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KR20110105200A - Apparatus and method for synchronizing micro base station in asymmetric communication links - Google Patents

Apparatus and method for synchronizing micro base station in asymmetric communication links Download PDF

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KR20110105200A
KR20110105200A KR1020100024324A KR20100024324A KR20110105200A KR 20110105200 A KR20110105200 A KR 20110105200A KR 1020100024324 A KR1020100024324 A KR 1020100024324A KR 20100024324 A KR20100024324 A KR 20100024324A KR 20110105200 A KR20110105200 A KR 20110105200A
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KR
South Korea
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packet
synchronization
packets
base station
master
Prior art date
Application number
KR1020100024324A
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Korean (ko)
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Inventor
윤재연
최지훈
신성호
변재완
오혁준
Original Assignee
에스케이 텔레콤주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치 및 동기화 방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치는 GPS 신호에 동기화된 제1 동기신호를 코어네트워크로부터 제공받고, 상기 코어네트워크의 동기정보를 포함하는 제1 패킷을 생성하며, 상기 제1 패킷의 시간지연에 따른 지연시간정보를 제공하도록 복수의 패킷을 송수신하는 마스터; 상기 제1 패킷 및 상기 복수의 패킷이 경유하는 유선망; 상기 제1 동기신호에 동기시켜 제2 동기신호를 생성 및 초기화하고, 상기 동기정보 및/또는 상기 지연시간정보를 이용하여 상기 제2 동기신호를 1차 보정하는 제1 동기화 장치; 상기 제1 패킷을 수신하여 수신시간을 측정하고, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터에 송신한 패킷의 송신 시간을 측정하며, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터로부터 수신한 패킷의 타임스탬프 값을 추출하는 슬레이브; 상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 제2 동기신호를 2차 보정하는 제2 동기화 장치; 및 상기 2차 보정된 제2 동기신호를 이용해 상기 코어네트워크에 동기화하는 소형기지국을 포함하는 것을 특징으로 한다.Embodiments of the present invention relate to a small base station synchronization apparatus and a synchronization method in an asymmetric communication link. According to an embodiment of the present invention, a small base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link receives a first synchronization signal synchronized with a GPS signal from a core network, and generates a first packet including synchronization information of the core network. A master for transmitting and receiving a plurality of packets to provide delay time information according to a time delay of one packet; A wired network via the first packet and the plurality of packets; A first synchronization device configured to generate and initialize a second synchronization signal in synchronization with the first synchronization signal, and to first correct the second synchronization signal using the synchronization information and / or the delay time information; A slave for receiving the first packet to measure a reception time, a transmission time of a packet transmitted to the master among the plurality of packets, and extracting a time stamp value of a packet received from the master among the plurality of packets ; A second synchronization device for second-correcting the second synchronization signal using the reception time, the transmission time, and the timestamp value; And a small base station synchronized with the core network using the second corrected second synchronization signal.

Description

비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치 및 동기화 방법{Apparatus and Method for Synchronizing Micro Base Station in Asymmetric Communication Links}Apparatus and Method for Synchronizing Micro Base Station in Asymmetric Communication Links}

본 발명의 실시예는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치 및 동기화 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 소형기지국이 매크로기지국과 동일한 통신 규격을 사용할 때 소형기지국으로 동기 정보를 전달하기 위한 FMS(Fixed Mobile Substitution) 방식을 적용하며, 코어네트워크와 소형기지국이 유선 혹은 무선으로 연결되어 있을 때 코어네트워크에서 소형기지국으로 데이터를 전송하는 하향링크(downlink)와 반대로 소형기지국에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크(uplink)의 전송속도가 다른 경우 코어네트워크와 소형기지국을 동기화시키는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치 및 동기화 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a small base station synchronization apparatus and a synchronization method in an asymmetric communication link. More specifically, when the small base station uses the same communication standard as the macro base station, the FMS (Fixed Mobile Substitution) method for transmitting synchronization information to the small base station is applied.When the core network and the small base station are connected by wire or wirelessly, In contrast to the downlink transmission of data from the core network to the small base station, when the uplink transmission speed of the data transmission from the small base station to the network is different, the asymmetric communication link synchronizes the core network and the small base station. A small base station synchronization apparatus and a synchronization method.

최근 들어, 이동통신망의 커버리지 확장과 서비스 품질 향상, 유무선 통신 서비스의 통합이라는 측면에서 소위 펨토셀(femtocell) 또는 피코셀(picocell)이라 불리는 소형기지국이 많은 주목을 받고 있다. 펨토셀은 디지털 가입자 회선(digital subscriber line) 라우터나 케이블 모뎀 등과 같은 정도의 크기로 매크로(macro) 기지국에 비해 매우 작은 초소형 기지국을 의미한다. 펨토셀은 이동통신 사업자에게 할당된 공인 주파수 대역 혹은 비공인 주파수 대역(ISM band 등)에서 동작할 수 있고, 출력 전압은 10 ~ 200 mW, 통신 거리는 50 ~ 100 m 정도를 커버하며, 10명 이내의 사용자가 동시 접속할 수 있다. 망 운영자 또는 사용자가 직접 설치할 수 있고, 별도의 통신망을 이용하거나 혹은 초고속 인터넷 망을 이용해서 코어네트워크(core network)와 연결된다. 그리고 피코셀은 펨토셀과 매크로 기지국의 중간 개념으로 펨토셀보다 다소 크고 30명 이내의 사용자가 동시에 접속할 수 있으며, 빌딩 사무실이나 학교 등에 설치할 수 있는 소형 기지국을 의미한다.In recent years, small base stations called femtocells or picocells have attracted much attention in terms of coverage of mobile communication networks, service quality improvement, and integration of wired and wireless communication services. A femtocell refers to a very small base station, which is very small compared to a macro base station in the size of a digital subscriber line router or a cable modem. Femtocells can operate in the official frequency bands or non-official frequency bands (ISM bands, etc.) assigned to mobile operators, with an output voltage of 10 to 200 mW and a communication distance of 50 to 100 m. Users can connect at the same time. It can be installed directly by the network operator or user, and is connected to the core network by using a separate communication network or by using a high speed internet network. The picocell is a medium concept between a femtocell and a macro base station, which is slightly larger than a femtocell and can be accessed by up to 30 users at the same time, and means a small base station that can be installed in a building office or a school.

중계기의 경우 매크로 기지국에서 수신한 신호를 그대로 전송하므로 기지국 커버리지(coverage)는 확대되지만 용량은 증가하지 않는 반면, 소형기지국의 경우에는 기존 매크로 기지국과 유사하게 독립적인 주파수를 할당 받아서 동작하므로 소형기지국의 수에 비례해서 전체 이동통신 네트워크의 용량이 증가한다. 따라서 소형기지국의 경우 커버리지 확대와 동시에 무선 네트워크의 용량을 증가시킨다. 특히, 최근에 상용화되거나 표준화를 진행하고 있는 이동통신 시스템의 경우 사용하는 반송파 주파수가 높고 대역폭이 넓으므로 매크로 기지국의 커버리지가 기존 이동통신 시스템에 비해 좁다. 즉, 매크로 기지국만으로 망을 구축할 경우 필요한 기지국 수가 증가하여 망 구축 비용이 커진다. 또한, 이동통신 시스템의 진화에 따라 음성 통신에 비해 데이터 통신의 비율이 증가하고 있으므로 기존의 매크로 기지국만으로 다수의 사용자에게 고속의 데이터 통신 서비스를 제공하는 것이 힘들다. 이에 대한 대안으로 사람들이 무선통신을 주로 이용하는 사무실이나 가정에 저가의 소형기지국을 설치하여 무선통신 서비스를 제공하는 것이 유력한 대안이 되고 있다.In the case of the repeater, the signal received from the macro base station is transmitted as it is, so the coverage of the base station is expanded but the capacity is not increased. In proportion to the number, the capacity of the entire mobile communication network increases. Therefore, small base stations increase the capacity of the wireless network while expanding coverage. In particular, in the case of a mobile communication system that has been commercialized or standardized recently, the coverage of the macro base station is narrower than that of the existing mobile communication system because the carrier frequency used is high and the bandwidth is wide. In other words, when the network is built with only macro base stations, the number of required base stations increases and the network construction cost increases. In addition, as the mobile communication system evolves, the rate of data communication is increasing as compared to voice communication. Therefore, it is difficult to provide a high speed data communication service to a large number of users using only a macro base station. As an alternative, it is a viable alternative to provide a wireless communication service by installing a low-cost small base station in an office or home where people mainly use wireless communication.

이러한 소형기지국은 크게 듀얼 모드 단말을 사용하는 FMC(fixed mobile convergence)와 기존의 이동통신 단말을 그대로 이용하는 FMS(fixed mobile substitution) 방식으로 구분되고 있다. 특히 FMS 방식의 경우에는 소형기지국을 이용해서 기존 매크로 기지국과 동일한 전송 방식을 사용하므로 하나의 이동통신 규격을 지원하는 기존의 휴대폰을 이용하여 소형기지국에 의한 커버리지 증가와 용량 증가의 혜택을 누릴 수 있다. 반면에 FMC 방식의 경우에는 매크로 기지국과 소형기지국의 이동통신 규격이 다르므로 사용자가 기존의 단말기를 듀얼 모드를 지원하는 단말기로 교체해야 하는 단점이 있다.These small base stations are largely classified into a fixed mobile convergence (FMC) using a dual mode terminal and a fixed mobile substitution (FMS) method using an existing mobile communication terminal. In particular, in the case of the FMS method, since the base station uses the same transmission method as the existing macro base station, the existing mobile phone supporting one mobile communication standard can be used to benefit from the increased coverage and capacity increase by the small base station. . On the other hand, in the case of the FMC method, since the mobile communication standards of the macro base station and the small base station are different, there is a disadvantage in that the user has to replace the existing terminal with a terminal supporting the dual mode.

한편, 이동통신망에서 기존의 매크로 기지국과 소형기지국을 동시에 운영하기 위해서는 소형기지국의 반송파 주파수와 신호 전송 시간이 매크로 기지국과 동기화되어야 한다. 특히 모바일 와이맥스(M-WiMax, 국내명 와이브로)와 같이 시분할 다중화(time division duplex) 방식을 사용하는 경우 매크로 기지국과 소형기지국의 신호 전송 시간이 어긋나게 되면 매크로 기지국의 상향/하향링크 신호와 소형기지국의 하향/상향링크 신호간에 간섭이 발생하게 되므로 매크로 기지국과 소형기지국의 시간 동기를 맞추는 것이 매우 중요하다.Meanwhile, in order to simultaneously operate an existing macro base station and a small base station in a mobile communication network, the carrier frequency and signal transmission time of the small base station must be synchronized with the macro base station. Especially, when using time division duplex method such as mobile WiMAX (M-WiMax), if the signal transmission time of macro base station and small base station is out of order, the uplink / downlink signal of macro base station and small base station Since interference occurs between downlink and uplink signals, it is very important to synchronize the time between the macro base station and the small base station.

이를 위해, 종래에는 매크로 기지국의 경우 송수신 안테나가 실외에 설치되므로 인공위성으로부터 GPS(global positioning system) 정보를 수신하여 코어네트워크와 매크로 기지국을 동기화시킨다. 하지만, 소형기지국의 경우 사무실, 학교, 아파트, 주택 등과 같이 일반적으로 GPS 신호를 수신하기 힘든 실내에 설치되므로 GPS 신호의 동기 획득에 사용할 수 없다. 또한, GPS 신호가 수신 가능한 경우라 하더라도 소형기지국에 GPS 신호 수신을 위한 별도의 장치를 부착하여야 하므로 소형기지국의 가격이 비싸지는 단점이 있다.To this end, conventionally, in the case of the macro base station, since the transmitting and receiving antenna is installed outdoors, it receives global positioning system (GPS) information from the satellite to synchronize the macro base station with the macro network. However, the small base station is generally installed in a room that is difficult to receive GPS signals, such as an office, school, apartment, house, etc., and thus cannot be used to acquire GPS signals. In addition, even if the GPS signal can be received, the small base station has to be attached to a separate device for receiving the GPS signal has the disadvantage that the price of the small base station is expensive.

소형기지국에서 GPS 신호를 수신할 수 없는 경우 매크로 기지국에서 송신한 파일럿(pilot) 신호를 이용해서 동기를 획득하는 방안이 제안되었다. 하지만, 이 방식은 소형 기지국이 설치된 지역에서 매크로 기지국의 하향링크 파일럿 신호를 수신할 수 있는 경우에만 적용할 수 있는 단점이 있다. 소형기지국은 매크로 기지국 신호가 전달되지 않는 지역에 설치되어 무선통신 서비스 영역을 넓히고 용량을 확대하는 것을 주목적으로 한다. 그런데 소형기지국이 매크로 기지국의 커버리지 내에 설치되어야 한다면 소형기지국의 효용성이 현저히 줄어들게 된다.If a small base station cannot receive a GPS signal, a method of acquiring synchronization using a pilot signal transmitted from a macro base station has been proposed. However, this method has a disadvantage that it can be applied only when the downlink pilot signal of the macro base station can be received in the region where the small base station is installed. The small base station is mainly installed in an area where the macro base station signal is not transmitted, thereby expanding the wireless communication service area and expanding the capacity. However, if the small base station is to be installed in the coverage of the macro base station, the utility of the small base station is significantly reduced.

도 1은 종래기술에 따른 IEEE 1588을 이용하여 코어네트워크와 소형기지국간의 동기화를 위한 시스템을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a system for synchronization between a core network and a small base station using IEEE 1588 according to the prior art.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, IEEE 1588을 이용하는 경우 코어네트워크(100)와 소형기지국(140)이 IP 네트워크(Internet Protocol Network)(120)에 의해 유선으로 연결된다. 코어네트워크(100)에서는 GPS 안테나(107) 등을 이용해서 동기를 획득하고, 이 정보를 유선으로 소형기지국(140)에 전달한다. 동기정보 전달을 위해 코어네트워크(100)에는 IEEE 1588 마스터(110)가 사용되고, 소형기지국(140)에서 IEEE 1588 슬레이브(130)가 사용된다. IEEE 1588 마스터(110)에서는 코어네트워크(100)의 동기정보를 기록한 패킷을 IEEE 1588 슬레이브(130)로 주기적으로 전달한다. IEEE 1588 슬레이브(130)에서는 수신한 패킷에 기록된 동기정보와 전송지연을 고려해서 시간 동기를 추정하고, 그 값을 이용해 소형기지국(140)의 시간 동기를 보정해서 코어네트워크(100)와 소형기지국(140)의 동기가 일치되도록 한다. 매크로 기지국(105)의 경우 GPS 신호를 이용해서 코어네트워크(100)와 동기화되므로 결국 매크로 기지국(105)과 소형기지국(140)의 동기가 일치하게 된다.As shown in FIG. 1, when using IEEE 1588, the core network 100 and the small base station 140 are wired by an IP network 120. The core network 100 acquires synchronization using the GPS antenna 107 and the like, and transfers this information to the small base station 140 by wire. The IEEE 1588 master 110 is used for the core network 100 to transmit the synchronization information, and the IEEE 1588 slave 130 is used in the small base station 140. The IEEE 1588 master 110 periodically transmits a packet that records synchronization information of the core network 100 to the IEEE 1588 slave 130. The IEEE 1588 slave 130 estimates the time synchronization in consideration of the synchronization information and the transmission delay recorded in the received packet, and corrects the time synchronization of the small base station 140 using the value, thereby correcting the core network 100 and the small base station. The synchronization of 140 is made to match. Since the macro base station 105 is synchronized with the core network 100 using a GPS signal, the synchronization between the macro base station 105 and the small base station 140 is consistent.

그런데, IEEE 1588은 코어네트워크(100)에서 소형기지국(140)으로 데이터를 전송하는 하향링크와, 반대로 소형기지국(140)에서 코어네트워크(100)로 데이터를 전송하는 상향링크의 전송지연이 동일한 경우에만 적용 가능하다. 즉, 이더넷(ethernet)과 같이 상향링크와 하향링크의 전송 속도가 동일한 경우에는 IEEE 1588을 이용해서 정확한 동기를 획득할 수 있지만, 초고속 인터넷과 같이 디지털 가입자 회선망(DSL: Digital Subscriber Line)을 사용하는 경우에는 하향링크와 상향링크의 전송 속도에 상당한 차이가 나므로 IEEE 1588 규격을 그대로 적용하는 경우 전송지연 차이에 의해 심각한 동기 추정 오차가 발생하게 된다.However, IEEE 1588 is a downlink transmission of data from the core network 100 to the small base station 140, and conversely, if the uplink transmission delay of transmitting data from the small base station 140 to the core network 100 is the same. Applicable only to In other words, if the transmission rates of the uplink and the downlink are the same as those of the Ethernet, the accurate synchronization can be obtained using IEEE 1588. However, the digital subscriber line (DSL) such as the high-speed Internet is used. In this case, since there is a significant difference in the transmission rates of downlink and uplink, when the IEEE 1588 standard is applied as it is, serious synchronization estimation error occurs due to the transmission delay difference.

도 2는 도 1의 시스템에서 IEEE 1588을 이용하여 마스터와 슬레이브간 클럭을 동기화시키는 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a process of synchronizing a clock between a master and a slave using IEEE 1588 in the system of FIG. 1.

도 2에서 볼 때, 우선 마스터에서는 Sync() 메시지를 슬레이브로 전송하고, 곧바로 Sync() 메시지의 송신 시간 t0을 포함하고 있는 Follow_up(t0) 메시지를 슬레이브로 전송한다.2, the master first transmits a Sync () message to the slave, and immediately sends a Follow_up (t 0 ) message including a transmission time t 0 of the Sync () message to the slave.

슬레이브에서는 Follow_up(t0) 메시지를 수신한 후 곧바로 Delay_Req() 메시지를 마스터로 전송한다. The slave sends the Delay_Req () message to the master immediately after receiving the Follow_up (t 0 ) message.

마스터에서는 Delay_Req() 메시지가 수신된 시간 t3를 측정한 후 수신시간 t3를 Delay_Res(t3) 메시지에 포함시켜서 슬레이브로 전송한다.The master measures the time t 3 at which the Delay_Req () message is received and sends the received time t 3 to the slave by including it in the Delay_Res (t 3 ) message.

이때 t0와 t3는 마스터 클럭에 의해 측정되고, t1과 t2는 슬레이브 클럭에 의해 측정된다.T 0 and t 3 are measured by the master clock, and t 1 and t 2 are measured by the slave clock.

마스터 클럭에 비해 슬레이브 클럭이 t_offset 만큼 빠르다고 가정하자. 그러면 Sync() 메시지 전송에서 t0와 t1의 관계는 <수학식 1>과 같이 표현된다.Suppose that the slave clock is t_offset faster than the master clock. Then, the relationship between t 0 and t 1 in the Sync () message transmission is expressed as Equation 1.

(수학식 1)(Equation 1)

t1 = t0 + D_DL + t_offset t 1 = t 0 + D_DL + t_offset

이때, D_DL은 마스터에서 슬레이브로 패킷 전송시 시간지연을 나타낸다. 그리고 Delay_Req() 메시지 전송에서 t2와 t3의 관계는 <수학식 2>와 같이 주어진다.In this case, D_DL represents a time delay when transmitting a packet from a master to a slave. In the Delay_Req () message transmission, the relationship between t 2 and t 3 is given by Equation 2.

(수학식 2)(Equation 2)

t3 = t2 + D_UL - t_offset t 3 = t 2 + D_UL-t_offset

이때, D_UL은 슬레이브에서 마스터로 패킷 전송시 시간지연을 나타낸다. In this case, D_UL represents a time delay when transmitting a packet from a slave to a master.

참고로 슬레이브에서는 Follow_up(t0) 메시지와 Delay_Res(t3) 메시지를 이용하여 t0와 t3를 수신하므로 t0, t1, t2, t3를 모두 알 수 있다. For reference, the slave receives t 0 and t 3 using the Follow_up (t 0 ) and Delay_Res (t 3 ) messages, so we know all t 0 , t 1 , t 2 , and t 3 .

D_DL과 D_UL이 동일하다고 가정하자. 그러면 슬레이브에서는 <수학식 1> 및 <수학식 2>를 이용하여 t_offset을 다음과 같이 계산할 수 있다.Suppose D_DL and D_UL are the same. Then, the slave may calculate t_offset using <Equation 1> and <Equation 2> as follows.

(수학식 3)(Equation 3)

Figure pat00001
Figure pat00001

실제 유선 망에서는 패킷 전송시 지터(jitter)가 발생하므로 <수학식 3>의 방법으로 t_offset을 추정할 경우 오차가 발생한다.In a wired network, jitter occurs during packet transmission, so an error occurs when estimating t_offset using the equation (3).

코어네트워크와 소형기지국이 유선으로 연결된 경우, 하향링크의 시간지연 D_DL과 상향링크의 시간지연 D_UL이 동일한 경우 <수학식 3>의 방법으로 IEEE 1588을 이용해서 소형기지국의 동기를 획득할 수 있다.When the core network and the small base station are connected by wire, when the down time delay D_DL and the uplink time delay D_UL are the same, the synchronization of the small base station can be obtained using IEEE 1588 by the method of Equation 3.

하지만 일반적인 네트워크에서 상향링크와 하향링크의 라우팅 경로(routing path)가 달라지거나 상향링크와 하향링크의 전송 속도가 다른 경우 D_DL과 D_UL이 달라질 수 있다.However, in a general network, when a routing path of uplink and downlink is different or a transmission rate of uplink and downlink is different, D_DL and D_UL may be different.

이 경우 <수학식 3>의 방법으로 마스터와 슬레이브의 클럭 차이를 추정할 경우 t_offset의 추정치 t_offset_est는 <수학식 4>와 같이 나타난다.In this case, when estimating the clock difference between the master and the slave by the method of Equation 3, the estimated t_offset_est of t_offset is expressed as Equation 4.

(수학식 4)(Equation 4)

Figure pat00002
Figure pat00002

즉, t_offset의 추정치에 (D_DL-D_UL)/2 만큼의 오차(bias)가 발생한다. That is, a bias by (D_DL-D_UL) / 2 occurs in the estimated value of t_offset.

M-WiMax 표준 규격에서는 소형기지국에서 핸드오버(handover)를 지원하지 않는 경우 클럭의 시간 오차가 ± 20 ㎲ 이하가 되도록 규정하고 있다.The M-WiMax standard specifies that the clock time error should be less than ± 20 µs if the handover is not supported by the small base station.

그런데 가정에서 상용 초고속인터넷망에 소형기지국을 연결해서 사용하는 경우 D_DL과 D_UL의 평균값이 수백 ㎲에서 수 ms 정도 되고, D_DL과 D_UL의 차이도 수십 ㎲에서 수 ms 정도가 된다.However, when a small base station is connected to a commercial high-speed Internet network at home, the average value of D_DL and D_UL is several hundreds of milliseconds to several ms, and the difference between D_DL and D_UL is several tens of milliseconds to several ms.

예를 들어 KT 초고속인터넷망에서 시간지연을 측정한 결과를 보면 VDSL(very high-data rate digital subscriber line)망의 경우 D_DL과 D_UL이 1 ms 정도 차이가 나고, 광랜의 경우 D_DL과 D_UL이 70 ㎲ 정도 차이가 난다.For example, the result of measuring time delay in KT high-speed internet network shows that D_DL and D_UL differ by about 1 ms in the case of very high-data rate digital subscriber line (VDSL) network, and that of D_DL and D_UL is 70 There is a difference.

따라서 이 경우 (D_DL-D_UL)/2로 계산되는 오차가 20 ㎲보다 커지므로 M-WiMax 규격을 만족하지 못하게 된다.Therefore, in this case, the error calculated by (D_DL-D_UL) / 2 is larger than 20 ㎲, which does not satisfy the M-WiMax specification.

본 발명의 실시예는 상향링크와 하향링크의 비대칭적인 전송 속도에 의해 하향링크의 전송지연과 상향링크의 전송지연이 비대칭적으로 발생하는 경우, IEEE 1588 슬레이브에서 클럭 오차를 추정하고 보상하여 슬레이브 클럭을 마스터 클럭과 동기화시키는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치 및 동기화 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The embodiment of the present invention estimates and compensates a clock error in an IEEE 1588 slave when a downlink transmission delay and an uplink transmission delay occur asymmetrically due to asymmetric transmission rates of uplink and downlink. It is an object of the present invention to provide a small base station synchronization device and a synchronization method in an asymmetric communication link for synchronizing with a master clock.

본 발명의 실시예에 따른 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치는 GPS 신호에 동기화된 제1 동기신호를 코어네트워크로부터 제공받고, 상기 코어네트워크의 동기정보를 포함하는 제1 패킷을 생성하며, 상기 제1 패킷의 시간지연에 따른 지연시간정보를 제공하도록 복수의 패킷을 송수신하는 마스터; 상기 제1 패킷 및 상기 복수의 패킷이 경유하는 유선망; 상기 제1 동기신호에 동기시켜 제2 동기신호를 생성 및 초기화하고, 상기 동기정보 및/또는 상기 지연시간정보를 이용하여 상기 제2 동기신호를 1차 보정하는 제1 동기화 장치; 상기 제1 패킷을 수신하여 수신시간을 측정하고, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터에 송신한 패킷의 송신 시간을 측정하며, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터로부터 수신한 패킷의 타임스탬프 값을 추출하는 슬레이브; 상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 제2 동기신호를 2차 보정하는 제2 동기화 장치; 및 상기 2차 보정된 제2 동기신호를 이용해 상기 코어네트워크에 동기화하는 소형기지국을 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for synchronizing a small base station in an asymmetric communication link according to an embodiment of the present invention receives a first synchronization signal synchronized with a GPS signal from a core network, and generates a first packet including synchronization information of the core network. A master for transmitting and receiving a plurality of packets to provide delay time information according to a time delay of the first packet; A wired network via the first packet and the plurality of packets; A first synchronization device configured to generate and initialize a second synchronization signal in synchronization with the first synchronization signal, and to first correct the second synchronization signal using the synchronization information and / or the delay time information; A slave for receiving the first packet to measure a reception time, a transmission time of a packet transmitted to the master among the plurality of packets, and extracting a time stamp value of a packet received from the master among the plurality of packets ; A second synchronization device for second-correcting the second synchronization signal using the reception time, the transmission time, and the timestamp value; And a small base station synchronized with the core network using the second corrected second synchronization signal.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치는 GPS 신호에 동기화된 제1 동기신호를 코어네트워크로부터 제공받고, 상기 코어네트워크의 동기정보를 포함하는 제1 패킷을 생성하며, 상기 제1 패킷의 시간지연에 따른 지연시간정보를 제공하도록 복수의 패킷을 송수신하는 마스터; 상기 제1 패킷 및 상기 복수의 패킷이 경유하는 유선망; 상기 제1 동기신호에 동기시켜 제2 동기신호를 생성 및 초기화하고, 상기 동기정보 및/또는 상기 지연시간정보를 이용하여 상기 제2 동기신호를 1차 보정하는 제1 동기화부, 상기 제1 패킷을 수신하여 수신시간을 측정하고, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터에 송신한 패킷의 송신 시간을 측정하며, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터로부터 수신한 패킷의 타임스탬프 값을 추출하고, 상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 제2 동기신호를 2차 보정하는 제2 동기화부를 갖는 슬레이브; 및 상기 2차 보정된 제2 동기신호를 이용해 상기 코어네트워크에 동기화하는 소형기지국을 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, the apparatus for synchronizing a small base station in an asymmetric communication link according to another embodiment of the present invention receives a first synchronization signal synchronized with a GPS signal from a core network and generates a first packet including synchronization information of the core network. A master for transmitting and receiving a plurality of packets to provide delay time information according to a time delay of the first packet; A wired network via the first packet and the plurality of packets; A first synchronization unit and a first packet configured to generate and initialize a second synchronization signal in synchronization with the first synchronization signal, and to first correct the second synchronization signal by using the synchronization information and / or the delay time information; Receiving the received time to measure the reception time, the transmission time of the packet transmitted to the master of the plurality of packets, extracting the time stamp value of the packet received from the master of the plurality of packets, the reception time, A slave having a second synchronization unit to second-correct the second synchronization signal using the transmission time and the timestamp value; And a small base station synchronized with the core network using the second corrected second synchronization signal.

본 발명의 실시예에 따른 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치의 동기화 방법은 코어네트워크의 동기정보를 포함하는 제1 패킷 및 상기 제1 패킷의 송신시간정보를 포함하는 제2 패킷을 수신하는 단계; 상기 제1 패킷의 시간지연에 따른 지연시간정보를 요청하는 제3 패킷을 송신하는 단계; 상기 제3 패킷의 송신에 대한 수신시간정보를 포함하는 제4 패킷을 수신하는 단계; 동기신호를 생성하며, 상기 동기정보 및/또는 상기 지연시간정보를 이용하여 상기 동기신호를 1차 보정하는 단계; 상기 제1 패킷의 수신시간 및 상기 제3 패킷의 송신시간을 측정하는 단계; 상기 제2 패킷 및 상기 제4 패킷의 타임스탬프 값을 추출하는 단계; 상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 동기신호를 2차 보정하는 단계; 및 상기 2차 보정된 제2 동기신호를 이용해 소형기지국을 상기 코어네트워크에 동기화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In a synchronization method of an apparatus for synchronizing a small base station in an asymmetric communication link according to an embodiment of the present invention, receiving a first packet including synchronization information of a core network and a second packet including transmission time information of the first packet. ; Transmitting a third packet requesting delay time information according to a time delay of the first packet; Receiving a fourth packet including reception time information on the transmission of the third packet; Generating a synchronization signal and first correcting the synchronization signal using the synchronization information and / or the delay time information; Measuring a reception time of the first packet and a transmission time of the third packet; Extracting time stamp values of the second packet and the fourth packet; Secondly correcting the synchronization signal using the reception time, the transmission time, and the timestamp value; And synchronizing a small base station with the core network using the second corrected second synchronization signal.

본 발명의 실시예에 따르면, 상향링크와 하향링크의 비대칭적인 전송 속도에 의해 하향링크의 전송지연과 상향링크의 전송지연이 비대칭적으로 발생하는 경우에도 IEEE 1588 슬레이브에서 클럭 오차를 추정하고 보상하여 슬레이브 클럭을 마스터 클럭과 동기화시킬 수 있을 것이다.According to an embodiment of the present invention, even when downlink transmission delay and uplink transmission delay occur asymmetrically due to asymmetric transmission rates of uplink and downlink, an IEEE 1588 slave estimates and compensates a clock error. It will be possible to synchronize the slave clock with the master clock.

도 1은 종래기술에 따른 IEEE 1588을 이용하여 코어네트워크와 소형기지국간의 동기화를 위한 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 도 1의 시스템에서 IEEE 1588을 이용하여 마스터와 슬레이브간 클럭을 동기화시키는 과정을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 비대칭 통신링크에서의 소형화기지국 동기화 장치를 나타내는 도면,
도 4는 도 3의 제1 동기화 장치를 나타내는 도면,
도 5는 도 3의 제2 동기화 장치를 나타내는 도면,
도 6은 IEEE 1588을 이용하여 코어네트워크의 시간 동기를 소형기지국에 전달하는 과정을 나타내는 흐름도,
도 7은 도 6에서 하향링크와 상향링크의 전송지연이 비대칭인 경우 IEEE 1588 슬레이브 클럭을 마스터 클럭에 동기화시키기 과정을 나타내는 도면,
도 8은 도 7의 클럭 동기화 방법에 따라 마스터와 슬레이브간 동작 절차를 나타내는 도면이다.
1 is a diagram showing a system for synchronization between a core network and a small base station using IEEE 1588 according to the prior art;
2 is a diagram illustrating a process of synchronizing a clock between a master and a slave using IEEE 1588 in the system of FIG. 1;
3 shows a miniaturized base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link according to an embodiment of the present invention;
4 is a diagram illustrating a first synchronization device of FIG. 3,
5 is a view showing a second synchronization device of FIG.
6 is a flowchart illustrating a process of transmitting time synchronization of a core network to a small base station using IEEE 1588;
FIG. 7 is a diagram illustrating a process of synchronizing an IEEE 1588 slave clock to a master clock when transmission delays of downlink and uplink are asymmetric in FIG. 6;
FIG. 8 is a diagram illustrating an operation procedure between a master and a slave according to the clock synchronization method of FIG. 7.

이하, 본 발명의 실시 예에 대한 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시될 수 있으므로 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail. In adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements may be denoted by the same reference numerals as much as possible because they may be displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be "connected", "coupled" or "connected".

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 제1 동기화 장치를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 제2 동기화 장치를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a small base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram illustrating a first synchronization apparatus of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram of a second synchronization apparatus of FIG. 3. It is a figure which shows.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치는 코어네트워크(300)에 동기화되는 IEEE 1588 마스터(310), 유선망(320), 제1 동기화 장치(330), IEEE 1588 슬레이브(340), 제2 동기화 장치(350) 및 소형기지국(360)을 포함한다. 이때, 소형기지국(350)은 이동통신단말기와 접속하며, 이동통신단말기에는 휴대폰, 노트북, PDA(Personal Digital Assistants) 등이 포함될 수 있다.3 to 5, the small base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link according to an embodiment of the present invention is the IEEE 1588 master 310, the wired network 320, the first network synchronized to the core network 300 The synchronization device 330, the IEEE 1588 slave 340, the second synchronization device 350, and the small base station 360 are included. In this case, the small base station 350 is connected to the mobile communication terminal, and the mobile communication terminal may include a mobile phone, a notebook computer, and personal digital assistants (PDAs).

코어네트워크(300)는 교환기, 매크로 기지국(305), 기지국 제어기 및/또는 GPS 안테나(307)를 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있으며, 동기식 및 비동기식을 모두 지원한다. 동기식인 경우에는 송신 및 수신 매크로 기지국(305)은 BTS(Base-Station Transmission System), 송신 및 수신 기지국 제어기는 BSC(Base Station Controller)가 될 것이고, 비동기식인 경우에는 송신 및 수신 매크로 기지국(305)은 RTS(Radio Transceiver Subsystem), 송신 및 수신 기지국 제어기는 RNC(Radio Network Controller)가 될 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에서 코어네트워크(300)는 CDMA 망이 아닌 GSM 망 및 향후 구현될 제4 세대 이동통신 시스템의 접속망에 사용될 수 있는 신호 중계기를 통칭하는 것이라 할 수 있다.The core network 300 may be used to include all of the exchange, the macro base station 305, the base station controller and / or the GPS antenna 307, and support both synchronous and asynchronous. In the case of synchronous transmission and reception macro base station 305 will be a base-station transmission system (BTS), the transmission and reception base station controller will be a base station controller (BSC), and in case of asynchronous transmission and reception macro base station 305 RTS (Radio Transceiver Subsystem), the transmitting and receiving base station controller will be a Radio Network Controller (RNC). Therefore, in the exemplary embodiment of the present invention, the core network 300 may be referred to collectively as a signal repeater that may be used in an access network of a GSM network and a fourth generation mobile communication system to be implemented in the future.

IEEE 1588 마스터(310)는 코어네트워크(300)의 교환기 등에 포함될 수 있으며, GPS 신호에 동기화되는 동기신호(혹은 제1 동기신호)를 코어네트워크(300)으로부터 수신하여 동기화하고, 코어네트워크(300)의 동기정보가 기록된 패킷(이하, 제1 패킷)을 유선망(320)을 경유하여 IEEE 1588 슬레이브(340)로 전송한다. 또한, IEEE 1588 마스터(310)는 시간지연에 대한 시간동기를 추정하기 위하여 제1 패킷 전송시 제1 패킷의 전송 시간을 IEEE 1588 슬레이브(340)에 전달하기 위하여 전송시간을 포함하는 패킷(이하, 제2 패킷)을 전송하며, 제2 패킷에 대한 응답 패킷(이하, 제3 패킷)을 IEEE 1588 슬레이브(340)로부터 수신하여 제3 패킷에 대한 응답 패킷(이하, 제4 패킷)을 전송한다. 여기서, 제1 패킷, 제2 패킷, 제3 패킷 및 제4 패킷은 IEEE 1588 규격에 따라 Sync 메시지, Follow_up 메시지, Delay_Req 메시지, Delay_Res 메시지에 각각 대응될 수 있다.The IEEE 1588 master 310 may be included in an exchange of the core network 300 and the like, and receives and synchronizes a synchronization signal (or first synchronization signal) synchronized with the GPS signal from the core network 300, and the core network 300. The packet in which the synchronization information is recorded (hereinafter, referred to as a first packet) is transmitted to the IEEE 1588 slave 340 via the wired network 320. In addition, the IEEE 1588 master 310 includes a packet including a transmission time to transfer the transmission time of the first packet to the IEEE 1588 slave 340 during transmission of the first packet in order to estimate time synchronization with respect to time delay. A second packet) is transmitted, and a response packet (hereinafter referred to as a third packet) corresponding to the second packet is received from the IEEE 1588 slave 340, and a response packet (hereinafter referred to as a fourth packet) for the third packet is transmitted. In this case, the first packet, the second packet, the third packet, and the fourth packet may correspond to a Sync message, a Follow_up message, a Delay_Req message, and a Delay_Res message according to the IEEE 1588 standard.

이와 같이 IEEE 1588 마스터(310)와 IEEE 1588 슬레이브(340)가 제1 패킷부터 제4 패킷까지 주고 받는 과정을 동기화 프로토콜이라 하면, IEEE 1588 마스터(310)와 IEEE 1588 슬레이브(340)는 수 회에서 수십 회에 걸쳐 동기화 프로토콜을 이용한 주기적인 메시지 교환 과정을 수행하게 된다. 여기서, 주기적이라 함은 IEEE 1588 마스터(310)는 홀수 번째와 짝수 번째로 구분하여 홀수 번째 횟수의 제1 패킷, 즉 Sync 메시지의 크기와 짝수 번째 횟수의 제1 패킷의 크기를 달리하되 이를 반복하는 것을 의미한다. 예를 들어, 홀수 번째 횟수마다의 제1 패킷과 제3 패킷은 서로 동일한 크기를 갖고, 또 짝수 번째 횟수마다의 제1 패킷과 제3 패킷은 서로 동일한 크기를 갖지만, 홀수 번째 횟수의 제1 패킷과 짝수 번째 횟수의 제1 패킷은 서로 다른 크기를 가지며, 홀수 번째 횟수의 제3 패킷과 짝수 번째 횟수의 제3 패킷도 서로 다른 크기를 갖도록 하여 전송한다.As such, when the process of the IEEE 1588 master 310 and the IEEE 1588 slave 340 transmitting and receiving from the first packet to the fourth packet is referred to as a synchronization protocol, the IEEE 1588 master 310 and the IEEE 1588 slave 340 may have several times. Dozens of periodic message exchanges using the synchronization protocol are performed. Here, the term "periodical" is defined by the IEEE 1588 master 310 to divide the size of the odd numbered first and the even numbered first packets, that is, the size of the sync message and the number of the first number of even numbered times, but repeating the same. Means that. For example, the first packet and the third packet every odd number of times have the same size as each other, and the first packet and the third packet every even number of times have the same size, but the first number of odd number of times is the first packet. The first packets with the even number of times have different sizes, and the third packets with the odd number of times and the third packets with the even number of times have different sizes.

IEEE 1588 마스터(310)는 IEEE 1588 메시지 즉 제1, 제2 및/또는 제4 패킷을생성하기 위하여 물리계층, 1588 검출기 및 응용계층을 포함할 수 있으며, 응용계층에는 IEEE 1588 패킷을 처리하는 1588 코드가 존재할 수 있다. 1588 코드에서 IEEE 1588 메시지를 생성하면 IEEE 1588 마스터(310)는 MII(media independent interface)를 통해 물리계층으로 메시지를 전달하고, 전달된 메시지는 다시 유선망(320)을 통해 IEEE 1588 슬레이브(340)로 전송된다.The IEEE 1588 master 310 may include a physical layer, a 1588 detector, and an application layer to generate an IEEE 1588 message, i.e., a first, second and / or fourth packet. The application layer may include a 1588 that processes an IEEE 1588 packet. There may be code. If the 1588 code generates an IEEE 1588 message, the IEEE 1588 master 310 delivers the message to the physical layer through a media independent interface (MII), and the delivered message is sent back to the IEEE 1588 slave 340 through the wired network 320. Is sent.

유선망(320)은 DSL, VDSL 및 광랜 등의 IP 네트워크이다. 이러한 IP 네트워크는 비대칭 통신링크로서 코어네트워크(300)에서 소형기지국(360)으로 데이터를 전송하는 하향링크와, 반대로 소형기지국(350)에서 코어네트워크(300)로 데이터를 전송하는 상향링크간 데이터의 전송속도 오차(bias)를 발생시키게 된다. 물론, 본 발명의 실시예에서는 유선망(320)이 비대칭 통신링크인 것을 전제로 하고 있지만, 그것에 특별히 한정하지는 않을 것이다. 또한, 유선망(320)은 유선망(320)에 접속된 다수의 통신기기 간의 패킷 전송 흐름을 제어하고 패킷 송수신을 담당하는 라우터, 스위치, 허브 및 모뎀 등의 장치를 포함할 수 있다.Wired network 320 is an IP network, such as DSL, VDSL and optical LAN. Such an IP network is an asymmetric communication link for downlink transmission of data from the core network 300 to the small base station 360 and, conversely, uplink data transmission from the small base station 350 to the core network 300. This will cause a transmission rate bias. Of course, in the embodiment of the present invention, the wired network 320 is assumed to be an asymmetric communication link, but will not be limited thereto. In addition, the wired network 320 may include a device such as a router, a switch, a hub, and a modem that controls a packet transmission flow between a plurality of communication devices connected to the wired network 320 and is responsible for packet transmission and reception.

제1 동기화 장치(330)는 IEEE 1588 마스터(310)와 IEEE 1588 슬레이브(350)간 패킷 데이터의 송수신시 발생되는 지터(jitter), 즉 전파 지연(propagation delay) 및 스케쥴링 지연(scheduling delay)을 보상한다. 예를 들어, 제1 동기화 장치(300)는 유선망(320)을 구성하는 라우터, 스위치, 허브 및 모뎀 등의 장치에 개별적으로 포함될 수 있고, 이를 통해 유선망(320) 내에서 패킷을 전송하는 과정에서 발생하는 전파 지연과 스케쥴링 지연을 보상한다. 통상, IEEE 1588 마스터(310)와 IEEE 1588 슬레이브(340) 사이에서 패킷 데이터를 주고 받을 때 발생하는 시간지연은 전파 지연, 스케쥴링 지연 및 전송 지연을 통합하는 의미로 사용된다. 여기서, 전파 지연은 네트워크 장비 사이에서 전파가 물리적으로 전송되는데 걸리는 시간을 의미하고, 네트워크 장비 사이의 거리, 네트워크 장비를 연결하는 링크의 종류 등에 의해 결정된다. 스케쥴링 지연은 네트워크 장비에서 IEEE 1588 패킷을 수신한 후 다른 패킷과 함께 스케쥴링 한 후에 다시 전송할 때까지 걸리는 시간을 나타낸다. 그리고 전송지연은 네트워크 장비 사이의 링크를 이용해 IEEE 1588 패킷 수신을 시작하여 수신이 완료될 때까지의 시간을 나타낸다.The first synchronization device 330 compensates for jitter generated during the transmission and reception of packet data between the IEEE 1588 master 310 and the IEEE 1588 slave 350, that is, a propagation delay and a scheduling delay. do. For example, the first synchronization device 300 may be individually included in devices such as a router, a switch, a hub, and a modem constituting the wired network 320, and in the process of transmitting a packet in the wired network 320. Compensates for propagation delays and scheduling delays that occur. In general, the time delay generated when exchanging packet data between the IEEE 1588 master 310 and the IEEE 1588 slave 340 is used to integrate propagation delay, scheduling delay, and transmission delay. Here, the propagation delay means the time taken for the radio wave to be physically transmitted between the network equipment, and is determined by the distance between the network equipment and the type of link connecting the network equipment. Scheduling delay is the time it takes for a network device to receive an IEEE 1588 packet and then resend it after scheduling with another packet. The transmission delay indicates the time until the reception is completed by starting the reception of the IEEE 1588 packet using the link between the network equipment.

그 가운데, 전파 지연 및 스케쥴링 지연 관련 지터를 저감하기 위하여 제1 동기화 장치(330)는 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 물리계층(410), 큐(420), 제2 물리계층(430), 제1 검출기(415), 제2 검출기(435) 및 1588 코드(440)를 포함할 수 있다. 제1 물리계층(420)은 IEEE 1588 마스터(310)의 물리계층에 연결되어 제1, 제2 및 제4 패킷을 수신해 제1 검출기(415) 및 큐(420)로 전달한다. 제2 물리계층(430)은 IEEE 1588 슬레이브(340)의 물리계층에 연결되어 제3 패킷을 수신해 제2 검출기(435) 및 큐(420)로 전달한다. 큐(420)는 제1 물리계층(410)을 통해 제공된 제1, 제2 및 제4 패킷을 대기시켰다가(혹은 저장하였다가 순차적으로) 물리계층(430)으로 제공하거나 제2 물리계층(430)을 통해 제공된 제3 패킷을 대기시켰다가 제1 물리계층(410)으로 제공한다. 또한 제1 검출기(415)는 제1 물리계층(410)에서 수신한 제1, 제2 및 제4 패킷의 1588을 검출하고, 제2 검출기(435)는 제2 물리계층(430)에서 수신한 제3 패킷의 1588을 검출하며, 1588 코드(440)는 제1 및 제2 검출기(415, 435)에서 각각 제공한 제1 내지 제4 패킷의 IEEE 1588 패킷을 처리한다.Among them, in order to reduce propagation delay and scheduling jitter related jitter, the first synchronization device 330 may include, for example, a first physical layer 410, a queue 420, and a second physical layer, as illustrated in FIG. 4. 430, a first detector 415, a second detector 435, and a 1588 code 440. The first physical layer 420 is connected to the physical layer of the IEEE 1588 master 310 to receive the first, second and fourth packets and deliver them to the first detector 415 and the queue 420. The second physical layer 430 is connected to the physical layer of the IEEE 1588 slave 340 to receive and transmit a third packet to the second detector 435 and the queue 420. The queue 420 queues (or stores and sequentially) the first, second, and fourth packets provided through the first physical layer 410 to the physical layer 430 or the second physical layer 430. Wait for the third packet provided through) and provide it to the first physical layer 410. Also, the first detector 415 detects 1588 of the first, second, and fourth packets received by the first physical layer 410, and the second detector 435 receives the second physical layer 430. 1588 of the third packet is detected, and the 1588 code 440 processes the IEEE 1588 packets of the first to fourth packets provided by the first and second detectors 415 and 435, respectively.

좀더 살펴보면, 제1 동기화 장치(330)의 제1 물리계층(410)으로 IEEE 1588 메시지가 수신되면 제1 검출기(415)에서 IEEE 1588 메시지를 검출한 후 1588 코드(440)로 전달한다. 1588 코드(440)에서는 IEEE 1588 메시지의 수신 시간과 스케쥴링 후 IEEE 1588 슬레이브(340)로 재전송되는 시간 차이, IEEE 1588 마스터(310)에서 제1 동기화 장치(330) 간의 링크 지연을 IEEE 1588 메시지의 보정 필드(correction field)에 기록한다. 제1 동기화 장치(330)와 IEEE 1588 슬레이브(340) 간의 유선 링크를 통해 IEEE 1588 메시지가 수신되면 IEEE 1588 슬레이브(340)에 연결된 제2 검출기(435)에서 IEEE 1588 메시지를 감지하여 응용계층의 1588 코드(440)로 전달한다. 그러면, 슬레이브(340)의 1588 코드에서 수신된 IEEE 1588 메시지의 송수신 시간, IEEE 1588 메시지에 포함된 타임스탬프(timestamp), IEEE 1588 메시지의 보정 필드 등을 이용해서 슬레이브(340)의 클럭을 마스터(310)와 동기화시킨다. 만약, 슬레이브(340)의 1588 코드에서 IEEE 1588 메시지를 생성한 경우라면 IEEE 1588 메시지는 위에서 설명한 하향링크와 유사한 과정으로 제1 동기화 장치(330)에서 IEEE 1588 마스터(310)의 1588 코드로 전달된다.In more detail, when the IEEE 1588 message is received by the first physical layer 410 of the first synchronization device 330, the first detector 415 detects the IEEE 1588 message and transmits the IEEE 1588 message to the 1588 code 440. In the 1588 code 440, the time difference between the reception time of the IEEE 1588 message and the time rescheduled after the scheduling is retransmitted to the IEEE 1588 slave 340, and the link delay between the first synchronization device 330 in the IEEE 1588 master 310 is corrected for the IEEE 1588 message. Record in the correction field. When the IEEE 1588 message is received through the wired link between the first synchronization device 330 and the IEEE 1588 slave 340, the second detector 435 connected to the IEEE 1588 slave 340 detects the IEEE 1588 message and then applies the 1588 of the application layer. Pass to code 440. Then, the clock of the slave 340 is mastered using the transmission / reception time of the IEEE 1588 message received in the 1588 code of the slave 340, a timestamp included in the IEEE 1588 message, a correction field of the IEEE 1588 message, and the like. 310). If the IEEE 1588 message is generated from the 1588 code of the slave 340, the IEEE 1588 message is transmitted from the first synchronization device 330 to the 1588 code of the IEEE 1588 master 310 in a process similar to the downlink described above. .

우선, 제1 동기화 장치(330)에서는 IEEE 1588 패킷이 수신되면 패킷이 수신된 시간(ingress timestamp)을 측정한다. 또한, 제1 동기화 장치(330)의 내부에서 스케쥴링 과정을 거쳐서 IEEE 1588 패킷이 재송신되면 송신된 시간(egress timestamp)을 측정한다. 그리고 IEEE 1588 패킷을 전송한 IEEE 1588 마스터(310)와 제1 동기화 장치(330) 사이의 전파 지연을 아는 경우, 이 전파 지연을 제1 동기화 장치(330)에서 링크 지연(link delay)으로 기록한다. 그리고 IEEE 1588을 재송신하기 직전에 IEEE 1588에 정의된 보정 필드를 <수학식 5>와 같이 갱신한다.First, when the IEEE 1588 packet is received, the first synchronization device 330 measures an ingress timestamp. In addition, when the IEEE 1588 packet is retransmitted through a scheduling process in the first synchronization device 330, an egress timestamp is measured. If the propagation delay between the IEEE 1588 master 310 that transmitted the IEEE 1588 packet and the first synchronization device 330 is known, the propagation delay is recorded by the first synchronization device 330 as a link delay. . Immediately before retransmitting IEEE 1588, the correction field defined in IEEE 1588 is updated as shown in <Equation 5>.

(수학식 5)(5)

(correction field) = (correction field) + (egress timestamp) (correction field) = (correction field) + (egress timestamp)

- (ingress timestamp) + (link delay)-(ingress timestamp) + (link delay)

IEEE 1588 마스터(310)에서 IEEE 588 패킷을 송신한 후 IEEE 1588이 통과하는 라우터, 스위치, 허브 및 모뎀 등의 장치에 개별적으로 포함된 제1 동기화 장치(330)에서 보정 필드를 <수학식 5>와 같이 순차적으로 누적하면, 최종적으로 IEEE 1588 슬레이브(340)에서 IEEE 1588 패킷을 수신했을 때 IEEE 1588 마스터(310)와 IEEE 1588 슬레이브(340) 사이의 전파 지연과 스케쥴링 지연의 합을 알 수 있다. 따라서 전체 하향링크 시간 지연 중에서 전파 지연과 스케쥴링 지연을 배제할 수 있다. 이때 <수학식 1>은 <수학식 6>과 같이 수정된다.After transmitting the IEEE 588 packet from the IEEE 1588 master 310, the correction field is set in the first synchronization device 330 individually included in devices such as routers, switches, hubs, and modems through which IEEE 1588 passes. When sequentially accumulating as shown, when the IEEE 1588 slave 340 finally receives the IEEE 1588 packet, the sum of the propagation delay and the scheduling delay between the IEEE 1588 master 310 and the IEEE 1588 slave 340 can be known. Therefore, propagation delay and scheduling delay can be excluded from the total downlink time delay. Equation 1 is modified as in Equation 6.

(수학식 6)(6)

t1 = t0 + D_DL - (correction field) + t_offset t 1 = t 0 + D_DL-(correction field) + t_offset

또한, 유사한 방법으로 상향링크에서 IEEE 1588의 보정 필드를 이용하여 전파 지연과 스케쥴링 지연을 측정한 후 이를 제외하면 <수학식 2>는 <수학식 7>과 같이 수정된다.In addition, after measuring propagation delay and scheduling delay in the uplink using the correction field of IEEE 1588 in the uplink, Equation 2 is modified as in Equation 7 except for this.

(수학식 7)(7)

t3 = t2 + D_UL -(correction field) - t_offsett 3 = t 2 + D_UL-(correction field)-t_offset

이와 같이 제1 동기화 장치(330)의 보정 필드를 이용해서 전파 지연과 스케쥴링 지연을 보정하면 하향링크와 상향링크의 시간 지연 차이가 상당히 감소한다.As such, when the propagation delay and the scheduling delay are corrected by using the correction field of the first synchronization device 330, the time delay difference between the downlink and the uplink is significantly reduced.

IEEE 1588 슬레이브(340)는 제2 동기화 장치(330)와 함께 소형기지국(360)에 포함될 수 있다. IEEE 1588 슬레이브(340)는 IEEE 1588 마스터(340)의 제1 동기신호에 동기되어 초기화하는 동기신호(혹은 제2 동기신호), 즉 클럭신호를 발생하며, 유선망(320)을 경유하여 제공된 동기정보 및/또는 지연시간정보인 타임스탬프를 이용하여 보정된 동기정보를 소형기지국(360)으로 전송하며, IEEE 1588 마스터(310)에서 제공한 동기정보 및/또는 지연시간정보에 대한 응답, 즉 IEEE 1588 마스터(310)에서 전송한 제2 패킷에 대한 제3 패킷을 제1 동기화 장치(330) 및 유선망(320)을 경유해 IEEE 1588 마스터(310)로 전송한다. IEEE 1588 슬레이브(340)는 제3 패킷 전송시 앞서 언급한 대로 홀수 번째 및 짝수 번째에 각각 해당되는 IEEE 1588 마스터(310)의 제1 패킷과 동일한 크기로 전송하지만, 홀수 번째와 짝수 번째의 제3 패킷은 서로 다른 크기로 하여 주기적으로 변경하며 전송한다.The IEEE 1588 slave 340 may be included in the small base station 360 together with the second synchronization device 330. The IEEE 1588 slave 340 generates a synchronization signal (or a second synchronization signal) that is initialized in synchronization with the first synchronization signal of the IEEE 1588 master 340, that is, a clock signal, and provides synchronization information provided through the wired network 320. And / or transmit the corrected synchronization information to the small base station 360 by using the time stamp as the delay time information, and respond to the synchronization information and / or the delay time information provided by the IEEE 1588 master 310, that is, the IEEE 1588. The third packet for the second packet transmitted from the master 310 is transmitted to the IEEE 1588 master 310 via the first synchronization device 330 and the wired network 320. When the third packet is transmitted, the IEEE 1588 slave 340 transmits the same size as the first packet of the IEEE 1588 master 310 corresponding to the odd-numbered and even-numbered numbers, respectively, as described above. Packets are changed in size and transmitted periodically.

IEEE 1588 슬레이브(340)는 IEEE 1588 마스터(310)와 마찬가지로 물리계층, 1588 디코더 및 응용계층을 포함하며, 응용계층에는 IEEE 1588 패킷을 처리하는 1588 코드가 존재할 수 있다. 1588 코드에서 IEEE 1588 메시지를 생성하면 IEEE 1588 슬레이브(340)는 MII를 통해 물리계층으로 메시지를 전달하고, 전달된 메시지를 다시 유선망(320)을 경유해 IEEE 1588 마스터(310)로 전송한다. 또한, IEEE 1588 슬레이브(340)는 도 5에 도시된 바와 같이, 패킷 수신시간 측정부(510), 패킷 디코딩부(520), 타임스탬프 추출부(530), 메시지 발생부(540), 패킷 인코딩부(550), 패킷 전송시간 측정부(560)를 포함한다.The IEEE 1588 slave 340, like the IEEE 1588 master 310, includes a physical layer, a 1588 decoder, and an application layer. The application layer may have a 1588 code for processing an IEEE 1588 packet. When the IEEE 1588 message is generated from the 1588 code, the IEEE 1588 slave 340 transmits the message to the physical layer through the MII, and transmits the transmitted message to the IEEE 1588 master 310 via the wired network 320 again. In addition, as shown in FIG. 5, the IEEE 1588 slave 340 includes a packet reception time measuring unit 510, a packet decoding unit 520, a time stamp extractor 530, a message generator 540, and a packet encoding. The unit 550 includes a packet transmission time measuring unit 560.

여기서, 패킷 수신시간 측정부(510)는 제1 동기화 장치(310)와의 유선 링크(500)를 통해 제공되는 제1 패킷, 제2 패킷 및/또는 제4 패킷 중 제1 패킷의 수신시간을 측정하며, 측정된 시간정보를 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570)로 제공한다. 패킷 디코딩부(520)는 패킷 수신시간 측정기(510)에서 제공한 제1 패킷, 제2 패킷 및/또는 제4 패킷을 복호화한다. 타임스탬프 추출부(530)는 복호화된 제2 패킷 및/또는 제4 패킷을 수신하고 타임스탬프를 추출하여 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570)에 제공한다. 메시지 발생부(540)는 메시지, 즉 제3 패킷을 발생하여 패킷 인코딩부(550)에 제공한다. 패킷 인코딩부(550)는 메시지 발생부(540)에서 제공된 제3 패킷을 인코딩한다. 패킷 전송시간 측정부(560)는 패킷 인코딩부(550)에서 제공된 제3 패킷의 전송시간을 측정하고, 측정된 전송시간 정보를 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570)에 제공하며 제3 패킷은 유선 링크(500)를 통해 IEEE 1588 마스터(310)로 전송된다.Here, the packet reception time measuring unit 510 measures the reception time of the first packet among the first packet, the second packet, and / or the fourth packet provided through the wired link 500 with the first synchronization device 310. The measured time information is provided to the frequency error and phase error estimator 570. The packet decoding unit 520 decodes the first packet, the second packet and / or the fourth packet provided by the packet reception time measurer 510. The time stamp extractor 530 receives the decoded second packet and / or the fourth packet, extracts the time stamp, and provides the decoded time stamp to the frequency error and phase error estimator 570. The message generator 540 generates a message, that is, a third packet, and provides the message to the packet encoder 550. The packet encoder 550 encodes the third packet provided by the message generator 540. The packet transmission time measuring unit 560 measures the transmission time of the third packet provided by the packet encoding unit 550, and provides the measured transmission time information to the frequency error and phase error estimating unit 570. Is transmitted to the IEEE 1588 master 310 over the wired link 500.

제2 동기화 장치(350)는 제1 동기화 장치(330)에 의해 보상되고 남은 잔류 지연, 즉 전송지연(transmission delay)을 주파수 오차 및 위상 오차를 이용하여 시간동기를 보상한다. 이를 위하여, 제2 동기화 장치(350)는 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570), 로컬 클럭 발생부(580) 및 클럭 보정부(590)를 더 포함할 수 있다. 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570)는 타임스탬프 추출부(530)에서 제공한 타임스탬프, 패킷 수신시간 측정부(510)에서 제공한 수신시간 정보, 패킷 전송시간 측정부(560)에서 제공한 전송시간 정보를 이용하여 주파수 오차 및 위상 오차를 추정해 낸다.The second synchronization device 350 compensates for time synchronization by using the frequency error and the phase error to compensate for the residual delay, ie, transmission delay, remaining after being compensated by the first synchronization device 330. To this end, the second synchronization device 350 may further include a frequency error and phase error estimator 570, a local clock generator 580, and a clock corrector 590. The frequency error and phase error estimator 570 may include a time stamp provided by the time stamp extractor 530, reception time information provided by the packet reception time measurement unit 510, and a packet transmission time measurement unit 560. Frequency and phase errors are estimated using the transmission time information.

이와 같은 과정에 따라, 제2 동기화 장치(350)는 상향링크와 하향링크의 비대칭적인 전송 속도에 의해 IEEE 1588 마스터(310)와 IEEE 1588 슬레이브(340) 간에 비대칭적인 시간지연이 발생하는 경우, 클럭 보정부(590)는 주파수 오차 및 위상 추정부(570)에서 제공된 주파수 오차 및 위상 오차, 그리고 로컬 클럭 발생부(580)에서 제공된 로컬 클럭을 이용해 IEEE 1588 슬레이브(340)의 클럭을 IEEE 1588 마스터(310)의 클럭에 정밀하게 동기화시킨다.According to this process, the second synchronization device 350 clocks when an asymmetric time delay occurs between the IEEE 1588 master 310 and the IEEE 1588 slave 340 due to asymmetric transmission rates of uplink and downlink. The corrector 590 adjusts the clock of the IEEE 1588 slave 340 using the frequency error and phase error provided by the frequency error and phase estimator 570 and the local clock provided by the local clock generator 580. Precisely synchronize to the clock of 310).

가령, 마스터 클럭의 타이머를 t_master, 슬레이브 클럭의 타이머를 t_slave라고 할 때, 마스터 클럭과 슬레이브 클럭 사이의 주파수 오차와 위상 오차를 고려하여 <수학식 8>에서와 같이 표현할 수 있다.For example, when the timer of the master clock is called t_master and the timer of the slave clock is called t_slave, it can be expressed as in Equation 8 in consideration of the frequency error and the phase error between the master clock and the slave clock.

(수학식 8)(Equation 8)

t_slave = a ·t_master + bt_slave = at_master + b

여기서, a는 마스터 클럭 주파수 대비 슬레이브 클럭 주파수의 비를 의미하고, b는 슬레이브 클럭과 마스터 클럭의 위상 차이를 나타낸다.Here, a denotes a ratio of the slave clock frequency to the master clock frequency, and b denotes a phase difference between the slave clock and the master clock.

소형기지국(360)은 펨토셀 또는 피코셀 단위의 소형기지국이다. 소형기지국(360)은 제2 동기화 장치(350)에 의해 보정된 동기정보에 따라 코어네트워크(300)에 동기화된다. 이와 같이 소형기지국(360)은 코어네트워크(300)와 정확한 동기를 이루어 패킷 데이터를 수신하고 패킷 데이터를 다시 이동통신 단말기에 제공하게 된다. 여기서, 단말기는 실내에서 사용되는 가령 휴대폰, PDA, 노트북과 같은 이동통신 단말기이다.The small base station 360 is a small base station in femtocell or picocell units. The small base station 360 is synchronized to the core network 300 according to the synchronization information corrected by the second synchronization device 350. As such, the small base station 360 receives the packet data in synchronization with the core network 300 and provides the packet data to the mobile communication terminal again. Here, the terminal is a mobile communication terminal such as a mobile phone, a PDA, a notebook used indoors.

본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 제1 동기화 장치(330), IEEE 1588 슬레이브(340), 제2 동기화 장치(350) 및 소형기지국(360)을 서로 분리하여 기술하였다. 그러나, 경우에 따라서는 제1 동기화 장치(330)와 IEEE 1588 슬레이브(340)를 통합하여 구현할 수 있고, 또는 IEEE 1588 슬레이브(340)와 제2 동기화 장치(350)를 통합하여 구현할 수 있으며, 더 나아가서는 제1 동기화 장치(330), IEEE 1588 슬레이브(340) 및 제2 동기화 장치(350) 및 소형기지국(350)을 모두 통합하여 구현할 수 있을 것이다. 이의 경우, 제1 동기화 장치(330)는 IEEE 1588 슬레이브(340)의 제1 동기화부가 되고, 제2 동기화 장치(350)는 IEEE 1588 슬레이브(340)의 제2 동기화부가 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 제1 및 제2 동기화 장치(330, 350)를 어떻게 구성하느냐에 특별히 한정하지는 않을 것이다.In the embodiment of the present invention, for convenience of description, the first synchronization device 330, the IEEE 1588 slave 340, the second synchronization device 350, and the small base station 360 are described separately from each other. However, in some cases, the first synchronization device 330 and the IEEE 1588 slave 340 may be integrated and implemented, or the IEEE 1588 slave 340 and the second synchronization device 350 may be integrated and implemented. Furthermore, the first synchronization device 330, the IEEE 1588 slave 340, the second synchronization device 350, and the small base station 350 may be integrated and implemented. In this case, the first synchronization device 330 may be a first synchronization unit of the IEEE 1588 slave 340, and the second synchronization device 350 may be a second synchronization unit of the IEEE 1588 slave 340. Therefore, the present invention will not be particularly limited to how the first and second synchronization devices 330 and 350 are configured.

도 6은 IEEE 1588을 이용하여 코어네트워크의 시간 동기를 소형기지국에 전달하는 과정을 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a process of transmitting time synchronization of a core network to a small base station using IEEE 1588.

도 6에서 볼 때, 우선 매크로 기지국(305)은 GPS 안테나(307)를 통해 GPS 신호를 수신하고 GPS 신호를 코어네트워크(300)에 전달한다(S600). 그 결과, 코어네트워크(300)의 클럭은 매크로 기지국(305)과 GPS 신호에 동기화된다.Referring to FIG. 6, first, the macro base station 305 receives a GPS signal through the GPS antenna 307 and transmits the GPS signal to the core network 300 (S600). As a result, the clock of the core network 300 is synchronized with the macro base station 305 and the GPS signal.

이어, 코어네트워크(300)는 시간동기정보를 다시 IEEE 1588 마스터(310)에 전달한다(S601). 다시 말해, IEEE 1588 마스터(310)는 코어네트워크(300)의 클럭을 이용하여 IEEE 1588 마스터(310)를 구동함으로써 코어네트워크(300)에 동기화된다. Subsequently, the core network 300 transmits time synchronization information to the IEEE 1588 master 310 again (S601). In other words, the IEEE 1588 master 310 is synchronized to the core network 300 by driving the IEEE 1588 master 310 using the clock of the core network 300.

그리고, IEEE 마스터(310)는 IEEE 1588 슬레이브(340)와 IEEE 1588 메시지를 교환한다(S603). 이와 같이, 메시지 교환시 실질적으로 IEEE 1588 마스터(310)와 IEEE 1588 슬레이브(340) 간에는 제1 동기화 장치를 통해 전파지연 및 스케쥴링 지연을 보정하게 된다.The IEEE master 310 exchanges an IEEE 1588 message with the IEEE 1588 slave 340 (S603). As such, during the message exchange, the propagation delay and the scheduling delay are substantially corrected between the IEEE 1588 master 310 and the IEEE 1588 slave 340 through the first synchronization device.

이어, IEEE 1588 슬레이브(340)는 수신된 패킷의 주파수 오차와 위상 오차를 추정하고(S605a) 이를 이용하여 슬레이브 클럭이 마스터 클럭과 동기화되도록 보정한다(S605b).Subsequently, the IEEE 1588 slave 340 estimates the frequency error and the phase error of the received packet (S605a) and corrects the slave clock to be synchronized with the master clock by using this (S605b).

소형기지국(360)은 IEEE 1588 슬레이브(340)로부터 슬레이브 클럭을 수신한다(S607). 소형기지국(360)은 슬레이브 클럭을 이용함으로써 코어네트워크(300)와 매크로 기지국(305)에 동기화되어 동작하게 된다.The small base station 360 receives the slave clock from the IEEE 1588 slave 340 (S607). The small base station 360 operates in synchronization with the core network 300 and the macro base station 305 by using the slave clock.

도 7은 도 6에서 하향링크와 상향링크의 전송지연이 비대칭인 경우 IEEE 1588 슬레이브 클럭을 마스터 클럭에 동기화시키기 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a process of synchronizing an IEEE 1588 slave clock to a master clock when transmission delays of downlink and uplink are asymmetric in FIG. 6.

도 7에서 볼 때, 우선 마스터에서 t0(n)의 시간에 Sync1() 메시지를 슬레이브로 전송하고, 슬레이브에서는 Sync1() 메시지가 수신된 시간 t1(n)을 측정한다. 이때 n은 Sync() 메시지 전송 횟수를 나타낸다. 마스터에서는 곧바로 Follow_up() 메시지를 통해 Sync1() 메시지의 송신 시간 t0(n)을 슬레이브로 전달한다. As it viewed in Figure 7, first from the master at the time of t 0 (n) and sends the Sync1 () message to the slave, the slave Sync1 () message and measures the reception time t 1 (n). In this case, n represents the number of Sync () message transmissions. The master immediately transmits the transmission time t 0 (n) of the Sync1 () message to the slave through the Follow_up () message.

슬레이브에서는 t2(n)의 시간에 Delay_Req1() 메시지를 전송하고, 마스터에서는 Delay_Req1() 메시지의 수신 시간 t3(n)을 측정한 후 Delay_Res() 메시지를 통해 슬레이브로 전달한다.The slave sends Delay_Req1 () message at the time t 2 (n), and the master measures the reception time t 3 (n) of the Delay_Req1 () message and delivers it to the slave through the Delay_Res () message.

이와 같은 과정을 통해 슬레이브에서 t0(n), t1(n), t2(n), t3(n)에 대한 정보를 모두 알 수 있다. Through this process, all information about t 0 (n), t 1 (n), t 2 (n), and t 3 (n) can be obtained from the slave.

또한, Sync1() 메시지를 전송할 때 하향링크에서의 시간지연을 DDL1, Delay_Req1() 메시지를 전송할 때 상향링크에서의 시간지연을 DUL1이라고 정의하고, DDL1과 DUL1을 마스터 클럭을 기준으로 측정하는 경우 <수학식 9> 및 <수학식 10>을 만족한다. In addition, the Sync1 () when sending the message to the time delay in the down-link D DL1, Delay_Req1 () is defined as the time delay in the uplink when transmitting messages D UL1 and, D DL1 and D UL1, based on the master clock In the case of measurement, Equations 9 and 10 are satisfied.

(수학식 9)(Equation 9)

Figure pat00003
Figure pat00003

(수학식 10)(Equation 10)

Figure pat00004
Figure pat00004

이때 wDL(n)과 wUL(n)은 하향링크 지터와 상향링크 지터를 각각 나타낸다.In this case, w DL (n) and w UL (n) represent downlink jitter and uplink jitter, respectively.

일정 시간 후에 마스터에서는 (n+1)번째 Sync() 메시지를 전달한다. 이때 (n+1)번째에는 n번째 Sync1() 메시지와 크기가 다른 Sync2() 메시지를 전송한다. 슬레이브에서는 Sync2() 메시지 수신 시간 t1(n+1)을 측정하고, 마스터에서는 Follow_up() 메시지를 이용해서 Sync2() 메시지 송신 시간 t0(n+1)을 슬레이브로 전달한다. After a certain time, the master delivers the (n + 1) th Sync () message. At this time, the (n + 1) th transmits a Sync2 () message that is different in size from the nth Sync1 () message. The slave measures the Sync2 () message reception time t 1 (n + 1), and the master sends the Sync2 () message transmission time t 0 (n + 1) to the slave using the Follow_up () message.

슬레이브에서는 n번째 Delay_Req1() 메시지와 크기가 다른 (n+1)번째 Delay_Req2() 메시지를 송신하고, 송신 시간 t2(n+1)을 측정한다. The slave transmits the (n + 1) th Delay_Req2 () message having a different size from the nth Delay_Req1 () message, and measures the transmission time t 2 (n + 1).

마스터에서는 Delay_Req2() 메시지 수신 시간 t3(n+1)을 측정해서 Delay_Res() 메시지를 통해 슬레이브로 전송한다. The master measures Delay_Req 2 () message reception time t 3 (n + 1) and sends it to the slave through Delay_Res () message.

이때 Sync1() 메시지와 Delay_Req1() 메시지의 크기는 동일하고, Sync2() 메시지와 Delay_Req2() 메시지의 크기도 동일하며, Sync1() 메시지와 Sync2() 메시지의 크기는 다르게 설정한다.At this time, the size of the Sync1 () message and the Delay_Req1 () message is the same, the size of the Sync2 () message and the Delay_Req2 () message is the same, and the size of the Sync1 () message and the Sync2 () message is set differently.

Sync2() 메시지를 전송할 때 하향링크에서의 시간지연을 DDL2, Delay_Req2() 메시지를 전송할 때 상향링크에서의 시간지연을 DUL2라고 정의하고, DDL2와 DUL2를 마스터 클럭을 기준으로 측정하는 경우 <수학식 11> 및 <수학식 12>를 만족하게 된다. Sync2 () of the time delay in the uplink time when sending a message to send to the time delay in the down-link D DL2, Delay_Req2 () message is defined as D UL2 and is measured by the master clock the D DL2 and D UL2 In this case, Equations 11 and 12 may be satisfied.

(수학식 11)(Equation 11)

Figure pat00005
Figure pat00005

(수학식 12)(Equation 12)

Figure pat00006
Figure pat00006

도 7에서는 설명의 편의상 크기가 다른 Sync() 메시지 두 종류를 사용하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명의 실시예에서는 슬레이브 클럭 동기화를 위하여 필요한 경우 크기가 다른 Sync() 메시지를 3가지 이상 사용할 수도 있다.In FIG. 7, a case in which two types of Sync () messages having different sizes are used for convenience of description is described. However, in an embodiment of the present invention, three or more Sync () messages having different sizes may be used when necessary for slave clock synchronization. have.

도 8은 도 7의 클럭 동기화 방법에 따라 마스터와 슬레이브간 동작 절차를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating an operation procedure between a master and a slave according to the clock synchronization method of FIG. 7.

도 8에서 볼 때, 우선 마스터와 슬레이브가 초기화되면 Sync() 메시지 전송 횟수 n을 1로 초기화한다(S801).8, first, when the master and the slave are initialized, the number n of transmissions of the Sync () message is initialized to 1 (S801).

이어, 마스터에서는 Sync1() 메시지를 송신하고, 슬레이브에서 Sync1() 메시지 수신 시간 t1(n)을 측정한다(S803).Subsequently, the master transmits a Sync1 () message, and the slave measures the reception time t 1 (n) of the Sync1 () message (S803).

그리고 마스터에서 Follow_up() 메시지를 이용해서 Sync1() 메시지의 송신 시간 t0(n)을 슬레이브로 전달한다(S805).Then, the master transmits the transmission time t 0 (n) of the Sync1 () message to the slave using the Follow_up () message (S805).

다음으로 슬레이브에서는 Delay_Req1() 메시지를 송신하고 송신 시간 t2(n)을 저장한다(S807).Next, the slave transmits a Delay_Req1 () message and stores the transmission time t 2 (n) (S807).

마스터에서는 Delay_Req1() 메시지의 수신 시간 t3(n)을 측정하고 Delay_Res() 메시지를 이용하여 슬레이브로 전달한다(S809).The master measures the reception time t 3 (n) of the Delay_Req1 () message and transfers it to the slave using the Delay_Res () message (S809).

다음 단계로 마스터에서 Sync2() 메시지를 송신하고, 슬레이브에서 Sync2() 메시지 수신 시간 t1(n+1)을 측정한다(S811).In the next step, the master transmits a Sync2 () message, and the slave measures the reception time t 1 (n + 1) of the Sync2 () message (S811).

그리고 마스터에서 Follow_up() 메시지를 이용해서 Sync2() 메시지의 송신 시간 t0(n+1)을 슬레이브로 전달한다(S813). The master transmits the transmission time t 0 (n + 1) of the Sync2 () message to the slave using the Follow_up () message (S813).

다음으로 슬레이브에서는 Delay_Req2() 메시지를 송신하고 송신 시간 t2(n+1)을 저장한다(S815). Next, the slave transmits a Delay_Req2 () message and stores the transmission time t 2 (n + 1) (S815).

마스터에서는 Delay_Req2() 메시지의 수신 시간 t3(n+1)을 측정하고 Delay_Res() 메시지를 이용하여 슬레이브로 전달한다(S817).The master measures the reception time t 3 (n + 1) of the Delay_Req2 () message and transfers it to the slave using the Delay_Res () message (S817).

위의 과정을 통해 Sync()를 2번 전달하였으므로 n을 2만큼 증가시키고(S819) 마스터에서 Sync1() 메시지를 전달하는 과정을 반복한다.Since Sync () has been delivered twice through the above process, n is increased by 2 (S819) and the process of delivering Sync1 () message from the master is repeated.

위와 같이 반복하면 홀수 번째 전송에서는 Sync1() 메시지와 Delay_Req1() 메시지를 사용하고, 짝수 번째 전송에서는 Sync2() 메시지와 Delay_Req2() 메시지를 사용해서 메시지 교환을 하게 된다.If you repeat as above, the odd-numbered transmission uses the Sync1 () and Delay_Req1 () messages, and the even-numbered transmission uses the Sync2 () and Delay_Req2 () messages to exchange messages.

이제, 도 5를 다시 참조하여, 도 7 및 도 8에 설명한 방법으로 마스터와 슬레이브 간에 IEEE 1588 메시지를 교환할 때, 제2 동기화 장치에서 주파수 오차(a)와 위상 오차(b)를 추정하는 방법을 살펴보고자 한다.Now, referring back to FIG. 5, a method of estimating frequency error (a) and phase error (b) in the second synchronization device when exchanging IEEE 1588 messages between the master and the slave by the method described in FIGS. 7 and 8. Let's look at.

도 5에서 볼 때, 슬레이브의 수신기에서는 IEEE 1588 메시지가 수신되면 수신 시간을 측정하여 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570)에 보고한다. 패킷 복호(decoding)를 통해 수신된 메시지가 Sync1() 혹은 Sync2()인 경우 메시지가 수신된 시간을 저장한다.Referring to FIG. 5, when a slave receiver receives an IEEE 1588 message, the slave receiver measures a reception time and reports the reception time to the frequency error and phase error estimator 570. When the message received through packet decoding is Sync1 () or Sync2 (), the time at which the message is received is stored.

패킷 복호를 통해 수신된 메시지가 Follow_up() 혹은 Delay_Res() 메시지인 경우에는 메시지에 포함된 타임스탬프(timestamp) 값을 추출하여 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570)로 전달한다.When the message received through packet decoding is a Follow_up () or Delay_Res () message, a timestamp value included in the message is extracted and transmitted to the frequency error and phase error estimator 570.

슬레이브의 송신기에서 Delay_Req1() 메시지 혹은 Delay_Req2() 메시지를 송신하는 경우 메시지 송신 시간을 측정하여 주파수 오차 및 위상 오차 추정부(570)로 전달한다.When transmitting a Delay_Req1 () or Delay_Req2 () message from the transmitter of the slave, the message transmission time is measured and transmitted to the frequency error and phase error estimator 570.

앞서, 도 7 및 도 8을 참조하여 전파 지연과 스케쥴링 지연을 보정하여 전파 지연과 스케쥴링 지연에 의한 상향 및 하향링크의 비대칭성을 제거하였으므로, 도 5의 제2 동기화 장치를 이용해서는 나머지 전송지연을 제거하게 된다.Since the propagation delay and the scheduling delay have been corrected with reference to FIGS. 7 and 8, the asymmetry of the uplink and the downlink caused by the propagation delay and the scheduling delay has been removed. Will be removed.

따라서, 전파 지연과 스케쥴링 지연 보정 후 잔류 지연, 즉 전송지연을 DP라고 하면, DP는 하향링크와 상향링크에서 동일한 값으로 정의할 수 있다.Therefore, if the propagation delay and the scheduling delay correction after the residual delay, that is, the transmission delay is D P , D P can be defined as the same value in the downlink and uplink.

다음으로 Sync1() 메시지를 전송할 때 하향링크에서의 전송지연을 DT,DL이라고 하고, Delay_Req1() 메시지를 전송할 때 상향링크에서의 전송지연을 DT,UL이라고 정의하자.Next, when transmitting the Sync1 () message, the transmission delay in the downlink is called D T, DL , and when the Delay_Req1 () message is transmitted, the transmission delay in the uplink is defined as D T, UL .

Sync1() 메시지 크기 대비 Sync2() 메시지의 크기를 K라고 정의하면 Sync2() 메시지를 전송할 때의 전송지연은 2DT,DL가 되고, Delay_Req2() 메시지를 전송할 때 전송지연을 2DT,UL이 된다.If you define the size of the Sync2 () message as the size of the Sync1 () message, the transmission delay when sending the Sync2 () message is 2D T, DL , and the transmission delay is 2D T, UL when the Delay_Req2 () message is sent. do.

이와 같이 정의한 변수를 이용하여 <수학식 9> 내지 <수학식 12>를 다시 정리하면 <수학식 13> 내지 <수학식 16>과 같다.Using Equation 9 defined above, the equations (9) to (12) are rearranged as shown in (13) to (16).

(수학식 13)(Equation 13)

Figure pat00007
Figure pat00007

(수학식 14)(Equation 14)

Figure pat00008
Figure pat00008

(수학식 15)(Equation 15)

Figure pat00009
Figure pat00009

(수학식 16)(Equation 16)

Figure pat00010
Figure pat00010

이때 K는 0보다 크고 1이 아닌 상수이다. Where K is a constant greater than zero and not one.

위의 <수학식 13> 내지 <수학식 16>으로 정의되는 관계식을 이용하여 다수의 메시지 교환 과정을 반복하면 a와 b를 추정할 수 있다.A and b can be estimated by repeating a plurality of message exchange processes using the relations defined in Equations 13 to 16 above.

한 예로서, Sync() 메시지와 Delay_Req() 메시지를 4번씩 주고 받는 경우 <수학식 13> 내지 <수학식 16>을 <수학식 17>과 같이 벡터-행렬식으로 표시할 수 있다.For example, when the Sync () message and the Delay_Req () message are exchanged four times, Equations 13 to 16 may be expressed in a vector-matrix form as shown in Equation 17.

(수학식 17)(Equation 17)

Figure pat00011
Figure pat00011

이때, c= aDp, d=aDT,DL, e=aDT,UL로 정의되며, y, A, w는 <수학식 18>과 같이 정의된다.In this case, c = aDp, d = aD T, DL , e = aD T, UL , and y, A, and w are defined as in Equation 18.

(수학식 18)(Equation 18)

Figure pat00012
Figure pat00012

<수학식 18>로부터 최소 자승(least squares) 추정 기법을 이용하여 <수학식 19>와 같이 a와 b를 추정할 수 있다.From Equation 18, a and b can be estimated using the least squares estimation technique as shown in Equation 19.

(수학식 19)(Equation 19)

Figure pat00013
Figure pat00013

참고로, a와 b는 위에서 보인 최소 자승 추정 기법 외에 RLS(Recursive Least Squares) 추정 기법, 회귀(regression) 추정 기법, 필터링 추정 기법 등 다양한 방법으로 추정할 수 있다. 주파수 오차 추정값

Figure pat00014
, 위상 오차
Figure pat00015
가 정해지면, 슬레이브 클럭을 <수학식 20>과 같이 보정하여 마스터 클럭에 동기화된 클럭을 생성할 수 있다.For reference, a and b can be estimated by various methods such as recursive least squares (RLS) estimation method, regression estimation method, and filtering estimation method, in addition to the least-squares estimation method shown above. Frequency error estimate
Figure pat00014
Phase error
Figure pat00015
Once determined, the slave clock can be corrected as shown in Equation 20 to generate a clock synchronized with the master clock.

(수학식 20)(Equation 20)

Figure pat00016
Figure pat00016

이때 t_sync는 슬레이브에서 마스터 클럭에 동기화되도록 생성한 클럭을 나타낸다.In this case, t_sync represents a clock generated by the slave to be synchronized with the master clock.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

그리고, 명세서상에 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "comprise", "comprise" or "having" described in the specification mean that a corresponding component may be included unless otherwise stated, and thus, other components are excluded. It should be construed that it may further include other components. All terms, including technical and scientific terms, have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

본 발명의 실시예는 비대칭 통신 링크에서의 소형기지국 동기화 장치 및 방법에 적용 가능한 것으로서, 상향링크와 하향링크의 비대칭적인 전송 속도에 의해 하향링크의 전송지연과 상향링크의 전송지연이 비대칭적으로 발생하는 경우에도 IEEE 1588 슬레이브에서 클럭 오차를 추정하여 보상하고 슬레이브 클럭을 마스터 클럭과 동기화시킬 수 있을 것이다.The embodiment of the present invention is applicable to a small base station synchronization apparatus and method in an asymmetric communication link, and the transmission delay of the downlink and the transmission delay of the uplink are asymmetrically generated by the asymmetric transmission rates of the uplink and the downlink. In this case, the clock error may be estimated and compensated by the IEEE 1588 slave and the slave clock may be synchronized with the master clock.

300: 코어네트워크 310: IEEE 1588 마스터
320: 유선망 330: 제1 동기화 장치
340: IEEE 1588 슬레이브 350: 제2 동기화 장치
360: 소형기지국 410: 제1 물리계층
415: 제1 검출기 420: 큐
430: 제2 물리계층 435: 제2 검출기
440: 1588 코드 510: 패킷 수신시간 측정부
520: 패킷 디코딩부 530: 타임 스탬프 추출부
540: 메시지 발생부 550: 패킷 인코딩부
560: 패킷 송신시간 측정부 570: 주파수 오차 및 위상 오차 추정부
580: 로컬 클럭 발생부 590: 클럭 보정부
300: core network 310: IEEE 1588 master
320: wired network 330: first synchronization device
340: IEEE 1588 slave 350: second synchronization device
360: small base station 410: first physical layer
415: First detector 420: Cue
430: second physical layer 435: second detector
440: 1588 code 510: packet reception time measurement unit
520: packet decoding unit 530: time stamp extraction unit
540: message generating unit 550: packet encoding unit
560: packet transmission time measurement unit 570: frequency error and phase error estimation unit
580: local clock generator 590: clock correction unit

Claims (14)

GPS 신호에 동기화된 제1 동기신호를 코어네트워크로부터 제공받고, 상기 코어네트워크의 동기정보를 포함하는 제1 패킷을 생성하며, 상기 제1 패킷의 시간지연에 따른 지연시간정보를 제공하도록 복수의 패킷을 송수신하는 마스터(master);
상기 제1 패킷 및 상기 복수의 패킷이 경유하는 유선망;
상기 제1 동기신호에 동기시켜 제2 동기신호를 생성 및 초기화하고, 상기 동기정보 및/또는 상기 지연시간정보를 이용하여 상기 제2 동기신호를 1차 보정하는 제1 동기화 장치;
상기 제1 패킷을 수신하여 수신시간을 측정하고, 상기 복수의 패킷 중 상기마스터에 송신한 패킷의 송신 시간을 측정하며, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터로부터 수신한 패킷의 타임스탬프(timestamp) 값을 추출하는 슬레이브(slave);
상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 제2 동기신호를 2차 보정하는 제2 동기화 장치; 및
상기 2차 보정된 제2 동기신호를 이용해 상기 코어네트워크에 동기화하는 소형기지국을
포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
Receiving a first synchronization signal synchronized with a GPS signal from a core network, generating a first packet including synchronization information of the core network, and providing a plurality of packets to provide delay time information according to a time delay of the first packet; Master for transmitting and receiving (master);
A wired network via the first packet and the plurality of packets;
A first synchronization device configured to generate and initialize a second synchronization signal in synchronization with the first synchronization signal, and to first correct the second synchronization signal using the synchronization information and / or the delay time information;
Receiving a first packet to measure a reception time, a transmission time of a packet transmitted to the master of the plurality of packets, and a timestamp value of a packet received from the master of the plurality of packets A slave to extract;
A second synchronization device for second-correcting the second synchronization signal using the reception time, the transmission time, and the timestamp value; And
A small base station synchronized with the core network using the second corrected second synchronization signal;
Small base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link comprising a.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 패킷은 제2 패킷, 제3 패킷 및 제4 패킷을 포함하며, 상기 제2 패킷 및 상기 제4 패킷은 상기 마스터가 상기 슬레이브로 송신하는 패킷이고, 상기 제3 패킷은 상기 마스터가 상기 슬레이브로부터 수신하는 패킷인 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
The method according to claim 1,
The plurality of packets includes a second packet, a third packet, and a fourth packet, wherein the second packet and the fourth packet are packets transmitted by the master to the slave, and the third packet is determined by the master. Small base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link, characterized in that the packet received from the slave.
2 항에 있어서,
상기 마스터와 상기 슬레이브가 상기 1 패킷 내지 상기 제4 패킷을 2회 이상교환시, 홀수 번째 횟수의 제1 패킷 및 제3 패킷은 크기가 서로 동일하고, 짝수 번째 횟수의 제1 패킷 및 제3 패킷의 크기가 서로 동일하며, 상기 홀수 번째 횟수의 제1 패킷과 상기 짝수 번째 횟수의 제1 패킷은 크기가 서로 다르고, 상기 홀수 번째 횟수의 제3 패킷과 상기 짝수 번째 횟수의 제3 패킷은 크기가 서로 다른 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
According to claim 2,
When the master and the slave exchange the first packet to the fourth packet two or more times, odd-numbered first packets and third packets have the same size, and even-numbered first packets and third packets Are the same as each other, wherein the odd-numbered first packets and the even-numbered first packets are different in size, and the odd-numbered third packets and the even-numbered third packets are different in size. Small base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link, characterized in that different.
제2 항에 있어서,
상기 제1 동기화 장치는 제1 물리계층, 제2 물리계층, 큐(queues), 제1 검출기, 제2 검출기 및 1588 코드를 포함하되,
상기 제1 물리계층은 상기 마스터의 물리계층에 연결되어 상기 제1 물리계층으로 제공된 상기 제1, 제2 및/또는 제4 패킷을 상기 제1 검출기 및 상기 큐로 전달하고,
상기 제2 물리계층은 상기 슬레이브의 물리계층에 연결되어 상기 제2 물리계층으로 제공된 상기 제3 패킷을 상기 제2 검출기 및 상기 큐로 전달하며,
상기 큐는 상기 제1 물리계층에 제공된 상기 제1, 제2 및/또는 제4 패킷을 저장하였다가 순차적으로 상기 제2 물리계층으로 제공하거나 상기 제2 물리계층에 제공된 상기 제3 패킷을 저장하였다가 순차적으로 상기 제1 물리계층으로 제공하며,
상기 제1 검출기는 상기 제1 물리계층에서 수신한 상기 제1, 제2 및/또는 제4 패킷의 1588을 검출하고,
상기 제2 검출기는 상기 제2 물리계층에서 수신한 상기 제3 패킷의 1588을 검출하며,
상기 1588 코드는 상기 제1 및 제2 검출기에서 제공한 제1 내지 제4 패킷의IEEE 1588 패킷을 처리하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
The method of claim 2,
The first synchronization device includes a first physical layer, a second physical layer, queues, a first detector, a second detector, and a 1588 code.
The first physical layer is connected to the physical layer of the master to transfer the first, second and / or fourth packets provided to the first physical layer to the first detector and the queue,
The second physical layer is connected to the physical layer of the slave to transfer the third packet provided to the second physical layer to the second detector and the queue,
The queue stores the first, second and / or fourth packets provided to the first physical layer and sequentially provides them to the second physical layer or stores the third packets provided to the second physical layer. Are sequentially provided to the first physical layer,
The first detector detects 1588 of the first, second and / or fourth packets received by the first physical layer,
The second detector detects 1588 of the third packet received at the second physical layer,
And the 1588 code processes the IEEE 1588 packets of the first to fourth packets provided by the first and second detectors.
제2 항에 있어서,
상기 슬레이브는 패킷 수신시간 측정부, 패킷 디코딩부, 타임스탬프 추출부, 메시지 발생부, 패킷 인코딩부 및 패킷 전송시간 측정부를 포함하되,
상기 패킷 수신시간 측정부는 상기 제1 패킷의 수신 시간을 측정하여 수신 시간 정보를 생성하고,
상기 패킷 디코딩부는 상기 제1 내지 제4 패킷을 복호화하며,
상기 타임스탬프 추출부는 복호화된 상기 제2 내지 제4 패킷의 상기 타임스탬프 값을 추출하고,
상기 메시지 발생부는 상기 제3 패킷을 발생하며,
상기 패킷 인코딩부는 상기 제3 패킷을 수신하여 인코딩하고,
상기 패킷 전송시간 측정부는 상기 제3 패킷의 전송시간을 측정하여 전송 시간 정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
The method of claim 2,
The slave includes a packet receiving time measuring unit, a packet decoding unit, a time stamp extracting unit, a message generating unit, a packet encoding unit and a packet transmission time measuring unit,
The packet reception time measuring unit measures reception time of the first packet to generate reception time information.
The packet decoding unit decodes the first to fourth packets,
The timestamp extractor extracts the timestamp values of the decoded second to fourth packets,
The message generator generates the third packet,
The packet encoding unit receives and encodes the third packet,
And the packet transmission time measuring unit measures transmission time of the third packet to generate transmission time information.
제1 항에 있어서,
상기 제2 동기화 장치는 주파수 오차 및 위상 오차 추정부, 클럭 보정부 및로컬 클럭 발생부를 포함하되,
상기 주파수 오차 및 위상 오차 추정부는 상기 타임스탬프 값, 상기 수신시간 정보 및 상기 전송시간 정보를 이용해 주파수 오차 및 위상 오차를 추정하여 결과 값을 출력하고,
상기 클럭 보정부는 상기 결과 값 및 상기 로컬 클럭 발생부에서 제공된 로컬 클럭을 이용해 상기 제2 동기신호를 2차 보정하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
The method according to claim 1,
The second synchronization device includes a frequency error and phase error estimator, a clock corrector, and a local clock generator,
The frequency error and phase error estimator estimates a frequency error and a phase error using the time stamp value, the reception time information, and the transmission time information, and outputs a result value.
And the clock correction unit performs secondary correction of the second synchronization signal using the resultant value and the local clock provided by the local clock generator.
제6 항에 있어서,
상기 주파수 오차 및 위상 오차는 최소 자승(least squares) 추정 기법, RLS(Recursive Least squares) 추정 기법, 회귀(regression) 추정 기법 및 필터링 추정 기법 중 어느 하나에 의해 추정되는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
The method of claim 6,
In the asymmetric communication link, the frequency error and the phase error are estimated by any one of a least squares estimation method, a recursive least squares (RLS) estimation method, a regression estimation method, and a filtering estimation method. Small base station synchronization device.
제6 항에 있어서,
상기 1차 및 2차 보정된 상기 제2 동기신호는 클럭 신호이고,
상기 1차 보정된 상기 제2 동기신호의 클럭 신호(t_slave), 상기 2차 보정된 상기 제2 동기신호의 클럭 신호(t_sync), 주파수 오차(
Figure pat00017
), 위상 오차(
Figure pat00018
)는
Figure pat00019
의 관계식을 가지며,
상기 주파수 오차는 상기 마스터의 클럭 주파수 대비 상기 슬레이브의 주파수 비이고, 상기 위상 오차는 상기 슬레이브의 클럭과 상기 마스터의 위상 차이인 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
The method of claim 6,
The first and second corrected second synchronization signals are clock signals,
The clock signal t_slave of the first corrected second synchronization signal, the clock signal t_sync of the second corrected second synchronization signal, and the frequency error (
Figure pat00017
), Phase error (
Figure pat00018
)
Figure pat00019
Has a relation of,
And the frequency error is a ratio of the frequency of the slave to the clock frequency of the master, and the phase error is a phase difference between the clock of the slave and the master.
GPS 신호에 동기화된 제1 동기신호를 코어네트워크로부터 제공받고, 상기 코어네트워크의 동기정보를 포함하는 제1 패킷을 생성하며, 상기 제1 패킷의 시간지연에 따른 지연시간정보를 제공하도록 복수의 패킷을 송수신하는 마스터(master);
상기 제1 패킷 및 상기 복수의 패킷이 경유하는 유선망;
상기 제1 동기신호에 동기시켜 제2 동기신호를 생성 및 초기화하고, 상기 동기정보 및/또는 상기 지연시간정보를 이용하여 상기 제2 동기신호를 1차 보정하는 제1 동기화부, 상기 제1 패킷을 수신하여 수신시간을 측정하고, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터에 송신한 패킷의 송신 시간을 측정하며, 상기 복수의 패킷 중 상기 마스터로부터 수신한 패킷의 타임스탬프(timestamp) 값을 추출하고, 상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 제2 동기신호를 2차 보정하는 제2 동기화부를 갖는 슬레이브(slave); 및
상기 2차 보정된 제2 동기신호를 이용해 상기 코어네트워크에 동기화하는 소형기지국을
포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치.
Receiving a first synchronization signal synchronized with a GPS signal from a core network, generating a first packet including synchronization information of the core network, and providing a plurality of packets to provide delay time information according to a time delay of the first packet; Master for transmitting and receiving (master);
A wired network via the first packet and the plurality of packets;
A first synchronization unit and a first packet configured to generate and initialize a second synchronization signal in synchronization with the first synchronization signal, and to first correct the second synchronization signal by using the synchronization information and / or the delay time information; Receive a signal to measure the reception time, the transmission time of the packet transmitted to the master of the plurality of packets, and extracts a timestamp value of the packet received from the master of the plurality of packets, A slave having a second synchronization unit to second-correct the second synchronization signal by using a reception time, the transmission time and the timestamp value; And
A small base station synchronized with the core network using the second corrected second synchronization signal;
Small base station synchronization apparatus in an asymmetric communication link comprising a.
코어네트워크의 동기정보를 포함하는 제1 패킷 및 상기 제1 패킷의 송신시간정보를 포함하는 제2 패킷을 수신하는 단계;
상기 제1 패킷의 시간지연에 따른 지연시간정보를 요청하는 제3 패킷을 송신하는 단계;
상기 제3 패킷의 송신에 대한 수신시간정보를 포함하는 제4 패킷을 수신하는 단계;
동기신호를 생성하며, 상기 동기정보 및/또는 상기 지연시간정보를 이용하여 상기 동기신호를 1차 보정하는 단계;
상기 제1 패킷의 수신시간 및 상기 제3 패킷의 송신시간을 측정하는 단계;
상기 제2 패킷 및 상기 제4 패킷의 타임스탬프(timestamp) 값을 추출하는 단계;
상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 동기신호를 2차 보정하는 단계; 및
상기 2차 보정된 제2 동기신호를 이용해 소형기지국을 상기 코어네트워크에 동기화하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치의 동기화 방법.
Receiving a first packet including synchronization information of a core network and a second packet including transmission time information of the first packet;
Transmitting a third packet requesting delay time information according to a time delay of the first packet;
Receiving a fourth packet including reception time information on the transmission of the third packet;
Generating a synchronization signal and first correcting the synchronization signal using the synchronization information and / or the delay time information;
Measuring a reception time of the first packet and a transmission time of the third packet;
Extracting timestamp values of the second packet and the fourth packet;
Secondly correcting the synchronization signal using the reception time, the transmission time, and the timestamp value; And
Synchronizing a small base station with the core network using the second corrected second synchronization signal;
A synchronization method of a small base station synchronization device in an asymmetric communication link, characterized in that it comprises a.
제10 항에 있어서,
상기 제1 및 제4 패킷의 송수신 과정은 수회에 걸쳐 주기적으로 이루어지며, 상기 제1 및 제4 패킷의 주기적인 송수신시, 홀수 번째 횟수의 제1 패킷과 짝수 번째 횟수의 제1 패킷은 서로 다른 크기로 수신하되, 홀수 번째 횟수의 제1 패킷과 제3 패킷은 동일한 크기로 수신 및 송신하고, 짝수 번째 횟수의 제1 패킷과 제3 패킷은 동일한 크기로 수신 및 송신하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치의 동기화 방법.
The method of claim 10,
The transmission and reception of the first and fourth packets are performed periodically several times. During periodic transmission and reception of the first and fourth packets, an odd number of first packets and an even number of first packets are different from each other. Asymmetric communication, characterized in that the size of the first packet and the third packet is received and transmitted in the same size, and the odd-numbered first and third packets are received and transmitted in the same size A method of synchronizing a small base station synchronization device on a link.
제10 항에 있어서,
상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 상기 동기신호를 2차 보정하는 단계는
상기 수신시간, 상기 송신시간 및 상기 타임스탬프 값을 이용하여 주파수 오차 및 위상 오차를 추정하여 결과 값을 산출하는 단계; 및
로컬 클럭을 제공받아 상기 로컬 클럭과 상기 결과 값을 이용해 상기 동기신호를 2차 보정하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치의 동기화 방법.
The method of claim 10,
The second step of correcting the synchronization signal by using the reception time, the transmission time and the time stamp value
Calculating a result value by estimating a frequency error and a phase error by using the reception time, the transmission time, and the timestamp value; And
Receiving a local clock and performing secondary correction on the synchronization signal using the local clock and the resultant value;
A synchronization method of a small base station synchronization device in an asymmetric communication link, characterized in that it comprises a.
제10 항에 있어서,
상기 제2 패킷 및 상기 4 패킷을 수신하여 타임스탬프(timestamp) 값을 추출하는 단계는 상기 제2 패킷 및 상기 4 패킷을 디코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치의 동기화 방법.
The method of claim 10,
Receiving the second packet and the fourth packet and extracting a timestamp value comprises decoding the second packet and the fourth packet; How to sync.
상기 제3 패킷의 송신시간을 측정하는 단계는
상기 지연시간정보를 요청하는 제3 패킷을 생성하는 단계;
상기 제3 패킷을 인코딩하는 단계를
포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 통신링크에서의 소형기지국 동기화 장치의 동기화 방법.
Measuring the transmission time of the third packet
Generating a third packet requesting the delay time information;
Encoding the third packet
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