KR100568473B1

KR100568473B1 - Method and system for collecting position estimation error of user terminal in cdma system

Info

Publication number: KR100568473B1
Application number: KR1020030026062A
Authority: KR
Inventors: 서용창; 박원진
Original assignee: 주식회사 케이티프리텔
Priority date: 2003-04-24
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2006-04-07
Also published as: KR20040092579A

Abstract

본 발명은 중계기가 사용자 단말기로부터 수신한 상향 채널 신호에 대해 중계기에 대해 미리 지정된 시간 지연값에 상응하는 시간 경과 후, 상향 채널 신호를 기지국으로 전송하면, 기지국이 중계기로부터 수신된 상향 채널 신호의 검출 타이밍을 이용하여 상향 채널 신호의 전송 경로를 판단한 후, 전송 경로 정보와 상향 채널 신호를 기지국 제어기로 전송하고, 기지국 제어기은 하나 이상의 기지국으로부터 수신되는 전송 경로 정보 및 전송 경로 정보와 상응하는 중계기의 고유 오차 정보를 이용하여 사용자 단말기의 위치를 추정하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템에 관한 것으로, CDMA 시스템에서 사용자 단말기와 기지국간의 신호 송수신 과정에 중계기가 개입되어 있는 경우, 중계기에 의해 발생될 수 있는 위치 추정 오류를 보상함으로써 사용자 단말기의 정확한 위치를 추정할 수 있다.According to the present invention, if a repeater transmits an uplink signal to a base station after a time corresponding to a predetermined time delay value for the uplink signal received from the user terminal, the base station detects the uplink signal received from the repeater. After determining the transmission path of the uplink channel signal using timing, the transmission path information and the uplink channel signal are transmitted to the base station controller, and the base station controller transmits unique path errors corresponding to the transmission path information and the transmission path information received from one or more base stations. The present invention relates to a method and a system for correcting a location estimation error of a user terminal in a CDMA system comprising estimating a location of a user terminal using information. When a repeater is involved in a signal transmission / reception process between a user terminal and a base station in a CDMA system. On repeater By compensating the position estimation errors that may occur it is possible to estimate the precise location of the user terminal.

위치 기반 서비스, LBS, 중계기, OTDOA, 위치 추정Location Based Service, LBS, Repeater, OTDOA, Location Estimation

Description

METHOD AND SYSTEM FOR COLLECTING POSITION ESTIMATION ERROR OF USER TERMINAL IN CDMA SYSTEM}

도 1은 OTDOA에 의한 위치 추정 기법의 일례를 나타낸 도면.1 is a diagram showing an example of a position estimation technique by OTDOA.

도 2는 OTDOA에 의해 사용자 단말기의 위치 추정시 중계기에 의해 위치 추정 오차가 발생하는 경우를 예시한 도면.2 is a diagram illustrating a case where a position estimation error occurs by a repeater when the position of the user terminal is estimated by the OTDOA.

도 3은 기지국과 멀티드롭형 광중계기의 결합 구조를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a coupling structure of a base station and a multidrop optical repeater.

도 4는 3세대 비동기 시스템의 랜덤 액세스 채널(RACH : Random Access Channel)의 구조를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a structure of a random access channel (RACH) of a third generation asynchronous system.

도 5는 랜덤 액세스 채널의 메시지 전송 과정을 예시한 도면.5 is a diagram illustrating a message transmission process of a random access channel.

도 6은 일반적인 이동 통신 서비스 시스템에서 구성 가능한 셀 구조의 일례를 나타낸 도면.6 is a diagram illustrating an example of a cell structure that can be configured in a general mobile communication service system.

도 7은 3세대 비동기 시스템에서 기지국 송수신 타이밍과 사용자 단말기의 송수신 타이밍을 나타낸 도면.7 is a diagram illustrating a base station transmission and reception timing and a user terminal transmission and reception timing in a third generation asynchronous system.

도 8은 상향 액세스 채널에 대한 기지국 수신 타이밍을 칩 단위로 도시한 도 면.8 is a diagram illustrating, in chip units, base station reception timing for an uplink access channel;

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고유의 경로 지연을 설정할 수 있는 중계기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면.9 is a schematic diagram illustrating an internal configuration of a repeater capable of setting a unique path delay according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 중계기를 적용한 경우 기지국 송수신 타이밍과 사용자 단말기의 송수신 타이밍을 나타낸 도면.10 is a diagram illustrating a base station transmission and reception timing and a user terminal transmission and reception timing when the repeater according to the present invention is applied.

도 11은 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 방법의 수행을 위해 기지국과 기지국 제어기에서의 동작 과정을 나타낸 순서도.11 is a flowchart illustrating an operation process of a base station and a base station controller for performing a method of estimating a location of a user terminal in a CDMA system according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 OTDOA 방식에 의한 사용자 단말기 위치 추정 과정을 상세히 나타낸 데이터 흐름도.12 is a data flow diagram illustrating in detail the process of estimating the position of the user terminal by the OTDOA method in the CDMA system according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

610 : 기지국 910 : 저잡음 증폭기(LNA)610: base station 910: low noise amplifier (LNA)

915 : RF부 920 : A/D 컨버터부915: RF unit 920: A / D converter unit

925 : 시간 지연부 930 : P/S 컨버터부925: time delay unit 930: P / S converter unit

940 : 광모듈부 945 : 중계기 제어부940: optical module unit 945: repeater control unit

950 : S/P 컨버터부 955 : D/A 컨버터부950: S / P converter section 955: D / A converter section

960 : 선형 전력 증폭기(LPA)960: linear power amplifier (LPA)

본 발명은 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 중계기에 의해 발생하는 사용자 단말기의 위치 추정 오류를 보상하여 더욱 정확한 위치 추정이 가능하도록 하는 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and a system for correcting a position estimation error of a user terminal in a CDMA system. In particular, the position of the user terminal in a CDMA system to compensate for the position estimation error of the user terminal generated by the repeater to enable more accurate position estimation A method and system for estimating error correction.

과학 기술의 발달과 경제 수준의 향상은 이동 통신 기술의 발전과 휴대용 통신 장비(예를 들어, 이동 통신 단말기, 개인 휴대 단말기(PDA : Personal Digital Assistant)의 대중화를 급속히 촉진시키고 있다. 그리고, 휴대형 통신 장비의 대중화는 일반 사용자의 통신망 접근을 보다 용이하게 하며, 또한 효율적인 시스템 자원의 분배를 가능하게 하고 있다.The development of science and technology and the improvement of economic level are rapidly promoting the development of mobile communication technology and popularization of portable communication equipment (for example, mobile communication terminal, personal digital assistant (PDA)). The popularization of equipment makes it easier for the end users to access the network and also the efficient distribution of system resources.

또한, 휴대용 통신 장비의 대중화는 이동중인 사용자에게 유선 및 무선 통신을 통해 쉽고 빠르게 사용자의 위치와 관련된 다양한 정보를 제공할 수 있는 위치 기반 서비스(LBS : Location Based Service)를 가능하게 하였다. In addition, the popularization of portable communication equipment has enabled a location based service (LBS) that can provide a variety of information related to the user's location easily and quickly through wired and wireless communication to the mobile user.

위치 기반 서비스(LBS)는 긴급 구조 서비스, 지역 정보 제공 서비스, 교통 정보 제공 서비스, 관광 정보 제공 서비스 등과 같은 다양한 부가 서비스의 개발을 촉진시키고 있다. 또한, 위치 기반 서비스(LBS)는 지역 특산품이나 기념품 쇼핑, 현장 티켓팅 등 위치기반 모바일 커머스(mobile commerce)나 물류관제(화물 및 차량 추적) 서비스에 이르기까지 그 적용 영역이 점차 다양화되어가고 있다.Location-based services (LBS) are facilitating the development of a variety of additional services, such as emergency services, local information services, traffic information services, tourism information services, and the like. In addition, LBS is increasingly diversified in areas ranging from local specialty products, souvenir shopping, and on-site ticketing to location-based mobile commerce or logistics control (cargo and vehicle tracking) services.

위치 기반 서비스(LBS)를 제공하기 위해서는 우선 당해 사용자의 휴대용 통신 장비(이하, '사용자 단말기'라 칭함)가 현재 어느 지점에 위치하고 있는지를 먼 저 이동 통신 서비스 시스템 측에서 판단하여야 한다.In order to provide a location based service (LBS), the mobile communication service system must first determine where the user's portable communication equipment (hereinafter, referred to as a user terminal) is currently located.

종래 기술에 의한 위치 추정 방식을 살펴보면, 단말기 기반 방식(Handset-based mode)과 네트워크 기반 방식(Network-based mode)으로 대별할 수 있다.Looking at the position estimation method according to the prior art, it can be roughly divided into a handset-based mode and a network-based mode.

먼저, 단말기 기반 방식(Handset-based mode)은 GPS 수신 장치를 구비하는 사용자 단말기를 이용하는 방법으로서, 기지국(BTS : Base-station Transceiver Subsystem)과 사용자 단말기 사이의 정확한 시간 동기를 필요로 한다. 그러나, 단말기 기반 방식(Handset-based mode)은 모든 사용자 단말기가 GPS 안테나와 수신 장치를 내장하여야 하므로, 비용 측면에서 경쟁력이 크게 떨어질 뿐 아니라, 위성 신호를 수신할 수 없는 지역에서는 위치 추적이 곤란한 단점이 있다.First, a handset-based mode is a method of using a user terminal having a GPS receiver, and requires accurate time synchronization between a base station (BTS) and a user terminal. However, since the handset-based mode requires that all user terminals have a built-in GPS antenna and a receiver, the cost is not very competitive in terms of cost, and location tracking is difficult in an area where satellite signals cannot be received. There is this.

반면에, 네트워크 기반 방식(Network-based mode)은 이동 통신 서비스 시스템의 기존 설비(예를 들어, 기지국(BTS), 홈 위치 등록기(HLR : Home Location Register), 방문자 위치 등록기(VLR : Visitor Location Register) 등)를 이용하는 방법이다. 네트워크 기반 방식(Network-based mode)은 기존의 사용자 단말기를 그대로 사용할 수 있어 사용자 단말기에 별도의 추가 장치가 필요하지 않다는 장점을 가진다. Network-based mode, on the other hand, is an existing facility of a mobile communication service system (eg, a base station (BTS), a home location register (HLR), a visitor location register (VLR)). ), Etc.). Network-based mode has the advantage that an additional user device is not required because the user terminal can be used as it is.

그리고, 네트워크 기반 방식(Network-based mode)은 신호의 도착 시간 또는 도착 방향을 이용하거나, 신호의 세기를 이용하는 추정 기법으로 다시 나눌 수 있다. In addition, the network-based mode may be further divided into an estimation technique using a signal arrival time or a direction of arrival, or using signal strength.

먼저, 신호의 도착 시간을 측정하여 위치를 추정하는 방식으로는 사용자 단말기에서 기지국 사이의 전파도달 시간(TOA: Time Of Arrival)을 측정하는 방식과 두 개의 기지국으로부터의 전파 도달 시간의 상대적인 차(TDOA: Time Difference Of Arrival)를 측정하는 방식이 있다. First, a method of estimating a location by measuring the arrival time of a signal includes a method of measuring a time of arrival (TOA) between a base station in a user terminal and a relative difference (TDOA) of a radio wave arrival time from two base stations. : There is a way to measure Time Difference Of Arrival.

다음으로, 신호의 도착 방향을 이용하는 추정 방식으로서, 사용자 단말에서 전송되는 신호의 수신 방향(DOA: Direction Of Arrival) 또는 도래각(AOA: Angle Of Arrival)을 측정하여, 수신기에서 신호원의 방향을 알아내는 방식이 있다. 그러나, 신호의 도착 시간을 측정하여 위치를 추정하는 방식과 비교할 때, 신호의 방향을 이용하는 방식은 가시경로(LOS: Line Of Sight)를 가정하여 위치 추정이 이루어지므로, 다중경로가 많은 환경에서는 위치 추정의 정확도가 떨어진다는 단점이 있다.Next, as an estimation method using the arrival direction of the signal, the receiving direction (DOA: Direction Of Arrival) or the angle of arrival (AOA) of the signal transmitted from the user terminal is measured to determine the direction of the signal source at the receiver. There is a way to find out. However, compared to the method of estimating the location by measuring the arrival time of the signal, the method of using the direction of the signal assumes the line of sight (LOS), so the position estimation is performed. The disadvantage is that the estimation is inaccurate.

일례로 3세대 비동기 시스템의 단말 위치 추정에 관련된 권고안에 따르면, 위치 추정 기법의 표준으로 셀 식별자(cell ID) 기반 방식, OTDOA 방식, 네트워크 기반의 GPS 방식이 제시되고 있다.For example, according to a recommendation related to terminal location estimation of a 3rd generation asynchronous system, cell ID based, OTDOA, and network based GPS methods are proposed as standard for location estimation.

그러나, 셀 식별자(Cell ID) 기반 방식은 위치추정 오차가 셀(Cell) 단위로서 정밀도가 다소 떨어지는 단점을 가지고 있으며, 네트워크 기반의 GPS 방식은 상술한 바와 같이 사용자 단말기 내에 별도의 추가 장비를 요하는 문제점이 있다. However, the cell ID based method has a disadvantage in that the estimation error is somewhat lower in accuracy as a cell unit, and the network based GPS method requires an additional additional device in the user terminal as described above. There is a problem.

이하, OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) 방식에 근거한 위치 추정 방법과 종래 기술에 따른 OTDOA 방식의 위치 추정 방법의 문제점을 살펴보기로 한다.Hereinafter, the problems of the position estimation method based on the Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA) method and the position estimation method of the OTDOA method according to the prior art will be described.

종래 기술에 따른 OTDOA 방식에 의해 사용자 단말기의 위치 추정 방법은 사용자 단말기로부터의 SFN 관측 시간차(SFN-SFN observed time difference)의 측정 치를 수신하여 세 개 이상의 기지국까지의 전파도달 시간의 상대적인 차를 알아낸 후, 거리 차에 의한 쌍곡선의 교차점을 확인함으로써 사용자 단말기의 위치를 추정하는 방법이다. The method of estimating the position of a user terminal by the OTDOA method according to the prior art receives a measurement of SFN-SFN observed time difference from a user terminal and finds a relative difference of propagation time to three or more base stations. Then, the method of estimating the position of the user terminal by checking the intersection of the hyperbola due to the distance difference.

시스템 프레임 넘버(SFN : System Frame Number - 이하, 'SFN'으로 칭함)는 셀(cell) 내의 물리 채널의 프레임 구분에 이용되는 고유의 값으로, SFN 값은 0∼4095까지의 범위를 가질 수 있다. 사용자 단말기는 주변의 기지국들을 검색함으로써 각각의 기지국에 대한 SFN 값을 수신할 수 있으며, 기지국(BTS)은 방송 채널(BCH: Broadcast channel)을 통해 SFN을 사용자 단말기로 전송한다. 각각의 기지국(BTS)으로부터 수신한 SFN값의 차이는 결국 사용자 단말기와 다수의 기지국간의 상대적인 거리 정보로 판단될 수 있으므로, SFN-SFN 시간차가 위치추정의 근거가 된다.The system frame number (SFN: hereinafter referred to as 'SFN') is a unique value used for classifying a frame of a physical channel in a cell, and the SFN value may range from 0 to 4095. . The user terminal may receive an SFN value for each base station by searching for neighboring base stations, and the base station BTS transmits the SFN to the user terminal through a broadcast channel (BCH). Since the difference in the SFN value received from each base station (BTS) can be determined as relative distance information between the user terminal and the plurality of base stations, the SFN-SFN time difference is the basis of the position estimation.

도 1은 OTDOA에 의한 위치 추정 기법의 일례를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an example of a position estimation technique by OTDOA.

도 1에 도시된 바와 같이 두 개 이상의 기지국 쌍에 대한 SFN-SFN 시간차 정보가 있으면 쌍곡선(hyperbola)의 교차점으로써 사용자 단말기의 위치가 추정될 수 있음을 알 수 있다. 다만, 도 1 에서는 이해의 편의를 도모하기 위해 2차원 셀 구조를 가정하여 도시하였으나, 실제로는 3차원 입체 공간이 되므로 쌍곡면(hyperboloid)의 교차점을 구해야 할 것이다.As shown in FIG. 1, if there is SFN-SFN time difference information for two or more base station pairs, it may be understood that the location of the user terminal may be estimated as an intersection point of a hyperbola. In FIG. 1, a two-dimensional cell structure is assumed for convenience of understanding, but in fact, since it becomes a three-dimensional three-dimensional space, an intersection point of a hyperboloid should be obtained.

일반적으로, 사용자 단말기와 두 기지국(즉, 기지국 i, 기지국 j)과의 상대적인 거리차 R_ij은 하기 수학식 1과 같이 두 기지국 사이의 전파도달 시간차

을 측정하여 계산할 수 있다. 그리고,

은 단말기가 측정한 SFN-SFN 시간차에 의해 결정된다.In general, the relative distance difference R _ij between a user terminal and two base stations (that is, base station i and base station j) is a propagation time difference between two base stations as shown in Equation 1 below.

It can be calculated by measuring. And,

Is determined by the SFN-SFN time difference measured by the terminal.

도 1을 참조할 때, R₁- R₂ 쌍곡선은 SFN₁-SFN₂ 시간차가 τ ₁-τ₂가 되는 모든 가능한 위치를 표시하고, R₁- R₃ 쌍곡선은 SFN₁-SFN₃ 시간차가 τ₁-τ₃이 되는 모든 가능한 위치를 표시한 것이다. R₁- R₂ 쌍곡선과 R₁- R₃ 쌍곡선이 만나는 지점에 사용자 단말기가 위치한 것으로 추정할 수 있다. 바로 이것이 OTDOA 방식의 기본 개념인 것이다. 따라서, OTDOA 방식에 의한 사용자 단말기의 위치 추정을 위해서는 GPS 방식과 달리 기지국(BTS)과 사용자 단말기간의 절대적인 시간동기가 필요하지 않으며, 또한 사용자 단말기에 추가적인 하드웨어나 소프트웨어는 요구되지 않는다. 즉, 기지국 제어기(RNC: Radio Network Controller)에서 사용자 단말기로부터 수신된 SFN-SFN 시간차를 이용하여 산출된 쌍곡면의 교점을 찾아내기만 하면 당해 사용자 단말기의 위치를 추정할 수 있게 된다.Referring to FIG. _1, R 1 - R ₂ are hyperbolic SFN ₁ -SFN ₂ time difference is displayed, all the possible positions where the τ ₁ -τ _2, and R ₁ - R ₃ is hyperbolic SFN ₁ -SFN ₃ is a time difference τ All possible positions of ₁ -τ ₃ are shown. It can be assumed that the user terminal is located at the point where the R ₁ -R ₂ hyperbola and the R ₁ -R ₃ hyperbola meet. This is the basic concept of the OTDOA approach. Therefore, unlike the GPS method, the absolute time synchronization between the base station (BTS) and the user terminal is not necessary for the position estimation of the user terminal by the OTDOA method, and additional hardware or software is not required for the user terminal. That is, the base station controller (RNC) can estimate the position of the user terminal simply by finding the intersection of the hyperbolic surface calculated using the SFN-SFN time difference received from the user terminal.

그러나, 종래의 OTDOA에 의한 위치 추정 방법은 사용자 단말기와 기지국 사이에 중계기가 삽입되는 경우, 사용자 단말기의 위치 추정에 있어 적지 않은 오류가 발생하는 문제점을 가지고 있다.However, the conventional method for estimating the location by the OTDOA has a problem in that a small error occurs in estimating the location of the user terminal when a repeater is inserted between the user terminal and the base station.

일반적으로, 중계기(Repeater)란 기지국 신호가 미치지 못하는 음영 지역이 나 전파 환경이 좋지 않은 건물 내부 및 지하에서의 통화품질을 높이며, 시스템의 커버리지를 향상시키기 위한 것으로, 기지국(BTS)과 사용자 단말기간의 미약한 전파를 증폭해 사용자에게 보다 양질의 서비스를 제공할 수 있도록 하는 장치이다. 중계기는 기지국의 설치 및 유지보수 비용에 비해 저렴하고 부지 확보가 용이하기 때문에 이동 통신 사업자의 투자비용을 최소화할 수 있는 장비이다.In general, a repeater is to improve the coverage of the system in a shaded area or a basement where the base station signal does not reach or in a building where the radio wave environment is poor and to improve the coverage of the system. It is a device that amplifies weak radio waves to provide better service to users. The repeater is a device that can minimize the investment cost of the mobile carrier because it is cheaper than the installation and maintenance costs of the base station and easy to secure the site.

중계기는 상술한 장점을 가지는 장비임에도 불구하고, 사용자 단말기의 위치 추정 과정에서는 많은 에러를 발생시키는 원인이 되기도 한다. 이는 이동 통신 서비스 시스템에서 임의의 사용자 단말기로부터 특정 신호를 수신한 경우, 해당 신호가 중계기를 거쳐 수신된 것인지 아니면 기지국으로 직접 수신된 것인지 판단할 수 없기 때문이다. 따라서, OTDOA 방식을 이용하여 위치추정을 할 경우, 실제로는 중계기를 거쳐 온 신호임에도 불구하고 기지국이 직접 수신한 신호로 판단하여 사용자 단말기의 위치 추정시 오차를 유발될 수 있는 것이다.Although the repeater is a device having the above-described advantages, it may cause a lot of errors in the position estimation process of the user terminal. This is because, when a specific signal is received from any user terminal in the mobile communication service system, it may not be determined whether the signal is received through a repeater or directly to the base station. Therefore, when the position estimation using the OTDOA method, even though the signal actually went through the repeater, it is determined that the base station directly received the signal may cause an error in the position estimation of the user terminal.

도 2는 OTDOA에 의해 사용자 단말기의 위치 추정시 중계기에 의해 위치 추정 오차가 발생하는 경우를 예시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a case where a position estimation error occurs by a repeater when the position of the user terminal is estimated by the OTDOA.

앞서 설명한 도 1은 설명한 OTDOA에 의한 사용자 단말기 위치 추정 방법은 중계기가 존재하지 않는 상태에서 기지국이 사용자 단말기로부터 직접 신호를 수신한 경우에 관한 것이지만, 도 2는 사용자 단말기 및 기지국간의 신호의 송수신이 중계기를 거쳐 이루어지는 경우에 관한 것으로서 사용자 단말기가 기지국 1로부터 전송되는 신호를 중계기 1을 경유하여 수신하는 경우를 가정한 것이다.Although the above-described method of estimating a user terminal position by the OTDOA described above is related to a case where a base station receives a signal directly from a user terminal in a state where a repeater does not exist, FIG. 2 is a signal transmission and reception between a user terminal and a base station. This is a case where the user terminal receives a signal transmitted from the base station 1 via the relay 1.

도 2를 참조하면, 중계기 1을 중심으로 생각하면 실제 사용자 단말기의 위치는 R₁₁- R₂₁ 쌍곡면과 R₁₁- R₃₁ 쌍곡면이 만나는 지점이 된다. 그러나, 기지국에서는 수신 신호가 중계기를 거치지 않고 직접 도착했다고 가정하므로, R₁₂- R₂₂ 쌍곡면과 R₁₂- R₃₂ 쌍곡면이 만나는 지점에 당해 사용자 단말기가 존재한다고 추정하게 된다. 이때 R₁₂는 R₁₁과 R_e의 합이 된다.Referring to FIG. 2, considering the repeater 1 as a center, the actual position of the user terminal is a point where the R ₁₁ -R ₂₁ hyperbolic surface and the R ₁₁ -R ₃₁ hyperbolic surface meet. However, since the base station assumes that the received signal arrives directly without passing through the repeater, it is assumed that the user terminal exists at the point where the R ₁₂ -R ₂₂ hyperbolic plane and the R ₁₂ -R ₃₂ hyperbolic plane meet. In this case, R ₁₂ is the sum of R ₁₁ and R _e .

그러나, 일반적으로 대부분의 기지국은 중계기와 함께 사용되므로, 중계기를 경유하는 사용자 단말기 신호에 대해 보정 과정을 거치지 않으면 항상 위치 추정에 오차가 발생하게 되며 또한 위치 추정의 정확도가 크게 나빠지는 문제점이 발생하게 된다.However, in general, since most base stations are used together with a repeater, if the user terminal signal passing through the repeater is not calibrated, an error occurs in the position estimation and the accuracy of the position estimation is greatly deteriorated. do.

그리고, 위치 추정 오차는 기지국간의 상대적 위치, 기지국-기지국간 거리, 기지국-중계기간 거리, 중계기 지원반경 등에 따라 달라지게 된다. 일반적으로 중계기에 의한 위치 추정 오차는 기지국-기지국간 거리에는 반비례하지만, 기지국-중계기간 거리와 중계기의 지원 반경에는 비례하므로 특히 지원 반경이 넓은 광중계기가 설치된 셀에서는 오차의 범위가 더욱 커지는 문제점이 생긴다.And, the position estimation error will vary depending on the relative position between the base stations, the base station-base station distance, the base station-relay period distance, the repeater support radius. In general, the position estimation error by the repeater is inversely proportional to the distance between the base station and the base station, but is proportional to the base station-relay period distance and the support radius of the repeater. Occurs.

도 3은 기지국과 멀티드롭형 광중계기의 결합 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a coupling structure of a base station and a multidrop optical repeater.

도 3에 도시된 바와 같이, 기지국에는 하나의 중계기만 연결되는 것이 아니라 계층적 구조로 여러 단의 중계기가 연결될 수 있으며, 이를 멀티드롭형 중계기라고 한다.As shown in FIG. 3, not only one repeater is connected to the base station, but a plurality of repeaters may be connected in a hierarchical structure, which is called a multidrop repeater.

기지국(BTS)에서 사용자 단말기로 특정 신호를 전송하고자 하는 경우, 일반 적으로 기지국(BTS)은 여러 섹터 신호와 여러 주파수 할당(FA : Frequency Allocation)신호를 시분할 다중화(TDM : Time Division Multiplexing)하여 광신호로 변환한 후, 광케이블을 통해 광중계기로 전송하면, 광중계기는 기지국으로부터 수신한 광신호를 분리하고 RF 신호로 변환하여 고출력으로 증폭한 후, 가입자들에게 전송하게 된다. 반대로, 사용자 단말기로부터 특정 신호가 수신된 경우에는 광중계기가 사용자 단말기로부터 수신한 신호를 광신호로 변환하여 기지국으로 전송하게 된다.In the case where a specific signal is to be transmitted from a base station (BTS) to a user terminal, the base station (BTS) generally uses optical data by time division multiplexing (TDM) multiple sector signals and multiple frequency allocation (FA) signals. After converting the signal to an optical repeater via an optical cable, the optical repeater separates the optical signal received from the base station, converts the RF signal into an RF signal, amplifies the signal to high power, and transmits the signal to subscribers. On the contrary, when a specific signal is received from the user terminal, the optical repeater converts the signal received from the user terminal into an optical signal and transmits the signal to the base station.

이와 같이 멀티드롭형 광중계기가 설치되는 환경에서는 한 개의 중계기가 사용되는 환경에서보다 OTDOA에 의한 위치추정 오차가 더욱 커질 수 있고, 이는 위치 기반 서비스(LBS)를 하는데 아주 커다란 장애가 될 수 있는 것이다.As such, in an environment in which a multidrop optical repeater is installed, a location estimation error due to OTDOA may be larger than in an environment in which one repeater is used, which may be a significant obstacle to location based service (LBS).

따라서, 본 발명의 목적은 CDMA 시스템에서 사용자 단말기와 기지국간의 신호 송수신 과정에 중계기가 개입되어 있는 경우, 중계기에 의해 발생될 수 있는 위치 추정 오류를 보상함으로써 사용자 단말기의 정확한 위치를 추정할 수 있도록 하는 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to compensate for a position estimation error that may be generated by a repeater when a repeater is involved in a signal transmission and reception process between a user terminal and a base station in a CDMA system, so that an accurate position of the user terminal may be estimated. The present invention provides a method and a system for correcting a location estimation error of a user terminal in a CDMA system.

본 발명의 다른 목적은 하나의 기지국에 다수의 광중계기가 계층적 구조로 결합된 경우에도 중계기의 존재를 고려하여 위치 추정의 오차를 현저히 감소시킬 수 있는 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is a method for correcting a position estimation error of a user terminal in a CDMA system capable of significantly reducing an error in position estimation in consideration of the existence of a repeater even when a plurality of optical repeaters are combined in a single base station. And to provide a system.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 통신망을 통해 기지국 제어기, 기지국, 중계기 및 사용자 단말기의 순으로 결합된 이동 통신망에서, 상기 기지국 제어기가 사용자 단말기의 위치를 추정하는 방법에 있어서, 중계기가 사용자 단말기로부터 수신한 상향 채널 신호에 대해 상기 중계기에 대해 미리 지정된 시간 지연값에 상응하는 시간 경과후, 상기 상향 채널 신호를 기지국으로 전송하는 단계와, 기지국이 상기 중계기로부터 수신된 상기 상향 채널 신호의 검출 타이밍을 이용하여 상기 상향 채널 신호의 전송 경로를 판단한 후, 상기 전송 경로 정보와 상기 상향 채널 신호를 기지국 제어기로 전송하는 단계-여기서, 상기 전송 경로는 상기 상향 채널 신호를 중계한 중계기 정보를 포함함-와, 상기 기지국 제어기가 하나 이상의 기지국으로부터 수신되는 상기 전송 경로 정보 및 상기 전송 경로 정보와 상응하는 중계기의 고유 오차 정보를 이용하여 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법이 제공되고, 당해 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법의 수행을 가능하게 하는 시스템, 장치 및 기록매체가 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, in the mobile communication network coupled in the order of the base station controller, the base station, the repeater and the user terminal via a communication network, in the method for the base station controller to estimate the position of the user terminal Transmitting, by the base station, the uplink channel signal to the base station after a time corresponding to a time delay value predetermined for the repeater for the uplink signal received from the user terminal; and the base station receiving the uplink signal received from the repeater. Determining a transmission path of the uplink channel signal by using a timing of detecting a channel signal, and then transmitting the transmission path information and the uplink channel signal to a base station controller, wherein the transmission path is a repeater which relays the uplink channel signal. Information, wherein the base station controller includes one or more pieces of information. And estimating the position of the user terminal using the transmission path information received from the base station and the inherent error information of the repeater corresponding to the transmission path information. The present invention provides a system, an apparatus, and a recording medium for enabling a method of correcting a position estimation error of a user terminal.

또한, 본 발명에 따른 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법은 기지국에서 제어 채널을 통해 상기 시간 지연값을 상기 중계기로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the position estimation error correction method of the user terminal according to the present invention may further comprise the step of transmitting the time delay value to the repeater through a control channel at the base station.

그리고, 상기 기지국 제어기가 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 단계는, 상기 기지국으로부터 수신된 상기 전송 경로 정보 및 상기 상향 채널 신호를 전송한 상기 사용자 단말기의 식별 정보를 저장하는 단계와, 상기 사용자 단말기로부터 위치 기반 서비스 요청이 수신되는 경우, 상기 사용자 단말기의 식별 정보를 이용하여 상기 전송 경로 정보를 검출하는 단계와, 상기 검출된 전송 경로와 상응하는 중계기의 고유 오차 정보를 이용하여 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 단계와, 상기 추정된 위치를 상기 위치 기반 서비스 요청과 상응하는 위치 기반 서비스 제공 시스템으로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The estimating of the location of the user terminal by the base station controller may include storing the transmission path information received from the base station and identification information of the user terminal that has transmitted the uplink channel signal, and from the user terminal. When the location-based service request is received, detecting the transmission path information using the identification information of the user terminal, and using the unique error information of the repeater corresponding to the detected transmission path to determine the location of the user terminal Estimating and transmitting the estimated location to a location-based service providing system corresponding to the location-based service request.

또한, 상기 상향 채널 신호의 전송은 랜덤 액세스 채널(RACH : Random Access Channel)을 통해 이루어지도록 할 수 있다.In addition, the transmission of the uplink channel signal may be performed through a random access channel (RACH).

상기 중계기는 복수의 중계기로 구성되는 멀티드롭형 중계기 등의 다양한 형태의 중계기를 포함하고, 상기 시간 지연값은 상기 중계기가 다른 중계기와 구분될 수 있도록 미리 지정된 값으로 설정할 수 있다.The repeater may include various types of repeaters, such as a multidrop repeater including a plurality of repeaters, and the time delay value may be set to a predetermined value so that the repeater can be distinguished from other repeaters.

상기 기지국 제어기가 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 방법은 OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) 방식에 근거한 위치 추정 방법이 적용될 수 있다.The method for estimating the position of the user terminal by the base station controller may be a position estimation method based on an Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA) scheme.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 사용자 단말기의 위치를 추정하기 위하여 상기 사용자 단말기와 통신망을 통해 중계기, 기지국, 기지국 제어기의 순으로 결합된 이동 통신 서비스 시스템에 있어서, 사용자 단말기로부터 수신한 상향 채널 신호를 기지국으로 전송함에 있어, 상기 중계기에 대해 미리 지정된 시간 지연값에 상응하는 시간 경과후로 상기 상향 채널 신호의 전송 시점을 지연시키는 시간 지연부와, 상기 시간 지연값이 상기 상향 채널 신호에 적용될 수 있도록 상기 시간 지연값을 관리하는 중계기 제어부를 포함하는 중계기와, 상기 중계기로부터 수신된 상기 상향 채널 신호의 검출 타이밍을 판단하는 검출 타이밍 판단부와, 상기 검출 타이밍을 이용하여 상기 상향 채널 신호의 전송 경로를 판단하는 전송 경로 판단부와, 상기 상향 채널 신호 및 상기 전송 경로 정보를 상기 기지국 제어기로 전송하는 전송부를 포함하는 기지국과, 하나 이상의 기지국으로부터 수신되는 상기 전송 경로 정보 및 상기 상향 채널 신호를 전송한 사용자 단말기의 식별 정보를 저장하는 저장부와, 상기 전송 경로 정보에 상응하는 중계기의 고유 오차 정보를 이용하여 상기 사용자 단말기의 위치를 추정하는 위치 추정부를 포함하는 기지국 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, in order to estimate the position of the user terminal in the mobile communication service system combined with the repeater, the base station, the base station controller through the communication network and the user terminal, the up-channel signal received from the user terminal In transmitting to the base station, a time delay unit for delaying the transmission time of the uplink channel signal after a time elapsed corresponding to a predetermined time delay value for the repeater, so that the time delay value can be applied to the uplink channel signal A repeater including a repeater control unit managing a time delay value, a detection timing determining unit determining a detection timing of the uplink channel signal received from the repeater, and determining a transmission path of the uplink channel signal using the detection timing A transmission path determining unit and the uplink channel A base station including a transmission unit transmitting a call and the transmission path information to the base station controller, a storage unit storing the transmission path information received from at least one base station and identification information of a user terminal transmitting the uplink channel signal; And a base station controller including a position estimator for estimating the position of the user terminal by using the inherent error information of the repeater corresponding to the transmission path information.

그리고, 상기 중계기는, 상기 기지국으로부터 상기 중계기 고유의 시간 지연값을 수신하는 수신부를 더 포함할 수 있다.The repeater may further include a receiver configured to receive a time delay value unique to the repeater from the base station.

일반적으로 사용자 단말기는 위치를 갱신하기 위해 이동 통신 서비스 시스템과의 관계에서 주기적으로 위치 등록(location update)을 수행하고, 이는 액세스 채널(Access Channel)을 통하여 이루어진다. 또한, 액세스 채널은 3세대 비동기 시스템의 경우 랜덤 액세스 채널(RACH : Random Access Channel)이 되며, 물리 채널의 PRACH(Physical Random Access Channel)에 해당된다. In general, a user terminal periodically performs a location update in a relationship with a mobile communication service system to update a location, which is performed through an access channel. In addition, in the third generation asynchronous system, the access channel becomes a random access channel (RACH) and corresponds to a physical random access channel (PRACH) of a physical channel.

따라서, 사용자 단말기의 위치 갱신을 위해 상향 채널에 주기적으로 RACH 신호가 존재하며, 당해 사용자 단말기로부터 전송되는 신호가 어떤 중계기 경로를 거쳐 전송되고 있는지를 판단할 수만 있다면, 상기 사용자 단말기의 위치 추정에 있어서 중계기에 의해 유발되는 위치 추정 오류를 보상할 수 있는 근거가 될 것이다.Therefore, if the RACH signal is periodically present in the uplink channel to update the location of the user terminal, and if it is possible to determine which repeater path the signal transmitted from the user terminal is transmitted, It will be the basis to compensate for the position estimation error caused by the repeater.

이하, 관련 도면을 참조하여 액세스 채널의 구조와 중계기 유무에 따른 액세스 채널 타이밍에 대해 먼저 상세히 설명한 후, 이어서 중계기에 의해 유발되는 위치 추정 오류를 보정하기 위한 시스템 구성 및 알고리즘을 설명하기로 한다.Hereinafter, a system configuration and an algorithm for correcting a position estimation error caused by a repeater will be described in detail with reference to the related drawings.

도 4는 3세대 비동기 시스템의 랜덤 액세스 채널(RACH : Random Access Channel)의 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 랜덤 액세스 채널의 메시지 전송 과정을 예시한 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating a structure of a random access channel (RACH) of a third generation asynchronous system, and FIG. 5 is a diagram illustrating a message transmission process of a random access channel.

도 4의 랜덤 액세스 채널(RACH)은 slotted ALOHA 방식에 의한 것으로, 각각 전송 가능한 타이밍 오프셋이 존재하며 반드시 그 위치에서부터 프리앰블(preamble)의 전송을 시작해야 한다. 이와 같은 타이밍 오프셋을 액세스 슬롯(access slot)이라고 하며, 일반적인 슬롯 길이의 두 배인 5120 칩 간격이 된다. RACH 채널은 액세스 타이밍 검출에 이용되는 프리앰블 부분과 정보가 담겨 있는 메시지 부분으로 나뉜다.The random access channel (RACH) of FIG. 4 is based on a slotted ALOHA scheme, and each transmit timing offset exists, and the transmission of the preamble must be started from the position. This timing offset is called an access slot and is 5120 chip intervals, twice the normal slot length. The RACH channel is divided into a preamble part used for access timing detection and a message part containing information.

사용자 단말기의 발호 및 전송량이 적은 패킷 전송시 업 링크 신호의 송신에 랜덤 액세스 채널(RACH)이 사용된다. 이 RACH에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 예컨대 4096칩 정도 길이의 프리앰블을 1회 또는 복수회 송수신한 후, 예컨대 10ms 정도 또는 20ms 정도 크기의 메시지 부분을 송신한다.A random access channel (RACH) is used for transmission of an uplink signal when calling a user terminal and transmitting a packet with a small amount of transmission. In this RACH, as shown in FIG. 5, for example, a 4096 chip length preamble is transmitted once or multiple times, and then, for example, a message portion of about 10 ms or about 20 ms is transmitted.

사용자 단말기는 예컨대 발호시 RACH로 프리앰블 부분을 기지국으로 송신하고, 기지국은 프리앰블 부분을 수신하는 즉시 액세스 프리앰블 포착 표시 채널(AICH : Acquisition Indication Channel)에 의해 확인용 제어 신호를 사용자 단말기로 전송한다. 물론, 기지국이 프리앰블 부분을 수신하지 못하는 경우에는 AICH의 송신은 행해지지 않는다. 그리고, 사용자 단말기는 자신의 프리앰블 부분에 대응하는 AICH가 규정 시간 내에 수신되지 않으면 송신전력을 높여 두 번째 프리앰블 부분을 기지국으로 전송하게 된다. 이와 같이 AICH가 수신될 때까지 프리앰블 부분을 수회 송신한 후, 사용자 단말기는 RACH로 메시지 부분을 기지국으로 송신하는 것이다.The user terminal transmits, for example, the preamble portion to the base station by RACH upon calling, and the base station transmits an acknowledgment control signal (AICH: Acquisition Indication Channel) to the user terminal upon receipt of the preamble portion. Of course, when the base station does not receive the preamble portion, the AICH is not transmitted. If the AICH corresponding to the preamble portion of the user terminal is not received within the prescribed time, the user terminal increases the transmission power and transmits the second preamble portion to the base station. After transmitting the preamble portion several times until the AICH is received, the user terminal transmits the message portion to the base station in the RACH.

다시 말하면, 사용자 단말기는 개방형 전력 제어(open-loop power control)를 통해 프리앰블의 초기 전력을 결정한 후, 기지국이 랜덤 액세스 채널(RACH)의 프리앰블을 검출하여 AICH(Acquisition Indication Channel)를 내려보낼 때까지 프리앰블의 전력을 계속 증가시켜(ramping up) 검출 확률을 높인다. 단말기는 AICH를 수신하면 RACH 메시지(message)를 기지국으로 전송한다.In other words, after the user terminal determines the initial power of the preamble through open-loop power control, the base station detects the preamble of the random access channel (RACH) and sends down the Acquisition Indication Channel (AICH). The probability of detection is increased by ramping up the power of the preamble. When the terminal receives the AICH, and transmits a RACH message (message) to the base station.

도 6은 일반적인 이동 통신 서비스 시스템에서 구성 가능한 셀 구조의 일례를 나타낸 도면이고, 도 7은 3세대 비동기 시스템에서 기지국 송수신 타이밍과 사용자 단말기의 송수신 타이밍을 나타낸 도면이며, 도 8은 상향 액세스 채널에 대한 기지국 수신 타이밍을 칩 단위로 도시한 도면이다FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a cell structure configurable in a general mobile communication service system. FIG. 7 is a diagram illustrating a base station transmission and reception timing and a user terminal transmission and reception timing in a third generation asynchronous system. FIG. A diagram showing base station reception timing in chip units

도 6에 도시된 중계기는 일반적인 멀티드롭형 중계기로 가정하고, 기지국(610)에 직접 연결된 중계기군을 계층 1, 중계기 하나를 거쳐 2번째 단에 연결된 중계기군을 계층 2라고 명명하기로 한다. 그리고, 기지국(610)과 직접 신호의 송수신이 가능한 지역에 포함된 사용자 단말기(즉, 기지국(610) 커버리지 내에 위치한 사용자 단말기)를 단말기 #0라 칭하고, 각 중계기 #N(620, 625, 630 또는 635)의 지원 반경 내에 위치하는 단말을 단말기 #N이라 칭하기로 한다.It is assumed that the repeater illustrated in FIG. 6 is a general multidrop type repeater, and a repeater group directly connected to the base station 610 will be named as a layer 2 and a repeater group connected to a second stage via one repeater. In addition, the user terminal (ie, the user terminal located within the coverage of the base station 610) included in an area where direct signal transmission and reception with the base station 610 may be referred to as a terminal # 0, and each of the repeater # N 620, 625, 630 or A terminal located within the support radius of 635 is referred to as terminal #N.

중계기 #1(620)과 중계기 #2(625)는 계층 1에 속하며 기지국(610)과의 광케이블 상의 거리는 각각 d1_BR1, d1_BR2이다. 그리고, 중계기 #3(630)과 중계기 #4(635)는 계층 2에 속하며 기지국(610)과의 광케이블 거리는 각각 d2_BR3, d2_BR4이다. Repeater # 1 620 and repeater # 2 625 belong to layer 1 and the distances on the optical cable with the base station 610 are d1 _BR1 and d1 _BR2, respectively. The repeater # 3 630 and the repeater # 4 635 belong to layer 2, and the optical cable distances from the base station 610 are d2 _BR3 and d2 _BR4, respectively.

일반적으로, 기지국(610)과 중계기간의 광케이블 길이, 중계기와 중계기간의 광케이블 길이는 1∼5 km 정도이나, 설치되는 지형에 따라 그 길이가 다를 수 있다.In general, the length of the optical cable between the base station 610 and the relay period, the length of the optical cable between the repeater and the relay period is about 1 to 5 km, but the length may vary depending on the terrain to be installed.

도 7에는 3세대 비동기 시스템에서 T_CELL=0인 경우 기지국 송수신 타이밍과 사용자 단말기의 송수신 타이밍을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.FIG. 7 is a diagram illustrating a base station transmit / receive timing and a user terminal transmit / receive timing when T _CELL = 0 in a third generation asynchronous system.

기지국의 각 셀(섹터)마다 생성하는 물리 계층 카운터인 SFN(System Frame Number)는 여러 셀(섹터)을 담당하는 기지국 고유의 카운터인 BFN(NodeB Frame Number)과 T_CELL이라는 256칩 단위의 오프셋(offset) 만큼 차이가 나는 값이다.The physical layer counter, (System Frame Number) SFN to generate for each cell (sector) of the base station is a base station-specific counter BFN (NodeB Frame Number) and an offset of 256 chips units called T _CELL responsible for multiple cells (sectors) ( offset).

기지국에서는 SFN을 기준으로 각 셀에 동기 채널과 방송 채널을 전송한다. 기지국 #0(610)의 지원 반경 내에 위치하는 사용자 단말기 #0(650)은 전파의 공간 상의 경로 지연 시간인 τ_air 이후에 동기 채널과 방송 채널을 수신하게 되며, 방송 채널의 내부 정보 비트를 디코딩하여 기지국 셀 카운터인 SFN을 추출한다.The base station transmits a sync channel and a broadcast channel to each cell based on the SFN. The user terminal # 0 650 located within the support radius of the base station # 0 610 receives the synchronization channel and the broadcast channel after τ _air , which is the path delay time in the space of radio waves, and decodes the internal information bits of the broadcast channel. SFN, which is a base station cell counter, is extracted.

τ_air는 기지국(610)과 각 사용자 단말기간 거리의 함수가 되며, 1km의 공간상의 거리마다 약 12.8칩(3.3s) 정도의 시간 지연이 발생한다.τ _air becomes a function of the distance between the base station 610 and each user terminal, and a time delay of about 12.8 chips (3.3 s) occurs for each spatial distance of 1 km.

다만, 도 7은 기지국(610)의 RF 처리부에 의한 프로세싱 지연은 고려하지 않는 경우의 도면이며, 이후의 도면에서도 RF 처리부에 의한 프로세싱 지연은 고려하지 않기로 한다. 일반적으로 RF 단에서 다운컨버팅, 대역필터링 등을 거치게 되면 수십 칩의 프로세싱 지연이 발생하기는 하나, 이것은 예측이 가능한 값이므로 특별히 문제가 되지는 않는다. However, FIG. 7 is a diagram in which the processing delay by the RF processor of the base station 610 is not considered, and the processing delay by the RF processor is not considered in the subsequent drawings. In general, down-conversion and band-filtering in the RF stage result in processing delays of several tens of chips, but this is a predictable value.

그리고, 중계기 #1(620)의 지원 반경 내에 존재하는 사용자 단말기 #1(660)에서는 전파의 공간상의 경로 지연(즉, 지연 시간 τ_{air_R1})이 발생할 뿐 아니라, 기지국(610)과 중계기 #1(620)간의 케이블 길이 d1_BR1에 의한 시간 지연 τ_{opt_BR1}이 발생된다. 즉, 중계기 #1(620)의 지원 반경 내에 존재하는 사용자 단말기 #1(660)의 방송 채널 수신 타이밍에 영향을 주는 요소는 전파의 공간상의 경로 지연 시간 τ_{air_R1}과 케이블 길이 d1_BR1에 의한 시간 지연 τ_{opt_BR1}이다.In addition, in the user terminal # 1 660 existing within the support radius of the repeater # 1 620, not only a space path delay (that is, a delay time τ _{air_R1} ) of the radio wave is generated, but also the base station 610 and the repeater # 1 ( A time delay tau _{opt_BR1} due to the cable length d1 _BR1 between 620 is generated. That is, a factor that affects the broadcast channel reception timing of the user terminal # 1 660 existing within the support radius of the repeater # 1 620 is the time delay caused by the spatial path delay time τ _{air_R1} and the cable length d1 _BR1 of the radio wave. τ _{opt_BR1} .

이 경우, 기지국(610)의 지원 반경 내에 존재하는 사용자 단말기 #0(650)과 중계기 #1(620)의 지원 반경 내에 존재하는 사용자 단말기 #1(660)은 각각 당해 사용자 단말기가 각각 기지국(610)과 중계기 #1(620)로부터 방송 채널을 통해 수신한 SFN에 의해 기준 시간을 설정하여 상향 채널 신호들을 전송하게 된다. 그리고, 기지국(610)에서 각각의 사용자 단말기(650 또는 660)로부터 상향 채널 신호의 수신이 각각의 사용자 단말기(650 또는 660)에 상응하는 지연 시간 후에 이루어지므로 각각 다른 시점에 기지국(610)에 해당 신호가 수신된다. In this case, the user terminal # 0 650 existing within the supported radius of the base station 610 and the user terminal # 1 660 present within the supported radius of the repeater # 1 620 are respectively represented by the base station 610. ) And the uplink channel signals are transmitted by setting a reference time by the SFN received through the broadcast channel from the repeater # 1 620. Since the base station 610 receives the uplink signal from each user terminal 650 or 660 after a delay time corresponding to each user terminal 650 or 660, the base station 610 corresponds to the base station 610 at different times. The signal is received.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이 기지국(610)이 사용자 단말기 #0(650)으로부터 상향 채널 정보를 수신하는 시점은 라운드 트립 시간 지연에 해당하는 2τ_air이후가 되며, 사용자 단말기 #1(660)로부터 상향 채널 정보를 수신하는 시점은 라운드 트립 시간 지연에 해당되는 2(τ_{opt_BR1} + τ_{air_R1}) 이후가 된다. 일반적으로, 신호가 광케이블을 통과할 때 겪는 지연 시간은 공간상의 전파의 지연 시간보다 크며, 대략 1 km 거리 당 20칩 (5s) 정도이다.That is, as shown in FIG. 7, the base station 610 receives upstream channel information from the user terminal # 0 650 after 2τ _air corresponding to a round trip time delay, and the user terminal # 1 660. The time point for receiving the uplink channel information from 2 (τ _{opt_BR1} + τ _{air_R1} ) corresponding to the round trip time delay is later. In general, the delay experienced by a signal as it passes through an optical cable is greater than the delay of propagation in space, which is approximately 20 chips (5s) per kilometer of distance.

도 8은 상향 액세스 채널에 대한 기지국 수신 타이밍을 칩 단위로 더욱 세밀히 도시한 도면이다. 8 is a diagram illustrating in more detail the base station reception timing for the uplink access channel in units of chips.

각 중계기에 대한 광케이블의 길이를 1km~4km의 범위라고 가정할 때, 라운드 트립 시간 지연은 약 40칩∼160칩이 되며, 기지국 지원 반경을 2km라고 가정하면 주경로에 의한 라운드 트립 경로 지연 시간은 약 52칩 정도가 된다. 또한, 반사파에 의한 다중 경로 마진(28칩)을 고려한다 하더라도, 대략 80칩 이내이면 기지국(610)에 대해서는 충분한 커버리지가 된다고 할 수 있다. Assuming that the length of the optical cable for each repeater is in the range of 1km to 4km, the round trip time delay is about 40 to 160 chips, and assuming that the base station support radius is 2km, the round trip path delay time due to the main path is That's about 52 chips. In addition, even when considering the multi-path margin (28 chips) due to the reflected wave, it can be said that the base station 610 has sufficient coverage if it is within approximately 80 chips.

그리고, 중계기 계층 1(620 또는 625)에 속한 사용자 단말기(660, 665)들은 광케이블 길이에 의한 라운드 트립 경로 지연이 최대 160칩이고, 중계기 지원 반경 을 1km라 가정하며, 추가의 공간 경로 지연이 26칩 가량되며, 다중 경로 마진(14칩)을 고려하여 가산하면 약 40칩∼200칩 정도 떨어진 타이밍에서 랜덤 액세스 채널이 수신될 것이다. In addition, the user terminals 660 and 665 belonging to the relay layer 1 (620 or 625) have a round trip path delay of up to 160 chips due to the optical cable length, and a repeater support radius of 1 km. If a chip is added and the multipath margin (14 chips) is added, the random access channel will be received at a timing about 40 to 200 chips apart.

또한, 중계기 계층 2(630 또는 635)에 속한 사용자 단말기들(670, 675)에 대한 액세스 채널 수신 타이밍은 추가로 중계기 #2(625)와의 사이에서 광케이블 라운드 트립 경로 지연이 추가되므로, 약 80칩∼360칩까지 수신 가능 영역이 넓어진다.In addition, the access channel reception timing for the user terminals 670 and 675 belonging to the relay layer 2 (630 or 635) is approximately 80 chips because an additional optical cable round trip path delay is added between the relay # 2 and the 625. Receivable area is extended to ~ 360 chips.

다시 말하면, 중계기를 고려하여 액세스 채널 타이밍 검출기를 설계하려면 윈도우 크기를 아주 크게 운용하여야 한다는 의미가 된다.In other words, designing an access channel timing detector with a repeater requires that the window size be very large.

물론, 상술한 수치들은 일례일 뿐이며, 구체적인 수치는 셀 구조와 지형에 따라 조금씩 변동 가능함은 당연하다.Of course, the above-described values are only examples, and it is obvious that the specific values may be changed little by little depending on the cell structure and the terrain.

일반적으로, 3세대 비동기 시스템에서의 프리앰블 검출기는 기본적으로 상관기(correlator) 구조를 가지며, 검출하고자 하는 탐색 윈도우의 위치 내에서 각각 타이밍에 해당하는 에너지를 계산하여 일정 임계치가 넘는 수신 위치를 정렬하여 검출하는 구조를 가진다. 탐색 윈도우의 시작점은 경로 지연을 고려하여 설정되고, 탐색 윈도우의 크기는 기지국이나 중계기의 커버리지를 고려하여 설계된다.In general, the preamble detector in the 3rd generation asynchronous system basically has a correlator structure, and calculates the energy corresponding to the timing within the position of the search window to be detected to align the reception positions exceeding a predetermined threshold. It has a structure The starting point of the search window is set in consideration of the path delay, and the size of the search window is designed in consideration of the coverage of the base station or the repeater.

기지국에서 프리앰블 검출기 모듈을 하드웨어로 구현한다고 가정하면 구현되는 하드웨어의 크기는 상관기 개수에 비례하므로, 결국 탐색 윈도우 크기에 따라 커진다. 또한 소프트웨어로 구현한다고 하더라도 그 연산량은 역시 탐색 윈도우 크기에 비례하게 된다. Assuming that the base station implements the preamble detector module in hardware, the size of the hardware to be implemented is proportional to the number of correlators and thus increases according to the size of the search window. Even if implemented in software, the amount of computation is also proportional to the size of the search window.

물론, 이러한 개념은 3세대 비동기 WCDMA 시스템의 경우뿐 아니라, 동기식 시스템의 액세스 채널 검출기에서도 마찬가지로 적용된다. 즉, 프리앰블 검출기 모듈을 하드웨어로 구현할 경우, 하나의 하드웨어 리소스가 처리할 수 있는 기본 단위의 상관기의 크기 즉 탐색 윈도우의 크기가 존재하며, 복수개의 리소스를 함께 운용함으로써 동시에 여러 단말에 대한 액세스를 처리할 수 있다. Of course, this concept applies not only to third-generation asynchronous WCDMA systems, but also to access channel detectors in synchronous systems. That is, when the preamble detector module is implemented in hardware, there is a size of a correlator of a basic unit that can be processed by one hardware resource, that is, a size of a search window, and processes access to multiple terminals at the same time by operating a plurality of resources together. can do.

이와 같이 기본 단위의 윈도우를 탐색할 수 있는 하드웨어 리소스를 기본 리소스라 칭하기로 하고, 본 명세서에서는 기본 윈도우 크기를 32칩을 기본 단위로 가정한다. 예를 들어 128칩의 윈도우를 탐색하기 위해서는 기본 리소스 4개를 동시에 사용하여 처리해야 한다. 다만, 여기서 가정한 기본 윈도우 크기는 단지 비교를 위한 것일 뿐 시스템의 구현 방식에 따라 기본 윈도우 크기는 달라질 수 있다. As described above, a hardware resource capable of searching for a window of a basic unit will be referred to as a basic resource. In the present specification, the basic window size is assumed to be 32 chips as a basic unit. For example, to navigate a 128-chip window, four basic resources must be used simultaneously. However, the default window size assumed here is only for comparison, and the default window size may vary depending on the system implementation.

만일 중계기의 계층 간의 광케이블 길이가 최대 4km, 중계기 지원 반경을 1km라고 하고, 하나의 기지국에 N개의 중계기가 연결될 수 있다고 가정하면 최대 N개의 계층으로 중계기가 연결될 수 있다. If the length of the optical cable between the layers of the repeater is up to 4 km, the repeater support radius is 1 km, assuming that N repeaters can be connected to one base station, the repeaters may be connected to up to N layers.

종래의 셀 구성 방식에 따르면 기지국에 연결되는 중계기의 지연 시간을 조정하지 않으므로, 제일 마지막 계층의 중계기를 통과하는 신호까지 검출하기 위해서는 160(Tc)xN + 40(Tc)같은 크기의 큰 윈도우를 탐색할 수 있는 상관기(correlator)가 필요하게 된다. 이 경우 광케이블에 의한 통과 지연 및 다중 경로 마진은 앞에서 가정한 수치를 그대로 적용한 것이다. 따라서, 하나의 프리앰블 시그너쳐를 검출하는데 기본 리소스는 5N+2개가 필요하다.According to the conventional cell configuration method, since the delay time of the repeater connected to the base station is not adjusted, a large window such as 160 (Tc) xN + 40 (Tc) is searched to detect a signal passing through the repeater of the last layer. There is a need for a correlator. In this case, the propagation delay and multipath margin by the optical cable are based on the above assumptions. Thus, 5N + 2 basic resources are needed to detect one preamble signature.

그러나, 이하에서 설명될 본 발명에 따른 고유의 경로 지연을 설정할 수 있는 중계기가 적용되는 경우에는 수신 위치가 예측 가능한 그룹으로 나뉘기 때문에, 탐색 윈도우를 분리하여 전체적으로는 더 작은 윈도우를 가지고 운용 가능하다. 즉, 기지국 지원 반경은 2km, 중계기 지원 반경은 1km라고 가정하면, 기본 리소스 크기가 32칩일 때 96(Tc) + 64xN(Tc)와 같은 크기의 윈도우만 있으면 탐색이 가능하다. 이 값은 N이 1 이상이기만 하면 항상 종래 방식에서의 기본 리소스보다 작은 값을 가지기 때문에 결국 하드웨어 리소스 관리 면에서도 효율성을 가지게 된다.However, when a repeater capable of setting a unique path delay according to the present invention to be described below is applied, since a reception position is divided into a predictable group, the search window can be separated and operated with a smaller window as a whole. . In other words, assuming that the base station support radius is 2km and the repeater support radius is 1km, when the basic resource size is 32 chips, only a window having a size of 96 (Tc) + 64xN (Tc) can be searched. Since this value is always smaller than the basic resource in the conventional manner as long as N is 1 or more, it is efficient in terms of hardware resource management.

도 6에 도시된 셀 구조를 참조하여, 기본 리소스 크기에 따른 한 개의 프리앰블 시그니쳐를 찾기 위해 요구되는 하드웨어 크기를 비교하면 다음과 같다.Referring to the cell structure shown in FIG. 6, the hardware sizes required to find one preamble signature according to the basic resource size are compared.

기본 리소스 (윈도우 크기)Default resource (window size) 종래의 경우Conventional case 본 발명의 경우In the case of the present invention 윈도우 크기Window size 필요한 리소스 개수Resource count required 윈도우 크기Window size 필요한 리소스 개수Resource count required 32칩32 chips 160N+40160N + 40 5N+25N + 2 96N+6496N + 64 2N+32N + 3 16칩16 chips 160N+40160N + 40 10N+210N + 2 48N+8048N + 80 3N+53N + 5

앞의 표를 살펴보면, 기본 리소스가 처리할 수 있는 윈도우 크기를 작게 설계할수록 전체적인 하드웨어 리소스 운용에 대한 이득이 더 커짐을 알 수 있다.Looking at the previous table, we can see that the smaller the window size that the basic resource can handle, the greater the benefit of operating the overall hardware resource.

또한, 액세스 채널 검출 알고리듬을 동일하게 적용한다고 가정할 때, 검출 윈도우가 커짐에 따라 검출 오류 확률(False Alarm Probability)은 커지며 검출 확률(Detection Probability)은 감소하게 된다. In addition, assuming that the same access channel detection algorithm is applied, as the detection window increases, the detection alarm probability increases and the detection probability decreases.

일반적으로 수신기에서는 검출 오류 확률을 일정 수준 이하로 유지시키도록 검출 알고리듬 및 파라미터를 선정하므로, 이와 같은 가정 하에서 검출 확률과 기지국 액세스 채널 평균 수신전력을 비교해 보면 환경에 따른 수신 성능을 비교할 수 있다. 만일 검출 윈도우가 커지면, 검출 확률은 감소하며 액세스 프리앰블의 평균 램프업 횟수가 증가하고 따라서 기지국 액세스 채널 평균 수신 전력이 커지는 효과가 유발되므로, 전체적으로 상향 채널 간섭이 증가하게 된다. In general, since a receiver selects a detection algorithm and a parameter to maintain a detection error probability below a certain level, comparing the detection probability with the average access power of the base station access channel under this assumption, it is possible to compare the reception performance according to the environment. If the detection window is large, the detection probability decreases and the average number of ramp-ups of the access preamble increases, thus increasing the base station access channel average received power, thereby increasing the overall up channel interference.

따라서, 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템을 적용하면 상대적으로 검출 윈도우 크기를 줄일 수 있어, 액세스 채널에 의한 상향 채널 간섭을 감소시키는 효과를 얻을 수 있으며, 셀 용량(Capacity)이 커지는 장점이 있다. Therefore, if the CDMA system according to the present invention is applied to the position estimation error correction method and system of the user terminal can relatively reduce the detection window size, it is possible to obtain the effect of reducing the up-channel interference by the access channel, the cell capacity (Capacity) has the advantage of increasing.

본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템이 어떠한 방법을 통해 상술한 장점을 가지게 되는지는 이후의 설명을 통해 충분히 이해할 수 있을 것이다.In the CDMA system according to the present invention, it will be fully understood from the following description that the method and the system of the position estimation error correction method of the user terminal have the advantages described above.

도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고유의 경로 지연을 설정할 수 있는 중계기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 중계기를 적용한 경우 기지국 송수신 타이밍과 사용자 단말기의 송수신 타이밍을 나타낸 도면이다.9 is a diagram schematically showing the internal configuration of a repeater that can set a unique path delay according to an embodiment of the present invention, Figure 10 is a base station transmission and reception timing and transmission and reception of the user terminal when applying the repeater according to the present invention It is a figure which shows the timing.

앞서 도 8을 참조하여 살펴본 바와 같이, 기지국(610)이 임의의 사용자 단말기로부터의 상향 액세스 채널 정보를 검출한 경우, 당해 상향 액세스 채널 정보의 검출 타이밍 정보만으로는 당해 수신 신호가 직접 기지국(610)으로 수신된 것인지 아니면 특정 중계기를 거쳐 기지국(610)으로 수신되었는지를 구분할 수 없다. As described above with reference to FIG. 8, when the base station 610 detects uplink channel information from any user terminal, only the detection timing information of the uplink channel information corresponds to the received signal to the base station 610. Whether it is received or received through the specific repeater to the base station 610 can not be distinguished.

특히 멀티드롭형 중계기에서는 같은 계층에 수 개의 중계기가 존재할 수 있으며, 또한 광케이블의 길이가 비슷한 중계기 반경 내의 사용자 단말기에서 송신된 신호들은 기지국(610)에서의 수신 타이밍이 거의 동일할 것이므로 그 경로의 판단은 더더욱 어려워진다.In particular, in the multi-drop repeater, several repeaters may exist in the same layer, and the signals transmitted from the user terminals within the repeater radius having the same length of the optical cable may have almost the same reception timing at the base station 610, and thus the determination of the path. Becomes even more difficult.

그러나, 만약 각각의 중계기가 신호 송수신시 중계기 고유의 경로 지연값을 설정하여 적용할 수 있다면, 기지국(610)에서 액세스 채널의 검출 시점만으로도 사용자 단말기로부터 전송된 당해 신호가 어떤 중계기를 거쳐 수신되었는지의 송수신 경로를 정확하게 예측할 수 있을 것이다.However, if each repeater can set and apply a path delay value unique to the repeater when the signal is transmitted and received, it is determined by which repeater the signal transmitted from the user terminal is received only at the time of detection of the access channel by the base station 610. You will be able to accurately predict the transmit and receive paths.

이하, 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 고유의 경로 지연을 설정할 수 있는 중계기의 구성을 설명하기로 한다. 다만, 도 9에 도시된 중계기의 구성은 고유의 경로 지연 설정이 가능한 본 발명의 특징을 설명하기 위해 간략하게 도시된 도면이며, 실질적으로는 도 9에 도시된 구성 이외에 필터, 먹스, 듀플렉서 등이 더 포함될 수 있으나 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a configuration of a repeater capable of setting a unique path delay according to the present invention will be described with reference to FIG. 9. However, the configuration of the repeater illustrated in FIG. 9 is a diagram briefly illustrated to explain the features of the present invention in which a unique path delay setting is possible. Subsequently, in addition to the configuration illustrated in FIG. 9, a filter, a mux, a duplexer, and the like may be used. It may be further included, but description thereof will be omitted.

도 9를 참조하면, 이동 통신 단말기로부터 수신된 신호를 기지국으로 전송하기 위하여, 본 발명에 따른 중계기는 이동 통신 단말기로부터 수신되는 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(910), 저잡음 증폭기(910)에 의해 증폭된 신호를 채널별로 신호처리하는 제1 RF부(915a), 제1 RF부(915a)에 의해 채널별로 신호 처리된 아날로그 신호를 IF(중간 주파수) 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터부(920), 디지털 신호로 변환된 IF 디지털 신호에 당해 중계기 고유의 지연 시간이 반영되도록 하는 제1 시간 지연부(925a), 제1 시간 지연부(925a)에 의해 시간 지연된 병렬 상태의 IF 디지털 신호를 직렬 상태의 IF 디지털 신호로 변환하는 P/S 컨버터부(930), P/S 컨버터부(930)에 의해 변환된 직렬 상태의 IF 디지털 신호를 광신호로 변환하여 기지국(또는 마스터 광중계기)으로 전송하는 광모듈부(940)를 포함한다. 또한, 중계기가 이동 통신 단말기로부터 수신된 신호를 기지국으로 전송할 수 있도록 저잡음 증폭기(910), 제1 RF부(915a), A/D 컨버터부(920), 제1 시간 지연부(925a), P/S 컨버터부(930), 광모듈부(940)를 제어하는 중계기 제어부(945)를 더 포함하고, 중계기 제어부(945)는 기지국으로부터 제어 채널을 통해 수신한 당해 중계기와 상응하는 지연 시간 정보를 제1 시간 지연부(925a)로 제공한다.9, in order to transmit a signal received from a mobile communication terminal to a base station, the repeater according to the present invention a low noise amplifier (LNA: Low Noise Amplifier) (910), amplifying a signal received from the mobile communication terminal, low noise The first RF unit 915a for signal-processing the signal amplified by the amplifier 910 for each channel and the analog signal signal-processed for each channel by the first RF unit 915a are converted into IF (intermediate frequency) digital signals. A / D converter 920, a parallel delayed by a first time delay unit 925a and a first time delay unit 925a to reflect the delay time inherent in the repeater to the IF digital signal converted into a digital signal. P / S converter unit 930 for converting the IF digital signal of the state into an IF digital signal of the serial state, and converts the IF digital signal of the serial state converted by the P / S converter unit 930 into an optical signal to the base station ( Or master optical relay ) And a light module unit 940 for transmission. In addition, the low noise amplifier 910, the first RF unit 915a, the A / D converter unit 920, the first time delay unit 925a, P so that the repeater can transmit a signal received from the mobile communication terminal to the base station. / S converter unit 930, the optical module unit 940 further includes a repeater control unit 945, the repeater control unit 945 is a delay time information corresponding to the repeater received through the control channel from the base station Provided to the first time delay unit 925a.

그리고, 본 발명에 따른 중계기는 기지국으로부터 수신된 신호를 이동 통신 단말기로 전송하기 위하여, 기지국(또는 마스터 광중계기)으로부터 수신되는 광신호를 무선 주파수로 변환하는 광모듈부(940), 광모듈부(940)에 의해 변환된 무선 주파수(즉, 직렬 상태의 IF 디지털 신호)를 병렬 상태의 IF 디지털 신호로 변환하는 S/P 컨버터부(950), 기지국으로부터 제어 채널을 통해 수신한 당해 중계기와 상응하는 지연 시간 정보를 제2 시간 지연부(925b)로 제공하는 중계기 제어부(945), IF 디지털 신호에 당해 중계기 고유의 지연 시간이 반영되도록 하는 제2 시간 지연부(925b), IF 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터부(955), D/A 컨버터부(955)에 의해 변환된 아날로그 신호를 채널별로 신호처리하는 제2 RF부(915b), 아날로그 신호를 증폭시켜 사용자 단말기로 전송하는 선형 전력 증폭기(LPA : Linear Power Amplifier)(960)를 포함한다.In addition, the repeater according to the present invention is an optical module unit 940, an optical module unit for converting an optical signal received from the base station (or master optical repeater) to a radio frequency in order to transmit a signal received from the base station to the mobile communication terminal S / P converter unit 950 for converting the radio frequency (that is, the IF digital signal in the serial state) converted by 940 to the IF digital signal in the parallel state, corresponding to the repeater received through the control channel from the base station The repeater control unit 945 for providing delay time information to the second time delay unit 925b, the second time delay unit 925b for allowing the delay time inherent to the repeater to be reflected in the IF digital signal, and the IF digital signal A second RF unit 915b for signal-processing the analog signal converted by the D / A converter unit 955 for conversion into a signal for each channel, and a user terminal by amplifying the analog signal A linear power amplifier (LPA) 960 is transmitted.

기지국은 자신이 포함된 셀 구조를 사전에 알고 있으므로, 지연 시간을 적절히 설정하여 중계기에 제어 채널을 통해 전송한다. 일반적으로 기지국과 중계기 사이에는 NMS(Network Management System) 채널이라는 제어 채널이 존재하고, 데이터 신호와는 달리 시분할다중화되어 광케이블을 통해 전송된다. 그러므로, 기지국에서 는 셀 구조에 고려하여, 상향 채널 신호의 최대 지연을 최소화하는 방향으로 각 중계기의 지연 시간을 설정한 후, 제어 채널을 이용하여 시간 지연 설정값을 전송하는 것이 효율적인 방법이 된다.Since the base station knows in advance the cell structure in which it is contained, the delay time is appropriately set and transmitted to the repeater through the control channel. In general, a control channel called an NMS (Network Management System) channel exists between a base station and a repeater, and unlike data signals, is time-division multiplexed and transmitted through an optical cable. Therefore, the base station sets the delay time of each repeater in the direction of minimizing the maximum delay of the up channel signal in consideration of the cell structure, and then transmits the time delay setting value using the control channel.

상술한 바와 같이 디지털 광중계기의 경우 신호를 IF(중간주파수) 디지털 신호로 바꾸어 전송하므로, 디지털 단에서 원하는 정도로 세밀히 시간 지연을 주는 것이 가능하다. 그러나, RF 중계기의 경우 아날로그 소자에 의해 원하는 만큼 세밀히 지연 시간을 조정하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에, RF 디지털 중계기의 형태로 변환하여야 제안하는 구조가 가능해 진다. 즉 RF 신호를 IF 신호로 다운컨버팅한 후 A/D 변환에 의해 디지털 신호로 바꾸고, 디지털 단에서 지연시킨 후 다시 업컨버팅하여 중계하는 방식이다. As described above, in the case of the digital optical repeater, the signal is converted into an IF (intermediate frequency) digital signal and transmitted, so that it is possible to give a time delay in the digital stage as much as desired. However, in the case of the RF repeater, it is difficult to adjust the delay time as precisely as desired by the analog device, so that the proposed structure can be obtained by converting the RF repeater into the form of the RF digital repeater. In other words, after converting the RF signal to the IF signal, the A / D conversion converts the digital signal into a digital signal, delays the digital signal, and then converts it upconverting again.

도 10은 본 발명에 따른 중계기를 적용한 경우 기지국 송수신 타이밍과 사용자 단말기의 송수신 타이밍을 나타낸 도면이다. 즉, 도 10은 앞서 설명한 도 6의 셀 구조에서 본 발명에 따른 중계기(즉, 지연 시간을 설정할 수 있는 중계기)로 대체되었을 때의 송수신 타이밍을 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating a base station transmission and reception timing and a user terminal transmission and reception timing when the repeater according to the present invention is applied. That is, FIG. 10 is a diagram illustrating transmission and reception timing when the cell structure of FIG. 6 described above is replaced with a repeater (that is, a repeater capable of setting a delay time) according to the present invention.

앞서 도 6의 셀 구조에서 중계기 #1(620)과 기지국(610)간의 광케이블 거리d1_BR1을 3km, 중계기 #2(625)와 기지국(610)간의 광케이블 거리 d1_BR2를 4km로 가정하고, 또한 중계기 #3(630)과 기지국(610)간의 거리 d2_BR3은 2km, 중계기 #4(635)와 기지국(610)간의 광케이블 거리 d2_BR4를 3km라고 가정해 보자. In the cell structure of FIG. 6, it is assumed that the optical cable distance d1 _BR1 between the repeater # 1 620 and the base station 610 is 3 km, and the optical cable distance d1 _BR2 between the repeater # 2 625 and the base station 610 is 4 km. Assume that the distance d2 _BR3 between # 3 630 and the base station 610 is 2 km, and the optical cable distance d2 _BR4 between the repeater # 4 635 and the base station 610 is 3 km.

이 경우, 중계기 #1(620)의 라운드 트립 지연 시간(광케이블 지연 시간 포함 - 이하 동일함)하여 120칩, 이와 병렬로 연결된 중계기 #2(625)의 라운드 트립 지연 시간은 200칩으로 설정하고, 중계기 #3(630)의 라운드 트립 지연시간은 280칩, 중계기 #4(635)의 라운드 트립 지연시간을 360칩으로 설정한다면, 기지국(610)에서의 신호 수신 타이밍은 도 10과 같이 나타난다.In this case, the round trip delay time of the repeater # 1 620 (including the optical cable delay time-is the same below) is 120 chips, and the round trip delay time of the repeater # 2 625 connected in parallel is set to 200 chips. If the round trip delay time of the repeater # 3 630 is 280 chips and the round trip delay time of the repeater # 4 635 is 360 chips, the signal reception timing of the base station 610 is shown in FIG. 10.

따라서, 도 10에 도시된 바와 같이 기지국(610)이 액세스 채널을 수신한 타이밍만으로도 사용자 단말기로부터 전송된 당해 신호가 어떤 중계기를 거쳐 기지국(610)으로 수신되는지를 알 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 10, it is possible to know through which repeater the signal transmitted from the user terminal is received to the base station 610 only by the timing at which the base station 610 receives the access channel.

도 11은 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 방법의 수행을 위해 기지국과 기지국 제어기에서의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.11 is a flowchart illustrating an operation process of a base station and a base station controller for performing a method of estimating a location of a user terminal in a CDMA system according to the present invention.

도 11을 참조하면, 기지국(610)은 단계 1120에서 코어망(core network)으로부터 사용자 단말기의 위치 등록을 위한 액세스 채널의 메시지가 수신되는지 여부를 검사한다. 단계 1120의 검사 결과로 랜덤 액세스 채널의 메시지가 수신되는 경우에는 단계 1125로 진행하고, 그렇지 않은 경우에는 단계 1120에서 액세스 채널의 메시지가 수신될 때까지 대기한다.Referring to FIG. 11, in step 1120, the base station 610 determines whether a message of an access channel for location registration of a user terminal is received from a core network. If the message of the random access channel is received as a result of the check of step 1120, the flow proceeds to step 1125, otherwise, the process waits until the message of the access channel is received in step 1120.

랜덤 액세스 채널의 메시지가 수신되는 경우, 기지국(610)은 단계 1125에서 당해 랜덤 액세스 채널의 메시지가 수신된 타이밍을 검출함으로써 당해 신호의 전송 경로(즉, 중계기 통과 여부 및 경로)를 판정한다. 그리고, 단계 1130에서 기지국(610)은 사용자 단말기의 위치 등록을 위한 랜덤 액세스 채널의 메시지에 중계기 통과 경로 정보를 추가하여 기지국 제어기(1110)로 전송한다.When a message of the random access channel is received, the base station 610 determines in step 1125 the transmission path of the signal (ie, whether the relay has passed and the path) by detecting the timing at which the message of the random access channel was received. In operation 1130, the base station 610 adds the relay pass path information to the message of the random access channel for location registration of the user terminal and transmits it to the base station controller 1110.

기지국 제어기(1110)는 단계 1135에서 기지국(610)으로부터 수신된 중계기 통과 경로 정보가 추가된 랜덤 액세스 채널의 메시지, 사용자 단말기 식별 정보 등을 저장한 후, 단계 1140에서 임의의 사용자 단말기로부터 위치 추정 서비스 요청이 수신되는지 여부를 검사한다.The base station controller 1110 stores the message of the random access channel to which the relay pass path information received from the base station 610 is added, the user terminal identification information, etc. in step 1135, and then the location estimation service from any user terminal in step 1140. Check whether a request is received.

단계 1140의 검사 결과로 위치 추정 서비스 요청이 수신되는 경우에는 단계 1145로 진행하고, 단계 1145에서 기지국 제어기(1110)는 수 개의 기지국으로부터 수신되어 단계 1135를 통해 저장된 메시지를 이용하여 당해 사용자 단말기로부터 수신되는 신호의 중계기 통과 경로를 검색한다. 상술한 위치 추정 서비스 요청은 위치 추정을 통해 수행될 수 있는 위치 기반 서비스(LBS) 제공 요청일 수 있다.If the location estimation service request is received as a result of the check in step 1140, the process proceeds to step 1145. In step 1145, the base station controller 1110 is received from the user terminal using a message received from several base stations and stored through step 1135. Search for the repeater pass path of the signal. The above-described location estimation service request may be a request for providing a location based service (LBS) that can be performed through location estimation.

단계 1150에서 기지국 제어기(1110)는 단계 1145를 통해 검색된 중계기 통과 경로 정보, 중계기 자체의 오차 정보 등을 이용하여 OTDOA 방식에 의한 사용자 단말기의 위치 추정을 수행한다. In step 1150, the base station controller 1110 estimates the position of the user terminal by the OTDOA method using the repeater pass path information, the error information of the repeater itself, and the like found in step 1145.

도 12는 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 OTDOA 방식에 의한 사용자 단말기 위치 추정 과정을 상세히 나타낸 데이터 흐름도이다.12 is a detailed data flow diagram illustrating a process of estimating a location of a user terminal using an OTDOA method in a CDMA system according to the present invention.

도 12를 참조하면, 기지국 제어기(1110)는 단계 1230에서 코어망(1210)으로부터 사용자 단말기의 위치 등록 요청(Location Request)을 수신하고, 단계 1235에서 사용자 단말기(1220)로 OTDOA 측정 요청(OTDOA measurement request)을 전송한다. 또한, 기지국 제어기(1110)는 단계 1240에서 사용자 단말기에서의 다운링크(DL) 전송의 수신과 사용자 단말기로부터의 업링크(UL) 전송의 전송간의 시간인 UE Rx-Tx 타이밍차 요청(UE Rx-Tx timing request)을 사용자 단말기(1220)로 전송한다.Referring to FIG. 12, the base station controller 1110 receives a location registration request of a user terminal from the core network 1210 in step 1230, and performs an OTDOA measurement request to the user terminal 1220 in step 1235. send request). In addition, the base station controller 1110 may request UE Rx-Tx timing difference (UE Rx−), which is a time between reception of downlink (DL) transmission at the user terminal and transmission of uplink (UL) transmission from the user terminal at step 1240. Tx timing request) is transmitted to the user terminal 1220.

사용자 단말기(1220)는 OTDOA 측정 정보(OTDOA measurement report)와(단계 1240), UE Rx-Tx 타이밍차 정보(UE Rx-Tx timing report)를 기지국 제어기(1110)로 전송한다. 사용자 단말기(1220)가 기지국 제어기(1110)로 보내는 OTDOA 측정 정보(OTDOA measurement report)에는 여러 기지국간의 SFN-SFN 차이가 포함된다.The user terminal 1220 transmits the OTDOA measurement report (OTDOA measurement report) (step 1240) and the UE Rx-Tx timing difference information (UE Rx-Tx timing report) to the base station controller 1110. The OTDOA measurement report sent by the user terminal 1220 to the base station controller 1110 includes the SFN-SFN difference between the various base stations.

이후, 기지국 제어기(1110)는 기지국(610)으로부터 사용자 단말기(1220)로 다운링크(DL) 전송을 하고, 이 다운링크(DL) 전송에 응답하여 사용자 단말기(1220)로부터 기지국(610)에 업링크(UL) 전송이 수신될 때까지 걸리는 시간인 RTT 측정 요청(RTT measurement request)을 하나 이상의 기지국(610)으로 전송한다.Subsequently, the base station controller 1110 transmits a downlink (DL) from the base station 610 to the user terminal 1220, and then moves up from the user terminal 1220 to the base station 610 in response to the downlink (DL) transmission. The RTT measurement request, which is a time taken until a link (UL) transmission is received, is transmitted to one or more base stations 610.

기지국(610)은 단계 1260에서 RTT 측정 요청에 상응하는 RTT 측정 응답을 기지국 제어기(1110)로 전송하며, RTT 측정 응답에는 사용자 단말기 신호의 중계기 통과 경로 정보가 포함된다. 그리고, 기지국(610)은 단계 1265에서 당해 기지국의 위치 정보를 기지국 제어기(1110)로 더 전송할 수 있다. 이와 같이, 기지국 제어기(1110)는 각 기지국의 라운드 트립 시간지연 정보를 요구할 수 있으며, 기지국은 이에 관한 응답을 하게 된다.The base station 610 transmits an RTT measurement response corresponding to the RTT measurement request to the base station controller 1110 in step 1260, and the RTT measurement response includes relay pass path information of the user terminal signal. In operation 1265, the base station 610 may further transmit location information of the base station to the base station controller 1110. As such, the base station controller 1110 may request the round trip time delay information of each base station, and the base station responds to this.

기지국 제어기(1110)는 사용자 단말기(1220) 및 기지국(610)으로부터 수신되는 응답 정보를 이용하여 사용자 단말기(1220)의 위치 추정을 하게 되고, 추정된 위치 정보를 단계 1270을 통해 코아망으로 전송한다. 또한, 기지국 제어기(1110)는 사용자 단말기(1220)의 위치 추정 과정에서 중계기 자체에 의한 오차를 보정할 수 있도록 한다.The base station controller 1110 estimates the position of the user terminal 1220 using response information received from the user terminal 1220 and the base station 610, and transmits the estimated position information to the core network through step 1270. . In addition, the base station controller 1110 may correct an error caused by the repeater itself in the position estimation process of the user terminal 1220.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 사용자 단말기의 위치 추정 오류 보정 방법 및 시스템은 CDMA 시스템에서 사용자 단말기와 기지국간의 신호 송수신 과정에 중계기가 개입되어 있는 경우, 중계기에 의해 발생될 수 있는 위치 추정 오류를 보상함으로써 사용자 단말기의 정확한 위치를 추정할 수 있다.As described above, in the CDMA system according to the present invention, a method and a system for correcting a position estimation error of a user terminal may be estimated by a repeater when a repeater is involved in a signal transmission / reception process between a user terminal and a base station in a CDMA system. By compensating for the error, the exact position of the user terminal can be estimated.

또한, 본 발명은 하나의 기지국에 다수의 광중계기가 계층적 구조로 결합된 경우에도 중계기의 존재를 고려하여 위치 추정의 오차를 현저히 감소시킬 수 있다.In addition, the present invention can considerably reduce the error of position estimation in consideration of the existence of the repeater even when a plurality of optical repeaters are combined in a hierarchical structure in one base station.

또한, 본 발명은 각각의 중계기에 대한 고유한 지연시간을 할당하여 기지국에서 특정 중계기로부터 특정 신호를 수신한 경우, 기지국은 당해 신호의 수신 타이밍 검출만으로도 어떤 중계기를 통해 해당 신호가 전송되었는지 여부를 쉽게 판별할 수 있도록 한다. 또한 이와 같은 당해 신호의 전송 경로 정보를 이용하여 당해 사용자 단말기의 위치를 보다 정확하게 추정할 수 있으며, 결과적으로 보다 바람직한 위치 기반 서비스의 제공이 가능해진다.In addition, when the base station receives a specific signal from a specific repeater by allocating a unique delay time for each repeater, the base station can easily determine whether the corresponding signal is transmitted through which repeater only by detecting a reception timing of the signal. To be able to determine. In addition, the location of the user terminal can be estimated more accurately by using the transmission path information of the signal, and as a result, more preferable location-based service can be provided.

Claims

In a mobile communication network coupled in the order of a base station controller, a base station, a repeater and a user terminal through a communication network, the method of the base station controller to estimate the position of the user terminal,

Transmitting, by a repeater, the uplink channel signal to a base station after a time elapsed corresponding to a predetermined time delay value for the uplink signal received from the user terminal;

After the base station determines the transmission path of the uplink channel signal using the detection timing of the uplink signal received from the repeater, and transmitting the transmission path information and the uplink channel signal to the base station controller, wherein the transmission path Includes repeater information for relaying the up channel signal;

Estimating the location of the user terminal by the base station controller using the transmission path information received from at least one base station and the inherent error information of the repeater corresponding to the transmission path information.

Position estimation error correction method of the user terminal comprising a.

The method of claim 1,

Transmitting, by the base station, the time delay value to the repeater through a control channel

Position estimation error correction method of the user terminal further comprising.

The method of claim 1,

The estimating of the position of the user terminal by the base station controller,

Storing the transmission path information received from the base station and identification information of the user terminal transmitting the uplink channel signal;

Detecting a transmission path information using identification information of the user terminal when a location based service request is received from the user terminal;

Estimating the location of the user terminal using inherent error information of the repeater corresponding to the detected transmission path;

Transmitting the estimated location to a location based service providing system corresponding to the location based service request.

Position estimation error correction method of the user terminal comprising a.

The method of claim 1,

Transmission of the uplink channel signal is performed through a random access channel (RACH)

Position estimation error correction method of the user terminal characterized in that.

The method of claim 1,

The repeater includes a multi-drop repeater consisting of a plurality of repeaters,

The time delay value is a predetermined value so that the repeater can be distinguished from other repeaters.

The method of claim 1,

The method for estimating the location of the user terminal by the base station controller is to apply a location estimation method based on Observed Time Difference Of Arrival (OTDOA) method.

In the mobile communication service system coupled to the user terminal and a repeater, a base station, and a base station controller in order to estimate the location of the user terminal,

The repeater,

A time delay unit for transmitting the uplink channel signal received from the user terminal to a base station, delaying a transmission time point of the uplink channel signal after a time elapsed corresponding to a predetermined time delay value for the repeater; And

A repeater controller configured to manage the time delay value so that the time delay value is applied to the uplink channel signal,

The base station,

A detection timing determination unit determining a detection timing of the uplink channel signal received from the repeater;

A transmission path determining unit determining the transmission path of the uplink channel signal using the detection timing; And

And a transmitter configured to transmit the uplink channel signal and the transmission path information to the base station controller.

The base station controller,

A storage unit for storing the transmission path information received from at least one base station and identification information of the user terminal that has transmitted the uplink channel signal; And

And a position estimator for estimating the position of the user terminal by using the inherent error information of the repeater corresponding to the transmission path information.

The method of claim 7, wherein

The repeater,

Receiving unit for receiving the time delay value unique to the repeater from the base station

Position estimation error correction system of the user terminal further comprising.