CALIBRACION EFICAZ DE RELOJES EN EQUIPOS ELECTRONICOS.
Un método para establecer una medición representativa que sea indicativa de una velocidad de oscilación relativa de un reloj de referencia,
durante un periodo de calibración representativo, donde el reloj de referencia genera una señal del reloj de referencia, y donde un número conocido de ciclos de una señal generada por un reloj de no-referencia abarca el periodo de calibración representativo, comprendiendo el método:
definir una pluralidad de periodos de calibración que incluya un primer periodo de calibración y un segundo periodo de calibración;
hacer que el primer periodo de calibración comience en un primer tiempo de inicio, donde un primer valor de compensación del tiempo es igual a la diferencia entre el primer tiempo de inicio y un punto de transición de la señal del reloj de referencia, dentro del primer periodo de calibración;
hacer que el segundo periodo de calibración comience en un segundo tiempo de inicio, donde un segundo valor de compensación del tiempo es igual a la diferencia entre el segundo tiempo de inicio y un punto de transición de la señal del reloj de referencia, dentro del segundo periodo de calibración;
generar una pluralidad de mediciones, para cada uno de los periodos de la pluralidad de periodos de calibración, estableciendo una característica que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante dicho periodo de la pluralidad de periodos de calibración;
caracterizado porque
el primer valor de compensación del tiempo es diferente del segundo valor de compensación del tiempo; y porque el método comprende además:
utilizar la pluralidad de mediciones para establecer un valor medio de la medición; y
utilizar el valor medio de la medición como medición representativa que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante el periodo representativo de calibración
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/059491.
Solicitante: TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (PUBL).
Nacionalidad solicitante: Suecia.
Dirección: ERICSSON AB PATENT UNIT MOBILE PLATFORMS NYA VATTENTORNET,221 83 LUND.
Inventor/es: HAARTSEN,JACOBUS.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 5 de Mayo de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- H03L1/00 ELECTRICIDAD. › H03 CIRCUITOS ELECTRONICOS BASICOS. › H03L CONTROL AUTOMATICO, ARRANQUE, SINCRONIZACION O ESTABILIZACION DE GENERADORES DE OSCILACIONES O DE IMPULSOS ELECTRONICOS (de generadores dinamoeléctricos H02P). › Estabilización de la señal de salida del generador contra las variaciones de valores físicos, p. ej. de la alimentación de energía (control automático H03L 5/00, H03L 7/00).
- H03L7/00 H03L […] › Control automático de frecuencia o fase; Sincronización (sintonización de circuitos resonantes en general H03J; sincronización en los sistemas de comunicación digital, ver los grupos apropiados en la clase H04).
Clasificación PCT:
- H03L7/00 H03L […] › Control automático de frecuencia o fase; Sincronización (sintonización de circuitos resonantes en general H03J; sincronización en los sistemas de comunicación digital, ver los grupos apropiados en la clase H04).
Fragmento de la descripción:
Calibración eficaz de relojes en equipos electrónicos.
Antecedentes
La presente invención está relacionada con la calibración de relojes en equipos electrónicos y, más en particular, con la calibración de relojes en equipos de comunicaciones.
Existe una amplia variedad de sistemas digitales de comunicaciones, algunos en existencia actualmente, y algunos todavía en desarrollo. Los sistemas digitales de comunicaciones incluyen sistemas de acceso múltiple por división de tiempos (TDMA), tales como los sistemas por radio de telefonía celular que cumplen el estándar de telecomunicaciones del Global System for Mobile Communications (Sistema global para las comunicaciones móviles, o GSM) y sus mejoras, tales como el GSM/EDGE, y el Acceso Múltiple por División de Código (CDMA), tales como los sistemas por radio de telefonía celular que cumplen los estándares de telecomunicaciones IS-95, cdma2000 y Wideband CDMA (CDMA de banda ancha o WCDMA). Los sistemas digitales de comunicaciones incluyen también los sistemas TDMA y CDMA "mezclados", tales como los sistemas por radio de telefonía celular, que cumplen el estándar del Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS), que especifica un sistema de móviles de tercera generación (3G) que está desarrollado por el Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones (ETSI) dentro del marco IMT-2000 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). El Proyecto de Asociación de Tercera Generación (3GPP) promulga el estándar UMTS. El Acceso de Alta Velocidad de Paquetes de Datos por Enlace Descendente (HSDPA) es una evolución del WCDMA especificado en la versión de la edición 5 de la especificación WCDMA del 3GPP. El 3GPP ha empezado a considerarse como el siguiente paso más grande o evolución del estándar 3GPP (algunas veces denominado Súper 3G - "S3G") para asegurar la competitividad a largo plazo del 3G.
Otros tipos de sistemas digitales de comunicaciones permiten a los equipos colaborar entre sí por medio de redes inalámbricas. Ejemplos de ello incluyen los equipos de Red Inalámbrica de Área Local (WLAN) y Bluetooth®.
Una cosa que estos diferentes sistemas tienen en común es la necesidad de mantener un sincronismo preciso. En los modernos transceptores de radio (por ejemplo, los teléfonos WCDMA, GSM y S3G y los equipos WLAN y Bluetooth®), se utilizan dos relojes diferentes; un reloj del sistema (SC) y un reloj de tiempo real (RTC). El SC es normalmente un reloj de alta frecuencia, que funciona a varios MHz, y está generado por un oscilador altamente estable, aplicando a menudo un cristal controlado por temperatura. El SC actúa como referencia y es la fuente de frecuencia para todas las operaciones de radio relacionadas, tales como la síntesis de portadoras de radio frecuencia (RF). Los cristales utilizados para el SC tienen una precisión del orden de 20 partes por millón (ppm). Sin embargo, para los terminales celulares, esta precisión se mejora enclavando el SC a las señales de enlace descendente transmitidas por las estaciones base de la red de móviles. El SC se sintoniza con las señales del enlace descendente y por tanto tiene inherente la mejor estabilidad de la referencia de reloj utilizada en la estación base, que es alrededor de 0,5 ppm.
La estabilidad del SC se obtiene a costa del consumo de corriente eléctrica. Para hacer funcionar el SC, se requieren varias decenas de miliamperios (mA). En particular, el SC requiere demasiada corriente cuando el transceptor está en modo de reposo o en modo de baja potencia, en el cual está durmiente la mayor parte del tiempo. Por tanto, el SC se apaga durante los estados durmientes. Con el fin de conservar el sincronismo durante tales estados durmientes, los transceptores modernos incluyen también un reloj de no-referencia, tal como un oscilador de baja potencia (LPO) o un reloj de tiempo real (RTC) que funciona con un nivel mucho más bajo de consumo de corriente (varias decenas a cientos de microamperios). El RTC funciona normalmente a una frecuencia mucho más baja que el SC, típicamente a varios kHz.
El RTC se utiliza para diversas operaciones de sincronismo en el terminal celular. Controla los periodos durmientes y determina cosas tales como cuando el terminal tiene que despertar para supervisar el canal de control de búsqueda o explorar otros canales de control de radiodifusión. El RTC determina también durante cuánto tiempo puede mantenerse el sincronismo del enlace ascendente con la red. El sincronismo del enlace ascendente es crítico en los sistemas de ventanas de tiempo (es decir, sistemas que tienen un componente TDMA, tal como el GSM y la recientemente desarrollada Evolución a Largo Plazo (LTE) para los sistemas 3G (S3G)). Debido al retardo desconocido de propagación ida y vuelta entre el terminal y la estación base, se necesita enviar por adelantado los mensajes de control del sincronismo (TA) al terminal con el fin de alinear los tiempos de recepción de sus transmisiones de enlace ascendente con los tiempos de otras transmisiones de enlace ascendente. La deriva del reloj es una causa general de desajuste del sincronismo del enlace ascendente, y requiere que el terminal envíe ráfagas por enlace ascendente frecuentemente para que la estación base pueda medir el desajuste de sincronismo y ordenar adecuadamente al terminal que ajuste su tiempo por medio del mensaje TA.
La estabilidad inherente del RTC es muy pobre, típicamente de 50 a 100 ppm. Sin embargo, su estabilidad mejora mediante calibraciones sucesivas. El SC se utiliza como referencia estable durante la calibración. Una vez que el RTC está calibrado, tiene un nivel de estabilidad cercano a la estabilidad del SC. Entre eventos de calibración, la estabilidad permanece dentro de unas pocas ppm.
El documento US 6.124.764 describe un método de calibración que explota los tiempos periódicos despiertos de búsqueda. En particular, la señal de salida del LPO es supervisada durante un número M de ventanas de supervisión. Estas ventanas se corresponden preferiblemente con periodos despiertos en el modo de espera del sistema central del que es parte el LPO. Durante los periodos despiertos, pueden tener lugar otras actividades, tales como por ejemplo la exploración de búsqueda. Los resultados del proceso de supervisión son acumulados. Basándose en el resultado acumulado obtenido a partir de M ventanas de supervisión, se determina una decisión para el esquema de corrección para el siguiente periodo que abarque otras M ventanas de supervisión.
Las técnicas convenciones de calibración tienen el problema de que requieren un tiempo de calibración bastante largo. Durante la calibración, el SC tiene que funcionar y esto origina que se experimente un alto nivel de consumo de corriente. Con el fin de limitar el consumo de potencia, se mantiene bajo el ciclo de trabajo de la calibración. Sin embargo, esto significa que hay un tiempo bastante largo entre actualizaciones consecutivas de la calibración. Durante este tiempo, el RTC puede tener una deriva bastante grande. Como el RTC controla el sincronismo del enlace ascendente, esta deriva requerirá que se envíen ráfagas de enlace ascendente a la estación base frecuentemente, para dar soporte al procedimiento del TA. El terminal gasta potencia cuando envía una ráfaga por enlace ascendente y esto reduce el tiempo de espera del terminal. Además, todas estas ráfagas de enlace ascendente aumentan la sobrecarga en la red.
Se desea por tanto proporcionar técnicas y aparatos de calibración del reloj que superen estos problemas.
Sumario
Debe enfatizarse que los términos "comprende" y "comprendiendo", cuando se utilizan en esta memoria, se considera que especifican la presencia de las características, enteros, pasos o componentes mencionados; pero el uso de estos términos no impide la presencia o adición de una o más de otras características, enteros, pasos, componentes o grupos de los mismos. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, el anterior y otros objetos se consiguen con métodos y aparatos que determinan una medición representativa que es indicativa de una velocidad de oscilación relativa de un reloj de referencia durante un periodo de calibración representativo, donde el reloj de referencia genera una señal del reloj de referencia, y donde un número de ciclos conocido de una señal generada por un reloj de no-referencia abarca el periodo de calibración representativo. La determinación de la medición representativa que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante el periodo de calibración representativo, incluye la definición de una pluralidad de periodos...
Reivindicaciones:
1. Un método para establecer una medición representativa que sea indicativa de una velocidad de oscilación relativa de un reloj de referencia, durante un periodo de calibración representativo, donde el reloj de referencia genera una señal del reloj de referencia, y donde un número conocido de ciclos de una señal generada por un reloj de no-referencia abarca el periodo de calibración representativo, comprendiendo el método:
definir una pluralidad de periodos de calibración que incluya un primer periodo de calibración y un segundo periodo de calibración;
hacer que el primer periodo de calibración comience en un primer tiempo de inicio, donde un primer valor de compensación del tiempo es igual a la diferencia entre el primer tiempo de inicio y un punto de transición de la señal del reloj de referencia, dentro del primer periodo de calibración;
hacer que el segundo periodo de calibración comience en un segundo tiempo de inicio, donde un segundo valor de compensación del tiempo es igual a la diferencia entre el segundo tiempo de inicio y un punto de transición de la señal del reloj de referencia, dentro del segundo periodo de calibración;
generar una pluralidad de mediciones, para cada uno de los periodos de la pluralidad de periodos de calibración, estableciendo una característica que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante dicho periodo de la pluralidad de periodos de calibración;
caracterizado porque
el primer valor de compensación del tiempo es diferente del segundo valor de compensación del tiempo; y porque el método comprende además:
2. El método de la reivindicación 1, en el que la característica que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante dicho periodo de la pluralidad de periodos de calibración, es un valor numérico que representa un número de ciclos de la señal del reloj de referencia o una frecuencia de la señal del reloj de referencia o un periodo de la señal del reloj de referencia, durante dicho periodo de la pluralidad de periodos de calibración.
3. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que la pluralidad de periodos de calibración están concatenados entre sí.
4. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que cada uno de los primero y segundo tiempos de inicio se determina aleatoriamente o pseudo-aleatoriamente.
5. El método de la reivindicación 1 o 2, en el que el segundo tiempo de inicio ocurre dentro del primer periodo de calibración.
6. El método de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende:
utilizar la medición representativa que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante el periodo representativo de calibración, para calibrar el reloj de no-referencia.
7. Un aparato que establece una medición representativa que es indicativa de una velocidad de oscilación relativa de un reloj de referencia, durante un periodo representativo de calibración, en el que el reloj de referencia genera una señal del reloj de referencia, y donde un número conocido de ciclos de una señal generada por un reloj de no-referencia abarca el periodo representativo de calibración, comprendiendo el aparato:
una lógica configurada para definir una pluralidad de periodos de calibración que incluye un primer periodo de calibración y un segundo periodo de calibración;
una lógica configurada para:
una lógica configurada para generar una pluralidad de mediciones, para cada uno de la pluralidad de periodos de calibración, estableciendo una característica que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante dicho periodo de la pluralidad de periodos de calibración;
una lógica configurada para utilizar la pluralidad de mediciones y establecer un valor medio de la medición; y
una lógica configurada para utilizar el valor medio de la medición como medición representativa que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante el periodo representativo de calibración.
8. El aparato de la reivindicación 7, en el que la característica que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante dicho periodo de la pluralidad de periodos de calibración, es un valor numérico que representa un número de ciclos de la señal del reloj de referencia o una frecuencia de la señal del reloj de referencia o un periodo de la señal del reloj de referencia, durante dicho periodo de la pluralidad de periodos de calibración.
9. El aparato de la reivindicación 7 u 8, en el que la pluralidad de periodos de calibración están concatenados entre sí.
10. El aparato de la reivindicación 7 u 8, en el que cada uno de los primero y segundo tiempo de inicio se determina aleatoriamente o pseudo-aleatoriamente.
11. El aparato de la reivindicación 7 u 8, en el que el segundo tiempo de inicio ocurre dentro del primer periodo de calibración.
12. El aparato de la reivindicación 11, en el que:
el primer tiempo de inicio es coincidente con un punto de transición de la señal generada por el reloj de no-referencia;
el segundo tiempo de inicio es coincidente con un punto de transición diferente de la señal generada por el reloj de no-referencia; y
el punto de transición y el punto de transición diferente de la señal generada por el reloj de no-referencia no son coincidentes entre sí.
13. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 7 a 12, que comprende:
una lógica que utiliza la medición representativa que es indicativa de la velocidad de oscilación relativa del reloj de referencia, durante el periodo de calibración representativo, para calibrar el reloj de no-referencia.
14. Un aparato para establecer un número de ciclos medido de una señal del reloj de referencia que tiene lugar durante un periodo de calibración representativo, donde un número conocido de ciclos de la señal del reloj de no-referencia, generada por un reloj de no-referencia, abarca el periodo de calibración representativo, comprendiendo el aparato:
una lógica (1103) de control del sincronismo que recibe la señal del reloj de no-referencia y genera a partir de ella una pluralidad de señales de habilitación de contadores, incluyendo una primera señal de habilitación de un contador y una segunda señal de habilitación de un contador, donde cada señal de habilitación de contador se asegura con una duración igual a la duración del periodo de calibración representativo;
una pluralidad de contadores (11011 - 1101n), que tienen cada uno de ellos una entrada de habilitación conectada para recibir una respectiva señal de la pluralidad de señales de habilitación de contadores, y que tiene cada uno de ellos un nodo de entrada del reloj conectado para recibir la señal del reloj de referencia, donde cada uno de los contadores mantiene un valor de conteo que se ajusta como respuesta a la ocurrencia de un punto de transición de la señal del reloj de referencia, solamente si la respectiva señal de la pluralidad de señales de habilitación de los contadores está asegurada; y
una lógica (1105) que recibe los valores de conteo desde la pluralidad de contadores y genera a partir de ellos un valor medio,
donde
la lógica (1103) de control del sincronismo hace que se asegure una primera señal de habilitación del sincronismo en un primer tiempo de inicio, donde un primer valor de compensación del tiempo es igual a la diferencia entre el primer tiempo de inicio y un primer punto de transición de la señal del reloj de referencia;
la lógica (1103) de control del sincronismo hace que se asegure una segunda señal de habilitación del sincronismo en un segundo tiempo de inicio, donde un segundo valor de compensación del tiempo es igual a la diferencia entre el segundo tiempo de inicio y un segundo punto de transición de la señal del reloj de referencia; y
el primer valor de compensación del tiempo es diferente del segundo valor de compensación del tiempo.
15. El aparato de la reivindicación 14, que comprende tantos contadores como periodos de calibración, y donde cada uno de los contadores funciona solamente durante el periodo correspondiente de la pluralidad de periodos de calibración.
Patentes similares o relacionadas:
Estabilización de frecuencia de un oscilador de referencia, del 30 de Noviembre de 2016, de Nokia Technologies OY: Un método para estabilizar la frecuencia de un oscilador de referencia basado en MEMS (Sistemas Micro Electro Mecánicos), caracterizado por que el oscilador de […]
Oscilador de cuarzo de elevada precisión y bajo consumo, del 9 de Mayo de 2012, de THALES: Oscilador de baja frecuencia de precisión y de bajo consumo, caracterizado porque comprende en combinación al menos los elementos siguientes:
• Un oscilador de baja […]
OSCILADOR DE REFERENCIA CON COMPENSACION AUTOMATICA DEL ENVEJECIMIENTO Y LA TEMPERATURA., del 1 de Septiembre de 2006, de KYOCERA WIRELESS CORPORATION: Procedimiento para proporcionar una señal de frecuencia de referencia comprendiendo: almacenaje de información de la corrección de la temperatura […]
OSCILADOR PARA UNA ESTACION BASE DE UNA RED CELULAR DIGITAL DE RADIOCOMUNICACIONES., del 1 de Agosto de 2002, de NOKIA NETWORKS OY: EL INVENTO SE REFIERE A UNA UNIDAD OSCILADORA PARA UNA ESTACION DE BASE O SIMILAR EN UNA RED DE RADIO CELULAR DIGITAL. LA UNIDAD OSCILADORA CONSTA DE […]
CIRCUITO OSCILADOR CONTROLADO CON TENSION, INTEGRADO MONOLITICAMENTE., del 1 de Diciembre de 2000, de SIEMENS AG: UN CIRCUITO OSCILADOR CONTROLADO CON TENSION INTEGRADO MONOLITICAMENTE MUESTRA ADICIONALMENTE CON RESPECTO AL OSCILADOR CONTROLADO SOBRE TENSION UN OSCILADOR […]
OSCILADOR DE CONTROL DE VOLTAJE CON CONTROL AUTOMATICO DE CORRIENTE., del 1 de Mayo de 1997, de MOTOROLA, INC.: UN CIRCUITO DE CONTROL DE CORRIENTE (100, 200, 300 O 400) OSCILADOR DE VOLTAJE CONTROLADO AUTOMATICO (VCO) QUE SIENTE UN VOLTAJE EN EL VCO […]
SEGURIDAD AUTOMATIZADA DE UN SITIO, SISTEMA DE MONITORIZACIÓN Y CONTROL DE ACCESO, del 25 de Marzo de 2011, de PIPS TECHNOLOGY INC: Un sistema de control de acceso y monitorización para monitorizar y controlar el acceso de vehículos dentro de una instalación que tiene una pluralidad […]
Mejora de interoperabilidad entre protocolos de radio de un dispositivo multimodo, del 29 de Abril de 2020, de Nokia Technologies OY: Un dispositivo multirradio caracterizado por que comprende: medios para buscar en una memoria al menos una función de conversión predeterminada, en el […]