KR20000014596A - Mobile station position detecting method in mobile communication system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 2개의 기지국이 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 구하여 차세대 이동통신 방식에서 요구되는 서비스 항목 중의 하나인 이동 단말기의 정확한 위치 탐지가 가능하도록 한 이동통신 시스템에서의 이동 단말기 위치 탐지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting a location of a mobile terminal in a mobile communication system in which two base stations obtain an incidence angle of a mobile terminal transmission signal and enable accurate location detection of the mobile terminal, which is one of service items required in a next generation mobile communication method. will be.
이와 같은 본 발명은 기지국으로 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 구하는 단계와, 상기 입사 각도에 따라 기지국이 이동 단말기의 위치를 결정하는 단계로 이루어진다.The present invention comprises the steps of obtaining the incidence angle of the mobile terminal transmission signal incident to the base station, and the base station determines the position of the mobile terminal according to the incidence angle.
본 발명은 이동 단말기 사용자의 정확한 위치를 탐지할 수 있어 차세대 이동통신 방식에서 요구되는 서비스 항목에 부합되며, 특히 통신 서비스 제공업체나 제 3 자가 이동 단말기의 위치를 정확하게 탐지하여 긴급한 상황에 적절히 대처할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention can detect the exact location of the mobile terminal user to meet the service items required in the next-generation mobile communication method, in particular, the communication service provider or a third party can accurately detect the location of the mobile terminal to properly respond to the emergency situation. It is effective.
Description
본 발명은 이동통신 시스템에서의 이동 단말기 위치 탐지 방법에 관한 것으로, 특히 2개의 기지국이 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 구하여 차세대 이동통신 방식에서 요구되는 서비스 항목 중의 하나인 이동 단말기의 정확한 위치 탐지가 가능하도록 한 이동통신 시스템에서의 이동 단말기 위치 탐지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for detecting a location of a mobile terminal in a mobile communication system. In particular, two base stations obtain an incidence angle of a transmission signal of a mobile terminal, thereby accurately detecting the location of a mobile terminal, which is one of service items required in a next generation mobile communication method. A mobile terminal location detection method in a mobile communication system is made possible.
종래 CDMA(Code Division Multiple Access ; 코드분할다중접속) 방식에서 기지국이 이동 단말기의 위치를 탐지하기 위해서는 기지 제어국(BSC ; Base Station Controller)과 기지 제어국에 인접한 3개의 기지국(BS; Base Station)과 이동 단말기(MS ; Mobile Station)와 홈위치 등록국(HLR ; Home Location Register)이 구비되어야만 한다.In a conventional code division multiple access (CDMA) scheme, a base station controller (BSC) and three base stations (BSs) adjacent to the base control station are used for the base station to detect the location of the mobile terminal. And a mobile station (MS) and a home location register (HLR).
도 1 은 종래의 CDMA 방식에서 기지 제어국, 기지국, 이동 단말기, 홈위치 등록국간의 상호 신호 연결 관계와 기지국의 섹터를 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a relationship between a signal connection between a base control station, a base station, a mobile terminal, and a home location registration station and a sector of a base station in a conventional CDMA scheme.
도 1 을 참조하여, 종래의 CDMA 방식에서 이동 단말기의 위치 탐지 방법을 설명하면 다음과 같다. CDMA 방식은 이동 단말기(4)가 통신이 가능하도록 하기 위해서는 홈위치 등록국(1)에 이동 단말기(4)의 위치가 등록되어야만 한다. 이동 단말기(4)가 수신되는 여러 기지국(3)의 송신 신호 중에서 송신 전력이 가장 큰 기지국을 선별하면, 선별된 기지국 주위에 이동 단말기(4)가 위치한다는 것이 홈위치 등록국(1)에 자동으로 등록된다. 한편, 기지국이 120°간격으로 α,β,γ 로 섹터화 된 경우에는 기지국의 섹터(Sector)까지 구별되어 홈위치 등록국(1)에 등록된다.Referring to FIG. 1, a method of detecting a location of a mobile terminal in a conventional CDMA method is as follows. In the CDMA scheme, the position of the mobile terminal 4 must be registered in the home location registration station 1 in order for the mobile terminal 4 to be able to communicate. When the mobile terminal 4 selects a base station having the largest transmission power among the transmission signals of the various base stations 3 received, it is automatically determined by the home location registration station 1 that the mobile terminal 4 is positioned around the selected base station. Is registered. On the other hand, when the base station is sectorized at α, β, and γ at 120 ° intervals, the sector of the base station is distinguished and registered in the home position registration station 1.
따라서, 홈위치 등록국(1)에 등록된 이동 단말기(4)의 위치 정보를 이용하여 이동 단말기(4)의 위치를 알 수 있는 것이다.Therefore, the position of the mobile terminal 4 can be known using the positional information of the mobile terminal 4 registered in the home position registration station 1.
여기서, 홈위치 등록국(1)에 등록된 이동 단말기(4)의 위치 정보는 이동 단말기 사용자가 특정 기지국의 특정 섹터내에 위치한다는 것만 알 수 있다.Here, the location information of the mobile terminal 4 registered in the home location registration station 1 can only know that the mobile terminal user is located in a specific sector of a specific base station.
따라서, 이동 단말기 사용자의 정확한 위치를 탐지할 수 없어, 특히 통신 서비스 제공업체나 제 3 자가 긴급한 상황에 적절히 대처할 수 없는 문제점이 있었다.Therefore, the exact location of the mobile terminal user can not be detected, in particular, a communication service provider or a third party has a problem that can not properly cope with an emergency situation.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기지국으로 전파되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 구하고 2개 기지국의 입사 각도의 연장선의 교차점을 구하여 이동 단말기의 정확한 위치를 탐지하도록 한 이동통신 시스템에서의 이동 단말기의 위치 탐지 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and finds an incidence angle of a mobile terminal transmission signal propagated to a base station and obtains an intersection point of an extension line of the incidence angles of two base stations to detect the exact position of the mobile terminal. It is an object of the present invention to provide a method for detecting a location of a mobile terminal in a mobile communication system.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기지국으로 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 구하는 단계와, 상기 입사 각도에 따라 기지국이 이동 단말기의 위치를 결정하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is characterized in that it comprises the step of obtaining the incidence angle of the mobile terminal transmission signal incident to the base station, and the base station determines the position of the mobile terminal according to the incidence angle.
상기 기지국으로 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 구하는 단계는 기지국이 2개의 수신 안테나를 이용하여 이동 단말기 송신 신호를 각각 수신하고, 이동 단말기 송신 신호간의 전파 경로 길이의 차이에 의한 기지국으로의 전파 도달 시간 차이값을 구하여 입사 각도를 구하는 것을 특징으로 하며, 상기 입사 각도에 따라 기지국으로부터 이동 단말기의 위치를 결정하는 단계는 2개의 기지국이 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 구하고 입사 각도의 연장선의 교차점을 구하여 이동 단말기의 위치를 결정하는 것을 특징으로 한다.The incidence angle of the mobile terminal transmission signal incident to the base station is obtained by the base station receiving the mobile terminal transmission signals using two reception antennas, and propagating to the base station due to the difference in the propagation path length between the mobile terminal transmission signals. The incidence angle is obtained by obtaining a difference in arrival time, and the step of determining the position of the mobile terminal from the base station according to the incidence angle is performed by the two base stations obtaining the incidence angle of the mobile terminal transmission signal and the intersection point of the extension line of the incidence angle. It is characterized in that to determine the position of the mobile terminal to obtain.
도 1 은 종래의 CDMA 방식에서 기지 제어국, 기지국, 이동 단말기, 홈위치 등록국간의 상호 신호 연결 관계와 기지국의 섹터를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing the relationship of interconnection signals between a base station, a base station, a mobile terminal, and a home location registration station and a sector of a base station in a conventional CDMA scheme.
도 2 는 기지국의 수신 안테나에 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 나타낸 도면.2 is a diagram illustrating an incidence angle of a mobile terminal transmission signal incident on a reception antenna of a base station.
도 3 은 기지국 수신단의 내부 구성을 나타낸 블록구성도.Figure 3 is a block diagram showing the internal configuration of the base station receiving end.
도 4 는 시간에 따른 레이크 수신기에서 상관성이 제거된 제 1 및 제 2 수신 안테나 수신 신호의 핑거 신호를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a finger signal of a first and second reception antenna received signal having no correlation in a rake receiver over time;
도 5 는 2개의 기지국으로 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도의 연장선의 교차점으로 이동 단말기의 위치를 탐지한 것을 나타낸 도면.5 is a diagram showing the detection of the position of the mobile terminal at the intersection of the extension line of the incident angle of the mobile terminal transmission signal incident to the two base stations.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1 : 홈위치 등록국 2 : 기지 제어국1: Home position registration station 2: Site control station
3 : 기지국 4 : 이동 단말기3: base station 4: mobile terminal
10 : 수신필터부 20 : 저잡음 증폭부10: reception filter unit 20: low noise amplifier
30 : 주파수 변환부 40 : 복조부30: frequency converter 40: demodulator
50 : 레이크 수신기50: Rake Receiver
이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention will be described.
도 2 는 기지국의 수신 안테나에 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating an incidence angle of a mobile terminal transmission signal incident on a reception antenna of a base station.
도 2 에 도시된 바와 같이, 기지국 내의 2개의 수신 안테나에 이동 단말기로부터 송신된 신호는 각도 θ 로 수신되고 2개의 수신 안테나간의 간격은 D 이다. 이때, 제 2 수신 안테나에 입사되는 신호보다 제 1 수신 안테나에 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 전파 경로 길이가 Dcosθ 만큼 더 길어진다. 전파 경로 길이 Dcosθ 만큼 진행하는데 소요되는 전파 시간 ΔT 는 전파의 속력은 빛의 속도와 같으므로 ΔT = Dcosθ ÷ C 가 된다. C 는 빛의 속도로서, 3×108[m/sec] 이다. 따라서, 상기한 수식에 의해 입사각도 θ = cos-1(ΔT ×C÷D)가 된다.As shown in Fig. 2, the signal transmitted from the mobile terminal to the two receiving antennas in the base station is received at an angle θ and the interval between the two receiving antennas is D. At this time, the propagation path length of the mobile terminal transmission signal incident on the first reception antenna becomes longer by Dcos θ than the signal incident on the second reception antenna. The propagation time ΔT required to travel by the propagation path length Dcos θ is ΔT = Dcos θ ÷ C since the speed of propagation is the same as the speed of light. C is the speed of light, which is 3 × 10 8 [m / sec]. Therefore, the angle of incidence θ = cos −1 (ΔT × C ÷ D) is obtained by the above equation.
도 3 은 기지국 수신단의 내부 구성을 나타낸 블록구성도이다.3 is a block diagram showing an internal configuration of a base station receiving end.
도 3 에 도시된 바와 같이, 기지국 수신단은 원하는 대역의 주파수만 통과시키는 수신필터부(10)와 증폭시에 증폭기 자체의 잡음 발생률이 적은 저잡음 증폭부(20)와 높은 주파수를 중간 주파수의 낮은 주파수로 변환시켜주는 주파수 변환부(30)와 아날로그 신호인 수신 신호를 디지털 신호로 복조시키는 복조부(40)와 다중경로 페이딩 환경에서 양질의 링크 품질을 보장하기 위하여 상관성 제거기(decorrelator)를 포함하여 구성된 레이크(Rake) 수신기(50)로 이루어져 있다.As shown in FIG. 3, the base station receiver includes a reception filter unit 10 which passes only a frequency of a desired band, a low noise amplifier 20 having a low noise generation rate of the amplifier itself at amplification, and a high frequency at a low frequency of intermediate frequency. A frequency converter 30 for converting the signal into a digital signal, a demodulator 40 for demodulating the received signal as an analog signal into a digital signal, and a decorrelator to ensure high quality link quality in a multipath fading environment. It consists of a rake receiver 50.
이동 단말기로부터 송신된 신호는 2개의 기지국 안테나에 각각 수신되어 수신필터부(10)와 저잡음 증폭부(20)와 주파수 변환부(30)와 복조부(40)를 거쳐 레이크 수신기(50)로 입력된다. 레이크 수신기(50)는 입력된 2개의 수신 신호를 상관성제거화(Decorrelation) 과정을 수행하고, 상관성이 제거되어 구하여지는 핑거(Finger) 신호에 가중치를 둔 후에 2개의 신호를 합하여 1개의 신호의 출력시킨다.The signals transmitted from the mobile terminals are respectively received by two base station antennas and input to the rake receiver 50 through the reception filter unit 10, the low noise amplifier 20, the frequency converter 30, and the demodulator 40. do. The rake receiver 50 performs a decorrelation process on two input signals, weights a finger signal obtained by removing correlation and adds two signals to output one signal. Let's do it.
도 4 는 시간에 따른 레이크 수신기에서 상관성이 제거된 제 1 및 제 2 수신 안테나 수신 신호의 핑거 신호를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a finger signal of a first and second reception antenna received signals whose correlation is removed from the rake receiver over time.
도 4 에 도시된 바와 같이, 레이크 수신기(50)에서 상관성이 제거된 2개의 핑거 신호를 시간에 따라 측정하면, 첫번째 핑거 신호가 발생되는 시간이 2개의 수신 안테나 간에 ΔT 만큼의 차이가 나게 됨을 알 수 있다. 따라서, 전파 경로 길이 Dcosθ 만큼 진행하는데 소요되는 전파 시간 ΔT 가 구하여지므로 입사각도 θ = cos-1(ΔT ×C÷D) 를 구할 수 있게 된다.As shown in FIG. 4, when the two correlation signals removed from the rake receiver 50 are measured with time, it is understood that the time at which the first finger signal is generated is different by ΔT between the two receiving antennas. Can be. Therefore, the propagation time ΔT required to propagate by the propagation path length Dcos θ is obtained, so that the incident angle θ = cos −1 (ΔT × C ÷ D) can be obtained.
한편, 다른 하나의 기지국도 상기와 같은 방법으로 입사 각도를 구하여야 한다.Meanwhile, the other base station also needs to obtain an incidence angle in the same manner as described above.
도 5 는 2개의 기지국으로 입사되는 이동 단말기 송신 신호의 입사 각도의 연장선의 교차점으로 이동 단말기의 위치를 탐지한 것을 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a diagram illustrating detecting a position of a mobile terminal at an intersection point of an extension line of an incident angle of a mobile terminal transmission signal incident to two base stations.
도 5 에 도시된 바와 같이, 2개의 기지국에서 측정된 이동 단말기의 송신 신호의 입사 각도 θ1, θ2의 연장선을 그리게 되면 교차점을 구할 수 있고, 교차점이 이동 단말기의 위치가 되는 것이다.As shown in FIG. 5, when the extension lines of the incident angles θ 1 and θ 2 of the transmission signals of the mobile terminals measured by the two base stations are drawn, an intersection point can be obtained, and the intersection point becomes the location of the mobile terminal.
상기한 바와 같이 본 발명은 이동 단말기 사용자의 정확한 위치를 탐지할 수 있어 차세대 이동통신 방식에서 요구되는 서비스 항목에 부합되며, 특히 통신 서비스 제공업체나 제 3 자가 이동 단말기의 위치를 정확하게 탐지하여 긴급한 상황에 적절히 대처할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention can detect the exact location of the user of the mobile terminal to meet the service items required in the next-generation mobile communication method, in particular an emergency situation by accurately detecting the location of the mobile terminal by a communication service provider or a third party. There is an effect to properly cope with.
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- 1998-08-21 KR KR10-1998-0034088A patent/KR100434259B1/en not_active IP Right Cessation
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| CN103487784A (en) * | 2013-09-04 | 2014-01-01 | 宁波大学 | Positioning method based on signal arrival time |
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Termination category: Default of registration fee Termination date: 20110409 |