專利名稱：在移動(dòng)通信設(shè)備中使用的高分辨率時(shí)鐘重構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動(dòng)通信設(shè)備中使用的高分辨時(shí)鐘重建。
在GSM或其它數(shù)字通信系統(tǒng)中，采用時(shí)分多址(TDMA)以便一個(gè)單獨(dú)的基站能夠并同時(shí)與多個(gè)移動(dòng)設(shè)備通信，保證移動(dòng)設(shè)備精確地與基站傳輸同步是非常重要的。為此，每個(gè)移動(dòng)設(shè)備包括一個(gè)穩(wěn)定的，精確的，高頻時(shí)鐘振蕩器，其用于精確地測(cè)量出時(shí)間間隔。
雖然在高精確度的定時(shí)鏈中使用的高頻時(shí)鐘振器和各種部件是大功率消耗裝置，然而定期關(guān)掉高頻時(shí)鐘振蕩器和定時(shí)鏈的其它部件以節(jié)省電池能量，在移動(dòng)通信設(shè)備中成為常規(guī)的。已經(jīng)提出在移動(dòng)設(shè)備中包括一個(gè)第二時(shí)鐘振蕩器，它基本上以較低頻率工作并且用于在關(guān)掉高精確度的定時(shí)鏈期間的時(shí)間間隔(下文叫作“休眠”間隔)的測(cè)量。
在一個(gè)現(xiàn)有建議中，在休眠間隔開(kāi)始之前不久，從第二振蕩器的輸出邊沿讀出一個(gè)高分辨率計(jì)數(shù)的值。然后切斷該高頻時(shí)鐘振蕩器預(yù)定個(gè)數(shù)的低頻時(shí)鐘“嘀嗒”片刻并且該設(shè)備進(jìn)入一種低功率或“休眠”模式。在這個(gè)間隔的末尾，再次啟動(dòng)該高頻時(shí)鐘振蕩器。一旦高頻時(shí)鐘振蕩接通并且穩(wěn)定，該高分辨率計(jì)數(shù)寄存器以一個(gè)重建的值重新裝載，該值即它連續(xù)工作到達(dá)的值。該重構(gòu)的值使用公式計(jì)算新值=舊值+TICK_SPEED_RATIO*POWER_DOWN_PERIOD此處TICK_SPEEE_RATIO是兩個(gè)時(shí)鐘振蕩器的頻率比率；和POWER_DOWN_PERIOD是由低頻時(shí)鐘振蕩器的嘀嗒時(shí)刻數(shù)測(cè)量的休眠間隔的持續(xù)時(shí)間。
這個(gè)方案帶來(lái)了多個(gè)問(wèn)題。首先，高頻脈沖和低頻時(shí)鐘脈沖的邊沿是不同步的。而且，時(shí)鐘頻率的比率不具有準(zhǔn)確的二進(jìn)制表示。還考慮在低頻時(shí)鐘振蕩器邊沿的抖動(dòng)和時(shí)鐘速度的偏差。加到一起，這些因素引起了高分辨率計(jì)數(shù)寄存器的重新裝載中的誤差并且這些誤差是積累的，從而在延長(zhǎng)的期間中喪失精度到不再保持移動(dòng)設(shè)備的適當(dāng)?shù)某潭取?br> 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有遵循一個(gè)休眠間隔的時(shí)基的簡(jiǎn)單重建安排的一個(gè)移動(dòng)通信設(shè)備。
就其主要方面，本發(fā)明存在一種移動(dòng)通信設(shè)備，具有高分辨率的計(jì)數(shù)器，它在一個(gè)休眠期間之后的加電中重新裝載，該體眠期間具有從一個(gè)連續(xù)運(yùn)行低分辨率時(shí)鐘源得出的一個(gè)值。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種移動(dòng)通信設(shè)備，包括一個(gè)主高頻，即高精確度的時(shí)鐘振蕩器，一個(gè)高分辨率的計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)來(lái)自控制通信操作的定時(shí)的所述主振蕩器的時(shí)鐘脈沖，一個(gè)第二低頻時(shí)鐘振蕩器，用于計(jì)時(shí)當(dāng)所述主振蕩器由于能量保存目的而切斷時(shí)的休眠間隔，用于在定期地根據(jù)由所述第二時(shí)鐘確定的時(shí)間間隙周期接通和切斷主振蕩器的裝置，以及用于在每個(gè)周期的接通階段的開(kāi)始以一個(gè)重新啟動(dòng)值裝載高分辨率計(jì)數(shù)器的裝置，這個(gè)重新啟動(dòng)值是根據(jù)前次周期的重新啟動(dòng)值和從前次再啟動(dòng)經(jīng)過(guò)的總的時(shí)間(就第二振蕩器的周期而言)確定的。
根據(jù)這種安排，在隨后周期開(kāi)始的重新啟動(dòng)值的重復(fù)計(jì)算中的累積錯(cuò)誤不出現(xiàn)并且該高分辨率計(jì)數(shù)器不與從一個(gè)當(dāng)前基站接收的信號(hào)準(zhǔn)確地保持同步。
在附圖中示出本發(fā)明的一個(gè)例子，其中，

圖1是一個(gè)移動(dòng)通信設(shè)備的方框圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)例子的一個(gè)高分辨率時(shí)鐘重構(gòu)安排的方框圖。
該設(shè)備包括RF級(jí)10，一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)11，和一個(gè)中央處理單元(CPU)12。DSP11以它處理的模擬取樣形式接收來(lái)自RF級(jí)的輸入并存儲(chǔ)由CPU12使用。DSP11控制該設(shè)備的音頻級(jí)13并且這些級(jí)接收送話器14輸入并且輸出從接收的RF信號(hào)導(dǎo)出的音頻信號(hào)到耳機(jī)15。CPU12具有有關(guān)的RAM16和ROM17并且還有一個(gè)連接到CPU的已知的用戶標(biāo)識(shí)模塊18。
如圖2所示，該設(shè)備具有兩個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖振蕩器。這些振蕩器中的一個(gè)，主時(shí)鐘脈沖振蕩器20是一個(gè)高頻，高準(zhǔn)確度振蕩器，工作在13MHZ的頻率。這個(gè)振蕩器的輸出被值6在一個(gè)分頻器21中下分頻為2.1666…MHZ，它是GSM系統(tǒng)使用的比特率的8倍并且被用于一個(gè)高分辨率的計(jì)數(shù)器22中保持的在下文稱作HI_KES_TIMER的計(jì)數(shù)值。計(jì)數(shù)器22可以是一個(gè)32位計(jì)數(shù)器，它用于下計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)從每次復(fù)位的一個(gè)值減小到零。這個(gè)復(fù)位值是由CPU12在寄存器23中設(shè)置的一個(gè)值HI_RES_MODLILO確定的。例如，這個(gè)值可以一個(gè)26幀GSM復(fù)幀即260000所需的比特周期數(shù)的8倍。還提供設(shè)置計(jì)數(shù)器22為將在下文說(shuō)明的CPU12在寄存器24中設(shè)置的值HI_RES_RELOAD。
該系統(tǒng)還包括一個(gè)第二較低頻率，低成本的振蕩器25，它用于控制主振蕩器的休眠期間的持續(xù)時(shí)間和與能量節(jié)省目的有關(guān)的部件。當(dāng)該設(shè)備處于備用模式時(shí)，它需要定期地從它目前登記的基站接收信號(hào)以便檢查尋呼信號(hào)。這些信號(hào)出現(xiàn)在GSM周期中準(zhǔn)確地定義的時(shí)隙中并且在這些時(shí)隙之間，不需要RF級(jí)，主振蕩器,CPU和為保持活動(dòng)的該設(shè)備的其它部分。第二振蕩器的功能是提供計(jì)時(shí)接通和切斷周期的裝置以便使計(jì)數(shù)器22以它保持的使它在休眠周期期間不會(huì)停止的值裝載。通過(guò)切斷主電源單元26實(shí)現(xiàn)主振蕩器和該設(shè)備的其它部分的省電。
工作在大約32KHZ頻率的振蕩器25驅(qū)動(dòng)兩個(gè)計(jì)數(shù)器27和28的時(shí)鐘。計(jì)數(shù)器27是一個(gè)節(jié)電計(jì)數(shù)器。它以由在休眠間隔開(kāi)始時(shí)在寄存器29中設(shè)置的值POWER_DOWN_PERIOD確定的值啟動(dòng)并且在它接通電源26時(shí)下計(jì)數(shù)至零。計(jì)數(shù)器28是一個(gè)加電計(jì)數(shù)器。當(dāng)計(jì)數(shù)器27中的計(jì)數(shù)到達(dá)零時(shí)它以在寄存器30中由CPU設(shè)置的值POWER_UP_PERIOD啟動(dòng)。當(dāng)計(jì)數(shù)器28中的計(jì)數(shù)到達(dá)零時(shí)，它切斷電源26并且重新啟動(dòng)計(jì)數(shù)器27。計(jì)數(shù)器28中存儲(chǔ)的計(jì)數(shù)可以由CPU改變以便在這個(gè)周期運(yùn)行時(shí)減小或拉長(zhǎng)加電周期。這通過(guò)在寄存器31中裝載正的或負(fù)的POWER_UP_CHANGE值實(shí)現(xiàn)。在它減小的下個(gè)時(shí)刻(即在32KHZ時(shí)鐘信號(hào)的下個(gè)有效沿)，這個(gè)值加到計(jì)數(shù)器28的計(jì)數(shù)，因此延長(zhǎng)或縮短了到期的時(shí)間，而保持同步。
在使用中，在系統(tǒng)的初始化期間，在隨后的第一休眠期間的準(zhǔn)備中，在GSM周期的適當(dāng)點(diǎn)，由CPU從計(jì)數(shù)器22讀出一個(gè)值。在由第二時(shí)鐘計(jì)時(shí)的0.5秒到1秒的期間內(nèi)，通過(guò)計(jì)數(shù)由分頻器21產(chǎn)生的脈沖數(shù)，另外參照主時(shí)鐘校準(zhǔn)第二時(shí)鐘。得到的值使變量TICK_SPEED_RATIO的值被計(jì)算。這個(gè)校準(zhǔn)操作定期執(zhí)行，用于保證允許的任意頻率漂移。
在操作中，計(jì)數(shù)器27和28被第二時(shí)鐘交替裝載并計(jì)數(shù)。當(dāng)一個(gè)休眠期間到時(shí)后，接通電源并且在由CPU計(jì)算的HI_RES_RELOAD值裝入寄存器24以前，通過(guò)允許第二時(shí)鐘的兩個(gè)或三個(gè)周期經(jīng)過(guò)，使該高頻系統(tǒng)穩(wěn)定。從在上次周期中裝入寄存器29,30的值中計(jì)算從上次重新裝載的時(shí)間ELAPSED_TIME，考慮到加電期間任何中周期改變的進(jìn)行和便于安排的任何另外的第二時(shí)鐘點(diǎn)。值HI_RES_RELOAD(ⅰ)(即第ⅰ周期的值)被計(jì)算為
(HI_RES_RELOAD(ⅰ-1)+TICK_SPEED_RATIO*POWER_DOWN_ERIOD(ⅰ-1))mod HI_RES_MODULOCPU還執(zhí)行計(jì)算以便保持已經(jīng)經(jīng)過(guò)的多幀數(shù)的計(jì)數(shù)。
注意到執(zhí)行的計(jì)算不依賴于在操作期間記錄高分辨率時(shí)鐘脈沖的計(jì)數(shù)，除了為了在初始化期間獲得HI_RES_RELOAD(O)的一個(gè)初始值和第二時(shí)鐘的定期校正。執(zhí)行校準(zhǔn)經(jīng)過(guò)一個(gè)足夠長(zhǎng)的間隔以便得到必需的精度級(jí)的比率。雖然在每次重新裝載中在重新裝載的值上會(huì)有小的誤差，但這些誤差是隨機(jī)的并且不會(huì)累積。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)電信設(shè)備，具有一個(gè)高分辨率的計(jì)數(shù)器，該設(shè)備在以從連續(xù)運(yùn)行的低分辨率時(shí)鐘源導(dǎo)出值工作的休眠周期以后當(dāng)加電時(shí)重新加載。
2.一種移動(dòng)電信設(shè)備，包括一個(gè)主高頻高精度時(shí)鐘振蕩器，一個(gè)高分辨率計(jì)數(shù)器，用來(lái)計(jì)數(shù)來(lái)自所述振蕩器的時(shí)鐘脈沖以便控制通信操作的定時(shí)，一個(gè)第二低頻時(shí)鐘振器，當(dāng)所述主振蕩器為了節(jié)電被關(guān)斷時(shí)用于定時(shí)休眠周期，用于在周期性地由所述第二時(shí)鐘確定的時(shí)間間隔內(nèi)周期性轉(zhuǎn)換主振蕩器的通和斷裝置，和用于以在每個(gè)周期接通階段開(kāi)始時(shí)的一個(gè)重新啟動(dòng)值加載高分辨率計(jì)數(shù)器的裝置，這個(gè)重新啟動(dòng)值根據(jù)上個(gè)周期的再啟動(dòng)值和從上次啟動(dòng)經(jīng)過(guò)的總時(shí)間(就第二振蕩器的周期而言)確定。
3.如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于所述高分辨率計(jì)數(shù)器被周期復(fù)位為在重新啟動(dòng)值的計(jì)算中還考慮的一個(gè)模數(shù)值。
4.權(quán)利要求2或3所述的移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于用于周期接通或切斷主振蕩器的所述裝置包括以表示接通或切斷期間所需的持續(xù)時(shí)間的計(jì)數(shù)值分別裝載的第一和第二計(jì)數(shù)器，第一計(jì)數(shù)器在定期計(jì)數(shù)停止后切斷主振蕩器并且啟動(dòng)第二計(jì)數(shù)器，第二計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)停止后接通主振蕩器并啟動(dòng)第一計(jì)數(shù)器。
5.如權(quán)利要求4所述的移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于備有第一和第二寄存器，由中央處理器以接通或切斷持續(xù)時(shí)間值裝載，并且從第一和第二寄存器中，第一和第二計(jì)數(shù)器被分別裝載。
6.如權(quán)利要求5所述的移動(dòng)通信設(shè)備，其特征在于備有一個(gè)另外的寄存器，當(dāng)在接通階段需要改變接通持續(xù)時(shí)間時(shí)它被CPU以一個(gè)改變值裝載，該改變值被加到一個(gè)高分辨率計(jì)數(shù)器具有的當(dāng)前的計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)器在休眠期間隨后的加電時(shí)被重新裝載從一個(gè)連續(xù)運(yùn)行的低分辨率時(shí)鐘源導(dǎo)出的一個(gè)值。
全文摘要
移動(dòng)電信設(shè)備包括主高頻高精度時(shí)鐘振蕩器,高分辨率計(jì)數(shù)器,計(jì)數(shù)來(lái)自所述振蕩器的時(shí)鐘脈沖以便控制通信操作的定時(shí),第二低頻時(shí)鐘振蕩器,當(dāng)主振蕩器為節(jié)電被關(guān)斷時(shí)定時(shí)休眠周期,在周期性地由第二時(shí)鐘確定的時(shí)間間隔內(nèi)周期性轉(zhuǎn)換主振蕩器通和斷裝置,和以在每個(gè)周期接通階段開(kāi)始時(shí)的重新啟動(dòng)值加載高分辨率計(jì)數(shù)器的裝置,重新啟動(dòng)值根據(jù)上個(gè)周期的再啟動(dòng)值和從上次啟動(dòng)經(jīng)過(guò)的總時(shí)間(就第二振蕩器的周期而言)確定。
文檔編號(hào)H04M1/73GK1215266SQ9812460
公開(kāi)日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1998年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月27日
發(fā)明者D·E·庫(kù)佩 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社