KR101206873B1

KR101206873B1 - 클록 펄스 장치를 동기화하기 위한 방법

Info

Publication number: KR101206873B1
Application number: KR1020067023307A
Authority: KR
Inventors: 마르틴 포씨크
Original assignee: 지메오 게엠베하
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2005-03-30
Publication date: 2012-11-30
Anticipated expiration: 2025-03-30
Also published as: DE112005000779B4; WO2005098465A2; GB0621884D0; DE112005003895B4; US20080292039A1; GB2430570B; KR20070038452A; DE112005000779A5; GB2430570A; US7594133B2; WO2005098465A3

Abstract

본 발명은 클록 펄스 장치(CLK1, CLK2)를 동기화하기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 방법에 따라, 송신 유닛(T)이 하나 이상의 협대역 원거리 신호(V1, V2)(distant signal)를 발송하고, 수신 유닛(BS₁, BS₂, ...., BS_M)의 클록 펄스 장치(CLK2)들이 상기와 같은 원거리 신호에 대하여 상기 원거리 신호의 소스에 결합됨으로써 사전 동기화되며, 상기 송신 유닛이 소정의 대기 시간(T_W) 후에 광대역 측정 신호(V3)를 발송하고, 상기 수신 유닛이 상기 신호를 수신하며, 상기 수신 유닛이 상기 광대역 측정 신호를 동일한 방식으로 변조된 비교 신호와 서로 연관시키고, 상기 연관 관계 결과를 토대로 하여 상기 광대역 측정 신호(V3)의 수신 시점이 결정되며, 상기 클록 펄스 장치의 동기화 차가 결정되고 보상된다.

Description

클록 펄스 장치를 동기화하기 위한 방법 {METHOD FOR SYNCHRONISING CLOCK PULSE DEVICES}

본 발명은, 특히 무선을 기반으로 하는 위치 검출 시스템에서 사물의 위치를 정확하게 결정하기 위한 목적으로 사용되는, 클록 펄스 장치를 동기화하기 위한 방법과 관련이 있다.

TDOA("Time Difference of Arrival")-원리를 기본으로 하는 측정 방법들은 도 1에 따라 공지되어 있다. 상기 측정 방법에서는 장소를 확인할 트랜스폰더(T)가 반복적으로 특정 시점에 트랜스폰더 신호(T_s)를 발송한다. 그 경우 상기 트랜스폰더 신호는, 고정되고 공지된 위치를 갖는 다수의 M개의 기지국들에서 수신된다. 상기 M개의 기지국(BS₁, BS₂, ...., BS_M)들에는 상기 트랜스폰더 신호의 도달 시점을 정확하게 결정하는 수단이 제공된다. 트랜스폰더의 위치를 산출하기 위하여, 트랜스폰더(T)와 적어도 2개의 기지국(BS₁ 및 BS_M) 간에 발생하는 상기 트랜스폰더 신호의 전파 시간 차이(t₁ - t₂, t₁ - t₃ 또는 t₂ - t₃)가 평가된다. 상기 전파 시간 차이를 정확하게 측정할 수 있기 위해서는, 기지국들의 클록 소스들을 반드시 서로 동시에 실행시킬 필요가 있다. 이러한 목적을 위해서는, 매우 복잡하고 실시간 처리 가능한 배경 네트워크(background network)가 필요하거나 혹은 정확도가 높고 장시간 안정적인 시계가 필요하다.

통상적으로는, 트랜스폰더 신호로서 코딩된 신호들이 사용되고, 기지국들에 도달하는 상기 신호의 도달 시점의 결정은 상기 기지국에 공지된 신호와의 상관 관계를 통해서 이루어진다. 그러나, 광대역 신호 및 고주파 신호의 경우에는 이와 같은 유형의 상관 관계가 계산하기에 매우 복잡하다. 한 가지 측정에 참여한 트랜스폰더 및 기지국이 동기화되지 않으면, 이와 같은 상관 관계는 각각의 기지국에서 연속으로 그리고 실시간 처리 가능하게 이루어져야만 한다. 이와 같은 특성은 현재 디지털 회로에 의해서, 다만 제한된 대역폭에 대해서만 경제적으로 전환될 수 있다.

독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에는, 무선 인터페이스를 통해 서로 통신하는 송신국 및 수신국을 동기화하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 이 경우 상기 송신국에서는 신호 소스를 갖는 송신 신호가 발생되어 상기 무선 인터페이스를 통해 발송되며, 상기 수신국에서는 상응하는 수신 신호가 상기 무선 인터페이스에 의해 수신되고, 수신기-신호 소스 신호를 사용하여 송신기 측 신호 소스에 적응된 수신기 측 신호 소스에 의해서 평가된다. 송신 신호와 수신 신호 간 동기화를 그 당시에 적응시키기 위하여, 상기 송신 신호 및 수신 신호에는 동일한 방식의 변조가 적용되고, 상기 2개의 신호들은 서로 혼합된다. 그 다음에 상기 혼합 신호가 주파수 이조(detuning)와 관련하여 분석된다.

본 발명의 목적은, 신호들이 하나의 무선국으로부터 다수의 다른 무선국들로 전파될 때에 발생하는 전파시간 차를 산출함으로써 하나의 무선국의 정확한 위치 결정이 보장될 수 있도록 신호들이 상호 동기화될 수 있는 방법 및/또는 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 독립 청구항의 특징에 의해서 달성된다. 본 발명의 바람직한 개선예들은 종속항들에서 기술된다.

클록 펄스 장치를 동기화하기 위한 한 가지 방법이 해결책으로서 제안되는데, 상기 방법에서는

- 송신 유닛이 하나 이상의 협대역 원거리 신호(distant signal)를 발송하고,

- 수신 유닛의 클록 펄스 장치들이 상기와 같은 원거리 신호에 대하여 상기 원거리 신호의 소스에 결합됨으로써 사전 동기화되며,

- 상기 송신 유닛이 소정의 대기 시간 후에 광대역 측정 신호를 발송하고, 상기 수신 유닛이 상기 신호를 수신하며,

- 상기 수신 유닛이 상기 광대역 측정 신호를 동일한 방식으로 변조된 비교 신호와 서로 연관시키고, 상기 연관 관계 결과를 토대로 하여 상기 광대역 측정 신호의 수신 시점이 결정되며, 상기 클록 펄스 장치의 동기화 차가 결정되고 보상된다.

상기 클록 펄스 장치는 시계로서 언급될 수도 있다. 시계의 동기성이 존재하면, 공지되지 않은 최초 위치(original position)를 갖는 하나의 신호의 도달 시점을 결정하기 위한 대부분의 복잡한 계산 과정이 단순한 아날로그 회로 소자들에 의해서 실행된다.

동기화가 무선으로 이루어지기 때문에, 송신 유닛 및 수신 유닛 아래에 네트워크-케이블을 설치할 필요가 전혀 없다는 장점이 나타난다.

수신 유닛으로서는 기지국이 사용될 수 있고, 송신 유닛으로서는 트랜스폰더가 사용되며, 상기 트랜스폰더의 위치가 측정된다.

상기와 같은 경우에 트랜스폰더는 스스로 신호를 수신하지 않는 송신 유닛으로서만 구현될 수 있다.

바람직하게는 단지 기지국들만이 상호 동기화되는데, 그 이유는 상기 기지국들이 일반적으로는 클록 제어된 신호를 수신할 수 있는 가능성도 갖기 때문이다.

송신 유닛의 위치를 결정하기 위한 한 가지 방법에 제안되는데, 상기 방법에서는

- 상기와 같은 클록 펄스 장치를 동기화하기 위한 방법이 구현되며,

- 상관 관계 결과를 토대로 하여 광대역 측정 신호의 도달 시점이 산출되고, 수신 유닛에 의해 수신된 및 송신 유닛에 의해 송신된 측정 신호의 전파 시간이 비교됨으로써 상기 송신 유닛의 위치가 결정될 수 있다.

상기 방법은, 고유의 클록 소스를 구비하고 공지된 위치를 갖는 기준국(reference station)이 기준 신호를 발송하며, 상기 기준 신호가 수신 유닛에 의해서 수신되고, 상기 수신 유닛의 클록 펄스 장치가 상기 기준 신호에 맞추어 동기화됨으로써 확장될 수 있다.

기준국은 기준 트랜스폰더의 형태로 된 송신 유닛으로서 형성되는 것이 바람직하다.

그러나 단지 수신 유닛만 기준 트랜스폰더에 의해서 동기화되지 않고, 오히려 바람직하게는 송신 유닛도 기준 트랜스폰더에 의해서 동기화될 수 있다. 이러한 목적을 위하여 송신 유닛은 수신 유닛으로서 확대될 수도 있다. 그럼으로써, 상기 기준 트랜스폰더와 송신 유닛 혹은 트랜스폰더 간 결합으로 인하여, 각각의 송신 유닛의 송신 시점이 기지국들에 공지된다는 장점이 나타난다. 따라서, 입력 방식으로 언급되는 상관 관계가 더 이상 실시간으로 필요치 않게 된다. 그와 마찬가지로, 기지국들도 당연히 송신 유닛으로서 이용될 수 있음으로써, 결국 기지국들은 상호 통신할 수 있게 되고, 경우에 따라서는 상호 사전 동기화된다.

본 발명에 따른 방법들에서는

- 각각 하나의 클록 펄스 장치, 신호 소스 및 무선 인터페이스를 포함하는 하나의 송신 유닛 및 다수의 송/수신 유닛,

- 사전 설정 가능한 클록의 기준 신호들을 발생시킬 수 있는 신호 소스 및 클럭 펄스 장치를 구비하고, 공지된 위치를 갖는 기준국을 포함하는 무선 통신 장치가 기초가 되며, 상기 장치에서는

- 상기 기준국의 공지된 위치에 의해서 기준 신호의 예상될 전파 시간 차이가 다수의 송신 및 수신 유닛에 공지됨으로써, 상기 송신 및 수신 유닛의 클록 펄스 장치의 동기화가 이루어질 수 있으며, 그에 따라

- 상기 송신 및 수신 유닛의 클록 펄스 장치들이 서로 상기 기준 신호의 클록에 대한 결합을 참조하여, 통일적으로 클록 제어된 상태로 변위될 수 있다.

상기 송신 및 수신 유닛들 간의 거리가 측정됨으로써, 무선 통신 장치가 위치 측정 시스템으로서 또는 무선을 기반으로 하는 위치 검출 시스템으로서 구현되는 것이 유리하다. 상기 위치 측정 시스템은 바람직하게 큰 거리를 측정하기 위하여 사용될 수 있으며, 이 경우에는 당연히 송신 및 수신 유닛들이 서로 상응하는 거리를 갖는다.

본 발명의 바람직한 개선예들은 아래의 실시예들에서 기술된다.

도 2는 기지국, 트랜스폰더 및 기준 트랜스폰더를 구비한 무선 통신 장치의 개략도이다.

도 3은 클록 펄스 장치를 동기화하기 위한 그리고 원거리 신호 및 측정 신호들이 연속되는 송신 유닛의 위치를 결정하기 위한 본 발명에 따른 방법의 개략도이다.

도 4는 송신 및 수신 유닛의 바람직한 구조를 도시한 개략도이다.

도 2는 기준 트랜스폰더(T_Ref)가 어떻게 공지된 위치에 제공되는지를 보여준다. 바람직하게는, 우선 기지국들이 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에 따른 장치 및 방법에 의해서 상호 동기화된다. 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에 따른 방법에서 사용되는 장치들과 관련해서는 도 4가 참조된다. 상기 방법에서는 하나의 인터페이스를 통해 서로 통신하는 송신국 또는 트랜스폰더(SE) 및 수신국 또는 기지국(BS)으로부터 출발하며, 이 경우 상기 송신국에서는 신호 소스(SGEN1)를 갖는 송신 신호(sig1)가 형성되어 상기 인터페이스를 통해 송신되며, 상기 수신국(BS)에서는 상응하는 수신 신호(esig1)가 인터페이스에 의해 수신되고, 수신기-신호 소스 신호(sig2)를 이용하여 송신기 측 신호 소스(SGEN1)에 매칭되는 수신기 측 신호 소스(SGEN2)에 의해서 평가된다. 이 방법은, 송신 신호(sig1)뿐만 아니라 수신기-신호 소스 신호(esig1)에도 동일한 변조 방식이 적용되며, 수신국(BS)에서 수신된 수신 신호가 수신기-신호 소스 신호(sig2)와 혼합되어 하나의 혼합 신호(sigmix)를 형성하고, 상기 혼합 신호가 분석되는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 통신을 위해서는 당연히 기지국도 송신 유닛으로서 이용되어야만 한다. 기지국이 적어도 대략적으로 상호 동기화된 후에는, 기준 트랜스폰더와 다수의 기지국들(BS₁, BS_M) 간의 신호 전파 시간 차이(│t₄ - t₅│)의 값이 기지국들을 서로 보다 정확하게 동기화하기 위해서 이용되는데, 그 이유는 기준 트랜스폰더의 위치 및 그와 더불어 예상될 신호 전파 시간 차이(│t₄ - t₅│)도 공지되어 있기 때문이다. 상기 동기화된 기지국들에 의해서는, 트랜스폰더로부터 기지국으로 송신되는 신호의 전파 시간 차이(│t₁ - t₂│ 또는 │t₂ - t₃│ 또는 │t₃ - t₁│)가 평가됨으로써 트랜스폰더의 위치가 정확하게 결정될 수 있다. 이때 3각 측량(triangulation) 방법 또는 3변 측량(trilateration) 방법은 트랜스폰더의 위치를 결정하기 위해서 이용될 수 있다.

기준 트랜스폰더(T_Ref)는 적어도 하나의 신호 소스 및 무선 인터페이스를 포함한다. 상기 기준 트랜스폰더에는 신호 소스를 클록 제어하는 클록 소스도 제공된다. 따라서, 기준 트랜스폰더는 나머지 모든 송신 및 수신 유닛들로부터 유래하는 신호들이 서로 동기화되도록 하기 위하여, 상기 송신 및 수신 유닛들을 위한 클록 매스터(Clockmaster)로서 이용된다. 더욱 높은 정확도에 도달할 수 있기 위해서는 당연히 다수의 기준 트랜스폰더들이 사용될 수 있다.

본 발명의 한 개선예에서는, 기지국(BS_M)만이 아니라 장소 확인될 트랜스폰더(T)도 또한 특정 클록 매스터, 예컨대 기준 트랜스폰더에 맞추어 동기화된다. 이 경우에는 코우딩 된 신호가 트랜스폰더 신호로서 이용됨으로써, 상기 클록 매스터의 시계를 기준으로 어느 시점에 각각의 트랜스폰더가 송신하는지가 모든 기지국들에 공지되거나 또는 무선 데이터 전송에 의해서 공지된다. 상기 광대역 측정 신호와의 매우 복잡한 상관 관계는 더 이상 반드시 실시간 처리 가능하게 이루어질 필요는 없으며, 오히려 데이터 기록 후에 오프라인으로 실행될 수도 있다. 또한 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에 기술된 바와 같은 혼합 과정에 의해서 그리고 측정 신호의 평가에 의해서, 계산 복잡성 또는 평가될 신호의 대역폭은 10승만큼 줄어들 수 있다.

도 3은 무선국을 동기화하기 위한 일련의 신호들의 파형을 보여준다. 본 실시예에서는 더 이상 단 하나의 특별한 클록 매스터만 상기 무선국을 동기화하기 위한 기능을 담당하는 것이 아니라, 필요시에는 기준 트랜스폰더이든지 아니면 장소 확인할 트랜스폰더이든지 상관없이 각각의 트랜스폰더가 상기 기능을 담당한다. 이 경우 장소 확인 과정은 아래와 같이 진행된다:

측정을 초기화하고자 하는 각각의 트랜스폰더는 우선 매우 좁은 대역의 원거리 신호(V1)를 발송하며, 이 경우 도면에는 주파수 스펙트럼 또는 주파수 축이 부 호 (f)로 표시되어 있다. 정상적인 경우에는 모든 기지국들이 실시간 처리 상관 관계를 수행하며, 상기 실시간 처리 상관 관계는 상기 원거리 신호(V1)를 검출해야 한다. 이와 같은 원거리 신호를 검출하는 각각의 기지국은 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에 따라, 상기 원거리 신호의 소스에 맞추어 동기화된다. 기지국에 공지된 특정 대기 시간(T_W) 후에는, 트랜스폰더(T)가 원래의 광대역 측정 신호(V3)를 송신한다.

바람직하게 상기 원거리 신호(V1)는 예컨대 트랜스폰더의 식별 번호와 같은 소수의 추가 정보들 및 원거리 신호와 측정 신호 간의 대기 시간(T_W)에 대한 데이터 또는 다음 신호를 발송할 때까지의 시간 간격도 포함한다. 완전히 동기화되지 않은 상태에서는, 상기 원거리 신호가 하나의 원거리 신호의 검출 안전도를 높이기 위하여 바람직하게는 약간의 시간차를 두고 한 번 이상 반복된다. 이러한 반복 신호는 부호 (V2)로 표시된다. 대기 시간(T_r)은, 이 대기 시간이 원거리 신호의 대략 절반의 변조 기간(T)에 상응하도록 선택되어야 한다.

본 발명의 한 바람직한 실시예에서는, 원거리 신호(V1 및 V2)를 갖는 다양한 기지국들만이 각각 작동하는 트랜스폰더에 맞추어 동기화되는 것이 아니라, 오히려 기준 트랜스폰더도 또한 공지된 위치에서 원거리 신호(V1 및 V2)를 수신하고, 상기 원거리 신호를 참조하여 마찬가지로 이 원거리 신호에 맞추어 동기화된다. 소정의 대기 시간(T_W) 후에는 트랜스폰더가 원래의 광대역 측정 신호(V3)를 송신한다. 기 준 트랜스폰더도 마찬가지로, 대기 시간(T_W)에 대하여 매우 근소한 시간차(T_WR)를 두고, 동일한 방식으로 변조된 광대역 기준-측정 신호(RV3)를 송신한다. 상기 시간차는, 이 시간차의 길이가 광대역 측정 신호의 길이보다 훨씬 더 짧도록 선택되어야 한다. 그때 기지국들 내부에서는, 도 4에 도시된 장치에 의해, 광대역 측정 신호뿐만 아니라 부호 (sig2)를 갖는 광대역 기준-측정 신호도 또한 동시에 혼합된다. 이때 신호(sigmix) 내부에는 두 가지 신호 성분 - 한 가지 성분은 트랜스폰더로부터 유래하고, 다른 한 가지 성분은 기준 트랜스폰더로부터 유래함 - 이 존재하는데, 상기 두 가지 신호 성분을 참조하여 트랜스폰더-신호 및 기준 트랜스폰더-신호(RV3)의 도달 시간 그리고 상기 트랜스폰더-신호와 기준 트랜스폰더-신호(RV3) 간 시간 차이가 각각의 기지국 내에서 매우 정확하게 결정될 수 있다. 그때에는 상기 도달 시간 또는 시간 차이를 근거로 하고, TDOA-원리들을 기초로 하여 트랜스폰더의 위치가 매우 정확하게 결정될 수 있다.

대안적으로는, 모든 가입자가 하나의 트랜스폰더에 맞추어 동기화되지 않고, 오히려 하나의 기준 트랜스폰더에 맞추어 동기화된다. 그 경우 기준 트랜스폰더는 식별 신호(특정 트랜스폰더 어드레스에 상응함)를 발송함으로써, 자신의 편에서 더 이상 트랜스폰더로서 동일한 시간에 측정 신호가 발송되지 않도록 노력해야 한다.

다양한 기지국들이 도 2에 도시된 기준 트랜스폰더의 신호뿐만 아니라 장소 확인될 트랜스폰더의 신호까지도 수신한 이후에, 장소 확인될 트랜스폰더의 위치가 산출되는 것이 바람직하다.

도 4는 송신 유닛(SE)이 신호 발생기(SGEN1)를 경유하여 송출하는 것과 같이, 송신 안테나(AS)를 경유하여 기지국(BS)으로 송출되는 송신 신호(sig1)를 보여준다. 상기 신호(sig1)의 형태는 사전에 고정적으로 제공되어 있다. 상기 신호(sig1)가 주파수 변조된 신호, 예컨대 FMCW-신호인 것이 바람직하다. 주파수 변조는 선형으로, 단계 방식으로 또는 디지털 단계들로 이루어질 수 있다. 이와 같은 신호들은 바람직하게 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에서도 기술되는 바와 같이 사용된다. 기지국(BS)은 넓은 부분에서 동일한 방식으로 구성되어 있다. 이 경우에는 송신 유닛(SE)에서와 동일한 방식으로 신호(sig2)가 발생된다.

이전에 송신 유닛(SE)에 의해 형성되어 안테나(AE)를 통해 수신된 신호는 믹서(MIX)에 의해서 신호(sig2)와 혼합된다. 상기 혼합 신호(sigmix)는, 이 혼합 신호(sigmix)를 평가하는 평가 및 제어 유닛(ASE)에 제공된다.

추가의 한 실시예에서는, 지금까지 트랜스폰더로서 표시된 유닛이 마찬가지로 기지국과 동일한 방식의 수신 수단들에 의해서 확장된다. 기지국이 전술된 바와 같이 원거리 신호(V1 및 V2)를 참조하여 동기화된 후에 그리고 원래의 측정 신호를 수신하여 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에 따라 도달 시점 및 정확한 동기화 파라미터를 산출한 후에는, 상기 기지국이 자신의 편에서 상기 도달 시점 및 동기화 파라미터를 토대로 하여 응답 신호를 발생시키며, 상기 응답 신호는 일치된 시간 간격 후에 트랜스폰더로 송신되고, 상기 트랜스폰더에 의해 수신되며, 그 다음에 상기 응답 신호의 도달 시점이 산출된다. 상기 응답 신호는 sig1과 거의 동일한 방식으로 변조되고, 기지국을 위해서 또는 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호에 기술된 바와 같이 sig1과 동일한 방식으로 (바람직하게는 도 3의 V3과 동일한 방식으로) 변조된 신호와 혼합되며, 나머지 신호로부터 도달 시점이 산출된다. 질문과 응답 사이의 시간차로부터, 일치된 시간 간격을 고려하여, 신호 전파 시간 및 무선 채널 길이 그리고 그와 더불어 기지국과 트랜스폰더 사이의 간격이 산출될 수 있다. 이와 같은 과정은 바람직하게 일반적으로 공지된 RTOF-방법을 참조하여 이루어진다. 상기와 같은 방법에 따른 동기화가 없는 통상적인 시스템에서는 일반적으로, 공간적으로 분리된 2개의 시스템이 정확한 시간 간격, 특히 보다 긴 시간 간격을 일치시키는 데 실패하게 되는데, 그 이유는 상기 2개 시스템의 클록 제어 베이스가 동일하지 않기 때문이다. 그러나 상기 동기화에 의해서는, 클럭의 고도로 정확한 밸런싱이 이루어질 수 있다.

본 경우에는 원래의 측정 정보, 즉 간격값이 트랜스폰더 내에서 얻어지기 때문에, 명명법을 바꾸는 것이 의미가 있는데, 다시 말하자면 확장된 트랜스폰더는 기지국으로 명명되고, 기지국은 트랜스폰더로 명명된다. 다수의 적용예에서는, 상기 확장된 트랜스폰더를 고정적으로 지지하는 것 그리고 기지국을 이동 가능하게 작동시키는 것도 의미가 있을 수 있다. 이와 같은 배열 상태의 장점은, TDOA-원리에서와 마찬가지로 전파 시간차 - 다시 말해 3개 가입자들의 전파 시간차 - 가 측정되는 것이 아니라, 기지국들 간의 거리가 직접 측정된다는 것이다. 이와 같은 직접적인 전파 시간 측정은, 최고로 가능한 유연성 - 예컨대 상기와 같은 기능들의 교환 가능성 - 을 가능케 하고, 정상적인 경우에도 단지 2개의 가입자 사이에서만 통신이 이루어지는 통상적인 통신 시스템들과 특이한 방식으로 조화를 이룬다. 따 라서 상기 방법은 자동으로 편성되는 기능 네트워크 또는 센서 네트워크에 적용하기에 매우 적합하다.

추가로 언급할 내용은, 전술한 실시예에 따른 RTOF 배열 상태가 트랜스폰더-시스템 또는 RFID(radio frequency identification)-시스템에도 매우 적합하다는 것인데, 그 이유는 상기와 같은 배열 상태에 의해서 하나의 기지국과 하나의 트랜스폰더 사이의 전파 시간이 결정될 수 있기 때문이다. 트랜스폰더가 추가로 식별 코드를 발송하면, 훨씬 더 개선된 식별 시스템이 이용되는데, 그 이유는 동일성뿐만 아니라 특정한 동일성을 갖는 대상물의 거리도 검출될 수 있기 때문이다. 자동화 기술 공학, 기호 논리학 분야 또는 액세스- 혹은 안전 시스템에서는 상기와 같은 추가 정보가 매우 바람직하게 이용될 수 있다.

본 문서의 틀 안에서는 아래와 같은 공개문들이 인용되었다:

[1] "Wireless Local Position: Concepts, Solutions, Applications" von M. Vossiek L. Wiebking, J. Wieghardt, C. Hoffmann im Konferenzartikel von RAWCON 2003년, Boston, USA, 8월 10 - 13일.

[2] 독일 공개 특허 출원서 DE 101 57 931 A1호

Claims

클록 펄스 장치들(CLK1, CLK2)을 동기화하기 위한 방법으로서,

송신 유닛(T)이 하나 이상의 협대역 원거리 신호(V1, V2)(distant signal)를 발송하고,

수신 유닛들(BS₁, BS₂, ...., BS_M)의 클록 펄스 장치들(CLK2)이 상기와 같은 원거리 신호에 대하여 상기 원거리 신호의 소스에 결합됨으로써 사전 동기화되며,

상기 송신 유닛이 소정의 대기 시간(T_W) 후에 광대역 측정 신호(V3)를 발송하고, 상기 수신 유닛이 이러한 신호를 수신하며,

상기 수신 유닛이 상기 광대역 측정 신호를 동일한 방식으로 변조된 비교 신호와 서로 연관시키고, 상기 연관 관계 결과를 기초로 하여 상기 광대역 측정 신호(V3)의 수신 시점이 결정되며, 상기 클록 펄스 장치들의 동기화의 차이(deviation)가 결정되는,

클록 펄스 장치들을 동기화하기 위한 방법.
제1항에 있어서,

소정의 대기 시간(TR) 후에 검출 안전도를 높이기 위하여, 제 1 원거리 신호(V1)의 발송 후에 상기 클록 펄스 장치들(CLK2)이 연결되는 추가의 협대역 원거리 신호(V2)를 더 발송하는,

클록 펄스 장치들을 동기화하기 위한 방법.
제2항에 있어서,

상기 원거리 신호(V1)는 상기 추가의 협대역 원거리 신호(V2)의 발송 때까지의 대기 시간(TR)에 대한 데이터를 포함하는,

클록 펄스 장치들을 동기화하기 위한 방법.
제2항에 있어서,

상기 제 1 원거리 신호(V1)와 상기 추가의 원거리 신호(V2) 사이의 시간 간격은 상기 제 1 원거리 신호(V1)의 변조 기간(modulation duration)의 절반에 상응하는,

클록 펄스 장치들을 동기화하기 위한 방법.
제2항에 있어서,

상기 하나 이상의 원거리 신호(V1, V2)가 광대역 측정 신호(V3)의 발송 때까지의 대기 시간(T_W)에 대한 데이터를 포함하는,

클록 펄스 장치들을 동기화하기 위한 방법.
삭제
제1항에 있어서,

상기 하나 이상의 원거리 신호(V1, V2)는 상기 송신 유닛(T)의 식별 번호를 포함하는,

클록 펄스 장치들을 동기화하기 위한 방법.
무선을 기반으로 하는 위치 검출 시스템에서 클록 펄스 장치들(CLK1, CLK2)을 동기화하기 위한, 제1항에 따른 클럭 펄스 장치의 동기화 방법으로서,

상기 클럭 펄스 장치들의 동기화의 차이가 보상되는,

클럭 펄스 장치의 동기화 방법.
송신 유닛(T)의 위치를 결정하기 위한 방법으로서,

제1항, 제2항, 제4항, 제5항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 클록 펄스 장치들(CLK1, CLK2)을 동기화하기 위한 방법이 실시되고,

상관 관계 결과를 기초로 하여 상기 광대역 측정 신호(V3)의 도달 시점이 산출되고, 상기 수신 유닛들(BS₁, BS₂, ...., BS_M)에 의해서 수신된 그리고 상기 송신 유닛에 의해서 송신된 상기 측정 신호(V3)의 전파 시간들을 비교함으로써 상기 송신 유닛의 위치가 결정될 수 있는,

송신 유닛의 위치 결정 방법.
제9항에 있어서,

TDOA-방법을 참조하여 전파 시간들의 비교 과정이 실행되는,

송신 유닛의 위치 결정 방법.
제9항에 있어서,

고유의 클록 소스를 구비하고 공지된 위치를 갖는 기준국(T_Ref)이 기준 신호(Sig_Ref)를 발송하고, 상기 기준 신호(Sig_Ref)가 수신 유닛들(BS₁, BS₂, ...., BS_M)에 의해서 수신되며, 상기 수신 유닛들의 클록 펄스 장치들(CLK2)을 상기 기준 신호에 맞추어 동기화하는,

송신 유닛의 위치 결정 방법.
제11항에 있어서,

상기 기준국(T_Ref)이 상기 송신 유닛(T)의 상기 원거리 신호들(V1, V2)을 마찬가지로 수신하고, 상기 원거리 신호들에 맞추어 마찬가지로 동기화되며,

소정의 대기 시간(T_W) 후에 상기 송신 유닛(T)이 상기 광대역 측정 신호(V3)를 발송하며,

상기 기준국도 마찬가지로, 소정의 대기 시간(T_W)에 대하여 시간차(T_wR)를 두고, 동일한 방식으로 변조된 광대역 기준-측정 신호(RV3)를 발송하며,

상기 시간차는, 이 시간차의 길이가 상기 광대역 측정 신호(V3, RV3)의 길이보다 더 짧도록 선택되며,

상기 수신 유닛들(BS₁, BS₂, ...., BS_M) 내부에서는 상기 광대역 측정 신호(V3) 뿐만 아니라 동일한 방식으로 변조된 비교 신호를 갖는 광대역 기준-측정 신호(RV3)도 또한 혼합 신호(sigmix)로 상관 관계에 따라 혼합되며,

상관 관계에 있는 상기 혼합 신호(sigmix)에 포함된 신호 성분들, 즉 상기 송신 유닛(T)으로부터 유래하는 신호 성분 및 상기 기준국(T_Ref)으로부터 유래하는 신호 성분을 참조하여 상기 측정 신호들(V3, RV3)의 도달 시간 그리고 상기 측정-신호들 간의 시간 차이를 결정하며,

상기 도달 시간 및/또는 시간 차이를 토대로 하여 상기 송신 유닛(T)의 위치를 결정하는,

송신 유닛의 위치 결정 방법.
제9항에 있어서,

상기 송신 유닛(T)은 신호들을 수신하기에 적합하고,

상기 원거리 신호들(V1, V2) 및 상기 측정 신호(V3)를 이용하여 상기 수신 유닛들(BS₁, BS₂, ...., BS_M)을 동기화한 후에, 상기 수신 유닛들이 자신의 측에서 상기 측정 신호의 도달 시점을 토대로 하여 응답 신호를 발생시키고, 상기 응답 신호는 일치된 대기 시간 간격 후에 송신 유닛으로 송신되어 상기 송신 유닛에 의해 수신되며, 그곳에서 상기 응답 신호의 도달 시점이 산출되고,

상기 일치된 대기 시간을 고려하여, 신호 전파 시간 및 상기 송신 유닛과 상기 수신 유닛 사이의 간격이 산출되는,

송신 유닛의 위치 결정 방법.
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