KR19980082992A - Gps를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CDMA 방식을 이용한 휴대용 전화기의 기지국 장비와 교환기 장비의 시간 및 주파수원으로 사용하거나, 기존 전화 교환국간의 동기용으로 사용되는 신호를 발생하는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차를 개선하는 방법에 관한 것으로, GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치에서 주파수 평가를 위한 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가가 진행되는 동안에 시간 오차의 평가를 1200초의 배수가 되는 시간에 시작하여 600초 실시하며, 이를 통하여 얻어진 시간 오차를 제어하고, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가의 오차가 발생하지 않도록 입력 데이타에 제어 값을 보상해 줌으로써, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가가 진행되는 동안에 시간 오차 보상을 실시하는 방법이다.

본 발명은, 특히, 주파수 평가를 위한 최소 자승 평가가 진행되는 동안 시간의 오차를 함께 평가하여 이를 제어함으로써 시간 오차를 감소시키는 효과가 있는 것이다.

Description

GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법

본 발명은 코드 분할 다중 접속 방식(Code Division Multiple Access)을 이용한 휴대용 전화기의 기지국 장비와 교환기 장비의 시간 및 주파수원으로 사용하거나, 기존 전화 교환국간의 동기용으로 사용되는 신호를 발생하는 GPS(Global Positioning System : 세계 측위 시스템 : 이하 GPS라 칭한다)를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차를 개선하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 구성을 보여주는 블럭도로, GPS를 수신받는 세계측위시스템신호수신부(1)와, 세계측위시스템신호수신부(1)에서 수신된 IPPS 신호와 내부 오실레이터(5)에서 발생된 IPPS 신호를 비교하는 비교기(2)와, 비교기(2)에서 출력되는 신호를 입력받아 분석하는 프로세서(3)와, 프로세서(3)에서 출력되는 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지탈/아날로그변환기(4)와, 10㎒ 신호를 발생시켜 출력하는 내부 오실레이터(5)와, 내부 오실레이터(5)에서 출력되는 10㎒ 신호를 입력받아 분주시켜 IPPS의 신호를 발생시키는 분주기(6)와, 분주기(6)에서 출력되는 IPPS 신호를 입력받아 위상을 지연시켜 출력하는 가변위상지연기(7)로 구성된다.

상기와 같은 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치는, 내부 오실레이터(5)에서 10㎒의 신호를 발생시켜 출력하면, 분주기(6)에서는 오실레이터(5)에서 출력된 10㎒의 신호를 입력받아 분주시켜 내부 IPPS의 신호를 발생시켜 출력하고, 가변위상지연기(7)에서는 분주기(6)에서 출력된 IPPS의 신호를 입력받아 지연시켜 출력하며, 비교기(2)에서는 세계측위시스템신호수신부(1)에서 수신된 IPPS 신호와 가변위상지연기(7)에서 출력된 내부 오실레이터(5)에서 발생된 IPPS 신호를 입력받아 비교하여 그 결과값을 프로세서(3)로 출력하고, 프로세서(3)에서는 비교기에서 출력된 비교 결과값을 입력받아 디지탈/아날로그변환기(4)를 통해 오실레이터(5)에서의 신호 발생을 제어한다.

상기와 같은 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치는 세계측위시스템신호수신부(1)로부터 제공되는 IPPS와 내부의 오실레이터(5)로부터 발생되는 IPPS의 값을 비교 분석하여 UTC(Universal Time Coordinate : 이하 UTC라 칭한다 : 도면에는 도시하지 않음)에 동기된 IPPS를 공급하는 장비이며, 상기 세계측위시스템신호수신부(1)로부터 얻어지는 IPPS는 UTC로부터 최대 ±300nsec나 벗어나고 매초의 시간 차이가 크지만 장기적 면에서 관찰할 때 오차의 누적이 없는 신호이나, 이에 반해 내부의 오실레이터(5)에서 발생되는 10㎒를 분주하여 얻어지는 IPPS는 매초의 시간의 변화가 일정하나 제어를 하지 않고 그대로 둘 경우에 계속 한방향으로 흐르는 경향이 있는 신호이다. 상기의 서로 다른 성질을 가지고 있는 두 IPPS를 임의의 정해진 시간 동안 비교 평가하면, 오실레이터(5)의 성질을 알 수 있으며, 이를 제거함으로써 오실레이터(5)를 제어하게 된다.

상기와 같은 일반적으로 사용되는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치에서, 종래에는 시간 오차에 대한 제어가 주파수 평가가 진행되는 동안에는 실시되지 않고 있으며, 이로 인하여 주파수 평가가 종료된 후에는 주파수 오차로 인하여 큰 값의 시간 오차가 발생하게 된다. 상기와 같은 경우 발생하는 큰 값의 시간 오차는 큰 폭의 시간 점프를 발생시켜 안정된 시각을 요구하는 시스템에서는 치명적인 단점이 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위한 것으로, GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치에서 주파수 평가를 위한 최소 자승 평가가 진행되는 동안 시간의 오차를 함께 평가하여 이를 제어하는 방식을 제시함을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상은, GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치에서 주파수 평가를 위한 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가가 진행되는 동안에 시간 오차의 평가를, 주파수 평가 시작 후 일정 시간이 경과하면 시작하여 주파수 평가 시작 후 시간 오차가 평가 시작까지 경과한 시간에 대한 일정 비율의 시간 동안 실시하고, 또한, 주파수 평가 시작 후 시간 오차의 평가 시작까지 경과한 시간의 배수가 되는 시점마다 상기와 같은 과정을 반복 실시하며, 이를 통하여 얻어진 시간 오차를 제어하고, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가의 오차가 발생하지 않도록 입력 데이타에 제어 값을 보상해 줌으로써, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가와 시간 오차 보상을 동시에 실시할 수 있도록 하였다.

도 1은 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 구성을 보여주는 블럭도,

도 2는 본 발명의 시간 오차 개선 과정을 보여주는 순서도,

도 3은 본 발명의 시간 오차 개선 과정에서 시간오차처리과정의 상세 동작을 보여주는 순서도,

도 4는 본 발명의 시간 오차 개선 과정에서 주파수오차처리과정의 상세 동작을 보여주는 순서도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 세계측위시스템신호수신부2 : 비교기

3 : 프로세서4 : 디지탈/아날로그변환기

5 : 오실레이터6 : 분주기

7 : 가변위상지연기

이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예]

본 발명은 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치에서 주파수 평가를 위한 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가가 진행되는 동안에 시간 오차의 평가를 1200초의 배수가 되는 시간에 시작하여 600초 실시하며, 이를 통하여 얻어진 시간 오차를 제어하고, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가의 오차가 발생하지 않도록 입력 데이타에 제어 값을 보상해 줌으로써, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가와 시간 오차 보상을 동시에 실시하게 된다.

도 2는 도 1에서 본 발명에 의해 주파수 평가가 진행되는 동안 시간 오차 평가가 이루어지는 과정을 보여주는 순서도로, 시스템이 에스티메이션 상태로 천이하기 위한 위성 추적 및 세계 측위 시스템의 수신 클럭 신호를 체크하는 초기과정(100)과; 상기와 같은 초기과정의 동작이 완료되면 시간 오차를 계산하여 제어하는 시간오차처리과정(200)과; 상기 시간오차처리과정에서 시간에 대한 오차를 계산하여 제어하는 동작이 완료되면 주파수 오차를 계산하여 제어하는 주파수오차처리과정(300)으로 이루어진다.

상기 시간오차처리과정(200)은 도 3에 도시된 바와 같이, 주파수 오차가 안정화 되었을 때 시간 오차를 계산하여 시간 오차를 제어하는 시간오차처리과정1(210)과; 주파수 오차의 안정화가 이루어지지 않았을 경우 시간 오차를 계산하여 시간 오차를 제어하는 시간오차처리과정2(220)로 이루어진다.

상기에서 주파수 오차가 안정화 되었을 때의 시간오차처리과정1(210)은 1200초의 배수가 되는 시간으로부터 600초동안 시간 오차 계산 후, 계산된 시간 오차의 평균값을 구하고, 시간 오차 값이 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치 시스템의 IPPS 수렴 범위는 벗어나는 값인지를 체크하여, 시스템의 수렴 범위를 벗어난 범위의 값일 경우에만 제어를 수행한다.

상기 동작에서 수렴 범위는 시스템 내부에서 발생하는 잡음에 의한 오차를 어느 정도 제거하기 위한 목적으로 두는 것이고, 수렴 범위를 벗어나는 값에 대한 시간 오차 제어량은 IPPS의 안정도에 영향을 미치지 않는 범위를 고려하여 일정량을 결정하며, 시간의 오차를 주파수 평가의 진행중에 제어할 경우에는 시간 오차가 제어가 주파수 평가에 영향을 주지 않도록 하기 위하여 주파수 평가의 기준이 되는 비교기(2)의 입력 데이타 값을 보정해 준다.

상기에서 시간오차처리과정2(220)는 1200초의 배수가 되는 시간으로부터 600초동안 시간 오차 계산 후, 계산된 시간 오차에 대해 풀(FULL) 스케일로 시간 오차를 제어한다.

상기 주파수오차처리과정(300)은 도 4에 도시된 바와 같이, 주파수 오차를 제어한 후, 주파수 오차가 안정화 범위에 진입하였는지를 체크하여, 주파수 오차가 안정화 범위에 진입하였으면 현재의 에스티메이션 카운터 값을 체크하고, 체크한 에스티메이션 카운터 값이 1200의 배수이면 시간오차처리과정(200)의 동작을 수행한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 특히, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가와 시간 오차 보상을 동시에 실시함으로써, 종래 주파수 평가 실시시 시간에 대한 평가가 이루어지지 않음으로 인하여 주파수 평가 종료 후 주파수 오차에 의한 큰 값의 시간 오차가 발생하던 것을 감소시키는 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

1. GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치에서 주파수 평가를 위한 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가가 진행되는 동안에 시간 오차의 평가를, 주파수 평가 시작 후 일정 시간이 경과하면 시작하여 주파수 평가 시작 후 시간 오차가 평가 시작까지 경과한 시간에 대한 일정 비율의 시간 동안 실시하고, 주파수 평가 시작 후 시간 오차의 평가 시작까지 경과한 시간의 배수가 되는 시점마다 시간 오차의 평가를 반복 실시하며, 이를 통하여 얻어진 시간 오차를 제어하고, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가의 오차가 발생하지 않도록 입력 데이타에 제어 값을 보상해 줌으로써, 최소 자승 평가에 의한 주파수 평가가 진행되는 동안에 시간 오차 보상을 동시에 실시함을 특징으로 하는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법.
2. 제 1항에 있어서, 주파수 평가가 진행되는 동안 시간 오차 평가가 이루어지는 과정은, 시스템이 에스티메이션 상태로 천이하기 위한 위성 추적 및 세계 측위 시스템의 수신 클럭 신호를 체크하는 초기과정과; 상기와 같은 초기과정의 동작이 완료되면 시간 오차를 계산하여 제어하는 시간오차처리과정과; 상기 시간오차처리과정에서 시간에 대한 오차를 계산하여 제어하는 동작이 완료되면 주파수 오차를 계산하여 제어하는 주파수오차처리과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법.
3. 제 2항에 있어서, 시간오차처리과정은 주파수 오차가 안정화 되었을 때 시간 오차를 계산하여 시간 오차를 제어하는 시간오차처리과정1과; 주파수 오차의 안정화가 이루어지지 않았을 경우 시간 오차를 계산하여 시간 오차를 제어하는 시간오차처리과정2로 이루어짐을 특징으로 하는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법.
4. 제 3항에 있어서, 시간오차처리과정1은 1200초의 배수가 되는 시간으로부터 600초동안 시간 오차 계산 후, 계산된 시간 오차의 평균값을 구하고, 시간 오차 값이 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치 시스템의 IPPS 수렴 범위는 벗어나는 값인지를 체크하여, 시스템의 수렴 범위를 벗어난 범위의 값일 경우에만 제어를 수행함을 특징으로 하는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법.
5. 제 3항에 있어서, 시간오차처리과정2는 1200초의 배수가 되는 시간으로부터 600초동안 시간 오차 계산 후, 계산된 시간 오차에 대해 풀 스케일로 시간 오차를 제어함을 특징으로 하는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법.
6. 제 2항에 있어서, 주파수오차처리과정은 주파수 오차가 안정화 범위에 진입하였는지를 체크하여, 주파수 오차가 안정화 범위에 진입하였으면 현재의 에스티메이션 카운터 값을 체크하고, 체크한 에스티메이션 카운터 값이 1200의 배수이면 시간오차처리과정의 동작을 수행함을 특징으로 하는 GPS를 이용한 시간 및 주파수 발생 장치의 시간 오차 개선 방법.