KR0129147B1

KR0129147B1 - 디지틀이동통신망의동기정보전송방법

Info

Publication number: KR0129147B1
Application number: KR1019940036346A
Authority: KR
Inventors: 김영일; 전상영; 백승준; 송일현; 이경준; 이헌
Original assignee: 양승택; 한국전자통신연구원
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1998-04-08
Also published as: KR960027639A

Abstract

본 발명은 제어국과 기지국간에 패킷 전송 방식을 적용하는 디지틀 이동 통신망에서 동기 정보를 전송하는 디지틀 이동 통신망의 동기 전송 방법에 관한 것으로, 기지국 및 제어국의 동기 전송 시스템을 초기화하고, 기지국과 제어국간의 전송 지연시간을 측정하는 전송 지연시간 측정 단계, 상기 측정된 전송 지연시간을 이용하여 기지국에서 특정 클럭의 위상을 제어국의 클럭과 일치시키는 클럭 위상 일치단계, 제어국에서 기지국으로 기준클럭(1PPS)의 발생을 알리는 동기정보를 특정 타임 슬롯을 통해 전송하는 동기 정보 전송단계, 및 상기 전송된 동기 정보에 따라 기지국에서 상기 기준 클력 (1PPS)의 위상 동기를 맞추는 기준 클럭 재구성 단계에 의해 수행된다. 따라서 본 발명은 제어국에만 GPS를 설치하여 기지국의 설치 경비 및 크기면에서 유리하고, CDMA 방식과 같은 디지틀 이동 통신 시스템에서 기지국(BTS)과 제어국(BSC)간의 트렁크 사용효율을 증대시키고 소프트-핸드오프(Soft-Handoff) 기능을 원활히 수행하는 효과가 있다.

Description

디지틀 이동통신망의 등기 정보 전송 방법

제1도는 이동 통신 시스템의 제어국과 기지국간의 동기 개념도.

제2도는 이동 통신 시스템의 제어국과 기지국간의 동기 전송 시스템의 구성도.

제3도는 제2도의 타이밍 및 제어신호 발생부의 세부 구성도.

제4도는 제2도의 타이밍 발생부의 세부 구성도.

제5도는 제2도, 제3도, 및 제4도의 각 부분의 신호 파형도.

제6도는 본 발명에 의한 BSC와 BTS간의 동기 절차도.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

U1 : 패킷 데이터 처리부 U2 : GPS

U3 : 타이밍 및 제어신호 발생부 U4 : E1/T1프레이머

U5, U7 : LIU U6 : 프로세서

U8 : E1 프레이머 U9 : 타이밍 발생부

U10 : 클럭 발생부 U31 : Δt 계산부

U32 : 1PPS 및 TOD 정보 삽입부 U33 : 라운드-트립 지연 측정부

U34,U91 :클럭 발생부 U92 : 2.048MHz 클럭 위상 동기 보상부

U93 : 1PPS펄스 클럭 위상 동기 보상부

본 발명은 제어국과 기지국간에 패킷 전송 방식을 적용하는 디지틀 이동 통신망에서 동기 정보를 전송하는 대지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법에 관한 것으로, 특히 제어국(BSC: Bese Station Controller)에 설치된 GPS(Global Position System) 또는 네트워크 기준 클럭장치에서 10MHz 의 기준 클럭 (1PPS)과 시각 정보 (TOD: Time Of Day)를 발생시키고, 이중에서 기준 클럭과 시각 정보에 대한 정보를 E1/T1 트렁크를 통해서 기지국 (BTS: Basestation Trasceiver Subsystem)으로 전송하고, 기지국에서 수신 데이터로 부터 2.04MHz클럭과 1.544MHz클럭을 복원하여 기준 클럭을 생성하고, 제어국으로부터 전송되어오는 기준 클럭의 천이 상태 정보를 수신하여 기지국에서 생성한 기준 클럭을 제어국의 기준 클럭과 동기시키는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법에 관한 것이다. 제1도는 이동통신 시스템의 제어국(BSC)과 기지국(BTS)간의 동기 개념도이다. 일반적으로 CDMA(Code Division Multiple Access)방식 및 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식을 사용하는 디지틀 이동 통신망에서는 제1도에 도시한 바와 같이 모든 기지국(BTS)이 동기화되어야 이동국(MS)의 이동성을 보장할 수 있는 핸드 오프 및 기본 착발신호의 설정이 가능해진다. 제어국에서 기지국간의 거리는 서로 상이하여 제어국에서 같은 시각 정보를 기지국으로 동시에 전송하여도 기지국별로 위상차가 발생하게 된다. 따라서 각 기지국에서 동일한 시각 정보를 사용할 수 있도록 기지국에 클럭 동조 회로를 설치해야 한다. 이와 같이 디지틀 이동 통신망의 동기를 확보하기 위한 방법으로 CDMA방식과 같은 디지틀 이동 통신 시스템에서는 기지국(BTS)과 제어국(BSC)에 각각 GPS 를 사용하여 기지국과 제어국간의 동기를 확보 하고 있다. 그러나. 이방식에서는 많은 수의 기지국에 각각 GPS가 설치되어야하므로 기지국의 설치 경비 및 크기면에서 불리하다. 또한 CDMA방식과 같은 디지틀 이동 통신 시스템에서는 기지국(BTS)과 제어국(BSC)간의 트렁크 사용효율을 증대시키고 소프트-핸드오프(Soft-Handoff)기능을 원활히 수행하기 위해서 이동국과 기지국 사이에서 생성된 패킷 형태의 무선 트래픽 데이터에 목적지 주소와 오버 헤드 정보를 부가한 다음 논-채널라이즈드(Non-channelized)방식으로 다중화시켜 E1/T1 전송로를 이용하여 제어국으로 전송한다. 따라서 본 발명의 목적은 제어국에만 GPS 를 설치하고 제어국에서 E1/T1 을 통해 GPS 의 시각 정보를 기지국으로 전송하고 BTS에서는 BSC로 부터 수신한 시각 정보에 맞추어 이동국과의 통신을 수행하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법을 제공함에 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은 E1/T1 전송로를 논-채널라이즈드 방식으로 사용할 때 타임 슬롯16을 이용하여 시각 정보를 전송하는 디지틀 이동 통신망의 동기 전송 방법을 제공함에 있다. 상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 기지국 및 제어국의 동기 전송 시스템을 초기화하고, 기지국과 제어국간의 전송 지연시간을 측정하는 전송 지연시간 측정 단계, 상기 측정된 전송 지연시간을 이용하여 기지국에서 특정 클럭의 위상을 제어국의 클럭과 일치시키는 클럭 위상 일치단계, 제어국에서 기지국으로 기준클럭(1PPS)의 발생을 알리는 동기 정보를 특정 타임 슬롯을 통해 전송하는 동기 정보 전송단계, 및 상기 전송된 동기 정보에 따라 기지국에서 상기 기준 클럭(1PPS)의 위상 동기를 맞추는 기준 클럭 재구성 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다. 이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명한다. 제2도는 이동 통신 시스템의 제어국 (BSC)과 기지국(BTS)간의 동기 전송 시스템의 구성도이다. 제2도에 도시한 바와 같이 제어국(BSC)은 제어국 내부 및 외부의 각 서브 시스템과 패킷 통신을 수행하는 패킷 데이터 처리부(U1)와, 1PPS(Pulse Per Second) 및 10MHz 클럭과 기준 시각 (TOD)을 발생시키는 GPS (U2)와, 기존의 E1/T1 트렁크를 이용하여 논-채널라이즈드 방식으로 패킷 통신을 수행하는데 필요한 각종 타이밍 신호와 제어신호를 발생시키는 타이밍 및 제어신호 발생부 (U3)와, 제어국과 기지국간의 원거리 통신을 수행하기 위해 E1 또는 T1프레임을 생성하는 E1/T1프레이머(Framer)(U4)와, LIU(Line Interface Unit)(U5)와, 프로세서(U6)로 구성된다. 또한 제2도에 도시한 바와 같이 기지국 (BTS)은 제어국(BSC)와 유사한 기능을 갖는 LIU(U7), E1/T1 프레이머(U8), 타이밍 발생부(U9), 및 제어국 (BSC)으로 부터 수신하는 데이터로 부터 클럭을 복한하는 클럭 복원부(U10)로 구성된다. 제3도는 제2도의 타이밍 및 제어신호 발생부(U3)의 세부 구성도이다. 타이밍 및 제어신호 발생부(U3)는 제3도에 도시한 바와 같이 GPS 로 부터 수신한 1PPS클럭의 발생 시점 (Low to High Trasition Timing)에 대한 정보를 E1/T1 프레임을 통해 BTS 로 전송하기 위해 1PPS 발생 시점과 타임 슬롯 16과의 시각 지연값을 계산하는 Δt계산부(U31), E1프레임의 타임 슬롯16에 Δt정보와 TOD 정보 및 BSC와 BTS간의 라운드-트립 지연값을 삽입하기 위한 1PPS 정보 삽입부 (U32), 각종 소요 클럭을 발생시키는 클럭 발생부 (U34), BSC와 BTS간의 라운드-트립 지연 측정부(U33)로 구성된다. 라운드-트립 지연기(U33)는 라운드-트립 지연을 측정하기 위한 동기 패턴을 직렬로 전송하는 병렬/직렬 쉬프트 레지스터(U332), BTS로 부터 루프백 되어 전송되어 오는 직렬 형태의 동기 패턴을 병렬 형태로 변환하는 직렬/병렬 쉬프트 레지스터(U333), 이 두개의 쉬프트 레지스터의 값을 비교하여 동기 패턴이 루프백되어 오는가를 검출하는 비교기(U334), 비교기의 출력을 단속하는 3상태 버퍼(U336), 제어 국에서 동기 패턴을 송철하고 기지국으로 부터 루프백되어 수신될 때 까지의 시간을 계수하는 카운터(U331)로 구성된다. 이때 카운터(U331)에 공급되는 클럭에 따라 라운드-트립 지연 값의 해상도가 결정된다. 제4도는 제2도의 BTS내에 있는 타이밍 발생부(U9)의 세부 구성도이다. 타이밍 발생부(U9)는 제4도에 도시한 바와 같이 기지국에서 소요되는 클럭을 생성하는 크럭발생부(U91)와, E1 트렁크 클럭인 2.048MHz클럭의 위상 동기를 보상하는 2.048MHz 클럭 위상 동기 보상부(U921)와, 1PPS 클럭 펄스의 위상 동기를 보상하는 1PPS 펄스 클럭 위상 보상부(U93)로 구성된다. 2.048MHz클럭 위상 동기 보상부(U92) SMS 2.048MHz클럭을 10MHz클럭과 같은 높은 주파수 단위로 지연시켜 주는 쉬프트 레지스터(U921) 와 쉬프트 레지스터(U921)의 출력단을 특정의 값(제어국과 기지국간의 한방향 지연값)에 따라 선택하기 위한 멀티플렉서(U922) 로 구성된다. 1PPS 펄스 클럭 위상 보상부(U93)은 E1 프레임의 타임 슬롯 주기에 해당하는 256KHz 클럭(TCHCLK)단위로 1PPS 의 위상을 보정하기 위한 쉬프트 레지스터(U931)와 디멀티플렉서(U932) , E1 전송 클럭 단위로 1PPS의 클럭 펄스의 위상을 보상하기 위한 쉬프트 레지스터(U933)와 디멀티플렉서(U934)로 구성된다. 제5도는 BSC와 BTS간에 동기 정보 전송 개념을 나타낸 타이밍도로, 이에 따라 BSC와 BTS간의 동기 정보 전송이 이루어진다. 제6도는 본 발명에 의한 BSC와 BTS간의 동기 절차도이다. BSC와 BTS간 동기 정보 전송을 위한 동기화 원리 및 절차를 제6도를 참조하여 설명한다. 먼저, 기지국 및 제어국의 동기 전송 시스템을 초기화하고, 기지국과 제어국간의 전송 지연 시간을 측정하는 전송 지연시간 측정 단계를 수행한다. 즉, 제어국에서 기준 클럭(1PPS)과 시각정보(TOD)를 발생하여 기지국으로 전송하고 LIU(Line Interfacd Unit)에서 루프백시킬 것을 요구하고, 루프백 요구에 대해 기지국에서 ACK신호를 제어국으로 전송하고 LIU를 일정시간 동안 루프백모드로 전환한다. ACK신호 수신후 제어국에서 특정 동기 패턴을 기지국으로 전송한다. 제3도에서 프로세서가 DLY-EN신호를 하이(High)상태로 출력시키면 특정의 동기 패턴으로 로드된 쉬프트 레지스터(U332)는 E1/T1 송신 클럭에 따라 동기 패턴을 쉬프트 레지스터(U332)를 경유해서 BTS로 전송한다. 이와 동시에 카운터(U331)는 10MHz의 클럭을 계수하기 시작한다. 제어국(BSC)는 기지국(BTS)로 부터 루프백되어 오는 동기 패턴을 검출할때까지 제어국에서 라운드 트립 지연(Round Trip Delay)시간을 측정한다. 제3도의 직FUF/병렬 쉬프트 레지스터(U333)는 BTS로 부터 루프백되어 오는 직렬 데이터를 병렬로 전환하여 비교기(U334)에 입력시킨다. 비교기(U334)는 쉬프트 레지스터(U332,U333)의 병렬 데이터값을 서로 비교하여 두 개의 값이 일치하면 로우(Low)신호를 출력시키게 되어 카운터(U331)는 디저블되어 계수 동작을 멈추게 된다. 즉 타이밍 발생부(U3)내의 라운드-트립 지연 측정부(U33)의 카운터 (U331) SMS 동기 패턴을 송신하는 시점부터 이 신호가 BTS로 부터 루프되어 들어오는 순간까지의 지연 시간을 카운터 클럭(10MHz)으로 계수한다. 측정된 라운드 트립 지연시간을 이용하여 한방향 지연 오프값을 기지국으로 전송한다. 즉, 카운터(U331)로 부터 계수한 카운트값을 2로 나누어 한 방향 지연 값을 계산하고, BSC는 계산한 한 방향 전송 지연값을 한방향 지연 오프값으로 BTS로 전송한다. 여기서, 기준 클럭(1PPS)은 10MHz 클럭이다. 전송지연시간 측정 단계를 수행후, 측정된 전송 지연시간을 이용하여 기지국에서 특정 클럭, 즉 2.048MHz클럭의 위상을 제어국의 클럭과 일치시키는 클럭 위상 일치단계를 수행한다. 클럭 위상 일치단계는 기지국(BTS)에서 제어국으로 부터 수신한 데이터로 부터 2.048MHz 클럭을 복원하고, 복원한 2.048MHz 클럭으로 부터 10MHz 클럭을 생성하여 수행된다. 즉, BTS의 타이밍 발생부(U9)에 있는 클럭 발생부(U91)에서는 BSC로부터 수신한 2.048MHz클럭으로 부터 10MHz 클럭을 생성한다. 기지국에서는 측정된 전송 지연시간에 따라 2.048MHz 클럭을 생성한 10MHz 클럭의 해상도로 조정한다. 즉, 2.048MHz 클럭 위상 동기 보상부 (U92)에서는 2.048MHz클럭을 10MHz 클럭의 해상도로 조정한다. 쉬프트 레지스터(U921)의 직렬 입력 데이터는 BSC로 부터 수신한 데이터로 부터 복원한 2.048MHz클럭이며, 쉬프트 레지스터의 동작 클럭은 10MHz이다. 디멀티플렉서(U922)는 BSC로 부터 수신한 한벙향 전송 지연값으로 직렬 입력 데이터를 디멀티플렉싱시켜 2.048MHz 클럭을 10MHz클럭의 해상도로 한 방향 지연값만큼 쉬프트시키게 된다. 클럭 위한 일차단계 수행후, 제어국에서 기지국으로 기준클럭(1PPS)의 발생을 알리는 동기 정보를 특정 타임 슬롯, 즉 타임 슬롯16을 통해 전송하는 동기 정보 전송단계를 수행한다. 여기서, 동기 정보는 기준 클럭(1PPS)의 천이 상태가 발생한 순간부터 이후 가장 최단 시간에 나타나는 타임 슬롯16간의 지연 시간을 나타내고, 지연시간은 타임 슬롯 주파수의 개수와 전송 클럭의 개수로 나타내어 이를 데이터 형태로 전송하므로서 동기 정보를 전송하게 된다. BSC는 기준클럭(1PPS)발생을 알리는 특정의 동기 패던, 예를 들면, '0000111'을 타임 슬롯16을 통해 BTS로 전송한다. BSC는 기준클럭(1PPS) 천이 시각과 기준 클럭(1PPS) 천이 상태 정보를 전송하는 타임 슬롯16과의 지연시간 Δt에 대한 정보를 BTS로 전송한다. 여기서 Δt는 Δt = 2.048MHz클럭의 개수 + 타임 슬롯 클럭의 개수에의해 구해진다. Δt계산부(U31)는 기준클력(1PPS)의펄스 발생 시점에서 최초로 오게 되는 타임 슬롯16까지의 타임 슬롯 갯수와 전송 클럭의 갯수로 이루어지는 지연시간 Δt을 계산하여 1PPS 및 TOD정보 삽입부(U32)를 이용하여 E1프레임의 카임 슬롯16을 통해서 BTS로 전송한다. 동기 정보 전송단계 수행후, 전송된 동기 정보에 따라 기지국에서 기준 클럭(1PPS)의 위상 동기를 맞추는 기준 클럭 재구성 단계를 수행한다. 즉, 기지국에서 제어국으로 부터 수신한 특정 타임 슬롯의 상승 에지와 위상이 일치하는 기준 클럭(1PPS)을 발생시키고, 전송된 동기 정보에 의해 위상 동기된 2.048MHz 클럭을 이용하여 발생된 기준 클럭(1PPS)의 위상 동기를 맞춘다. BTS의 타임 발생부에서는 BSC로 부터 수신한 타임슬롯16중 동기 패턴을 갖는 타임 슬롯16의 상승 에지와 위상이 일치되는 기준 펄스 (1PPS)를 발생시킨다. BTS는 기준클럭(1PPS)을 위상 동기된 2.048 MHz 클럭을 이용하여 (T-Δt) 만큼 쉬프트시켜 위상 동기를 맞춘다. 1PPS 펄스 클럭 위상 동기 보상부(U93)는 단계별로 동작한다. 즉, 먼저 타임 슬롯에 대한 위상을 보상하고 이어 전송 클럭에 대한위상을 보상하게 된다. 쉬프트 레지스터(U931)의 직렬 입력은 BTS가 BSC로 부터 수신한 데이터로 부터 복원한 기준클럭(1PPS)이 되며, 동작 클럭은 E1타임 글롯의 주파수인 256KHz 클럭이다. 디멀티플레서(U932)는 BSC로 부터 전송되어온 Δt정보중에서 256KHz정보로 어드레싱되어 1PPS 클럭을 해당 256KHz 갯수만큼 디멀티플렉싱시켜, 즉 지연시켜 출력시키게 된다. 이 출력은 또 다른 쉬프트 레지스터(U933)에 입력되고 쉬프트 레지스터(U933)는 1PPS펄스 클럭을 전송 클럭 단위로 쉬프트시키기 위한 것으로서 2.048MHz 클럭으로 동작하며, 디멀티플레서(U934)는 BSC로 부터 전송되어온 Δt정보중에서 2.048MHz 정보, 즉 클럭 갯수로 디멀티플렉싱되어 1 PPS 클럭 을 해당 전송 클럭의 갯수만큼 지연시켜 출력하게 된다. 따라서 1PPS는 BSC로 부터 수신한 Δt값만큼 위상 보정(T-Δt)되게 된다. BSC는 지속적으로 Δt정보를 BTS로 전송하고, 2초마다 1회씩 TOD 정보를 전송한다. 이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 제어국에만 GPS 를 설치하여 기지국의 설치 경비 및 크기면에서 유리하고, CDMA 방식과 같은 대지틀 이동 통신 시스템에서 기지국(BTS)과 제어국(BSC)간의 트렁크 사용효율을 증대시키고 소프트-핸드오프(Soft-Handoff)기능을 원활히 수행하는 효과가 있다.

Claims

기지국 및 제어국의 동기 전송 시스켐을 초기화하고, 기지국과 제어국간의 전송 지연시간을 측정하는 전송 지연시간 측정 단계, 상기 측정된 전송 지연시간을 이용하여 기지국에서 특정 클럭의 위상을 제어국의 클럭과 일치시키는 클럭 위상 일지단계, 제어국에서 기지국으로 기준클럭(1PPS)의 발생을 알리는 동기 정보를 특정 타임 슬롯을 통해 전송하는 동기 정보 전송단계, 및 상기 전송된 동기 정보에 따라 기지국에서 상기 기준 클럭(1PPS)의 위상 동기를 맞추는 기분 크럭 재구성 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보전송방법.
제1항에 있어서, 상기 기준 클럭(1PPS)은 10MHz클럭인 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.
제2항에 있어서, 상기 전송 지연시간 측정 단계는 상기 제어국에서 기준 클럭(1PPS)과 시각정보(TOD)를 발생하여 기지국으로 전송하고 LIU(Line Interface Unit)에서 루프백시킬 것을 요구하는 단계, 상기 루프백 요구에 대해 기지국에서 ACK 신호를 제어국으로 전송하고 LIU를 일정시간 동안 루프백 모드로 전환하는 단계, 상기 ACK 신호 수신후 제어국에서 특정 동기 패턴을 기지국으로 전송하는 단계,상기 루프백되어 오는 동기 패턴을 검철할때까지 제어국에서 라운드 트립 지연(Round Trip Delay)시간을 측정하는 단계, 및 상기 라운드 트립 지연시간을 이용하여 한방향 지연 오프셀값을 기지국으로 전송하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.
제2 항에 있어서, 상기 클럭 위상 일치단계는 상기 측정된 전송 지연시간을 이용하여 기지국에서 2.048MHz 클럭의 위상을 제어국의 클럭과 일치시키는 것을 특징으로 하는 대지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.
제4항에 있어서, 상기 클럭 위상 일치단계는 제어국으로 부터 수신한 데이터로 부터 2.048MHz 클럭을 복원하는 단계, 상기 복원한 2.048MHz 클럭으로 부터 10 MHz클럭을 생성하는 단계, 및 상기 측정된 전송 지연시간에 따라 2.048MHz클럭을 상기 생성한 10MHz클럭의 해상도로 조정하는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.
제2항에 있어서, 상기 동기 정보 전송 단계는 제어국에서 기지국으로 기준 클럭(1PPS)의 발생을 알리는 동기 정보를 타임 슬롯16을 통해 전송하는 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.
제6항에 있어서, 상기 동기 정보는 상기 기준 클럭(1PPS)의 천이 상태가 발생한 순간부터 이후 가장 최단 시간에 나타나는 타임 슬롯16간의 지연 시간인 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 지연시간은 타임 슬롯 주파수의 개수와 전손 클럭의 개수로 나타내는 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.
제2항에 있어서, 상기 기준 클럭 재구성 단계는 기지국에서 제어국으로 부터 수신한 특정 타임 슬롯의 상승 에지와 위상이 일치하는 기준 클럭(1PPS)을 발생시키는 단계, 및 상기 전송된 동기 정보에 의해 위상 동기된 2.048MHz 클럭을이용하여 상기 발생된 기준 클럭 (1PPS)의 위상 동기를 맞추는 단계에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 디지틀 이동 통신망의 동기 정보 전송 방법.