KR20020052561A - Method for Measuring Position in Time Division Duplex mode - Google Patents

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KR20020052561A
KR20020052561A KR1020000081948A KR20000081948A KR20020052561A KR 20020052561 A KR20020052561 A KR 20020052561A KR 1020000081948 A KR1020000081948 A KR 1020000081948A KR 20000081948 A KR20000081948 A KR 20000081948A KR 20020052561 A KR20020052561 A KR 20020052561A
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권혁준
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구자홍
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Abstract

PURPOSE: A method for measuring positions at a TDD(Time Division Duplex) mode is provided to use an OTDOA(Observed Time Difference Of Arrival) at a narrowband TDD mode having a different structure from a wideband TDD mode. CONSTITUTION: In a TDD mode having a low-speed chip rate, a radio frame, a length of 10ms, is composed of two sub frames having a length of 5ms. Each sub frame is divided into 7 traffic slots and 3 time slots. Slot numbers(TsN) are allocated to the 7 slots respectively. The 3 time slots having special functions are located between slot numbers Ts0 and Ts1. A guard period and a DwPTS(Downlink Pilot Time Slot) are regularly located after Ts0 so that a Node-B can execute a synchronization procedure and a user who transmits an UpPTS(Uplink Pilot Time Slot) cannot interrupt a user from transmitting another user's DwPTS.

Description

시분할 듀플렉스 모드에서의 위치 측정 방법{Method for Measuring Position in Time Division Duplex mode}Method for measuring position in time division duplex mode

본 발명은 차세대 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 1.28Mcps의 저속 칩 레이트를 갖는 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex :TDD) 모드에서의 위치 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a next generation mobile communication system, and more particularly, to a position measurement method in a time division duplex (TDD) mode having a low chip rate of 1.28 Mcps.

일반적으로 종래의 위치 측정 방법에는 셀 식별자(cell Identifier) 기반의 위치 측정 방식과, 하향링크의 아이들 주기(Idle Period Downlink ; 이하, IPDL이라 약칭함)에서 관측 도래 시간차(Observed Time Difference of Arrival ; 이하, OTDOA라 약칭함)에 의한 위치 측정 방식과, 네트워크 보조 지피에스(network assisted GPS)를 이용한 방식과, 도래각(Arrival Of Angle ; 이하, AOA 라 약칭함)을 이용한 방식 등이 있다.In general, the conventional position measurement method includes a cell identifier-based position measurement method and an Observed Time Difference of Arrival (hereinafter, referred to as IPDL). , OTDOA), a method using a network assisted GPS, an Arrival Of Angle (hereinafter referred to as AOA), and the like.

특히, 상기 하향링크의 아이들 주기에서 관측 도래 시간차(Observed Time Difference of Arrival-Idle Period Downlink ; 이하, OTDOA-IPDL 이라 약칭함)에 의한 위치 측정 방식은 UE에서 수신된 하향링크(Downlink) 공통 파일럿 채널(Common Pilot Channel ; 이하, CPICH 라 약칭함) 신호의 OTDOA를 사용하는 방식으로, 이 원리를 도 1에 나타내었다.In particular, a position measurement method using an Observed Time Difference of Arrival-Idle Period Downlink (hereinafter, abbreviated as OTDOA-IPDL) in the downlink idle period is a downlink common pilot channel received at the UE. This principle is illustrated in FIG. 1 in a manner of using OTDOA of a (Common Pilot Channel; hereinafter abbreviated as CPICH) signal.

도 1은 OTDOA를 사용한 UE 위치 측정 원리를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a UE location measurement principle using OTDOA.

도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 OTDOA를 사용한 위치 측정 방식에서 측정된 OTDOA 값은 관측된 송신기의 지리적 위치와 하향링크 채널 신호의 실제 상대적 전송 시간차와 함께 결합되어 사용자 장치(User Equipment ; 이하, UE라 약칭함)의 위치를 측정하는데 사용된다. 한 쌍의 하향링크 채널 신호 전송의 OTDOA 측정값들은 UE가 위치할 수 있는 일정한 차이의 쌍곡선을 그린다. 이 때 UE의 위치는 최소한 두 쌍의 Node-B들에 대한 이러한 쌍곡선의 교차점으로 결정된다.As shown in FIG. 1, first, an OTDOA value measured in a position measurement method using OTDOA is combined with an actual relative transmission time difference of a downlink channel signal and a geographical position of an observed transmitter, and thus, a user equipment (hereinafter referred to as UE). (Abbreviated as D)). The OTDOA measurements of a pair of downlink channel signal transmissions plot a hyperbolic constant difference in which the UE can be located. The location of the UE is then determined by the intersection of these hyperbolas for at least two pairs of Node-Bs.

OTDOA를 사용하는 방식의 경우 위치 측정의 정확성은 시간 측정의 정확성과, 고려된 Node-B의 상대적인 위치, 그리고 다중경로 전파에 달려있다.For the OTDOA approach, the accuracy of the position measurement depends on the accuracy of the time measurement, the relative position of the Node-B considered, and multipath propagation.

다음 기본적인 OTDOA 측정값은 해당 영역의 서비스를 담당하는 서빙 무선망 제어기(Serving Radio Network Controller ; 이하, SRNC 라 약칭함) 내의 위치 계산 기능(Position Calculation Function ; 이하, PCF 라 약칭함) 블록으로 보내진다.The next basic OTDOA measurement is sent to the Position Calculation Function (hereinafter referred to as PCF) block in the Serving Radio Network Controller (hereinafter referred to as SRNC) that is responsible for servicing the area. .

그 PCF 블록은 OTDOA 측정값과, 보통 지피에스(Global Positioning System ; 이하, GPS 라 약칭함) 수신기의 정보로부터 미리 알려진 송신기 위치와, 전송신호의 상대적 시간차(Relative Time Difference ; 이하, RTD 라 약칭함)를 결합하여 UE의 위치를 결정한다.The PCF block consists of OTDOA measurements, commonly known transmitter positions from information from the Global Positioning System (hereinafter referred to as GPS) receiver, and the relative time difference between the transmitted signal (abbreviated as RTD). Combine to determine the location of the UE.

이러한 OTDOA를 사용한 UE 위치 측정 방식을 이용하기 위해서는, 하향링크 전송신호들의 RTD가 PCF 블록에 제공되어야 하는데, 만약 시스템측(Universal Terrestrial Radio Access Network ; 이하, UTRAN 이라 약칭함) 송신기가 비동기되어 있을 경우에는 하향링크 전송신호들의 RTD는 시간에 따라 변한다. 따라서 규칙적인 RTD 측정이 이루어져야 하며, 그에 따라 PCF 블록에서는 측정된 RTD 값들의 갱신이 요구된다.In order to use the UE positioning method using the OTDOA, RTDs of downlink transmission signals should be provided to the PCF block, if the system side (Universal Terrestrial Radio Access Network; hereinafter, UTRAN) transmitter is asynchronous. RTDs of downlink transmission signals change with time. Therefore, a regular RTD measurement should be made, and accordingly, the PCF block needs to update the measured RTD values.

그런데, 어떤 무선 환경에서는 위치 측정 대상이 되는 UE가 다른 특정 Node-B로부터의 하향링크 CPICH를 측정하지 못할 수도 있다. 이는 해당 UE가 어느 특정한 Node-B에 깊숙이 들어가 그 Node-B에 거의 근접해 있을 경우로써, 이 때는 UE의 수신기가 그 Node-B의 강한 국부 전송신호들에 의해 막혀있기 때문이다. 이러한 것을 신호의 도달 가능성(Hearability) 문제라 한다.However, in some wireless environments, a UE, which is a location measurement target, may not measure downlink CPICH from another specific Node-B. This is the case when the UE enters a certain Node-B and is close to the Node-B, since the receiver of the UE is blocked by the strong local transmission signals of the Node-B. This is called the signal's reachability problem.

OTDOA 방식에서 이러한 신호의 도달 가능성(Hearability)을 높이기 위해 아이들 주기(IP : Idle Period)를 이용하는 방식이 OTDOA-IPDL 방식이다.The OTDOA-IPDL method uses an idle period (IP) in order to increase the reachability of such a signal in the OTDOA method.

IPDL에서 각각의 Node-B들은 그 짧은 주기동안 신호 전송을 중지한다. 이렇게 특정 Node-B의 아이들 주기(IP) 동안 셀 영역 내의 UE들은 다른 Node-B들의 전송신호를 측정할 수 있기 때문에 신호의 도달 가능성(Hearability)을 높일 수 있다. 결국 신호의 도달 가능성(Hearability) 문제를 극복할 수 있다.Each Node-B in the IPDL stops transmitting signals for that short period. In this manner, UEs in a cell region may measure transmission signals of other Node-Bs during an idle period (IP) of a specific Node-B, thereby improving signal reachability. As a result, the signal's reachability problem can be overcome.

그리고 또한 그 아이들 주기(IP) 동안 RTD 측정이 이루어진다. 이 OTDOA-IPDL 방식은 하향링크 전송을 기본으로 하기 때문에 보다 효과적으로 여러 많은 UE에 대해 위치 정보 서비스를 동시에 제공할 수 있다.And also RTD measurements are made during the idle period (IP). Since the OTDOA-IPDL scheme is based on downlink transmission, it is possible to more effectively provide location information service for many UEs simultaneously.

한편, 현재 협대역 TDD(1.28Mcps)에서의 위치정보 서비스로 제안된 방식은 없다. 그러므로, 종래 기술에 대한 문제점 기술은 주파수 분할 듀플렉스(Frequency Division Duplex;이하, FDD라 약칭함) 위치정보 서비스에 사용되면서 시분할 듀플렉스(Time Division Duplex ; 이하 TDD라 약칭함)에서도 기본 원리로 사용되는 OTDOA를 적용하는데 있어서, FDD와 협대역 TDD와의 구조 차이로 인한 위치정보 서비스 방법에 대한 차이점보다는 OTDOA의 적용 시에 발생하는 도달 가능성의 극복을 위한 방법에 있어서의 기존 방식인 문제점인 IPDL에 대해 기술한다.On the other hand, there is currently no method proposed as a location information service in narrowband TDD (1.28Mcps). Therefore, OTDOA, which is a problem of the prior art, is used for frequency division duplex (hereinafter referred to as FDD) location information service and is also used as a basic principle in time division duplex (hereinafter abbreviated as TDD). In this paper, we describe IPDL, which is a problem of the conventional method in overcoming the reachability that occurs in the application of OTDOA, rather than the difference in location information service method due to the difference in structure between FDD and narrowband TDD. .

OTDOA-IPDL에 의한 위치 측정 방식은 UE로의 하향링크 신호들을 측정하고, 이들을 결합하여 UE의 위치를 계산해야 한다. 즉 UE의 복잡도가 많이 증가된다. 그리고, UE가 임의의 Node-B의 내부 깊숙이 들어감에 따라 다른 Node-B로부터 전송되는 CPICH들을 수신하지 못하는 경우(OTDOA를 수행할 수 없음)를 대비하여 Node-B들은 임의의 순서로 순간적으로 일정 심볼 단위로 아무 신호도 전송하지 않는 슬롯 모드(Slotted Mode 또는 Compressed Mode)방식이 OTDOA의 옵션 방식으로 이용되는데, 이 슬롯 모드의 동작 실효성이 의문시되는 상황인 점을 고려하면 적용에 많은문제점이 있을 것으로 생각된다.The location measurement method by OTDOA-IPDL should measure downlink signals to the UE and combine them to calculate the location of the UE. That is, the complexity of the UE is greatly increased. And, in case the UE does not receive CPICHs transmitted from other Node-Bs as the UE enters deep into the arbitrary Node-Bs (which cannot perform ODOA), Node-Bs are instantaneously constant in an arbitrary order. The slot mode (Slotted Mode or Compressed Mode), which transmits no signal in symbol units, is used as an optional method of OTDOA, and there are many problems in application considering that the operation effectiveness of this slot mode is questionable. I think.

또한, 협대역 TDD는 광대역 TDD(3.84Mcps)와는 달리 CPICH와 동기화 채널(Synchronization Channel ;이하 SCH라 약칭함)이 따로 있지 않고, DwPTS가 그와 같은 기능을 한다. 그러므로, FDD 방식의 기본 위치정보 서비스 방식인 OTDOA를 그대로 적용하기 위해서는 FDD와는 다른 방식을 사용해야 한다.In addition, unlike the wideband TDD (3.84Mcps), the narrowband TDD does not have a CPICH and a synchronization channel (hereinafter, abbreviated as SCH), and the DwPTS performs the same function. Therefore, in order to apply OTDOA, which is the basic location information service method of the FDD method, a different method from the FDD should be used.

본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로, 광대역 TDD 방식과는 다른 구조를 갖는 협대역 TDD 방식에서 관측 시간 도래차(OTDOA)를 이용하기에 적당하도록 하는 시분할 듀플렉스 모드에서의 위치 측정 방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention has been made in view of the above points, and is a position measurement in time division duplex mode, which is suitable to use the observation time arrival difference (OTDOA) in a narrowband TDD scheme having a structure different from that of the wideband TDD scheme. To provide a method.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 TDD 방식과는 다른 구조를 갖는 협대역 TDD 방식에서 관측 시간 도래차(OTDOA)의 도달 가능성 극복에 적당하도록 하는 시분할 듀플렉스 모드에서의 위치 측정 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a position measurement method in time division duplex mode suitable for overcoming the reachability of observation time arrival difference (OTDOA) in a narrow band TDD scheme having a structure different from that of the wide band TDD scheme.

상기한 목적을 달성하기 위한 UE의 위치 측정의 특징은, 사용자가 복수의 기지국(Node-B)들로부터 하향링크 파일럿 타임 슬롯들의 수신 시간을 측정하는 단계와, 상기 측정된 수신 시간들을 시스템(UTRAN)에 전송하는 단계와, 시스템이 상기 수신 시간들에 의해 생성되는 그래프상의 교차점을 사용자 위치로 결정하는 단계를 포함하여 이루어진다.A feature of the UE's location measurement for achieving the above object is that the user measures the reception time of the downlink pilot time slots from a plurality of base stations (Node-B), and the measured reception times to the system (UTRAN) ) And determining, by the system, the intersection of the graph generated by the reception times as a user location.

바람직하게, 상기 그래프는 상기 파일럿 타임 슬롯들의 수신 시간이 같은 지점을 연결하여 생성되며, 상기 시스템이 사용자의 위치를 측정하는 동안에는 사용자가 있는 기지국들의 모든 다른 사용자들이 상향링크 파일럿 타임 슬롯들을 소정의 시간동안 전송하지 않는 것을 특징으로 한다.Preferably, the graph is generated by connecting points at which reception times of the pilot time slots are the same, and all other users of the base stations where the user is located may select uplink pilot time slots for a predetermined time while the system measures the position of the user. While not transmitting.

도 1은 OTDOA를 사용한 사용자 장치 위치 측정 원리를 나타낸 도면.1 illustrates the principle of user device position measurement using OTDOA.

도 2는 일반적인 1.28Mcps 시분할 듀플렉스(TDD) 모드의 무선 프레임 구조를 나타낸 도면.2 illustrates a radio frame structure in a typical 1.28 Mcps time division duplex (TDD) mode.

도 3은 도 2에 도시된 서브 프레임의 구조를 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating the structure of a subframe shown in FIG. 2;

도 4는 도 2에 도시된 타임 슬롯의 구조를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating the structure of a time slot shown in FIG. 2;

도 5는 도 2에 도시된 UpPTS 타임 슬롯의 구조를 나타낸 도면.FIG. 5 is a diagram showing the structure of an UpPTS time slot shown in FIG. 2; FIG.

도 6은 도 2에 도시된 DwPTS 타임 슬롯의 구조를 나타낸 도면.FIG. 6 is a diagram showing the structure of a DwPTS time slot shown in FIG. 2; FIG.

이하 본 발명에 따른 UE의 위치 측정 방법에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a method for measuring a location of a UE according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 일반적인 1.28 Mcps 시분할 듀플렉스(TDD) 모드의 무선 프레임 구조를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating a radio frame structure in a general 1.28 Mcps time division duplex (TDD) mode.

도 3은 도 2에 도시된 서브 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a structure of a subframe illustrated in FIG. 2.

도 2 또는 도 3을 참고하면, 저속의 칩레이트를 갖는 TDD 모드에서의 무선 프레임은 10ms 길이로 이루어지고, 이 무선 프레임은 5ms(6400칩) 길이로 이루어진 두 개의 서브 프레임으로 이루어진다. 상기 서브 프레임은 7개의 트래픽 슬롯들과, 특수한 기능의 3개의 타임슬롯들로 나뉘어지는데, 저속의 칩레이트를 갖는 TDD 모드에서는 상기 프레임 구조가 상향링크 또는 하향링크 타임 슬롯으로 적절히 나뉘어져 대칭 또는 비대칭 구조로 동작되어질 수 있다. 이때, 상기 7개의 슬롯들에는 각각의 슬롯 번호(TsN ; N은 0부터 6까지 증가하는 정수)들이 부여되는데, Ts0 타임 슬롯은 하향링크에, Ts1 타임 슬롯은 상향링크에 할당되는 타임슬롯이다. 또한, 상기 Ts0와 Ts1의 타임 슬롯 사이에는 특수한 기능들을 지닌 3개의 타임슬롯들이 위치하는데, 보호 구간(Guard Period ;이하 GP라 약칭함)과 하향링크 파일럿 타임 슬롯(Downlink Pilot Time Slot;이하, DwPTS라 약칭함)이 서브 프레임 내에서 Ts0 타임 슬롯 이후에 고정적으로 위치하여 사용자로 하여금 동기화를 잃지 않도록 하고, 기지국(Node-B)이 동기화 절차(DwPTS 채널을 통하여)를 수행하도록 한다. 또한, 상향링크 파일럿 타임 슬롯(Uplink Pilot Time Slot ;이하 UpPTS라 약칭함)들을 전송하는 사용자들로 하여금 다른 사용자의 DwPTS를 전송하는 사용자들을 방해하지 못하도록 한다.Referring to FIG. 2 or 3, a radio frame in a TDD mode having a low chip rate is 10ms long, and the radio frame is composed of two subframes 5ms (6400 chips) long. The subframe is divided into seven traffic slots and three time slots with special functions. In the TDD mode having a low chip rate, the frame structure is appropriately divided into uplink or downlink time slots so that a symmetrical or asymmetrical structure is provided. Can be operated. In this case, each of the seven slots is assigned a slot number (TsN; N is an integer increasing from 0 to 6), where Ts0 time slot is assigned to downlink and Ts1 time slot is assigned to uplink. In addition, three time slots having special functions are located between the time slots of Ts0 and Ts1. A guard period (hereinafter, abbreviated as GP) and a downlink pilot time slot (DwPTS) are provided. Is fixed after the Ts0 time slot in the subframe so that the user does not lose synchronization, and the base station Node-B performs the synchronization procedure (via the DwPTS channel). It also prevents users transmitting Uplink Pilot Time Slots (hereinafter, referred to as UpPTS) from interfering with users who transmit DwPTS of other users.

즉, 상기 DwPTS와 UpPTS 간에는 75㎲만큼의 GP가 있다. 이는 DwPTS가 셀 탐색이나 채널 추정에 있어 매우 중요하기 때문에 셀 내의 모든 UE에게로의 안전한 전송을 위해서 마련되었다. 이 75㎲ 시간은 다음 수학식 1에 따라 셀 반경 11.25Km를 보장한다.That is, there are 75 GPa between the DwPTS and UpPTS. This is provided for secure transmission to all UEs in a cell since DwPTS is very important for cell discovery or channel estimation. This 75 ms time guarantees a cell radius of 11.25 km according to the following equation.

, c는 광속도(velocity of light) , c is the velocity of light

여기서, dmax는 최대 셀 반경을, t_gap은 잠재적으로 간섭을 받는 하향링크 신호와, 잠재적으로 간섭하는 상향링크 신호의 시간차를 나타낸다.Here, d max represents the maximum cell radius, and t_gap represents the time difference between the potentially downlink signal and the potentially uplink signal.

즉, 상기 DwPTS가 Node-B로부터 송신된 후 75㎲ 동안은 주위 모든 UE들은 신호를 전송하지 않는다. 그 후에는 UpPTS, Ts1이 UE들로부터 송신된다. 이론상 신호는 셀 반경 11.25Km까지 UE로부터의 간섭이 없이 DwPTS가 전송된다.That is, all the surrounding UEs do not transmit a signal for 75ms after the DwPTS is transmitted from the Node-B. After that UpPTS, Ts1 is transmitted from the UEs. The signal is theoretically transmitted DwPTS without interference from the UE up to a cell radius of 11.25 km.

도 4는 도 2에 도시된 타임슬롯의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a structure of a timeslot shown in FIG. 2.

도 4를 참고하면, 타임슬롯은 일반적으로 352칩(Chips)을 갖는 데이터 심볼 필드 2개와, 이 필드 사이에 전송되는 미드앰블(Midamble) 필드와, 16칩의 GP 필드로 구성된다.Referring to FIG. 4, a timeslot generally includes two data symbol fields having 352 chips, a midamble field transmitted between these fields, and a 16-chip GP field.

여기서, 미드앰블(Midamble ; 144칩)은 FDD의 파일럿 심볼들과 같은 필드로서 기지국은 같은 슬롯에 위치하는 각 사용자들의 미드앰블 필드를 측정하여 전력 레벨과 시프팅(shifting)된 전송 타이밍을 추정할 수 있도록 한다. 그리고, 다음 하향 링크 타임 슬롯상에 동기화 시프팅 및 전력 제어 신호를 전송함으로써, 사용자가 전송(Tx) 타이밍 및 전송 전력 레벨을 적절히 조정할 수 있도록 하여 상향 링크 동기화가 유지된다.Here, the midamble (144 chips) is the same field as the pilot symbols of the FDD, and the base station measures the midamble field of each user located in the same slot to estimate the power level and shifted transmission timing. To be able. In addition, by transmitting synchronization shifting and power control signals on the next downlink time slot, uplink synchronization is maintained by allowing the user to appropriately adjust the transmission (Tx) timing and transmission power level.

참고적으로, 상기 UpPTS는 도 5에 도시된 바와 같이 SYNC1 필드(128칩)와, GP 필드(32칩)로 이루어진다. 상기 UpPTS는 총 125us 길이를 갖는 타임슬롯으로서, 사용자는 5ms 서브 프레임마다 한 번씩 상기 UpPTS를 보낼 수 있다. UpPTS는 SYNC1 필드(128칩)와, GP 필드(32칩)로 이루어진다. 상기 UpPTS는 총 125us 길이를 갖는 타임슬롯으로서, 사용자는 5ms 서브 프레임마다 한 번씩 상기 UpPTS를 보낼 수 있다. 여기서, SYNC1은 128칩의 직교 골드(gold) 시퀀스로 이루어진 것으로, 기지국(또는 셀)당 8개의 직교 골드 코드들이 할당되어 있다.For reference, the UpPTS includes a SYNC1 field (128 chips) and a GP field (32 chips) as shown in FIG. The UpPTS is a time slot having a total length of 125us, and a user may send the UpPTS once every 5ms subframe. The UpPTS consists of a SYNC1 field (128 chips) and a GP field (32 chips). The UpPTS is a time slot having a total length of 125us, and a user may send the UpPTS once every 5ms subframe. Here, SYNC1 is composed of an orthogonal gold sequence of 128 chips, and eight orthogonal gold codes are allocated per base station (or cell).

기지국(Node-B)은 이 UpPTS의 전송 타이밍과 전력 레벨을 측정한 후 하향링크 고속 물리 액세스 채널(Fast Physical Access Channel : FPACH)을 통해 전송 타이밍 조정과, 전력 조정 명령을 내린다. 이 정보를 통해 사용자는 상향링크시 물리 랜덤 액세스 채널(PRACH)을 통하여 정확한 전송 타이밍과 전력으로 신호를 보낼 수 있게 된다.After measuring transmission timing and power level of the UpPTS, the base station Node-B issues transmission timing adjustment and power adjustment command through a downlink fast physical access channel (FPACH). This information allows the user to signal at the correct transmission timing and power over the physical random access channel (PRACH) in uplink.

또한, 상기 DwPTS는 도 6에 도시된 바와 같이 총 75us 길이를 갖는 타임슬롯으로서, 사용자는 5ms 서브 프레임마다 한 번씩 상기 DwPTS를 보낼 수 있다. DwPTS는 SYNC 필드(64칩)와, GP 필드(32칩)로 이루어진다. 이 DwPTS는 협대역 TDD 방식에서의 초기 셀 탐색 및 채널 추정을 하는데 필요하다.In addition, the DwPTS is a timeslot having a total length of 75us as shown in FIG. 6, and a user may send the DwPTS once every 5ms subframe. The DwPTS consists of a SYNC field (64 chips) and a GP field (32 chips). This DwPTS is required for initial cell search and channel estimation in the narrowband TDD scheme.

이와 같은 무선 프레임 구조를 갖는 협대역 TDD에서의 UE 위치 측정 방법은 다음과 같은 절차에 의하여 이루어진다.The UE location measurement method in narrowband TDD having such a radio frame structure is performed by the following procedure.

기본 위치정보 서비스 동작Default geolocation service behavior

TDD 시스템은 기본적으로 Node-B간에 동기가 되어있다. 그리고, UE는 현재의 서빙 Node-B로부터 DwPTS를 수신하고, 이를 통해 셀 탐색을 하게된다. UE는 주위의 다른 Node-B들로부터의 DwPTS도 수신하게 된다. 이때, UE의 Node-B로부터의 DwPTS들의 도착시간의 차이들을 이용하여 도 1에서처럼 쌍곡선을 얻을 수 있으며, 이는 주위 Node-B로부터의 도착 시간차가 일정한 지점을 연결한 것이다. UE는 이 측청치들을 시스템측(Universal Tessestrial Radio Access Network : UTRAN)으로 보내고, 이 UTRAN은 이 두 개 이상의 쌍곡선의 교차점을 현재 찾고자 하는 UE의 위치로 결정한다.TDD system is basically synchronized between Node-B. In addition, the UE receives the DwPTS from the current serving Node-B and performs cell discovery through the UE. The UE will also receive DwPTS from other Node-Bs in the vicinity. At this time, a hyperbolic curve can be obtained as shown in FIG. 1 by using differences in arrival times of DwPTSs from a Node-B of a UE, which is a point where a difference in arrival time from a neighboring Node-B is constant. The UE sends these observations to the system side (Universal Tessestrial Radio Access Network (UTRAN)), which determines the intersection of these two or more hyperbolas as the location of the UE currently looking for.

즉, 이와 같이 상기 협대역 TDD 시스템의 초기 셀 탐색은 DwPTS의 SYNC를 이용하여 이루어지는데, 임의의 Node-B가 32개의 PN(Pseudo Noise) 시퀀스 셋에서 하나를 선택하여 상기 DwPTS를 통하여 UE에게 전송하므로, UE는 SYNC 코드에 정합하는 하나 이상의 정합 필터(Matched Filter)를 이용하여 그 값이 최대가 되는 PN 시퀀스를 알아낸다. 즉, UE는 상기 정합 필터를 이용하여 총 32개의 SYNC 코드중 어떤 것이 이용되었는지를 알아낸다. 이후에 UE는 프라이머리 공통 제어 물리 채널(Primary-Common Control Physical Channel ;이하, P-CCPCH)의 미드앰블을 수신한다. 상기 P-CCPCH는 DwPTS 앞 슬롯인 Ts0에 할당되어 있다. 현재의 협대역 TDD에서는 하나의 SYNC당 4개의 기본 미드앰블이 할당되어 있고, 총 32개의 SYNC 코드가 있으므로, 총 128개의 미드앰블이 있다. 기본 미드앰블 코드 번호를 4로 나누면 이는 SYNC 코드 번호가 된다. SYNC 코드와 기본 미드앰블 코드 그룹은 일대일로 매핑된다. 즉, SYNC가 검출되면, 128개의 기본 미드앰블 중에서 4개의 기본 미드앰블이 결정된다. 그러면, UE는 시행착오를 거쳐 4개중 하나의 기본 미드앰블 코드를 알아내며, 똑같은 기본 미드앰블이 프레임에 걸쳐 사용된다. 그리고, 각각의 기본 미드앰블 코드는 스크램블링 코드와 연관되어 있기 때문에 스크램블링 코드도 그 순간 알 수 있게 된다. 이후 보다 더 자세한 방송 정보를 알아내기 위해서는 P-CCPCH의 방송 채널(Broadcast Channel; 이하,BCH라 약칭함) 정보를 읽는다. 이와 같은 과정을 통해 UE는 현재 자신이 있는 셀로의 동기와 셀 인식을 하게 된다.That is, the initial cell search of the narrowband TDD system is performed by using the SYNC of the DwPTS, and an arbitrary Node-B selects one of 32 PN (Pseudo Noise) sequence sets and transmits it to the UE through the DwPTS. Therefore, the UE finds a PN sequence whose value is maximum by using one or more matched filters matching the SYNC code. That is, the UE finds out of a total of 32 SYNC codes using the matched filter. Thereafter, the UE receives the midamble of the primary common control physical channel (hereinafter, P-CCPCH). The P-CCPCH is allocated to Ts0, which is a slot before DwPTS. In the current narrowband TDD, four basic midambles are allocated per SYNC, and there are a total of 32 SYNC codes, so there are a total of 128 midambles. Divide the base midamble code number by 4, which is the SYNC code number. SYNC codes and basic midamble code groups are mapped one-to-one. That is, when the SYNC is detected, four basic midambles are determined among the 128 basic midambles. The UE then finds one of the four basic midamble codes through trial and error, and the same basic midamble is used over the frame. Since each basic midamble code is associated with a scrambling code, the scrambling code can be known at that moment. Afterwards, to find out more detailed broadcast information, broadcast channel information (hereinafter, abbreviated as BCH) of the P-CCPCH is read. Through this process, the UE synchronizes to the cell where it is currently and performs cell recognition.

도달 가능성(Hearability) 극복 방안How to overcome reachability

만약 찾고자 하는 UE가 임의의 Node-B 내부 깊숙이 들어가게 되면, UE는 다른 Node-B로부터의 신호를 수신하기 어렵게 된다. 이런 경우, OTDOA 방식을 불가능하게 되며, 이를 도달 가능성 문제라 한다.If the UE to find goes deep into any Node-B, it becomes difficult for the UE to receive signals from other Node-Bs. In this case, the OTDOA method becomes impossible, which is called reachability problem.

즉, DwPTS가 Node-B로부터 송신된 후 75㎲ 동안은 주위 모든 UE들은 신호를 전송하지 않는다. 그 후에는 UpPTS, Ts1이 UE들로부터 송신된다. 이론상 신호는 셀 반경 11.25Km까지 UE로부터의 간섭이 없이 DwPTS가 전송된다. 그러나, UE가 어떤 셀 내부로 깊숙이 들어가게 되면, UE는 다른 Node-B로부터 오는 DwPTS는 주위의 UpPTS들로 인한 간섭을 받게 된다. 그러므로, OTDOA에 필요한 충분한 DwPTS 신호를수신하지 못할 확률이 높다. 이와 같은 도달 가능성을 극복하기 위한 방법으로 본 발명에서는 UE 위치정보 서비스 모드시 UTRAN은 찾고자 하는 UE가 있는 Node-B내의 모든 UE들이 UpPTS를 수 서브 프레임동안 즉, 위치정보 서비스가 행해지는 동안 송신하지 않도록 한다.In other words, all the surrounding UEs do not transmit a signal for 75ms after the DwPTS is transmitted from the Node-B. After that UpPTS, Ts1 is transmitted from the UEs. The signal is theoretically transmitted DwPTS without interference from the UE up to a cell radius of 11.25 km. However, when a UE goes deep into a cell, the UE receives DwPTS from another Node-B and is interfered with by surrounding UpPTSs. Therefore, there is a high probability of not receiving enough DwPTS signals necessary for OTDOA. As a method for overcoming such reachability, in the present invention, in the UE location service mode, the UTRAN does not transmit UpPTS for several sub-frames, that is, during location service, in the Node-B where the UE to be searched for is located. Do not.

상기 UpPTS는 상향링크 동기화 및 랜덤 액세스시 및 핸드오버시에 필요하기 때문에 매 서브 프레임마다 필요하지는 않다. 이하 표 1에서와 같이 UpPTS를 전송하지 않으면, DwPTS는 이론상으로 간섭없이 신호를 전송할 수 있는 경우보다 두 배의 거리만큼 간섭없이 보내질 수 있다. 그러므로, UE로 하여금 주변 셀의 DwPTS를 수신할 확률을 높일 수 있다. 이러한 방법을 통해 도달 가능성 문제를 극복할 수 있다.The UpPTS is not required for every subframe since it is required for uplink synchronization and random access and handover. If the UpPTS is not transmitted as shown in Table 1 below, the DwPTS may be transmitted without interference by twice the distance in theory than the signal can be transmitted without interference. Therefore, it is possible to increase the probability that the UE receives the DwPTS of the neighbor cell. This approach overcomes the reachability problem.

경우Occation 최대 셀 반경Cell radius UpPTS와 DwPTS간 간섭이 허락되지 않는 경우If interference between UpPTS and DwPTS is not allowed 11.25Km11.25Km UpPTS와 DwPTS간 간섭이 허락되고, TSO에는 간섭이 허락되지 않는 경우Interference between UpPTS and DwPTS is allowed and no interference is allowed for TSO 22.5Km22.5Km Ts1과 DwPTS간 간섭이 허락되고, 다른 것에는 간섭이 허락되지 않는 경우If interference between Ts1 and DwPTS is allowed, but not for others 30Km30km

이상에서 설명된 본 발명에 따른 UE의 위치 측정 방법은 OTDOA 방법을 이용하여 협대역 TDD에서의 위치 측정 서비스를 할 수 있으며, 이 OTDOA 방법을 이용함으로 인해 발생하는 도달 가능성(Hearability) 문제에 있어, 종래의 IPDL 방식과는 달리 어떠한 신호의 단절도 없고, 협대역 TDD 시스템의 추가적인 구조 변경이나 복잡도 증가없이 간단하게 도달 가능성 문제를 극복할 수 있다.The method for measuring a location of a UE according to the present invention described above can perform a location measurement service in a narrow band TDD using the OTDOA method, and in the reachability problem caused by using the OTDOA method, Unlike the conventional IPDL scheme, there is no signal disconnection, and it is possible to simply overcome the reachability problem without further structural change or complexity of the narrowband TDD system.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시 예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the embodiments, but should be defined by the claims.

Claims (3)

사용자가 복수의 기지국(Node-B)들로부터 하향링크 파일럿 타임 슬롯들의 수신 시간을 측정하는 단계와,Measuring a reception time of downlink pilot time slots from a plurality of base stations (Node-Bs) by the user; 상기 측정된 수신 시간들을 시스템(UTRAN)에 전송하는 단계와,Transmitting the measured reception times to a system (UTRAN); 시스템이 상기 수신 시간들에 의해 생성되는 그래프상의 교차점을 사용자 위치로 결정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 시분할 듀플렉스 모드에서의 위치 측정 방법.And determining, by the system, an intersection point on the graph generated by the reception times as a user position. 제1 항에 있어서, 상기 그래프는 상기 파일럿 타임 슬롯들의 수신 시간이 같은 지점을 연결하여 생성되는 것을 특징으로 하는 시분할 듀플렉스 모드에서의 위치 측정 방법.The method of claim 1, wherein the graph is generated by connecting points at which reception times of the pilot time slots are the same. 제1 항에 있어서, 상기 시스템이 사용자의 위치를 측정하는 동안에는 사용자가 있는 기지국들의 모든 다른 사용자들이 상향링크 파일럿 타임 슬롯들을 소정의 시간동안 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 시분할 듀플렉스 모드에서의 위치 측정 방법.2. The method of claim 1, wherein all other users of base stations with the user do not transmit uplink pilot time slots for a predetermined time while the system measures the user's location. .
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