BRPI0717795B1 - Método e aparelho para determinar uma medição representativa que é indicativa de uma velocidade de oscilação relativa de um relógio de referência durante um período de calibração representativo, e, aparelho para determinar um número medido de ciclos de um sinal de relógio de referência que ocorre durante um período de calibração representativo - Google Patents

Método e aparelho para determinar uma medição representativa que é indicativa de uma velocidade de oscilação relativa de um relógio de referência durante um período de calibração representativo, e, aparelho para determinar um número medido de ciclos de um sinal de relógio de referência que ocorre durante um período de calibração representativo Download PDF

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Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ)
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Abstract

método e aparelho para determinar uma medição representativa que é indicativa'be uma velocidade de oscilação relativa de um relógio de referência durante um período de calibração representativo, e, aparelho para determinar um número medido d.e ciclos de um sinal de relógio de referência que ocorre durante umperíodode calibração representativo é determinada .uma medição representativa indicando uma velocidade de oscilação relativa de um relógio de referência durante um período de calibração representativo. períodos de .calibração múltiplos são definidos, incluindo primeiro e segundo períodos de calibração. o primeiro período de calibração começa em um primeiro instante de partida, onde um primeiro valor de desvio de tempo é· igual ·a uma diferença entre o primeiro instante de partida e um ponto de transição do sinal de relógio de referência dentro do primeiro período de · calibração. o segundo período de calibração começa em um segundo instante de partida, onde um segundo valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o segundo instante de partida e um ponto de transição do sinal de relógio de referência dentro do segundo período de calibração. os primeiro e segundo valores de desvio de tempo são diferentes um do outro. medições são geradas para cada um dos períodos de calibração medindo a velocidade do relógio de referência. as medições são então submetidas a média.

Description

MÉTODO E APARELHO PARA DETERMINAR UMA MEDIÇÃO REPRESENTATIVA QUE É INDICATIVA DE UMA VELOCIDADE DE OSCILAÇÃO RELATIVA DE UM RELÓGIO DE REFERÊNCIA DURANTE UM PERÍODO DE CALIBRAÇÃO REPRESENTATIVO, E, APARELHO PARA DETERMINAR UM NÚMERO MEDIDO DE CICLOS DE UM SINAL DE RELÓGIO DE REFERÊNCIA QUE OCORRE DURANTE UM PERÍODO DE CALIBRAÇÃO REPRESENTATIVO FUNDAMENTOS [001] A presente invenção relaciona-se a calibração de relógio em equipamento eletrônico e, mais particularmente, a calibração de relógio em equipamento de comunicação.
[002] Há uma ampla variedade de sistemas de comunicação digital, alguns atualmente existentes, e alguns em desenvolvimento. Sistemas de comunicação digital incluem sistemas de múltiplo acesso por divisão de tempo (TDMA), tais como sistemas de telefone radio celular conformes ao padrão de telecomunicações do Sistema Global para comunicações Móveis (GSM) e seus melhoramentos como GSM/EDGE e sistemas de Múltiplo Acesso por Divisão de Código (CDMA), tais como sistemas de telefone radio celular conformes aos padrões de telecomunicações IS-95, cdma2000,e CDMA Faixa larga (WCDMA). Sistemas de comunicação digital também incluem sistemas TDMA e CDMA “combinados” tais como sistemas de telefone radio celular conformes ao padrão do Sistema de Telecomunicações Móveis Universal (UMTS), que especifica um sistema móvel de terceira geração (3G) sendo desenvolvido pelo Instituto de Padrões de Telecomunicações Europeu (ETSI) dentro da estrutura de trabalho IMT-2000 da União de Telecomunicações (ITU). O Projeto de Parceria de Terceira Geração (3GPP) promulga o padrão UMTS. Acesso de Dados de Pacote de Enlace Descendente de Alta Velocidade (HSDPA) é uma evolução do WCDMA especificado na versão de Emissão 5 da especificação 3GPP
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WCDMA. 3GPP começou considerando a próxima etapa ou evolução principal do padrão 3G (algumas vezes chamado Super 3G - “S3G”) para assegurar competitividade de longo prazo do 3G.
[003] Outros tipos de sistemas de comunicação digital permitem que os equipamentos cooperem um com o outro por meio de rede sem fio. Exemplos incluem equipamentos de Rede de Área Local Sem Fio (WLAN) e Bluetooth®.
[004] O que estes sistemas diferentes apresentam em comum é a necessidade de manter temporização precisa. Em transceptores rádio modernos (por exemplo, telefones WCDMA, GSM e S3G e equipamentos WLAN e Bluetooth®), dois relógios diferentes são usados: um relógio de sistema (SC) e um relógio em tempo real (RTC). O SC é usualmente um relógio de alta frequência, operando a vários MHz e gerado por um oscilador altamente estável, frequentemente aplicando um cristal de temperatura controlada. O SC atua como a referência e é a fonte de frequência para todas as operações rádio relacionadas, tal como síntese de portadora de rádio frequência (RF). Os cristais usados para o SC possuem uma precisão da ordem de 20 partes por milhão (ppm). Entretanto, para terminais celulares, esta precisão é melhorada travando o SC aos sinais de enlace descendente transmitidos pelas estações base da rede móvel. O SC é sintonizado nos sinais de enlace descendente e portanto “herda” a melhor estabilidade da referência de relógio usada na estação base, que é cerca de 0,5 ppm.
[005] A estabilidade do SC's é obtida às custas de consumo de corrente elétrica. Para acionar o SC, várias dezenas de miliamperes (mA) são requeridas. Em particular, o SC requer corrente demais quando o transceptor está no modo ocioso ou em um modo de baixa potência, no qual repousa a maior parte do tempo. Portanto, o SC é desligado durante os estados de repouso. No sentido de preservar a temporização durante tais estados de repouso, cada transceptor moderno inclui também um relógio de não
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 7/46 / 19 referência, tal como um oscilador de baixa potência (LPO) ou um relógio em tempo real (RTC) que opera em um nível de consumo de corrente muito mais baixo (várias dezenas a centenas de microamperes). O RTC usualmente opera a uma frequência muito mais baixa que o SC, tipicamente vários kHz.
[006] O RTC é usado para várias operações de temporização no terminal celular. Este controla os períodos de repouso e determina coisas do tipo, quando o terminal tem que “ativar” para monitorar o canal de controle de busca ou explorar outros canais de controle de radiodifusão. O RTC também determina por quanto tempo a sincronização de enlace ascendente com a rede pode ser mantida. Sincronização de enlace ascendente é crítica em sistemas modulados no tempo (isto é, sistemas que possuem um componente TDMA, tal como GSM e a recentemente desenvolvida Evolução de Longa Duração (LTE) para sistemas 3G (S3G)). Devido ao retardo de propagação de ida e volta desconhecido entre o terminal e a estação base, mensagens de controle de avanço de temporização (TA) necessitam ser enviadas ao terminal no sentido de alinhar a temporização de recepção de suas transmissões de enlace ascendente com a temporização de outras transmissões de enlace ascendente. Flutuação do relógio é uma causa geral de desalinhamento de temporização de enlace ascendente, e requer que o terminal envie salvas de enlace ascendente frequentemente, de tal modo que a estação base possa medir o desalinhamento no tempo e comande adequadamente o terminal para ajustar sua temporização por meio da mensagem TA.
[007] A estabilidade inerente do RTC é muito pobre, tipicamente de a 100 ppm. Entretanto, sua estabilidade é melhorada por calibrações repetidas. O SC é usado como uma referência estável durante a calibração. Uma vez que o RTC está calibrado, este possui um nível de estabilidade próximo à estabilidade do SC. Entre eventos de calibração, a estabilidade permanece dentro de poucas ppm.
[008] A US 6.124.764 descreve um método de calibração que
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 8/46 / 19 explora os tempos de ativação de busca periódica. Em particular, o sinal de saída LPO é monitorado durante um número de janelas de monitoração M. Estas janelas correspondem preferivelmente aos períodos de ativação no modo de espera do sistema de computador principal do qual o LPO faz parte. Durante períodos de ativação, outras atividades tais como exploração de busca, por exemplo, podem ter lugar. Os resultados do processo de monitoração são acumulados. Com base no resultado acumulado derivado de M janelas de monitoração, uma decisão para o esquema de correção é determinada para o próximo período abrangendo uma outra janela de monitoração M.
[009] Técnicas de calibração convencionais apresentam um problema pelo qual requerem realmente um longo tempo de calibração. Durante a calibração, o SC tem que operar e isto provoca um alto nível de consumo de corrente. No sentido de limitar o consumo de potência, o ciclo de trabalho de calibração é mantido baixo. Entretanto, isto significa que há realmente um longo tempo entre atualizações de calibração consecutivas. Durante este tempo, o RTC pode flutuar para longe demais. Uma vez que o RTC controla a temporização de enlace ascendente, a flutuação requererá que salvas de enlace ascendente sejam enviadas à estação base frequentemente para suportar o procedimento TA. O terminal gasta potência quando envia uma salva de enlace ascendente, e isto reduz o tempo de reserva do terminal. Ainda mais, todas estas salvas de enlace ascendente aumentam a sobrecarga na rede.
[0010] É portanto, desejado prover técnicas de calibração de relógio e aparelhos que superem estes problemas.
SUMÁRIO [0011] Deveria ser enfatizado que os termos “compreende” e “compreendendo”, quando usados nesta especificação, são considerados para especificar a presença de características, inteiros, etapas ou componentes
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 9/46 / 19 declarados. Porém, o uso destes termos não impede a presença ou adição de uma ou mais dentre outras características, inteiros, etapas, componentes ou grupos destes. De acordo com um aspecto da presente invenção, os precedentes e outros objetivos são alcançados em métodos e aparelhos que determinam uma medição representativa que é indicativa de uma velocidade de oscilação relativa de um relógio de referência durante um período de calibração representativo, onde o relógio de referência gera um sinal de relógio de referência, e onde um número conhecido de ciclos de um sinal gerado por um relógio de não referência abrange o período de calibração representativo. A determinação da medição representativa que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante o período de calibração representativo inclui definir diversos períodos de calibração incluindo um primeiro período de calibração e um segundo período de calibração. O primeiro período de calibração é feito iniciar em um primeiro tempo de partida onde um primeiro valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o primeiro tempo de partida e um ponto de transição do sinal do relógio de referência dentro do primeiro período de calibração. Similarmente, o segundo período de calibração é feito iniciar em um segundo tempo de partida onde um segundo valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o segundo tempo de partida e um ponto de transição do sinal do relógio de referência dentro do segundo período de calibração. O primeiro valor de desvio de tempo é diferente do segundo valor de desvio de tempo.
[0012] Diversas medições são geradas, para cada um dos diversos períodos de calibração, determinando uma característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência, durante um citado dos diversos períodos de calibração. As diversas medições são usadas para determinar um valor de medição médio. O valor de medição médio é usado como a medição representativa que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência, durante o período de calibração
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 10/46 / 19 representativo.
[0013] Em algumas realizações, a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração, é um valor numérico representando um número de ciclos do relógio de referência, que ocorre durante um citado dos diversos períodos de calibração. Em outras realizações, a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração é um valor numérico representando uma frequência do sinal de relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração. Ainda em outras realizações, a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração é um valor numérico representando um período do sinal do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração.
[0014] Em algumas realizações, os diversos períodos de calibração são concatenados um com o outro.
[0015] Em algumas realizações, cada um dentre o primeiro e segundo tempos de partida é determinado randomicamente ou pseudo randomicamente.
[0016] Em algumas alternativas, o segundo tempo de partida ocorre dentro do primeiro período de calibração. Em algumas de tais realizações, o primeiro tempo de partida é coincidente com um ponto de transição do sinal gerado pelo relógio de não referência; o segundo tempo de partida é coincidente com um ponto de transição diferente do sinal gerado pelo relógio de não referência; e um ponto de transição e o ponto de transição diferente do sinal gerado pelo relógio de não referência são não coincidentes um com o outro.
[0017] Em algumas realizações, os processos/aparelhos descritos aqui são vantajosamente executados/empregados dentro de um dispositivo móvel.
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Em algumas destas realizações, cada um dentre o primeiro e segundo tempos de partida é feito ocorrer durante um período de ativação do dispositivo móvel.
[0018] Em algumas realizações, a medição representativa que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante o período de calibração representativo é usada para calibrar o relógio de não referência.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0019] Os objetivos e vantagens da invenção serão entendidos pela leitura da seguinte descrição detalhada, em conjunto com os desenhos, nos quais:
Figura 1 exibe sinais associados a uma técnica de calibração convencional.
Figura 2 é um diagrama que ilustra como a temporização de sinais possuindo diferentes frequências pode surgir cada uma tendo o mesmo número de ciclos durante um dado período de calibração.
Figura 3 é um gráfico exibindo a relação de entrada/saída de um método de calibração convencional, comparado a uma relação de entrada/saída ideal.
Figura 4 é um gráfico ilustrando a precisão melhorada que é obtenível ao medir a frequência de um relógio em tempo real, aumentando o tempo de calibração.
Figura 5 exibe um sinal de saída SC típico e uma porção inicial de um período de calibração.
Figura 6 exibe gráficos ilustrando a relação entre valores de frequência real e medido do RTC para três valores de desvio inicial diferente.
Figura 7 é um diagrama de temporização ilustrando como operações de calibração repetidas são aplicadas a um sinal SCout.
Figura 8 é um diagrama de temporização ilustrando como
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 12/46 / 19 operações de calibração repetidas são aplicadas a um sinal SCout, onde os valores de desvios iniciais não são mantidos constantes.
Figura 9 é um diagrama de temporização ilustrando como operações de calibração repetidas são aplicadas a um sinal SCout, durante períodos de calibração não contíguos, onde os valores de desvios iniciais não são mantidos constantes.
Figura 10 exibe gráficos típicos ilustrando a relação entre valores de frequência real e medido do RTC, resultantes do uso de períodos de calibração não contíguos, onde para cada período de calibração o valor de desvio inicial é determinado randomicamente ou pseudo randomicamente.
Figura 11 é um diagrama de blocos de uma realização que utiliza diversos contadores, cuja operação se superpõe uma à outra.
Figura 12 é um diagrama de temporização ilustrando como os tempos de partida e parada dos diversos contadores são determinados.
Figura 13 é um fluxograma exibindo etapas que são executadas de acordo com várias realizações.
descrição detalhada [0020] As várias características da invenção serão agora descritas com referência às figuras, nas quais partes iguais são identificadas pelos mesmos caracteres de referência. Os vários aspectos da invenção serão agora descritos em maior detalhe em conexão com o número de realizações típicas. Para facilitar um entendimento da invenção, muitos aspectos da invenção são descritos em termos de sequências de ações a serem executadas por elementos de um sistema de computador ou outro hardware capaz de executar instruções programadas. Será reconhecido que, em cada uma das realizações, as várias ações poderiam ser executadas por circuitos especializados (por exemplo, portas lógicas discretas interconectadas para realizar uma função especializada), por instruções de programa sendo executadas por um ou mais processadores ou por uma combinação de ambos. Ainda mais, a invenção
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 13/46 / 19 pode adicionalmente ser considerada para ser realizada inteiramente dentro de qualquer forma de portador legível por computador, tais como memória de estado sólido, disco magnético, disco óptico ou onda portadora (tais como ondas de rádio frequência, áudio frequência, ou portadora de frequência óptica) contendo um conjunto apropriado de instruções de computador que fariam com que um processador realizasse as técnicas aqui descritas. Então, os vários aspectos da invenção podem ser realizados de muitas formas diferentes, e todas estas formas são contempladas dentro do escopo da invenção. Para cada um dos vários aspectos da invenção, quaisquer de tais formas de realizações podem ser aqui referidas como “lógica configurada para” realizar uma ação descrita, ou alternativamente, como “lógica que” execute uma ação descrita.
[0021] Em um aspecto, um método e aparelho de calibração são apresentados, que fazem uso de um número de contadores contando em paralelo ao longo de um período de tempo curto. O resultado da calibração final é a combinação dos resultados dos períodos de contagem curtos. Os tempos de partida dos contadores são diferentes para cada período de contagem.
[0022] Aplicando um número de contadores curtos em paralelo, a mesma precisão pode ser obtida em um período de tempo mais curto, reduzindo então o tempo de calibração. Isto por sua vez permite que a calibração seja aplicada mais frequentemente, resultando em um relógio de não referência mais preciso.
[0023] Em outras realizações, a complexidade do hardware é reduzida, enquanto é mantido o mesmo nível de precisão, empregando o(s) mesmo(s) contador(es) em cada uma de uma série de intervalos de tempo, e combinando os resultados obtidos a partir daí.
[0024] Estes e outros aspectos são agora descritos em maior detalhe. Figura 1 exibe sinais associados a uma técnica de calibração convencional,
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10/19 envolvendo um relógio de referência e um relógio de não referência. Mais particularmente, um sinal de saída típico SCout gerado por um SC (não mostrado) (ou mais genericamente um relógio de referência) e um sinal de saída típico RTCout gerado por um RTC (não mostrado) (ou mais genericamente um relógio de não referência) são exibidos. Os tempos de partida e parada de um período de calibração 101 são determinados pelo RTC. Então, o número de ciclos RTC 103 (Nrtc) abrangendo o período de calibração 101 já é conhecido. Durante o período de calibração 101, o número de ciclos SC 105 (Nsc) é contado. Se o período de calibração 101 abrange Nrtc ciclos e Nsc ciclos são contados durante o mesmo período, a relação entre a frequência RTC, Frtc, e a frequência SC, Fsc é [0025] Uma vez que Fsc é uma frequência altamente estável, a frequência RTC Frtc pode ser precisamente determinada. O circuito de temporização então leva em conta o valor corrente de Frtc ao determinar a temporização dos procedimentos de modo de repouso. Pode ser mostrado que a precisão final desta técnica é ± 1/ Nsc· Isto é ilustrado na Figura 2, que é um diagrama que ilustra como a temporização de sinais SCout tendo diferentes frequências pode aparecer cada uma como possuindo o mesmo número de ciclos durante um dado período de calibração 201. No exemplo a), frequência nominal, Fsc, de um sinal SCout é medida contando o número de extremidades avançadas do sinal para produzir uma contagem, Nsc· Neste exemplo, Nsc = 6. Entretanto, o mesmo número Nsc = 6, pode ser contado se Fsc é aumentada por um valor de ( Nsc +1)/ Nsc, ou diminuída por um fator de (Nsc - 1)/ Nsc como é mostrado nos exemplos b) e c), respectivamente.
[0026] Isto é também aparente da Figura 3, que é um gráfico mostrando a relação entrada/saída de um método de calibração convencional, comparada a uma relação ideal entre entrada/saída. Neste exemplo, Nsc =
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100, Nrtc = 1 e Fsc = 100. O valor real de Frtc, mostrado no eixo horizontal é aumentado de 1 a 1,05. O valor medido de Frtc é mostrado no eixo vertical. A relação ideal entre real e medido é exibida como a linha 301. Entretanto, os valores medidos de Frtc (vistos no eixo Y) podem somente atingir valores discretos, e assim um erro inerente é introduzido (neste exemplo, o erro inerente é ± 0,05). Se o tempo de calibração devesse ser aumentado por um fator de 10 (neste exemplo, Nrtc = 10, Nsc = 1000), o erro de quantização seria reduzido e a frequência portanto, seria melhorada de um fator de 10 conforme é mostrado na Figura 4.
[0027] Em técnicas convencionais, o número de ciclos do sinal SCout é contado em um contador que tem que ter um tamanho de pelo menos Nsc. Para ser capaz de alcançar uma precisão de ± 1/ Nsc, o contador tem que contar por uma duração de tempo de Nsc/ Fsc. Se uma precisão de 0,1 ppm é desejada e a frequência sc é de 10 MHz, então a duração da calibração usando a técnica convencional teria que ser de 1 segundo de duração. Durante este segundo, o sc tem que operar continuamente. Para manter o consumo de corrente baixo, a calibração poderia somente ser realizada a cada poucos minutos. A precisão de 0,1 ppm requereria um contador capaz de contar até 10 milhões, o que é representado por 24 bits.
[0028] A seguir, métodos de calibração e aparelhos são descritos, os quais produzem precisão melhorada, sem usar um contador maior conforme discutido acima. Em algumas realizações, isto é obtido aplicando o mesmo contador múltiplas vezes. Duas destas realizações serão descritas. Em uma primeira realização, um único contador curto é usado, o que resulta em uma redução da complexidade de hardware, porém não em tempo de calibração reduzido. Em uma segunda realização, vários períodos de calibração curtos são distribuídos no tempo.
[0029] Primeiramente, é importante entender como a temporização inicial do período de calibração com respeito ao ciclo de referência (sc)
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 16/46 / 19 influencia o resultado da medição. Cada período de calibração tem um ponto de partida (isto é, um momento no qual a medição começa) e cada sinal de saída de referência (SC) tem pelo menos um ponto de transição (por exemplo, a ocorrência de uma extremidade avançada, extremidade final, zero ou outro nível de cruzamento) cuja detecção é um indicador da ocorrência de um ciclo do sinal de saída SC. O ponto de partida do período de calibração está relacionado a um ponto de transição do sinal de não referência. O primeiro ponto de transição do sinal de saída de referência a ocorrer após o tempo de partida é o primeiro evento detectado a ser contado (por exemplo, representativo de um ciclo) dentro do período de calibração. Figura 5, que exibe um sinal de saída SC típico, SCout, e uma porção inicial de um período de calibração 501, ajudará a ilustrar isto. O valor de desvio inicial 503, ou desalinhamento ΔΤ, entre o ponto de partida Ti do período de calibração e o próximo ponto em que ocorre transição Ti (neste exemplo, a próxima borda de subida que ocorrer) do sinal de saída SC, SCout, é também mostrado.
[0030] Para ilustrar como, para um dado valor de Nsc, o valor de desvio inicial 503 influencia o resultado da medição, a relação entre os valores de frequência real e medido do RTC ( FRTCreal e Frtc medido, respectivamente) é exibida na Figura 6 para três valores de desvio inicial diferentes 503. A relação ideal é mostrada como a linha reta 601. Para qualquer valor dados de FRTc_real, o erro é mostrado como a diferença entre o valor de frequência medido ( FRTc_medido) e o valor ideal. Pode ser visto que o menor erro, igual a ± 0,5/ Nsc, é alcançado somente quando ΔΤ = 0,5/ Fsc. Em contraste, para ΔΤ = 0,99/ Fsc, o erro pode alcançar +1/ Nsc; e para ΔΤ = 0,01/ Fsc, o erro pode atingir -1/ Nsc.
[0031] De acordo com um aspecto da invenção, a precisão da calibração é aumentada, aplicando operações de calibração repetidas a um sinal SCout, conforme mostrado na Figura 7. O número de ciclos SC em cada janela de calibração é contado, e a média dos resultados é gerada. suponha, a
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 17/46 / 19 título de exemplo, que a calibração é repetida dez vezes (Ncal = 10). No exemplo mostrado na Figura 7, a fase inicial AT é a mesma para cada janela de calibração. Como um resultado, o valor de contagem medido ( Nsc) é o mesmo para cada janela de calibração, e a média é consequentemente, idêntica para cada valor de contagem individual. Portanto, a precisão não é aumentada e os mesmos resultados da relação entrada-saída conforme mostrado na Figura 3, são obtidos, isto é, para Nsc = 100.
[0032] Para evitar isto, de acordo com um outro aspecto da invenção, calibrações repetidas são efetuadas conforme discutido acima, porém o valor de desvio inicial, AT não é mantido constante. Um modo de alcançar isto é concatenando os períodos de calibração, conforme é mostrado na Figura 8. Devido a efeitos de deslizamento no tempo, o valor de desvio inicial, AT , é diferente para diferentes períodos de calibração. Novamente, o resultado final é obtido pela média de dez contagens, determinada nos dez períodos de calibração consecutivos. Entretanto, neste caso, a relação entrada/saída (isto é, entre FRTc_real e FRTc_real) é a mesma daquela mostrada na Figura 4. Isto é, a precisão foi realmente melhorada por um fator de 10 (e tem a mesma precisão que seria obtida com um único contador longo, contando Nsc = 1000). concatenar os períodos de calibração nem reduziu nem aumentou o tempo de calibração total (que é ainda 1000/ Fsc). Entretanto, os resultados foram obtidos usando um contador que é 10 vezes mais curto do que seria requerido por técnicas convencionais. Notar que, quando Fsc é um inteiro múltiplo de FRTc, o desvio inicial não muda; porém naquele caso, a medição fornece um valor exato para Frtc e não é necessário obter a média.
[0033] Pode nem sempre ser possível concatenar os períodos de calibração conforme mostrado na Figura 8. Por exemplo, conforme mencionado anteriormente, US 6.124.764 descreve um método de calibração que explora os tempos de ativação de busca periódicos. A técnica acima descrita pode agora ser aplicada onde, durante cada período de ativação, o
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 18/46 / 19 número de ciclos SC é contado. No sentido de se beneficiar de medições repetidas, o valor de desvio inicial, AT precisa ser diferente para períodos de medição diferentes, e é preferivelmente diferente para cada novo período de medição. Um modo de obter isto é randomizando AT para cada novo tempo de ativação. O procedimento é mostrado no diagrama de temporização da Figura 9. A temporização inicial para cada período de calibração é escolhida randomicamente ou pseudo randomicamente, preferivelmente com uma distribuição uniforme entre [0, 1/ Fsc).
[0034] Figura 10 mostra um exemplo da relação entrada-saída resultante (isto é, FRTc_real no eixo horizontal e FRTc_medido no eixo vertical) ao obter a média das contagens obtidas nos dez períodos de ativação diferentes. Embora não melhorada por um fator de 10, a precisão é claramente melhorada comparada com a técnica convencional de efetuar uma única medição (referir-se de volta à Figura 3 para comparação).
[0035] Realizações alternativas que utilizam uma abordagem paralela serão agora descritas. Uma realização típica é exibida no diagrama de blocos da Figura 11. A realização exibida na Figura 11 pode ser incluída em qualquer equipamento eletrônico (não mostrado aqui para fins de clareza) requerendo o tipo de calibração discutido aqui, incluindo, porém não limitado a, equipamento de comunicação celular (por exemplo, dispositivos móveis), equipamento de rede de área local sem fio, e equipamento de rede de área pessoal sem fio. A realização inclui diversos (isto é, um número inteiro, n) de contadores 1101x (1 < x < n). Por exemplo, uma realização pode incluir n = 10 contadores. cada um dos contadores 1101x é capaz de contar um número nominal de ciclos de trabalho SC ( Nsc_nom), por exemplo, Nsc_nom = 100. O sinal de saída SC (SCout) (ou mais genericamente o sinal de saída de um relógio de referência) é fornecido a um nó de entrada de relógio dos contadores 1101x, para esta finalidade. Cada um dos contadores 1101x responde a um ponto de transição (por exemplo, uma extremidade) do sinal de
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 19/46 / 19 saída SC (SCout) ajustando (por exemplo, incrementando) o valor de contagem que este mantém. Será notado que, em realizações alternativas, pode ser o caso dos contadores anteriormente iniciados 1101x poderem terminar sua medição antes de outros dos contadores 1101x serem terminados. Em tais casos, pode ser possível projetar a realização de tal modo que o valor de contador final seja armazenado em uma memória, e que o contador 1101x seja reinicializado para obter um valor de medição de um período de calibração ocorrido mais tarde. Então, o número de contadores 1101x (isto é, o valor de n) não precisa ser igual ao número de períodos de calibração a serem medidos.
[0036] A partida e parada de cada contador 1101x é controlada por um correspondente dos n sinais de controle (sinais de habilitação de contador) gerados pela lógica de controle de temporização 1103 e fornecidos a uma entrada de habilitação de um correspondente dos contadores 1101x. Cada sinal de controle (sinal de habilitação de contador) é assegurado para uma duração igual a uma duração do período de calibração representativo, e cada um dos contadores 1101x é responsável por um ponto de transição do sinal de saída SC somente quando seu sinal de controle (sinal de habilitação de contador) é assegurado. A contagem gerada por cada um dos contadores 1101x representa os resultados de um correspondentes dos n períodos de calibração que se superpõe um ao outro até um certo ponto. Neste exemplo, haverá 10 períodos de calibração superpostos porque há 10 contadores.
[0037] Cada um dos contadores 1101x fornece sua saída à lógica de obtenção de média 1105. A lógica de obtenção de média 1105 recebe os valores de contagem dos diversos contadores 1101x e gera a partir destes um valor de média, e o fornece em sua saída. Este valor de média, que represente Nsc, pode então ser usado para determinar Frtc de acordo com a relação descrita anteriormente.
[0038] Conforme discutido anteriormente, a saída do RTC (RTCout)
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 20/46 / 19 (ou mais genericamente o sinal gerado por um relógio de não referência) determina quando a calibração será efetuada (por exemplo, instantes de início e fim de calibração com base na ocorrência de pontos de transição do relógio de não referência). Novamente, no sentido de se beneficiar da média dos resultados, os valores de desvios iniciais para os diferentes contadores não precisam ser todos os mesmos, e são preferivelmente todos diferentes. Isto pode ser obtido incluindo, dentro da lógica de controle de temporização 1103, lógica que randomiza o tempo de partida de cada contador 1101x (por exemplo, por meio de técnicas randômicas ou pseudo randômicas). Esta randomização dos instantes de partida resultará em uma relação entrada-saída tal como foi mostrado na Figura 10.
[0039] Uma realização alternativa não usa tempos de partida de contador randomizados, mas ao invés disso tem a lógica de controle de temporização 1103 incluindo lógica para determinar os instantes de partida e parada do contador de acordo com diagrama de temporização da Figura 12. Figura 12 exibe uma relação típica entre os sinais SCout e RTCout. A lógica para determinar os instantes de partida e parada do contador inicia cada um dos contadores 1101x em sucessão, com a partida de cada contador 1101x sendo retardada de um ciclo RTC, de tal modo que a partida do n-ésimo contador 1101n é retardada por n-1 ciclos RTC a partir do início do 1o contador 11011. (Para obter uma perspectiva de quantos ciclos RTC isto representa, comparado ao número total de ciclos RTC durante os quais os contadores 1101x estarão operando, será notado que normalmente a janela de calibração total conta muitos ciclos RTC, por exemplo, da ordem de Nrtc = 32768 para uma implementação WCDMA). Devido ao efeito deslizante, os valores de desvio iniciais, ΔΤ, não serão todos os mesmos (isto é, pelo menos dois ou mais dos valores de desvios iniciais serão diferentes um do outro). A relação entrada-saída consequente de seguir esta abordagem será semelhante à exibida na Figura 4. Então, neste exemplo, a precisão da calibração foi
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 21/46 / 19 melhorada por um fator 10, enquanto a duração da calibração aumentou de uma quantidade desprezível. Em outras palavras, a precisão desejada pode ser obtida em aproximadamente 1/10 do tempo.
[0040] Então, independente de qual realização é implementada, a lógica de controle de temporização 1103 faz por exemplo, com que um primeiro sinal de habilitação de contador seja garantido em um primeiro tempo de partida, onde um primeiro valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o primeiro tempo de partida e um primeiro ponto de transição do sinal de relógio de referência; e faz com que um segundo sinal de habilitação de portador seja assegurado em um segundo instante de partida, onde um segundo valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o segundo instante de partida e um segundo ponto de transição do sinal de relógio de referência. A lógica de controle de temporização 1103 faz com que os primeiro e segundo instantes de partida sejam tais que o primeiro valor de desvio de tempo seja diferente do segundo valor de desvio de tempo.
[0041] Figura 13 é um fluxograma exibindo etapas que são aplicáveis a todas as realizações acima descritas e outras. O processo começa definindo os períodos de calibração (etapa 1301) incluindo primeiro e segundo períodos de calibração, conforme discutido acima. (Nota: o uso de “primeiro” e “segundo” neste caso não se refere a ordem temporal. Ao invés disso, estes rótulos são usados meramente para distinguir um dos períodos de calibração de qualquer outro dos períodos de calibração). Isto é, cada um dos períodos de calibração tem um instante de partida relacionado a um ponto de transição do relógio de não referência. Cada período de calibração também possui um valor de desvio de tempo que é igual a uma diferença entre o instante de partida do período de calibração e um ponto de transição do sinal de relógio de referência (SCout) dentro do período de calibração. Nas realizações típicas descritas acima, os valores de desvio de tempo são diferentes para todos os períodos de calibração. Entretanto, este pode não ser o caso para realizações
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 22/46 / 19 alternativas. Para obter os benefícios da invenção, os valores de desvio de tempo de pelo menos dois dos períodos de calibração (por exemplo, primeiro e segundo valores de desvio de tempo correspondentes ao primeiro e segundo períodos de calibração, respectivamente) deveriam ser diferentes um do outro. [0042] A seguir, diversas medições são geradas, por exemplo, por cada um dos diversos períodos de calibração, medindo em número de ciclos do relógio de referência que ocorre durante um citado dos diversos períodos de calibração (etapa 1303). Em realizações tais como aquelas exibidas nas Figuras 8 e 9, estas medições são feitas uma de cada vez, em sequência. Alternativamente, em realizações empregando diversos contadores (por exemplo, ver Figura 11) duas ou mais das medições podem se superpor.
[0043] Diversas medições então obtidas são então usadas para garantir um número médio de ciclos do sinal de relógio de referência por período de calibração (etapa 1305). Este número médio de ciclos do relógio de referência por período de calibração é então usado como um número de ciclos medido do sinal de relógio de referência que ocorrem durante o período de calibração. Tal uso poderia incluir, por exemplo, determinar a frequência do relógio de não referência (RTCout) conforme discutido anteriormente. Em algumas realizações, tal uso poderia alternativamente ser uma comparação do valor medido com um valor nominal (por exemplo, para a finalidade de determinar se o relógio de não referência, RTCout, está operando rápido demais ou devagar demais e de quanto).
[0044] As técnicas de calibração descritas acima são vantajosas pelo fato de poderem, por exemplo, ser usadas para melhorar a precisão sem aumentar a complexidade de hardware, usando a abordagem serial, ou para encurtar o tempo de calibração usando a abordagem paralela. Esta última é realmente importante, pois melhorará os modos de potência baixa em terminais celulares; durante cada período de ativação para verificar o canal de busca, o relógio de não referência (por exemplo, RTC) pode ser calibrado.
Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 23/46 / 19 [0045] A invenção foi descrita com referência a realizações particulares. Entretanto, será prontamente aparente aos especialistas na técnica que é possível realizar a invenção de formas específicas diferentes daquelas da realização acima descrita.
[0046] Por exemplo, as realizações acima descritas envolvem assegurar um valor numérico que é representativo de um número de ciclos do relógio de referência, que ocorrem durante o período de calibração. Entretanto, isto é meramente uma característica possível que é indicativa da velocidade de oscilação do relógio de referência em relação à do relógio de não referência (daqui em diante, a “velocidade de oscilação relativa”). Em outras realizações, outras características poderiam ser medidas durante os períodos de calibração, e obtida a média destas características medidas. Por exemplo, a característica medida poderia ser a frequência (por exemplo, expressa em Hz) do relógio de referência. Ainda em outras realizações, a característica medida poderia ser o período (por exemplo, expresso em segundos).
[0047] Então, as realizações descritas são meramente ilustrativas e não deveriam ser consideradas restritivas de modo algum. O escopo da invenção é dado pelas reivindicações anexas, ao invés da descrição precedente, e todas as variações e equivalentes que caem dentro da faixa das reivindicações são destinadas a serem aqui abrangidas.

Claims (25)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para determinar uma medição representativa que é indicativa de uma velocidade de oscilação relativa de um relógio de referência durante um período de calibração representativo (501), onde o relógio de referência gera um sinal de relógio de referência (SCout), e onde um número conhecido de ciclos de um sinal gerado por um relógio de não referência abrange o período de calibração representativo, caracterizado pelo fato de compreender:
    definir (1301) diversos períodos de calibração incluindo um primeiro período de calibração e um segundo período de calibração;
    fazer com que o primeiro período de calibração comece em um primeiro instante de partida, onde um primeiro valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o primeiro tempo de partida e um ponto de transição do sinal de relógio de referência (SCout), dentro do primeiro período de calibração;
    fazer com que o segundo período de calibração comece em um segundo instante de partida, onde um segundo valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o segundo tempo de partida e um ponto de transição do sinal de relógio de referência, dentro do segundo período de calibração, e onde o primeiro valor de desvio de tempo é diferente do segundo valor de desvio de tempo;
    gerar diversas medições (1303) para, cada um dos diversos períodos de calibração, determinar uma característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência, durante um citado dos diversos períodos de calibração;
    usar as diversas medições (1305) para determinar um valor de medição médio; e usar o valor de medição médio como a medição representativa que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência,
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  2. 2 / 8 durante o período de calibração representativo.
    2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência, durante um citado dos diversos períodos de calibração, é um valor numérico representando um número de ciclos do relógio de referência que ocorre durante um citado dos diversos períodos de calibração.
  3. 3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração é um valor numérico representando uma frequência do sinal de relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração.
  4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração é um valor numérico representando um período do sinal de relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração.
  5. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os diversos períodos de calibração são concatenados um com o outro.
  6. 6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada um dentre os primeiro e segundo instantes de partida é determinado randomicamente ou pseudo randomicamente.
  7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo instante de partida ocorre dentro do primeiro período de calibração.
  8. 8. Método, de acordo com a reivindicação 7,
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    3 / 8 caracterizado pelo fato de que:
    o primeiro instante de partida é coincidente com um ponto de transição do sinal gerado pelo relógio de não referência;
    o segundo instante de partida é coincidente com um ponto de transição diferente do sinal gerado pelo relógio de não referência; e o ponto de transição e o ponto de transição diferente do sinal gerado pelo relógio de não referência são não coincidentes um com o outro.
  9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método é realizado dentro de um dispositivo móvel e cada um dentre os primeiro e segundo instantes de partida ocorre durante um período de ativação do dispositivo móvel.
  10. 10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender:
    usar a medição representativa que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante o período de calibração representativo, para calibrar o relógio de não referência.
  11. 11. Aparelho para determinar uma medição representativa que é indicativa de uma velocidade de oscilação relativa de um relógio de referência durante um período de calibração representativo (501), onde o relógio de referência gera um sinal de relógio de referência (SCout), e onde um número conhecido de ciclos de um sinal gerado por um relógio de não referência abrange o período de calibração representativo, caracterizado pelo fato de compreender:
    lógica configurada para definir (1301) diversos períodos de calibração incluindo um primeiro período de calibração e um segundo período de calibração;
    lógica configurada para:
    fazer com que o primeiro período de calibração comece em um primeiro instante de partida, onde um primeiro valor de desvio de tempo é
    Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 27/46
    4 / 8 igual a uma diferença entre o primeiro instante de partida e um ponto de transição do sinal do relógio de referência (SCout) dentro do primeiro período de calibração; e fazer com que o segundo período de calibração comece em um segundo instante de partida, onde um segundo valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o segundo instante de partida e um ponto de transição do sinal de relógio de referência dentro do segundo período de calibração, e onde o primeiro valor de desvio de tempo é diferente do segundo valor de desvio de tempo;
    lógica configurada para gerar diversas medições (1303) para, para cada um dos diversos períodos de calibração, determinar uma característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência, durante um citado dos diversos períodos de calibração;
    lógica configurada para usar as diversas medidas (1305) para determinar um valor de medição médio; e lógica configurada para usar o valor de medição médio como a medição representativa que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência, durante o período de calibração representativo.
  12. 12. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos períodos de calibração é um valor numérico representando um número de ciclos do relógio de referência que ocorre durante um citado dos diversos períodos de calibração.
  13. 13. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração é um valor numérico representando uma frequência do sinal de relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de
    Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 28/46
    5 / 8 calibração.
  14. 14. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a característica que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração é um valor numérico representando um período do sinal de relógio de referência durante um citado dos diversos períodos de calibração.
    15. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os diversos períodos de calibração são concatenados um com o outro. 16. Aparelho, de acordo com a reivindicação 15,
    caracterizado pelo fato de que a lógica configurada para gerar as diversas medições compreende somente um contador (1101x) que é usado durante cada um dos períodos de calibração.
  15. 17. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que cada um dentre os primeiro e segundo instantes de partida é determinado randomicamente ou pseudo randomicamente.
  16. 18. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo instante de partida ocorre dentro do primeiro período de calibração.
  17. 19. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que:
    a lógica configurada para gerar as diversas medições compreende tantos contadores quantos períodos de calibração; e cada um dos contadores opera somente durante um dos correspondentes dos diversos períodos de calibração.
  18. 20. Aparelho, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que:
    o primeiro instante de partida é coincidente com um ponto de
    Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 29/46
    6 / 8 transição do sinal gerado pelo relógio de não referência;
    o segundo instante de partida é coincidente com um ponto de transição diferente do sinal gerado pelo relógio de não referência; e o ponto de transição e o ponto de transição diferente do sinal gerado pelo relógio de não referência são não coincidentes um com o outro.
  19. 21. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o aparelho é um elemento dentro de um dispositivo móvel e cada um dentre os primeiro e segundo instantes de partida ocorre durante um período de ativação do dispositivo móvel.
  20. 22. Aparelho, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de compreender:
    lógica que usa a medição representativa que é indicativa da velocidade de oscilação relativa do relógio de referência durante o período de calibração representativo, para calibrar o relógio de não referência.
  21. 23. Aparelho para determinar um número medido de ciclos de um sinal de relógio de referência que ocorre durante um período de calibração representativo, onde um número conhecido de ciclos do sinal de relógio de não referência gerado por um relógio de não referência abrange o período de calibração representativo, caracterizado pelo fato de compreender:
    lógica de controle de temporização (1103) que recebe o sinal de relógio de não referência e gera a partir deste diversos sinais de habilitação de contador, incluindo um primeiro sinal de habilitação de contador e um segundo sinal de habilitação de contador, onde cada sinal de habilitação de contador é assegurado para uma duração igual a uma duração do período de calibração representativo;
    diversos contadores, cada um possuindo uma entrada de habilitação conectada para receber um respectivo dos diversos sinais de habilitação de contador, e cada um possuindo um nó de entrada de relógio conectado para receber o sinal de relógio de referência, onde cada um dos
    Petição 870190086887, de 04/09/2019, pág. 30/46
    7 / 8 contadores mantém um valor de contagem que é ajustado em resposta a uma ocorrência de um ponto de transição do sinal de relógio de referência, somente se o respectivo dos diversos sinais de habilitação de contador é assegurado; e lógica (1105) que recebe os valores de contagem dos diversos contadores e gera um valor médio a partir destes, onde:
    a lógica de controle de temporização (1103) faz com que o primeiro sinal de habilitação de contador seja assegurado em um primeiro instante de partida, onde um primeiro valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o primeiro instante de partida e um primeiro ponto de transição do sinal de relógio de referência;
    a lógica de controle de temporização (1103) faz com que o segundo sinal de habilitação de contador seja assegurado em um segundo instante de partida, onde um segundo valor de desvio de tempo é igual a uma diferença entre o segundo instante de partida e um segundo ponto de transição do sinal de relógio de referência; e o primeiro valor de desvio de tempo é diferente do segundo valor de desvio de tempo.
  22. 24. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que:
    a lógica de controle de temporização (1103) faz com que o primeiro sinal de habilitação de contador seja não assegurado em um segundo instante de parada;
    a lógica de controle de temporização (1103) faz com que o segundo sinal de habilitação de contador seja não assegurado em um segundo instante de parada; e o primeiro instante de parada é coincidente com o segundo instante de parada.
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    8 / 8
  23. 25. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que cada um dentre os primeiro e segundo instantes de partida é determinado randomicamente ou pseudo randomicamente.
  24. 26. Aparelho, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o segundo instante de partida ocorre após o primeiro instante de partida e antes do primeiro instante de parada.
  25. 27. Aparelho, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que:
    o primeiro instante de partida é coincidente com um ponto de transição do sinal gerado pelo relógio de não referência;
    o segundo instante de partida é coincidente com um ponto de transição do sinal gerado pelo relógio de não referência; e o ponto de transição e o ponto de transição diferente do sinal gerado pelo relógio de não referência são não coincidentes um com o outro.
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