BRPI0713863A2

BRPI0713863A2 - método de sincronização de dois eletrÈnicos de uma ligação sem fio, particularmente de uma rede de telefonia e sistema de implantação deste método

Info

Publication number: BRPI0713863A2
Application number: BRPI0713863-6A
Authority: BR
Inventors: Alain Rolland; Stephane Blanc; Jean-Christophe Plumecoq
Original assignee: Blink E
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2007-07-05
Publication date: 2012-12-11
Also published as: EP1876728A1; EP1876728B1; JP2009543390A; KR101391286B1; WO2008003911A2; US20130243142A1; WO2008003911A3; KR20090056961A; US20090252267A1; CN101485110B; US8467488B2; IL196138A0; US8811558B2; CA2655719A1; CN101485110A; IL196138A; AU2007270980A1; ES2454198T3; TN2009000002A1; JP5439648B2

Abstract

MéTODO DE SINCRONIZAçãO DE DOIS DISPOSITIVOS ELETRÈNICOS DE UMA LIGAçãO SEM FIO, PARTICULARMENTE DE UMA REDE DE TELEFONIA MOVEL E SISTEMA DE IMPLANTAçAO DESTE MéTODO. A invenção se refere a um método de sincronização entre dois dispositivos eletrónicos de uma ligação de transmissão sem fio de sinais elétricos, particularmente de uma rede de telefonia móvel, de acordo com o qual a informação de sincronização é transmitida de um dispositivo ao outro. O método é definido pelo fato que se leva um dos dispositivos eletrónicos a transmitir diretamente a informação de sincronização sob forma de um sinal piloto de clock ao outro dispositivo e se utiliza este clock, após recuperação, para a sincronização da freqúência de referência do dispositivo receptor. A invenção é aplicável no campo da telefonia móvel.

Description

MÉTODO DE SINCRONIZAÇÃO DE DOIS DISPOSITIVOS ELETRÔNICOS DE UMA LIGAÇÃO SEM FIO, PARTICULARMENTE DE UMA REDE DE TELEFONIA MÓVEL E SISTEMA DE IMPLANTAÇÃO DESTE MÉTODO

A invenção se refere a um método de sincronização de

dois dispositivos eletrônicos de uma ligação de transmissão de sinais elétricos, sem fio, particularmente de uma rede de telefonia móvel, de acordo com a qual a informação de sincronização é transmitida de um dispositivo ao outro. A invenção se refere igualmente a um sistema para a implantação deste método.

As normas em vigor para redes de telefonia móvel somente toleram um erro de freqüência inferior a alguns milionésimos da freqüência dos sinais. Esta exigência precisa de uma sincronização perfeita dos dois dispositivos. É conhecido por realizar a sincronização diretamente na rede de dados e por recuperar o clock no recebimento. Mas a estabilidade de freqüência obtida desta forma se mostra ser insuficiente. A invenção tem por objetivo atenuar esta

inconveniência.

Para alcançar este fim, o método conforme a invenção é definido pelo fato que se transmite o clock diretamente de um dispositivo ao outro e utiliza este clock, após recuperação, para a sincronização do dispositivo de recebimento.

De acordo com uma característica da invenção, o método é definido pelo fato que o sinal do clock é transmitido sob uma forma numérica.

De acordo com uma outra característica da invenção, o

método é definido pelo fato que se estabelece no dispositivo emissor o valor numérico do sinal piloto, modula o valor numérico neste sinal piloto e transmite este último modulado por seu valor numérico ao dispositivo receptor.

Conforme ainda uma outra característica da invenção, o método é definido pelo fato que se modula no sinal piloto uma rede contendo além do valor numérico do sinal piloto outras informações. O sistema para a implantação do método conforme a

invenção se caracteriza pelo fato que o dispositivo receptor contém essencialmente um componente de oscilador local gerador da freqüência de referência, que é comandado por meios comparadores do sinal de clock recebido ao mencionado sinal de referência.

De acordo com uma característica da invenção, o sistema é definido pelo fato que o dispositivo receptor contém um conversor analógico numérico e que o componente de comando do oscilador local contém contadores do sinal de clock numérico e do sinal de referência e dos meios comparadores dos dois contadores, sendo o oscilador local comandado por um sinal estabelecido a partir do resultado do comparador.

Conforme uma outra característica da invenção, o sistema é definido pelo fato que, no caso de um sinal de freqüência de piloto elevada, o dispositivo receptor contém um misturador cujo oscilador é controlado a partir do oscilador gerador do sinal de referência.

Conforme ainda uma outra característica da invenção, o sistema é definido pelo fato que o dispositivo emissor contém meios moduladores do sinal piloto de clock pelo valor numérico do sinal de clock, e pelo fato que o dispositivo receptor contém meios de demoduladores.

Conforme ainda uma outra característica da invenção, o sistema é definido pelo fato que os meios moduladores do sinal piloto são adaptados para modular neste uma rede contendo outras informações além do valor numérico do sinal de clock.

A invenção será melhor compreendida, e outros objetivos, características, detalhes e benefícios desta aparecerão mais claramente na descrição explicativa que será feita a seguir com relação aos desenhos esquemáticos anexados, dados unicamente a título exemplificativo, ilustrando um modo de realização da invenção e nos quais: - a figura 1 é uma visão esquemática, ilustrando a estrutura de um sistema de comunicação sem fio ao qual a invenção é aplicável;

- a figura 2 é uma visão esquemática, ilustrando a disposição de uma freqüência de clock no espectro de

freqüência de uma ligação bi-direcional de um sistema de comunicação sem fio conforme a figura 1, de acordo com a invenção;

- a figura 3 é uma visão esquemática de um primeiro modo de realização de um dispositivo de sincronização de

clocks conforme a invenção;

- a figura 4 é uma visão esquemática, ilustrando um segundo modo de realização de um dispositivo de sincronização de clocks conforme a invenção;

- a figura 5 é uma visão esquemática, ilustrando um terceiro modo de realização de um dispositivo de

sincronização de clocks conforme a invenção e

- a figura 6 é uma visão esquemática, ilustrando um quarto modo de realização de um dispositivo de sincronização de clocks conforme a invenção.

0 método conforme a invenção, em seus diferentes

modos de realização e dispositivos de implantação destes modos de realização é utilizado de forma benéfica no âmbito de um sistema de transmissão sem fio tal como representado, a título exemplificativo. A figura 1 ilustra um sistema de comunicação entre um telefone móvel 1 e um telefone fixo 2 através de uma rede de telefonia móvel 3 e de uma rede fixa. Dentro da rede de telefonia móvel 3, a comunicação passa por uma antena refletora 5 destinada a se comunicar com o telefone móvel 1, uma ligação de transmissão de dados 6 e uma interface de rádio comunicação 7 denominada geralmente BTS (Base Transceiver System) de uma estação de base fixa que contém além de uma estação de controle de base 8 denominada geralmente BSC (Base Station Control) e um centro de comunicação 9 denominado MSC (Mobile Switching Center) . A ligação sem fio entre a antena 5 e a interface BTS 7 contém um dispositivo eletrônico em forma de uma caixa eletrônica 12 associada à antena refletora 5 e um dispositivo eletrônico em forma de uma caixa eletrônica 13 associada à interface BTS. A transmissão dos sinais entre estas duas caixas é feita por sinais de radiofreqüência, ou seja, sem fio, como ilustrado pela referência 14. Tal sistema é descrito no documento WO 2005/05107.

A invenção se refere à sincronização das duas caixas 12, 13 para garantir uma alta estabilidade de freqüência dos sinais trocados.

Como mostra a figura 2, uma ligação bi-direcional do tipo da ligação 6 comporta pelo menos uma via contendo um canal de emissão EX e um canal de recepção RX e, de forma geral, uma pluralidade de vias bi-direcionais a dois canais EX, RX. Como se vê na figura, os canais EX destas vias, de um lado, e os canais RX, de outro lado, são agrupados. Assim, a figura mostra um grupo de três canais EXl, EX2, EX3 e um grupo de três canais de recepção RXl, RX2 e RX3.

De acordo com a invenção, a sincronização das caixas eletrônicas 12 e 13 da rede 3 é realizada pela transmissão direta da informação de clock H de uma caixa para outra, por exemplo da caixa 13 para a caixa 12 e a recuperação de clock para a recepção a fim de sincronizar a caixa receptora na caixa emissora. Esta transmissão direta do clock é feita por disposição do clock H entre os dois canais EX e RX de uma ligação a uma via e, no caso de uma ligação a diversas vias, mostrado na figura 2, entre dois canais adjacentes de emissão.

As figuras 3 a 6 ilustram diversas possibilidades ou modos de realização do método conforme a invenção, cada uma consistindo em enviar diretamente o clock H da caixa emissora à caixa receptora e recuperá-lo na caixa de recepção na banda RX.

Conforme um primeiro modo de implantação da invenção, ilustrado na figura 3, o sinal piloto de clock H é emitido por exemplo pela caixa 13, colocada na banda de emissão EX, da forma ilustrada na figura 2, e recebido na caixa eletrônica 12 que comporta para este fim, na entrada um filtro 15, e sucessivamente, se for o caso, um pré-divisor 16 destinado a efetuar uma divisão da freqüência se esta for muito alta e um elo de travamento de fase 17 na saída 18 da qual está disponível o sinal de referência RS sincronizado pelo clock H e com uma grande pureza espectral. 0 elo de travamento 17 contém para este fim um oscilador de cristal e de comando em tensão, conhecido sob a denominação VCXO, que é comandado por um componente de elo de travamento de fase 20 contendo duas entradas ligadas respectivamente ao pré-divisor 16 e à saída do oscilador 19, ou seja, o terminal de saída 18 da referência RS. 0 dispositivo de acordo com a figura 3 prevê um pré-

divisor, pois a freqüência da referência ao terminal de saída 18 não deve ultrapassar algumas centenas de MHz.

Um terceiro modo de realização mesclando as tecnologias numéricas e analógicas é baseado no envio de um sinal piloto Hea contagem da freqüência. 0 dispositivo de implantação deste método contém, como mostra a figura 4, um filtro 22 do sinal oriundo da caixa eletrônica 13 e posicionado na banda de emissão, da forma descrita mais acima, um conversor 23, que realiza a conversão do sinal piloto da analógica para a numérica, um componente de lógica programável 24, denominado FPGA, que faz parte de um elo contendo além disto um componente oscilador local 25 do tipo VCXO, ou seja, de crista e comando em tensão, que é comandado por um componente de comando 26 do tipo conhecido sob a denominação DAC. 0 componente recebe ordens de um microprocessador 30, cuja entrada está ligada à saída do componente FPGA 24. 0 microprocessador poderia estar também integrado ao FPGA. Como se vê na figura, este componente FPGA contém um primeiro contador 2 7 destinado a contar os sinais numéricos oriundos do conversor 23, um segundo contador 28 destinado a contar os sinais oriundos do oscilador VCXO 25, bem como um circuito 2 9 de comparações dos resultados dos dois contadores 27 e 28, do tipo de elo de travamento de freqüência, cujo sinal de saída é aplicado ao microprocessador 30, que dá ordens ao oscilador local a sincronizar 25, através do circuito 26, o sinal de referência sincronizado RS estando disponível na saída 3 0 do oscilador VCXO 25.

Este modo de realização apresenta a vantagem de separar os campos de freqüência do piloto e da referência. Caso a velocidade de funcionamento do componente FPGA 24 permita somente um funcionamento em freqüências inferiores ao GHz, passar-se-á por uma freqüência intermediária para aumentar a freqüência de trabalho. A figura 5 ilustra o dispositivo de recuperação da

referência sincronizada RS no caso de uma freqüência de piloto elevada, ou seja, superior à freqüência típica de funcionamento de um componente FPGA. Para este fim, o dispositivo contém, além do dispositivo conforme a figura 4, frente ao filtro 22, um misturador 32 de diminuição da freqüência do sinal piloto H e, montado entre este misturador e o oscilador local VCXO 25, um componente 33, que contém um segundo oscilador do tipo VCO e um elo de travamento de fase.

0 misturador 32 permite, de um lado, uma filtragem

mais fácil dos sinais do piloto e, de outro lado, trabalhar em uma freqüência compatível com o componente FPGA. Este método permite obter uma referência de uma pureza espectral muito grande e uma estabilidade muito grande. Um outro modo de realização, representado na figura

6, propõe uma arquitetura que permite às vezes sincronizar duas caixas eletrônicas com uma referência de grande pureza espectral, transmitindo diferentes informações. Este método é puramente numérico. A figura 6 ilustra este método. Verifica-se que a

arquitetura do dispositivo da caixa receptora corresponde àquela do modo de realização de acordo com a figura 5. Mas, na caixa emissora 13, o piloto H é aplicado ao componente FPGA observado 3 5 e contado pelo contador 3 6 e este valor de contador é modulado no piloto e, então, transmitida numericamente à caixa receptora 12 sob a forma de modulação em amplitude do piloto.

Na recepção, o piloto é transposto pelo misturador 32 a um nível de freqüência mais baixa, o que não é porém obrigatório no caso de um calculador muito rápido. Depois o sinal modulador é recuperado no demodulador 3 8 e o valor do contador da referência de sincronização, ou seja, do piloto, é comparado no componente FPGA ao contador 2 8 da referência produzido pelo componente VCXO 25. A partir desta comparação, um sinal de comando é estabelecido e aplicado a este componente VCXO para corrigir a freqüência do oscilador local deste.

Este modo de realização da invenção permite transmitir além de informação da conta da referência piloto de sincronização, outras informações, inclusive no componente FPGA da caixa emissora 13 em uma rede indicada em 3 7 em mais de um número de bits reservados a este resultado de conta um número pré-determinado de bits de outras informações. Estas informações de comunicação observadas IC são preparadas em 3 9 do valor numérico do piloto H e disponíveis no terminal 40. Assim, é possível transmitir na rede de comunicação, informações como alarmes, dados de controle, protocolos de comunicação entre a estação de base e o equipamento de antena ou qualquer outro protocolo.

Este modo de realização do método permite se liberar completamente da estabilidade do piloto e de um lado das parasitas da comunicação, na medida em que a freqüência do piloto não ocorre na sincronização. Somente o valor do contador emitido da rede de comunicação ocorre. A transmissão dos dados da rede não atrapalha de forma alguma o funcionamento do sistema. Deve-se observar que mesmo a perda do sinal de sincronização durante algumas redes não acarreta qualquer degradação da estabilidade. Sendo a solução de natureza numérica, uma codificação é facilmente possível para combater a confusão ou a pirataria dos dados.

Claims

1. Método de sincronização entre dois dispositivos eletrônicos de uma ligação de transmissão sem fio de sinais elétricos e apresentando pelo menos uma via contendo um canal de emissão (EX) e um canal de recepção (RX) , os dois dispositivos (12, 13) estando incluídos em uma rede, particularmente de telefonia móvel, a referida rede contendo uma antena refletora (5) e uma interface de radiocomunicação (7) a cada uma delas está associado um dos dispositivos (12,13) , conforme o qual a informação de sincronização é transmitida de um dispositivo a outro, CARACTERIZADO pelo fato que se leva um dos dispositivos eletrônicos (12, 13) a transmitir diretamente a informação de sincronização ao outro dispositivo (12) sob forma de um sinal piloto de clock (H) disposto entre os referidos canais, e utiliza este clock (H), após recuperação, para a sincronização da freqüência de referência (RS) do dispositivo receptor (12) .

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato que se transmite o sinal de clock (H) sob uma forma numérica.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato que se estabelece no dispositivo emissor (13) o valor numérico do sinal piloto (H), modula o valor numérico neste sinal piloto e transmite este último modulado por seu valor numérico ao dispositivo receptor (12) .

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato que se modula no sinal piloto (H) uma rede (37) contendo além do valor numérico do sinal piloto (H) outras informações.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato que a ligação de transmissão sem fio (6) apresenta uma via contendo um canal de emissão (EX) e um canal de recepção (RX) e que a transmissão direta do clock (H) do dispositivo emissor (13) ao dispositivo receptor (12) é feita pela disposição do clock (H) entre os dois canais de emissão (EX) e de recepção (RX) da ligação (6) a uma via.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato que a ligação de transmissão sem fio (6) apresenta diversas vias contendo um canal de emissão (EX) e um canal de recepção (RX), e que a transmissão direta do clock (H) do dispositivo emissor (13) ao dispositivo receptor (12) é feita por disposição do clock (H) entre diversos canais adjacentes de emissão.

7. Sistema para a implantação do método conforme definido em qualquer uma das reivindicações precedentes, CARACTERIZADO pelo fato que o dispositivo receptor (12) contém essencialmente um componente local (19, 25) gerador da freqüência de referência (RS) , que é comandado por meios comparativos do sinal de clock (H) recebido no referido sinal de referência (RS) .

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato que o dispositivo receptor (12) contém um conversor analógico numérico (23) e que o componente de comando do oscilador local (25) contém contadores (27, 28) do sinal de clock numérico e do sinal de referência e meios comparativos (29) dos dois contadores, o oscilador local (25) sendo comandado por um sinal estabelecido a partir do resultado do comparador.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato que, no caso de um sinal de freqüência de piloto elevada, o dispositivo receptor (12) contém um misturador (32) cujo oscilador (33) é controlado a partir do oscilador (25) gerador do sinal de referência (RS) .

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato que o dispositivo emissor (13) contém meios moduladores do sinal piloto de clock (H) pelo valor numérico do sinal de clock e que o dispositivo receptor (12) contém meios demoduladores (38).

11. Sistema de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato que os meios moduladores do sinal piloto são adaptados para modular neste uma rede contendo outras informações além do valor numérico do sinal de clock (H) .