KR100833064B1 - Ｔｄ－ｓｃｄｍａ 시스템의 동기 제어방법 및 이에 적용되는 장치 - Google Patents

Ｔｄ－ｓｃｄｍａ 시스템의 동기 제어방법 및 이에 적용되는 장치 Download PDF

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Abstract

TD-SCDMA 시스템에서의 동기제어 방법 및 이에 적용되는 장치가 개시되어 있다. 본 발명에 따른 방법은 가) 상기 기지국이 상기 단말로부터 수신 타이밍 정보(Tn)를 취득하는 단계; (나) 상기 수신 타이밍 정보(Tn)와 기준 타이밍 구간(Tref)를 비교 판단하는 단계; (다) 상기 판단 결과, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부 및 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 허용 범위인지 여부에 따라 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하여 상기 단말에 전송하는 단계; 및 (라) 상기 단말이 재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 이용하여 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하여 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함한다.
따라서, 본 발명은 복수 이동통신 단말 간의 타이밍 동기 불일치로 인해 발생하게 되는 간섭신호의 양을 줄임으로써, TD-SCDMA 이동통신 시스템에서 보다 빠른 동기화 구현이 가능하게 되어 고속 이동체나 신호의 페이딩이 빈번하게 발생하는 도심 환경에서 용량 증대와 서비스 품질을 개선시킬 수 있다.
TD-SCDMA 시스템, 동기화

Description

ＴＤ－ＳＣＤＭＡ 시스템의 동기 제어방법 및 이에 적용되는 장치{METHOD FOR CONTROLLING SYNCHRONIZATION OF TD-SCDMA SYSTEM AND APPARATUS APPLIED TO THE SAME}
도 1은 종래의 기술에 따른 TD-SCDMA 시스템의 비대칭적인 상하향 슬롯할당을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 TD-SCDMA 시스템에서의 서브프레임 구조를 도시한 도면,
도 3은 도 1에 도시된 TD-SCDMA 시스템을 통해 순방향 또는 역방향 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯의 구조를 도시한 도면,
도 4는 도 3에 도시된 TD-SCDMA 시스템에서의 타이밍 시프트 필드정보(SS)에 대한 설정 예를 도시한 도면,
도 5는 도 4에 도시된 TD-SCDMA 시스템을 통해 타이밍 동기 조정하는 예를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 일실시 예에 따른 TD-SCDMA 시스템을 개략적으로 도시한 도면,
도 7은 도 6에 도시된 TD-SCDMA 이동통신 시스템에서 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 제어하는 과정을 도시한 플로우챠트, 및
도 8은 도 6에 도시된 이동통신 단말(100)에서 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 조정하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 이동통신 단말 200 : 기지국
본 발명은 TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access) 시스템에서 기지국과 단말 간 역방향 링크에 대한 동기화에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TD-SCDMA 이동통신 시스템에서 다수 단말기의 역방향 전송 신호들 간 동기화를 위해 기지국이 각 단말에 대해 전송 타이밍의 적응을 보다 효율적으로 하기 위한 TD-SCDMA 시스템에서의 동기제어 방법 및 이에 적용되는 장치에 관한 것이다.
통상적으로, TD-SCDMA 시스템은 주파수 분할 듀플렉스 모드의 WCDMA와 CDMA 2000 시스템에 비하여 크게 3가지의 주요한 특징을 가진다.
첫째는 비대칭 서비스에 적합하다는 것으로, WCDMA와 CDMA 2000 시스템이 채용하는 주파수 분할 듀플렉스 방식은 순방향/역방향 데이터 전송을 위한 일정한 크기의 주파수 대역을 배치하기 때문에 순방향/역방향 간 비대칭적인 데이터 트래픽을 가지는 이동 인터넷과 같은 서비스 제공시에 무선자원을 효율적으로 사용할 수 없다. 하지만, TD-SCDMA 기술은 순방향 및 역방향을 슬롯단위로 제어하기 때문에 트래픽의 양에 따라 순방향 및 역방향 전송 슬롯의 수를 적응적으로 조정할 수 있어 비대칭적인 데이터 전송에 효과적이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 TD-SCDMA 시스템의 비대칭적인 상하향 슬롯할당을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 7개의 슬롯이 하나의 서브 프레임을 구성하고, 항당 0번 슬롯은 역방향, 1번 슬롯은 순방향 슬롯으로 사용된다. 0번과 1번 슬롯 사이에 초기 동기를 위한 순방향 및 역방향 동기코드와 보호구간(Guard Period)이 존재하며, 이후로는 데이터 전송을 위한 슬롯이 6번까지 전송된다. 순방향과 역방향 슬롯이 교차하는 스위칭 위치는 서브 프레임마다 두개가 있는데 첫번째는 0번 슬롯과 1번 슬롯 사이에 오며, 두번째 스위칭 포인터는 1번과 6번 슬롯 사이에 트래픽 상황에 따라 적응적으로 설정할 수 있다.
또한, 두번째 특징은 기존의 2세대 이동통신 시스템으로부터 3세대 이동통신 시스템으로의 변경이 용이하다는 것이다. TD-SCDMA 표준은 1.6MHz의 반송파 대역을 갖고 있어 대역 사용과 무선망 설계에 있어 GSM과 IS-95와 같은 2세대 이동통신망에 TD-SCDMA 시스템을 추가할 수 있어 초기 투자비를 줄이면서 안정성을 확보할 수 있다.
더 나아가, 세번째 특징으로는 결합탐지(Joint detection) 기법, 단말의 정확한 순방향 동기 기법, 스마트 안테나, 동적채널 할당 등의 기술을 도입하여 주파수 효율을 향상했다는 것이다. 실질적으로 스마트 안테나 기술은 다른 3세대 이동통신 시스템에서도 도입이 검토되고 있어, TD-SCDMA만의 장점으로 간주하기에는 어려움 점이 있으나, 결합탐지와 단말 동기화 기법은 TD-SCDMA의 고유 기술로 간주된 다.
또한, 도 2는 도 1에 도시된 TD-SCDMA 시스템에서의 서브프레임 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 서브 프레임은 7개의 타임 슬롯으로 구성되며, 0번 슬록과 1번 슬롯 사이에는 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot)와 GP(Guard Period), UpPTS(Downlink Pilot Time Slot)이 존재한다. 이 구간에서는 데이터 전송이 역방향에서 순방향으로 전화되며 해당 서브 프레임내에서의 물리적인 전송 동기화를 위한 정보가 포함된다. 즉, DwPTS 필드에서는 순방향 링크 전송을 위한 동기화를 위한 시퀀스를, UpPTS 필드에서는 역방향 링크 전송을 위한 동기화를 위한 시퀀스를 전송한다. 또한, 데이터 전송이 이루어지는 타임슬롯(0~6)은 데이터 심볼 구간과 미드앰블로 구성되며, 사용자 데이터는 데이터 심볼 구간에 포함되고 미드앰블은 채널 추정을 위한 파일롯 신호정보가 포함된다. 일반적으로 타임슬롯 0은 셀 내의 방송채널용 데이터 전송에 주로 사용되며, 타임슬롯 1~6은 순방향 또는 역방향 데이터 전송에 사용된다.
도 3은 도 1에 도시된 TD-SCDMA 시스템을 통해 순방향 또는 역방향 데이터 전송을 위한 데이터 슬롯의 구조를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상위 데이터 전송에 필요한 TFCI 필드 정보의 전송, 전력제어를 위한 TPC(Transmit Power Control) 정보의 전송, 그리고 그리고 타이밍 동기화를 위한 SS(Synchronization Shift) 정보가 데이터 심볼 구간에 포함된다. TPC 필드는 각 현재 수신된 신호의 수신레벨에 기반하여 전송측의 송신전력을 높이거나 낮추도록 요청하는 전력제어 정보를 전송한다. QPSK 코딩을 사용할 경우에 2개의 심볼에 대 해 '00'일 경우에는 전송전력의 감소를, '11'일 경우에는 전송전력을 높이도록 요구하는 것이다.
또한, 타이밍 시프트 필드 정보(SS)는 역방향 링크에 대해 기지국이 동기화 여부를 판단하고, 불일치가 발생할 경우에 이를 재동기화하기 위해 이동통신 단말의 전송시간을 조정하도록 하기 위한 것이다. 이러한 불일치는 기지국내에 다수의 이동통신 단말이 기지국과 서로 다른 거리상에 위치하게 되고, 또한, 이들 단말들이 지속적으로 이동하기 때문에 발생하게 된다. TD-SCDMA 시스템에서는 이를 해결하기 위해 개별 단말로부터 수신신호가 정확한 수신동기를 가질 수 있도록 기지국이 각 이동통신 단말에 대해 전송시간을 조정하도록 명령을 내림으로써 해결토록 하고 있다.
도 4는 도 3에 도시된 TD-SCDMA 시스템에서의 타이밍 시프트 필드정보(SS)에 대한 설정 예를 도시한 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 기지국은 이동통신 단말로부터 수신한 신호가 자신의 수신동기 기준점과 비교하여 차이를 구하게 된다(도6 이하, 상세한 설명에서는 '기준 타이밍 구간(Tref)'로 기재함). 이때의 판단은 기지국 자체에서 정한 기준점과 수신신호의 도착 지점과의 거리가 얼마나 차이가 나는지를 판단하고, 이를 k/8칩 단위로 조정하게 되는데, 'k'의 범위는 1~8까지가 된다. 만약, 기지국이 k/8칩 단위의 제어를 한다면 수신된 신호가 기준점을 중심으로 k/8칩 범위 내에 있으면 동기가 일치하는 것으로 판단을 하게 되고, k/8칩 범위 이전에 도착한 것이면 이동통신 단말의 다음 전송 시작점이 k/8칩만큼 지연될 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 조정하고, k/8칩 범위 이후에 도착한 것이면 이동통신 단말의 다음 전송 시작점이 k/8칩만큼 앞당겨 질 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 조정하게 된다. 이러한 동기화 판단 및 조정은 1/8칩 ~ 1칩까지 가능하지만, 실제 시스템 운용 효율을 극대화하기 위해서는 1/8칩으로 설정하게 된다.
이 경우, 기지국에서 수신신호를 판단할 때 기준점을 중심으로 1/8칩 범위를 설정하게 되므로, 실제로는 기준점에서 -1/16칩 부터 +1/16칩으로 설정된다. 따라서, 이동통신 단말이 기준점으로부터 1/16칩 이상으로 이동하게 되면, 기지국은 타이밍 동기가 어긋났다고 판단하게 되고, 1/8칩 단위로 타이밍 동기 조정을 위한 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 통해 명령을 내리게 된다. 이러한 타이밍 동기 조정 예를 도 5에 도시한다.
하지만, 타이밍 동기 방법은 이동통신 단말의 수신신호가 1/8칩 내에서 변화할 경우에는 한번의 조정으로 동기화가 가능하지만, 이동통신 단말의 고속이동이나 다중경로 페이딩 등으로 인해 수신신호의 도착시간이 이전 도착 시간과 1/8칩을 초과하는 차이를 보이면, 이에 대한 조정을 위해 2번 이상의 타이밍 조정 과정이 필요(종래의 TD-SCDMA 시스템에서, 1/8칩 단위로 타이밍 동기를 조정함에 따른 결과)하게 되며, 이동통신 단말의 타이밍 조정 과정에서는 동기 불일치에 따른 간섭량이 증가하게 되는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 이동통신 단말의 급격한 이동으로 인해 타이밍 동기 불일치가 크게 발생할 경우에도 단말로부터 기지국으로 전송되는 역방향 신호에 대한 타이밍 동기를 빠르게 조정하기 위한 것이며, 이를 위해 기지국은 이동통신 단말로부터 수신되는 수신 타이밍 정보와 기준 타이밍 구간의 차이에 따라 단말 전송 타이밍 조정정보를 참조하여 토대로 전송시간 당김폭 또는 지연폭을 탄력적으로 설정할 수 있도록 하기 위한 TD-SCDMA 시스템에서의 동기제어 방법 및 이에 적용되는 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 TD-SCDMA 시스템에서의 단말과 기지국 간 역방향 신호 전송 타이밍 동기 제어방법은, 가) 상기 기지국이 상기 단말로부터 수신 타이밍 정보(Tn)를 취득하는 단계; (나) 상기 수신 타이밍 정보(Tn)와 기준 타이밍 구간(Tref)를 비교 판단하는 단계; (다) 상기 판단 결과, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부 및 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 허용 범위인지 여부에 따라 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하여 상기 단말에 전송하는 단계; 및 (라) 상기 단말이 재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 이용하여 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하여 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 제어하기 위한 기지국은, 관할 셀 구역에 위치한 상기 단말로부터 수신 타이밍 정보를 취득하여 기준 타이밍 구간과 비교 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부 및 상기 수신 타이밍 정보과 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 설정 범위인지 여부에 따라 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 관점에 따른 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 제어하기 위한 이동통신 단말은, 기지국이 상기 단말에 전송한 수신 타이밍 정보 및 기준 타이밍 구간을 비교 판단한 결과에 따라 소정의 단말 전송 타이밍 조정정보를 참조하여 재설정한 타이밍 시프트 필드정보를 제공받아 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 TD-SCDMA 이동통신 시스템에서의 동기제어 시스템의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
삭제
TD-SCDMA 이동통신 시스템의 기지국(200)은 각 이동통신 단말(100)에 대해 역방향 신호의 전송시간 조정을 지시하게 되며, 이에 대한 이동통신 단말(100)은 고속으로 이동할 경우와 단말의 이동으로 인해 페이딩이 발생할 경우에는 큰 폭으로 전송 타이밍을 변경하여야 한다. 즉, 현재의 TD-SCDMA에서 1/8 칩 단위로 제어를 한다고 가정하고, 단말 동기화를 위해 1/4 칩을 보정하여야 할 경우에는 2번에 걸쳐 기지국(200)과 이동통신 단말(100) 간 조정시간을 거쳐야 한다. 이러한 문제는 TD-SCDMA 시스템에서 이동통신 단말(100)과 기지국(200) 사이에 타이밍 조정을 위한 주기가 서브 프레임 이상이 되거나, 이동통신 단말(100)을 소유한 사용자가 차량을 통해 고속으로 이동하거나 도심에서 건물의 모퉁이 또는 지하로 이동할 경우에 주로 발생하게 된다.
이에 따라, 기지국(200)과 이동통신 단말(100)의 타이밍 동기화를 보다 신속하게 실행하기 위한 TD-SCDMA 시스템을 도 6에 개략적으로 도시한다.
기지국(200)은 상기 TD-SCDMA 시스템은 관할 셀 구역에 위치한 소정의 이동통신 단말(100)로부터 수신 타이밍 정보(Tn)를 취득하여 소정의 기준 타이밍 구간(Tref)과 비교 판단한 결과에 따라 소정의 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 이동통신 단말(100)로부터 기지국(200)으로 전송되는 역방향 신호 전송 타이밍 동기 제어하기 위한 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는 것이다. 여기서, 기준 타이밍 구간(Tref)은 시스템(기지국(200))에 미리 저장되어 있는 수신 타이밍 정보(Tn)의 신뢰할 만한 구간을 의미하는 것으로, 기지국(200)이 이동통신 단말(100)로부터 수신 타이밍 정보(Tn)를 취득한 것이 기준 타이밍 구간(Tref) 내인 경우에는 역방향 신호 전송 타이밍 조정이 불필요하다.
기지국(200)에서 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는 것에 대해서 상세히 설명하면, 기지국(200)은 수신 타이밍 정보가 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부, 수신 타이밍 정보와 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 허용 범위(종래 발명의 경우, 시스템 허용 범위가 1/8 칩이므로, 이하의 1/8 칩 기재는 시스템 허용 범위의 예시일 뿐이다) 이내인지 여부, 및 수신 타이밍 정보가 기준 타이밍 구간 이후에 도착하는지 여부를 판단한 결과에 따라 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정할 수 있다.
수신 타이밍 정보가 기준 타이밍 구간 내에 도착하는 경우, 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하지 않도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정한다.
수신 타이밍 정보가 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 1/8 칩 이내인 경우, 역방향 신호 전송 타이밍을 1/8 칩 조정할 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보를 재설정한다. 즉, 수신 타이밍 정보가 기준 타이밍 구간 이후에 도착하는 경우에는 역방향 신호 전송 타이밍을 1/8 칩 당김 조정할 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하고, 수신 타이밍 정보가 기준 타이밍 구간 이전에 도착하는 경우에는 역방향 신호 전송 타이밍을 1/8 칩 지연 조정할 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보를 재설정한다.
수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 1/8 칩 초과인 경우, 단말 전송 타이밍 조정정보를 참조하여 타이밍 시프트 필드정보를 재설정할 수 있다. 여기서, 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)는, 기지국(200) 관점에서 이동통신 단말(100)의 역방향 전송 타이밍 조정이 필요하다는 의미로, 기지국(200)으로부터 이동통신 단말(100)에 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)가 전송되는 경우, 이동통신 단말(100)은 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 수신한 타이밍 이후 기지국(200)으로 다음 슬롯의 데이터 전송시 역방향 신호 전송 타이밍을 조정할 수 있게 된다. 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)는 당김 상태의 경우 'PS=1', 지연 상태의 경우 'PS=0'으로 셋팅되는데, 이를 참조함으로써 타이밍 차이가 1/8 칩을 초과하는 경우에도 효율적으로 한 번에 타이밍 동기를 조정할 수 있다. 이에 대해서는 도7을 참조하여 후술하기로 한다.
이동통신 단말(100)은 기지국(200) 및 파일롯 신호를 통해 해당 셀 구역의 기지국(200)에 전송한 수신 타이밍 정보(Tn) 및 기준 타이밍 구간(Tref)과 비교 판단한 결과에 따라 소정의 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정함으로써 이동통신 단말(100)로부터 기지국(200)으로의 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 조정하는 것이다.
이동통신 단말(100)에서는 기지국(200)에서 재설정된 타이밍 시프트 필드정보(SS)에 따라 그대로 역방향 신호 전송 타이밍의 동기를 조정하므로, 타이밍 동기 조정에 대한 더이상의 설명은 생략하기로 한다.
이하에서는, 첨부도면들을 참조하여 본 발명에 따른 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동작과정에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
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삭제
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도 7은 도 6에 도시된 TD-SCDMA 이동통신 시스템에서 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 제어하는 과정을 도시한 플로우챠트이다. 요컨대, 기지국(200)은 전술한 과정에 의해 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하고, 이동통신 단말(100)은 기지국(200)에 의해 재설정된 타이밍 시프트 필드정보(SS)에 따라 이동통신 단말(100)로부터 기지국(200)으로의 역방향 신호 전송 타이밍에 대한 동기화를 이룰 수 있다.
기지국(200)은 임의의 이동통신 단말(100)로부터 수신 타이밍 정보(Tn)를 수신하여 획득한다(S100).
수신 타이밍 정보(Tn)와 기준 타이밍 구간(Tref)를 비교 판단한다(S102).
수신 타이밍 정보(Tn)가 기준 타이밍 구간(Tref)의 타이밍 구간 내에 도착하는 경우, 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하지 않도록 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는데, 전송 모듈레이션 방식이 QPSK일 경우에는 '01'로 설정하고, 8PSK일 경우에는 '011'로 설정하여 이동통신 단말(100)로 전송된다(S104).
수신 타이밍 정보(Tn)가 기준 타이밍 구간(Tref) 밖에 도착하는 경우에 대해서, 수신 타이밍 정보(Tn)가 기준 타이밍 구간(Tref) 이후에 도착하는 경우(S106 단계로 진행) 또는 수신 타이밍 정보(Tn)가 기준 타이밍 구간(Tref) 이전에 도착하는 경우(S124 단계로 진행)로 나누어 설명하기로 한다.
수신 타이밍 정보(Tn)가 기준 타이밍 구간(Tref) 이후에 도착할 경우, 먼저 타이밍 차이가 1/8 칩 이내인지를 판단한다(S106). 판단 결과, 타이밍 차이가 1/8 칩 이내인 경우에는 역방향 신호 전송 타이밍을 1/8 칩만큼 앞당길 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는데, 전송 모듈레이션 방식이 QPSK일 경우에는 '11'로 설정하고 8PSK일 경우에는 '110'으로 설정하여 이동통신 단말(100)로 전송된다(S108). 이에 따라, 이동통신 단말(100)은 역방향 전송 타이밍을 1/8 칩만큼 당김 조정한다(S110)
S106 단계에서 타이밍 차이가 1/8 칩 초과인 경우, 기지국(200)은 보다 신속한 타이밍 동기화를 위해 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여(S112), 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)가 당김 상태인 경우('PS=1')에는 역방향 전송 타이밍을 1/4 칩(종래 발명의 경우, 시스템 허용 범위가 1/8 칩이므로, 이하의 1/4 칩 기재는 시스템 허용 범위의 2배를 의미하는 예시일 뿐이다)만큼 앞당길 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는데, 전송 모듈레이션 방식이 QPSK일 경우에는 '10'으로 설정하고, 8PSK일 경우에는 '100'으로 설정하여 이동통신 단말(100)로 전송된다(S114), 이에 따라, 이동통신 단말(100)은 역방향 전송 타이밍을 1/4 칩만큼 당김 조정한다(S116).
S112 단계에서 단말 전송 타이밍 조정정보가 당김 상태가 아닌 경우('PS=0', S118)에는 역방향 전송 타이밍을 1/8 칩만큼 앞당길 수 있도록(이 경우, 1/8칩 만큼을 우선 당김 조정) 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는데, 전송 모듈레이션이 QPSK일 경우에는 '11'로 설정하고, 8PSK일 경우에는 '110'으로 설정하여 이동통신 단말(100)로 전송된다(S120). 이에 따라 이동통신 단말(100)은 역방향 전송 타이밍을 1/8 칩만큼 당김 조정한다(S122).
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한편, S102 단계에서 상기 수신 타이밍 정보(Tn)가 기준 타이밍 구간(Tref) 이전에 도착할 경우, 먼저 타이밍 차이가 1/8 칩 이내인지를 판단한다(S124). 판단 결과, 타이밍 차이가 1/8 칩 이내인 경우 이동통신 단말(100)이 역방향 전송시작 시점을 1/8 칩만큼 지연시킬 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 전송 모듈레이션 방식이 QPSK일 경우에는 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 '00'으로 설정하고, 8PSK일 경우에는 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 '000'으로 설정하여 이동통신 단말(100)로 전송한다(S126). 이에 따라, 이동통신 단말(100)은 역방향 전송 타이밍을 1/8 칩만큼 지연 조정을 실행한다(S128).
S124 단계에서 타이밍 차이가 1/8 칩 초과인 경우, S112에서와 같이 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여(S130), 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)가 지연 상태('PS=0')에는 역방향 전송 타이밍을 1/4 칩만큼 지연시킬 수 있도록 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는데, 전송 모듈레이션 방식이 QPSK일 경우에는 '10'으로 설정하고, 8PSK일 경우에는 '100'으로 설정하여 이동통신 단말(100)로 전송된다(S132), 이에 따라 이동통신 단말(100)은 역방향 전송 타이밍을 1/4 칩만큼 지연 조정을 실행한다(S134).
S130 단계에서 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)가 지연 상태가 아닌 경우('PS=1', S136)에는 역방향 전송 타이밍을 1/8 칩만큼 지연시킬 수 있도록(이 경우, 1/8 칩만큼 우선 지연 조정) 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는데, 전송 모듈레이션이 QPSK일 경우에는 '00'로 설정하고, 8PSK일 경우에는 '000'으로 설정하여 이동통신 단말(100)로 전송된다(S120). 이에 따라 이동통신 단말(100)은 역방향 전송 타이밍을 1/8 칩만큼 지연 조정한다(S140).
도 8은 도 6에 도시된 이동통신 단말(100)에서 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 조정하는 과정을 도시한 플로우챠트이다.
이동통신 단말(100)은 기지국(200)으로부터 역방향 신호 전송 타이밍 동기 조정을 위해 재설정된 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 수신한다(S200). 이동통신 단말(100)은 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 판단한다(S202).
S202 단계에 의한 판단결과, 타이밍 시프트 필드정보(SS)가 '01' 또는 '011'인 경우, 이동통신 단말(100)은 이전의 역방향 신호 전송 타이밍을 유지하여 기지국(200)으로 전송한다(S204).
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S202 단계에 의한 판단결과, 타이밍 시프트 필드정보(SS)가 '00' 또는 '000'인 경우, 이동통신 단말(100)은 역방향 신호 전송 타이밍을 이전보다 1/8 칩 지연하여 기지국(200)으로 전송하고(S206), 기지국(200)은 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 전송시점 '지연'으로 셋팅(PS=0)하게 된다(S208).
S202 단계에 의한 판단결과, 타이밍 시프트 필드정보(SS)가 '11' 또는 '110'인 경우, 이동통신 단말(100)은 역방향 신호 전송 타이밍을 이전보다 1/8 칩 앞당겨 기지국(200)으로 전송하고(S210), 기지국(200)은 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 전송시점 '당김'으로 셋팅(PS=1)하게 된다(S212).
S202 단계에 의한 판단결과, 타이밍 시프트 필드정보(SS)가 '10' 또는 '100'인 경우, 이동통신 단말(100)은 이전 슬롯에 대한 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하는 과정을 추가 실행하여(S214), 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착한 경우(여기서는, 'PS=1')에는 역방향 신호 전송 타이밍을 이전보다 1/4 칩 앞당길 수 있고(S216), 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이전에 도착한 경우(여기서는, 'PS=0')에는 1/4 칩 지연시킬 수 있다(S218).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
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따라서, 본 발명에 따르면, 이동통신 단말의 급격한 이동으로 인해 이동통신 단말과 기지국 간의 타이밍 동기 불일치가 크게 발생할 경우에도 보다 효율적인 동기화 구현이 가능한 시스템을 구현할 수 있다.
이에 의해, 타이밍 동기 불일치로 인해 발생하게 되는 간섭신호의 양을 줄임으로써 고속 이동체나 신호의 페이딩이 빈번하게 발생하는 도심 환경에서 용량 증대와 서비스 품질을 개선시키는 효과를 거둘 수 있는 이점이 있다.

Claims (25)

  1. TD-SCDMA 이동통신 시스템의 단말과 기지국 간 역방향 신호 전송 타이밍 동기 제어방법에 있어서,
    (가) 상기 기지국이 상기 단말로부터 수신 타이밍 정보(Tn)를 취득하는 단계;
    (나) 상기 수신 타이밍 정보(Tn)와 기준 타이밍 구간(Tref)을 비교 판단하는 단계;
    (다) 상기 판단 결과, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부 및 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 허용 범위인지 여부에 따라 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하여 상기 단말에 전송하는 단계; 및
    (라) 상기 단말이 재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 이용하여 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하여 상기 기지국에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (나) 단계는,
    상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간을 비교하여, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부, 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 이내인지 여부, 및 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 (다) 단계는,
    (다-1) 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하지 않도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 단계;
    (다-2) 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 이내인 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 조정할 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 단계; 및
    (다-3) 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 초과인 경우, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보를 참조하여 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 (다-1) 단계에 의한 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 경우, 전송 모듈레이션에 따라 '01' 및 '011' 중 어느 하나로 설정하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 (다-1) 단계에 의해 재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 수신한 상기 단말은, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 유지하여 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 (다-2) 단계에 의한 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 경우, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 당길 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 설정하고, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이전에 도착하면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 지연시킬 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  7. 제3항 또는 제6항에 있어서,
    상기 (다-2) 단계에 의해 재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 수신한 상기 단말은, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 조정하여 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 (다-3) 단계는,
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하고 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 당김 상태인 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위의 2배만큼 당김 조정할 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  9. 제3항에 있어서, 상기 (다-3) 단계는,
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하고 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 당김 상태가 아닌 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 당김 조정할 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 (다-3) 단계에 의해 재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 수신한 상기 단말은, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위 및 상기 시스템 허용 범위의 2배 중 어느하나 만큼 당김 조정하여 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  11. 제3항에 있어서, 상기 (다-3) 단계는,
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이전에 도착하고 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 지연 상태인 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위의 2배만큼 지연시킬 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  12. 제3항에 있어서, 상기 (다-3) 단계는,
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이전에 도착하고 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 지연 상태가 아닌 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 지연시킬 수 있도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 설정하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 (다-3) 단계에 의해 재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 수신한 상기 단말은, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위 및 상기 시스템 허용 범위의 2배 중 어느하나 만큼 지연 조정하여 상기 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 TD-SCDMA 이동통신 시스템의 동기 제어방법.
  14. TD-SCDMA 이동통신 시스템의 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 제어하기 위한 기지국에 있어서,
    관할 셀 구역에 위치한 상기 단말로부터 수신 타이밍 정보를 취득하여 기준 타이밍 구간과 비교 판단하고, 상기 판단 결과, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부 및 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 허용 범위인지 여부에 따라 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 재설정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단말 전송 타이밍 조정정보는, 상기 기지국으로부터 상기 단말로 전송되는 경우, 상기 단말이 상기 단말 전송 타이밍 조정정보를 수신한 타이밍 이후 다음 슬롯의 데이터 전송시 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하도록 하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 타이밍 시프트 필드정보는, 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간을 비교하여, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부, 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 이내인지 여부, 및 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하는지 여부에 대한 판단에 따라 재설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 타이밍 시프트 필드정보는,
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하지 않도록 재설정되고;
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 이내인 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 조정할 수 있도록 재설정되고; 및
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 초과인 경우, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보를 참조하여 재설정되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 초과인 경우 중 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하는 경우, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 당김 상태이면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위의 2배만큼 당김 조정하고, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 당김 상태가 아니면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 당김 조정하도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 초과인 경우 중 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이전에 도착하는 경우, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 지연 상태이면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위의 2배만큼 지연 조정하고, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 지연 상태가 아니면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 지연 조정하도록 상기 타이밍 시프트 필드정보를 재설정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  20. TD-SCDMA 이동통신 시스템의 역방향 신호 전송 타이밍 동기를 제어하기 위한 이동통신 단말에 있어서,
    관할 셀 구역에 위치한 상기 단말로부터 취득한 수신 타이밍 정보 및 기준 타이밍 구간의 비교 판단 결과, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부 및 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 설정 범위인지 여부에 따라 단말 전송 타이밍 조정정보(PS)를 참조하여 기지국에 의해 재설정된 타이밍 시프트 필드정보(SS)를 제공받아 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 전송되는 상기 단말 전송 타이밍 조정정보를 수신한 타이밍 이후 다음 슬롯의 데이터 전송시 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 타이밍 시프트 필드정보는, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는지 여부, 상기 수신 타이밍 정보와 상기 기준 타이밍 구간의 타이밍 차이가 시스템 허용 범위 이내인지 여부, 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하는지 여부에 대한 판단에 따라 상기 기지국에 의해 재설정되어 제공받는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말.
  23. 제22항에 있어서,
    재설정된 상기 타이밍 시프트 필드정보를 이용하여,
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 내에 도착하는 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하지 않고;
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 이내인 경우, 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 조정하고; 및
    상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 밖에 도착하고 상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 초과인 경우, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보를 참조하여 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 초과인 경우 중 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이후에 도착하는 경우, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 당김 상태이면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위의 2배만큼 당김 조정하고, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 당김 상태가 아니면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 당김 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 타이밍 차이가 상기 시스템 허용 범위 초과인 경우 중 상기 수신 타이밍 정보가 상기 기준 타이밍 구간 이전에 도착하는 경우, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 지연 상태이면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위의 2배만큼 지연 조정하고, 상기 단말 전송 타이밍 조정정보가 지연 상태가 아니면 상기 역방향 신호 전송 타이밍을 상기 시스템 허용 범위만큼 지연 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말.
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