一種定時(shí)同步的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)，特別涉及多模通信系統(tǒng)的定時(shí)同步。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前移動(dòng)通信系統(tǒng)中，有多種無線通信模式并存，例如GSM (Global SystemFor Mobile Communicat1n,全球移動(dòng)通信系統(tǒng))、TD_SCDMA (Time Divis1n-SynchronousCode Divis1n Multiple Access,時(shí)分同步碼分多址)、WCDMA (Wideband Code Divis1nMultiple Access,寬帶碼分多址)、CDMA(Code Divis1n Multiple Access,碼分多址)2000和LTE (Long Term Evolut1n,長期演進(jìn))等。不同的模式有一套自己特有的計(jì)時(shí)方法,在異模式測量時(shí)就存在兩種計(jì)時(shí)的同步問題，也就是準(zhǔn)確地通過一種模式的定時(shí)來獲取其他模式此刻的計(jì)時(shí)信息。
[0003]對(duì)于多模系統(tǒng)，以GSM和TD-SCDMA雙模系統(tǒng)為例，兩種模式定時(shí)都采取超幀號(hào)(super frame no)、巾貞號(hào)(frame no)、巾貞內(nèi)的偏移(offset,例如 Qbit (Quarter bit, 1/4比特)或者l/8chip (時(shí)隙)為單位)的計(jì)數(shù)方法，但是由于幀結(jié)構(gòu)不同，具體的實(shí)現(xiàn)上也有不同。為了簡明起見，本文把兩種模式的定時(shí)簡化記為幀號(hào)(fn)和幀內(nèi)偏移(offset)的格式，表示為(fn, offset)。每種模式下計(jì)時(shí)通過一個(gè)硬件的計(jì)數(shù)器(Counter)來實(shí)現(xiàn),計(jì)數(shù)器分成多級(jí)計(jì)數(shù)器，低位計(jì)數(shù)器代表幀內(nèi)偏移，高位計(jì)數(shù)器代表幀號(hào)。當(dāng)?shù)臀挥?jì)數(shù)器計(jì)滿一定數(shù)后，高位就會(huì)進(jìn)位，這樣就能實(shí)現(xiàn)幀號(hào)fn，幀內(nèi)偏移offset的計(jì)數(shù)和更新。例如TD-SCDMA模式下，計(jì)數(shù)器的驅(qū)動(dòng)的時(shí)鐘源為10.24MHz，每當(dāng)計(jì)數(shù)51200個(gè)時(shí)鐘后，高位計(jì)數(shù)器(幀號(hào))就會(huì)向加1，同時(shí)低位計(jì)數(shù)器(幀內(nèi)偏移)清零。
[0004]在需要獲取不同模式的定時(shí)關(guān)系的場合，例如異模式的測量，就需要知道業(yè)務(wù)模式和被測量模式的相對(duì)定時(shí)關(guān)系，從而尋找空閑的時(shí)間窗口來接收測量模式的信號(hào)。再例如在待機(jī)狀態(tài)下，物理層協(xié)議棧軟件會(huì)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)配置的尋呼周期，間歇性的接收網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)。為了節(jié)省終端的功耗，通常會(huì)在物理層協(xié)議棧不接收網(wǎng)絡(luò)信號(hào)期間，配置系統(tǒng)進(jìn)入一個(gè)低功耗的狀態(tài)，此狀態(tài)包括關(guān)閉外部的時(shí)鐘源，斷開系統(tǒng)的部分供電等。如此就需要有一個(gè)定時(shí)器來控制協(xié)議棧進(jìn)入低功耗的時(shí)間，我們稱之為睡眠周期。若使用的睡眠定時(shí)器是以一個(gè)模式的定時(shí)關(guān)系為參考(記為主模式)，那么另外的一個(gè)模式的睡眠配置都需要轉(zhuǎn)化到主模式的定時(shí)上。這里也需要知道兩個(gè)模式的相對(duì)定時(shí)關(guān)系。因此，如何簡單、精確地獲取不同模式的計(jì)時(shí)的相對(duì)關(guān)系，就成為多模系統(tǒng)中物理層性能的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。
[0005]目前，通常采用在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)來對(duì)不同模式計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值做一次“快照”，獲取此時(shí)刻的不同模式的計(jì)數(shù)的當(dāng)前值，并輸出此快照值，具體如圖1所示。其中此方案中包含三個(gè)模塊，分別是GSM模式計(jì)數(shù)器，TD-SCDMA (記為TDS)模式計(jì)數(shù)器以及鎖存器；還包含三個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，分別是 GSM CLK (CLOCK,時(shí)鐘信號(hào))(1.08MHz)、TDS CLK (10.24MHz)與 BUSCLK (總線時(shí)鐘)(例如200MHz)，以作為上述三個(gè)模塊的時(shí)鐘源。此示意圖中省略了和本發(fā)明要說明的關(guān)系不重要的信號(hào)，比如模塊的使能信號(hào)、復(fù)位信號(hào)，清零信號(hào)等。當(dāng)我們需要獲取兩個(gè)模式的計(jì)時(shí)關(guān)系的時(shí)候，首先啟動(dòng)鎖存器，也就是使用使能ENABLE信號(hào)，等待一定的時(shí)間后(通常是I到2個(gè)BUS CLK時(shí)間，具體看鎖存器的實(shí)現(xiàn)方式)，然后軟件讀取鎖存器中的兩個(gè)模式計(jì)數(shù)器的值。
[0006]如上所述，獲取兩個(gè)模式的計(jì)時(shí)關(guān)系需要兩步操作，一是啟動(dòng)鎖存器功能(快照)，二是讀取兩個(gè)模式的計(jì)時(shí)器鎖存值，其時(shí)序示意圖如圖2所示。其中TD-SCDMA模式使用10.24M時(shí)鐘，GSM模式使用1.08M時(shí)鐘，其對(duì)應(yīng)兩個(gè)模式的兩個(gè)計(jì)時(shí)器的計(jì)數(shù)值分別記為TDS counter和GSM Counter，Tl，T2和T3為三個(gè)時(shí)刻點(diǎn)。這里沒有說明BUS CLK的情況，主要是相對(duì)于其他的時(shí)鐘，BUS CLK時(shí)鐘頻率高,不在示意圖中表示。啟動(dòng)讀取操作，反應(yīng)到硬件實(shí)現(xiàn)的邏輯就是使用BUS CLK來鎖存兩個(gè)模式的計(jì)數(shù)值，而BUSCLK的頻率很高(以200MHz為例)，當(dāng)獲取定時(shí)的操作啟動(dòng)后，BUS CLK鎖定TDS counter和GSM Counter的值(會(huì)有一定的延遲，但是相對(duì)于TDS CLK和GSM CLK的周期長度，在此處忽略BUS CLK的延遲)，對(duì)應(yīng)到圖2上標(biāo)注的不同時(shí)刻，就有三個(gè)定時(shí)關(guān)系值。需要說明的是，下面的時(shí)刻點(diǎn)Tl，T2和T3都是針對(duì)BUS CLK的時(shí)鐘而言。
[0007]Tl:TDS (4), GSM (100)；
[0008]T2:TDS (4), GSM (101)；
[0009]T3:TDS (9), GSM (101)；
[0010]因?yàn)樽x取的操作是隨機(jī)的(事實(shí)上使用BUS CLK來同步的)，在不同的時(shí)刻讀取就可能得到了不同的幾個(gè)值，這樣就帶來的誤差:τ?和T2的差值是一個(gè)1.08M時(shí)鐘周期，而T2和T3偏差5個(gè)10.24M時(shí)鐘周期。也就是三個(gè)不同的時(shí)刻，得到的定時(shí)關(guān)系不相同，在極限的情況下，兩次不同采集的時(shí)刻得到定時(shí)關(guān)系相差一個(gè)1.08M時(shí)鐘周期，也就是一個(gè)GSM的計(jì)時(shí)的最小步長(IQbit)。
[0011]然而，分析獲取兩個(gè)不同模式的計(jì)時(shí)的相對(duì)關(guān)系，其目的不是在獲取一個(gè)指定的時(shí)刻點(diǎn)的計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，而是能夠準(zhǔn)確的獲取兩個(gè)模式的相對(duì)關(guān)系，以此相對(duì)定時(shí)關(guān)系，可以計(jì)算出此時(shí)刻點(diǎn)之后或之前一個(gè)模式的某個(gè)時(shí)刻(幀號(hào)和幀內(nèi)偏移)對(duì)應(yīng)另外一個(gè)模式的此刻的幀號(hào)和幀內(nèi)偏移，從而達(dá)到定時(shí)同步的目的。此關(guān)系對(duì)獲取的時(shí)刻點(diǎn)的要求不高，而對(duì)定時(shí)的最大誤差有很高的要求。
[0012]目前，系統(tǒng)中的頻率高的時(shí)鐘為10.24M，而系統(tǒng)會(huì)引入的最大誤差是1.08M。這樣的誤差在系統(tǒng)睡眠喚醒的時(shí)候就會(huì)帶來一些問題。比如在一次睡眠后，此誤差為deltaO，若在喚醒后協(xié)議棧沒有及時(shí)校準(zhǔn)這個(gè)定時(shí)的偏差，那么下一次睡眠喚醒后這個(gè)偏差就會(huì)累計(jì)，同時(shí)還新增加了誤差deltal,這樣兩次睡眠后的定時(shí)誤差就會(huì)增大到deltaO+deltal。同理，若多次睡眠這個(gè)誤差就會(huì)累計(jì)到很大。若在睡眠喚醒后的定時(shí)偏差的補(bǔ)償不是立即進(jìn)行，若在一個(gè)極端情況下，誤差累計(jì)的速度大于定時(shí)調(diào)整的速度，那么這個(gè)誤差就會(huì)累計(jì)到很大。當(dāng)定時(shí)偏差增加到一定程度后就可能會(huì)造成接收信號(hào)出窗，或者降低了解調(diào)的性能，最后的結(jié)果可能導(dǎo)致終端和網(wǎng)絡(luò)失步。同時(shí)考慮到終端系統(tǒng)睡眠過程使用的慢時(shí)鐘(RTC時(shí)鐘，(Real-Time Clock,實(shí)時(shí)時(shí)鐘))的頻率穩(wěn)定性較低，需要通過使用快時(shí)鐘來校準(zhǔn)，從而達(dá)到物理層尋呼周期接收信號(hào)的定時(shí)要求。而無論是由于物理層軟件無法分辨上述原因的定時(shí)偏差還是由于RTC頻率變化導(dǎo)致的定時(shí)偏差，都可能會(huì)觸發(fā)校準(zhǔn)慢時(shí)鐘的動(dòng)作，此操作又對(duì)終端的待機(jī)功耗有很大的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的目的在于提供一種定時(shí)同步的裝置及方法，使得多模通信系統(tǒng)中不同模式間定時(shí)的最大誤差得以減小，提高了定時(shí)精度；同時(shí)可以獲取不同模式間的相對(duì)定時(shí)關(guān)系O
[0014]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種定時(shí)同步的裝置，包含N種通信模式的計(jì)數(shù)器、多路選擇器MUX與鎖存器；其中，N為大于I的自然數(shù)；
[0015]每一種所述通信模式的計(jì)數(shù)器將輸入的時(shí)鐘信號(hào)作為本模式的時(shí)鐘源，并在所述時(shí)鐘源的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行計(jì)數(shù)；
[0016]所述MUX在所述N種通信模式的時(shí)鐘信號(hào)中選擇頻率最低的時(shí)鐘信號(hào)作為所述鎖存器的同步時(shí)鐘信號(hào)；
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