KR20050044419A - 무선 단말 및 무선 단말에서의 신호 포착 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 한 기지국(2a~2e)에 의해 전송된 변조 신호를 수신하는 무선 단말(7)의 신호 포착 방법에 관한 것이다. 무선 단말(7)에서, 적어도 두 기지국들(2a~2e)로부터으 신호의 타이밍 정보(RTD, RTT)가 상기 기지국들(2a~2e) 중 적어도 하나으 신호에 대한 포착을 위해 사용된다. 본 발명은 또한 그러한 방법이 적용되는 시스템(1)과, 무선 단말(7)에 관한 것이다.

Description

무선 단말 및 무선 단말에서의 신호 포착 방법{A method for signal acquisition in a wireless terminal and a wireless terminal}

본 발명은 적어도 한 기지국에서 전송된 변조 신호를 수신하는 무선 단말에서의 신호 포착 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 적어도 한 기지국에서 전송된 변조 신호를 수신하는 수단 및 기지국에서 전송된 신호의 포착을 위한 수단을 가진 시스템에 관한 것이다. 또, 본 발명은 적어도 한 기지국에 의해 전송된 변조 신호를 수신하는 수단과 기지국에 의해 전송된 신호를 포착하는 수단을 포함하는 무선 단말에 관한 것이다.

셀룰라 이동 통신 네트웍에 기반하고 무선 단말이 자신들의 포지셔닝(positioning)을 위해 기지국 신호 전파 시간(도착 시간 차이)을 이용하는 포지셔닝 시스템들이 개발되어 왔다. 그러한 신호 도달에 대한 관측 시간차(OTDOA) 시스템들에서, 포지셔닝의 실행능력 및 정확성은, 다른 무엇보다, 무선 단말이 전파 시간을 측정할 수 있는 신호를 전송하는 기지국들의 수에 영향을 받는다. 포지셔닝을 위해서는, 기지국에서 무선 단말까지의 전파 시간이 알려진 신호를 전송하기 위해 적어도 세 개의 서로 다른 기지국들이 필요로 된다. 그러나, 어떤 기지국들로부터의 신호는 너무 미약해서 무선 단말이 충분한 신뢰도를 가지고 측정하지 못 할 수 있다. 또한, 코드 분할 다중화 억세스(CDMA) 기술에 기반한 이동 통신 시스템들에서 각 기지국은 동일한 주파수로 전송을 행한다. 그에 따라, 서비스하는 기지국의 신호가 너무 강해서 다른 기지국들의 신호를 수신하는 것을 더 어렵게 만들 수가 있다. 그러한 경우, 포지셔닝은 아예 불가능할 것이다. 서비스하는 기지국이란, 무선 단말이 주어진 시간에 이동 통신 네트웍과 통신하도록 하는 기지국을 말한다.

확산 스펙트럼 기술에 기반하는 소위 제 삼세대 이동 통신 시스템에 있어서, 기지국들은 변조시 한 개 이상의 확산 코드들을 활용하여 확산 스펙트럼 변조 신호를 전송한다. 이들 시스템들은 몇 몇 무선 단말들이 이동 통신 네트웍과 동시에 통신할 수 있게 하는 코드 분할 다중화 억세스 기술을 이용한다. 이러한 시스템에 있어서, 단축 CDMA가 사용되거나, 광대역 확산 스펙트럼 시스템의 경우 WCDMA가 사용된다. 이동 통신 시스템의 기지국들은 기지국들의 전송이 서로 동기되는 식으로 동기되거나, 각 기지국이 다른 기지국들과는 실질적으로 무관하게 자신의 전송에 대해 스케줄링하는 식으로 비동기될 수 있다.

기지국으로부터 전송된 신호는, 특히 신호 전파에 영향을 미치는 장애 및/또는 기지국과 무선 단말 사이의 신호를 반사하는 물체가 있을 때, 조준선(the line of sight)만을 따라 전파할 수 있다. 특히, 지형과 빌딩들이 신호의 감쇠 및 반사를 야기할 수 있다. 따라서 동일한 신호가 하나 이상의 루트를 따라 수신기로 전파될 수 있으며, 이를 다중 경로 전파라 한다. 다중 경로 전파시, 신호들은 반드시 같은 경로를 따라 이동하지는 않는데, 이때 서로 다른 경로를 따라 이동한 신호는 서로 다른 시간대에 수신기로 도달하여, 수신기의 상관기에서 한 상관 피크(correlation peak) 이상을 야기한다. 또, 조준선을 따라 이동한 신호는 수신기에서 전혀 검출되지 못할 만큼 감쇠될 수 있다. 따라서, 제1상관 피크는 가능한 최단 거리가 아닌 다중 경로 전파 신호가 이동한 경로에 상응하게 된다. 부정확한 거리 데이터는, 무선 단말의 포지셔닝을 위해 기지국들로부터 무선 단말로 전송된 신호 이동 시간 및 기지국의 기존 위치를 제공하는 시스템들에서의 포지셔닝 에러를 야기할 것이다.

기지국에 의해 전송된 신호를 수신하기 위해, 무선 단말은 그 신호에 대한 포착을 수행해야 한다. 이것은, 예를 들어, 기지국이 무선 단말의 수신기에 알려져 있는 일차적/이차적 동기 코드를 규칙적으로 전송하는 방식으로 구현될 수 있다. 그러면, 무선 단말의 수신기는, 예를 들어 상호-상관을 토대로 전송의 코드 위상(phase)을 결정하고, 그 코드 위상 데이터를 토대로 자신의 수신기를 바른 위상이 되게 조정하고 신호를 수신하기 시작한다. 한편, 소정 채널(소위 파일럿 채널)로 동기 신호를 실질적으로 연속해서 전송하는 것이 가능하며, 그 신호는 스크램블링 코드에 의해 변조된다. 이 스크램블링 코드는 일정한 길이를 가지며 규칙적인 간격으로 반복된다. 수신기는 이 스크램블링 코드의 코드 위상을 판단하려고 시도하고 그리고 나서 포착을 수행할 수 있다.

종래 기술에 있어서, 채널 코딩은 그 길이가 256 칩인 소위 일차 동기 코드를, 256 칩 길이인 이차 동기 코드와 함께 이용한다. 각 기지국은 동일한 일차 동기 코드를 전송한다. 이차 동기 코드는 소정 개수의 동기 코드들로부터 소정 시퀀스의 동기 코드들의 집합을 선택함으로써 바람직하게 형성되고, 이때 동기 코드들의 시퀀스는 일종의 코드 워드를 형성한다. 예를 들어, 16 개의 동기 코드들이 존재할 수 있고 이들 동기 코드들은 가령 1번째, 5번째, 3번째, 16번째, 15번째, 2번째, 등등의 순서로 배열되어 소정 길이(가령, 256 칩)를 갖는 코드를 형성한다. 선택된 코드들의 시퀀스는 서로 다른 기지국들 마다 달라질 수 있다. 그리고 나서 채널 코딩은 그 스크램블링 코드에 의한 변조를 수행한다. 이 코드는 소정 개수(가령, 8)의 스크램블링 코드들로부터 선택되는데, 스크램블링 코드들로 된 소정 집합이 이차 동기 코드의 소정 코드 워드에 해당하도록 선택된다. 예를 들어, UMTS 시스템의 파일럿 채널 상에서, 다 합해 512 개의 서로 다른 코드들을 사용하는 것이 가능하다. 이들 코드들은 각각 8개의 코드들로 된 64개의 서로 다른 집합들로 나눠진다. 이차 동기 코드들에 의해 형성된 코드 워드는 이들 64개의 집합들 중 어느 것이 지금 초점이 되고 있는지를 나타낸다. 그 집합 안에서, 예를 들어, 모든 8개의 코드들을 차례로 또는 병렬로 다 적용해 보고, 수신된 신호와 가장 상관있는 코드를 선택함으로써 올바른 코드를 찾을 수 있다. 이 스크램블링 코드에 기초해, 한 기지국을 다른 기지국과 차별화시키는 것이 가능하다. 전송 다양성(diversity)이 적용될 때, 같은 기지국은 각 전송 섹터마다 다른 스크램블링 코드를 사용할 수 있고, 이때 같은 기지국의 한 섹터는 그와 상응하는 방식으로 다른 섹터와 차별화될 수 있다. 이 시스템에서, 코드 위상은 그 스크램블링 코드에 기초해 결정된다. 이러한 구성에서는, 약한 신호들을 찾는 것이 쉽지 않은데, 그것은 상관 길이가, 겨우 256 비트인 동기 코드 길이 만큼 제한되기 때문이다.

짧은 코드의 문제를 없애기 위해 종래 기술에서 제시한 또 다른 해법은 파일럿 채널 상에서 동기화를 수행하는 것이다. 이 해법에서는, 패일럿 채널이 38,400 칩으로 이뤄지고 약 10ms 간격으로 반복되는 코드를 사용한다. 칩들의 간격은 약 260ns가 된다. 따라서 약 24dB의 처리 이득을 얻을 수 있다. 여기서의 문제는, 예를 들면, 기지국들이 서로 동기되지 않는다면 무선 단말의 수신기가 올바른 코드 위상에 대한 정보를 가지지 못한다는 데 있다. 이 경우, 무선 단말의 수신기는 총 38,400개의 상이한 대안들로부터 올바른 코드 위상을 찾아야 한다. 가장 최악의 경우, 이것은 모든 코드 위상들에 대한 검색을 의미한다. 이것은 많은 전력을 소비시키고 각 수신 채널에 대해 약 1.5s 정도의 시간이 걸리게 할 것이다. 또, 올바르지 않은 상관 피크는 틀린 코드 위상 해석을 야기하여 이것이 틀린 포지셔닝을 가져올 것이다.

국제 특허 출원 WO 99/11086은 기준 이동국에서 기지국들로부터의 신호들의 상대적 시간차(RTD)를 정하는 포지셔닝 시스템을 제공한다. 기준 이동국 및 기지국들의 위치는 알려져 있다. 위치가 결정되어야 할 사용자 이동국에서, 개별 기지국들로부터의 전송 신호들의 관측 시간차(OTD)가 기록되는데, 이때 기준 이동국에서 측정된, 기지국들로부터의 전송 신호들의 시간차들을 비교함으로써, 기존의 위치 데이터를 활용해 사용자 이동국의 위치를 알아내는 것이 가능하게 된다. 그러나, 이 시스템은 약한 신호의 수신을 개선하는 수단을 제공하지는 못하며, 기준 이동국 및 사용자 이동국 모두에서 충분히 강력한 신호를 갖는 기지국들만이 포지셔닝에 사용될 수 있다. 또, 그 시스템은 기준 이동국의 사용을 필요로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시스템의 축소도를 도시한 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 단말을 축소 블록도로 도시한 것이다.

도 3은 도 2에 따른 무선 단말의 수신기 구조를 축소 블록도로 도시한 것이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방법에 따라, 기지국들을 의한 무선 단말의 위치가 결정되는 상황예를 도시한 것이다.

본 발명의 목적은 미약한 신호들도 포착하는 개선된 방법과 함께 미약한 신호들의 포착 역시 가능한 무선 단말을 제공하는 데 있다. 본 발명은 보조 정보가 이동 통신 네트웍을 통해 무선 단말로 전송된다는 개념에 기반하며, 그 정보를 토대로 코드 위상 서치 윈도우를 좁혀서 약한 기지국 신호도 역시 더 잘 찾을 수 있게 된다. 보다 자세히 설명하면, 본 발명에 따른 방법은 무선 단말이 적어도 두개의 기지국들로부터의 신호들의 타이밍에 대한 정보를 이용해, 상기 기지국들 중 적어도 하나로부터의 신호에 대해 포착한다는 것을 기본적인 특징으로 한다. 본 발명에 따른 시스템은 적어도 두 기지국들로부터의 신호들의 타이밍에 관한 정보를 제공하여 상기 기지국들 중 적어도 하나로부터의 신호를 포착하는 수단을 구비함을 기본적인 특징으로 한다. 본 발명에 따른 무선 단말은 기지국의 신호와 그 신호의 변조에 사용한 코드에 상응하는 기준 코드 사이의 상관성을 판단하는 수단, 기준 신호의 코드 위상을 조정하는 수단, 및 코드 위상 조정시 상기 타이밍 정보를 이용하는 수단을 포함함을 기본적인 특징으로 한다.

본 발명은 종래 기술들에 비해 현저한 잇점을 보일 것이다. 본 발명에 따른 방법은 무선 단말에 도달한 신호 세기가 서비스하는 기지국의 신호 세기 보다 현저히 낮은 기지국들의 신호를 수신하는데 이용된다. 따라서, 무선 단말에서, 몇 몇 기지국들로부터의 신호들과, 좀 더 멀리 떨어져 위치한 기지국들로부터의 신호들에 대해서도 역시 그 이동 시간 측정을 수행할 수 있고, 이것이 포지셔닝의 정밀도를 향상시킨다. 또, 포지셔닝은 종래 기술을 이용했을 때 보다 안정된 방식으로 수행될 수 있는데, 이는 무선 단말이 포지셔닝하기 충분한 기지국들로부터 다수의 신호들을 수신할 수 있기 때문이다.

이하에서, 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이어지는 설명에서, WCDMA 기술에 기반한 UMTS 이동 통신 시스템이 이동 통신 시스템(1)의 예로서 사용될 것이나, 코드 변조를 적용하는 다른 시스템들에도 본 발명이 적용될 수 있다는 것은 명백한 일이다. 이동 통신 시스템(1)은 라디오 억세스 노드(RAN)(4)를 구비한다. 라디오 억세스 노드(4)는 기지국(BS)(2)과, 그 기지국(2)을 제어하고 기지국(2)과 나머지 시스템인 무선 이동 교환 센터(WMSC)(5) 및 라디오 네트웍 제어기(3)에 더해 라우팅 기능을 수행하는 수단인 패킷 데이터 억세스 노드(PDAN)(6) 사이의 연결을 라우팅하는 라디오 네트웍 제어기(RNC)(3)를 포함한다. 도 1에 도시된 시스템에서, UMTS 이동 통신 네트웍은 일부만 보여지고 있는데, 이는 본 발명에서 중요한 것이 이동 통신 네트웍(1)의 기지국들(2a~2d)이기 때문이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 단말(7) 구조의 축소 블록도를 도시한 것이다. 무선 단말(7)은 이동 통신 시스템(1)과 통신하기 위한 수신기(8) 및 전송기(38)를 구비한다. 제어 블록(9)은 무선 단말(7)의 동작을 제어하도록 된 것이다. 제어 블록(9)은 적어도 하나의 프로세서(10)와 디지털 신호 처리부(11)를 구비함이 바람직하다. 제어 블록은 또한 로직 함수(12)와 함께, 가령 다른 동작부들과 프로세서(10) 사이의 통신을 위한 억세스 로직(13)(입출력, I/O)을 또한 구비한다. 또, 무선 단말(7)은 적어도 롬(ROM)(14a) 및 램(RAM)(14b)을 포함함이 바람직한 메모리(14)를 포함한다. 롬(14a)은, EEPROM 또는 플래쉬와 같은 비휘발성 랜덤 억세스 메모리에 의해 전적으로, 혹은 부분적으로 구현될 수도 있다. 롬(14a)은 가령, 무선 단말의 제어 소프트웨어, 응용 소프트웨어, 영구 데이터 및 그와 유사한 것들을 저장하도록 된 것이다. 롬(14b)은 예를 들어, 무선 단말(7)의 이용 도중에 필요로 되는 변경가능한 정보의 저장을 위해 사용될 수 있다. 이 바람직한 실시예에서, 램의 일부는 비휘발성 랜덤 억세스 메모리(14c)를 사용하여 구현되며, 이때 이 메모리에는 가령, 사용자 프로파일 데이터, 전화 디렉토리 데이터, 달력 데이터 등과 같은 자주 변경될 필요가 없는 정보가 저장될 것이다. 무선 단말(7)의 사용자 인터페이스(15)는 디스플레이(16) 및 이어폰/스피커(17)와 같은 데이터 표현 수단과, 한 개 이상의 키패드(18) 및 마이크(19)와 같은 데이터 입력 수단을 구비한다.

다음으로, 도 3의 축소 블록도를 참조하여, 도 2에 도시된 무선 단말(7)의 수신기 동작에 대해 간단히 논의한다. 안테나(21)를 통해 수신될 반복 코딩 신호는 고주파 증폭기(20)에서 증폭되고 클록 발생기(22) 및 주파수 합성기(23)에 의해 생성된 클록 신호에 의해 변경되어 변경 블록(24)내에서 바람직하게는 중간 주파수 또는 바로 기본대역 신호로 변경된다. 이 단계에서, 신호는 여전히 아날로그 형식임이 바람직하며, 아날로그/디지털 변환기(25)에서 디지털 신호로 변환된다. 아날로그/디지털 변환기(25)는 디지털 수신 신호 뿐 아니라 제어신호를 자동 이득 제어(AGC) 블록(26)으로 제공하여 수신된 신호의 세기 변동을 기존에 알려진 방식으로 평탄화시킨다. 중간 주파수나 기본대역으로 변환된 디지털 신호는 한 개 이상의 디지털 모니터링 블록(27a, 27b, 27n)으로 보내져서 디지털 신호를 서로 다른 위상(I/Q)을 가진 두 신호 및 기준 코드를 가진 곱셈식으로 변환한다. 모니터링 블록들(27a, 27b, 27n)에서 형성된 신호들은 제어 블록(9)으로 더 전송되는데 그 목적은 수신된 신호의 코드 위상 및 주파수 이동을 판단하기 위한 것이다. 제어 블록(9)은 모니터링 블록들(27a, 27b, 27n)에 대한 백 커플링(back coupling)을 만들어, 필요시 기준 코드의 코드 위상 및 최초에 수치적으로 제어된 오실레이터(NCO)(28)(도 3)를 조정한다. 코드 위상 및 주파수 이동이 정해진 다음, 즉, 수신기가 수신할 신호를 추적하였으면, 필요시 신호 내 전송된 네비게이션 정보의 변조 및 저장을 시작하는 것이 가능하게 된다. 제어 블록(9)은 메모리(14)에 네비게이션 정보를 저장함이 바람직하다.

디지털 모니터링 블록들(27a, 27b, 27n)에 대한 바람직한 구조가 도 3의 블록도에서 보여진다. 중간 주파수나 기본대역으로 전환된 디지털 신호는 믹서(29a, 29b)에서 수치적으로 제어된 오실레이터(30)에서 생성된 신호와 믹싱되는데, 믹싱은 제1믹서(29a)에서 입력될 오실레이터 신호와 제2믹서(29b)에서 입력될 오실레이터 신호 사이의 위상차가 약 90도가 되도록 수행된다. 따라서, 믹싱 결과는 기존에 알려진 방식의 두 성분인 I 및 Q 성분을 포함한 신호가 된다. 위상 차 형성시, 위상 이동 블록들(31a, 31b)이 사용됨이 바람직하다. 다음에, I 및 Q 성분들이 코드 곱셈기들(32e, 33e; 32p,33p; 32l, 33l)에서 기준 코드와 곱해지게 된다. 기준 코드는 서로 다른 위상을 가진 셋 이상의 기준 신호들이 I 및 Q 성분 모두로 이뤄지도록 서로 다른 위상들로 코드 곱셈기들(32e, 33e; 32p,33p; 32l, 33l)에 제공된다. 이들 기준 신호들은 적분 블록들(34e, 35e; 34p,35p; 34l, 35l)에서 적분됨이 바람직하다. 적분 블록들(34e, 35e; 34p,35p; 34l, 35l)로부터, 적분된 신호들은 제어 블록(9)으로 제공되고, 그곳에서, 서로 다른 적분 블록들의 출력 신호에 기반해, 가령 기준 코드의 코드 위상이 진상(E, early)인지, 지상(L, late)인지, 혹은 수신 신호의 코드 위상과 동일 위상(P, prompt)인지가 추정된다. 이 추정에 기반해, 제어 블록(9)은 기준 코드 발생기(36)를 제어하는 제1의 수치적으로 제어된 오실레이터(NCO)(28)의 주파수를 조정할 것이다. 또, 상이한 위상들을 가진 기준 코드 신호들은 위상 이동 블록(37)에서 기준 코드 발생기(36)에 의해 생성된 기준 코드로 형성된다. 또, 제어 블록(9)은 주파수 이동이 있을 때 그를 판단하고, 필요시 제2의 수치적으로 제어된 오실레이터(NCO)(30)의 주파수를 조정한다. 각각의 모니터링 블록에서, 신호 처리는 한번에 한 신호씩 이뤄질 수 있고, 이때 예를 들어 네개의 신호들을 동시에 수신하려면, 적어도 네 개의 블록들이 있어야 한다. 도 2 및 3에 도시된 수신기는 단지 예로 든 구성일 뿐이며, 본 발명은 이 수신기의 사용에만 국한되지 않는다는 것이 명백한 일이다. 각각의 디지털 모니터링 블록들(27a, 27b, 27n)은 소위 레이크(RAKE) 수신기로 구현될 수 있으며, 이 수신기는 두 개 이상의 수신기 브랜치들, 즉, 핑거들을 구비한다. 각 수신기 브랜치는 서로 다른 경로들을 따라 전파되었던, 동일한 신호의 성분들을 수신하도록 조정될 수 있는데, 그것은 전파 시간대의 차가 보상되고 보상된 신호들이 결합되는 방식으로 이뤄진다.

이하에서는 예로서 도 4의 상황을 이용해 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동작을 설명한다. 도 4는 기지국들(2a~2e) 및, 기지국들(2a~2e)에서 전송된 신호들에 기초해 그 위치가 결정되는 무선 단말(7)을 보인다. 또, 도 4에서, 무선국과 기지국들(2a~2e) 사이의 거리는 각각 da, db, dc, dd, 및 de로 표시된다. 그러나, 이들 거리는 보통 포지셔닝 도중에 정확하게 알려지지 않는다. 기지국들(2a~2e)은 기존에 알려진 방식으로 이동 교환 센터(5)와 통신한다. 명확성을 위해, 도 4는 제2기지국(2b) 및 제3기지국(2c)이 이동 교환 센터(5)와 접속된 것을 보인다. 또, 어떤 라디오 네트웍 제어기(3)도 도 4에는 도시되어 있지 않지만, 각 기지국의 동작이 한 라디오 네트웍 제어기(3)에 의해 제어된다는 것은 명백하다. 동일한 라디오 네트웍 제어기가 한 개 이상의 기지국들(2a~2e)을 제어할 수도 있지만, 이러한 사실은 본 발명에서 중요한 것이 아니다. 서비스하는 기지국이 예로 든 이 상황에서 이동 단말(7)에서 가장 가깝게 위치한 제3기지국(2c)라고 전제하고 있지만, 서비스하는 기지국은 다른 기지국이 될 수도 있다. 이 기지국의 이웃하는 기지국들(이웃 셀들)이 기지국 2a, 2b, 2e들이다. 서비스하는 기지국(2c)은, 가능한 셀 변경을 위해, 이웃하는 기지국들에 대한 정보를 무선 단말(7)로 전송한다.

서비스하는 기지국(2c)의 위치에 기초해, 이동 통신 시스템(1)은 이동 단말(7)이 어디에 위치하는지를 약간의 정확도를 가지고 알게 된다. 따라서, 이동 통신 시스템(1)에 있어서, 서비스하는 기지국(2c)의 어떤 이웃하는 기지국들(2a, 2b, 2e)의 파일럿 채널 상의 전송들 사이에 검출될 수 있는 상대적 시간차(RTD)들은 서비스하는 기지국(2c)의 전송 타이밍과 관련해 측정된다. 이 시간차들은 서로 다른 기지국들(2a~2e) 사이에서 파일럿 채널 상의 신호의 칩들이 가진 위상 차가 얼마나 큰지를 나타낸다. 이 정보는 무선 단말로 전송된다. 그러나, 기지국들(2a~2e)의 전송이 서로 동기되어 있는 이동 통신 시스템의 경우, 그런 측정이 이뤄질 필요가 없으며, 타이밍 데이터가 무선 단말(7)로 직접 전송될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시스템에 있어서, 전송된 타이밍 데이터는 서비스하는 기지국의 이웃하는 기지국이 아니라 이웃하는 기지국의 이웃하는 기지국의 데이터가 될 수도 있다. 예를 들어, 도 4의 상황에 있어서, 기지국(2d)은 서비스하는 기지국(2c)의 이웃하는 기지국이 아니라, 기지국(2a)의 이웃하는 기지국이다.

이러한 타이밍 데이터가 무선 단말(7)에서 수신된 다음, 무선 단말(7)은 서비스하는 기지국이 아닌 한 개 이상의 기지국들(2a, 2b, 2d)의 신호에 대해 포착을 시작할 수 있다. 타이밍 데이터에 기반해서, 코드 발생기(36)의 위상이 조정되어져서 코드 발생기에 의해 형성된 기준 코드가 가능한 한 정밀하게, 기지국(2a, 2b, 2d, 2e)의 파일럿 채널의 코드와 동일한 위상이 되게 하고, 이를 가지고 동기화가 시도된다. 이 시간차는 서비스하는 기지국의 파일럿 채널의 코드 위상 및 이동 통신 시스템(1)에 의해 측정된 코드 위상차(RTD)에 기반해 상대적으로 양호한 정밀도를 가지고 결정될 수 있다. 이와 관련하여, (셀 사이즈를 위해) 기지국들 사이의 거리에 대한 상한치가 존재한다고 전제할 수 있다. 그러면 이 상한치는 서치될 기지국으로부터 무선 단말까지의 신호 전파에 대한 상한치로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 셀 크기가 약 20km일 때, 타이밍의 불확실성이 256 칩스(1칩~78m) 정도로 줄어들 수 있다. 선택된 기준 코드는 신호 포착이 시도된 기지국에 의해 사용된 스크램블링 코드이다. 그런 다음, 무선 단말의 수신기(8)는 다음과 같은 방식으로 바람직하게 상관 피크를 검사함으로써 이 파일럿 채널의 신호 포착을 시도함이 바람직하다. 적분 블록들(34e, 35e; 34p, 35p; 34l, 35l)로부터, 적분된 신호들이 제어 블록(9)으로 전송되고, 이곳에서 서로 다른 적분 블록들의 출력 신호들에 기반하여, 가령 그 기준 코드가 진상인지, 지상인지, 수신 신호의 코드 위상과 동일한 위상인지에 대해 추정된다. 필요하면, 코드 발생기(36)의 위상이 조정되고 새로운 검사가 이뤄진다. 이것은 올바른 코드 위상이 충분한 정밀도로서 인지될 때까지 반복된다. 다음으로, 이 위상차는 보다 나은 정밀도로 상기 기지국까지의 거리를 결정하는데 사용될 수 있다. 상술한 단계들은, 포착이 충분한 수의 기지국들(2a~2e)에 대해 수행될 때까지, 서로 다른 기지국들(2a~2e)에 대해, 필요시, 반복된다.

무선 단말의 수신기(8)를, 서비스하는 기지국(2c)의 이웃하는 기지국이 아닌 다른 기지국과 동기시키려고 하는 상황에서, 디폴트 전파 시간으로서 상술한 셀 사이즈의 배수를 사용하는 것이 가능하다.

그러나, 무선국(7)의 위치는, 상기 위상차 측정이 포착을 위해 충분히 정밀한 추정을 제공하도록 하는 정밀도로서 이동 통신 시스템(1)에 반드시 알려지는 것은 아니다. 따라서, 이동 통신 시스템(1)은 기지국들(2a~2e)의 위치에 대한 정보(기지국들의 좌표)를 무선 단말(7)로 전송할 수 있다. 그러면, 이 좌표 정보는 기지국에서 무선 단말(7)로의 신호 전파 시간에 대한 보다 정밀한 추정을 위해 무선 단말(7)에서 사용될 수 있다. 그것은, 서비스하는 기지국의 위치나, 이전에 정해진 무선 단말의 위치와 같은 다른 위치 등을 무선 단말의 위치에 대한 디폴트로서 사용하는 것이다. 이런 식으로, 포착 정밀도는 전파 시간 정보 및 위상차 정보에 기반해 더 개선될 수 있다.

이동 통신 시스템(1)은 또한 무선 단말(7)로 각 기지국(2a~2e)이 무선 단말로부터 얼마나 멀리 떨어져 있다고 추정되는지에 대한 정보를 전송할 수 있다. 이 정보는 기지국(2a~2e) 및 무선 단말(7) 사이에서의 왔다 갔다한 이동에 대해 걸린 시간, 즉 소위 왕복 시간(RTT)임이 바람직하다. 이 경우, 이동 통신 시스템(1)이 무선 단말(7)에 대해 일종의 디폴트 위치를 가지거나, 그렇지 않으면 전파 시간 데이터가 서로 다른 기지국들(2a~2e)에 의해 만들어진 전파 시간들에 대한 측정을 기반으로 하여 무선 단말(7)이 기지국(2a~2e)에 의해 전송된 신호를 다시 상기 기지국(2a~2e)으로 전송한다. 이러한 전파 시간 측정을 이용해, 무선 단말(7)은 무선 단말이 수신할 수 있는 신호를 전송한 기지국들(2a~2e) 까지의 거리를 측정할 수 있다. 전파 시간 측정 및 가능한 기지국 좌표들을 토대로 하여, 무선 단말은 그 자신의 위치 추정치를 결정할 수 있다. 위치에 집중하기 위해, 무선 단말(7)은 또 다른, 또는 몇 몇 다른 기지국들의 신호를 수신하려고 시도할 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 서비스하는 기지국을 경유하여, 무선 단말로, 무선 단말이 신호를 포착할 수 있었던 하나 또는 여러 기지국의 코드 위상에 대한 타이밍 데이터 RTD를 전송할 수도 있다. 무선 단말(7)은 가령, 서비스하는 기지국(2c)으로부터 무선 단말(7) 까지의 신호에 대한 전파 시간을 추정하기 위해, 자신이 산출한 위치 추정치를 이용할 수 있다. 이 정보를 최대 셀 크기나 서치될 기지국의 좌표, 및 코드 위상 타이밍 데이터(RTD)와 결합함으로써, 무선 단말은 상대적으로 정확한 방식으로 서치되고 상대적으로 긴 기준 코드를 이용해 상관을 수행할 기지국의 신호에 대한 코드 위상을 추정할 수 있다. 따라서, 상관의 정밀도가 향상될 수 있고 종래 기술의 방법들에서 가능했던 것 보다 훨씬 빠르게 약한 신호들에 대한 포착을 수행할 수 있다.

어떤 이동 통신 시스템들(1)에 있어서, 기지국들(2a~2e)은 기지국에 의해 형성된 셀이 섹터들로 이뤄지도록 소위 전송 다양성을 적용시킬 수 있다. 그에 따라, 기지국은 기지국(2a~2e)으로부터 서로 다른 방향으로 고정된 몇 몇 방향의 안테나들을 포함하는 것이 당연하며, 그에 따라 각 안테나를 통해 서로 다른 정보가 전송될 수 있다. 따라서, 타이밍의 정밀도를 향상시키기 위한 하나의 가능성은, 이동 통신 시스템(1)이 무선 단말(7)로, 무선 단말(7)이 상기 기지국(2a~2e)과 관련해 위치된 방향의 섹터에 대한 정보를 전송하는 것이다.

상술한 정보를 이용하여, 무선 단말(7)은 포착 정밀도 및 속도를 크게 향상시킬 수 있다. 그것은 코드 위상에 대한 모든 가능한 수치들을 가진 코드 위상을 검색할 필요 없이 상관 길이가 증가될 수 있기 때문이다. 결국, 올바른 코드 위상을 찾기 위해 사용될 시간 윈도우가 기존의 방식들을 이용했을 때보다 더 좁혀질 수 있게 된다. 따라서, 보다 약한 신호들의 포착 역시 가능하게 된다. 게다가, 수신될 기지국의 신호가 아닌 다른 신호들에 의해 야기된 가능한 상호 상관 결과는 더 잘 제거될 수 있게 된다. 바람직한 실시예에 있어서, 위상차에 대해, 올바른 위상 차에서 최대, 약 10에서 200 칩 정도로 떨어진 추정이 이뤄질 수 있다.

본 발명의 방법에 의해, 수신기(8)에서 다중 경로로 전파된 신호에 의해 형성되었던 상관 피크들을 제거하는 것이 가능하기 때문에, 틀린 상관 피크들에 의해 야기되는 부정확성을 크게 줄일 수도 있게 된다. 또한, 조준선의 신호에 대한 어쩌면 더 약한 상관 피크가 보다 안정적인 방식으로 검출된다는 사실은, 다중 경로로 전파된 신호의 상관 피크가 조준선을 따라 전파된 신호에 의해 야기된 상관 피크로서 해석될 가능성을 감소시킨다.

무선 단말의 수신기(8)에서 충분한 수의 기지국들(2a~2e)로부터의 신호 포착 후, 기존에 알려진 방법을 이용해 보다 정확한 포지셔닝을 수행할 수도 있다. 일반적으로, 적어도 세 개의 서로 다른 기지국들이 필요로 될 것이지만, 그 정확성을 향상시키거나 상기 세 기지국들의 위치가 포지셔닝의 정확성에 부합하는 것이 아닐 때, 더 많은 기지국들이 사용될 수 있다. 포지셔닝을 위해, 무선 단말(7)에 대한 기지국들(2a~2e)의 적합한 위치는, 그 기지국들이 무선 단말(7)에서 봤을 때 가능한한 서로 다른 방향에 놓여지는 것이 된다. 따라서, 무선 단말(7)이 예를 들어, 서비스하는 기지국(2c)의 신호 및 그에 이웃하는 기지국들 중 하나(2b)의 신호를 수신할 수 있다면, 도 4의 상황에서 포지셔닝의 정확도를 위해, 기지국(2a)의 신호나 기지국(2d)의 신호를 포착하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상술한 것은 파일럿 채널의 신호 포착을 수행하는 것에 대한 것이었지만, 본 발명이 꼭 그러한 어플리케이션에만 국한되는 것은 아니며, 다른 이동 통신 시스템들(1)에서는 다른 신호가 사용되어 그 포착이 수행될 수도 있다. 언급될 하나의 예가 GSM 시스템에 사용되는 트레이닝 시퀀스들이다.

동기 이동 통신 시스템(1)과 관련하여, 기지국들(2a~2e) 사이의 전송 코드 위상차는 실질적으로 동일하다. 이 코드 위상차는 또한 0일 수도 있다, 즉 그 모든 기지국들이 동일한 신호를 동시에 전송한다. 동기 이동 통신 시스템에 있어서, 코드 위상차에 대한 정보를 무선 단말(7)로 꼭 전송할 필요는 없으나, 제조자와 관련해 코드 위상차 데이터가 무선 단말(7)의 메모리(14)에 저장되어 있거나, 코드 위상 데이터가 가령 이동 가입자 카드(상술하지 않은, SIM, 또는 UMTS 가입자 식별 모듈 USIM)가 있는 무선 단말(7)로 전송되거나 다른 방식으로 저장될 수 있다.

본 발명은 기지국 시호들이 포지셔닝을 위해 사용되는 어플리케이션에서 설명되었지만, 본 발명의 방법은 적어도 상기 코드 위상 타이밍 데이터 RTD를 이용해 기지국의 신호에 대한 포착을 향상시키기 위한 다른 어플리케이션들에서도 사용될 수 있음이 자명한 일이다.

본 발명은 상술한 실시예들에 전적으로 한정되지 않으며, 첨부된 청구항들의 범위 안에서 변형될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

Claims (21)

1. 적어도 한 기지국(2a~2e)에 의해 전송된 변조 신호를 수신하는 무선 단말(7)에서 신호의 포착을 수행하는 방법에 있어서,

   상기 무선 단말(7)에서, 상기 기지국들(2a~2e) 중 적어도 하나의 신호에 대한 포착을 수행하기 위해, 적어도 두 기지국들(2a~2e)로부터의 신호의 타이밍 데이터(RTD, RTT)가 사용됨을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
2. 제1항에 있어서, 기지국(2a~2e)의 신호에 대한 포착시, 기지국(2a~2e)의 신호와 그 신호의 변조에 사용된 코드에 해당하는 기준 코드 사이의 상관이 이뤄지고, 포착을 위해 기준 신호의 코드 위상이 조정되고, 코드 위상 조정시 상기 타이밍 정보(RTD, RTT)가 사용됨을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 서로 다른 제1 및 제2기지국들로부터의 상기 타이밍 정보는,

   -전송 시간에 상기 적어도 두 기지국들에 의해 전송된 신호들 사이의 상대 시간차(RTD),

   -기지국(2a~2e)과 무선 단말(7) 사이의 신호 전파 시간에 대한 정보,

   -상기 적어도 두 기지국들(2a~2e)의 위치에 대한 정보 중 적어도 한가지임을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
4. 제1, 2, 또는 3항에 있어서, 적어도 서로 다른 세 기지국들(2a~2e)로부터의 신호들에 대한 포착이 수행되고, 상기 적어도 서로 다른 세 기지국들(2a~2e)로부터의 신호 포착 중에 정해진 코드 위상들이 무선 단말(7)의 포지셔닝에 사용됨을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기지국들(2a~2e)의 거리에 있어서, 최대 거리가 디폴트 값으로 선택되고, 상기 최대 길이가 상기 기준 신호의 코드 위상 조정시 사용됨을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 제1기지국으로서, 당시 무선 단말(7)에 서비스하는 기지국이 사용되어 무선 단말(7)이 그 서비스하는 기지국(2c)의 신호를 수신하고, 상기 서비스하는 기지국(2c)의 이웃하는 기지국들(2a, 2b, 2e)과 관련된 정보가 무선 단말(7)로 전송됨을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
7. 제6항에 있어서, 서비스하는 기지국(2c)의 적어도 한 이웃하는 기지국(2a, 2b, 2e)과 이웃하고, 상기 서비스하는 기지국(2c)과는 이웃하지 않는 기지국(2d)에 대한 정보가 무선 단말(7)로 전송됨을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 기지국들(2a~2e)에 의해 전송된 신호는 확산 스펙트럼 변조된 신호임을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 기지국들(2a~2e)은 UMTS 이동 통신 시스템의 기지국들이고, 그 파일럿 채널의 신호에 대한 포착이 수행됨을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 무선 단말(7)에서 신호 포착을 하기 위해서는,

    -제1기지국의 신호에 대해 포착하고,

    -상기 제1기지국과 제2기지국 사이의 전송 시간차를 판단하기 위해 적어도 두 기지국들에 대한 상기 타이밍 정보(RTD, RTT)를 이용하고,

    -상기 적어도 제1기지국(2a~2e)과 무선 단말(7)간, 그리고 상기 제2기지국(2a~2e)과 무선 단말(7)간 신호 전파 시간차의 추정치를 결정하고,

    -상기 전송 시간차 및 상기 전파 시간차에 따라 기준 코드의 코드 위상을 조정하고,

    -제2기지국의 신호를 포착하기 위해, 수신된 신호와 기준 코드 사이의 상관을 수행하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 신호 포착 수행 방법.
11. 기지국들 및, 적어도 한 기지국(2a~2e)에서 전송된 변조 신호를 수신하는 수단과 기지국에서 전송된 신호를 포착하기 위한 수단(27a, 27b, 27n)을 구비한 무선 단말(7)을 포함하는, 시스템에 있어서,

    상기 시스템은 적어도 상기 기지국들(2a~2e) 중 적어도 하나의 신호를 포착하기 위해, 적어도 두 기지국들(2a~2e)로부터의 신호의 타이밍 정보(RTD, RTT)를 이용하는 수단을 구비함을 특징으로 하는 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 시스템은,

    기지국(2a~2e)의 신호와 그 신호의 변조에 사용된 코드에 해당하는 기준 코드 사이의 상관을 수행하는 수단(32e, 33e; 32p, 33p; 32l, 33l; 34e, 35e; 34p, 35p; 34l, 35l),

    기준 신호의 코드 위상을 조정하는 수단(36), 및

    코드 위상의 조정시 상기 타이밍 정보(RTD, RTT)를 이용하는 수단을 포함함을 특징으로 하는 시스템.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 상기 적어도 서로 다른 두 기지국들로부터의 타이밍 정보는,

    -전송 시간에 상기 적어도 두 기지국들에 의해 전송된 신호들 사이의 상대 시간차(RTD),

    -기지국(2a~2e)과 무선 단말(7) 사이의 신호 전파 시간에 대한 정보,

    -상기 적어도 두 기지국들(2a~2e)의 위치에 대한 정보 중,

    적어도 한가지임을 특징으로 하는 시스템.
14. 제11, 12, 또는 13항에 있어서, 적어도 서로 다른 세 기지국들(2a~2e)로부터의 신호들에 대한 포착이 수행되도록 구성되고, 상기 적어도 서로 다른 세 기지국들(2a~2e)로부터의 신호 포착 중에 정해진 코드 위상들이 무선 단말(7)의 포지셔닝에 사용되도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 무선 단말(7)은 서비스하는 기지국(2c)의 신호를 수신하는 수단(8)을 구비하고,

    상기 시스템은 상기 서비스하는 기지국(2c)의 이웃하는 기지국들(2a, 2b, 2e)과 관련된 정보를 무선 단말(7)로 전송하는 수단(2a~2e)을 구비함을 특징으로 하는 시스템.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기지국들은 UMTS 이동 통신 시스템의 기지국들이고, 그 파일럿 채널의 신호에 대한 포착이 수행되도록 구성됨을 특징으로 하는 시스템.
17. 적어도 한 기지국(2a~2e)에 의해 전송된 변조 신호를 수신하는 수단(8)과, 기지국(2a~2e)에 의해 전송된 신호를 포착하기 위한 수단(27a, 27b, 27n)을 포함하는 무선 단말(7)에 있어서,

    상기 무선 단말(7)은, 상기 기지국들(2a~2e) 중 적어도 하나의 신호에 대한 포착을 위해, 적어도 두 기지국들(2a~2e)로부터의 신호의 타이밍 데이터(RTD, RTT)를 이용하는 수단(9, 36)을 구비함을 특징으로 하는 무선 단말.
18. 제17항에 있어서, 상기 단말(7)은,

    기지국(2a~2e)의 신호와 그 신호의 변조에 사용된 코드에 해당하는 기준 코드 사이의 상관을 수행하는 수단(32e, 33e; 32p, 33p; 32l, 33l; 34e, 35e; 34p, 35p; 34l, 35l),

    기준 신호의 코드 위상을 조정하는 수단(36), 및

    코드 위상의 조정시 상기 타이밍 정보(RTD, RTT)를 이용하는 수단(9)을 포함함을 특징으로 하는 무선 단말.
19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 적어도 두 상이한 기지국들로부터의 상기 타이밍 정보는,

    -전송 시간에 상기 적어도 두 기지국들에 의해 전송된 신호들 사이의 상대 시간차(RTD),

    -기지국(2a~2e)과 무선 단말(7) 사이의 신호 전파 시간에 대한 정보,

    -상기 적어도 두 기지국들(2a~2e)의 위치에 대한 정보,

    중 적어도 한가지임을 특징으로 하는 시스템.
20. 제17, 18 또는 19항에 있어서, 상기 무선 단말(7)은

    적어도 서로 다른 세 기지국들(2a~2e)로부터의 신호들을 포착하기 위한 수단(27a, 27b, 27n), 및

    무선 단말(7)의 포지셔닝시, 상기 적어도 서로 다른 세 기지국들(2a~2e)로부터의 신호 포착 중에 정해진 코드 위상들을 이용하는 수단(9)을 포함함을 특징으로 하는 무선 단말.
21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 단말(7)은 UMTS 이동 통신 기기를 포함함을 특징으로 하는 무선 단말.