테나를 위한 PCB 재료로서 사용될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 대부분의 스마트폰은 금속 평면 (예를 들어, 구리) 의 다수의 층을 갖는 다층 스택인 PCB 를 갖는다. PCB 상에 배치된 집적 회로들 (IC들) 및 PCB 상에 라우팅된 상호연결 트레이스들은 특정 구리 컷아웃들을 사용할 수도 있다. 그라운드 평면은 원형 편파를 달성하기 위해 특정 방식으로 여기될 필요가 있을 수도 있다. 따라서, 다른 회로들의 성능에 영향을 미치지 않으면서, 원하는 방식으로 그라운드 평면을 수정하고 그 평면 상의 전류들을 여기시켜0 dB에 가까운 축비를 갖는 원형 편파를 달성하는 것이 매우 어려울 수 있다. 예를 들어, RHCP 안테나들이 패치 안테나를 사용하여 구현될 수 있을지라도, 패치 안테나를 위해 사용되는 영역 및 패치 안테나를 위한 PCB 상의 그라운드 클리어런스는 스마트폰 설계들에서 실용적이지 않을 수 있다. 추가적으로, PCB의 형상 및 그의 연관된 그라운드 평면은 스마트폰의 산업 설계 및 배터리 크기에 의해 좌우될 수도 있고, 따라서 원형 편파를 달성하도록 최적화되지 않을 수도 있다. 또한, 그라운드 평면이 원형 편파를 달성하기 위해 특정 방식으로 여기될 필요가 있기 때문에, 안테나들이 특정 위치에 배치될 필요가 있을 수도 있다. 그러나, 스마트폰들이 송신 및 수신 다이버시티를 위한 안테나들을 또한 필요로 하는 GSM/WCDMA, LTE, 5G NR, WiFi, WiMAX, 블루투스, NFC, Zigbee 등과 같은, GNSS 이외의 다수의 기술들을 지원하기 때문에, GNSS 안테나는 임의의 원하는 위치에 배치되지 않을 수도 있다.
전술한 바와 같이, 원형 편파 신호는 2개의 직교 선형 편파 컴포넌트들을 포함할 수도 있으며, 2개의 출력 사이에 90°위상 변이가 추가된 수평 편파 안테나 및 수직 편파 안테나로부터의 출력들을 결합함으로써 원형 편파 안테나가 구성될 수 있다. 2개의 출력들의 상대 위상은 결합된 안테나들이 RHCP 안테나, LHCP 안테나, 또는 타원형 편파 안테나로서 기능하는지 여부를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 도 5a 에 도시된 원형 편파된 전기 신호 (510) 는 RHCP를 가질 수도 있으며, 여기서 수직 컴포넌트 (예를 들어, 제 1 컴포넌트 (512)) 의 위상은 수평 컴포넌트 (예를 들어, 제 2 컴포넌트 (514)) 의 위상보다 90°더 빠를 수도 있어서, 결과적인 전기장 벡터는 전파 방향 (예를 들어, Z-방향) 에서 볼 때 시계 방향으로 회전할 수 있다. 수평 컴포넌트와 수직 컴포넌트 사이의 위상 지연이 90°가 아니고/아니거나 수평 컴포넌트의 진폭이 수직 컴포넌트의 진폭과 동일하지 않을 때, 결합된 RF 신호는 타원형 편파될 수도 있다.
특정 실시형태들에 따르면, 스마트폰 또는 다른 휴대용 디바이스 (예를 들어, 스마트 워치) 에서의 GNSS 안테나는 2개 이상의 선형 편파 안테나들 (예를 들어, PIFA들), 및 2개 이상의 선형 편파 안테나들에 커플링된 90°하이브리드 커플러를 포함할 수도 있다. 90°하이브리드 커플러는, 개선된 신호 전력 (예를 들어, 약 3 dB 만큼) 및 다중경로 거절을 갖는 RHCP GNSS 안테나를 복제하기 위해, 다른 목적들 (예를 들어, WWAN, WLAN, 또는 블루투스 또는 ZigBee 와 같은 WPAN) 을 위해 스마트폰에서 이미 사용되었을 수도 있는, 2개의 선형 편파 안테나들에 의해 수신된 선형 편파 신호들을 결합할 수도 있다. 감소된 수의 다중경로 신호들과 결합된 더 높은 신호 전력은 개선된 포지셔닝 정확도를 초래할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS, WWAN, WLAN, 및/또는 WPAN 안테나들은 안테나 사용을 최적화하기 위해 튜닝되거나 스위칭될 수도 있다.
도 6a 는 특정 실시형태들에 따른 원형 편파 GNSS 수신기 (600) 의 예를 예시한다. 도시된 예에서, 원형 편파 GNSS 수신기 (600) 는 제 1 선형 편파 안테나 (610), 제 2 선형 편파 안테나 (620), 90°하이브리드 커플러 (630), 및 선택적으로 RF 프론트 엔드 (640) 또는 RF 프론트 엔드 (640) 의 일부를 포함할 수도 있다. 제 1 선형 편파 안테나 (610) 및 제 2 선형 편파 안테나 (620) 는 직교 편파를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제 1 선형 편파 안테나 (610) 는 수직 선형 편파 안테나일 수도 있고, 제 2 선형 편파 안테나 (620) 는 수평 선형 편파 안테나일 수도 있다. 제 1 선형 편파 안테나 (610) 및 제 2 선형 편파 안테나 (620) 는 GNSS에 전용될 수도 있는 PIFA들일 수도 있거나, 위에서 그리고 아래에서 설명되는 바와 같이, WWAN, WLAN, WPAN 등과 같은 다른 라디오 기술들에 대해 사용될 수 있는 안테나들일 수도 있다. 도 6a 에 도시된 예에서, 제 1 선형 편파 안테나 (610) 및 제 2 선형 편파 안테나 (620) 는 GNSS에 대한 전용 안테나들일 수도 있고, GNSS L1, L2, 및 L5 주파수 대역들을 커버할 수도 있다.
90°하이브리드 커플러 (630) 는 스플리터 또는 결합기로서 사용될 수 있으며 4개의 포트들을 갖는 수동 디바이스일 수도 있다. 스플리터로 사용될 때, "입력" 포트의 입력 신호는 "커플링된" 포트와 "출력" 포트로 지칭되는 두 출력 포트로 전력이 균등하게 분할될 수도 있다 (각각 -3dB). "출력" 포트에서의 출력 신호의 위상은 "커플링된" 포트에서의 출력 신호의 위상보다 약 90°만큼 지연된다. 저항기 (632) 에 의해 50 Ω 에서 종단될 수도 있는 "격리된" 포트에 신호가 커플링되지 않는다. 90°하이브리드 커플러 (630) 는 대칭적이고, 따라서 "입력" 및 "격리된" 포트들은 반전될 수 있고, "커플링된" 포트에서의 출력 신호의 위상은 "출력" 포트의 위상보다 90°만큼 지연될 수도 있다. 90°하이브리드 커플러 (630) 는 또한 "커플링된" 포트 및 "출력" 포트로부터의 입력 신호들을 결합하는 결합기로서 역전된 경로에서 사용될 수도 있으며, 여기서 "입력" 포트에서의 출력은 각각의 입력 신호보다 약 3 dB 더 높을 수도 있다. "커플링된" 포트에서 "입력" 포트까지의 경로와 "출력" 포트에서 "입력" 포트까지의 경로의 상이한 지연들 때문에, "커플링된" 포트와 "출력" 포트에서 동기화된 선형 편파 입력들은 "입력" 포트에서 RHCP 신호 (또는 "격리된" 포트에서 LHCP 신호) 로 결합될 수도 있다.
도시된 예에서, 제 1 선형 편파 안테나 (610)(예를 들어, 수직 선형 편파 (PIFA)) 는 "커플링된" 포트에 커플링될 수도 있는 반면, 제 2 선형 편파 안테나 (620)(예를 들어, 수평 선형 편파 (PIFA)) 는 "출력" 포트에 커플링될 수도 있다. 이와 같이, "입력" 포트에서, 결합된 신호는 "출력" 포트 및 "커플링된" 포트에서의 신호들에 비해 3 dB 더 강할 수도 있고, 수직 편파 컴포넌트가 수평 편파 컴포넌트보다 90°더 빠를 수 있기 때문에 우선회 원형 편파될 수도 있다. 90°하이브리드 커플러 (630) 는 쿼드러처 커플러 (quadrature coupler) 로 지칭될 수도 있고, 예를 들어, Lange 커플러, 브랜치 라인 커플러, 오버레이 커플러, 에지 커플러, 또는 쇼트-슬롯 하이브리드 커플러를 포함할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 90°하이브리드 커플러의 실제 위상 시프트 또는 위상 시프트는, 예를 들어, 약 90°±45°사이, 약 90°±30°사이, 약 90°±15°사이, 약 90°±10°사이, 약 90°±5°사이, 또는 약 90°±2°사이일 수도 있다. 일반적으로, 원형 편파 GNSS 수신기 (600) 의 성능은 위상 지연이 90°에 더 가까울 때 더 양호할 수도 있고, 위상 지연이 90°로부터 벗어날 때 저하될 수도 있다.
도 6b 는 분기 라인 커플러를 사용하여 구현된 90°하이브리드 커플러 (650) 의 예를 예시한다. 90°하이브리드 커플러 (650) 는 90°하이브리드 커플러 (630) 의 예일 수도 있다. 90°하이브리드 커플러 (650) 는 4개의 포트들을 포함할 수도 있다. 90°하이브리드 커플러 (650) 가 스플리터로서 사용될 때, 포트 1은 입력 포트이고, 포트 2는 0°출력 포트이고, 포트 3은 90°출력 포트이고, 포트 4는 격리된 포트이다. 예시된 예에서, 90°하이브리드 커플러 (650) 는 결합기로서 사용되며, 여기서 입력 신호들은 포트 2 및 포트 3 에 있고 각각 벡터들 A 및 B 에 의해 표현된다. 따라서, 포트 1 에서의 출력은 벡터 에 의해 표현될 수도 있다. 벡터들 A 및 B 가 동일한 진폭을 가질 때, 신호 전력에서의 3 dB 의 이득이 포트 1 에서 달성될 수도 있다. 포트 4 는 50 Ω 저항기로 종단될 수도 있다.
도 6b 에 도시된 분기 라인 커플러는 설계 및 제작이 비교적 용이할 수도 있다. 2개의 분기 라인들 (도 6b 에서 수직) 에 의해 분로 연결된 2개의 주 송신 라인들 (도 6b 에서 수평) 을 갖는다. 송신 라인과 분기 라인의 임피던스 및 치수는 도 6b 에 보여진다. 분기 라인 커플러는 도 6b 에 도시된 바와 같이 대칭이도록 설계된다. 따라서, 포트들 중 임의의 포트가 입력 포트 또는 출력 포트로서 사용되어 동일한 거동을 달성할 수 있다.
90°하이브리드 커플러는 매우 작게 만들어질 수 있다. 일 예에서, 90°하이브리드 커플러는 약 0.7 mm 의 높이를 갖는 약 0.08 × 0.05 평방 인치의 풋프린트를 가질 수도 있으며, 이는 스마트폰 PCB로 설계되기에 충분히 작을 수도 있다. 90°하이브리드 커플러는 모든 GNSS 콘스텔레이션들을 커버하는 주파수 범위를 가질 수 있고, 낮은 삽입 손실 (예를 들어, < 0.8 dB) 을 가질 수 있다. 90°하이브리드 커플러는 또한, 예를 들어, 2.7 GHz 초과의 주파수들에 대한 대역외 거부를 제공하기 위한 필터로서 기능할 수도 있고, 따라서, 프론트 엔드에서 추가적인 필터의 필요성을 제거할 수 있다.
도 7 은 특정 실시형태들에 따른 원형 편파 GNSS 수신기 (700) 의 다른 예를 예시한다. 원형 편파 GNSS 수신기 (600) 에서와 같이, 원형 편파 GNSS 수신기 (700) 는 제 1 선형 편파 안테나 (710), 제 2 선형 편파 안테나 (720), 90°하이브리드 커플러 (730), 및 선택적으로 RF 프론트 엔드 (740) 또는 RF 프론트 엔드 (740) 의 일부를 포함할 수도 있다. 제 1 선형 편파 안테나 (710) 및 제 2 선형 편파 안테나 (720) 는 직교 편파를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제 1 선형 편파 안테나 (710) 는 수직 선형 편파 안테나일 수도 있고, 제 2 선형 편파 안테나 (720) 는 수평 선형 편파 안테나일 수도 있다. 제 1 선형 편파 안테나 (710) 및 제 2 선형 편파 안테나 (720) 는 GNSS에 전용될 수도 있는 PIFA들일 수도 있거나, 전술한 바와 같이, WWAN, WLAN, WPAN 등과 같은 다른 라디오 기술들에 대해 또한 사용될 수 있는 안테나들일 수도 있다. 도 7 에 도시된 예에서, 제 1 선형 편파 안테나 (710) 및 제 2 선형 편파 안테나 (720) 는 GNSS에 대한 전용 안테나들일 수도 있고, GNSS L1, L5, 및/또는 L2 주파수 대역들을 커버할 수도 있다. 90°하이브리드 커플러 (730) 는 90°하이브리드 커플러 (630) 와 유사할 수도 있고, 제 1 선형 편파 안테나 (710) 및 제 2 선형 편파 안테나 (720) 에 연결된 2개의 (입력) 포트들, 하나의 (출력) 포트, 및 저항기 (732) 에 의해 종단된 하나의 (격리된) 포트를 가질 수도 있다.
원형 편파 GNSS 수신기 (700) 는 또한, 상이한 대역들에서 GNSS 신호들을 분리할 수 있는 다이플렉서 (750) 를 포함할 수도 있다. 예시된 예에서, 다이플렉서 (750) 는 90°하이브리드 커플러 (730) 의 출력 포트로부터의 신호를 2개의 신호들로 분할하는 스플리터, 및 2개의 신호들을 수신 및 필터링하는 2개의 필터들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 필터 (752) 는 GNSS L1 신호들을 통과시킬 수도 있는 반면, 필터 (754) 는 GNSS L5 신호들을 통과시킬 수도 있다. 그 다음, 분리된 GNSS L1 신호 및 GNSS L5 신호는 예를 들어 도 3 과 관련하여 전술한 바와 같이 RF 프론트 엔드 (740), IF/BB 신호 프로세싱 섹션, 및 네비게이션 엔진에 의해 프로세싱될 수도 있다.
전술한 바와 같이 스마트폰은 넓은 주파수 범위를 커버하는 다수의 무선 통신 기술들 및 주파수 대역들을 지원할 필요가 있을 수도 있다. 따라서, 원형 편파를 달성하기 위해 GNSS에 대해 2개의 PIFA 안테나들을 전용하는 것이 어려울 수도 있다. 특정 실시형태들에 따르면, GNSS에 대한 원형 편파 안테나를 구현하는 데 사용되는 2개의 안테나들 중 적어도 하나는 애퍼처 또는 임피던스 튜너와 같은 안테나 튜너를 통해 다른 무선 통신 기술들 (예를 들어, WWAN 또는 WLAN) 과 공유될 수도 있다. 안테나는 GNSS에 대한 원형 편파 안테나가 요구될 때 GNSS 대역들에 튜닝될 수 있다. 그렇지 않으면, 안테나는 GNSS 대역들로부터 떨어져 튜닝될 수 있고, 다른 무선 통신 기술에 대한 선형 편파 안테나로서 사용될 수 있다. 따라서, 2개의 안테나들은, RHCP GNSS 신호들을 수신하기 위한 원형 편파 안테나를 복제하도록 또는 GNSS 신호들 또는 다른 무선 통신 기술에 대한 신호들을 수신하기 위한 선형 편파를 유지하도록 동적으로 구성 및/또는 튜닝될 수도 있으며, 따라서 사용자가 환경 및 원하는 정확도에 기초하여 동작 모드를 선택할 수 있게 한다. 결과적으로, GNSS 수신기는 하나의 선형 편파 안테나를 사용하여 많은 조건들에서 양호한 정확도로 포지션 픽스를 결정할 수 있을 수도 있고, 원형 편파 안테나를 복제함으로써 특정 환경들에서 더 정확한 포지션 픽스를 획득할 수 있을 수도 있다. 예를 들어, 스마트폰이 오픈 스카이 (open sky) 환경에서와 같이 개선된 정확도가 달성될 수도 있는 상황에 있는 경우, 2개의 안테나들은 추가적인 3 dB 이득을 달성하기 위해 GNSS 목적들을 위해 동적으로 결합될 수도 있다. 이런 식으로면, 스마트폰에서 안테나의 총 개수를 증가시킴이 없이, 선형 편파 안테나 및 원형 편파 안테나 쌍방이 구현될 수 있다.
도 8 은 특정 실시형태들에 따른 편파 구성가능 GNSS 수신기 (800) 의 예를 예시한다. 원형 편파 GNSS 수신기 (600 또는 700) 에서와 같이, 편파 구성가능 GNSS 수신기 (800) 는 제 1 선형 편파 안테나 (810), 제 2 선형 편파 안테나 (820), 90°하이브리드 커플러 (830), RF 프론트 엔드 (840) 또는 RF 프론트 엔드 (840) 의 일부, 및 다이플렉서 (850) 를 포함할 수도 있다. 제 1 선형 편파 안테나 (810) 및 제 2 선형 편파 안테나 (820) 는 직교 편파를 가질 수도 있다. 예를 들어, 제 1 선형 편파 안테나 (810) 는 수직 선형 편파 안테나일 수도 있고, 제 2 선형 편파 안테나 (820) 는 수평 선형 편파 안테나일 수도 있다. 제 1 선형 편파 안테나 (810) 및 제 2 선형 편파 안테나 (820) 는 GNSS에 전용일 수도 있는 PIFA들일 수도 있거나, 또는 전술한 바와 같이, 셀룰러, WiFi, WiMAX 등과 같은 다른 무선 통신 기술들 (또는 RAT들) 에 대해 사용된 안테나들일 수도 있다. 90°하이브리드 커플러 (830) 는 90°하이브리드 커플러 (630 또는 730) 와 유사할 수도 있고, 제 1 선형 편파 안테나 (810) 및 제 2 선형 편파 안테나 (820) 에 연결된 2개의 (입력) 포트들, 하나의 (출력) 포트, 및 저항기 (832) 에 의해 종단된 하나의 (격리된) 포트를 가질 수도 있다. 다이플렉서 (850) 는 다이플렉서 (750) 와 유사할 수도 있고, GNSS L1 및 GNSS L5 대역과 같은 상이한 대역들에서 GNSS 신호들을 분리하는 데 사용될 수도 있다.
도 8 에 도시된 예에서, 제 1 선형 편파 안테나 (810) 는 GNSS 및 WWAN (예를 들어, GSM, CDMA, LTE, 5G NR, 또는 WiMAX) 신호들을 수신하도록 구성될 수도 있다. 추출기 (860) (또는 다이플렉서와 같은 다른 n-플렉서) 는 GNSS 신호 및 WWAN 신호를 분리하기 위해 사용될 수도 있다. 추출기 (860) 로부터의 GNSS 신호는 90°하이브리드 커플러 (830) 의 포트 (0°출력 포트) 로 전송될 수도 있다. 제 2 선형 편파 안테나 (820) 의 공진 주파수 (특정 대역폭을 가짐) 는 애퍼처 튜너 또는 임피던스 튜너와 같은 튜너 (870) 에 의해 GNSS 대역 및/또는 WWAN 대역으로 튜닝될 수도 있다. 제 2 선형 편파 안테나 (820) 에 의해 수신된 신호는 GNSS 신호 및 WWAN 신호를 분리하기 위해 n-플렉서 (예를 들어, 다이플렉서 (880) 또는 추출기) 에 의해 선택될 수도 있거나, 또는 스위치에 의해 90°하이브리드 커플러 (830) 의 포트 (90°출력 포트) 또는 WWAN 수신기에 접속될 수도 있다. 추출기 (860), 튜너 (870), 및 다이플렉서 (880) 는, 제 1 선형 편파 안테나 (810) 로부터 90°하이브리드 커플러 (830) 까지의 손실 및 제 2 선형 편파 안테나 (820) 로부터 90°하이브리드 커플러 (830) 까지의 손실이 대략 동일할 수도 있고 가능한 한 낮을 수도 있도록 설계될 수도 있다.
RCHP GNSS 신호를 수신하기 위해, (GNSS에 대해 튜닝된) 제 1 선형 편파 안테나 (810) 및 제 2 선형 편파 안테나 (820) 쌍방이 사용될 수도 있고, 추출기 (860) 및 다이플렉서 (880) 로부터의 GNSS 신호들은 90°하이브리드 커플러 (830) 에 전송될 수도 있다. 사용자가 사용 케이스에 따라 원형 편파 안테나를 필요로 하지 않을 수도 있는 경우, 사용자는 튜너 (870) 를 튜닝함으로써 제 2 선형 편파 안테나 (820) 를 GNSS 대역들 이외의 대역으로 튜닝할 수 있다. 예를 들어, 제 2 선형 편파 안테나 (820) 는 WWAN 대역으로 튜닝되어 기존의 WWAN 지원 대역들의 성능을 개선하거나 WWAN 다이버시티를 지원하기 위한 새로운 공진 주파수 범위를 생성할 수도 있다. WWAN 대역의 수신된 신호는, 예를 들어, 다이플렉서 (880) 내의 GNSS 대역 필터 또는 스위치에 의해 90°하이브리드 커플러 (830) 로부터 격리 (연결해제) 될 수도 있다.
이와 같이, 편파 구성가능 GNSS 수신기로, 사용자는, 가시선 신호들이 없을 수도 있는 조건들과 같은 특정 조건들 하에서 양호한 정확도를 달성하기 위해 GNSS에 대해 하나의 선형 편파 안테나를 사용할 수도 있다. 사용자는 또한 오픈 및 클리어 환경들에서와 같은 일부 조건들 하에서 개선된 정확도를 달성하기 위해 안테나들을 원형 편파 GNSS 수신기로 구성할 수도 있다.
일부 구현들에서, 스마트폰 또는 다른 휴대용 디바이스 (예를 들어, 스마트 워치) 는, 환경 조건들, 디바이스 조건, 또는 다른 입력들에 기초하여, 선형 편파 안테나 또는 원형 편파 안테나를 사용하는 것이 적절한지 여부를 결정할 수도 있는 소프트웨어 애플리케이션들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 소프트웨어 애플리케이션은 다양한 센서들을 폴링함으로써 환경, 현재 디바이스 조건, 특정 사용자 입력들 등에 관한 정보를 주기적으로 수집할 수도 있다. 일부 예들에서, 센서들은 소프트웨어 애플리케이션에 조건 변화들을 보고할 수도 있다. 수집된 또는 보고된 정보에 기초하여, 소프트웨어 애플리케이션은 선형 편파 안테나 또는 원형 편파 안테나가 적절할 수도 있다고 결정할 수도 있고, 그 다음, 사용자의 개입이 거의 또는 전혀 없이, 예를 들어, 다이플렉서 (880) 또는 스위치를 제어하여 제 2 선형 편파 안테나 (예를 들어, 제 2 선형 편파 안테나 (820)) 및 90°하이브리드 커플러 (예를 들어, 90°하이브리드 커플러 (830)) 를 연결 또는 연결해제할 수 있다.
일 예에서, 휴대용 디바이스의 안테나는 휴대용 디바이스가 높은 다중경로 환경에 진입했을 수도 있다고 소프트웨어 애플리케이션이 결정하기 전에 (예를 들어, 90°하이브리드 커플러에 연결된 하나의 선형 편파 안테나를 이용하여) 선형 편파 모드에서 동작할 수도 있다. 그 후, 소프트웨어 애플리케이션은, RHCP 안테나가 선형 편파 안테나보다 더 양호한 다중경로 거부 능력을 가질 수도 있기 때문에, RHCP 안테나가 현재 환경에서 필요할 수도 있다고 결정할 수도 있다. 그 후, 소프트웨어 애플리케이션은 전술한 바와 같이 RHCP 안테나를 형성하기 위해 제 2 선형 편파 안테나를 90°하이브리드 커플러의 제 2 포트에 자동으로 연결할 수도 있다. 다른 예에서, 소프트웨어 애플리케이션은 특정 동작 조건에서 선형 편파 안테나를 사용하는 것이 더 적절할 수도 있다고 결정할 수도 있고, 따라서 90°하이브리드 커플러에 연결된 2개의 선형 편파 안테나들 중 하나를 연결해제할 수도 있다. 또 다른 예에서, 소프트웨어 애플리케이션은, 휴대용 디바이스가 전원에 플러그인되었을 수도 있고 따라서 RHCP 안테나에 의한 더 높은 전력 소비가 관심사가 아닐 수도 있다고 결정할 수도 있고, 그 다음 RHCP 안테나를 형성하기 위해 2개의 선형 편파 안테나들을 90°하이브리드 커플러에 자동으로 연결할 수도 있다. 소프트웨어 애플리케이션은 일부 다른 파라미터들, 기준들, 규칙들, 또는 정책들에 기초하여 적절한 안테나 동작 모드를 결정할 수도 있다.
일부 GNSS 수신기들에서, 안테나는, 예를 들어, 시동 시간에, 주기적으로, 미리 결정된 스케줄에 기초하여, 또는 환경 변화의 검출 시에, 선형 편파 모드와 RHCP 모드 사이에서 스위칭될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 안테나가 (예를 들어, 단일 선형 편파 안테나를 사용하여) 선형 편파 모드로 설정될 때, 안테나는 RHCP RF 신호들 및 LHCP RF 신호들 쌍방을 검출할 수 있을 수도 있다. 안테나가 (예를 들어, 전술한 2개의 직교 선형 편파 안테나들 및 90°하이브리드 커플러를 사용하여) RHCP 모드로 설정될 때, 안테나는 RHCP RF 신호들을 수신할 수도 있지만, LHCP RF 신호들을 거부할 수도 있다. 따라서, LOS (line-of-sight) 신호들이거나 짝수번 반사되는 (따라서 여전히 RHCP 신호들인) GNSS 신호들은 선형 편파 모드 또는 RHCP 모드에서 안테나에 의해 수신될 수도 있다.
그러나, 홀수번 반사되어 LHCP 신호가 되는 다중경로 GNSS 신호가 존재하는 환경에서, 안테나는 안테나가 선형 편파 모드로 설정되는 때 상대적으로 높은 C/N0 (carrier-to-noise density ratio) 을 갖는 LHCP 신호를 검출할 수도 있지만, 안테나가 RHCP 모드로 설정되는 때 충분히 높은 C/N0 을 갖는 LHCP 신호들을 검출하지 못할 수도 있다. 따라서, 선형 편파 모드 및 원형 편파 모드 쌍방에서 안테나를 사용하는 환경에서 GNSS 신호들을 측정함으로써, 위성으로부터의 GNSS 신호들이 선형 편파 모드에서 안테나에 의해 충분히 높은 C/N0 로 검출되지만 RHCP 모드에서 안테나에 의해 충분히 높은 C/N0 로 검출되지 않을 때 LHCP GNSS 신호들의 존재가 검출될 수도 있다. LHCP GNSS 신호들의 검출은 환경에서 다중경로 GNSS 신호들 또는 다른 비-가시선 (NLOS) GNSS 신호들의 존재를 표시할 수도 있다. 또한, 신호들이 홀수 번 반사되어 GNSS 수신기에서 LHCP 신호들이 되는 특정 위성은 신호들과 연관된 정보 (예를 들어, 위성의 식별) 에 기초하여 식별될 수도 있고, 일부 구현들에서, 대응하는 LHCP 신호들은 포지셔닝을 위해 사용되지 않을 수도 있거나 포지셔닝을 위해 낮은 가중치가 부여될 수도 있다.
일 예에서, 안테나는 먼저 하나 이상의 측정을 행하기 위해 선형 편파 모드 (또는 RHCP 모드) 로 설정될 수도 있다. 그 다음, 안테나는 하나 이상의 측정을 행하기 위해 전술한 바와 같이 RHCP 모드 (또는 선형 편파 모드) 로 구성될 수도 있다. 선형 편파 모드 및 RHCP 모드에서의 측정 결과들에 기초하여, LHCP NLOS 신호들 및/또는 대응하는 위성들이 전술한 바와 같이 식별될 수도 있다. 그 다음 안테나는 선형 편파 모드로 설정되어 새로운 측정을 수행할 수도 있다. GNSS 수신기는 새로운 측정들에 기초하여 포지션 픽스를 결정할 수도 있으며, 여기서, 식별된 위성들로부터의 신호들은 포지셔닝을 위해 사용되지 않을 수도 있거나 포지셔닝을 위해 낮은 가중치가 주어질 수도 있다. 안테나는 선형 편파 모드에서보다 RHCP 모드에서 더 많은 전력을 소비할 수도 있기 때문에, 이러한 방식으로 안테나를 동작시키는 것은, LHCP NLOS 신호들이 포지션 픽스를 결정하는 데 의존하지 않기 때문에 비교적 높은 포지셔닝 정확도를 달성하면서 전체 전력 소비를 감소시킬 수도 있다.
일부 애플리케이션들에서, 더 높은 포지션 정확도가 요구될 수도 있다. 안테나는 LHCP 신호들과 같은 NLOS 신호들을 거부하기 위해 RHCP 모드로 설정될 수도 있다. 일부 환경들에서, 대부분의 GNSS 신호들은 LHCP 신호들일 수도 있다. RHCP 안테나는 단지 적은 수의 위성들 (예를 들어, 3개 또는 4개 미만의 위성들) 로부터 RHCP 신호들을 수신할 수도 있고, 따라서 GNSS 수신기는 수신된 RHCP GNSS 신호들에 기초하여 포지션 픽스를 결정할 수 없을 수도 있다. 이러한 환경들에서, 안테나는 포지셔닝을 위해 더 많은 위성들에 대한 신호들을 수신하기 위해 선형 편파 안테나로 구성될 수도 있다.
환경 내의 NLOS 신호들의 존재에 관한 정보 및/또는 송신된 신호들이 본 명세서에 설명된 구성가능한 안테나를 갖는 GNSS 수신기에 의해 결정된 바와 같은 환경 내의 LHCP 신호들이 되는 위성들에 관한 정보는 다른 목적들을 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 포지셔닝 시스템은 포지션 에러 또는 포지셔닝의 무결성을 추정하기 위해 정보를 사용할 수도 있고, 예를 들어, 오인 정보, 위험한 오인 정보, 또는 시스템 이용불가 조건을 결정하기 위해 스탠포드 다이어그램을 사용할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 정보는 크라우드소싱되거나, 그렇지 않으면 NLOS 신호들을 검출하는 능력을 가질 수도 또는 갖지 않을 수도 있는 다른 디바이스들과 공유될 수도 있다. 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 특정 환경에서 충분히 많은 수 (예를 들어, 3 또는 4 초과) 의 위성들로부터 LOS 신호들을 수신할 수 없을 수도 있다고 결정할 수도 있고, 포지셔닝 시스템이 다른 기법들을 사용하여 포지션 픽스를 결정할 수도 있도록 포지셔닝 시스템과 통신할 수도 있다. 예를 들어, 포지셔닝 시스템은 포지셔닝을 위해 GNSS 신호들보다는 WiFi 또는 WLAN 신호들과 같은 다른 정보를 사용하도록 선택할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 포지셔닝 시스템은 포지셔닝을 위해 데드 레코닝 기법들과 같은 다른 기법들을 사용하도록 선택할 수도 있다.
도 9 는 특정 실시형태들에 따른 편파 구성가능 GNSS 수신기를 구성하는 방법의 예를 예시하는 흐름도 (900) 이다. 도 9 에 예시된 동작들은 포지셔닝에 대한 스푸핑 신호들의 영향을 검출 및 완화하기 위해 특정 포지셔닝 기법들을 제공한다는 것에 유의한다. 동작들의 다른 시퀀스들이 또한 대안적인 실시형태들에 따라 수행될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시형태들은 상이한 순서로 동작을 수행할 수도 있다. 또한, 도 9 에 예시된 개별 동작들은 개별 동작에 대해 적절하게 다양한 시퀀스들로 수행될 수 있는 다수의 서브-동작들을 포함할 수 있다. 더욱이, 일부 동작들이 특정 애플리케이션들에 의존하여 추가 또는 제거될 수 있다. 일부 구현들에서, 둘 이상의 동작들이 병렬로 수행될 수도 있다. 당업자는 다수의 변형들, 수정들, 및 대안들을 인식할 것이다. 다양한 실시형태들에서, 흐름도 (900) 에 예시된 기능성을 수행하기 위한 수단은 예를 들어, 본 명세서에서 설명된 UE 또는 차량 상의 GNSS 수신기 및/또는 프로세싱 유닛를 포함할 수도 있으며, 이는 설명된 기능성을 수행하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 흐름도 (900) 에서의 동작들을 수행하기 위한 수단은, GNSS 수신기 또는 UE의 다양한 컴포넌트들, 예컨대 PIFA들, 90°하이브리드 커플러들, n-플렉서들 (예를 들어, 다이플렉서들, 추출기들 또는 스위치들), 튜너들, RF 프론트 엔드 회로들, IF/BB 신호 프로세싱 섹션, 및/또는 GNSS 수신기 (300) 의 네비게이션 엔진들, GNSS 수신기 (600, 700 또는 800), 또는 안테나 (1082), 아래에 도 10 에 예시된 바와 같은 UE (105) 의 GNSS 수신기 (1080), 프로세싱 유닛(들) (1010), 버스 (1005), 및 메모리 (1060) 를 포함할 수도 있다.
블록 910 에서, 휴대용 디바이스 (예를 들어, 스마트폰) 의 제 1 안테나는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신할 수도 있다. 제 1 안테나는 PIFA 안테나 또는 풋프린트가 작고 높이 프로파일이 낮은 다른 안테나를 포함할 수도 있다. 제 1 안테나는 수직 선형 편파 RF 신호들을 수신하도록 구성된 수직 선형 편파 안테나와 같은 선형 편파 안테나일 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 1 안테나는 또한 WWAN 기술 (예를 들어, GSM, CDMA, LTE, 5G NR 또는 WiMAX), WLAN 기술 (예를 들어, WiFi) 또는 WPAN 기술 (예를 들어, 블루투스 또는 ZigBee) 과 같은 제 2 무선 통신 기술에서 RF 신호를 수신할 수도 있다. 제 2 무선 통신 기술에서 GNSS 신호 및 RF 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 분리하기 위해 다이플렉서 또는 추출기와 같은 n-플렉서가 사용될 수도 있다.
블록 920 에서, 튜너가 휴대용 디바이스의 제 2 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝할 수도 있다. 제 2 안테나는 또한 PIFA일 수도 있으며, 선형 편파 안테나일 수도 있다. 튜너는, 예를 들어, 다른 WWAN, WLAN, WPAN 기술과 같은 상이한 무선 통신 기술에 대해 제 2 안테나의 공진 주파수를 GNSS 대역 또는 다른 주파수 대역으로 튜닝할 수 있는 애퍼처 튜너 또는 임피던스 튜너를 포함할 수도 있다. 튜너는, 예를 들어, 휴대용 디바이스가 오픈 스카이 또는 클리어 환경들에 있을 때, 제 2 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝할 수도 있다.
블록 930 에서, GNSS 대역으로 튜닝된 제 2 안테나는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신할 수도 있다. GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트는 예를 들어 GNSS 신호의 수평 선형 편파 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 제 2 안테나는 상이한 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역 및 GNSS 대역 쌍방에 튜닝될 수도 있고, n-플렉서 (예를 들어, 다이플렉서 또는 추출기) 가 상이한 무선 통신 기술의 RF 신호 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하는 데 사용될 수도 있다.
블록 940 에서, 하이브리드 커플러 (예를 들어, 90°하이브리드 커플러) 는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하여 결합된 (예를 들어, 원형 편파된) GNSS 신호를 생성할 수도 있다. 결합된 GNSS 신호는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 또는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트의 전력보다 약 3 dB 더 높은 전력을 가질 수도 있다. 따라서, 제 1 안테나, 제 2 안테나, 및 하이브리드 커플러는 원형 편파 안테나를 형성할 수도 있으며, 이는 또한 GNSS 위성들에 의해 송신된 RHCP 신호들의 반사에 의해 야기되는 LHCP 신호들을 거부할 수도 있다. 결과적으로, 휴대용 디바이스의 더 정확한 포지션 픽스가 GNSS 수신기에 의해 결정될 수도 있다. 하이브리드 커플러는 예를 들어, 분기 라인 커플러, Lange 커플러, 오버레이 커플러, 에지 커플러, 또는 쇼트-슬롯 하이브리드 커플러를 포함할 수도 있다.
선택적으로, 블록 950 에서, 하이브리드 커플러는 결합된 GNSS 신호를 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급할 수도 있다. 일부 실시형태들에서, 다이플렉서 또는 트리플렉서와 같은 n-플렉서는 L1, L5 및/또는 L2 대역들과 같은 상이한 대역들에서 GNSS 신호들을 분리한 다음, 상이한 대역들에서의 GNSS 신호들을 RF 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 전송할 수도 있다.
선택적으로, 블록 960 에서, 튜너는, 예를 들어, 양호한 포지션 픽스가 사용자 애플리케이션에 대해 충분할 때, 제 2 안테나를 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 튜닝할 수도 있다. 블록 970 에서, 스위치 또는 필터 (예를 들어, 다이플렉서에서의 필터) 는 하이브리드 커플러가 제 2 안테나로부터 신호들을 수신하지 않을 수 있도록 하이브리드 커플러로부터 제 2 안테나를 연결해제하거나 격리할 수도 있다. 따라서, 제 1 안테나 및 하이브리드 커플러는 선형 편파 GNSS 수신기로서 기능할 수도 있다. 블록 980 에서, 하이브리드 커플러는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급할 수도 있다. 이러한 방식으로, 제 1 안테나, 제 2 안테나 (튜너 및/또는 n-플렉서를 포함함), 및 하이브리드 커플러는 환경, 특정 사용 케이스들, 또는 원하는 정확도에 기초하여 GNSS 신호들의 선형 편파 컴포넌트들 또는 원형 편파 GNSS 신호들을 수신하도록 튜닝될 수 있는 편파 구성가능 GNSS 수신기를 형성할 수도 있다.
도 10 은 (예를 들어, 도 1-9 와 관련하여) 본 명세서에서 전술한 바와 같이 활용될 수 있는 UE (105) 의 일 실시형태를 예시한다. 예를 들어, UE (105) 는 도 9 에 도시된 방법들의 기능들 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 도 10 은 단지 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하기 위한 것일 뿐임에 주의해야 하며, 이들 중 어느 것 또는 전부가 적절하게 활용될 수 있다. 몇몇 경우들에 있어서, 도 10 에 예시된 컴포넌트들은 단일 디바이스에 국한될 수 있고/있거나 다양한 네트워크화된 디바이스들 사이에 분포될 수 있고, 이는 상이한 물리적 장소들에 배치될 수도 있다. 더욱이, 이전에 언급된 바와 같이, 이전에 설명된 실시형태들에서 논의된 UE 의 기능성은 도 10 에 도시된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들 중 하나 이상에 의해 실행될 수도 있다.
UE (105) 는 버스 (1005) 를 통해 전기적으로 커플링될 수 있는 (또는 그렇지 않으면 적절하게 통신하고 있을 수도 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 것으로 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) (1010) 을 포함할 수도 있다. 도 10 에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태들은 원하는 기능성에 따라 별도의 DSP (1020) 를 가질 수도 있다. 무선 통신에 기초한 위치 결정 및/또는 다른 결정들은 프로세싱 유닛(들) (1010) 및/또는 무선 통신 인터페이스 (1030) (아래에서 논의됨) 에서 제공될 수도 있다. UE (105) 는 또한, 제한 없이 하나 이상의 키보드들, 터치 스크린들, 터치 패드들, 마이크로폰들, 버튼들, 다이얼들, 스위치들, 및/또는 그와 같은 것을을 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 디바이스들 (1070); 및 제한 없이 하나 이상의 디스플레이들 (예를 들어, 터치 스크린들), LED (light emitting diode) 들, 스피커들, 및/또는 그와 같은 것들 등을 포함할 수 있는 하나 이상의 출력 디바이스들 (1015) 을 포함할 수 있다.
UE (105) 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 UE (105) 가 다른 디바이스들과 통신하게 할 수 있는 무선 통신 인터페이스 (1030) 를 포함할 수도 있다. 이와 같이, 무선 통신 인터페이스 (1030) 는 본 명세서에 설명된 바와 같이, PRS 신호들을 위해 사용되는 하나 이상의 FL들을 갖는 하나 또는 추가의 대역들과 활성 BWP 사이에서 튜닝될 수 있는 RF 회로를 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스 (1030) 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 (1034) 를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 무선 통신 안테나(들) (1032) 를 통해 수행될 수 있다. 일부 실시형태들에 따르면, 무선 통신 안테나(들) (1032) 는 복수의 이산 안테나들, 안테나 어레이들, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
원하는 기능에 따라, 무선 통신 인터페이스 (1030) 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. UE (105) 는 다양한 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 수도 있다. CDMA2000 은 IS-95, IS-2000 및/또는 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 채용할 수도 있다. 5G NR, LTE, LTE 어드밴스드, GSM, 및 WCDMA 는 3GPP 로부터의 문헌들에서 설명된다. cdma2000 은 "제 3 세대 파트너십 프로젝트 3" (3GPP2) 로 명명된 컨소시엄으로부터의 문헌들에 설명된다. 3GPP 및 3GPP2 문헌들은 공개적으로 이용가능하다. 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. 본 명세서에서 개시된 기법들은 또한, WWAN, WLAN, 및/또는 WPAN 의 임의의 조합에 사용될 수도 있다.
디바이스 (105) 는 센서(들) (1040) 를 더 포함할 수 있다. 센서 (1040) 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.
UE (105) 의 실시형태들은 또한 안테나 (1082) (안테나 (1032) 와 동일할 수도 있음) 를 사용하여 하나 이상의 GNSS (Global Navigation Satellite System) 위성들로부터 신호들 (1084) 를 수신할 수 있는 GNSS 수신기 (1080) 를 포함할 수도 있다. GNSS 신호 측정치에 기반한 포지셔닝은 본 명세서에 설명된 기법들을 보완 및/또는 통합하기 위해 활용될 수 있다. GNSS 수신기 (1080) 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 UE (105) 의 포지션을 추출할 수 있다. 또한, GNSS 수신기 (1080) 는 하나 이상의 글로벌 및/또는 지역적 네비게이션 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 수도 있는 다양한 증강 시스템들 (예를 들어, SBAS (Satellite Based Augmentation System)) 과 사용될 수 있다.
GNSS 수신기 (1080) 가 별개의 컴포넌트로서 도 10 에 예시되지만, 실시형태들은 그렇게 제한되지 않는다는 것에 유의할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "GNSS 수신기"는 GNSS 측정치들 (GNSS 위성들로부터의 측정치들) 을 획득하도록 구성된 하드웨어 및/또는 소프트웨어 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 따라서, 일부 실시형태들에서, GNSS 수신기는 (예를 들어, 모뎀에서) 프로세싱 유닛(들) (1010), DSP (1020), 및/또는 무선 통신 인터페이스 (1030) 내의 프로세싱 유닛과 같은 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 (소프트웨어로서) 실행되는 측정 엔진을 포함할 수 있다. GNSS 수신기는 또한 선택적으로 포지셔닝 엔진을 포함할 수도 있으며 이는, EKF (Extended Kalman Filter), WLS (Weighted Least Squares), 해치 필터, 입자 필터 등을 사용하여 GNSS 수신기의 포지션을 결정하기 위해 측정 엔진으로부터의 GNSS 측정치들을 사용할 수 있다. 포지셔닝 엔진은 또한 프로세싱 유닛(들) (1010) 또는 DSP (1020) 와 같은 하나 이상의 프로세싱 유닛들에 의해 실행될 수도 있다.
UE (105) 는 메모리 (1060) 를 더 포함할 수도 있고 그리고/또는 그와 통신할 수도 있다. 메모리 (1060) 는, 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능 스토리지, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, 솔리드-스테이트 저장 디바이스, 예컨대, 프로그래밍가능, 플래시 업데이트가능 등등일 수 있는 판독 전용 메모리 (ROM) 및/또는 랜덤 액세스 메모리 ("RAM") 를 제한없이 포함할 수 있다. 그러한 저장 디바이스들은 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 제한없이 포함하는 임의의 적절한 데이터 스토어들을 구현하도록 구성될 수도 있다.
UE (105) 의 메모리 (1060) 는 또한, 오퍼레이팅 시스템, 디바이스 드라이버들, 실행가능 라이브러리들, 및/또는 다른 코드를 포함하는 소프트웨어 엘리먼트들 (도 10 에 도시되지 않음), 이를 테면, 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들을 포함할 수 있으며, 이들은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 다양한 실시예들에 의해 제공되는 컴퓨터 프로그램들을 포함할 수도 있고/있거나, 방법들을 구현하고/하거나 다른 실시예들에 의해 제공된 시스템들을 구성하도록 설계될 수도 있다. 단지 예시로서, 위에서 논의된 방법(들)과 관련하여 설명된 하나 이상의 절차는 UE (105) (및/또는 UE (105) 내의 프로세싱 유닛(들)(1010) 또는 DSP (1020)) 에 의해 실행가능한 메모리 (1060) 의 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수 있다. 일 양태에서, 그러한 코드 및/또는 명령들은 설명된 방법들에 따라 하나 이상의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터 (또는 다른 디바이스) 를 구성 및/또는 적응시키는데 사용될 수 있다.
도 11 은 (예를 들어, 도 1-6 과 관련하여) 본 명세서에서 전술한 바와 같이 활용될 수 있는 TRP (1100) 의 일 실시형태를 예시한다. 도 11 은 단지 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하기 위한 것일 뿐임에 주의해야 하며, 이들 중 어느 것 또는 전부가 적절하게 활용될 수 있다.
TRP (1100) 는 버스 (1105) 를 통해 전기적으로 커플링될 수 있는 (또는 달리 적절하게 통신하고 있을 수도 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 것으로 도시된다. 하드웨어 엘리먼트들은, 제한 없이 하나 이상의 범용 프로세서들, 하나 이상의 특수 목적 프로세서들 (예컨대, DSP 칩들, 그래픽 가속 프로세서들, ASIC들, 및/또는 기타), 및/또는 다른 프로세싱 구조 또는 수단을 포함할 수 있는 프로세싱 유닛(들) (1110) 을 포함할 수도 있다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 일부 실시형태들은 원하는 기능성에 따라 별도의 DSP (1120) 를 가질 수도 있다. 무선 통신에 기반한 위치 결정 및/또는 다른 결정들은 일부 실시형태들에 따라, 프로세싱 유닛(들) (1110) 및/또는 무선 통신 인터페이스 (1130) (아래에 논의됨) 에서 제공될 수도 있다. TRP (1100) 는 또한, 제한 없이 키보드, 디스플레이, 마우스, 마이크로폰, 버튼(들), 다이얼(들), 스위치(들) 및/또는 그와 같은 것을 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 디바이스들; 및 제한 없이 디스플레이, LED (light emitting diode), 스피커들, 및/또는 그와 같은 것을 포함할 수 있는 하나 이상의 출력 디바이스들을 포함할 수 있다.
TRP (1100) 는 또한, 무선 통신 인터페이스 (1130) 를 포함할 수도 있고, 이는 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, 셀룰러 통신 설비들 등과 같은) 칩셋 등을 제한 없이 포함할 수 있고 이들은 TRP (1100) 이 본원에 설명된 바와 같이 통신할 수 있도록 한다. 무선 통신 인터페이스 (1130) 는 데이터 및 시그널링이 UE들, 다른 기지국들/TRP들 (예를 들어, eNB들, gNB들, 및 ng-eNB들) 및/또는 다른 네트워크 컴포넌트들, 컴퓨터 시스템들, 및/또는 본원에 설명된 임의의 다른 전자 디바이스들로 통신 (예를 들어, 송신 및 수신) 되게 할 수 있다. 통신은 무선 신호들 (1134) 을 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 무선 통신 안테나(들) (1132) 를 통해 수행될 수 있다.
TRP (1100) 는 또한 유선 통신 기술들의 지원을 포함할 수 있는 네트워크 인터페이스 (1180) 를 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스 (1180) 는 모뎀, 네트워크 카드, 칩세트 및/또는 유사한 것을 포함할 수도 있다. 네트워크 인터페이스 (1180) 는 하나 이상의 입력 및/또는 출력 통신 인터페이스들을 포함하여, 데이터로 하여금 네트워크, 통신 네트워크 서버들, 컴퓨터 시스템들, 및/또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 전자 디바이스들과 교환될 수 있게 할 수도 있다.
많은 실시형태들에서, TRP (1100) 는 메모리 (1160) 를 더 포함할 수도 있다. 메모리 (1160) 는, 제한없이, 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능 스토리지, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, 솔리드 스테이트 저장 디바이스, 예컨대 ROM 및/또는 RAM 을 포함할 수 있으며, 프로그래밍가능하고, 플래시 업데이트가능하고, 그리고/또는 그와 같은 것일 수 있다. 그러한 저장 디바이스들은 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 한정없이 포함하는 임의의 적절한 데이터 스토어들을 구현하도록 구성될 수도 있다.
TRP (1100) 의 메모리 (1160) 는 또한, 오퍼레이팅 시스템, 디바이스 드라이버들, 실행가능 라이브러리들, 및/또는 다른 코드를 포함하는 소프트웨어 엘리먼트들 (도 11 에 도시되지 않음), 이를 테면, 하나 이상의 애플리케이션 프로그램들을 포함할 수도 있으며, 이들은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 다양한 실시예들에 의해 제공되는 컴퓨터 프로그램들을 포함할 수도 있고/있거나, 방법들을 구현하고/하거나 다른 실시예들에 의해 제공된 시스템들을 구성하도록 설계될 수도 있다. 단지 예시로서, 위에서 논의된 방법(들)과 관련하여 설명된 하나 이상의 절차는 TRP (1100) (및/또는 TRP (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 방법들에 따라 하나 이상의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터 (또는 다른 디바이스) 를 구성 및/또는 적응시키는데 사용될 수 있다.
도 12 는 본 명세서의 실시형태들에서 설명된 바와 같이 하나 이상의 네트워크 컴포넌트들 (예를 들어, 도 1 의 위치 서버 (160), 도 2 의 LMF (220) 의 기능들을 제공하기 위해 전부 또는 부분적으로 사용될 수도 있는 컴퓨터 시스템 (1200) 의 실시형태의 블록 다이어그램이다. 도 12 는 단지 다양한 컴포넌트들의 일반화된 예시를 제공하기 위한 것일 뿐임에 주의해야 하며, 이들 중 어느 것 또는 전부가 적절하게 활용될 수 있다. 따라서, 도 12 는 개별 시스템 엘리먼트들이 상대적으로 분리된 또는 상대적으로 더 통합된 방식으로 구현될 수 있는 방법을 광범위하게 예시한다. 또한, 도 12 에 예시된 컴포넌트들이 단일 디바이스에 국한될 수 있고/있거나 상이한 지리적 위치에 배치될 수 있는 다양한 네트워크화된 디바이스들 사이에 분포될 수 있다.
버스 (1205) 를 통해 전기적으로 커플링될 수 있는 (또는 달리 적절하게 통신하고 있을 수도 있는) 하드웨어 엘리먼트들을 포함하는 컴퓨터 시스템 (1200) 이 도시된다. 하드웨어 엘리먼트들은, 제한없이, 하나 이상의 범용 프로세서들, (디지털 신호 프로세싱 칩들, 그래픽스 가속 프로세서들 등과 같은) 하나 이상의 특수 목적 프로세서들, 및/또는 여기에 기술된 방법들 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있는 다른 프로세싱 구조를 포함할 수 있는 프로세싱 유닛(들) (1210) 을 포함할 수도 있다. 컴퓨터 시스템 (1200) 은 또한, 마우스, 키보드, 카메라, 마이크로폰, 및/또는 그와 같은 것을 제한 없이 포함할 수 있는 하나 이상의 입력 디바이스들 (1215); 및 디스플레이 디바이스, 프린터, 및/또는 그와 같은 것을 제한 없이 포함할 수 있는 하나 이상의 출력 디바이스들 (1220) 을 포함할 수도 있다.
컴퓨터 시스템 (1200) 은 하나 이상의 비일시적인 저장 디바이스들 (1225) 을 더 포함할 수도 있으며 (그리고/또는 그와 통신할 수도 있으며), 이들은 로컬 및/또는 네트워크 액세스가능 스토리지를 제한없이 포함할 수 있고/있거나 프로그래밍가능한, 플래시 업데이트가능한, 그리고/또는 그과 같은 것일 수 있는, 디스크 드라이브, 드라이브 어레이, 광학 저장 디바이스, ROM 및/또는 RAM과 같은 솔리드 스테이트 저장 디바이스를 제한 없이 포함할 수도 있다. 그러한 저장 디바이스들은 다양한 파일 시스템들, 데이터베이스 구조들 등을 한정없이 포함하는 임의의 적절한 데이터 스토어들을 구현하도록 구성될 수도 있다. 이러한 데이터 스토어들은 본 명세서에 설명된 바와 같이, 허브들을 통해 하나 이상의 디바이스들에 전송될 메시지들 및/또는 다른 정보를 저장하고 관리하는데 사용된 데이터베이스(들) 및/또는 다른 데이터 구조들을 포함할 수도 있다.
컴퓨터 시스템 (1200) 은 또한 통신 서브시스템 (1230) 을 포함할 수도 있으며, 이는 유선 기술들 (예컨대, 이더넷, 동축 통신들, USB(universal serial bus) 등) 뿐만 아니라 무선 통신 인터페이스 (1233) 에 의해 관리되고 제어되는 무선 통신 기술들을 포함할 수도 있다. 무선 통신 인터페이스 (1233) 는 무선 안테나(들) (1250) 를 통해 무선 신호들 (1255) (예컨대, 5G NR 또는 LTE 에 따른 신호들) 을 전송 및 수신할 수도 있다. 따라서, 통신 서브시스템 (1230) 은 모뎀, 네트워크 카드 (무선 또는 유선), 적외선 통신 디바이스, 무선 통신 디바이스, 및/또는 칩셋 등을 포함할 수도 있으며, 이들은 컴퓨터 시스템 (1200) 으로 하여금 본 명세서에 설명된 통신 네트워크들 중 임의의 것 또는 전부 상에서, 사용자 장비 (UE), 기지국들 및/또는 다른 TRP들, 및/또는 본 명세서에 설명된 임의의 다른 전자 디바이스들을 포함하는, 각각의 네트워크 상의 임의의 디바이스에 통신할 수 있게 할 수도 있다. 따라서, 통신 서브시스템 (1230) 은 본 명세서의 실시예들에서 설명된 바와 같이 데이터를 수신 및 전송하기 위해 사용될 수도 있다.
많은 실시형태들에서, 컴퓨터 시스템 (1200) 은 위에서 설명된 바와 같이, RAM 또는 ROM 디바이스를 포함할 수도 있는 작업 메모리 (1235) 를 더 포함할 것이다. 작업 메모리 (1235) 내에 위치되는 것으로 도시된 소프트웨어 엘리먼트들은, 오퍼레이팅 시스템 (1240), 디바이스 드라이버들, 실행가능한 라이브러리들, 및/또는 하나 이상의 애플리케이션들 (1245) 과 같은 다른 코드를 포함할 수도 있으며,이는 다양한 실시예들에 의해 제공된 컴퓨터 프로그램들을 포함할 수도 있고, 그리고/또는 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 다른 실시예들에 의해 제공된 방법들을 구현하고, 및/또는 시스템들을 구성하도록 설계될 수도 있다. 단지 예로서, 위에서 논의된 방법(들)과 관련하여 설명된 하나 이상의 절차들은 컴퓨터 (및/또는 컴퓨터 내의 프로세서) 에 의해 실행가능한 코드 및/또는 명령들로서 구현될 수도 있고; 이어서, 일 양태에서, 이러한 코드 및/또는 명령들은 설명된 방법들에 따라 하나 이상의 동작들을 수행하도록 범용 컴퓨터 (또는 다른 디바이스) 를 구성 및/또는 적응시키는데 사용될 수 있다.
이들 명령들의 세트 및/또는 코드는 전술한 저장 디바이스(들) (1225) 와 같은 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장 매체 상에 저장될 수도 있다. 일부 경우들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템 (1200) 과 같은 컴퓨터 시스템 내에 통합될 수도 있다. 다른 실시형태들에서, 저장 매체는 컴퓨터 시스템 (예를 들어, 광학 디스크와 같은 이동식 매체) 으로부터 분리될 수도 있고, 및/또는 설치 패키지에 제공될 수도 있어서, 저장 매체는 그 상에 명령들/코드가 저장된 범용 컴퓨터를 프로그램, 구성, 및/또는 적응하는데 사용될 수 있다. 이들 명령들은 컴퓨터 시스템 (1200) 에 의해 실행가능한 실행가능 코드의 형태를 취할 수도 있고, 및/또는 (예를 들어, 다양한 일반적으로 이용가능한 컴파일러들, 설치 프로그램들, 압축/압축해제 유틸리티들 등 중 임의의 것을 사용하여) 컴퓨터 시스템 (1200) 상에 컴파일 및/또는 설치 시에, 그 후 실행가능한 코드의 형태를 취하는 소스 및/또는 설치가능한 코드의 형태를 취할 수도 있다.
실질적인 변형들이 특정 요건들에 따라 행해질 수도 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 맞춤형 하드웨어가 또한 사용될 수도 있고 및/또는 특정 엘리먼트들이 하드웨어, 소프트웨어 (애플릿 등과 같은 휴대용 소프트웨어 포함) 또는 양자 모두에서 구현될 수도 있다. 또한, 네트워크 입력/출력 디바이스들과 같은 다른 컴퓨팅 디바이스들에 대한 연결이 채용될 수도 있다.
첨부된 도면을 참조하면, 메모리를 포함할 수 있는 컴포넌트들은 비일시적 머신 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "머신 판독가능 매체" 및 "컴퓨터 판독가능 매체” 는 머신으로 하여금 특정 방식으로 동작하게 하는 데이터를 제공하는데 참여하는 임의의 저장 매체를 지칭한다. 위에 제공된 실시형태들에서, 다양한 머신 판독가능 매체들은 실행을 위해 프로세싱 유닛들 및/또는 다른 디바이스(들)에 명령들/코드를 제공하는 것에 수반될 수도 있다. 부가적으로 또는 대안으로, 머신 판독가능 매체들은 이러한 명령들/코드를 저장 및/또는 반송하는데 사용될 수도 있다. 많은 구현예들에서, 컴퓨터-판독가능 매체는 물리적 및/또는 유형의 저장 매체이다. 그러한 매체는, 비휘발성 매체들, 휘발성 매체들 및 송신 매체들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다수의 형태들을 취할 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 일반적인 형태는 예를 들어 자기 및/또는 광학 매체, 홀들의 패턴들을 갖는 임의의 다른 물리 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.
본 명세서에서 논의된 방법들, 시스템들, 및 디바이스들은 예들이다. 다양한 실시형태들은 다양한 절차들 또는 컴포넌트들을 적절하게 생략, 치환, 또는 부가할 수도 있다. 예를 들어, 소정의 실시형태들에 대해 설명된 특징들은 다양한 다른 실시형태들에 조합될 수도 있다. 실시형태들의 상이한 양태들 및 엘리먼트들은 유사한 방식으로 조합될 수도 있다. 여기에 제공된 도면의 다양한 컴포넌트들은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현될 수 있다. 또한, 기술은 발전하므로, 많은 엘리먼트들은 본 개시의 범위를 이러한 특정 예들로 제한하지 않는 예들이다.
비트, 정보, 값, 엘리먼트, 심볼, 문자, 변수, 용어, 숫자, 수치 등과 같은 그러한 신호를 지칭하는 것은 주로 일반적인 사용의 이유로 때때로 편리한 것으로 입증되었다. 하지만, 이들 또는 유사한 용어들 모두는 적절한 물리량들과 연관되어야 하고, 단지 편리한 라벨들임을 이해해야 한다. 명시적으로 달리 언급되지 않는 한, 상기 논의들로부터 명백한 바와 같이, 본 명세서 전반에 걸쳐 "프로세싱하는 것", "컴퓨팅하는 것", "계산하는 것", "결정하는 것", "확인하는 것", "식별하는 것", "연관시키는 것", "측정하는 것", "수행하는 것" 등과 같은 용어들을 활용하는 논의는, 특수 목적 컴퓨터 또는 유사한 특수 목적 전자 컴퓨팅 디바이스와 같은 특정 장치의 액션들 및 프로세스들을 지칭함이 이해된다. 따라서, 본 명세서의 문맥에서, 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 통상적으로 표현되는, 신호들을 조작하거나 변환이 가능하다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어들 "및" 및 "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 포괄적 의미로 여기서 사용되는 A, B, 및 C 를 의미할 뿐만 아니라 배타적 의미로 여기서 사용되는 A, B 또는 C 를 의미하도록 의도된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "하나 이상" 은 임의의 특징, 구조, 또는 특성을 단수로 설명하는데 사용될 수도 있거나, 특징들, 구조들, 또는 특성들의 일부 조합을 설명하는데 사용될 수도 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 예일 뿐이며 청구물은 이러한 예로 제한되지 않음을 유의해야 한다. 또한, 용어 "중 적어도 하나" 는, A, B 또는 C 와 같은 리스트를 연관시키는데 사용되는 경우, A, B, C, 또는 AC, AB, BC, AA, AAB, ABC, AABBCCC 등과 같은 A, B 및/또는 C 의 임의의 (적당한) 조합을 의미하는 것으로 해석될 수 있다.
여러 실시형태들을 설명했지만, 다양한 수정들, 대안적인 구성들, 및 균등물들이 본 개시의 사상으로부터 일탈함 없이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 위의 엘리먼트들은 단지 더 큰 시스템의 컴포넌트일 수도 있으며, 여기서 다른 규칙들은 다양한 실시형태들의 적용보다 우선하거나 그렇지 않으면 수정할 수도 있다. 또한, 다수의 단계들이, 상기 엘리먼트들이 고려되기 전, 그 동안, 또는 그 이후에 착수될 수도 있다. 따라서, 위의 설명은 본 개시의 범위를 제한하지 않는다.
이러한 설명을 고려하여, 실시형태들은 특징들의 상이한 조합들을 포함할 수도 있다. 구현 예들은 다음의 넘버링된 조항들에서 설명된다.
조항 1:
GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기로서, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하도록 구성된 제 1 선형 편파 안테나; 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트, 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호, 또는 둘 모두를 수신하도록 구성가능한 제 2 선형 편파 안테나; 및 하이브리드 커플러를 포함하고, 상기 하이브리드 커플러는, 상기 제 1 선형 편파 안테나에 전기적으로 커플링된 제 1 포트; 상기 제 2 선형 편파 안테나에 전기적으로 커플링된 제 2 포트; 및 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트의 결합된 GNSS 신호를 출력하는 제 3 포트를 포함하고, 상기 제 2 포트로부터 상기 제 3 포트로의 위상 지연과 상기 제 1 포트로부터 상기 제 3 포트로의 위상 지연 사이의 차이가 60°와 120°사이인, GNSS 수신기.
조항 2:
조항 1 에 있어서, 상기 제 1 선형 편파 안테나 및 상기 제 2 선형 편파 안테나는 평면 역 F 안테나인, GNSS 수신기.
조항 3:
조항 1 내지 2 중 어느 한 조항에 있어서, 제 1 선형 편파 안테나는 제 3 무선 통신 기술에 따른 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성되고; GNSS 수신기는, 제 1 선형 편파 안테나에 커플링되고 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하도록 구성된 디멀티플렉싱 회로를 포함하는, GNSS 수신기.
조항 4:
조항 3 에 있어서, 디멀티플렉싱 회로는 n-플렉서를 포함하고, n이 1보다 큰, GNSS 수신기.
조항 5:
조항 3 에 있어서, 디멀티플렉싱 회로는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 선택하도록 구성된 제 1 대역통과 필터 및 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 선택하도록 구성된 제 2 대역통과 필터를 포함하는, GNSS 수신기.
조항 6:
조항 1 내지 5 중 어느 한 조항에 있어서, 제 2 선형 편파 안테나는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 제 2 선형 편파 안테나의 공진 주파수 대역을 튜닝하도록 구성된 튜너를 포함하거나, 무선 주파수 신호는 제 2 무선 통신 기술에 따르거나, 또는 둘 모두인, GNSS 수신기.
조항 7:
조항 6 에 있어서, 튜너는 애퍼처 튜너 또는 임피던스 튜너를 포함하는, GNSS 수신기.
조항 8:
조항 1 내지 7 중 어느 한 조항에 있어서, 제 2 선형 편파 안테나와 하이브리드 커플러의 제 2 포트 사이에 스위치를 더 포함하고, 스위치는 제 2 선형 편파 안테나와 하이브리드 커플러를 연결 또는 연결해제하도록 구성가능한, GNSS 수신기.
조항 9:
조항 1 내지 7 중 어느 한 조항에 있어서, 제 2 선형 편파 안테나와 하이브리드 커플러의 제 2 포트 사이에 n-플렉서를 더 포함하고, n-플렉서는, 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록, 그리고 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 하이브리드 커플러의 제 2 포트로 전송하도록 구성되는, GNSS 수신기.
조항 10:
조항 1 내지 9 중 어느 한 조항에 있어서, 하이브리드 커플러의 제 3 포트에 커플링되고 GNSS L1 신호들 및 GNSS L5 신호들을 분리하도록 구성되는 n-플렉서를 더 포함하는, GNSS 수신기.
조항 11:
조항 1 내지 10 중 어느 한 조항에 있어서, 제 2 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, GNSS 수신기.
조항 12:
조항 1 내지 11 중 어느 한 조항에 있어서, 제 1 선형 편파 안테나는 수직 편파 안테나를 포함하고; 제 2 선형 편파 안테나는 수평 편파 안테나를 포함하는, GNSS 수신기.
조항 13:
조항 1 내지 12 중 어느 한 조항에 있어서, 하이브리드 커플러의 제 3 포트는 우선회 원형 편파 GNSS 신호를 출력하는, GNSS 수신기.
조항 14:
휴대용 디바이스의 제 1 안테나에 의해, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하는 단계; 휴대용 디바이스의 제 2 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝하는 단계; 제 2 안테나에 의해, GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하는 단계; 및 하이브리드 커플러에 의해, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하여 결합된 GNSS 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
조항 15:
조항 14 에 있어서, 제 2 안테나를 GNSS 기술과 상이한 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 튜닝하는 단계; 스위치 또는 필터에 의해, 하이브리드 커플러로부터 제 2 안테나를 연결해제하는 단계; 및 결합된 GNSS 신호 또는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 16:
조항 15 에 있어서, 제 2 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, 방법.
조항 17:
조항 14 에 있어서, 제 2 안테나를 튜닝하는 것은 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 둘 모두를 수신하도록 제 2 안테나를 튜닝하는 것을 포함하고; 방법은 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 18:
조항 14 에 있어서, 제 1 안테나에 의해, 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하는 단계; 및 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 19:
조항 18 에 있어서, 제 3 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, 방법.
조항 20:
조항 14 내지 19 중 어느 한 조항에 있어서, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하는 것은 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트에 대하여 +90±30°이내 또는 -90±30°이내의 위상 지연만큼 지연시키는 것을 포함하는, 방법.
조항 21:
조항 14 내지 20 중 어느 한 조항에 있어서, 휴대용 디바이스의 환경 조건, 동작 조건, 또는 둘 다에 기초하여, 제 2 안테나와 하이브리드 커플러 사이의 스위치를 자동으로 스위칭하여 제 2 안테나와 하이브리드 커플러를 연결 또는 연결해제하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 22:
조항 14 내지 21 중 어느 한 조항에 있어서, 하이브리드 커플러로부터 제 2 안테나를 연결해제하는 단계; 상기 제 1 안테나를 사용하여, 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 1 세트를 측정하는 단계; 제 2 안테나를 하이브리드 커플러에 연결하는 단계; 제 1 안테나 및 제 2 안테나를 사용하여, 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 2 세트를 측정하는 단계; 및 다중경로 GNSS 신호로서 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 2 세트가 아니라 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 1 세트에서 GNSS 신호를 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 23:
조항 22 에 있어서, 다중경로 GNSS 신호와 연관된 제 1 위성을 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 24:
조항 23 에 있어서, 하이브리드 커플러로부터 제 2 안테나를 연결해제하는 단계; 제 1 안테나를 사용하여, 제 1 위성으로부터의 GNSS 신호를 포함하는 GNSS 신호들의 제 3 세트를 측정하는 단계; 및 제 1 위성으로부터의 GNSS 신호를 제외한 GNSS 신호들의 제 3 세트에 기초하여 위치 픽스를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
조항 25:
휴대용 디바이스로서, GNSS (Global Navigation Satellite System) 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위한 수단; GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 GNSS 대역으로 휴대용 디바이스의 안테나를 튜닝하기 위한 수단; 및 원형 편파된 GNSS 신호를 생성하기 위해 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하기 위한 수단을 포함하는, 휴대용 디바이스.
조항 26:
조항 25 에 있어서, 안테나를 GNSS 기술과 상이한 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 튜닝하기 위한 수단; GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하기 위한 수단으로부터 안테나를 연결해제하기 위한 수단; 및 GNSS 신호 또는 원형 편파된 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급하기 위한 수단을 더 포함하는, 휴대용 디바이스.
조항 27:
조항 26 에 있어서, 제 2 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, 휴대용 디바이스.
조항 28:
조항 25 에 있어서, 안테나를 튜닝하기 위한 수단은 GNSS 대역 및 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역 둘 모두에 안테나를 튜닝하기 위한 수단을 포함하고; 휴대용 디바이스는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하기 위한 수단을 더 포함하는, 휴대용 디바이스.
조항 29:
조항 25 에 있어서, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위한 수단은 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 더 구성되고; 휴대용 디바이스는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하기 위한 수단을 더 포함하는, 휴대용 디바이스.
조항 30:
GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기로서, GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하도록 구성된 제 1 선형 편파 안테나; 제 2 선형 편파 안테나; GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 상기 제 2 선형 편파 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝하도록 구성가능한 튜너; 및 원형 편파된 GNSS 신호를 생성하기 위해 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하도록 구성된 하이브리드 커플러를 포함하는, GNSS 수신기.
조항 31:
조항 30 에 있어서, 튜너는 GNSS 기술과 상이한 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 제 2 선형 편파 안테나를 튜닝하도록 구성가능하고; GNSS 수신기는 하이브리드 커플러로부터 제 2 선형 편파 안테나를 연결해제하도록 구성된 스위치 또는 필터를 더 포함하는, GNSS 수신기.
조항 32:
조항 30 에 있어서, 튜너는 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 둘 모두를 수신하기 위해 제 2 선형 편파 안테나를 튜닝하도록 구성가능하고; GNSS 수신기는 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록 구성된 n-플렉서를 포함하는, GNSS 수신기.
조항 33:
조항 30 에 있어서, 제 1 선형 편파 안테나는 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성되고; GNSS 수신기는 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록 구성된 n-플렉서를 포함하는, GNSS 수신기.
Claims (33)
- GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기로서,
제 1 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성된 제 1 선형 편파 안테나로서, 상기 제 1 무선 통신 기술에 따르는 상기 무선 주파수 신호는 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 포함하는, 상기 제 1 선형 편파 안테나;
상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트, 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호, 또는 둘 모두를 수신하도록 구성가능한 제 2 선형 편파 안테나; 및
하이브리드 커플러로서,
상기 제 1 선형 편파 안테나에 전기적으로 커플링된 제 1 포트;
상기 제 2 선형 편파 안테나에 전기적으로 커플링된 제 2 포트; 및
상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트의 결합된 GNSS 신호를 출력하는 제 3 포트를 포함하고,
상기 제 2 포트로부터 상기 제 3 포트로의 위상 지연과 상기 제 1 포트로부터 상기 제 3 포트로의 위상 지연 사이의 차이가 60°와 120°사이인, 상기 하이브리드 커플러
를 포함하는, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 선형 편파 안테나 및 상기 제 2 선형 편파 안테나는 평면 역 F 안테나인, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 선형 편파 안테나는 제 3 무선 통신 기술에 따른 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성되고;
상기 GNSS 수신기는, 상기 제 1 선형 편파 안테나에 커플링되고 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 상기 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하도록 구성된 디멀티플렉싱 회로를 포함하는, GNSS 수신기. - 제 3 항에 있어서,
상기 디멀티플렉싱 회로는 n-플렉서를 포함하고, n이 1보다 큰, GNSS 수신기. - 제 3 항에 있어서,
상기 디멀티플렉싱 회로는 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 선택하도록 구성된 제 1 대역통과 필터 및 상기 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 선택하도록 구성된 제 2 대역통과 필터를 포함하는, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 선형 편파 안테나는 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 상기 제 2 선형 편파 안테나의 공진 주파수 대역을 튜닝하도록 구성된 튜너를 포함하거나, 상기 무선 주파수 신호는 상기 제 2 무선 통신 기술에 따르거나, 또는 둘 모두인, GNSS 수신기. - 제 6 항에 있어서,
상기 튜너는 애퍼처 튜너 또는 임피던스 튜너를 포함하는, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 선형 편파 안테나와 상기 하이브리드 커플러의 제 2 포트 사이에 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치는 상기 제 2 선형 편파 안테나와 상기 하이브리드 커플러를 연결 또는 연결해제하도록 구성가능한, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 선형 편파 안테나와 상기 하이브리드 커플러의 제 2 포트 사이에 n-플렉서를 더 포함하고, 상기 n-플렉서는,
상기 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록, 그리고
상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 상기 하이브리드 커플러의 제 2 포트로 전송하도록
구성되는, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 하이브리드 커플러의 제 3 포트에 커플링되고 GNSS L1 신호들 및 GNSS L5 신호들을 분리하도록 구성되는 n-플렉서를 더 포함하는, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 선형 편파 안테나는 수직 편파 안테나를 포함하고;
상기 제 2 선형 편파 안테나는 수평 편파 안테나를 포함하는, GNSS 수신기. - 제 1 항에 있어서,
상기 하이브리드 커플러의 제 3 포트는 우선회 원형 편파 GNSS 신호를 출력하는, GNSS 수신기. - 휴대용 디바이스의 제 1 안테나에 의해, GNSS (Global Navigation Satellite System) 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하는 단계;
상기 휴대용 디바이스의 제 2 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝하는 단계;
상기 제 2 안테나에 의해, 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하는 단계; 및
하이브리드 커플러에 의해, 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하여 결합된 GNSS 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 2 안테나를 GNSS 기술과 상이한 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 튜닝하는 단계;
스위치 또는 필터에 의해, 상기 하이브리드 커플러로부터 상기 제 2 안테나를 연결해제하는 단계; 및
상기 결합된 GNSS 신호 또는 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 상기 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 2 안테나를 튜닝하는 것은 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 둘 모두를 수신하도록 상기 제 2 안테나를 튜닝하는 것을 포함하고;
상기 방법은 상기 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 안테나에 의해, 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하는 단계; 및
상기 제 3 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 분리하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 18 항에 있어서,
상기 제 3 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하는 것은 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트에 대하여 +90±30°이내 또는 -90±30°이내의 위상 지연만큼 지연시키는 것을 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 휴대용 디바이스의 환경 조건, 동작 조건, 또는 둘 다에 기초하여, 상기 제 2 안테나와 상기 하이브리드 커플러 사이의 스위치를 자동으로 스위칭하여 상기 제 2 안테나와 상기 하이브리드 커플러를 연결 또는 연결해제하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 하이브리드 커플러로부터 상기 제 2 안테나를 연결해제하는 단계;
상기 제 1 안테나를 사용하여, 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 1 세트를 측정하는 단계;
상기 제 2 안테나를 상기 하이브리드 커플러에 연결하는 단계;
상기 제 1 안테나 및 상기 제 2 안테나를 사용하여, 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 2 세트를 측정하는 단계; 및
다중경로 GNSS 신호로서 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 2 세트가 아니라 하나 이상의 GNSS 신호들의 제 1 세트에서 GNSS 신호를 식별하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 제 22 항에 있어서,
상기 다중경로 GNSS 신호와 연관된 제 1 위성을 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제 23 항에 있어서,
상기 하이브리드 커플러로부터 상기 제 2 안테나를 연결해제하는 단계;
상기 제 1 안테나를 사용하여, 상기 제 1 위성으로부터의 GNSS 신호를 포함하는 GNSS 신호들의 제 3 세트를 측정하는 단계; 및
상기 제 1 위성으로부터의 GNSS 신호를 제외한 GNSS 신호들의 제 3 세트에 기초하여 위치 픽스를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 휴대용 디바이스로서,
GNSS (Global Navigation Satellite System) 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위한 수단;
상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 GNSS 대역으로 상기 휴대용 디바이스의 안테나를 튜닝하기 위한 수단; 및
원형 편파된 GNSS 신호를 생성하기 위해 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하기 위한 수단
을 포함하는, 휴대용 디바이스. - 제 25 항에 있어서,
상기 안테나를 GNSS 기술과 상이한 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 튜닝하기 위한 수단;
상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트와 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하기 위한 수단으로부터 상기 안테나를 연결해제하기 위한 수단; 및
상기 GNSS 신호 또는 상기 원형 편파된 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 상기 휴대용 디바이스의 무선 주파수 프론트 엔드 회로에 공급하기 위한 수단
을 더 포함하는, 휴대용 디바이스. - 제 26 항에 있어서,
상기 제 2 무선 통신 기술은 WWAN (wireless wide area network) 기술, WLAN (wireless local area network) 기술 또는 WPAN (wireless personal area network) 기술을 포함하는, 휴대용 디바이스. - 제 25 항에 있어서,
상기 안테나를 튜닝하기 위한 수단은 상기 GNSS 대역 및 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역 둘 모두에 상기 안테나를 튜닝하기 위한 수단을 포함하고;
상기 휴대용 디바이스는 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 상기 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하기 위한 수단을 더 포함하는, 휴대용 디바이스. - 제 25 항에 있어서,
상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위한 수단은 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 더 구성되고;
상기 휴대용 디바이스는 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 상기 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 분리하기 위한 수단을 더 포함하는, 휴대용 디바이스. - GNSS (Global Navigation Satellite System) 수신기로서,
GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 수신하도록 구성된 제 1 선형 편파 안테나;
제 2 선형 편파 안테나;
상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 수신하기 위해 상기 제 2 선형 편파 안테나를 GNSS 대역으로 튜닝하도록 구성가능한 튜너; 및
원형 편파된 GNSS 신호를 생성하기 위해 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트 및 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 결합하도록 구성된 하이브리드 커플러
를 포함하는, GNSS 수신기. - 제 30 항에 있어서,
상기 튜너는 GNSS 기술과 상이한 제 2 무선 통신 기술에 대한 주파수 대역으로 제 2 선형 편파 안테나를 튜닝하도록 구성가능하고;
상기 GNSS 수신기는 상기 하이브리드 커플러로부터 상기 제 2 선형 편파 안테나를 연결해제하도록 구성된 스위치 또는 필터를 더 포함하는, GNSS 수신기. - 제 30 항에 있어서,
상기 튜너는 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트 및 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 둘 모두를 수신하기 위해 상기 제 2 선형 편파 안테나를 튜닝하도록 구성가능하고;
상기 GNSS 수신기는 상기 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 상기 GNSS 신호의 제 2 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록 구성된 n-플렉서를 포함하는, GNSS 수신기. - 제 30 항에 있어서,
상기 제 1 선형 편파 안테나는 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호를 수신하도록 구성되고;
상기 GNSS 수신기는 상기 제 2 무선 통신 기술에 따르는 무선 주파수 신호 및 상기 GNSS 신호의 제 1 선형 편파 컴포넌트를 분리하도록 구성된 n-플렉서를 포함하는, GNSS 수신기.
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Families Citing this family (6)
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|---|---|---|---|---|
| US20220329268A1 (en) * | 2021-04-07 | 2022-10-13 | Skyworks Solutions, Inc. | Systems and methods for diplexer circuits with leakage cancellation |
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| CN117826197A (zh) * | 2023-12-29 | 2024-04-05 | 航天天目(重庆)卫星科技有限公司 | 一种偏振gnss-r接收机的极化校准方法 |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3348506B2 (ja) | 1994-03-16 | 2002-11-20 | 日産自動車株式会社 | 電話／ｇｐｓ共用平面型アンテナおよび電話／ｇｐｓ共用送受信装置 |
| US6356771B1 (en) | 1998-07-10 | 2002-03-12 | Ericsson, Inc. | Radio communications system with adaptive polarization |
| US6442371B1 (en) * | 1998-12-17 | 2002-08-27 | Lg Information & Communications, Ltd. | Polarization measuring apparatus in a mobile communication system |
| JP4624517B2 (ja) * | 1999-03-12 | 2011-02-02 | ヤマザキ・ホールディングス，リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | アクティブアンテナを適用した基地局 |
| JP3414698B2 (ja) * | 2000-05-17 | 2003-06-09 | 日本電気株式会社 | アレーアンテナ送受信装置 |
| FI113819B (fi) | 2000-10-17 | 2004-06-15 | Nokia Corp | Menetelmä radiotaajuisen signaalin vastaanottamiseksi ja vastaanotinlaite |
| US6931245B2 (en) | 2002-08-09 | 2005-08-16 | Norsat International Inc. | Downconverter for the combined reception of linear and circular polarization signals from collocated satellites |
| JP3722135B2 (ja) | 2003-06-27 | 2005-11-30 | セイコーエプソン株式会社 | 無線受信機およびｇｐｓ受信機 |
| US20060087385A1 (en) | 2004-10-22 | 2006-04-27 | Time Domain Corporation | System and method for duplex operation using a hybrid element |
| US7505009B2 (en) * | 2006-12-11 | 2009-03-17 | Harris Corporation | Polarization-diverse antenna array and associated methods |
| CN102803984A (zh) | 2009-04-23 | 2012-11-28 | 法国电信教育集团 | 定向和测位系统 |
| WO2011092311A2 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Orban Microwave Products (Omp) N.V. | Circularly polarized antenna and feeding network |
| EP2608316A1 (de) * | 2011-12-19 | 2013-06-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung mit einer Flächenantenne zur Abstrahlung oder zum Empfangen von zirkular und linear polarisierten elektromagnetischen Wellen |
| WO2014008508A1 (en) | 2012-07-06 | 2014-01-09 | The Ohio State University | Compact dual band gnss antenna design |
| US9176233B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-11-03 | Qualcomm Incorporated | Method and apparatus for receiving navigation satellite signals from two bands |
| FR3018958B1 (fr) | 2014-03-20 | 2017-07-21 | Univ Rennes | Antenne planaire accordable en frequence et alimentee par fente, et recepteur de positionnement par satellites comprenant une telle antenne. |
| US10256678B2 (en) * | 2014-10-31 | 2019-04-09 | Teslonix Inc. | Wireless energy transfer using alignment of electromagnetic waves |
| US10439266B2 (en) * | 2014-11-03 | 2019-10-08 | Amotech Co., Ltd. | Wideband patch antenna module |
| US9766341B2 (en) | 2014-11-13 | 2017-09-19 | Novatel Inc. | GNSS positioning system employing a reconfigurable antenna subsystem |
| US9716541B2 (en) * | 2015-09-15 | 2017-07-25 | Qualcomm Incorporated | Systems and methods for reducing interference using polarization diversity |
| US20170254901A1 (en) | 2016-03-07 | 2017-09-07 | Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. | Carrier Phase Double Differencing GNSS Receiving System with Spatial Integrity Monitoring |
| CN107708065B (zh) * | 2016-08-08 | 2020-08-14 | 华为技术有限公司 | 一种定位系统、方法和装置 |
| US10135122B2 (en) | 2016-11-29 | 2018-11-20 | AMI Research & Development, LLC | Super directive array of volumetric antenna elements for wireless device applications |
| US10673484B2 (en) * | 2017-05-12 | 2020-06-02 | Qualcomm Incorporated | Antenna diversity switching |
| US11265744B2 (en) | 2019-01-16 | 2022-03-01 | Qualcomm Incorporated | Physical layer non-line-of-sight path discrimination based on polarization |
| US11050151B2 (en) * | 2019-06-04 | 2021-06-29 | City University Of Hong Kong | Multi-band antenna |
| US10651920B1 (en) * | 2019-08-30 | 2020-05-12 | Cth Lending Company, Llc | Methods for formation of antenna array using asymmetry |
| EP3836427A1 (en) * | 2019-12-13 | 2021-06-16 | Airbus Defence and Space GmbH | Methods, systems and devices for free-space optical communications |
| US11385358B2 (en) | 2019-12-26 | 2022-07-12 | U-Blox Ag | Method and apparatus for using dual-polarization antenna |
| US11382050B2 (en) * | 2020-03-06 | 2022-07-05 | Qualcomm Incorporated | Methods and apparatus for user equipment to differentiate human grip from protective covers |
| US12019167B2 (en) | 2021-09-27 | 2024-06-25 | Qualcomm Incorporated | Determining multipath in a positioning system |
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