KR100425086B1 - Mobile communication systemMobile and terminal and method for position tracking in terminal - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동 통신 시스템에서 인접 기지국의 파일롯 신호에 대한 서빙 기지국으로부터의 간섭신호를 제거함으로써 인접 기지국의 파일롯 신호 수신 감도를 향상시켜 이동국의 위치 추적을 용이하게 할 수 있는 이동 통신 시스템과, 이동국및 이동국의 위치 추적 장치 방법을 제공하기 위한 것이다. 이와 같은 이동국은 다수의 무선주파 신호를 기저대역 신호로 변환시켜 누산부로 출력하는 주파수 대역 변환부와, 의사잡음 발생부와 간섭 제거부를 제어하고 각 기지국으로부터의 파일롯 신호의 지연 시간을 위치 계산부로 출력시키는 이동국 프로세싱부와, 서빙 기지국에서 발생한 파일롯 신호를 제거하기 위한 신호를 누산기로 발생시키는 간섭 제거부와, 기저대역 신호로부터 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국의 위치 정보를 복조시키는 페이징 채널 복조부와, 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국 각각의 파일롯 신호 지연시간과 각각의 기지국 위치 정보를 입력받아 이동국의 지리적 위치를 계산하는 위치 계산부로 구성된다. 따라서, 인접 기지국의 파일롯 신호의 수신 신호 감도가 약한 통신 환경에서도 이동국의 위치 추적을 용이하게 할 수 있다.The present invention provides a mobile communication system capable of facilitating the location tracking of a mobile station by improving the pilot signal reception sensitivity of a neighboring base station by removing the interference signal from the serving base station with respect to the pilot signal of the neighboring base station in the mobile communication system. It is to provide a method for tracking the location of a mobile station. Such a mobile station controls a frequency band converter for converting a plurality of radio frequency signals into baseband signals and outputs them to an accumulator, a pseudo noise generator and an interference canceller, and outputs delay times of pilot signals from each base station to a position calculator. A mobile station processing unit, an interference cancellation unit for generating a signal for removing a pilot signal generated at a serving base station, a paging channel demodulation unit for demodulating position information of the serving base station and the neighboring base station from a baseband signal; And a position calculator which receives pilot signal delay times and respective base station position information of each of the serving base station and neighboring base stations and calculates the geographical position of the mobile station. Therefore, the position tracking of the mobile station can be facilitated even in a communication environment where the reception signal sensitivity of the pilot signal of the adjacent base station is weak.
Description
본 발명은 기지국의 파일롯 신호를 이용한 위치 추적 장치에 관한 것으로 특히, 수신 신호 감도가 약한 통신 환경에서 서빙 기지국과 인접 기지국의 파일롯 신호를 효율적으로 이용하여 이동국의 위치를 추적하기에 적당하도록 한 이동 통신 시스템과 이동국 및 이동국의 위치 추적 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a location tracking apparatus using a pilot signal of a base station. In particular, the present invention relates to a mobile communication system suitable for tracking a location of a mobile station by efficiently using a pilot signal of a serving base station and a neighboring base station in a communication environment having a weak reception signal sensitivity. A system and a method for tracking a mobile station and its location.
코드분할 다중접속(CDMA) 시스템은 이동국(MS : Mobile Station), 기지국(BTS : Base Transciever Subsystem), 제어국(BSC : Base Station Controller) 및 이동교환국(MSC : Mobile Switching Center)으로 구성되어 이용되고 있는 디지털 이동통신 기술이다.Code Division Multiple Access (CDMA) system consists of mobile station (MS), base transceiver station (BTS), base station controller (BSC) and mobile switching center (MSC). Digital mobile communication technology.
이와 같은 코드분할 다중접속 시스템의 채널 방식은 IS-95에 의해 기지국에서 이동국으로의 순방향과 이동국에서 기지국으로의 역방향에 서로 다른 채널 구조를 갖고 있다.The channel scheme of the code division multiple access system has different channel structures in the forward direction from the base station to the mobile station and the reverse direction from the mobile station to the base station by IS-95.
순방향 링크는 파일롯 채널(Pilot Channel), 동기(Sync) 채널, 페이징(Paging) 채널 및 트래픽(Traffic) 채널로 구성되고, 역방향 링크는 억세스(Access) 채널 및 트래픽 채널로 구성된다.The forward link consists of a pilot channel, a sync channel, a paging channel, and a traffic channel, and the reverse link consists of an access channel and a traffic channel.
파일롯 채널은 이동국이 이동 통신망에 접속할 때 이동 통신망의 각각의 기지국에서 발생시킨 파일롯 신호중 가장 큰 세기를 갖는 파일롯 신호를 선택하여 동기를 맞출 수 있도록 함으로써 최근접 기지국 및 인접한 기지국을 찾을 수 있도록하기 위한 채널로서 이동국은 시스템에 대해서 아무런 정보를 가지고 있지 않기 때문에 아무런 데이터가 없고, 월시(walsh) 0으로 확산된 기지국의 숏 코드(short code)만 전송함으로써 이동국이 동기를 맞추게 된다.The pilot channel is a channel for allowing the mobile station to find the nearest base station and the adjacent base station by selecting and aligning a pilot signal having the greatest intensity among the pilot signals generated by each base station of the mobile communication network when the mobile station accesses the mobile communication network. Since the mobile station has no information about the system, there is no data, and the mobile station synchronizes by transmitting only the short code of the base station spread to Walsh 0.
이때 모든 기지국은 같은 숏 코드를 사용하므로 각 기지국을 서로 구분하기 위해 각 기지국은 의사잡음(PN) 코드의 시작 시간을 달리하여, 이동국은 이 시간차를 가지고 기지국을 구별할 수 있다.At this time, since all base stations use the same short code, in order to distinguish each base station from each other, each base station varies a start time of a pseudo noise (PN) code so that the mobile station can distinguish base stations with this time difference.
동기 채널은 각각의 기지국의 여러 가지 파라미터 정보를 담아서 이동국에 전송하는 채널로써 시스템 식별자(ID), 망 식별자(ID), 파일롯 채널 의사 잡음 옵셋(PN offset) 번호를 포함하고 있다.The synchronization channel is a channel for transmitting various parameter information of each base station to a mobile station and includes a system identifier (ID), a network identifier (ID), and a pilot channel pseudo noise offset (PN offset) number.
페이징 채널은 서비스 영역내의 이동국에게 부가정보, 특정 이동국에 대한 페이징, 채널 할당 등의 메시지를 전달한다. 참고적으로 IMT-2000에서는 페이징 채널 대신 브로드캐스팅(Broadcasting) 채널을 사용한다.The paging channel delivers messages such as side information, paging for a specific mobile station, channel assignment, etc. to the mobile stations in the service area. For reference, IMT-2000 uses broadcasting channel instead of paging channel.
그리고 순방향 통화채널은 기지국에서 정해진 이동국으로 음성 또는 데이터와 신호 정보를 전달하는데 이용된다.The forward call channel is used to transmit voice or data and signal information from the base station to the mobile station.
억세스 채널은 이동국이 기지국과 통화를 시도하거나 페이징 채널에서 받은 메시지에 대해서 응답하기 위해 사용된다.The access channel is used by the mobile station to attempt a call with the base station or to respond to a message received on the paging channel.
역방향 통화채널은 이동국에서 정해진 기지국으로 음성 또는 데이터와 신호 정보를 전송하는데 사용된다.The reverse call channel is used to transmit voice or data and signal information from a mobile station to a predetermined base station.
여기서, 이동 통신 시스템에서의 특징중 하나는 이동국의 위치추적이 가능하다는 것이다.Here, one of the features of the mobile communication system is that the location of the mobile station is possible.
이와 같은 위치추적은 현재 교신중인 서빙 기지국의 파일롯 신호의 도착시간과 나머지 인접 기지국의 파일롯 신호의 도착시간 차이와, 동기 채널 메시지에서 전송되는 각 기지국의 위치 정보를 이용하여 계산하여 이동국의 위치를 알아낸다.The location tracking is performed by calculating the difference between the arrival time of the pilot signal of the serving base station currently communicating with the arrival time of the pilot signal of the remaining neighboring base stations and the location information of each base station transmitted in the sync channel message to determine the location of the mobile station. Serve
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 이동국을 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional mobile station will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래 이동국을 나타낸 블록 구성도이다.1 is a block diagram showing a conventional mobile station.
종래 이동국은 도 1에 나타낸 바와 같이, 이동국(10) 사용자의 입력수단인 키패드(1)와, 상기 키패드(1)의 출력이 이동국의 위치를 추적하라는 신호이면 상기 기지국으로부터의 파일롯 신호를 검출한 후 지연시간 계산부(5)로 출력하고, 상기 파일롯 신호에 대한 동기(Sync) 채널 메시지를 복조하여 각 기지국의 위치 정보를 기지국 위치 메모리부(6)로 출력시키는 리시버(2)와, 타이머(9)를 포함하며 상기 리시버(2)로부터의 기지국 파일롯 신호중 현재 교신중인 서빙 기지국의 파일롯 신호 도착시간과 인접(Neighbour) 기지국의 파일롯 신호 도착 시간의 차이를 구하여 이동국 위치부(7)로 출력하는 지연시간 계산부(5)와, 상기 지연시간 계산부(5) 및 기지국 위치 메모리부(6)의 출력을 입력받아 이동국(10)의 위치를 계산하여 표시부(3), 이동국 위치 메모리부(8) 및 전송부(4)로 각각 출력시키는 이동국 위치 계산부(7)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional mobile station detects a pilot signal from the base station if the keypad 1, which is an input means of the user of the mobile station 10, and the output of the keypad 1 is a signal for tracking the position of the mobile station. A receiver 2 for outputting to the delay time calculation unit 5 and demodulating a sync channel message for the pilot signal and outputting location information of each base station to the base station location memory unit 6, and a timer ( 9) and a delay of obtaining the difference between the pilot signal arrival time of the serving base station currently communicating with the pilot signal arrival time of the neighboring base station among the base station pilot signals from the receiver 2 and outputting the difference to the mobile station positioner 7. The position calculation unit 5 receives the outputs of the delay time calculation unit 5 and the base station position memory unit 6, calculates the position of the mobile station 10, and displays the display unit 3 and the mobile station position memory unit 8. And before It consists of a part (4) mobile station location calculation section (7) for each output.
이때, 리시버(2)는 일반적인 코드분할 다중접속(CDMA) 시스템의 수신기로서 기지국에서 발생하는 파일롯, 동기, 트래픽, 페이징 신호를 검출한다.At this time, the receiver 2 is a receiver of a general code division multiple access (CDMA) system and detects pilot, synchronization, traffic, and paging signals generated from a base station.
이와 같은 종래 이동국의 위치 측정은 키패드(1)를 통해 사용자로부터의 위치 추적 명령이 입력되면 리시버(2)는 이를 수신하여 수신되는 기지국의 파일롯 신호중 가장 큰 신호에 대하여 동기를 맞춤으로써 서빙 기지국을 설정한다. 또한 인접 기지국의 파일롯 신호를 검색하여 신호가 검출될 때마다 지연 시간 계산부(5)로 출력한다.In the conventional mobile station location measurement, when a location tracking command from a user is input through the keypad 1, the receiver 2 receives and synchronizes the largest signal among pilot signals of the base station. do. In addition, the pilot signal of the adjacent base station is searched and output to the delay time calculation unit 5 whenever a signal is detected.
지연시간 계산부(5)는 자체 타이머(9)를 이용하여 리시버(2)에서 출력되는 서빙 기지국 및 인접 기지국의 파일롯 신호의 도착 시간을 기록하여 최소한 3개의 기지국으로부터의 파일롯 신호가 검출되면 서빙 기지국의 파일롯 신호 도착시간과 인접 기지국 파일롯 신호 도착시간의 차이를 계산한다.The delay time calculation unit 5 records the arrival times of the pilot signals output from the receiver 2 and the neighbor base stations using the self timer 9, and when the pilot signals from at least three base stations are detected, the serving base station. The difference between the pilot signal arrival time and the neighbor base station pilot signal arrival time is calculated.
또한 리시버(2)는 검출된 각 파일롯 신호에 연관하여 각 기지국의 동기 채널 메시지를 복조한 후 각 기지국의 위치정보를 기지국 위치 메모리부(6)에 저장한다.In addition, the receiver 2 demodulates a synchronization channel message of each base station in association with each detected pilot signal, and stores position information of each base station in the base station position memory unit 6.
이동국 위치부(7)는 지연 시간 계산부(5)에서 계산된 각 파일롯 신호들의 도착시간 차이와 기지국 위치 메모리부(6)에 저장된 각 기지국의 위치 정보를 이용하여 이동국(10)의 위치를 계산한 후 이동국 위치 메모리부(8)에 저장하고 전송부(4)를 통해 서빙 기지국과 교신하며 표시부(3)에 현재 이동국(10)의 위치를 표시한다.The mobile station position unit 7 calculates the position of the mobile station 10 by using the arrival time difference of each pilot signal calculated by the delay time calculator 5 and the position information of each base station stored in the base station position memory unit 6. It then stores in the mobile station location memory section 8 and communicates with the serving base station via the transmitter section 4 and displays the location of the current mobile station 10 on the display section 3.
이와 같은 종래 이동국의 위치 추적에 있어서는 다음과 같은 문제가 있었다.Such tracking of the conventional mobile stations has the following problems.
첫째, 교신중인 서빙 기지국 및 인접 기지국으로에서 발생된 수신 파일롯 신호의 세기가 미약한 환경에서 일반적인 CDMA 수신기를 이용하여 인접 기지국의 파일롯 신호를 검출하는 경우 이동국이 각 기지국으로부터의 파일롯 신호를 검출할 확률과 검출에 소요되는 시간이 길어 이동국의 위치를 추적하기가 쉽지 않다. 특히 이동국이 서빙 기지국에 인접한 경우에는 서빙 기지국의 간섭 신호로 인하여 인접 기지국의 파일롯 신호를 검출하기가 더욱 어려웠다.First, when a pilot signal of a neighboring base station is detected using a general CDMA receiver in an environment in which reception pilot signals generated at communicating serving base stations and neighboring base stations are weak, the mobile station detects a pilot signal from each base station. And the time required for detection is long, so it is not easy to track the position of the mobile station. In particular, when the mobile station is adjacent to the serving base station, it is more difficult to detect the pilot signal of the adjacent base station due to the interference signal of the serving base station.
둘째, 각 기지국의 위치 정보를 각 기지국의 동기 채널을 통해 이동국에 전송하므로 교신중인 서빙 기지국을 제외한 인접 기지국에서 발생한 동기 채널의 수신 전력이 미약한 경우 이동국이 인접 기지국의 위치 정보를 안정적으로 획득하기 어려우므로 이동국의 위치 추적이 어려웠다.Second, since the location information of each base station is transmitted to the mobile station through the synchronization channel of each base station, the mobile station reliably acquires the location information of the neighbor base station when the reception power of the synchronization channel generated in the neighboring base station except the serving base station in communication is weak. It was difficult to track the location of the mobile station.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 인접 기지국의 파일롯 신호에 대한 서빙 기지국의 간섭신호를 제거하여 인접 기지국의 파일롯 신호 수신 감도를 향상시켜 이동국에서의 위치추적을 용이하게 할 수 있고, 인접 기지국의 위치 정보를 서빙 기지국의 페이징 채널을 통해 이동국에 전송함으로써 이동국에서의 위치 추적이 용이하도록 한 이동 통신 시스템과 이동국 및 이동국의 위치 추적 장치 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and removes the interference signal of the serving base station with respect to the pilot signal of the neighboring base station to improve the pilot signal reception sensitivity of the neighboring base station to track location in the mobile station. It is possible to provide a mobile communication system and a method for tracking the location of a mobile station and a mobile station to facilitate location tracking in a mobile station by transmitting the location information of a neighboring base station to a mobile station through a paging channel of a serving base station. .
그리고, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따르면 서빙 기지국과 인접 기지국 및 이동 교환국이 구성된 이동 통신 시스템에서, 무선주파 신호를 기저대역 신호로 하향 변환시켜 누산부로 출력하는 주파수 대역 변환부와, 상기 기저대역 신호에서 상기 서빙 기지국의 파일롯 신호를 제거하기 위한 신호를 상기 누산부로 출력하는 간섭 제거부와, 상기 간섭 제거부를 제어하며, 상기 기지국들의 파일롯 채널 신호들의 지연시간을 출력시키는 이동국 프로세싱부와, 상기 기저대역 신호중 상기 서빙 기지국의 페이징 채널 신호를 수신하여 상기 서빙 기지국을 포함한 상기 인접 기지국들의 위치 정보를 복조시키는 페이징(브로드캐스팅) 채널 복조부와, 상기 파일롯 채널 신호들의 지연시간과 상기 서빙 기지국의 페이징 채널 신호에서 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국의 위치 정보를 입력받아 지리적 위치를 계산하는 위치 계산부로 구성된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, in a mobile communication system including a serving base station, a neighboring base station, and a mobile switching center, a frequency band for down-converting a radio frequency signal into a baseband signal and outputting the baseband signal to an accumulator A converter, an interference canceller for outputting a signal for removing a pilot signal of the serving base station from the baseband signal, to the accumulator; and controlling the interference canceller, and outputting delay times of pilot channel signals of the base stations. A mobile station processing unit, a paging (broadcasting) channel demodulator configured to receive a paging channel signal of the serving base station among the baseband signals and demodulate position information of the neighbor base stations including the serving base station, and delay times of the pilot channel signals. And paging channel scene of the serving base station Receiving the location information of the serving base station and the adjacent base station is composed of a position calculation of calculating the geographic location.
그리고 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 이동국, 상기 이동국의 서빙 기지국, 상기 이동국에 인접한 다수의 인접 기지국, 그리고 이동 교환국으로 구성된 이동 통신 시스템에서, 이동 교환국에서 상기 서빙 기지국으로 순방향 링크를 통해 상기 서빙 기지국을 포함한 상기 다수의 인접 기지국의 위치 정보를 제공하는 단계, 상기 이동국에서 상기 서빙 기지국에서 발생된 파일롯 신호중 최초에 수신된 파일롯 신호의 지연시간을 계산하고 저장하는 단계, 상기 이동국에 계속해서 수신되는 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국의 파일롯 신호중 상기 서빙 기지국의 파일롯 신호를 제거한후 상기 인접 기지국들의 파일롯 신호의 지연시간을 계산하는 단계, 상기 서빙 기지국에서 출력되는 페이징 채널 신호에서 상기 서빙 기지국 및 인접 기지국의 위치 정보를 수신하는 단계, 상기 서빙 기지국의 최초 파일롯 신호의 지연시간과 상기 인접 기지국들의 파일롯 신호의 지연시간 및 상기 서빙 기지국과 인접 기지국의 위치 정보를 계산하여 상기 이동국의 위치 정보를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.And according to another feature of the present invention for achieving the above object, in a mobile communication system consisting of a mobile station, a serving base station of the mobile station, a plurality of adjacent base stations adjacent to the mobile station, and a mobile switching center, Providing location information of the plurality of neighboring base stations including the serving base station through a forward link to a serving base station; calculating and storing a delay time of a pilot signal initially received among pilot signals generated at the serving base station at the mobile station; Calculating a delay time of a pilot signal of the neighboring base stations after removing the pilot signal of the serving base station from among the pilot signals of the serving base station and the neighboring base station continuously received by the mobile station; and a paging channel signal output from the serving base station. From above Receiving location information of a serving base station and a neighboring base station, calculating a delay time of an initial pilot signal of the serving base station, a delay time of a pilot signal of the neighboring base stations, and location information of the serving base station and the neighboring base station, and calculating the location of the mobile station; And outputting the information.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 인접 기지국의 파일롯 신호의 전력이 약한 경우에도 이동국이 인접 기지국의 파일롯 신호를 검출할 수 있는 확률을 높여 이동국의 위치를 추적하기가 용이하다.According to the present invention as described above, even when the power of the pilot signal of the neighboring base station is weak, it is easy to track the position of the mobile station by increasing the probability that the mobile station can detect the pilot signal of the neighboring base station.
도 1은 종래 이동국을 나타낸 블록 구성도1 is a block diagram showing a conventional mobile station
도 2는 본 발명 이동 위치 계산부를 구비한 이동국 및 코드분할 다중접속 시스템을 나타낸 블록 구성도2 is a block diagram showing a mobile station and a code division multiple access system having a mobile position calculation unit according to the present invention;
도 3은 도 2에 나타낸 이동 위치 계산부의 상세 블록 구성도3 is a detailed block diagram of a moving position calculator shown in FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
80 : 제 1 기지국(서빙 기지국) 90 : 제 2 기지국(인접기지국)80: first base station (serving base station) 90: second base station (adjacent base station)
100 : 제 3 기지국(인접 기지국) 200 : 이동 교환국100: third base station (adjacent base station) 200: mobile switching center
300 : 이동국 301 : 안테나300: mobile station 301: antenna
302 : 주파수 대역 변환부 303 : 상관 검출부302: frequency band converter 303: correlation detector
304 : 이동국 프로세싱부 305 : 의사잡음 발생부304: mobile station processing section 305: pseudo noise generating section
306 : 간섭 제거부306: interference cancellation unit
307 : 페이징(브로드캐스팅) 채널 복조부307: paging (broadcasting) channel demodulator
308 : 위치 계산부 309 : 출력부308: position calculation unit 309: output unit
310 : 이동국 위치 계산부310: mobile station position calculation unit
이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명 이동 위치 계산부를 구비한 이동국 및 코드분할 다중 접속 시스템을 나타낸 블록 구성도이다.2 is a block diagram showing a mobile station and a code division multiple access system having a mobile position calculation unit according to the present invention.
본 발명 이동국 위치 계산부를 구비한 이동국 및 CDMA 시스템은 도 2에 나타낸 바와 같이 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)과 이동국(300) 및 이동 교환국(200)으로 구성된 것을 예로 들어 설명하기로 한다.A mobile station and a CDMA system having a mobile station location calculation unit according to the present invention will be described by taking an example consisting of the first to third base stations 80,90,100, the mobile station 300, and the mobile switching center 200. .
여기서 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)은 각각 통신 링크(110,111,112)를 통해 이동 교환국(200)과 연결되며, 이동 교환국(200)은 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)으로 인접한 기지국들의 파일롯 신호의 위상 옵셋(Phase Offset) 정보와 지리적 위치 정보를 제공한다.Here, the first to third base stations 80,90,100 are connected to the mobile switching center 200 through the communication links 110,111,112, respectively, and the mobile switching center 200 is adjacent to the first to third base stations 80,90,100. Provides phase offset information and geographical position information of the pilot signal of the antenna.
이때, 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)은 서로간에 시간적으로 동기가 맞추어져 있으며 순방향 통신 링크(120,121,122)를 통해 이동국(300)으로 파일롯 신호, 동기 채널 신호, 페이징(IMT-2000에서는 브로드캐스팅) 채널 신호등을 전송하도록 구성한다.At this time, the first to third base stations 80, 90, and 100 are synchronized with each other in time, and pilot signals, synchronization channel signals, and paging (broadcast in IMT-2000) to the mobile station 300 through the forward communication links 120, 121, and 122. Cast) channel traffic lights.
이동국(300)은 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)으로부터 전송된 파일롯 신호와 동기 채널 신호를 통해 동기를 맞추며, 교신중인 서빙 기지국(예를 들면 제 1 기지국(80))(이하, 발명의 이해를 돕기 위해 제 1 기지국과 서빙 기지국의 도면 부호를 80으로 하여 설명한다)의 페이징(브로드캐스팅) 채널 신호를 복조함으로써 이동 교환국(200)에서 각각의 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)에 제공한 각 기지국들의 위상 옵셋 정보와 위치 정보를 이용해 서빙 기지국뿐만 아니라 나머지 인접 기지국(예를 들면, 제 2 내지 제 3 기지국(90,100))(이하, 발명의 이해를 돕기 위해 제 2, 제 3 기지국과 인접 기지국의 도면 부호를 90,100으로 하여 설명한다)의 파일롯 신호의 위상 옵셋 정보와 지리적 위치 정보를 알아낸다.The mobile station 300 synchronizes the pilot signal transmitted from the first to third base stations 80,90,100 with the synchronization channel signal, and the serving serving base station (for example, the first base station 80) (hereinafter, invented). Demodulating the paging (broadcasting) channel signal of the first base station and the serving base station as 80 for better understanding of the first and third base stations 80,90,100 in the mobile switching center 200. FIG. In addition to the serving base station (eg, the second to third base stations 90 and 100) using the phase offset information and the position information of each base station provided to the base station (hereinafter, the second and the second Phase offset information and geographical position information of the pilot signal of the 3 base station and the adjacent base station are described with reference numeral 90,100).
또한, 이동국(300)은 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)으로부터 수신되는 파일롯 신호의 전력이 충분히 클 경우에는 역방향 통신 링크(130,131,132)를 구성하며 트래픽 채널, 제어 채널 등의 역방향 통신 링크를 통해 이동국(300)의 이동국위치 계산부(310)에서 계산된 현재의 지리적 위치 정보를 교신중인 서빙 기지국(80)으로 전송한다.In addition, if the power of the pilot signal received from the first to third base stations 80,90,100 is sufficiently large, the mobile station 300 configures reverse communication links 130, 131, and 132 and establishes reverse communication links such as traffic channels, control channels, and the like. The current geographical position information calculated by the mobile station position calculating unit 310 of the mobile station 300 is transmitted to the serving base station 80 in communication.
여기서, 이동국(300)의 지리적 위치는 이미 그 지리적 위치를 알고 있는 최소 3개의 지점(3개의 기지국)으로부터의 거리 혹은 그 거리 차이를 계산함으로써 구할 수 있는데 CDMA 시스템을 원할하게 동작하기 위해서 이동국(300)은 서빙 기지국(80)의 파일롯 의사잡음 시퀀스(PN Sequence)와 동기를 맞춰야 하므로 서빙 기지국(80)은 트래픽 채널 신호보다 큰 전력으로 파일롯 신호를 이동국(300)에 송신하였다. 따라서 CDMA 시스템에서 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)이 모두 시간적으로 동기가 맞춰진 경우에 이동국(300)은 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)으로부터 전송된 파일롯 신호의 도착시간 혹은 그 시간 차이를 기록함으로써 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)으로부터의 거리 혹은 그 거리 차이를 계산할 수 있었다. 또한 서빙 기지국(80)이 이동 교환국(200)으로부터 획득한 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)에 대한 지리적 위치 정보를 이동국(300)이 순방향 링크(120)를 통해 서빙 기지국(80)으로부터 전달받으므로 이동국(300)은 현재의 위치를 계산할 수 있었다.Here, the geographic location of the mobile station 300 can be obtained by calculating the distance from the at least three points (three base stations) or the distance difference thereof, which already knows the geographic location. ) Needs to be synchronized with the pilot pseudo-noise sequence (PN Sequence) of the serving base station 80, the serving base station 80 transmits the pilot signal to the mobile station 300 with a greater power than the traffic channel signal. Therefore, when all of the first to third base stations 80,90,100 are synchronized in time in the CDMA system, the mobile station 300 receives the arrival time of the pilot signal transmitted from the first to third base stations 80,90,100 or the like. By recording the time difference, the distance from the first to third base stations 80,90,100 or the distance difference could be calculated. In addition, the mobile station 300 receives the geographical location information for the first to third base stations 80,90,100 obtained by the serving base station 80 from the mobile switching center 200 from the serving base station 80 through the forward link 120. As received, the mobile station 300 could calculate its current location.
그러나, CDMA 시스템의 특성상 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)의 전력 제어(Power Control Scheme)로 인해 현재 양방향으로 교신을 진행중인 서빙 기지국(80)을 제외한 인접기지국(90,100)의 파일롯 신호는 그 전력이 미약한 경우가 많다. 그와 같은 이유는 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호가 강한 경우 이동국(300)이 수신하여야 하는 인접 기지국(90,100)의 파일롯 신호 수신을 간섭하기 때문이다.However, due to the nature of the CDMA system, due to the power control scheme of the first to third base stations 80, 90 and 100, the pilot signals of the adjacent base stations 90 and 100 except for the serving base station 80 which are currently communicating in both directions are Often the power is weak. The reason for this is that when the pilot signal of the serving base station 80 is strong, the mobile station 300 interferes with the reception of the pilot signal of the neighboring base stations 90 and 100 that should be received.
따라서, 이동국(300)이 현재 교신중인 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호를 전체수신신호에서 제거하는 경우 이동국(300)이 인접 기지국(80)의 파일롯 신호를 검출할 확률은 높아지게 되므로 빠르고 정확한 이동국(300)의 위치 추적이 가능하게 된다.Therefore, when the mobile station 300 removes the pilot signal of the serving base station 80 currently communicating from the total received signal, the probability that the mobile station 300 detects the pilot signal of the neighboring base station 80 increases, so that the fast and accurate mobile station ( 300 can be tracked.
이때, 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)의 위치 정보를 동기 채널을 통해 이동국(300)에 전송할 경우 동기 채널의 미약한 전력으로 인해 이동국(300)이 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)의 위치 정보를 안정적으로 획득하기가 힘들 수 있으므로 현재 교신 가능한 서빙 기지국(80)의 페이징(브로드캐스팅) 채널을 통해 서빙 기지국(80) 뿐만 아니라 인접 기지국(90,100)의 위치 정보를 제공한다.In this case, when the location information of the first to third base stations 80,90,100 is transmitted to the mobile station 300 through the synchronization channel, the mobile station 300 may transmit the first to third base stations 80,90 due to the weak power of the synchronization channel. Since it may be difficult to stably obtain location information of the 90,100, the location information of not only the serving base station 80 but also the neighboring base stations 90,100 is provided through the paging (broadcasting) channel of the serving base station 80 that is currently available for communication.
도 3은 도 2에 나타낸 이동국 위치 계산부(310)의 상세 블록 구성도이다.3 is a detailed block diagram of the mobile station position calculation unit 310 shown in FIG.
본 발명에 따른 이동국 위치 계산부(310)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 무선 주파 신호를 검출하는 안테나(301)를 구비한 이동국(300)의 안테나(301)에 수신되는 무선주파 신호를 기저대역(Baseband) 신호로 변환시키는 주파수 대역 변환부(302)와, 상기 안테나(301)에 수신된 다수의 기저대역 신호중 상기 이동국(310)에 통화서비스를 제공하는 서빙 기지국의 파일롯 신호를 의사잡음 코드를 이용해 검출하는 상관 검출부(303)와, 상기 이동국(300)을 목적지로 하여 착신되는 기저대역 신호를 검출하는 의사잡음 코드를 발생시키는 의사잡음 발생부(305)와, 상기 상관 검출부(303)로부터 검출된 상기 서빙 기지국의 타이밍 신호를 이용하여 상기 상관 검출부(303)의 타이밍을 조절하는 신호를 상기 상관 검출부(303)로 출력시키고, 상기 서빙 기지국의 파일롯 신호를 상기 기저대역 신호로부터 제거할 것을 명령하는 신호를 간섭 제거부(306)로 출력시키며, 서빙 기지국과 인접 기지국으로부터 수신한 각 기지국 파일롯 신호의 지연시간을 위치 계산부(308)로 출력시키는 이동국 프로세싱부(Mobile Processing Unit : MPU)(304)와, 상기 이동국 프로세싱부(304)의 지시에 따라 상기 누산부에서 상기 서빙 기지국의 파일롯 신호를 제거하는 신호를 출력시키는 간섭 제거부(306)와, 상기 주파수 대역 변환부(302)에 수신되는 서빙 기지국의 페이징 신호를 수신하여 상기 다수의 기지국의 위치 정보를 복조시키는 페이징(브로드캐스팅) 채널 복조부(307)와, 상기 이동국 프로세싱부(304)로부터의 상기 각 기지국과 상기 이동국간 파일롯 신호 지연시간과 상기 페이징(브로드캐스팅) 채널 복조부(307)로부터의 상기 다수개의 기지국 위치 정보를 입력받아 상기 이동국(300)의 지리적 위치를 계산하는 위치 계산부(308)와, 상기 위치 계산부(308)에서 계산된 상기 이동국의 위치 정보를 출력하는 출력부(309)로 구성된다.The mobile station position calculation unit 310 according to the present invention baseband the radio frequency signal received by the antenna 301 of the mobile station 300 having the antenna 301 for detecting the radio frequency signal, as shown in FIG. A frequency band converter 302 for converting the signal into a baseband signal and a pilot signal of a pilot signal of a serving base station that provides a call service to the mobile station 310 among a plurality of baseband signals received by the antenna 301. Detection using the correlation detection unit 303 for detecting and using a pseudo noise generation unit 305 for generating a pseudo noise code for detecting a baseband signal received at the mobile station 300 as a destination. Outputs a signal for adjusting the timing of the correlation detector 303 to the correlation detector 303 using the timing signal of the serving base station, and outputs a pilot signal of the serving base station to the base A mobile station processing unit for outputting a signal instructing to remove from the inverse signal to the interference canceling unit 306, and outputs the delay time of each base station pilot signal received from the serving base station and the adjacent base station to the position calculation unit 308 (Mobile) A processing unit (MPU) 304, an interference cancellation unit 306 for outputting a signal for removing a pilot signal of the serving base station from the accumulator according to the instruction of the mobile station processing unit 304, and the frequency band conversion; A paging (broadcasting) channel demodulator 307 for receiving paging signals of the serving base station received by the unit 302 and demodulating the location information of the plurality of base stations, and the base stations from the mobile station processing unit 304; And the pilot signal delay time between the mobile station and the plurality of base station position information from the paging (broadcasting) channel demodulator 307. A position calculation unit 308 for calculating the geographical position of the mobile station 300, and an output unit 309 for outputting the position information of the mobile station calculated by the position calculation unit 308.
이와 같은 본 발명 이동국 위치 계산부(310)는 안테나(301)를 통해 수신된 서빙 기지국(80)과 인접 기지국(90,100)의 무선 주파 신호가 주파수 대역 변환부(302)에 의해서 기저대역으로 변환되어 누산기(Accumulator)와 페이징(브로드캐스팅) 채널 복조부(307)로 각각 출력되고, 누산기를 통과한 기저대역 신호는 상관 검출부(303)에서 의사잡음 발생부(305)의 출력 값과의 상관 관계를 구하여 서빙 기지국의 파일롯 신호 검출 여부를 이동국 프로세싱부(304)로 출력한다.As described above, the mobile station position calculating unit 310 converts the radio frequency signals of the serving base station 80 and the adjacent base stations 90 and 100 received through the antenna 301 into the baseband by the frequency band converter 302. The baseband signal, which is output to an accumulator and a paging (broadcasting) channel demodulator 307, respectively, and passes through the accumulator, has a correlation with the output value of the pseudo noise generator 305 in the correlation detector 303. The mobile station processor 304 outputs whether the serving base station detects the pilot signal.
이동국 프로세싱부(304)는 상관 검출부(303)로부터의 입력에 따라 의사잡음 발생부(305)의 타이밍을 계속적으로 조절하며, 서빙 기지국(80)에서의 첫 번째 파일롯 신호가 검출될 경우에는 그 지연시간을 위치계산부(308)에 출력한다. 그 다음 이동국 프로세싱부(304)에서는 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호 검출 및 그 지연시간 계산후에도 계속해서 안테나(301)에 수신되는 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호를 제거하기 위한 신호를 간섭 제거부(306)로 출력한다.The mobile station processing unit 304 continuously adjusts the timing of the pseudo noise generating unit 305 according to the input from the correlation detecting unit 303, and delays when the first pilot signal at the serving base station 80 is detected. The time is output to the position calculator 308. The mobile station processing unit 304 then removes a signal for removing the pilot signal of the serving base station 80 received by the antenna 301 after detecting the pilot signal of the serving base station 80 and calculating the delay time. Output to (306).
이동국 프로세싱부(304)로부터 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호 제거 신호를 수신한 간섭 제거부(306)는 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호를 재발생시켜 누산기로 출력시킨다.The interference canceling unit 306 having received the pilot signal removing signal of the serving base station 80 from the mobile station processing unit 304 regenerates the pilot signal of the serving base station 80 and outputs it to the accumulator.
누산기에서는 주파수 대역 변환부(302)에서 입력되는 기저대역 신호를 간섭 제거부(306)로부터 입력되는 재발생된 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호와 누산하여 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호를 제거한다.In the accumulator, the baseband signal input from the frequency band converter 302 is accumulated with the pilot signal of the regenerated serving base station 80 input from the interference canceling unit 306 to remove the pilot signal of the serving base station 80.
따라서, 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호중 첫 번째 파일롯 신호가 이동국(300)에 검출되고부터는 상관 검출부(303)는 서빙 기지국(80)의 파일롯 신호에서 발생하는 간섭이 제거된 기저대역 신호를 이용하여 인접 기지국(90,100)의 기저대역 신호의 검색을 계속적으로 수행한다.Therefore, since the first pilot signal of the pilot signal of the serving base station 80 is detected by the mobile station 300, the correlation detector 303 uses the baseband signal from which the interference generated in the pilot signal of the serving base station 80 is removed. The baseband signals of the neighbor base stations 90 and 100 are continuously searched.
또한 기저대역 신호를 수신한 페이징(브로드캐스팅) 채널 복조부(307)에서는 서빙 기지국(80)의 페이징(브로드캐스팅) 채널 신호에서 서빙 기지국(80)인 제 1 기지국(80)뿐만 아니라 인접 기지국(90,100)인 제 2, 제 3 기지국(90,100)의 위치 정보를 획득하여 위치 계산부(308)로 출력한다.In addition, in the paging (broadcasting) channel demodulator 307 that receives the baseband signal, not only the first base station 80 serving as the serving base station 80 but also the neighboring base station (paging) in the paging (broadcasting) channel signal of the serving base station 80. Acquire the position information of the second and third base station (90,100), which is 90,100, and outputs it to the position calculator (308).
위치 계산부(308)에서는 이동국 프로세싱부(304)에서의 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)에서 발생한 각각의 파일롯 신호의 지연시간과 페이징(브로드캐스팅) 채널 복조부(307)에서 출력된 제 1 내지 제 3 기지국(80,90,100)의 위치 정보를 입력받아 이동국(300)의 지리적 위치를 계산한 다음 출력부(309)로 출력한다.The position calculator 308 outputs the delay time of each pilot signal generated from the first to third base stations 80, 90, 100 in the mobile station processing unit 304 and the paging (broadcasting) channel demodulator 307. The location information of the first to third base stations (80, 90, 100) is received, calculates the geographical location of the mobile station (300), and outputs it to the output unit (309).
그리고, 이동국(300)이 제 1 기지국(80)과 제 2 기지국(90)간의 핸드오프 영역에 속해 있을 경우에 이동국(300)은 제 1 기지국(80) 및 제 2 기지국(90)과 모두 통화서비스가 가능한 상태가 된다. 이러한 경우 이동국 프로세싱부(304)는 상관검출부(303)로부터 제 1, 제 2 기지국(80,90)의 파일롯 신호가 검출되면 검출된 제 1, 제 2 기지국(80,90)의 파일롯 신호 모두를 기저대역 신호로부터 제거할 것을 간섭 제거부(306)로 지시한다.When the mobile station 300 belongs to the handoff area between the first base station 80 and the second base station 90, the mobile station 300 calls both the first base station 80 and the second base station 90. The service becomes available. In this case, when the pilot signals of the first and second base stations 80 and 90 are detected from the correlation detector 303, the mobile station processing unit 304 may detect all of the detected pilot signals of the first and second base stations 80 and 90. The interference cancellation unit 306 is instructed to remove from the baseband signal.
그러면 간섭 제거부(306)에서는 검출된 2개의 파이롯 신호를 각각 재발생 시켜 누산기로 전송하여 제 1, 제 2 기지국(80,90)에서 발생한 파일롯 신호를 제거한다.Then, the interference cancellation unit 306 regenerates the detected two pilot signals and transmits them to an accumulator to remove pilot signals generated at the first and second base stations 80 and 90.
이상의 설명에서와 같은 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.The present invention as described above has the following effects.
첫째, 이동국에 간섭 제거부를 설치하여 서빙 기지국에서 발생하는 파일롯 신호로부터의 간섭을 제거하므로 수신 파일롯 신호의 크기가 미약한 환경에서 이동국이 인접 기지국의 파일롯 신호를 검출할 확률 및 검출 속도를 향상시킬 수 있다.First, since an interference canceling unit is installed in a mobile station to remove interference from a pilot signal generated by a serving base station, the probability that the mobile station detects a pilot signal of a neighboring base station and the detection speed can be improved in an environment in which the received pilot signal is weak. have.
둘째, 각 인접 기지국의 지리적 위치 정보를 이동국에 전송하는데 있어서 각 기지국의 동기 채널을 이용하는 대신 서빙 기지국의 페이징(브로드캐스팅) 채널을 통해 전송하므로 인접 기지국의 지리적 위치 정보를 보다 안정적으로 획득할 수 있다.셋째, 이동통신 시스템을 구성하는 서빙 기지국이 페이징 채널을 통해 이동국으로 이동국들의 인접 기지국들의 위치 정보와 위상 옵셋 정보 및 자신의 위치 정보를 제공하도록 하고, 이동 교환국이 상기 서빙 기지국 또는 상기 인접 기지국들로 상기 서빙 기지국 및 상기 인접 기지국들의 위치 정보와 상기 서빙 기지국의 파일롯 신호의 위상 옵셋 정보를 제공하도록 함으로써 이동국에서의 위치 추적을 용이하게 할 수 있다.Second, in transmitting the geographical location information of each neighboring base station to the mobile station, instead of using the synchronization channel of each base station, it transmits through the paging (broadcasting) channel of the serving base station so that the geographical location information of the neighboring base station can be obtained more stably. Third, the serving base station constituting the mobile communication system provides the mobile station with location information, phase offset information, and its own location information of neighboring base stations of the mobile stations through a paging channel, and the mobile switching center provides the serving base station or the adjacent base stations. By providing the location information of the serving base station and the neighboring base stations and the phase offset information of the pilot signal of the serving base station, location tracking at the mobile station can be facilitated.
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