KR20070015470A - Jumping compensation algorithm for gps clock on ip-bts - Google Patents

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KR20070015470A
KR20070015470A KR1020070004068A KR20070004068A KR20070015470A KR 20070015470 A KR20070015470 A KR 20070015470A KR 1020070004068 A KR1020070004068 A KR 1020070004068A KR 20070004068 A KR20070004068 A KR 20070004068A KR 20070015470 A KR20070015470 A KR 20070015470A
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안경환
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Abstract

A jumping compensation algorithm of a GPS engine reference clock in an IP-BTS(Internet Protocol-Base Transceiver Station) is provided to control a constant output by preventing an abnormal process of an output clock of a GPS receiver based on a control method according to a variable quantity of jump. A GPS receiving apparatus includes a processor(100), a DAC(110), an OXCO(120), a phase comparator(130), a frequency generator(140), and a GPS receiver(150). A jumping compensation algorithm of a GPS engine reference clock in IP-BTS generates a clock used in the IP-BTS in a PLL(Phase Locked Loop) circuit having the OCXO(120). The PLL circuit is controlled by a control value of the DAC(110). The GPS receiving apparatus compensates 1PPS generated by dividing 10MHz and a phase difference of the 1PPS as a reference clock outputted from the GPS receiver(150). The GPS receiving apparatus reflects the compensated value to the DAC(110) value. The output of the OCXO(120) is changed to be synchronized with a GPS satellite.

Description

아이피비티에스에서 지피에스 엔진기준 클럭 점핑보상알고리즘{jumping compensation algorithm for GPS clock on IP-BTS} Jumping compensation algorithm for GPS clock on IP-BTS

도1은 GPS수신 장치에 대한 구성도.1 is a block diagram of a GPS receiver.

도2는 본 발명에 따른 IP-BTS에서 GPS엔진기준 클럭 Jumping보상알고리즘2 is a GPS engine reference clock jumping compensation algorithm in IP-BTS according to the present invention.

도3은 본 발명에 따른 GPS엔진기준 클럭 Jumping 보상알고리즘 flowchartFigure 3 is a GPS engine reference clock Jumping compensation algorithm according to the present invention flowchart

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>  <Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 Processor100 Processor

110 DAC(Digital Analog Control)110 Digital Analog Control (DAC)

120 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillators)120 Oven Controlled Crystal Oscillators

130 Phase Comparator130 Phase Comparator

140 Frequency Generator140 Frequency Generator

150 GPS Receiver150 GPS Receiver

본 발명은 이동통신망에 적용하는 IP-BTS장치의 GPS 엔진 기준 클럭인 1PPS Jumping보상알고리즘 관한 것으로 특히 GPS엔진의 기준 출력인 1PPS가 jumping후 GPS수신 장치의 출력이 잘못되어 핸드오프가 더 이상 이루어지지 않게 되는 현상이 발생 하는데 이 문제점을 보완한 보상 알고리즘이다.The present invention relates to a 1PPS Jumping Compensation Algorithm, which is a GPS engine reference clock of an IP-BTS device applied to a mobile communication network. It is a compensation algorithm that compensates for this problem.

[도1]은 GPS수신 장치에 대한 일 실시 예 구성도 이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a GPS receiver.

GPS수신 장치는 Processor(100), DAC(110), OCXO(120), Phase Comparator(130), Frequency Generator(140), GPS Receiver(150)로 구성되어 있는데, 본 발명에서 고안된 GPS엔진기준 클럭 Jumping 보상 알고리즘은 GPS수신 장치의 OCXO(120)를 포함하고 있는 PLL회로에서 IP-BTS에서 사용하는 클럭들을 발생하고 있는데, 이러한 PLL회로는 CPU가 DAC(110)이라는 제어값을 통해서 제어하고 여기서 발생되는 문제점들을 보완한 운용 알고리즘이다. GPS receiver is composed of Processor (100), DAC (110), OCXO (120), Phase Comparator (130), Frequency Generator (140), GPS Receiver (150), GPS engine reference clock Jumping designed in the present invention The compensation algorithm generates clocks used in the IP-BTS in the PLL circuit including the OCXO 120 of the GPS receiver. The PLL circuit is controlled by the CPU through a control value called the DAC 110. It is an operation algorithm that solves the problems.

[도1]에 도시된 바와 같이, GPS수신 장치는 내부에는 10MHz를 분주하여 생성한 1PPS와 GPS 엔진(150)으로부터 출력되는 기준 기준 클럭인 1PPS의 위상차이 만큼을 보정하여 DAC(110)값에 반영하고 이에 따라 OCXO(120)의 출력 10MHz가 변화되어 GPS 위성과 동기 되는 주파수 정밀도를 가지게 된다.As shown in FIG. 1, the GPS receiver corrects the phase difference between 1PPS generated by dividing 10 MHz and 1 PPS, which is a reference reference clock output from the GPS engine 150, to the DAC 110 value. As a result, the output 10MHz of the OCXO 120 is changed to have a frequency accuracy synchronized with the GPS satellites.

DAC(110)값은 16Bit이며 OCXO(120)의 전압 Control Range를 216 분주한 단위로 전압을 조정할 수 있다.The value of the DAC 110 is 16 bits and the voltage can be adjusted in units of 2 16 divided by the voltage control range of the OCXO 120.

[도1]에 표시된 바와 같이 기존의 GPS수신 장치의 제어 알고리즘은 단순히 GPS 엔진(150)으로부터 수신된 1PPS를 기준으로 현재의 OCXO(120)의 출력값을 DAC(110)값으로 제어하여 언제나 위성에서 주는 기준 클럭에 동기를 맞추어 운용하게 되어 있어, 위성 또는 GPS 엔진의 순간적인 오류로 인하여 기준 출력값인 1PPS 값이 비정상적인 값으로 되어도 보상 알고리즘이 없으므로 잘못된 GPS엔진 기준 출력으로 동기를 맞추게 되므로 이러한 GPS수신장치의 출력 클럭으로 운용되는 IP-BTS는 다른 IP-BTS와의 동기가 맞지 않아 핸드오프 등의 문제가 발생한다. As shown in FIG. 1, the control algorithm of the conventional GPS receiver simply controls the output value of the current OCXO 120 based on the 1PPS received from the GPS engine 150 to the DAC 110 value, thereby always providing the The state is operated in synchronization with the reference clock, and even if the 1PPS value, which is the reference output value, becomes abnormal due to the instantaneous error of the satellite or GPS engine, there is no compensation algorithm. IP-BTS, which is operated as an output clock of, does not synchronize with other IP-BTS, causing problems such as handoff.

본 발명에서는 GPS 엔진(150)의 기준 클럭과 OCXO(120)의 출력값과의 차이를 확인하고 이 변화량에 따른 제어를 Jumping 보상하여 핸드오프 문제 등을 개선한 알고리즘[도3]이다.In the present invention, the difference between the reference clock of the GPS engine 150 and the output value of the OCXO 120 is confirmed, and the jumping control is compensated for the control according to the amount of change to improve the handoff problem and the like [Fig. 3].

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하고 보다 더 신뢰성 있고 고 품질을 만족하기 위하여 제안된 것으로, 기존의 제어 방법은 GPS 엔진의 기준 클럭과 OCXO의 출력값과의 차이를 단순히 보정하거나 절대값으로 GPS 엔진제어 및 DAC고정 등 을 하였으나, GPS 엔진기준 클럭 Jumping보상 알고리즘에서는 jumping의 변화량을 지속적으로 확인하고 이값에 따른 제어 방식을 다양하게 변경하여 GPS수신 장치의 신뢰성을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems and to satisfy more reliable and higher quality, and the existing control method simply corrects the difference between the reference clock of the GPS engine and the output value of the OCXO or sets it as an absolute value. Although GPS engine control and DAC are fixed, the purpose of the GPS engine reference clock Jumping compensation algorithm is to continuously check the amount of jumping change and change the control method according to this value to provide the reliability of the GPS receiver.

본 발명의 GPS엔진기준 클럭 Jumping 보상알고리즘에서는 jump의 변화량 따른 제어 방식을 채택하여 GPS수신 장치의 출력 클럭의 비정상 과정을 미연에 방지 함으로써항상 일정한 출력으로 제어하기 위한 알고리즘을 적용한 것을 특징으로 한다.The GPS engine reference clock Jumping compensation algorithm of the present invention adopts a control method according to the amount of jump change to prevent an abnormal process of the output clock of the GPS receiver in order to control the constant output at all times.

기존 알고리즘에서는 정상적으로 운용중인 GPS엔진의 기준 출력은[도2-1] 아무 문제가 없다는 것을 전제로 실제 IP-BTS에서 사용하는 모든 클럭은 GPS수신 장치내에 있는 GPS엔진의 기준 클럭에 동기를 맞추어 DAC값을 제어하여 사용하고 있다.In the existing algorithm, all the clocks used in IP-BTS are synchronized with the reference clock of the GPS engine in the GPS receiver, assuming that the reference output of the GPS engine in normal operation is no problem [Fig. 2-1]. It is used to control the value.

일부 GPS에서는 이러한 문제를 일부 보완하기 위해서 DAC값을 8usec을 기준으로 8usec내에서는 기존과 같이 사용하고 단지 8usec이상의 PPSOFFSET값이 변동이 있을 경우 DAC을 고정하여 이상 현상에 대응하도록 설계되어 있다, In order to solve some of these problems in some GPS systems, the DAC value is used in 8usec based on 8usec, and it is designed to cope with anomalies by fixing the DAC when the PPSOFFSET value is higher than 8usec.

이 경우에서도 만약 [도2-2]에서 처럼 약 6-7usec정도의 GPS엔진 1pps의 jump가 연속적으로 발생 하였다면 DAC은 8usec 이내이므로 OCXO를 정상적으로 제어를 하기 시작 [도2-2], [도2-3]을 반복하고 결국 GPS 엔진의 jumping현상이 멈추고 다시 제 자리를 찾게 되면 결국은 OCXO의 1PPS 출력 값은 GPS엔진의 기준 출력값에서 10usec 이상 벗어난 지점에서[도2-4] 존재하게 되어 핸드오프등이 이루어지지 않는 문제점이 발생한다. Even in this case, if a jump of 1pps of GPS engine of about 6-7usec occurs continuously as shown in [Figure 2-2], the DAC is within 8usec, so it starts to control OCXO normally [Figure 2-2], [Figure 2]. -3] and the GPS engine's jumping phenomenon stops and finds its place again, eventually the 1PPS output value of OCXO is over 10usec away from the reference output value of the GPS engine [Fig. 2-4]. There is a problem that the back is not made.

현재의 GPS 수신장치는 이러한 GPS엔진의 불규칙한 기준 출력에 아무런 알고리즘을 적용하지 않고 있거나, 적용해도 단순히 그 값이 누적된 값이든 jump에 의한 값이든 단지 8usec이상의 jump시에만 DAC을 고정하여 사용하는 경우가 대부분이었는데,The current GPS receiver does not apply any algorithm to the irregular reference output of these GPS engines, or if the DAC is fixed and used only when the jump exceeds 8usec, whether the value is cumulative value or jump value. Was most of them,

본 발명인 GPS엔진기준 클럭 Jumping보상알고리즘 있어서는 GPS엔진(150) 기준 출력과 OCXO(120)의 출력값(PPS OFFSET)의 차이가 8usec 이내에서도 jump가 발생하였다면 DAC(110)을 고정 시킬 필요가 있고 그 기준은 변화량(PPSOFFSET)이 이전 PPSOFFSET값과 이후 PPSOFFSET값의 계속적인 비교를 통하여 순수 jumping에 의한 이상 현상에 의한 변화량이 발생하였을 경우에만 적용하였다.In the present invention, the GPS engine reference clock jumping compensation algorithm needs to fix the DAC 110 if a jump occurs within 8usec between the reference value of the GPS engine 150 and the output value (PPS OFFSET) of the OCXO 120. PPSOFFSET is applied only when the change amount due to anomalies caused by pure jumping occurs through the continuous comparison between the previous PPSOFFSET value and the subsequent PPSOFFSET value.

즉, 이전까지 아무 문제 없이 정상적으로 운용되고 있던 GPS 수신장치의 OCXO(120)는 상당히 안정적으로 운용되어 물리적으로 OCXO(120)자체의 jump는 전혀 없다고 판단되므로 이때 생기는 PPSOFFSET의 변화량이 매우 크다면, 이는 순수하게 GPS엔진(150)의 jumping에 의해서 발생되었다는 사실을 확인 할 수 있으므로 이러한 변화량을 DAC(110)운용에 판단 기준으로 하는 알고리즘을 적용시켜 변화량이 2usec이상이 된다면, DAC(110)제어를 멈추고 더 이상 잘못된 GPS엔진의 기준 클럭에 OCXO(120)가 동기를 맞추지 않고 GPS엔진의 기준 출력이 jumping을 하는 동안에는 OCXO(120)의 출력 그대로를 이용할 수 있도록 한다면 H/O의 문제점등은 해소될 것이다.That is, since the OCXO 120 of the GPS receiver, which had been normally operated without any problem until now, is operated in a fairly stable manner, it is judged that there is no physical jump of the OCXO 120 itself at all. Since it can be confirmed that it is generated by the jump of the GPS engine 150, it is possible to apply this algorithm to the DAC 110 operation based on the amount of change. If the change amount is 2usec or more, the control of the DAC 110 is stopped. If the OCXO 120 does not synchronize with the reference clock of the wrong GPS engine and the reference output of the GPS engine is used while the reference output of the GPS engine is jumping, the problem of the H / O will be solved. .

이러한 GPS엔진(150) 기준 출력의 jumping에 의해 고정된 DAC(110) 제어값은 GPS엔진(150)이 jumping을 멈추고 다시 원상으로 환원되면 다시 정상적인 제어를 시작한다. The control value of the DAC 110 fixed by the jumping of the GPS engine 150 reference output starts normal control again when the GPS engine 150 stops jumping and returns to the original state.

..

따라서 PPS OFFSET의 변화량의 지속적인 모니터링을 통해 jumping의 최소한의 변화량이 단, 한번 발생할 경우도 DAC(110)고정시킬 수 있도록 고안 되었으며, 추가적으로 계속적인 jumping으로 인행 전체 PPSOFFSET값이 8usec을 유지하고 그 시간이 30분을 유지되는 경우에는 GPS엔진(150)의 운용에 문제가 있는 것으로 판단하고 그 운용을 초기화하여 문제점 발생을 최소화하였다.Therefore, it is designed to fix the DAC 110 even if it occurs only once, even if it occurs only once, through continuous monitoring of the change amount of PPS offset.In addition, the continuous PPSOFFSET value maintains 8usec by the continuous jumping and the time is If it is maintained for 30 minutes, it is determined that there is a problem in the operation of the GPS engine 150 and the operation is initialized to minimize the occurrence of the problem.

여기에는 몇 가지 조건을 확인한 이후에 GPS엔진(150)의 운용 초기화하는데, GPS수신장치의 최소 운용시간이 8시간 정도 안정적인 운용이 되었다는 운용 시간 조건과 위성 확인이 최소 3개 이상을 유지한 상태에서 가능토록 하여 시스템의 안정적이고 신뢰성을 확보하도록 알고리즘을 구성하였다.Here, after checking some conditions, the operation of the GPS engine 150 is initialized, and the operation time condition that the minimum operation time of the GPS receiver is stable for about 8 hours and the satellite confirmation are maintained at least three times. Algorithms are constructed to ensure the stable and reliable system.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시의 예 및 첨부의 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능 하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Will be evident to those of ordinary knowledge in

IP-BTS에서 GPS엔진기준 클럭 Jumping보상알고리즘을 적용 함으로서 GPS 위성으로부터 수신된 1PPS 클럭이 위성 및 GPS엔진의 오류로 인하여 기준 클럭이 타 기지국과의 오차로 인하여 Handoff 가 안 되는 현상을 미연에 제거하므로, 기존 시스템 보다 더 유연한 시스템 개발이 가능하며 향후 시스템에 적용 시 신뢰성이 확보된 제품 개발 및 구축이 용이하며 유지보수 비용을 절감할 수 있다.By applying the GPS engine reference clock Jumping compensation algorithm in IP-BTS, the 1PPS clock received from GPS satellites eliminates the phenomenon that the reference clock cannot be handed off due to errors with satellites and GPS engines. Therefore, it is possible to develop more flexible system than existing system, and it is easy to develop and build products with reliability when applied to future system, and to reduce maintenance cost.

Claims (1)

IP-BTS에서 GPS엔진기준 클럭 Jumping보상알고리즘 있어서,GPS engine reference clock Jumping compensation algorithm in IP-BTS, 1PPS jump의 변화량 따른 제어 방식을 채택하여 처리할 수 있도록 구현한 장치Implemented to handle by adopting control method according to change amount of 1PPS jump
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100871068B1 (en) * 2007-04-04 2008-11-27 에스케이 텔레콤주식회사 Apparatus and Method for Output Control at the time Synchronize Signal Capture Failure in Mobile Telephony Base Station

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100871068B1 (en) * 2007-04-04 2008-11-27 에스케이 텔레콤주식회사 Apparatus and Method for Output Control at the time Synchronize Signal Capture Failure in Mobile Telephony Base Station

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