KR101696225B1 - Relay-based distributed time synchronization method and system - Google Patents

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KR101696225B1 KR1020150060817A KR20150060817A KR101696225B1 KR 101696225 B1 KR101696225 B1 KR 101696225B1 KR 1020150060817 A KR1020150060817 A KR 1020150060817A KR 20150060817 A KR20150060817 A KR 20150060817A KR 101696225 B1 KR101696225 B1 KR 101696225B1
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아주대학교산학협력단
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Abstract

주파수 미러링을 이용한 동기화 방법 및 시스템이 개시된다. 개시된 동기화 시스템은 주파수 미러링 기법을 이용한 중계국을 이용하여 기준국이 생성한 기준 시간에 대한 정보를 전송한다. 또한, 기준국과 중계국, 중계국과 단말기간의 시간 지연을 측정하고, 시간 지연과 기준 시간에 대한 정보를 이용하여 동기화를 수행한다. 개시된 동기화 방법 및 시스템은 단말기가 기준국으로부터 기준 시간에 대한 정보를 직접 수신하지 못하거나, 단말기에 타임 슬롯이 할당되지 않은 경우에도 시간 동기를 획득할 수 있다.A synchronization method and system using frequency mirroring are disclosed. The disclosed synchronization system transmits information on a reference time generated by a reference station using a relay station using a frequency mirroring technique. Also, the time delay between the reference station and the relay station, between the relay station and the terminal is measured, and the synchronization is performed using the information on the time delay and the reference time. The disclosed synchronization method and system can acquire time synchronization even when the terminal does not directly receive the information on the reference time from the reference station or when the time slot is not allocated to the terminal.

Description

중계에 기반한 분산 시간 동기 방법 및 시스템 {RELAY-BASED DISTRIBUTED TIME SYNCHRONIZATION METHOD AND SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a distributed time synchronization method and system based on relay,

하기의 실시예들은 시간 동기 방법 및 시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 분산 네트워크 환경에서 중계기를 이용하여 시간 동기를 확보하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.The following embodiments are directed to a time synchronization method and system, and more particularly, to a method and system for securing time synchronization using a repeater in a distributed network environment.

본 발명은 미래창조과학부 및 한국연구재단의 중견연구자지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호:S-2015-A0403-00016, 과제명: 항공우주노드 통신 중계를 활용한 측위/통신 융합 기술].The present invention was derived from research carried out as part of a project for supporting researchers of the future by the Creation Science Department and the Korea Research Foundation [assignment number: S-2015-A0403-00016, title: Positioning using aerospace node communication relay / Telecommunications Convergence Technology].

위성을 이용한 통신 망에서는 위성을 이용하여 시간 동기를 획득한다. 시간 동기 절차에서, 위성은 기준국과 메시지를 송수신하는데, 제1 타임 슬롯 동안에 메시지를 전송하고, 제2 타임 슬롯 동안에 메시지를 수신하므로 단말기가 동기를 획득하기 위하여 2개 이상의 타임 슬롯이 필요하다. 따라서 시간 동기를 확보하기 위하여 많은 시간이 소요되고, 서비스의 품질이 저해된다.In a satellite communication network, time synchronization is acquired using a satellite. In the time synchronization procedure, the satellite transmits / receives a message to / from the reference station, and transmits a message during the first time slot and receives the message during the second time slot, so that the terminal needs two or more time slots to acquire synchronization. Therefore, it takes a lot of time to secure time synchronization, and the service quality is deteriorated.

또한 메쉬 구조의 분산 통신망에서는 단말기들이 기준국으로부터 직접 기준 시간에 대한 정보를 수신하기 어려우므로 시간 동기를 확보하기 위해 많은 어려움이 있었다. 전송 지연이 긴 환경에서는 전송되는 횟수가 많을수록 시간 동기 획득까지의 지연이 크게 발생하며 이에 따라 정확도가 떨어질 수 있다.Also, in the mesh network, it is difficult for the terminals to receive the information about the reference time directly from the reference station. In an environment with a long transmission delay, the greater the number of transmissions, the greater the delay until acquisition of the time synchronization, which may degrade accuracy.

뿐만 아니라, 종래의 기술들에 따르면, 단말기는 시간 동기를 획득하기 위하여 반드시 타임 슬롯을 할당 받아야만 했다. 따라서, 타임 슬롯을 할당 받기 위한 제어 신호의 송수신 등에 불필요한 리소스를 낭비하는 경우도 많아 시간 동기를 획득하기 위한 절차가 번거롭고, 시간도 많이 소모하였으며, 정확도도 높지 않았다.In addition, according to conventional techniques, a terminal has to be allocated a time slot in order to obtain time synchronization. Therefore, in many cases, unnecessary resources are wasted for transmission and reception of control signals for time slot allocation, and the procedure for acquiring time synchronization is troublesome, time consuming, and not accurate.

전시 및 재난 발생 등 비상 상황에서 분산 네트워크 기반의 재난 대응 통신을 구현하기 위한 네트워크 프로토콜의 일종으로서 미국등록특허 제 8,078,162 호 "AIRBORNE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS, AIRBORNE COMMUNICATION METHODS, AND COMMUNICATION METHODS" 가 제안된 바 있다. 상기 선행기술은 지향성 빔 및 지향성 안테나를 이용하여 재난 지역의 coverage를 높이고자 하는 기술로서, 항공기에 탑재된 형태의 중계국이 재난 지역을 둘러싸고 순회 비행하면서 재난 지역에 대한 coverage를 높이는 기법을 제안하였다.US Patent No. 8,078,162 entitled " AIRBORNE WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS, AIRBORNE COMMUNICATION METHODS AND COMMUNICATION METHODS "has been proposed as a kind of network protocol for implementing a disaster response communication based on a distributed network in an emergency situation such as a disaster, The prior art is a technique for improving the coverage of a disaster area by using a directional beam and a directional antenna. A relay station mounted on an aircraft has been proposed to increase coverage for a disaster area while circulating around the disaster area.

그러나 선행기술에 의하더라도 비상 상황의 멀티 홉 네트워크에서는 시간 동기를 획득하기 위해서는 별도의 타임 슬롯을 할당받아야 하며, 이 과정에서 많은 시간 리소스를 소비해야 하는 문제점이 여전하다.However, even in the prior art, a separate timeslot has to be allocated in order to obtain time synchronization in a multi-hop network in an emergency situation, and there is still a problem in that a lot of time resources are consumed in this process.

미국등록특허 제8,078,162호 (등록일 2011.12.13)United States Patent No. 8,078,162 (registered on December 13, 2011)

하기의 실시예들의 목적은, 단말기가 기준국으로부터 기준 시간에 대한 정보 및 왕복 시간을 수신하지 못하는 경우에도 동기화를 수행하는 것이다.An object of the following embodiments is to perform synchronization even when the terminal does not receive the information on the reference time and the round trip time from the reference station.

하기의 실시예들의 목적은, 단말기가 타임 슬롯을 할당 받지 못한 경우에도 시간 동기를 획득하는 것이다.The purpose of the following embodiments is to acquire time synchronization even when the terminal is not allocated a time slot.

하기의 실시예들의 목적은 분산 환경에서 단말기가 실시간으로 정확한 시간 동기를 획득하는 것이다.The purpose of the following embodiments is to allow a terminal to obtain accurate time synchronization in real time in a distributed environment.

예시적 실시예에 따르면, 중계국을 경유하여 기준국과 동기화하는 단말기에 있어서, 상기 기준국이 생성한 기준 시간에 대한 정보 및 상기 기준국으로부터 중계국까지의 제1 왕복 시간(RTT: Round Trip Time)을 상기 중계국을 경유하여 수신하는 수신부, 상기 기준 시간에 대한 정보 및 상기 제1 왕복 시간에 기반하여 상기 중계국의 가상 기준 시간을 설정하는 가상 기준 시간 설정부, 상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 제2 왕복 시간을 측정하는 왕복 시간 측정부, 상기 가상 기준 시간 및 상기 제2 왕복 시간에 기반하여 로컬 기준 시간을 설정하고, 상기 단말기가 상기 기준국 또는 상기 기준국과 동기화된 제2 단말기로부터 데이터를 수신한 시간과 상기 로컬 기준 시간을 비교하여 타이밍 오차를 산출하는 타이밍 오차 산출부 및 상기 산출된 타이밍 오차에 기반하여 상기 기준 시간에 동기화하는 동기화부를 포함하는 단말기가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a terminal for synchronizing with a reference station via a relay station, the mobile station comprising: a base station for generating a first round trip time (RTT) A virtual reference time setting unit for setting a virtual reference time of the relay station based on the information on the reference time and the first round trip time, a second reference time setting unit for setting a virtual reference time of the relay station from the terminal to the relay station, Wherein the reference time setting unit sets a local reference time based on the virtual reference time and the second round trip time, and the terminal receives data from the second terminal synchronized with the reference station or the reference station A timing error calculator for calculating a timing error by comparing the time with the local reference time, Is based terminal including a synchronization of synchronizing the reference time is provided.

여기서, 상기 단말기에 할당된 타임 슬롯을 이용하여 제1 데이터를 상기 중계국으로 전송하는 전송부를 더 포함하고, 상기 수신부는 상기 데이터에 응답하여 상기 중계국으로부터 제2 데이터를 수신하고, 상기 왕복 시간 측정부는 상기 제1 데이터를 전송한 시간과 상기 제2 데이터를 수신한 시간의 차이로부터 상기 제2 왕복 시간을 측정할 수 있다.The mobile station further includes a transmitter for transmitting the first data to the RS using the time slot allocated to the MS, wherein the receiver receives the second data from the RS in response to the data, and the round trip time measurer The second round trip time can be measured from the difference between the time of transmitting the first data and the time of receiving the second data.

그리고, 상기 전송부는 상기 제1 데이터를 미리 설정된 값 이하의 전송 전력으로 전송할 수 있다.The transmitting unit may transmit the first data at a transmission power lower than a predetermined value.

또한, 전송부 및 제3 단말기에 할당된 타임 슬롯을 오버히어(overhear)하여 상기 타임 슬롯이 사용되고 있는지 여부를 판단하는 판단부를 더 포함하고, 상기 타임 슬롯이 상기 제3 단말기에 의해 사용되지 않는 경우에, 상기 전송부는 상기 타임 슬롯을 이용하여 제1 데이터를 상기 중계국으로 전송하고, 상기 수신부는 상기 데이터에 응답하여 상기 중계국으로부터 제2 데이터를 수신하고, 상기 왕복 시간 측정부는 상기 제1 데이터를 전송한 시간과 상기 제2 데이터를 수신한 시간의 차이로부터 상기 제2 왕복 시간을 측정할 수 있다.And a determination unit for determining whether the time slot is used by overhearing a time slot allocated to the transmission unit and the third terminal, and when the time slot is not used by the third terminal The transmitting unit transmits the first data to the relay station using the time slot and the receiving unit receives the second data from the relay station in response to the data, and the round trip time measuring unit transmits the first data The second round trip time can be measured from the difference between one hour and the time when the second data is received.

여기서, 상기 전송부는 상기 타임 슬롯 내의 제1 시간 구간 동안에 상기 제1 데이터를 전송하고, 상기 수신부는 상기 타임 슬롯 내의 제2 시간 구간 동안에 상기 제2 데이터를 수신하고, 상기 제2 시간 구간은 상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 전송에 따른 제1 시간 지연 및 상기 중계국으로부터 상기 단말기까지의 전송에 따른 제2 시간만큼 상기 제1 시간 구간으로부터 지연될 수 있다.Here, the transmitting unit may transmit the first data during a first time interval within the time slot, and the receiving unit may receive the second data during a second time interval within the time slot, The relay station may be delayed from the first time interval by a first time delay according to transmission from the relay station to the relay station and a second time according to transmission from the relay station to the terminal.

그리고, 상기 가상 기준 시간 설정부는 상기 제1 왕복 시간의 절반을 상기 기준 시간에 더하여 상기 가상 기준 시간을 설정할 수 있다.The virtual reference time setting unit may set the virtual reference time by adding half of the first round trip time to the reference time.

또한, 상기 타이밍 오차 산출부는 상기 제2 왕복 시간의 절반을 상기 가상 기준 시간에 더하여 상기 로컬 기준 시간을 설정할 수 있다.In addition, the timing error calculator may set the local reference time by adding half of the second round trip time to the virtual reference time.

또 다른 예시적 실시예에 따르면, 중계국을 경유하여 기준국과 연결된 단말기가 상기 기준국과 동기화하는 방법에 있어서, 상기 기준국이 생성한 기준 시간에 대한 정보 및 상기 기준국으로부터 중계국까지의 제1 왕복 시간(RTT: Round Trip Time)을 상기 중계국을 경유하여 수신하는 단계, 상기 기준 시간에 대한 정보 및 상기 제1 왕복 시간에 기반하여 상기 중계국의 가상 기준 시간을 설정하는 단계, 상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 제2 왕복 시간을 측정하는 단계, 상기 가상 기준 시간 및 상기 제2 왕복 시간에 기반하여 로컬 기준 시간을 설정하는 단계, 상기 단말기가 상기 기준국 또는 상기 기준국과 동기화된 제2 단말기로부터 데이터를 수신한 시간과 상기 로컬 기준 시간을 비교하여 타이밍 오차를 산출하는 단계 및 상기 산출된 타이밍 오차에 기반하여 상기 기준 시간에 동기화하는 단계를 포함하는 동기화 방법이 제공된다.According to another exemplary embodiment, there is provided a method of synchronizing a terminal connected to a reference station via a relay station with the reference station, the method comprising: receiving, from the reference station, Receiving a round trip time (RTT) via the relay station, setting a virtual reference time of the relay station based on the information on the reference time and the first round trip time, , Setting a local reference time based on the virtual reference time and the second round trip time, transmitting the data from the second terminal synchronized with the reference station or the reference station, Calculating a timing error by comparing the time at which the timing error is received with the local reference time, And synchronizing the reference time with the reference time.

여기서, 상기 단말기에 할당된 타임 슬롯을 이용하여 제1 데이터를 상기 중계국으로 전송하는 단계 및 상기 데이터에 응답하여 상기 중계국으로부터 제2 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 왕복 시간을 측정하는 단계는 상기 제1 데이터를 전송한 시간과 상기 제2 데이터를 수신한 시간의 차이로부터 상기 제2 왕복 시간을 측정할 수 있다.The method of claim 1, further comprising transmitting first data to the RS using a time slot allocated to the MS, and receiving second data from the RS in response to the data, wherein the second round trip time is measured May measure the second round trip time from a difference between a time of transmitting the first data and a time of receiving the second data.

그리고, 상기 제1 데이터를 전송하는 단계는 상기 제1 데이터를 미리 설정된 값 이하의 전송 전력으로 전송할 수 있다.The transmitting of the first data may transmit the first data at a transmission power lower than a preset value.

또한, 제3 단말기에 할당된 타임 슬롯을 오버히어(overhear)하여 상기 타임 슬롯이 사용되고 있는지 여부를 판단하는 단계, 상기 타임 슬롯이 상기 제3 단말기에 의해 사용되지 않는 경우에, 상기 전송부는 상기 타임 슬롯을 이용하여 제1 데이터를 상기 중계국으로 전송하는 단계 및 상기 수신부는 상기 데이터에 응답하여 상기 중계국으로부터 제2 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 왕복 시간을 측정하는 단계는 상기 제1 데이터를 전송한 시간과 상기 제2 데이터를 수신한 시간의 차이로부터 상기 제2 왕복 시간을 측정할 수 있다.Determining whether the time slot is used by overhearing a time slot assigned to a third terminal when the time slot is not used by the third terminal, The method comprising the steps of: transmitting first data to the relay station using a slot; and receiving the second data from the relay station in response to the data, wherein the step of measuring the second round trip time comprises: The second round trip time can be measured from the difference between the time of transmitting the first data and the time of receiving the second data.

여기서, 상기 제1 데이터를 전송하는 단계는 상기 타임 슬롯 내의 제1 시간 구간 동안에 상기 제1 데이터를 전송하고, 상기 제2 데이터를 수신하는 단계는 상기 타임 슬롯 내의 제2 시간 구간 동안에 상기 제2 데이터를 수신하고, 상기 제2 시간 구간은 상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 전송에 따른 제1 시간 지연 및 상기 중계국으로부터 상기 단말기까지의 전송에 따른 제2 시간만큼 상기 제1 시간 구간으로부터 지연될 수 있다.Wherein transmitting the first data comprises transmitting the first data during a first time interval in the timeslot and receiving the second data comprises transmitting the second data during a second time interval in the timeslot, And the second time interval may be delayed from the first time interval by a first time delay according to transmission from the terminal to the relay station and a second time according to transmission from the relay station to the terminal.

그리고, 상기 가상 기준 시간을 설정하는 단계는 상기 제1 왕복 시간의 절반을 상기 기준 시간에 더하여 상기 가상 기준 시간을 설정할 수 있다.The step of setting the virtual reference time may set the virtual reference time by adding half of the first round trip time to the reference time.

또한, 상기 로컬 기준 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 왕복 시간의 절반을 상기 가상 기준 시간에 더하여 상기 로컬 기준 시간을 설정할 수 있다.In addition, the step of setting the local reference time may set the local reference time by adding half of the second round trip time to the virtual reference time.

하기의 실시예들에 따르면, 단말기가 기준국으로부터 기준 시간에 대한 정보 및 왕복 시간을 수신하지 못하는 경우에도 단말기는 시간 동기를 획득할 수 있다.According to the embodiments described below, the terminal can acquire time synchronization even when the terminal does not receive the information on the reference time and the round trip time from the reference station.

하기의 실시예들에 따르면, 단말기가 타임 슬롯을 할당 받지 못한 경우에도 시간 동기를 획득할 수 있다.According to the embodiments described below, time synchronization can be obtained even when the terminal is not allocated a time slot.

하기의 실시예들에 따르면, 중계국이 이동하는 경우에도 신속하게 동기화를 수행하여 동기화의 성공률 및 정확성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한 하기의 실시예들에 따르면 단말기가 중계국을 경유하여 실시간으로 시간 동기를 정확하게 획득할 수 있다.According to the following embodiments, even when the relay station moves, synchronization can be performed quickly, which can greatly improve the success rate and accuracy of synchronization. Also, according to the embodiments described below, the terminal can correctly acquire time synchronization in real time via the relay station.

도 1은 예시적 실시예에 따른 동기화 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따라서 중계국이 주파수 미러링 기법을 사용하는 경우 왕복 시간을 측정하는 것을 도시한 도면이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 동기화 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 7은 또 다른 예시적 실시예에 따른 동기화 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.
도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따른 동기화 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.1 is a diagram illustrating a synchronization system in accordance with an exemplary embodiment.
2 is a diagram illustrating the measurement of the round trip time when the relay station uses the frequency mirroring technique according to an exemplary embodiment;
3 is a block diagram illustrating the structure of a terminal according to an exemplary embodiment.
4 is a block diagram illustrating the structure of a terminal according to another exemplary embodiment.
5 is a block diagram illustrating the structure of a terminal according to another exemplary embodiment.
6 is a flowchart illustrating steps of a synchronization method according to an exemplary embodiment.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a step-by-step description of a synchronization method according to another exemplary embodiment.
8 is a flowchart illustrating a step-by-step description of a synchronization method according to another exemplary embodiment.

이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 예시적 실시예에 따른 동기화 시스템을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a synchronization system in accordance with an exemplary embodiment.

예시적 실시예에 따른 동기화 시스템은 기준국(110), 중계국(120) 및 단말기(130, 140)을 포함한다.The synchronization system according to the illustrative embodiment includes a base station 110, a relay station 120, and terminals 130,140.

기준국(110)은 기준 시간을 설정한다. 단말기(130)는 기준 시간에 맞춰 동기화해야만 다른 단말기(140)나 중계국(120)과 통신할 수 있다. 일반적인 경우, 기준국(110)은 기준 시간을 설정하고, 설정된 기준 시간을 중계국(120) 및 단말기(130, 140)로 전송한다. 중계국(120) 및 단말기(130, 140)는 기준국(110)으로부터 수신한 기준 시간에 따라 동기화하여 다른 단말기(140)나 중계국(120)과 통신할 수 있다.The reference station 110 sets a reference time. The terminal 130 can communicate with the other terminal 140 or the relay station 120 only by synchronizing with the reference time. In the general case, the reference station 110 sets a reference time and transmits the set reference time to the relay station 120 and the terminals 130 and 140. The relay station 120 and the terminals 130 and 140 can communicate with the other terminal 140 or the relay station 120 in synchronization with the reference time received from the reference station 110.

그러나, 경우에 따라서 단말기(130)는 기준국(110)으로부터 기준 시간에 대한 정보를 수신할 수 없을 수 있다. 예시적 실시예에 따르면, 단말기(130)는 중계국(120)을 경유하여 기준 시간에 대한 정보를 수신할 수 있고, 수신된 기준 시간에 대한 정보를 이용하여 기준국(110)과 동기화할 수 있다.However, the terminal 130 may not be able to receive information about the reference time from the reference station 110 as the case may be. According to an exemplary embodiment, the terminal 130 may receive information about a reference time via the relay station 120 and may synchronize with the reference station 110 using information about the received reference time .

일측에 따르면, 기준국(110)은 기준 시간에 대한 정보를 제1 주파수로 변조하고, 제1 주파수로 변조된 기준 시간에 대한 정보를 중계국(120)으로 전송할 수 있다. 중계국(120)은 제1 주파수로 변조된 기준 시간에 대한 정보를 수신하고, 이를 제2 주파수로 변조할 수 있다. 즉, 중계국(120)은 기준 시간에 대한 정보를 기저대역(baseband)로 변조하지 않고, 제1 주파수에서 제2 주파수로 직접 변조한다. 이와 같이 직접 변조하는 경우, 중계국(120)은 기저대역의 처리를 생략할 수 있으며, 중계국(120)는 제1 주파수 및 제2 주파수와 같은 RF 대역의 처리만을 위한 부품만을 탑재하므로, 소형화, 경량화 할 수 있다. 이에 따라, 중계국(120)은 높은 탑 위에 설치하거나, 위성 등에 탑재하기 용이하며, 풍선, 비행선, 드론 등을 이용하여 공중에 설치될 수도 있다.According to one aspect, the reference station 110 may modulate information on a reference time to a first frequency and transmit information on a reference time that is modulated to a first frequency to the relay station 120. [ The relay station 120 can receive information on the reference time modulated at the first frequency and modulate it to the second frequency. That is, the relay station 120 directly modulates the information on the reference time from the first frequency to the second frequency without modulating the baseband information. In the case of directly modulating in this manner, the relay station 120 can omit baseband processing, and the relay station 120 only carries components for processing of the RF band such as the first frequency and the second frequency, can do. Accordingly, the relay station 120 can be installed on a high tower, easily mounted on a satellite or the like, or installed in the air using a balloon, an airship, a drone or the like.

중계국(120)이 제1 주파수로 변조된 데이터를 제2 주파수로 직접 변조하는 경우, 변조에 소요되는 시간 지연은 극히 작은 값으로 무시할 수 있다. 중계국(120)은 데이터에 대해서는 아무런 처리를 하지 않으므로, 중계국(120)이 수신한 제1 주파수로 변조된 데이터의 내용과 중계국(120)이 전송하는 제2 주파수로 변조된 데이터의 내용은 동일하다.When the relay station 120 directly modulates the data modulated at the first frequency to the second frequency, the time delay required for modulation can be neglected with an extremely small value. The contents of the data modulated at the first frequency received by the relay station 120 and the data modulated at the second frequency transmitted by the relay station 120 are the same because the relay station 120 performs no processing on the data .

중계국(120)은 제2 주파수로 변조된 기준 시간에 대한 정보를 단말기(130)로 전송한다. 단말기(130)는 제2 주파수로 변조된 기준 시간에 대한 정보를 수신하고, 기저대역으로 복조한다. 단말기(130)는 복조된 기준 시간에 대한 정보를 디코딩하여 기준국(110)이 생성한 기준 시간을 파악할 수 있다.The relay station 120 transmits information on the reference time modulated at the second frequency to the terminal 130. Terminal 130 receives information about the reference time modulated at the second frequency and demodulates it to baseband. The terminal 130 may decode the information on the demodulated reference time and determine the reference time generated by the reference station 110. [

중계국(120)은 기준 시간에 따라 동기화하여 기준국(110), 중계국(120) 또는 다른 단말기(140)와 통신할 수 있다.
The relay station 120 may communicate with the reference station 110, the relay station 120, or another terminal 140 in synchronization with the reference time.

예시적 실시예에 따르면, 기준국(110)에서 생성한 기준 신호에 대한 정보는 중계국(120)을 경유하여 단말기(130)로 전송된다. 단말기(130)로 전송된 기준 신호에 대한 정보는 전송 과정에서 지연된 것이므로, 단말기(130)는 전송 과정에서의 지연 시간을 알아야만 정확히 동기화 할 수 있다.According to an exemplary embodiment, information about the reference signal generated at the reference station 110 is transmitted to the terminal 130 via the relay station 120. [ Since the information on the reference signal transmitted to the terminal 130 is delayed in the transmission process, the terminal 130 can accurately synchronize with the user only by knowing the delay time in the transmission process.

일측에 따르면, 기준국(110)은 기준국(110)으로부터 중계국(120)까지의 제1 왕복 시간(RTT: Return Trip Time)을 측정하고, 측정된 제1 왕복 시간을 기준 시간에 대한 정보와 함께 중계국(120)으로 전송할 수 있다.According to one aspect, the reference station 110 measures a first round trip time (RTT) from the reference station 110 to the relay station 120, and measures the measured first round trip time with information on the reference time To the relay station 120 together.

단말기(130)는 중계국(120)을 경유하여 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 수신할 수 있다. 또한, 단말기(130)는 단말기(130)로부터 중계국(120)까지의 제2 왕복 시간을 측정하고, 측정된 제2 왕복 시간에 기반하여 동기화를 수행할 수 있다.The terminal 130 may receive the information about the reference time and the first round trip time via the relay station 120. The terminal 130 may also measure the second round trip time from the terminal 130 to the relay station 120 and perform synchronization based on the measured second round trip time.

단말기(130)가 단말기(130)로부터 중계국(120)까지의 제2 왕복 시간을 측정하는 실시예에 대해서는 이하 도 2를 참조하여 설명한다.
An embodiment in which the terminal 130 measures the second round trip time from the terminal 130 to the relay station 120 will be described with reference to FIG.

도 2는 예시적 실시예에 따라서 중계국이 주파수 미러링 기법을 사용하는 경우 왕복 시간을 측정하는 것을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating the measurement of the round trip time when the relay station uses the frequency mirroring technique according to an exemplary embodiment;

도 2는 단말기가 단말기로부터 중계국까지의 제2 왕복 시간을 측정하는 실시예에 대해서 설명하지만, 기준국도 기준국으로부터 중계국까지의 제1 왕복 시간을 유사한 방법으로 측정할 수 있다.2 illustrates an embodiment in which the terminal measures the second round trip time from the terminal to the relay station, but the first round trip time from the reference national station to the relay station can be measured in a similar manner.

단말기(210)는 타임 슬롯(241~242) 내에 포함된 제1 시간 구간(251)동안에 제1 주파수로 변조된 데이터를 중계국으로 전송한다.The terminal 210 transmits the data modulated at the first frequency to the relay station during the first time interval 251 included in the time slots 241 to 242.

중계국(220)은 단말기(210)로부터 중계국(220)까지의 전송으로 인한 시간 지연 이후에 제1 주파수로 변조된 데이터를 수신한다. 중계국(220)은 제1 주파수로 변조된 데이터를 제2 주파수로 변조한다. 중계국(220)은 제2 주파수로 변조된 데이터를 단말기(210)로 전송한다. 단말기(210)는 타임 슬롯(241~242) 내에 포함된 제2 시간 구간(252) 동안에 제2 주파수로 변조된 데이터를 수신한다.The relay station 220 receives the data modulated at the first frequency after a time delay due to transmission from the terminal 210 to the relay station 220. The relay station 220 modulates the data modulated at the first frequency to the second frequency. The relay station 220 transmits the data modulated at the second frequency to the terminal 210. Terminal 210 receives data modulated at a second frequency during a second time interval 252 included in time slots 241-242.

중계국(220)이 제1 주파수로부터 제2 주파수로 변조하는 시간은 무시할 수 있을 정도로 극히 짧은 시간이다. 따라서, 단말기(210)가 데이터를 전송한 시간으로부터 단말기(210)가 데이터를 수신한 시간의 차이는 전송 지연에만 영향 받는다. 따라서, 단말기(210)는 제2 왕복 시간(253)을 정확히 측정할 수 있다.The time at which the relay station 220 modulates from the first frequency to the second frequency is an extremely short time that can be ignored. Accordingly, the difference in the time when the terminal 210 receives data from the time when the terminal 210 transmits data is affected only by the transmission delay. Accordingly, the terminal 210 can accurately measure the second round trip time 253.

단말기(210)는 단말기(210)가 데이터를 전송한 시간으로부터 전송 장치(410)가 데이터를 수신한 시간의 차이로부터 단말기(210)로부터 중계국(220)까지의 제2 왕복 시간(253)을 측정할 수 있다.
The terminal 210 measures the second round trip time 253 from the terminal 210 to the relay station 220 based on the difference in the time when the transmission apparatus 410 received the data from the time when the terminal 210 transmitted the data can do.

도 2에는 도시되지 않았으나, 기준국도 도 2에 도시된 바와 유사한 방법을 이용하여 기준국으로부터 중계국(220)까지의 제1 왕복 시간을 측정할 수 있다. 이 경우에, 기준국은 기준 시간에 대한 정보와 제1 왕복 시간을 중계국(220)으로 전송할 수 있다.Although not shown in FIG. 2, the reference station may measure the first round trip time from the reference station to the relay station 220 using a method similar to that shown in FIG. In this case, the reference station can transmit the information on the reference time and the first round trip time to the relay station 220. [

중계국(220)은 기준국으로부터 수신한, 기준 시간에 대한 정보와 제1 왕복 시간을 단말기로 전송할 수 있다. 일측에 따르면, 중계국(230)은 기준 시간에 대한 정보와 제1 왕복 시간을 제3 주파수로 변조하여 단말기(210)로 전송할 수 있다.The relay station 220 can transmit the information on the reference time and the first round trip time, which are received from the reference station, to the terminal. According to one aspect, the relay station 230 may transmit the information on the reference time and the first round trip time to the terminal 210 by modulating the third frequency.

중계국(230)은 타임 슬롯(241~242) 동안에 반복하여(261, 262, 263, 264) 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 전송할 수도 있다. 이 경우에, 단말기(210)는 하나의 타임 슬롯(241~242) 동안에 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 수신하며, 또한 제2 왕복 시간을 측정할 수도 있다. 따라서, 단말기(210)는 하나의 타임 슬롯(241~242) 동안에 중계국(220)을 경유한 동기 획득 절차를 마무리할 수 있다.
The relay station 230 may repeatedly transmit the information about the reference time and the first round trip time during the timeslots 241 to 242 (261, 262, 263, and 264). In this case, the terminal 210 receives the information on the reference time and the first round trip time during one time slot 241 to 242, and may also measure the second round trip time. Accordingly, the terminal 210 may conclude the synchronization acquisition procedure via the RS 220 during one timeslot 241-242.

일측에 따르면, 중계국(220)은 풍선, 비행선, 드론 등을 이용하여 공중에 설치될 수 있으며, 빠른 속도로 이동할 수도 있다. 따라서, 중계국(220)의 위치는 시간에 따라 변경될 수 있으며, 동기 획득 절차에 시간이 많이 소요되는 경우, 단말기(210)는 정확히 동기화하지 못할 수도 있다. 예시적 실시예에 따르면, 단말기(210)는 하나의 타임 슬롯 동안에 동기화를 수행할 수 있어 동기 획득의 정확성을 향상시킬 수 있다.
According to one aspect, the relay station 220 may be installed in the air using a balloon, an airship, a drone, or the like and may move at a high speed. Thus, the location of the relay station 220 may change over time, and if the synchronization acquisition procedure is time consuming, the terminal 210 may not be able to synchronize correctly. According to an exemplary embodiment, the terminal 210 can perform synchronization during one time slot to improve the accuracy of synchronization acquisition.

도 3은 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating the structure of a terminal according to an exemplary embodiment.

예시적 실시예에 따른 단말기(300)는 수신부(310), 가상 기준 시간 설정부(320), 왕복 시간 측정부(330), 타이밍 오차 산출부(340) 및 동기화부(350)를 포함할 수 있다.The terminal 300 according to the exemplary embodiment may include a receiving unit 310, a virtual reference time setting unit 320, a round trip time measuring unit 330, a timing error calculating unit 340 and a synchronizing unit 350 have.

수신부(310)는 기준국(370)이 생성한 기준 시간에 대한 정보를 중계국(360)을 경유하여 수신한다. 또한, 수신부(310)는 기준국(370)으로부터 중계국(360)가지의 제1 왕복 시간을 중계국(360)을 경유하여 수신할 수 있다. 일측에 따르면, 기준국(370)은 도 2에서 설명된 실시예와 유사한 방법으로 기준국(370)으로부터 중계국(360)가지의 제1 왕복 시간을 측정할 수 있다.The receiving unit 310 receives information on the reference time generated by the reference station 370 via the relay station 360. [ The receiving unit 310 may receive the first round trip time of the relay station 360 from the reference station 370 via the relay station 360. According to one aspect, the reference station 370 may measure the first round trip time of the relay station 360 from the reference station 370 in a manner similar to the embodiment described in FIG.

기준국(370)은 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 제1 주파수로 변조할 수 있다. 중계국(360)은 제1 주파수로 변조된 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 수신하고, 이를 제2 주파수로 변조할 수 있다. 중계국(360)이 제1 주파수로부터 제2 주파수로 변조하는 시간은 왕복 시간과 비교하면 극히 짧은 시간으로서, 무시할 수 있다.The reference station 370 can modulate the information on the reference time and the first round trip time to the first frequency. The relay station 360 can receive the information about the reference time modulated at the first frequency and the first round trip time and modulate it to the second frequency. The time at which the relay station 360 modulates from the first frequency to the second frequency is negligible as compared with the round trip time.

중계국(360)은 제2 주파수로 변조된 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 단말기(300)로 전송할 수 있다.The relay station 360 may transmit the information about the reference time modulated at the second frequency and the first round trip time to the terminal 300. [

수신부(310)는 제2 주파수로 변조된 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 수신하고, 이를 기저대역으로 복조한다. 수신부(310)는 기준 시간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간을 디코딩한다.
The receiver 310 receives the information on the reference time modulated at the second frequency and the first round trip time, and demodulates the information to the baseband. The receiving unit 310 decodes the information about the reference time and the first round trip time.

가상 기준 시간 설정부(320)는 기준 식간에 대한 정보 및 제1 왕복 시간에 기반하여 중계국(360)의 가상 기준 시간을 설정한다. 일측에 따르면, 가상 기준 시간 설정부(320)는 하기 수학식 1과 같이 제1 왕복 시간의 절반을 기준 시간에 더하여 가상 기준 시간을 설정할 수 있다.The virtual reference time setting unit 320 sets the virtual reference time of the relay station 360 based on the information about the reference interval and the first round trip time. According to one aspect, the virtual reference time setting unit 320 can set the virtual reference time by adding half of the first round trip time to the reference time as shown in the following equation (1).

[수학식 1]
[Equation 1]

Figure 112015042014034-pat00001

Figure 112015042014034-pat00001

여기서,

Figure 112015042014034-pat00002
는 가상 기준 시간 설정부(320)가 설정하는 가상 기준 시간이고,
Figure 112015042014034-pat00003
는 기준국(370)이 설정한 기준 시간이다. 또한,
Figure 112015042014034-pat00004
는 제1 왕복 시간이다.
here,
Figure 112015042014034-pat00002
Is a virtual reference time set by the virtual reference time setting unit 320,
Figure 112015042014034-pat00003
Is a reference time set by the reference station 370. Also,
Figure 112015042014034-pat00004
Is the first round trip time.

왕복 시간 측정부(330)는 단말기(300)로부터 중계국(360)까지의 제2 왕복 시간을 측정한다. 왕복 시간 측정부(330)는 도 2에서 설명된 실시예에 따라서 제2 왕복 시간을 측정할 수 있다.The round trip time measuring unit 330 measures a second round trip time from the terminal 300 to the relay station 360. The round trip time measuring unit 330 can measure the second round trip time according to the embodiment described in FIG.

일측에 따르면 단말기(330)에는 타임 슬롯이 이미 할당되었을 수 있다. 이 경우에 왕복 시간 측정부(330)가 제2 왕복 시간을 측정하는 실시예에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다.
According to one aspect, the terminal 330 may have already been assigned a timeslot. An embodiment in which the reciprocating time measuring unit 330 measures the second reciprocating time in this case will be described with reference to Fig.

도 4는 또 다른 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.4 is a block diagram illustrating the structure of a terminal according to another exemplary embodiment.

예시적 실시예에 따른 단말기(400)는 전송부(410)를 더 포함한다. 수신부(420) 및 왕복 시간 측정부(430)는 도 3에서의 수신부(310) 및 왕복 시간 측정부(330)에 각각 대응된다. 또한 중계국(440)은 도 3에서의 중계국(360)에 대응된다.The terminal 400 according to the exemplary embodiment further includes a transmission unit 410. [ The receiving unit 420 and the round trip time measuring unit 430 correspond to the receiving unit 310 and the round trip time measuring unit 330 in FIG. The relay station 440 corresponds to the relay station 360 in Fig.

전송부(410)는 단말기(400)에 할당된 타임 슬롯을 이용하여 제1 주파수로 변조된 제1 데이터를 중계국(440)으로 전송한다. 이 경우에, 전송부(410)는 타임 슬롯 내의 제1 시간 구간 동안에 제1 데이터를 중계국(440)으로 전송할 수 있다.The transmitting unit 410 transmits the first data modulated at the first frequency to the RS 440 using the time slot allocated to the MS 400. [ In this case, the transmitting unit 410 may transmit the first data to the relay station 440 during the first time interval in the time slot.

중계국(440)은 제1 주파수로 변조된 제1 데이터를 수신하고, 제1 데이터를 제2 주파수로 변조한다. 이하 제2 주파수로 변조된 제1 데이터를 간단히 제2 데이터라고 한다. 중계국(440)은 제2 주파수로 변조된 제2 데이터를 단말기(400)로 전송한다.The relay station 440 receives the first data modulated at the first frequency and modulates the first data at the second frequency. Hereinafter, the first data modulated at the second frequency is simply called the second data. The relay station 440 transmits the second data modulated at the second frequency to the terminal 400.

수신부(420)는 중계국(440)으로부터 제2 주파수로 변조된 제2 데이터를 수신한다. 일측에 따르면, 수신부(420)는 제1 데이터를 전송한 타임 슬롯과 동일한 타임 슬롯 내의 제2 시간 구간에 제2 데이터를 수신할 수 있다. 이 경우에, 제2 시간 구간은 제1 시간구간과 동일한 타임 슬롯에 포함되며, 단말기(400)로부터 중계국(440)까지의 전송에 따른 제1 시간 지연 및 중계국(440)으로부터 단말기(400)까지의 전송에 따른 제2 시간만큼 제1 시간 구간으로부터 지연된 시간 구간이다.The receiving unit 420 receives the second data modulated at the second frequency from the relay station 440. According to one aspect, the receiver 420 may receive the second data in the second time interval within the same time slot as the time slot that transmitted the first data. In this case, the second time interval is included in the same time slot as the first time interval, and the first time delay according to the transmission from the terminal 400 to the relay station 440 and the first time delay from the relay station 440 to the terminal 400 The second time period is delayed from the first time period.

중계국(440)이 제1 주파수로부터 제2 주파수로 변조하는 시간은 무시할 수 있을 정도로 극히 짧은 시간이다. 따라서, 전송부(410)가 제1 데이터를 전송한 시간으로부터 수신부(420)가 제2 데이터를 수신한 시간의 차이는 전송 지연에만 영향 받는다. 그러므로, 왕복 시간 측정부(430)는 제1 시간 구간과 제2 시간 구간의 시간 차이로부터 제2 왕복 시간을 손쉽게 측정할 수 있다.
The time for relay station 440 to modulate from the first frequency to the second frequency is negligible. Therefore, the difference in the time when the receiving unit 420 receives the second data from the time when the transmitting unit 410 transmits the first data is affected only by the transmission delay. Therefore, the round trip time measuring unit 430 can easily measure the second round trip time from the time difference between the first time period and the second time period.

일측에 따르면 단말기(330)에는 타임 슬롯이 할당되어 있지 않을 수도 있다. 이 경우에 왕복 시간 측정부(330)가 제2 왕복 시간을 측정하는 실시예에 대해서는 도 5를 참조하여 설명한다.
According to one aspect, the terminal 330 may not be assigned a time slot. An embodiment in which the reciprocating time measuring unit 330 measures the second reciprocating time in this case will be described with reference to Fig.

도 5는 또 다른 예시적 실시예에 따른 단말기의 구조를 도시한 블록도이다.5 is a block diagram illustrating the structure of a terminal according to another exemplary embodiment.

예시적 실시예에 따른 단말기(500)는 수신부(510), 판단부(520), 전송부(530) 및 왕복 시간 측정부(530)을 포함한다. 수신부(510) 및 왕복 시간 측정부(540)는 도 3의 수신부(310) 및 왕복 시간 측정부(330)에 대응된다. 또한 중계국(560)은 도 3에서의 중계국(360)에 대응된다.The terminal 500 according to the exemplary embodiment includes a receiving unit 510, a determining unit 520, a transmitting unit 530, and a round trip time measuring unit 530. The receiving unit 510 and the round trip time measuring unit 540 correspond to the receiving unit 310 and the round trip time measuring unit 330 of FIG. The relay station 560 corresponds to the relay station 360 in Fig.

도 5에서, 단말기(500)에 타임 슬롯이 할당되지 않은 경우, 단말기(500)는 다른 단말기(550)에 할당된 타임 슬롯을 이용하여 제2 왕복 시간을 측정할 수 있다.5, if a time slot is not assigned to the terminal 500, the terminal 500 can measure the second round trip time using the time slot allocated to the other terminal 550. [

수신부(510)는 다른 단말기(550)에 할당된 타임 슬롯 동안에, 다른 단말기(550) 또는 중계국(560)으로부터 전송되는 신호를 수신한다.The receiving unit 510 receives a signal transmitted from another terminal 550 or the relay station 560 during a time slot allocated to another terminal 550. [

판단부(520)는 다른 단말기(550)에 할당된 타임 슬롯을 오버히어링 하여 해당 타임 슬롯이 다른 단말기(550) 또는 중계국(560)에 의해 사용되고 있는지 여부를 판단한다.The determination unit 520 overheats the time slot allocated to the other terminal 550 and determines whether the corresponding time slot is used by the other terminal 550 or the relay station 560. [

만약 해당 타임 슬롯이 다른 단말기(550) 또는 중계국(560)에 의해 사용되고 있지 않은 경우에, 전송부(530)는 해당 타임 슬롯을 이용하여 제1 주파수로 변조된 제1 데이터를 제1 시간 구간 동안 중계국(560)으로 전송하고, 수신부(510)는 제2 주파수로 변조된 제2 데이터를 제2 시간 구간 동안 중계국(560)으로부터 수신할 수 있다. 왕복 시간 측정부(540)는 제1 시간 구간과 제2 시간 구간의 시간 차이로부터 제2 왕복 시간을 손쉽게 측정할 수 있다.
If the time slot is not used by another terminal 550 or the relay station 560, the transmitting unit 530 transmits the first data modulated at the first frequency using the corresponding time slot to the first terminal And the receiving unit 510 may receive the second data modulated at the second frequency from the relay station 560 during the second time interval. The round trip time measuring unit 540 can easily measure the second round trip time from the time difference between the first time period and the second time period.

도 4 또는 도 5에서 전송부(410, 510)는 다른 단말기(550) 등이 중계국(560)으로 전송하는 신호와의 충돌을 방지하기 위하여 제1 데이터를 미리 설정된 값 이하의 전송 전력으로 전송할 수 있다.
4 or 5, the transmission units 410 and 510 may transmit the first data at a transmission power lower than a predetermined value in order to prevent collision with signals transmitted to the RS 560 by other terminals 550 and the like have.

만약 여러 대의 단말기들이 중계국(560)으로 데이터를 전송한 경우, 충돌이 발생하고, 단말기(500)는 제2 데이터를 수신할 수 없다. 이 경우, 단말기(500)는 임의의 시간 동안 대기하고 다른 슬롯에서 다시 동기화를 수행할 수 있다.
If a plurality of terminals transmit data to the relay station 560, a collision occurs, and the terminal 500 can not receive the second data. In this case, the terminal 500 may wait for an arbitrary time and perform synchronization again in another slot.

타이밍 오차 산출부(340)는 가상 기준 시간 및 제2 왕복 시간에 기반하여 로컬 기준 시간을 설정할 수 있다. 이 경우에, 타이밍 오차 산출부(340)는 하기 수학식 2와 같이 제2 왕복 시간의 절반을 가상 기준 시간에 더하여 로컬 기준 시간을 설정할 수 있다.The timing error calculator 340 may set the local reference time based on the virtual reference time and the second round trip time. In this case, the timing error calculator 340 can set the local reference time by adding half of the second round trip time to the virtual reference time as shown in the following equation (2).

[수학식 2]
&Quot; (2) "

Figure 112015042014034-pat00005

Figure 112015042014034-pat00005

여기서,

Figure 112015042014034-pat00006
은 타이밍 오차 산출부(340)가 설정하는 로컬 기준 시간이고,
Figure 112015042014034-pat00007
는 가상 기준 시간 설정부(320)가 설정한 가상 기준 시간이다. 또한,
Figure 112015042014034-pat00008
는 왕복 시간 측정부(330, 430, 540)가 측정한 제2 왕복 시간이다.
here,
Figure 112015042014034-pat00006
Is a local reference time set by the timing error calculator 340,
Figure 112015042014034-pat00007
Is a virtual reference time set by the virtual reference time setting unit 320. Also,
Figure 112015042014034-pat00008
Is a second round trip time measured by the round trip time measuring units 330, 430, and 540.

수신부(510)는 기준국(370), 중계국(360)으로부터 데이터를 수신한다. 또는 수신부(510)는 기준국(370)이나 중계국(360)과 동기화된 또 다른 단말기로부터 데이터를 수신할 수 있다.The receiving unit 510 receives data from the reference station 370 and the relay station 360. Or the receiving unit 510 may receive data from another terminal synchronized with the reference station 370 or the relay station 360. [

이 경우에, 타이밍 오차 산출부(340)는 데이터를 수신한 시간과 로컬 기준 시간을 비교하여 타이밍 오차를 산출한다.In this case, the timing error calculator 340 compares the time when the data is received and the local reference time to calculate the timing error.

동기화부(350)는 산출된 타이밍 오차에 기반하여 기준 시간에 동기화할 수 있다.
The synchronization unit 350 may synchronize with the reference time based on the calculated timing error.

도 3 내지 5에서 설명된 실시예에 따르면, 단말기가 기준국으로부터 기준 시간에 대한 정보를 직접 수신하지 못한 경우에도 단말기는 기준국에 동기화할 수 있다. 또한, 단말기에 타임 슬롯이 할당되지 않은 경우에도 단말기는 기준국에 동기화할 수 있다.
According to the embodiment illustrated in FIGS. 3 to 5, even if the terminal does not directly receive the reference time information from the reference station, the terminal can synchronize with the reference station. In addition, even if a time slot is not allocated to the terminal, the terminal can synchronize with the reference station.

도 6은 예시적 실시예에 따른 동기화 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating steps of a synchronization method according to an exemplary embodiment.

단계(S610)에서, 단말기는 기준국이 생성한 기준 시간에 대한 정보 및 기준국으로부터 중계국까지의 제1 왕복 시간을 중계국을 경유하여 수신한다.In step S610, the terminal receives information on the reference time generated by the reference station and the first round trip time from the reference station to the relay station via the relay station.

단계(S620)에서, 단말기는 중계국의 가상 기준 시간을 설정한다. 일측에 따르면, 단말기는 수학식 1과 같이 제1 왕복 시간의 절반을 기준 시간에 더하여 가상 기준 시간을 설정할 수 있다.In step S620, the terminal sets a virtual reference time of the relay station. According to one aspect, the terminal can set a virtual reference time by adding half of the first round trip time to the reference time as in Equation (1).

단계(S630)에서, 단말기는 단말기로부터 중계국까지의 제2 왕복 시간을 측정한다. 일측에 따르면, 단말기는 제1 데이터를 제1 주파수로 변조하고, 제1 주파수로 변조된 제1 데이터를 제1 시간 구간 동안 중계국으로 전송할 수 있다. 또한, 단말기는 제2 주파수로 변조된 제2 데이터를 제2 시간 구간 동안 중계국으로부터 수신할 수 있다.In step S630, the terminal measures a second round trip time from the terminal to the relay station. According to one aspect, the terminal may modulate the first data to a first frequency and transmit the first data modulated to a first frequency to the relay station during a first time interval. Also, the terminal may receive the second data modulated at the second frequency from the relay station during the second time interval.

여기서, 제2 데이터는 제1 데이터가 중계국에서 제2 주파수 대역으로 변조되어 생성된 것이다. 중계국이 제1 주파수를 제2 주파수로 변조하는 시간은 데이터 전송으로 인한 시간 지연에 비하여 극히 짧은 시간으로서 무시할 수 있는 시간이다. 따라서, 단계(S630)에서 단말기는 제1 시간 구간과 제2 시간 구간과의 시간 차이로부터 제2 왕복 시간을 손쉽게 측정할 수 있다.
Here, the second data is generated by modulating the first data from the relay station to the second frequency band. The time for the relay station to modulate the first frequency to the second frequency is an extremely negligible time as an extremely short time compared to the time delay due to data transmission. Accordingly, in step S630, the terminal can easily measure the second round trip time from the time difference between the first time interval and the second time interval.

일측에 따르면, 단말기에는 타임 슬롯이 이미 할당되었을 수 있다. 단말기가 할당된 타임 슬롯을 이용하여 제2 왕복 시간을 측정하는 실시예에 대해서는 도 7을 참조하여 설명한다.
According to one aspect, the terminal may have already been assigned a timeslot. An embodiment in which the terminal measures the second round trip time using the allocated time slot will be described with reference to FIG.

도 7은 또 다른 예시적 실시예에 따른 동기화 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.FIG. 7 is a flowchart illustrating a step-by-step description of a synchronization method according to another exemplary embodiment.

단계(S710)에서, 단말기는 할당된 타임 슬롯 내에 포함된 제1 시간 구간 동안에 제1 데이터를 전송한다. 일측에 따르면 단말기는 다른 단말기 등이 중계국으로 전송하는 신호와의 충돌을 방지하기 위하여 제1 데이터를 미리 설정된 값 이하의 전송 전력으로 전송할 수 있다.In step S710, the terminal transmits the first data for a first time period included in the assigned time slot. According to one aspect of the present invention, a terminal can transmit first data at a transmission power lower than a preset value in order to prevent a collision with a signal transmitted from another terminal to a relay station.

단계(S720)에서, 단말기는 제2 시간 구간 동안에 제2 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 제2 시간 구간은 제1 시간구간과 동일한 타임 슬롯에 포함되며, 단말기로부터 중계국까지의 전송에 따른 제1 시간 지연 및 중계국으로부터 단말기까지의 전송에 따른 제2 시간만큼 제1 시간 구간으로부터 지연된 시간 구간이다.In step S720, the terminal may receive the second data during the second time interval. Here, the second time interval is included in the same time slot as the first time interval, and is delayed from the first time interval by a second time corresponding to the transmission from the relay station to the terminal, Time interval.

단계(S630)에서, 단말기는 제1 시간 구간과 제2 시간 구간의 시간 차이로부터 제2 왕복 시간 구간을 측정할 수 있다.
In step S630, the terminal may measure a second round trip time interval from a time difference between the first time interval and the second time interval.

일측에 따르면, 단말기에는 타임 슬롯이 할당되어 있지 않을 수도 있다. 이었을 수 경우에 단말기가 제2 왕복 시간을 측정하는 실시예에 대해서는 도 8을 참조하여 설명한다.
According to one aspect, a terminal may not be assigned a timeslot. An embodiment in which the terminal measures the second round trip time will be described with reference to FIG.

도 8은 또 다른 예시적 실시예에 따른 동기화 방법을 단계별로 설명한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a step-by-step description of a synchronization method according to another exemplary embodiment.

단계(S810)에서, 단말기는 다른 단말기에 할당된 타임 슬롯을 오버히어링 할 수 있다.In step S810, the terminal may over-time the time slot allocated to another terminal.

단계(S820)에서, 단말기는 해당 타임 슬롯이 다른 단말기 또는 중계국에 의해 사용되고 있는지 여부를 판단한다.In step S820, the terminal determines whether the corresponding time slot is being used by another terminal or a relay station.

만약 해당 타임 슬롯이 다른 단말기 또는 중계국에 의해 사용되고 있지 않은 경우에, 단말기는 단계(S710)에서, 단말기는 할당된 타임 슬롯 내에 포함된 제1 시간 구간 동안에 제1 데이터를 전송한다. 또한, 단말기는 단계(S720)에서 제2 데이터를 수신할 수 있다. 이후 단말기는 단계(S630)에서 제2 왕복 시간 구간을 측정할 수 있다.
If the time slot is not being used by another terminal or a relay station, the terminal transmits the first data during a first time interval included in the allocated time slot in step S710. In addition, the terminal may receive the second data in step S720. The terminal may then measure the second round trip time interval in step S630.

만약 해당 타임 슬롯이 다른 단말기 또는 중계국에 의해 사용되고 있는 경우에, 단말기는 임의의 시간 동안 대기할 수 있다. 단말기는 임의의 시간 이후에 다시 단계(S810)에서 오버히어를 시도할 수 있다.
If the time slot is being used by another terminal or a relay station, the terminal can wait for a certain time. The terminal may attempt overhearing again at step S810 after a certain time.

단계(S640)에서, 단말기는 가상 기준 시간 및 제2 왕복 시간에 기반하여 로컬 기준 시간을 설정할 수 있다. 이 경우에, 단말기는 상기 수학식 2와 같이 제2 왕복 시간의 절반을 가상 기준 시간에 더하여 로컬 기준 시간을 설정할 수 있다.In step S640, the terminal may set a local reference time based on the virtual reference time and the second round trip time. In this case, the terminal can set the local reference time by adding half of the second round trip time to the virtual reference time as in Equation (2).

단계(S650)에서, 단말기는 기준국, 중계국으로부터 데이터를 수신한다. 또는 단말기는 기준국이나 중계국과 동기화된 또 다른 단말기로부터 데이터를 수신할 수 있다. 단말기는 데이터를 수신한 시간과 로컬 기준 시간을 비교하여 타이밍 오차를 산출한다.In step S650, the terminal receives data from the reference station and the relay station. Or the terminal may receive data from another terminal synchronized with the reference station or the relay station. The terminal compares the time of receiving the data with the local reference time to calculate the timing error.

단계(S660)에서, 단말기는 산출된 타이밍 오차에 기반하여 기준 시간에 동기화할 수 있다.
In step S660, the terminal can synchronize to the reference time based on the calculated timing error.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

　

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

110: 기준국
120: 중계국
130, 140, 300, 400, 500 : 단말기110: Reference station
120: Relay station
130, 140, 300, 400, 500:

Claims (15)

중계국을 경유하여 기준국과 동기화하는 단말기에 있어서,
상기 기준국이 생성한 기준 시간에 대한 정보 및 상기 기준국으로부터 중계국까지의 제1 왕복 시간(RTT: Round Trip Time)을 상기 중계국을 경유하여 수신하는 수신부;
상기 기준 시간에 대한 정보 및 상기 제1 왕복 시간에 기반하여 상기 중계국의 가상 기준 시간을 설정하는 가상 기준 시간 설정부;
상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 제2 왕복 시간을 측정하는 왕복 시간 측정부;
상기 가상 기준 시간 및 상기 제2 왕복 시간에 기반하여 로컬 기준 시간을 설정하고, 상기 단말기가 상기 기준국 또는 상기 기준국과 동기화된 제2 단말기로부터 데이터를 수신한 시간과 상기 로컬 기준 시간을 비교하여 타이밍 오차를 산출하는 타이밍 오차 산출부;
상기 산출된 타이밍 오차에 기반하여 상기 기준 시간에 동기화하는 동기화부;
전송부; 및
제3 단말기에 할당된 타임 슬롯을 오버히어(overhear)하여 상기 타임 슬롯이 사용되고 있는지 여부를 판단하는 판단부를 더 포함하고,
상기 타임 슬롯이 상기 제3 단말기에 의해 사용되지 않는 경우에, 상기 전송부는 상기 타임 슬롯을 이용하여 상기 제2 왕복 시간을 측정하는, 단말기.A terminal that synchronizes with a reference station via an RS,
A receiving unit for receiving information on a reference time generated by the reference station and a first round trip time (RTT) from the reference station to a relay station via the relay station;
A virtual reference time setting unit for setting the virtual reference time of the relay station based on the information on the reference time and the first round trip time;
A round trip time measuring unit for measuring a second round trip time from the terminal to the relay station;
Setting a local reference time based on the virtual reference time and the second round trip time and comparing the time when the terminal receives data from the second terminal synchronized with the reference station or the reference station and the local reference time A timing error calculator for calculating a timing error;
A synchronization unit for synchronizing with the reference time based on the calculated timing error;
A transmission unit; And
Further comprising a determination unit for determining whether the time slot is used by overhearing a time slot allocated to the third terminal,
And when the time slot is not used by the third terminal, the transmitter measures the second round trip time using the time slot. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 타임 슬롯이 상기 제3 단말기에 의해 사용되지 않는 경우에, 상기 전송부는 상기 타임 슬롯을 이용하여 제1 데이터를 상기 중계국으로 전송하고,
상기 수신부는 상기 제1 데이터에 응답하여 상기 중계국으로부터 제2 데이터를 수신하고,
상기 왕복 시간 측정부는 상기 제1 데이터를 전송한 시간과 상기 제2 데이터를 수신한 시간의 차이로부터 상기 제2 왕복 시간을 측정하는 단말기.The method according to claim 1,
When the time slot is not used by the third terminal, the transmitting unit transmits the first data to the relay station using the time slot,
Wherein the receiving unit receives the second data from the relay station in response to the first data,
Wherein the round trip time measuring unit measures the second round trip time from a difference between a time of transmitting the first data and a time of receiving the second data. 제4항에 있어서,
상기 전송부는 상기 타임 슬롯 내의 제1 시간 구간 동안에 상기 제1 데이터를 전송하고,
상기 수신부는 상기 타임 슬롯 내의 제2 시간 구간 동안에 상기 제2 데이터를 수신하고,
상기 제2 시간 구간은 상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 전송에 따른 제1 시간 지연 및 상기 중계국으로부터 상기 단말기까지의 전송에 따른 제2 시간만큼 상기 제1 시간 구간으로부터 지연된 단말기.5. The method of claim 4,
Wherein the transmission unit transmits the first data during a first time interval in the time slot,
Wherein the receiver receives the second data during a second time interval in the time slot,
Wherein the second time interval is delayed from the first time interval by a first time delay according to transmission from the terminal to the relay station and a second time according to transmission from the relay station to the terminal. 제1항에 있어서,
상기 가상 기준 시간 설정부는 상기 제1 왕복 시간의 절반을 상기 기준 시간에 더하여 상기 가상 기준 시간을 설정하는 단말기.The method according to claim 1,
Wherein the virtual reference time setting unit adds the half of the first round trip time to the reference time to set the virtual reference time. 제1항에 있어서,
상기 타이밍 오차 산출부는 상기 제2 왕복 시간의 절반을 상기 가상 기준 시간에 더하여 상기 로컬 기준 시간을 설정하는 단말기.The method according to claim 1,
Wherein the timing error calculator adds the half of the second round trip time to the virtual reference time to set the local reference time. 중계국을 경유하여 기준국과 연결된 단말기가 상기 기준국과 동기화하는 방법에 있어서,
상기 기준국이 생성한 기준 시간에 대한 정보 및 상기 기준국으로부터 중계국까지의 제1 왕복 시간(RTT: Round Trip Time)을 상기 중계국을 경유하여 수신하는 단계;
상기 기준 시간에 대한 정보 및 상기 제1 왕복 시간에 기반하여 상기 중계국의 가상 기준 시간을 설정하는 단계;
상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 제2 왕복 시간을 측정하는 단계;
상기 가상 기준 시간 및 상기 제2 왕복 시간에 기반하여 로컬 기준 시간을 설정하는 단계;
상기 단말기가 상기 기준국 또는 상기 기준국과 동기화된 제2 단말기로부터 데이터를 수신한 시간과 상기 로컬 기준 시간을 비교하여 타이밍 오차를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 타이밍 오차에 기반하여 상기 기준 시간에 동기화하는 단계를 포함하고, 상기 제2왕복 시간을 측정하는 단계는,
제3 단말기에 할당된 타임 슬롯을 오버히어(overhear)하여 상기 타임 슬롯이 사용되고 있는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 타임 슬롯이 상기 제3 단말기에 의해 사용되지 않는 경우에, 상기 타임 슬롯을 이용하여 상기 제2 왕복 시간을 측정하는 단계를 포함하는, 동기화 방법.A method for synchronizing a terminal connected to a reference station via a relay station with the reference station,
Receiving information on the reference time generated by the reference station and a first round trip time (RTT) from the reference station to the relay station via the relay station;
Setting a virtual reference time of the relay station based on the information on the reference time and the first round trip time;
Measuring a second round trip time from the terminal to the relay station;
Setting a local reference time based on the virtual reference time and the second round trip time;
Calculating a timing error by comparing the time when the terminal receives data from the second terminal synchronized with the reference station or the reference station and the local reference time; And
And synchronizing to the reference time based on the calculated timing error, wherein measuring the second round trip time comprises:
Determining whether the time slot is being used by overhearing a time slot assigned to the third terminal; And
And measuring the second round trip time using the timeslot if the time slot is not used by the third terminal. 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 타임슬롯을 이용하여 상기 제2왕복 시간을 측정하는 단계는,
상기 타임 슬롯이 상기 제3 단말기에 의해 사용되지 않는 경우에, 상기 타임 슬롯을 이용하여 제1 데이터를 상기 중계국으로 전송하는 단계;
상기 제1 데이터에 응답하여 상기 중계국으로부터 제2 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 제1 데이터를 전송한 시간과 상기 제2 데이터를 수신한 시간의 차이로부터 상기 제2 왕복 시간을 측정하는 단계를 포함하는, 동기화 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the measuring the second round trip time using the time slot comprises:
Transmitting the first data to the relay station using the timeslot if the time slot is not used by the third terminal;
Receiving second data from the relay station in response to the first data; And
Measuring the second round trip time from a difference between a time of transmitting the first data and a time of receiving the second data. 제11항에 있어서,
상기 제1 데이터를 전송하는 단계는 상기 타임 슬롯 내의 제1 시간 구간 동안에 상기 제1 데이터를 전송하고,
상기 제2 데이터를 수신하는 단계는 상기 타임 슬롯 내의 제2 시간 구간 동안에 상기 제2 데이터를 수신하고,
상기 제2 시간 구간은 상기 단말기로부터 상기 중계국까지의 전송에 따른 제1 시간 지연 및 상기 중계국으로부터 상기 단말기까지의 전송에 따른 제2 시간만큼 상기 제1 시간 구간으로부터 지연된 동기화 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the transmitting the first data comprises transmitting the first data during a first time interval in the timeslot,
Wherein receiving the second data comprises receiving the second data during a second time interval in the timeslot,
Wherein the second time interval is delayed from the first time interval by a first time delay according to transmission from the terminal to the relay station and a second time according to transmission from the relay station to the terminal. 제8항에 있어서,
상기 가상 기준 시간을 설정하는 단계는 상기 제1 왕복 시간의 절반을 상기 기준 시간에 더하여 상기 가상 기준 시간을 설정하는 동기화 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the step of setting the virtual reference time adds the half of the first round trip time to the reference time to set the virtual reference time. 제8항에 있어서,
상기 로컬 기준 시간을 설정하는 단계는 상기 제2 왕복 시간의 절반을 상기 가상 기준 시간에 더하여 상기 로컬 기준 시간을 설정하는 동기화 방법.9. The method of claim 8,
Wherein setting the local reference time adds the half of the second round trip time to the virtual reference time to set the local reference time. 제8항, 및 제11항 내지 제14항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method of any one of claims 8, 11,
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