KR100735344B1 - 통신 시스템에서 기지국들 간의 시간 동기 획득 방법 및 시스템 - Google Patents

통신 시스템에서 기지국들 간의 시간 동기 획득 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access) 통신 시스템에서 기지국(BS: Base Station)들 간의 시간 동기화를 수행하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은, 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 방법에 있어서, 상기 제1기지국은 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 과정과, 상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보를 포함하는 응답을 수신하는 과정과, 상기 수신한 응답에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택한 후, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 과정을 포함한다.
무선통신 시스템, 휴대인터넷, GPS, 시간 동기

Description

통신 시스템에서 기지국들 간의 시간 동기 획득 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR ACQUIRING TIME SYNCHRONIZATION BETWEEN BASE STATIONS IN A COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광대역 무선 접속 통신 시스템의 개략적인 구조를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다수의 기지국들 간의 시간 동기를 획득하기 위한 광대역 무선 접속 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국들 간의 시간 동기를 획득하기 위한 신호 흐름을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 기지국에서 시간 동기화를 수행하기 위한 제어 흐름을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 시간 동기화를 위한 요청 메시지를 수신한 기지국에서 시간 동기정보를 제공하기 위한 제어 흐름을 도시한 도면.
본 발명은 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 동기화를 수행하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 기지국(BS: Base Station, 이하 ‘BS’라 칭하기로 한다)들 간의 시간 동기를 획득하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적인 이동 통신 서비스를 제공하는 통신망은 음성 서비스를 주 목적으로 개발되었다. 상기와 같이 이동통신 서비스는 음성 서비스를 목적으로 개발되었기 때문에 전송되는 데이터 양이 작았다. 따라서, 이와같은 음성 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템은 다른 무선통신 시스템과 비교하여 데이터의 전송 대역폭이 비교적 작았다. 현재 통신 산업의 발달과 인터넷 서비스에 대한 사용자의 요구가 증가하게 되어 인터넷 서비스를 효율적으로 제공할 수 있는 통신 시스템에 대한 필요성이 증대되고 있다. 그러나, 음성 서비스를 주 목적으로 개발된 통신망은 데이터 전송 대역폭이 비교적 작기 때문에, 인터넷 서비스와 같이 전송하고자 하는 데이터의 양이 많은 서비스를 이용하게 되면 사용료가 비싼 단점을 가지고 있다.
삭제
이러한 취지에서 국제표준화 기구 중 하나인 전기 전자 공학자 협회(Institute of Electrical and Electronics Engineers, 이하 'IEEE'라 칭하기로 한다)의 IEEE 802.16 표준화 그룹에서는 고정 단말에 대하여 무선 광대역 인터넷 서비스를 제공하기 위한 표준으로 IEEE 802.16d 표준 제정을 추진 중이다. 상기 IEEE 802.16d 표준[은]에 따른 BWA 통신 시스템은 종래의 음성 서비스를 위한 무선 기술에 비하여, 데이터의 대역폭이 넓어 짧은 시간에 많은 데이터를 전송 할 수 있으며, 모든 사용자가 채널을 공유하여 채널을 효율적으로 사용하는 것이 가능하다.
삭제
또한, 상기 IEEE 802.16d의 BWA 통신 시스템은 BS에 연결된 모든 사용자가 공통 채널을 공유하여 사용하며, 각 사용자가 채널을 사용하는 구간은 매 상향 및 하향 프레임마다 BS에 의하여 할당되므로, 상기 BS는 매 프레임마다 각 사용자들이 채널을 나누어 사용할 수 있도록 상향 및 하향 접속 정보를 상기 사용자들에게 알려주어야 한다. 상기 BWA 통신 시스템에서는 접속 정보를 상향 접속 정보 및 하향 접속 정보로 나누고, [매 프레임 앞부분에] 상향 접속 정보와 하향 접속 정보인 MAP 메시지를 매 프레임의 앞부분에 포함시켜 모든 사용자들에게 전송한다. 상기 MAP 메시지는 다수의 다양한 형태의 MAP 정보 요소들로 구성된다.
삭제
한편, BS에서 주파수 대역폭의 이용 효율은 주파수 재사용률에 근거한다. 따라서, 상기 BS는 대역폭의 이용 효율을 높이기 위해서 주파수 재사용률이 1에 근접하도록 할 필요가 있다. 상기 주파수 재사용율이 1에 도달하기 위해서는 BS들 간의 시간 동기를 정확히 맞추는 것이 필요하다. 이렇게 BS들 간의 시간 동기를 정확하게 맞추기 위해서는 시간 동기를 맞추기 위한 별도의 장치가 상기 BS들에 구비되어야 한다. 예컨대, 위성에서 송신하는 위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Position System, 이하 'GPS'라 칭하기로 한다) 신호를 수신하여 시간 동기를 맞출 수 있도록, 즉 시간 동기를 획득할 수 있도록 BS들은 GPS 수신기를 구비한다. 또한, 상기 GPS 수신기를 구비하지 않은 BS는, GPS 수신기를 구비하여 시간 동기를 획득한 타 BS로부터 시간 동기화를 수행하고 있다.
삭제
그러나, 상기 GPS 수신기를 구비하지 않은 BS가 상기 GPS 수신기를 구비하여 시간 동기를 획득한 타 BS와의 시간 동기화를 수행할 경우, 또는 GPS 수신기를 구비하지는 않았으나 이미 시간 동기를 획득한 타 BS와 시간 동기화를 수행할 경우, 동기화를 수행하기 위한 타 BS가 전송하는 시간 동기 정보가 유효한지를 확인할 수 없었다. 여기서, 상기 시간 동기 정보가 유효하다는 것은, GPS 송신기가 GPS 신호를 전송하면 상기 GPS 신호에는 시간 동기 정보가 포함되며, GPS 수신기가 구비된 BS는, 상기 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기를 획득한 후 시간 동기 획득이 필요한 다른 BS들로 상기 시간 동기 정보를 전송하는데, 상기 시간 동기 정보를 이용하여 상기 다른 BS들이 시간 동기를 획득할 경우 상기 시간 동기 정보가 상기 다른 BS들의 시간 동기 획득을 위해 이용 가능한 시간 내에 상기 시간 동기 정보를 이용할 때, 시간 동기 정보가 유효하다고 한다. 만약, 상기 이용 가능한 시간을 초과하면 상기 다른 BS들이 수신한 시간 동기 정보는 유효하지 않게 된다.
이에 따라, GPS 수신기를 구비하여 GPS 송신기로부터 직접 GPS 신호를 수신하는 BS는, 상기 직접 수신한 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 사용하여 정확하게 시간 동기화를 수행하므로 문제가 되지 않는다. 그러나, GPS 수신기를 구비하지 않은 BS가 GPS 수신기를 구비하지는 않았으나 이미 시간 동기를 획득한 타 BS와의 시간 동기화를 수행할 경우, 시간 동기를 획득한 타 BS로부터 수신한 시간 동기 정보의 유효성을 확인하지 않고 시간 동기화를 수행하므로 정확하게 시간 동기화가 이루어졌는지 확인할 수가 없다. 즉, 시간 동기 정보의 유효성이 인증된 BS로부터 시간 동기 정보를 수신하여 정확하게 시간 동기가 이루어졌는지 확인할 수가 없으므로, BS들 간의 시간 동기를 획득함에 있어 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 통신 시스템에서 시간 동기 획득을 필요로 하는 BS가 시간 동기를 획득하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 이미 시간 동기를 획득하였으나 재 시간 동기 획득을 필요로 하는 BS가 시간 동기를 획득하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 인증된 시간 동기 정보에 의해 BS가 시간 동기를 획득하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 광대역 무선 통신 시스템에서 시간 동기를 획득한 BS가 시간 동기 획득을 필요로 하는 BS로 유효한 시간 동기 정보를 전송하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 방법에 있어서, 상기 제1기지국은 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 과정과, 상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보를 포함하는 응답을 수신하는 과정과, 상기 수신한 응답에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택한 후, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 임의의 기지국들 중에서 상기 제1기지국과 인접한 제2기지국이 상기 제1기지국의 시간 동기 획득을 지원하는 방법에 있어서, 상기 제2기지국은 상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청 메시지를 수신하는 과정과, 상기 요청 메시지에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과의 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보가 포함된 응답을 상기 제1기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 방법에 있어서, 상기 제1기지국은 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 과정과, 상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보를 수신하는 과정과, 상기 인증 정보에 상응하여 상기 수신한 시간 동기 정보들의 유효성을 판단하고, 상기 판단에 상응한 상기 기지국 경유 정보를 비교하는 과정과, 상기 비교 결과에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택한 후, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 방법은, 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 임의의 기지국들 중에서 상기 제1기지국과 인접한 제2기지국이 상기 제1기지국의 시간 동기 획득을 지원하는 방법에 있어서, 상기 제2기지국은 상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청 메시지를 수신하는 과정과, 상기 요청 메시지에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과의 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보가 포함된 응답을 상기 제1기지국으로 전송하는 과정을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은, 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 시스템에 있어서, 상기 임의의 기지국들 중 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청한 후, 상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보를 포함하는 응답을 수신하면, 상기 수신한 응답에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택한 후, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 상기 제1기지국과, 상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청을 수신하면, 상기 요청에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과의 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보가 포함된 응답을 상기 제1기지국으로 전송하는 상기 제2기지국을 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 시스템은, 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 시스템에 있어서, 상기 임의의 기지국들 중 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청한 후, 상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보를 수신하면, 상기 인증 정보에 상응하여 상기 수신한 시간 동기 정보들의 유효성을 판단하고, 상기 판단에 상응한 상기 기지국 경유 정보를 비교한 후, 상기 비교 결과에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택하여 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 상기 제1기지국과, 상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청을 수신하면, 상기 요청 메시지에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보가 포함된 응답을 상기 제1기지국으로 전송하는 상기 제2기지국을 포함한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
후술 될 본 발명의 실시 예에서는 통신 시스템, 예를 들어 광대역 무선 접속(BWA: Broadband Wireless Access, 이하 'BWA'라 칭하기로 한다) 통신 시스템에서 시간 동기 획득이 필요한 기지국(BS: Base Station, 이하 ‘BS’라 칭하기로 한다)은 인접한 타 BS들을 통해 시간 동기를 맞추는 데 필요한 시간 동기 정보를 수집한다. 또한, 이를 이용하여 BS들 간의 시간 동기를 획득하는 방법 및 시스템을 제안한다. 이때, 상기 인접 BS는 이미 시간 동기를 획득한 BS이다. 예컨대 인접 BS는 위성 위치 확인 시스템(GPS: Global Position System, 이하 ‘GPS'라 칭하기로 한다) 신호의 수신이 가능한 GPS 수신기가 구비된 BS이거나, 상기 GPS 수신기가 구비되지 않았지만 이미 다른 BS로부터 시간 동기화를 수행하여 시간 동기를 획득한 BS가 될 수도 있다.
한편 본 발명의 실시 예를 구현하기 위해서는 BWA 통신 시스템에서 인접 BS를 경유하여 시간 동기를 획득하는 데 필요한 MAP 정보 요소의 형식 및 포함된 파라미터들의 기능을 정의하도록 한다. 이러한 MAP 정보 요소를 생성하고, MAP 정보 요소를 수신하여 처리하는 절차가 제시될 것이다. 그리고, 낮은 오버헤드를 갖는 효율적인 MAP 정보 요소의 형식을 정의하도록 한다. 또한, BS들 간의 시간 동기를 맞추는 동안 홉 카운트(Hop-Count) 및 인증서(Certificate Profile)를 전송하여 인증된 시간 동기화를 수행하는 절차에 대해서도 제시할 것이다.
그러면, 먼저 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예를 적용하기 위한 BWA 통신 시스템의 구조를 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BS들 간의 시간 동기를 획득하기 위한 BWA 통신 시스템의 개략적인 구조를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 1은 GPS 수신기를 구비한 BS가 상기 GPS 수신기를 구비하지 않으며 시간 동기 획득이 필요한 타 BS로 시간 동기 정보를 전송하는 경우의 구조를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, GPS 송신기(100)는 시간 동기 정보가 포함된 GPS 신호를 지속적으로 송신한다. 상기 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기가 구비된 BS1(102)은 상기 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보에 의해 시간 동기를 획득한다. 이러한, GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보는 현재의 시간을 나타내는 정보로서 BS들이 시간 동기를 획득할 때 기준이 된다. 상기 BS1(102)은 GPS 수신기가 구비된 BS로서, 일반적으로 실외에 위치한다. 따라서, BS1(102)은 상기 GPS 송신기(100)로부터 전송되는 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 수신하여 내부에서 사용되는 클럭을 보정함으로써 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보로 시간 동기화를 수행한다. 즉, 상기 BS1(102)은 GPS 송신기(100)로부터 수신한 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득한다. 또한, 상기 BS1(102)은 GPS 수신기가 구비되지 않은 BS들(BS2, BS3)(104,106)의 요청에 응답하여 상기 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 기준으로 한 자신의 시간 동기 정보를 전송한다. 여기서, 도 1에서는 GPS 수신기를 구비한 BS를 하나만 도시하였지만 이는 다수개가 될 수 있다.
그리고, BS2(104) 및 BS3(106)은 GPS 수신기를 구비 않은 BS들로서 일반적으로 실내에 위치한다. 상기 BS2(104) 및 BS3(106)은 GPS 수신기를 구비하지 않은 BS들이므로 주기적인 시간 동기화가 필요하다. 이때, GPS 수신기를 구비하지 않은 BS들 중 BS2(104)가 시간 동기화를 수행하여 시간 동기를 획득하는 동작에 대하여 설명하기로 한다. 여기서, 상기 BS2(104)는 전원이 온되어 일반적인 초기화 동작을 수행한 이후의 초기 상태라 가정하며, BS3(106)은 BS2(104)가 시간 동기를 획득한 후, 상기 BS2(104)가 전송하는 자신의 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기를 획득하는 것으로 가정한다.
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그러면, BS2(104)는 주변에 인접 BS가 존재하는지 탐색하며, 탐색 결과 인접 BS가 존재하면, 상기 BS2(104)는 인접 BS인 BS1(102)과 BS3(106)으로 시간 동기 정보를 요청하는 레인징 요청 메시지(Ranging Request Message)를 전송한다. 그러면, 레인징 요청 메시지를 수신한 인접 BS들, 즉 BS1(102)과 BS3(106)은 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득한 상태이면 BS2(104)로 레인징 응답 메시지(Ranging Response Message)를 전송한다. 이때, 상기 BS2(104)로 전송되는 레인징 응답 메시지에는 시간 동기를 획득한 자신의 시간 동기 정보와 홉 카운트 및 인증서가 포함되며, 상기 레이징 요청 메시지와 레이징 응답 메시지는 하기 표 1 및 표 2를 참조하여 이하에서 보다 자세하게 설명하기로 한다.
또한, 상기 레이징 응답 메시지에 포함된 홉 카운트는, GPS 송신기(100)로부터 제공받은 시간 동기 정보가 몇 개의 BS들을 경유하여 상기 레인징 요청 메시지를 전송한, 즉 시간 동기 획득을 필요로 하는 BS로 전송되었는지를 나타낸다. 예를 들어, 이미 시간 동기를 획득한 BS1(102)이 BS2(104)로 시간 동기 정보를 전송할 때, 상기 BS1(102)이 GPS 수신기를 통해 GPS 송신기(100)로부터 직접 시간 동기 정보를 수신하므로 레이징 응답 메시지에 포함된 홉 카운트는 1이 된다. 즉, BS2(104)가 수신하는 시간 동기 정보는 GPS 송신기(100)로부터 하나의 BS를 경유하여 자신인 상기 BS2(104)로 전송됨을 의미한다. 또한, 상기 BS1(102)이 전송한 시간 동기 정보를 이용하여 이미 시간 동기를 획득한 BS2(104)가 자신에게 레인징 요청 메시지를 전송한 BS3(106)으로 시간 동기 정보를 전송할 경우, 레인징 응답 메시지에 포함된 홉 카운트는 2가 된다. 이렇게 GPS 송신기(100)부터 시간 동기를 획득하기 위한 BS까지 시간 동기 정보가 경유하는 BS의 수가 증가할 수록 홉 카운트는 증가한다.
그리고, 상기 레인징 응답 메시지에 포함된 인증서는, 레인징 응답 메시지에 포함된 시간 동기 정보가 유효한지, 즉 시간 동기 획득이 필요한 BS가 시간 동기를 획득하기 위해 상기 시간 동기 정보를 이용할 경우 그 이용이 가능한지를 확인하기 위해 상기 시간 동기 정보와 함께 전송된다. 또한, 상기 인증서는 GPS 송신기(100)로부터 시간 동기 정보를 수신하여 최초로 시간 동기를 획득한 BS에서 생성된다. 실제 시간 동기를 획득하기 위한 BS는, 레인징 응답 메시지에 포함된 상기 인증서를 확인하여 상기 시간 동기 정보가 유효한지를 판단한 후, 유효한 시간 동기 정보로 판단되면 상기 레인징 응답 메시지에 포함된 시간 동기 정보를 기준으로 클럭 보정을 수행함으로써 시간 동기를 획득한다.
또한, 상기 인접 BS들로부터 전송되는 레인징 응답 메시지를 수신한 BS는, 상기 레인징 응답 메시지에 포함된 인증서가 유효하면, 상기 레인징 응답 메시지에 포함된 홉 카운트의 수를 서로 비교한 후, 상기 인접 BS들 중에서 홉 카운트가 가장 작은 값을 가지는 BS와 동기화를 수행한다. 이에 따라, 만약 BS2(104)의 주변에 시간 동기를 획득한 인접 BS가 BS1(102) 하나만 존재하지 않고 다수의 인접 BS들이 존재하면, BS2(104)는 홉 카운트가 1로 최소인 BS1(102)과 시간 동기화를 수행하여 시간 동기를 획득한다.
전술한 동작에 의해 BS2(104)와 BS1(102)은 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기화를 수행한다. 즉, 상기 BS1(102)과 BS2(104)는 동일한 시간 동기를 획득한다. 또한, BS3(106)은 상기와 같이 시간 동기를 획득한 BS2(104)가 전송하는 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기를 획득하며, 그에 따라 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득한다. 즉, BS1(102)과 BS2(104) 및 BS3(106)은 동일한 기준으로 시간 동기를 획득한다.
이렇게 GPS 수신기를 구비하지 않은 BS2(104)과 BS3(106)이 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기를 획득한 후 소정의 시간이 경과하면, GPS 송신기(100)로부터 GPS 신호를 직접 수신하여 상기 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 이용하여 BS1(102)이 획득한 시간 동기와, BS1(102)이 전송한 시간 동기 정보를 이용하여 BS2(104) 및 상기 BS2(104)가 전송한 시간 동기 정보를 이용하여 BS3(106)이 획득한 시간 동기들 간의 오차, 즉 클럭 간의 오차가 발생한다.
따라서, BS2(104)와 BS3(106)은 소정의 주기(이하 "시간 동기 수행 주기"라 칭함)를 미리 설정하고, 상기 설정된 시간 동기 수행 주기에 상응하여 전술한 시간 동기를 획득하기 위한 절차를 수행함으로써, 클럭에 대한 보정이 주기적으로 이루어질 수 있도록 한다. 이때, 미리 설정된 시간 동기 수행 주기가 되면 다시 시간 동기를 획득하기 위한 절차를 수행하는 BS는 기존의 동기화를 수행하던 BS뿐만 아니라, 현재 자신에게 인접한 모든 인접 BS들로부터 수신한 레인징 응답 메시지에 포함된 유효한 시간 동기 정보들 중에서 상기 레인징 응답 메시지에 포한된 홉 카운트가 가장 작은 BS와 시간 동기화를 수행하여 시간 동기를 획득한다. 이렇게 홉 카운트가 가장 작은 BS와, 즉 가장 작은 BS를 경유하여 전송 지연이 가장 작은 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기화를 수행함으로써 정확한 시간 동기를 획득한다.
이렇게 시간 동기를 획득하기 위한 BS가 시간 동기화를 수행하기 위해 인접 BS들에게 요청하는 레인징 요청 메시지에 추가되는 구성과, 상기 레인징 요청 메시지에 상응하여 인접 BS들이 전송하는 레인징 응답 메시지의 인코딩에 추가되는 구성은 하기 표 1 및 표 2와 같다.
Figure 112004036574531-pat00001
Figure 112006050904839-pat00009
상기 표 1 및 표 2는, BS들 간의 시간 동기를 획득하기 위해 본 발명이 제안하는 추가 정보의 구성을 나타낸다. 즉, BS들 간에 시간 동기를 획득하기 위해서 상기 표 1 및 표 2와 같이 종래의 레인징 메시지에 인증서 TLV 정보로 포함되어 전송된다.
상기 레인징 요청 메시지에 포함된 표 1의 시간 동기 홉 리포트 요청(Time Synchronization Hop Report Request) 정보는 시간 동기를 획득한 인접 BS들이 전송할 시간 동기 정보의 홉 카운트 정보를 요청하는 정보이다. 이에 따라, 시간 동기를 획득하기 위한 BS는 시간 동기 정보가 필요할 경우에만 상기 시간 동기 홉 리포트 요청 정보의 값을 1로 설정한 후, 상기 설정된 시간 동기 홉 리포트 요청 정보를 레인징 요청 메시지에 포함시켜 인접 BS들로 전송한다. 이러한 레인징 요청 메시지를 수신한 인접 BS는 상기 레인징 요청 메시지에 상응하여 레인징 응답 메시지를 BS에 전송한다. 이때, 상기 인접 BS들은, 자신이 시간 동기를 획득하기 위해 이미 시간 동기를 획득한 다른 인접 BS와의 시간 동기화를 수행할 때 상기 다른 인접 BS로부터 수신한 홉 카운트에 1을 더한 다음, 상기 1을 더한 값을 갖는 표 2의 시간 동기 홉 리포트 응답(Time Synchronization Hop Report Response) 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 전송한다. 이에 따라, 상기 시간 동기를 획득하기 위한 BS는, 상기 시간 동기 홉 리포트 응답 정보에 의해 GPS 송신기(100)로부터 전송된 시간 동기 정보가 몇 개의 BS들을 경유하여 자신에게까지 전송되었는지를 인지하게 된다.
또한, 인접 BS들이 상기 레인징 요청 메시지를 전송한 BS로 레인징 응답 메시지를 전송할 경우, 상기 레이징 응답 메시지에 홉 카운트 정보뿐만 아니라 상기 레인징 요청 메시지를 전송한 BS가 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기를 획득할 때 상기 시간 동기 정보가 내부 클럭 보정을 위해 이용 가능하지, 즉 상기 시간 동기 정보가 유효한지를 판단하는 인증서 정보를 포함시켜 전송한다. 여기서, 상기 인증서 정보를 구성하는 기본 필드는 하기 표 3과 같다.
Figure 112004036574531-pat00003
상기 표 3의 인증서는 IETF(Internet Engineering Task Force)의 X.509 V3 인증 표준을 이용한다. 상기 인증서에 관련된 사항은 IETF(Internet Engineering Task Force)에 설명되어 있으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 상기 인증서는, 최초 GPS 신호를 통해 시간 동기를 획득한 BS가 생성하며 인증 프로파일 TLV(Certificate Profile TLV) 정보의 형태로 상기 레인징 응답 메시지에 포함된다.
이하에서는, GPS 수신기를 구비하지 않은 BS가 시간 동기를 획득하는 절차를 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다수의 BS들 간의 시간 동기를 획득하기 위한 BWA 통신 시스템의 개략적인 구조를 도시한 도면이다. 도 2에서는 GPS 수신기를 구비한 BS가 GPS 수신기를 구비하지 않은 BS로 시간 동기 정보를 전송하여 시간 동기를 획득하도록 한다. 또한, 도 2는, 상기 GPS 수신기를 구비하지 않았으나 이미 시간 동기를 획득한 BS가 GPS 수신기를 구비하지 않으며 시간 동기 획득이 필요한 다른 BS로 시간 동기 정보를 전송하는 경우의 구조를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, GPS 송신기(200)는 시간 동기 정보가 포함된 GPS 신호를 지속적으로 송신한다. 상기 GPS 신호를 수신하는 GPS 수신기가 구비된 BS1(202)과 BS6(212)은 직접 GPS 신호를 수신하며, 상기 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기를 획득한다. 한편, 상기 BS1(202)과 BS6(212)을 제외한 나머지 BS들(BS2, BS3, BS4, BS5)(204,206,208,210)은 GPS 수신기를 구비하지 않으므로, 인접 BS를 탐색하여 이미 시간 동기를 획득한 BS와의 시간 동기화를 수행함으로써 시간 동기를 획득한다. 즉, 상기 BS2(204), BS3(206), BS4(208), BS5(210)는 탐색 결과에 의해 인접 BS들로 레인징 요청 메시지(Ranging Request Message)를 전송하며, 상기 인접 BS들은 수신한 레인징 요청 메시지에 상응하여 레인징 응답 메시지(Ranging Response Message)를 BS2(204), BS3(206), BS4(208), BS5(210)로 전송한다.
이때, 상기 레인징 응답 메시지에는 시간 동기 정보뿐만 아니라, 홉 카운트 정보와 인증서 정보가 포함되며, 상기 도 2에 도시한 바와 같이 홉 카운트 정보(hop1, hop2, hop3, hop4, hop5, hop6)는 GPS 송신기(200)가 제공한 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보가 경유하는 BS의 개수에 상응하여 정의된다. 즉, BS1(202)은, 상기 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보가 1개의 BS를 경유하여 BS2(204)로 전송됨으로 홉 카운트가 1임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop1)를 BS2(204)로 전송하며, BS2(204)는 BS3(206)으로 홉 카운트가 2임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop2)를 전송한다. 또한, BS3(206)은, BS4(208)로 홉 카운트가 3임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop3)를 전송하고 BS2(204)로는 홉 카운트가 4임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop4)를 전송한다. 이렇게 각 BS가 자신과 인접한 BS로 전송하는 홉 카운트 정보(hop1, hop2, hop3, hop4, hop5, hop6)는 시간 동기 정보가 경유한 BS의 개수에 상응하여 정의되며, 또한 경유한 BS의 수가 증가할수록 증가한다.
그러면, 상기 GPS 수신기를 구비하지 않은 BS들(204,206,208,210) 중에서 일예로 BS5(210)가 시간 동기를 획득하는 동작을 설명하기로 한다. 여기서, 설명의 편의를 위해 상기 BS5(210)를 제외한 모든 BS들(202,204,206,208,212)은 이미 시간 동기를 획득한 것으로 가정한다.
상기 BS5(210)는 인접한 BS를 탐색한 후, 탐색된 인접 BS인 BS4(208)와 BS6(212)으로 시간 동기를 획득하기 위해 시간 동기 정보를 요청한다. 즉, BS5(210)는 인접 BS들(208,212)로 레인징 요청 메시지를 전송하며, 상기 인접 BS들(208,212)은 상기 레인징 요청 메시지에 상응하여 레인징 응답 메시지를 BS5(210)로 전송한다. 이때, 상기 BS6(212)은 GPS 수신기를 구비함으로 GPS 송신기(200)로부터 직접 시간 동기 정보를 수신하여 시간 동기를 획득하고, BS4(208)는 이미 시간 동기를 획득한 BS3(206)으로부터 시간 동기 정보를 수신하여 시간 동기를 획득한다. 이렇게 시간 동기를 획득한 BS6(212)은 시간 동기 정보와 홉 카운트 정보(hop1) 및 인증서 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 BS5(210)로 전송하고, BS4(208) 또한 시간 동기 정보와 홉 카운트 정보(hop4) 및 인증서 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 전송한다. 그러면, 상기 BS5(210)는 레인징 응답 메시지들에 포함된 인증서 정보를 통해 시간 동기 정보가 유효한지를 판단하고, 판단 결과 시간 동기 정보가 유효할 경우 두 홉 카운트 정보들(hop1, hop4)을 상호 비교하여 홉 카운트가 작은, 즉 홉 카운트가 1임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop1)가 포함된 레인징 응답 메시지를 전송한 BS6(212)를 인접 BS로 선택한다. 그런 다음, BS5(210)는 상기 선택한 BS6(212)과 동기화를 수행하여 시간 동기를 획득한다. 이때, BS5(210)는 작은 값의 홉 카운트 정보를 전송한 BS6(212)과 동기화를 수행함으로써 보다 정확한 시간 동기를 획득한다.
이하에서는, 도 3을 참조하여 상기 도 2의 GPS 수신기를 구비하지 않은 BS들(202,204,206,208,210)들 중 임의의 한 BS가 이미 시간 동기를 획득한 다른 BS와의 시간 동기를 획득하는 과정을 보다 자세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 BS들 간의 시간 동기를 획득하기 위한 BWA 통신 시스템에서의 시그널링 절차를 도시한 도면이다.
이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 전술한 바와 같이, BS1(202)과 BS6(212)은 GPS 수신기를 구비한 BS로서 GPS 송신기(200)로부터 직접 GPS 신호를 수신하여 시간 동기화가 이미 되어 있는 상태, 즉 시간 동기를 획득한 상태임을 가정하며, 상기 시간 동기를 획득한 BS6(212)에 의해 BS3(206), BS4(208), 및 BS5(210) 또한 이미 시간 동기를 획득한 상태라고 가정한다. 아울러, 이하의 설명에서는 BS2(204)가 시간 동기를 획득한 다음, 미리 설정된 시간 동기 수행 주기에 의해 BS3(206)이 시간 동기를 수행하는 과정을 설명하기로 한다. 이러한 가정에 의해 상기 도 3의 BS1(202)은 GPS 수신기를 구비하여 이미 시간 동기를 획득한 상태이고, BS2(204)와 BS3(206) 및 BS4(208)는 GPS 수신기를 구비하지 않으며, 상기 BS2(204)를 제외한 BS3(206)과 BS4(208)는 인접한 다른 BS들이 전송한 시간 동기 정보를 이용하여 이미 시간 동기를 획득한 상태이다.
도 3을 참조하면, BS2(204)는 전원이 온되어 초기화를 수행한(301단계) 후, 인접 BS들을 탐색한다(303단계). 이때, 상기 탐색 결과 BS2(204)는 BS1(202)과 BS3(206)만이 자신의 인접 BS로 존재함을 확인한다고 가정한다.
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이렇게 인접 BS들을 확인한 BS2(204)는 상기 인접 BS들, 즉 BS1(202)과 BS3(206)으로 시간 동기화를 요청하기 위한 레인징 요청 메시지를 전송한다(305단계와 309단계). 이때, 상기 BS2(204)는 전술한 바와 같이 표 1의 시간 동기 홉 리포트 요청 정보를 레인징 요청 메시지에 포함시켜 BS1(202)과 BS3(206)으로 전송한다. 이러한 레인징 요청 메시지를 수신한 BS1(202)과 BS3(206)은 상기 레인징 요청 메시지에 상응하여 BS2(204)로 레인징 응답 메시지를 전송한다(307단계와 311단계). 즉, 상기 BS1(202)과 BS3(206)은, 레인징 요청 메시지에 포함된 시간 동기 홉 리포트 요청 정보에 상응하여 홉 카운트 정보를 갖는 표 2의 시간 동기 홉 리포트 응답 정보와, 표 3의 인증서 정보, 및 시간 동기 정보를 상기 레인징 응답 메시지에 포함시켜 BS2(204)로 전송한다. 여기서, 도 3에서는, 레인징 요청 메시지가 순차적으로 BS1(202)과 BS3(306)으로 전송되고 그에 상응하여 BS1(202)과 BS3(206) 또한 레인징 응답 메시지를 순차적으로 상기 BS2(204)로 전송하나, BS2(204)가 BS1(202)과 BS3(206)으로 동시에 레인징 요청 메시지를 전송하며, 그에 상응하여 BS1(202)과 BS3(206)으로부터 동시에 레인징 응답 메시지를 수신할 수도 있다.
보다 자세히 설명하면, 상기 307단계에서 BS1(202)은, GPS 수신기를 구비함으로 GPS 송신기(200)로부터 직접 시간 동기 정보를 수신하여 GPS 신호에 포함된 시간 동기 정보를 이용하여 이미 동기를 획득한 상태이다. 이렇게 시간 동기를 획득한 BS1(202)은 자신의 시간 동기 정보와, 상기 시간 동기 정보가 자신만을 경유하였으므로 홉 카운트가 1임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop1), 및 인증서 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 BS2(204)로 전송한다. 또한, 상기 311단계에서 BS3(206)은, 이미 시간 동기를 획득한 BS4(208)가 전송한 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기화가 되었으며, 자신의 시간 동기 정보와, 시간 동기를 획득한 BS4(208)의 홉 카운트에 1을 더한 값, 즉 3인 BS4(208)의 홉 카운트에 1을 더하여 홉 카운트가 4임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop4), 및 인증서 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 BS2(204)로 전송한다.
이와 같이 BS1(202)과 BS3(206)으로부터 레인징 응답 메시지들을 수신한 BS2(204)는 상기 레인징 응답 메시지에 포함된 인증서 정보가 유효하다면, 즉 상기 BS1(202)와 BS3(206)으로부터 수신한 시간 동기 정보의 이용이 유효하다면, 상기 두 레인징 메시지에 포함된 홉 카운트들을 서로 비교하여 작은 값을 가지는 BS와 동기화를 수행한다. 여기서, BS1(202)로부터 수신한 홉 카운트 정보(hop1), 즉 홉 카운트는 1이고, BS3(206)으로부터 수신한 홉 카운트 정보(hop4), 즉 홉 카운트는 4이므로, BS2(204)는 작은 값을 가지는 BS1(202)과 시간 동기화를 수행한다(313단계). 즉, BS2(204)는 BS1(202)의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득한다.
이후, 소정의 시간이 경과하면, 앞서 가정한 바와 같이 BS4(208)로부터 시간 동기를 획득한 BS3(206)은, 시간 동기의 오차를 보정하기 위해 다시 시간 동기를 획득한다. 이때, BS3(206)은, 미리 설정된 시간 동기 수행 주기마다 주기적으로 시간 동기화를 수행하기 위해 기존의 동기화를 수행하였던 BS4(208)를 포함한 인접 BS들 중에서 홉 카운트가 가장 작은 BS와 동기화를 수행한다.
즉, 상기 BS3(206)은 미리 설정된 시간 동기 수행 주기가 되면 인접 BS들을 탐색한다(315단계). 이때, 상기 탐색 결과에 의해 BS3(206)은 BS2(204)와 BS4(208)만이 자신의 인접 BS로 존재함을 확인한다고 가정한다.
이렇게 인접 BS들을 확인한 BS3(206)은 상기 인접 BS들, 즉 BS2(204)와 BS4(208)로 시간 동기화를 위한 레인징 요청 메시지를 전송한다(317단계와 321단계). 이때, 상기 BS3(206)은 전술한 바와 같이 시간 동기 홉 리포트 요청 정보를 레인징 요청 메시지에 포함시켜 BS2(204)와 BS4(208)로 전송한다. 이러한 레인징 요청 메시지를 수신한 BS2(204)와 BS4(208)는 상기 레인징 요청 메시지에 상응하여 BS3(206)으로 레인징 응답 메시지를 전송한다(319단계와 323단계). 여시서, 상기 레인징 요청 메시지와 레인징 응답 메시지는 전술한 바와 같이 순차적으로 전송될 수도 있고, 동시에 전송될 수도 있다. 그러면, 상기 BS2(204)와 BS4(208)는, 레인징 요청 메시지에 포함된 시간 동기 홉 리포트 요청 정보에 상응하여 앞서 설명한 바와 같이 홉 카운트 정보를 갖는 시간 동기 홉 리포트 응답 정보와, 인증서 정보, 및 시간 동기 정보를 상기 레인징 응답 메시지에 포함시켜 BS3(206)으로 전송한다.
보다 자세히 설명하면, 상기 319단계에서 BS2(204)는, 전술한 바와 BS1(202)에 의해 이미 시간 동기를 획득하였으며, 그에 따라 시간 동기 정보와, 시간 동기를 획득한 BS1(202)의 홉 카운트에 1을 더한 값, 즉 1인 BS1(202)의 홉 카운트에 1을 더하여 홉 카운트가 2임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop2), 및 인증서 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 BS3(206)으로 전송한다. 또한, 323단계에서 BS4(208)는, BS5(210)에 의해 이미 시간 동기를 획득하였으며, 그에 따라 시간 동기 정보와, 시간 동기를 획득한 BS4(208)의 홉 카운트에 1을 더한 값, 즉 2인 BS4(208)의 홉 카운트에 1을 더하여 홉 카운트가 3임을 나타내는 홉 카운트 정보(hop3), 및 인증서 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 BS3(206)으로 전송한다.
그러면, 레인징 요청 메시지를 수신한 BS3(206)은 상기 레인징 응답 메시지에 포함된 인증서 정보가 유효하다면, 즉 상기 BS2(204)와 BS4(208)로부터 수신한 시간 동기 정보의 사용이 유효하다면, 상기 두 레인징 메시지에 포함된 홉 카운트들을 서로 비교하여 작은 값을 가지는 BS와 동기화를 수행한다. 여기서, BS2(204)로부터 수신한 홉 카운트 정보(hop2), 즉 홉 카운트는 2이고, BS4(208)로부터 수신한 홉 카운트 정보(hop3), 즉 홉 카운트는 3이므로, BS3(206)은 작은 값을 가지는 BS2(204)와 시간 동기화를 수행한다(325단계). 즉, BS3(206)은 시간 동기 수행 주기가 되어 BS2(204)의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득한다.
삭제
이와 같이 이미 시간 동기화를 수행하여 시간 동기를 획득한 BS는 주기적으로 동기화를 수행하기 위해 시간 동기 수행 주기가 되면 기존의 동기화를 수행하였던 BS를 포함하여 전술한 바와 같이 다시 시간 동기를 획득하기 위해 새롭게 탐색된 인접한 BS들 중에서 홉 카운트가 가장 작은 BS와 동기화를 수행함으로써, 시간 동기를 주기적으로 획득한다. 이하에서는 GPS 수신기를 구비하지 않며, 시간 동기 획득이 필요한 BS가 시간 동기를 획득하기 위한 동작 과정을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 BWA 통신 시스템에서 BS가 시간 동기를 획득하는 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 401단계에서 상기 BS는, 전원이 온되면 초기화를 수행한 후, 시간 동기를 획득하기 위해 403단계로 진행한다. 상기 403단계에서 시간 동기를 획득하기 위해서 인접 BS들을 탐색한다. 상기 탐색 결과 인접 BS들이 존재하면, 405단계에서 상기 BS는, 탐색된 인접 BS들로 레인징 요청 메시지를 전송한다. 이때, 상기 레인징 요청 메시지에는 시간 동기 홉 리포트 요청 정보가 포함된다.
그러면, 인접 BS들은 상기 BS가 전송한 레인징 요청 메시지에 상응하여 레인징 응답 메시지를 상기 BS로 전송하며, 그 결과 407단계에서 상기 BS는 레인징 응답 메시지를 수신한다. 이때, 상기 레인징 응답 메시지에는 시간 동기 정보와, 홉 카운트 정보, 및 인증서 정보가 포함된다. 다음으로, 409단계에서 상기 BS는 레인징 응답 메시지에 포함된 인증서 정보가 유효한지를 확인하고, 즉 인접 BS들로부터 수신한 시간 동기 정보가 시간 동기 획득을 위해 사용 가능한지를 확인한 후, 유효한 인증서 정보를 포함하는 레인징 응답 메시지의 홉 카운트 정보들을 비교한다. 즉, 인접 BS들이 전송한 홉 카운트 정보에 포함된 홉 카운트들을 상호 비교하여 홉 카운트가 가장 작은 홉 카운트 정보를 전송한 BS를 선택한다.
이후, 411단계에서 상기 선택한 BS와 시간 동기화를 수행하여 시간 동기를 획득한다. 또한, 413단계에서 시간 동기 수행 주기가 되면, 상기 403단계로 다시 진행하여 시간 동기화를 주기적으로 수행하기 위해 인접 BS들을 탐색하고, 전술한 동작을 반복적으로 수행함으로써 시간 동기 수행 주기에 상응하여 시간 동기를 획득한다. 시간 동기 획득이 필요한 BS가 시간 동기를 획득하기 위한 레인징 요청 메시지를 인접 BS가 수신하였을 경우, 상기 인접 BS가 레인징 응답 메시지를 전송하는 과정, 즉 시간 동기 정보를 상기 BS로 제공하는 과정을 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시간 동기를 획득하기 위한 BS로부터 레인징 요청 메시지를 수신한 인접 BS의 동작 과정을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 501단계에서 상기 인접 BS가 시간 동기를 획득하기 위한 BS로부터 레인징 요청 메시지를 수신하면, 상기 인접 BS는 503단계로 진행한다. 상기 503단계에서 상기 레인징 요청 메시지에 상응하여 시간 동기 정보의 보정 정도, 즉 내부 클럭의 보정 정도(Synch_Offset)를 결정하고, 홉 카운트를 계산한다. 이때 상기 내부 클럭의 보정 정도는 일반적인 시간 보정을 위한 절차와 동일하게 수행되므로 설명을 생략하도록 한다. 그런 다음, 505단계에서 상기 결정한 클럭의 보정 정도, 즉 자신의 시간 동기 정보와, 상기 계산한 홉 카운트를 나타내는 홉 카운트 정보, 및 인증서 정보를 레인징 응답 메시지에 포함시켜 상기 레인징 요청 메시지를 전송한 BS로 전송한다.
전술한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 시간 동기 획득이 필요한 BS가 이미 시간 동기를 획득한 다른 BS로부터 수신한 유효한 시간 동기 정보를 수신하여 시간 동기를 획득함으로써, BS들 간의 시간 동기를 획득함에 있어 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은, 시간 동기 획득이 필요한 BS가 전송 지연이 가장 작은 시간 동기 정보를 이용하여 시간 동기를 획득함으로써, 상기 BS는 보다 정확한 시간 동기를 획득할 수 있다.
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Claims (52)

  1. 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 방법에 있어서,
    상기 제1기지국은 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 과정과,
    상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보를 포함하는 응답을 수신하는 과정과,
    상기 수신한 응답에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택하는 과정과,
    상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 과정을 포함하는 동기 획득 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 인접 기지국들로부터 응답을 수신하는 과정은, 상기 시간 동기 정보와 기지국 경유 정보 및 인증 정보를 포함하여 수신하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기지국 경유 정보는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국으로 전송되기까지 경유한 기지국의 개수에 상응하여 정의되는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 제1기지국이 상기 시간 동기 정보의 유효성을 판단하도록 하는 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 임의의 기지국들 중에서 최초로 시간 동기를 획득한 기지국에서 생성된 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2기지국을 선택하는 과정은, 상기 기지국 경유 정보를 비교하여 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국의 개수가 최소인 상기 기지국 경유 정보를 전송한 인접 기지국을 선택하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시간 동기 정보를 요청하는 과정은, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국 경유 정보를 더 포함하여 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시간 동기를 획득하는 과정은, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 상기 제1기지국의 내부 클럭을 보정하여 획득하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 미리 설정된 소정의 주기가 되면 자신과 인접한 기지국들을 재탐색하고, 상기 재탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  10. 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 임의의 기지국들 중에서 상기 제1기지국과 인접한 제2기지국이 상기 제1기지국의 시간 동기 획득을 지원하는 방법에 있어서,
    상기 제2기지국은 상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 요청 메시지에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과의 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보가 포함된 응답 메시지를 상기 제1기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 동기 지원 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 응답 메시지는, 상기 시간 동기 정보와 기지국 경유 정보 및 인증 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기지국 경유 정보는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국으로 전송되기까지 경유한 기지국의 개수에 상응하여 정의되는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 응답 메시지를 상기 제1기지국으로 전송하는 과정은, 상기 제2기지국이 시간 동기를 획득하기 위해 이미 수신한 시간 동기 정보의 기지국 경유 정보에 1을 증가시킨 후, 상기 증가된 기지국 경유 정보를 상기 응답 메시지에 포함시켜 상기 제1기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 제1기지국이 상기 시간 동기 정보의 유효성을 판단하도록 하는 정보임을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 임의의 기지국들 중에서 최초로 시간 동기를 획득한 기지국에서 생성한 정보임을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 요청 메시지는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국 경유 정보를 더 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 요청 메시지는, 미리 설정된 주기마다 수신하는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  18. 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 방법에 있어서,
    상기 제1기지국은 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 과정과,
    상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보를 수신하는 과정과,
    상기 인증 정보에 상응하여 상기 수신한 시간 동기 정보들의 유효성을 판단하고, 상기 판단에 상응한 상기 기지국 경유 정보를 비교하는 과정과,
    상기 비교 결과에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택하는 과정과,
    상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 과정을 포함하는 동기 획득 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 기지국 경유 정보는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국으로 전송되기까지 경유한 기지국의 개수에 상응하여 정의되는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기지국 경유 정보를 비교하는 과정은, 상기 경유한 기지국의 개수를 비교하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 제2기지국을 선택하는 과정은, 상기 기지국 경유 정보를 비교하여 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국의 개수가 최소인 상기 기지국 경유 정보를 전송한 인접 기지국을 선택하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 제1기지국이 상기 시간 동기 정보의 유효성을 판단하도록 하는 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 임의의 기지국들 중에서 최초로 시간 동기를 획득한 기지국에서 생성된 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 시간 동기 정보를 요청하는 과정은, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국 경유 정보를 더 포함하여 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  25. 제18항에 있어서,
    상기 시간 동기를 획득하는 과정은, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 상기 제1기지국의 내부 클럭을 보정하여 획득하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  26. 제18항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 미리 설정된 소정의 주기가 되면 자신과 인접한 기지국들을 재탐색하고, 상기 재탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 방법.
  27. 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 임의의 기지국들 중에서 상기 제1기지국과 인접한 제2기지국이 상기 제1기지국의 시간 동기 획득을 지원하는 방법에 있어서,
    상기 제2기지국은 상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 요청 메시지에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과의 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보가 포함된 응답 메시지를 상기 제1기지국으로 전송하는 과정을 포함하는 것을 동기 지원 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 기지국 경유 정보는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국으로 전송되기까지 경유한 기지국의 개수에 상응하여 정의되는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 응답 메시지를 상기 제1기지국으로 전송하는 과정은, 상기 제2기지국이 시간 동기를 획득하기 위해 이미 수신한 시간 동기 정보의 기지국 경유 정보에 1을 증가시킨 후, 상기 증가된 기지국 경유 정보를 상기 응답 메시지에 포함시켜 상기 제1기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 제1기지국이 상기 시간 동기 정보의 유효성을 판단하도록 하는 정보임을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  31. 제27항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 임의의 기지국들 중에서 최초로 시간 동기를 획득한 기지국에서 생성한 정보임을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  32. 제27항에 있어서,
    상기 요청 메시지는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국 경유 정보를 더 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  33. 제27항에 있어서,
    상기 요청 메시지는, 미리 설정된 주기마다 수신하는 것을 특징으로 하는 동기 지원 방법.
  34. 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 시스템에 있어서,
    상기 임의의 기지국들 중 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청한 후, 상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보를 포함하는 응답을 수신하면, 상기 수신한 응답에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택한 후, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 상기 제1기지국과,
    상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청을 수신하면, 상기 요청에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과의 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보가 포함된 응답을 상기 제1기지국으로 전송하는 상기 제2기지국을 포함하는 동기 획득 시스템.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 상기 시간 동기 정보와 기지국 경유 정보 및 인증 정보를 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 기지국 경유 정보는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국으로 전송되기까지 경유한 기지국의 개수에 상응하여 정의되는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 제1기지국이 상기 시간 동기 정보의 유효성을 판단하도록 하는 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 임의의 기지국들 중에서 최초로 시간 동기를 획득한 기지국에서 생성한 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 상기 기지국 경유 정보를 비교하여 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국의 개수가 최소인 상기 기지국 경유 정보를 전송한 인접 기지국을 상기 제2기지국으로 선택하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  40. 제35항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 자신이 시간 동기를 획득하기 위해 이미 수신한 시간 동기 정보의 기지국 경유 정보에 1을 증가시킨 후, 상기 증가된 기지국 경유 정보를 상기 응답에 포함시켜 상기 제1기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  41. 제34항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 상기 제2기지국이 전송한 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국 경유 정보를 더 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  42. 제34항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 상기 제1기지국의 내부 클럭을 보정하여 시간 동기를 획득하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  43. 제34항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 미리 설정된 소정의 주기가 되면 자신과 인접한 기지국들을 재탐색하고, 상기 재탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  44. 다수의 기지국들을 포함하고, 상기 다수의 기지국들 중 이미 시간 동기 정보를 가지는 임의의 기지국들과, 시간 동기 정보를 필요로 하는 제1기지국을 포함하는 통신 시스템에서, 상기 제1기지국이 시간 동기를 획득하는 시스템에 있어서,
    상기 임의의 기지국들 중 자신과 인접한 기지국들을 탐색하고, 상기 탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청한 후, 상기 시간 동기 정보 요청에 상응하여 상기 인접 기지국들 중 시간 동기 정보를 획득한 소정의 인접 기지국들로부터 자신들의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보를 수신하면, 상기 인증 정보에 상응하여 상기 수신한 시간 동기 정보들의 유효성을 판단하고, 상기 판단에 상응한 상기 기지국 경유 정보를 비교한 후, 상기 비교 결과에 상응하여 상기 소정의 인접 기지국들 중 제2기지국을 선택하여 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 시간 동기를 획득하는 상기 제1기지국과,
    상기 제1기지국으로부터 시간 동기 정보 요청을 수신하면, 상기 요청 메시지에 상응하여 상기 제1기지국이 상기 제2기지국과 시간 동기를 획득할 수 있도록 상기 제2기지국의 시간 동기 정보와, 기지국 경유 정보, 및 인증 정보가 포함된 응답을 상기 제1기지국으로 전송하는 상기 제2기지국을 포함하는 동기 획득 시스템.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 기지국 경유 정보는, 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국으로 전송되기까지 경유한 기지국의 개수에 상응하여 정의되는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  46. 제44항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 제1기지국이 상기 시간 동기 정보의 유효성을 판단하도록 하는 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  47. 제44항에 있어서,
    상기 인증 정보는, 상기 임의의 기지국들 중에서 최초로 시간 동기를 획득한 기지국에서 생성한 정보임을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  48. 제44항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 상기 기지국 경유 정보를 비교하여 상기 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국의 개수가 최소인 상기 기지국 경유 정보를 전송한 인접 기지국을 상기 제2기지국으로 선택하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  49. 제44항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 상기 제2기지국이 전송한 시간 동기 정보가 상기 제1기지국까지 경유한 기지국 경유 정보를 더 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  50. 제44항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 상기 선택한 제2기지국의 시간 동기 정보를 기준으로 상기 제1기지국의 내부 클럭을 보정하여 시간 동기를 획득하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  51. 제44항에 있어서,
    상기 제1기지국은, 미리 설정된 소정의 주기가 되면 자신과 인접한 기지국들을 재탐색하고, 상기 재탐색한 인접 기지국들로 시간 동기를 획득하기 위한 시간 동기 정보를 요청하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
  52. 제44항에 있어서,
    상기 제2기지국은, 자신이 시간 동기를 획득하기 위해 이미 수신한 시간 동기 정보의 기지국 경유 정보에 1을 증가시킨 후, 상기 증가된 기지국 경유 정보를 상기 응답에 포함시켜 상기 제1기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 동기 획득 시스템.
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