WO2023090606A1 - 위치 측정을 위한 전자 장치 및 그 동작 방법 - Google Patents

위치 측정을 위한 전자 장치 및 그 동작 방법 Download PDF

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WO2023090606A1
WO2023090606A1 PCT/KR2022/013665 KR2022013665W WO2023090606A1 WO 2023090606 A1 WO2023090606 A1 WO 2023090606A1 KR 2022013665 W KR2022013665 W KR 2022013665W WO 2023090606 A1 WO2023090606 A1 WO 2023090606A1
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tdoa
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PCT/KR2022/013665
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김현철
강문석
양이
최근영
홍석기
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삼성전자 주식회사
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    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device for position measurement and an operating method thereof.
  • Ultra wide band is a wireless technology developed to transmit data at a high transmission rate using very little power over a very short distance.
  • UWB short-range radio technology can be used to complement other long-range radio technologies such as Wi-Fi or WiMAX and cellular broadband communications.
  • UWB was developed to provide accurate, reliable and efficient short-range communication compared to Bluetooth.
  • UWB wireless technology enables localization of objects with relatively high accuracy both indoors and outdoors.
  • UWB may use time difference of arrival (TDoA) and two-ranging, which may be referred to as TDoA ranging.
  • TDoA ranging time difference of arrival
  • a location measurement method using UWB TDoA may include an uplink TDoA method using a signal transmitted by a terminal device and a downlink TDoA method using signals received from anchor nodes.
  • a central station can estimate the location of a terminal device using arrival time differences (ie, TDoAs) for the uplink signal.
  • the location of the terminal device can be calculated using arrival time differences related to points in time at which downlink signals sequentially transmitted by anchor nodes are received by the terminal device.
  • An anchor node may transmit its own downlink signal in a given time slot (hereinafter referred to as a slot) or time interval.
  • Both the uplink TDoA scheme and the downlink TDoA scheme must be time synchronized between anchor nodes or each anchor node can compensate for synchronization mismatch between anchor nodes.
  • the uplink TDoA scheme has a limit on the number of terminal devices that can be accommodated in a network.
  • Terminal devices that want to measure position each periodically transmit an uplink signal.
  • the frequency of collision between uplink signals transmitted from the terminal devices increases geometrically. may increase exponentially.
  • there may be terminal devices that require periodic location measurement for example, for route finding, and if the number of terminal devices desiring location measurement exceeds the acceptable number of the network, the entire Network positioning may not work properly.
  • the downlink TDoA scheme since a predetermined number of anchor nodes can transmit downlink signals and terminal devices only need to receive the downlink signals, a substantially infinite number of terminal devices can participate in location measurement.
  • terminal devices implemented as mobile devices have inferior receive sensitivity compared to anchor nodes due to form factor limitations, and accordingly, the gain that can be obtained in signal reception differs by several dB or more compared to transmission. may occur, and due to this, the success rate of location measurement may be lowered compared to the uplink TDoA method.
  • An aspect of the present disclosure is to address at least the problems and/or disadvantages noted above and provide at least the advantages described below.
  • An aspect of the present disclosure provides an electronic device and method that can compensate for the disadvantages of each by combining the uplink TDoA scheme and the downlink TDoA scheme and secure the advantages of the performance of the uplink TDoA scheme and the capacity of the downlink TDoA scheme is to do
  • the electronic device may include communication circuitry and at least one processor operatively connected to the communication circuitry.
  • the at least one processor may be configured to receive, through the communication circuit, at least one downlink frame to be used for location measurement of the electronic device from at least one anchor node in a downlink time interval.
  • An uplink frame including anchor information indicating the at least one anchor node and device identification information of the electronic device may be transmitted through the communication circuit in an uplink time interval.
  • the at least one processor may be configured to receive location information indicating a location of the electronic device calculated based on the uplink frame from the at least one anchor node through the communication circuitry.
  • the anchor node may include communication circuitry and at least one processor operatively coupled with the communication circuitry.
  • the at least one processor may be configured to transmit a downlink frame for location measurement of an electronic device in a downlink time interval through the communication circuit.
  • the at least one processor may be configured to receive an uplink frame from the electronic device through the communication circuit in an uplink time interval.
  • the at least one processor when the uplink frame includes anchor information indicating the anchor node, sets timestamps representing reception points of the uplink frame from a plurality of other anchor nodes in a data collection interval to the communication circuit. It may be configured to receive through.
  • the at least one processor may be configured to transmit location information indicating a location of the electronic device calculated based on the timestamps to the electronic device.
  • a method of operating an electronic device may include receiving at least one downlink frame to be used for location measurement of the electronic device from at least one anchor node in a downlink time interval.
  • the method may include transmitting an uplink frame including anchor information indicating the at least one anchor node and device identification information of the electronic device in an uplink time interval.
  • the method may include receiving, from the at least one anchor node, location information indicating a location of the electronic device calculated based on the uplink frame.
  • a method of operating an anchor node may include an operation of transmitting a downlink frame for position measurement of an electronic device in a downlink time interval.
  • the method may include receiving an uplink frame from the electronic device in an uplink time interval.
  • the method may include receiving timestamps indicating reception times of the uplink frame from a plurality of other anchor nodes in a data collection period when the uplink frame includes anchor information indicating the anchor node.
  • the method may include an operation of transmitting location information indicating a location of the electronic device calculated based on the timestamps to the electronic device.
  • An electronic device and method of operating the same can compensate for the disadvantages of each method by combining an uplink TDoA method and a downlink TDoA method, and can secure the advantages of the performance of the uplink TDoA method and the capacity of the downlink TDoA method. there is.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 illustrates a TDoA-based location measurement system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 3 illustrates a ranging block structure used for TDoA location measurement according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4A is a diagram for explaining location measurement of a downlink TDoA scheme according to an embodiment of the present disclosure.
  • 4B is a diagram for explaining location measurement of an uplink TDoA scheme according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a ranging round including a downlink TDoA section and an uplink TDoA section according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a signal flowchart for describing position measurement of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a block diagram of an anchor node according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of an anchor node according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or through a second network 199. It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • the server 108 e.g, a long-distance wireless communication network
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or the antenna module 197 may be included.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added.
  • some of these components eg, sensor module 176, camera module 180, or antenna module 197) are integrated into a single component (eg, display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, the program 140) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , processing commands or data stored in the volatile memory 132 , and storing resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 may include a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor).
  • a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit ( NPU: neural processing unit (NPU), image signal processor, sensor hub processor, or communication processor.
  • NPU neural network processing unit
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, take the place of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, running an application). ) state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the auxiliary processor 123 eg, image signal processor or communication processor
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • AI models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself where artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning or reinforcement learning, but in the above example Not limited.
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the foregoing, but is not limited to the foregoing examples.
  • the artificial intelligence model may include, in addition or alternatively, software structures in addition to hardware structures.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, program 140) and commands related thereto.
  • the memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134 .
  • Non-volatile memory 134 may include internal memory 136 or external memory 138 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input module 150 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • a receiver may be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor set to detect a touch or a pressure sensor set to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 101 to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 may be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 eg, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module.
  • a corresponding communication module is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • a telecommunications network such as a computer network (eg, a LAN or a WAN).
  • These various types of communication modules may be integrated as one component (eg, a single chip) or implemented as a plurality of separate components (eg, multiple chips).
  • the wireless communication module 192 communicates with the first network 198 or the second network 199 using subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identity module (SIM) 196.
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • SIM subscriber identity module
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated within the network.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technologies include high-speed transmission of high-capacity data (enhanced mobile broadband (eMBB)), minimization of terminal power and access of multiple terminals (massive machine type communications (mMTC)), or high reliability and low latency (ultra-reliable and low latency (URLLC)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low latency
  • -latency communications can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies for securing performance in a high frequency band, such as beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. Technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna may be supported.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements defined for the electronic device 101, an external electronic device (eg, the electronic device 104), or a network system (eg, the second network 199).
  • the wireless communication module 192 is a peak data rate for eMBB realization (eg, 20 Gbps or more), a loss coverage for mMTC realization (eg, 164 dB or less), or a U-plane latency for URLLC realization (eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) may be supported.
  • eMBB peak data rate for eMBB realization
  • a loss coverage for mMTC realization eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for URLLC realization eg, Example: downlink (DL) and uplink (UL) each of 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is selected from the plurality of antennas by the communication module 190, for example. can be chosen A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as a part of the antenna module 197 in addition to the radiator.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module includes a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first surface (eg, a lower surface) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, array antennas) disposed on or adjacent to a second surface (eg, a top surface or a side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals of the designated high frequency band. can do.
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external electronic devices among the external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 when the electronic device 101 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 instead of executing the function or service by itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service or an additional function or service related to the request, and deliver the execution result to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an internet of things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks. According to one embodiment, the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2 illustrates a TDoA-based location measurement system according to an embodiment of the present disclosure.
  • a plurality of anchor nodes can exchange TDoA messages in the form of frames.
  • TDoA messages may be referred to as TDoA frames.
  • the anchor nodes 202, 204, 206, and 208 are pre-installed, and information about the locations of the anchor nodes 202, 204, 206, and 208 is stored in the mobile electronic device 101.
  • the information on the locations may be wirelessly transmitted to the electronic device 101 or stored in the electronic device 101 in advance.
  • information on the locations may be stored in a server (eg, the server 108 of FIG. 1 ), and the electronic device 101 may download the information on the locations from the server. there is.
  • the anchor nodes 202 , 204 , 206 , and 208 may be located on a line of sight (LOS) of the electronic device 101 .
  • the transmission timing and role (eg, initiator or responder) of the anchor nodes 202, 204, 206, and 208 in a given slot are pre-set prior to the TDoA operation for location measurement of the electronic device 101. can be configured).
  • a master anchor for example, the anchor node 202
  • the anchor node 202 which is one of a plurality of anchor nodes, may manage transmission timing of the anchor nodes 202 , 204 , 206 , and 208 .
  • the electronic device 101 transmits downlink TDoA frames exchanged through the communication channel 210 between the anchor nodes 202, 204, 206, and 208 over the wireless channel 212 ( overhear) and measure reception points of the downlink TDoA frames. For example, in order to obtain the location of the electronic device 101 in a 2D space, the electronic device 101 must measure TDoAs for at least 3 anchor nodes, and in the 3D space, the TDoAs for at least 4 anchor nodes must be measured. TDoAs may be required. Based on the given positions of the TDoAs and anchor nodes 202 , 204 , 206 , and 208 , the electronic device 101 may calculate its own position.
  • the electronic device 101 transmits an uplink TDoA frame including its own identification information (eg, media access control (MAC) address) to surrounding anchor nodes (eg, anchor nodes ( 202, 204, 206, 208)) can transmit through a radio channel 212 that can receive.
  • the uplink TDoA frame may be received by anchor nodes 202, 204, 206, and the anchor nodes 202, 204, 206 may transmit measured TDoA values for the uplink TDoA frame. It can be shared or reported to the electronic device 101 or a server (not shown), and the location of the electronic device 101 is calculated based on the TDoA values and the locations of the anchor nodes 202, 204, and 206 It can be.
  • MAC media access control
  • FIG 3 illustrates a ranging block structure used for TDoA location measurement according to an embodiment of the present disclosure.
  • the ranging block 300 may include N ranging rounds (ranging round 0 to ranging round R-1).
  • the length of the ranging block 300 may be determined in consideration of delay requirements. For example, the length of the ranging block 300 may be determined to be less than 100 ms.
  • the number of ranging rounds within one ranging block 300 may be determined in consideration of performance of anchor nodes (eg, density of master anchors) and requirements for TDoA location measurement.
  • a guard time may be applied between ranging rounds.
  • Each ranging round (eg, ranging round 1 302) may consist of a plurality of ranging slots, and the number of ranging slots included in each ranging round may be determined by an electronic device (eg, an electronic device). (101)) may be determined by considering the number of anchor nodes that may exist on the line of sight. Each ranging slot may be defined as a unit time interval capable of transmitting one TDoA frame.
  • a master anchor eg, anchor node 202
  • manages a ranging round (eg, ranging round 1 (302)), and information about ranging round 1 (302). can be transmitted to other anchor nodes.
  • the number of ranging slots 304, 306, 308, and 310 included in one ranging round may be greater than the number of the master anchor and surrounding anchor nodes. there is.
  • the first ranging slot 304 and the last ranging slot 310 may be designated to be used by the master anchor, and the remaining ranging slots (eg, ranging slots 306 and 308) may be used by other anchor nodes. can be assigned to each.
  • 4A is a diagram for explaining location measurement of a downlink TDoA scheme according to an embodiment of the present disclosure.
  • Downlink TDoA frames 408 may be transmitted respectively using a prearranged time interval (for example, the DL-TDoA interval 502 of FIG. 5 ) and a radio channel.
  • the predetermined time interval may be at least one pre-determined slot within each ranging round (eg, ranging round 1 302 of FIG. 3 ).
  • Each downlink TDoA frame 408 may include a slot index identifying the ranging slot in which the downlink TDoA frame 408 is transmitted.
  • Each downlink TDoA frame 408 may include allocation information necessary for transmission of a subsequent uplink TDoA frame, for example, information indicating an uplink time interval (eg, UL_TDoA interval 504 of FIG. 5).
  • Each downlink TDoA frame 408 includes allocation information used by the anchor node to transmit the location information of the electronic device 101, eg, a downlink time interval (eg, the reporting interval 508 in FIG. 5). information may be included.
  • the electronic device 101 calculates its position using the TDoA values measured for the downlink TDoA frames 408, or reports the information on the TDoA values to a server (not shown) so that the server can The location of the electronic device 101 may be calculated.
  • the electronic device 101 may additionally determine that it is necessary to transmit an uplink TDoA frame for location measurement using an uplink TDoA scheme. If the electronic device 101 or the server fails to calculate the location of the electronic device 101 or it is determined that a valid location of the electronic device 101 has not been acquired, the electronic device 101 measures the location of the uplink TDoA method may decide to transmit an uplink TDoA frame for
  • the electronic device 101 When the electronic device 101 does not receive at least three downlink TDoA frames, a map given location information calculated based on the downlink TDoA frames (for example, when the electronic device 101 operates for indoor navigation) map corresponding to the indoor space), or if the currently calculated location information has an error greater than a given allowable range compared to the previously calculated location, the electronic device 101 fails to calculate the location, or the electronic device 101 fails to calculate the location. It can be determined that the valid location of (101) has not been obtained. Failing to calculate the location of the electronic device 101 and failing to obtain a valid location of the electronic device 101 may be used interchangeably with each other.
  • the electronic device 101 may be used for various reasons (eg, when initial ranging starts, when a specific location-based service is executed, or when trying to improve the accuracy of the location measured through the downlink TDoA method). case), it may be decided to transmit an uplink TDoA frame for location measurement using the uplink TDoA method in order to replace or supplement the location measurement of the downlink TDoA method.
  • 4B is a diagram for explaining location measurement of an uplink TDoA scheme according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 101 may determine to perform location measurement according to the uplink TDoA method when location measurement according to the downlink TDoA method fails or when it fails to obtain a valid location.
  • the electronic device 101 uses an uplink time interval (eg, UL-TDoA interval 504 of FIG. 5) and a pre-arranged radio channel.
  • the TDoA frame 410 may be transmitted.
  • the uplink TDoA frame 410 may include information for identifying the electronic device 101 (eg, a MAC address). A MAC address included in the uplink TDoA frame 410 may be arbitrarily assigned at the time the electronic device 101 transmits the uplink TDoA frame 410 .
  • the uplink TDoA frame 410 may include anchor information for at least one of the anchor nodes 402, 404, and 406 that transmitted the downlink TDoA frames 408 through the downlink TDoA scheme. .
  • the anchor information indicates at least one anchor node designated to calculate the location information of the electronic device 101 among the anchor nodes 402, 404, and 406 that have transmitted the downlink TDoA frames 408. may be included in the TDoA frame 410.
  • the anchor information may include identification information (for example, an anchor index) of at least one anchor node in which the electronic device 101 succeeded in receiving the downlink TDoA frame 408 .
  • the anchor information is of at least one anchor information designated by the electronic device 101 based on the reception quality (eg RSSI (receive signal strength indicator) or FoV (field of view) value) of the downlink TDoA frame 408. It may include identification information (eg anchor index).
  • the uplink TDoA frame 410 includes a plurality of (eg, at least three) anchor nodes 402, 404, and 406 (eg, anchor nodes 202, 204, and 3) located around the electronic device 101. 206, including at least one of 208)).
  • the anchor nodes 402, 404, and 406 may share timestamps indicating reception points of the uplink TDoA frame 410 with each other or report them to the electronic device 101 or a server (not shown).
  • the location of the electronic device 101 is determined by one of the anchor nodes 402, 404, and 406, the electronic device 101, or the server. can be calculated by
  • one anchor node designated by the electronic device 101 has a pre-scheduled time interval (for example, the UL-TDoA interval of FIG. 5).
  • the uplink TDoA frame 410 is received from the electronic device 101 and the distance to the electronic device 101 can be calculated using the reception time of the uplink TDoA frame 410.
  • the anchor anchor node 406 receives a timestamp representing the time when each anchor node received the uplink TDoA frame 410 from other anchor nodes (eg, anchor node 402 and anchor node 404). received, and a distance between each anchor node and the electronic device 101 may be calculated based on the timestamp. Since the anchor node 406 knows its own location and the locations of other anchor nodes in advance, it can calculate the location of the electronic device 101 by triangulation.
  • a ranging round (eg, ranging round 1 302) includes a DL-TDoA section and a UL-TDoA section, and a data collection section (eg, the data collection section 506 of FIG. 5). ) may be included.
  • the ranging round may further include a reporting period (eg, the reporting period 508 of FIG. 5 ) after the data collection period.
  • the downlink TDoA frame sent by each anchor node in the DL-TDoA section includes the current slot index, the start index slot and the last index slot of the UL-TDoA section, and the slot index within the reporting section to be used by the anchor node if the reporting section exists. can include
  • the electronic device 101 may determine to perform UWB-based location measurement according to a user's request or a need of the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may attempt to calculate the location of the electronic device 101 according to the downlink TDoA scheme in the DL-TDoA section. If the electronic device 101 fails to calculate a valid location, the electronic device 101 may transmit an uplink TDoA frame for location measurement using an uplink TDoA scheme in the UL-TDoA section.
  • the uplink TDoA frame may include anchor information representing at least one designated anchor node and device identification information (eg, randomly assigned random MAC address) of the electronic device 101 .
  • the designated anchor node may be determined by the electronic device 101 based on downlink TDoA frames normally received by the electronic device 101 during the DL-TDoA period.
  • each anchor node may receive an uplink TDoA frame sent by the electronic device 101 respectively. Also, each anchor node may identify an anchor node designated by the electronic device 101 based on the uplink TDoA frame. Anchor nodes other than the designated anchor node may transmit a timestamp indicating a reception time of the uplink TDoA frame to the designated anchor node. The designated anchor node may calculate location information of the electronic device 101 based on the timestamp. The location information may be transmitted from the designated anchor node to the electronic device 101 during the reporting period.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a ranging round including a downlink TDoA section and an uplink TDoA section according to an embodiment of the present disclosure.
  • a plurality of slots constituting the ranging round 500 include a DL-TDoA period 502 and a UL-TDoA It can be assigned to a period 504, a data collection period 506, and a reporting period 508.
  • the reporting period 508 may be omitted.
  • the ranging round 500 may include 100 ranging slots, 20 slots (slots 0 to 19) are allocated for the DL-TDoA period 502, and the UL-TDoA period 504 ), 40 slots (slots 20 to 59) are allocated for the data collection period 506, 20 slots (slots 60 to 79) are allocated for the data collection period 506, and 20 slots for the reporting period 508, if necessary. Slots (slots 80 to 99) may be allocated.
  • the ranging round 500 may be at least one of R ranging rounds included in the ranging block 300 shown in FIG. 3 (eg, ranging round 1 302).
  • the ranging round 500 may be at least one given ranging round (eg, ranging round 1 302) within at least one given ranging block.
  • the DL-TDoA interval 502 is a time interval used for location measurement of the downlink TDoA scheme, and includes a plurality of anchor nodes located around the electronic device 101 (for example, anchor nodes 402, 404, 406) may include a plurality of ranging slots that may correspond to .
  • the DL-TDoA section 502 may include 20 ranging slots, and the ranging slots include at least 20 anchor nodes (eg, anchor nodes) located around the electronic device 101. (402, 404, 406) may be assigned to each.
  • Each anchor node may be assigned at least one unique ranging slot within the DL-TDoA period 502, and its own downlink TDoA frame (eg, downlink TDoA frame) within its own ranging slot. (408)) can be transmitted.
  • anchor nodes 1, 2, ... 20 may be assigned to slots 0, 1, ... 19 in the DL_TDoA section 502, respectively.
  • Control information for allocating anchor nodes to ranging slots in the DL-TDoA section 502 is pre-configured in the anchor nodes and the electronic device 101, or in one embodiment, in the master anchor. may be included in a ranging control message (RCM) and delivered to other anchor nodes and/or the electronic device 101.
  • RCM ranging control message
  • a message (eg, RCM) including the control information may be transmitted in slot 0 of the ranging round 500.
  • Anchor nodes may communicate the downlink TDoA frame with each other according to a double sided two way ranging (DS-TWR) method during the DL-TDoA period 502, and the electronic device 101 may receive the downlink TDoA frame through sniffing.
  • DS-TWR double sided two way ranging
  • the electronic device 101 activates (eg, turns on) the UWB receiving circuit during the DL-TDoA period 502, and transmits downlink signals transmitted from anchor nodes in ranging slots within the DL-TDoA period 502. TDoA frames may be received.
  • the UL-TDoA interval 504 is a time interval used for location measurement of the uplink TDoA method, and includes a plurality of uplink TDoA frames (eg, the uplink TDoA frame 410) capable of transmitting from the electronic device 101. may include ranging slots of The electronic device 101 may determine to transmit an uplink TDoA frame during the UL-TDoA period 504 when location measurement by the downlink TDoA method fails during the DL-TDoA period 502 .
  • the uplink TDoA frame may be transmitted in one selected ranging slot among ranging slots of the UL-TDoA period 504 .
  • the one ranging slot may be randomly selected from among ranging slots of the UL-TDoA period 504, for example.
  • the electronic device 101 may transmit an uplink TDoA frame in at least one ranging slot of the UL-TDoA period 504.
  • the number of ranging slots included in the UL-TDoA interval 504 may be determined to ensure transmission of uplink TDoA frames by a plurality of terminal devices.
  • the UL-TDoA period 504 may include 40 ranging slots.
  • the electronic device 101 selects at least one slot (for example, slot 21) randomly or according to a given rule among slots 20 to 59 included in the UL-TDoA section 504, and in the slot 21 An uplink TDoA frame may be transmitted.
  • Anchor nodes (which may include anchor nodes 402, 404, and 406) activate (eg, turn on) the UWB receiving circuit at the start of the UL-TDoA period 504, and In ranging slots within the TDoA period 504 , whether uplink TDoA frames are received from the electronic device 101 through the UWB receiving circuit may be monitored. At least one anchor node receives an uplink TDoA frame from the electronic device 101 in at least one ranging slot within the UL-TDoA period 504, and obtains a timestamp indicating a reception point of the uplink TDoA frame.
  • the UWB receiving circuit may be deactivated (eg, turned off).
  • the data collection period 506 contains timestamps for uplink TDoA frames received by anchor nodes (which may include, for example, anchor nodes 402, 404, 406) in the UL-TDoA period 504. They can be used interchangeably.
  • the number of ranging slots allocated to the data collection period 506 includes a plurality of anchor nodes (eg, anchor nodes 402, 404, and 406) located around the electronic device 101. can be determined according to the number of
  • the data collection section 506 may include 20 ranging slots, and the ranging slots include at least 20 anchor nodes (eg, anchor nodes ( 402, 404, 406) may be assigned to each.
  • Each anchor node may have at least one unique ranging slot within the data collection period 506, and transmit information about the timestamp during its own ranging slot so that other anchor nodes can receive it.
  • the data collection period 506 may include the same number of ranging slots as the DL-TDoA period 502, and anchor nodes 1, 2, ... 20 are slots 60 and 61 in the data collection period 506. , ... can be assigned to 79 respectively.
  • the anchor information included in the uplink TDoA frame may designate anchor node 5, and anchor node 5 activates the UWB receiving circuit in a plurality of slots within the data collection period 506 to transmit data from other anchor nodes. Timestamps can be collected.
  • At least one anchor node other than anchor node 5 receives an uplink TDoA frame in slot 21 in the UL-TDoA interval 504 to measure a timestamp, and information on the timestamp can be transmitted in slot 69 in the data collection period 506.
  • the reporting period 508 is a data collection period in which at least one of anchor nodes (which may include anchor nodes 402, 404, and 406) is present. It can be used to report the location information of the electronic device 101 calculated based on the information (eg timestamps) collected in step 506 to the electronic device 101 .
  • the number of ranging slots allocated to the reporting period 508 depends on the number of anchor nodes (which may include anchor nodes 402, 404, and 406) located around the electronic device 101. can be determined
  • the reporting period 508 may include the same number of ranging slots as the DL-TDoA period 502 and/or the data collection period 506 .
  • the reporting period 508 may include 20 ranging slots, and the ranging slots include at least 20 anchor nodes (eg anchor nodes 402, 404, 406)), respectively.
  • anchor nodes 1, 2, ... 20 may be assigned slots 80, 81, ... 99 within the reporting period 508, respectively.
  • Each anchor node may be assigned at least one unique ranging slot within the reporting period 508 and may be assigned at least one anchor node that may be specified by an uplink TDoA frame transmitted in the UL-TDoA period 504.
  • a node (eg, anchor node 5) may transmit location information of the electronic device 101 to the electronic device 101 during its own ranging slot (eg, slot 84).
  • the anchor node 5 transmits information about timestamps received from other anchor nodes and timestamps measured by the anchor node to the electronic device 101 instead of location information of the electronic device 101. ) can be sent to Then, the electronic device 101 may calculate location information of the electronic device 101 based on the information about the timestamps and locations of anchor nodes known in advance.
  • the reporting period 508 may be omitted in the ranging round 500, and the location information (or time stamp information) of the electronic device 101 is used in the next ranging round (or next ranging round 500). block) may be included in the downlink TDoA frame transmitted in the DL-TDoA section and transmitted to the electronic device 101.
  • Location information (or time stamp information) of the electronic device 101 may be transmitted to the electronic device 101 using an out-of-band (OOB) frequency channel.
  • OOB out-of-band
  • the electronic device 101 may calculate the location of the electronic device 101 using information on timestamps received through the downlink TDoA frame or the OOB frequency channel and locations of anchor nodes known in advance.
  • the DL-TDoA period 502, the data collection period 506, and the reporting period 508 may be a contention free period (CFP) including ranging slots allocated to each anchor node, and the UL-TDoA period 504 ) may be a contention access period (CAP) that can be used competitively by a plurality of electronic devices.
  • CCP contention free period
  • CAP contention access period
  • FIG. 6 is a signal flowchart for describing position measurement of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 101 succeeded in location measurement using the downlink TDoA method, but failed in ranging block 2 (RB2) in location measurement using the downlink TDoA method.
  • the electronic device 101 is performing location measurement using an uplink TDoA scheme.
  • the electronic device 101 includes anchor node 1 602, anchor node 2 604, and anchor node N 606 (eg, anchor nodes 202, 204, 206, 208 or anchor nodes 402, 404, 406) may include at least one).
  • FIG. 6 an embodiment in which one ranging round is included in each ranging block and each ranging round has the structure of FIG. 5 is illustrated and described, but a plurality of ranging rounds having the same structure
  • the operations of FIG. 6 may be performed in one or more ranging rounds or one or more ranging blocks included in a block.
  • anchor nodes 602, 604, and 606 (which may include anchor nodes 402, 404, and 406) perform ranging block 1 (RB1).
  • Downlink TDoA frames (eg, downlink TDoA frame 408) can be broadcast respectively in ranging slots allocated within the DL-TDoA period (eg, DL-TDoA period 502) of .
  • anchor node 1 602 may broadcast a first downlink TDoA frame in ranging slot 0 within the DL-TDoA interval.
  • the first downlink TDoA frame may include a value [0] of a current slot index identifying the ranging slot 0.
  • the first downlink TDoA frame may include allocation information indicating a subsequent uplink TDoA interval (eg, UL-TDoA interval 504).
  • the allocation information may include a pair of a start uplink slot index and an end uplink slot index of an uplink TDoA interval, for example [20, 59].
  • the first downlink TDoA frame is allocation information indicating a subsequent reporting period (eg, reporting period 508) and may include a reporting slot index.
  • the reporting slot index may include an offset value corresponding to the current slot index.
  • the reporting interval starts at slot 80, and thus the first downlink TDoA frame may include a reporting slot index value [80].
  • the first downlink TDoA frame may be expressed as including [0, 20, 59, 80].
  • anchor node 2 604 may broadcast a second downlink TDoA frame in ranging slot 1 within the DL-TDoA interval.
  • the second downlink TDoA frame may include [1, 20, 59, 81] indicating a current slot index, a starting uplink slot index, an ending uplink slot index, and a reporting slot index.
  • the anchor node N 606 may broadcast a third downlink TDoA frame in ranging slot N ⁇ 1 within the DL-TDoA interval.
  • the third downlink TDoA frame may include [N-1, 20, 59, N+79] indicating a current slot index, a starting uplink slot index, an ending uplink slot index, and a reporting slot index.
  • the anchor node 1 602, the anchor node 2 604, and the anchor node N 606 transmit the first downlink TDoA frame, the second downlink TDoA frame, and the third downlink TDoA frame. After transmitting each TDoA frame, each may activate (ie, turn on) its own UWB receiving circuit. Each of the anchor nodes 602, 604, 606 turns on the UWB receiving circuit immediately after transmitting its downlink TDoA frame, or turns on the UWB receiving circuit at the start of a subsequent UL-TDoA interval. can do.
  • the electronic device 101 receives the first downlink TDoA frame, the second downlink TDoA frame, and the third downlink TDoA frame, and uses TDoA values calculated based on the reception time of the downlink TDoA frames. By doing so, you can succeed in calculating your location information.
  • the electronic device 101 determines that location measurement in the DL-TDoA section is successful, the electronic device 101 ignores information about the UL-TDoA section included in the downlink TDoA frames, and performs location measurement by the uplink TDoA method. may not perform. In the UL-TDoA period of round block 1, the electronic device 101 may not transmit an uplink TDoA frame.
  • the anchor nodes 602, 604, and 606 are assigned ranging slots within the DL-TDoA interval (eg, DL-TDoA interval 502) of ranging block 2 (RB2).
  • Downlink TDoA frames (eg, downlink TDoA frame 408) may be broadcast respectively.
  • anchor node 1 602 may broadcast a fourth downlink TDoA frame in ranging slot 0 within the DL-TDoA interval.
  • the fourth downlink TDoA frame may include [0, 20, 59, 80] indicating a current slot index, a starting uplink slot index, an ending uplink slot index, and a reporting slot index.
  • anchor node 2 604 may broadcast a fifth downlink TDoA frame in ranging slot 1 within the DL-TDoA interval.
  • the fifth downlink TDoA frame may include [1, 20, 59, 81] indicating a current slot index, a starting uplink slot index, an ending uplink slot index, and a reporting slot index.
  • anchor node N 606 may broadcast a sixth downlink TDoA frame in ranging slot N ⁇ 1 within the DL-TDoA interval.
  • the sixth downlink TDoA frame may include [N-1, 20, 59, N+79] indicating a current slot index, a starting uplink slot index, an ending uplink slot index, and a reporting slot index.
  • the anchor node 1 602, anchor node 2 604, and anchor node N 606 transmit the fourth downlink TDoA frame, the fifth downlink TDoA frame, and the sixth downlink TDoA frame.
  • each may activate (ie, turn on) its own UWB receiving circuit.
  • each of the anchor nodes 602, 604, 606 turns on the UWB receiving circuitry immediately after transmitting its downlink TDoA frame, or at the beginning of a subsequent UL-TDoA interval, the UWB receiving circuitry can be turned on.
  • the electronic device 101 fails to receive the 4th downlink TDoA frame from anchor node 1 602 and the 6th downlink TDoA frame from anchor node N 606, and only receives signals from anchor node 2 604. Only the fifth downlink TDoA frame can be successfully received.
  • the electronic device 101 may not be able to identify from which anchor node the electronic device 101 will receive the downlink TDoA frame according to at least one factor of a holding state, an obstacle, or a location. Accordingly, only the downlink TDoA frame (eg RCM) transmitted by one anchor node such as the master anchor may include allocation information for the UL-TDoA interval and/or the reporting interval. If the electronic device 101 does not receive the downlink TDoA frame from the master anchor, the electronic device 101 may not be able to identify the configuration of the ranging round.
  • the downlink TDoA frame eg RCM
  • the electronic device 101 receives only the 5th downlink TDoA frame
  • the start time of the next ranging block can be calculated based on the current slot index included in the fifth downlink TDoA frame, and the starting uplink slot index and ending uplink included in the fifth downlink TDoA frame.
  • the start time and end time of the UL-TDoA interval can be calculated based on the slot index.
  • the electronic device 101 determines the time from 19 ms after the current ranging slot to before 59 ms It can recognize that the interval is a UL-TDoA interval for location measurement of the uplink TDoA method, and the time interval 80ms after the current ranging slot can receive location information that is the result of the location measurement of the uplink TDoA method. It can be recognized as a reporting interval.
  • the electronic device 101 In order for the electronic device 101 to calculate its position according to the downlink TDoA method, it is necessary to receive downlink TDoA frames from at least three anchor nodes. If not, in operation 622, the electronic device 101 determines that the downlink TDoA method location measurement has failed, and performs uplink in the UL TDoA section for uplink TDoA location measurement that can expect better anchor reception performance. It may decide to transmit a TDoA frame. The electronic device 101 uses the UL TDoA section within the same ranging block (or ranging round) as the DL TDoA section in which it is determined that location measurement has failed, or any one of subsequent ranging blocks (or ranging rounds). Uplink TDoA-type location measurement can be performed using the UL TDoA interval in . In the illustrated example, it has been described that an uplink TDoA frame for performing an uplink TDoA-type location measurement is transmitted in a UL TDoA section within the same ranging block, but is not limited thereto.
  • the electronic device 101 may fail in location measurement. For example, the electronic device 101 may calculate location information different from the actual location by misrecognizing a multi path as a single path and incorrectly calculating a timestamp. When the location information calculated in the DL-TDoA section of the current ranging block has an unacceptable error, such as when the location obtained from the previous ranging block is separated by a given value (eg, tens of meters) or more, the electronic device ( 101) may determine that downlink TDoA location measurement has failed, and may decide to transmit an uplink TDoA frame in the UL TDoA interval.
  • a given value eg, tens of meters
  • the electronic device 101 determines that location measurement has failed in the DL-TDoA section, and selects at least one lane selected within the UL-TDoA section of the ranging block 2 (eg, the UL-TDoA section 504).
  • An uplink TDoA frame (eg, uplink TDoA frame 410) may be broadcast during a gong slot.
  • the electronic device 101 may randomly select a ranging slot to broadcast an uplink TDoA frame within the UL-TDoA interval.
  • the uplink TDoA frame may include at least one field indicating device identification information (eg, MAC address) of the electronic device 101 and anchor information, such as [R_MAC, AN_info].
  • R_MAC may include a randomly generated MAC address.
  • Device identification information (for example, MAC address) of the electronic device 101 included in the uplink TDoA frame may be randomly determined for every transmission. After transmitting the uplink TDoA frame using a random MAC address, location information of the electronic device 101 may be received from an anchor node in a reporting period using the same MAC address. When OOB is not used to transmit report information, it is possible to prevent location information from being stolen by a malicious user by using a random MAC address.
  • the MAC address of the electronic device 101 may be arbitrarily set for the uplink T-DoA section.
  • the MAC address of the electronic device 101 may be arbitrarily set for every ranging block.
  • Anchor information in the uplink TDoA frame may indicate at least one anchor node, for example anchor node 2, which has sent the downlink TDoA frame successfully received in the DL-TDoA interval.
  • the electronic device 101 considers the received signal strength indicator (RSSI) or field of view (FoV) value for the best communication. At least one anchor node having quality may be selected.
  • the electronic device 101 may select at least one anchor node having an RSSI higher than a given value (eg, 10 dB) compared to other anchor nodes or may select at least one anchor node included in a given FoV range.
  • Anchor information included in the uplink TDoA frame may designate at least one anchor node selected by the electronic device 101 or all anchor nodes that successfully receive downlink TDoA frames.
  • the uplink TDoA frame transmitted in operation 624 is the device identification information of the electronic device 101 (for example, randomly generated MAC address) and at least one field indicating anchor information of the anchor node 2 (604), for example, [0x1234, 0X0002].
  • anchor node 1 602, anchor node 2 604, and anchor node N 606, which turn on the UWB receiving circuit and monitor uplink reception, in operation 624
  • An uplink TDoA frame transmitted by the electronic device 101 may be received.
  • Anchor node 1 602 , anchor node 2 604 , and anchor node N 606 may each determine a timestamp indicating a reception point of an uplink TDoA frame.
  • Anchor node 2 604 may identify that the uplink TDoA frame includes anchor information specifying it.
  • anchor nodes other than the anchor node 2 604 designated by the anchor information in the uplink TDoA frame for example, the anchor node 1 602 and the anchor node N 606 block the ranging block.
  • a timestamp indicating a reception point of an uplink TDoA frame may be transmitted.
  • anchor node 1 602 may transmit a first data frame including a first timestamp in a ranging slot 60 within a data collection period.
  • the first data frame may include identification information (for example, a MAC address) for identifying anchor node 1 602 and a first timestamp.
  • the first data frame may be received by anchor nodes other than anchor node 1 (602), for example, anchor node 2 (604).
  • the anchor node N 606 may transmit a second data frame including a second timestamp in ranging slot 79 within the data collection period.
  • the second data frame may include anchor identification information (for example, a MAC address) for identifying anchor node N 606 and the second timestamp.
  • the second data frame may be received by anchor nodes other than anchor node N 606 , for example, anchor node 2 604 . If anchor node N 606 has received one or more uplink TDoA frames, the second data frame transmitted by anchor node N 606 may include timestamps for the one or more uplink TDoA frames.
  • Anchor node that has not received the uplink TDoA frame, or an anchor node designated by the uplink TDoA frame (for example, anchor node 2 604) may not transmit a data frame in the assigned ranging slot within the data collection period.
  • Anchor node 2 (604) designated by the uplink TDoA frame is a data frame transmitted from other anchor nodes (eg, anchor node 1 (602) and anchor node N (606)) in ranging slots of the data collection period. reception can be monitored.
  • Anchor node 2 (604) transmits information (e.g., MAC address and timestamp) contained in data frames transmitted from other anchor nodes (e.g., anchor node 1 (602) and anchor node N (606)).
  • Acquire and store device identification information eg, MAC address included in the uplink TDoA frame of the electronic device 101 that has transmitted the uplink TDoA frame.
  • Anchor node 2 uses the timestamps obtained in the data collection period and the previously known location information of corresponding anchor nodes (for example, anchor node 1 (602) and anchor node N (606)).
  • the location of device 101 can be calculated.
  • the location of the electronic device 101 may be an absolute location including latitude and longitude or a relative location based on a designated location.
  • the anchor node 2 604 may allow the electronic device 101 to calculate its own location by transmitting the timestamps acquired in the data collection section as they are to the electronic device 101 .
  • the anchor node 2 604 broadcasts a reporting frame containing the location information of the electronic device 101 in the ranging slot allocated within the reporting period of the ranging block 2 (for example, the reporting period 508).
  • anchor node 2 604 may broadcast a report frame containing location information of the electronic device 101 in a ranging slot 81 within a data collection period. If the anchor node 2 604 is designated by uplink TDoA frames from two or more electronic devices (eg, including the electronic device 101) during the UL-TDoA interval, the report frame is It may contain location information about devices.
  • anchor node 2 fails to measure location by the uplink TDoA method, for example, when it does not receive data frames from at least two anchor nodes during the data collection period, the report frame is sent by the uplink TDoA method. It may include information or a value notifying that location measurement by .
  • the electronic device 101 After transmitting the uplink TDoA frame in the UL-TDoA period, the electronic device 101 deactivates (eg, turns off) the UWB receiving circuit until the reporting period, and among the ranging slots in the reporting period, the uplink TDoA frame From the anchor node 2 (604) by turning on the UWB receiving circuit in the ranging slot (eg ranging slot 81) allocated to the anchor node (eg anchor node 2 (604)) specified by the link TDoA frame. A report frame of can be received.
  • the electronic device 101 may obtain location information of the electronic device 101 from the report frame received from the anchor node 2 604.
  • the report frame may include information about timestamps measured by anchor nodes (eg, anchor node 1 602, anchor node 2 604, and anchor node N 606),
  • the electronic device 101 may directly calculate the location of the electronic device 101 using the previously known locations of anchor nodes and the timestamps.
  • an anchor node 700 may be any one of the anchor nodes 402 , 404 , and 406 of FIGS. 4A and 4B and the anchor nodes 602 , 604 , and 606 of FIG. 6 .
  • an anchor node 700 may be a communication device implementing a UWB scheme.
  • the anchor node 700 includes a communication circuit 702 (eg, the electronic device 101) that transmits and receives signals using one or more antennas 701 with an external electronic device (eg, the electronic device 101). of the communication module 190).
  • the communication circuit 702 may include a UWB transmission circuit and a UWB reception circuit implementing the UWB scheme.
  • An anchor node 700 includes a processor 704 (e.g., processor 120 of FIG. 1), which may be implemented as one or more single-core processors or as one or more multi-core processors, and an anchor node 700.
  • a memory 706 e.g, memory 130 of FIG. 1 ) may be included to store instructions for operation of node 700 .
  • the anchor node 700 may include an interface module 708 (e.g., interface 177 in FIG. 1) that provides a wired and/or wireless interface for communicating with components external to the network. there is.
  • an interface module 708 e.g., interface 177 in FIG. 1
  • An electronic device 101 may include a communication circuit 192 and at least one processor 120 operatively connected to the communication circuit.
  • the at least one processor may be configured to receive, through the communication circuit, at least one downlink frame to be used for location measurement of the electronic device from at least one anchor node in a downlink time interval.
  • the at least one processor may be configured to transmit an uplink frame including anchor information indicating the at least one anchor node and device identification information of the electronic device through the communication circuit in an uplink time interval.
  • the at least one processor may be configured to receive location information indicating a location of the electronic device calculated based on the uplink frame from the at least one anchor node through the communication circuitry.
  • the device identification information may include a randomly generated MAC address for the uplink time interval.
  • the at least one processor may, if the number of the at least one downlink frame is less than three, and the location of the electronic device calculated using the at least one downlink frame deviate from a given map, the at least one When the position of the electronic device calculated using the downlink frame has an error greater than a given tolerance range or when it is determined that an uplink-type position measurement is necessary, the uplink frame is transmitted in the uplink time interval. can be determined as
  • Each of the at least one downlink frame includes a report indicating a current slot index, a start uplink slot index and an end uplink slot index associated with the uplink time interval, and optionally a report interval in which the location information is received. It may contain a slot index.
  • the at least one processor may turn on the communication circuit and monitor reception of the location information in a ranging slot allocated to the at least one anchor within the reporting period. .
  • the at least one processor may transmit the uplink frame in a selected ranging slot among a plurality of ranging slots within the uplink time interval.
  • An anchor node 700 may include communication circuitry 702 and at least one processor 704 operatively coupled with the communication circuitry.
  • the at least one processor may be configured to transmit a downlink frame for location measurement of an electronic device in a downlink time interval through the communication circuit.
  • the at least one processor may be configured to receive an uplink frame from the electronic device through the communication circuit in an uplink time interval.
  • the at least one processor when the uplink frame includes anchor information indicating the anchor node, sets timestamps representing reception points of the uplink frame from a plurality of other anchor nodes in a data collection interval to the communication circuit. It may be configured to receive through.
  • the at least one processor may be configured to transmit location information indicating a location of the electronic device calculated based on the timestamps to the electronic device.
  • the uplink frame may include a MAC address arbitrarily set by the electronic device for the uplink time interval.
  • the downlink frame may include a current slot index, a start uplink slot index and an end uplink slot index related to the uplink time interval, and optionally a reporting slot index indicating a reporting interval in which the location information is transmitted.
  • the at least one processor may turn on the communication circuit and monitor reception of the uplink frame in a plurality of ranging slots within the uplink time interval.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating the operation of an anchor node 700 according to an embodiment of the present disclosure.
  • an anchor node which may be any one of the anchor nodes 402, 404, and 406 of FIGS. 4A and 4B and the anchor nodes 602, 604, and 606 of FIG. 6). It may be performed in every ranging block by the processor 704 of 700, or in a given ranging block or given ranging round.
  • the anchor node 700 receives a downlink frame (eg, a downlink TDoA frame) in an assigned ranging slot within a given downlink time interval (eg, DL-TDoA interval 502). ) can be transmitted.
  • a downlink frame eg, a downlink TDoA frame
  • the allocated ranging slot may be ranging slot 0 within the DL-TDoA interval.
  • the downlink frame may include a current slot index, a starting uplink slot index, and an ending uplink slot index.
  • the downlink frame may further include a report slot index.
  • the anchor node 700 may monitor reception of an uplink frame (eg, an uplink TDoA frame) in a given uplink time interval (eg, UL-TDoA interval 504).
  • the anchor node 700 identifies the uplink time interval specified by the starting uplink slot index and the ending uplink slot index provided by the downlink frame in operation 802 and turns the UWB receiving circuit in the uplink time interval. on to monitor whether an uplink frame received during ranging slots within the uplink time interval exists.
  • the anchor node 700 may determine whether there is at least one uplink frame received during the uplink time interval.
  • the anchor node 700 may receive one or more uplink frames transmitted from one or more terminals in one or more ranging slots within the uplink time interval. If at least one uplink frame is not received, the anchor node 700 may return to operation 802 . If there is at least one received uplink frame, the anchor node 700 may proceed to operation 808 .
  • the anchor node 700 may determine whether anchor information included in the received uplink frame designates itself. If the anchor information does not designate the anchor node 700, the anchor node 700 may proceed to operation 810. If the anchor information designates the anchor node 700, the anchor node 700 may proceed to operation 812.
  • the anchor node 700 transmits a data frame including a timestamp representing the reception time of the received uplink frame to an assigned ranging slot within a given data collection period (eg, data collection period 506). can be broadcast.
  • the data collection interval may be determined as a time interval after the last uplink slot index provided by the downlink frame of operation 802. After operation 810, the anchor node 700 may return to operation 802.
  • the anchor node 700 may receive data frames broadcast by other anchor nodes in a plurality of ranging slots within the given data collection period.
  • the data frames may each include timestamps measured for uplink frames received by corresponding anchor nodes during an uplink time interval.
  • the anchor node 700 receives a first uplink frame from electronic device A and a second uplink frame from electronic device B in operation 806, and the anchor information in the first uplink frame designates the anchor node 700. However, anchor information in the second uplink frame may designate other anchor nodes. Then, the anchor node 700 may broadcast timestamp information of the electronic device B in its assigned ranging slot while receiving data frames broadcast by other anchor nodes in operation 812 .
  • the anchor node 700 calculates the location of the electronic device 101 that has transmitted the uplink frame using the timestamps received through the data frames, and converts the location information indicating the location to the electronic device ( 101) can be sent.
  • the anchor node 700 together with the received timestamps, location information of corresponding anchor nodes, a timestamp indicating the reception point at which the anchor node 700 received the uplink frame, and location information of the anchor node 700 The location can be calculated further using
  • the anchor node 700 may transmit the location information to the electronic device 101 using device identification information (eg, MAC address) obtained from the uplink frame.
  • the anchor node 700 transmits a reporting frame including the location information and the MAC address in the ranging slot allocated within the reporting period designated by the downlink frame in operation 802 (eg, the reporting period 508). (101).
  • the location information transmitted by the anchor node 700 in operation 814 is information necessary for calculating the location of the electronic device 101, for example, the timestamp of the uplink frame measured by the anchor node 700 and other anchor nodes. may include timestamps received from In one embodiment, if the anchor node 700 fails to receive at least two timestamps in operation 812, or if the location information calculated in operation 814 has an unacceptable error, the location information is used for location measurement. It may contain a value indicating failure (eg -1). In one embodiment, the anchor node 700 may transmit the location information to a server related to the electronic device 101 in operation 814 .
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation of the electronic device 101 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the illustrated operations may be performed by the processor 120 of the electronic device 101 in every ranging block or in a given ranging block or given ranging round.
  • the electronic device 101 performs at least one signal transmitted from at least one anchor node in a plurality of ranging slots within a given downlink time period (eg, DL-TDoA period 502). Reception of a downlink frame (eg, downlink TDoA frame) can be monitored.
  • the electronic device 101 may attempt to calculate the location of the electronic device 101 using at least one downlink frame received during the downlink time interval.
  • the electronic device 101 may determine whether location measurement in the uplink TDoA method is required. If the calculation of the location of the electronic device 101 fails in operation 902 or if it is determined that the location measurement of the uplink TDoA method is necessary for various reasons, the electronic device 101 may proceed to operation 906 . In operation 902, the electronic device 101 fails to receive a valid number of downlink frames (for example, at least three) during the downlink time interval, or three or more downlink frames received during the downlink time interval.
  • a valid number of downlink frames for example, at least three
  • the electronic device 101 needs uplink TDoA-type location measurement to replace or reinforce the downlink TDoA-type location measurement performed in operation 902, when initial ranging starts, when a specific location-based service is started or in progress, or in operation 902. can be judged to be
  • the electronic device 101 may end the procedure.
  • the electronic device 101 uploads an update including anchor information indicating at least one anchor node that has transmitted the at least one downlink frame and device identification information (for example, a MAC address) of the electronic device 101.
  • the link frame may be transmitted in at least one ranging slot within a given uplink time interval (eg, UL-TDoA interval 504).
  • the anchor information may indicate at least one anchor node that has transmitted at least one downlink frame having the best signal quality among at least three downlink frames received during the downlink time interval.
  • the electronic device 101 may receive location information calculated based on the uplink frame from an anchor node indicated by anchor information in the uplink frame.
  • the location information may be transmitted during a reporting interval defined within the current rounding block.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an operation of the electronic device 101 according to an embodiment of the present disclosure. The operations illustrated in an embodiment may be performed by the processor 120 of the electronic device 101 in every ranging block or in a given ranging block or given ranging round.
  • the electronic device 101 selects at least one downlink frame (eg, a downlink frame) in a plurality of ranging slots within a given downlink time period (eg, a DL-TDoA period 502).
  • downlink TDoA frame can be monitored.
  • the electronic device 101 may determine whether the number of downlink frames received during the downlink time interval is three or more. If the number of the received downlink frames is three or more, the electronic device 101 may proceed to operation 1006. On the other hand, if the number of the received downlink frames is not more than three, the electronic device 101 may proceed to operation 1008.
  • the electronic device 101 may determine whether the location of the electronic device 101 can be calculated using the three or more received downlink frames. When the location of the electronic device 101 is successfully calculated, the electronic device 101 may end the procedure. If the calculation of the location of the electronic device 101 fails, the electronic device 101 may proceed to operation 1010 .
  • the electronic device 101 may calculate the location of the electronic device 101 using the reception time points of the received three or more downlink frames, and determine whether the calculation of the location is successful. If the calculated location is out of the given map, the electronic device 101 may determine that the location calculation has not been successful. In an embodiment, when the calculated location has an error greater than an allowable range, for example, when the location information calculated in the previous ranging block is separated by more than a predetermined value (eg, tens of meters), the electronic device 101 determines the location It can be judged that the calculation was not successful. When it is determined that the location calculation is successful, the electronic device 101 may return to operation 1002. If the location calculation fails, the electronic device 101 may proceed to operation 1010.
  • a predetermined value eg, tens of meters
  • operation 1010 may be performed.
  • the electronic device 101 may determine whether there is at least one downlink frame received during the downlink time interval. If at least one downlink frame is not received, the electronic device 101 may return to operation 1002. In operation 1008, the electronic device 101 may end the location calculation procedure when at least one downlink frame is not received. As an example, the electronic device 101 may stop calculating the position until reaching the next ranging block or the next ranging round. On the other hand, if it is determined that at least one downlink frame is received in operation 1008, the electronic device 101 may proceed to operation 1010.
  • the electronic device 101 may generate anchor information indicating at least one anchor node that has transmitted the at least one downlink frame.
  • the electronic device 101 may identify an anchor node that has transmitted the downlink frame according to a position of a ranging slot within a downlink time interval in which each downlink frame is received. As an example, if the downlink frame is successfully received in ranging slot 0, the electronic device 101 can know that the downlink frame is transmitted from the first anchor node (eg, anchor node 1 602).
  • the anchor information may include information identifying the anchor node, for example, an anchor index.
  • the anchor information indicates a given number (eg, at least one) of anchor node(s) transmitting the downlink frame having the best received signal quality. or all anchor nodes that have transmitted the two or more downlink frames.
  • the electronic device 101 transmits an uplink frame including device identification information (for example, a randomly generated MAC address) in the current ranging block, together with the anchor information, to the given uplink frame. It can be transmitted in at least one ranging slot within a link time interval (eg, UL-TDoA interval 504).
  • the electronic device 101 obtains a start uplink slot index and an end uplink slot index defining the uplink time interval from any one of the downlink frames received in operation 1002, and the start uplink slot index
  • the uplink time interval can be identified from the link slot index and the ending uplink slot index.
  • the electronic device 101 may select at least one ranging slot from among a plurality of ranging slots included in the identified uplink time interval and transmit the uplink frame in the selected ranging slot. there is.
  • the electronic device 101 may receive location information calculated based on the uplink frame from an anchor node indicated by anchor information in the uplink frame.
  • the location information may be transmitted during a reporting interval defined within the current rounding block.
  • the electronic device 101 may obtain a reporting slot index defining a reporting period from any one of the downlink frames received in operation 1002, and identify the reporting period based on the reporting slot index. there is.
  • the electronic device 101 transmits a report frame including the location information in a ranging slot corresponding to an anchor node indicated by anchor information in the uplink frame among a plurality of ranging slots included in the identified reporting period. can receive The electronic device 101 turns off the UWB receiving circuit after the downlink time interval of operation 1002, and in the ranging slot corresponding to the anchor node indicated by the anchor information in the uplink frame during the identified reporting interval The receiving circuit can be turned on. The electronic device 101 may receive the location information from an anchor node or a server using an OOB frequency channel.
  • An operation method of the electronic device 101 includes receiving at least one downlink frame for use in position measurement of the electronic device from at least one anchor node in a downlink time interval ( 902) may be included.
  • the method may include an operation 906 of transmitting an uplink frame including anchor information indicating the at least one anchor node and device identification information (eg, MAC address) of the electronic device in an uplink time interval. there is.
  • the method may include an operation 908 of receiving location information indicating a location of the electronic device calculated based on the uplink frame from the at least one anchor node.
  • the device identification information may include a randomly generated MAC address for the uplink time interval.
  • the method may further include determining to transmit the uplink frame in the uplink time interval based on a specific condition.
  • the specific condition is, when the number of the at least one downlink frame is less than three (1004), when the location of the electronic device calculated using the at least one downlink frame is out of a given map (1006), This may include either a case in which the position of the electronic device calculated using the at least one downlink frame has an error greater than a given tolerance range (1006) or a case in which it is determined that an uplink-type position measurement is necessary. .
  • Each of the at least one downlink frame includes a report indicating a current slot index, a start uplink slot index and an end uplink slot index associated with the uplink time interval, and optionally a report interval in which the location information is received. It may contain a slot index.
  • the method includes, after transmitting the uplink frame, turning on a receiving circuit of the electronic device in a ranging slot allocated to the at least one anchor within the reporting period and monitoring reception of the location information. can include more.
  • the method may further include selecting one ranging slot for transmitting the uplink frame from among a plurality of ranging slots within the uplink time interval.
  • An operating method of the anchor node 700 may include an operation 802 of transmitting a downlink frame for position measurement of an electronic device in a downlink time interval.
  • the method may include an operation 806 of receiving an uplink frame from the electronic device in an uplink time interval.
  • the method includes, when the uplink frame includes anchor information indicating the anchor node (808), receiving timestamps indicating reception points of the uplink frame from a plurality of other anchor nodes in a data collection period. may include operation 812 .
  • the method may include an operation 814 of transmitting location information indicating a location of the electronic device calculated based on the timestamps to the electronic device.
  • the uplink frame may include a MAC address arbitrarily set by the electronic device for the uplink time interval.
  • the downlink frame may include a current slot index, a start uplink slot index and an end uplink slot index related to the uplink time interval, and optionally a reporting slot index indicating a reporting interval in which the location information is transmitted.
  • the method further includes turning on a receiving circuit of the anchor node and monitoring reception of the uplink frame in a plurality of ranging slots within the uplink time interval after transmitting the downlink frame. can do.
  • a data frame including a timestamp indicating a reception time of the uplink frame received in a ranging slot allocated to the anchor node within a data collection period An operation of broadcasting may be further included.
  • the data collection period may be a period after the end UL slot index provided by the downlink frame.
  • the method may further include calculating a location of the electronic device based on a time when the anchor node received the uplink frame, location information of the anchor node, and the received timestamp.
  • Electronic devices may be devices of various types.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a camera
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • first, second, or first or secondary may simply be used to distinguish a given component from other corresponding components, and may be used to refer to a given component in another aspect (eg, importance or order) is not limited.
  • a (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • the certain component may be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as, for example, logic, logical blocks, parts, or circuits.
  • a module may be an integrally constructed component or a minimal unit of components or a portion thereof that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • a storage medium eg, internal memory 136 or external memory 138
  • a machine eg, electronic device 101
  • a processor eg, the processor 120
  • a device eg, the electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (e.g. electromagnetic wave), and this term refers to the case where data is stored semi-permanently in the storage medium. It does not discriminate when it is temporarily stored.
  • a signal e.g. electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided by being included in a computer program product.
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • a computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play StoreTM) or on two user devices (e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • a device-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play StoreTM
  • two user devices e.g. It can be distributed (eg downloaded or uploaded) online, directly between smart phones.
  • at least part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily created in a device-readable storage medium such as a manufacturer's server, an application store server, or a relay server's memory.
  • each component (eg, module or program) of the above-described components may include a single object or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. there is.
  • one or more components or operations among the aforementioned corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by a corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • the actions performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the actions are executed in a different order, or omitted. or one or more other actions may be added.

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Abstract

통신 회로 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 전자 장치를 개시한다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 다운링크 시간 구간에서 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 전자 장치의 위치 측정에 사용되기 위한 적어도 하나의 다운링크 프레임을 상기 통신 회로를 통해 수신하고, 상기 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치의 장치 식별 정보를 포함하는 업링크 프레임을 업링크 시간 구간에서 상기 통신 회로를 통해 전송하고, 상기 업링크 프레임에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성된다.

Description

위치 측정을 위한 전자 장치 및 그 동작 방법
본 개시는, 위치 측정을 위한 전자 장치 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
초광대역(ultra wide band: UWB)은 매우 짧은 거리에서 매우 적은 전력을 사용하여 높은 전송율로 데이터를 전송할 수 있도록 개발된 무선 기술이다. UWB 근거리 무선 기술(UWB short-range radio technology)은 Wi-Fi나 WiMAX 및 셀룰러 광대역 통신과 같은 다른 장거리 무선 기술들을 보완하는데 사용될 수 있다. UWB는 블루투스에 비해 정확하고 신뢰할 수 있고 효율적인 근거리 통신을 제공할 수 있도록 개발되었다.
UWB 무선 기술은 실내 및 실외에서 비교적 높은 정확도로 객체(objects)에 대한 위치 측정(localization)이 가능하도록 할 수 있도록 한다. 위치 측정의 정확도를 향상시키기 위해 UWB는 도달 시간차(time difference of arrival: TDoA)와 양방향 레인징(two ranging)을 사용할 수 있으며 이를 TDoA 레인징이라 칭할 수 있다.
UWB의 TDoA를 이용한 위치 측정 방식에는 단말 장치가 전송하는 신호를 이용하는 업링크 TDoA 방식과 앵커 노드들로부터 수신되는 신호들을 이용하는 다운링크 TDoA 방식이 있을 수 있다.
업링크 TDoA 방식에서, 단말 장치가 보내는 업링크 신호는 앵커 노드들로 수신될 때, 앵커 노드들의 위치에 따라 상기 업링크 신호가 앵커 노드들에 도달하는 시간에 차이가 발생하게 된다. 중앙 장치(central station)는 상기 업링크 신호에 대한 도달 시간 차들(즉 TDoAs)을 이용해 단말 장치의 위치를 추정할 수 있다.
다운링크 TDoA 방식에서는 앵커 노드들이 순차적으로 보내는 다운링크 신호들이 단말 장치로 수신되는 시점들과 관련된 도달 시간 차들을 이용하여 단말 장치의 위치를 계산할 수 있다. 앵커 노드는 주어진 시간 슬롯(이하 슬롯이라 칭함)이나 시간 구간에서 자신의 다운링크 신호를 전송할 수 있다.
업링크 TDoA 방식과 다운링크 TDoA 방식은 둘 다, 앵커 노드들 간에 시간 동기화되어 있거나 또는 각 앵커 노드가 앵커 노드들 간의 동기 불일치를 보상할 수 있어야 한다.
상기 정보는 본 개시내용의 이해를 돕기 위한 배경 정보로서만 제공된다. 위의 내용 중 어느 것이 본 개시와 관련하여 선행 기술로 적용될 수 있는지 여부에 대해 결정하거나 주장하지 않는다.
업링크 TDoA 방식은 네트워크 내에 수용할 수 있는 단말 장치들의 숫자에 한계를 가진다. 위치 측정을 하고자 하는 단말 장치들은 각자 주기적으로 업링크 신호를 전송하게 되는데 위치 측정을 하고자 하는 단말 장치들의 숫자가 늘어날수록 단말 장치들로부터 전송되는 업링크 신호들 간의 충돌(collision)의 발생 빈도가 기하급수적으로 늘어날 수 있다. 충돌을 회피하기 위한 다양한 기술들이 적용된다고 하더라도, 예를 들어 경로 찾기와 같이 주기적인 위치 측정을 필요로 하는 단말 장치들이 존재할 수 있으며, 위치 측정을 원하는 단말 장치들이 네트워크의 수용 가능한 숫자를 넘어서면 전체 네트워크의 위치 측정이 제대로 동작하지 않을 수 있다.
다운링크 TDoA 방식은 정해진 숫자의 앵커 노드들이 다운링크 신호들을 전송할 수 있고, 단말 장치들이 상기 다운링크 신호들을 수신하면 되기 때문에, 실질적으로 무한대의 단말 장치들이 위치 측정에 참여할 수 있다. 하지만 일반적으로 이동 장치로 구현되는 단말 장치는 폼팩터의 제약으로 인해 수신 감도(receive sensitivity)가 앵커 노드에 비해 열악할 수 밖에 없고, 이에 따라 신호 수신에서는 얻을 수 있는 이득이 송신에 비해 수 dB 이상 차이가 발생할 수 있으며, 이로 인해 업링크 TDoA 방식에 비해 위치 측정의 성공률이 떨어질 수 있다.
본 개시의 양태는 적어도 위에서 언급된 문제 및/또는 단점을 해결하고 적어도 아래에서 설명되는 이점을 제공하는 것이다. 본 개시의 일 양태는 업링크 TDoA 방식과 다운링크 TDoA 방식을 결합함으로써 각각의 단점을 보완하고 업링크 TDoA 방식의 성능과 다운링크 TDoA 방식의 용량이라는 장점을 확보할 수 있는 전자 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
추가적인 양태는 다음의 설명에서 부분적으로 설명될 것이고, 부분적으로는 설명으로부터 명백할 것이며, 또는 제시된 실시예의 실행에 의해 학습될 수 있다.
본 개시의 일 양태에 따른 전자 장치가 개시된다. 상기 전자 장치는, 통신 회로 및 상기 통신 회로와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 다운링크 시간 구간에서 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 전자 장치의 위치 측정에 사용되기 위한 적어도 하나의 다운링크 프레임을 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치의 장치 식별 정보를 포함하는 업링크 프레임을 업링크 시간 구간에서 상기 통신 회로를 통해 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 업링크 프레임에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따른 앵커 노드가 개시된다. 상기 앵커 노드는, 통신 회로 및 상기 통신 회로와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 다운링크 시간 구간에서 전자 장치의 위치 측정을 위한 다운링크 프레임을 상기 통신 회로를 통해 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 업링크 시간 구간에서 상기 전자 장치로부터 상기 통신 회로를 통해 업링크 프레임을 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 업링크 프레임이 상기 앵커 노드를 지시하는 앵커 정보를 포함하는 경우, 데이터 수집 구간에서 복수의 다른 앵커 노드들로부터 상기 업링크 프레임의 수신 시점들을 나타내는 타임스탬프들을 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 타임스탬프들에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 전자 장치에게 전송하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따른 전자 장치의 동작 방법이 개시된다. 상기 방법은, 다운링크 시간 구간에서 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 전자 장치의 위치 측정에 사용되기 위한 적어도 하나의 다운링크 프레임을 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치의 장치 식별 정보를 포함하는 업링크 프레임을 업링크 시간 구간에서 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 업링크 프레임에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 적어도 하나의 앵커 노드로부터 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양태에 따른 앵커 노드의 동작 방법이 개시된다. 상기 방법은, 다운링크 시간 구간에서 전자 장치의 위치 측정을 위한 다운링크 프레임을 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 업링크 시간 구간에서 상기 전자 장치로부터 업링크 프레임을 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 업링크 프레임이 상기 앵커 노드를 지시하는 앵커 정보를 포함하는 경우, 데이터 수집 구간에서 복수의 다른 앵커 노드들로부터 상기 업링크 프레임의 수신 시점들을 나타내는 타임스탬프들을 수신하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 타임스탬프들에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 전자 장치에게 전송하는 동작을 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 전자 장치 및 그 동작 방법은, 업링크 TDoA 방식과 다운링크 TDoA 방식을 결합함으로써 각각의 단점을 보완하고 업링크 TDoA 방식의 성능과 다운링크 TDoA 방식의 용량이라는 장점들을 확보할 수 있다.
본 개시의 다른 양태, 이점 및 두드러진 특징은 첨부된 도면과 함께 취해진 본 개시의 다양한 실시예들을 개시하는 다음의 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것이다.
본 개시의 특정 실시예들에 대한 상술한 및 다른 측면, 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 설명으로부터 더욱 명백할 것이다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 TDoA 기반 위치 측정 시스템을 도시한 것이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 TDoA 위치 측정을 위해 사용되는 레인징 블록 구조를 도시한 것이다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 다운링크 TDoA 방식의 위치 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 다운링크 TDoA 구간과 업링크 TDoA 구간을 포함하는 레인징 라운드를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 전자 장치의 위치 측정을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 앵커 노드의 블록도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 앵커 노드의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호가 동일하거나 유사한 요소, 특징 및 구조를 묘사하는 데 사용된다는 점에 유의해야 한다.
첨부된 도면을 참조한 다음의 설명은 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의된 바와 같은 본 개시의 다양한 실시예의 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 여기에는 이해를 돕기 위한 다양한 특정 세부 사항이 포함되어 있지만 이는 단지 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 본 명세서에 기술된 다양한 실시예의 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 명료함과 간결함을 위해 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명은 생략할 수 있다.
하기 설명 및 청구범위에서 사용된 용어 및 단어는 서지적 의미에 제한되지 않으며, 본 개시의 명확하고 일관된 이해를 가능하게 하기 위해 발명자가 단지 사용한다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시예에 대한 다음의 설명은 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정의된 바와 같은 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라 단지 예시의 목적으로 제공된다는 것이 당업자에게 명백해야 한다.
단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수 지시 대상을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 예를 들어 "구성요소 표면"에 대한 언급은 그러한 표면 중 하나 이상에 대한 언급을 포함한다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다. 비휘발성 메모리(134)는 내부 메모리(136) 또는 외부 메모리(138)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108)) 간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(SIM)(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 TDoA 기반 위치 측정 시스템을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 복수의 앵커 노드들(202, 204, 206, 208)은 TDoA 메시지들을 프레임들의 형태로 교환할 수 있다. 이하 TDoA 메시지들은 TDoA 프레임들이라 칭할 수 있다. 앵커 노드들(202, 204, 206, 208)은 미리 설치되어 있고, 앵커 노드들(202, 204, 206, 208)의 위치들에 대한 정보는, 이동할 수 있는 전자 장치(101)에 저장된 상태일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서 상기 위치들에 대한 정보는 무선으로 전자 장치(101)에게 전달되거나 또는 전자 장치(101)에 미리 저장될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에서 상기 위치들에 대한 정보는 서버(예: 도 1의 서버(108))에 저장될 수 있고, 전자 장치(101)는 서버로부터 상기 위치들에 대한 정보를 다운로드 받을 수 있다.
앵커 노드들(202, 204, 206, 208)은 전자 장치(101)의 가시선(line of sight: LOS) 상에 위치할 수 있다. 주어진 슬롯에서 앵커 노드들(202, 204, 206, 208)의 전송 타이밍과 역할(예를 들어 개시자 또는 응답자)은 전자 장치(101)의 위치 측정을 위한 TDoA 동작의 이전에 미리 설정(pre-configure)될 수 있다. 예를 들어, 복수의 앵커 노드들 중 하나인 마스터 앵커(예를 들어 앵커 노드(202))는 앵커 노드들(202, 204, 206, 208)의 전송 타이밍을 관리할 수 있다.
다운링크 TDoA 방식의 경우, 전자 장치(101)는 앵커 노드들(202, 204, 206, 208) 간의 통신 채널(210)을 통해 교환되는 다운링크 TDoA 프레임들을 무선 채널(212)을 통해 오버히어(overhear)하고 상기 다운링크 TDoA 프레임들의 수신 시점들을 측정할 수 있다. 예를 들어, 2차원 공간 상에서 전자 장치(101)의 위치를 구하기 위해서 전자 장치(101)는 최소 3개의 앵커 노드들에 대한 TDoA들을 측정하여야 하고, 3차원 공간 상에서는 최소 4개의 앵커 노드들에 대한 TDoA들이 필요할 수 있다. 상기 TDoA들과 앵커 노드들(202, 204, 206, 208)의 주어진 위치들에 기반하여 전자 장치(101)는 자신의 위치를 계산할 수 있다.
업링크 TDoA 방식의 경우, 전자 장치(101)는 자신의 식별 정보(예를 들어 MAC(media access control) 주소)를 포함하는 업링크 TDoA 프레임을 주변의 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드들(202, 204, 206, 208))이 수신할 수 있는 무선 채널(212)을 통해 전송할 수 있다. 예를 들어 상기 업링크 TDoA 프레임은 앵커 노드들(202, 204, 206)에 의해 수신될 수 있고, 상기 앵커 노드들(202, 204, 206)은 상기 업링크 TDoA 프레임에 대해 측정된 TDoA 값들을 공유하거나, 전자 장치(101) 또는 서버(도시하지 않음)로 보고할 수 있으며, 상기 TDoA 값들과 앵커 노드들(202, 204, 206)의 위치들에 근거하여 전자 장치(101)의 위치가 계산될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따라 TDoA 위치 측정을 위해 사용되는 레인징 블록 구조를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 레인징 블록(300)는 N개의 레인징 라운드들(레인징 라운드 0 ~ 레인징 라운드 R-1)을 포함할 수 있다. 레인징 블록(300)의 길이는 지연 요구사항을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어 레인징 블록(300)의 길이는 100ms보다 작게 결정될 수 있다. 하나의 레인징 블록(300) 내에서 레인징 라운드들의 개수는 앵커 노드들의 성능(예를 들어 마스터 앵커들의 밀도) 및 TDoA 위치 측정을 위한 요구사항을 고려하여 결정될 수 있다. 도시하지 않을 것이나 일 실시예에서 레인징 라운드들의 사이에는 보호 시간(guard time)이 적용될 수 있다.
각 레인징 라운드(예를 들어 레인징 라운드 1(302))는 복수의 레인징 슬롯들로 구성될 수 있으며, 각 레인징 라운드에 포함되는 레인징 슬롯들의 개수는 전자 장치(예를 들어 전자 장치(101))의 가시선 상에 존재할 수 있는 앵커 노드들의 개수를 고려하여 결정될 수 있다. 각 레인징 슬롯은 하나의 TDoA 프레임을 전송할 수 있는 단위 시간 구간으로 정의될 수 있다. 복수의 앵커 노드들 중 하나인 마스터 앵커(예를 들어 앵커 노드(202))는 레인징 라운드(예를 들어 레인징 라운드 1(302))를 관리하고, 레인징 라운드 1(302)에 대한 정보를 다른 앵커 노드들에게 전송할 수 있다.
하나의 레인징 라운드(예를 들어 레인징 라운드 1(302)) 내에 포함되는 레인징 슬롯들(304, 306, 308, 310)의 개수는 마스터 앵커 및 주변에 위치하는 앵커 노드들의 개수보다 클 수 있다. 첫번째 레인징 슬롯(304)과 마지막 레인징 슬롯(310)은 마스터 앵커에 의해 사용되도록 지정될 수 있고, 나머지 레인징 슬롯들(예를 들어 레인징 슬롯들(306, 308))은 다른 앵커 노드들에게 각각 할당될 수 있다.
도 4a는 본 개시의 일 실시예에 따른 다운링크 TDoA 방식의 위치 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 복수(예를 들어 적어도 3개)의 앵커 노드들(402, 404, 406)(예를 들어 앵커 노드들(202, 204, 206, 208) 중 적어도 하나를 포함함)은 미리 약속된 시간 구간(예를 들어 도 5의 DL-TDoA 구간(502))과 무선 채널을 사용하여 다운링크 TDoA 프레임들(408)을 각각 전송할 수 있다. 일 실시예에서 상기 미리 약속된 시간 구간은 매 레인징 라운드(예를 들어 도 3의 레인징 라운드 1(302)) 내의 미리 정해지는 적어도 하나의 슬롯일 수 있다.
각 다운링크 TDoA 프레임(408)은 해당 다운링크 TDoA 프레임(408)이 전송되는 레인징 슬롯을 식별하는 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다. 각 다운링크 TDoA 프레임(408)은 후속하는 업링크 TDoA 프레임의 전송에 필요한 할당 정보, 예를 들어 업링크 시간 구간(예를 들어 도 5의 UL_TDoA 구간(504))을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 각 다운링크 TDoA 프레임(408)은 상기 앵커 노드가 전자 장치(101)의 위치 정보를 전송하는데 사용되는 할당 정보, 예를 들어 다운링크 시간 구간(예를 들어 도 5의 보고 구간(508))을 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
전자 장치(101)는 상기 다운링크 TDoA 프레임들(408)에 대해 측정되는 TDoA 값들을 이용하여 자신의 위치를 계산하거나, 상기 TDoA 값들에 대한 정보를 서버(도시하지 않음)로 보고하여 서버에 의해 전자 장치(101)의 위치를 계산하도록 할 수 있다.
전자 장치(101)는 추가적으로 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위한 업링크 TDoA 프레임을 전송할 필요가 있다고 판단할 수 있다. 전자 장치(101) 또는 서버가 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 실패한 경우 또는 전자 장치(101)의 유효한 위치를 획득하지 못했다고 판단되는 경우, 전자 장치(101)는 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위한 업링크 TDoA 프레임을 전송하기로 결정할 수 있다.
전자 장치(101)는 최소 3개의 다운링크 TDoA 프레임들을 수신하지 못한 경우, 다운링크 TDoA 프레임들을 기반으로 계산된 위치 정보가 주어진 맵(예를 들어 전자 장치(101)가 실내 네비게이션을 위해 동작하는 경우 실내 공간에 대응하는 맵)을 벗어나는 경우, 또는 현재 계산된 위치 정보가 이전 계산된 위치에 비해 주어진 허용 범위 이상의 오차를 가지는 경우에, 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 실패하였거나, 또는 전자 장치(101)의 유효한 위치를 획득하지 못한 것으로 판단할 수 있다. 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 실패하는 것과 전자 장치(101)의 유효한 위치를 획득하지 못하는 것은 상호간에 동등한 의미로 사용될 수 있다.
전자 장치(101)는 상기한 경우 이외에, 다양한 이유(예를 들어 최초 레인징 시작시, 또는 위치 기반의 특정 서비스를 실행하는 경우, 또는 다운링크 TDoA 방식을 통해 측정한 위치의 정확도를 개선하고자 하는 경우)로 다운링크 TDoA 방식의 위치 측정을 대체하거나 보강하기 위해 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위한 업링크 TDoA 프레임을 전송하기로 결정할 수 있다.
도 4b는 본 개시의 일 실시예에 따른 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 전자 장치(101)는 다운링크 TDoA 방식에 따른 위치 측정에 실패하거나 또는 유효한 위치를 획득하는데 실패한 경우, 업링크 TDoA 방식에 따른 위치 측정을 수행할 것으로 결정할 수 있다. 업링크 TDoA 방식에 따른 위치 측정을 수행하기 위해 전자 장치(101)는, 미리 약속된 시간 구간(예를 들어 도 5의 UL-TDoA 구간(504))과 미리 약속된 무선 채널을 사용하여 업링크 TDoA 프레임(410)을 전송할 수 있다.
업링크 TDoA 프레임(410)는 전자 장치(101)을 식별하기 위한 정보(예를 들어 MAC 주소)를 포함할 수 있다. 업링크 TDoA 프레임(410)에 포함되는 MAC 주소는 전자 장치(101)에서 업링크 TDoA 프레임(410)를 전송하는 시점에서 임의로 할당될 수 있다. 업링크 TDoA 프레임(410)는 다운링크 TDoA 방식을 통해 다운링크 TDoA 프레임들(408)을 전송한 앵커 노드들(402, 404, 406) 중 적어도 하나의 앵커 노드에 대한 앵커 정보를 포함할 수 있다.
상기 앵커 정보는 다운링크 TDoA 프레임들(408)을 전송한 앵커 노드들(402, 404, 406) 중 전자 장치(101)의 위치 정보를 계산하도록 지정된 적어도 하나의 앵커 노드를 지시하기 위해, 업링크 TDoA 프레임(410)에 포함될 수 있다. 상기 앵커 정보는 전자 장치(101)가 다운링크 TDoA 프레임(408)을 수신하는데 성공한 적어도 하나의 앵커 노드에 대한 식별 정보(예를 들어 앵커 인덱스)를 포함할 수 있다. 상기 앵커 정보는 전자 장치(101)가 다운링크 TDoA 프레임(408)의 수신 품질(예를 들어 RSSI (receive signal strength indicator) 또는 FoV(field of view) 값)을 기반으로 지정한 적어도 하나의 앵커 정보의 식별 정보(예를 들어 앵커 인덱스)를 포함할 수 있다.
상기 업링크 TDoA 프레임(410)은 전자 장치(101)의 주변에 위치한 복수(예를 들어 적어도 3개)의 앵커 노드들(402, 404, 406)(예를 들어 앵커 노드들(202, 204, 206, 208) 중 적어도 하나를 포함함)에 의해 수신될 수 있다. 상기 앵커 노드들(402, 404, 406)은 상기 업링크 TDoA 프레임(410)의 수신 시점들을 나타내는 타임스탬프들을 서로 간에 공유하거나, 전자 장치(101) 또는 서버(도시하지 않음)로 보고할 수 있으며, 상기 TDoA 값들과 앵커 노드들(402, 404, 406)의 위치들에 근거하여 전자 장치(101)의 위치가 앵커 노드들(402, 404, 406) 중 어느 하나, 전자 장치(101) 또는 서버에 의해 계산될 수 있다.
앵커 노드들(402, 404, 406405) 중 전자 장치(101)에 의해 지정된 하나의 앵커 노드(예를 들어 앵커 노드(406))는 미리 약속된 시간 구간(예를 들어 도 5의 UL-TDoA 구간(504))에서 전자 장치(101)로부터 업링크 TDoA 프레임(410)을 수신하고 업링크 TDoA 프레임(410)의 수신 시점을 이용하여 전자 장치(101)까지의 거리를 계산할 수 있다. 또한 앵커 앵커 노드(406)는 다른 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드(402) 및 앵커 노드(404))로부터 각 앵커 노드가 상기 업링크 TDoA 프레임(410)을 수신한 시점을 나타내는 타임스탬프를 수신하고, 상기 타임스탬프에 의해 각 앵커 노드와 전자 장치(101) 간의 거리를 계산할 수 있다. 앵커 노드(406)는 자신의 위치와 다른 앵커 노드들의 위치를 미리 알고 있으므로, 삼각측량법에 의해 전자 장치(101)의 위치를 계산할 수 있다.
UWB를 이용한 위치 측정을 위해 레인징 라운드(예를 들어 레인징 라운드 1 (302))는 DL-TDoA 구간과 UL-TDoA 구간과, 데이터 수집 구간(예를 들어 도 5의 데이터 수집 구간(506))을 포함할 수 있다. 레인징 라운드는 데이터 수집 구간 이후에, 보고 구간(예를 들어 도 5의 보고 구간(508))을 더 포함할 수 있다. DL-TDoA 구간에서 각 앵커 노드가 보내는 다운링크 TDoA 프레임은 현재 슬롯 인덱스와, UL-TDoA 구간의 시작 인덱스 슬롯 및 마지막 인덱스 슬롯과, 보고 구간이 존재하는 경우 해당 앵커 노드가 사용할 보고 구간 내의 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다.
전자 장치(101)는 사용자의 요청에 따라 혹은 전자 장치(101)에서의 필요에 따라 UWB 기반의 위치 측정을 수행하기로 결정할 수 있다. 전자 장치(101)는 DL-TDoA 구간에서 다운링크 TDoA 방식에 따라 전자 장치(101)의 위치를 계산하려고 시도할 수 있다. 만일 전자 장치(101)의 유효한 위치를 계산하는데 실패한 경우, 전자 장치(101)는 UL-TDoA 구간에서 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위한 업링크 TDoA 프레임을 전송할 수 있다. 상기 업링크 TDoA 프레임은 적어도 하나의 지정된 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와, 전자 장치(101)의 장치 식별 정보(예를 들어 임의로 할당된 랜덤 MAC 주소)를 포함할 수 있다. 상기 지정된 앵커 노드는 DL-TDoA 구간 동안 전자 장치(101)가 정상적으로 수신한 다운링크 TDoA 프레임들을 기반으로 전자 장치(101)에 의해 결정될 수 있다.
UL-TDoA 구간에서 각 앵커 노드는 전자 장치(101)이 보낸 업링크 TDoA 프레임을 각자 수신할 수 있다. 또한 각 앵커 노드는 상기 업링크 TDoA 프레임을 기반으로 전자 장치(101)에 의해 지정된 앵커 노드를 식별할 수 있다. 상기 지정된 앵커 노드를 제외한 나머지 앵커 노드들은 상기 업링크 TDoA 프레임의 수신시점을 나타내는 타임스탬프를, 상기 지정된 앵커 노드로 전달할 수 있다. 상기 지정된 앵커 노드는 상기 타임스탬프를 기반으로 전자 장치(101)의 위치 정보를 계산할 수 있다. 상기 위치 정보는 보고 구간 동안 상기 지정된 앵커 노드로부터 전자 장치(101)에게로 전송될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따라 다운링크 TDoA 구간과 업링크 TDoA 구간을 포함하는 레인징 라운드를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 레인징 라운드(500)를 구성하는 복수의 슬롯들(예를 들어 레인징 슬롯들(304, 306, 308, 310))은 DL-TDoA 구간(502)과, UL-TDoA 구간(504)과, 데이터 수집 구간(506)과, 보고 구간(508)으로 할당될 수 있다. 여기서 보고 구간(508)은 생략될 수 있다. 예를 들어 레인징 라운드(500)는 100개의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있으며, DL-TDoA 구간(502)을 위해 20개의 슬롯들(슬롯 0 ~ 19)이 할당되고, UL-TDoA 구간(504)을 위해 40개의 슬롯들(슬롯 20~59)이 할당되고, 데이터 수집 구간(506)을 위해 20개의 슬롯들(슬롯 60-79)이 할당되고, 필요한 경우 보고 구간(508)을 위해 20개의 슬롯들(슬롯 80~99)이 할당될 수 있다. 일 실시예에서 레인징 라운드(500)는 도 3에 도시된 레인징 블록(300) 내에 포함되는 R개의 레인징 라운드들 중 적어도 하나(예를 들어 레인징 라운드 1(302))일 수 있다. 일 실시예에서 레인징 라운드(500)는 적어도 하나의 주어진 레인징 블록 내의 적어도 하나의 주어진 레인징 라운드(예를 들어 레인징 라운드 1(302))일 수 있다.
DL-TDoA 구간(502)은 다운링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위해 사용되는 시간 구간으로서, 전자 장치(101)의 주변에 위치하는 복수의 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)에 대응할 수 있는 복수의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있다. 예를 들어 DL-TDoA 구간(502)은 20개의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있고, 상기 레인징 슬롯들은 전자 장치(101)의 주변에 위치하는 적어도 20개의 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)에게 각각 할당될 수 있다.
각각의 앵커 노드는 DL-TDoA 구간(502) 내에서 적어도 하나의 고유한 레인징 슬롯을 할당받을 수 있으며, 상기 자신의 레인징 슬롯 내에서 자신의 다운링크 TDoA 프레임(예를 들어 다운링크 TDoA 프레임(408))을 전송할 수 있다. 예를 들어 앵커 노드들 1, 2, ... 20은 DL_TDoA 구간(502) 내의 슬롯 0, 1, ... 19에 각각 할당될 수 있다. DL-TDoA 구간(502) 내의 레인징 슬롯들에 앵커 노드들을 할당하는 제어 정보는, 앵커 노드들과 전자 장치(101)에게 미리 설정(pre-configure)되어 있거나, 또는 일 실시예에서 마스터 앵커에 의해 레인징 제어 메시지(ranging control message: RCM)에 포함되어 다른 앵커 노드들 및/또는 전자 장치(101)에게 전달될 수 있다. 도시되지 않은 본 개시의 일 실시예에 따르면 상기 제어 정보를 포함하는 메시지(예를 들어 RCM)는 레인징 라운드(500)의 슬롯 0에서 전송될 수 있다. 앵커 노드들은 DL-TDoA 구간(502) 동안 DS-TWR (double sided two way ranging) 방식에 따라 상호간에 다운링크 TDoA 프레임을 통신할 수 있으며, 전자 장치(101)는 스니핑을 통해 다운링크 TDoA 프레임을 수신할 수 있다.
전자 장치(101)는 DL-TDoA 구간(502) 동안 UWB 수신 회로를 활성화(예를 들어 턴-온)하고, DL-TDoA 구간(502) 내의 레인징 슬롯들에서 앵커 노드들로부터 전송되는 다운링크 TDoA 프레임들을 수신할 수 있다.
UL-TDoA 구간(504)는 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위해 사용되는 시간 구간으로서, 전자 장치(101)로부터 업링크 TDoA 프레임(예를 들어 업링크 TDoA 프레임(410))을 전송할 수 있는 복수의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 DL-TDoA 구간(502) 동안 다운링크 TDoA 방식에 의한 위치 측정에 실패한 경우에, UL-TDoA 구간(504) 동안 업링크 TDoA 프레임을 전송하기로 결정할 수 있다.
업링크 TDoA 프레임은 UL-TDoA 구간(504)의 레인징 슬롯들 중 선택된 하나의 레인징 슬롯에서 전송될 수 있다. 상기 하나의 레인징 슬롯은 예를 들어 UL-TDoA 구간(504)의 레인징 슬롯들 중에서 임의로 선택될 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(101)는 UL-TDoA 구간(504) 중 적어도 하나의 레인징 슬롯에서 업링크 TDoA 프레임을 전송할 수 있다. UL-TDoA 구간(504)에 포함되는 레인징 슬롯들의 개수는 복수의 단말 장치들에 의한 업링크 TDoA 프레임의 전송을 보장할 수 있도록 정해질 수 있다. 예를 들어 UL-TDoA 구간(504)는 40개의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있다. 예를 들어 전자 장치(101)는 UL-TDoA 구간(504)에 포함되는 슬롯 20 ~ 59 중에서, 적어도 하나의 슬롯(예를 들어 슬롯 21)을 임의로 또는 주어진 규칙에 따라 선택하고, 상기 슬롯 21에서 업링크 TDoA 프레임을 전송할 수 있다.
앵커 노드들(앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)은 UL-TDoA 구간(504)이 시작되는 시점에서 UWB 수신 회로를 활성화(예를 들어 턴-온)하고, UL-TDoA 구간(504) 내의 레인징 슬롯들에서 UWB 수신 회로를 통해 전자 장치(101)로부터 업링크 TDoA 프레임이 수신되는지의 여부를 모니터링할 수 있다. 적어도 하나의 앵커 노드는 UL-TDoA 구간(504) 내의 적어도 하나의 레인징 슬롯에서 전자 장치(101)로부터 업링크 TDoA 프레임을 수신하고, 상기 업링크 TDoA 프레임의 수신시점을 나타내는 타임스탬프를 획득할 수 있다. 일 실시예에서 적어도 하나의 앵커 노드는 UL-TDoA 구간(504) 내의 어느 한 레인징 슬롯(예를 들어 슬롯 21)에서 업링크 TDoA 프레임을 수신하면, 이후의 슬롯들(예를 들어 슬롯들 22 ~ 59)에서 상기 UWB 수신 회로를 비활성화(예를 들어 턴-오프)할 수 있다.
데이터 수집 구간(506)은 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)이 UL-TDoA 구간(504)에서 수신한 업링크 TDoA 프레임에 대한 타임스탬프들을 상호 간에 교환하기 위하여 사용될 수 있다. 일 실시예에서 데이터 수집 구간(506)으로 할당되는 레인징 슬롯들의 개수는 전자 장치(101)의 주변에 위치하는 복수의 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)의 개수에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어 데이터 수집 구간(506)은 20개의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있고, 상기 레인징 슬롯들은 전자 장치(101)의 주변에 위치하는 적어도 20개의 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)에게 각각 할당될 수 있다. 각각의 앵커 노드는 데이터 수집 구간(506) 내에서 적어도 하나의 고유한 레인징 슬롯을 가질 수 있으며, 상기 자신의 레인징 슬롯 동안, 상기 타임스탬프에 대한 정보를 다른 앵커 노드들이 수신할 수 있도록 전송할 수 있다.
데이터 수집 구간(506)은 DL-TDoA 구간(502)과 동일한 개수의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있고, 앵커 노드들 1, 2, ... 20은 데이터 수집 구간(506) 내의 슬롯 60, 61, ... 79에 각각 할당될 수 있다. 예를 들어 업링크 TDoA 프레임에 포함되는 앵커 정보는 앵커 노드 5를 지정할 수 있고, 앵커 노드 5는 데이터 수집 구간(506) 내의 복수의 슬롯들에서 UWB 수신 회로를 활성화하여 다른 앵커 노드들로부터 전송되는 타임스탬프들을 수집할 수 있다. 앵커 노드 5를 제외한 적어도 하나의 다른 앵커 노드(예를 들어 앵커 노드 10)는 UL-TDoA 구간(504) 내의 슬롯 21에서 업링크 TDoA 프레임을 수신하여 타임스탬프를 측정하고, 상기 타임스탬프에 대한 정보를 데이터 수집 구간(506) 내의 슬롯 69에서 전송할 수 있다.
레인징 라운드(500) 내에 보고 구간(508)이 존재하는 경우, 보고 구간(508)은 앵커 노드들(앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음) 중 적어도 하나가 데이터 수집 구간(506)에서 수집한 정보(예를 들어 타임스탬프들)를 기반으로 계산한 전자 장치(101)의 위치 정보를 전자 장치(101)에게 보고하기 위하여 사용될 수 있다. 보고 구간(508)으로 할당되는 레인징 슬롯들의 개수는 전자 장치(101)의 주변에 위치하는 복수의 앵커 노드들(앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)의 개수에 따라 정해질 수 있다. 예를 들어 보고 구간(508)은 DL-TDoA 구간(502) 및/또는 데이터 수집 구간(506)과 동일한 개수의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있다. 보고 구간(508)은 20개의 레인징 슬롯들을 포함할 수 있고, 상기 레인징 슬롯들은 전자 장치(101)의 주변에 위치하는 적어도 20개의 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)에게 각각 할당될 수 있다. 예를 들어 앵커 노드들 1, 2, ... 20은 보고 구간(508) 내의 슬롯 80, 81, ... 99에 각각 할당될 수 있다.
각각의 앵커 노드는 보고 구간(508) 내에서 적어도 하나의 고유한 레인징 슬롯을 할당받을 수 있으며, UL-TDoA 구간(504)에서 전송되는 업링크 TDoA 프레임에 의해 지정될 수 있는 적어도 하나의 앵커 노드(예를 들어 앵커 노드 5)는 상기 자신의 레인징 슬롯(예를 들어 슬롯 84) 동안, 전자 장치(101)의 위치 정보를 전자 장치(101)에게 전송할 수 있다.
상기 앵커 노드 5는 상기 보고 구간(508) 내의 슬롯 84 동안, 전자 장치(101)의 위치 정보 대신, 다른 앵커 노드들로부터 수신한 타임스탬프 및 자신이 측정한 타임스탬프에 대한 정보를 전자 장치(101)에게 전송할 수 있다. 그러면 전자 장치(101)는 상기 타임스탬프들에 대한 정보와 미리 알고 있는 앵커 노드들의 위치들을 기반으로 전자 장치(101)의 위치 정보를 계산할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서 보고 구간(508)은 레인징 라운드(500)에서 생략될 수 있고, 전자 장치(101)의 위치 정보(또는 타임 스탬프들의 정보)는 다음 레인징 라운드(또는 다음 레인징 블록)의 DL-TDoA 구간에서 전송되는 다운링크 TDoA 프레임에 포함되어 전자 장치(101)로 전송될 수 있다. 전자 장치(101)의 위치 정보(또는 타임 스탬프들의 정보)는 대역외(out-of-band: OOB) 주파수 채널을 사용하여 전자 장치(101)로 전송될 수 있다. 전자 장치(101)는 다운링크 TDoA 프레임 또는 OOB 주파수 채널을 통해 수신한 타임스탬프들의 정보와 미리 알고 있는 앵커 노드들의 위치를 이용하여 전자 장치(101)의 위치를 계산할 수 있다.
DL-TDoA 구간(502)과 데이터 수집 구간(506)과 보고 구간(508)은 각 앵커 노드들에게 할당된 레인징 슬롯들을 포함하는 CFP(contention free period)일 수 있고, UL-TDoA 구간(504)은 복수의 전자 장치들에 의해 경쟁적으로 사용될 수 있는 CAP(contention access period)일 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따라 전자 장치의 위치 측정을 설명하기 위한 신호 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 레인징 블록 1 (RB1)에서 전자 장치(101)은 다운링크 TDoA 방식으로 위치 측정에 성공했으나, 레인징 블록 2 (RB2)에서는 다운링크 TDoA 방식으로 위치 측정에 실패였으며 따라서 전자 장치(101)는 업링크 TDoA 방식을 이용해 위치 측정을 수행하고 있다. 전자 장치(101)는 앵커 노드 1(602), 앵커 노드 2(604), 및 앵커 노드 N(606)(예를 들어 앵커 노드들(202, 204, 206, 208) 또는 앵커 노드들(402, 404, 406) 중 적어도 하나를 포함할 수 있음)과 통신할 수 있다.
도 6에서는 각 레인징 블록 내에 하나의 레인징 라운드가 포함되고, 각 레인징 라운드가 도 5의 구조를 가지는 실시예를 도시 및 설명하였으나, 동일한 구조를 가지는 복수의 레인징 라운드가 하나의 레인징 블록에 포함되고, 하나 혹은 그 이상의 레인징 라운드들 또는 하나 또는 그 이상의 레인징 블록들에서 도 6의 동작들이 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 동작 612a, 동작 612b, 및 동작 612c에서 앵커 노드들(602, 604, 606)( 앵커 노드들(402, 404, 406)을 포함할 수 있음)은 레인징 블록 1(RB1)의 DL-TDoA 구간(예를 들어 DL-TDoA 구간(502)) 내의 할당된 레인징 슬롯들에서 다운링크 TDoA 프레임들(예를 들어 다운링크 TDoA 프레임(408))을 각각 브로드캐스트할 수 있다. 일 예로서 동작 612a에서 앵커 노드 1(602)는 DL-TDoA 구간 내의 레인징 슬롯 0에서 제1 다운링크 TDoA 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 상기 제1 다운링크 TDoA 프레임은 상기 레인징 슬롯 0을 식별하는 현재 슬롯 인덱스(current slot index)의 값 [0]을 포함할 수 있다.
상기 제1 다운링크 TDoA 프레임은 후속하는 업링크 TDoA 구간(예를 들어 UL-TDoA 구간(504))을 나타내는 할당 정보를 포함할 수 있다. 상기 할당 정보는 업링크 TDoA 구간의 시작 업링크 슬롯 인덱스(start uplink slot index) 및 종료 업링크 슬롯 인덱스(end uplink slot index)의 쌍, 예를 들어 [20, 59]를 포함할 수 있다. 상기 제1 다운링크 TDoA 프레임은 후속하는 보고 구간(예를 들어 보고 구간(508))을 나타내는 할당 정보로서, 보고 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 보고 슬롯 인덱스는 현재 슬롯 인덱스에 대응하는 옵셋 값을 포함할 수 있다. 도 6에 도시된 예에서 상기 보고 구간은 슬롯 80에서 시작하며, 따라서 상기 제1 다운링크 TDoA 프레임은 보고 슬롯 인덱스의 값 [80]을 포함할 수 있다. 이하 상기 제1 다운링크 TDoA 프레임은 [0, 20, 59, 80]을 포함한다고 표현할 수 있다.
동작 612b에서 앵커 노드 2(604)는 DL-TDoA 구간 내의 레인징 슬롯 1에서 제2 다운링크 TDoA 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 상기 제2 다운링크 TDoA 프레임은 현재 슬롯 인덱스, 시작 업링크 슬롯 인덱스, 종료 업링크 슬롯 인덱스, 및 보고 슬롯 인덱스를 나타내는 [1, 20, 59, 81]을 포함할 수 있다. 동작 612c에서 앵커 노드 N(606)은 DL-TDoA 구간 내의 레인징 슬롯 N-1에서 제3 다운링크 TDoA 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 상기 제3 다운링크 TDoA 프레임은 현재 슬롯 인덱스, 시작 업링크 슬롯 인덱스, 종료 업링크 슬롯 인덱스, 및 보고 슬롯 인덱스를 나타내는 [N-1, 20, 59, N+79]를 포함할 수 있다.
동작 614a, 동작 614b, 및 동작 614c에서 앵커 노드 1(602), 앵커 노드 2(604), 및 앵커 노드 N(606)은 제1 다운링크 TDoA 프레임, 제2 다운링크 TDoA 프레임 및 제3 다운링크 TDoA 프레임을 각각 전송한 이후 각각 자신의 UWB 수신 회로를 활성화(즉 턴-온)할 수 있다. 앵커 노드들(602, 604, 606)의 각각은 자신의 다운링크 TDoA 프레임을 전송한 직후 UWB 수신 회로를 턴-온하거나, 또는 후속하는 UL-TDoA 구간의 시작 시점에서 UWB 수신 회로를 턴-온 할 수 있다.
동작 616에서 전자 장치(101)는 제1 다운링크 TDoA 프레임, 제2 다운링크 TDoA 프레임 및 제3 다운링크 TDoA 프레임을 수신하고, 상기 다운링크 TDoA 프레임들의 수신 시점을 기반으로 계산된 TDoA 값들을 이용하여 자신의 위치 정보를 계산하는데 성공할 수 있다.
동작 616에서 전자 장치(101)는 DL-TDoA 구간에서 위치 측정에 성공한 것으로 판단한 경우, 다운링크 TDoA 프레임들에 포함된 UL-TDoA 구간에 대한 정보를 무시하고, 업링크 TDoA 방식에 의한 위치 측정을 수행하지 않을 수 있다. 라운드 블록 1의 UL-TDoA 구간에서 전자 장치(101)는 업링크 TDoA 프레임을 전송하지 않을 수 있다.
동작 618a, 618b, 618c에서 앵커 노드들(602, 604, 606)은 레인징 블록 2 (RB2)의 DL-TDoA 구간(예를 들어 DL-TDoA 구간(502)) 내의 할당된 레인징 슬롯들에서 다운링크 TDoA 프레임들(예를 들어 다운링크 TDoA 프레임(408))을 각각 브로드캐스트할 수 있다. 일 예로서 동작 618a에서 앵커 노드 1(602)는 DL-TDoA 구간 내의 레인징 슬롯 0에서 제4 다운링크 TDoA 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 상기 제4 다운링크 TDoA 프레임은 현재 슬롯 인덱스, 시작 업링크 슬롯 인덱스, 종료 업링크 슬롯 인덱스, 및 보고 슬롯 인덱스를 나타내는 [0, 20, 59, 80]을 포함할 수 있다. 동작 618b에서 앵커 노드 2(604)는 DL-TDoA 구간 내의 레인징 슬롯 1에서 제5 다운링크 TDoA 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 상기 제5 다운링크 TDoA 프레임은 현재 슬롯 인덱스, 시작 업링크 슬롯 인덱스, 종료 업링크 슬롯 인덱스, 및 보고 슬롯 인덱스를 나타내는 [1, 20, 59, 81]을 포함할 수 있다. 동작 618c에서 앵커 노드 N(606)은 DL-TDoA 구간 내의 레인징 슬롯 N-1에서 제6 다운링크 TDoA 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 상기 제6 다운링크 TDoA 프레임은 현재 슬롯 인덱스, 시작 업링크 슬롯 인덱스, 종료 업링크 슬롯 인덱스, 및 보고 슬롯 인덱스를 나타내는 [N-1, 20, 59, N+79]를 포함할 수 있다.
동작 620a, 동작 620b, 및 동작 620c에서 앵커 노드 1(602), 앵커 노드 2(604), 및 앵커 노드 N(606)은 제4 다운링크 TDoA 프레임, 제5 다운링크 TDoA 프레임 및 제6 다운링크 TDoA 프레임을 각각 전송한 이후 각각 자신의 UWB 수신 회로를 활성화(즉 턴-온)할 수 있다. 일 실시예에서 앵커 노드들(602, 604, 606)의 각각은 자신의 다운링크 TDoA 프레임을 전송한 직후 UWB 수신 회로를 턴-온하거나, 또는 후속하는 UL-TDoA 구간의 시작 시점에서 UWB 수신 회로를 턴-온 할 수 있다.
전자 장치(101)는 앵커 노드 1(602)로부터의 제4 다운링크 TDoA 프레임 및 앵커 노드 N(606)으로부터의 제6 다운링크 TDoA 프레임의 수신에 실패하고, 단지 앵커 노드 2(604)로부터의 제5 다운링크 TDoA 프레임만을 성공적으로 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 파지 상태, 장애물, 또는 위치 중 적어도 하나의 요인에 따라 전자 장치(101)가 어떤 앵커 노드로부터의 다운링크 TDoA 프레임을 수신할 지 식별할 수 없을 수 있다. 따라서 마스터 앵커와 같은 하나의 앵커 노드가 보내는 다운링크 TDoA 프레임(예를 들어 RCM)만이 UL-TDoA 구간 및/또는 보고 구간에 대한 할당 정보를 포함할 수 있다. 전자 장치(101)가 상기 마스터 앵커로부터의 다운링크 TDoA 프레임을 수신하지 못하는 경우, 전자 장치(101)는 레인징 라운드의 구성을 식별하지 못할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 제4 내지 제6 다운링크 TDoA 프레임들은 모두 UL-TDoA 구간 및/또는 보고 구간에 대한 할당 정보를 포함하기 때문에, 전자 장치(101)는 제5 다운링크 TDoA 프레임만을 수신하더라도, 상기 제5 다운링크 TDoA 프레임에 포함된 현재 슬롯 인덱스를 기반으로 다음 레인징 블록의 시작 시점을 계산할 수 있고, 또한 상기 제5 다운링크 TDoA 프레임에 포함된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스를 기반으로 UL-TDoA 구간의 시작 시점과 종료 시점을 계산할 수 있다.
제5 다운링크 TDoA 프레임이 [1, 20, 59, 81]을 포함하고, 슬롯 구간(slot duration)이 1ms인 경우, 전자 장치(101)는 현재 레인징 슬롯으로부터 19ms 뒤부터 59ms 이전까지의 시간 구간이 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위한 UL-TDoA 구간임을 인지할 수 있고, 현재 레인징 슬롯으로부터 80ms 뒤의 시간 구간이 업링크 TDoA 방식의 위치 측정에 대한 결과인 위치 정보를 수신할 수 있는 보고 구간임을 인지할 수 있다.
다운링크 TDoA 방식에 따라 전자 장치(101)가 위치를 계산하기 위해서는 최소 3개의 앵커 노드들로부터 다운링크 TDoA 프레임들을 수신할 필요가 있다. 그렇지 못한 경우, 동작 622에서 전자 장치(101)는 다운링크 TDoA 방식의 위치 측정에 실패한 것으로 판단하고, 보다 나은 앵커 수신 성능을 기대할 수 있는 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 위해 UL TDoA 구간에서 업링크 TDoA 프레임을 전송하기로 결정할 수 있다. 전자 장치(101)는 위치 측정의 실패를 판단한 DL TDoA 구간과 동일한 레인징 블록(또는 레인징 라운드) 내의 UL TDoA 구간을 사용하거나, 또는 이후의 레인징 블록들(또는 레인징 라운드들) 어느 하나 내의 UL TDoA 구간을 사용하여 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 수행할 수 있다. 도시된 예에서는 동일한 레인징 블록 내의 UL TDoA 구간에서 업링크 TDoA 방식의 위치 측정을 수행하기 위한 업링크 TDoA 프레임을 전송하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지는 않는다.
DL-TDoA 구간에서 3개 이상의 다운링크 TDoA 프레임들을 수신한 경우라도, 전자 장치(101)는 위치 측정에 실패할 수 있다. 일 예로서 전자 장치(101)는 다중 경로(multi path)를 단일 경로(single path)로 오인식하고 타임스탬프를 잘못 계산함으로써 실제 위치와는 다른 위치 정보를 계산해낼 수 있다. 이전 레인징 블록에서 얻은 위치와 주어진 값(예를 들어 수십 미터) 이상 떨어진 경우와 같이, 현재 레인징 블록의 DL-TDoA 구간에서 계산된 위치 정보가 허용할 수 없는 오차를 가지는 경우, 전자 장치(101)는 다운링크 TDoA 방식의 위치 측정에 실패한 것으로 판단하고, UL TDoA 구간에서 업링크 TDoA 프레임을 전송하기로 결정할 수 있다.
동작 624에서 전자 장치(101)는 DL-TDoA 구간에서 위치 측정에 실패한 것으로 판단하고, 레인징 블록 2의 UL-TDoA 구간(예를 들어 UL-TDoA 구간(504)) 내에서 선택된 적어도 하나의 레인징 슬롯 동안 업링크 TDoA 프레임(예를 들어 업링크 TDoA 프레임(410))을 브로드캐스트할 수 있다. 전자 장치(101)는 업링크 TDoA 프레임을 브로드캐스트할 레인징 슬롯을 UL-TDoA 구간 내에서 랜덤하게 선택할 수 있다. 상기 업링크 TDoA 프레임은 전자 장치(101)의 장치 식별 정보(예를 들어 MAC 주소) 및 앵커 정보를 나타내는 적어도 하나의 필드, 예를 들어 [R_MAC, AN_info]를 포함할 수 있다. 여기서 R_MAC은 랜덤하게 생성된 MAC 주소를 포함할 수 있다.
상기 업링크 TDoA 프레임에 포함되는 전자 장치(101)의 장치 식별 정보(예를 들어 MAC 주소)는 매 전송 시마다 랜덤하게 정해질 수 있다. 랜덤한 MAC 주소를 사용하여 업링크 TDoA 프레임을 전송한 이후, 전자 장치(101)의 위치 정보는 상기 동일한 MAC 주소를 사용하여 보고 구간에서 앵커 노드로부터 수신될 수 있다. 보고 정보의 전달을 위해 OOB가 사용되지 않는 경우, 랜덤한 MAC 주소를 사용함으로써 악의적인 사용자에 의한 위치 정보의 탈취를 방지할 수 있다. 전자 장치(101)의 MAC 주소는 업링크 T-DoA 구간에 대해 임의로 설정될 수 있다. 전자 장치(101)의 MAC 주소는 매 레인징 블록마다 임의로 설정될 수 있다.
업링크 TDoA 프레임 내의 앵커 정보는 DL-TDoA 구간에서 성공적으로 수신한 다운링크 TDoA 프레임을 보낸 적어도 하나의 앵커 노드, 예를 들어 앵커 노드 2를 나타낼 수 있다. 복수의 앵커 노드들로부터 다운링크 TDoA 프레임들을 수신하는데 성공한 경우, 전자 장치(101)는 수신 신호 세기(receive signal strength indicator: RSSI) 또는 가시범위(field of view: FoV) 값을 고려하여 가장 양호한 통신 품질을 가지는 적어도 하나의 앵커 노드를 선택할 수 있다. 전자 장치(101)는 다른 앵커 노드들 대비 주어진 값(예를 들어 10dB) 이상 높은 RSSI를 가지는 적어도 하나의 앵커 노드를 선택하거나, 주어진 FoV 범위에 포함되는 적어도 하나의 앵커 노드를 선택할 수 있다. 업링크 TDoA 프레임에 포함되는 앵커 정보는, 전자 장치(101)에서 선택된 적어도 하나의 앵커 노드를 지정하거나, 다운링크 TDoA 프레임들을 수신하는데 성공한 모든 앵커 노드들을 지정할 수 있다.
동작 618b에서 전자 장치(101)는 앵커 노드 2(604)로부터의 다운링크 TDoA 프레임을 수신하는데 성공하였으므로, 동작 624에서 전송되는 업링크 TDoA 프레임은 전자 장치(101)의 장치 식별 정보(예를 들어 랜덤하게 생성되는 MAC 주소)와 앵커 노드 2(604)의 앵커 정보를 나타내는 적어도 하나의 필드, 예를 들어 [0x1234, 0X0002]를 포함할 수 있다.
동작 620a, 동작 620b, 및 동작 620c에서 UWB 수신 회로를 턴-온하고 업링크 수신을 모니터링하고 있는 앵커 노드 1(602), 앵커 노드 2(604), 및 앵커 노드 N(606)은 동작 624에서 전자 장치(101)에 의해 전송되는 업링크 TDoA 프레임을 수신할 수 있다. 앵커 노드 1(602), 앵커 노드 2(604), 및 앵커 노드 N(606)은 각각 업링크 TDoA 프레임의 수신 시점을 나타내는 타임스탬프를 결정할 수 있다. 앵커 노드 2(604)는 업링크 TDoA 프레임에 자신을 지정하는 앵커 정보가 포함되어 있음을 식별할 수 있다.
동작 626a 및 동작 626c에서, 업링크 TDoA 프레임 내의 앵커 정보에 의해 지정된 앵커 노드 2(604)를 제외한 나머지 앵커 노드들, 예를 들어 앵커 노드 1(602) 및 앵커 노드 N(606)은 레인징 블록 2의 데이터 수집 구간(예를 들어 데이터 수집 구간(506)) 내의 할당된 레인징 슬롯들에서, 각각 업링크 TDoA 프레임의 수신 시점을 나타내는 타임스탬프를 전송할 수 있다. 일 예로서 동작 626a에서 앵커 노드 1(602)는 데이터 수집 구간 내의 레인징 슬롯 60에서, 제1 타임스탬프를 포함하는 제1 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 상기 제1 데이터 프레임은 앵커 노드 1(602)를 식별하기 위한 식별 정보(예를 들어 MAC 주소)와 제1 타임스탬프를 포함할 수 있다. 상기 제1 데이터 프레임은 앵커 노드 1(602)을 제외한 다른 앵커 노드들, 예를 들어 앵커 노드 2(604)에 의해 수신될 수 있다. 일 예로서 동작 626c에서 앵커 노드 N(606)은 데이터 수집 구간 내의 레인징 슬롯 79에서 제2 타임스탬프를 포함하는 제2 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 상기 제2 데이터 프레임은 앵커 노드 N(606)을 식별하기 위한 앵커 식별 정보(예를 들어 MAC 주소)와 상기 제2 타임스탬프를 포함할 수 있다. 상기 제2 데이터 프레임은 앵커 노드 N(606)을 제외한 다른 앵커 노드들, 예를 들어 앵커 노드 2(604)에 의해 수신될 수 있다. 앵커 노드 N(606)가 하나 이상의 업링크 TDoA 프레임을 수신한 경우, 앵커 노드 N(606)이 전송하는 제2 데이터 프레임은 하나 이상의 업링크 TDoA 프레임에 대한 타임스탬프를 포함할 수 있다.
업링크 TDoA 프레임을 수신하지 못한 앵커 노드, 또는 업링크 TDoA 프레임에 의해 지정된 앵커 노드(예를 들어 앵커 노드 2(604))는 데이터 수집 구간 내의 할당된 레인징 슬롯에서 데이터 프레임을 전송하지 않을 수 있다. 업링크 TDoA 프레임에 의해 지정된 앵커 노드 2(604)는 데이터 수집 구간의 레인징 슬롯들에서 다른 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드 1(602) 및 앵커 노드 N(606))로부터 전송되는 데이터 프레임들의 수신을 모니터링할 수 있다. 앵커 노드 2(604)는 다른 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드 1(602) 및 앵커 노드 N(606))로부터 전송된 데이터 프레임들에 포함된 정보(예를 들어 MAC 주소 및 타임스탬프)를 획득하고, 업링크 TDoA 프레임을 전송한 전자 장치(101)의 장치 식별 정보(예를 들어 업링크 TDoA 프레임에 포함된 MAC 주소)를 저장할 수 있다.
앵커 노드 2(604)는 데이터 수집 구간에서 획득된 타임스탬프들과, 해당 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드 1(602) 및 앵커 노드 N(606))의 미리 알고 있는 위치 정보를 기반으로 전자 장치(101)의 위치를 계산할 수 있다. 상기 전자 장치(101)의 위치는 위도와 경도를 포함하는 절대 위치이거나, 지정된 위치를 기준으로 한 상대적인 위치가 될 수 있다. 일 실시예에서 앵커 노드 2(604)는 데이터 수집 구간에서 획득된 타임스탬프들을 그대로 전자 장치(101)에게 전달함으로써, 전자 장치(101)가 자신의 위치를 계산하도록 할 수 있다.
동작 628에서 앵커 노드 2(604)는 레인징 블록 2의 보고 구간(예를 들어 보고 구간(508)) 내의 할당된 레인징 슬롯에서 전자 장치(101)의 위치 정보가 담긴 보고 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 일 예에서 앵커 노드 2(604)는 데이터 수집 구간 내의 레인징 슬롯 81에서 전자 장치(101)의 위치 정보가 담긴 보고 프레임을 브로드캐스트할 수 있다. 앵커 노드 2(604)가 UL-TDoA 구간 동안 둘 이상의 전자 장치들(예를 들어 전자 장치(101)를 포함함)로부터의 업링크 TDoA 프레임들에 의해 지정된 경우, 상기 보고 프레임은 상기 둘 이상의 전자 장치들에 대한 위치 정보를 포함할 수 있다. 앵커 노드 2(604)는 업링크 TDoA 방식에 의한 위치 측정에 실패한 경우, 예를 들어 데이터 수집 구간 동안 적어도 2개의 앵커 노드들로부터 데이터 프레임들을 수신하지 못한 경우에, 상기 보고 프레임은 업링크 TDoA 방식에 의한 위치 측정에 실패하였음을 알리는 정보 또는 값을 포함할 수 있다.
전자 장치(101)는 UL-TDoA 구간에서 업링크 TDoA 프레임을 전송한 이후, 보고 구간이 되기까지 UWB 수신 회로를 비활성화(예를 들어 턴-오프)하고, 보고 구간 내의 레인징 슬롯들 중 상기 업링크 TDoA 프레임에 의해 지정한 앵커 노드(예를 들어 앵커 노드 2(604))에 할당된 레인징 슬롯(예를 들어 레인징 슬롯 81)에서 UWB 수신 회로를 턴-온하여 앵커 노드 2(604)로부터의 보고 프레임을 수신할 수 있다.
동작 630에서 전자 장치(101)는 앵커 노드 2(604)로부터 수신한 보고 프레임으로부터 전자 장치(101)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에서 보고 프레임은 앵커 노드들(예를 들어 앵커 노드 1(602), 앵커 노드 2(604) 및 앵커 노드 N(606))에서 측정한 타임스탬프들에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 동작 630에서 전자 장치(101)는 미리 알고 있는 앵커 노드들의 위치와 상기 타임스탬프들을 이용하여 전자 장치(101)의 위치를 직접 계산할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른 앵커 노드(700)의 블록도이다. 도 7을 참조하면, 앵커 노드(700)는 도 4a 및 도 4b의 앵커 노드들(402, 404, 406) 및 도 6의 앵커 노드들(602, 604, 606) 중 어느 하나일 수 있다.
도 7을 참조하면, 앵커 노드(700)는 UWB 방식을 구현하는 통신 장치일 수 있다. 앵커 노드(700)는 외부 전자 장치(예를 들어, 전자 장치(101))와 하나 또는 두 개 이상의 안테나들(701)을 사용하여 신호들을 송수신하는 통신 회로(702)(예를 들어, 도 1의 통신 모듈(190))를 포함할 수 있다. 통신 회로(702)는 UWB 방식을 구현하는 UWB 송신 회로 및 UWB 수신 회로를 포함할 수 있다.
앵커 노드(700)는 하나 또는 두 개 이상의 단일 코어 프로세서들 또는 하나 또는 두 개 이상의 다중 코어 프로세서들로 구현될 수 있는 프로세서(704)(예를 들어, 도 1의 프로세서(120))와, 앵커 노드(700)의 동작을 위한 인스트럭션(instruction)들을 저장하는 메모리(706)(예를 들어, 도 1의 메모리(130))를 포함할 수 있다.
앵커 노드(700)는 네트워크 외부의 구성 요소(component)들과 통신하기 위한 유선 및/또는 무선 인터페이스를 제공하는 인터페이스 모듈(708)(예를 들어, 도 1의 인터페이스(177))을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 통신 회로(192) 및 상기 통신 회로와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서(120)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 다운링크 시간 구간에서 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 전자 장치의 위치 측정에 사용되기 위한 적어도 하나의 다운링크 프레임을 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치의 장치 식별 정보를 포함하는 업링크 프레임을 업링크 시간 구간에서 상기 통신 회로를 통해 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 업링크 프레임에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성될 수 있다.
상기 장치 식별 정보는, 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 생성된 MAC 주소를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 개수가 3개 미만인 경우, 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 맵을 벗어나는 경우, 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 허용범위 이상의 오차를 가지는 경우, 또는 업링크 방식의 위치 측정이 필요하다고 판단되는 경우에, 상기 업링크 프레임을 상기 업링크 시간 구간에서 전송할 것으로 결정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 각각은, 현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 수신되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 업링크 프레임을 전송한 이후, 상기 보고 구간 내의 상기 적어도 하나의 앵커에 할당된 레인징 슬롯에서 상기 통신 회로를 턴-온하고 상기 위치 정보의 수신을 모니터링할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 업링크 시간 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들 중 선택된 하나의 레인징 슬롯에서 상기 업링크 프레임을 전송할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 앵커 노드(700)는, 통신 회로(702) 및 상기 통신 회로와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서(704)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 다운링크 시간 구간에서 전자 장치의 위치 측정을 위한 다운링크 프레임을 상기 통신 회로를 통해 전송하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 업링크 시간 구간에서 상기 전자 장치로부터 상기 통신 회로를 통해 업링크 프레임을 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 업링크 프레임이 상기 앵커 노드를 지시하는 앵커 정보를 포함하는 경우, 데이터 수집 구간에서 복수의 다른 앵커 노드들로부터 상기 업링크 프레임의 수신 시점들을 나타내는 타임스탬프들을 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성될 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 타임스탬프들에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 전자 장치에게 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 업링크 프레임은, 상기 전자 장치가 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 설정한 MAC 주소를 포함할 수 있다.
상기 다운링크 프레임은, 현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 전송되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 다운링크 프레임을 전송한 이후, 상기 업링크 시간 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들에서 상기 통신 회로를 턴-온하고 상기 업링크 프레임의 수신을 모니터링할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 앵커 노드(700)의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 도시된 동작들은 도 4a 및 도 4b의 앵커 노드들(402, 404, 406) 및 도 6의 앵커 노드들(602, 604, 606) 중 어느 하나가 될 수 있는 앵커 노드(700)의 프로세서(704)에 의해 매 레인징 블록마다 수행되거나, 또는 주어진 레인징 블록 또는 주어진 레인징 라운드에서 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 동작 802에서 앵커 노드(700)는 주어진 다운링크 시간 구간(예를 들어 DL-TDoA 구간(502)) 내의 할당된 레인징 슬롯에서 다운링크 프레임(예를 들어 다운링크 TDoA 프레임)을 전송할 수 있다. 예를 들어 앵커 노드(700)이 도 6의 앵커 노드 1(602)인 경우, 상기 할당된 레인징 슬롯은 DL-TDoA 구간 내의 레인징 슬롯 0이 될 수 있다. 상기 다운링크 프레임은 현재 슬롯 인덱스, 시작 업링크 슬롯 인덱스, 및 종료 업링크 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 상기 다운링크 프레임은 보고 슬롯 인덱스를 더 포함할 수 있다.
동작 804에서 앵커 노드(700)는 주어진 업링크 시간 구간(예를 들어 UL-TDoA 구간(504))에서 업링크 프레임(예를 들어 업링크 TDoA 프레임)의 수신을 모니터링할 수 있다. 앵커 노드(700)는 동작 802의 다운링크 프레임에 의해 제공된 시작 업링크 슬롯 인덱스와 종료 업링크 슬롯 인덱스에 의해 지정되는 상기 업링크 시간 구간을 식별하고 상기 업링크 시간 구간에서 UWB 수신 회로를 턴-온하여 상기 업링크 시간 구간 내의 레인징 슬롯들 동안 수신되는 업링크 프레임이 존재하는지의 여부를 모니터링할 수 있다.
동작 806에서 앵커 노드(700)는 상기 업링크 시간 구간 동안 수신되는 적어도 하나의 업링크 프레임이 존재하는지를 판단할 수 있다. 앵커 노드(700)는 상기 업링크 시간 구간 내의 하나 이상의 레인징 슬롯들에서 하나 이상의 단말들로부터 각각 전송되는 하나 이상의 업링크 프레임들을 수신할 수 있다. 만일 적어도 하나의 업링크 프레임이 수신되지 않았으면 앵커 노드(700)는 동작 802로 복귀할 수 있다. 만약 수신된 적어도 하나의 업링크 프레임이 존재하면 앵커 노드(700)는 동작 808로 진행할 수 있다.
동작 808에서 앵커 노드(700)는 상기 수신된 업링크 프레임에 포함되는 앵커 정보가 자기 자신을 지정하는지를 판단할 수 있다. 상기 앵커 정보가 앵커 노드(700)을 지정하지 않는 경우, 앵커 노드(700)는 동작 810으로 진행할 수 있다. 상기 앵커 정보가 앵커 노드(700)을 지정하는 경우, 앵커 노드(700)는 동작 812로 진행할 수 있다.
동작 810에서 앵커 노드(700)는 상기 수신된 업링크 프레임의 수신 시점을 나타내는 타임스탬프를 포함하는 데이터 프레임을, 주어진 데이터 수집 구간(예를 들어 데이터 수집 구간(506)) 내의 할당된 레인징 슬롯에서 브로드캐스트할 수 있다. 일 실시예에서 상기 데이터 수집 구간은 동작 802의 다운링크 프레임에 의해 제공된 종료 업링크 슬롯 인덱스 이후의 시간 구간으로 정해질 수 있다. 동작 810 이후 앵커 노드(700)는 동작 802로 복귀할 수 있다.
동작 812에서 앵커 노드(700)는 상기 주어진 데이터 수집 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들에서 다른 앵커 노드들에 의해 브로드캐스트되는 데이터 프레임들을 수신할 수 있다. 상기 데이터 프레임들은 해당 앵커 노드들이 업링크 시간 구간 동안 수신한 업링크 프레임에 대해 측정한 타임스탬프들을 각각 포함할 수 있다. 앵커 노드(700)는 동작 806에서 전자 장치 A로부터의 제1 업링크 프레임과 전자 장치 B로부터의 제2 업링크 프레임을 수신하고, 제1 업링크 프레임 내의 앵커 정보는 앵커 노드(700)을 지정하지만, 제2 업링크 프레임 내의 앵커 정보는 다른 앵커 노드를 지정할 수 있다. 그러면 앵커 노드 (700)는 동작 812에서 다른 앵커 노드들에 의해 브로드캐스트되는 데이터 프레임들을 수신하는 한편, 자신의 할당된 레인징 슬롯에서 전자 장치 B의 타임스탬프 정보를 브로드캐스트할 수 있다.
동작 814에서 앵커 노드(700)는, 상기 데이터 프레임들을 통해 수신한 타임스탬프들을 이용하여 상기 업링크 프레임을 전송한 전자 장치(101)의 위치를 계산하고, 상기 위치를 나타내는 위치 정보를 전자 장치(101)에게 전송할 수 있다. 앵커 노드(700)는 상기 수신된 타임스탬프들과 함께, 해당 앵커 노드들의 위치 정보, 앵커 노드(700)가 상기 업링크 프레임을 수신한 수신 시점을 나타내는 타임 스탬프 및 앵커 노드(700)의 위치 정보를 더 이용하여 상기 위치를 계산할 수 있다. 앵커 노드(700)는 업링크 프레임으로부터 획득된 장치 식별 정보(예를 들어 MAC 주소)를 사용하여 상기 위치 정보를 전자 장치(101)에게 전송할 수 있다. 앵커 노드(700)는 동작 802의 다운링크 프레임에 의해 지정된 보고 구간(예를 들어 보고 구간(508)) 내의 할당된 레인징 슬롯에서, 상기 위치 정보와 상기 MAC 주소를 포함하는 보고 프레임을 전자 장치(101)에게 전송할 수 있다.
앵커 노드(700)는 동작 814에서 전송하는 위치 정보는, 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 필요한 정보, 예를 들어 앵커 노드(700)가 측정한 업링크 프레임의 타임스탬프 및 다른 앵커 노드들로부터 수신한 타임스탬프들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 앵커 노드(700)가 동작 812에서 적어도 2개 이상의 타임스탬프들을 수신하는데 실패하였거나, 혹은 동작 814에서 계산된 위치 정보가 허용할 수 없는 오차를 가지는 경우, 상기 위치 정보는 위치 측정에 실패하였음을 나타내는 값(예를 들어 -1)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 앵커 노드(700)는 동작 814에서 상기 위치 정보를 전자 장치(101)과 관련된 서버로 전송할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면 도시된 동작들은 전자 장치(101)의 프로세서(120)에 의해 매 레인징 블록마다 수행되거나, 또는 주어진 레인징 블록 또는 주어진 레인징 라운드에서 수행될 수 있다.
도 9를　참조하면,　동작　902에서 전자 장치(101)는 주어진 다운링크 시간 구간(예를 들어　DL-TDoA　구간(502))　내의 복수의 레인징 슬롯들에서 적어도 하나의 앵커 노드로부터 전송되는 적어도 하나의 다운링크 프레임(예를 들어 다운링크　TDoA　프레임)의 수신을 모니터링할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 다운링크 시간 구간 동안 수신된 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 전자 장치(101)의 위치를 계산하려고 시도할 수 있다.
동작　904에서 전자 장치(101)는 업링크 TDoA 방식의 위치 측정이 필요한지 여부를 판단할 수 있다. 동작 902에서 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 실패한 경우 또는 다양한 이유로 업링크 TDoA 방식의 위치 측정이 필요하다고 판단한 경우, 전자 장치(101)는 동작　906으로 진행할 수 있다. 전자 장치(101)는 동작 902에서 상기 다운링크 시간 구간 동안 유효한 개수(예를 들어 적어도 3개)의 다운링크 프레임들이 수신되지 못하였거나, 혹은 상기 다운링크 시간 구간 동안 수신된 3개 이상의 다운링크 프레임들을 기반으로 계산된 전자 장치(101)의 위치가 주어진 맵을 벗어나는 경우, 또는 상기 다운링크 시간 구간 동안 수신된 3개 이상의 다운링크 프레임들을 기반으로 계산된 전자 장치(101)의 위치가 주어진 허용 범위 이상의 오차를 가지는 경우, 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 실패한 것으로 판단할 수 있다. 전자 장치(101)는 최초 레인징 시작시나 위치에 기반한 특정 서비스를 시작하거나 진행중인 경우, 또는 동작 902에서 수행되는 다운링크 TDoA 방식의 위치 측정을 대체하거나 보강하기 위해 업링크 TDoA 방식의 위치 측정이 필요하다고 판단할 수 있다.
전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 성공한 경우, 또는 업링크 TDoA 방식의 위치 측정이 필요하지 않다고 판단되는 경우, 전자 장치(101)는 절차를 종료할 수 있다.
동작　906에서 전자 장치(101)는 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 송신한 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치(101)의 장치 식별 정보(예를 들어 MAC 주소)를 포함하는 업링크 프레임을,　주어진 업링크 시간 구간(예를 들어　UL-TDoA　구간(504))　내의 적어도 하나의 레인징 슬롯에서 전송할 수 있다.　 상기 앵커 정보는 상기 다운링크 시간 구간 동안 수신된 적어도 3개의 다운링크 프레임들 중 가장 양호한 신호 품질을 가지는 적어도 하나의 다운링크 프레임을 송신한 적어도 하나의 앵커 노드를 지시할 수 있다.
동작　908에서 전자 장치(101)는 상기 업링크 프레임을 기반으로 계산된 위치 정보를,　상기 업링크 프레임 내의 앵커 정보에 의해 지시된 앵커 노드로부터 수신할 수 있다.　일 실시예에서 상기 위치 정보는 현재 라운딩 블록 내에서 정의되는 보고 구간 동안에 전송될 수 있다.　
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 동작을 설명하는 흐름도이다. 일 실시예에서 도시된 동작들은 전자 장치(101)의 프로세서(120)에 의해 매 레인징 블록마다 수행되거나, 또는 주어진 레인징 블록 또는 주어진 레인징 라운드에서 수행될 수 있다.
도 10을 참조하면, 동작 1002에서 전자 장치(101)는 주어진 다운링크 시간 구간(예를 들어 DL-TDoA 구간(502)) 내의 복수의 레인징 슬롯들에서 적어도 하나의 다운링크 프레임(예를 들어 다운링크 TDoA 프레임)의 수신을 모니터링할 수 있다.
동작 1004에서 전자 장치(101)는 상기 다운링크 시간 구간 동안 수신된 다운링크 프레임들의 수가 3개 이상인지를 판단할 수 있다. 만일 상기 수신된 다운링크 프레임들의 수가 3개 이상이면, 전자 장치(101)는 동작 1006으로 진행할 수 있다. 반면 상기 수신된 다운링크 프레임들의 수가 3개 이상이 아니면, 전자 장치(101)는 동작 1008로 진행할 수 있다.
동작 1006에서 전자 장치(101)는 상기 수신된 3개 이상의 다운링크 프레임을 이용하여 전자 장치(101)의 위치를 계산할 수 있는지를 판단할 수 있다. 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 성공한 경우 전자 장치(101)는 절차를 종료할 수 있다. 전자 장치(101)의 위치를 계산하는데 실패한 경우 전자 장치(101)는 동작 1010으로 진행할 수 있다.
동작 1006에서 전자 장치(101)는 상기 수신된 3개 이상의 다운링크 프레임들의 수신 시점들을 이용하여 전자 장치(101)의 위치를 계산하고, 상기 위치의 계산에 성공하였는지를 판단할 수 있다. 상기 계산된 위치가 주어진 맵을 벗어나는 경우, 전자 장치(101)는 위치 계산에 성공하지 못한 것으로 판단할 수 있다. 일 실시예에서 상기 계산된 위치가 허용 범위 이상의 오차를 가지는 경우, 예를 들어 이전 레인징 블록에서 계산된 위치 정보와 일정 값(예를 들어 수십 미터) 이상 떨어진 경우, 전자 장치(101)는 위치 계산에 성공하지 못한 것으로 판단할 수 있다. 위치 계산에 성공했다고 판단되는 경우 전자 장치(101)는 동작 1002로 복귀할 수 있다. 위치 계산에 실패한 경우, 전자 장치(101)는 동작 1010로 진행할 수 있다. 전자 장치(101)는 동작 1006에서 위치 계산에 성공하였더라도 다양한 이유(예를 들어 최초의 레인징 동작인 경우 위치에 기반한 특정 서비스를 시작하거나 진행중인 경우)로 업링크 방식의 위치 측정이 필요하다고 판단되는 경우에 동작 1010으로 진행할 수 있다.
동작 1008에서 전자 장치(101)는 상기 다운링크 시간 구간 동안 수신된 적어도 하나의 다운링크 프레임이 존재하는지를 판단할 수 있다. 만일 적어도 하나의 다운링크 프레임이 수신되지 않는다면 전자 장치(101)는 동작 1002로 복귀할 수 있다. 전자 장치(101)는 동작 1008에서 적어도 하나의 다운링크 프레임이 수신되지 않은 경우 위치 계산 절차를 종료할 수 있다. 일 예로서 전자 장치(101)는 주어진 다음 레인징 블록 또는 다음 레인징 라운드에 도달하기까지 위치 계산을 중단할 수 있다. 반면 동작 1008에서 적어도 하나의 다운링크 프레임이 수신된 것으로 판단되었다면 전자 장치(101)는 동작 1010으로 진행할 수 있다.
동작 1010에서 전자 장치(101)는 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 송신한 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보를 생성할 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(101)는 상기 각 다운링크 프레임이 수신된 다운링크 시간 구간 내 레인징 슬롯의 위치에 따라 상기 다운링크 프레임을 송신한 앵커 노드를 식별할 수 있다. 일 예로서 레인징 슬롯 0에서 다운링크 프레임의 수신에 성공한 경우, 전자 장치(101)는 상기 다운링크 프레임이 첫번째 앵커 노드(예를 들어 앵커 노드 1(602))로부터 전송된 것임을 알 수 있다. 상기 앵커 정보는 상기 앵커 노드를 식별하는 정보, 예를 들어 앵커 인덱스를 포함할 수 있다.
다운링크 시간 구간 동안 2개 이상의 다운링크 프레임들이 수신된 경우, 상기 앵커 정보는 가장 좋은 수신 신호 품질을 가지는 다운링크 프레임을 전송한 주어진 개수(예를 들어 적어도 1개)의 앵커 노드(들)을 지시하거나, 또는 상기 2개 이상의 다운링크 프레임들을 전송한 모든 앵커 노드들을 지시할 수 있다.
동작 1012에서 전자 장치(101)는 상기 앵커 정보와 함께, 전자 장치(101)가 현재 레인징 블록에서 장치 식별 정보(예를 들어 랜덤하게 생성한 MAC 주소)를 포함하는 업링크 프레임을, 주어진 업링크 시간 구간(예를 들어 UL-TDoA 구간(504)) 내의 적어도 하나의 레인징 슬롯에서 전송할 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(101)는 동작 1002에서 수신한 다운링크 프레임들 중 어느 하나로부터, 상기 업링크 시간 구간을 정의하는 시작 업링크 슬롯 인덱스와 종료 업링크 슬롯 인덱스를 획득하고, 상기 시작 업링크 슬롯 인덱스와 종료 업링크 슬롯 인덱스로부터 상기 업링크 시간 구간을 식별할 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(101)는 상기 식별된 업링크 시간 구간에 포함되는 복수의 레인징 슬롯들 중 적어도 하나의 레인징 슬롯을 선택하고, 상기 선택된 레인징 슬롯에서 상기 업링크 프레임을 전송할 수 있다.
동작 1014에서 전자 장치(101)는 상기 업링크 프레임을 기반으로 계산된 위치 정보를, 상기 업링크 프레임 내의 앵커 정보에 의해 지시된 앵커 노드로부터 수신할 수 있다. 상기 위치 정보는 현재 라운딩 블록 내에서 정의되는 보고 구간 동안에 전송될 수 있다. 일 실시예에서 전자 장치(101)는 동작 1002에서 수신한 다운링크 프레임들 중 어느 하나로부터, 보고 구간을 정의하는 보고 슬롯 인덱스를 획득하고, 상기 보고 슬롯 인덱스를 기반으로 상기 보고 구간을 식별할 수 있다.
전자 장치(101)는 상기 식별된 보고 구간에 포함되는 복수의 레인징 슬롯들 중 상기 업링크 프레임 내의 앵커 정보에 의해 지시된 앵커 노드에 대응하는 레인징 슬롯에서 상기 위치 정보를 포함하는 보고 프레임을 수신할 수 있다. 전자 장치(101)는 동작 1002의 다운링크 시간 구간 이후 UWB 수신 회로를 턴-오프하고, 상기 식별된 보고 구간 중 상기 업링크 프레임 내의 앵커 정보에 의해 지시된 앵커 노드에 대응하는 레인징 슬롯에서 UWB 수신 회로를 턴-온할 수 있다. 전자 장치(101)는 OOB 주파수 채널을 사용하여 상기 위치 정보를 앵커 노드 또는 서버로부터 수신할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)의 동작 방법은, 다운링크 시간 구간에서 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 전자 장치의 위치 측정에 사용되기 위한 적어도 하나의 다운링크 프레임을 수신하는 동작(902)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치의 장치 식별 정보(예를 들어 MAC 주소)를 포함하는 업링크 프레임을 업링크 시간 구간에서 전송하는 동작(906)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 업링크 프레임에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 적어도 하나의 앵커 노드로부터 수신하는 동작(908)을 포함할 수 있다.
상기 장치 식별 정보는, 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 생성된 MAC 주소를 포함할 수 있다.
상기 방법은 특정 조건에 근거하여 상기 업링크 프레임을 상기 업링크 시간 구간에서 전송할 것으로 결정하는 동작을 더 포함할 수 있다. 상기 특정 조건은, 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 개수가 3개 미만인 경우(1004), 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 맵을 벗어나는 경우(1006), 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 허용범위 이상의 오차를 가지는 경우(1006), 또는 업링크 방식의 위치 측정이 필요하다고 판단되는 경우 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 각각은, 현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 수신되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 업링크 프레임을 전송한 이후, 상기 보고 구간 내의 상기 적어도 하나의 앵커에 할당된 레인징 슬롯에서 상기 전자 장치의 수신 회로를 턴-온하고 상기 위치 정보의 수신을 모니터링하는 동작을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 업링크 시간 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들 중 상기 업링크 프레임을 전송하기 위한 하나의 레인징 슬롯을 선택하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 앵커 노드(700)의 동작 방법은, 다운링크 시간 구간에서 전자 장치의 위치 측정을 위한 다운링크 프레임을 전송하는 동작(802)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 업링크 시간 구간에서 상기 전자 장치로부터 업링크 프레임을 수신하는 동작(806)을 포함할 수 있다. 상기 방법은, 상기 업링크 프레임이 상기 앵커 노드를 지시하는 앵커 정보를 포함하는 경우(808), 데이터 수집 구간에서 복수의 다른 앵커 노드들로부터 상기 업링크 프레임의 수신 시점들을 나타내는 타임스탬프들을 수신하는 동작(812)을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 타임스탬프들에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 전자 장치에게 전송하는 동작(814)을 포함할 수 있다.
상기 업링크 프레임은, 상기 전자 장치가 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 설정한 MAC 주소를 포함할 수 있다.
상기 다운링크 프레임은, 현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 전송되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 다운링크 프레임을 전송한 이후, 상기 업링크 시간 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들에서 상기 앵커 노드의 수신 회로를 턴-온하고 상기 업링크 프레임의 수신을 모니터링하는 동작을 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 앵커 정보가 상기 앵커 노드를 지시하지 않는 경우, 데이터 수집 구간 내의 상기 앵커 노드에 할당된 레인징 슬롯에서 수신된 상기 업링크 프레임의 수신 시간을 나타내는 타임스탬프를 포함하는 데이터 프레임을 브로드캐스팅하는 동작을 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 수집 기간은 다운링크 프레임에 의해 제공되는 종료 UL 슬롯 인덱스 이후의 기간일 수 있다.
상기 방법은 상기 앵커 노드가 상기 업링크 프레임을 수신한 시간, 상기 앵커 노드의 위치 정보, 및 상기 수신된 타임스탬프에 근거하여 상기 전자 장치의 위치를 계산하는 동작을 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 개시내용이 그의 다양한 실시형태를 참조하여 도시되고 설명되었지만, 형태 및 세부사항의 다양한 변경이 첨부된 청구범위 및 그 등가물에 의해 정의될 수 있는 개시내용의 사상 및 범위를 벗어남이 없이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치(101)에 있어서,
    통신 회로(192); 및
    상기 통신 회로와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서(120)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    다운링크 시간 구간에서 적어도 하나의 앵커 노드(700)로부터 상기 전자 장치의 위치 측정에 사용되기 위한 적어도 하나의 다운링크 프레임을 상기 통신 회로를 통해 수신하고,
    상기 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치의 장치 식별 정보를 포함하는 업링크 프레임을 업링크 시간 구간에서 상기 통신 회로를 통해 전송하고,
    상기 업링크 프레임에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 적어도 하나의 앵커 노드로부터 상기 통신 회로를 통해 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 장치 식별 정보는, 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 생성된 MAC 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 개수가 3개 미만인 경우,
    상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 맵을 벗어나는 경우,
    상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 허용범위 이상의 오차를 가지는 경우, 또는
    업링크 방식의 위치 측정이 필요하다고 판단되는 경우에,
    상기 업링크 프레임을 상기 업링크 시간 구간에서 전송할 것으로 결정하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 각각은,
    현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 수신되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 업링크 시간 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들 중 선택된 하나의 레인징 슬롯에서 상기 업링크 프레임을 전송하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
  6. 앵커 노드(700)에 있어서,
    통신 회로(702); 및
    상기 통신 회로와 작동적으로 연결된 적어도 하나의 프로세서(704)를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    다운링크 시간 구간에서 전자 장치(101)의 위치 측정을 위한 다운링크 프레임을 상기 통신 회로를 통해 전송하고,
    업링크 시간 구간에서 상기 전자 장치로부터 상기 통신 회로를 통해 업링크 프레임을 수신하고,
    상기 업링크 프레임이 상기 앵커 노드를 지시하는 앵커 정보를 포함하는 경우, 데이터 수집 구간에서 복수의 다른 앵커 노드들로부터 상기 업링크 프레임의 수신 시점들을 나타내는 타임스탬프들을 상기 통신 회로를 통해 수신하고,
    상기 타임스탬프들에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 전자 장치에게 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 앵커 노드.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 업링크 프레임은, 상기 전자 장치가 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 설정한 MAC 주소를 포함하고,
    상기 다운링크 프레임은,
    현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 전송되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 앵커 노드.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 다운링크 프레임을 전송한 이후, 상기 업링크 시간 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들에서 상기 통신 회로를 턴-온하고 상기 업링크 프레임의 수신을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 앵커 노드.
  9. 전자 장치(101)의 동작 방법에 있어서,
    다운링크 시간 구간에서 적어도 하나의 앵커 노드(700)로부터 상기 전자 장치의 위치 측정에 사용되기 위한 적어도 하나의 다운링크 프레임을 수신하는 동작(902)과,
    상기 적어도 하나의 앵커 노드를 나타내는 앵커 정보와 상기 전자 장치의 장치 식별 정보를 포함하는 업링크 프레임을 업링크 시간 구간에서 전송하는 동작(906)과,
    상기 업링크 프레임에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 적어도 하나의 앵커 노드로부터 수신하는 동작(908)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 장치 식별 정보는, 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 생성된 MAC 주소를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 특정 조건에 근거하여 상기 업링크 프레임을 상기 업링크 시간 구간에서 전송할 것으로 결정하는 동작을 더 포함하고, 상기 특정 조건은,
    상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 개수가 3개 미만인 경우,
    상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 맵을 벗어나는 경우,
    상기 적어도 하나의 다운링크 프레임을 이용하여 계산된 상기 전자 장치의 위치가 주어진 허용범위 이상의 오차를 가지는 경우, 또는
    업링크 방식의 위치 측정이 필요하다고 판단되는 경우 중 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 다운링크 프레임의 각각은,
    현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 수신되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 업링크 시간 구간 내의 복수의 레인징 슬롯들 중 상기 업링크 프레임을 전송하기 위한 하나의 레인징 슬롯을 선택하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 앵커 노드(700)의 동작 방법에 있어서,
    다운링크 시간 구간에서 전자 장치(101)의 위치 측정을 위한 다운링크 프레임을 전송하는 동작(802)과,
    업링크 시간 구간에서 상기 전자 장치로부터 업링크 프레임을 수신하는 동작(806)과,
    상기 업링크 프레임이 상기 앵커 노드를 지시하는 앵커 정보를 포함하는 경우(808), 데이터 수집 구간에서 복수의 다른 앵커 노드들로부터 상기 업링크 프레임의 수신 시점들을 나타내는 타임스탬프들을 수신하는 동작(812)과,
    상기 타임스탬프들에 근거하여 계산된 상기 전자 장치의 위치를 나타내는 위치 정보를 상기 전자 장치에게 전송하는 동작(814)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 업링크 프레임은, 상기 전자 장치가 상기 업링크 시간 구간에 대해 임의로 설정한 MAC 주소를 포함하고,
    상기 다운링크 프레임은,
    현재 슬롯 인덱스와, 상기 업링크 시간 구간과 관련된 시작 업링크 슬롯 인덱스 및 종료 업링크 슬롯 인덱스와, 선택적으로 상기 위치 정보가 전송되는 보고 구간을 지시하는 보고 슬롯 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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