KR20220130670A

KR20220130670A - R-phy 네트워크 아키텍처에서 큰 위상 보정을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220130670A
Application number: KR1020227019795A
Authority: KR
Inventors: 야이르 노이게보렌
Original assignee: 애리스 엔터프라이지즈 엘엘씨
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-09-27
Also published as: US20240163001A1; US20210175991A1; EP4073964A1; MX2022007049A; CA3158179A1; AU2020400045A1; WO2021119336A1; JP2023506489A; BR112022011076A2; US11984969B2

Abstract

CMTS 코어와 RPD 사이의 위상 동기화를 회복하기 위한 시스템 및 방법에 있어서, 위상 동기화는 바람직하게는 제1 크기의 주파수 조정을 갖는 제1 구간과 제2 크기의 주파수 조정을 갖는 제2 구간 사이에서 분할된 반복 시간 주기에 걸쳐 회복된다.

Description

R-PHY 네트워크 아키텍처에서 큰 위상 보정을 위한 시스템 및 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 "R-PHY 네트워크 아키텍처에서 큰 위상 보정을 위한 시스템 및 방법"라는 발명의 명칭으로 2019년 12월 10일에 출원된 미국 특허 가출원 제62/946,308호의 이익을 주장한다. 상기 출원의 완전한 개시는 모든 목적을 위해 참조로서 본원에 통합된다.

본 출원의 주제는 일반적으로 LTE FDD 모바일 네트워크에서 데이터를 전달하는 데 사용되는 R-PHY 전송 네트워크에서의 클럭의 동기화에 관한 것이다.

CATV(Cable Television) 네트워크는 원래 독점 RF 전송 시스템을 사용하여 장거리에 걸쳐 가입자에게 TV 콘텐츠를 전달하였지만, 현대 CATV 전송 시스템은 공급자의 헤드 엔드(head end)에서 가입자의 구내까지의 RF 전송 경로의 대부분을 보다 효과적인 광학 네트워크로 대체하여, 케이블 콘텐츠가 광 신호를 사용하여 헤드와 가입자 사이의 대부분의 거리에 걸쳐 전송되지만 동축 케이블을 통해 RF 신호로 종료되는 하이브리드 전송 시스템을 생성하였다.

역사적으로, 헤드 엔드는 또한 비디오, 케이블 인터넷, VoIP(Voice over Internet Protocol) 등과 같은 고속 데이터 서비스를 제공하는 데 사용되는 CMTS(Cable Modem Termination System)을 포함했다. 일반적으로, CMTS는 이더넷 인터페이스(또는 보다 전통적인 다른 고속 데이터 인터페이스)뿐만 아니라 RF 인터페이스를 모두 포함하여, 인터넷에서 나오는 트래픽이, 이더넷 인터페이스를 통해, CMTS를 통해, 그리고 케이블 회사의 HFC(hybrid fiber coax) 시스템에 연결되는 광 RF 인터페이스로 라우팅(또는 브리지)될 수 있게 한다. 다운스트림 트래픽은 CMTS에서 가입자 가정의 케이블 모뎀으로 전달되는 반면에, 업스트림 트래픽은 가입자 가정의 케이블 모뎀에서 CMTS로 다시 전달된다. 많은 현대 HFC CATV 시스템은, CCAP(Converged Cable Access Platform)로 불리는 단일 플랫폼에서, CMTS의 기능을 TV 전달 시스템(EdgeQAM)과 결합해왔다.

네트워크가 확장되고 그에 따라 헤드 엔드가 장비로 인해 점점 더 혼잡해지면서, 많은 콘텐츠 제공업체들이 최근에 분산 아키텍처를 사용하여 네트워크 전반에 CMTS/CCAP의 기능을 전파하였다. 이러한 분산 아키텍처는, 데이터와 비디오 신호를 가능한 한 디지털 포맷으로 유지하고, 디지털 신호를 RF로 변환하기 전에 디지털 신호를 CMTS/CCAP를 넘어 네트워크로 깊이 확장한다. 이는, 헤드 엔드와 액세스 네트워크 사이의 아날로그 링크를 디지털 광 케이블(이더넷/PON) 연결로 교체함으로써 가능하다.

이러한 분산 아키텍처 중 하나는 R-PHY(Remote PHY) 분산 액세스 아키텍처로, 기존 CMTS 또는 CCAP의 PHY(physical layer)를 네트워크의 광 케이블 노드로 밀어 재배치한다. 따라서, CMTS/CCAP의 코어가 더 높은 계층 처리를 수행하는 동안에, 노드 내의 R-PHY 장치는 코어에 의해 송신된 다운스트림 데이터를 디지털로부터 아날로그로 변환하여 무선 주파수로 송신되고, 케이블 모뎀에 의해 송신된 업스트림 RF 데이터를 아날로그로부터 디지털 포맷으로 변환하여 광학적으로 코어로 송신된다.

일단 CMTS/CCAP의 기능성이 헤드 엔드의 코어와 네트워크 전체의 다양한 PHY 장치 사이에서 분할되면, 코어를 PHY 장치와 적절히 동기화하기 위한 프로토콜이 확립되어야 한다. 코어와 PHY 장치 사이의 동기화는, 코어 또는 R-PHY 장치가 동기화에 사용된 타이밍 클럭에 대한 연결이 상실될 때("홀드오버"로 지칭됨) 특히 문제가 된다. 비록 각각의 장치가 일반적으로 자체 발진기를 포함하여 시간을 표시하지만, 동기화가 손실되면 각 장치의 발진기는 서로에 대해 상대적으로 드리프트되고, 재연결 시 드리프트는 성능을 방해할 정도로 심각해질 수 있다. 따라서, 재연결 시, 드리프트는 바람직하게는 고객에 대한 서비스의 중단 없이 교정되어야 한다.

또한, R-PHY 아키텍처는 최근에 셀룰러 시스템(일반적으로 글로벌 인터넷)의 핵심망과, 예를 들어, 셀 타워와 송수신하는 로컬 네트워크 간의 셀룰러 통신에서 데이터를 교환하기 위한 메커니즘으로서 제안되었다. 이러한 교환은 일반적으로 셀룰러 통신의 "백홀(backhaul)" 부분으로 지칭된다. 그러나 셀룰러 네트워크는 또한 고유한 타이밍 요건을 가진 모바일 기지국과 네트워크의 백홀 부분을 동기화해야 한다. 따라서, 셀룰러 통신을 위한 백홀로서 R-PHY 네트워크를 사용하는 것은 문제가 되는데, 이는 원격 PHY 장치가 홀드오버(holdover) 후 마스터 클럭에 다시 접속한 후, 셀룰러 네트워크와 R-PHY 시스템의 코어 모두의 상이한 타이밍 요구 사항을 충족시키면서 동기화를 회복해야 하기 때문이다. 따라서, 바람직한 것은 R-PHY 아키텍처에서 PHY 장치를 R-PHY 코어 및 셀룰러 네트워크 둘 다에 동기화하기 위한 시스템 및 방법을 개선하는 것이다.

본 발명을 더 잘 이해하고, 어떻게 그 내용이 효력을 나타낼 수 있는지 보여주기 위해, 이제 예시로서 첨부 도면을 참조할 것이다. 도면 중,
도 1은, CCAP 코어가 타이밍 그랜드마스터로서 사용되고 원격 PHY 장치(RPD)가 타이밍 슬레이브인, R-PHY 시스템에 대한 예시적인 타이밍 배열을 나타낸다.
도 2는, R-PHY 시스템에 대한 예시적인 타이밍 배열을 나타내고, 여기서 CCAP 코어 및 RPD 모두는 외부 그랜드마스터 클럭(GM)에 대한 타이밍 슬레이브이다.
도 3은 셀룰러 네트워크를 위한 백홀로서 사용된 예시적인 R-PHY 아키텍처를 보여준다.
도 4는 RPD가 CCAP 코어와 재동기화하기 위한 도 3의 시스템에 대한 예시적인 위상 보정 사이클을 보여준다.

본 개시 및 청구범위의 목적을 위해, 다음의 용어는, 청구되고 설명된 주제를 보다 쉽게 이해하는 관점으로 정의된다:

마스터 클럭: 시간을 슬레이브 클럭에 타이밍 정보를 송신하는 클럭으로 슬레이브 클럭이 마스터 클럭의 것과 시간을 동기화함.

슬레이브 클럭: 마스터 클럭으로부터 타이밍 정보를 수신하는 클럭으로, 자체 시간을 마스터 클럭의 시간과 동기화함.

그랜드마스터 클럭: 마스터 클럭으로만 작동하고 패킷 네트워크에 대한 시간 소스인 클럭.

일반 클럭: 마스터 클럭로부터 타이밍 정보를 수신하는 단일 포트를 갖는 슬레이브 클럭.

경계 클럭: 슬레이브 및 마스터로서 모두 작동하고, 마스터 클럭으로부터 시간을 수신하는 슬레이브 상태의 하나의 포트, 및 타이밍 정보를 다운스트림 슬레이브에 전파하는 마스터 상태의 하나 이상의 포트를 갖는 클럭.

EnB(Evolved Node B): LTE(Long Term Evolution) 셀룰러 네트워크에 사용되고, 안테나, 수신기 및 송신기를 포함할 뿐만 아니라, 별도의 기지국 제어기에 역사적으로 포함된 리소스 관리 및 로직 제어 기능을 포함하여, EnB 스테이션이 서로 직접 송수신할 수 있게 하는 기지국.

SyncE(Synchronous Ethernet): 이더넷 물리 계층을 통해 타이밍 신호 전송을 용이하게 하여 타이밍 신호를 필요로 하는 장치에서 사용하게 하는 컴퓨터 네트워킹 표준. SynchE 타이밍 신호는 클럭에서, 바람직하게는 마스터 클럭에서 발생해야 한다.

EEC(Ethernet Equipment Clock): 업스트림 마스터 클럭에 연결된 인터페이스에서 동기화 데이터를 수신하는 SyncE 프로토콜의 슬레이브 클럭.

이미 언급한 바와 같이, R-PHY 시스템에서, 데이터 전송의 시간 스케줄링을 적절히 수행하기 위해 RPD(Remote PHY Device)와 CCAP 코어의 클럭을 동기화해야 하며, 이 동기화는 주파수뿐만 아니라 위상도 해야 한다. 따라서, R-DTI(Remote DTI) 사양은, 예를 들어 RPD 및 CCAP 코어가 둘 사이에 1 ms 미만으로 위상 정렬되도록 요구한다. 적절한 동기화를 제공하기 위해 두 개의 공통 토폴로지가 사용된다.

도 1을 참조하면, 제1 토폴로지(1)는, 예를 들어 복수의 네트워크 스위치(4)를 통해 함께 연결된 RPD(3)와 동기화된 CCAP 코어(2)를 포함할 수 있다. RPD(3)는 하나 이상의 케이블 모뎀(5)에 차례로 연결된다. 동기화는, RPD(3)의 슬레이브 클럭(7)에 타이밍 정보를 송신하는, 코어(2)의 그랜드마스터 클럭(6)에 의해 달성된다. 당업자는, 비록 도 1이 코어(2)에 연결된 단 하나의 RPD(3)만을 나타내지만, 많은 이러한 RPD가 코어(2)에 동시에 연결될 수 있고, 각각의 RPD는, 코어의 그랜드마스터 클럭(6)으로부터 타이밍 정보를 수신하는 슬레이브 클럭(7)을 갖는다는 것을 이해할 것이다.

도 2는, 하나 이상의 케이블 모뎀(18)에 다시 연결되는, CCAP 코어(14)와 RPD(16) 간의 동기화를 제공하기 위한 제2 토폴로지(10)를 나타낸다. 그러나, 도 1의 시스템과는 달리, 별도의 타이밍 그랜드마스터 장치(12)는 CCAP 코어(14)와 RPD(16) 모두에 타이밍 정보를 제공한다. 구체적으로, 타이밍 그랜드마스터(12)는, CCAP 코어(14)의 경계 클럭(22)에 연결된 제1 마스터 포트(20A), 및 RPD(16)의 슬레이브 클럭(24)에 연결된 제2 마스터 포트(20B)를 갖는다. 따라서, 경계 클럭(24)은 그랜드마스터(12)에 대한 슬레이브일 수 있지만, RPD의 슬레이브 클럭(24)에 대한 마스터일 수 있다. 당업자는, CCAP 코어(14) 및 RPD(16)의 각각의 클럭이 타이밍 그랜드마스터 장치(12) 내의 단일 마스터 포트에 모두 연결될 수 있고, 도 2에서 별도의 타이밍 포트(20A 및 20B)의 사용은 단지 별도의 타이밍 프로세스를 보다 쉽게 설명하는 데 사용된다는 것을 인식할 것이다. CCAP 코어(14)는 하나 이상의 스위치(26)를 통해 타이밍 그랜드마스터(12)에 연결될 수 있는 반면에, RPD(16)는 하나 이상의 스위치(28)를 통해 타이밍 그랜드마스터(12)에 연결될 수 있다. 재차, 당업자는, 비록 도 2가 타이밍 그랜드마스터(12)에 연결된 단 하나의 RPD(16)만을 나타내지만, 많은 이러한 RPD가 그랜드마스터(12)에 동시에 연결될 수 있고, 각각의 RPD는, 그랜드마스터 클럭(12)의 포트(20B)로부터 타이밍 정보를 수신하는 슬레이브 클럭(24)을 갖는다는 것을 이해할 것이다.

CCAP 코어에서의 일반적인 성능 문제로 인해, 도 2에 나타낸 토폴로지(10)는 일반적으로 도 1에 나타낸 것보다 더욱 신뢰성이 있다. 그러나, 도 2에 나타낸 토폴로지(10)의 하나의 단점은, 코어(14)도 RPD(16)도 서로로부터 이들의 위상 오프셋을 쉽게 식별할 수 없다는 것이다. 따라서, R-DTI 사양에 의해 허용된 1 ms 허용 오차를 충족하기 위해, 1 ms 위상 오프셋은 코어(14)와 RPD(16) 사이에서 그랜드마스터(12)로부터 두 개의 0.5 ms 오프셋으로 분할된다.

코어(14) 및 RPD(16) 모두 타이밍 그랜드마스터(12)로 고정되는 동안에 심각한 문제가 일어나지 않지만, RPD(16) 또는 코어(14)가 타이밍 그랜드마스터(12)에 대한 연결을 상실할 때에 심각한 문제가 일어날 것이다. 하나 또는 둘 모두의 장치가 그랜드마스터(12)의 타이밍 클럭에 연결되지 않는 홀드오버 기간에서, 미연결 장치는 타이밍 그랜드마스터(12)로부터 그리고 다른 장치로부터 주파수 및 위상이 드리프트될 것이다. 이러한 드리프트의 크기는, 홀드오버 기간의 길이, 온도 변화, 내부 발진기 성능 등을 포함한 많은 요인에 따라 달라질 것이다. 예를 들어, 일반적인 TCXO 발진기를 갖는 RPD는, 한 시간 이내에도 위상 1 ms를 드리프트할 수 있다. 일반적으로, 코어가 일반적으로 더 양호한 발진기를 갖고 온도 제어 환경에 있기 때문에, RPD의 드리프트는 코어의 드리프트보다 더 나쁘다.

타이밍 그랜드마스터(12)에 대한 연결이 복원되면, RPD(16)(또는 코어가 연결이 끊긴 경우의 코어(14))는 그랜드마스터(12)로부터 위상 오프셋을 측정하고, 오프셋을 보정하고 위상과 주파수 모두에서 동기화를 재수립하기 위한 두 가지 방법 중 하나를 채택해야 할 필요가 있다. 이상적으로는, 임의의 위상 단계 조절이, 연결된 케이블 모뎀을 오프라인으로 만들기 때문에, RPD(16) 또는 코어(14)는 위상 오프셋을 보상하기 위해 그랜드마스터(12)의 주파수에 비해 그 주파수만을, 위상이 허용 오차 내에 있는 시간까지 변경하게 되고, 그 이후에 주파수는 그랜드마스터(12)의 주파수로 설정될 것이다. 그러나, DOCSIS 준수를 유지하기 위해, 주파수 조절은 지정된 임계값 미만이어야 하며, 따라서 주파수 조절에 의한 위상 드리프트에 대한 보상은 종종 원하는 위상 조절을 달성하는 데 긴 시간이 걸릴 수 있다.

앞서 언급했듯이 모바일 데이터 소비가 증가하면서 모바일 네트워크 사업자는 모든 네트워크 트래픽을 모바일 코어로 백홀해야 하는 소규모 셀 네트워크를 구축해야 한다는 압력을 받게 되었다. 현대 셀 아키텍처는 LTE(Long Term Evolution) 4G 표준을 채택하고 있으며, 모바일 네트워크에서 데이터, 음성 및 동영상과 같은 서비스를 경험하기 위해 인터넷에 액세스하기에 충분한 모바일 사용자를 위한 고속 무선 통신을 제공한다. LTE 표준은 TDD(time division duplex) 및 FDD(frequency division duplex) 모두를 허용하지만, 본 개시는 개시된 LTE 시스템이 FDD를 채용한다고 가정할 것이다.

이러한 백홀은 전통적으로 광섬유와 마이크로웨이브를 통해 구현되었지만, HFC(hybrid fiber coaxial) 네트워크는 용량 증가, 비용 효율성 및 구축 속도 때문에 최근에는 백홀 메커니즘으로 제안되었다. 특히, LTE-FDD를 지원하는 데 이점을 갖는 하나의 HFC 토폴로지(topology)는 케이블 DAA(Distributed Access Architecture) 및 특히 R-PHY(Remote-PHY) 아키텍처이다.

예를 들어, 도 3을 참조하면, 아키텍처(100)는 광역 네트워크(116), 예를 들어, 인터넷을 통해 GM 클럭(114)에 각각 연결된 CMTS 코어(110) 및 RPD(112)를 포함할 수 있으며, 여기서 GM은 차례로 GNSS 위성(118)으로부터 타이밍 정보를 수신한다. CMTS 코어(110) 및 RPD(112)는 함께 케이블 모뎀(120)에 대한 CATV 서비스용 전송 경로를 제공하며, 이는 텔레비전 채널, 인터넷 서비스, 주문형 비디오, 및 HFC 전송 네트워크를 통해 고객에게 제공되는 임의의 다른 서비스를 포함할 수 있다. 전통적으로 HFC 전송 네트워크를 통해 전달되는 CATV 서비스를 제공하는 것 외에도, 아키텍처(100)는 또한 휴대폰과 같은 사용자 장비(UE)와 인터넷으로의 백홀 네트워크 간의 송수신을 중계하는 EnB(124)를 포함하는 LTE 셀 네트워크(122)를 위한 백홀로서 기능한다.

따라서, 도 3은 R-PHY 아키텍처의 이중 기능을 수용하기 위한 2개의 상이한 타이밍 프로토콜을 보여준다. DOCSIS 프로토콜에 따라, 그랜드마스터(114)는 RPD(112)에서 일반 클럭(130)의 단일 슬레이브 포트(128)뿐만 아니라 CMTS 코어(110)에서 일반 클럭(134)의 단일 슬레이브 포트(132) 모두에 동기화를 제공하는 마스터 포트(126)을 갖는다. R-PHY 배치에서, RPD(112)는 1 ms 이내의 위상 정확도 및 5 ppm(parts per million 이내의 주파수 정확도로 GM(114)과 동기화되어야 한다.

도 3에 도시된 아키텍처(100)는 IEEE 1588 및 SyncE 타이밍 프로토콜의 조합을 구현한다. RPD(112)는 IEEE 1588 타이밍 프로토콜을 통해 GM 클럭(114)에 고정된 주파수 및 위상이며, DOCSIS 주파수를 해당 타이밍 정보에 동기화한다. 케이블 모뎀(120)은 수신된 DOCSIS 주파수를 EEC 클럭으로 작용하는 SyncE로 변환하고, EnB(124)는 또한 케이블 모뎀(120)으로부터 SyncE 메시지를 수신하는 EEC 클럭으로 작용하여 LTE 셀 네트워크에서 장치의 작동을 동기화한다. LTE 작동의 경우, 모바일 기지국은 업스트림 경로와 다운스트림 경로 사이에 주파수 충돌이 없음을 보장하기 위해 엄격하게 주파수 동기화되어야 한다. 일반적인 동기화 요건은 모바일 기지국이 GNSS(112)의 GPS 정보와 비교해 최대 16 ppb(parts per billion)로 주파수 동기화되어야 한다는 것이다.

따라서 쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, R-PHY 아키텍처(100)를 모바일 LTE-FDD 통신을 위한 백홀로 사용할 때, RPD(112)에 상주하는 단일 클럭(130)에서 상이한 타이밍 요건을 갖는 2개의 상이한 타이밍 애플리케이션을 지원할 필요성으로 인해 어려움이 발생한다. 구체적으로, RPD(112)는 LTE-FDD(16 ppb)를 지원하기 위해 16 ppb의 엄격한 주파수 정확도를 지원할 필요가 있는 반면, R-PHY 작동을 위해서는 1 ms의 위상 정확도가 충족되어야 한다(LTE-FDD는 위상 정확도 요건을 갖지 않음). 이는 문제가 되는데, 그 이유는 RPD(112)의 상이 상당히 멀리 드리프트한(예를 들어, 약 2 ms) 타이밍 그랜드마스터(114)로부터의 단절 후 홀드오버 기간 후에 시간 소스에 대한 재잠금을 위해 RPD가 종종 큰 위상 조정을 할 필요가 있기 때문이다. 연결이 복구될 때, DOCSIS 아키텍처가 위상 단계 수행을 허용하지 않고 이러한 주파수 조정은 단지 10 ppb/s의 변화 속도로 제한되기 때문에, RPD(112)는 주파수 조정만을 사용하여 위상 오프셋을 보정할 필요가 있을 것이다. 주파수 오프셋은 16 ppb의 LTE 성능에 의해 구속되기 때문에, 최대 16 ppb 주파수 오프셋으로 2 밀리초 위상 오프셋을 수정하는 데 걸리는 시간은 대략 34시간이며, 이 시간 동안 DOCSIS 서비스의 저하를 야기할 가능성이 있다.

RPD(112)는 모바일 LTE-FDD 성능을 손상시키므로, 위상 수렴을 촉진하기 위해 더 큰 주파수 변경을 할 수 없다. RPD(112)가 제공된 주파수가 유효하지 않다는 SyncE SSM 메시지를 통해 EnB(124)에 신호를 보내더라도, EnB(124)가 RPD(112)의 주파수를 고정하는 대신에 홀드오버로 들어가고, 홀드오버의 최대 지속 시간은 ENB 발진기에 따라 달라지며, 많은 경우에 1분 이하가 될 것이다. 이는 너무 짧은 구간이고, EnB(124)는 RPD(112)가 주파수를 요구된 정확도로 되돌리는 데 걸리는 시간만큼 충분히 정확한 주파수를 유지할 수 없을 것이다.

이러한 딜레마를 해결하기 위해, 개선된 시스템은 EnB(124)가 (i) RPD(112)의 주파수에 고정되지 않고, 즉, EnB(124)가 홀드오버되고, (ii) RPD(112)의 주파수에 고정되는 짧은 시간 증분의 교대 사이클을 제공할 수 있다. 예를 들어 대략 1분의 제1 시간 증분 내에서, RPD(112)는, 주파수가 유효하지 않다는 SyncE SSM 메시지를 사용하여 케이블 모뎀(120)을 통해 EnB(124)에 신호를 보낼 수 있어서, EnB(124)가 홀드오버로 진입한다. 이 구간 동안, RPD는 DOCSIS가 허용하는 10 ppb/s 속도에 의해서만 제한되는 큰 주파수 변경을 할 수 있다. 제1 구간의 종료 시, RPD(112)는 주파수를 16 ppb의 허용 범위로 다시 변경하고, EnB(124)가 RPD(112)의 클럭에 고정되도록 주파수가 다시 유효하다는 신호를 EnB(124)에 보낼 것이다. 제1 시간 증분이 짧기 때문에, EnB(124)는 제2 시간 증분에서 RPD(112) 주파수에 고정될 때까지 그의 홀드오버 상태에서 충분히 정확한 주파수를 여전히 유지할 수 있을 것이다. 예를 들어 2분의 제2 시간 증분 후, 패턴은 반복될 수 있다. "큰 주파수 변경" 슬롯 다음에 "유효한 주파수" 슬롯의 사이클을 갖는 것은, LTE 모바일 시스템의 품질 운영을 여전히 유지하면서, RPD(112)가 큰 위상 오류를 수정하는 데 걸리는 시간을 상당히 감소시킬 것이다.

이는 도 4에 도시되어 있으며, 여기서, 예를 들어 RPD(112)가 그랜드마스터(114)에 대한 연결을 잃은 경우의 홀드오버 기간 동안 발생한, RPD(112)가 마스터 클럭으로부터 위상 오프셋을 보정하기 위해 주파수 조정을 적용하는 기간은 구간(140)의 반복 시퀀스로 분할되고, 이어서 구간(142)이 뒤따를 수 있다. 도 4에 도시된 예에서, 구간(140)은 EnB(124)가 RPD(112)의 주파수에 고정될 때 대략 2분 동안 지속될 수 있으며, 이는 15 ppb의 일정한 속도에 의해 주파수 자체를 보정할 수 있다. 따라서, 구간(140)에서, 구간(140)에 대한 위상 보정은 다음 수학식에 의해 결정된다:

위상 =

= 1800 ns.

2분 구간(140)이 완료 되면, RPD(112)는 EnB(124)에 그 주파수가 더 이상 유효하지 않으며, 따라서 EnB(124)는 RPD(112)의 주파수에 고정되지 않는 홀드오버 작동에 들어가야 한다는 신호를 보내고, 따라서 RPD의 주파수가 구간(242) 동안 10 ppb/s의 비교적 큰 증분으로 조정될 수 있게 하고, 이 시간 동안 구간(140)에 걸친 위상 보정은 다음 수학식에 의해 결정된다:

위상 =

+

= 9900 ns.

1분의 제2 구간(142)의 완료 후, RPD(112)는 EnB(142)에게 그 주파수를 RPD(112)의 주파수에 다시 고정시키도록 신호를 보내고, 주파수 조정이 RPD(112)의 위상을 그랜드마스터(114)와의 허용 오차로 되돌릴 때까지 시퀀스는 반복된다. 상기 수학식에 의해 알 수 있는 바와 같이, 이러한 가정 하에서, EnB가 RPS(100)에 대해 고정된 2분 구간 동안 작은 위상 보정이 뒤따르는 EnB의 1분 홀드오버 동안 큰 위상 보정의 시퀀스는 3분에 걸쳐 11,700 ns(또는 약 12 μs)의 총 위상 조정을 제공하고, 따라서, 2 ms의 예시적인 초기 위상 오프셋이 주어지고, RPD(112)는 약 8시간 이내에 허용 오차 내로 돌아갈 수 있고, 이는 일정한 <16 ppb 오프셋을 유지하는 접근법보다 대략 4배 더 좋다. 또한, EnB(124)가 더 긴 홀드오버 지속시간을 유지할 수 있고, RPD 주파수에 신속하게 재고정할 수 있는 경우, 시간 감소는 훨씬 더 극적일 수 있다. 예를 들어, 사이클을 2분 대신 1분 "유효한 주파수" 슬롯으로 변경하면 수렴 시간이 대략 11배 더 빨라진다(34시간 대신 2 ms 위상 오프셋을 보상하기 위해 약 3시간).

당업자는 개시된 시스템 및 방법의 많은 변형이 존재한다는 것을 이해할 것이다. 일례로서, 본 개시의 실시예는 제1 구간(140) 동안 임의의 주파수 조정을 제공하지 않을 수 있어서, 제2 구간(142)에 대한 모든 위상 보정을 유보할 수 있다. 다른 예로서, 다른 값이 제1 및 제2 구간 중 어느 하나의 조정을 위해 각각 사용될 수 있다. 따라서, 전술한 수학식은 제1 구간에 대해 위상 =

및 제2 구간에 대해 위상 =

+

로서 일반화될 수 있다. 다른 예로서, 본 개시의 실시예는 원하는 패턴으로 반복하는 2개 초과의 구간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 위상 보정은 RPD 클럭이 EnB 클럭으로 고정되는 1분 구간에 이어서, A의 큰 위상 조정으로 1분의 제1 홀드오버 구간에 이어서, RPD 클럭이 EnB의 클럭으로 고정되는 1분 구간에 이어서, A와 상이한 B의 큰 위상 조정으로 1분의 제2 홀드오버 구간에 의해 사용될 수 있으며, 여기서 4구간 시퀀스는 그 후에 반복된다. 또한, IEEE 1588이 EnB에 홀드오버에 들어가도록 신호를 보낼 수 있는 공지 메시지를 활용하기 때문에, 개시된 시스템 및 방법 중 어느 하나는 동기화 메시징이 아니라 EnB에 대한 IEEE 1588 메시징과 함께 사용될 수 있다.

본 발명은 설명된 특정 구현예에 제한되지 않으며, 본 청구범위의 집행 가능한 범주를 문자 자체 범위를 넘어 확대하는 균등론 또는 임의의 다른 원칙을 포함하여, 지배법의 원칙에 따라 해석되는 바와 같이, 첨부된 청구범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고서 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 문맥이 달리 나타내지 않는 한, 요소의 인스턴스의 수에 대한 청구범위에서의 참조는, 하나의 인스턴스에 대한 참조이거나 하나 초과의 인스턴스에 대한 참조인 경우에, 적어도 상기 요소의 인스턴스의 수를 필요로 하지만, 상기 청구범위의 범주로부터 상기 요소 또는 상기 요소의 더 많은 인스턴스를 갖는 방법으로부터 배제하려는 것은 아니다. 용어 "포함하다" 또는 이의 파생어는, 청구범위의 구조 또는 방법에서 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하려는 의도가 아닌, 비배타적인 의미로 사용된다.

Claims

제1 타이밍 프로토콜에 따라 분산 액세스 CATV 아키텍처에서 제1 클럭과 동기화되고, 제2 타이밍 프로토콜에 따라 셀룰러 네트워크에서 제2 클럭고 동기화 메시지를 송수신하는 데 사용되는 RPD(remote physical device)에 있어서, 제1 구간 다음에 제2 구간이 이어지는 반복되는 연속 시퀀스를 포함하는 기간에 걸쳐 상기 제1 클럭과의 위상 오프셋을 보정하도록 구성되되, 상기 제1 구간에서 상기 제2 타이밍 프로토콜에 따라 상기 제2 클럭과 동기화 메시지를 송수신하고, 상기 제2 구간에서는 상기 제2 타이밍 프로토콜에 따라 상기 제2 클럭과 동기화 메시지를 송수신하지 않는, RPD.
제1항에 있어서, 상기 분산 액세스 아키텍처는 R-PHY 아키텍처인, RPD.
제1항에 있어서, 상기 셀룰러 네트워크는 LTE FDD 네트워크인, RPD.
제1항에 있어서, 상기 제1 구간 동안, 시간에 따라 고정된 주파수 조정을 사용하여 위상 오프셋을 보정하는, RPD.
제4항에 있어서, 상기 주파수 조정은 약 10 ppb인, RPD.
제4항에 있어서, 상기 제2 구간 동안, 상기 제1 구간보다 큰 주파수 조정을 사용해 상기 위상 오프셋을 보정하는, RPD.
제6항에 있어서, 상기 제1 구간은 상기 제2 구간보다 긴, RPD.
제1항에 있어서, 상기 제2 구간 동안, 시간에 따라 변하는 주파수 조정을 사용하여 상기 위상 오프셋을 보정하는, RPD.
제8항에 있어서, 상기 주파수 조정은 10 ppb/s인, RPD.
제8항에 있어서, 상기 제2 구간은 상기 주파수 조정이 시간에 따라 증가하는 제1 부분과 상기 주파수 조정이 시간에 따라 감소하는 제2 부분으로 나누어지는, RPD.
원격 RPD(remote physical device) 및 상기 RPD가 동기화되는 분산 액세스 CATV 아키텍처 내 제1 클럭 간 위상 오프셋을 보정하는 방법에 있어서, 상기 RPD는 셀룰러 네트워크 내 제2 클럭에 동기화 메시지를 송수신하고, 상기 방법은:
(i) 제1 구간 동안 제1 크기의 조정으로 상기 위상 오프셋을 보정하는 단계;
(ii) 제2 구간 동안 제2 크기의 조정으로 상기 위상 오프셋을 보정하되, 상기 제2 크기는 상기 제1 크기보다 큰 단계; 및
(iii) 상기 위상 오프셋이 원하는 임계값 내에 있을 때까지 (i) 및 (ii) 단계를 반복하는 단계를 포함하는, 방법.
제11항에 있어서, 상기 분산 액세스 아키텍처는 R-PHY 아키텍처인, 방법.
제11항에 있어서, 상기 셀룰러 네트워크는 LTE FDD 네트워크인, 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 구간 동안, 상기 RPD는 시간에 따라 고정된 주파수 조정을 사용하여 상기 위상 오프셋을 보정하는, 방법.
제14항에 있어서, 상기 주파수 조정은 약 10 ppb인, 방법.
제14항에 있어서, 상기 제2 구간 동안, 상기 RPD는 시간에 따라 변하는 주파수 조정을 사용하여 상기 위상 오프셋을 보정하는, 방법.
제16항에 있어서, 상기 제1 구간은 상기 제2 구간보다 긴, 방법.
제11항에 있어서, 상기 제2 구간 동안, 상기 RPD는 시간에 따라 변하는 주파수 조정을 사용하여 상기 위상 오프셋을 보정하는, 방법.
제18항에 있어서, 상기 주파수 조정은 10 ppb/s인, 방법.
제18항에 있어서, 상기 제2 구간은 상기 주파수 조정이 시간에 따라 증가하는 제1 부분 및 상기 주파수 조정이 시간에 따라 감소하는 제2 부분으로 나누어지는, RPD.