FI117613B - Network element for frequency synchronization of base station in cellular radio network, generates speed correction factor based on deviation of local clock time from reference time - Google Patents

Network element for frequency synchronization of base station in cellular radio network, generates speed correction factor based on deviation of local clock time from reference time Download PDF

Info

Publication number
FI117613B
FI117613B FI20050097A FI20050097A FI117613B FI 117613 B FI117613 B FI 117613B FI 20050097 A FI20050097 A FI 20050097A FI 20050097 A FI20050097 A FI 20050097A FI 117613 B FI117613 B FI 117613B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
base station
local clock
correction factor
clock
speed correction
Prior art date
Application number
FI20050097A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20050097A (en
Inventor
Philip Wesby
Alexander Esser
Original Assignee
Nokia Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Corp filed Critical Nokia Corp
Priority to FI20050097A priority Critical patent/FI117613B/en
Publication of FI20050097A publication Critical patent/FI20050097A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI117613B publication Critical patent/FI117613B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00Synchronisation arrangements
    • H04W56/0035Synchronisation arrangements detecting errors in frequency or phase

Abstract

Network element (300) with reference clock (302) is fixed to base station (102) with local clock (330) via asynchronous data transmission connection (312). Reference clock sends time stamp signal (308) over connection. Station (102) receives time stamp signal and calculates deviation of local clock time from reference time. Based on deviation, speed correction factor is output and applied to local clock. A frequency synthesizer (212) generates frequency based on the corrected local clock. An independent claim is also included for the method of performing frequency synchronization of base station.

Description

\ \\\

117613 J117613 J

Tukiaseman taajuussynkronointiBase station frequency synchronization

Keksinnön alaField of the Invention

Keksinnön kohteena on solukkomaisen radioverkon verkko-osassa 5 suoritettava tukiaseman taajuussynkronointi.The invention relates to frequency synchronization of a base station in the network part 5 of a cellular radio network.

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Solukkomaisen radioverkon tukiasema vaatii tarkan kellosignaalin takaamaan hyvän taajuusstabiiliuden ja tarkan ajoituksen ilmarajapinnalla. GSM-määritykset vaativat suhteellista tarkkuutta 5*10'8 ilmarajapinnalla, mutta 10 tätä voidaan väljentää tarkkuuteen 10'7 pikosoluympäristöissä käytettävissä tukiasemissa. Tämä hyvä tarkkuus saavutetaan kuljettamalla kellosignaali pulssivirtana kansallisten puhelinrunkoverkon ja GSM-infrastruktuurin, esimerkiksi matkaviestinkeskuksen tai tukiasemaohjaimen kautta tukiasemille.The base station of a cellular radio network requires an accurate clock signal to ensure good frequency stability and accurate timing at the air interface. GSM specifications require a relative accuracy of 5 * 10'8 at the air interface, but this can be relaxed to 10'7 at base stations available in picocell environments. This good accuracy is achieved by transmitting the clock signal as a pulse current through national telephone network and GSM infrastructure, such as a mobile switching center or base station controller, to base stations.

Kansallisen referenssikellon suhteellinen taajuusstabiilius on 10’11 f 15 24 tunnin aikana. Pitkä siirtoketju tukiasemalle aiheuttaa kuitenkin kellosig naalin huojuntaa ja ryömintää. Tukiasema luottaa 1,5*10"8:n tarkkuuteen 2 Mbit/s PCM (Pulse Code Modulation) Abis-rajapinnallaan. Tukiaseman sisäisellä transkooderilla on 16 MHz:n kello (jaettuna 2 MHz:iin), joka vai- :.t helukitaan PCM-kellopulsseihin; huojunta ja ryömintä suodatetaan pois ja * * * 20 signaalista otetaan keskiarvo n. 15 minuutin ajalta. Näin "puhdistetun" 2 * * * *;[.* MHz:in kellosignaalin tarkkuus on parempi, ja se toimii referenssikellona *···" 26 MHz:in kellolle tukiasemaohjaintoiminnossa (Base Station Controller *..·* Function, BCF). Kaikki taajuudet ja ajoitus radiorajapinnalla johdetaan lo- • · : puita tästä 26 MHz:in kellosta.The relative frequency stability of the National Reference Clock is 10'11 f 15 over a 24 hour period. However, the long transmission chain to the base station causes the clock signal to fluctuate and creep. The base station relies on 1.5 * 10 "8 accuracy with its 2 Mbit / s PCM (Pulse Code Modulation) Abis interface. The base station's internal transcoder has a 16 MHz clock (divided into 2 MHz) that is powered by helicopters. For PCM clock pulses, the flutter and creep are filtered off and the * * * 20 signals are averaged over a period of about 15 minutes, thus improving the accuracy of the "cleaned" 2 * * * *; [. * MHz clock signal and serving as a reference clock * · ·· "26 MHz clock in Base Station Controller * .. · * Function, BCF. All frequencies and timing on the radio interface are derived by • ·: trees from this 26 MHz clock.

:...ί 25 Yllä selostettu tunnettu menetelmä tukiaseman varustamiseksi tar kalla kellolla luottaa jatkuvasti olemassa olevaan siirtoketjuun kiinteästä ver- : kosta tukiasemalle. Tästä tulee ongelma, jos osa tästä siirtoketjusta kulkee * · kellottamattoman verkon kautta, kuten on laita uusissa solukkomaisissa ra- · ' dioverkoissa. Näissä verkoissa ei yleensä ole tukiasemaohjainta, vaan sen toi- * · · 30 minnallisuus on hajautettu IP- (Internet Protocol) -verkon tai intranetin yli. IP verkkoja ei kelloteta, koska ne toimivat asynkronisesti ja siirtoajat ovat erit-täin vaihtelevia ja ennustamattomia.: ... ί 25 The above-described known method for providing a base station with a precision clock relies on an existing transmission chain from a fixed network to the base station. This becomes a problem if part of this transport chain passes through a · · un-clocked network, as is the case with new cellular radio networks. These networks usually do not have a base station controller, but their functionality is * * · 30 distributed over an IP (Internet Protocol) network or intranet. IP networks are not clocked because they operate asynchronously and transmission times are highly variable and unpredictable.

• * .·. : Eräs ratkaisu ongelmaan on varustaa verkkoelementti erittäin tarkal- • * · la kellolla, ja kellosignaali jaetaan tukiasemalle synkronisen linjan, esimer- 117613 2 kiksi ISDN (integrated Services Data Network) tai HDSL (High bit rate Digital Subscriber Line) kautta.• *. ·. A solution to the problem is to provide the network element with a very accurate clock, and the clock signal is distributed to the base station via a synchronous line, e.g., 117613 2 ISDN (Integrated Services Data Network) or HDSL (High Bit Rate Digital Subscriber Line).

Sisätilojen solukkoradioverkkojen kohdalla tavoite on kuitenkin hyödyntää olemassa olevaa verkkokaapelointia toimistoympäristöissä kyt-5 kemällä tukiasemia suoraan asynkroniseen verkkoon.However, for indoor cellular radio networks, the goal is to utilize existing network cabling in office environments by connecting base stations directly to the asynchronous network.

Lisäkaapelien asentaminen kellosignaalin kuljettamiseksi on vastoin perussyytä intranetin käyttämiseksi: hyödyntää paremmin olemassa olevaa verkkoa. Lisäkaapelien avulla ei tarvitse kytkeä tukiasemia lähiverkkoon (Local Area Network, LAN) lainkaan. Tukiasemat voidaan sitten kytkeä suoraan : 10 verkkoon HDSL-siirtotiellä, joka on synkroninen ja joka vaatii vain yksinkertaisen kierretyn parikaapelin.Installing additional cables to carry the clock signal is contrary to the basic reason for using an intranet: to make better use of an existing network. The additional cables do not need to connect the access points to the Local Area Network (LAN) at all. Base stations can then be connected directly to: 10 networks on an HDSL synchronous network that requires only a simple twisted pair cable.

On monenlaatuisia kelloja, joita voidaan käyttää tukiasemilla. Hyvin kalliit kellot vaativat (uunilla ylläpidettävää) vakiolämpötilaympäristöä, ja ne tarjoavat hyvän tarkkuuden, joka lähentelee jopa kansallista referenssi-15 kelloa. Järjestelmän kustannustehokkuuden parantamiseksi kalliita uunipe-rusteisia kelloja tulisi välttää aina kuin mahdollista, erityisesti tukiasemissa.There are many types of watches that can be used on base stations. Highly expensive watches require a constant (oven-maintained) temperature environment and provide good accuracy that even approximates the national reference 15 watches. To improve the cost-effectiveness of the system, expensive oven-based clocks should be avoided wherever possible, especially in base stations.

Keksinnön lyhyt selostusBrief Description of the Invention

Keksinnön tavoitteena on tuottaa laitteisto, joka sallii yllä mainittujen ongelmien ratkaisemisen. Tämä saavutetaan jäljempänä selostettavalla lait- :·. 20 teistolla, joka on tukiasema solukkomaisessa radioverkossa, johon kuuluu ♦ *· paikalliskello, joka tukiasema on kytketty asynkronisella datasiirtoyhteydellä referenssikellon käsittävään verkkoelementtiin, johon tukiasemaan kuuluu väli- * · neet asynkronisen datasiirtoyhteyden kautta lähetetyn aikaleimasignaalin vas- ♦ · - *···' taanottamiseksi ja välineet laskemaan vastaanotetun aikaleimasignaalin pe- : 25 rustella, paljonko tukiaseman paikalliskellon aika poikkeaa referenssikellon * * · :ajasta. Tukiasema lisäksi käsittää välineet nopeuskorjaustekijän kehittämiseksi paikalliskellolle ainakin yhden lasketun poikkeaman perusteella, välineet pai- : ·*: kalliskellon käynnin jatkuvaksi korjaamiseksi nopeuskorjaustekijän perusteella, • · · .*··. ja taajuussyntesoijan kehittämään tukiasemassa tarvittavat taajuudet käyttä- • « · 30 mällä nopeuskorjaustekijällä korjattua paikalliskelloa.It is an object of the invention to provide an apparatus which allows the above problems to be solved. This is achieved by the devices described below: ·. 20 replicas, which is a base station in a cellular radio network including ♦ * · a local clock, which is connected by an asynchronous data link to a network element comprising a reference clock, and includes a means for receiving a timestamp signal * and means for calculating a received timestamp signal based on: how much the base station's local clock time deviates from the reference clock * * · :. The base station further comprises means for generating a rate correction factor for the local clock based on at least one calculated offset, means for continuously correcting the clock clock operation based on the rate correction factor, · · ·. * ··. and a frequency synthesizer to generate the frequencies required at the base station using a local clock corrected by a rate correction factor.

• · · *;* * Keksinnön kohteena on myös prosessori solukkomaisen radiover- kon tukiasemaa varten, joka prosessori on konfiguroitu vastaanottamaan so-lukkomaisen radioverkon verkkoelementin referenssikellossa kehitetyn aika- · : leimasignaalin, laskemaan vastaanotetun aikaleimasignaalin perusteella, pal- 35 jonko aikaa paikalliskellon aika tukiasemassa poikkeaa referenssikellon ajasta.The invention also relates to a processor for a cellular radio network base station, which processor is configured to receive a time signal: generated by a reference clock element of a network element of a cellular radio network, to calculate a received time stamp on the base station based on the received time stamp signal. is different from the reference clock.

117613 3117613 3

Prosessori on konfiguroitu kehittämään nopeuskorjaustekijän paikalliskellolle ainakin yhden lasketun poikkeaman perusteella, korjaamaan paikalliskellon käyntiä jatkuvasti nopeuskorjaustekijän perusteella, ja kehittämään tukiasemassa tarvittavat taajuudet käyttämällä nopeuskorjaustekijällä korjattua paikal-5 liskelloa.The processor is configured to generate a rate correction factor for the local clock based on at least one calculated offset, to continuously correct the local clock running based on the rate correction factor, and to develop the necessary frequencies at the base station using a rate correction factor localized clock.

Keksinnön kohteena on myös menetelmä taajuussynkronoinnin suorittamiseksi solukkomaisen radioverkon tukiasemassa, joka menetelmä käsittää vaiheet: vastaanotetaan solukkomaisen radioverkon verkkoelementin refe-renssikellossa kehitetty aikaleimasignaali tukiasemassa asynkronisen datasiir-10 toyhteyden yli, lasketaan siirretyn aikaleimasignaalin perusteella, paljonko aikaa paikalliskellon aika tukiasemassa poikkeaa referenssikellon ajasta. Menetelmässä kehitetään nopeuskorjaustekijä paikalliskellolle ainakin yhden lasketun poikkeaman perusteella, korjataan paikalliskellon käyntiä jatkuvasti nopeuskorjaustekijän perusteella, ja kehitetään tukiasemassa tarvittavat taajuudet 15 käyttämällä nopeuskorjaustekijällä korjattua paikalliskelloa.The invention also relates to a method for performing frequency synchronization at a cellular radio network base station, the method comprising the steps of: receiving a time stamp signal generated in a reference cell clock of a cellular radio network network element over an asynchronous data transmission link based on an The method comprises generating a rate correction factor for the local clock based on at least one calculated deviation, continuously correcting the local clock running based on the rate correction factor, and generating the necessary frequencies 15 at the base station using the localized rate corrected clock.

Keksinnön kohteena on myös tietokoneohjelmistotuote taajuussynkronoinnin suorittamiseksi solukkomaisen radioverkon tukiasemassa, joka tietokoneohjelmistotuote käsittää ohjelmistorutiinit seuraavien vaiheiden suorittamiseksi: vastaanotetaan solukkomaisen radioverkon verkkoelementin refe-20 renssikellossa kehitetty aikaleimasignaali ja lasketaan vastaanotetun aikalei-masignaalin perusteella, paljonko aikaa paikalliskellon aika tukiasemassa poikkeaa referenssikellon ajasta. Tietokoneohjelmistotuote käsittää ohjelmisto-.*··. rutiinit seuraavien vaiheiden suorittamiseksi: kehitetään nopeuskorjaustekijä .·*·. paikalliskellolle ainakin yhden lasketun poikkeaman perusteella, korjataan pai- 25 kalliskellon käyntiä jatkuvasti nopeuskorjaustekijän perusteella, ja kehitetään • * · *‘.V tukiasemassa tarvittavat taajuudet käyttämällä nopeuskorjaustekijällä korjattua *···’ paikalliskelloa.The invention also relates to a computer software product for performing frequency synchronization at a cellular radio network base station comprising software routines for performing the steps of: receiving a time stamp signal generated in a reference clock of a cellular network network element, A computer software product includes software -. * ··. routines to perform the following steps: developing a speed correction factor. for the local clock, based on at least one calculated deviation, continuously correcting the local clock running based on the rate correction factor, and developing the frequencies required for the * * · * '.V base station using the * ··· ”localized rate correction clock.

Keksinnön edulliset suoritusmuodot ilmenevät epäitsenäisistä pa-tenttivaatimuksista.Preferred embodiments of the invention will be apparent from the dependent claims.

··· 30 Keksinnön perusajatus on ohjata tukiasemakellon käyntiä aikaleimojen tuottaman ajan perusteella.··· 30 The basic idea of the invention is to control the operation of the base station clock based on the time produced by the time stamps.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto tuovat useita etu- • · T ja. Tukiasemalla ei tarvita kallista kelloa, mikä alentaa tukiaseman vai- • ♦ \*·: mistuskustannuksia. Lisäksi synkronista datasiirtoyhteyttä ei tarvita aikalei- V·: 35 masignaalien lähettämiseksi, vaan asynkroninen datasiirtoyhteys riittää. Me- 117613 4 netelmän toiminnassa olennaista ei ole siirtoviiveen kesto vaan viiveen vaihtelun stabiilius.The method and apparatus of the invention provide several advantages. The base station does not require an expensive clock, which lowers the base station's • ♦ \ * · cost. In addition, a synchronous data link is not needed to transmit time-V ·: 35 signals, but an asynchronous data link is sufficient. In the operation of the method, it is not the duration of the transmission delay that is essential, but the stability of the variation of the delay.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh-5 teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:The invention will now be described in more detail with reference to the preferred embodiments, with reference to the accompanying drawings, in which:

Kuvio 1 näyttää esimerkin solukkomaisen radioverkon rakenteesta;Figure 1 shows an example of the structure of a cellular radio network;

Kuvio 2 esittää lähetinvastaanottimen rakennetta;Figure 2 shows the structure of a transceiver;

Kuvio 3 näyttää esimerkin keksinnön mukaisesta solukkomai-sesta radioverkosta; ja 10 Kuvio 4 on vuokaavio, joka esittää keksinnön mukaisen menetelmän toimenpiteitä. iFigure 3 shows an example of a cellular radio network according to the invention; and FIG. 4 is a flowchart illustrating operations of the method of the invention. i

Keksinnön yksityiskohtainen selostusDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Viitaten kuvioon 1, selostetaan solukkomaisen radioverkon tyypillinen rakenne. Kuvio 1 sisältää vain keksinnön selostamiselle oleelliset lohkot, 15 vaikkakin ammattilaiselle on ilmeistä, että tavanomainen solukkomainen radioverkko käsittää muitakin toimintoja ja rakenteita, joita tässä yhteydessä ei tarvitse lähemmin tarkastella. Esimerkki esittää TDMA:ta (Time Division Multiple Access) hyödyntävää solukkomaista GSM-radioverkkoa (Global System for Mobile Communication), kuitenkaan rajoittamatta keksintöä siihen.Referring to Figure 1, a typical structure of a cellular radio network will be described. Figure 1 contains only the blocks essential for explaining the invention, although it will be apparent to those skilled in the art that the conventional cellular radio network includes other functions and structures which need not be further considered herein. The example illustrates, without limiting the invention, a cellular GSM radio network (Global System for Mobile Communication) utilizing TDMA (Time Division Multiple Access).

• · ϊ 1 20 Solukkomainen radioverkko käsittää tyypillisesti kiinteän verkkoin- • · · v : frastruktuurin eli verkko-osan ja tilaajapäätteitä 150, kuten kiinteästi asen- • * φ nettuja, ajoneuvoon asennettuja tai kannettavia päätteitä. Tilaajapääte 150 voi esimerkiksi olla tavanomainen matkapuhelin, joka voidaan kytkeä lisä- : kortin avulla esimerkiksi kannettavaan tietokoneeseen, jota voidaan käyttää • 1 * 1 ;***; 25 pakettien siirtoon pakettien tilaamiseksi ja käsittelemiseksi.The cellular radio network typically comprises a fixed network infrastructure, i.e., a network part and subscriber terminals 150, such as fixed, in-vehicle, or portable terminals. For example, the subscriber terminal 150 may be a conventional cellular telephone which may be connected to an additional card, e.g. 25 moving packets to order and process packets.

• * ·• * ·

Verkko-osa käsittää tukiasemia 100. Useiden tukiasemien 100 . .·. kanssa liikennöivä tukiasemaohjain 102 ohjaa niitä keskitetysti. Tukiasema 100 käsittää lähetinvastaanottimia 114. Tukiasema 100 käsittää tyypillisesti 1 - ’·"* 16 lähetinvastaanotinta 114. Yksi lähetinvastaanotin 114 tarjoaa radiokapa- • · · · 30 siteetin yhdelle TDMA-kehykselle, siis tyypillisesti kahdeksalle aikavälille.The network part comprises base stations 100. A plurality of base stations 100. . ·. the base station controller 102 communicating with them centrally controls them. Base station 100 comprises transceivers 114. Base station 100 typically comprises 1 - '· "* 16 transceivers 114. One transceiver 114 provides radio capacity · · · · 30 for one TDMA frame, typically eight time slots.

Tukiasema 100 käsittää ohjausyksikön 118, joka ohjaa lähetinvas- . taanottimien 114 ja multiplekserin 116 toimintaa. Multiplekseri 116 järjestää • · · ; ; usean lähetinvastaanottimen 114 käyttämät liikenne- ja ohjauskanavat yh- • · · " deksi siirtoyhteydeksi 160. Tukiaseman 100 lähetinvastaanottimet 114 on kyt- 117613 , 5 ketty antenniyksikköön 112, joka tarjoaa kaksisuuntaisen radioyhteyden 170 tilaajapäätteeseen 150. Kaksisuuntaisella radioyhteydellä lähetettyjen kehysten rakenne on yksityiskohtaisesti määrätty, ja yhteyttä kutsutaan ilmarajapin- naksi.The base station 100 comprises a control unit 118 which controls the transceiver. operation of the samplers 114 and the multiplexer 116. Multiplexer 116 arranges • · ·; ; The traffic and control channels used by the plurality of transceivers 114 for one-to-one transmission link 160. The transceivers 114 of base station 100 are connected to an antenna unit 112 that provides bidirectional radio connection 170 to a subscriber terminal 150. The structure of the connection is called the air interface.

5 Kuvio 2 esittää yksityiskohtaisemmin lähetinvastaanottimen raken netta. Vastaanotin 200 käsittää suotimen, joka estää halutun taajuuskaistan ulkopuoliset taajuudet. Signaali muunnetaan sitten välitaajuudelle tai suoraan perustaajuudelle, ja tässä muodossa signaali näytteistetään ja kvantisoi-daan analogia-digitaalimuuntimessa 202. Tasain 204 kompensoi esimerkiksi 10 monitie-etenemän aiheuttaman häiriön. Tasatusta signaalista demodulaattori 206 ottaa bittivirran, joka lähetetään demultiplekserille 208. Demultiplekseri 208 erottaa bittivirran eri aikaväleistä erillisiksi loogisiksi kanaviksi. Kanava-koodekki 216 dekoodaa erillisten loogisten kanavien bittivirrat, toisin sanoen päättää, onko bittivirta signalointidataa, joka lähetetään ohjausyksi- Ji 15 kölle 214, vai onko bittivirta puhetta, joka lähetetään 240 tukiasemaohjaimen 102 puhekoodekille 122. Kanavakoodekki 216 toteuttaa myös virheenkorjauksen. Ohjausyksikkö 214 toteuttaa sisäiset ohjaustoiminnot ohjaamalla eri yksiköitä. Purskeenmuodostin 228 lisää opetussekvenssin ja hännän puhe-koodekilta 216 tulevaan dataan. Multiplekseri 226 osoittaa aikavälin kullekin 20 purskeelle. Modulaattori 224 moduloi digitaaliset signaalit radiotaajuiselle kantoaallolle.Figure 2 shows in greater detail the structure of the transceiver. The receiver 200 comprises a filter which blocks frequencies outside the desired frequency band. The signal is then converted to an intermediate frequency or directly to a fundamental frequency, and in this form, the signal is sampled and quantized in an analog-to-digital converter 202. The equalizer 204 compensates, for example, interference caused by 10 multipaths. From the matched signal, demodulator 206 takes a bit stream which is transmitted to demultiplexer 208. Demultiplexer 208 separates the bit stream from different time slots into separate logical channels. Channel codec 216 decodes the bit streams of separate logical channels, i.e., decides whether the bit stream is signaling data transmitted to control unit 214 or whether the bit stream is speech transmitted to speech codec 122 of base station controller 102. Channel codec 216 also performs error correction. The control unit 214 implements the internal control functions by controlling the various units. Burst generator 228 adds the training sequence and tail to the data coming from the speech codec 216. Multiplexer 226 assigns a time slot to each of the 20 bursts. Modulator 224 modulates digital signals on a radio frequency carrier.

* Tämä on analoginen toiminto, ja sen vuoksi sen suorittamiseksi .···. tarvitaan digitaali-analogiamuunnin 222. Lähetin 220 käsittää kaistaleveyttä rajoittavan suotimen. Lisäksi lähetin 220 ohjaa lähetyksen antotehoa. Syn- • · 25 tesoija 212 järjestää tarpeelliset taajuudet eri yksiköille. Syntesoija 212 kä-sittää kellon, jota keksinnössä ohjataan toiselta verkkoelementiltä, esi-*···’ merkiksi tukiasemaohjaimelta 102. Syntesoija 212 kehittää tarpeelliset taa juudet käyttämällä esimerkiksi jänniteohjattua oskillaattoria.* This is an analog function, and therefore to perform it. a digital to analog converter 222 is required. The transmitter 220 comprises a bandwidth limiting filter. In addition, transmitter 220 controls the transmission output power. Synthesizer 212 provides the necessary frequencies for different units. Synthesizer 212 comprises a clock which is controlled by the second network element in the invention, for example, from base station controller 102. Synthesizer 212 generates the necessary frequency using, for example, a voltage controlled oscillator.

Kuten kuviossa 2 näytetään, lähetinvastaanottimen rakenne voi-As shown in Figure 2, the structure of the transceiver may

»•I»• I

30 daan edelleen jakaa radiotaajuusosiin 230 ja digitaaliseen signaaliprosessori·. riin, johon kuuluu ohjelmisto 232. Radiotaajuusosiin 230 kuuluu vastaanotin • · * 200, lähetin 220 ja syntesoija 212. Digitaalinen signaaliprosessori ohjelmis- * · *" töineen käsittää tasaimen 204, demodulaattorin 206, demultiplekserin 208, • * V·; kanavakoodekin 216, ohjausyksikön 214, purskeenmuodostimen 228, multi- 35 plekserin 226 ja modulaattorin 224. Analogia-digitaalimuunninta 202 tarvitaan 117613 6 muuntamaan analoginen radiosignaali digitaaliseksi signaaliksi, ja vastaavasti digitaalianalogiamuunninta 222 tarvitaan muuntamaan digitaalinen signaali analogiseksi signaaliksi.30 is further divided into radio frequency sections 230 and digital signal processor ·. The radio frequency parts 230 include a receiver, a transmitter 220, a transmitter 220, and a synthesizer 212. The digital signal processor and software includes a balancer 204, a demodulator 206, a demultiplexer 208, a channel coder 216, a control unit 214, burst generator 228, multiplexer 226 and modulator 224. An analog-to-digital converter 202 is needed to convert an analog radio signal to a digital signal, and a digital-to-analog converter 222 is needed to convert a digital signal to an analog signal.

Tukiasemaohjain 102 käsittää kytkentäkentän 120 ja ohjausyksikön 5 124. Kytkentäkenttää 120 käytetään kytkemään puhetta ja dataa ja kytkemään signalointipiirejä. Tukiasema 100 ja tukiasemaohjain 102 muodostavat tukiasemajärjestelmän, joka lisäksi käsittää transkooderin 122. Transkooderi 122muuntaa yleisen valinnaisen puhelinverkon ja radioverkon välillä käytettäviä erilaisia digitaalisia puheenkoodausmuotoja tehdäkseen ne keske-10 nään yhteensopiviksi, esimerkiksi 64 kbit/s kiinteän verkon muodosta toiseen solukkomaisen radioverkon muotoon (kuten 13 kbit/s) ja päinvastoin. Transkooderi sijaitsee yleensä mahdollisimman lähellä matkaviestinkeskusta 132, koska tämä sallii puheen lähettämisen solukkomaisen radioverkon muodossa, mikä säästää lähetyskapasiteettia. Ohjausyksikkö 124 toteuttaa 15 puheenohjauksen, liikkuvuudenhallinnan, tilastotietojen keruun ja signaloinnin.The base station controller 102 comprises a switching field 120 and a control unit 5 124. The switching field 120 is used to switch speech and data and to switch signaling circuits. The base station 100 and the base station controller 102 form a base station system further comprising a transcoder 122. The transcoder 122 converts various digital speech coding formats used between a public switched telephone network and a radio network to make them centrally compatible, e.g., 64 kbit / s / s) and vice versa. The transcoder is usually located as close as possible to the mobile switching center 132, since this allows the transmission of speech in the form of a cellular radio network, which saves transmission capacity. The control unit 124 implements 15 voice control, mobility management, statistical data collection and signaling.

Kuvio 1 näyttää, kuinka piirikytkentäinen siirtoyhteys muodostetaan tilaajapäätteen 150 ja yleisen valinnaisen puhelinverkon päätteen 136 välille. Kuvioissa viiva esittää, kuinka tieto kulkee järjestelmän poikki ilmaraja-20 pinnan 170 kautta, antennista 112 lähetinvastaanottimeen 114 ja sieltä multipleksattuna multiplekserissa 116 siirtoyhteyden 160 yli kytkentäkenttään 120, jossa on muodostettu yhteys transkooderille 122 johtavaan antoon, ja .·*·. sieltä edelleen matkaviestinkeskuksessa 132 muodostetun yhteyden kautta • · valinnaiseen puhelinverkkoon 134 kytkettyyn päätteeseen 136. Tukiase- • · 25 maila 100 ohjausyksikkö 118 ohjaa lähetyksen toteuttavaa multiplekseria • · · 116, ja tukiasemaohjaimessa 102 ohjausyksikkö 124 ohjaa kytkentäkenttää • · *···* 120 oikean kytkennän varmistamiseksi.FIG. 1 illustrates how a circuit-switched transmission connection is established between a subscriber terminal 150 and a general optional telephone network terminal 136. In the figures, the line illustrates how information travels across the system through air boundary surface 170, from antenna 112 to transceiver 114, and multiplexed therefrom in multiplexer 116 over transmission link 160 to switching field 120 for connection to transcoder 122 output. thence by means of a connection established in the mobile switching center 132 to a terminal 136. connected to the optional telephone network 134. The base station control unit 118 controls the transmission multiplexer · · · 116 and the base station controller 102 controls the switching field 120. to ensure connection.

Keksintö on erityisen sopiva käytettäväksi toimistoissa sijaitse- vissa solukkoradioverkoissa. Tässä tapauksessa tukiasemia 100 voidaan kut- 30 sua toimistotukiasemiksi. Eräs tärkeä toimistoihin sijoitettujen solukkora- .·♦·, dioverkkojen etu on, että ne sallivat käyttää veloituksetta rakennuksessa ole- • * ♦ vaa tietoliikenneverkkoa tuottamaan siirtoyhteys 160 tukiasemien 100 ja ’*:** tukiasemaohjaimen 102 välille. Tietoliikenneverkko voi olla esimerkiksi IP- ?.*♦· verkko (Internet Protocol) tai ATM (Asynchronous Transfer Mode). Kun käy- 35 tetään esimerkiksi IP-verkkoa, kullakin verkkoelementillä voi olla erillinen IP- • · 117613 7 osoite, johon datapaketit osoitetaan. Tietoliikenneverkko voi olla myös suurehko yrityksen sisäinen verkko, intranet, joka kytkee toisiinsa yrityksen maantieteellisesti erilliset toimistot.The invention is particularly suitable for use in office cellular radio networks. In this case, the base stations 100 may be called office base stations. One important advantage of office-based cellular networks is that they allow the use of a * * ♦ communication network in the building, free of charge, to provide a transmission link 160 between base stations 100 and '*: ** base station controller 102. The communication network may be, for example, an IP network. * ♦ · a network (Internet Protocol) or an ATM (Asynchronous Transfer Mode). For example, when using an IP network, each network element may have a separate IP address to which data packets are addressed. A telecommunication network can also be a large intranet, which connects geographically separate offices of a company.

Kuten yllä todettiin, sisätilojen solukkoradioverkoilla ei välttämättä 5 ole tukiasemaohjaimeksi kutsuttua verkkoelementtiä. Sen sijaan tukiasemaohjaimen tuottaman toiminnallisuus voidaan hajauttaa verkkoelementeille, jotka kytketään toisiinsa asynkronisella datasiirtoyhteydellä, jolloin ohjain muodostuu esimerkiksi kahdesta tietokoneesta, jotka yhdessä tarjoavat normaalin tukiasemaohjaimen toiminnallisuuden tietoliikenneverkossa sekä lisäksi vält-10 tämättömän tietoliikenteen hallinnan.As noted above, indoor cellular radio networks may not have a network element called a base station controller. Instead, the functionality provided by the base station controller can be distributed to network elements interconnected via an asynchronous data link, whereby the controller consists of, for example, two computers that together provide the normal base station controller functionality in a communication network and the necessary communications management.

Keksinnön mukaisesti solukkoradioverkon verkkoelementti, esimerkiksi tukiasemaohjain 102, lähettää aikaleimoja, ja tukiasemat vastaanottavat ne suoraan ja kukin tukiasema kehittää oman referenssitaajuu-tensa.According to the invention, the network element of the cellular radio network, for example the base station controller 102, transmits the time stamps and is received directly by the base stations and each base station develops its own reference frequency.

15 Toinen ratkaisu on, että lähiverkon (LAN) solmuelementti, esimer kiksi keskitin, silta, reititin tai kytkin, joka on modifioitu käytettäväksi sisätilan solukkoradioverkolle varatussa lähiverkossa, lähettää aikaleimat, ja tukiasemat vastaanottavat ne suoraan ja kukin tukiasema kehittää oman refe-renssitaajuutensa. Erityisesti keskittimen etuna on vähäisempi törmäysten 20 määrä liikenteessä, ja sen vuoksi aikaleimojen lähetys toimii luotettavammin.Another solution is that a local area network (LAN) node element, such as a hub, bridge, router or switch modified to be used in an indoor cellular radio network, transmits timestamps and is received directly by base stations and each base station develops its own reference frequency. In particular, the hub has the advantage of reducing the number of collisions 20 in traffic, and therefore provides more reliable transmission of time stamps.

·*·.. Tukiasema voidaan puolestaan varustaa halvemmalla kellolla.· * · .. In turn, the base station can be equipped with a cheaper clock.

Aikaleimoja lähettävissä yksiköissä voidaan tarvita kalliimpia kelloja, mutta .···. joka tapauksessa niitä tarvitaan vähemmän.Units sending time stamps may require more expensive clocks, but. ···. in any case, less is needed.

Aikaleimoja lähettävä verkkoelementti voi vastaanottaa tarkan refe- .*" 25 renssin useasta vaihtoehtoisesta lähteestä: • · · : Se voi vastaanottaa kansallisen referenssikellon kehittämän kello- • · · *···* signaalin, jonka solukkoradioverkko "näkee" A-rajapintansa, eli MSC 132:een kohdistuvan rajapintansa kautta. Silloin tulevista kellopulsseista muodostetaan a :.·.ί keskiarvo samoin kuin tunnetussa tukiasemassa. Aikaleimoja lähettävän yk- 30 sikön kello voi siis saavuttaa ainakin tarkkuuden 1*10'8.A network element transmitting timestamps can receive an exact refe. * "25 rents from several alternative sources: • · ·: It can receive a clock generated by a National Reference Clock • · · * ··· * which the cellular radio network" sees "its A-interface, or MSC Through its interface to 132, the incoming clock pulses are then averaged a:. · .Ί, as well as in a known base station, so the clock of the unit sending the time stamps can at least reach an accuracy of 1 * 10'8.

• · · ,···, Kansallinen referenssikello voi näkyä myös jonkin toisen tietolii- • · · kennelinjan kautta, kuten E1/T1-yhteyden kautta Internet-palveluntarjoajalle. '"** Aikaleiman lähetysyksikössä voi olla sisäinen itsenäinen kello, ·**·j erityisesti jos tarkkuuden menetys IP-verkon kautta on suurempi kuin tässä 35 oletetaan, tai jos kansallinen referenssikello ei ole saatavilla (esimerkiksi itse- 117613 8 näinen sisätilan solukkoradioverkko ilman A-rajapintaa). Saatetaan tarvita kelloa, jonka tarkkuus on 1 *10“9, esimerkiksi atomikelloa tai GPS (Global Positioning System), missä tapauksessa GPS-vastaanottimen antenni jouduttaisiin sijoittamaan rakennuksen ulkopuolelle.• · ·, ···, The National Reference Clock may also be displayed through another telecommunication line, such as the E1 / T1 connection to the ISP. '"** The timestamp transmitting unit may have an internal independent clock, · ** · j especially if the accuracy loss over the IP network is greater than assumed here, or if a national reference clock is not available (for example, an 117613 8-cell indoor cellular radio network without A You may need a clock with a resolution of 1 * 10 to 9, such as an atomic clock or GPS (Global Positioning System), in which case the antenna of the GPS receiver would have to be located outside the building.

5 Kussakin sisätilan solukkoradioverkossa tai rakennuksessa voi riit tää yksi itsenäinen kello, mikäli aikaleiman lähetysyksiköt voidaan helposti kytkeä itsenäiseen kelloon johdolla, esimerkiksi jos nämä yksiköt pidetään yhdessä laitehuoneessa.5 One independent clock may be sufficient for each indoor cellular radio network or building provided that the timestamp transmitting units can be easily connected to an independent clock by wire, for example if these units are housed in a single device room.

Toinen mahdollisuus on ratkaisu, jossa ulkoisen tukiaseman ilmara- 10 japinnan kautta lähettämä kellosignaali toimii suoraan referenssikellona. Tässä aikaleiman lähetysyksikkö voi synkronoida kellonsa taajuuden ilmateitse tällä menetelmällä.Another possibility is a solution in which the clock signal transmitted by the external base station via the air boundary surface acts directly as a reference clock. Here, the timestamp transmitter unit can synchronize its clock frequency over the air by this method.

Yllä esitetyillä ratkaisuilla on se etu, että yksi aikaleimoja lähettävä verkkoelementti voi palvella useita tukiasemia, koska tukiasemien ei 15 tarvitse sijaita lähellä verkkoelementtiä.The above solutions have the advantage that a single network element transmitting time stamps can serve multiple base stations, since the base stations do not need to be located close to the network element.

Kuvio 3 näyttää esimerkin keksinnön mukaisen solukkomaisen radioverkon verkko-osan rakenteesta. Katkoviivoin näytetty suorakaide oike-alla esittää keksinnön kannalta mielenkiintoisten tukiasemien rakenteita. Tukiasema 102 käsittää paikalliskellon 330.Figure 3 shows an example of the structure of a network part of a cellular radio network according to the invention. The dashed rectangle shown below shows the structures of the base stations of interest to the invention. Base station 102 comprises a local clock 330.

20 Katkoviivoin näytetty suorakaide vasemmalla esittää verkkoele- menttiä 300, joka on kytketty tukiasemaan 102 asynkronisella datasiirtoyhtey- ]·:·. della 312. Verkkoelementti 300 käsittää referenssikellon 302. Asynkroninen • « · l..' datasiirtoyhteys 312 on itse asiassa sama kuin kuviossa 1 näytetty data- *‘*I* siirtoyhteys 160.The dotted rectangle on the left represents a network element 300 connected to base station 102 via an asynchronous data link] ·: ·. The network element 300 comprises a reference clock 302. The asynchronous data transmission link 312 is in fact the same as the data transmission link 160 shown in FIG.

/*** 25 Referenssikello 302 käsittää välineet aikaleimasignaalin kehittämi- t·: : seksi 306 ja välineet aikaleimasignaalin 308 lähettämiseksi 310 asynkroni- • · · sen datasiirtoyhteyden 312 kautta verkkoelementiltä 300 tukiasemalle 102.The reference clock 302 comprises means for generating a timestamp signal 306 and means for transmitting the timestamp signal 308 through an asynchronous data transmission link 312 from the network element 300 to the base station 102.

Aikaleiman vastaanottoyksikkö eli tukiasema 102 pyytää jaksottai-sesti 336 aikaleimoja 312, jotka osoittavat aikaeron kahden peräkkäisen pis- 30 teen välillä, kun aikaleima kehitettiin. Pyyntöpäätös on siten hajautettu. Toinen • « · mahdollisuus on, että aikaleiman lähetysyksikkö eli verkkoelementti 300 lä-hettää aikaleimat 312 automaattisesti ilman erityistä aikaleimapyyntöä 336.The timestamp receiving unit, or base station 102, periodically requests 336 timestamps 312 which indicate a time difference between two consecutive points 30 when the timestamp was generated. The request decision is thus decentralized. Another possibility is that the timestamp transmission unit, or network element 300, automatically transmits timestamps 312 without a specific timestamp request 336.

• · *·;·’ Tukiasema 102 käsittää välineet vastaanottamaan 314 asynkroni- sen datasiirtoyhteyden 312 kautta lähetetyn aikaleimasignaalin 308, ja väli- • * 35 neet laskemaan 316 vastaanotetun aikaleimasignaalin 308 perusteella pal- φ φ 9 117613 jonko tukiaseman 102 paikalliskellon aika 332 poikkeaa referenssikellon 302 ajasta.The base station 102 comprises means for receiving 314 a timestamp signal 308 transmitted over an asynchronous data link 312, and means for calculating 316 on the basis of the received timestamp signal 308 a local clock time 332 of the base station 102 deviates from the reference clock. 302 of the time.

Aikaleimasignaalia 308 käytetään tietysti myös muuttamaan paikalliskellon aika 332 tukiasemalla 102 vastaamaan referenssikellon 302 aikaa.Of course, the time stamp signal 308 is also used to change the local clock time 332 at the base station 102 to match the time of the reference clock 302.

5 Tämä on tarpeellista menetelmän toiminnan kannalta, muuten ei olisi välttämätöntä synkronoida kelloja, koska solukkoradioverkossa eri tukiasemien lähetykset ovat yleensä keskenään asynkronisia.This is necessary for the operation of the method, otherwise it would not be necessary to synchronize clocks, since transmissions of different base stations in a cellular radio network are generally asynchronous with each other.

Tukiasema 102 käsittää lisäksi välineet 322 nopeuskorjaustekijän 324 kehittämiseksi paikalliskellolle 330 ainakin yhden lasketun poikkeaman 10 perusteella; välineet 326 paikalliskellon 330 käynnin korjaamiseksi nopeuskorjaustekijän 324 perusteella; ja taajuussyntesoijan 212 kehittämään tukiasemalla 102 tarvittavat taajuudet käyttämällä nopeuskorjaustekijällä 324 korjattua paikalliskelloa 330.The base station 102 further comprises means 322 for generating a rate correction factor 324 for the local clock 330 based on at least one calculated offset 10; means 326 for correcting the operation of local clock 330 based on rate correction factor 324; and a frequency synthesizer 212 generating the frequencies required by base station 102 using a local clock 330 corrected by rate correction factor 324.

Nopeuskorjaustekijä 324 siis kertoo, kuinka paikalliskellon 330 15 käyntiä on korjattava tulevaisuudessa sen saattamiseksi käymään tarkemmin. toisin sanoen paikalliskellon 330 aikaa ei muuteta hetkellisesti vaan kellon käyntinopeutta tarkkaillaan jatkuvasti. Paikalliskello 330 ylläpitää vaaditun tarkkuuden ainakin 50 - 100 tunnin ajan. Paikalliskellossa 330 käytetään differentiaalista jänniteohjausmekanismia muuttamaan kellon nopeutta.Thus, the rate correction factor 324 describes how the 15 times the local clock 330 must be corrected in the future to make it more accurate. in other words, the time of the local clock 330 is not changed momentarily, but the clock speed is constantly monitored. The local clock 330 maintains the required accuracy for at least 50 to 100 hours. The local clock 330 uses a differential voltage control mechanism to change the clock speed.

20 Nopeuskorjaustekijä 324 johdetaan erosta paikalliskellon 330 todellisen no-peuden ja vastaanotettujen aikaleimojen mukaisen referenssikellon 302 no-peuden välillä.The rate correction factor 324 is derived from the difference between the actual speed of the local clock 330 and the reference clock 302 according to the received timestamps.

« · · .··. Edullisen suoritusmuodon mukaan nopeuskorjaustekijä 324 osoitin taa, koska paikalliskellon 330 syöttöjännite muuttuu, niin että kellon nopeu- /"* 25 den varsinainen korjaus suoritetaan differentiaalisella ohjausjännitteellä.«· ·. ··. According to a preferred embodiment, the rate correction factor 324 indicates that the supply voltage of the local clock 330 changes so that the actual correction of the clock rate /? 25d is performed by a differential control voltage.

• · * : Tämän differentiaalisen jännitteen käyttö on tarkkaa n. 80-prosenttisesti, kos- ka jännitteen suhteellinen muutos on hyvin pieni ja jännitteen ja kellon nopeuden suhde ei ole täysin lineaarinen. Iterointi tarjoaa välineet kellon kor-jäämiseksi tarkasti; 5-10 iterointia tulisi riittää. Kokonaisajan yhtä iteroin-:*][: 30 tiproseduuria kohti tulisi olla paljon lyhyempi kuin tyypillinen aika-asteikko, jolla differentiaalisen jännitteenohjauspiirin ominaisuudet muuttuvat (mikä *:!. on noin vuosi). Nopeuskorjaustekijää 324 säädetään siksi edullisesti useam- • · ’···* min kuin kerran vuodessa.• · *: The use of this differential voltage is approximately 80% accurate since the relative change in voltage is very small and the ratio of voltage to clock speed is not completely linear. Iteration provides means for accurately correcting the clock; 5 to 10 iterations should be sufficient. The total time for one iteration -: *] [: 30 per tiprocedure should be much shorter than the typical time scale that changes the characteristics of the differential voltage control circuit (which *:! Is about a year). Therefore, rate correction factor 324 is preferably adjusted more than · · · ··· * min than once a year.

Aikaleimaa voidaan pyytää kerran 24 tunnissa alhaisen liikenteen :*·,· 35 jaksossa (esimerkiksi yöllä). Tämä on vain esimerkki, jota käytetään alla m m .i 10 117613 - olevissa laskelmissa. Henkilökunta asettaa verkkoelementtiin 300 arvon, joka perustuu intranetin ominaisiin viiveenvaihteluominaisuuksiin.You can request a time stamp once every 24 hours in low traffic: * ·, · 35 episodes (eg at night). This is just an example used in the calculations below m m .i 10 117613 -. Staff assigns a value to the network element 300 based on intranet-specific delay variation properties.

Aikaleimat viivästyvät IP-verkossa, mutta tälle menetelmälle relevantti suure on näiden viiveiden vaihtelu. Tavoitetarkkuutta 2*10'8 varten vii-5 veen vaihtelun on oltava alle 2 ms.Time stamps are delayed in an IP network, but the variable relevant to this method is the variation of these delays. For a target accuracy of 2 * 10'8, the fluctuation in the vii-5 must be less than 2 ms.

Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti tukiasema 102 käsittää välineet 320 datasiirtoyhteyden 312 kautta lähetetyn aikaleimasig-naalin 324 lähetysviiveen vaihtelun laskemiseksi; poikkeaman vertaamiseksi ennalta määrättyyn raja-arvoon; ja päättelemään että paikalliskellon tark-10 kuus ei vastaa vaadittua tasoa, jos poikkeama ylittää ennalta määrätyn raja-arvon. Raja-arvo voi olla esimerkiksi yllä mainittu 2 ms. Jos kellon tarkkuus vastaa vaadittua tarkkuutta, mitään toimenpiteitä ei tarvita, mutta ellei tarkkuus riitä, niin voidaan esimerkiksi tuottaa hälytys 338 solukkora-diojärjestelmää valvovassa hallintajärjestelmässä.According to a preferred embodiment of the invention, the base station 102 comprises means 320 for calculating a variation in the transmission delay of the time stamp signal 324 transmitted over the data transmission link 312; comparing the deviation to a predetermined threshold; and to conclude that the local clock's accuracy does not meet the required level if the deviation exceeds a predetermined threshold. The threshold may be, for example, the above 2 ms. If the clock accuracy is within the required accuracy, no action is required, but if the accuracy is not sufficient, for example, an alarm can be generated in the control system controlling the 338 cellular radio system.

15 Aikaleimasignaalin lähettämiseksi voidaan käyttää vakiintunutta pro tokollaa, kuten Network Time Protocol (NTP). Aikaleiman lähettävät yksiköt toimivat NTP-palvelimena, ja aikaleiman vastaanottavat yksiköt NTC-asi-akkaina. NTP mittaa lähetysviiveen ja korjaa aikaleimaa iteratiivisena prosessina, joka voi kestää muutaman sekunnin. Protokollan ei tarvitse perustua 20 IP:hen, kuten NTP, vaan se voi rakentua suoraan Ethernetin linkkikerrok-:\ sen päälle.An established protocol such as Network Time Protocol (NTP) can be used to send the time stamp signal. The timestamp sending units act as an NTP server and the timestamp receiving units act as NTC clients. NTP measures the transmission delay and corrects the timestamp as an iterative process that can take a few seconds. The protocol does not need to be based on 20 IPs, such as NTP, but can be built directly on the Ethernet link layer.

/;·, Korkeampi aikaleimojen taajuus ei paranna tämän menetelmän • · tarkkuutta. Kuitenkin esimerkiksi taajuus yksi aikaleima tunnissa sallii aika-leimoja vastaanottavien yksiköiden arvioida viiveen vaihtelevuutta ja var- • · /··/ 25 mistaa, että yllä mainitut rajoitukset saavutetaan ja muussa tapauksessa : tuottaa hälytyksen./; ·, Higher timestamp frequency does not improve the accuracy of this method. However, for example, a frequency of one time stamp per hour allows the units receiving the time stamps to estimate the variability of the delay and ensure that the above limits are met and otherwise: generates an alarm.

• * ·• * ·

Keksintö tekee mahdolliseksi alentaa huomattavasti kalliiden kellojen määrää toimistojärjestelmässä, koska joukko tukiasemia voi vas-: taanottaa referenssitaajuuden samasta aikaleiman lähetysyksiköstä. Yksi 30 esimerkki tällaisesta kaaviosta on, että yhdessä rakennuksessa on yksi ui- • ♦ * koista verkkoa referenssikellona käyttävä verkkoelementti (joka voi olla vai k- • · * *;*/ kapa tukiasema). Tämä referenssiverkkoelementti lähettää aikaleimoja • · *"·* muille tukiasemille sisempänä rakennuksessa. Yhden rakennuksen puit- teissä IP-viiveen vaihtelevuus on tyypillisesti varsin pieni. Laajalle ulottuvien ···-• »· • · 117613 11 intranet-verkkojen kohdalla viiveen vaihtelevuus voi olla liian suuri. Tällöin tarvittaisiin useampi kuin yksi aikaleiman lähetysyksikkö.The invention makes it possible to significantly reduce the number of expensive clocks in an office system, since a plurality of base stations can receive a reference frequency from the same timestamp transmission unit. One example of such a diagram is that in one building there is one network element that uses a floating network as a reference clock (which can be just a k · · * *; * / kappa base station). This reference network element sends time stamps • · * "· * to other base stations inside the building. Within a single building, the variability of the IP delay is typically quite small. For wide intranet networks, the delay variability may be too large, which would require more than one timestamp transmission unit.

Jotkut keksinnön mukaisen verkko-osan osiot toteutetaan edullisesti prosessorissa suoritettavan ohjelmiston avulla. Jotkut keksinnön mukaisen 5 verkko-osan osiot voidaan toteuttaa myös laitteistoratkaisuna, esimerkiksi käyttämällä ASIC- (Application Specific Integrated Circuit) tai erillislogiikkaa.Some parts of the network part according to the invention are preferably implemented by software executed in the processor. Some sections of the network part 5 according to the invention may also be implemented as a hardware solution, for example, using ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or stand-alone logic.

Keksintö voidaan selostaa myös kuviossa 4 selostettuna menetelmänä. Menetelmä alkaa vaiheessa 400. Lohkossa 402 ylläpidetään verkko-osan referenssikelloa solukkoradioverkossa. Lohkossa 404 kehitetään aika-10 leimasignaali referenssikellossa. Lohkossa 406 aikaleimasignaali siirretään asynkronisen datasiirtoyhteyden kautta verkkoelementiltä tukiasemalle. Lohkossa 408 lasketaan siirretyn aikaleimasignaalin perustella, paljonko tukiaseman paikalliskellon aika poikkeaa referenssikellon ajasta. Lohkossa 410 kehitetään nopeuskprjaustekijä paikalliskellolle ainakin yhden lasketun poik-15 keaman perusteella. Lohkossa 412 paikalliskellon käyntiä korjataan nopeus-korjaustekijän perusteella. Lohkossa 414 kehitetään tukiasemalla tarvittavat taajuudet käyttämällä nopeuskorjaustekijällä korjattua paikalliskelloa. Menetelmä päättyy lohkossa 416.The invention may also be described as the method described in Figure 4. The method begins at step 400. In block 402, a network clock reference clock is maintained in the cellular radio network. In block 404, a time-10 stamp signal is generated in the reference clock. In block 406, the timestamp signal is transmitted over an asynchronous data link from the network element to the base station. In block 408, based on the transmitted time stamp signal, how much the local clock of the base station differs from the time of the reference clock. In block 410, a velocity decay factor is generated for the local clock based on at least one calculated offset. In block 412, the local clock visits are corrected based on the rate-correction factor. In block 414, the required frequencies are generated at the base station using a local clock corrected for rate correction factor. The method ends at block 416.

Vaikka keksintö on selostettu yllä viitaten oheisten kuvioiden mu-20 kaiseen esimerkkiin, on ilmeistä että keksintö ei rajoitu siihen, vaan voi vaihdel-la monin tavoin oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuk-sen puitteissa.Although the invention has been described above with reference to the example of the accompanying drawings, it is obvious that the invention is not limited thereto but may vary in many ways within the scope of the inventive idea set forth in the appended claims.

• M• M

• 1 • « · • · • · * · 1 • ♦ • · · ·» » • · · · * · ··· ··· »»1 * · · • « * · • · · • · · ' ' , * · · • · · * ··· • · • · * 1 · • · • · « • 1 · • · · t · · * · « + \ • 1• 1 • «· • • • * * 1 • ♦ • · · ·» »1 * · · •« * · • · · · '' , * · • · * · 1 1 1 1 1 1 1 1 t + 1 1 1 + + 1

Claims (12)

1. Basstation i ett cellulärt radionät omfattande: - en lokal klocka (330), - vilken basstation är kopplad med en asynkron dataöverföringsför-5 bindelse (312) tili ett nätelement (300) som omfattar en referensklocka (302); - vilken basstation (102) omfattar medel (314) för mottagning av en via den asynkrona dataöverföringsförbindelsen (312) sänd tidsstämpelsignal (308) och medel (316) för beräkning pä basis av den mottagna tidsstämpelsig-nalen (308) hur mycket basstationens (102) lokala klockas tid (332) avviker 10 frän referensklockans (302) tid; kännetecknadavatt basstationen (102) dessutom omfattar: - medel (322) för generering av en hastighetskorrektionsfaktor (324) för den lokala klockan (330) pä basis av ätminstone en beräknad avvikelse; - medel (326) för kontinuerlig korrigering av den lokala klockans 15 (330) gäng pä basis av hastighetskorrektionsfaktorn (324); och - en frekvenssyntetisator (212) för generering av de frekvenser som behövs i basstationen (102) genom att använda den med hastighetskorriger-ingsfaktorn (324) korrigerade lokala klockan (330).A base station in a cellular radio network comprising: - a local clock (330), - which base station is coupled with an asynchronous data transmission connection (312) to a network element (300) comprising a reference clock (302); - which base station (102) comprises means (314) for receiving a timestamp signal (308) transmitted via the asynchronous data transmission connection (308) and means (316) for calculating on the basis of the received timestamp signal (308) how much of the base station (102) local time (332) time deviates from the reference clock (302) time; characterized in that the base station (102) further comprises: - means (322) for generating a speed correction factor (324) for the local clock (330) on the basis of at least one calculated deviation; - means (326) for continuous correction of the thread of the local clock (330) on the basis of the speed correction factor (324); and - a frequency synthesizer (212) for generating the frequencies needed in the base station (102) using the local clock (330) corrected by the speed correction factor (324). 2. Basstation enligt patentkrav 1,kännetecknad av att has-20 tighetskorrigeringsfaktorn (323) anger när den lokala klockans (330) matar- :*·„ spanning ändras.Base station according to claim 1, characterized in that the speed correction factor (323) indicates when the local clock (330) supply voltage changes. 3. Basstation enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a d av att has- .···. tighetskorrigeringsfaktorn (324) kompenserar ändringar som sker längsamt i ♦ · V.'.' den lokala klockans (330) egenskaper.3. Base station according to claim 2, characterized by having- ···. the density correction factor (324) compensates for changes that occur slowly in ♦ · V. '.' the properties of the local clock (330). 4. Basstation enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d av att has- • · · tighetskorrigeringsfaktorn (324) regleras oftare än en gäng per är.4. Base station according to claim 3, characterized in that the speed correction factor (324) is controlled more than one gang per year. • · *···* 5. Basstation enligt patentkrav l.kännetecknadavatt att basstationen (102) omfattar medel (320) för beräkning av avvi-kelsen i sändningsfördröjningen för tidsstämpelsignalen (324) som har sänts :[[[: 30 via dataöverföringsförbindelsen (312), för jämförelse av avvikelsen med ett pä förhand bestämt gränsvärde; och för att dra slutsatsen att den lokala klockans • * · (330) exakthet inte motsvarar den nivä som krävs, ifall avvikelsen överstiger ’*:** det pä förhand bestämda gränsvärdet.The base station according to claim 1, characterized in that the base station (102) comprises means (320) for calculating the deviation in the transmission delay for the time stamp signal (324) which has been transmitted: [[[: 30 via the data transfer connection ( 312), for comparison of the deviation with a predetermined limit value; and to conclude that the accuracy of the local clock does not correspond to the level required if the deviation exceeds' *: ** the predetermined limit value. !/.: 6. Processor för en basstation i ett cellulärt radionät, vilken proces- 35 sor är konfigurerad: · 117613 % 16 - att motta en tidsstämpelsignal genererad i det cellulära radionätets nätelements referensklocka; - att beräkna pä basis av den mottagna tidsstämpelsignalen hur mycket tid den lokala klockans tid i basstationen awiker frän referensklockans 5 tid; kännetecknad av att processorn är konfigurerad: - att generera en hastighetskorrigeringsfaktor för den lokala klockan pä basis av ätminstone en beräknad avvikelse; - att korrigera den lokala klockans gang kontinuerligt pä basis av 10 hastighetskorrigeringsfaktorn; och - att generera de frekvenser som behövs i basstationen genom att använda den med hastighetskorrigeringsfaktorn korrigerade lokala klockan./: 6. Processor for a base station in a cellular radio network, which processor is configured: · receiving a timestamp signal generated in the reference element of the cellular radio network's network clock; - calculating on the basis of the received timestamp signal how much time the local clock time in the base station deviates from the reference clock time 5; characterized in that the processor is configured: - to generate a speed correction factor for the local clock on the basis of at least one calculated deviation; - continuously correcting the local clock operation on the basis of the speed correction factor; and - generating the frequencies needed in the base station using the local clock corrected by the speed correction factor. 7. Förfarande för att utföra frekvenssynkronisering i en basstation i ett cellulärt radionät, vilket förfarande omfattar följande steg: 15 - (406) tidsstämpelsignalen som genererats i det cellulära radionä tets nätelements referensklocka mottas i basstationen over en asynkron data-överföringsförbindelse; - (408) pä basis av den överförda tidsstämpelsignalen beräknas hur mycket den lokala klockans tid i basstationen avviker frän referensklockans tid; ? 20 k ä n n e t e c k n a t av att: - (410) en hastighetskorrigeringsfaktor genereras för den lokala ·* : *·· klockan pä basis av ätminstone en beräknad avvikelse; : T: - den lokala klockans gäng korrigeras (412) kontinuerligt pä basis av hastighetskorrigeringsfaktorn; och * * · 25. de frekvenser som behövs i basstationen genereras (414) genom : .·. att använda den med hastighetskorrigeringsfaktorn korrigerade lokala klockan.A method of performing frequency synchronization at a base station of a cellular radio network, which method comprises the following steps: - (406) the timing stamp signal generated in the cellular radio network element reference clock is received at the base station over an asynchronous data transmission connection; - (408) on the basis of the transmitted timestamp signal, it is calculated how much the local clock time in the base station deviates from the reference clock time; ? Characterized by: - (410) a speed correction factor is generated for the local · *: * ·· clock on the basis of at least one calculated deviation; : T: - the clock of the local clock (412) is continuously corrected on the basis of the speed correction factor; and * * · 25. the frequencies needed in the base station are generated (414) by:. to use the local clock corrected by the speed correction factor. • · · *···[ 8. Förfarande enligt patentkrav 7, kännetecknat av att has- . « · tighetskorrigeringsfaktorn (323) anger när den lokala klockans (330) matar- . spanning ändras. • · · *·|·* 30• · · * ··· [8. Method according to claim 7, characterized in that the has-. The frequency correction factor (323) indicates when the local clock (330) is feeding. voltage changes. • · · * · | · * 30 9. Förfarande enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a t av att has- tighetskorrigeringsfaktorn (324) kompenserar ändringar som sker längsamt i den lokala klockans (330) egenskaper.9. A method according to claim 8, characterized in that the speed correction factor (324) compensates for changes that occur slowly in the properties of the local clock (330). * .·*·. 10. Förfarande enligt patentkrav 9, kännetecknat av att has- tighetskorrigeringsfaktorn (324) regleras oftare än en gäng per är. *.**: 35*. · * ·. Method according to claim 9, characterized in that the speed correction factor (324) is controlled more than one thread per each. *. **: 35 11. Förfarande enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t av att avvi- • · kelsen i sändningsfördröjningen för tidsstämpelsignalen som har sänts via da- 17 117613 taöverföringsförbindelsen beräknas, avvikelsen jämförs med ett pä förhand bestämt gränsvärde; och slutsatsen dras att den lokala klockans exakthet inte motsvarar den niva som krävs, ifall avvikelsen överstiger det pä förhand be-stämda gränsvärdet.11. A method according to claim 7, characterized in that the deviation in the transmission delay for the time stamp signal transmitted via the data transmission connection is calculated, the deviation is compared with a predetermined limit value; and it is concluded that the accuracy of the local clock does not match the level required if the deviation exceeds the predetermined limit value. 12. Datorprogramvaruprodukt för att utföra frekvenssynkronisering i en basstation i ett cellulärt radionät, vilken datorprogramvaruprodukt omfattar programvarurutiner för att utföra följande steg: - en tidsstämpelsignal som genererats i det cellulära radionätets nätelements referensklocka mottas; 10. pä basis av den mottagna tidsstämpelsignalen beräknas hur mycket tid den lokala klockans tid i basstationen avviker frän referensklockans : tid; kännetecknad av att datorprogramvaruprodukten omfattar programvarurutiner för att utföra följande steg: 15. en hastighetskorrigeringsfaktor genereras för den lokala klockan pä basis av ätminstone en beräknad avvikelse; - den lokala klockans gäng korrigeras kontinuerligt pä basis av has-tighetskorrigeringsfaktorn; och - de frekvenser som behövs i basstationen genereras genom att an-20 vända den med hastighetskorrigeringsfaktorn korrigerade lokala klockan. ·* • * • 44 4 • · · » » · • * * • · • 4 « · · j 444 • · • 4 4 4· • 4 • · 4 4 4· *44·. 4 4 4 . • 4 • 4 •44.'. 4 4 4 4 4 · 4 • 44 ; • · · 4 · • 4 • 4 4 * ·· 4 4 4' *** • 4 4 4 4 4 4 · * * * • • 4 • · 4 4 · · 4 « • 4' • 44.'' 4 4 4'.-' 4 4A computer software product for performing frequency synchronization in a base station of a cellular radio network, said computer software product comprising software routines for performing the following steps: - a timestamp signal generated in the cellular radio network's network element reference clock is received; 10. on the basis of the received timestamp signal, it is calculated how much time the local clock time in the base station deviates from the reference clock time; characterized in that the computer software product comprises software routines for performing the following steps: 15. a speed correction factor is generated for the local clock on the basis of at least one calculated deviation; - the thread of the local clock is continuously corrected on the basis of the speed correction factor; and - the frequencies needed in the base station are generated by using the local clock corrected by the speed correction factor. · * • * • 44 4 • · · »» · • * * • · • 4 «· · j 444 • · • 4 4 4 · • 4 • · 4 4 4 · * 44 ·. 4 4 4. • 4 • 4 • 44. '. 4 4 4 4 4 · 4 • 44; • · · 4 · • 4 • 4 4 * ·· 4 4 4 '*** • 4 4 4 4 4 4 · * * * • • 4 • · 4 4 · · 4 «• 4' • 44. '' 4 4 4 '.-' 4 4
FI20050097A 2005-01-28 2005-01-28 Network element for frequency synchronization of base station in cellular radio network, generates speed correction factor based on deviation of local clock time from reference time FI117613B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050097A FI117613B (en) 2005-01-28 2005-01-28 Network element for frequency synchronization of base station in cellular radio network, generates speed correction factor based on deviation of local clock time from reference time

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20050097 2005-01-28
FI20050097A FI117613B (en) 2005-01-28 2005-01-28 Network element for frequency synchronization of base station in cellular radio network, generates speed correction factor based on deviation of local clock time from reference time

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20050097A FI20050097A (en) 2005-01-28
FI117613B true FI117613B (en) 2006-12-15

Family

ID=34112643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20050097A FI117613B (en) 2005-01-28 2005-01-28 Network element for frequency synchronization of base station in cellular radio network, generates speed correction factor based on deviation of local clock time from reference time

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI117613B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20050097A (en) 2005-01-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI115494B (en) Base station frequency synchronization
CA2664524C (en) Automatic delay compensated simulcasting system and method
US9071394B2 (en) Remote timing communications
US8976778B2 (en) Time synchronization using packet-layer and physical-layer protocols
EP1749362B1 (en) Determining a time difference between first and second clock domains
EP1940086B1 (en) Method, ethernet device and ethernet for solving the clock synchronization
US8725002B2 (en) Method and system for transmitting time in passive optical network
KR20110003327A (en) Systems and methods for distributing a clock to communications devices
US7483450B1 (en) Method and system for link-based clock synchronization in asynchronous networks
US20040184487A1 (en) Apparatus and method for measuring and compensating delay between main base station and remote base station interconnected by an optical cable
US20020167911A1 (en) Method and apparatus for determining jitter buffer size in a voice over packet communications system
CA2118849A1 (en) Telecommunication system and a main station and a substation for use in such a system
AU2002301712B2 (en) Signal supply apparatus and method for public and private mobile communication system
AU757626B2 (en) Frame phase synchronous system and a method thereof
WO2020129701A1 (en) Time synchronization path selection device and time synchronization path selection method
FI117613B (en) Network element for frequency synchronization of base station in cellular radio network, generates speed correction factor based on deviation of local clock time from reference time
US7843946B2 (en) Method and system for providing via a data network information data for recovering a clock frequency
KR20160024782A (en) network synchronization apparatus and method on passive optical access network
EP1212906B1 (en) Network frequency setting
Boime et al. Submicrosecond filtering of packet delay variation in video stream over IP metropolitan area network
Subik et al. Adaptive multiplexing gateway for LMR-based group communications over high latency IP-based satellite backhaul links
KR20040093226A (en) Method for synchroness using Virtual Global Clock

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 117613

Country of ref document: FI