Métodos y aparatos para generar señales de sincronización en una unidad de rediocomunicación.

Una unidad remota que puede funcionar en un modo en espera para alternativamente despertar y entrar enmodo de reposo,

comprendiendo dicha unida remota:

una unidad de procesamiento (34) para controlar dicha unidad remota;

un sistema de generación de señal de reloj para generar la entrada de señales de sincronización de sistemasa dicha unidad de procesamiento,

incluyendo dicho sistema de generación de señales de reloj:

una primera unidad (32) de generación de impulsos de reloj para generar primeros impulsos (f1) dereloj:

un primer contador (36) para contar dichos primeros impulsos (f1) de reloj y dar salida a una primeraseñal de sincronización de sistema cuando un número contado de dichos impulsos (f1) de reloj excedeun primer umbral predeterminado;

una segunda unida (30) de generación de impulsos de reloj para generar segundos impulsos (f2) dereloj;

un segundo contador (42) para dar salida a una segunda señal de sincronización del sistema;

y

un mecanismo (38) para recibir dichas primeras y segundas señales de sincronización de sistemas desdedicho primer y segundo contadores (34, 42) y dar salida a dicha primera señal de sincronización de sistemashasta dicha unidad de procesamiento (34) desde dicho primer contador (36) cuando dicha unidad deprocesamiento ha de despertar y dar salida a dicha segunda señal de sincronización de sistemas desde dichosegundo contador (42) cuando dicha unidad de procesamiento (34) está en modo en modo de reposo;

caracterizado porque

dicho segundo contador (42) está dispuesto para guardar un número de segundos impulsos (f2) de relojcontados por dicho segundo contador (42) entre las primeras señales de sincronización de sistemas de dichoprimer contador (36) cuando funciona en un modo de medición y para contar dichos segundos impulsos (f2) ydar salida a una segunda señal de sincronización de sistemas cuando un número contado de dichossegundos impulsos (f2) de reloj excede el número guardado de segundos impulsos de reloj cuando funcionaen un modo de funcionamiento libre.

Métodos y aparatos para generar señales de sincronización en una unidad de radiocomunicación.

ANTECEDENTES La invención de los solicitantes se relaciona generalmente con sistemas de radiocomunicación y más particularmente a la generación de señal de sincronización en unidades remotas usadas en sistemas de radiocomunicación.

El crecimiento de radiocomunicaciones comerciales y, en particular, el crecimiento explosivo de sistemas de radioteléfono celulares han obligado a diseñadores de sistemas a que busquen las maneras de aumentar la capacidad del sistema sin reducir la calidad de comunicación más allá de umbrales de tolerancia del consumidor. Una manera de incrementar la capacidad es usar comunicación digital y técnicas de acceso múltiple tales como TDMA, en las que varios usuarios son asignados con ranuras de tiempo respectivas en una sola frecuencia de mensajero de radio.

En un sistema de radioteléfono celular TDMA, cada canal de radio está dividido en series de franjas de tiempo, cada una de las cuales contiene una ráfaga de información desde una fuente de datos, por ejemplo, una parte codificada digitalmente de una conversación de voz. Las franjas de tiempo son agrupadas en bloques TDMA sucesivas que tienen una duración predeterminada. El número de franjas de tiempo en cada trama de TDMA está relacionado con el número de usuarios diferentes que pueden compartir simultáneamente el canal de radio. Si cada franja en una trama de TDMA es asignada a un usuario diferente, la duración de un bloque de TDMA es la mínima cantidad de tiempo entre franjas de tiempo sucesivas asignadas al mismo usuario.

Se puede ver que sistemas celulares TDMA funcionan en un modo de transmisión discontinua o ráfaga y ráfaga: cada estación móvil transmite (y recibe) solamente durante sus franjas de tiempo asignadas. A plena velocidad, por ejemplo, una estación móvil conectada activamente podría transmitir durante la franja1, recibir durante la franja 2, estar en espera durante la franja 3, transmitir durante la franja 4, recibir durante la franja 5, y estar en espera durante la franja 6, y luego repetir el ciclo durante bloques TDMA sucesivos. Por lo tanto, la estación móvil, que puede ser alimentada por batería, puede estar apagada, o dormida, para ahorrar energía durante las franjas de tiempo cuando no está transmitiendo ni recibiendo.

Además de canales de voz o de tráfico, los sistemas celulares de radiocomunicación también proporcionan canales de llamada / acceso (también conocidos como canales de control) para llevar mensajes de configuración de llamada entre estaciones de base y estaciones móviles. En algunos sistemas, las estaciones móviles en espera son asignadas a franjas de tiempo de función de llamada predeterminadas. Después de ser encendida, una estación móvil en espera tiene que supervisar con regularidad solamente sus franjas de tiempo de función de llamada asignadas. Por ejemplo, cuando un abonado de teléfono ordinario (línea terrestre) llama a un abonado de móvil, la llamada es dirigida desde la red telefónica pública conmutada (PSTN) a una central móvil de conmutación (MSC) que analiza el número marcado. Si el número marcado es validado, la MSC pide a algunas o todas de varias estaciones base de radio que llamen a la estación móvil transmitiendo los mensajes de función de llamada que contienen el número de identificación móvil (MIN) de la estación móvil llamada por sus canales de control respectivos. Las estaciones base transmitirán un mensaje de función de llamada dirigido al abonado del móvil durante la franja de tiempo asignada al equipo del abonado para llamadas. Cada estación móvil en espera que recibe un mensaje de función de llamada en su franja de tiempo de función de llamada asignada compara los MIN recibidos con sus propios MIN guardados. La estación móvil con los MIN guardados emparejados transmite una respuesta de función de llamada al centro de base por el canal de control especial, que envía la respuesta de función de llamada al MSC. Por lo tanto, la estación móvil en espera puede dormir durante franjas de tiempo aparte de su franja tiempo de función de llamada asignada para ahorrar energía de batería.

Además de minimizar la actividad de supervisión requerida por una estación móvil para ahorrar energía de batería, se pueden hacer ajustes internos para incrementar adicionalmente la eficiencia de energía de estas unidades. Por ejemplo, la figura 1 representa una configuración de sistema convencional en la que la estación móvil está provista con dos generadores de señal de reloj. Un generador 10 de señal de reloj es sintonizado con precisión con una referencia de sincronización externa que sirve como una base de tiempo para la sincronización global del sistema. El otro generador 12 de señal de reloj tiene su propio cristal oscilador local (no mostrado) y funciona libre. El generador 12 de señal de reloj tiene menor precisión que generador 10 de señal de reloj pero puede ser optimizado para funcionamiento a baja potencia.

El contador 14 recibe impulsos de reloj del generador 10 de señal de reloj y envía señales de sincronización de sistema (a veces referenciadas como "tictacs de sistema") que tiene una sincronización bien definida, cuyas señales son usadas para seleccionar la señal (strobe) del procesador 16. El procesador 16 controla las diversas funciones de recepción y transmisión de la estación móvil, entre otros procesos. Como es sabido por los experimentados en la técnica, el procesador 16 requiere señales de selección de señal que hayan controlado con precisión la sincronización y es, por tanto, registrado convencionalmente por el generador 10 de señal de reloj de alta precisión. Entre otras cosas, en un sistema de comunicación de radio basado en TDMA, los impulsos de sincronización del

sistema recibidos desde el contador 14 pueden ser usados por el procesador 16 para identificar las franjas de tiempo asignadas a una estación móvil en espera para descodificar mensajes de función de llamada.

Por el contrario, el generador 12 de señal de reloj de baja precisión es usado convencionalmente para controlar los circuitos con menos requisitos de sincronización críticos, por ejemplo, un reloj 18 (RTC) de tiempo real. RTC 18 puede, a su vez, proporcionar la hora local para enviar a la pantalla 19 de la estación móvil. Como el generador 12 de señal de reloj de baja precisión está diseñado para el funcionamiento con baja corriente, podría ser alimentado desde un suministro de voltaje de baja capacidad, por ejemplo, una batería de copia de respaldo (no mostrada) .

El generador 10 de señal de reloj de alta precisión proporciona el tiempo de referencia básico de sistema y proporciona típicamente impulsos de reloj que son distribuidos a la mayor parte de los circuitos en el sistema. Dada su importancia, el generador 10 de señal de reloj de alta precisión también incluye circuitos para el control de precisión, por ejemplo, compensación para variación de la temperatura y la fabricación. Con esta complejidad adicional y con la amplia distribución de carga de conectividad, el generador 10 de señal de reloj de alta precisión consume más energía que el generador 12 de señal de reloj de baja precisión.

Durante el modo activo (es decir, cuando la estación móvil está conectada con el sistema por medio de un canal de tráfico) la mayor parte de los circuitos están activos en el sistema descrito antes. Pero en un sistema de teléfono basado en TDMA, la actividad durante el modo en espera o reposo (es decir, cuando la estación móvil escucha periódicamente al canal de control o de acceso) es limitada. Durante el modo en espera, la mayor parte de la actividad está relacionada con la descodificación de los mensajes de función de llamada que, como se ha descrito arriba, son transmitidos para una estación móvil particular durante una franja de tiempo de función de llamada asignada, es decir, una fracción del tiempo total. Durante franjas de tiempo distintas de su franja de tiempo de función de llamada asignada, la estación móvil puede entrar en un modo de reposo durante el que no supervisa su canal de control. Esto permite que la estación móvil reduzca el consumo de energía y prolongue la vida de la batería.

Debido a que el reloj de alta precisión es también un consumidor relativamente grande de energía y el reloj de baja precisión es un consumidor relativamente pequeño de energía, sería deseable usar el reloj de baja precisión tanto como sea posible para incrementar el tiempo entre recargas de batería. Desafortunadamente, el diseño convencional de unidad remota reconoce que para la mayor parte de los circuitos funcionales en la unidad remota, la precisión... [Seguir leyendo]

1. Una unidad remota que puede funcionar en un modo en espera para alternativamente despertar y entrar en modo de reposo, comprendiendo dicha unida remota:

una unidad de procesamiento (34) para controlar dicha unidad remota; un sistema de generación de señal de reloj para generar la entrada de señales de sincronización de sistemas a dicha unidad de procesamiento, incluyendo dicho sistema de generación de señales de reloj:

una primera unidad (32) de generación de impulsos de reloj para generar primeros impulsos (f1) de reloj: un primer contador (36) para contar dichos primeros impulsos (f1) de reloj y dar salida a una primera señal de sincronización de sistema cuando un número contado de dichos impulsos (f1) de reloj excede un primer umbral predeterminado; una segunda unida (30) de generación de impulsos de reloj para generar segundos impulsos (f2) de reloj; un segundo contador (42) para dar salida a una segunda señal de sincronización del sistema;

y un mecanismo (38) para recibir dichas primeras y segundas señales de sincronización de sistemas desde dicho primer y segundo contadores (34, 42) y dar salida a dicha primera señal de sincronización de sistemas hasta dicha unidad de procesamiento (34) desde dicho primer contador (36) cuando dicha unidad de procesamiento ha de despertar y dar salida a dicha segunda señal de sincronización de sistemas desde dicho segundo contador (42) cuando dicha unidad de procesamiento (34) está en modo en modo de reposo;

caracterizado porque dicho segundo contador (42) está dispuesto para guardar un número de segundos impulsos (f2) de reloj contados por dicho segundo contador (42) entre las primeras señales de sincronización de sistemas de dicho primer contador (36) cuando funciona en un modo de medición y para contar dichos segundos impulsos (f2) y dar salida a una segunda señal de sincronización de sistemas cuando un número contado de dichos segundos impulsos (f2) de reloj excede el número guardado de segundos impulsos de reloj cuando funciona en un modo de funcionamiento libre.

2. La unidad remota de la reivindicación 1, en la que dicha unidad remota despierta para escuchar mensajes de 35 función de llamada durante una franja de tiempo de función de llamada asignada.

3. La unidad remota de la reivindicación1, en la que dicha primera unidad (32) de generación de impulsos de reloj está adaptada para recibir información de sincronización a partir de señales recibidas sobre una interfaz aérea.

4. La unidad remota de la reivindicación 3, en la que dicha segunda unidad (30) de generación de impulsos de reloj está adaptada para recibir información de sincronización desde un oscilador local (33) .

5. La unidad remota de la reivindicación 1, en la que dicho mecanismo es un multiplexor que tiene una entrada de selección mandada o gestionada por dicha unidad de procesamiento.

6. La unidad remota de la reivindicación 1, en la que dicha primer unidad (32) de generación de impulsos de reloj es desconectada durante dicho modo de reposo.

7. La unidad remota de la reivindicación 1, que comprende además:

un reloj de tiempo real (50) , que recibe dichos segundos impulsos de reloj (f2) para determinar la hora actual; y una pantalla de visualización (52) para visualizar dicha hora actual.

8. La unidad remota de la reivindicación 7, que comprende además:

medios para ajustar dicha hora actual determinada por dicho reloj de tiempo real (50) para compensar la falta de precisión asociada con dichos segundos impulsos de reloj (f2) .

9. Un sistema de generación de reloj para generar señales de sincronización de sistemas que comprende:

una primera unidad (32) de generación de impulsos de reloj para generar primeros impulsos de reloj (f1) ; un primer contador (36) para contar dichos primeros impulsos de reloj (f1) y dar salida a una primera señal de sincronización de sistemas cuando un número contado de dichos primeros impulsos de reloj (f1) excede un primer umbral predeterminado;

una segunda unidad (30) de generación de impulsos de reloj para generar segundos impulsos de reloj (f2) ; un segundo contador (42) para recibir dichos segundos impulsos de reloj (f2) ;

caracterizado porque dicho segundo contador (42) puede funcionar tanto en un modo de medición como en un modo de funcionamiento libre; en el que, en dicho modo de medición, dicho segundo contador (42) cuenta un número de dichos segundos impulsos de reloj (f2) entre dicha primera salida de señales de sincronización de sistemas mediante dicho primer contador (36) para determinar un segundo umbral predeterminado; y en el que, en dicho modo de funcionamiento libre, dicho segundo contador (42) cuenta dichos segundos impulsos de reloj (f2) y da salida a una segunda señal de sincronización de sistemas cuando un número contado de dichos segundos impulsos de reloj (f2) excede el segundo umbral predeterminado; y

dicho sistema comprende además medios (38) para recibir dichas primeras y segundas señales de sincronización de sistemas desde dichos primer y segundo contadores (36, 42) , y dar salida a dicha primera señal de sincronización de sistemas recibida desde dicho primer contador (36) durante dicho modo de medición, y dar salida a dicha segunda señal de sincronización de sistemas recibida desde dicho segundo contador (42) durante dicho modo de funcionamiento libre.

10. El sistema de generación de reloj de la reivindicación 9, en el que dicha primera unidad (32) de generación de impulsos de reloj está adaptada para recibir información de sincronización externa.

11. El sistema de generación de reloj de la reivindicación 10, en el que dicha segunda unidad (30) de generación 20 de impulsos de reloj está adaptada para recibir información de sincronización desde un oscilador local (33) .

12. El sistema de generación de reloj de la reivindicación 9, en el que dicho medio de recepción es un multiplexor que tiene una entrada de selección para recibir una indicación de dicho modo de funcionamiento.

13. El sistema de generación de reloj de la reivindicación 9, en el que dicha primera unidad (32) de generación de impulsos de reloj es desconectada durante dicho modo de funcionamiento libre.

14. El sistema de generación de reloj de la reivindicación 9, que comprende además:

un reloj de tiempo real (50) , que recibe dichos segundos impulsos de reloj (f2) para determinar la hora actual; y una pantalla de visualización (52) para visualizar dicha hora actual.

15. El sistema de generación de reloj de la reivindicación 14, que comprende además:

medios para ajustar dicha hora actual determinada por dicho reloj de tiempo real (50) para compensar la falta de precisión asociada con dichos segundos impulsos de reloj (f2) .

16. Un método para conservar energía en una unidad remota de un sistema de radiocomunicación que comprende 40 la etapas de:

generar primeros impulsos de sincronización desde una primera fuente (32) ; utilizar dichos primeros impulsos de sincronización para generar una señal de reloj para realizar una operación de un procesador (34) en dicha unidad remota y para la generación de una señal de selección de 45 señal al procesador (34) cuando dicha unidad remota está activa para la comunicación con el sistema de radiocomunicación; desconectar dicha primera fuente (32) durante los periodos de más reposo en los cuales dicha unidad remota no necesita comunicarse con el sistema de radiocomunicación cuando dicha unidad remota está inactiva; generar segundos impulsos de sincronización desde una segunda fuente (30) , que tiene la precisión más baja 50 que dicha primera fuente (32) cuando dicha primera fuente está desconectada; utilizar dichos segundos impulsos de sincronización para generar una señal de reloj para realizar una operación de dicho procesador (34) en dicha unidad remota y para la generación de dicha señal de selección de señal al procesador (34) cuando dicha unidad remota está en modo reposo en el cual dicha unidad remota no necesita comunicarse con el sistema de radiocomunicación para consumir energía; y

calibrar dicha segunda señal de selección de señal en base a un número de dichos segundos impulsos de sincronización contados entre dichas primeras señales de selección de señal cuando dicha unidad remota está activa para comunicarse con el sistema de radiocomunicación.

17. El método de la reivindicación 16, en el que dicha primera fuente (32) consume más energía que dicha 60 segunda fuente (30) .

18. El método de la reivindicación 16 ó de la reivindicación 17, en el que dicha unidad remota está activa durante su franja de tiempo de función de llamada asignada.