KR20070055233A - Method for synchronize gps time in a broadband wireless access communication system - Google Patents

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KR20070055233A
KR20070055233A KR1020050113707A KR20050113707A KR20070055233A KR 20070055233 A KR20070055233 A KR 20070055233A KR 1020050113707 A KR1020050113707 A KR 1020050113707A KR 20050113707 A KR20050113707 A KR 20050113707A KR 20070055233 A KR20070055233 A KR 20070055233A
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이재윤
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 GPS가 없는 기지국에서 GPS를 가지는 타 기지국을 통해 GPS 시간을 동기화하는 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(GPS) 시간 동기화 방법에 있어서, GPS 수신기를 포함하지 않는 제1 기지국에서 GPS 수신기를 포함하는 제2 기지국을 검색하는 과정과, 상기 검색되는 제2 기지국으로부터 TOD(Time Of Day) 데이터를 획득하는 과정과, 상기 획득하는 TOD 데이터를 이용하여 액세스 포인트 프레임 넘버(AFN)를 산출하는 과정과, 상기 AFN을 이용하여 EVEN 클럭을 생성한 후 상기 제2 기지국과의 시간 동기화를 수행하는 과정을 포함한다.The present invention relates to a method for synchronizing GPS time through another base station having GPS in a base station without GPS. The present invention relates to a GPS receiver in a GPS time synchronization method in a broadband wireless access communication system. Searching for a second base station including a GPS receiver in a first base station that does not include a; and obtaining time of day (TOD) data from the searched second base station; and using the obtained TOD data Calculating an access point frame number (AFN); and generating an EVEN clock by using the AFN and performing time synchronization with the second base station.

BWA, OFDMA, TDD, GPS, TOD, RAS, AP, 동기화, 레인징, AFN BWA, OFDMA, TDD, GPS, TOD, RAS, AP, Sync, Ranging, AFN

Description

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템 시간 동기화 방법{METHOD FOR SYNCHRONIZE GPS TIME IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}Satellite positioning system time synchronization method in broadband wireless access communication system {METHOD FOR SYNCHRONIZE GPS TIME IN A BROADBAND WIRELESS ACCESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 일반적인 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,1 is a diagram schematically illustrating a structure of a communication system using a general OFDMA scheme;

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 시스템 구성의 예들을 개략적으로 도시한 도면,2A and 2B schematically show examples of system configuration according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 시스템 타이밍도를 나타낸 도면,3 is a diagram illustrating a base station system timing diagram according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AFN 값과 EVEN 주기 관계를 도기한 도면,4 illustrates the relationship between the AFN value and the EVEN period according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 정확한 시간 및 짝수 클럭 복원 과정을 도시한 도면,5 is a diagram illustrating an accurate time and even clock recovery process according to an embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 EVEN 클럭 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면,6 is a diagram schematically illustrating an EVEN clock generation process according to an embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 클럭 복원 절차를 도시한 도면,7 is a diagram illustrating a clock recovery procedure according to an embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 동기화 절차를 도시한 도면.8 illustrates a synchronization procedure according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 광대역 무선 접속(BWA, Broadband Wireless Access) 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS'라 칭하기로 한다) 시간(time) 동기화 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a broadband wireless access (BWA) communication system, and in particular, to a satellite positioning system (GPS) in a broadband wireless access communication system. It is about.

현재의 무선 통신 환경에서 사용자에게 데이터 서비스를 제공하기 위해서 일반적으로 사용되는 기술로는, CDMA2000 1xEVDO(Code Division Multiple Access 2000 1x Evolution Data Optimized), GPRS(General Packet Radio Services) 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)와 같은 2.5세대 또는 3세대 셀룰러 이동통신 기술과, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 무선(Wireless) 근거리 통신 네트워크(Local Area Network, 이하 'LAN'이라 칭하기로 한다) 등의 무선 LAN 기술로 나누어진다.Commonly used technologies for providing data services to users in the current wireless communication environment include CDMA2000 Code Division Multiple Access 2000 1x Evolution Data Optimized (GPDMA), General Packet Radio Services (GPRS), and Universal Mobile Telecommunication Service (UMTS). And wireless LAN technologies such as 2.5 generation or 3 generation cellular mobile communication technology, and IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 wireless local area network (hereinafter referred to as "LAN"). Divided into.

상기와 같이 회선 망을 통한 음성 서비스 위주의 3세대 셀룰러 이동통신 기술에서 가장 두드러지는 특징은, 사용자들이 광범위한 무선 통신 환경에서 인터넷(internet)에 접속할 수 있는 패킷 데이터 서비스(Packet Data Services)를 제공한다는 것이다.The most prominent feature of the 3rd generation cellular mobile communication technology focused on voice services over a circuit network is that it provides packet data services that enable users to access the Internet in a wide range of wireless communication environments. will be.

하지만, 셀룰러 이동통신 망에서 고속의 패킷 데이터 서비스를 지원하는 데는 한계가 있다. 예컨대, 동기식 이동통신 시스템인 상기 CDMA2000 1xEVDO 시스템에서는 약 2.4Mbps까지의 데이터 전송율을 제공하고 있다.However, there is a limit in supporting a high speed packet data service in a cellular mobile communication network. For example, the CDMA2000 1xEVDO system, which is a synchronous mobile communication system, provides data rates of up to about 2.4 Mbps.

한편, 이러한 이동통신 기술들의 진화와 병행하여 IEEE 802.16 기반의 무선 LAN 등과 같은 다양한 근거리 무선 접속 기술들이 등장하고 있다. 이러한 기술들은 셀룰러 이동통신 시스템에서와 동등한 수준의 이동성(mobility)을 보장하지 못한다. 하지만, 상기 근거리 무선 접속 기술들은 공공장소나 학교 등과 같은 핫 스팟(Hot Spot) 지역이나 홈 네트워크(Home Network) 환경에서 케이블 모뎀(cable modem) 또는 xDSL(Digital Subscriber Line)과 같은 유선 통신 망을 대체하면서, 무선 환경에서 고속 데이터 서비스를 제공하기 위한 대안으로서 제시되고 있다.Meanwhile, in parallel with the evolution of these mobile communication technologies, various short range wireless access technologies such as IEEE 802.16 based wireless LANs have emerged. These techniques do not guarantee the same level of mobility as in cellular mobile communication systems. However, the short range wireless access technologies replace wired communication networks such as cable modems or digital subscriber lines (xDSLs) in hot spot areas or home networks, such as public places or schools. In the meantime, it has been proposed as an alternative for providing a high speed data service in a wireless environment.

하지만, 상기에서 설명하는 무선 LAN으로 고속 데이터 서비스를 제공할 경우, 극히 제한된 이동성과 좁은 서비스 영역뿐만 아니라 전파 간섭 등으로 인해 사용자에게 공중망 서비스를 제공하는데 한계가 있다.However, when providing a high-speed data service over the wireless LAN described above, there are limitations in providing public network services to users due to extremely limited mobility and narrow service area as well as radio wave interference.

따라서, 상기와 같은 한계를 극복하기 위한 노력들이 다각도로 이루어지고 있다. 예를 들면, 셀룰러 이동통신 시스템과 무선 LAN의 장단점을 보완한 휴대 인터넷 기술에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 현재 표준화 및 개발이 진행 중인 상기 휴대 인터넷 기술의 대표적인 예로서, 무선 광대역 인터넷(WiBro, Wireless Broadband Internet, 이하 '와이브로'라 칭하기로 한다) 시스템에 대한 연구들이 활발히 진행 중에 있다. 상기 와이브로 시스템은 다양한 형태의 이동 단말기(MS, Mobile Station)를 이용해 실내외의 정지 환경, 보행 속도 및 중/저속(60Km/h 내외) 등의 이동 환경에서 고속의 데이터 서비스를 제공할 수 있다.Therefore, efforts to overcome the above limitations have been made at various angles. For example, researches on portable Internet technologies that complement the advantages and disadvantages of cellular mobile communication systems and wireless LANs are being actively conducted. As a representative example of the portable Internet technology, which is currently being standardized and developed, researches on a wireless broadband Internet (WiBro) system are being actively conducted. The WiBro system can provide high-speed data services in mobile environments such as indoor / outdoor stop environment, walking speed, and medium / low speed (about 60 km / h) using various types of mobile terminals (MS).

상기 와이브로 시스템은 2.3GHz 대역의 무선 가입자 회선(WLL, Wireless Local Loop) 기술에서 한 단계 진화된 기술로 4세대 이동통신 사업 영역을 포함하 며, 3세대 IMT2000(International Mobile Telecommunication 2000)보다 넓은 사업 분야를 가지고 있다. 이로 인해, 상기 와이브로를 3.5세대 이동통신 기술이라고 한다.The WiBro system is a technology that has evolved from the wireless local loop (WLL) technology of the 2.3 GHz band to include the 4th generation mobile communication business area, and has a wider business field than the 3rd generation IMT2000 (International Mobile Telecommunication 2000). Have For this reason, the WiBro is referred to as 3.5 generation mobile communication technology.

한편, 시분할 이중화(Time Division Duplex, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 적용하는 광대역 무선 접속(BWA, Broadband Wireless Access) 시스템 예컨대, 상기한 와이브로 시스템 또는 차세대 4G 시스템 등들은 하향링크(Downlink)를 제공하는 기지국(BS, Base Station)간, 상향링크(Uplink)를 이용하는 이동 단말기(MS, Mobile Station) 및 이동 단말기와 기지국간에는 타임(time) 동기가 정확하게 맞아야 시스템의 주파수 재사용율(Frequency Reuse Factor)을 1로 만들 수 있다.Meanwhile, broadband wireless access (BWA, Broadband) using time division duplex (hereinafter referred to as 'TDD') orthogonal frequency division multiple access (hereinafter referred to as 'OFDMA') scheme. Wireless Access (e.g., WiBro systems or next-generation 4G systems, etc.) are provided between downlink (BS) base stations (BSs) and base stations (BSs) that provide downlinks. The time synchronization between the terminal and the base station must be correct so that the frequency reuse factor of the system can be set to one.

따라서 이를 지원하기 위해서 통상적으로, GPS 동기를 적용하고 있다. 즉, 모든 기지국 예컨대, 액세스 포인트(AP, Access Point)들에 GPS 수신 보드(Receiver Board)를 구비하여 시스템의 클럭(clock) 동기를 맞추며, 이동 단말기들은 상기 기지국의 에어 링크(Air link) 신호에서 동기를 추적 및 복원하여 기지국과 동기를 맞추게 된다. 즉, 현재 지구 궤도상에는 정해진 궤도를 따라 회전하면서 그들 자신의 정확한 천체위치(ephemeris)와 시스템 시간을 방송(broadcast)하여, 지구상의 GPS 수신 보드를 통해 자신의 위치를 결정할 수 있도록 하는 소정의 GPS들이 있다. 상기 GPS 수신 보드는 다수개 예컨대, 적어도 4개의 GPS들로부터 동시에 전송되는 GPS 신호들의 상대적인 수신 시간들을 계산하여 정확한 시간과 자신의 위치를 결정한다.Therefore, GPS synchronization is generally applied to support this. That is, all base stations, for example, access points (APs) are provided with a GPS receiver board (Receiver Board) to synchronize the clock (clock) of the system, the mobile terminals are in the air link signal of the base station The synchronization is tracked and restored to synchronize with the base station. In other words, on the Earth's orbit, certain GPSs are rotated along a defined orbit to broadcast their own exact ephemeris and system time, allowing them to determine their position via a GPS receiver board on Earth. have. The GPS receiving board calculates the relative reception times of GPS signals transmitted simultaneously from a plurality of, for example, at least four GPSs, to determine the correct time and its position.

한편, 상기 GPS로부터 획득하는 시간 동기는 TOD(Time Of Day), 1PPS(1 Pulse Per Second) 신호이다. 여기서, 상기 TOD는 일정 기준 예컨대, 1980년 1월 6일 자정(Midnight January, 6, 1980)에서부터 시작하여 현재 들어오는 1PPS의 정확한 시간을 알려주는 데이터(data)를 나타내며, 상기 1PPS는 정확한 타이밍(timing) 신호로서 기지국 예컨대, 액세스 포인트에서는 상기 1PPS 신호에 시스템에서 사용하는 모든 클럭을 동기시켜 사용하게 된다.On the other hand, the time synchronization obtained from the GPS is a TOD (Time Of Day), 1PPS (1 Pulse Per Second) signal. Here, the TOD represents data indicating a precise time of the current 1PPS starting from a certain criterion, for example, midnight January 6, 1980, and the 1PPS is accurate timing. As a signal, a base station, for example, an access point, synchronizes all clocks used in the system with the 1PPS signal.

이상에서 살펴본 바와 같이 광대역 무선 접속 통신에서 TDD OFDMA 방식을 사용하기 위해서는, 모든 기지국 간에 동기를 유지하기 위한 GPS 수신 보드 또는 상기 GPS 수신 보드와 동등한 기능을 수행하는 소정의 타이밍 보드(Timing Board)를 상기 기지국 내에 장착해야만 한다. 즉, 상기 기지국에서 GPS 신호를 수신하여 동기를 맞추기 위해서는 GPS 수신 보드 등이 장착되어 있어야 한다. 하지만, 이러한 방식은 상기 GPS 수신 보드의 가격이 비싸므로 전체 시스템의 가격을 상승시키고, 또한 소형 기지국을 설계하는데 있어서 큰 부담으로 작용하게 된다. 또한 상기와 같이 GPS 신호를 수신하기 위해서는 기지국 설치시 GPS 안테나를 옥외의 장소에 설치하거나 또는 추가적인 안테나 설치를 필요로 한다. 이로 인하여 시스템 확장을 위한 소형 기지국 등의 설치가 용이하지 못하며, 많은 가격적 부담이 발생하게 된다.As described above, in order to use the TDD OFDMA scheme in broadband wireless access communication, a GPS reception board for maintaining synchronization between all base stations or a predetermined timing board performing a function equivalent to the GPS reception board may be used. Must be mounted in the base station. That is, in order to synchronize with the GPS signal received from the base station, a GPS reception board or the like must be mounted. However, this method increases the price of the entire system because of the high cost of the GPS receiver board, and also poses a great burden in designing a small base station. In addition, in order to receive the GPS signal as described above, when the base station is installed, it is necessary to install the GPS antenna in an outdoor location or to install an additional antenna. As a result, it is not easy to install a small base station for system expansion, and a lot of cost burden occurs.

따라서 본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 GPS 시간 동기를 맞추기 위한 방안을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a method for synchronizing GPS time in a broadband wireless access communication system.

본 발명의 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 GPS가 없는 소형 기지국에서 GPS 시간 동기를 맞출 수 있는 방안을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a scheme for synchronizing GPS time in a small base station without GPS in a broadband wireless access communication system.

본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 GPS가 없는 소형 기지국에서 GPS를 포함하는 소정 기지국을 이용하여 GPS 시간 동기를 맞출 수 있는 방안을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for synchronizing GPS time synchronization using a predetermined base station including GPS in a small base station without GPS in a broadband wireless access communication system.

본 발명의 또 다른 목적은 GPS 수신기를 장착한 기지국에서 전송하는 시간 동기 및 TOD 데이터를 이용하여 기지국에서 GPS 수신기 없이도 GPS 시간 동기를 맞출 수 있는 방안을 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for synchronizing GPS time synchronization without a GPS receiver in a base station by using time synchronization and TOD data transmitted from a base station equipped with a GPS receiver.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(GPS) 시간 동기화 방법에 있어서, GPS 수신기를 포함하지 않는 제1 기지국에서 GPS 수신기를 포함하는 제2 기지국을 검색하는 과정과, 상기 검색되는 제2 기지국으로부터 TOD(Time Of Day) 데이터를 획득하는 과정과, 상기 획득하는 TOD 데이터를 이용하여 액세스 포인트 프레임 넘버(AFN)을 산출하는 과정과, 상기 AFN을 이용하여 EVEN 클럭을 생성한 후 상기 제2 기지국과의 시간 동기화를 수행하는 과정을 포한한다.Method according to an embodiment of the present invention for achieving the above objects; A method for synchronizing satellite positioning system (GPS) time in a broadband wireless access communication system, the method comprising: searching for a second base station including a GPS receiver in a first base station not including a GPS receiver; Acquiring time of day (TOD) data; calculating an access point frame number (AFN) using the acquired TOD data; generating an EVEN clock using the AFN; Includes the process of performing time synchronization.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(GPS) 시간 동기화 방법에 있 어서, GPS 수신기를 포함하는 소정 기지국으로부터 TOD(Time Of Day) 데이터를 수신하는 과정과, 상기 수신된 TOD 데이터를 이용하여 추정 액세스 포인트 프레임 넘버(AFN) 획득을 위한 소정의 값을 계산하는 과정과, 상기 소정의 값을 이용하여 상기 추정 AFN을 계산하는 과정과, 상기 추정 AFN을 이용하여 다음 시점에서 예측되는 예측 AFN을 계산하는 과정과, 상기 계산된 예측 AFN을 이용하여 짝수(EVEN) 클럭을 생성하는 과정과, 상기 EVEN 클럭 및 상기 TOD 데이터를 이용하여 상기 소정 기지국과의 시간 동기화를 수행하는 과정을 포함한다.Method according to an embodiment of the present invention for achieving the above objects; In a GPS time synchronization method in a broadband wireless access communication system, receiving time of day (TOD) data from a predetermined base station including a GPS receiver and estimating using the received TOD data Calculating a predetermined value for acquiring an access point frame number (AFN); calculating the estimated AFN using the predetermined value; and calculating a predicted AFN predicted at a next time point using the estimated AFN. And generating an even (EVEN) clock using the calculated predictive AFN, and performing time synchronization with the predetermined base station using the EVEN clock and the TOD data.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은; 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(GPS) 수신기가 없는 기지국에서의 시간 동기화 방법에 있어서, 상기 기지국은 자신과 인접한 주변 기지국들 중 GPS 수신기를 포함하는 소정 주변 기지국을 스캔하는 과정과, 상기 스캔되는 소정의 주변 기지국이 있으면, 상기 주변 기지국과 클럭 복원 절차를 수행하는 과정과, 상기 클럭 복원 절차 수행 후, 동기화 절차를 수행하는 과정과, 상기 동기화 절차 수행 후, 짝수(EVEN) 클럭을 생성하는 과정을 포함한다.Method according to an embodiment of the present invention for achieving the above objects; A time synchronization method in a base station without a satellite positioning system (GPS) receiver in a broadband wireless access communication system, the base station scanning a predetermined base station including a GPS receiver among neighboring base stations adjacent to the base station; If there is a predetermined neighbor base station to be scanned, a process of performing a clock restoration procedure with the neighboring base station, a process of performing a synchronization procedure after performing the clock restoration procedure, and generating an even (EVEN) clock after performing the synchronization procedure It includes the process of doing.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that in the following description, only parts necessary for understanding the operation according to the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted so as not to distract from the gist of the present invention.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to the description of the present invention, the terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, the inventors in their best way For the purpose of explanation, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention on the basis of the principle that it can be appropriately defined as the concept of term. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

제안하는 본 발명은 광대역 무선 접속(BWA, Broadband Wireless Access) 시스템 예컨대, 무선 광대역 인터넷(WiBro, Wireless Broadband Internet, 이하 '와이브로'라 칭하기로 한다) 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(Global Positioning System, 이하 'GPS'라 칭하기로 한다) 시간 동기화 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 GPS가 없는 기지국(BS, Base Station)에서 동기를 맞추기 위해 GPS를 구비하는 기지국의 신호를 수신하여 처리함으로써, GPS가 없는 기지국에서의 시간 동기를 맞출 수 있는 방안을 제안한다. The present invention proposes a global positioning system (BWA) in a broadband wireless access (BWA) system, for example, a wireless broadband internet (WiBro) system. GPS synchronization method). In particular, in the embodiment of the present invention by receiving and processing the signal of the base station having a GPS in order to synchronize in the base station (BS, BS) without GPS, a method that can synchronize the time synchronization in the base station without GPS Suggest.

본 발명의 실시예에서는 상기 GPS를 구비하는 기지국의 신호를 수신하여 GPS 동기 획들을 위한 GPS 신호 처리 방안을 제안하고, 이를 통해 GPS 시간 정보를 복원할 수 있는 방안을 제안한다.An embodiment of the present invention proposes a GPS signal processing scheme for receiving GPS signals by receiving the signal of the base station having the GPS, and proposes a method of restoring GPS time information through the GPS signal.

본 발명의 실시예에서는 시분할 이중화(Time Division Duplex, 이하 'TDD'라 칭하기로 한다) 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 광대역 무선 접속 시스템에서 기지국이 시간 동기를 맞추는 과정에 있어서, GPS 수신기를 장착하지 않은 기지국이 GPS 동기를 획득할 수 있는 방안을 제안한다. 이하에서는 상기 기지국이라 함은, 바람직하게는 액세스 포인트(Access Point, 이하 'AP'라 칭하기로 한다) 또는 무선 접속국(Radio Access Station, 이하 'RAS'라 칭하기로 한다)을 포함한다.In an embodiment of the present invention, a broadband wireless access using time division duplex (hereinafter, referred to as 'TDD') orthogonal frequency division multiple access (hereinafter, referred to as 'OFDMA') scheme. In the time synchronization process of the base station in the system, a base station without a GPS receiver is proposed to obtain a GPS synchronization. In the following description, the base station preferably includes an access point (hereinafter referred to as "AP") or a radio access station (hereinafter referred to as "RAS").

한편, 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 TDD OFDMA 방식을 사용하기 위해서는 모든 기지국 간에 동기를 유지하기 위한 GPS 수신 보드 또는 상기 GPS 수신 보드와 동등한 기능을 수행하는 소정의 타이밍 보드(Timing Board)를 상기 기지국 내에 장착해야 한다. 이하 도 1을 참조하여 일반적인 광대역 무선 접속 통신 시스템예컨대, 와이브로 시스템을 예로 하여 일반적인 상기 GPS 수신 보드를 구비하는 기지국들간 시간 동기 방법에 대하여 살펴보기로 한다. Meanwhile, in order to use the TDD OFDMA scheme in a broadband wireless access communication system, a GPS reception board for maintaining synchronization between all base stations or a predetermined timing board performing a function equivalent to the GPS reception board is mounted in the base station. Should be. Hereinafter, a method for synchronizing time between base stations having a general GPS receiver board will be described with reference to FIG. 1 as a general broadband wireless access communication system, for example, a WiBro system.

도 1은 일반적인 OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 특히 상기 도 1에서는 시스템에서 기지국간 동기 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a structure of a communication system using a general OFDMA scheme. In particular, FIG. 1 is a diagram illustrating a synchronization method between base stations in a system.

상기 도 1을 참조하면, 와이브로 시스템은 크게 와이브로 시스템에 접속하는 이동 단말기(MS, Mobile Station) 예컨대, 제1 이동 단말기(101) 및 제2 이동 단말기(103)와, 상기 이동 단말기(101, 103)와의 무선 접속 규격 예컨대, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 규격을 처리하는 네트워크 장비인 기지국(BS, Base Station)(105, 107)과, 와이브로 시스템에 접 속하는 이동 단말기(101, 103)에 대한 인증, 매체 접속 제어(Medium Access Control, 이하 'MAC'라 칭하기로 한다) 프로토콜 처리, 인터넷 프로토콜(Internet Protocol, 이하 'IP'라 칭하기로 한다) 주소 할당 및 라우팅(routing) 등의 기능을 수행하는 네트워크 장비인 액세스 제어 라우터(ACR, Access Control Router)(109) 및 모든 기지국간 동기를 유지하기 위한 GPS(111)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 기지국(105, 107)은 와이브로 시스템에서 AP(Access Point) 또는 RAS(Radio Access Station) 등을 포함한다.Referring to FIG. 1, a WiBro system includes a mobile station (MS), for example, a first mobile terminal 101 and a second mobile terminal 103, which are largely connected to a WiBro system, and the mobile terminals 101 and 103. Wireless communication standard with the base station (BS) 105, 107, which is a network equipment that processes the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.16 standard, and a mobile terminal (101, 103) connected to a WiBro system. Authentication, media access control (MAC) protocol processing, Internet Protocol (IP) address allocation, and routing. An access control router (ACR) 109, which is a network equipment to perform, and a GPS 111 for maintaining synchronization between all base stations. Here, the base stations 105 and 107 include an access point (AP) or a radio access station (RAS) in a WiBro system.

상기한 바와 같은 구성을 가지는 와이브로 통신 시스템에서, TDD OFDMA 방식을 사용하기 위해서는 상기 도 1에 나타낸 바와 같이 모든 기지국 예컨대, RAS(AP)(105) 및 RAS(AP)(107)간에 동기를 유지하기 위한 상기 GPS(111)로부터 전달되는 신호를 수신하여 처리하는 GPS 수신 보드 또는 이러한 기능을 수행하는 타이밍 보드 등을 상기 모든 기지국에서 구비하여야 한다. In the WiBro communication system having the above-described configuration, in order to use the TDD OFDMA scheme, as shown in FIG. 1, maintaining synchronization between all base stations, for example, the RAS (AP) 105 and the RAS (AP) 107. For all base stations, a GPS reception board for receiving and processing a signal transmitted from the GPS 111 or a timing board for performing such a function should be provided.

즉, 종래 기술에서는 RAS 또는 AP가 상기 GPS 신호를 수신하여 시간 동기를 맞추기 위해서는 각각의 장치 모두에 GPS 수신기가 장착되어 있어야 한다. 여기서, 상기 GPS 신호는 상기 GPS(111)로부터 획득하는 TOD(Time Of Day) 데이터, 1PPS(Pulse Per Second) 신호를 포함한다. 상기 TOD는 일정 기준 시점에서부터 시작하여 현재 들어오는 1PPS의 정확한 시간을 알려주는 데이터(data)를 나타내며, 상기 1PPS는 정확한 타이밍(timing) 신호로서 기지국 예컨대, AP에서는 상기 1PPS 신호에 시스템에서 사용하는 모든 클럭을 동기시켜 사용하게 된다.That is, in the prior art, in order for the RAS or the AP to receive the GPS signal and synchronize the time, the GPS receiver must be installed in each device. Here, the GPS signal includes TOD (Time Of Day) data and 1PPS (Pulse Per Second) signal obtained from the GPS 111. The TOD represents data indicating the exact time of the current 1PPS starting from a certain reference time point, and the 1PPS is an accurate timing signal. All clocks used in the system are used for the 1PPS signal in a base station, for example, an AP. Will be used in synchronization.

한편, 통상적으로 GPS 시간 동기화를 위해서는 제품 단가가 높은 상기 GPS 수신기를 모든 기지국에 장착해야 함에 따라 전체 시스템의 가격이 상승하게 된다. 또한 소형 기지국을 설계하는데 있어서 상기와 같은 GPS 수신기 추가는 큰 부담으로 작용하게 된다. 또한 GPS로부터 GPS 신호를 수신하기 위해서는, 상기 GPS 수신을 위한 옥외 GPS 안테나 또는 추가적인 안테나 설치가 반드시 필요하게 된다.On the other hand, in general, for the GPS time synchronization, the price of the entire system increases because the GPS receiver having a high product cost must be installed in all base stations. In addition, in designing a small base station, the addition of the GPS receiver is a big burden. In addition, in order to receive a GPS signal from the GPS, it is necessary to install an outdoor GPS antenna or an additional antenna for the GPS reception.

상기와 같이 RAS 또는 AP와 같은 기지국에서 GPS 신호를 수신하여 시간 동기를 맞추기 위해서는, GPS 수신기가 상기 기지국에 반드시 장착되어 있어야 한다. 이에 본 발명의 실시예에서는 상기한 바와 같은 문제점들을 개선하기 위해서 기존 GPS 수신기가 장착된 기지국 예컨대, AP가 전송하는 시간 동기 및 TOD 데이터를 이용하여 GPS 수신기를 포함하지 않는 기지국 예컨대, AP에서 상기 GPS 수신기 없이도 GPS 시간 동기를 맞출 수 있도록 하는 방안을 제안한다.As described above, in order to receive GPS signals from a base station such as a RAS or an AP to synchronize time, a GPS receiver must be installed in the base station. Accordingly, in the embodiment of the present invention, in order to improve the problems described above, a base station equipped with an existing GPS receiver, for example, a base station not including a GPS receiver using time synchronization and TOD data transmitted by the AP, for example, the GPS at the AP. We propose a scheme that allows GPS time synchronization without a receiver.

즉, 이하 본 발명의 실시예에서는 GPS 수신기가 장착되지 않는 기지국, 예컨대, 소형 AP 또는 소형 RAS에서 정확한 GPS 시간 및 동기를 복원하는 방안에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명의 실시예에서는 프레임 클럭 넘버(Frame Clock Number)를 이용한 시간 유추 방법, 상기 프레임 클럭 넘버 및 TOD를 이용한 시간 복원 방법을 제안한다.That is, the embodiment of the present invention relates to a method for restoring accurate GPS time and synchronization in a base station that is not equipped with a GPS receiver, for example, a small AP or a small RAS. To this end, an embodiment of the present invention proposes a time inference method using a frame clock number and a time recovery method using the frame clock number and TOD.

이하 본 발명의 실시예에 따른 동작 설명에 있어서, OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 동기 획득에 대한 일반론은 이미 널리 알려진 주지 관용의 기술이며, 본 발명의 범위에서 벗어나는 것이므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 따라서 이하 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 신호 복원을 위해 필요한 부분만을 설명함에 유의하여야 한다.In the following description of the operation according to an embodiment of the present invention, the general theory of synchronization acquisition in a communication system using the OFDMA scheme is a well known well-known technique, which is outside the scope of the present invention, and thus the detailed description thereof will be omitted. Shall be. Therefore, in the following detailed description of the present invention, it should be noted that only parts necessary for GPS signal recovery according to an embodiment of the present invention are described.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 시스템 구성의 예들을 개략적으로 도시한 도면이다.2A and 2B are diagrams schematically showing examples of a system configuration according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 시스템은, 와이브로 시스템에 접속하는 이동 단말기 예컨대, 제1 이동 단말기(201) 및 제2 이동 단말기(203)와, 상기 이동 단말기(201, 203)와의 무선 접속 규격을 처리하는 네트워크 장비인 기지국(205, 207)과, 와이브로 시스템에 접속하는 이동 단말기(201, 203)에 MAC 프로토콜 처리, IP 주소 할당 및 라우팅 등의 기능을 수행하는 네트워크 장비인 액세스 제어 라우터(ACR)(209) 및 모든 기지국간 동기를 유지하기 위한 GPS(211)를 포함하여 이루어진다. 2A, a system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a mobile terminal connected to a WiBro system, for example, a first mobile terminal 201 and a second mobile terminal 203, and the mobile terminals 201 and 203. Network equipment that performs functions such as MAC protocol processing, IP address allocation, and routing to the base stations 205 and 207, which are network equipment that processes wireless access standards, and mobile terminals 201 and 203 that access WiBro systems. An access control router (ACR) 209 and a GPS 211 for maintaining synchronization between all base stations.

상기 도 2a에서 상기 기지국(205)은 GPS 수신기가 구비되지 않은 AP 또는 RAS을 나타내며, 상기 기지국(207)은 GPS 수신기가 구비된 AP 또는 RAS을 나타낸다.In FIG. 2A, the base station 205 represents an AP or RAS without a GPS receiver, and the base station 207 represents an AP or RAS with a GPS receiver.

상기 도 2a에 도시한 바와 같이, 상기 도 2a에서는 GPS 수신기가 구비된 기지국을 M_RAS(207), GPS 수신기가 구비되지 않은 기지국을 S_RAS(205)로 도시하였다. 상기 M_RAS(207)와, 상기 S_RAS(205)는 두 개의 연결 통로 예컨대, 상기 도 2a에 나타낸 에어 링크(Air Link) 및 라인 인터페이스(Line Interface)가 존재하도록 네트워크(network)가 설계됨이 바람직하다. 또한, 참조부호 a와 참조부호 b는 IP를 기반으로 하는 전송 선로를 나타내며, 참조부호 c는 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 'RF'라 칭하기로 한다)를 사용하는 연결 통로를 나타낸다.As shown in FIG. 2A, FIG. 2A illustrates a base station equipped with a GPS receiver as an M_RAS 207 and a base station without a GPS receiver as an S_RAS 205. The M_RAS 207 and the S_RAS 205 preferably have a network designed such that there are two connection passages, for example, an air link and a line interface shown in FIG. 2A. Further, reference numeral a and reference numeral b denote transmission lines based on IP, and reference numeral c denotes a connection path using a radio frequency (hereinafter, referred to as 'RF').

TDD OFDMA 방식을 사용하는 와이브로 시스템의 경우 상기 M_RAS(207)에서는 GPS(211)에 동기된 신호를 획득하며, 이러한 동기된 신호는 하기 도 3과 같이 나타낼 수 있다.In the WiBro system using the TDD OFDMA scheme, the M_RAS 207 acquires a signal synchronized with the GPS 211, and this synchronized signal may be represented as shown in FIG. 3.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RAS 시스템 타이밍도를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a RAS system timing diagram according to an embodiment of the present invention.

상기 도 3을 참조하면, 상기 M_RAS(207)에서는 상기 GPS(211)에 동기되는 신호로서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 시스템 클럭(System Clock), 프레임 클럭(Frame Clock), 짝수 클럭(Even Clock, 이하 'EVEN 클럭'이라 칭하기로 한다) 예컨대, PP2S(Pulse Per 2 Seconds) 신호 등을 생성한다. 또한 상기 프레임 클럭에 시간 동기가 일치하는 AP 프레임 넘버(AP Frame Number, 이하 'AFN'이라 칭하기로 한다) 24비트(bit)의 데이터가 생성된다. 상기 각 동기 신호에 대한 정의는 다음과 같다.Referring to FIG. 3, the M_RAS 207 is a signal synchronized with the GPS 211 and, as shown in FIG. 3, a system clock, a frame clock, and an even clock. For example, a Pulse Per 2 Seconds (PP2S) signal may be generated. In addition, an AP frame number (hereinafter referred to as "AFN") of 24-bit data whose time synchronization coincides with the frame clock is generated. Definition of each sync signal is as follows.

- 시스템 클럭: 데이터 전송용 동기 신호.System clock: Synchronization signal for data transmission.

- 프레임 클럭: 에어 링크(Air Link)로 전송되는 데이터의 물리적 크기(size) 및 시간 동기 신호.Frame Clock: The physical size and time synchronization signal of the data transmitted over the Air Link.

- EVEN 클럭: GPS에서 수신되는 1PSS 중 짝수 초를 기반으로 생성된 동기 신호로서, TOD 정보와 결합하여 정확한 시간을 생성할 수 있다.-EVEN Clock: This is a synchronization signal generated based on an even number of 1PSS received from GPS, and can be combined with TOD information to generate an accurate time.

- TOD: 설정 기준 시점 예컨대, 1980년 1월 6일 자정(Midnight January, 6, 1980)을 기준으로 첫 번째 GPS 1PPS를 계산하여 현재 수신되고 있는 1PPS가 몇 번째 1PPS인지를 알려주며, 이를 통해 정확한 시간 정보를 제공할 수 있다.-TOD: The first GPS 1PPS is calculated based on a setting reference time point, for example, Midnight January, 6, 1980, so that the 1PPS currently received is the number of 1PPS, and thus the correct time. Information can be provided.

다음으로 상기 도 2a를 다시 참조하면, 상기 참조부호 c에 나타낸 경로(path)를 통해서 상기 S_RAS(205)는 상기 M_RAS(207)에 동기된 프레임 클럭을 복원할 수 있으며, 또한 수신되는 데이터를 이용해서 상기 AFN 값을 찾을 수 있다. 이 러한 일련의 동작은 현재 상용 와이브로 시스템에서 RAS와 이동 단말기간 규격으로 정의되어 있다. Next, referring back to FIG. 2A, the S_RAS 205 may restore the frame clock synchronized with the M_RAS 207 through the path indicated by reference numeral c, and may use the received data. The AFN value can be found. This series of operations is currently defined as a specification between RAS and mobile terminals in commercial WiBro systems.

여기서, 상기 참조부호 a의 경로와 상기 참조부호 b의 경로는 상기 M_RAS(207)가 수신한 TOD 데이터를 상기 S_RAS(205)가 상기 ACR(209) 또는 상기 M_RAS(207)에게 요청하여 받을 수 있는 통로를 제공할 수 있다. Here, the path of the reference a and the path of the reference b may receive the TOD data received by the M_RAS 207 from the S_RAS 205 by requesting the ACR 209 or the M_RAS 207. A passage can be provided.

다음으로, 상기 도 2b는 상기 도 2a에 대한 구성을 보다 구체화한 것으로, 특히 상기 도 2b에서는 상기 도 2a에 나타낸 GPS 수신기가 장착되지 않은 소형 기지국 예컨대 S_RAS(205)가 소정 건물 안에 위치하여 상기 이동 단말기(201)에게 서비스를 제공하는 예를 나타낸 것이다. 상기 도 2b에 대한 설명은 상기 도 2a에 대한 설명에 상응하며, 동일한 동작을 수행함에 따라 여기서는 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Next, FIG. 2B is more specific for the configuration of FIG. 2A. In particular, in FIG. 2B, a small base station, for example, the S_RAS 205, which is not equipped with the GPS receiver shown in FIG. An example of providing a service to the terminal 201 is shown. The description of FIG. 2B corresponds to the description of FIG. 2A, and detailed description thereof will be omitted herein as the same operation is performed.

한편, OFDMA 방식을 사용하는 통신 시스템에서 TDD 기술을 적용하게 되면, 이동 단말기와 기지국간에 정확한 프레임 시간 오프셋(offset)을 맞추고, 전력(power)을 조정하기 위한 레인징(ranging) 과정이 요구된다. 여기서 상기 레인징은 물리 계층(Physical Layer)의 시간 동기를 확보하기 위한 것으로, 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 사용되는 레인징들은 초기 레인징(Initial Ranging)과, 유지 관리 레인징(Maintenance Ranging) 즉, 주기적 레인징(Periodic Ranging)과, 대역 요구 레인징(Bandwidth Request Ranging) 등이 있다. 상기 레인징들에 대하여 하기에서 간략하게 정의를 살펴보면 다음과 같다.On the other hand, when the TDD technique is applied to a communication system using the OFDMA scheme, a ranging process is required to adjust an accurate frame time offset and adjust power between a mobile terminal and a base station. Herein, the ranging is to secure time synchronization of a physical layer, and rangings used in a broadband wireless access communication system include initial ranging and maintenance ranging. Periodic ranging, bandwidth request ranging, and the like. A brief definition of the rangings is as follows.

상기 초기 레인징은 기지국이 이동 단말기와 동기를 획득하기 위해 기지국에 서 요청할 경우에 수행되는 레인징으로서, 상기 초기 레인징은 상기 이동 단말기와 기지국간에 정확한 시간 오프셋(offset)을 맞추고, 송신 전력(transmit power)을 조정하기 위해 수행되는 레인징이다.The initial ranging is performed when the base station requests from the base station to acquire synchronization with the mobile terminal, and the initial ranging sets a correct time offset between the mobile terminal and the base station and transmit power ( Ranging is performed to adjust transmit power.

상기 주기적 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 상기 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 이동 단말기가 상기 기지국과 채널 상태 등을 조정하기 위해서 주기적으로 수행하는 레인징을 나타낸다. 상기 이동 단말기는 상기 주기적 레인징을 위해 할당된 소정의 레인징 코드(Ranging Code)들을 이용하여 상기 주기적 레인징을 수행한다.The periodic ranging refers to ranging periodically performed by a mobile terminal that adjusts a time offset and a transmission power with the base station through the initial ranging to adjust channel conditions with the base station. The mobile terminal performs the periodic ranging by using predetermined ranging codes allocated for the periodic ranging.

상기 대역 요구 레인징은 상기 초기 레인징을 통해 기지국과 시간 오프셋 및 송신 전력을 조정한 이동 단말기가 상기 기지국과 실제 통신을 수행하기 위해서 대역폭(bandwidth) 할당을 요구하는 레인징이다.The bandwidth request ranging is a ranging in which a mobile station having adjusted a time offset and a transmission power with a base station through the initial ranging requires bandwidth allocation to perform actual communication with the base station.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 동작은, 상기한 바와 같은 레인징의 시간 오프셋 기능을 통해 정확한 프레임 클럭(frame clock)의 동기를 검색 및 유지하고, 트래픽(traffic) 제어를 위해서 사용되는 상기 AFN을 수신하여 GPS 1PPS 시간 동기를 획득할 수 있도록 한다.As described above, the operation according to the embodiment of the present invention is used for searching and maintaining the correct frame clock synchronization and controlling traffic through the time offset function of the ranging as described above. Receiving the AFN to obtain GPS 1PPS time synchronization.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AFN 값과 EVEN 주기 관계를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating an AFN value and an EVEN period relationship according to an embodiment of the present invention.

상기 도 4를 참조하면, IEEE 802.16 규격에서, 24비트 AFN 데이터는 5msec 프레임 클럭마다 숫자가 늘어나며, 변조(modulation) 1677216을 유지하게 되어 있다. 따라서 상기 도 2a 및 도 2b에 나타낸 상기 M_RAS(207)에서 AFN 생성 조건을 초기 설정 시점 즉, 1980년 1월 6일 자정(Midnight January, 6, 1980)부터 첫 번째 5msec에 '0'을 삽입하도록 조건을 설정하면, GPS 수신기를 포함하는 모든 M_RAS들은 GPS 동기를 이용해서 상기 AFN 값을 통일시킬 수 있다. Referring to FIG. 4, in the IEEE 802.16 standard, 24-bit AFN data increases in number every 5 msec frame clock, and maintains modulation 1677216. Therefore, in the M_RAS 207 illustrated in FIGS. 2A and 2B, an AFN generation condition is inserted at the initial setting time, that is, '0' at the first 5 msec from midnight January 6, 1980. If conditions are set, all M_RAS including GPS receiver can unify the AFN value using GPS synchronization.

상기 S_RAS(205)는 상기 5msec를 추적(tracking)하여 상기 M_RAS(207) 대비 수 Hz 오프셋 범위 내에서 동기를 유지할 수 있다. 이때, 상기 S_RAS(205)에서는 정확한 시간과 EVEN 클럭을 알지 못하므로 이에 대한 복원도 할 수 없다. 이에 본 발명의 실시예에서는 하기 도 5에서 설명하는 절차 및 정리를 통해 상기 S_RAS(205)에서 정확한 시간과 짝수 클럭을 복원할 수 있는 방안을 제안한다.The S_RAS 205 may track the 5 msec and maintain synchronization within a few Hz offset range compared to the M_RAS 207. At this time, since the S_RAS 205 does not know the exact time and EVEN clock, it cannot be restored. Accordingly, an embodiment of the present invention proposes a method for restoring an exact clock and an even clock in the S_RAS 205 through the procedure and the arrangement described in FIG. 5.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국간 정확한 시간 및 EVEN 클럭 복원 과정을 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an accurate time and EVEN clock recovery process between base stations according to an embodiment of the present invention.

상기 도 5에 도시한 바와 같이, GPS 수신기를 포함하지 않는 기지국 예컨대 제1 RAS(510)와, GPS 수신기를 포함하는 기지국 예컨대 제2 RAS(530) 사이의 정확한 시간 동기 및 EVEN 클럭 복원 절차는 다음과 같다. As shown in FIG. 5, an accurate time synchronization and EVEN clock recovery procedure between a base station such as a first RAS 510 that does not include a GPS receiver and a base station such as a second RAS 530 that includes a GPS receiver may be performed as follows. Same as

상기 도 5를 참조하면, 먼저, 상기 제1 RAS(510) 및 제2 RAS(530)는 초기화(initialize) 및 운용(operation)을 각각 수행한다(501단계, 503단계). 이후 상기 제1 RAS(510)는 상기 초기화 이후 GPS 수신기를 포함하는 주변 RAS 예컨대, 상기 제2 RAS(530)을 스캔(scan)한다(505단계). Referring to FIG. 5, first, the first RAS 510 and the second RAS 530 perform initialization and operation, respectively (steps 501 and 503). Thereafter, the first RAS 510 scans the peripheral RAS including the GPS receiver after the initialization, for example, the second RAS 530 (step 505).

상기 제1 RAS(510)는 GPS 수신기를 포함하는 상기 제2 RAS(530)가 스캔되면, 레인징 요청(Ranging Request, 이하 'RNG-REQ'라 칭하기로 한다) 메시지 등을 상기 제2 RAS(530)로 전송하여 레인징을 요청한다(507단계). 그러면, 상기 제2 RAS(530) 는 상기 제1 RAS(510)로부터 레인징 요청 즉, 상기 RNG-REQ 메시지를 수신하면, 상기 레인징 요청에 대한 응답으로 레인징 응답(Ranging Response, 이하 'RNG-RSP'라 칭하기로 한다) 메시지 등을 통해 전송한다(509단계).When the second RAS 530 including the GPS receiver is scanned, the first RAS 510 sends a ranging request message to the second RAS (hereinafter, referred to as 'RNG-REQ'). The mobile station transmits the request to the mobile station in step 507. Then, when the second RAS 530 receives a ranging request from the first RAS 510, that is, the RNG-REQ message, the second RAS 530 receives a ranging response as a response to the ranging request. -RSP ') and the like through a message (step 509).

다음으로, 상기 제1 RAS(510)는 상기 제2 RAS(530)로부터 레인징 응답 즉, 상기 RNG-RSP 메시지를 수신하면, 상기 제2 RAS(530)와의 동기화를 위한 프레임 클럭 복원(frame clock recovery) 및 AFN 추적(tracking)을 수행한다(511단계, 513단계). 이후 상기 제1 RAS(510)는 상기 AFN 추적이 완료되면, TOD 데이터 획득을 위해 상기 제2 RAS(530)로 요청한다(515단계). 그러면 상기 제2 RAS(530)는 상기 제1 RAS(510)의 TOD 요청에 상응하는 TOD 데이터를 상기 제1 RAS(510)로 전송한다(517단계).Next, when the first RAS 510 receives the ranging response from the second RAS 530, that is, the RNG-RSP message, the first RAS 510 recovers a frame clock for synchronization with the second RAS 530. recovery) and AFN tracking (steps 511 and 513). After the AFN tracking is completed, the first RAS 510 requests the second RAS 530 to acquire TOD data (step 515). Then, the second RAS 530 transmits TOD data corresponding to the TOD request of the first RAS 510 to the first RAS 510 (step 517).

다음으로, 상기 제1 RAS(510)는 상기 제2 RAS(530)로부터 TOD 데이터를 획득하면, 상기 획득하는 TOD 데이터를 이용하여 예측 AFN을 계산한다(519단계). 이어서 상기 제1 RAS(510)는 상기 계산된 예측 AFN을 이용하여 EVEN 클럭 동기화(synchronized)를 수행한다(521단계). 상기 제1 RAS(510)는 상기 EVEN 클럭 동기화가 완료되면, 상기 EVEN 클럭 및 상기 획득한 TOD 값을 이용하여 정확한 시간을 복원하고, 이를 통해 상기 제2 RAS(530)와의 시간 동기화(Time Synchronized)를 수행한다(523단계).Next, when the first RAS 510 obtains TOD data from the second RAS 530, the first RAS 510 calculates a predictive AFN using the obtained TOD data (step 519). Subsequently, the first RAS 510 performs EVEN clock synchronization using the calculated predictive AFN (step 521). When the EVEN clock synchronization is completed, the first RAS 510 restores the correct time by using the EVEN clock and the obtained TOD value, and through this, time synchronization with the second RAS 530. Perform step 523.

다임으로 이하에서는 상기 도 5에 나타낸 절차 즉, 정확한 시간 및 EVEN 클럭을 복원하는 방법에 대하여 구체적으로 살펴보기로 한다.In the following, the procedure illustrated in FIG. 5, that is, a method of recovering the correct time and the EVEN clock will be described in detail.

먼저, GPS 수신기를 포함하지 않는 상기 제1 RAS(510)는 GPS 수신기를 포함 하는 기지국을 검색하고, 검색되는 기지국 예컨대, 상기 제2 RAS(530)이 검색되면, 상기 제2 RAS(530)와의 레인징 절차를 수행한다. 이후, 상기 제1 RAS(510)와 상기 제2 RAS(530)간 상기 레인징 절차가 정상적으로 완료되면, 상기 제1 RAS(510)는 프레임 클럭을 복원하고, 추정 AFN을 산출한다. 그런 다음, 상기 제1 RAS(510)는 상기 추정 AFN에 상응하여 상기 제2 RAS(530)로부터 TOD 데이터를 획득한다. First, the first RAS 510 that does not include a GPS receiver searches for a base station that includes a GPS receiver and, when the base station to be searched, for example, the second RAS 530 is searched, contacts the second RAS 530. Perform the ranging procedure. Then, when the ranging procedure between the first RAS 510 and the second RAS 530 is normally completed, the first RAS 510 restores a frame clock and calculates an estimated AFN. Then, the first RAS 510 obtains TOD data from the second RAS 530 corresponding to the estimated AFN.

이때, 상기 제1 RAS(510)는 상기 제2 RAS(530)로부터 TOD 데이터를 획득하면, 상기 TOD 데이터를 이용하여 예측 AFN을 산출한다. 이때, 상기 예측 AFN 산출을 위해 상기 제1 RAS(510)는 하기와 같은 처리 과정을 수행한다.In this case, when the first RAS 510 obtains TOD data from the second RAS 530, the first RAS 510 calculates a prediction AFN using the TOD data. At this time, the first RAS 510 performs the following processing to calculate the prediction AFN.

먼저, 상기 제1 RAS(510)는 상기 획득한 TOD 데이터 및 AFN 주기(cycle)를 이용하여 하기 <수학식 1>과 같은 처리 과정을 통해 추정 AFN 산출을 위한 소정의 값을 구한다.First, the first RAS 510 obtains a predetermined value for calculating the estimated AFN by using the obtained TOD data and the AFN cycle through the process as shown in Equation 1 below.

Figure 112005068499476-PAT00001
Figure 112005068499476-PAT00001

상기 <수학식 1>에 나타낸 바와 같이, 먼저 상기 제1 RAS(510)는 상기 제2 RAS(530)로부터 수신하는 상기 TOD 데이터(dddddddddd sec)를 AFN 주기(83886.08 sec)로 나누어 소정의 값 예컨대, xxxx(몫).yyyy(나머지)를 산출한다.As shown in Equation 1, the first RAS 510 first divides the TOD data (dddddddddd sec) received from the second RAS 530 by an AFN period (83886.08 sec), for example, a predetermined value. , xxxx (lot) .yyyy (rest).

이어서, 상기 제1 RAS(510)는 상기 산출한 소정의 값 즉, xxxx.yyyy에서 몫에 해당하는 상기 xxxx를 버린 나머지 값 0.yyyy를 구한다. 이후 상기 나머지 값 0.yyyy를 이용하여 하기 <수학식 2>와 같이 추정 AFN을 계산한다.Subsequently, the first RAS 510 obtains the remaining value 0.yyyy that discards the xxxx corresponding to the quotient from the calculated predetermined value, that is, xxxx.yyyy. Then, the estimated AFN is calculated using Equation 2 using the remaining value 0.yyyy.

Figure 112005068499476-PAT00002
Figure 112005068499476-PAT00002

상기 <수학식 2>에서 상기 cal_AFN는 지연(delay)을 고려한, 지난 EVEN 시간(EVEN time) 때로 추정하는 추정 AFN을 나타내며, 상기 AFN 주기는 규격에서 정의한 AFN 값에 프레임 클럭(Frame Clock)을 곱하여 계산한 값을 나타내며, 상기 offset(200)은 1초 안에 들어가는 프레임 클럭 개수를 나타낸다.In Equation 2, the cal_AFN represents an estimated AFN estimated at the last EVEN time in consideration of delay, and the AFN period is obtained by multiplying a frame clock by an AFN value defined in the standard. The offset value 200 represents the number of frame clocks that fall within one second.

다음으로, 상기 제1 RAS(510)는 상기 <수학식 2>와 같이 계산된 상기 추정 AFN(cal_AFN)을 이용하여, 하기 <수학식 3>과 같이 다음 EVEN 시간에서 예측되는 예측 AFN(pre_AFN)을 계산한다.Next, the first RAS 510 uses the estimated AFN (cal_AFN) calculated as in Equation 2, and predicts an AFN (pre_AFN) predicted at the next EVEN time as shown in Equation 3 below. Calculate

Figure 112005068499476-PAT00003
Figure 112005068499476-PAT00003

상기 <수학식 3>에서 상기 pre_AFN은 다음 EVEN 시간에서 나와야 하는 예측된 AFN을 나타내며, 상기 offset(400)은 상기 pre_AFN을 예측하기 위해 EVEN 시간 안에 들어가는 프레임 클럭의 개수를 나타낸다. 여기서, 상기 pre_AFN을 계산하는 이유는 IP 망을 통해서 상기 제1 RAS(510)에서 수신되는 TOD 지연을 고려하기 때문이다. 또한 상기 offset(400)은 가변 가능하다. 예컨대, cal_AFN을 통해 확인한 시간 정보와 제1 RAS(510)에서 수신한 TOD 시간과의 지연(delay) 차이가 2초 이상 4초 이내에서 차이가 난다면 상기 offset(400) 값을 4초동안 발생하는 프레임 클럭 개수를 대입하여 지연에 대해서 버퍼링 할 수 있다.In Equation 3, the pre_AFN represents a predicted AFN that should come out at the next EVEN time, and the offset 400 represents the number of frame clocks that fall within the EVEN time to predict the pre_AFN. The reason for calculating the pre_AFN is that the TOD delay received by the first RAS 510 through the IP network is taken into consideration. In addition, the offset 400 is variable. For example, if the delay difference between the time information checked through cal_AFN and the TOD time received by the first RAS 510 differs within 2 seconds or more and within 4 seconds, the offset (400) value is generated for 4 seconds. The delay can be buffered by substituting the number of frame clocks.

다음으로, 상기 제1 RAS(510)는 상기 제2 RAS(530)와의 경로 예컨대, 에어 링크(Air Link)를 통해 복원한 추정 AFN(cal_AFN)과 예측 AFN(pre_AFN)을 비교하여 EVEN 클럭(EVEN clock) 생성 시점을 찾는다. 마지막으로 상기 제1 RAS(510)는 상기 EVEN 클럭 생성 시점에서 상기 EVEN 클럭을 생성하고, 상기 제2 RAS(530)로부터 획득한 TOD 값을 적용하여 정확한 시간을 복원한다.Next, the first RAS 510 compares the estimated AFN (cal_AFN) and the predicted AFN (pre_AFN) restored through a path with the second RAS 530 through, for example, an air link, and an EVEN clock (EVEN). clock) finds when to create Finally, the first RAS 510 generates the EVEN clock at the time of generating the EVEN clock, and restores the correct time by applying the TOD value obtained from the second RAS 530.

그러면 이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여 상기에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 EVEN 클럭 생성 과정을 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Next, the EVEN clock generation process according to the embodiment of the present invention as described above with reference to FIGS. 6 to 8 will be described in more detail.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 EVEN 클럭 생성 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.6 is a diagram schematically illustrating an EVEN clock generation process according to an embodiment of the present invention.

상기 도 6을 참조하면, 기지국은 EVEN 클럭 생성을 위해 초기화(initialize) 과정을 수행한다. 즉 상기 기지국은, 602단계에서 파워 온(Power On) 후 603단계로 진행한다. 상기 603단계에서 상기 기지국은 파워 온하면, 자신과 인접한 주변 기지국 예컨대, GPS 수신기를 포함하는 RAS를 스캔한 후 605단계로 진행한다.Referring to FIG. 6, the base station performs an initialization process for generating an EVEN clock. That is, the base station proceeds to step 603 after power on in step 602. When the base station powers on in step 603, the base station scans a RAS including a neighboring base station, for example, a GPS receiver, adjacent to the base station, and then proceeds to step 605.

상기 605단계에서 상기 주변 기지국 스캔 결과를 확인하여, 스캔되는 주변 기지국이 없으면 상기 603단계로 진행하고, 스캔되는 주변 기지국이 있으면 607단계로 진행한다. 상기 기지국은 주변 기지국이 스캔되면, 상기 607단계에서 클럭 복원 절차를 수행한 후 609단계로 진행하여 동기화 절차를 수행하고 611단계로 진행한다. 마지막으로 상기 기지국은 상기 611단계에서 상기 클럭 복원 절차 및 동기화 절차를 통해 EVEN 클럭을 생성(generation)한다. In step 605, the neighbor base station scan result is checked. If there is no neighbor base station to be scanned, the process proceeds to step 603, and if there is a neighbor base station to be scanned, step 607 is performed. When the neighboring base station is scanned, the base station performs the clock recovery procedure in step 607 and then proceeds to step 609 to perform a synchronization procedure and proceeds to step 611. Finally, the base station generates an EVEN clock through the clock recovery procedure and the synchronization procedure in step 611.

다음으로 이하에서는, 상기 607단계의 클럭 복원 절차 및 상기 609단계의 동기화 절차에 대하여 하기 도 7 및 도 8을 각각 참조하여 보다 구체적으로 살펴보기로 한다.Next, the clock recovery procedure of step 607 and the synchronization procedure of step 609 will be described in more detail with reference to FIGS. 7 and 8, respectively.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 클럭 복원 절차를 도시한 도면이다.7 is a diagram illustrating a clock recovery procedure according to an embodiment of the present invention.

상기 도 7을 참조하여 상기 도 6의 607단계에서 나타낸 상기 클럭 복원 절차를 살펴보면, 먼저 701단계에서 상기 기지국은 상기 스캔된 주변 기지국으로 레인징 요청을 수행하고, 이후 그에 상응하는 응답을 수신하면 703단계로 진행한다. 즉, 상기 기지국은 상기 스캔된 주변 기지국으로 RNG-REQ 메시지를 전송하여 레인징을 요청하고, 상기 주변 기지국으로부터 RNG-RSP 메시지를 통해 레인징 응답을 수신한다. 상기 703단계에서 상기 기지국은 상기 주변 기지국으로부터 레인징 응답이 수신되면, AFN 및 프레임 클럭을 복원하고, 이후 705단계로 진행한다.Referring to FIG. 7, the clock recovery procedure illustrated in step 607 of FIG. 6 is described. First, in step 701, the base station performs a ranging request to the scanned neighboring base station, and then receives a corresponding response. Proceed to step. That is, the base station requests a ranging by transmitting an RNG-REQ message to the scanned neighbor base station, and receives a ranging response from the neighbor base station through an RNG-RSP message. In step 703, when the ranging response is received from the neighboring base station, the base station restores the AFN and the frame clock, and then proceeds to step 705.

상기 AFN 및 프레임 클럭을 복원하면 상기 기지국은 상기 705단계에서 상기 주변 기지국으로 TOD 데이터를 요청하고 그에 대한 응답을 수신하면 707단계로 진행한다. 즉, 상기 기지국은 상기 주변 기지국으로 TOD 요청(TOD-REQ) 메시지를 전송하여 TOD 데이터를 요청하고, 상기 주변 기지국으로부터 TOD 응답(TOD-RSP) 메시지를 통해 TOD 데이터를 수신한다.When the AFN and the frame clock are restored, the base station requests TOD data from the neighboring base station in step 705 and receives a response thereto in step 707. That is, the base station transmits a TOD request (TOD-REQ) message to the neighboring base station to request TOD data, and receives the TOD data through the TOD response (TOD-RSP) message from the neighboring base station.

그런 다음, 상기 기지국은 상기 707단계에서 상기 주변 기지국으로부터 획득하는 TOD 데이터를 확인하여, 상기 TOD 데이터가 EVEN 클럭을 만족하는지 확인한다. 이때, 상기 TOD 데이터가 EVEN 클럭을 만족하지 않으면 상기 705단계로 진행하여 TOD 데이터 요청을 재수행하고, 상기 TOD 데이터가 EVEN 클럭을 만족하면 상기 609단계의 동기화 절차를 수행한다. Then, the base station checks the TOD data obtained from the neighboring base station in step 707, and checks whether the TOD data satisfies the EVEN clock. In this case, if the TOD data does not satisfy the EVEN clock, the process proceeds to step 705 to perform a TOD data request again. If the TOD data satisfies the EVEN clock, the synchronization procedure of step 609 is performed.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 동기화 절차를 도시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a synchronization procedure according to an embodiment of the present invention.

상기 도 8을 참조하여 상기 도 6의 611단계에서 나타낸 상기 동기화 절차를 살펴보면, 먼저 801단계에서 상기 기지국은 상기 <수학식 1>에 나타낸 바와 같이, 상기 주변 기지국으로부터 획득한 TOD 데이터와 AFN 주기(cycle)를 이용하여 추정 AFN 산출을 위한 소정의 값을 구한 후 803단계로 진행한다. 상기 803단계에서 상기 기지국은 상기 801단계에서 구한 소정의 값에 몫이 존재하는지 확인한다. 즉, 상기 <수학식 1>과 같이 상기 획득한 TOD 데이터를 AFN 주기로 나누어 구한 상기 소정의 값에 몫이 존재하는지 확인한다. 이후 상기 확인 결과에 상응하여 805단계 또는 807단계로 진행하여 상기 <수학식 2>에 상응하여 추정 AFN 값을 산출한 후 809단계로 진행한다.Referring to FIG. 8, the synchronization procedure shown in step 611 of FIG. 6 is described. First, in step 801, the base station acquires TOD data and AFN periods obtained from the neighboring base stations, as shown in Equation (1). After a predetermined value for calculating the estimated AFN is calculated using the cycle), the process proceeds to step 803. In step 803, the base station determines whether a quotient exists in the predetermined value obtained in step 801. That is, as shown in Equation 1, it is checked whether a quotient exists in the predetermined value obtained by dividing the acquired TOD data by an AFN period. Subsequently, the process proceeds to step 805 or 807 corresponding to the check result, calculates an estimated AFN value according to Equation 2, and then proceeds to step 809.

구체적으로, 상기 803단계에서 몫이 존재하면, 상기 805단계로 진행하여 상기 구한 소정의 값에서 몫에 해당하는 부분을 버리고, 나머지 값만을 이용하여 상기 <수학식 2>에 나타낸 바와 같이 추정 AFN을 산출한다. 상기 803단계에서 몫이 존재하지 않으면, 상기 807단계로 진행하여 상기 획득한 TOD 데이터를 이용하여 추정 AFN을 산출한다. Specifically, if there is a quotient in step 803, the flow proceeds to step 805 to discard the portion corresponding to the quotient from the obtained predetermined value, and calculates the estimated AFN as shown in Equation 2 using only the remaining values. Calculate. If there is no quotient in step 803, the process proceeds to step 807 to calculate an estimated AFN using the obtained TOD data.

다음으로, 상기 809단계에서 상기 기지국은 상기 805단계 또는 상기 807단계에서 산출한 추정 AFN을 이용하여 상기 <수학식 3>에 나타낸 바와 같은 예측 AFN을 산출한 후 811단계로 진행한다. 마지막으로 상기 811단계에서 상기 기지국은 EVEN 클럭 생성 시점을 검색하기 위한 EVEN 시간 카운터(EVEN Time counter)를 산출한 후 상기 EVEN 시간 카운터에 상응하는 EVEN 클럭 생성 시점에서 상기 611단계의 EVEN 클럭을 생성한다. 여기서, 상기 EVEN 시간 카운터는 하기 <수학식 4>와 같이 나타낼 수 있다.Next, in step 809, the base station calculates the prediction AFN as shown in Equation 3 using the estimated AFN calculated in step 805 or 807, and then proceeds to step 811. Finally, in step 811, the base station calculates an EVEN time counter for searching for an EVEN clock generation time and then generates the EVEN clock in step 611 at the generation time of the EVEN clock corresponding to the EVEN time counter. . In this case, the EVEN time counter may be represented by Equation 4 below.

Figure 112005068499476-PAT00004
Figure 112005068499476-PAT00004

상기 <수학식 4>에 나타낸 바와 같이, 상기 EVEN 시간 카운터는 상기 EVEN 클럭 생성 시점을 검색하는 과정 없이 바로 실행하는 과정을 나타낸다. 구체적으로, 기지국에 파워가 온되어 가동하는 초기에 한번 EVEN 시간 출력 시점을 AFN을 통해서 구한다. 그러면 EVEN 시간 예컨대, 2초 동안에 발생하는 AFN 개수만큼을 계산 완료된 pre_AFN에 더한 값의 AFN이 수신 될 때마다 EVEN 시간을 발생시키면 계속 EVEN 시간을 발생할 수 있다.As shown in Equation 4, the EVEN time counter indicates a process of executing the EVEN clock generation without searching for the EVEN clock generation time. Specifically, the EVEN time output time point is obtained through the AFN once at the initial stage of power-up and operation of the base station. Then, the EVEN time can be generated by generating the EVEN time whenever the AFN of the value obtained by adding the number of AFNs generated during the EVEN time, for example, 2 seconds, to the pre_AFN that has been calculated.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, various modifications are of course possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined not only by the claims below, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이 본 발명에서 제안하는 본 발명의 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템 시간 동기화 방법에 따르면, 광대역 무선 접속 통신 시스템에서 GPS가 없는 기지국에서도 정확한 GPS 시간 동기를 효율적으로 맞출 수 있는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 GPS 수신기를 장착하지 않은 기지국에서 GPS 수신기를 장착한 기지국을 통해 시간을 동기화할 수 있다. 즉, 본 발명은 GPS 수신기를 장착한 기지국에서 전송하는 시간 동기 및 TOD 데이터를 이용하여 GPS 수신기가 없는 기지국에서도 GPS 시간 동기를 정확하게 맞출 수 있는 이점을 가진다. 이를 통해 GPS 신호의 수신이 어려운 실내 환경 등에 설치되는 초소형 기지국의 확장이 용이한 이점을 가진다. 상기와 같이 GPS 신호의 수신이 어려운 실내 등에서 GPS 수신기의 장착 없이 소형 기지국의 구현이 가능함에 따라 시스템 설계의 가격 부담을 줄일 수 있는 이점을 가진다.As described above, according to the satellite positioning system time synchronization method in the broadband wireless access communication system of the present invention proposed in the present invention, the GPS time synchronization can be efficiently adjusted even in a base station without GPS in the broadband wireless access communication system. Has In a base station not equipped with a GPS receiver according to the present invention, time may be synchronized through a base station equipped with a GPS receiver. That is, the present invention has an advantage of accurately matching GPS time synchronization even in a base station without a GPS receiver using time synchronization and TOD data transmitted from a base station equipped with a GPS receiver. As a result, it is easy to expand the micro base station installed in an indoor environment where GPS signals are difficult to receive. As described above, since a small base station can be implemented without a GPS receiver installed in a room where GPS signals are difficult to receive, there is an advantage of reducing the cost burden of the system design.

Claims (23)

광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(GPS) 시간 동기화 방법에 있어서,In the satellite positioning system (GPS) time synchronization method in a broadband wireless access communication system, GPS 수신기를 포함하지 않는 제1 기지국에서 GPS 수신기를 포함하는 제2 기지국을 검색하는 과정과,Searching for a second base station including a GPS receiver in a first base station not including a GPS receiver, 상기 검색되는 제2 기지국으로부터 TOD(Time Of Day) 데이터를 획득하는 과정과,Obtaining time of day (TOD) data from the searched second base station; 상기 획득하는 TOD 데이터를 이용하여 액세스 포인트 프레임 넘버(AFN)를 산출하는 과정과, Calculating an access point frame number (AFN) using the obtained TOD data; 상기 AFN을 이용하여 EVEN 클럭을 생성한 후 상기 제2 기지국과의 시간 동기화를 수행하는 과정을 포함하는 GPS 시간 동기화 방법.Generating an EVEN clock using the AFN and performing time synchronization with the second base station. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 AFN 산출 과정은, The AFN calculation process, 상기 획득한 TOD 데이터 및 AFN 주기(cycle)를 이용하여 추정 AFN 산출을 위한 소정의 값을 구하는 과정과,Obtaining a predetermined value for calculating an estimated AFN using the acquired TOD data and an AFN cycle; 상기 산출한 소정의 값에서 몫에 해당하는 부분을 버린 나머지 값을 이용하여 추정 AFN을 계산하는 과정과,Calculating an estimated AFN using the remaining value of discarding the portion corresponding to the quotient from the calculated predetermined value; 상기 추정 AFN을 이용하여 다음 EVEN 시간에서 예측되는 예측 AFN을 계산하는 과정을 포함하는 GPS 시간 동기화 방법.And calculating a predictive AFN predicted at a next EVEN time by using the estimated AFN. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 소정의 값은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.The predetermined value is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00005
Figure 112005068499476-PAT00005
제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 추정 AFN은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.And the estimated AFN is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00006
Figure 112005068499476-PAT00006
단, cal_AFN는 지연(delay)을 고려한, 지난 EVEN 시간(EVEN time) 때로 추정하는 추정 AFN을 나타내며, AFN 주기는 규격에서 정의한 AFN 값에 프레임 클럭(Frame Clock)을 곱하여 계산한 값을 나타내며, 상기 offset(200)은 1초 안에 들어가는 프레임 클럭 개수를 나타냄.However, cal_AFN represents an estimated AFN estimated at the last EVEN time in consideration of delay, and the AFN period represents a value calculated by multiplying a frame clock by an AFN value defined in the standard. offset (200) represents the number of frame clocks that fall within one second.
제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 예측 AFN은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.The prediction AFN is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00007
Figure 112005068499476-PAT00007
단, pre_AFN은 다음 EVEN 시간에서 나와야 하는 예측된 AFN을 나타내며, offset(400)은 상기 pre_AFN을 예측하기 위해 EVEN 시간 안에 들어가는 프레임 클럭의 개수를 나타냄. However, pre_AFN represents a predicted AFN that should come out at the next EVEN time, and offset (400) represents the number of frame clocks that fall within the EVEN time to predict the pre_AFN.
제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 AFN 산출 후, 상기 AFN을 이용하여 짝수(EVEN) 클럭 생성 시점을 검색하고, 상기 검색된 EVEN 클럭 생성 시점에서 상기 EVEN 클럭을 생성하는 과정을 포함하는 GPS 시간 동기화 방법.After calculating the AFN, searching for an even (EVEN) clock generation time using the AFN, and generating the EVEN clock at the found EVEN clock generation time. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 EVEN 클럭 생성 시점은 하기와 같이 구함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.The generation time point of the EVEN clock is obtained as follows.
Figure 112005068499476-PAT00008
Figure 112005068499476-PAT00008
광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(GPS) 시간 동기화 방법에 있어서,In the satellite positioning system (GPS) time synchronization method in a broadband wireless access communication system, GPS 수신기를 포함하는 소정 기지국으로부터 TOD(Time Of Day) 데이터를 수신하는 과정과,Receiving time of day (TOD) data from a predetermined base station including a GPS receiver, 상기 수신된 TOD 데이터를 이용하여 추정 액세스 포인트 프레임 넘버(AFN) 획득을 위한 소정의 값을 계산하는 과정과,Calculating a predetermined value for obtaining an estimated access point frame number (AFN) using the received TOD data; 상기 소정의 값을 이용하여 상기 추정 AFN을 계산하는 과정과,Calculating the estimated AFN using the predetermined value; 상기 추정 AFN을 이용하여 다음 시점에서 예측되는 예측 AFN을 계산하는 과정과,Calculating a predictive AFN predicted at a next time point using the estimated AFN; 상기 계산된 예측 AFN을 이용하여 짝수(EVEN) 클럭을 생성하는 과정과,Generating an even clock using the calculated prediction AFN; 상기 EVEN 클럭 및 상기 TOD 데이터를 이용하여 상기 소정 기지국과의 시간 동기화를 수행하는 과정을 포함하는 GPS 시간 동기화 방법.And synchronizing time with the predetermined base station using the EVEN clock and the TOD data. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 GPS 수신기를 포함하는 소정 기지국이 검색되면, 상기 소정 기지국과의 동기화를 위한 프레임 클럭을 복원하는 과정을 포함하는 GPS 시간 동기화 방법.Restoring a frame clock for synchronization with the predetermined base station when a predetermined base station including the GPS receiver is found. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 소정의 값은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.The predetermined value is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00009
Figure 112005068499476-PAT00009
제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 추정 AFN은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.And the estimated AFN is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00010
Figure 112005068499476-PAT00010
단, cal_AFN는 지연(delay)을 고려한, 지난 EVEN 시간(EVEN time) 때로 추정하는 추정 AFN을 나타내며, AFN 주기는 규격에서 정의한 AFN 값에 프레임 클럭(Frame Clock)을 곱하여 계산한 값을 나타내며, 상기 offset(200)은 1초 안에 들어가는 프레임 클럭 개수를 나타냄.However, cal_AFN represents an estimated AFN estimated at the last EVEN time in consideration of delay, and the AFN period represents a value calculated by multiplying a frame clock by an AFN value defined in the standard. offset (200) represents the number of frame clocks that fall within one second.
제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 예측 AFN은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.The prediction AFN is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00011
Figure 112005068499476-PAT00011
단, pre_AFN은 다음 EVEN 시간에서 나와야 하는 예측된 AFN을 나타내며, offset(400)은 상기 pre_AFN을 예측하기 위해 EVEN 시간 안에 들어가는 프레임 클럭의 개수를 나타냄. However, pre_AFN represents a predicted AFN that should come out at the next EVEN time, and offset (400) represents the number of frame clocks that fall within the EVEN time to predict the pre_AFN.
제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 예측 AFN 산출 후, 상기 AFN을 이용하여 EVEN 클럭 생성 시점을 검색하고, 상기 검색된 EVEN 클럭 생성 시점에서 상기 EVEN 클럭을 생성하는 과정을 포함하는 GPS 시간 동기화 방법.After calculating the prediction AFN, searching for an EVEN clock generation time using the AFN, and generating the EVEN clock at the searched EVEN clock generation time. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 EVEN 클럭 생성 시점은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 시간 동기화 방법.The generation time point of the EVEN clock is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00012
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광대역 무선 접속 통신 시스템에서 위성 위치 확인 시스템(GPS) 수신가 없는 기지국에서의 시간 동기화 방법에 있어서,A time synchronization method in a base station without GPS reception in a broadband wireless access communication system, 상기 기지국은 자신과 인접한 주변 기지국들 중 GPS 수신기를 포함하는 소정 주변 기지국을 스캔하는 과정과,The base station scans a predetermined neighbor base station including a GPS receiver among neighboring base stations adjacent to the base station; 상기 스캔되는 소정의 주변 기지국이 있으면, 상기 주변 기지국과 클럭 복원 절차를 수행하는 과정과,Performing a clock recovery procedure with the neighboring base station if the predetermined neighboring base station is scanned; 상기 클럭 복원 절차 수행 후, 동기화 절차를 수행하는 과정과,Performing a synchronization procedure after performing the clock recovery procedure; 상기 동기화 절차 수행 후, 짝수(EVEN) 클럭을 생성하는 과정을 포함하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.After performing the synchronization procedure, time synchronization method in a base station without a GPS receiver comprising the step of generating an even (EVEN) clock. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 클럭 복원 절차는, The clock recovery procedure, 상기 스캔된 주변 기지국으로 레인징을 요청하고, 그에 상응하는 응답을 수신하는 과정과,Requesting ranging from the scanned neighboring base station and receiving a corresponding response; 상기 레인징 응답을 수신하면, 액세스 포인트 프레임 넘버(AFN) 주기 및 프레임 클럭을 복원하는 과정과,Restoring an access point frame number (AFN) period and frame clock upon receiving the ranging response; 상기 AFN 주기 및 클럭 복원 후, 상기 주변 기지국으로 TOD(Time Of Day) 데이터를 요청하고, 그에 대한 응답을 수신하는 과정과,After the AFN cycle and clock recovery, requesting time of day (TOD) data from the neighboring base stations and receiving a response thereto; 상기 주변 기지국으로부터 획득하는 TOD 데이터를 확인하는 과정과,Checking TOD data obtained from the neighboring base station; 상기 TOD 데이터가 짝수(EVEN) 클럭을 만족하면, 상기 동기화 절차를 수행하는 과정을 포함하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.If the TOD data satisfies an even (EVEN) clock, performing the synchronization procedure. 제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 동기화 절차는,The synchronization procedure, 상기 주변 기지국으로부터 획득하는 TOD 데이터와 AFN 주기(cycle)를 이용하여 소정의 값을 산출하는 과정과,Calculating a predetermined value using TOD data and an AFN cycle obtained from the neighboring base stations; 상기 산출한 소정의 값에서 몫에 해당하는 부분을 버리고, 나머지 값만을 이용하여 추정 AFN을 산출하는 과정과,Discarding a portion corresponding to the quotient from the calculated predetermined value and calculating an estimated AFN using only the remaining values; 상기 산출한 추정 AFN을 이용하여 다음 EVEN 시점의 예측 AFN을 산출하는 과정과,Calculating a predictive AFN at the next EVEN time point using the calculated estimated AFN; 상기 예측 AFN 산출 후, EVEN 시간 카운터(EVEN Time counter)를 산출하는 과정과,Calculating an EVEN time counter after calculating the prediction AFN; 상기 EVEN 시간 카운터에 상응하여 EVEN 클럭을 생성하는 과정을 포함하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.And generating an EVEN clock corresponding to the EVEN time counter. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 소정의 값은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.The predetermined value is calculated as follows. Time synchronization method in a base station without a GPS receiver.
Figure 112005068499476-PAT00013
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제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 소정의 값 산출 후, 상기 소정의 값에 몫이 존재하는지 확인하는 과정과,After calculating the predetermined value, checking whether a quotient exists at the predetermined value; 상기 몫이 존재하면, 상기 구한 소정의 값에서 몫에 해당하는 부분을 버리고, 나머지 값만을 이용하여 상기 추정 AFN을 산출하는 과정과,If the quotient exists, discarding a portion corresponding to the quotient from the obtained predetermined value and calculating the estimated AFN using only the remaining values; 상기 몫이 존재하지 않으면, 상기 획득한 TOD 데이터를 이용하여 상기 추정 AFN을 산출하는 과정을 포함하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.If the quotient does not exist, calculating the estimated AFN using the obtained TOD data, the time synchronization method in a base station without a GPS receiver. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 추정 AFN 산출은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.The estimation AFN calculation is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00014
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단, cal_AFN는 지연(delay)을 고려한, 지난 EVEN 시간(EVEN time) 때로 추정하는 추정 AFN을 나타내며, AFN 주기는 규격에서 정의한 AFN 값에 프레임 클럭(Frame Clock)을 곱하여 계산한 값을 나타내며, 상기 offset(200)은 1초 안에 들어가는 프레임 클럭 개수를 나타냄.However, cal_AFN represents an estimated AFN estimated at the last EVEN time in consideration of delay, and the AFN period represents a value calculated by multiplying a frame clock by an AFN value defined in the standard. offset (200) represents the number of frame clocks that fall within one second.
제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 예측 AFN 산출은 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.The prediction AFN calculation is calculated as follows.
Figure 112005068499476-PAT00015
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단, pre_AFN은 다음 EVEN 시간에서 나와야 하는 예측된 AFN을 나타내며, offset(400)은 상기 pre_AFN을 예측하기 위해 EVEN 시간 안에 들어가는 프레임 클럭의 개수를 나타냄. However, pre_AFN represents a predicted AFN that should come out at the next EVEN time, and offset (400) represents the number of frame clocks that fall within the EVEN time to predict the pre_AFN.
제15항에 있어서,The method of claim 15, 상기 EVEN 클럭을 생성하는 과정은, 상기 추정 AFN 및 상기 예측 AFN을 비교하여 EVEN 시간 카운터를 계산하는 과정과,The generating of the EVEN clock may include: calculating an EVEN time counter by comparing the estimated AFN and the predicted AFN; 상기 계산된 EVEN 시간 카운터를 이용하여 EVEN 클럭 생성 시점을 확인하는 과정과,Checking a time point for generating an EVEN clock by using the calculated EVEN time counter; 상기 확인되는 EVEN 클럭 생성 시점에서 상기 EVEN 클럭을 생성하는 과정을 포함하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.And generating the EVEN clock at the identified EVEN clock generation time. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 EVEN 시간 카원터를 하기와 같이 계산함을 특징으로 하는 GPS 수신기가 없는 기지국에서 시간 동기화 방법.And calculating the EVEN time covenant as follows.
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