무선 위치
Radiolocation |
방사선 위치 측정(Radiolocation)은 전파를 사용하여 어떤 사물의 위치를 찾는 과정이다.일반적으로 수동적 용도, 특히 레이더를 의미하며 매립 케이블, 수도관 및 기타 공공시설도 감지한다.이는 방사선 항법과 유사하지만 방사선 위치 파악은 일반적으로 자신의 위치를 능동적으로 찾기보다는 수동적으로 먼 물체를 찾는 것을 의미한다.둘 다 방사성 결정의 유형입니다.또, 귀중한 자산을 추적하기 위해서, RTLS(실시간 위치 확인 시스템)에서도 사용됩니다.
기본 원칙
수신된 전파의 특성을 측정함으로써 물체를 특정할 수 있다.전파는 위치하는 물체에 의해 송신되거나 후방 산란파(레이더 또는 패시브 RFID 등)일 수 있습니다.스터드 파인더는 초음파가 아닌 전파를 사용할 때 방사선 위치를 사용합니다.
1가지 방법은 수신신호강도(RSSI)의 전력과 발신신호강도와의 차이를 사용하여 거리를 측정합니다.또 다른 기술은 전송 시간과 전파 속도가 알려진 도착 시간(TOA)을 사용합니다.서로 다른 알려진 위치(도착 시간차, TDOA)에 있는 여러 수신기의 TOA 데이터를 결합하면 전송 시간에 대한 지식이 없어도 위치의 추정치를 제공할 수 있다.수신 스테이션의 도달 각도(AOA)는 방향성 안테나를 사용하거나 위치가 알려진 안테나 배열의 도착 시간 차이를 통해 확인할 수 있습니다.AOA 정보는 송신기 또는 백스캐터의 위치를 확립하기 위해 앞서 설명한 기법의 거리 추정치와 조합할 수 있다.또는, 기존의 로케이션의 2개의 수신국에서의 AOA에 의해서, 송신기의 위치가 확립된다.여러 수신기를 사용하여 송신기를 찾는 것을 다변측정법이라고 합니다.
매체의 투과 특성을 계산에 반영하면 추정치가 개선된다.RSSI의 경우 이는 전자파 투과성을 의미하며, TOA의 경우 비시선 수신을 의미할 수 있습니다.
RSSI 를 사용해 1 개의 수신기에서 송신기를 특정하려면 , 위치하는 오브젝트로부터의 송신(또는 후방 산란) 전력과 그 사이에 있는 영역의 전파 특성을 모두 알고 있을 필요가 있습니다.빈 공간에서는 파장과 위치하는 물체에 비해 큰 거리에 대한 거리의 역제곱으로서 신호 강도가 감소하지만, 대부분의 실제 환경에서는 흡수, 굴절, 그림자 및 반사 등 여러 가지 장애가 발생할 수 있습니다.흡수는 약 10GHz 미만의 주파수에서 공기 중의 전파에는 무시해도 되지만, 회전 분자 상태가 들뜨는 멀티 GHz 주파수에서는 중요합니다.굴절은 대기 중 수분 함량과 온도 변화 때문에 장거리(수백 킬로미터)에서 중요하다.도시 환경, 산악 환경 또는 실내 환경에서는 장애물과 인근 표면으로부터의 반사에 의한 방해물이 매우 흔하며, 멀티패스 왜곡의 원인이 됩니다.즉, 전송된 신호의 반사 및 지연된 복제가 수신기에서 결합됩니다.다른 경로로부터의 신호는 건설적으로 또는 파괴적으로 추가할 수 있습니다. 이러한 진폭의 변화를 페이딩이라고 합니다.송신기와 수신기의 위치에 대한 신호 강도의 의존성은 복잡해지고 종종 비단조적이기 때문에 단일 수신기의 위치 추정치가 부정확하고 신뢰성이 떨어집니다.많은 수신기를 사용하는 다변측정 기능은 정확성을 높이기 위해 교정 측정("지문 인쇄")과 결합되는 경우가 많습니다.
TOA 및 AOA 측정도 멀티패스오류가 발생할 수 있습니다.특히 송신기에서 수신기로의 직접 경로가 장애물에 의해 차단되어 있는 경우에는 더욱 그렇습니다.도달 시간 측정은 신호가 관심 있는 스케일(예를 들어 알려진 지속시간의 짧은 펄스로 구성된 경우)에 따라 시간에 따라 다른 특징을 갖는 경우에도 가장 정확하지만, 푸리에 변환 이론은 짧은 시간 척도로 진폭 또는 위상을 변경하려면 신호가 넓은 대역폭을 사용해야 한다는 것을 보여줍니다.예를 들어 0.3m(1피트) 이내의 위치를 식별하기에 충분한 약 1ns 지속시간의 펄스를 작성하려면 약 1GHz의 대역폭이 필요합니다.무선 스펙트럼의 많은 지역에서, 스펙트럼의 다른 협대역 사용자와의 간섭을 피하기 위해, 관련 규제 당국은 그러한 넓은 대역폭을 통한 방출을 허용하지 않습니다.미국에서는 902-928MHz 및 2.4-2.483GHz 산업용, 과학용 및 의료용 ISM 대역 등 여러 대역에서 무면허 전송이 허용되지만, 고출력 전송은 이들 대역 이외의 대역에서 확장할 수 없습니다.단, 현재 여러 관할구역에서 GHz 또는 멀티 GHz 대역폭을 통한 초광대역 전송을 허용하고 있으며, 전송 전력에 제약이 있어 다른 스펙트럼 사용자와의 간섭을 최소화할 수 있습니다.UWB 펄스는 시간이 매우 좁을 수 있으며 종종 도시 또는 실내 환경에서 정확한 TOA 추정치를 제공합니다.
무선 위치 파악은 다양한 산업 및 군사 활동에 사용된다.레이더 시스템은 종종 TOA와 AOA를 결합하여 단일 수신기를 사용하여 후방 산란 물체의 위치를 결정합니다.도플러 레이더에서는 도플러 이동도 고려되어 위치보다는 속도를 결정합니다(미래 위치를 결정하는 데 도움이 됩니다).교정된 RTLS 및 TDOA를 사용하는 실시간 위치 시스템 RTLS는 상업적으로 이용 가능합니다.널리 사용되는 GPS(Global Positioning System)는 알려진 위치에 있는 위성으로부터의 신호의 TOA를 기반으로 합니다.
휴대 전화
무선 로케이션은 기지국을 경유한 셀룰러 텔레포니에서도 사용됩니다.대부분의 경우, 이것은 라디오 타워 사이의 3변측을 통해 이루어집니다.발신자 또는 핸드셋의 위치는, 다음의 몇개의 방법으로 확인할 수 있습니다.
- 도착 각도(AOA)에는 적어도 2개의 타워가 필요하며, 각 타워의 각도를 따른 선이 교차하는 지점에 발신자를 배치합니다.
- 도착 시간 차이(TDOA) 응답 도착 시간(TOA)은 다변측정을 사용하여 작동한다. 단, 각 타워로부터의 시간 차이와 그에 따른 거리를 결정하는 네트워크(지진계 등)는 제외한다.
- 로케이션 시그니처는 '지문'을 사용하여 휴대전화 신호가 각 셀의 서로 다른 위치에 나타나는 것으로 알려진 패턴(멀티패스 등)을 저장 및 호출합니다.
처음 두 가지는 시야에 의존하며, 산악 지형이나 고층 건물 주변에서는 어렵거나 불가능할 수 있습니다.다만, 실제로는, 이러한 상황에서는 로케이션시그니처가 더 잘 동작합니다.TDMA 및 Cingular 및 T-Mobile 등의 GSM 네트워크는 TDOA를 사용합니다.
Verizon Wireless나 Sprint PCS와 같은 CDMA 네트워크는 기술적으로 Radio Navigation과 유사한 핸드셋 기반의 무선 위치 기술을 사용하는 경향이 있습니다.GPS는 그런 기술 중 하나입니다.
핸드셋과 네트워크를 모두 필요로 하는 복합 솔루션은 다음과 같습니다.
- 보조 GPS(무선 또는 TV)를 통해 실내에서도 GPS를 사용할 수 있습니다.
- A-FLT(Advanced Forward Link Tramiletation)
- 타이밍 어드밴스/네트워크 측정 보고서(TA/NMR)
- 확장된 관측 시간 차이(E-OTD)
우선, 휴대 전화의 어느쪽인가의 목적은, 긴급 전화 번호에의 콜에 응답하는 Public Safety Answer Point(PSAP; 공중 안전 응답 포인트)가 발신자의 위치와 긴급 서비스를 송신하는 장소를 정확하게 알 수 있도록 하는 것입니다.이 기능은 NANP(북미) 내에서 무선 확장 911로 알려져 있습니다.휴대전화 사용자는 수집된 위치 정보를 다른 전화번호 또는 데이터 네트워크로 전송할 수 있도록 하여 단순히 길을 잃거나 다른 위치 기반 서비스를 원하는 사람들에게 도움을 줄 수 있습니다.기본적으로는 개인 정보를 보호하기 위해 이 선택 항목은 해제되어 있습니다.
국제 규정
무선위치확인서비스(약어: RLS)는 국제전기통신연합(ITU) 무선규정([1]R) 제1.48조에 따라 § 무선위치확인서비스(Radiodination Service)로 정의된다.»
분류
이 무선통신 서비스는 ITU 무선규정 (제1조)에 따라 다음과 같이 분류됩니다.
방사선 결정 서비스 (제1.40조)
무선 위치 확인 서비스는 기본적으로
- 무선위치확인 이동국 육상이동, 항공이동, 해상이동 (제1.89조)
- 무선 위치 측정소 (제1.90조)
예
위성
무선위치확인 위성서비스(약어: RLSS)는 국제전기통신연합(ITU) 무선규정(R)[2] 제1.49조에 따라 무선위치확인 목적으로 사용되는 무선위치확인 위성서비스로 정의된다. 이 (무선통신) 서비스에는, 조작에 필요한 피더 링크가 포함되어 있는 경우가 있습니다.»
무선 위치 위성 서비스는 기본적으로
- 지구 라디오 방송국
- 피더 링크 및
- 우주 라디오 방송국
예를 들어, 지구 위성의 군사 레이더 센서는 이 서비스의 무선 위치 위성 서비스에서 작동합니다.
- 무선 위치 위성 서비스의 라디오 방송국 예
'ORS-2' 우주 기반 레이더
'NRO 라크로스' 레이더 위성
'로사' 레이더 위성
| 이름. | 나라 | 센서릭 |
|---|---|---|
| 라크로스 | 미국 | 군사용 레이더 정찰 위성 |
| SAR-Lupe | 독일. | 군사용 레이더 정찰 위성 |
| IGS | 일본. | 레이더 정찰과 광전자 정찰 |
| 로랏토 | 러시아 연방 | 레이더 해양 정찰 새텔라이트 |
주파수 할당
무선 주파수의 할당은 ITU 무선 규제 (2012년판)[3] 제5조에 따라 제공됩니다.
주파수 이용의 조화를 개선하기 위해 이 문서에 규정된 서비스 할당의 대부분은 해당 국가 행정기관의 책임 하에 있는 국가 주파수 할당 및 이용률 표에 통합되었다.할당은 primary, secondary, exclusive 및 shared일 수 있습니다.
| 서비스에 대한 할당 | ||
| 지역 1 | 지역 2 | 지역 3 |
24.65~24.75GHz
| 24.65-24.75
| 24.65-24.75
|
스테이션
육지 스테이션
국제전기통신연합(ITU) ITU 무선규정([4]R) 제1.90조에 따라 무선위치확인 육상국은 "이동 중에 사용할 의도가 없는 무선위치확인 서비스의 무선국"으로 정의된다.각 무선위치확인국은 상시 또는 임시로 운영되는 무선통신서비스에 따라 분류되어야 한다.
ITU 무선 규정 (제1조)에 따라, 이러한 유형의 무선 방송국은 다음과 같이 분류될 수 있습니다.
방사성 측정 서비스의 방사성 측정 스테이션 (제1.86조) (제1.40조)
- 방사성항법 서비스의 방사성항법 이동국 (제1.87조) (제1.42)
- 방사성 항행 서비스의 방사성 항행 육상 관측소 (제1.88)
- 무선위치확인 서비스의 무선위치확인 이동국 (제1.89조) (제1.48조)
- 무선위치확인소
- 무선 위치 육상 기지 선정
독일 레이더 뷔르츠부르크 리제(FuMG 65)
ARPA 장거리 추적 및 계측 레이더(ALTAR)
NASA 월롭스 비행시설 레이더
정보 수집 단계적 배열 레이더 FPS-108 COBRA DANE
페이즈드 어레이 레이더 AN/FPQ-16 PARCS
스카이 가이드 레이더, Légern(스위스) 보펠센의 Hochwacht
이동국
국제전기통신연합(ITU)의 ITU 무선규정(R)[5] 제1.89조에 따르면 무선위치확인 이동국은 "이동 중 또는 불특정 지점에서 정지하는 동안 사용하도록 의도된 무선위치확인 서비스의 무선국"으로 정의된다.각 무선위치확인국은 상시 또는 임시로 운영되는 무선통신서비스에 따라 분류되어야 한다.
ITU 무선 규정 (제1조)에 따라, 이러한 유형의 무선 방송국은 다음과 같이 분류될 수 있습니다.
방사성 측정 서비스의 방사성 측정 스테이션 (제1.86조) (제1.40조)
- 무선 위치 이동 기지국 선택
항공 감시 레이더 TRM-3D
하이 파인더 레이더
RAAF 레이더, AN/TPS-77
독일 레이더 센서 LUR
MIM-104 패트리엇 일본어 서비스
Nike Hercules IFC 레이더는 LOPAR 및 추적 레이더(MTR, TTR, TRR) f.l.t.r.
APAR-레이더 프레가트 함부르크 (F 220)
무기 제어 레이더
해상 기반 X-밴드 레이더 작동 중
ME Bf 110G의 공중 탑재 레이더 【리히텐슈타인 SN-2】
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「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
추가 정보
- "네트워크 지원 포지셔닝 신호 처리 기술", G. Sun, J. Chen, W. Guo 및 K.Liu, IEEE Signal Processing Magazine v. 22 #4, 페이지 12, 2005년 7월
- "노드의 위치 설정: 무선 센서 네트워크에서의 공동 위치 설정", N. Patwari 등, IEEE Signal Processing Magazine v. 22 #4, 페이지 54, 2005년 7월
- "실내 무선 전파 채널", H. Hassemi, IEEE 회보, v. 81, #7, 페이지 943 (1993)
- "무선 통신 시스템을 위한 옥외/실내 전파 모델링", M. Iskander, Z.윤, Z.장, IEEE 안테나 및 전파학회, AP-S 국제 심포지엄(다이제스트) v 2 2001. 페이지 150-153
