On Estimating Position and Velocity of Mobile Stations by Path-loss Data Base in a Cellular System

셀룰라 이동 통신 시스템에서 경로손실 데이터 베이스를 이용한 이동국의 위치와 속도 추정 방식

To achieve the required services in the next-generation cellular telephone systems, the size of the cell become smaller and/or is of mixed macrocells and microcells. For more efficient system control, We make use of the mobile position and velocity information, provided that the mobility information is relatively accurate. In this paper, we propose an improved version of path-loss measurement algorithm introduced in literature[11]. The microcellular structure with severe multipath fading, reflection and refraction make mobile position and velocity estimation very difficult. In the proposed method, the pre-recorded path-loss informations, called the discrete position data base, are searched to estimate the position. Velocity estimation is obtained as a difference of the position values with respect to the time difference. Moving average filter is applied to smooth the estimated velocity and to reduce the error in the estimates. We also propose a method to simplify system implementation by reducing search area for discrete area database.

차세대 셀룰라 이동통신 시스템은 기지국의 소형화와 서로 다른 크기의 기지국의 복합형태인 계층구조 셀룰라 형태를 가지게 되는데 이에 따른 시스템의 컨트롤은 이동국의 정확한 위치와 속도에 관한 추정을 전제로 한다[13]. 본 논문에서는 지금까지 연구되어온 이동국의 위치 추정 기법인 AOA(Angle of Arrival)와 TOA(Time of Arrival) 및 TDOA(TIme Difference of Arrival)의 방법을 설명하고 그 문제점을 분석하였고, 반사와 회절이 심하여 이동국의 위치 및 속도 추정이 어려운 마이크로셀 환경에서는 서비스 지역내 경로손실 값의 이산 지역 데이터 베이스를 이용하여 이동국의 위치를 추정하는 방법을 제안하였다. 속도의 추정은 위치의 추정치로부터 시간에 대한 변화값으로 얻었다. 오차를 최소화하기 위하여 시스템의 Causality를 만족하는 범위 안에서 이동평균(Moving Average) 방법의 Smoothing을 적용하여 그 성능을 개선하였다. 또한 이산지역 데이터 베이스의 탐색지역을 줄이는 방법을 제안함으로 시스템의 구현을 간단하게 할 수 있는 방안을 제시하였다.