KR100270325B1 - Apparatus and method for chip delay acqusition, access message transmission method in mobile station and access message acqusition method in base station - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야1. TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
본 발명은 칩 지연 계산 장치 및 그 방법, 그리고 그를 이용한 접속 메시지 송출 방법과 접속 메시지 획득 방법에 관한 것임.The present invention relates to a chip delay calculation apparatus and a method thereof, and a method for transmitting a connection message and a method for acquiring a connection message using the same.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제2. The technical problem to be solved by the invention
본 발명은 이동 단말기에서 칩 지연을 계산하기 위한 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치 및 그 방법, 그리고 칩 지연을 고려하여 접속메시지를 송출하는 이동 단말기의 접속 메시지 송출 방법과 획득 구간내에서 접속 메시지를 획득하는 기지국의 접속 메시지 획득 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.The present invention provides an apparatus and method for calculating a chip delay of a mobile terminal for calculating chip delay in a mobile terminal, and a method for transmitting a connection message of a mobile terminal for transmitting an access message in consideration of chip delay and acquiring an access message within an acquisition period. An object of the present invention is to provide a method for acquiring an access message of a base station.
3. 발명의 해결방법의 요지3. Summary of Solution to Invention
본 발명은, 이동 단말기가 기지국으로부터 송출된 신호에서 정보를 추출하여 그 정보에 따라 칩 지연을 구하는 제 1 단계; 기지국으로부터 방송되는 정보에 따라 다수의 획득 구간을 설정하는 제 2 단계; 및 설정한 다수의 획득 구간중 임의의 획득 구간에 접속 메시지가 위치하도록 칩 지연을 고려하여 접속 메시지를 송출하는 제 3 단계를 포함한다.The present invention includes a first step in which a mobile terminal extracts information from a signal transmitted from a base station and obtains a chip delay according to the information; A second step of setting a plurality of acquisition sections according to information broadcast from a base station; And a third step of transmitting the access message in consideration of the chip delay such that the access message is located in any one of the set acquisition periods.
4. 발명의 중요한 용도4. Important uses of the invention
본 발명은 이동통신 시스템 등의 빠른 셀 접속에 이용됨.The present invention is used for fast cell access of a mobile communication system.
Description
본 발명은 코드분할다중접속(CDMA) 방식의 무선통신 시스템 등에서 이동 단말기가 기지국으로부터 각종 서비스를 제공받기 위해 기지국에 접속(Access)하는 방법에 관한 것으로, 특히 이동 단말기가 기지국과의 거리를 바탕으로 접속 메시지를 송출하여 칩 지연이 일정 구간내에 위치하도록 하고, 기지국이 접속 메시지를 수신하여 복조할 때 일정 구간내의 칩 지연만 고려하도록 하기 위한, 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치 및 그 방법 그리고 그를 이용한 이동 단말기의 접속 메시지 송출 방법과 기지국의 접속 메시지 획득 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method in which a mobile terminal accesses a base station in order to receive various services from a base station in a code division multiple access (CDMA) wireless communication system, and more particularly, based on a distance from the base station. An apparatus and method for calculating a chip delay of a mobile terminal for transmitting a access message so that the chip delay is located within a predetermined interval and considering only the chip delay within a predetermined interval when the base station receives and demodulates the access message The present invention relates to a method of transmitting a connection message of a terminal and a method of obtaining a connection message of a base station.
코드분할다중접속(CDMA) 방식의 이동통신 시스템에서 기지국으로부터 각종 서비스를 제공받기 위한 셀 접속 방법으로는 대한민국 특허출원번호 제94-703125호 등이 있다. 이 종래 방법에서 이동 단말기는 기지국과 동기가 맞추어진 기준 시간(SYSTEM TIME)과 슬롯 단위 시간 그리고 임의의 칩 지연을 바탕으로 접속 메시지의 송출 시점을 결정한다. 이동 단말기는 송출하려는 접속 메시지를 여러 단계를 거쳐 변조하며, 특히 의사잡음 시퀀스(PN Sequence)(길이가 32768 칩)를 통해 확산시킨다. 확산 변조된 접속 메시지는 일정 시간 지연되어 기지국에 도달한다. 이때, 기지국은 이동 단말기가 송출한 접속 메시지를 여러 단계의 복조 단계를 거쳐 획득한다.A cell access method for receiving various services from a base station in a code division multiple access (CDMA) mobile communication system includes Korean Patent Application No. 94-703125. In this conventional method, the mobile terminal determines the transmission time of the access message based on a system time synchronized with the base station, a slot unit time, and an arbitrary chip delay. The mobile terminal modulates the access message to be sent out through several steps, and in particular, spreads it through a PN sequence (32768 chips in length). The spread modulated access message arrives at the base station with a delay. At this time, the base station acquires the access message sent by the mobile terminal through several demodulation steps.
즉, 기지국은 이동 단말기의 송출 메시지를 획득하기 위해 확산 변조된 접속 메시지를 여러 단계를 거쳐 복조한다. 칩율이 1.2288Mcps이고 기지국의 서비스 영역이 10km라 할 때, 기지국으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 이동 단말기의 거리에 따른 칩 지연은 최대 82 칩이 된다. 임의의 칩 지연은 최대 511 칩이다. 기지국은 이동 단말기의 송출 메시지를 획득하기 위해 얼마 정도의 칩 지연을 고려하여야 하는지 알 수 없으므로 송출 메시지를 복조하기 위한 의사잡음 시퀀스(PN Sequence)를 일일이 한 칩 씩 최대 600 칩까지 지연시키면서 이동 단말기의 송출 메시지를 획득하려 한다. 만약, 기지국의 총합계 깊이(Integral-Depth)가 2048 칩이고 하나의 상관기(Correlator)만을 사용할 때, 이동 단말기의 칩 지연이 82 칩이고 임의의 칩 지연이 511 집이라면 적어도 200ms 이상의 시간이 소요된다.That is, the base station demodulates the spread-modulated access message through various steps to obtain the outgoing message of the mobile terminal. When the chip rate is 1.2288 Mcps and the base station's service area is 10 km, the chip delay according to the distance of the mobile terminal farthest from the base station is 82 chips at maximum. The arbitrary chip delay is up to 511 chips. Since the base station cannot know how much chip delay should be considered in order to acquire the outgoing message of the mobile terminal, the PN sequence for demodulating the outgoing message is delayed by up to 600 chips per chip. Attempt to obtain the outgoing message. If the total depth (Integral-Depth) of the base station is 2048 chips and only one correlator is used, if the chip delay of the mobile terminal is 82 chips and the arbitrary chip delay is 511 homes, it takes at least 200 ms or more.
이러한 종래의 방법은 칩율이 높아질수록 이동 단말기의 거리에 따른 칩 지연이 점차 높아지게 되고, 결국 이동 단말기의 송출 메시지를 획득하는데 보다 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.In this conventional method, as the chip rate is increased, the chip delay according to the distance of the mobile terminal is gradually increased, and as a result, it takes more time to acquire the outgoing message of the mobile terminal.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 이동 단말기가 기지국의 송출 전력과 전파 감쇄를 고려하여 기지국과 얼마만큼 떨어져 있는지 그 거리를 추출해 내고 이를 바탕으로 접속 메시지를 송출하여 칩 지연이 일정 구간내에 위치하도록 하므로써, 기지국이 접속 메시지를 수신하여 복조할 때 일정 구간내의 칩 지연만 고려할 수 있게 되어 기지국의 접속 메시지 획득 시간을 단축할 수 있으며, 이러한 일정 구간을 여러 개 두어 획득 가능성을 높이기 위한, 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치 및 그 방법 그리고 그를 이용한 이동 단말기의 접속 메시지 송출 방법과 기지국의 접속 메시지 획득 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention extracts the distance of the mobile station from the base station in consideration of the transmission power and attenuation of the base station, and transmits a connection message based on the distance. By positioning, the base station can consider only the chip delay within a certain period when receiving and demodulating the access message, which can shorten the acquisition time of the access message of the base station. An object of the present invention is to provide an apparatus for calculating a chip delay of a terminal, a method thereof, and a method of transmitting a connection message of a mobile terminal using the same, and a method of obtaining a connection message of a base station.
즉, 본 발명은 특히 기지국의 송출 전력 정보, 수신 전력 및 교정값을 바탕으로 이동 단말기에서 칩 지연을 계산하기 위한 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치 및 그 방법 그리고 최대 칩 지연과 획득 구간 개수를 이용하여 획득 구간을 설정한 후에 칩 지연을 고려하여 접속메시지를 송출하는 이동 단말기의 접속 메시지 송출 방법과 획득 구간내에서 접속 메시지를 획득하는 기지국의 접속 메시지 획득 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.That is, the present invention uses the chip delay calculation device and method of the mobile terminal for calculating the chip delay in the mobile terminal based on the outgoing power information, the received power and the calibration value of the base station, and the maximum chip delay and the number of acquisition intervals. It is an object of the present invention to provide a method for transmitting an access message of a mobile terminal transmitting an access message in consideration of a chip delay after setting an acquisition interval and a method for obtaining an access message of a base station obtaining an access message within an acquisition interval.
도 1 은 일반적인 이동통신 시스템의 서비스 환경의 예시도.1 is an exemplary diagram of a service environment of a general mobile communication system.
도 2 는 기지국의 기준 시간과 이에 따른 이동 단말기의 기준 시간의 예시도.2 is a diagram illustrating a reference time of a base station and thus a reference time of a mobile terminal.
도 3 은 이동 단말기와 기지국간의 거리와 칩율에 따른 칩 지연을 나타내는 설명도.3 is an explanatory diagram showing chip delay according to a chip rate and a distance between a mobile terminal and a base station.
도 4 는 본 발명에 따른 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치의 일실시예 구성도.Figure 4 is a block diagram of an embodiment of a chip delay calculation device of a mobile terminal according to the present invention.
도 5a 및 5b 는 칩 지연의 고려 여부에 따른 접속 메시지 송출 및 수신에 대한 예시도.5A and 5B are exemplary diagrams of sending and receiving access messages depending on whether chip delay is considered.
도 6 은 기지국의 기준 시간과 획득 구간 및 최대 칩 지연에 대한 예시도.6 is an exemplary diagram of a reference time, an acquisition interval, and a maximum chip delay of a base station.
도 7 은 획득 구간의 이동 또는 확장에 대한 예시도.7 is an exemplary diagram for moving or expanding an acquisition interval.
도 8 은 충돌 방지 및 획득 가능성을 높이기 위해 여러 개의 획득 구간을 설정한 예시도.8 is an exemplary diagram in which a plurality of acquisition sections are set to increase collision avoidance and acquisition probability.
도 9 는 본 발명에 따른 이동 단말기의 접속 메시지 송출 방법에 대한 일실시예 흐름도.9 is a flowchart illustrating a method for transmitting a connection message of a mobile terminal according to the present invention.
도 10 은 본 발명에 따른 기지국의 접속 메시지 획득 방법에 대한 일실시예 흐름도.10 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for obtaining access message of a base station according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
11 : 이동 단말기(Mobile Station) 12 : 기지국(Base Station)11: Mobile Station 12: Base Station
41 : 방송 정보 수신부 43 : 수신 전력 측정부41: broadcast information receiving unit 43: receiving power measuring unit
46 : 거리 계산부 48 : 칩 지연 계산부46: distance calculation unit 48: chip delay calculation unit
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 접속 메시지 송출 방법은, 이동 단말기의 접속 메시지 송출 방법에 있어서, 상기 이동 단말기가 기지국으로부터 송출된 신호에서 정보를 추출하여 그 정보에 따라 칩 지연을 구하는 제 1 단계; 상기 기지국으로부터 방송되는 정보에 따라 다수의 획득 구간을 설정하는 제 2 단계; 및 설정한 다수의 획득 구간중 임의의 획득 구간에 접속 메시지가 위치하도록 칩 지연을 고려하여 접속 메시지를 송출하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.A method of transmitting a connection message of the present invention for achieving the above object is a method of transmitting a connection message of a mobile terminal, the first step of the mobile terminal extracts information from the signal transmitted from the base station to obtain a chip delay according to the information; ; A second step of setting a plurality of acquisition sections according to information broadcast from the base station; And a third step of transmitting the access message in consideration of the chip delay so that the access message is located in an arbitrary acquisition period among the set acquisition periods.
또한, 본 발명의 접속 메시지 획득 방법은, 기지국의 접속 메시지 획득 방법에 있어서, 상기 기지국은 임의의 획득 구간내에서 접속 메시지를 획득하는 제 1 단계; 상기 임의의 획득 구간내에서 접속 메시지를 획득하지 못한 경우에 나머지 구간에서 접속 메시지를 획득하는 제 2 단계; 및 상기 나머지 구간에서 접속 메시지를 획득하는 횟수가 소정의 임계치 이상인지를 확인하여 상기 임의의 획득 구간을 조정하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the access message acquisition method of the present invention, the access message acquisition method of the base station, the base station is a first step of acquiring the access message within an arbitrary acquisition interval; A second step of acquiring the access message in the remaining sections when the access message is not obtained in the arbitrary acquisition section; And a third step of checking whether the number of times of acquiring the access message in the remaining intervals is greater than or equal to a predetermined threshold and adjusting the arbitrary acquisition intervals.
또한, 본 발명의 칩 지연 계산 장치는, 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치에 있어서, 기지국의 방송 정보 메시지중에서 상기 기지국의 송출 전력 정보와 교정값을 추출하기 위한 방송 정보 추출 수단; 상기 기지국의 방송 채널의 수신 전력을 측정하기 위한 수신 전력 측정 수단; 상기 방송 정보 추출 수단으로부터의 송출 전력 정보와 교정값 및 상기 수신 전력 측정 수단으로부터의 수신 전력을 입력받아 상기 이동 단말기와 상기 기지국간의 거리를 획득하기 위한 거리 획득 수단; 및 상기 이동 단말기와 상기 기지국간의 거리에 따라 칩 지연을 획득하기 위한 칩 지연 획득 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the chip delay calculation apparatus of the present invention, the chip delay calculation apparatus of the mobile terminal, comprising: broadcast information extraction means for extracting the transmission power information and the calibration value of the base station from the broadcast information message of the base station; Reception power measurement means for measuring reception power of a broadcast channel of the base station; Distance obtaining means for obtaining a distance between the mobile terminal and the base station by receiving the output power information and the calibration value from the broadcast information extracting means and the received power from the receiving power measuring means; And chip delay acquiring means for acquiring a chip delay according to the distance between the mobile terminal and the base station.
또한, 본 발명의 칩 지연 계산 방법은, 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치에 적용되는 칩 지연 계산 방법에 있어서, 기지국의 방송 정보 메시지중에서 상기 기지국의 송출 전력 정보와 교정값을 추출하는 제 1 단계; 상기 기지국의 방송 채널의 수신 전력을 측정하는 제 2 단계; 추출한 송출 전력 정보와 교정값 및 측정한 수신 전력에 따라 상기 이동 단말기와 상기 기지국간의 거리를 획득하는 제 3 단계; 및 획득한 상기 이동 단말기와 상기 기지국간의 거리에 따라 칩 지연을 획득하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the chip delay calculation method of the present invention, the chip delay calculation method applied to the chip delay calculation apparatus of the mobile terminal, the first step of extracting the transmission power information and the calibration value of the base station from the broadcast information message of the base station; A second step of measuring received power of a broadcast channel of the base station; Obtaining a distance between the mobile terminal and the base station according to the extracted transmission power information, the calibration value, and the measured reception power; And a fourth step of acquiring a chip delay according to the acquired distance between the mobile terminal and the base station.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 일반적인 이동통신 시스템의 서비스 환경의 예시도로서, 이동 단말기(11)가 기지국(12)으로부터 소정의 거리(13)만큼 떨어져 있음을 보여준다.1 is a diagram illustrating a service environment of a general mobile communication system, and shows that the mobile terminal 11 is separated from the base station 12 by a predetermined distance 13.
도 2 는 기지국의 기준 시간과 이에 따른 이동 단말기의 기준 시간의 예시도로서, 도 1 을 바탕으로 이동 단말기(11)가 송출한 접속 메시지가 기지국(12)의 기준 시간과 몇 칩만큼 떨어져 있는지를 나타낸다.FIG. 2 is an exemplary diagram of a reference time of a base station and a reference time of a mobile terminal according to the present invention. Based on FIG. 1, it is shown how many chips the access message sent by the mobile terminal 11 is separated from the reference time of the base station 12. Indicates.
이동 단말기(11)는 기준 시간을 결정하기 위해 기지국(12)로부터 시스템 동기 신호를 수신한다. 기지국(12)이 송출한 시스템 동기 신호는 전파 지연에 의해 일정 시간 지연되어 도달한다. 이를 고려할 때, 이동 단말기(11)의 기준 시간(21)은 기지국과 이동 단말기간의 거리에 의한 칩 지연(23)만큼 기지국(12)의 기준 시간(22)과 떨어져 있게 된다.The mobile terminal 11 receives the system synchronization signal from the base station 12 to determine the reference time. The system synchronization signal sent by the base station 12 arrives at a predetermined time delay due to the propagation delay. In consideration of this, the reference time 21 of the mobile terminal 11 is separated from the reference time 22 of the base station 12 by the chip delay 23 by the distance between the base station and the mobile terminal.
이동 단말기(11)가 기준 시간(24)에서 접속 메시지를 송출한다면 접속 메시지의 전파 지연을 고려할 때, 기지국(12)은 접속 메시지 수신 시점(25)에서 접속 메시지를 수신하게 된다. 기지국(11)이 수신한 접속 메시지는 결국 기지국(12)의 기준 시간(22)보다 이동 단말기와 기지국간의 거리에 의한 접속 메시지의 칩 지연(26)만큼 떨어져 있게 되므로, 기지국(12)은 기지국의 기준 시간(22)을 기준으로 접속 메시지의 칩 지연(26)을 고려하여 한 칩씩 지연시키면서 신호를 복조하게 된다. 칩 지연은 칩율과 이동 단말기와 기지국간의 거리를 바탕으로 아래의 (수학식 1)에 의해 구할 수 있다.If the mobile terminal 11 transmits the access message at the reference time 24, when the propagation delay of the access message is considered, the base station 12 receives the access message at the time 25 when the access message is received. Since the access message received by the base station 11 is eventually separated by the chip delay 26 of the access message by the distance between the mobile terminal and the base station from the reference time 22 of the base station 12, the base station 12 The signal is demodulated with a delay of one chip in consideration of the chip delay 26 of the access message based on the reference time 22. The chip delay can be calculated by Equation 1 below based on the chip rate and the distance between the mobile terminal and the base station.
예를 들어, 칩율이 1.2288 Mcps이고 이동 단말기와 기지국간의 거리가 10Km인 경우에, 칩 지연은 82 칩(= 1.2288e6 x ((10 x 2)/3e5))이 된다.For example, if the chip rate is 1.2288 Mcps and the distance between the mobile terminal and the base station is 10 km, the chip delay is 82 chips (= 1.2288e6 x ((10 x 2) / 3e5)).
도 3 은 이동 단말기와 기지국간의 거리와 칩율에 따른 칩 지연을 나타내는 설명도로서, 상기 (수학식 1)에 의해 이동 단말기와 기지국간의 거리와 칩율이 증가할수록 칩 지연이 더욱 큰 폭으로 증가함을 보여준다.3 is an explanatory diagram showing chip delay according to the distance and the chip rate between the mobile terminal and the base station, and as the distance and the chip rate between the mobile terminal and the base station increase according to Equation 1, the chip delay increases significantly. Shows.
도면에서 아래쪽의 선(31)은 칩율이 1.2288Mcps인 경우이며, 가운데 선(32)는 칩율이 4.096Mcps인 경우이고, 위쪽의 선(33)은 칩율이 8.192Mcps인 경우를 나타낸다. 이와 같이 이동 단말기와 기지국간의 거리와 칩율이 증가할수록 칩 지연이 커지고, 이에 따라 기지국이 이동 단말기의 접속 메시지를 획득하는데 더 많은 시간이 소요됨을 알 수 있다. 이동 단말기가 접속 메시지를 송출하기 이전에 기지국과의 거리를 바탕으로 예상 칩 지연을 구하고 이를 바탕으로 접속 메시지를 송출하면 기지국이 일정 구간내의 칩 지연만 고려하게 되어 좀 더 빠른 시간내에 이동 단말기의 접속 메시지를 획득할 수 있게 된다.In the figure, the lower line 31 shows a case where the chip rate is 1.2288 Mcps, the middle line 32 shows a case where the chip rate is 4.096 Mcps, and the upper line 33 shows a case where the chip rate is 8.192 Mcps. As the distance between the mobile terminal and the base station and the chip rate increase, the chip delay increases, and thus, the base station takes more time to acquire the access message of the mobile terminal. If the mobile terminal obtains the expected chip delay based on the distance from the base station before sending the access message, and sends the access message based on the distance, the base station considers only the chip delay within a certain interval and accesses the mobile terminal in a shorter time. The message can be obtained.
일반적으로 이동통신 환경에서 이동 단말기와 기지국간의 거리는 다음의 (수학식 2)와 같이 구할 수 있다. 기지국의 송출 전력과 수신 전력의 단위는 데시벨(dB)이다.In general, the distance between a mobile terminal and a base station in a mobile communication environment can be obtained as shown in Equation 2 below. The unit of transmission power and reception power of the base station is decibel (dB).
상기 (수학식 2)의 감쇄 상수는 아래의 (수학식 3)과 같이 송출 주파수에 의해 결정되는 상수값이다. 송출 주파수는 메가헬쯔(MHz) 단위이며, 전파 속도의 단위는 킬로미터(Km)이다.The attenuation constant of Equation 2 is a constant value determined by the transmission frequency as shown in Equation 3 below. Transmission frequency is in megahertz (MHz), and propagation speed is in kilometers (Km).
상기 (수학식 2)를 통해 얻어진 결과값은 건물이 많은 도심 지역에서는 정확성이 떨어지게 된다. 이러한 현상을 다경로 페이딩에 의한 오차라 하며, 아래의 (수학식 4)와 같이 상기 (수학식 2)에 교정값을 추가하므로써, 어느 정도 그 오차를 예방할 수 있다.The result obtained through Equation 2 is less accurate in the urban area with many buildings. This phenomenon is called an error due to multipath fading, and the error can be prevented to some extent by adding a correction value to Equation 2 as shown in Equation 4 below.
상기 (수학식 4)와 같이 다경로 페이딩에 의한 오차를 교정하므로써, 이동 단말기는 기지국과의 거리를 구할 수 있다.By correcting the error due to multipath fading as shown in Equation 4, the mobile terminal can obtain a distance from the base station.
도 4 는 본 발명에 따른 이동 단말기의 칩 지연 계산 장치의 일실시예 구성도이다.4 is a block diagram of an embodiment of a chip delay calculation apparatus of a mobile terminal according to the present invention.
먼저, 기지국의 송출 전력을 얻기 위해 방송 정보 수신부(41)는 기지국의 방송 정보 메시지중에서 기지국의 송출 전력 정보(42)를 추출한다. 기지국의 송출 전력 정보(42)는 방송 채널의 송출 전력을 말한다. 다음으로 기지국의 수신 전력을 얻기 위해 수신 전력 측정부(43)는 방송 채널의 수신 전력(44)을 측정한다. 그리고, 다경로 페이딩에 의한 오차 교정값을 얻기 위해 방송 정보 수신부(41)는 기지국의 방송 정보 메시지중에서 교정값(45)을 추출한다.First, in order to obtain the transmission power of the base station, the broadcast information receiver 41 extracts the transmission power information 42 of the base station from the broadcast information message of the base station. The transmission power information 42 of the base station refers to the transmission power of the broadcast channel. Next, in order to obtain the reception power of the base station, the reception power measurement unit 43 measures the reception power 44 of the broadcast channel. In order to obtain an error correction value due to multipath fading, the broadcast information receiver 41 extracts the correction value 45 from the broadcast information message of the base station.
거리 계산부(46)는 기지국의 송출 전력 정보(42)와 방송 채널의 수신 전력(44) 그리고 교정값(45)을 거리 계산 알고리즘의 입력으로 하여 이동 단말기와 기지국간의 거리(47)를 계산해 낸다.The distance calculator 46 calculates the distance 47 between the mobile terminal and the base station by using the transmission power information 42 of the base station, the received power 44 of the broadcast channel, and the correction value 45 as inputs to the distance calculation algorithm. .
칩 지연 계산부(48)는 이동 단말기와 기지국간의 거리(47)를 상기 (수학식 1)에 대입하여 이동 단말기가 접속 메시지를 송출하였을 때 예상되는 칩 지연(49)을 얻는다.The chip delay calculator 48 substitutes the distance 47 between the mobile terminal and the base station in Equation 1 to obtain the chip delay 49 expected when the mobile terminal sends the access message.
도 5a 및 5b 는 칩 지연의 고려 여부에 따른 접속 메시지 송출 및 수신에 대한 예시도로서, 칩 지연을 고려하지 않은 경우와 칩 지연을 고려한 경우에 각각 이동 단말기의 접속 메시지 송출 시간과 기지국에 의한 접속 메시지 수신 시간을 보여준다.5A and 5B are exemplary diagrams of transmitting and receiving access messages according to whether chip delay is considered or not, and when the chip delay is not considered and the chip delay is considered, respectively, the access message transmission time of the mobile terminal and the access by the base station are shown. Shows message reception time.
칩 지연을 고려하지 않은 경우에, 기지국은 이동 단말기의 접속 메시지를 기지국의 기준 시간보다 접속 메시지의 칩 지연(51)만큼 지연되어 수신한다. 칩 지연(52)을 바탕으로 이동 단말기가 좀 더 빨리 접속 메시지를 송출하는 경우에, 기지국은 기지국 기준 시간 근처에서 이동 단말기의 접속 메시지를 수신하게 된다.In the case where the chip delay is not considered, the base station receives the access message of the mobile terminal by a delay of the chip delay 51 of the access message rather than the reference time of the base station. When the mobile station transmits the access message more quickly based on the chip delay 52, the base station receives the access message of the mobile station near the base station reference time.
칩 지연을 고려한 경우에, 다경로 페이딩에 의한 오차 교정값이 정확하지 않을 때 이동 단말기가 송출한 접속 메시지는 기지국의 기준 시간보다 빠르게 수신될 수 있다. 기지국의 기준 시간보다 다소 빠르게 송출한 경우에 다른 접속 메시지와 충돌하여 복조가 불가능하게 되는 경우도 있으므로, 이동 단말기는 칩 지연 계산부(48)를 통해 얻어진 칩 지연(52)보다 다소 늦게 송출하도록 한다.In consideration of the chip delay, when the error correction value due to the multipath fading is not correct, the access message sent by the mobile terminal may be received earlier than the reference time of the base station. Since the demodulation may not be possible due to collision with other access messages when the transmission time is slightly earlier than the reference time of the base station, the mobile terminal transmits the data slightly later than the chip delay 52 obtained through the chip delay calculation unit 48. .
도 6 은 기지국의 기준 시간과 획득 구간 및 최대 칩 지연에 대한 예시도로서, 이동 단말기가 칩 지연 계산부(48)를 통해 얻은 칩 지연(52)을 바탕으로 송출한 접속 메시지(61)가 기지국 기준 시간과 최대 칩 지연 시간(62)의 일정 구간(63)내에 위치하도록 하므로써, 기지국이 기지국 기준 시간의 일정 구간(63)만을 검색하도록 하여 이동 단말기의 접속 메시지를 보다 빠른 시간내에 획득할 수 있게 됨을 나타낸다.6 illustrates an example of a reference time, an acquisition interval, and a maximum chip delay of a base station. The access message 61 transmitted by the mobile terminal based on the chip delay 52 obtained through the chip delay calculation unit 48 is a base station. Since the base station is located within a predetermined section 63 of the reference time and the maximum chip delay time 62, the base station searches only a predetermined section 63 of the base station reference time so that the access message of the mobile terminal can be obtained more quickly. It is displayed.
그리고, 기지국이 접속 메시지를 획득하기 위해 정한 일정 구간(63)을 획득 구간이라 한다. 도 6 에서의 획득 구간의 폭은 칩 지연 계산부(48)의 정확도 또는 기지국의 획득 결과에 의해 결정된다. 칩 지연 계산부(48)의 정확도는 다경로 페이딩에 의해 발생하며, 이는 결국 다경로 페이딩에 의한 오차 교정값의 정확도에 의해 결정된다. 이와 같이 모든 이동 단말기는 칩 지연 계산부(48)를 이용하여, 기기국과의 거리와 상관없이 기지국 기준 시간의 일정 구간내에 접속 메시지가 위치하도록 접속 메시지를 송출한다.The predetermined interval 63 determined by the base station to acquire the access message is called an acquisition interval. The width of the acquisition section in FIG. 6 is determined by the accuracy of the chip delay calculator 48 or the acquisition result of the base station. The accuracy of the chip delay calculator 48 is generated by multipath fading, which in turn is determined by the accuracy of the error correction value due to multipath fading. In this way, all mobile terminals use the chip delay calculator 48 to transmit the access message so that the access message is located within a predetermined period of the base station reference time regardless of the distance from the device station.
도 7 은 획득 구간의 이동 또는 확장에 대한 예시도로서, 이동 단말기의 접속 메시지(71)가 기지국 기준 시간의 획득 구간(72)내에 위치하지 않아 기지국이 이동 단말기의 접속 메시지를 획득하지 못하였을 때, 획득 구간 이외의 나머지 구간(73)을 검색하므로써 이동 단말기 접속 메시지의 획득 가능성을 높일 수 있음을 나타낸다.FIG. 7 illustrates an example of a movement or extension of an acquisition interval, when the base station fails to acquire an access message of the mobile terminal because the access message 71 of the mobile terminal is not located in the acquisition period 72 of the base station reference time. , By retrieving the remaining section 73 other than the acquisition section, the possibility of obtaining a mobile terminal access message can be increased.
여기서, 나머지 구간(73)이라 함은 기지국 기준 시간으로부터의 최대 칩 지연 시간중에서 획득 구간(72)을 제외한 구간을 의미한다. 기지국은 획득 구간(72)을 검색하여 접속 메시지를 획득하지 못하고 나머지 구간(73)을 통해 접속 메시지를 획득하는 빈도가 잦은 경우에, 획득 가능성을 높이기 위해 성공 빈도가 높은 구간으로 획득 구간을 이동하거나(74) 그 폭을 넓힐 수 있다(75).Here, the remaining section 73 refers to a section excluding the acquisition section 72 among the maximum chip delay time from the base station reference time. When the base station does not acquire the access message by searching the acquisition section 72 and frequently acquires the access message through the remaining sections 73, the base station moves the acquisition section to a section having a high success rate to increase the probability of obtaining the access message. (74) The width can be widened (75).
한편, 모든 이동 단말기가 하나의 획득 구간만을 이용하여 접속 메시지를 송출할 때 충돌 가능성이 높아지게 된다. 이를 예방하기 위해 기지국은 방송 정보를 통해 획득 구간의 개수와 최대 칩 지연값을 방송하고 이동 단말기가 이를 이용하여 여러 개의 획득 구간을 설정(기지국과 동일하게 설정한다)하고, 이중 임의(Randomly)로 하나의 구간을 선택하여 접속 메시지를 송출하므로써 충돌 가능성을 낮출 수 있다. 이동 단말기와 기지국은 다음의 (수학식 5)를 이용하여 획득 구간의 기지국 기준 시간과 최대 칩 지연 사이를 균등하게 나누어 설정하도록 한다.On the other hand, when all mobile terminals transmit the access message using only one acquisition interval, the possibility of collision increases. To prevent this, the base station broadcasts the number of acquisition intervals and the maximum chip delay through broadcast information, and the mobile terminal sets several acquisition intervals by using them (sets the same as the base station), and randomly among them. By selecting a section and sending a connection message, the possibility of collision can be reduced. The mobile terminal and the base station are equally divided between the base station reference time of the acquisition interval and the maximum chip delay by using Equation 5 below.
상기 (수학식 5)에 의하면 획득 구간 사이의 간격이 최대 칩 지연값과 획득 구간의 개수에 따라 일정값 이상이 되므로 접속 메시지를 획득할 수 있는 성공 확률 또한 높아지게 된다.According to Equation 5, the interval between the acquisition intervals is greater than or equal to a predetermined value according to the maximum chip delay value and the number of acquisition intervals, thereby increasing the success probability of acquiring the access message.
도 8 은 충돌 방지 및 획득 가능성을 높이기 위해 여러 개의 획득 구간을 설정한 예시도로서, 최대 칩 지연값내에서 두 개의 획득 구간을 설정하고 이를 바탕으로 접속 메시지를 송출하는 예를 나타낸다.8 is an exemplary diagram in which a plurality of acquisition sections are set in order to increase collision avoidance and acquisition probability, and show an example in which two acquisition sections are set within a maximum chip delay value and a connection message is transmitted based thereon.
기지국의 서비스 영역내에 위치하는 이동 단말기는 기지국으로부터 방송되는 획득 구간의 개수와 최대 칩 지연값(81)을 이용하여 두 개의 획득 구간(82,83)을 얻는다. 이동 단말기의 획득 구간(82,83)중에서 임의의 한 개를 선택하여 접속 메시지를 송출한다(84,85).The mobile terminal located in the service area of the base station obtains two acquisition periods 82 and 83 using the number of acquisition intervals broadcast from the base station and the maximum chip delay value 81. Any one of the acquisition periods 82 and 83 of the mobile terminal is selected to transmit an access message (84 and 85).
기지국은 동시에 또는 순차적으로 획득 구간(82,83)을 검색하여 접속 메시지(84,85)를 획득하며, 획득 구간(82,83)을 통해 접속 메시지(84,85)를 획득하지 못한 경우에, 각각의 획득 구간이외의 나머지 구간을 검색하여 접속 메시지 획득한다. 또한, 각 획득 구간(82,83)을 통해 이동 단말기가 송출한 접속 메시지는 획득 구간사이의 일정 간격(86)만큼 떨어져 있으므로 접속 메시지의 획득 가능성이 더 높아지게 된다.If the base station simultaneously or sequentially retrieves the acquisition period (82, 83) to obtain the access message (84, 85), and if the acquisition message (84, 85) through the acquisition period (82, 83), Search for remaining sections other than each acquisition section to obtain an access message. In addition, since the access message sent by the mobile terminal through each acquisition section 82 and 83 is separated by a predetermined interval 86 between the acquisition sections, the possibility of acquiring the access message becomes higher.
도 9 는 본 발명에 따른 이동 단말기의 접속 메시지 송출 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.9 is a flowchart illustrating a method of transmitting a connection message of a mobile terminal according to the present invention.
먼저, 이동 단말기가 기지국의 송출 전력 정보와 수신 전력 및 교정값을 수신하여 이를 바탕으로 칩 지연을 구한다(91). 이후에, 최대 칩 지연과 획득 구간 개수를 이용하여 다수의 획득 구간을 설정한다(92).First, the mobile terminal receives the transmission power information, the reception power, and the calibration value of the base station, and calculates a chip delay based on the transmission power information (91). Thereafter, a plurality of acquisition sections are set using the maximum chip delay and the number of acquisition sections (92).
이후에, 이동 단말기가 획득 구간중 임의의 획득 구간에 접속 메시지가 기지국에 도달하도록 칩 지연을 고려하여 접속 메시지를 송출한다(93). 그러면, 획득 구간내에 접속 메시지가 위치하므로, 기지국은 먼저 획득 구간내에서 접속 메시지 획득하므로 접속 메시지 획득 시간을 단축할 수 있다. 그리고, 기지국은 획득 구간내에 접속 메시지가 없으면 나머지 구간에서 접속 메시지를 획득한다.Thereafter, the mobile terminal transmits the access message in consideration of the chip delay so that the access message reaches the base station in any acquisition period of the acquisition period (93). Then, since the access message is located in the acquisition interval, the base station first acquires the access message in the acquisition interval, thereby shortening the access message acquisition time. If there is no access message in the acquisition section, the base station acquires the access message in the remaining sections.
도 10 은 본 발명에 따른 기지국의 접속 메시지 획득 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method for obtaining access message of a base station according to the present invention.
먼저, 이동 단말기로부터 접속 메시지가 수신되면(101) 기지국은 획득 구간내에서 접속 메시지를 획득한다(102). 이때, 접속 구간내에서 접속 메시지를 획득한 경우에는 접속 메시지 수신 과정(101)부터 반복 수행하고, 획득 구간내에서 접속 메시지를 획득하지 못한 경우에는 나머지 구간에서 접속 메시지를 획득한다(103).First, when the access message is received from the mobile terminal (101), the base station acquires the access message within the acquisition interval (102). In this case, when the access message is acquired in the access section, the access message is repeatedly performed from the process of receiving the access message 101. If the access message is not obtained in the acquisition section, the access message is obtained in the remaining sections (103).
이후에, 카운트 값(나머지 구간에서 접속 메시지를 획득하는 횟수)을 "1" 증가시킨 후에(104) 카운트 값이 소정의 임계치(구현자가 임의로 정할 수 있음) 이상인지를 판단하여(105) 임계치보다 작으면 접속 메시지 수신 과정(101)부터 반복 수행하고, 임계치 이상이면 획득 구간을 이동하거나 획득 구간을 넓혀(106) 접속 메시지의 획득 시간을 단축할 수 있다.Thereafter, after increasing the count value (the number of times a connection message is obtained in the remaining interval) by " 1 " (104), it is determined whether the count value is greater than or equal to a predetermined threshold (which can be arbitrarily determined by the implementor) (105). If it is small, the access message may be repeatedly performed from the process of receiving the message 101, and if it is greater than or equal to the threshold value, the acquisition time may be shortened by moving the acquisition interval or expanding the acquisition interval 106.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.
상기와 같은 본 발명은, 이동 단말기가 기지국의 송출 전력과 전파 감쇄를 고려하여 기지국과 얼마만큼 떨어져 있는지 그 거리를 추출해 내고 이를 바탕으로 접속 메시지를 송출하여 칩 지연이 일정 구간내에 위치하도록 하므로써, 기지국이 접속 메시지를 수신하여 복조할 때 일정 구간내의 칩 지연만 고려할 수 있게 되어 기지국의 접속 메시지 획득 시간을 단축할 수 있으며, 이러한 일정 구간을 여러 개 두므로써 접속 메시지를 분산시킬 수 있고, 또한 접속 메시지 획득 가능성을 높일 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention extracts the distance of the mobile station from the base station in consideration of the transmission power and attenuation of the base station, and transmits a connection message based on the distance so that the chip delay is located within a predetermined period. When receiving and demodulating the access message, only a chip delay within a predetermined period can be taken into account, thereby reducing the access message acquisition time of the base station. The access message can be distributed by placing several such intervals. There is an effect that can increase the probability of acquisition.
Claims (12)
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