KR20020093547A - Wireless positioning method for in-building using the delay - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선통신 시스템의 이동체 측위 기술 분야에 관한 것으로서, 특히 인빌딩(In-building) 서비스를 위해 시간지연을 이용하는 이동체 측위 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of mobile positioning technology in wireless communication systems, and more particularly to a mobile positioning method using time delay for in-building services, and a computer readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method. It is about.
여기서, 무선통신 시스템이란, 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 이동통신 시스템, 개인휴대통신 시스템(PCS), 무선데이터통신 시스템, 현재 북미방식과 유럽방식으로 표준화가 추진되고 있는 IMT-2000(International Mobile Telecommunication), UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service) 등과 같은 차세대 이동통신 시스템 및 주파수공용통신 시스템 등을 포함하는 용어이다.Here, the wireless communication system is a Code Division Multiple Access (CDMA) mobile communication system, a personal mobile communication system (PCS), a wireless data communication system, and IMT- which is currently being standardized in North American and European methods. The term includes a next generation mobile communication system such as 2000 (International Mobile Telecommunication), UMTS (Universal Mobile Telecommunication Service), and a frequency common communication system.
일반적으로, 이동체 측위 기술은 다음의 망 기반, 단말기 기반, 전용망 기반, 기타 기술 등으로 분류할 수 있다.In general, mobile positioning technology can be classified into the following network-based, terminal-based, dedicated network-based, other technologies.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 일반적인 이동체 측위 기술에 대해 살펴보면 다음과 같다.Looking at the general mobile positioning technology to help the understanding of the present invention is as follows.
우선, 망 기반의 기술에 대해 살펴보면, 이는 무선통신망을 구성하는 기지국(BTS : Base station Transceiver Subsystem)을 이용하여 위치를 결정하는 방법으로, 이에 필요한 매개변수로는 전파의 도달 각(AOA : Angle Of Arrival), 도달시간(TOA : Time Of Arrival), 도달시간차(TDOA : Time Difference Of Arrival), 진폭, 위상, 신호세기 등에 의한 방법으로 분류할 수 있다. 이러한 매개변수에 대해 위치에 대한 계산을 망측에서 수행하는 경우를 망 기반의 기술이라 하며, 매개변수는 기지국(BTS)에서 수신하는 경우와 이동국(MS : Mobile Station)에서 수신하여 이를 망 측으로 전달하는 방법으로 분류할 수 있다.First of all, the network-based technology is a method of determining a location using a base station transceiver subsystem (BTS) constituting a wireless communication network. The necessary parameter is an angle of arrival of radio waves (AOA). Arrival), Time of Arrival (TOA), Time Difference Of Arrival (TDOA), amplitude, phase, signal strength, and the like. The calculation of the location of these parameters on the network side is called network-based technology, and the parameters are received by the base station (BTS) and received by the mobile station (MS) and delivered to the network side. Can be classified by the method.
망 기반의 기술을 이용하는 경우, 별도의 장비없이 기존 단말기의 변경없이 위치를 결정할 수 있다.When using a network-based technology, the location can be determined without changing the existing terminal without additional equipment.
미국의 연방통신위원회(FCC)의 의무사항에는 "2001년 10월 1일"까지 무선 E911(Enhanced 911) 서비스에 대해 망 기반 기술은 반경 100m 이내의 오차로 위치 결정이 가능하도록 하고 있다.The Federal Communications Commission (FCC) mandate of the US states that by October 1, 2001, network-based technologies will be able to locate within a 100-meter radius for wireless E911 (Enhanced 911) services.
다음으로, 단말 기반의 기술에 대해 살펴보면, 이는 위치측정 시스템(GPS : Global Positioning System) 기반의 기술이라고도 할 수 있다. 즉, 단말기에 내장한 GPS 모듈에 의해 수신한 GPS 위성의 신호 정보를 이용하여 자신의 위치를 결정하는 방법으로, GPS 모듈에 의해 자신의 위치를 결정하기만 하는 방법과 GPS 모듈을 내장한 단말기와 GPS 위성에 대한 정보를 갖고 있는 망측 장비와의 데이터 송수신을 통해 위치를 결정하는 방법 등이 있다.Next, referring to the terminal-based technology, it may be referred to as a technology based on the Global Positioning System (GPS). That is, a method of determining one's own location by using signal information of GPS satellites received by a GPS module built in a terminal, a method of determining one's own location by a GPS module, a terminal having a built-in GPS module, There is a method of determining the location by transmitting and receiving data with the network equipment that has information about the GPS satellites.
외장형 GPS를 이용하는 경우, GPS를 별도로 구매하여야 하는 비용이 소요되고, 단말기 크기가 커져 휴대하기가 불편하게 된다.In case of using an external GPS, the cost of purchasing the GPS separately is increased, and the size of the terminal becomes large, making it difficult to carry.
한편, 전용망 기반의 기술에 대해 살펴보면, 이는 위치 확인을 위한 전용망을 이용하는 기술로, 일반적인 무선통신 시스템과 다른 주파수를 사용한다. 예를들면, 미국의 LMS(location and monitoring) 대역의 전용망을 이용하는 방식을 들 수 있으며, 위치 결정을 위해 별도의 신호를 사용한다. 이는 일종의 도로 표지(Signpost) 방식으로 지능형교통시스템(ITS : Intelligent Transportation System)의 노변 기지국도 이 범주에 포함된다고 할 수 있다.On the other hand, when looking at the technology based on the dedicated network, this is a technology using a dedicated network for positioning, using a different frequency than the general wireless communication system. For example, a dedicated network in the US LMS (location and monitoring) band can be used, and a separate signal is used for location determination. This is a kind of road sign, and roadside base stations of the Intelligent Transportation System (ITS) are included in this category.
전용망 기반의 기술은 위치 확인을 위해 별도의 망을 구축하여야 하므로 경제성이 부족한 것이 일반적이다. 반면에, 특정 응용을 위해 신호도 별도로 설계하여 일부 지역에 설치하는 경우, 높은 정확도를 얻을 수 있다.Dedicated network-based technology generally lacks economic feasibility because a separate network must be constructed for location verification. On the other hand, high accuracy can be achieved if the signal is also designed for a specific application and installed in some areas.
이상과 같은 방법외에, 망 기반의 기술과 유사하게 망에서 단말기에서 송신한신호를 수신하여 위치를 결정하는 기술로 무선카메라(RadioCamera) 기술이 있다.In addition to the above-described method, there is a radio camera technology that determines a location by receiving a signal transmitted from a terminal in a network similar to the network-based technology.
RadioCamera 기술은 특정 지역에 대해 미리 알고 있는 무선 신호 형태와 현재 사용자의 무선 신호 형태의 지문(Fingerprint)을 비교하여 위치를 알아내는 방식이다. 이 기술은 다중경로를 통해 수신되는 사용자 신호와 이미 구축되어 있는 무선신호 전파에 대한 데이터베이스를 이용하여 사용자 자신의 위치 요구와 관계없이 연속적으로 위치 측정이 가능하다.RadioCamera technology finds a location by comparing the fingerprint of a wireless signal type with the current user's wireless signal type in advance. The technology uses a database of user signals received via multipath and radio signal propagation that is already established to enable continuous location measurements regardless of the user's own location requirements.
이외에, 특별한 위치 확인 기술을 사용하지는 않으나, 기지국 또는 기지국 영역내의 섹터의 식별자(ID : Identifier)에 의해 위치를 확인하는 방법이다. 즉, 디지털 셀룰라 이동통신 시스템이나 PCS 시스템에서 서비스받고 있는 기지국 또는 기지국 영역내의 섹터 ID에 의해 자신의 위치를 확인할 수 있다. 그러나, 셀룰라 이동통신 시스템이나 PCS에서의 기지국 또는 기지국 영역내의 섹터 크기는 다양하므로 위치에 대한 정확도도 편차가 심하게 된다.In addition, although no special positioning technique is used, the positioning is performed by an identifier (ID) of a base station or a sector in the base station area. That is, it is possible to identify its position by the sector ID in the base station or the base station area that is being served by the digital cellular mobile communication system or the PCS system. However, since the size of a sector in a base station or a base station area in a cellular mobile communication system or a PCS varies, the accuracy with respect to the position also varies greatly.
그런데, 종래의 무선통신 시스템에서의 위치 추적(이동체 측위) 서비스는 이동국(MS)이 기지국(BTS)으로부터 높은 전력의 송신 명령을 받아서 정상적인 전력보다 높은 전력으로 송신을 하면 서비스하고 있는 기지국 및 이웃 기지국을 포함하여 최소 3개의 기지국에서 단말기 신호를 포착하여 단말기의 위치를 추적하는 방식을 이용한다. 즉, 종래의 무선통신 시스템에서는 단말기의 신호를 수신하는 최소 3개의 기지국이 있어야 가입자의 위치 추적이 가능하다. 따라서, 이러한 방식은 한 개의 기지국이 여러 층을 동시에 서비스하는 인빌딩(In-building) 시스템에서는 적합하지 않다.However, in the conventional wireless communication system, the location tracking (mobile positioning) service is provided when the mobile station MS receives a high power transmission command from the base station BTS and transmits at a higher power than normal power. Including at least three base stations to capture the terminal signal to use the method of tracking the location of the terminal. That is, in the conventional wireless communication system, at least three base stations receiving a signal of the terminal must be available for tracking the location of the subscriber. Therefore, this method is not suitable for an in-building system in which one base station serves several layers simultaneously.
최근의 무선통신 시스템을 이용한 위치 추적(이동체 측위) 서비스는 외부 환경과 독립적으로 건물 내부를 서비스하는 방안에 대한 관심이 증가되고 있다. 이는 건물 내부는 건물벽에 의한 투과손실로 인해 외부에서의 전파가 감쇄되어 충분한 세기의 신호를 수신하는데 어려움이 있고, 사용자 밀도가 높은 건물내에서는 별도의 기지국으로 건물 내부만을 서비스하는 것이 효율적이며, 인빌딩 시스템을 이용한 건물내의 무선 사설 교환망(Wireless PBX) 등의 응용 분야가 높기 때문이다. 또한, IMT-2000 서비스에서는 높은 데이터 전송률을 지원하기 때문에 인빌딩 시스템과 결합하여 무선 근거리통신망(Wireless LAN) 기능을 구현 가능하기 때문이다. 이렇게 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템의 기본 구조는 도 1과 같다.Recently, the location tracking (mobile positioning) service using the wireless communication system has been increasing interest in the method of serving the interior of the building independent of the external environment. This is because the inside of the building is attenuated by outside walls due to transmission loss caused by the building walls, it is difficult to receive a signal of sufficient intensity, it is efficient to service only the inside of the building with a separate base station in a high user density building, This is due to the high application areas such as wireless PBXs in buildings using in-building systems. In addition, since the IMT-2000 service supports a high data rate, the wireless local area network (WLAN) function can be implemented in combination with the in-building system. The basic structure of the wireless communication system for the in-building service is as shown in FIG. 1.
도 1에 도시된 바와 같이, 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템(인빌딩 시스템)은, 기존의 스위칭 기능이 첨가된 제어국(BSC : Base Station Controller)(11)과 기지국(BTS)(12), 메인 유니트(Main Unit)(13), 원격유니트(Remote Unit)(14) 그리고 안테나로 구성된다.As shown in FIG. 1, a wireless communication system (in-building system) for an in-building service includes a base station controller (BSC) 11 and a base station (BTS) 12 to which an existing switching function is added. It consists of a main unit (13), a remote unit (14) and an antenna.
즉, 인빌딩 시스템은, 기지국(BTS)(12)을 교환국(MSC)에 접속시켜 기지국(BTS)(12) 간의 연결을 조정하며 기지국(BTS)(12)과 교환국(MSC : Mobile Switching Center) 간의 통신을 위한 신호처리 기능을 수행하는 제어국(BSC)(11)과, 이동국(MS)을 제어국(BSC)(11)에 접속시키며 이동국(MS)과 무선을 통해 통신하고 제어국(BSC)(11)과 유선으로 통신을 수행하는 유무선 변환 기능을 갖춘 기지국(BTS)(12)과, 기지국(BTS)(12)으로부터의 기저대역(Baseband) 신호를 광신호로 전환하는 메인 유니트(Main Unit)(13)와, 메인 유니트(13)와 광 케이블로 연결되어 광 신호를 서비스 주파수 대역으로 변환하는 다수의 원격 유니트(Remote Unit)(14)와, 다수의 원격 유니트(14)에 동축 케이블(RF 케이블)로 일대일 연결되는 다수의 안테나로 이루어진다.That is, the inbuilding system connects the base station (BTS) 12 to the switching center (MSC) to coordinate the connection between the base station (BTS) 12 and the base station (BTS) 12 and the switching center (MSC: Mobile Switching Center). A control station (BSC) 11 which performs a signal processing function for communication between the mobile station MS and the mobile station MS is connected to the control station BSC 11 and communicates with the mobile station MS through a wireless communication system. 11 is a base station (BTS) having a wired / wireless conversion function for communicating with a wire (11), and a main unit for converting a baseband signal from the base station (BTS) 12 into an optical signal (Main) Unit 13, a plurality of remote units 14 connected to the main unit 13 by an optical cable and converting an optical signal into a service frequency band, and a coaxial cable to the plurality of remote units 14 It consists of multiple antennas that are connected one-to-one with (RF cable).
인빌딩 시스템의 세부 구조는 도 2에 도시된 바와 같다.The detailed structure of the inbuilding system is as shown in FIG.
메인 유니트(14a~14n)는 기지국(12)으로부터의 기저대역 신호를 광으로 변환하고 이를 광케이블을 통해 원격 유니트(14a~14n)로 전송하고, 원격 유니트(14a~14n)에서는 광신호를 무선주파수(RF) 신호로 변환 및 증폭하여 안테나를 통하여 방사한다. 이때, 광케이블 및 동축 케이블의 전송 손실을 고려하여 메인 유니트(13) 및 원격 유니트(14a~14n) 간은 1Km, 원격 유니트(14a~14n)와 안테나 간은 30~40m로 제한된다. 또한, 하나의 안테나에 대한 서비스 반경은 건물의 재질, 내부구조, 내부 구성 요소에 따라 달라지나 일반적으로 30~40m의 반경을 가지도록 설계한다.The main units 14a to 14n convert baseband signals from the base station 12 to optical and transmit them to the remote units 14a to 14n via optical cables, and the remote units 14a to 14n transmit the optical signals at radio frequency. Converts and amplifies (RF) signals and radiates them through an antenna. At this time, considering the transmission loss of the optical cable and coaxial cable is limited to 1Km between the main unit 13 and the remote unit 14a-14n, and 30-40m between the remote unit 14a-14n and the antenna. In addition, the service radius of one antenna depends on the material, internal structure, and internal components of the building, but is generally designed to have a radius of 30 ~ 40m.
각 안테나는 건물의 층당 또는 그 이상 배치되어 서비스를 하게 된다. 층당 배치되는 안테나의 수는 건물의 면적 및 건물의 내부 구조에 따라 달라진다. 이는 한 개의 안테나로 서비스할 수 있는 반경은 건물의 내부 구조(건물의 재질, 건물 내부의 방의 배치, Partition 재질 등)에 의해 결정되기 때문이다. 따라서, 안테나의 서비스 반경에 따라 층별로 또는 같은 층내에서 구역별로 배치되어 서비스를 하게 된다. 이러한 인빌딩 시스템에서는 건물 전체를 한 개의 기지국 또는 요구되는 용량에 따라 한 개 이상의 기지국으로 서비스하게 된다.Each antenna will be placed on or above each floor of the building for service. The number of antennas placed per floor depends on the area of the building and the internal structure of the building. This is because the radius that can be serviced by one antenna is determined by the building's internal structure (building material, layout of the room inside the building, partition material, etc.). Therefore, according to the service radius of the antenna is arranged in each floor or within the same floor for each zone to service. In such an building system, an entire building is serviced by one base station or more than one base station according to a required capacity.
그러나, 각 기지국으로부터의 신호는 기지국(12)에 연결된 메인 유니트(13)와 메인 유니트(13)에 연결된 여러 개의 원격 유니트(14a~14n)를 거쳐서 송신되고, 메인 유니트(13)와 원격 유니트(14a~14n)는 기저대역(Baseband)/광 변환, 광/고주파대역 변환 및 증폭 기능만을 제공하므로 가입자의 신호가 어떠한 안테나 또는 어떠한 원격 유니트(14a~14n)를 통해서 입력되는지를 구분할 수 없다. 따라서, 건물 내부(인빌딩)에서의 위치 추적(이동체 측위) 서비스가 불가능한 문제점이 있었다.However, signals from each base station are transmitted through the main unit 13 connected to the base station 12 and the several remote units 14a to 14n connected to the main unit 13, and the main unit 13 and the remote unit ( 14a to 14n provide only baseband / optical conversion, optical / high frequency band conversion, and amplification functions, so it is not possible to distinguish which antenna or which remote unit 14a-14n the subscriber's signal is inputted through. Therefore, there is a problem that the location tracking (mobile body positioning) service in the building (in-building) is impossible.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무선통신 시스템에서 지연시간을 이용하여 건물 내부(인빌딩)에서의 가입자 위치 추적(이동체 측위) 기능을 구현하기 위한 이동체 측위 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, a mobile positioning method for implementing a subscriber location (mobile positioning) function in the building (in-building) using the delay time in a wireless communication system and It is an object of the present invention to provide a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
도 1 은 일반적인 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템의 구성 예시도.1 is an exemplary configuration of a wireless communication system for a general in-building service.
도 2 는 종래의 인빌딩 서비스용 이동체 측위 과정을 나타낸 설명도.2 is an explanatory diagram showing a conventional mobile positioning process for in-building services.
도 3 은 본 발명에 이용되는 기지국의 탐색 윈도우 중심 설정과 탐색 윈도우의 크기를 나타낸 설명도.3 is an explanatory diagram showing the center of the search window and the size of the search window of the base station used in the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 지연소자를 이용한 인빌딩 서비스용 이동체 측위 방법을 나타낸 일실시예 설명도.4 is a diagram illustrating an embodiment of a mobile positioning method for an in-building service using a delay device according to the present invention.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 시간 도메인 상에서의 각 안테나로부터의 신호 분포를 나타낸 설명도.5 is an explanatory diagram showing signal distribution from each antenna in the time domain according to an embodiment of the present invention;
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11 : 제어국(BSC) 12 : 기지국(BTS)11 control station (BSC) 12 base station (BTS)
13 : 메인 유니트(Main Unit) 14a~14n : 원격 유니트(Remote Unit)13: Main Unit 14a ~ 14n: Remote Unit
15a~15n : 지연소자15a ~ 15n: delay element
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템에서의 이동체 측위 방법에 있어서, 건물 내부(인빌딩)에서 서비스하고자 하는 지역에 설치되는 안테나 측에 지연소자를 설치하고, 상기 지연소자의 지연시간 정도를 안테나별로 달리하는 설정하는 제 1 단계; 기지국에서 기지국 신호가 이동국으로 전송되었다가 되돌아 오는 시간(RTD)을 계산하는 제 2 단계; 및 상기 기지국이 기 설정된 안테나의 지연시간값과 상기 RTD 값을 비교하여, 상기 이동국이 서비스받고 있는 안테나를 식별하여, 그로부터 상기 이동국의 위치를 파악하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for positioning a moving object in a wireless communication system for an in-building service, comprising: installing a delay element at an antenna side installed in an area to be serviced in a building (in-building); A first step of setting the delay time of the delay element for each antenna; Calculating a time (RTD) at which the base station signal is transmitted to the mobile station and returned to the mobile station; And a third step in which the base station compares the delay time value of the preset antenna with the RTD value, identifies the antenna that the mobile station is serving, and determines the location of the mobile station therefrom.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 인빌딩 서비스를 위하여, 프로세서를 구비한 무선통신 시스템에, 건물 내부(인빌딩)에서 서비스하고자 하는 지역에 설치되는 안테나측 지연소자의 지연시간 정도를 안테나별로 달리하는 설정하는 제 1 기능; 기지국에서 기지국 신호가 이동국으로 전송되었다가 되돌아 오는 시간(RTD)을 계산하는 제 2 기능; 및 상기 기지국이 기 설정된 안테나의 지연시간값과 상기 RTD 값을 비교하여, 상기 이동국이 서비스받고 있는 안테나를 식별하여, 그로부터 상기 이동국의 위치를 파악하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.The present invention for achieving the above object, for the in-building service, in the wireless communication system having a processor, the delay time of the antenna-side delay element installed in the area to be serviced in the building (in-building) for each antenna A first function of setting to different; A second function of calculating a time (RTD) at which the base station signal is transmitted to and returned from the mobile station to the base station; And the base station compares a delay time value of a preset antenna with the RTD value, identifies a antenna that the mobile station is serving, and records a program for realizing a third function for identifying the location of the mobile station therefrom. Provide a readable recording medium.
최근의 무선통신 시스템에서 사업자의 기본적인 요구사항 중의 하나가 119 서비스와 같은 긴급사항에 대비한 위치 추적 서비스이다. 따라서, 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템에서도 위치 추적 기능이 요구되나 현재에 인빌딩 환경에서위치를 추적할 수 있는 기능이 구현되어 있지 않아, 본 발명에서는 아웃 도어(Outdoor) 환경에서만 가능했던 위치 추적 기능을 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템(인빌딩 시스템)에 구현함으로써 시스템의 경쟁력을 확보할 수 있다.In the recent wireless communication system, one of the basic requirements of the operator is a location tracking service for emergency such as 119 service. Therefore, a location tracking function is required in a wireless communication system for an in-building service, but a function for tracking a location in an in-building environment is not implemented at present, and according to the present invention, location tracking was possible only in an outdoor environment. By implementing the function in a wireless communication system (in-building system) for the in-building service, it is possible to secure the competitiveness of the system.
이를 위해, 본 발명은 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템에서 원격 유니트(Remote Unit)와 안테나 사이에 시간 지연소자를 설치하고, 지연소자를 통해 신호 지연시간을 안테나마다 다르게 설정하여, 기지국에서 지연시간을 이용하여 서비스하고 있는 안테나를 식별함으로써, 인빌딩 서비스내에서 가입자 위치 추적 기능을 구현할 수 있다.To this end, the present invention provides a time delay device between the remote unit and the antenna in a wireless communication system for the in-building service, and sets the signal delay time differently for each antenna through the delay device, the delay time in the base station By identifying the antennas that are being serviced using, the subscriber location tracking function can be implemented in the in-building service.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
기지국(BTS)에서는 이동국(MS)이 액세스를 시도(Access Attempt)할 때, 우선 CSM(Cell Station Module) 칩의 탐색 범위 전체를 탐색하여 액세스 프리앰블(Access Preamble)을 획득한 뒤 액세스 메시지를 수신한다. 이때, 액세스 메시지 안에는 다음의 (수학식 1)과 같은 파일롯 의사잡음 위상(Pilot PN Phase) 정보가 포함되어 있다.When the mobile station MS attempts to access, the base station (BTS) first searches the entire search range of the CSM (Cell Station Module) chip to obtain an access preamble and then receives an access message. . In this case, the pilot message includes pilot PN phase information as shown in Equation 1 below.
(수학식 1)에서, "PILOT_ARRIVAL"은 기지국(BTS)으로부터 이동국(MS)에 최초로 도착한 다중 경로 성분의 도착 시간이고, "PILOT_OFFSET"은 기지국(BTS)의 파일롯 의사잡음 옵셋(Pilot PN Offset) 값이다.In Equation 1, "PILOT_ARRIVAL" is the arrival time of the multipath component first arriving from the base station (BTS) to the mobile station (MS), and "PILOT_OFFSET" is the pilot PN Offset value of the base station (BTS). to be.
기지국(BTS)은 이동국(MS)으로부터의 신호를 지속적으로 획득하기 위하여 탐색기가 탐색 윈도우 길이(Acquisition Window Length) 크기의 탐색 윈도우를 설정하여 이동국(MS)의 신호를 탐색하게 된다. 이때, 기지국(BTS)은 이동국(MS)으로부터 액세스 메시지내에 포함되어 있는 파일롯 의사잡음 위상(PILOT_PN_PHASE)을 이용하여 기지국 신호가 이동국(MS)으로 전송되었다가 되돌아 오는 시간, RTD(Round Trip Delay) 값을 계산할 수 있고, 이 값을 이용하여 탐색 윈도우의 중심을 설정하고 그 중심을 기준으로 +/- 탐색 윈도우 길이/2(+/- Acquisition window length/2) 크기로 탐색 윈도우를 설정한다. 이를 도 3에 나타내었다.In order for the base station BTS to continuously acquire a signal from the mobile station MS, the searcher sets a search window having an Acquisition Window Length and searches for the signal of the mobile station MS. At this time, the base station (BTS) uses the pilot pseudo-noise phase (PILOT_PN_PHASE) included in the access message from the mobile station (MS) when the base station signal is transmitted to the mobile station (MS) and returns, RTD (Round Trip Delay) value Using this value, you can set the center of the search window and set the search window to +/- Acquisition window length / 2 size based on the center. This is shown in FIG. 3.
기지국(BTS)은 이동국(MS)으로부터 파일롯 의사잡음 위상(Pilot PN Phase) 값을 수신하여 이동국(MS)과 기지국(BTS) 간의 거리, 즉 RTD 값을 계산하여 그 값을 중심으로 탐색 윈도우를 설정하여 이동국 신호를 감시한다.The base station (BTS) receives a pilot PN phase value from the mobile station (MS), calculates the distance between the mobile station (MS) and the base station (BTS), that is, an RTD value, and sets a search window based on the value. Monitor the mobile station signal.
이동국(MS)과 기지국(BTS) 사이의 거리에 따라 RTD 값은 다르다. 이러한 원리를 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템(인빌딩 시스템)에 적용하여 단말기 위치 추적(이동체 측위) 기능을 구현할 수 있다.The RTD value varies depending on the distance between the mobile station MS and the base station BTS. This principle can be applied to a wireless communication system (in-building system) for an in-building service to implement a terminal location tracking (mobile body positioning) function.
즉, 도 4에서와 같이 원격 유니트(14a~14n)와 안테나 사이에 지연소자a~n(15a~15n)를 설치한다. 이때, 지연소자a~n(15a~15n)의 지연시간(D1~Dn)정도를 안테나별로 다르게 설정한다.That is, as shown in FIG. 4, delay elements a to n (15a to 15n) are provided between the remote units 14a to 14n and the antenna. At this time, the delay time D 1 to D n of the delay elements a to n (15a to 15n) is set differently for each antenna.
여기서, n은 기지국(12)에 연결되는 원격 유니트(14a~14n)의 수(=안테나 수)를 나타내고, Dn은 n번째 안테나에 대한 지연시간이다. 그리고, D1에서 Dn은 일정한 시간 간격을 갖는데, 이 시간 간격은 "기지국이 탐색 가능한 최대 시간 범위/n"으로 설정한다.Here, n denotes the number of remote units 14a to 14n (= antenna number) connected to the base station 12, and D n is a delay time for the n-th antenna. And, in D 1 D n is gatneunde regular time intervals, the time interval is set to "base station search the maximum time span / n".
상기 지연소자a~n(15a~15n)의 지연시간(D1~Dn) 정도를 안테나별로 다르게 설정할 때, 이동국(MS)으로부터 수신되는 RTD 값의 오차를 고려하여 지연시간 값을 안테나별로 최대한 넓은 간격으로 설정할 필요가 있다. 이를 위해, 기지국(BTS)이 탐색할 수 있는 시간범위는 256PN 칩이므로 기지국(12)에 연결되어 있는 원격 유니트(14a~14n)의 수에 따라 각 안테나에 연결되는 지연시간 값을 결정한다. 즉, 한 개의 기지국(12)에 연결되는 안테나의 수가 n개라고 가정하면, 안테나 사이의 시간 간격은 "256PN 칩/n"으로 설정한다. 이렇게 설정하였을 경우에, 이동국(MS)으로부터 오는 시간은 도 5와 같이 기지국(12)의 전체 탐색 범위에 일정 시간 간격으로 분포하게 되고, 기지국(12)은 각 이동국(MS)에 대한 RTD 값을 계산하기 때문에 RTD 값으로부터 가입자의 신호가 어떤 안테나 또는 어떤 원격 유니트(14a~14n)를 통해서 입력되었는지를 식별할 수 있다.When the delay time D 1 to D n of the delay elements a to n 15a to 15n is set differently for each antenna, the delay time value is maximized for each antenna in consideration of the error of the RTD value received from the mobile station MS. It needs to be set at wide intervals. To this end, since the time range that the base station (BTS) can search is a 256PN chip, the delay time value connected to each antenna is determined according to the number of remote units 14a to 14n connected to the base station 12. That is, assuming that the number of antennas connected to one base station 12 is n, the time interval between the antennas is set to " 256PN chips / n ". In this case, the time from the mobile station MS is distributed at regular intervals over the entire search range of the base station 12 as shown in FIG. 5, and the base station 12 stores the RTD values for each mobile station MS. Because of the calculation, it is possible to identify which antenna or which remote unit 14a-14n the subscriber's signal has been input from the RTD value.
이때, 기지국(12)은 각 안테나에서 미리 정해진 지연시간에 대한 정보를 알고 있어야 한다. 즉, 기지국(12)은 계산된 RTD 값으로부터 미리 입력되어 있는 안테나의 위치를 파악하여 위치에 관한 정보를 원하는 사용자에게 송신할 수 있다.일반적으로, 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템(인빌딩 시스템)에서 안테나 1개의 서비스 반경은 30~40m 이내이므로 이러한 방식을 이용하여 여러 개의 기지국을 이용하지 않고도 30~40m 범위내에서 가입자의 위치를 추적할 수 있다.At this time, the base station 12 should know the information about the predetermined delay time in each antenna. That is, the base station 12 can determine the position of the antenna that is input in advance from the calculated RTD value and transmit the information about the position to the desired user. In general, the wireless communication system for the in-building service (in-building system) Since the service radius of one antenna within 30 ~ 40m in this way, it is possible to track the location of the subscriber within the range of 30 ~ 40m without using multiple base stations using this method.
이를 도 5를 통해 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.This will be described in more detail with reference to FIG. 5.
도 5 는 인빌딩 서비스를 위한 무선통신 시스템(인빌딩 시스템)에서 원격 유니트(14a~14n)와 안테나 사이에 지연소자a~n(15a~15n)를 설치했을 경우에 시간 도메인 상에서의 각 안테나로부터의 신호 분포를 나타낸 것이다.FIG. 5 shows each antenna in the time domain when delay elements a to n (15a to 15n) are installed between the remote units 14a to 14n and the antenna in a wireless communication system (inbuilding system) for inbuilding services. Shows the signal distribution of.
첫 번째 안테나로부터 들어오는 신호에 대해서, 이동국(MS)과 안테나 사이의 거리에 의한 지연시간(RTD1)과 의도적인 지연시간(D1)의 합에 해당하는 시간에 이동국(MS)의 신호가 분포하게 된다. 따라서, 탐색 윈도우의 중심도 기지국(12)은 이동국(MS)으로부터 해당 파일롯 의사잡음 위상(Pilot PN Phase)을 수신하여 "RTD1+D1"에 설정한다. 이때, 기지국(12)이 약 D1(≒RTD1+D1) 정도의 RTD 값을 가지는 신호가 어떤 안테나인지에 대한 정보만 가지고 있으면 안테나를 식별할 수 있고, 안테나의 반경은 30~40m 범위내이므로 30~40m 범위내에서 이동국(MS)의 위치를 파악할 수 있다.With respect to the signal coming from the first antenna, the signal of the mobile station MS is distributed at a time corresponding to the sum of the delay time RTD 1 and the intentional delay time D 1 by the distance between the mobile station MS and the antenna. Done. Therefore, the center degree base station 12 of the search window receives the corresponding pilot PN phase from the mobile station MS and sets it to "RTD 1 + D 1 ". At this time, the base station 12 can identify the antenna if the base station 12 only has information on which antenna is a signal having an RTD value of about D 1 (≒ RTD 1 + D 1 ), the radius of the antenna is 30 ~ 40m range As a result, the position of the mobile station MS can be determined within the range of 30 to 40 m.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.The method of the present invention as described above may be implemented as a program and stored in a computer-readable recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 원격 유니트와 안테나 사이에 시간지연소자를 설치하고 지연시간을 안테나마다 다르게 설정하여 기지국에서 지연시간을 이용하여 서비스하고 있는 안테나를 식별함으로써, 인빌딩 서비스내에서 가입자 위치 추적(이동체 측위) 기능을 구현할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, by installing a time delay element between the remote unit and the antenna and set the delay time for each antenna to identify the antenna serving by using the delay time in the base station, the subscriber location in the in-building service There is an effect that can implement the tracking (mobile body positioning) function.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020010032349A KR20020093547A (en) | 2001-06-09 | 2001-06-09 | Wireless positioning method for in-building using the delay |
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KR1020010032349A KR20020093547A (en) | 2001-06-09 | 2001-06-09 | Wireless positioning method for in-building using the delay |
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ID=27708449
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KR1020010032349A KR20020093547A (en) | 2001-06-09 | 2001-06-09 | Wireless positioning method for in-building using the delay |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100456400B1 (en) * | 2002-04-12 | 2004-11-10 | (주) 콘텔라 | Method and Apparatus for estimating location of Mobile Terminal in service area of single Base Station |
KR101503831B1 (en) * | 2014-08-08 | 2015-04-14 | 주식회사 알씨엔 | Distance measuring system between the wireless communication devices and method thereof |
KR20160103313A (en) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 에스케이텔레콤 주식회사 | Terminal device and control method thereof |
-
2001
- 2001-06-09 KR KR1020010032349A patent/KR20020093547A/en not_active Application Discontinuation
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