KR100392645B1 - 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍제어 방법 - Google Patents

역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍제어 방법 Download PDF

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KR100392645B1 KR10-2001-0031660A KR20010031660A KR100392645B1 KR 100392645 B1 KR100392645 B1 KR 100392645B1 KR 20010031660 A KR20010031660 A KR 20010031660A KR 100392645 B1 KR100392645 B1 KR 100392645B1
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Abstract

본 발명은 비동기 IMT-2000 시스템과 같은 차세대 비동기 이동 통신 시스템에 역방향 동기 전송 방식을 적용할 시, 이동 단말기에서의 전송 타이밍 조정 방법을 새롭게 도입하여 시스템의 안정된 동작을 확보하기 위한, 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법에 관한 것으로서, 기지국으로부터 전송된 특정 신호의 최초 도달 시점 또는 역방향 신호의 첫 번째 전송 시점에서 기 설정된 단말기의 수신 신호 처리 시간(T0)이 경과된 시점을 기준 시점(UEnom)으로 설정하고, 그 UEnom으로부터 상기 기 설정된 T0시간 만큼 기산하고, 이어 역방향 동기 전송을 위한 타이밍 조정 시간(Tinit_sync) 만큼 기산하여 최종 기산된 시점을 해당 순방향 수신 신호의 역방향 전송 타이밍 시점으로 결정함을 특징으로 하고, 특히 상기 UEnom이 직전 기준 시점에 대하여 변경되거나 및/또는 기지국으로부터의 타임 얼라인먼트 비트(TAB) 정보에 근거하여 상기 Tinit_sync를 조정함을 특징으로 하여, 고속의 이동성을 가지는 이동 단말기의 환경에 대해 USTS 기술을 적용할수 있도록 한다.

Description

역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법{A method for controlling a transmiting timing of UE to support USTS in asynchronous IMT-2000 system}
본 발명은 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비동기 IMT-2000 시스템과 같은 차세대 비동기 이동 통신 시스템에 역방향 동기 전송 방식을 적용할 시, 이동 단말기(User Equipment : UE)에서의 전송 타이밍 조정 방법을 새롭게 도입하여 시스템의 안정된 동작을 확보하기 위한, 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 역방향 동기 전송 방식(Uplink Synchronous Transmission Scheme : 이하 USTS)이라 함은, 한 기지국 셀 내의 다수의 이동 단말기(UE)의 송신 시점을 해당 기지국(Node B)이 관리하는 기준 시간에 맞춰서 역방향 채널간 직교성(orthogonality)을 최대한 이용하는 것으로서, 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
기지국 셀 내의 이동 단말기는 역방향 채널을 이용하여 호 접속을 시도하고 기지국은 신호의 왕복 전파 지연(round trip propagation delay)을 측정하여 기준 시간과 호 접속을 시도한 이동 단말기의 프레임 시작 시간 사이의 시간 차이를 구한다. 이는 이동 단말기에 착신되었을 경우에도 마찬가지로 기지국이 계산에 의해서 기준 시간과의 시간 차이를 알려준다. 이 시간 옵셋 정보를 기지국에서 이동 단말기로 제어 채널을 이용하여 알려줌으로써 이동 단말기는 기지국이 보유한 기준 시간에 송신 채널 내의 프레임 송신 시점을 맞추게 된다. 통화 중에도 지속적인 시간 옵셋의 측정과 이동 단말기로의 전달 및 이동 단말기에서의 송신 시점의 조정을 통해 이동 단말기로부터 기지국으로의 신호 도착 시점은 기준 시간에 맞춰진다. 동일 기지국 내에서 통화를 시도한 다른 이동 단말기들도 위와 같은 방법으로 기지국이 보유한 고유한 기준 시간에 비교한 시간 차이를 통보받아서 기지국의 기준 시간에 프레임 기준 시간을 맞춘다. 이때, 이동 단말기와 기지국은 스크램블링 코드와 채널 코드의 두 가지 코드를 사용하게 된다. 채널 코드는 이동 단말기 간의 채널을 구분하기 위해서 이용되며 동일 스크램블링 코드를 이용하는 이동 단말기들은 채널 코드의 직교성에 의해서 간섭이 제거된다.
이와 같은 USTS는 현재 비동기 방식의 차세대 이동 통신 시스템 즉, 비동기 IMT-2000 시스템에 대한 표준화 작업에서 검토되고 있는 방식으로서, 상술된 바와 같이 이동 단말기로부터 기지국으로의 역방향 링크에 대해 기지국 수신기에서의 수신 타이밍을 기준으로 하여 이동 단말기에서의 신호 전송 시점을 조정하는 기술이다. 즉, 단일 셀내에 불규칙하게 위치하는 이동 단말기는 해당 기지국에 대하여 각기 다른 거리를 가지게 되므로 신호의 전파지연도 다르게 되고, 부호 분할 다중 접속(CDMA) 시스템에서 코드의 직교 특성을 최대한 이용할 수 있으면 전송 용량을 증가시키는 것이 가능한 바, 이를 고려하여 역방향 링크에 대해 적용한 기술이 USTS이다. 역방향 링크에 대해 각 이동 단말기에서의 데이터 전송시간을 전파지연 만큼을 추가로 조정하면, 기지국 수신기에 신호가 수신되는 타이밍에 대한 동기화가 가능하게 되며, 따라서 코드의 직교 특성을 최대화할 수 있게 된다.
현재, 비동기 IMT-2000 시스템에서 사용하는 순방향 링크(downlink) 전용 채널의 구조는 도 1 과 같은 바, 동 도면에 도시된 바와 같이, IMT-2000 시스템의 전용 채널에서는 각 라디오 프레임에 대한 시스템 프레임 번호(System Frame Number : 이하 SFN)(Frame n-1, Frame n, Frame n+1, Frame n+2)가 0∼4096 단위로 반복되어지고 또한 이에 대응하여 커넥션 프레임 번호(Connection Frame Number : 이하 CFN)가 256 단위로 반복되어지며, 각 SFN(또는 CFN) 간의 간격 즉, 하나의 라디오 프레임의 길이는 10ms 로서, 이와 같은 SFN에 근거하여 망과 단말기 사이에서 동기를 맞추고 있다.
즉, 순방향(또는 다운링크라 함) 전용 채널(Downlink DPCH)에서 하나의 라디오 프레임(One Radio Frame) 길이는 10ms이고 15개의 서브 슬롯(slot#0 ∼ slot#14)들로 구성되므로, 이러한 비동기 IMT-2000 시스템의 전용 채널 구조에서 USTS 방식을 적용하기 위해서는 20ms 주기(즉, 두 개의 라디오 프레임 당 하나)로 USTS의 타이밍 적응을 위한 시간 옵셋 정보로서의 타임 얼라인먼트 비트(Time Alignment Bit : 이하 TAB) 정보를, 해당 라디오 프레임에 실리는 전송 전력 제어(transmit power control : TPC) 비트 대신에 펀처링하여 전송하게 된다.
그리고, TAB 정보를 수신한 이동 단말기는 그 수신된 TAB 정보를 기반으로 하여 타이밍 적응을 수행함으로서 역방향에 대한 동기를 유지하게 된다. 예를 들어, TAB 비트가 “0”일 경우, 이동 단말기에서의 역방향 링크(Uplink) 전송을 1/4 칩 만큼 지연하여 전송하도록 하며, TAB 비트가 “1”일 경우에는 역방향 링크 전송을 1/4 칩 만큼 앞당겨서 전송하게 된다. 이러한 절차를 타이밍 트래킹이라 한다. USTS를 적용하는 네트워크 시스템과 이동단말은 초기 타이밍 설정과정이 완료되면, 이후의 전송에 대해 타이밍 트래킹을 수행하여 지속적으로 역방향 동기를 유지하게 된다.
그러나, USTS를 지원하는 이동 단말기에서의 기존의 전송 타이밍 결정은 순방향 신호의 수신 시점을 기준으로 'To(=1024 chip) + Tsync(= TAB에 의한 타이밍 조정 시간)' 시간 이후에 역방향 링크 프레임의 전송을 시작하게 되고, 타이밍 트래킹 수행 시 이동 단말기의 이동으로 인해 달라지는 지연 시간에 적응하기 위해 기지국으로부터 전송되는 TAB 정보에 근거하여 Tsync값을 조정하게 되는 데, 이와 같이 이동 단말기가 TAB 정보에 근거한 Tsync값의 조정에 의해서만 전송 타이밍을 조정할 경우에는, 신호의 왕복 지연에 따라 이동 단말기의 이동 거리의 2 배에 해당하는 전파 지연을 반영하여야 하므로, 이동 단말기의 이동 속도가 증가할 경우 타이밍 조정 빈도가 빠르게 증가하여 타이밍 적응을 원할하게 하지 못하는 문제가 발생한다.
즉, 일반적으로 기지국에서의 조정 TAB의 생성 조건은 ±1/4 칩 지연 범위인 데, 예를 들어, 이동 단말기가 1/8 칩 지연에 대응하는 거리만큼 이동하였을 경우라도 이에 대한 왕복 지연은 1/4 칩이 되어 기지국으로부터 이에 따른 조정 TAB이 생성 전송되고 해당 이동 단말기는 그 TAB을 수신하여 Tsync값을 조정하게 되므로, 이동 단말기의 이동 속도가 증가할 경우에는 타이밍 조정 빈도(조정 TAB 생성 빈도포함)가 빠르게 증가하게 되어 타이밍 적응이 원할하게 이루어지지 못하게 되고, 이에 따라 비동기 IMT-2000 시스템에 USTS 기술의 적용 시 상술된 기존의 방식에 따른 이동 단말기의 전송 타이밍 결정 방법을 적용하기 위해서는 그 환경을 저속 이동성을 가지는 이동 단말기로 제한해야 하는 문제점을 가진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창작된 것으로서, 그 목적은 비동기 IMT-2000 시스템에 USTS 기술을 적용함에 있어서, 기존과 비교하여 고속의 이동성을 가지는 이동 단말기의 환경에 대해 USTS 기술을 적용할 수 있도록 해 주는, 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법을 제공하고자 하는 것이다.
도 1은 비동기 IMT-2000 시스템에서 사용하는 순방향 링크(downlink) 전용 채널의 구조를 설명하는 도면이고,
도 2a - 도 2d는 비동기 IMT-2000 시스템(또는, W-CDMA 시스템)에서의 표준적인 전송 타이밍 제어 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 3a - 도 3e는 비동기 IMT-2000 시스템에 USTS를 적용할 경우에 대한 전송 타이밍 제어 방법을 설명하는 도면이고,
도 4a - 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법을 설명하는 도면이다.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
기지국 : 21,31,41 단말기 : 22,32,42
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법은, 역방향 동기 전송 방식이 적용된 차세대 비동기 이동 통신 시스템의 이동 단말기에서 역방향 전송 신호의 전송 타이밍을 결정하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 전송된 특정 신호의 최초 도달 시점 또는 역방향 신호의 첫 번째 전송 시점에서 기 설정된 단말기의 수신 신호 처리 시간이 경과된 시점을 기준 시점으로 하는 제 1 단계; 상기 기준 시점으로부터 상기 기 설정된 단말기의 수신 신호 처리 시간 만큼 기산하는 제 2 단계; 및 상기 기산된 시간으로부터 역방향 동기 전송을 위한 타이밍 조정 시간 만큼 기산하는 제 3 단계를 포함하여 이루어져 상기 제 3 단계에서 기산된 시점을 상기 제 1 단계의 상기 기준 시점에서 수신된 순방향 신호 또는 해당 순방향 수신 신호의 역방향 전송 타이밍 시점으로 결정함을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 3 단계에서, 상기 역방향 동기 전송을 위한 타이밍 조정 시간은 기지국으로부터 제공된 시스템 정보에 포함된 역방향 동기 전송을 위한 기본 타이밍 조정 시간 정보 및/또는 타임 얼라인먼트 비트 정보에 근거하여 산출되고, 상기 제 3 단계에서 상기 기준 시점이 직전 기준 시점에 대하여 변경되었을 경우 그 변경된 차이 시간만큼 상기 역방향 동기 전송을 타이밍 조정 시간을 조정함을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법에 대하여 상세히 설명하기로 하되, 본 발명에서 주요 기술로 고려되는 비동기 IMT-2000 에서의 표준적인 전송 타이밍 제어 방법 및 비동기 IMT-2000에 USTS를 적용할 경우에 대한 전송 타이밍 제어 방법에 대하여 도 2a - 도 2d 및 도 3a - 도 3e를 참조하여 설명한 후, 그 설명을 기초로 본 발명의 일 실시예에 대하여 도 4a - 도 4e를 참조하여 구체적으로 설명토록 한다.
도 2a - 도 2d는 비동기 IMT-2000 시스템(또는, W-CDMA 시스템)에서의 표준적인 전송 타이밍 제어 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2a는 초기 상태를,도 2b는 순방향 링크에서 1/8 칩(chip) 만큼의 전파 지연이 있는 경우를, 도 2c는 순방향 링크에서 1/4 칩 만큼의 전파 지연이 있는 경우로서 도 2a에서 설정된 기준 시점(UE Nominal Time : UEnom)의 갱신전 상태를, 도 2d는 순방향 링크에서 1/4 칩 만큼의 전파 지연이 있는 경우로서 도 2a에서 설정된 기준 시점(UEnom)의 갱신후 상태를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 2a에서, 기지국(21)으로부터 송신된 순방향의 특정 신호는 순방향 링크의 전파 지연에 의해 Tp 만큼 지연된 후 단말기(22)에 수신되며, 단말기(22)는 그 순방향 신호의 최초 수신 시점 또는 역방향 신호의 첫 번째 전송 시점에서 기 설정된 단말기의 수신 신호 처리 시간(T0)이 경과된 시점을 자신의 기준 시점(UEnom)으로 설정하므로, 여기서는 상기 특정 신호의 최초 수신 시점을 기준 시점(UEnom)으로 설정한 후, 그 기준 시점(UEnom)으로부터 단말기의 수신 신호 처리를 위해 기 설정된 시간(T0)(여기서 T0 = 1024 칩) 만큼 기산하여 지연한 후, 그 처리된 신호를 역방향 링크를 통해 기지국 측으로 전송하면 그 역방향 신호는 역방향 링크의 전파 지연에 의해 Tp 만큼 지연된 후 해당 기지국에 수신된다. 따라서, 기지국(21)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp'가 된다. 또한 상기 기준시점(UEnom)의 갱신 조건은 이전 갱신 시점으로부터 200ms 이상이 경과됨과 아울러 1/4 칩 이상의 순방향 링크 지연이 발생할 경우로, 이 조건을 만족하면 1/4칩 단위로 갱신된다.
도 2b의 경우는 단말기(22)가 도 2a의 상태에서 1/8 칩 정도의 전파 지연이 더 가지도록 이동한 경우로서, 상기 기준 시점(UEnom)의 변경이 이루어지지 않아 단말기의 전송 시점이 도 2a의 경우와 동일하게 되어, 결과적으로 기지국(21) 수신기는 이전보다 1/8 칩 정도의 전파지연 만큼 후에 신호를 수신하게 된다. 따라서, 기지국(21)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp+(1/8 칩)'이 된다.
도 2c의 경우는 단말기(22)가 도 2a의 상태에서 1/4 칩 정도의 전파 지연을 더 가지도록 이동한 경우로, 현재 수신 시간과 이전 기준 시점에 대한 갱신 시간과의 간격이 200ms 이내여서 상기 기준 시점의 갱신 조건을 만족하지 않기 때문에, 그 기준 시점(UEnom)의 갱신이 이루어지지 않을 경우에는, 기지국(21) 수신기는 이전보다 1/4chip 정도의 전파지연 만큼 후에 신호를 수신하게 된다. 따라서, 기지국(21)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp+(1/4 칩)'이 된다.
하지만, 도 2d와 같이 상기 기준 시점의 갱신 조건을 만족하게 되어 상기 도 2a에서의 기준 시점(UEnom)이 그 시점(UEnom)에서 1/4 칩 지연된 현재 수신 시점(UEnom')으로 갱신될 경우에는, 기지국(21) 수신기의 신호수신 시간은 다시 1/4 칩 만큼 지연되어 1/2칩의 지연을 가지게 된다. 따라서, 기지국(21)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp+(2/4 칩)'이 된다.
상술된 바와 같이, 비동기 IMT-2000 에서의 표준적인 전송 타이밍 제어 방법은 기준 시점(UEnom)을 이용하므로, 기지국에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출해 보면, 상기 결과와 같이 순방향 링크의 전파 지연에 대한 영향은 배제되고 역방향 링크의 전파 지연만이 기산된다. 즉, 이를 USTS에 적용할 경우, 기지국에서의 TAB 생성 시 왕복 전파 지연이 고려되는 것이 아니고 편도 전파 지연만이 고려되면 된다는 것을 의미한다.
도 3a - 도 3e는 비동기 IMT-2000 시스템에 USTS를 적용할 경우에 대한 전송 타이밍 제어 방법을 설명하는 도면으로서, 단말기의 이동에 의한 전파 지연 발생 시 전송 타이밍의 변경은 역방향 동기 전송을 위한 기본 타이밍 조정 시간(Tinit_sync) 값의 조정에 의해 이루어 진다. 즉, 처음 신호의 수신 시간으로부터 기 설정된 단말기의 수신 신호 처리 시간(T0)에 USTS를 위한 타이밍 조정시간(Tinit_sync)(이 시간 정보는 기지국으로부터 방송되는 시스템 정보에 포함되어 제공됨)을 합한 만큼의 시간 후에, 역방향 신호를 전송하는 가장 기본적인 형태의 USTS를 적용한 경우로서, 도 3a는 초기 상태를, 도 3b는 단말기가 이동하여 순방향 링크에서 1/8 칩 만큼의 전파 지연이 있고 TAB에 의한 조정전의 경우를, 도 3c는 도 3b의 상태에서 TAB에 의한 조정후의 경우를, 도 3d는 단말기가 이동하여 순방향 링크에서 1/4 칩 만큼의 전파 지연이 있고 TAB에 의한 조정전의 경우를, 도 3e는 도 3d의 상태에서 TAB에 의한 조정후의 경우를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 도 3a의 경우, 단말기(32)는 기지국으로부터 전송된 순방향 신호의 최초 메시지를 수신한 시점(UEarrival_1)으로부터 'T0(=1024칩) + Tinit_sync' 시간후에 역방향 링크에 대한 송신을 시도하게 된다. 따라서, 단말기(32)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEarrival_1 + T0 + Tinit_sync' 이고, 기지국(31)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp+Tinit_sync'가 되며, 여기서 2Tp는 신호의 왕복 지연 시간을 나타낸다.
도 3b의 경우에서도 단말기(32)는 신호의 수신 시점(UEarrival_2)에서부터 'T0(=1024칩) + Tinit_sync' 후에 송신을 시도하게 된다. 단, 동 도면에서는 도 2a의 경우와 비교하여 순방향 신호의 최초 상태에서의 수신 시점(UEarrival_1)을 기준으로 하여 현재의 신호의 수신 시점(UEarrival_2)까지 1/8 칩 정도의 추가적인 전파지연을 가지게 되며, 역방향 링크에서도 동일한 전파지연을 가지게 되어 기지국(31) 수신기에서의 신호 수신시간은 1/4 칩 만큼의 수신오류가 발생한다. 따라서, 단말기(32)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEarrival_1 + T0 + Tinit_sync' 이고, 기지국(31)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp_1+Tinit_sync'가 되며, 여기서 TP_1은 'Tp+(1/8 칩)'을 나타낸다.
도 3c의 경우는 도 3b의 결과로 기지국(31)이 TAB 조정을 명령하게 되고, 이동 단말기(32)가 상기 명령된 TAB 정보에 근거하여 1/4 칩 만큼 Tinit_sync 값을 조정한 후에 대한 것이다. 따라서, 단말기(32)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEarrival_2 + T0 + Tinit_sync_1' 이고, 기지국(31)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp_1+Tinit_sync_1'가 되며, 여기서 Tinit_sync_1 은 'Tinit_sync - (1/4 칩)'을 나타낸다.
도 3d의 경우는 도 3a의 상태에서 단말기(32)가 1/4 칩 만큼 이동한 경우로, 단말기가 신호의 수신시점(UEarrivl_3)에서부터 T0(=1024칩) + Tinit_sync' 후에 송신하는 것을 나타낸다. 이 경우 기지국(31)의 수신기는 1/2 칩 만큼 지연되어 역방향 신호를 수신하게 된다. 따라서, 단말기에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEarrival_3 + T0 + Tinit_sync' 이고, 기지국(31)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp_2+Tinit_sync'가 되며, 여기서 Tp_2는 'Tp + (1/4 칩)'을 나타낸다.
도 3e의 경우는 도 3d의 결과로 기지국(31)이 TAB 조정을 명령한 후에 전송 타이밍을 나타낸 것이다. 이 경우에는 단말기(32)의 전송 타이밍이 1/2 칩 만큼 이동하여야 하므로 한번의 TAB 조정으로 전송 타이밍 적응이 완료되지 않을 수도 있으며, 타이밍 적응 완료 후 단말기(32)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEarrival_3 + T0 + Tinit_sync_2' 이고, 기지국(31)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp_2+Tinit_sync_2'가 되며, 여기서 Tinit_sync_2는 'Tinit_sync - (1/2 칩)'을 나타낸다.
상술된 바와 같이, 비동기 IMT-2000 시스템에 USTS 방식을 적용할 경우 단말기의 이동에 의한 전파 지연 발생 시 TAB 정보에 따라 역방향 동기 전송을 위한 타이밍 조정 시간(Tinit_sync) 값을 조정한 후 역방향 신호를 전송함으로서, 기지국에서의 역방향 동기가 획득되도록 하는 것이다. 그런데, 여기서는 왕복 전파 지연을 고려하므로 단말기의 이동 거리에 대해 2 배의 전파 지연 값이 고려되어 전송 타이밍의 조정이 이루어지게된다는 것을 알 수 있으며, 이는 결국 이동 단말기의이동 속도가 증가할 경우에는 타이밍 조정 빈도(조정 TAB 생성 빈도 포함)가 빠르게 증가하게 되어 타이밍 적응이 원할하게 이루어지지 못할 수 있음을 의미하는 것이다.
본 발명에서는 상술된 비동기 IMT-2000 에서의 표준적인 전송 타이밍 제어 방법 및 비동기 IMT-2000에 USTS를 적용할 경우에 대한 전송 타이밍 제어 방법을 주요 기술로 고려하여 그 장점만이 획득되도록 함으로서, 편도 전파 지연 값만을 고려하여 USTS를 획득할 수 있도록 하였으며, 이하 그 구체적인 실시예에 대하여 상세히 설명토록 한다.
도 4a - 도 4e는 본 발명의 일 실시예에 따른 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법을 설명하는 도면으로서, UEnom 타임을 기준 시점으로 이용하고 USTS를 적용한 단말기에서의 전송 타이밍을 조정하는 방법에 대한 전송타이밍의 변화를 나타낸다.
도 2를 참조하여 상술된 바와 같이 처음 상태에서 UEnom 타임은 기지국으로부터 도달하는 특정 신호의 도착점 또는 역방향 링크의 첫번째 신호 전송점에서부터 T0 만큼 뒤쪽에 위치하는 값이 된다. 이 값은 핸드오프시에 다른 링크의 설정에 대한 기준값으로 사용되며, 200ms 이상의 시간 단위로 최대 1/4칩 만큼 조정이 가능하다. UEnom 타임의 조정은 순방향 전송링크에 대한 전파지연을 흡수하게 되어, 이 값을 기준값으로 사용할 경우에 역방향 링크의 동기를 위해서는 역방향 링크에 대한 전파 지연만을 고려하면 된다.
먼저 도 4a는 초기 상태를 설명하는 도면으로서, 기지국(41)으로부터 송신된 순방향의 신호는 순방향 링크의 전파 지연에 의해 Tp 만큼 지연된 후 단말기(42)에 수신되며, 단말기(42)는 그 순방향 신호의 최초 수신 시점을 자신의 기준 시점(UEnom_1)으로 설정하고, 그 설정된 기준 시점(UEnom_1)으로부터 단말기(42)의 수신 신호 처리를 위해 기 설정된 시간(T0 = 1024 칩) 만큼 기산하며, 여기에 USTS를 위한 기본 타이밍 조정 시간(Tinit_sync) 만큼 추가 기산한 후, 그 최종 기산 시점(UEnom + T0 + Tinit_sync)에서 역방향 신호를 기지국(41) 측으로 전송하면 그 역방향 신호는 역방향 링크의 전파 지연에 의해 Tp 만큼 지연된 후 해당 기지국(41)에 수신된다. 따라서, 단말기(42)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEnom_1 + T0 + Tinit_sync' 이고, 기지국(41)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0+2Tp+Tinit_sync'가 되는 데, 이와 같은 상태는 도 3a의 상태와 비교하여 상기 UEarrival_1 시점을 UEnom_1 시점으로 설정한 것만 차이날 뿐 그외의 동작 상태는 모두 동일하다.
도 4b는 도 4a의 상태에서 단말기(42)가 1/8 칩 만큼 이동하여 순방향 링크에서 1/8 칩의 전파지연이 발생한 경우로서, 이때 단말기(42)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEnom_1 + T0 + Tinit_sync'로 도 4a의 경우와 동일하고, 기지국(41)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0 + 2Tp_1 - (1/8 칩) + Tinit_sync'가 된다. 여기서, TP_1 은 'Tp+(1/8 칩)'으로서 2Tp_1은 신호의 왕복 전파 지연 값을 나타내지만, 본 발명에서는 역방향 신호의 전송 타임의 기산 시 기산 시점을 역방향 신호의 실제 수신 시점으로 하지 않고 도 4 a에서 설정된 기준 시점(UEnom_1)을 사용하여 순방향 편도 전파 지연 값인 1/8 칩은 흡수하게 되고, 그 결과 순방향 편도 전파 지연값 1/8칩 만큼 기지국에서의 상기 송/수신 간격 기산에서 빠지게 되어(즉, 기지국에서 기산되는 전파 지연 값은 '2Tp_1 - 1/8칩'이 됨) 결국, 도 4a의 초기 상태와 비교하여 1/8 칩 만큼의 오차만이 생긴다. 1/8칩의 오차는 기지국(41) 수신기에서의 허용오차내(즉, ±1/4 칩 이내)에 역방향 신호가 수신되므로 타이밍 조정이 필요하지 않게 된다. 한편, 도 4b의 상태를 동일 전파 지연이 발생된 도 3b의 상태와 비교하면, 도 3b에서는 UEnom을 역방향 신호의 전송을 위한 기준 시점으로 사용치 않고 UEarrival을 기준 시점으로 사용하게 되므로 왕복 전파 지연에 의한 1/4 칩 만큼의 오차가 발생하게되어, 타이밍 조정이 필요하게 된다.
도 4c는 도 4a의 상태에서 단말기(42)가 1/4 칩 만큼 이동하여 순방향 링크에서 1/4 칩의 전파지연이 있고 TAB에 의한 타이밍 조정전 상태를 설명하는 도면으로서, 이때 단말기(42)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEnom_1 + T0 + Tinit_sync'로 도 4a 및 도 4b의 경우와 동일하고, 기지국(41)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0 + 2Tp_2 - (1/4 칩) + Tinit_sync'가 된다. 여기서, TP_2 는 'Tp+(1/4 칩)'으로서 2Tp_2는 신호의 왕복 전파 지연 값을 나타내지만 UEnom 의 사용으로 순방향 편도 전파 지연 값인 1/4 칩은 흡수하게 되므로 그 순방향 편도 전파 지연값 1/4칩 만큼 상기 기지국(41)에서의 상기 송/수신 간격 기산에서 빠지게되어(즉, 기지국에서 기산되는 전파 지연 값은 '2Tp_2 - 1/4칩'이 됨) 결국, 도 4a의 초기 상태와 비교하여 역방향 링크 지연 값인 1/4 칩 만큼의 오차만이 생긴다. 1/4칩의 오차는 기지국(41) 수신기에서의 허용오차를 벗어난 값이므로 타이밍 조정이 필요하고, 이 경우에는 기지국(41) 수신기에서 타이밍 동기가 일치하지 않고있음을 단말기측에 TAB를 이용하여 통지하게 된다.
도 4d는 도 4c의 결과로 기지국(41)이 TAB 조정을 명령한 후에 전송 타이밍을 나타낸 것으로서, TAB를 수신한 이동 단말기(42)가 역방향 링크 신호의 전송 타임(또는 송신 시점이라 함)을 1/4 칩 만큼 조정한 것이다. 따라서, 단말기(42)에서의 역방향 신호의 전송 타임은 'UEnom_1 + T0 + Tinit_sync_1'이 되고, 여기서 'Tinit_sync_1'은 'Tinit_sync - (1/4 칩)'을 나타내며, 기지국(41)에서의 신호 전송 시점과 이에 대한 수신 시점간의 간격을 산출하면 'T0 + 2Tp_2 - (1/4 칩) +Tinit_sync_1 = T0 + 2Tp + Tinit_sync'이 되어 역방향 동기가 이루어진다.
도 4e는 도 4c의 결과로 기지국(41)이 TAB 조정을 명령한 후에 전송 타이밍을 나타내되, 상기 기준 시점의 갱신 조건을 만족하여 이전의 기준 시점 UEnom_1이 1/4 칩 순방향 링크 지연되어 수신된 현재의 순방향 수신 시점인 UEnom_2로 갱신된 경우를 나타낸 것으로서, 도 4d의 경우와 비교하여 실제 전송 타이밍은 변경하지 않고, 파라미터 값만을 조정하는 절차를 나타낸다. 즉, 단말기(42)에서의 역방향 신호의 전송 타이밍은 'UEnom_2 + T0 + Tinit_sync_2'가 되고, 여기서 Tinit_sync_2 는 'Tinit_sync_1 - (1/4 칩)'을 나타내는 데, 이 것은 도 4d의 USTS를 위한 타이밍 조정 값 Tinit_sync_1에서 'UEnom_2 - UEnom_1'의 값(즉, 갱신된 현재 기준 시점인 UEnom_2 과 갱신전 직전 기준시점인 UEnom_1 과의 차이 값)인1/4 칩 만큼 조정된 것을 나타낸다.
이상 도 4a - 도 4e를 참조하여 설명된 본 발명에서, 단말기에서의 역방향 동기 전송 기술을 위한 전송 타임 결정 규칙에 대하여 요약하면 다음과 같다.
첫째, 단말기에서의 역방향 링크 신호 전송 시점은 기본적으로 'UEnom + Tinit_sync + T0' 로 결정된다. 들째, 단말기에서의 UEnom의 조정은 도 2를 참조하여 설명된 기존의 W-CDMA 시스템에서의 동작과 동일한 바, 예컨대 타이밍 조정값이 s 만큼 조정할 경우에는 Tinit_sync 에 대해서도 s 만큼의 조정을 수행한다. 셋째, 기지국으로부터 TAB를 수신하면 단말기는 역방향 신호의 송신시점을 정해진 칩(chip) 만큼 변경하게 되며, 이 경우 Tinit_sync 에 대해서도 정해진 칩 만큼 값을 변경하여야 한다.
이상 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법에 의하면, 순방향 링크의 전파 지연에 의한 영향은 흡수하고 역방향 링크의 전파 지연에 대해서만 고려하여 역방향 신호의 전송 시점이 결정되고, 이에 따라 기지국에서도 역방향 편도 전파 지연 값만이 송수신 간격 기산에 계산되므로, 기존 방안에 비해 단말기의 이동에 대한 실질적인 전송 타이밍 조정 빈도(TAB에 의한)가 적게 이루어지게 되고, 이는 보다 빠른 속도로 이동하는 이동단말기에 대해 효과적인 타이밍 동기 유지가 가능하게 되는 효과를 창출한다.
예컨대, 단말기가 초기 상태(또는 동기 상태)에서 예를 들어 1/8 칩 만큼 이동하여 1/8 칩의 전파 지연이 발생할 경우, 도 3b 및 도 3c와 같이 단순히 USTS 방식만을 적용할 경우 기지국에서는 왕복 전파 지연이 빌생 즉, 1/8 칩의 2 배 즉 1/4 칩 만큼 전파 지연 오차가 발생하여 TAB에 의한 타이밍 조정 명령을 결정하고 단말기는 이에 따르는 반면, 본 발명에서는 도 4b에서와 같이 편도 전파 지연 즉 1/8 칩 지연 오차만이 발생하게 되고, 1/8 칩은 기지국 수신기에서의 허용오차범위 내이므로 타이밍 조정이 필요치 않게되어, 기존과 비교하여 조정 타이밍 조정 빈도가 적게 이루어므로 고속의 이동성을 가지는 이동 단말기의 환경에 대해 USTS 기술을 적용할 수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 역방향 동기 전송 방식이 적용된 차세대 비동기 이동 통신 시스템의 이동 단말기에서 역방향 전송 신호의 전송 타이밍을 결정하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 전송된 특정 신호의 최초 도달 시점 또는 역방향 신호의 첫 번째 전송 시점에서 기 설정된 단말기의 수신 신호 처리 시간이 경과된 시점을 기준 시점으로 설정하는 제 1 단계;
    상기 기준 시점으로부터 상기 기 설정된 단말기의 수신 신호 처리 시간 만큼 기산하는 제 2 단계; 및
    상기 기산된 시간으로부터 기지국에서 제공된 시스템 정보에 포함된 역방향 동기 전송을 위한 기본 타이밍 조정 시간 정보 및/또는 타임 얼라인먼트 비트 정보에 근거하여 산출되는 역방향 동기 전송을 위한 타이밍 조정 시간 만큼 기산하고, 기산된 최종 시점을 해당 순방향 수신 신호에 대한 역방향 전송 타이밍으로 결정하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 상기 기준 시점이 직전 기준 시점에 대하여 갱신되었을 경우 그 변경된 차이 시간만큼 상기 역방향 동기 전송의 타이밍 조정 시간을 조정함을 특징으로 하는 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 기준 시점의 갱신 조건은 이전 갱신 시점으로부터 200ms 이상이 경과됨과 아울러 1/4 칩 이상의 순방향 링크 지연이 발생할 경우인 것을 특징으로 하는 역방향 동기 전송을 위한 이동 통신 단말기의 전송 타이밍 제어 방법.
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