KR20130085507A

KR20130085507A - 무선 통신 시스템 및 무선 통신 시스템에서 시간 동기 방법

Info

Publication number: KR20130085507A
Application number: KR1020110134200A
Authority: KR
Inventors: 황성욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2013-07-30
Also published as: US9060333B2; US20130154877A1

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템 및 그 무선 통신 시스템에서 시간 동기 방법에 관한 것으로, GPS(Global Positioning System) 수신기는 GPS 위성으로부터 GPS 절대 시간 정보 및 GPS 정보를 수신하는 과정과, 상기 GPS 수신기는 상기 GPS 절대 시간 정보로 시간 정보를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 기지국은 상기 시간 정보를 통해 기지국 절대 시간 정보를 생성하는 과정으로 구성된다. 따라서 다수 개의 GPS 수신기를 이용함으로써, GPS 수신 상태의 연속성을 보장할 수 있다. 또한 고정도 국부발진기의 비용이 절감될 수 있다.

Description

무선 통신 시스템 및 무선 통신 시스템에서 시간 동기 방법{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND METHOD FOR TIME SYNCHRONIZATION THEREOF}

본 발명은 무선 통신 시스템 및 그 무선 통신 시스템에서 시간 동기 방법에 관한 것으로, GPS 신호를 수신하는 수신 장치를 포함하는 원격무선장치(RRH, Remote Radio Header)와 기지국으로 구성되는 무선 통신 시스템 및 무선 통신 시스템에서 GPS에 동기를 이루고, 유지하는 방법에 관한 것이다.

기지국은 망간 동기를 위해 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 수신된 GPS 신호를 이용한다. GPS 위성 신호의 세기는 지구가 평평하다고 가정한 상황에서 약 16000Km 떨어진 자동차 안개 등의 밝기에 비유할 수 있을 정도로 매우 약한 신호이다. 그래서 GPS 수신기와 GPS 위성 간의 Line of Sight가 확실히 확보되지 않을 경우 쉽게 GPS　신호가 block될 수 있다. 또한 GPS 신호는 매우 미약한 신호이기 때문에 유사 주파수　대에서 보다 강한 신호가 존재할 경우, GPS 수신기는 GPS 위성으로부터 전송되는 GPS 신호를 수신할 수 없다.

GPS 수신기가 GPS 신호를 제대로 해석하지 못할 경우, 기지국은 부정확한 시간 동기로 인해 오동작하거나, 제약적인 동작 상태가 될 수 있다. 그리고 최악의 경우 통신이 단절이 되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한 다양한 통신기술에 의해 GPS 주파수 영역에도 통신 주파수 혹은 방송 주파수가 할당되어 이러한 양호한 GPS 수신 신호의 환경적 보장이 어렵게 되고 있고, 더욱 가속화될 것으로 예상된다.

이와 같이 GPS 신호 수신 성능 저하로 인해 발생될 수 있는 피해를 최소화하기 위해 다양한 방법이 연구되고 있다. 예를 들어 GPS 수신기를 기지국의 디지털 블록 내에 설치하고, GPS 수신이 불가할 경우를 대비한 홀드오버 기능을 위해 고정도의 국부 발진기를 사용한다.

무선 통신 시스템에서 GPS 수신기를 구비하는 망동기 블록은 전체망의 절대 시간 동기 관점에서 상당히 중요하다. 이에 기지국은 클락 이중화를 적용하여, 특정부분에 적어도 두 개의 동일 기능 망동기 블록을 구비한다. 각각의 망동기 블록은 GPS 안테나를 각각 포함한다. 이에 기지국의 시스템 용량 크기와 공간 상에 제약이 발생되며, 비용도 많이 소비된다는 문제점이 있다.

또한 클락 이중화를 구비하였다 하더라도 환경 혹은 장비의 결합에 의해 GPS 신호를 잃을 경우를 대비하여 망동기 블록에는 고정도 국부발진기를 구비되며, Holdover라는 예비 기능을 수행한다. 이때 사용되는 고정도 국부발진기는 상당히 정밀한 발진기로서, 고가의 발진기이다. 근래에 이르러 고정도 국부발진기의 크기가 작아졌으나, 여전히 주변 온도 변화에 민감하여 특수 발진기를 선택해야한다. 또한 국부발진기는 그 크기로 인해 시스템 내에서 공간적 제약이 따르며, 비용적인 측면에서도 고가에 해당하는 장치라는 것이 문제점이다.

따라서 본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 시간 동기 방법을 제안한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서 무선 통신 시스템의 시간 동기 방법은 GPS(Global Positioning System) 수신기는 GPS 위성으로부터 GPS 절대 시간 정보를 수신하는 과정과, 상기 GPS 수신기는 상기 GPS 절대 시간 정보로 시간 정보를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 기지국은 상기 시간 정보를 통해 기지국 절대 시간 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에서 상기 기지국으로 전송하는 과정에 있어서 상기 기지국으로부터 전송된 상기 기지국 절대 시간 정보와 상기 GPS 절대 시간 정보를 위상 동기화하여 상기 시간 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에서 시간 동기 무선 통신 시스템은 GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 GPS 절대 시간 정보를 수신하고, 상기 GPS 절대 시간 정보로 시간 정보를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 GPS 수신기와, 상기 GPS 수신기로부터 전송된 상기 시간 정보를 통해 기지국 절대 시간 정보를 생성하는 상기 기지국을 포함한다.

다음으로 본 발명에서 상기 GPS 수신기는 상기 기지국으로부터 전송된 상기 기지국 절대 시간 정보와 상기 GPS 절대 시간 정보를 위상 동기화하여 상기 시간 정보를 생성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다수 개의 GPS 수신기를 이용함으로써, GPS 수신 상태의 연속성을 보장할 수 있다. 또한 고정도 국부발진기의 비용이 절감될 수 있다. 다수 개의 GPS 수신기는 서로 다른 곳에 GPS 수신기가 위치하여 양호한 GPS를 기준으로 클럭 공급의 항시성이 확보된다. 따라서 GPS 수신이 불가할 경우에 대비한 홀드오버로 동작하는 기회가 획기적으로 감소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 신호를 수신하기 위한 원격무선장비 및 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비와 기지국 간 신호 송수신 통로를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비의 구성을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CPRI 프로토콜을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CPRI 하이퍼프레임의 구조를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CPRI 프레임을 이용하여 1PPS를 복원하는 방법을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비의 절대 시간 동기 방법을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 절대 시간 동기 방법을 도시한 도면.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 신호를 수신하기 위한 무선 통신 시스템을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비(110a, 110b, 110n)와 기지국(120)으로 구성된다.

적어도 하나의 GPS(Global Positioning System) 수신기(110a, 110b, 110n)는 RRH(Remote Radio Head)와 일체형으로, GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비 간에는 cascade 연결될 수 있다. cascade 연결이란 하나의 장치가 동작하면, 곧 다음의 장치가 동작하도록 연결하는 방법을 의미한다. 즉 제1 GPS 수신기(110a)가 GPS 신호를 수신하기 위해 동작하면, 연달아 제2 GPS 수신기(110b)도 GPS 신호를 수신하기 위해 동작하고, 그 후 제3 GPS 수신기(110n)도 GPS 신호를 수신하기 위해 동작한다. 혹은 각각의 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비가 독립적으로 동작할 수 있다.

RRH는 기지국과 CPRI(Common Public Radio Interface) 프로토콜을 이용한 광케이블을 통해 연결되며, 기지국의 영역을 확장시키는데 이용된다. 본 발명에서 적어도 하나의 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비(110a, 110b, 110n)는 기지국과 따로 구성되며, CPRI 프로토콜을 통해 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 정보를 기지국에 전송할 수 있다.

적어도 하나의 GPS 수신기(110a, 110b, 110n)는 GPS 위성의 신호를 수신하는 GPS 전용 Antenna를 구비한다. 그리고 적어도 하나의 GPS 수신기(110a, 110b, 110n)는 GPS Antenna로 수신된 GPS 위성 신호를 해석하여 기준 클락인 절대 시간 정보와 GPS 시각 정보를 처리할 수 있다. 여기서 적어도 하나의 GPS 수신기(110a, 110b, 110n)는 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 신호를 통해 GPS 정보인 GPS 절대 시간 정보인 1PPS(G_1PPS), GPS 시각 정보(TOD, Time of Day) 및 GPS 수신부 상태 정보를 확인할 수 있다. 본 발명에서 적어도 하나의 GPS 수신기(110a, 110b, 110n)는 GPS 위성으로부터 수신되는 절대 시간 정보인 G_1PPS(GPS_1 Pulse Per Second)와 기지국(120)으로 전달된 기지국 절대 시간 정보인 C_1PPS(Control_1 Pulse Per Second) 간의 위상을 동기화하여 생성되는 시간 정보를 기지국(120)으로 전달할 수 있다.

기지국(120)은 적어도 하나의 GPS 수신기(110a, 110b, 110n)로부터 수신되는 기준 클락과 시간 정보를 처리하는 망동기부를 포함한다. 그리고 또한 기지국(120)은 GPS 위성 신호를 수신하지 못할 경우 등을 대비한 고정도 국부발진기를 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 기지국(120)은 적어도 하나의 GPS 수신기(110a, 110b, 110n)로부터 수신되는 GPS 정보 및 시간 정보를 확인한다. 그리고 기지국(120)은 수신된 GPS 정보들을 비교하여 가장 최적의 값을 갖는 GPS 정보 및 시간 정보를 이용하여 기지국 절대 시간 정보를 생성할 수 있다. 최적의 값은 적어도 하나의 GPS 수신기로부터 수신된 GPS 정보의 값들 중에서 높은 유효율 또는 가장 큰 값을 의미한다.

이때 기지국(120)은 수신된 GPS 정보 및 동기화된 시간 정보 중에서 최적의 값을 갖는 GPS 정보를 확인한다. 그리고 기지국(120)은 GPS 위성 개수가 가장 많은 GPS 정보를 최적의 GPS 정보로 선택할 수 있다. 다음으로 기지국(120)은 TOD의 유효값을 통해 GPS 정보를 최적의 GPS 정보로 선택할 수 있다. 또는 기지국(120)은 동기화된 시간 정보의 유효값을 확인하여 GPS 정보를 선택할 수 있다. 최적의 값을 갖는 GPS 정보가 확인되면, 기지국(120)은 해당 GPS 정보와 함께 전송된 시간 정보를 이용하여 기지국 절대 시간 정보를 생성할 수 있다.

이렇게 생성되는 절대 시간 정보는 단말, 다른 기지국 간 데이터 통신을 위한 시간 동기화에 사용될 수 있으며, GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비(110a, 110b, 110n)로 전달되어 GPS 위성으로부터 수신된 절대 시간 정보와 동기화되는데 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기와 기지국 간 신호 송수신 통로를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비(210)과 기지국(220)은 CPRI(Common Public Radio Interface) 링크(230)로 연결되어 있다. CPRI는 무선 장비 제어기(Radio Equipment Control;REC)에서 무선 장비(Radio Equipment; RE)로 알려진 특정 지역 또는 원격 무선 장치 사이의 기지국 간 접속을 정의하는 규격이다. CPRI는 REC와 RE간, 또는 RE와 다른 RE 간의 통신을 위해 IQ 샘플 데이터(IQ sample data), 동기화(Synchronization) 정보 등으로 정의된다.

이에 무선 장비 제어기인 기지국(220)와 무선 장비인 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비(210)는CPRI 링크(230)를 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 그러기 위해 기지국(220)과 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비(210)의 제어부는 CPRI 인터페이스로 구성된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비내 관련 부의 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비의 관련부(310)는 GPS 수신부(320), 위상 동기화부(330), 제어부(340)로 구성된다.

GPS 수신부(320)는 GPS 위성으로부터 전송되는 GPS 정보를 수신하는 GPS 안테나(325)를 구비한다. 그리고 GPS 수신부(320)는 GPS 위성으로부터 수신되는 GPS 절대 시간 정보인 1PPS(G_1PPS), GPS 시각 정보(TOD, Time of Day) 및 GPS 수신부 상태 정보를 제어부(340)로 전달한다. 여기서 제어부(340)는 CPRI 인터페이스로 구성될 수 있다.

위상 동기화부(330)는 기지국으로부터 수신된 기지국 절대 시간 정보인 C_1PPS(315)와 GPS 위성으로부터 수신된 G_1PPS를 위상 동기화하여 시간 정보를 생성한다. 좀 더 상세히, 위성 동기화를 통해 시간 정보를 생성하는 과정은 다음과 같다.

기지국은 임의의 C_1PPS에 의해 동기된 CPRI의 BFN(Basic Frame number)값을 '0'으로 셋팅하여 CPRI Frame을 CPRI 인퍼페이스로 구성된 GPS 수신기(310)의 제어부(340)로 전송한다. 그러면, GPS 수신기(310)의 제어부(340)는 수신된 기지국의 CPRI Frame의 BFN값을 확인하여 BFN값이 '0'일때 클락 펄스를 생성한다. 이때 생성된 클락 펄스는 기지국에 의해 전송된 C_1PPS이다.

위상 동기화부(330)는 제어부(340)의 CPRI 인터페이스를 통해 기지국으로부터 전달된 C_1PPS(compensation 1PPS)와 GPS 안테나를 통해 GPS 위성으로부터 전달된 G_1PPS(GPS 1PPS)의 위상을 비교하여 시간 정보를 동기화할 수 있다. 즉 위상 동기화부(330)는 동기화된 시간 정보인 PD(Phase Detect) 값을 생성한다. 다음으로 위상 동기화부(330)는 생성된 PD 값을 제어부(340)로 전달한다.

제어부(340)는 GPS 수신부로부터 전달된 TOD, GPS 수신부 상태 정보 및 PD(Phase Detect)(350) 값을 CPRI 인터페이스를 통해 기지국으로 전송한다.

다시 말해 GPS 수신기는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 정보 중 절대 시간 정보를 확인한다. 그리고 GPS 수신기는 확인된 절대 시간 정보를 기준으로 기지국으로부터 수신된 기지국 절대 시간 정보인 C_1PPS를 시간 정보로 동기화한다. 마지막으로 GPS 수신기는 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 정보 및 동기화된 시간 정보를 기지국으로 전달할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CPRI 프로토콜을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, CPRI 규격(CPRI Sepcification)에서 protocol은 1계층과 2계층으로 정의된다. 그리고 CPRI 규격에서 protocol은 User Plane Data 전송을 위한 IQ Data와 프레임과 시간 동기를 위한 Synchronization, 기본적인 1계층 링크 설정 및 주요 정보를 전송하기 위한 L1 in-band Protocol, 제어 정보를 위한 C&M(Control and Management) data로 구성된다. CPRI 규격에 의하면 C&M Data나 Synchronization 정보는 사용자에 의해 정의될 수 있다. 이에 GPS 수신기는 기지국 제어 블록 내 클락 PLL(Phase Locked Loop) 제어를 위한 동기화된 시간 정보인 PD(Phase Detect) 값과 GPS 시각 정보를 CPRI 프레임(Frame) 내의 사용자 정의가 가능한 Vendor specific 영역을 이용하여 기지국에 전송한다.

도 5 내지 도 6은 CPRI 프레임 구조 및 그를 이용하여 1PPS를 동기화하는 방법에 대하여 설명하는 도면이다. 도 5 내지 도 6 설명에 있어서 CPRI 규격과 동일한 부분은 그 자세한 설명을 생략한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CPRI 하이퍼 프레임의 구조를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, CPRI 프레임은 150개의 하이퍼(hyper) 프레임으로 구성되고, 하나의 하이퍼 프레임은 255개의 베이직(basic) 프레임으로 구성된다. 그리고 각각의 베이직 프레임은 제어 코드로 구성된다.

하나의 하이퍼 프레임이 가지는 255개의 제어워드는 4개씩 그룹핑되어 64개의 서브 채널로 구성된다. 64개의 서브 채널 중에서 일부분의 서브 채널들이 vendor specific 영역(510)으로 할당될 수 있다. 여기서 Vendor specific 영역(510)은 사용자에 의해 정의될 수 있는 영역이다. 그러면 GPS 수신기는 기지국 내의 클락 PLL(Phase Locked Loop) 제어를 위한 동기화된 시간 정보인 PD(Phase Detect) 값과 GPS 시각 정보를 Vendor specific 영역(510)을 이용하여 기지국에 전송한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 CPRI 프레임을 이용하여 1PPS 동기화 방법을 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, CPRI 표준 베이직 프레임 구조는 1칩(chip)(3.84Mpbps)를 기준으로 15 bits의 베이직 I/Q 데이터(기저대역 신호)와 1개의 베이직 헤더(Header)로 구성된다. IQ 데이터는 CPRI 규격에 맞추어 송신하기 위해 기본 베이직 프레임 중 두 개의 매핑 프레임으로 나누어 전송된다. 그리고 150개의 하이퍼 프레임 중 하나의 하이퍼 프레임은 256 개의 베이직 프레임으로 구성된다. 또한 150 개의 하이퍼 프레임은 100개의 BFN 중 하나의 BFN으로 구성된다. 다음으로 100개의 BFN이 1PPS를 확인하는 기준이 된다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 구성을 도시한 도면이다.

도 7을 참조하면, 기지국(710)은 제어부(720), 필터(730), 오실레이터(740)로 구성된다.

제어부(720)는 다수 개의 GPS 수신기로부터 GPS 정보를 수신한다. 다시 말해 제어부(720)는 전송된 CPRI Frame을 통해 GPS 정보인 PD₁, PD₂, PD₃, PD₄,...(715)값과 TOD를 복원한다. 그리고 제어부(720)는 복원된 PD값과 TOD를 필터(730)로 전달한다. 이때 제어부(720)는 수신된 GPS 정보 중 최대 값을 갖는 GPS 정보만을 필터(730)로 전달한다. 다시 말해 제어부(720)는 다수 개의 GPS 수신기로부터 전송된 GPS 정보 중에서 GPS 정보를 전송한 GPS 위성 개수가 가장 많은 GPS 정보를 선택할 수 있다. 다음으로 제어부(720)는 TOD의 유효값을 통해 GPS 정보를 선택할 수 있다. 또는 제어부(720)는 동기화된 시간 정보의 유효값을 확인하여 GPS 정보를 선택할 수 있다.

그러면 필터(730)는 PD값을 필터링하여 오실레이터(740)로 전달한다. 제어부(720)가 복원한 PD값은 오실레이터(740)(Oscillator; OSC)의 제어에 사용된다. 그리고 제어부(720)는 GPS 수신기로부터 수신된 GPS 정보인 GPS 수신부 상태 정보를 확인한다. 이때 GPS 수신부 상태 정보는 GPS 위성 정보인 위성 번호, 신호 세기 등에 대한 정보를 포함한다. 그리고 제어부(720)는 GPS 수신기로부터 전송된 GPS 수신부 상태 정보를 분석하여 수신된 GPS 정보의 정상 여부를 판단한다.

기지국(710)은 오실레이터(740)를 통해 GPS 수신기로부터 수신된 동기화된 시간 정보를 보정하여 기지국 절대 시간 정보로 생성할 수 있다.

오실레이터(740)에서 OSC 주파수와 같은 수로 나누어 절대 시간 정보인 1PPS로 생성된다. 이렇게 생성된 절대 시간 정보인 1PPS는 기지국(710) 제어 블럭에서 사용되는 기준 클락이 된다. 또한 동시에 1PPS는 C_1PPS(750)로 다시 GPS 수신기로 보내진다. 그리고 GPS 수신기의 위상 동기화부에서 G_1PPS와 C_1PPS의 위상차가 동기화되어 PD값으로 생성된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 GPS 수신기의 절대 시간 동기 방법을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, GPS 수신기는 810단계에서 GPS 위성으로부터 GPS 정보를 수신한다. 이때 GPS 정보는 GPS 위성 정보로, 위성 번호, GPS 위성 신호 세기, 절대 시간 정보 1PPS(Pulse Per Second)가 포함된다. 다음으로 GPS 수신기는 820단계에서 수신된 GPS 신호 중 절대 시간 정보를 확인한다. 여기서 GPS 위성으로부터 수신된 절대 시간 정보를 G_1PPS라고 설명한다.

그리고 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비의 위상 동기화부는 830단계에서 확인된 절대 시간 정보를 기준으로 기지국으로부터 수신된 기지국 절대 시간 정보인 C_1PPS를 시간 정보로 동기화한다. 즉 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비의 위상 동기화부는 G_1PPS를 기준으로 C_1PPS를 위상 동기화한다. 마지막으로 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비는 840단계에서 GPS 위성으로부터 수신된 GPS 정보 및 동기화된 시간 정보를 기지국으로 전달한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 절대 시간 동기 방법을 도시한 도면이다.

도 9를 참조하면, 기지국은 910단계에서 적어도 하나의 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비로부터 GPS 정보 및 동기화된 시간 정보를 수신한다. 이때 GPS 정보는 GPS 수신기가 GPS 신호를 전송한 GPS 위성의 개수, TOD(Time of Day), GPS 수신기의 수신 상태 등에 대한 정보들을 포함한다. 그리고 기지국은 920단계에서 수신된 GPS 정보 및 동기화된 시간 정보 중에서 최적의 값을 갖는 GPS 정보를 확인한다. 이때 기지국은 GPS 위성 개수가 가장 많은 GPS 정보를 선택할 수 있다. 다음으로 기지국은 TOD의 유효값을 통해 GPS 정보를 선택할 수 있다. 또는 기지국은 동기화된 시간 정보의 유효값을 확인하여 GPS 정보를 선택할 수 있다.

기지국은 930단계에서 최적의 값을 갖는 GPS 정보의 동기화된 시간 정보를 확인한다. 그리고 기지국은 940단계에서 확인된 시간 정보를 통해 기지국의 절대 시간 정보인 1PPS(Pulse Per Second)를 산출한다. 또한 도면에 도시되지 않았지만, 산출된 1PPS는 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비의 위상 동기화부로 전달되어, GPS 위성으로부터 수신되는 절대 시간 정보인 G_1PPS와 위상 동기화를 위한 비교 값으로 사용된다.

이와 같은 과정들을 통해 GPS 수신부가 포함되어있던 기지국 구조로부터 GPS 수신부가 분리된다. 그리고 분리된 GPS 수신부가 해당 기지국 안테나와 인접한 위치에 설치되는 원격무선장치(RRH, Remote Radio Head. 이하 RE, Radio Equipment와 혼용사용)에 구성된다. 따라서 GPS 수신기와 기지국 제어 블럭 (DU블럭, 베이스밴드 제어 블럭. 이하 REC, Radio Equipment Controller와 혼용으로 사용될 수 있음)이 구분되어 GPS 신호를 수신할 수 있다.

본 발명에 따르면, GPS 수신기의 다중화로 인해 무선 통신 시스템에 있어서 가장 중요한 망동기부에 대해서 보다 안정적인 GPS 수신 상태가 유지될 수 있다. 또한 GPS 위성 신호는 매우 미약한 신호이기 때문에 물리적인 장애물에 의해 쉽게 차단되거나, GPS 신호 주파수대와 동일한 주파수대의 다른 신호에 의해 방해를 받을 수 있다. 그러나 본 발명에 따르면 GPS 수신기가 서로 다른 위치의 기지국 원격무선장비(RRH, Remote Radio Head)에 장착됨으로써, 이와 같은 차단, 방해 및 장해에 대해서 효과적으로 대응할 수 있으며, 위험 요소의 분산 효과가 있다.

본 발명은 종래의 방법과 달리 서로 다른 곳에 GPS 수신기가 위치하여 양호한 GPS를 기준으로 클럭 공급의 항시성이 확보된다. 따라서 GPS 수신이 불가할 경우에 대비한 홀드오버로 동작하는 기회가 획기적으로 감소될 수 있다. 그리고 GPS 수신이 불가한 상황이 발생하더라도 다수개의 원격무선장비에 설치된 다른 GPS 수신기들이 있기 때문에 종래의 고가의 고정도 발진기의 비중이 획기적으로 감소 및 개선될 수 있다.

본 발명은 원격무선장비가 설치되어야만 하는 높은 위치적 효과로 인해 종래의 GPS 수신환경 개선을 위해 별도의 설비적 비용적 투자가 불필요하다. 또한, 본 발명은 기지국 원격무선장비인 RRH에 GPS 수신부의 구성인 GPS 안테나, GPS 수신부가 실장됨으로써 종래기술 대비 설치비용을 효과적으로 절감할 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선 통신 시스템의 시간 동기 방법에 있어서,
GPS(Global Positioning System) 수신기는 GPS 위성으로부터 GPS 절대 시간 정보 및 GPS 정보를 수신하는 과정과,
상기 GPS 수신기는 상기 GPS 절대 시간 정보로 시간 정보를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 과정과,
상기 기지국은 상기 시간 정보를 통해 기지국 절대 시간 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 기지국으로 전송하는 과정은
상기 기지국으로부터 전송된 상기 기지국 절대 시간 정보와 상기 GPS 절대 시간 정보를 위상 동기화하여 상기 시간 정보를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 방법.
제1항에 있어서,
상기 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비와 상기 기지국은 CPRI(Common Public Radio Interface) 링크로 연결되는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 방법.
제3항에 있어서, 상기 기지국으로 전송하는 과정은
CPRI 프레임(Frame) 내의 사용자 정의가 가능한 Vendor specific 영역을 이용하여 상기 시간 정보 및 상기 GPS 정보를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 기지국 절대 시간 정보를 생성하는 과정은
적어도 하나의 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비로부터 수신되는 GPS 정보를 확인하는 과정과,
상기 확인된 GPS 정보를 비교하여 가장 최적의 값을 갖는 GPS 정보와 함께 전송된 시간 정보를 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 방법.
제1항에 있어서, 상기 GPS 정보는
GPS 시각 정보(TOD, Time of Day) 및 GPS 수신부 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 방법.
GPS(Global Positioning System) 위성으로부터 GPS 절대 시간 정보 및 GPS 정보를 수신하고, 상기 GPS 절대 시간 정보로 시간 정보를 생성하여 상기 기지국으로 전송하는 GPS 수신기와,
상기 GPS 수신기를 포함하는 원격무선장비로부터 전송된 상기 시간 정보를 통해 기지국 절대 시간 정보를 생성하는 상기 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 무선 통신 시스템.
제7항에 있어서, 상기 GPS 수신기는
상기 기지국으로부터 전송된 상기 기지국 절대 시간 정보와 상기 GPS 절대 시간 정보를 위상 동기화하여 상기 시간 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 무선 통신 시스템.
제7항에 있어서,
상기 GPS 수신기와 상기 기지국은 CPRI(Common Public Radio Interface) 링크로 연결되는 것을 특징으로 하는 시간 동기 무선 통신 시스템.
제9항에 있어서, 상기 GPS 수신기는
CPRI 프레임(Frame) 내의 사용자 정의가 가능한 Vendor specific 영역을 이용하여 상기 시간 정보 및 상기 GPS 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 무선 통신 시스템.
제7항에 있어서, 상기 기지국은
적어도 하나의 GPS 수신기로부터 수신되는 GPS 정보를 확인하고, 상기 확인된 GPS 정보를 비교하여 가장 최적의 값을 갖는 GPS 정보와 함께 전송된 시간 정보를 확인하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 무선 통신 시스템.
제7항에 있어서, 상기 GPS 정보는
GPS 시각 정보(TOD, Time of Day) 및 GPS 수신부 상태 정보 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 무선 통신 시스템.