3G 및 3G 진화 이동통신에서 LBS(Location Based Service)에 대한 중요성이 점점 커지고 있으며, 특히 펨토셀의 기지국 파라미터 설정을 위해서는 시간 동기 및 위치 파악 기능의 중요성이 더욱 커지고 있다. 3GPP2에서는 고속 패킷데이터 시스템인 DO(Data Only) 시스템을 위해 시간 동기 및 위치 파악 기능을 향상시키는 고검출 파일럿(HDP: Highly Detectable Pilots) 기술을 논의하였으며 올해 5월 회의에서 baseline text를 확정하였다. 본 고에서는 현재까지 논의된 고검출 파일럿에 대하여 논의하고자 한다.

고검출 파일럿

단말은 기지국으로부터 수신된 신호를 기반으로 자신의 위치를 알아내기 위해 AFLT(Advanced Forward Link Trialateration)와 같은 기술을 사용한다. AFLT는 주위 여러 기지국으로부터 수신되는 신호의 시간차를 이용하여 단말의 위치를 계산하는 기술을 말한다. 주위 기지국들의 수신 신호 시간차를 알아내기 위해서는 각 기지국으로부터 파일럿을 수신하여야 한다. 더 많은 기지국의 파일럿을 수신할수록 더욱 정확한 단말의 위치 계산이 가능해진다. DO 시스템은 각 기지국의 시간 동기가 유지되며, 동일한 시간에 초기동기 및 채널추정을 위한 DO 파일럿이 전송된다. <그림 1>에서 보는 것과 같이 DO 시스템의 파일럿은 TDM 형태로 전송되며 한 슬롯 내에 96칩씩 두 번 전송된다. 각 기지국으로부터 전송되는 DO 파일럿은 상호 간섭을 발생하며 이로 인해 단말이 검출할수 있는 파일럿의 수가 보통 10개 이하로 제한된다.

이를 개선하기 위해 <그림 1>에서 고검출(HD:Highly Detectable) 파일럿을 전송할 수 있도록 하였다. 고검출 파일럿이 전송되는 400칩씩 4개의 구간에서는 평소에는 데이터가 전송되다가, 예를 들면 400ms 마다 한번씩 데이터 대신에 고검출 파일럿을 전송한다. 기지국간 고검출 파일럿의 충돌을 최소화하기 위해 재사용율 9가 사용된다. 즉 각 기지국은 9개의 고검출 파일럿 전송 가능한 슬롯에서 임의의 슬롯 하나를 골라 고검출 파일럿을 전송하며 이때 나머지 8개의 슬롯에서는 데이터를 포함하여 아무것도 전송하지 않는다.

<그림 1> 고검출 파일럿(HDP) 전송 슬롯 구조

이와 같이 한 슬롯 동안 파일럿만 전송하고, 파일럿의 주파수 재사용율을 9로 함으로써 파일럿에 할당되는 에너지를 높일 수 있고 간섭을 줄일 수 있다. 실험 결과에 의하면 일반 DO 파일럿에 의해 10개 이하의 기지국을 검출할 수 있는 반면, 고검출 파일럿을 사용하면 20개 이상의 기지국을 검출할 수 있는 것으로 되어 있다.

이와 같은 고검출 파일럿은 펨토셀의 시간 동기 및 위치 확인에도 사용할 수 있다. 펨토셀은 보통 실내에 위치하여 기지국의 일반적인 파일럿을 수신할 수 없는 경우가 있다. 고검출 파일럿은 검출 능력이 뛰어나므로 이렇게 음영지역에 위치한 펨토 기지국도 주변 매크로 기지국으로부터 고검출 파일럿를 수신하여 모듈로 단위의 시간 동기 및 위치 확인을 할 수 있다. 펨토셀은 모듈로 단위로 얻은 시간과 유선 네트워크를 통해 시간 정보를 획득하는 NTP(Network Time Protocol)와 연계하여 절대 시간 동기를 획득할 수 있다.

<그림 2> 펨토셀의 시간 동기 및 위치 확인

결론

고검출 파일럿을 이용하여 단말은 더 많은 기지국으로부터 파일럿을 검출할 수 있고, 이를 이용하여 더욱 정확한 단말 위치 판단이 가능하다. 또한 음영지역에 위치한 펨토셀의 경우에도 기지국의 일반 파일럿은 검출이 힘들지만 고검출 파일럿은 수신할 수 있어 시간 동기 및 위치 판단에 도움이 된다. 펨토셀도 역시 고검출 파일럿을 전송함으로써 펨토셀이 주변 펨토셀을 검출하여 펨토셀간 간섭 제어에 도움을 줄 수 있다.