CN102668423A - 单振荡器无线与ip通信设备以及振荡器控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线通信设备的领域，更具体地，涉及首先通过分组数据通信网例如IP网络连接到蜂窝无线通信网络，然后连接到蜂窝移动通信终端的网关。本发明建议使用既提供装置的无线子系统的参考时钟，又提供通用处理器的参考时钟的同一振荡器。将同一振荡器用于这两个组件的事实还使得，先前已移交给通过无线振荡器得到的时钟运行并且参与所述振荡器控制的硬件控制组件的功能中的一些功能现在能够移交给在网关的通用处理器上执行的软件组件。
Description
本发明涉及无线通信设备的领域，更具体地，涉及首先通过分组数据通信网例如IP网络(Internet Protocol，因特网协议，在RFC791中限定)连接到蜂窝无线通信网络，然后连接到蜂窝移动通信终端的网关。蜂窝移动电话基站是这种网关的示例。
图1中示意性地示出了这种网关的一般架构。网关1.1包括管理无线通信的无线模块1.2。网关1.1还包括网络接口1.3，例如，根据国际标准ISO/IEC 8802-3的以太网接口。网关通过存储器1.5中所存储的程序在通用处理器1.4的控制下运行。这些不同的模块均通过数据总线1.6进行通信。
具体涉及运行这些网关所需的时钟的生成。首先，对于其运行而言，处理器需要参考时钟。该时钟通常在几十兆赫的频率范围内。时钟的些微偏移通常是允许的。
其次，无线通信模块需要约20MHz的参考时钟，然后该频率倍增以获得无线频率。该时钟必须非常精确。这里可容许的偏移非常小。例如，根据第三代HSPA(High Speed Packet Access，高速分组接入)标准而运行的网关在约2千兆赫的无线频率下运行，并且对于整个系统而言，网关必须服从小于250ppb(Parts Per Billion，十亿分率)的偏移。为了确保这一点，时钟也必须服从小于250ppb的偏移。
为了能够服从在无线子系统所需的时钟偏移上苛刻的约束，该时钟必须与外部时钟同步。已知的解决方案通常利用GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)接收模块、包含非常精确的时钟的GPS信号或者使外部参考时钟能够连接的同步电信接口。这些解决方案是针对例如蜂窝电话网络中的基站的专业设备而设想的。另一方面，它们被证实是昂贵的，并且对于将要安装在与本地网络连接的用户家中的通用公共基站是不适合的。
在通用公共设备的情况下，应当倾向于利用分组数据网的现有连接，以连接到使无线子系统的参考时钟同步的外部时钟。例如，能够利用由在参考IEEE 1588下的IEEE标准化以及在参考IEC 61588下标准化的NTP(由RFC 1305限定的Network Time Protocol，网络时间协议)或者PTP(Precision Time Protocol，精确时间协议)通过因特网可获得的参考时钟的连接。在该原理下运行的设备通常由本地参考时钟所提供的处理器来管理。然后，无线子系统的参考时钟由专用振荡器产生。该振荡器由专用硬件组件控制。该硬件组件管理同步协议例如NTP，并且控制振荡器以便限制其偏移并且将偏移维持在可接受的容许内。
本发明旨在提出进一步降低成本并且获得设计简单的网关的解决方案。为此，建议使用既提供无线子系统的参考时钟，又提供设备的通用处理器的参考时钟的同一振荡器。将同一振荡器用于这两个组件的事实还使得，先前已移交给通过无线振荡器得到的时钟运行并且参与所述振荡器控制的硬件控制组件的功能中的一些功能现在能够移交给在网关的通用处理器上执行的软件组件。
本发明涉及通信设备，其包括：与分组通信网的通信接口；通用处理器；无线通信子系统；振荡器，用于生成所述无线通信子系统的参考时钟信号；同步装置，用于使所述无线通信子系统的所述参考时钟信号与所述分组通信网上的至少一个远程参考源同步；以及用于通过同一振荡器生成所述通用处理器的参考时钟以及所述无线子系统的参考时钟的装置。
根据本发明的具体实施方式，同步装置包括对所述通用处理器所执行的、在所述设备与所述远程参考源之间交换的数据包加上时间戳的软件装置。
根据本发明的具体实施方式，同步装置包括用于控制所述振荡器的频率的装置。
根据本发明的具体实施方式，该装置还包括用于通过散热器将振荡器维持在恒定温度的软件装置。
根据本发明的具体实施方式，用于控制振荡器的频率的装置包括时间同步协议以及控制振荡器的算法，时间同步协议生成具有两个值的样本，第一值与所述时钟的稳定性有关，而第二值与频率偏移有关；控制所述振荡器的算法用于从来自于所述时间同步协议的所述样本生成电压值。
根据本发明的具体实施方式，中央处理器具有PWM转换器，振荡器控制算法具有用于通过转换器从电压值生成PWM信号的装置；所述设备还包括将所述PWM信号转换为施加于振荡器的电压信号的电路，所述电压信号被成形和滤波为具有足够的精度和稳定性，以确保系统的频率的最终精度。
根据本发明的具体实施方式，所述电路包括：
-电压校准器，接收所述PWM信号；
-二阶低通滤波器，将所述电压校准器的输出滤波；
-运算放大器，连接为跟随器，并且设在所述二阶低通滤波器与所述振荡器之间。
因此，能够低成本地选择用于实现振荡器控制功能的标准组件。
根据本发明的具体实施方式，在PWM转换器与电压校准器9.2之间设有逻辑门，所述逻辑门适于减少所述PWM信号的转变时间。
因此，增加了振荡器控制电压值的精度。
根据本发明的具体实施方式，振荡器控制算法包括：用于接收来自所述同步协议的样本的装置；资格确定装置，用于消除稳定性不足的样本；分类装置，用于将具有资格的样本利用所述样本的偏移值来进行分类并且消除具有最小和最大偏移的样本；用于计算剩余样本的偏移的平均值的装置；以及用于从所述平均值计算所述电压值的装置。
本发明还涉及振荡器控制方法，其包括：接收来自所述时间同步协议的样本的步骤；消除稳定性不足的样本的资格确定步骤；通过所述样本的偏移值将具有资格的样本分类并消除具有最小和最大偏移的样本的分类步骤；计算剩余样本的偏移的平均值的步骤；以及从所述平均值计算所述电压值的步骤。
通过阅读以下关于附图给出的示例性实施方式的描述，以上提及的本发明的特征和其它特征将更加清楚地呈现，在附图中：
图1示出了根据现有技术的通用网关架构；
图2示出了根据本发明的架构的示例；
图3示出了本发明的优选实施方式；
图4示出了常规时钟同步过程的运行；
图5示出了根据本发明的一个实施方式的同步的运行；
图6示出了在使用硬件分组时间戳单元的情况下时间戳的生成；
图7示出了根据本发明的一个实施方式的时间戳的管理；
图8示出了根据本发明的一个实施方式的振荡器控制方法；
图9示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的振荡器电压控制机制；
图10示意性地示出了在本发明的一个实施方式中，校准器和二阶低通滤波器的实施方式。
更详细地描述针对通用处理器和无线子系统的基于分离时钟域的网关的运行。
图2示出了采用使无线子系统的参考时钟同步的协议的网关的架构的示例。该网关通过以太网物理接口2.1连接到数据通信网络。以太网通信量被引导至以太网分离器2.2。该分离器的功能是使与时钟同步协议例如NTP链接的数据包，和与网关交换的网络链接的并且通过安装在网关的执行系统中的通信协议堆管理的其它数据包分离。这个协议堆在处理器2.3中执行。对于其运行而言，该处理器以常规方式接收来自于本地振荡器2.4的参考时钟信号。
网关还包含用于控制生成无线子系统的参考时钟的振荡器的组件2.5。该振荡器2.10包括准确地成为2.12的振荡器，其通常是电压控制振荡器或VCXO(Voltage Controlled Oscillator，压控振荡器)。控制电压来自数模转换器2.11，其转换从控制组件2.5接收的数字电压信号。
控制组件2.5包含时间戳计数器2.6，时间戳计数器2.6部分地用于将与以太网分离器2.2交换的NTP协议的数据包加上时间戳。这个计数器通过来自于振荡器2.10的时钟信号而运行。时间戳计数器2.6的数值由管理时间同步协议的模块2.7使用。正是这个生成频率校正信号的管理模块将频率校正信号传送到频率控制模块2.8。然后，在数字电压值被发送到振荡器2.10的情况下，频率控制模块2.8根据该频率校正信号生成频率控制信号。
控制组件2.5还包含管理振荡器2.10的温度的模块2.9。该模块控制加热模块2.13，加热模块2.13用于将振荡器维持在有助于稳定性的恒定温度下。
这里将不会确切地描述用于使振荡器同步的NTP协议。该协议在RFC 1305中描述并且使用该协议来控制振荡器是已知的。控制组件2.5是市售的已知组件，例如，提供PTP的同步解决方案的ToPSyncTM家族中的SEMTECH组件，提供NTP的同步解决方案的FPGA中的其它设计。
应当注意，该架构的运行基于以下事实：针对管理时间同步协议的模块2.7用于将NTP数据包加上时间戳的计数器2.6在设法同步的、来自于振荡器2.10的时钟信号所产生的速度下运行。
本发明基于对旨在仅使用既用于无线子系统还用于网关和网络接口的通用处理器的一个振荡器的架构的简化。使用针对整个系统的单个时钟源还能够得到若干额外的可选改进。有利地，主处理器的时钟能够从无线子系统所使用的振荡器得到。有利地，现有技术中使用的硬件时间戳计数器能够由主处理器的软件计数器替换。通用处理器能够接管有关硬件组件通常所执行的、包括对数据包加上时间戳的NTP协议具体所使用的全部数字时间功能。因此，无需利用任何特定的组件就能够产生网关。
本发明的最小实施方式包括替换向主处理器提供从振荡器2.10得到的时钟信号的图2的时钟生成模块2.4。该实施方式已提供架构的简化并降低了制造成本。然而，还能够通过将图2的实施方式中的硬件组件所进行的全部或部分功能转移到主处理器来进一步改进解决方案。
图3示出了本发明的优选实施方式。在该图中，存在连接至接入支持3.2或MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)以太网的控制模块的物理以太网接口3.1。模块3.3代表在网关的通用处理器上执行的软件。以太网通信量流经管理时间戳的单元3.4。该单元影响硬件与顶部软件层之间的以太网帧的传输。该单元包括软件时间计数器，软件时间计数器能够接收时间并且发送待加上时间戳的以太网帧。该单元将这些帧传输时间存储在寄存器中。然后该信息由时间管理客户机来使用。
接下来，以太网帧被上载到IP协议堆3.5。与时间管理协议没有关系的帧然后可用于管理网关的应用3.6。
时间管理模块3.12通过接口3.7将专用于时间管理协议、NTP、PTP等的以太网帧与IP堆3.5交换。这些交换在发送和接收时均发生。发送的帧将接收时间戳管理单元3.4发送的其时间的时间戳。这些戳记使得能够知晓发送的帧被管理单元3.4通过时间戳接口3.8上载到模块3.12的时间。接口3.7所接收的帧被加上时间戳。这样，时间同步协议3.9知晓与NTP协议有关的全部以太网帧的发送时间及其接收时间。然后，该时间同步协议3.9通过时间戳能够保持当前准确的时间。
接收来自于振荡器的时钟信号的时间同步协议3.9能够接着计算其偏移并且将该偏移发送到控制振荡器的算法3.10。该算法实现频率的控制。该算法使用时间同步协议3.9所产生的信息并生成16位控制字以控制本地振荡器。该控制字接着被发送到电路3.14，电路3.14将控制字转换为施加到电压受控振荡器3.15的电压信号。可选地，当中央处理器具有PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)转换器时，由时间同步协议3.9生成的控制字被转换为发送到电路3.14的PWM信号。该转换以足够的精度和稳定性来进行，以确保系统频率的最终精度。振荡器3.15生成无线子系统将要使用的输出信号。该输出信号也被时钟合成器3.16使用。该合成器通常是PLL(Phase-Locked Loop，锁相环)。该时钟被用作通用处理器的参考时钟并且被发送到管理时间戳的单元3.4，管理时间戳的单元3.4对时间计数器计时，其能够对时间戳进行软件管理。该时钟还被发送到物理以太网接口3.1以及发送到时间同步协议3.9，这将造成由此的偏移。
有利地，模块3.12还包含温度管理算法3.11，温度管理算法3.11用于通过散热器3.13将振荡器3.15保持在恒定的温度。
有利地，模块3.12还包含使振荡器能够在工厂进行校准的高级控制器，以便加速在同步点的收敛。该控制器还包含调节所使用的算法使其适于具有各种特性的不同振荡器的装置。该控制器还能够管理时间管理模块3.12的状态、统计数据、警报以及事件。
现在将详述本发明所使用的同步过程的运行。
图4描述了常规时钟同步过程的运行。根据该附图，振荡器4.3在本地自然频率处发送时钟信号。该自然频率4.4由时钟合成器4.2接收，时钟合成器4.2将自然频率4.4除以存储值以生成经调节的时钟4.5。经调节的时钟4.5接着被校正，以便通过时间同步协议4.1补偿与参考时钟的差异。这种补偿可通过时钟合成器4.2使用存储值划分振荡器的自然频率的调节4.6来进行。应当注意，根据这样的进程，无需干预振荡器就可通过调节时钟合成来进行时钟同步。
就图5而言，其示出了根据本发明的同步运行。其目的是使无线子系统所使用的振荡器的频率同步。所使用的振荡器5.3通常是能够通过电压控制的振荡器。受控频率5.4被发送到时钟合成器5.2，时钟合成器5.2生成受控时钟5.5。该受控时钟被时间同步协议5.1使用，时间同步协议5.1生成调节值5.6。作为直接被调节时钟的合成器使用的替代，该调节值被控制振荡器5.7的模块使用，以便生成调节振荡器5.8的频率的值。
时间同步协议在客户与一个或多个远程服务器之间交换时间戳。这些时间戳被用于计算本地时钟与服务器所使用的远程参考时钟之间的补偿以及频率偏移。这些补偿和偏移被用于产生调节本地时钟的时间和频率的平均值。
图6示出了在使用硬件数据包时间戳单元的情况下的时间戳的生成。待同步的本地时钟是时钟6.4。该时钟用于对硬件时间戳单元6.3计时。该时间戳单元将数据包流6.5与参考服务器或多个服务器进行交换。时间戳单元将这些数据包加上时间戳。对所接收的数据包来说，其包含相对于发送数据包的服务器的参考时钟的发送时间的时间戳。时间管理协议6.2在根据自身的参考时钟6.1计时的单独处理器上运行。时间管理协议6.2使用计算待同步的时钟6.4的补偿和时间偏移的时间戳，并由此得到调节值6.6以对将要同步的时钟6.4进行校正。这些硬件时间戳单元是相对昂贵的。
图7示出了根据本发明的时间戳的管理。时间戳单元7.3是软件并且被集成到通用处理器上执行的软件中。在同一处理器上还执行时间管理协议7.2，时间管理协议7.2的参考时钟7.7从时钟合成器7.5将同步的时钟7.4得到。因此，该处理器处于基于待同步的时钟生成时间戳的境地。与服务器或多个服务器交换与数据包7.5有关的时间戳的过程对应于先前所进行的过程并且能够生成调节值7.6。有利地，时间戳单元实现于处理器上运行的操作系统的驱动器处。这确保了数据包的实时处理和实时加上时间戳，并且能够获得硬件实现的性能。依照标准，对于所接收的数据包而言，就在接收到最后一个比特之后对数据包加上时间戳，对于发送的数据包而言，就在发送第一个比特之前对数据包加上时间戳。
所使用的时间同步协议(通常为NTP)生成具有两个值的样本，与时钟的稳定性有关的第一值以及与频率偏移有关的第二值。由NTP提供的时钟的稳定性是针对给定的样本所计算的本地时钟与频率的先前估计值相比的相对频率变化，其表现出系统维持恒定频率的能力。频率偏移是本地时钟与参考时钟之间的频率变化的估计。控制振荡器3.10的算法须通过时间同步协议产生的信息生成16位字形式的电压值，从而通过该电压值发送样本。为了获得良好的精度，首先必需消除异常的样本并且计算平均值。异常的样本可能来自与数据包在网关与参考服务器(或多个参考服务器)之间的通信网络上的传输有关的事件。图8描述了在用于生成控制振荡器的电压值的示例性实施方式中使用的方法。控制振荡器的算法对由时间同步协议3.9使用的NTP协议产生的样本进行处理；该算法能够改为用于PTP或其它协议。
在第一步骤8.1期间，接收包括时钟稳性值和偏移值的样本。在步骤8.2期间，检测该样本是否具有资格。这个资格包括测试稳性值，以便消除稳定性不足的样本，即其中的频率估计与先前估计极大地不同。然后在步骤8.3期间，将具有资格的样本记录在表格中。然后检测该表格是否填满8.4。当表格被填满时，将其中的元素根据偏移值分类，以便确定具有最小偏移的样本以及具有最大偏移的样本，然后消除这些样本8.5。对剩余的样本计算偏移的平均值。然后根据以下公式计算控制字：
其中：
Cn表示控制字的新数值；
Co表示控制字的前数值；
Dm表示步骤8.6中获得的、以百万分比(ppm)表示的偏移平均值；
fn表示振荡器的以Hz表示的标称频率；
a表示衰减系数；
P表示针对作为电压的函数的频率给出的曲线的斜率，或者换句话说，针对控制字中1的差异的频率偏移。其单位为Hz每比特。
曲线的斜率由振荡器的制造者给定。有利地，该斜率在工厂进行校准相位期间计算。
然后，必须将该控制字转换为适用于振荡器的数字信号。这种转换必须非常精确且稳定，尤其相对于温度或者电源中的变化而言，以确保系统频率的最终稳定性和精度。这可以通过专用的数模转换器来进行。有利地，可以使用在成形和滤波(电路3.14)之后提供模拟信号的中央处理器上所存在的PWM(Pulse Width Modulation)转换器，如果存在的话。有利地，相同的方法被用于控制能够管理振荡器的温度的散热器的信号。
与使用数模转换器DAC(Digital-to-Analogue Converter)相比，当中央处理器具有PWM转换器时能够降低振荡器的电压控制功能的成本，因而降低网关的成本。在图9中示出了电路3.14的这个实施方式，电路3.14包括逻辑门9.1，对于温度和电源而言精确且稳定的电压校准器9.2，二阶低通滤波器9.3以及运算放大器9.4。
中央处理器传送在温度和电源的变化中不够稳定、具有峰到峰电平的PWM信号9.10，以获得振荡器控制电压所需的精度和稳定性。图9中示出的实施方式能够获得足够的精度和稳定性，以确保振荡器频率的最终精度。
逻辑门9.1是可选的并且能够减少转变时间。其接收中央处理器提供的PWM信号9.10，从而将PWM信号9.12提供给电压校准器9.2。电压校准器9.2将脉宽中精确的脉宽调制信号PWM转换为在峰到峰电平方面精确且稳定的信号，同时保持脉宽的精度和稳定性。这种校准器9.2例如容易通过两种增强的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)来实现，一个是N沟道的，另一个是P沟道的。
当电压校准器9.2通过两种MOSFET晶体管实现时，逻辑门9.1能够具有比中央处理器更大的扇出，以控制场效应晶体管MOSFET的栅极。这能够获得具有更少且更稳定的转变时间的信号。
在电压校准器9.2的输出处的信号9.12在经过二阶低通滤波器9.3之后被转换为直流电压9.13。二阶低通滤波器9.3例如包括两个RC(电阻-电容)型元件，并且将来自于电压校准器9.2的PWM信号9.12转换为直流电压。低通滤波器的截止频率与PWM信号的频率相比较低，以确保振荡器控制电压上的残留噪声可忽略。二阶低通滤波器9.3的截止频率与振荡器控制的最大变化频率相比较高，因而从动频率正常工作。
电压校准器9.2以及二阶低通滤波器9.3的示例性实施方式在以下参照图10详细地描述。
最后，运算放大器9.4提供二阶低通滤波器9.3的输出与振荡器的输入之间的阻抗匹配。这样，在运算放大器9.4的输出处获得对于温度和电源变化稳定并且具有与中央处理器所提供的PWM信号的脉宽精度相同的脉宽精度的直流电压。
运算放大器9.4连接为跟随器，并且实现低通滤波器的输出与振荡器的输入之间的阻抗匹配，运算放大器9.4具有与二阶低通滤波器9.3的阻抗相比的高输入阻抗，与振荡器的输入阻抗相比的低输出阻抗。这样，避免了振荡器控制电压的变化以及振荡器的输入阻抗的温度变化。
图10示意性地示出了电压校准器9.2以及二阶低通滤波器9.3的实施方式。
电压校准器9.2主要包括两个MOSFET场效应晶体管T1至T2、一组三个晶体管R3、R4以及R5，以及存储电容器C1和C2。晶体管T1是P沟道的，而晶体管T2是N沟道的。
二阶低通滤波器9.3包括电阻器R6和R7以及电容器C3和C4。
当电压校准器9.2的输入信号的电平处于低电平状态时：
-晶体管T2关断并且具有与电阻器R3、R4、R5以及R6相比较高的串联电阻；
-晶体管T1饱和并且具有与电阻器R3、R4、R5以及R6相比较低的串联电阻。
在这种情况下，电压校准器9.2的输出端的电压等于VREF。
相反地，当电压校准器9.2的输入信号的电平处于高电平状态时：
-晶体管T1关断并且具有与电阻器R3、R4、R5以及R6相比较高的串联电阻；
-晶体管T2饱和并且具有与电阻器R3、R4、R5以及R6相比较低的串联电阻。
在这种情况下，电压校准器9.2的输出处的电压等于：
V＝[(1+(X*(R5/R6)))/(1+(R5/R3)+(X*(R5/R6)))]*VREF.＝A*VREF
其中，X是信号PWM的占空比，在0与1之间。
由此得到了电压校准器9.2的输出处的峰到峰电压，其等于(1-A)*VREF。
电压VREF根据振荡器控制的运行范围来限定，主要参数为电压随温度的变化，该参数主要适用于晶体管T1和T2的输出处的高电平。
在转变期间，两个晶体管T1和T2同时饱和，电压参考输出的电流限制为VREF/R3。存储电容器C1和C2能够提供与这些转变有关的浪涌。
当晶体管T1和T2的输出电平均处于低电平状态时，使振荡器控制电压改变的参数是晶体管T1的泄漏电流的温度中的变化。可以忽略晶体管T2的泄漏电流的影响。
使振荡器的控制电压改变的另一参数是通过晶体管T1和T2信号9.11的转变的传播时间随温度的改变。由于这些转变的持续时间不为零，所以阈值电压随温度的变化导致传播时间的变化。
使振荡器的控制电压改变的另一参数是晶体管T2的漏-源沟道RDS(on)的最小电阻，该参数适用于晶体管T1和T2的输出处的低电平。
使振荡器的控制电压改变的另一参数是晶体管T1的漏-源沟道RDS(on)的最小电阻，该参数适用于晶体管T1和T2的输出处的高电平。
应当注意，作为MOSFET型的晶体管T1和T2的输入电容随温度的变化极小，这导致振荡器控制电压中的变化可以忽略。
使振荡器的控制电压改变的另一参数是当晶体管T1和T2的输出电平处于低电平状态时电阻器R3和R5的温度的变化。
应当注意，在振荡器控制电压的变化中的上述参数的贡献由于其以分布的方式在高或低电平上进行，所以彼此不会直接相加并且具有彼此平衡的趋势。
因此，考虑到与振荡器控制电压的变化有关的这些约束，能够低成本地选择用于完成振荡器控制功能的标准组件。
图10中所示的实施方式的线性度主要由PWM信号9.10的抖动给出，其与驱动中央处理器的控制信号的抖动有关，并且与电压校准器9.2的输出处的上升沿与下降沿之间的差异、运算放大器9.4的线性度以及二阶低通滤波器9.3的输入电阻R6有关，与电阻R6相比电阻R3必须可忽略。
振荡器的频率控制的特性在一个样本与另一样本中均不同。有利地，在工厂进行每个振荡器的校准。该校准能够存储建立控制字与所获得的关联频率之间的匹配的一系列成对的值。然后，这些值被时间管理协议以及频率控制算法使用。如果建立电压与频率之间的匹配的曲线是线性的，那么两个点就足以建立曲线的标称频率和斜率。
这里所描述的本发明能够设计首先连接到分组数据通信网络，其次具有基于充当参考的单个时钟生成系统的无线通信子系统的任何类型的设备，还能够设计无线子系统以及管理该设备的通用处理器。
Claims (10)
1.通信设备，包括：
-与分组通信网的通信接口(3.1)；
-通用处理器(3.3)；
-无线通信子系统；
-振荡器(3.15)，用于生成所述无线通信子系统的参考时钟信号；
其特征在于，所述通信设备还包括：
-同步装置(3.12)，通过所述通用处理器实施，以用于使所述无线通信子系统的所述参考时钟信号与所述分组通信网上的至少一个远程参考源同步；
-用于通过相同的且单个振荡器生成所述通用处理器的参考时钟以及所述无线子系统的参考时钟的装置(3.16)。
2.根据权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述同步装置包括对所述通用处理器所执行的、在所述设备与所述远程参考源之间交换的数据包加上时间戳的软件装置(3.4)。
3.根据权利要求2所述的通信设备，其特征在于，所述同步装置包括用于控制所述振荡器的频率的软件装置(3.9，3.10)。
4.根据权利要求1到3之一所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备还包括用于通过散热器(3.13)将所述振荡器维持在恒定温度的软件装置(3.15)。
5.根据权利要求3所述的通信设备，其特征在于，用于控制所述振荡器的频率的所述软件装置包括用于实现以下内容的装置：
-时间同步协议(3.9)，其生成具有两个值的样本，第一值与所述时钟的稳定性有关，而第二值与频率偏移有关；
-控制所述振荡器的算法(3.10)，用于从来自于所述时间同步协议(3.9)的所述样本生成电压值。
6.根据权利要求5所述的通信设备，其特征在于，中央处理器具有PWM转换器，所述振荡器控制算法(3.10)具有用于通过所述转换器从所述电压值生成PWM信号的装置；
所述设备还包括将所述PWM信号转换为施加于振荡器的电压信号的电路(3.14)，所述电压信号被成形和滤波为具有足够的精度和稳定性，以确保系统的频率的最终精度。
7.根据权利要求6所述的通信设备，其特征在于，所述电路包括：
-电压校准器9.2，接收所述PWM信号；
-二阶低通滤波器9.3，将所述电压校准器9.2的输出进行滤波；
-运算放大器9.4，连接为跟随器，并且设置在所述二阶低通滤波器9.3与所述振荡器之间。
8.根据权利要求7所述的通信设备，其特征在于，在所述PWM转换器与所述电压校准器9.2之间设有逻辑门9.1，所述逻辑门9.1适于减少所述PWM信号的转变时间。
9.根据权利要求5所述的通信设备，其特征在于，所述振荡器控制算法包括：
-用于接收来自所述同步协议的所述样本的装置；
-资格确定装置，用于消除稳定性不足的样本；
-分类装置，用于将具有资格的样本利用所述样本的偏移值进行分类并且消除具有最小和最大偏移的样本；
-用于计算剩余样本的偏移的平均值的装置；
-用于从所述平均值计算所述电压值的装置。
10.控制振荡器(3.15)的方法，所述方法在通信设备中实施，所述通信设备包括所述振荡器、通用处理器以及无线通信子系统，所述振荡器生成所述无线通信子系统的参考时钟信号，所述无线通信子系统的所述参考时钟信号通过分组通信网与至少一个远程参考源同步，
其特征在于，所述通用处理器的参考时钟以及所述无线子系统的参考时钟由相同的且单个振荡器生成，所述方法包括：通过所述通用处理器以软件形式实现的：
-时间同步协议(3.9)，其生成具有两个值的样本，第一值与时钟稳定性有关，而第二值与频率偏移有关；
-振荡器控制算法(3.10)，用于从来自于所述时间同步协议(3.9)的所述样本生成电压值；
其特征还在于，所述振荡器控制算法包括：
-接收来自于所述时间同步协议的所述样本的步骤(8.1)；
-消除稳定性不足的样本的资格确定步骤(8.2)；
-通过所述样本的偏移值将具有资格的样本进行分类并消除具有最小和最大偏移的样本的分类步骤(8.5)；
-计算剩余样本的偏移的平均值的步骤(8.6)；
-从所述平均值计算所述电压值的步骤(8.7)。
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