KR20240106814A - 통신 시스템에서 측위 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

통신 시스템의 일 실시예에서 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 통신 시스템의 제2 통신 노드로부터 제1 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 신호가 수신되는 하나 이상의 경로들 중, FAP로서 검출되는 제1 경로에 대응되는 제1 시간 간격을 추정하는 단계, 상기 추정된 제1 시간 간격에 기초하여, 제1 이득 제어 함수를 정의하는 단계, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여 수신 이득을 가변적으로 제어하며, 제2 통신 노드에서 전송된 제2 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초한 제2 신호의 수신 결과에 기초하여, 상기 제1 및 제2 통신 노드 간의 직접 경로에 대응되는 제2 시간 간격을 추정하는 단계, 및 상기 제2 시간 간격의 정보를 제1 측위 장치에 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

통신 시스템에서 측위 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR POSITIONING IN COMMUNICATION SYSTEM}
본 개시는 통신 시스템에서 측위 기술에 관한 것으로, 구체적으로는 다중 안테나를 사용하는 통신 노드에서 수신 신호에 기초하여 위치 측정 성능을 향상시키기 위한 측위 기술에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 대표적인 무선 통신 기술로 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 LTE(long term evolution), NR(new radio) 등이 있다. LTE는 4G(4th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있고, NR은 5G(5th Generation) 무선 통신 기술들 중에서 하나의 무선 통신 기술일 수 있다. 5G 이후의 무선 통신 기술(이를테면, 6G(6th Generation) 등)을 B5G(beyond 5G) 무선 통신 기술이라 칭할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, 수신 노드는 무선으로 수신되는 수신 신호에 기초하여 자신 또는 송신 노드에 대한 측위(즉, 위치 측정)를 수행할 수 있다. 여기서, 측위는 복수의 무선 신호들에 기초한 삼각 측량법 등에 기초하여 수행될 수 있다. 이와 같은 측위 동작은 송수신 노드들이 상호간에 가시선(line-of-sight, LOS) 조건에 있을 때 용이하게 수행될 수 있다. 한편, 송수신 노드들이 상호간 비가시선(Non-LOS, NLOS) 조건에 있을 경우, 측위 동작의 정확도가 저하될 수 있다. 이를테면, 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템의 일 실시예에서, 송수신 노드들 상호간에 직접 경로(direct path, DP)가 차단되어 있을 경우, 수신 노드에 수신되는 수신 신호는 주로 송신 노드에서 송신된 이후 다른 물체에 반사되어 수신 노드에 도달한 것으로 볼 수 있다. 이 경우, 송수신 노드들 간의 거리가 실제보다 멀게 인식되는 등, 정확한 측위가 용이하지 않을 수 있다. 통신 시스템에서 수신 신호에 기초한 측위 동작의 정확도를 향상시키기 위한 기술이 요구될 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 본 개시의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
상기한 요구를 달성하기 위한 본 개시의 목적은, 통신 시스템에서 다중 안테나를 사용하는 통신 노드가 수신 신호에 기초하여 높은 정확도로 측위 동작을 수행하기 위한 측위 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 통신 시스템의 일 실시예에서 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 통신 시스템의 제2 통신 노드로부터 제1 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 신호가 수신되는 하나 이상의 경로들 중, FAP(first arrival path)로서 검출되는 제1 경로에 대응되는 제1 시간 간격을 추정하는 단계, 상기 추정된 제1 시간 간격에 기초하여, 제1 이득 제어 함수를 정의하는 단계, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여 수신 이득을 가변적으로 제어하며, 제2 통신 노드에서 전송된 제2 신호를 수신하는 단계, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초한 제2 신호의 수신 결과에 기초하여, 상기 제1 및 제2 통신 노드 간의 직접 경로(direct path, DP)에 대응되는 제2 시간 간격을 추정하는 단계, 및 상기 제2 시간 간격의 정보를 제1 측위 장치에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제2 시간 간격의 정보는 상기 제1 측위 장치에서 상기 제2 통신 노드에 대한 측위 동작을 수행하는 데 사용될 수 있다.
상기 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 제1 신호를 수신하는 단계 이후에, 상기 FAP에 대응되는 제1 도래각을 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 이득 제어 함수는, 상기 추정된 제1 시간 간격을 기준으로, 상기 제1 통신 노드의 수신 이득을 제1 이득에서 제2 이득으로 변경하도록 정의될 수 있다.
상기 제2 신호를 수신하는 단계는, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여, 상기 추정된 제1 시간 간격 이전에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을 제1 이득으로 제어하는 단계, 및 상기 추정된 제1 시간 간격 이후에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을, 상기 제1 이득보다 작은 제2 이득으로 제어하는 단계를 포함하며, 상기 제2 시간 간격은, 상기 제1 시간 간격보다 작은 값을 가질 수 있다.
상기 제2 시간 간격을 추정하는 단계는, 상기 추정된 제2 시간 간격과 상기 추정된 제1 시간 간격이 동일한 값을 가질 경우, 상기 제1 경로가 상기 직접 경로에 해당하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 제2 신호를 수신하는 단계 이후에, 상기 직접 경로에 대응되는 제2 도래각을 추정하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 측위 장치에 전송하는 단계는, 상기 제2 도래각의 정보를 상기 제2 시간 간격의 정보와 함께 상기 제1 측위 장치에 전송할 수 있다.
상기 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 제1 신호를 수신하는 단계 이전에, 상기 제2 통신 노드로부터 위치 요구 신호를 수신하는 단계, 및 상기 위치 요구 신호에 기초하여, 상기 제2 통신 노드가 실내에 위치하는지 또는 실외에 위치하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 제1 측위 장치에 전송하는 단계 이후에, 상기 제1 측위 장치로부터, 상기 제2 통신 노드의 추정된 위치 정보를 수신하는 단계, 및 상기 추정된 위치 정보에 기초하여, 상기 제2 통신 노드와의 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 통신 노드의 동작 방법은, 상기 제1 측위 장치에 전송하는 단계 이후에, 상기 제1 측위 장치로부터, 상기 제2 통신 노드의 추정된 위치 정보를 수신하는 단계, 및 상기 추정된 위치 정보를, 상기 제2 통신 노드에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 통신 시스템의 일 실시예에서 제1 통신 노드는, 프로세서(processor)를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 통신 시스템의 제2 통신 노드로부터 제1 신호를 수신하고, 상기 제1 신호가 수신되는 하나 이상의 경로들 중, FAP(first arrival path)로서 검출되는 제1 경로에 대응되는 제1 시간 간격을 추정하고, 상기 추정된 제1 시간 간격에 기초하여, 제1 이득 제어 함수를 정의하고, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여 수신 이득을 가변적으로 제어하며, 제2 통신 노드에서 전송된 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초한 제2 신호의 수신 결과에 기초하여, 상기 제1 및 제2 통신 노드 간의 직접 경로(direct path, DP)에 대응되는 제2 시간 간격을 추정하고, 그리고 상기 제2 시간 간격의 정보에 기초하여, 상기 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작을 수행하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 제1 신호를 수신한 이후에, 상기 FAP에 대응되는 제1 도래각을 추정하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.
상기 제2 신호를 수신하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여, 상기 추정된 제1 시간 간격 이전에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을 제1 이득으로 제어하고, 그리고 상기 추정된 제1 시간 간격 이후에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을, 상기 제1 이득보다 작은 제2 이득으로 제어하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 제2 시간 간격은, 상기 제1 시간 간격보다 작은 값을 가질 수 있다.
상기 제2 시간 간격을 추정하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 추정된 제2 시간 간격과 상기 추정된 제1 시간 간격이 동일한 값을 가질 경우, 상기 제1 경로가 상기 직접 경로에 해당하는 것으로 판단하는 것을 야기하도록 동작할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 제2 신호를 수신한 이후에, 상기 직접 경로에 대응되는 제2 도래각을 추정하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 제1 신호를 수신하기 이전에, 상기 제2 통신 노드로부터 위치 요구 신호를 수신하고, 그리고 상기 위치 요구 신호에 기초하여, 상기 제2 통신 노드가 실내에 위치하는지 또는 실외에 위치하는지 여부를 판단하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.
상기 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작을 수행하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 제2 시간 간격의 정보를 제1 측위 장치에 전송하는 것을 더 야기하도록 동작하며, 상기 제2 시간 간격의 정보는 상기 제1 측위 장치에서 상기 제2 통신 노드에 대한 측위 동작을 수행하는 데 사용될 수 있다.
상기 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작을 수행하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가, 상기 제2 시간 간격의 정보를 상기 제1 측위 장치에 전송한 이후에, 상기 제1 측위 장치로부터, 상기 제2 통신 노드의 추정된 위치 정보를 수신하고, 그리고 상기 추정된 위치 정보를, 상기 제2 통신 노드에 전송하는 것을 더 야기하도록 동작할 수 있다.
통신 시스템에서 측위 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 특정한 통신 노드로부터 송신된 신호에 기초한 측위 동작의 성능이 향상될 수 있다. 통신 노드가 실내에 위치한 등의 사유로 다른 통신 노드들과의 NLOS 조건이 용이하게 확보되지 않을 경우, 해당 통신 노드에 대한 측위가 용이하지 못할 수 있다. 통신 시스템에서 측위 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 별도의 장치 또는 인프라가 구비되지 않고도 통신 노드들 간의 신호 송수신 과정에서 수신 이득의 가변적 제어에 기초하여 NLOS 조건의 통신 노드에 대한 측위 성능이 향상될 수 있다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3a 및 도 3b는 통신 시스템에서 측위 방식의 실시예들을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4a 및 도 4b는 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제1 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a 내지 도 5d는 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6a 내지 도 6e는 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 통신 시스템에서 측위 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 개시에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 개시에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 개시에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
명세서 전체에서 망(network)은, 예를 들어, WiFi(wireless fidelity)와 같은 무선인터넷, WiBro(wireless broadband internet) 또는 WiMax(world interoperability for microwave access)와 같은 휴대인터넷, GSM(global system for mobile communication) 또는 CDMA(code division multiple access)와 같은 2G 이동통신망, WCDMA(wideband code division multiple access) 또는 CDMA2000과 같은 3G 이동통신망, HSDPA(high speed downlink packet access) 또는 HSUPA(high speed uplink packet access)와 같은 3.5G 이동통신망, LTE(long term evolution)망 또는 LTE-Advanced망과 같은 4G 이동통신망, 5G 이동통신망, B5G 이동통신망(6G 이동통신망 등) 등을 포함할 수 있다.
명세서 전체에서 단말(terminal)은 이동국(mobile station), 이동 단말(mobile terminal), 가입자국(subscriber station), 휴대 가입자국(portable subscriber station), 사용자 장치(user equipment), 접근 단말(access terminal) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동국, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트 폰(smart phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.
명세서 전체에서 기지국(base station)은 접근점(access point), 무선 접근국(radio access station), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved nodeB), 송수신 기지국(base transceiver station), MMR(mobile multihop relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 기지국, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 개시를 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신(예를 들어, NR(new radio)) 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다.
예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(Non-orthogonal Multiple Access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(Space Division Multiple Access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다.
또한, 통신 시스템(100)은 코어 네트워크(core network)를 더 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 4G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity) 등을 포함할 수 있다. 통신 시스템(100)이 5G 통신을 지원하는 경우, 코어 네트워크는 UPF(user plane function), SMF(session management function), AMF(access and mobility management function) 등을 포함할 수 있다.
한편, 통신 시스템(100)을 구성하는 복수의 통신 노드들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2, 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(220), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(220)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(220)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(220)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(220)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 개시의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(base stations)(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2), 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함할 수 있다. 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 및 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)을 포함하는 통신 시스템(100)은 "액세스 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 매크로 셀(macro cell)을 형성할 수 있다. 제4 기지국(120-1) 및 제5 기지국(120-2) 각각은 스몰 셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110-1)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제4 기지국(120-1), 제3 단말(130-3) 및 제4 단말(130-4)이 속할 수 있다. 제2 기지국(110-2)의 셀 커버리지 내에 제2 단말(130-2), 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)이 속할 수 있다. 제3 기지국(110-3)의 셀 커버리지 내에 제5 기지국(120-2), 제4 단말(130-4), 제5 단말(130-5) 및 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다. 제4 기지국(120-1)의 셀 커버리지 내에 제1 단말(130-1)이 속할 수 있다. 제5 기지국(120-2)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(130-6)이 속할 수 있다.
여기서, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), eNB, gNB 등으로 지칭될 수 있다.
복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 디바이스(device), IoT(Internet of Thing) 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal 또는 on board device/terminal 등) 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크(ideal backhaul link) 또는 논(non)-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 연결될 수 있고, 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 서로 정보를 교환할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 아이디얼 백홀 링크 또는 논-아이디얼 백홀 링크를 통해 코어 네트워크와 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 코어 네트워크로부터 수신한 신호를 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 전송할 수 있고, 해당 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 수신한 신호를 코어 네트워크에 전송할 수 있다.
또한, 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 각각은 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)과 대응하는 동작, 기지국(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제2 기지국(110-2)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 SU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 또는, 제2 기지국(110-2)은 MU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 MU-MIMO 방식에 의해 제2 기지국(110-2)으로부터 신호를 수신할 수 있다.
제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 제4 단말(130-4)에 전송할 수 있고, 제4 단말(130-4)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110-1, 110-2, 110-3, 120-1, 120-2) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다. 제1 기지국(110-1), 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각은 제4 단말(130-4)과 제5 단말(130-5) 간의 D2D를 제어할 수 있고, 제4 단말(130-4) 및 제5 단말(130-5) 각각은 제2 기지국(110-2) 및 제3 기지국(110-3) 각각의 제어에 의해 D2D를 수행할 수 있다.
다음으로, 통신 시스템에서 측위 방법들이 설명될 것이다. 여기서, 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 이를테면, 수신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 송신 노드는 수신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 송신 노드의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 수신 노드는 송신 노드의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 통신 시스템에서 측위 방식의 실시예들을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 통신 시스템에서 송수신되는 무선 신호의 수신 결과에 기초하여 측위가 수행될 수 있다. 통신 시스템의 일 실시예에서, 수신 노드는 무선으로 수신되는 수신 신호에 기초하여 자신 또는 송신 노드에 대한 측위(즉, 위치 측정)를 수행할 수 있다. 여기서, 측위는 복수의 무선 신호들에 기초한 삼각 측량법 등에 기초하여 수행될 수 있다. 이와 같은 삼각 측량법 기반 측위 동작을 위하여, ToA(Time of Arrival), TDoA(Time Difference of Arrival), AoA(Angle of Arrival) 등의 방식이 사용될 수 있다. 도 3a에는 ToA 방식의 일 실시예가 도시된 것으로 볼 수 있고, 도 3b에는 TDoA 방식의 일 실시예가 도시된 것으로 볼 수 있다.
도 3a를 참조하면, 통신 노드(이를테면, 모바일 사용자)는 복수의 앵커들(이를테면, 앵커 #1, 앵커 #2, 앵커 #3 등)로부터 수신되는 신호에 기초하여 자신의 위치를 추정할 수 있다. 또는, 통신 네트워크는 복수의 앵커들(이를테면, BS(base station)1, BS2, BS3 등)을 통하여 특정 통신 노드(이를테면, 사용자)의 신호를 수신함으로써, 특정 통신 노드의 위치를 추정할 수 있다.
구체적으로는, 복수의 앵커들과 특정 통신 노드 간의 거리(D1, D2, D3 또는 d1, d2, d3)는, 복수의 앵커들의 좌표 및 특정 통신 노드의 좌표에 기초하여 수학식 1과 동일 또는 유사하게 정의될 수 있다.
송신단에서의 송신 시점 및 수신단에서의 수신 시점 간의 차이에 기초하여 전파 도달 시간이 측정될 수 있고, 전파 도달 시간 및 빛의 속도 값에 기초하여 복수의 앵커들과 특정 통신 노드 간의 거리(d1, d2, d3)가 추정될 수 있다. 추정된 거리값들(, , )에 기초한 삼각 측량법을 통하여, 특정 통신 노드의 위치의 좌표값(xM, yM)에 대한 추정치(, )가 계산될 수 있다.
ToA 방식의 일 실시예에 따르면, 통신 노드는 적어도 3개의 기준들(즉, 앵커들)으로부터의 전파 도달시간을 측정하여 2차원 상에서 자신의 위치를 추정할 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 모든 기준점들의 시간이 하나의 공통된 기준(이를테면, 마스터 클럭)과 정확히 동기화되어야 한다는 한계를 가질 수 있다.
한편, 도 3b에 도시된 TDoA 방식의 일 실시예에 따르면, 앵커들 간의 정확한 동기화 없이도 측위가 수행될 수 있다. TDoA 방식에서는 동기화를 위한 별도의 통신 노드(이를테면, 동기용 노드(node for sync))가 사용될 수 있다. 여기서, 특정 통신 노드(이를테면, UE)와 앵커들 간의 ToA(t1, t2, t3 등)와, 동기용 노드와 앵커들 간의 ToA(T1, T2, T3 등)의 차이에 기초하여 특정 통신 노드의 위치가 계산될 수 있다.
또는, RTT(round trip time)에 따르면, 앵커들 간의 정확한 동기화 없이도 측위가 수행될 수 있다. RTT 방식에 따르면 특정 통신 노드(이를테면, 단말)에서 하나 이상의 기준점들(이를테면, 기지국)의 신호를 수신한 후 응답을 송신할 수 있다. 하나 이상의 기준점들이 응답을 수신한 시간에 기초하여 RTT가 계산될 수 있다. 이에 따라 특정 통신 노드와 기준점들 간의 거리가 추정될 수 있다.
한편, 커넥티비티(connectivity) 기반 측위 방식에 따르면, 통신 노드들 간의 무선 연결(이를테면, Wi-Fi, 블루투스 등)의 수신 세기 값(이를테면, RSSI(Received Signal Strength Indicatior))에 기초하여 측위가 수행될 수 있다. 그러나, 이와 같은 측위 방식에서는 무선 연결 서비스를 제공하는 기준점들의 설치 위치에 대한 좌표 정보(또는 지도 정보)가 요구될 수 있고, 이와 같은 정보가 제공되지 않는 환경에서는 측위가 정상적으로 수행되지 못할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제1 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 수신 신호 기반 측위 방식의 제1 실시예에서는 전파(또는 무선 신호)의 송수신 결과에 기초하여 측위 동작이 수행될 수 있다. 수신 신호 기반 측위 방식의 제1 실시예는, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 설명한 측위 방식들 중 일부와 동일 또는 유사할 수 있다. 이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제1 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 3b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 4a를 참조하면, 전파(또는 무선 신호) 송수신 결과에 따른 측위는 송수신 노드들이 상호간에 가시선(line-of-sight, LOS) 조건에 있을 때 용이하게 수행될 수 있다. 한편, 송수신 노드들이 상호간 비가시선(Non-LOS, NLOS) 조건에 있을 경우, 측위 동작의 정확도가 저하될 수 있다.
이를테면, 다중 안테나를 사용하는 통신 시스템의 일 실시예에서, 송수신 노드들 상호간에 직접 경로(direct path, DP)가 차단되어 있을 경우, 수신 노드(이를테면, UE)에 수신되는 수신 신호는 주로 송신 노드(이를테면, 기지국)에서 송신된 이후 다른 물체에 반사되어 수신 노드에 도달한 것으로 볼 수 있다. 다르게 표현하면 수신 노드에서 수신되는 수신 신호의 성분의 대부분은 직접 경로가 아닌 반사 경로들(reflected paths)을 통하여 수신되는 것으로 볼 수 있다. 이 경우, 송수신 노드들 간의 거리가 실제보다 멀게 인식될 수 있다. 이를테면, 반사 경로들 중에서 가장 거리가 짧은 경로를 제1 반사 경로라 할 때, 무선 신호가 제1 반사 경로를 통하여 수신되는 데 소요되는 시간은, 무선 신호가 직접 경로를 통하여 수신되는 데 소요되는 시간(즉, 송수신 노드들 간의 거리에 대응됨)보다 길 수 있다. 반사 경로들을 통하여 수신되는 성분들에 의해, 지연 확산(delay spread)이 발생할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 송수신 노드들 간의 직접 경로에 따른 시간 간격(ToA, 시간 지연 등)을 τ1이라 할 때, 수신 노드는 송수신 노드들 간의 거리를 측정하기 위하여 τ1 값을 측정하기를 희망할 수 있다. 그러나, 송수신 노드들 간의 직접 경로가 차단되어 있을 경우, 직접 경로를 통한 신호의 세기가 약하여 τ1 값이 용이하게 측정되지 못할 수 있다. 한편, 수신 노드는 직접 경로가 아닌 반사 경로들을 통하여 수신되는 성분들을 훨씬 용이하게 검출할 수 있다. 여기서, 반사 경로들을 통하여 수신되는 성분들 중 제일 먼저 수신되는 성분이, 제1 반사 경로에 대응되는 성분인 것으로 볼 수 있다. 제1 반사 경로에 따른 시간 간격을 τ2라 할 때, τ2의 값은 희망되는(desired) 시간 간격인 τ1의 값보다 클 수 있다. 이에 따라서, 송수신 노드들 간의 거리가 실제보다 멀게 인식될 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, UE(또는 UE를 소지한 사용자 등)가 실내에 위치하여 기준점 또는 기지국과 단말 사이에 콘크리트 벽과 같은 전파 감쇄원이 존재할 경우, 반사 경로를 통하여 수신되는 성분(이를테면, 벽에 반사되어 수신되는 성분)이 직접경로 성분에 비해 소정의 격차(10~20dB 등) 이상 강하게 측정될 수 있다. 수신 노드가 여러 반사파들이 중첩된 다중경로 페이딩 신호를 감지하고 이를 기반으로 채널추정 및 복조를 수행할 경우, 매우 큰 위치 오차가 발생할 수 있다. 한편, 기지국(BS)과 사용자(UE) 간에 가시선(LOS) 조건이 확보되어 있어도, 고층 빌딩이 많은 도심 구간에서는 다중경로에 의한 위치 오차가 발생할 수 있다. 통신 시스템에서 수신 신호에 기초한 측위 동작의 정확도를 향상시키기 위한 기술이 요구될 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 통신 시스템(500)은 도 1 내지 도 4b 중 적어도 하나를 참조하여 설명한 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템(500)에서 하나 이상의 통신 노드들 간의 무선 신호 송수신 결과에 기초하여 측위가 수행될 수 있다. 이하, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 4b를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 송신 노드(510)는 무선 신호를 송신할 수 있다. 수신 노드(520)는 송신 노드(510)에서 송신된 무선 신호를 수신할 수 있다. 수신 노드(520)는 송신 노드(510)에서 송신된 무선 신호의 수신 결과에 기초하여, 송신 노드(510)에 대한 측위를 수행할 수 있다. 또는, 수신 노드(520)를 포함하는 통신 시스템(500) 또는 통신 네트워크에서는, 송신 노드(510)에서 송신된 무선 신호를 수신한 다른 통신 노드들(미도시)에서의 수신 결과 및 수신 노드(520)에서의 수신 결과에 기초하여, 송신 노드(510)에 대한 측위가 수행될 수 있다.
송신 노드(510) 및 수신 노드(520)가 NLOS 조건에 있을 경우, 송신 노드(510) 및 수신 노드(520) 간의 직접 경로(530)는 장애물로 인하여 차단되는 등 신호 송수신이 원활하지 않을 수 있다. 다르게 표현하면, 송신 노드(510) 및 수신 노드(520) 간에 송수신 되는 무선 신호에 있어서 직접 경로(530)에 대응되는 성분은 반사 경로들(540)에 대응되는 성분들에 비하여 약한 세기로 수신될 수 있다.
수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예에서, 수신 노드(520)는 기 설정된 잡음 레벨 이상의 세기로 수신되는 성분들 중 제일 먼저 수신되는 성분에 해당하는 경로(이하, FAP(first arrival path))를 확인할 수 있다. 여기서 FAP는 제1 반사 경로(541)에 해당하는 것으로 볼 수 있다.
통신 시스템(500)의 일 실시예에서, 수신 노드(520)는 하나 이상의 안테나들(521-1, 521-2, ..., 521-n)을 포함할 수 있다. 수신 노드(520)는 하나 이상의 안테나들(521-1, 521-2, ..., 521-n)을 이용하여, 하나 이상의 경로들을 통하여 수신되는 성분들 또는 그 방향을 검출할 수 있다.
수신 노드(520)는 반사 경로들(540) 중 제1 반사 경로(541)를 통하여 수신되는 성분(이하, 제1 반사 경로 성분)을 확인할 수 있다. 직접 경로(530)를 통하여 수신되는 성분(이하, 직접 경로 성분)에 대응되는 시간 간격을 τ1이라 하고 제1 반사 경로 성분에 대응되는 시간 간격을 τ2라 할 때, τ2의 값은 희망되는(desired) 시간 간격인 τ1의 값보다 클 수 있다. 여기서, 제1 반사 경로 성분 또는 τ2에 대한 측정을 보다 용이하게 하기 위하여, 수신 노드(520)는 제1 반사 경로 성분에 대응되는 제1 빔포밍 방향(550)으로 수신 빔을 형성할 수 있다. 또는, 수신 노드(520)는 수신 빔을 통하여 FAP가 수신되는 방향을 제1 빔포밍 방향(550)이라고 결정할 수도 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예는 이에 국한되지 않는다.
도 5c 및 도 5d를 참조하면, 통신 시스템(500)에서 수신 노드(520)는 직접 경로(530)를 통해 수신되는 직접 경로 성분, 또는 직접 경로 성분에 대응되는 τ1 값의 측정을 위한 동작을 수행할 수 있다. 이를테면, 수신 노드(520)는 직접 경로 성분의 수신 세기가 잡음 레벨보다 커지도록, 적어도 일부의 측정 시간 동안 수신 이득을 증가시킬 수 있다. 이 경우, 직접 경로 성분의 수신 세기는 여전히 반사 경로들(540)에 대응되는 성분들의 수신 세기보다 약하더라도, 잡음 레벨보다 크기 때문에 τ1 값이 용이하게 측정될 수 있다. 이와 같이 이득이 수신 이득이 증가되어 직접 경로 성분의 수신 세기가 잡음 레벨보다 커질 경우, FAP는 제1 반사 경로(541)에서 직접 경로(530)로 변경될 수 있다. 한편, 직접 경로 성분 또는 τ1에 대한 측정을 보다 용이하게 하기 위하여, 수신 노드(520)는 직접 경로 성분에 대응되는 제2 빔포밍 방향(560)으로 수신 빔을 형성할 수 있다. 또는, 수신 노드(520)는 수신 빔을 통하여 FAP가 수신되는 방향을 제2 빔포밍 방향(560)이라고 결정할 수도 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예는 이에 국한되지 않는다.
도 6a 내지 도 6e는 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6a 내지 도 6e를 참조하면, 통신 시스템은 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 통신 시스템(500)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템은 제1 통신 노드(600) 및 제2 통신 노드(미도시)를 포함할 수 있다. 통신 시스템에 포함되는 제1 통신 노드(600)는 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 수신 노드(520)와 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 통신 노드(600)는 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 송신 노드(510)와 동일 또는 유사한 제2 통신 노드에서 송신된 무선 신호를 수신할 수 있다. 이하, 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 통신 시스템에서 수신 신호 기반 측위 방식의 제2 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 5d를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 제1 통신 노드(600)는 RF(radio frequency) 송수신기 블록을 포함할 수 있다. 제1 통신 노드(600)는 안테나부(620), 모뎀(modem, modulator/demodulator)(630), 송신부, 수신부 등을 포함할 수 있다. 안테나부(620)는 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 안테나부(620)는 하나 이상의 안테나들(621-1, 621-2, ..., 621-N)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 안테나들(621-1, 621-2, ..., 621-N)은 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 수신 노드(520)의 하나 이상의 안테나들(521-1, 521-2, ..., 521-n)과 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 통신 노드(600)는 하나 이상의 안테나들(621-1, 621-2, ..., 621-N)을 이용하여 무선 신호를 수신할 수 있다. 안테나부(620)에 포함되는 안테나들은 수신 안테나로 동작할 수도 있고, 송신 안테나로 동작할 수도 있다. 또는, 안테나부(620)에 포함되는 안테나들은 경우에 따라서 송신 안테나 및 수신 안테나로 동작할 수도 있다. 이와 같은 안테나들의 송신/수신 역할 전환을 위하여, 안테나부(620)는 스위치들(Z)을 더 포함할 수 있다. 제1 통신 노드(600)는 안테나부(620)의 안테나들을 통하여 무선 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 이와 같은 송신 및/또는 수신 동작은 디지털 빔포밍에 기초하여 수행될 수 있다. 또는, 이와 같은 송신 및/또는 수신 동작은, RF(radio frequency) 위상 변위기를 이용한 아날로그 빔포밍에 기초하여 수행될 수 있다. 모뎀(300)은 송신부 및 안테나부(620)를 통해서 송신할 데이터를 변조(modulate)할 수 있다. 또한, 모뎀은 안테나부(620) 및 수신부를 통해서 수신된 데이터를 복조(demodulate)할 수 있다.
송신부는 하나 이상의 DAC(Digital to Analog Converter)들(641), 하나 이상의 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier, VGA)들(642), 하나 이상의 업 컨버터(up converter, UC)들(643), 하나 이상의 전력 분배기(power divider)들(644), 하나 이상의 RF 증폭기들(645), 하나 이상의 위상 변위기들(646), 하나 이상의 전력 증폭기(power amplifier, PA)들(647) 등을 포함할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템에서 송신부의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 제1 통신 노드(600)는 모뎀(630)에서 변조된 신호를 송신부의 구성요소들을 거쳐서 안테나부(620)를 통하여 송신할 수 있다.
수신부는 하나 이상의 저잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA)들(651), 하나 이상의 위상 변위기들(652)(또는 하나 이상의 지연기들(652)), 하나 이상의 RF 증폭기들(653), 하나 이상의 전력 결합기(power combiner)들(654), 하나 이상의 다운 컨버터(down converter, DC)들(655), 하나 이상의 VGA들(656), 하나 이상의 ADC(Analog to Digital Converter)들(657) 등을 포함할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템에서 수신부의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 제1 통신 노드(600)는 안테나부(620)를 통하여 수신된 신호를 모뎀(630)에서 복조함으로써, 정보 또는 데이터를 획득할 수 있다.
수신부의 하나 이상의 ADC들(657)에서 변환된 디지털 신호는, 모뎀(630)에 포함되는 하나 이상의 지연기들(631)(이를테면, 디지털 지연기들), 결합기(632)를 거쳐서 FAP 추정부(633)에 입력될 수 있다. FAP 추정부(633)는 수신된 성분들 중 FAP에 해당하는 성분을 확인 또는 추정할 수 있다.
제1 통신 노드(600)의 수신부에 포함되는 하나 이상의 VGA들(656)에서 적용되는 수신 이득은, 소정의 이득 제어 함수 Gm(t)(660)에 기초하여 가변적으로 제어될 수 있다. 이득 제어 함수 Gm(t)(660)는 이득 제어기(670)에 의하여 결정될 수 있다. 이를테면, 제1 통신 노드(600)의 이득 제어기(670)는 FAP 검출부(633)에서 직접 경로 성분이 FAP로서 검출되도록 하기 위하여, 수신 이득을 가변적으로 제어할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 통신 시스템에서 기지국은 단말과 동기를 맞추고, 초기 접속을 위한 기본적인 시스템 정보를 단말로 전송하기 위해서 주기적으로 SSB(synchronization signal block)를 전송할 수 있다. SSB는 PSS(primary sync signal), SSS(secondary sync signal) 등을 포함할 수 있다. SSB는 MIB(master information block) 등의 정보를 브로드캐스트하는 PBCH(physical broadcast channel)를 더 포함할 수 있다. SSB는 PBCH를 복호화(decoding)하기 위한 PBCH DMRS(demodulate reference signal)를 더 포함할 수 있다. 단말들은 SSB에 기초하여 기지국과 시간-주파수를 동기화할 수 있다. 단말들은 기지국으로부터 PBCH을 통해 MIB를 수신할 수 있다. 단말들은 동기화 과정에서 SSB를 탐색할 수 있고, 검출한 SSB를 복호화하면서 초기 접속 절차를 시작할 수 있다.
SSB는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 프레임의 특정 부반송파에서 주기적으로 전송될 수 있다. SSB에서, 동기 신호(예를 들어 PSS, SSS 등)와 PBCH는 시간 도메인에서 서로 떨어져 있지 않을 수 있으며, 부반송파 간격(subcarrier spacing, SCS)과 케이스들에 따라서 시간-주파수 도메인에서의 위치가 달라질 수 있다.
도 6c 및 도 6d를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서는 기준 신호(reference signal, RS)에 기초하여 측위가 수행될 수 있다. 여기서, 기준 신호는 도 6c에 도시된 CRS(cell-specific reference signal) 및/또는 PRS(positioning reference signal) 등을 포함할 수 있다. 또는, 기준 신호는 도 6d에 도시된 DL(downlink)-PRS(positioning reference signal) 및/또는 UL(uplink)-SRS(sounding reference signal) 등을 포함할 수 있다. 정밀 측위를 위해 도 6d와 동일 또는 유사한 DL-PRS 또는 UL-SRS를 이용하는 경우, 수신 노드는 SRS 구간 동안에는 구간 평균 수신 전력이 아닌 최소 감지전력(sensitivity power level)에 맞도록 VGA 이득을 최대로 세팅하고 채널 추정(channel estimation) 과정을 수행할 수 있다.
도 6e를 참조하면, 통신 시스템의 일 실시예에서, 제1 통신 노드(600)는 도 6b를 참조하여 설명한 SSB, 도 6c 및 도 6d를 참조하여 설명한 기준 신호 등에 대한 수신 결과에 기초하여, 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 측위를 위한 동작들을 수행할 수 있다. 여기서, 기준 신호는 이를테면 DL(downlink)-PRS(positioning reference signal), UL(uplink)-SRS(sounding reference signal) 등을 포함할 수 있다. 제1 통신 노드(600)는 수신 신호에 기초하여, 수신 신호 성분들에 대응되는 시간 지연 값들을 측정할 수 있다. 이를테면, 제1 통신 노드(600)는 수신 신호에 기초하여, 수신 신호 성분들 중 직접경로 성분에 대응되는 시간 지연 값 τ1을 다음과 같이 측정할 수 있다.
제2 통신 노드에서 송신되는 송신 신호의 기저대역 신호 S(이를테면, )와, 기준 신호 내의 파일럿 톤 또는 파일럿 신호 s(이를테면, )는 수학식 2와 동일 또는 유사한 관계를 가질 수 있다.
수학식 2와 동일 또는 유사하게 표현되는 송신 신호가 NLOS 다중경로 페이딩 채널 환경을 통해 수신되는 경우, 다중경로 CIR(Channel Impulse Response) 및 CFR(Channel Frequency Response)은 수학식 3과 동일 또는 유사하게 표현될 수 있다.
제1 통신 노드(600)에서 하나 이상의 ADC들(657)을 통과하고 CP(cyclic prefix)가 제거된 신호의 l(영문 알파벳 소문자 엘)번째 OFDM 심볼 및 복조된 신호는 수학식 4와 동일 또는 유사하게 표현될 수 있다.
직접경로를 포함하는 채널 특성은, 수학식 4와 동일 또는 유사하게 표현되는 수신 신호와, 기준 신호(이를테면, SRS)의 파일럿 신호 등을 이용한 LS(least-square) 방식에 기초하여 추정될 수 있다. 이를테면, 직접경로를 포함하는 채널 특성은 수학식 5와 동일 또는 유사하게 추정될 수 있다.
수학식 5에서, Y는 수신신호 벡터 R[k]에 해당할 수 있고, X는 파일럿 심볼(이를테면, 수학식 2의 S 등)에 해당할 수 있고, H는 수학식 3의 CFR 벡터에 해당할 수 있다. 수학식 2 내지 수학식 5에 기초하여, 채널 응답 함수는 수학식 6과 동일 또는 유사하게 추정될 수 있다.
도 6e에는 시간에 따라서 수학식 6과 같이 추정된 채널 응답 함수 (p=0)의 정규화된 크기(또는 정규화된 진폭(normalized amplitude))의 그래프가 도시된 것으로 볼 수 있다. 채널 응답 함수에 대하여 ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique) 알고리즘을 적용함으로써, 각각의 피크(NIL 피크) 및 그에 대응되는 지연 시간이 확인될 수 있다. 피크들 중 가장 큰 값을 가지는 피크(IM TOA)가 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 제1 반사 경로(541)에 대응되는 것으로 볼 수 있고, 그보다 앞선 피크가 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 직접 경로(530)에 대응되는 것으로 볼 수 있다.
도 7은 통신 시스템에서 측위 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 통신 시스템은 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 통신 시스템(500)과 동일 또는 유사할 수 있다. 통신 시스템은 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드를 포함할 수 있다. 통신 시스템에 포함되는 제1 통신 노드 및 제2 통신 노드는 각각 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 수신 노드(520) 및 송신 노드(510)와 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 통신 노드는 도 6a 내지 도 6e를 참조하여 설명한 제1 통신 노드(600)와 동일 또는 유사할 수 있다. 이하, 도 7을 참조하여 통신 시스템에서 측위 방법의 일 실시예를 설명함에 있어서, 도 1 내지 도 6e를 참조하여 설명한 것과 중복되는 내용은 생략될 수 있다.
제1 통신 노드는 제2 통신 노드에서 송신된 무선 신호를 수신함으로써 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작들을 수행할 수 있다. 이를테면, 제2 통신 노드는 위치 요구 신호를 송신할 수 있다. 제1 통신 노드는 제2 통신 노드에서 송신된 위치 요구 신호를 수신할 수 있다. 제1 통신 노드는 제2 통신 노드로부터 수신된 위치 요구 신호에 기초하여, 제2 통신 노드가 실내(indoor)에 위치해 있는지 실외(outdoor)에 위치해 있는지 여부를 판단할 수 있다(S710). S710 단계에서, 제1 통신 노드는 실내/실외 구별을 위한 알고리즘에 기초하여 제2 통신 노드의 실내/실외 위치 여부를 판단할 수 있다. 또는, 위치 요구 신호는 제2 통신 노드의 실내/실외 위치 여부에 대한 정보를 지시할 수 있다. 이 경우 제1 통신 노드는 위치 요구 신호가 지시하는 정보에 기초하여 제2 통신 노드의 실내/실외 위치 여부를 확인할 수 있다. 통신 시스템의 일 실시예에서, 제1 통신 노드는 제2 통신 노드의 위치가 실내인 것으로 판단될 경우, S720 단계 내지 S780 단계에 따른 동작들을 수행할 수 있다. 또는, 통신 시스템의 다른 실시예에서 제1 통신 노드는 제2 통신 노드의 위치가 실내/실외인지 여부와 무관하게 S720 단계 내지 S780에 따른 동작들을 수행할 수도 있다.
제1 통신 노드는 제2 통신 노드에서 송신되는 제1 신호를 수신할 수 있다. 여기서, 제1 신호는 참조 신호의 일종일 수 있다. 제1 신호는 도 6d를 참조하여 설명한 UL-SRS에 해당할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템에서 측위 방법의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 제1 통신 노드는 제1 신호의 수신 결과에 기초하여, 제1 도달 시간을 추정할 수 있다(S720). 여기서, 제1 도달 시간은 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 제1 반사 경로(541)에 대응되는 지연 시간 τ2와 동일 또는 유사할 수 있다. 제1 도달 시간은 제1 반사 경로 도달 시간과 같이 칭할 수도 있다. 한편, 제1 통신 노드는 제1 신호에 기초하여, 제1 반사 경로를 통하여 수신되는 성분의 도래각(즉, 제1 반사 경로 도래각(또는 AoA(angle of arrival))을 추정할 수 있다(S730). S720 단계 및 S730 단계에 따른 동작들 중 적어도 일부는 선택적으로 수행될 수 있다. 이를테면, 제1 통신 노드는 S720 단계에 따른 동작을 수행한 이후에, S730 단계에 따른 동작을 선택적으로 수행할 수 있다. 도 7에서는 S720 단계가 수행된 이후에 S730 단계가 수행되는 것으로 도시되었으나, 이것은 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 통신 시스템에서 측위 방법의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 통신 시스템에서 제1 통신 노드는 S730 단계에 따른 동작 결과에 기초하여, 제1 반사 경로 도래각을 추정할 수 있다(S730). 제1 통신 노드는 추정된 제1 반사 경로 도래각으로 수신 안테나의 방향 또는 수신 빔 방향을 조향하여, 제1 반사 경로에 대응되는 성분의 수신 이득을 증폭시킬 수 있다. 이에 따라 S720 단계에서와 같은 추정 동작을 수행할 경우, 제1 도달 시간 τ2의 추정 성능이 향상될 수 있다.
제1 통신 노드는 S730 단계 이후에, 제2 통신 노드에서 송신되는 무선 신호를 수신함에 있어서 수신 이득을 증가시킬 수 있다. 이는 도 5c, 도 5d, 도 6a 등을 참조하여 설명한 바와 동일 또는 유사할 수 있다. 이를테면, 제1 통신 노드는 제2 통신 노드에서 송신되는 제2 신호를 수신할 수 있다(S740). 여기서, 제2 신호는 참조 신호의 일종일 수 있다. 제2 신호는 도 6d를 참조하여 설명한 UL-SRS에 해당할 수 있다. 제2 신호는 제1 신호가 재전송된 신호에 해당할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템에서 측위 방법의 실시예는 이에 국한되지 않는다.
제1 통신 노드는 도 6a를 참조하여 설명한 것과 동일 또는 유사한 이득 제어 함수 Gm(t)를 결정할 수 있다. 이득 제어 함수는 S720 단계에서 추정된 제1 도달 시간 τ2 이전까지 수신 이득이 증가되도록 정의될 수 있다. 이와 같이 정의되는 이득 제어 함수는 Gm(t,τ2)와 같이 표현될 수도 있다. 이를테면, 이득 제어 함수는 수학식 7과 동일 또는 유사하게 정의될 수 있다.
제1 통신 노드는 수학식 7과 같이 정의되는 이득 제어 함수 Gm(t)에 기초하여, S740 단계에서 수신된 제2 신호에 대한 수신 이득을 가변적으로 제어할 수 있다(S750). 도 7에서는 S740 단계가 수행된 이후에 S750 단계가 수행되는 것으로 도시되었으나, 이것은 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 통신 시스템에서 측위 방법의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 통신 시스템에서 제1 통신 노드는 S720 단계에 따른 동작 결과에 기초하여 수학식 7과 동일 또는 유사한 이득 제어 함수 Gm(t)를 정의할 수 있다. 제1 통신 노드는 정의된 이득 제어 함수 Gm(t)에 기초하여 가변이득 증폭기의 수신 이득을 변경하며(S750), 제2 통신 노드에서 송신된 제2 신호를 수신할 수도 있다.
제1 통신 노드는 S740 단계 및 S750 단계에 따른 제2 신호의 수신 결과에 기초하여, 제2 도달 시간 τ1을 추정할 수 있다(S760). 여기서, 제2 도달 시간 τ1은 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한 직접 경로(530)에 대응되는 지연 시간 τ1와 동일 또는 유사할 수 있다. 제2 도달 시간은 직접 경로 도달 시간과 같이 칭할 수도 있다. 한편, 제1 통신 노드는 제2 신호에 기초하여, 직접 경로를 통하여 수신되는 성분의 도래각(즉, 직접 경로 도래각(또는 AoA)을 추정할 수 있다(S770). S760 단계 및 S770 단계에 따른 동작들 중 적어도 일부는 선택적으로 수행될 수 있다. 이를테면, 제1 통신 노드는 S760 단계에 따른 동작을 수행한 이후에, S770 단계에 따른 동작을 선택적으로 수행할 수 있다.
도 7에서는 S760 단계가 수행된 이후에 S770 단계가 수행되는 것으로 도시되었으나, 이것은 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며 통신 시스템에서 측위 방법의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 통신 시스템에서 제1 통신 노드는 S770 단계에 따른 동작 결과에 기초하여, 직접 경로 도래각을 추정할 수 있다(S770). 제1 통신 노드는 추정된 직접 경로 도래각으로 수신 안테나의 방향 또는 수신 빔 방향을 조향하여, 직접 경로에 대응되는 성분의 수신 이득을 증폭시킬 수 있다. 이 경우, 직접경로 성분은 증폭될 수 있다. 이를테면, 직접 경로 성분은 보강간섭 등의 효과로 안테나 수에 비례하여 증폭될 수 있다. 한편, 반사 경로 성분은 저감될(또는 감쇄될) 수 있다. 이에 따라 S760 단계에서와 같은 추정 동작을 수행할 경우, 제2 도달 시간 τ1의 추정 성능이 향상될 수 있다.
제1 통신 노드는 S760 단계에서 추정된 제2 도달 시간 τ1 등에 기초하여, 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작들을 수행할 수 있다(S780). 이를테면, 제1 통신 노드는 통신 시스템에 포함되는 제1 측위 장치에 S760 단계에서 추정된 제2 도달 시간 τ1의 정보, S770 단계에서 추정된 직접 경로 도래각의 정보 등을 전송할 수 있다. 여기서, 제1 측위 장치는 통신 시스템에 포함되는 통신 노드들 중 하나일 수 있다. 또는, 제1 측위 장치는 통신 시스템에 포함되는 통신 노드들 중 적어도 어느 하나에 연결된 장치일 수 있다. 통신 시스템은 적어도 제3 통신 노드 및 제4 통신 노드를 포함할 수 있다. 제3 통신 노드 및 제4 통신 노드는 각각 S710 단계 내지 S780 단계에 따른 동작과 동일 또는 유사한 동작들을 수행할 수 있다. 제1 통신 노드, 제3 통신 노드 및 제4 통신 노드 각각은 제2 통신 노드로부터 수신되는 신호에 대한 수신 결과에 기초하여, 직접 경로 도달 시각을 추정할 수 있다. 제1 측위 장치는 삼각 측량법을 이용하여, 제1, 제3 및 제4 통신 노드 각각에서 추정된 직접 경로 도달 시각에 기초하여 제2 통신 노드의 위치 정보를 확인할 수 있다.
제1 측위 장치는 확인된 제2 통신 노드의 위치 정보를 제1 통신 노드에 송신할 수 있다. 제1 통신 노드는 확인된 제2 통신 노드의 위치 정보에 기초하여, 제2 통신 노드와 통신을 수행할 수 있다. 제1 통신 노드는 확인된 제2 통신 노드의 위치 정보를 제2 통신 노드에 송신할 수 있다. 제2 통신 노드는 제1 통신 노드를 통하여 자신의 위치 정보를 확인할 수 있다.
또는, 제1 측위 장치는 확인된 제2 통신 노드의 위치 정보를 제1, 제3 및 제4 통신 노드 중 적어도 일부에 송신할 수 있다. 제1, 제3 및 제4 통신 노드 등은 확인된 제2 통신 노드의 위치 정보에 기초하여, 제2 통신 노드와 통신을 수행할 수 있다. 제1, 제3 및 제4 통신 노드 등은 확인된 제2 통신 노드의 위치 정보를 제2 통신 노드에 송신할 수 있다. 제2 통신 노드는 제1, 제3 및 제4 통신 노드 등을 통하여 자신의 위치 정보를 확인할 수 있다.
한편 통신 시스템의 일 실시예에서는, 선택적으로 다음과 같은 동작들이 수행될 수 있다. S710 단계 내지 S780 단계 중 적어도 일부에 따른 동작들이 수행된 이후에 제2 통신 노드의 위치, 방향 및/또는 거리가 추정될 경우, 제1 통신 노드는 보다 정확한 측위를 위하여 제2 통신 노드에서 재전송되는 제1 신호 또는 제2 신호를 수신할 수 있다. 제1 통신 노드는 재전송되는 제1 신호 또는 제2 신호를 수신함에 있어서, 안테나 또는 수신 빔을 제1 반사 경로 도래각 또는 제2 반사 경로 도래각 방향으로 조향할 수 있다.
통신 시스템의 일 실시예에서, 수신 빔 방향의 조정(또는 수신 빔 조향)은 아날로그 방식, 디지털 방식 등으로 구현될 수 있다. 디지털 빔 조향은, 도 6a를 참조하여 설명한 지연기들(631 또는 652)을 조정하는 방식으로 구현될 수 있다. 이를테면, 대역폭 100MHz 모드에 대해 하나 이상의 ADC들(657)을 800MHz로 샘플링하는 경우, 제1 통신 노드(600)는 Ts = 1/400 M = 1.25 ns의 N-배수에 기초하여 하나 이상의 디지털 지연기들(631)이 조정될 수 있다. 이렇게 시간 지연이 수행된 이후 결합기(632)에서의 결합 연산을 거치면, 디지털 빔 조향 효과가 획득될 수 있다. 이를 통해, 제1 통신 노드의 각 안테나들 간의 간격(d)과 제1 및 제2 통신 노드 간의 거리 (r)에 따라 정해지는 빔 지향각이 미세하게 조정될 수 있다. 이렇게 디지털 빔 조향 과정을 거친 후 FAP 추정부(633)가 FAP 신호를 검출할 수 있다. 이는 수학식 5에서와 같이 LS 방법에 의해 채널 응답함수(CIR, CFR)을 구하는 과정과 동일 또는 유사할 수 있다.
도 7을 참조하여 설명한 동작들을 통하여 제2 통신 노드에 대한 AoA 또는 TDoA 등을 추정할 경우, 삼각 측량법에 기초하여 제2 통신 노드의 위치(2차원 위치, 3차원 위치 등)가 추정될 수 있다.
도 7을 참조하여 설명한 통신 시스템에서 측위 방법의 일 실시예에서, 제2 통신 노드는 단말에 해당하고 제1, 제3 및 제4 통신 노드는 기지국 등의 네트워크 엔티티에 해당할 수 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 예시일 뿐이며, 통신 시스템에서 측위 방법의 실시예는 이에 국한되지 않는다. 이를테면, 통신 시스템에서 측위 방법의 다른 실시예에서, 제2 통신 노드는 기지국 등의 네트워크 엔티티에 해당하고 제1, 제3 및 제4 통신 노드는 단말에 해당할 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 통신 노드는 모두 단말에 해당하거나, 모두 기지국 등에 해당할 수도 있다.
통신 시스템에서 측위 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 특정한 통신 노드로부터 송신된 신호에 기초한 측위 동작의 성능이 향상될 수 있다. 통신 노드가 실내에 위치한 등의 사유로 다른 통신 노드들과의 NLOS 조건이 용이하게 확보되지 않을 경우, 해당 통신 노드에 대한 측위가 용이하지 못할 수 있다. 통신 시스템에서 측위 방법 및 장치의 일 실시예에 따르면, 별도의 장치 또는 인프라가 구비되지 않고도 통신 노드들 간의 신호 송수신 과정에서 수신 이득의 가변적 제어에 기초하여 NLOS 조건의 통신 노드에 대한 측위 성능이 향상될 수 있다.
다만, 통신 시스템에서 측위 방법 및 장치의 실시예들이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 본 개시의 명세서 상에 기재된 구성들로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 실시 예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 정보가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 개시의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시 예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 적어도 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시 예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그래머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시 예들에서, 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field-programmable gate array)는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서(microprocessor)와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이상 본 개시의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 개시를 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (17)

  1. 통신 시스템에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
    상기 통신 시스템의 제2 통신 노드로부터 제1 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 신호가 수신되는 하나 이상의 경로들 중, FAP(first arrival path)로서 검출되는 제1 경로에 대응되는 제1 시간 간격을 추정하는 단계;
    상기 추정된 제1 시간 간격에 기초하여, 제1 이득 제어 함수를 정의하는 단계;
    상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여 수신 이득을 가변적으로 제어하며, 제2 통신 노드에서 전송된 제2 신호를 수신하는 단계;
    상기 제1 이득 제어 함수에 기초한 제2 신호의 수신 결과에 기초하여, 상기 제1 및 제2 통신 노드 간의 직접 경로(direct path, DP)에 대응되는 제2 시간 간격을 추정하는 단계; 및
    상기 제2 시간 간격의 정보를 제1 측위 장치에 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 시간 간격의 정보는 상기 제1 측위 장치에서 상기 제2 통신 노드에 대한 측위 동작을 수행하는 데 사용되는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 제1 통신 노드의 동작 방법은,
    상기 제1 신호를 수신하는 단계 이후에,
    상기 FAP에 대응되는 제1 도래각을 추정하는 단계를 더 포함하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  3. 청구항 1에서,
    상기 제1 이득 제어 함수는, 상기 추정된 제1 시간 간격을 기준으로, 상기 제1 통신 노드의 수신 이득을 제1 이득에서 제2 이득으로 변경하도록 정의되는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  4. 청구항 1에서,
    상기 제2 신호를 수신하는 단계는,
    상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여, 상기 추정된 제1 시간 간격 이전에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을 제1 이득으로 제어하는 단계; 및
    상기 추정된 제1 시간 간격 이후에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을, 상기 제1 이득보다 작은 제2 이득으로 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 제2 시간 간격은, 상기 제1 시간 간격보다 작은 값을 가지는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  5. 청구항 1에서,
    상기 제2 시간 간격을 추정하는 단계는,
    상기 추정된 제2 시간 간격과 상기 추정된 제1 시간 간격이 동일한 값을 가질 경우, 상기 제1 경로가 상기 직접 경로에 해당하는 것으로 판단하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  6. 청구항 1에서,
    상기 제1 통신 노드의 동작 방법은,
    상기 제2 신호를 수신하는 단계 이후에, 상기 직접 경로에 대응되는 제2 도래각을 추정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 측위 장치에 전송하는 단계는, 상기 제2 도래각의 정보를 상기 제2 시간 간격의 정보와 함께 상기 제1 측위 장치에 전송하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  7. 청구항 1에서,
    상기 제1 통신 노드의 동작 방법은,
    상기 제1 신호를 수신하는 단계 이전에, 상기 제2 통신 노드로부터 위치 요구 신호를 수신하는 단계; 및
    상기 위치 요구 신호에 기초하여, 상기 제2 통신 노드가 실내에 위치하는지 또는 실외에 위치하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  8. 청구항 1에서,
    상기 제1 통신 노드의 동작 방법은,
    상기 제1 측위 장치에 전송하는 단계 이후에, 상기 제1 측위 장치로부터, 상기 제2 통신 노드의 추정된 위치 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 추정된 위치 정보에 기초하여, 상기 제2 통신 노드와의 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  9. 청구항 1에서,
    상기 제1 통신 노드의 동작 방법은,
    상기 제1 측위 장치에 전송하는 단계 이후에, 상기 제1 측위 장치로부터, 상기 제2 통신 노드의 추정된 위치 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 추정된 위치 정보를, 상기 제2 통신 노드에 전송하는 단계를 더 포함하는,
    제1 통신 노드의 동작 방법.
  10. 통신 시스템에서 제1 통신 노드로서,
    프로세서(processor)를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 통신 시스템의 제2 통신 노드로부터 제1 신호를 수신하고;
    상기 제1 신호가 수신되는 하나 이상의 경로들 중, FAP(first arrival path)로서 검출되는 제1 경로에 대응되는 제1 시간 간격을 추정하고;
    상기 추정된 제1 시간 간격에 기초하여, 제1 이득 제어 함수를 정의하고;
    상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여 수신 이득을 가변적으로 제어하며, 제2 통신 노드에서 전송된 제2 신호를 수신하고;
    상기 제1 이득 제어 함수에 기초한 제2 신호의 수신 결과에 기초하여, 상기 제1 및 제2 통신 노드 간의 직접 경로(direct path, DP)에 대응되는 제2 시간 간격을 추정하고; 그리고
    상기 제2 시간 간격의 정보에 기초하여, 상기 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작을 수행하는 것을 야기하도록 동작하는,
    제1 통신 노드.
  11. 청구항 10에서,
    상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 제1 신호를 수신한 이후에, 상기 FAP에 대응되는 제1 도래각을 추정하는 것을 더 야기하도록 동작하는,
    제1 통신 노드.
  12. 청구항 10에서,
    상기 제2 신호를 수신하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 제1 이득 제어 함수에 기초하여, 상기 추정된 제1 시간 간격 이전에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을 제1 이득으로 제어하고; 그리고
    상기 추정된 제1 시간 간격 이후에 수신되는 성분에 대한 수신 이득을, 상기 제1 이득보다 작은 제2 이득으로 제어하는 것을 더 야기하도록 동작하며,
    상기 제2 시간 간격은, 상기 제1 시간 간격보다 작은 값을 가지는,
    제1 통신 노드.
  13. 청구항 10에서,
    상기 제2 시간 간격을 추정하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 추정된 제2 시간 간격과 상기 추정된 제1 시간 간격이 동일한 값을 가질 경우, 상기 제1 경로가 상기 직접 경로에 해당하는 것으로 판단하는 것을 야기하도록 동작하는,
    제1 통신 노드.
  14. 청구항 10에서,
    상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 제2 신호를 수신한 이후에, 상기 직접 경로에 대응되는 제2 도래각을 추정하는 것을 더 야기하도록 동작하는,
    제1 통신 노드.
  15. 청구항 10에서,
    상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 제1 신호를 수신하기 이전에, 상기 제2 통신 노드로부터 위치 요구 신호를 수신하고; 그리고
    상기 위치 요구 신호에 기초하여, 상기 제2 통신 노드가 실내에 위치하는지 또는 실외에 위치하는지 여부를 판단하는 것을 더 야기하도록 동작하는,
    제1 통신 노드.
  16. 청구항 10에서,
    상기 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작을 수행하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 제2 시간 간격의 정보를 제1 측위 장치에 전송하는 것을 더 야기하도록 동작하며,
    상기 제2 시간 간격의 정보는 상기 제1 측위 장치에서 상기 제2 통신 노드에 대한 측위 동작을 수행하는 데 사용되는,
    제1 통신 노드.
  17. 청구항 16에서,
    상기 제2 통신 노드에 대한 측위를 위한 동작을 수행하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 통신 노드가:
    상기 제2 시간 간격의 정보를 상기 제1 측위 장치에 전송한 이후에, 상기 제1 측위 장치로부터, 상기 제2 통신 노드의 추정된 위치 정보를 수신하고; 그리고
    상기 추정된 위치 정보를, 상기 제2 통신 노드에 전송하는 것을 더 야기하도록 동작하는,
    제1 통신 노드.
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