피어-투-피어 통신에서의 위치 결정

피어-투-피어 통신에서의 위치 결정{POSITION DETERMINATION WITH PEER-TO-PEER COMMUNICATION}

본 개시는 일반적으로 통신에 관련되고, 무선 통신 네트워크 내의 위치 결정을 수행하는 기술과 특히 관련된다.

무선 사용자의 위치를 아는 것이 종종 바람직하며, 때때로 필요하다. 예를 들어, Federal Communications Commission (FCC) 이 공표한 enhanced 911 (E911) 무선 서비스는, 단말기 (예를 들어, 셀룰러 폰) 로부터 911 연락이 올때마다 Public Safety Answering Point (PSAP) 에 제공하기 위해 단말기의 위치를 요청된다. FCC 명령에 추가하여, 다양한 어플리케이션은 값-추가된 형상을 제공하고, 어쩌면 추가적인 수입을 생성하기 위해 단말기의 위치가 사용될 수도 있다.

일반적으로, 단말기의 위치 추정은 (1) 단말기로부터 예를 들어, 3 개 이상인 충분한 개수의 송신기로의 거리 또는 범위 및 (2) 이들 송신기의 알려진 위치에 기초하여 유도될 수도 있다. 각 송신기는 무선 통신 네트워크 내의 위성 또는 기지국일 수도 있다. 각 송신기까지의 거리 및/또는 각 송신기의 위치는 송신기에 의해 전송된 신호에 기초하여 확인할 수도 있다.

많은 예에서, 단말기는 그 자신을 위한 위치 추정을 계산하기 위해 필요한 충분한 개수의 신호를 수신하는 것이 가능하지 않을 수도 있다. 요구되는 개수의 신호를 수신하지 못하는 것은 환경 내의 장애물 및 인공물, 단말기의 제한된 성능 등 때문일 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 이들 예들 내에서 단말기들에 대한 위치 추정을 유도하는 것이 바람직할 수도 있다.

기지국 및 위성으로부터의 불충분한 개수의 신호만이 사용가능할 때, 위치 결정을 수행하는 기술에 대한 기법이 필요하다.

요약

피어-투-피어 통신에서의 위치 결정을 수행하는 기술들은 여기에 개시된다. 위성 및 기지국으로부터 불충분한 신호만이 가능하더라도, 이 기술들은 단말기에 대한 위치 추정을 제공할 수 있다. 불충분한 개수의 고-품질 측정이 가능할 때, 고 품질 위치 추정을 유도하기 위해 이 기술들은 이들 측정을 증대시키기 위해 사용될 수도 있다.

피어-투-피어 통신에서의 위치 추정의 일 실시형태에서, 타겟 단말기는 그 위치를 로케이팅하고, 그 위치를 결정하는데 지원을 청하는 요청을 브로드캐스팅하길 원한다. 요청된 지원을 제공할 수 있는 적어도 하나의 레인징 (ranging) 단말기는 요청을 타겟 단말기로부터 수신한다. 각 레인징 단말기는 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정하는데 적절한 레인징 정보를 갖는 응답을 전송한다. 예를 들어, 각 레인징 단말기로부터의 레인징 정보는 (1) 타겟 단말기에 의해 전송되는 요청에 대해 레인징 단말기에 의한 TOA (time of arrival) 측정의 시간 (2) 레인징 단말기의 위치 (3) RSSI (received signal strength indicator) 및/또는 (4) 다른 정보를 포함할 수도 있다. 각 레인징 단말기는 그 응답을 타겟 단말기 또는 네트워크 엔티티, 예를 들어, 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 계산할 수 있는 서빙 이동 로케이션 센터 (Serving Mobile Location Center; SMLC) 또는 위치 결정 엔티티 (Position Determining Entity; PDE) 로 전송할 수도 있다. 송신 파워와 함께 RSSI 측정은 송신기와 수신기 사이의 거리 (또는 범위) 를 추정하는데 사용될 수도 있다.

일 실시형태에서, 타겟 단말기는 적어도 하나의 응답을 적어도 하나의 레인징 단말기로부터 수신한다. 타겟 단말기는 각 응답에 대한 TOA 를 획득할 수도 있고, 요청에 대한 TOA 측정 및/또는 응답에 대한 TOA 측정에 기초하여 각 레인징 단말기로의 거리를 추정할 수도 있고, 추정된 거리와 각 레인징 단말기의 위치에 기초하여 그 자신에 대한 위치 추정을 계산할 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 네트워크 엔티티는 적어도 하나의 응답을 적어도 하나의 레인징 단말기로부터 수신하고, 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 계산하고, 위치 추정을 타겟 단말기로 전송한다.

본 발명의 다양한 관점 및 실시형태는 아래에서 더 자세하게 서술된다.

본 개시의 형상 및 본질은, 도면과 함께 취해졌을 때 아래에 서술될 상세한 설명으로부터 더 명백해질 것이며, 도면에서, 참조 부호들은 명세서를 걸쳐 대응되는 것을 식별한다.

도 1 은 무선 다중-액세스 통신 네트워크를 도시한다.

도 2 는 2-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정을 도시한다.

도 3 은 레인징 요청 및 응답에 대한 송신 타임라인을 도시한다.

도 4 는 타겟 단말기에 대한 위치 추정의 유도를 도시한다.

도 5 는 1-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정을 도시한다.

도 6 은 섹터 기반 2-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정을 도시한다.

도 7 은 타겟 단말기에 의해 수행되는 프로세스를 도시한다.

도 8 은 레인징 단말기에 의해 수행되는 프로세스를 도시한다.

도 9 는 PDE 에 의해 수행되는 프로세스를 도시한다.

도 10 은 타겟 단말기, 레인징 단말기, 기지국 및 PDE 의 블록 다이어그램을 도시한다.

여기에서 "예시적인" 이라는 용어는 "예, 예시, 또는 예증으로서 제공되는"의 의미로 사용된다. "예시적인" 것으로서 여기에서 설명되는 임의의 실시형태 또는 설계는 다른 실시형태에 비하여 반드시 바람직하거나 유리한 것으로서 해석할 필요는 없다.

여기에 개시된 위치 결정 기술들은 무선 광대역 네트워크 (WWAN), 무선 근거리 네트워크 (WLAN), 무선 개인 영역 네트워크 (WPAN) 과 같은 다양한 무선 통신 네트워크에 대해 사용될 수도 있다. 용어 "네트워크" 및 "시스템" 은 상호교환되어 사용될 수도 있다. WWAN 은 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 네트워크, 시간 분할 다중 액세스 (TDMA) 네트워크, 주파수 분할 다중 액세스 (FDMA) 네트워크, 직교 주파수 분할 다중 액세스 (OFDMA) 네트워크, 싱글-캐리어 주파수 분할 다중 액세스 (SC-FDMA) 네트워크 등일 수도 있다. CDMA 네트워크는 cdma2000, Wideband-CDMA (W-CDMA) 등과 같은 하나 이상의 무선 액세스 기술 (RAT) 들을 구현할 수도 있다. cdma2000 은 IS-95, IS-2000, 및 IS-856 표준을 커버한다. TDMA 네트워크는 GSM (Global System for Mobile Communication), D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone System) 또는 다른 RAT 를 구현할 수도 있다. GSM 및 W-CDMA 는 "3세대 파트너십 프로젝트" (3GPP) 로 명칭되는 콘소지움으로부터의 문서에서 서술된다. cdma2000 은 "3세대 파트너십 프로젝트2" (3GPP2) 로 명칭되는 콘소지움으로부터의 문서에서 서술된다. 3GPP 및 3GPP2 문서는 공개적으로 사용가능하다. WLAN 은 IEEE 802.11x 네트워크일 수도 있고, WPAN 은 블루투스 네트워크, IEEE 802.15x 또는 다른 타입의 네트워크일 수도 있다. 기술들은 WWAN, WLAN 및/또는 WPAN 의 임의의 조합에 대한 것을 위해 사용될 수도 있다.

도 1 은 무선 다중-액세스 통신 네트워크 (100) 를 도시한다. 네트워크 (100) 는 W-CDMA 를 구현하는 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 네트워크, 또는 IS-2000, IS-95 및/또는 IS-865 을 구현하는 cdma2000 과 같은 셀룰러 네트워크일 수도 있다. 네트워크 (100) 는 각 기지국이 특정 지역적 영역 (102) 를 위한 통신 커버리지를 제공하는, 복수의 기지국 (110) 을 포함한다. 기지국은 일반적으로 단말기와 함께 통신하는 고정된 국이다. 기지국은 액세스 포인트, 노드 B, 비콘, 또는 다른 용어로도 불릴 수도 있다. 용어 "cell" 은 그 용어가 사용되는 컨텍스트에 따라 기지국 및/또는 그 커버리지로 불릴 수 있다. 기지국은 지형, 장애물 등과 같은 다양한 요소에 의해 결정될 수도 있는 다양한 사이즈 및 형상의 커버리지 영역을 가질 수도 있다. 시스템 용량을 개선하기 위해, 기지국 커버리지 영역은 예를 들어, 3 개의 더 작은 영역 (104a, 104b, 및 104c) 과 같은 복수의 작은 영역들로 분할될 수도 있다. 각 작은 영역은 각각의 베이스 트랜시버 서브시스템 (BTS) 에 의해 서빙된다. 용어 "섹터" 는 그 용어가 사용되는 컨텍스트에 따라 BTS 및/또는 그 커버리지 영역을 가리킬 수 있다. 섹터화된 셀에 대하여, 그 셀에 대한 모든 섹터에 대한 BTS 들은 그 셀에 대한 기지국 내에 일반적으로 함께 위치된다.

여기에 서술된 기술들은 섹터화되지 않은 셀을 갖는 네트워크는 물론 섹터화된 셀을 갖는 네트워크에 사용될 수도 있다. 명백하게 하기 위해, 아래의 기술은 섹터화된 셀들을 갖는 셀룰러 네트워크에 대한 것이다. 간단함을 위해, 후술의 서술에서, 용어 "기지국" 은 셀을 서빙하는 고정국은 물론 섹터를 서빙하는 고정국을 일반적으로 가리킨다.

시스템 제어기 (130) 는 기지국 (110) 에 커플링되고, 이들 기지국에 대한 제어 및 대등관계를 제공한다. 시스템 제어기 (130) 는 하나의 네트워크 엔티티 또는 네트워크 엔티티의 집합일 수도 있다. 예를 들어, 시스템 제어기 (130) 는 기지국 제어기 (BSC), 이동국 스위칭 센터 (MSC), 무선 네트워크 제어기 (RNC), 패킷 데이터 서빙 노드 (PDSN), 및/또는 어떤 다른 네트워크 엔티티를 포함할 수도 있다. 위치 결정 엔티티 (PDE; 132) 는 단말기들에 대한 위치 결정을 지원한다. 예를 들어, PDE (132) 는 레인징 측정하기 위해 단말기에 의해 사용되는 지원 데이터를 제공할 수도 있다. 여기에 사용되는 것과 같이, 레인징 측정은 TOA 측정, OTD (observed time difference) 측정, TDOA (time difference of arrival) 측정, AOA (angle or arrival) 측정, RSSI (received signal strength indicator), RTD (round trip delay) 등일 수도 있다. 레인징 측정의 다양한 타입들은 분야에서 알려져 있다. PDE (132) 는 단말기 및/또는 기지국에 의해 제공되는 레인징 측정에 기초하여 단말기들에 대한 위치 추정도 계산할 수도 있다.

단말기 (120) 는 네트워크 (100) 를 걸쳐 일반적으로 흩어져있고, 각 단말기는 고정되거나 이동할 수도 있다. 단말기는 이동국, 액세스 단말기, 사용자 장비 또는 다른 용어로도 불릴 수도 있다. 단말기는 무선 디바이스, 셀룰러 폰, 무선 모뎀, 무선 모듈, PDA 등일 수도 있다. 단말기는 임의의 주어진 순간에 순방향 및/또는 역방향 링크 상으로 0, 1, 또는 복수의 기지국과 함께 통신할 수도 있다. 단말기는 또 다른 단말기와 피어-투-피어로도 통신할 수도 있다. 단말기는, 글로벌 위치확인 시스템 (GPS), 갈릴레오 및/또는 다른 위성 위치확인ㄴ 또는 통신 시스템으로부터 온것일 수도 있는, 위성 (140) 으로부터의 신호도 수신할 수도 있다. 일반적으로, 순방향 및 역방향 링크 모두에 대해 좋은 수신된 신호 품질을 획득할 수 있다면, 단말기는 네트워크 (100) 와 직접적으로 통신할 수도 있다. 요청된 수신된 신호 품질이 하나 또는 모두의 링크에서 대해 얻을 수 없다면, 단말기는 적어도 하나의 다른 단말기와 피어-투-피어 통신을 통해, 네트워크 (100) 와 간접적으로 통신할 수도 있다.

여기 서술에서, 피어-투-피어 (PTP) 단말기는 또 다른 단말기와 함께 피어-투-피어 통신할 수 있는 단말기이다. 타겟 단말기는 그 위치를 결정하려는 PTP 단말기이다. 레인징 단말기는 타겟 단말기와 피어-투-피어 통신하고 타겟 단말기에 대한 위치 결정을 지원하는 PTP 단말기이다.

1. 1-방향 및 2-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정

네트워크는 1-방향 및/또는 2-방향 통신을 지원할 수도 있다. 1-방향 피어-투-피어의 일 실시형태에서, PTP 단말기는 단 하나의 링크 (예를 들어, 역방향 링크) 상으로 다른 PTP 단말기와 피어-투-피어 통신하고, 다른 링크 (예를 들어, 순방향 링크) 상으로 네트워크와 추가로 통신할 수도 있다. 1-방향 피어-투-피어 통신의 다른 실시형태에서, PTP 단말기는 단 하나의 링크 상으로 1-방향 피어-투-피어 통신하고, 순방향 및 역방향 링크 모두로 네트워크와 통신한다. 2-방향 피어-투-피어 통신을 위해, PTP 단말기는 양방향 링크상으로 다른 PTP 단말기와 피어-투-피어 통신한다. 타겟 단말기는 1-방향 또는 2-방향 피어-투-피어 통신을 사용하여 위치 추정을 획득할 수도 있다.

도 2 는 2-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정의 실시형태이다. 단말기 (120a, 120b, 120c 및 120n) 는 단말기 A, B, C, 및 N 으로도 각각 불릴 수도 있다. 이 실시형태를 위해, 타겟 단말기 A 는 그 위치를 로케이팅하는 것을 원하거나, 그 자신을 로케이팅하는데 지원을 원하고, 레인징 정보에 대한 요청을 브로드캐스팅한다 (단계 1). 이 요청은 요청이 타겟 단말기 A 의 타이밍에 기초하여 전송되었을 시기의 지시를 포함한다. 이 지시는 아래에서 서술된 바와 같이 명시적 또는 묵시적일 수도 있다. 레인징 단말기 B,C 및 N 은 타겟 단말기 A 로부터 요청을 수신한다. 각 레인징 단말기는 레인징 단말기의 타이밍에 기초하여 요청의 TOA (time of arrival) 을 측정한다 (단계 2). 각 레인징 단말기는 응답을 타겟 단말기 A 로 전송한다 (단계 3). 일 실시형태에서, 각 레인징 단말기로부터의 응답은 (1) 타겟 단말기 A 에 의해 전송된 요청에 대해, 레인징 단말기에 의한 TOA 측정, (2) 레인징 단말기의 위치, 및 (3) 명시적이거나 묵시적일 수도 있는, 응답의 전송 시기의 지시를 포함한다. 타겟 단말기 A 에서 또 다른 단말기와 충돌하는 것을 방지하기 위해, 레인징 단말기들은 그들의 응답을 상이한 시간에서 (예를 들어, 랜덤하게 선택된 프레임들 또는 타임 슬롯에서) 전송할 수도 있다.

타겟 단말기 A 는 레인징 단말기 B, C, 및 N 으로부터의 응답을 수신한다. 타겟 단말기 A 는 타겟 단말기의 타이밍에 기초하여 각 레인징 단말기로부터의 응답의 TOA 를 측정한다 (단계 4). 그 후, 타겟 단말기 A 는 (1) 타겟 단말기에 의해 전송된 요청에 대해, 레인징 단말기에 의한 TOA 측정 및 (2) 레인징 단말기에 의해 전송된 응답에 대해, 타겟 단말기에 의한 TOA 측정에 기초하여 각 레인징 단말기로의 거리를 추정한다. 그 후 타겟 단말기 A 는 레인징 단말기 B, C, 및 N 으로의 추정된 거리 및 그들 레인징 단말기의 위치에 기초하여 그 자신의 위치 추정을 유도한다 (역시 단계 4 임).

도 3 은 타겟 단말기 A 에 의해 전송된 레인징 요청, 및 레인징 단말기 B 에 의해 전송된 응답에 대한 송신 타임라인을 도시한다. 각 단말기는 네트워크 (100) 의 타임 베이스인, 시스템 타임에 고정될 수도 있는 타임 베이스를 유지한다. 각 단말기에 대한 타임 베이스는 기지국으로부터 수신된 파일럿에 고정될 수도 있고, 파일럿에 의해 결정될 수도 있다. 각 단말기에 대한 타임 베이스는 기지국과 단말기 사이의 전파 지연에 대응되는 양 정도인 시스템 타임으로부터의 오프셋일 수도 있다. 도 3 에서 도시된 예에 대해, 타겟 단말기 A 에 대한 타이밍 오프셋은 T _A 로 정의되고, 타겟 단말기 B 에 대한 타이밍 오프셋은 T _B 로 정의된다.

네트워크 (100) 에 대한 송신 타임라인은, 프레임 각각이 소정의 지속기간 (예를 들어, 10 밀리세컨드 (ms)) 을 갖는 프레임들로 분할될 수도 있다. 타이밍 오프셋 때문에, 절대 시간의 기간에서, 주어진 프레임은 시스템 시간내의 시간 T _S1 에서, 타겟 단말기 A 에 대해 T _S1 + T _A , 레인징 단말기 B 에 대해 T _S1 + T _B 에서 시작할 수도 있다. 타겟 단말기 A 는, 단말기 A 의 타이밍에 기초한 프레임의 시작인, 시간 T _S1 + T _A 에서의 레인징 요청을 전송할 수도 있다. 요청이 전송된 시간은 레인징 단말기에 의해 알려질 수도 있고, 묵시적으로 요청 내 전송될 수도 있다. 시간 (초) 또는 거리 (미터) 의 단위로 주어질 수도 있는, 타겟 단말기 A 와 레인징 단말기 B 사이의 거리는 d _B 로서 정의된다. 레인징 단말기 B 는 요청이 전송된 시간 T _S1 + T _A 으로부터의 d _B + ε _AB 초인, 시간 T _S1 + T _X 에서 요청을 수신하는데, ε _AB 는 측정 오차를 나타낸다. 레인징 단말기 B 는 요청이 수신된 때 T _S1 + T _X 의 시간과 요청이 전송된 때인 시간 T _S1 + T _B 에 기초하여 요청의 TOA 를 결정할 수도 있고, 이는 다음과 같이 표현되는데,

TOA _AB 는 타겟 단말기 A 에 의해 레인징 단말기 B 로 전송되는 요청에 대한 TOA 이고, T _X 및 T _B 는 레인징 단말기 B 의 타이밍에 기초하고, ε _AB 는 TOA _AB 의 측정 오차로, 두 단말기 사이의 비가시선 (non line-of-sight) 신호 전파에 기인한 과도한 지연을 포함할 수도 있다.

레인징 단말기 B 는, 응답이 단말기 B 의 타이밍에 기초하여 전송되는, 프레임의 시작인 시간 T _S2 + T _B 에서 응답을 전송한다. 응답이 전송되어지는 시간은 타겟 단말기에 의해 알려질 수도 있고, 묵시적으로 응답 내 전송될 수도 있다. 타겟 단말기 A 는 요청이 전송된 시간 T _S2 + T _B 으로부터의 d _B + ε _BA 초인, 시간 T _S2 + T _Y 에서의 요청을 수신하는데, ε _BA 는 측정 오차를 나타낸다. 타겟 단말기 A 는 요청이 수신된 때 T _S2 + T _Y 의 시간과 요청이 전송된 때인 시간 T _S2 + T _A 에 기초하여 요청의 TOA 를 결정할 수도 있고, 이는 다음과 같이 표현되는데,

TOA _BA 는 레인징 단말기 B 에 의해 타겟 단말기 A 로 전송되는 요청에 대한 TOA 이고, T _Y 및 T _A 는 타겟 단말기 A 의 시간에 기초하고, ε _BA 는 TOA _BA 의 측정 오차로, 두 단말기 사이의 비가시선 신호 전파에 기인한 과도한 지연을 포함할 수도 있다.

타겟 단말기 A 는 레인징 단말기 B 에 의해 전송된 응답으로부터 TOA _AB 를 획득하고, 응답에 기초하여 TOA _BA 를 측정한다. 그 후, 타겟 단말기 A 는 단말기 A 와 B 사이의 거리를 다음과 같이 측정하는데,

_A 와 T

_B 를 각각 나타내고, 이들은 추정된 거리 에서 없어진다. 그러나, 추정된 거리는 제거되지 않는 측정 오차와 ε

_BA 와 ε

_AB

를 포함한다.

도 2 에 도시된 실시형태에서, 타겟 단말기는 요청에 대한 TOA 측정과 그 레인징 단말기로부터의 응답에 대한 TOA 측정에 기초하여 각 레인징 단말기로의 거리를 추정한다. 다른 실시형태에서, 타겟 단말기는 그 레인징 단말기로부터의 응답에 대한 TOA 측정 및 레인징 단말기에 대한 타이밍 오프셋을 나타내는 정보에 기초하여 각 레인징 단말기로의 거리를 추정한다. 타겟 단말기에 대한 타이밍 오프셋 T _A 은 모든 레인징 단말기로부터의 응답에 대한 TOA 측정에서의 공통되고, 여분의 TOA 측정과 함께 설명될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 각 레인징 단말기는 요청에 대한 TOA 측정에 기초하여 타겟 단말기로의 거리를 추정하고, 타겟 단말기로 추정된 거리를 다시 전송한다. 일반적으로, 타겟 단말기와 각 레인징 단말기 사이의 거리는 다양한 엔티티 (예를 들어, 단말기 또는 네트워크 엔티티) 에 의해 추정되고, 다양한 측정과 적절한 정보에 기초하여 추정될 수도 있다. 예로서, 라운드 트립 지연 측정은 RTD 가 TOA _AB , TOA _BA 와 RxTx 의 합과 동일한 곳에서 사용될 수도 있다. RxTx 는 레인징 단말기 B 의 내부 지연이고, 요청이 수신된 시간과 응답이 타겟 단말기 A 로 그 응답이 다시 전송된 시간 사이의 시간 기간과 동일하다: (T _S2 + T _B ) - (T _S1 + T _X ).

타겟 단말기 A 는 네트워크 내의 임의의 위치에 로케이팅될 수도 있는 임의의 개수의 레인징 단말기로부터 임의의 개수의 응답을 획득할 수도 있다. 타겟 단말기 A 는 레인징 단말기로부터 수신된 응답에 기초하여 각 레인징 단말기로의 거리를 추정할 수도 있다. 그 후, 타겟 단말기 A 는 모든 레인징 단말기 및 그들의 위치에 대한 추정된 거리에 기초하여 그 자신에 대한 위치 추정을 유도할 수도 있다.

도 4 는 타겟 단말기 A 에 대한 위치 추정을 결정하는 실시형태를 도시한다. 각 레인징 단말기의 위치는 2-차원 (2-D) 플롯 상의 지점으로 플롯될 수도 있다. 각 레인징 단말기 i 에 대해, 솔리드 라인을 갖는 원은 (1) 단말기 i 의 알려진 위치에 위치한 중심 및 (2) 타겟 단말기 A 로부터 단말기 i 까지의 추정된 거리인 반지름

단 하나의 레인징 단말기만이 가능하다면, 그 레이징 단말기의 위치는 타겟 단말기 A 에 대한 추정된 위치로서 제공될 수도 있고, 그 레인징 단말기의 원은 오차 기준으로도 불리는, 위치 추정에서의 불확실함으로써 제공될 수도 있다. 예를 들어, 타겟 단말기 A 가 레인징 단말기 B 로부터 단 하나의 응답만을 수신한다면, 단말기 B 의 위치는 단말기 A 에 대한 위치 추정으로서 제공될 수도 있고, 원 (410) 내의 영역은 위치 추정에서의 불확심함으로써 같이 제공될 수도 있다.

2 개의 레인징 단말기가 가능하다면, 이들 2 개의 단말기의 원은 2 지점에서 교차되고, 2 지점 중 하나가 타겟 단말기의 위치인 모호함이 존재한다. 이들 2 지점 사이에 라인이 그려질 수도 있고, 이 라인의 중심인 지점은 타겟 단말기에 대한 위치 추정으로서 제공될 수도 있다. 2 개의 원에 대한 오버래핑되는 부분은 위치 추정에서의 불확실함으로서 제공될 수도 있다.

3 개의 레인징 단말기들이 가능하다면, 이들 3 개의 단말기들에 대한 원은 여러개의 지점에서 교차된다. 이들 3 개의 원들의 원주로의 거리의 최소 평균 제곱인 지점은 타겟 단말기에 대한 위치 추정으로서 제공될 수도 있다. 평균 제곱 오차의 합의 제곱근은 위치 추정에서의 불확실함으로서 제공될 수도 있다. 선택적으로, 3 개의 교차하는 원들에 대한 교차 영역은, 도 4 에서 도시된 바와 같이, 위치 추정에서의 불확실함으로서 제공될 수도 있다.

일반적으로, 타겟 단말기에 대한 위치 추정은 최소 평균 제곱 (LMS) 또는 다른 알고리즘을 사용하여 계산될 수도 있다. LSM 알고리즘은 위치 추정에 대한 최종 결과를 얻기 위해 많은 반복을 수행한다. LSM 알고리즘 및 다른 알고리즘은 분야에 알려져있다.

도 2 에서 도시된 일 실시형태에서, 타겟 단말기는 레인징 정보를 레인징 단말기로부터의 수신하고, 그 자신에 대한 위치 추정을 계산한다. 또 다른 실시형태에서, 타겟 단말기 및/또는 레인징 단말기는 레인징 정보를 PDE (132) 로 보낸다. 그 후, PDE (132) 는 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 계산하고, 필요하다면, 위치 추정을 타겟 단말기로 되돌려보낸다. 다른 네트워크 엔티티는 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 계산도 할 수도 있다. 또 다른 예에서, 위치 추정은 타겟 단말기의 위치에 관심있는 단말기 또는 네트워크 엔티티로 제공된다.

도 2 에서 도시된 일 실시형태에서, 타겟 단말기는 레인징 단말기에 의해 전송된 응답에 대한 확인응답 (ACK) 들을 전송하지 않는다. 다른 실시형태에서, 타겟 단말기는 레인징 단말기로부터 응답에 대한 소정의 지속기간으로 대기하고 각 응답에 대한 ACK 를 전송하거나 모든 응답에 대한 하나의 ACK 를 브로드캐스팅한다. 타겟 단말기는 (1) 응답에 대한 불충분한 송신 전력 및/또는 (2) 다른 레인징 단말기에 의해 전송된 다른 응답과의 충돌과 같은 다양한 이유로 주어진 레인징 단말기에 의해 전송된 응답을 수신하지 않을 수도 있다. 레인징 단말기는 ACK 가 수신되지 않았다면 그들의 응답을 재전송할 수도 있다. 모든 실시형태에 대해, 소정의 시간 기간 내에 임의의 레인징 단말기로부터 응답이 수신되지 않으면, 타겟 단말기는 요청을 다시 브로드캐스팅할 수도 있다.

도 5 는 1-방향 피어-투-피어 통신을 갖는 위치 결정의 일 실시형태를 도시한다. 타겟 단말기 A 는 그 위치를 로케이팅하는 것을 원하고, 피어-투-피어 지원에 대한 요청을 송신한다 (단계 1). 이 요청은 레인징 단말기가 응답의 TOA 를 측정하고 레인징 정보를 PDE (132) 로 포워딩하도록 요청한다. 이 요청은 (1) 타겟 단말기 A 의 ID 및 (2) 타겟 단말기 A 의 타이밍에 기초하여 요청이 전송된 때의 지시를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 요청은 프레임의 시작에서 전송될 수도 있고, 타겟 단말기 A 가 그 타이밍을 어디에서 획득하는지를 기지국으로부터의 ID 를 포함할 수도 있다. 기지국 ID (BSID) 는 타겟 단말기 A 의 타이밍 오프셋 T _A 를 추정하기 위해 사용될 수도 있다. 예에서, 타이밍 오프셋 T _A 이 주어진 어플리케이션에 대해 필요하지 않을 때, 타겟 단말기의 위치는 T _A 에 대한 명백한 해결없이 결정될 수도 있다. 타겟 단말기 A 는 (기지국 (110a) 를 통해서 또는 레인징 단말기 및 기지국 (110a) 을 통해서) 타겟 단말기 A 가 기지국에 대해 획득할 수도 있는 임의의 레인징 측정과 BSID 를 PDE (132) 로도 전송될 수도 있다.

레인징 단말기 B, C, 및 N 은 요청을 타겟 단말기 A 로부터 수신한다. 각 레인징 단말기는 예를 들어, 식 (1) 에서 도시된 바와 같이, 그 레인징 단말기의 타이밍에 기초하여 요청의 TOA 를 측정한다 (단계 2). 그 후 각 레인징 단말기는 그것을 서빙하는 기지국을 통해 응답을 PDE (132) 로 전송한다 (단계 3). 각 레인징 단말기로부터의 응답은 (1) 레인징 단말기의 동일성 여부, (2) 타겟 단말기 A 에 의해 전송된 요청에 대해, 레인징 단말기에 의한 TOA 측정, (3) 레인징 단말기의 위치, (4) 레인징 단말기에 대한 타이밍 오프셋 T _i 을 추정하기 위해 사용될 수도 있는, 레인징 단말기의 타이밍 획득으로부터인 기지국의 BSID (5) 레인징 단말기가 기지국, 위성, 및/또는 다른 송신기에 대해 획득할 수도 있는 임의의 레인징 측정, 및 (6) 요청 내 전송된 정보를 포함할 수도 있다. 레인징 단말기는 그 타이밍 오프셋을 추정도 하고, 추정된 타이밍 오프셋을 TOA 측정으로부터 제거하고, 정정된 TOA 측정을 PDE (132) 로 제공한다. 레인징 단말기는 PDE 가 레인징 단말기에 대한 위치 추정을 계산하도록 정보를 PDE (132) 로도 전송할 수도 있다. 레인징 및 타겟 단말기로부터의 원시 측정은 관련된 위치 결정을 강화하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 타겟 단말기의 위치는 레인징 단말기의 위치에 관해서 결정될 수도 있다.

PDE (132) 는 레인징 단말기로부터의 응답을 수신하고, 가능하다면 단말기 A 로부터 추가적인 레인징 정보를 수신한다. 그 후 PDE (132) 는 (1) 레인징 단말기에 의한 TOA 측정 및 (2) 가능하다면 타겟 단말기의 타이밍 및/또는 레인징 단말기의 타이밍에 기초하여 각 레인징 단말기와 타겟 단말기 A 사이의 거리를 추정한다 (단계 4). PDE (132) 는 단말기가 그 타이밍을 획득으로부터인 기지국의 BSID 에 기초하여 각 단말기에 대한 타이밍 오프셋을 추정할 수도 있다. 그 후, PDE (132) 는 TOA 측정으로부터 각 단말기에 대한 추정된 타이밍 오프셋을 제거할 수도 있다. 타겟 단말기 A 에 대한 타이밍 오프셋 T _A 가 모든 피어-투-피어 TOA 측정에 공통되기 때문에, 레인징 단말기에 의해 만들어지는 TOA 측정으로부터 제거되고 추정될 필요가 없는, 알려지지 않은 타이밍 오프셋 T _A 을 설명할 수 있다. 알려지지 않은 타이밍 오프셋 T _A 는 타겟 단말기와 참조 기지국 사이의 거리를 나타낸다. 그러므로, PDE 는 LMS, LSF 또는 다른 알고리즘에 기초하여 위치를 계산할 때 이 제한을 추가할 수도 있다.

PDE (132) 는 (1) 타겟 단말기 A 와 레인징 단말기 사이의 추정된 거리, (2) 레인징 단말기의 위치, (3) 가능하다면 아무것이나, 다른 송신기에 대한 타겟 단말기 A 에 의한 레인징 측정, (4) 이들 다른 단말기들의 위치, 및 (5) 레인징 단말기 B, C, 및 N 으로부터의 기지국의 로케이션에 기초하여, 타겟 단말기 A 에 대한 위치 추정을 유도하고, 선택적으로 타겟 단말기 A 가 그들의 타이밍을 유도한다 (역시 단계 4). 그 후, PDE (132) 는 필요하다면, 위치 추정을 타겟 단말기 A 로 전송한다 (단계 5). PDE (132) 는 도 5 에 도시된 바와 같이, 위치 추정을 기지국 (110a) 로 전송할 수도 있고, 그 후 위치 추정을 타겟 단말기 A 로 직접적으로 전송할 수도 있다. 선택적으로, 기지국 (110a) 는, 위치 추정을 하나 이상의 레인징 단말기들로 전송할 수도 있고, 그 후 위치 추정을 타겟 단말기 A 로 포워딩할 수도 있다.

도 2 및 도 5 에 도시된 실시형태에 대하여, 타겟 단말기에 대한 위치 추정은 위에서 서술된 바와 같이 레인징 단말기들의 위치 및 타겟 및/또는 레인징 단말기들에 의한 TOA 측정에 오로지 기초하여 계산될 수도 있다. TOA 측정은 멀티패스, 타이밍 안정성 및/또는 다른 인자들로 인해 오차를 포함할 수도 있다. 측정 오차들은 복수의 측정을 수행함으로써 완화될 수도 있다.

타겟 단말기에 대한 위치 추정은 레인징 단말기들의 위치의 정확성에 의해 영향을 받는다. 일 실시형태에서, 타겟 단말기는 원하는 정확성 또는 불확실성으로 그들의 위치를 제공하도록 레인징 단말기들에게 요청할 수 있다. 그 후 레인징 단말기들은 원하는 불확실성 내로 그들의 위치를 정할 수도 있고, 그들의 위치를 타겟 단말기로 되돌릴 수도 있다. 레인징 단말기들의 위치 및 이들 위치의 불확실함은 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 계산할 때 감안할 수도 있다,

타겟 단말기에 대한 위치 추정의 정확성은 타겟 단말기에 대한 레인징 측정하는 레인지 단말기의 개수에 따라 일반적으로 개선된다. 그러나, 레인징 단말기들의 많이 집중된 영역에서, 타겟 단말기에 의해 전송된 요청에 대해 너무 많은 응답이 있을 수 있다. 응답의 개수는 특정 레인징 단말기만으로부터 요청된 응답에 의해 제어될 수도 있다. 일 실시형태에서 레인징 단말기들은 응답을 제공하도록 랜덤하게 선택된다. 예를 들어, 해싱 함수는 단말기들에 대한 유일한 ID 에 기초하여 각 N 번째 레인징 단말기들을 선택하도록 사용될 수도 있는데, 여기서 N 은 임의의 정수값일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 타겟 단말기의 소정의 거리 내의 레인징 단말기들은 응답을 제공하도록 선택된다. 마찬가지로, 타겟 단말기에 관한 최적의 지리를 포워딩하거나 원하는 신호 특성 (예를 들어, SNR, SIR, Ec/Io 등) 을 갖는 레인징 단말기는 레인징을 위해 선택될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 레인징 단말기들의 하나 이상의 클래스들은 응답을 제공하도록 선택된다. 예를 들어, 정지하거나 고정된 레인징 단말기들, 교류 전류 (AC) 에 의해 파워되는 단말기들, 및/또는 단말기들의 다른 클래스들은 응답을 제공하도록 선택될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 레인징 단말기들은 특정 지속기간을 기다린 후에 그들의 응답을 전송한다. 각 레인징 단말기들에 대한 대기 지속기간은 슈도-랜덤 지속기간일 수도 있다. 각 레인징 단말기들에 대한 대기 지속기간은 예를 들어, 타겟 단말기까지의 추정 거리, 레인징 단말기들의 위치의 정확성 등과 같은 하나 이상의 인자들에 기초하여서도 계산될 수도 있다. 각 레인징 단말기들에 대해, 대기 지속기간의 만료에 앞서 타겟 단말기로부터 ACK 가 수신된다면, 레인징 단말기는 응답을 전송하지 않는다. 레인징 단말기로부터의 응답은 다른 방법에 의해서도 제어될 수도 있다.

일반적으로, 타겟 단말기들에 대한 위치 추정은 같거나 다른 타입들일 수도 있는 충분한 개수의 송신기들에 대한 레인징 측정과 이들 송신기의 위치에 기초하여 계산할 수도 있다. 타겟 단말기에 대한 위치 추정은 (1) 레인징 단말기들, 기지국, 위성 및/또는 다른 송신기 (예를 들어, 방송국, WLAN 단말기 등) 들에 대해, 타겟 단말기에 의한 레인징 측정 (2) 레인징 단말기, 기지국, 및/또는 타겟 단말기에 대한 다른 수신기에 의한 레인징 측정 또는 (3) 그들의 조합에 기초하여 계산될 수도 있다. 높은 신뢰도를 갖는 레인징 측정 (예를 들어, 위성에 대한 측정) 은 위치 추정의 계산에서 더 큰 가중치를 가질 수도 있다.

타겟 단말기는 무선 네트워크로부터 지원 데이터를 획득할 수도 있다. 지원 데이터는 예를 들어, 관심있는 각 기지국의 로케이션, 위성의 로케이션을 갖는 알마낙, 기지국 및/또는 위성에 대한 타이밍 정보 등을 나타낼 수도 있다. 기지국과 위성에 대한 레인징 측정을 선택하고 수행하기 위해, 그리고/또는 그 자신에 대한 위치 추정을 계산하기 위해 지원 데이터를 사용할 수도 있다.

2. 섹터-기초 및 글로벌-기초 메시지 포워딩

예를 들어 도 2 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 피어-투-피어 통신을 갖는 위치 결정은 섹터-기초 방식 및 글로벌-기초 방식으로 수행될 수도 있다. 섹터-기초 방식에 대해, 타겟 단말기는 요청을 특정 섹터 내의 레인징 단말기로 송신한다. 글로벌-기초 방식에 대해, 요청을 네트워크 내의 레인징 단말기들로 브로드캐스트한다. 섹터-기초 및 글로벌-기초 방식은 1-방향 및 2-방향 피어-투-피어 통신을 위해 사용될 수도 있다.

도 6 은 섹터-기초 2-방향 피어-투-피어 통신을 갖는 위치 결정의 실시형태를 도시한다. 타겟 단말기 A 는 레인징 정보에 대한 요청을, 단말기 A 에 의해 가장 강하게 수신된 섹터일 수도 있는, 선정된 섹터 a 내의 단말기로 송신한다. 요청은 특정 슈도-랜덤 번호 (PN) 코드, 특정 스크램블링 코드, 및/또는 섹터 a 로 할당된 다른 유일한 ID 를 사용함으로써 섹터 a 로 송신될 수도 있다. 섹터-기초 방식에 대해, 각 레인징 단말기는 그 섹터로 송신된 요청을 리슨 (listen) 한다. 단말기 B 와 단말기 C 는 섹터 a 내에 위치하고, 단말기 A 에 의해 송신된 요청이 섹터 a 에 대한 것임을 인지하고, 그 요청을 프로세스한다. 단말기 N 은 섹터 c 에 위치되고, 단말기 A 에 의해 전송된 요청을 수신하지도 않거나, 요청이 다른 섹터로 브로드캐스트된 것을 인지한다. 임의의 경우에, 단말기 N 은 단말기 A 로부터의 요청을 무시한다.

일 실시형태에서, 타겟 단말기 A 는 그 요청을, 예를 들어, 단말기 A 에 의해 가장 강하게 수신된 섹터인 단 하나의 섹터로 송신한다. 다른 실시형태에서, 예를 들어, 단말기 A 가 응답의 충분한 개수를 수신할 때까지 타겟 단말기 A 는 그 요청을 하나 이상의 섹터로 송신한다. 예를 들어, 타겟 단말기 A 는 요청을 가장 강하게 수신한 섹터로 처음 송신할 수도 있고, 불충분한 개수의 응답이 수신되었다면, 그 다음으로 가장 강하게 수신한 섹터로 송신될 수도 있다. 다른 예에서, 수신된 레인징 측정의 지리가 요청된 품질의 서비스의 위치 추정을 유도하지 못한다면, 타겟 단말기 A 는 추가적인 레인징 측정을 (다른 기지국에 속할 수도 있는) 다른 섹터 내의 단말기로부터 요청할 수도 있다. 다른 선택 기준은 타겟 단말기 위치 결정의 목적을 위해 레인징 단말기들을 선택하도록 사용될 수도 있다.

도 2 는 글로벌-기초 2-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정의 실시형태를 도시한다. 이 실시형태에 대해, 타겟 단말기 A 는 요청을, 예를 들어, 글로벌 PN 코드를 사용하여, 네트워크 내의 레인징 단말기로 브로드캐스트한다. 이 실시형태에서, 각 레인징 단말기는 글로벌 PN 코드를 사용하는 요청 브로드캐스트를 리슨한다. 섹터 a 및 c 내의 레인징 단말기 B, C, 및 N 은 요청을 타겟 단말기 A 로부터 수신하고, 위에서 서술된 바와 같은 프로세싱을 수행한다.

일 실시형태에서, 네트워크는 섹터-기초 또는 글로벌-기초를 지원한다. 다른 실시형태에서, 네트워크는 섹터-기초 및 글로벌-기초 모두를 지원한다. 이 실시형태에 대해, 타겟 단말기는 섹터-기초 위치 결정을 먼저 시도하고, 요청을 예를 들어, 가장 강하게 수신하는 섹터로 브로드캐스트할 수도 있다. 위치 추정이 계산할 수 없거나 (예를 들어, 서비스의 품질을 만족시키지 못할 정도로) 충분히 정확하지 않다면, 타겟 단말기는 글로벌-기초 위치 결정을 시도할 수도 있고, 그 후 요청을, 예를 들어, 글로벌 PN 코드를 사용하여, 모든 섹터들로 브로드캐스트할 수도 있다.

3. 메시지 송신

네트워크 (100) 는 순방향 및 역방향 링크들을 위해 2 개의 다른 주파수 대역을 할당하는 주파수 분할 듀플렉싱 (FDD) 을 활용할 수도 있다. 단말기는 역방향 링크 상으로 기지국으로 송신되고 기지국으로부터 순방향 링크 상으로 수신하도록 일반적으로 설계된다. 하나의 PTP 단말기가 순방향 링크 상으로 송신하거나 역방향 링크 상으로 수신할 수 있다면, 2 개의 PTP 단말기들은 1-방향 피어-투-피어를 통신할 수 있다. 2 개의 PTP 단말기가 순방향 링크 상으로 송신하거나 역방향 링크 상으로 수신할 수 있거나 하나의 PTP 단말기가 순방향 링크 상으로 송신하거나 역방향 링크 상으로 수신할 수 있다면, 2 개의 PTP 단말기들은 2-방향 피어-투-피어를 통신할 수 있다. 일 실시형태에서, 타겟 단말기는 요청을 순방향 링크상으로 송신한다. 타겟 단말기는 순방향 링크 상으로 다른 단말기들로 과도한 간섭의 원인이 될 수도 있고, 기지국으로부터 멀리 위치하고 있을 때 그 송신 파워를 감소시킬 수도 있다. 다른 실시형태에서, 타겟 단말기는 요청을 역방향 상으로 송신한다. 타겟 단말기는 역방향 링크 상으로 기지국에서 과도한 간섭의 원인이 될 수도 있고, 기지국으로 가까이 위치할 때 그 송신 파워를 감소시킬 수도 있다. 일 실시형태에서, 타겟 단말기는, 네트워크 내의 액세스 채널에 대한 송신 파워인 오픈 루프 파워 추정을 결정한다. 그 후 타겟 단말기는 요청을 오픈 루프 파워 추정에 의해 결정된 파워 레벨, 예를 들어, 오픈 루프 파워 추정보다 낮은 X dB 에서 송신할 수도 있는데, 여기서 X 는 좋은 성능을 제공하도록 선택된다.

일 실시형태에서, 타겟 단말기는 요청을 임의의 시간에 브로드캐스팅할 수도 있다. 레인징 단말기는 이 레인징 단말기들이 다른 기능을 수행하지 않을 때 타겟 단말기로부터의 요청을 계속적으로 리슨할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 타겟 단말기는 지정된 시간 기간 내에 요청을 브로드캐스팅할 수도 있다. 레인징 단말기들은 이들 시간 기간동안에만 타겟 단말기들로부터 요청을 리슨할 수도 있다.

타겟 단말기는 슬롯된 알로하 랜덤 액세스 방식 (slotted aloha random access scheme), 캐리어 센스 다중 액세스 (carrier sense multiple access; CSMA) 방식 등과 같은 다양한 랜덤 액세스 방식을 사용하는 요청을 브로드캐스팅할 수도 있다. 일 실시형태에서, 타겟 단말기는 네트워크 내의 사용가능한 액세스 채널상으로 요청을 브로드캐스팅한다. 예를 들어, 타겟 단말기는 cdma2000 에서 역방향 액세스 채널 (Reverse Access Channel; R-ACH) 또는 역방향 인핸스 액세스 채널 (Reverse Enhanced Access Channel; R-EACH) 상으로 요청을 전송할 수도 있다. 레인징 단말기들은 기지국과 유사한 방식으로 R-ACH 또는 R-EACH 를 프로세싱함으로써 요청을 감지할 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 타겟 단말기는 피어-투-피어 통신을 지원하도록 사용되는 물리적 채널인 역방향 피어 인핸스 액세스 채널 (Reverse Peer Enhanced Access Channel; R-PEACH) 상으로 요청을 브로드캐스팅한다. R-PEACH 는 하나 이상의 메시지 포맷 및 하나 이상의 데이터 레이트를 지원할 수도 있다. 모든 실시형태에 대해, 타겟 단말기는 다른 단말기로의 과도한 간섭을 하지 않는 파워 레벨로 요청을 송신한다.

2-방향 피어-투-피어의 일 실시형태에서, 레인징 단말기는 R-PEACH, R-ACH, R-EACH 또는 다른 채널을 통해 응답을 타겟 단말기로 전송한다. 1-방향 피어-투-피어의 일 실시형태에서, 레인징 단말기는 R-ACH, R-EACH 또는 다른 채널을 사용하여 응답을 기지국으로 전송한다.

4. 플로우 다이어그램

도 7 은 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정하는 타겟 단말기에 의해 수행되는 프로세스 (700) 의 일 실시형태를 도시한다. 타겟 단말기는 그 위치를 로케이팅하기를 원하고, 그 자신에 대한 위치 추정을 결정에 지원을 요청하는 요청을 생성한다 (블록 712). 이 요청은 (1) 레인징 정보를 레인징 단말기로부터 요청할 수도 있고 (2) 타겟 단말기에 대한 레인징 정보를 획득하도록 레인징 단말기에 요청할 수도 있고, 그 레인징 정보를 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정할 수 있는 네트워크 엔티티 (예를 들어, PDE) 로 포워딩하도록 레인징 단말기에 요청할 수도 있고, 또는 (3) 위치 결정을 위해 적절한 지원 및/또는 다른 정보를 요청할 수도 있다. 요청은 위에서 서술된, 타겟 단말기의 위치 결정에 대한 네트워크 엔티티에 의해 사용될 수도 있는 적절한 정보도 포함할 수도 있다. 그 후, 타겟 단말기는 요청을, 요청된 지원을 제공할 수 있는 레인징 단말기로 전송한다 (블록 714). 요청은 특정 섹터, 섹터 그룹, 또는 네트워크 내의 모든 섹터들로 전송될 수도 있다.

2 방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정에 대해, 블록 720 에서 결정된 바와 같이, 타겟 단말기는 적어도 하나의 응답을 적어도 하나의 레인징 단말기로부터 수신한다 (블록 722). 각 레인징 단말기로부터의 응답은 레인징 단말기의 위치 (또는 위치와 연관될 수 있는 동일성 여부 정보), 및 타겟 단말기에 의해 전송된 요청에 대해 레인징 단말기에 의한 레인징 측정 (예를 들어, TOA 측정) 을 포함할 수 있다. 타겟 단말기는 각 응답에 대해 레인징 측정 (예를 들어, TOA 측정) 도 획득할 수도 있다 (블록 724). 그 후 타겟 단말기는 (1) 레인징 단말기로부터 응답에 대해 타겟 단말기에 의한 레인징 측정 및/또는 (2) 타겟 단말기에 의해 전송된 요청에 대해 레인징 단말기에 의한 레인징 측정에 기초하여 타겟 단말기와 각 레인징 단말기 사이의 거리를 추정할 수도 있다 (블록 726). 그 후 타겟 단말기는 추정된 거리 및 각 레인징 단말기에 대한 위치에 기초하여 그 자신에 대한 위치 추정을 결정할 수도 있다 (블록 728). 1-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정에 대해, 블록 720 에서 결정된 바와 같이, 타겟 단말기는 네트워크 엔티티로부터 그 자신에 대한 위치 추정을 간단히 수신할 수도 있다 (블록 732).

간단하게 하기 위해 도 7 에서 도시되지않았으나, 타겟 단말기는 기지국 및/또는 위성일 수도 있는 다른 송신기에 대한 레인징 측정을 획득할 수도 있다. 타겟 단말기는 (1) 그 자신에 대한 위치 추정을 계산하도록 이들 레인징 측정을 사용하거나 (2) 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 계산하도록 사용하기 위해 이들 측정을 네트워크로 전송할 수도 있다. 또한, 레인징 단말기는 기지국 및/또는 위성일 수도 있는 다른 송신기에 대한 레인징 측정도 획득할 수도 있고, 이들 레인징 측정은 타겟 단말기의 위치 추정을 결정하기 위해서도 사용될 수도 있다.

도 8 은 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정을 지원하도록 레인징 단말기에 의해 수행되는 프로세스 (800) 의 일 실시형태를 도시한다. 레인징 단말기는 타겟 단말기에 대한 위치 추정의 결정에 지원을 요청하는 요청을 타겟 단말기로부터 수신한다 (블록 812). 레인징 단말기는 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정하는데 적절한 레인징 정보를 획득한다 (블록 814). 예를 들어, 레인징 단말기는 요청에 대한 TOA 측정을 타겟 단말기로부터 획득할 수도 있고, 레인징 정보로서 레인징 단말기의 위치 및 요청에 대한 TOA 측정을 제공할 수도 있다. 선택적으로, 레인징 단말기는 요청에 대한 RSSI 측정을 타겟 단말기로부터 획득할 수도 있고, 레인징 정보로서 레인징 단말기의 위치 및 RSSI 측정을 제공할 수도 있다. 레인징 정보는 레인징 단말기에서의 타이밍 오프셋을 결정하도록 사용되는 다른 정보 (예를 들어, BSID) 도 포함할 수도 있다. 레인징 단말기는 레인징 정보를 갖는 응답을 타겟 단말기 또는 네트워크 엔티티 (예를 들어, PDE) 로 전송한다 (블록 816).

도 9 는 피어-투-피어 통신에 있어서 위치 결정을 지원하기 위해 네트워크 엔티티 (예를 들어, PDE) 에 의해 수행되는 프로세스 (900) 의 일 실시형태를 도시한다. 네트워크 엔티티는 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정하는데 지원을 하는, 타겟 단말기에 의해 전송된 요청에 대한 적어도 하나의 응답을 적어도 하나의 레인징 단말기로부터 수신한다 (블록 912). 각 응답은 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정하는데 사용되는 레인징 정보를 포함한다. 네트워크 엔티티는 적어도 하나의 레인징 단말기로부터 적어도 하나의 응답에 기초하여 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정한다 (블록 914). 예를 들어, 네트워크 엔티티는 레인징 단말기에 의한 TOA 측정에 기초하여 타겟 단말기와 각 레인징 단말기 사이의 거리를 추정할 수도 있다. 네트워크 엔티티는 각 단말기의 타이밍 오프셋을 추정할 수도 있고, 각 영향받은 측정으로부터 타이밍 오프셋을 제거할 수도 있다. 네트워크 엔티티는 (1) 타겟 단말기와 각 레인징 단말기 사이의 추정된 거리 및 (2) 각 레인징 단말기의 위치에 기초하여 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정할 수도 있다. 네트워크 엔티티는 타겟 단말기 및/또는 레인징 단말기들에 의해 수신된 하나 이상의 다른 송신기에 대한 하나 이상의 추가적인 레인징 측정도 획득할 수도 있고, 이들 추가적인 레인징 측정에 기초하여 타겟 단말기에 대한 위치 추정을 결정할 수도 있다. 임의의 경우에, 필요하다면 네트워크 엔티티는 위치 추정을 타겟 단말기로 전송한다 (블록 916).

5. 블록 다이어그램

도 10 은 타겟 단말기 (120a), 레인징 단말기 (120b), 기지국 (110a) 및 PDE (132) 의 블록 다이어그램을 도시한다. 타겟 단말기 (120a) 에서, 제어기/프로세서 (1020) 는 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정에 대한 요청을 보낸다. 송신 (TX) 데이터 프로세서 (1010) 는 요청을 수신하고, 요청 메시지를 생성하고, 메시지를 위해 전송되도록 데이터 비트들을 제공한다. 송신기 (TMTR; 1012) 는 데이터 비트를 조정 (예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링, 및 주파수 상향변환) 하고, 안테나 (1014) 를 통해 송신되는 PTP 신호를 생성한다.

레인징 단말기 (120b) 에서, 안테나 (1034) 는 타겟 단말기 (120a) 로부터 PTP 신호를 수신하고, 수신된 신호를 수신기 (RCVR;1036) 로 제공한다. 수신기 (1036) 는 수신된 신호를 조정 (예를 들어, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 디지털화) 하고, 데이터 샘플들을 제공한다. 수신 (RX) 데이터 프로세서 (1038) 는 타겟 단말기 (120a) 에 의해 전송되는 요청 메시지를 복구하기 위해 데이터 샘플들을 프로세싱 (예를 들어, 디스크램블링, 채널화, 복조화, 디인터리빙 및 디코딩) 한다. 수신기 (1036) 및/또는 RX 데이터 프로세서 (1038) 는 요청 메시지의 TOA 를 추가로 결정할 수도 있다. TX 데이터 프로세서 (1030) 는 요청에 대한 응답 메시지를 생성한다. 위에서 서술된 바와 같이, 응답이 타겟 단말기 (120a) 또는 PDE (132) 로 전송되는지 여부에 따라, 응답 메시지는 상이한 정보를 포함할 수도 있다.

도 2 에서 도시된 바와 같이, 2-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정에 대해, 송신기 (1032) 는 안테나 (1034) 를 통해 타겟 단말기 (120a) 로 송신된 PTP 신호를 생성한다. 타겟 단말기 (120a) 에서, 레인징 단말기 (120b) 로부터의 PTP 신호는 안테나 (1014) 에 의해 수신되고, 수신기 (1016) 에 의해 조정되고, 레인징 단말기 (120b) 로부터 응답 메시지를 복구하기 위해 RX 데이터 프로세서 (1018) 에 의해 프로세싱된다. 수신기 (1016) 및/또는 RX 데이터 프로세서 (1018) 는 응답 메시지의 TOA 도 결정할 수도 있다. 제어기/프로세서 (1020) 는 레인징 단말기 (120b) 와 어쩌면 다른 레인징 단말기로의 거리를 추정하고, 타겟 단말기 (120a) 에 대한 위치 추정을 추가로 계산한다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 1-방향 피어-투-피어 통신에서의 위치 결정에 대해, 송신기 (1032) 는 안테나 (1034) 를 통해 기지국 (110a) 로 송신되는 RL 신호를 생성한다. 기지국 (110a) 에서, 레인징 단말기 (120b) 로부터 RL 신호는 안테나 (1050) 에 의해 수신되고, 수신기 (1052) 에 의해 조정되고, 레인징 단말기 (120b) 로부터의 응답 메시지를 복구하기 위해 RX 데이터 프로세서 (1054) 에 의해 프로세싱된다. 통신 (Comm) 유닛 (1064) 은 응답 메시지를 PDE (132) 로 포워딩한다. PDE (132) 에서, 통신 유닛 (1084) 은 모든 레인징 단말기들에 대한 응답 메시지를 수신한다. 제어기/프로세서 (1080) 는 타겟 단말기 (120a) 에 대한 위치 추정을 계산하고, 위치 추정을 기지국 (110a) 으로 포워딩한다. 기지국 (110a) 에서, 순방향 링크상으로 전송되는 다른 데이터 및 타겟 단말기 (120a) 에 대한 위치 추정은 TX 데이터 프로세서 (1056) 에 의해 프로세싱되고, 안테나 (1050) 를 통해 송신되는 FL 신호를 생성하도록 송신기 (1058) 에 의해 조정된다. 타겟 단말기 (120a) 에서, 기지국 (110a) 로부터의 FL 신호는 안테나 (1014) 에 의해 수신되고 (도 10 에서 미도시), 수신기 (1016) 에 의해 조정되고, PDE (132) 에 의해 전송된 위치 추정을 복구하도록 RX 데이터 프로세서 (1018) 에 의해 프로세싱된다. 위치 추정은 PDE (132) 로부터 기지국 (110a) 로도 전송될 수도 있고, 그 후 레인징 단말기 (120b) 로도, 타겟 단말기 (120a) 로도 전송될 수도 있다.

제어기/프로세서 (1020, 1040, 1060 및 1080) 는 단말기 (120a 및 120b), 기지국 (110a), 및 PDE (132) 내의 다양한 유닛들의 동작을 각각 지휘한다. 메모리들 (1022, 1042, 1062, 및 1082) 는 단말기 (120a 및 120b), 기지국 (110a), 및 PDE (132) 을 위해 각각 데이터를 저장하고, 코드를 프로그램한다.

명백하게 하기 위해, 위의 서술은, 타겟 단말기들, 레인징 단말기들, 및 기지국들은 동일한 무선 액세스 기술 (RAT) 을 사용하여 통신하는것을 가정한다. 일반적으로, RAT 의 임의의 하나 또는 그들의 조합은 피어-투-피어 통신을 지원하도록 사용될 수도 있다. 예를 들어, 타겟 및 레인징 단말기들은 제 1 RAT 를 사용하여 통신할 수도 있고, 레인징 단말기들 및 기지국들은 제 2 RAT 를 사용하여 통신할 수도 있다. 각 RAT 는 WWAN 또는 WLAN 또는 WPAN 을 위한 것일 수도 있다. 예를 들어, 타겟 및 레인징 단말기들은 IEEE 802.11x, 블루투스, UWM, ZigBee 등을 사용하여 통신할 수도 있다. 레인징 단말기들 및 기지국들은 cdma2000, W-CDMA, GSM, OFDM 등을 사용하여 통신할 수도 있다. 타겟 및 레인징 단말기들은 하나 또는 복수의 각 RAT 들 각각을 지원할 수도 있다.

여기에 개시된 위치 추정 기술들은 다양한 수단에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들어, 이들 기술들은 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 그들의 조합으로 구현될 수도 있다. 하드웨에 구현에 있어서, PTP 단말기, 기지국, 또는 네트워크 엔티티에서의 프로세싱 유닛들은 하나 이상의 주문형 집적회로 (ASIC) 들, 디지털 신호 프로세서 (DSP) 들, 디지털 신호 프로세싱 디바이스 (DSPD) 들, 프로그래머블 로직 디바이스 (PLD) 들, 필드 프로그래머블 게이트 어레이 (FPGA) 들, 프로세서들, 제어기들, 마이크로-제어기들, 마이크로프로세서들, 전자 디바이스들, 여기에서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 다른 전자 유닛, 또는 그의 조합내에서 구현될 수도 있다.

펌웨어 및/또는 소프트웨어 구현에 있어서, 기술들은 여기에 개시된 기능들을 수행하는 모듈들 (예를 들어, 절차, 기능 등) 과 함께 구현될 수도 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 (예를 들어, 도 10 내의 메모리 (1022,1042,1062 또는 1082)) 내에 저장될 수도 있고, 프로세서 (예를 들어, 프로세서 (1020,1040,1060 또는 1080)) 에 의해 실행될 수도 있다. 메모리는 프로세서 내에 구현될 수도 있고, 프로세서의 외부에 구현될 수도 있다.

표제 (heading) 은 참조를 위해 및 일정한 섹션의 위치를 결정을 돕기 위해 여기에 포함된다. 이들 헤딩들은 여기에서 설명된 개념의 범위를 제한하는 것으로 의도되지는 않으며, 이들 개념들은 전체 명세서 전반에 걸친 다른 섹션에서 이용가능성을 가질 수도 있다.

개시된 실시형태의 이전의 설명은 당업자가 본 발명을 수행 또는 사용할 수 있도록 제공된다. 이들 실시형태에 대한 다양한 변형은 당업자에게는 용이하게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리는 본 발명의 범위 또는 사상을 벗어나는 것 없이 다른 실시형태에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 여기에서 설명된 실시형태로 제한하려는 것이 아니라, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특성에 부합되는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.