KR100946899B1

KR100946899B1 - 시분할 이중 모드 이동 통신 시스템에서의 단말 대 단말직접 통신을 위한 동기화 방법

Info

Publication number: KR100946899B1
Application number: KR1020057014593A
Authority: KR
Inventors: 이주호; 김정곤; 가오케 두; 시아오키앙 리; 귀시아 얀
Original assignee: 삼성전자주식회사; 베이징 삼성 텔레콤 알 앤 디 센터
Priority date: 2003-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2010-03-09
Also published as: EP1593211A1; US7466989B2; KR20050096184A; CN1521967A; EP1593211A4; WO2004073209A1; EP1593211B1; US20060240854A1

Abstract

TDMA 이동 통신 시스템에서의 단말 대 단말 직접 통신을 위한 본 발명에 따른 동기화 방법은, 기지국이 관여하는 통상의 통신을 위한 전송 타이밍에 따라 주변 송신기들로부터 송신된 신호들을 탐지하는 단계; 상기 탐지된 신호들 중에서 가장 강한 출력을 가지는 신호를 가장 강한 간섭 신호로서 선택하는 단계; 단말 대 단말 직접 통신을 위해 송신기로부터 상기 통상의 통신을 위한 전송 타이밍에 따라 송신된 제1 신호를 탐지하는 단계; 상기 제1 신호의 제1 도달 시간을 상기 가장 강한 간섭 신호의 제2 도달 시간과 비교하는 단계; 상기 제1 및 제2 도달 시간들의 비교 결과에 의해 상기 송신기가 상기 제1 신호의 전송 타이밍을 조정하도록 하기 위한 조정 제어 명령을 얻어, 상기 조정 제어 명령을 상기 송신기에 피드백시키는 단계를 포함한다. 이러한 본 발명은 TDD 이동 통신 시스템에서의 직접 통신의 동기화 문제를 해결하고 있다.

TDD 이동 통신 시스템, 직접 통신, 단말, 기지국, 송신기, 수신기, 상향(하향) 링크 시간 슬롯, 간섭 신호, 조정 제어 명령

Description

시분할 이중 모드 이동 통신 시스템에서의 단말 대 단말 직접 통신을 위한 동기화 방법{SYNCHRONIZATION METHOD FOR TERMINAL-TO-TERMINAL DIRECT COMMUNICATION IN TIME DIVISION DUPLEX MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동 통신 시스템에서 시분할 이중 모드(Time Division Duplex mode; 이후로 "TDD"로 약칭하기로 함) 하에 단말 대 단말 직접 통신(이후로 "직접 통신"으로 약칭하기로 함)을 하기 위해 제안된 동기화 방법에 관한 것이다.

동기화는 시분할 다중 접속(TDMA) 통신 시스템에서의 핵심 기술이다. 다른 TDMA 시스템들과 유사하게, TDD 시스템은 단말과 기지국 사이의 정확한 동기화를 필요로 한다.

이동 통신 시스템에서의 단말의 이동성으로 인해, 단말과 기지국 사이의 거리가 달라지고, 그에 따라 단말로부터 무선 채널을 경유하여 기지국으로 전송되는 신호의 시간 지연도 역시 달라진다. 따라서, TDMA 이동 통신 시스템의 동기화 문제가 더욱 복잡하고도 중요해지고 있다.

기존의 TDD 시스템에서는 각각의 단말이 무선 전파 지연을 고려하여 그 전파 지연을 보상하기 위해 그것이 기지국으로부터 떨어진 거리에 의거한 일정한 타이밍으로 미리 신호를 전송하고, 그에 의해 상이한 단말들로부터의 신호들이 상이한 전 파 지연 후에 동기로 기지국에 도달할 수 있게 된다. 기지국의 수신 타이밍은 다른 단말들의 전송 타이밍에 대한 참조치가 된다. 기지국은 단말에 동기화 명령을 보내고, 단말은 그 동기화 명령에 따라 자신의 전송 타이밍을 적시로 맞추며, 그에 의해 모든 단말들의 상향 링크 신호들이 기지국에서 완전한 동기화를 이루게 된다.

현재, 제3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)에 의해 규정된 표준은 지금까지도 직접 통신에 대해 관심을 두고 있지 않다. 기존의 표준에서의 모든 동기화는 단말과 기지국 사이의 동기화이다. 직접 통신이 통상의 통신과 다른 점은, 직접 통신이 기지국의 관여 없이 단말들 사이에서 직접 구현되고, 단말들 사이에서의 직접적인 신호 송수신이 바로 직접 통신이되, 그때에 송신기와 수신기가 모두 다 단말들이고, 통신 과정 동안 기지국의 관여가 불필요하다는데 있다. 그 경우, 직접 통신의 동기화에는 이전의 표준에서의 동기화 방법들이 적용될 수 없다. 따라서, 직접 통신을 위한 신규의 동기화 방법을 규정짓는 것이 필요하다.

본 발명의 목적은 직접 통신 모드를 위한 동기화 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은, TDMA 이동 통신 시스템에서 단말 대 단말 직접 통신을 위한 동기화 방법에 있어서,
기지국이 관여하는 통상의 통신을 위한 전송 타이밍에 따라 주변 송신기들로부터 송신된 신호들을 탐지하는 단계;
상기 탐지된 신호들 중에서 가장 강한 출력을 가지는 신호를 가장 강한 간섭 신호로서 선택하는 단계;
단말 대 단말 직접 통신을 위해, 송신기로부터 상기 통상의 통신을 위한 전송 타이밍에 따라 송신된 제1 신호를 탐지하는 단계;
상기 제1 신호의 제1 도달 시간을 상기 가장 강한 간섭 신호의 제2 도달 시간과 비교하는 단계;
상기 제1 및 제2 도달 시간들의 비교 결과에 의해 상기 송신기가 상기 제1 신호의 전송 타이밍을 조정하도록 하기 위한 조정 제어 명령을 얻어, 상기 조정 제어 명령을 상기 송신기에 피드백시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명은, TDMA 이동 통신 시스템에서 단말 대 단말 직접 통신을 위한 동기화 방법에 있어서,
단말 대 단말 직접 통신을 위해, 기지국이 관여하는 통상의 통신을 위한 전송 타이밍보다 지연 시간 t만큼 더 늦은 타이밍에 따라 송신기로부터 전송된 제1 신호를 수신기에서 수신하는 단계;
상기 기지국으로부터의 제2 신호를 수신하는 단계;
상기 제1 신호의 제1 도달 시간을 상기 제2 신호의 제2 도달 시간과 비교하는 단계;
상기 제1 및 제2 도달 시간들의 비교 결과에 의해 상기 송신기가 상기 제1 신호의 전송 타이밍을 조정하도록 하기 위한 조정 제어 명령을 얻어, 상기 조정 제어 명령을 상기 송신기에 피드백시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명은 TDD 이동 통신 시스템에서의 직접 통신의 동기화 문제를 해결하고 있다. 기존의 표준은 직접 통신 및 그 동기화 방법에 관한 관련 내용을 담고 있지 않으므로, 본 발명은 기존의 표준에 대한 향상된 표준이 된다. 직접 통신은 불가피하게도 통상의 통신에 의한 간섭을 받게 될 것임에 따라, 본 발명에서 제안되고 있는 동기화 방법은 통상의 통신에 기인하여 직접 통신이 겪는 간섭을 가능한 한 작게 줄일 수 있다. 그러한 동기화 방법은 통상의 통신에 의해 초래되는 간섭을 효과적으로 줄일 수 있으므로, 직접 통신의 수신 성능이 개선될 수 있게 된다. 그러한 동기화가 가져오는 또 다른 장점은 커버리지 범위(coverage range)를 확장시킨다는 것이다. 수신 성능이 개선됨에 따라, 그것은 보다 더 넓은 커버리지 범위를 갖는 직접 통신을 가능하게 한다. 또한, 통상의 통신의 동기화 제어로부터 직접 통신의 동기화 제어로 이전하는 것이 용이하다.

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첨부 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시예들을 구체적으로 설명함으로써, 본 발명의 전술된 특징 및 장점과 기타의 특징 및 장점을 더욱 명확하게 하기로 한다. 첨부 도면 중에서,

도 1은 직접 통신의 동기화 과정에 대한 방법 1의 흐름도이고;

도 2는 직접 통신의 동기화 과정에 대한 방법 2의 흐름도이다.

단말 대 단말 직접 통신에 있어서의 단말들 사이의 동기화 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같이 2가지 방법을 제공한다:

방법 1은 통상의 통신에서의 하향 링크 시간 슬롯을 사용함으로써 직접 통신의 동기화를 구현하는 방법이다.

통상의 통신에서의 하향 링크 시간 슬롯은 기지국이 단말에 신호를 전송하는 시간 슬롯이다. 그때에, 기지국은 신호를 전송하고, 단말은 그 신호를 수신한다. 그 경우, 통상의 통신 중에 있는 기지국은 통상의 통신 중에 있는 단말에 신호를 전송할 것이므로, 직접 통신 중에 있는 수신기는 통상의 통신 중에 있는 기지국의 신호로부터 간섭을 받게 될 것이다.

방법 1은 기지국으로부터의 신호를 동기화 참조치로서 사용함으로써 직접 통신을 위한 동기화를 구현할 수 있다. 직접 통신 중에 있는 수신기는 직접 통신 중에 있는 송신기에 제어 명령을 보내서 송신기의 전송 타이밍을 조정하게끔 하고, 그에 의해 송신기의 신호가 통상의 통신 중에 있는 기지국의 신호와 동기로 직접 통신 중에 있는 수신기에 도달하여 동기화가 구현되게 된다.

방법 2는 통상의 통신에서의 상향 링크 시간 슬롯을 사용함으로써 직접 통신의 동기화를 구현하는 방법이다.

통상의 통신에서의 상향 링크 시간 슬롯은 단말이 기지국에 신호를 전송하는 시간 슬롯이다. 그때에, 기지국은 신호를 수신하고, 단말은 그 신호를 전송한다. 그 경우, 통상의 통신 중에 있는 단말은 통상의 통신 중에 있는 기지국에 신호를 전송할 것이므로, 직접 통신 중에 있는 수신기는 통상의 통신 중에 있는 단말의 신호로부터 간섭을 받게 될 것이다. 더욱이, 상향 링크 시간 슬롯에서는 통상의 통신 중에 신호를 전송하고 있는 다수의 단말들이 있을 것이고, 그들 신호는 직접 통신을 간섭하게 될 것이다. 직접 통신 중에 있는 수신기로부터 통상의 통신 중에 있는 통신 단말까지의 거리가 상이하므로, 간섭 세기 및 도달 시간도 역시 상이하게 된다.

방법 2는 통상의 통신 중에 있는 단말들로부터의 가장 강한 신호를 동기화 참조치로서 사용하여 직접 통신의 동기화를 구현한다. 직접 통신 중에 있는 수신기는 직접 통신 중에 있는 송신기에 제어 명령을 전송하여 송신기의 전송 타이밍을 조정하게끔 하고, 그에 의해 송신기의 신호가 통상의 통신 중에 있는 단말의 가장 강한 신호와 동기로 직접 통신의 수신기에 도달하여 동기화가 구현되게 된다.

이하, 전술된 2가지 방법을 사용하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다.

도 1에는 방법 1의 동기화 과정이 도시되어 있다. 그러한 과정은 다음의 단계들로 구분된다:

단계 1: 초기 단계(통상의 통신으로부터 직접 통신으로 이전하는 바로 그 순간)로, 송신기가 통상의 통신에서의 그 전송 타이밍보다 지연 시간 t만큼 더 늦은 타이밍으로 신호를 수신기로 전송한다. 송신기는 그것이 기지국으로부터 떨어진 거리에 따라 개략적으로 지연 시간 t를 얻는다.

단계 2: 수신기가 기지국으로부터의 신호의 도달 시간을 추정한다.

단계 3: 수신기가 송신기로부터의 신호를 탐지하여 그 송신기의 신호의 도달 시간을 기지국으로부터의 신호의 도달 시간과 비교하고, 그에 의해 송신기에 대한 조정 제어 명령(송신기의 신호가 기지국으로부터의 신호보다 더 늦게 도달되면, "미리 전송"이란 제어 명령을 보내고, 그렇지 않으면, "전송 늦춤"이란 제어 명령을 보냄)을 얻어 그 제어 명령을 송신기에 피드백시킨다.

단계 4: 송신기가 그것이 수신한 제어 명령에 따라 자신의 전송 타이밍을 조정한다.

단계 5: 동기화가 이뤄질 때까지 단계 2로 돌아간다.

도 2에는 방법 2의 동기화 과정이 도시되어 있다. 그러한 과정은 다음의 단계들로 구분된다:

단계 1: 초기 단계로, 송신기가 종전처럼 통상의 통신에서의 전송 타이밍에 따라 수신기에 신호를 전송한다.

단계 2: 수신기가 통상의 통신 중에 있는 그 주변의 송신기들로부터의 신호들을 탐지하여 출력이 가장 강한 신호를 가장 강한 간섭 신호로서 선택한다.

단계 3: 수신기가 송신기로부터의 신호를 탐지하여 그 송신기의 신호의 도달 시간을 가장 강한 간섭 신호의 도달 시간과 비교하고, 그에 의해 그 송신기에 대한 조정 제어 명령(송신기의 신호가 가장 강한 간섭 신호보다 더 늦게 도달되면, "미리 전송"이란 제어 명령을 보내고, 그렇지 않으면, "전송 늦춤"이란 제어 명령을 보냄)을 얻어 그 제어 명령을 송신기에 피드백시킨다.

단계 5: 동기화가 이뤄질 때까지 단계 2로 돌아간다.

본 발명은 TDD 이동 통신 시스템에서의 직접 통신의 동기화 문제를 해결하고 있다. 기존의 표준은 직접 통신 및 그 동기화 방법에 관한 관련 내용을 담고 있지 않으므로, 본 발명은 기존의 표준에 대한 향상된 표준이자 단말들 사이의 직접 통신의 해결책이 된다.

이상, 본 발명을 그 대표적인 실시예들을 참조하여 특정하게 도시하고 설명하였지만, 당업자라면 이후의 청구의 범위에 정해진 바의 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 형태 및 명세에 있어 본 발명에 각종의 변경을 가할 수 있음을 잘 알고 있을 것이다.

Claims

TDMA 이동 통신 시스템에서 단말 대 단말 직접 통신을 위한 동기화 방법에 있어서,

기지국이 관여하는 통상의 통신을 위한 전송 타이밍에 따라 주변 송신기들로부터 송신된 신호들을 탐지하는 단계;

상기 탐지된 신호들 중에서 가장 강한 출력을 가지는 신호를 가장 강한 간섭 신호로서 선택하는 단계;

단말 대 단말 직접 통신을 위해 송신기로부터 상기 통상의 통신을 위한 전송 타이밍에 따라 송신된 제1 신호를 탐지하는 단계;

상기 제1 신호의 제1 도달 시간을 상기 가장 강한 간섭 신호의 제2 도달 시간과 비교하는 단계;

상기 제1 및 제2 도달 시간들의 비교 결과에 의해 상기 송신기가 상기 제1 신호의 전송 타이밍을 조정하도록 하기 위한 조정 제어 명령을 얻어, 상기 조정 제어 명령을 상기 송신기에 피드백시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
제1항에 있어서, 상기 조정 제어 명령은,

상기 제1 신호가 상기 가장 강한 간섭 신호보다 더 늦게 도달되었으면 "미리 전송"을 지시하며, 상기 제1 신호가 상기 가장 강한 간섭 신호보다 더 일찍 도달되었으면, "전송 늦춤"을 지시하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
제1항에 있어서, 상기 신호들을 탐지하는 단계는, 상기 통상의 통신을 위한상향 링크 시간 슬롯을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
TDMA 이동 통신 시스템에서 단말 대 단말 직접 통신을 위한 동기화 방법에 있어서,

단말 대 단말 직접 통신을 위해, 기지국이 관여하는 통상의 통신을 위한 전송 타이밍보다 지연 시간 t만큼 더 늦은 타이밍에 따라 송신기로부터 전송된 제1 신호를 수신기에서 수신하는 단계;

상기 기지국으로부터의 제2 신호를 수신하는 단계;

상기 제1 신호의 제1 도달 시간을 상기 제2 신호의 제2 도달 시간과 비교하는 단계;

상기 제1 및 제2 도달 시간들의 비교 결과에 의해 상기 송신기가 상기 제1 신호의 전송 타이밍을 조정하도록 하기 위한 조정 제어 명령을 얻어, 상기 조정 제어 명령을 상기 송신기에 피드백시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
제4항에 있어서, 상기 조정 제어 명령은,

상기 제1 신호가 상기 제2 신호보다 더 늦게 도달되었으면 "미리 전송"을 지시하며, 상기 제1 신호가 상기 제2 신호보다 더 일찍 도달되었으면, "전송 늦춤"을 지시하는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.
제4항에 있어서, 상기 지연 시간 t의 값은,

상기 송신기가 상기 기지국으로부터 떨어진 거리에 따라 추정된 것임을 특징으로 하는 동기화 방법.
제4항에 있어서, 상기 제2 신호를 수신하는 단계는, 상기 통상의 통신을 위한 하향 링크 시간 슬롯을 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 동기화 방법.