CN1199310A - 在寻呼系统中实现寻呼数据的同步传输的电路和方法 - Google Patents

Abstract

一种通过延时来自GPS系统的参考时钟信号在寻呼系统中实现寻呼数据的同步传输的电路和方法。该方法包括以下步骤:将GPS接收机的参考时钟信号输入到寻呼系统中的多个发射机控制器;将输入的参考时钟信号延时1－X秒,其中X是发射机的延时;根据延迟的时钟信号将寻呼数据从发射机控制器发送到相关的发射机;从多个发射机同步发送寻呼数据。尽管每个发射机有延时,寻呼数据的同步传输仍能与GPS接收机的参考时钟信号同步。

Description

在寻呼系统中实现寻呼数据的 同步传输的电路和方法

本发明涉及在寻呼系统中传输寻呼数据的电路和方法，具体地说，本发明涉及一种将来自全球定位系统的接收机的参考时钟信号进行延迟，以便在寻呼系统中实现寻呼数据的同步传输的电路和方法。

传统的寻呼系统为系统中的各个寻呼机提供不同的无线呼叫服务。这种寻呼系统包括多个向单元(cell)(即一指定区域)提供呼叫服务的基站。每个基站从一寻呼终端接收呼叫数据，并将无线呼叫信号传送给适当区域的一个寻呼机。每个基站应同步传送寻呼数据以避免一寻呼终端(位于重叠的单元区域内)从许多基站接收相同的信号，并减小接收到的数据的错误率。

在过去曾采用不同的同步传输寻呼数据的方法。目前，用于实现寻呼数据的同步传输的一个流行的方法采用全球定位系统(GPS)接收机，以将寻呼数据的传输同步在一绝对的时间。GPS是基于卫星的无线电系统，它具有不同的绕地球环行的卫星，以便确定或导引移动物体(例如飞机、轮船)的方位。PGS接收机方法包括向卫星发射多个全波并测量发射波和从卫星反射的波之间的相位差。已知的采用GPS接收机传输寻呼数据的方法包括根据绝对时间信息以高速寻呼协议从高速寻呼系统发送同步寻呼数据。

总的来说，寻呼系统可划分为一寻呼终端和一基站，前者由从用户接收的信息产生寻呼数据，后者从寻呼终端接收寻呼数据并向一适当的寻呼机发射一射频。寻呼系统的基站部分可进一步分为：(1)发射机控制部分，用于将(从寻呼终端接收的)寻呼数据与适当的协议结合，根据来自GPS接收机的绝对时间信息(即参考时钟信号)同步该接收的寻呼数据，并传送该接收到的寻呼数据到(2)发射机部分，在该部分接收到的寻呼数据被调制为一射频后传送给一适当的寻呼机。

由于寻呼数据的传输的同步方法是采用高速寻呼协议的寻呼系统的基础，与每个基站相关的发射机控制器必须提前确定寻呼数据应被发送的准确时间。然后发射机控制器在确定的时间将寻呼数据发送到发射机，在这里寻呼数据被调制成射频并被发射。如上所示，发射机控制器负责管理全部的时间信息和将寻呼数据同步并传送到发射机。

上述同步传输寻呼数据的传统方法在实施中存在一些问题。首先，由于寻呼数据的同步传输配置基于寻呼终端的设置，所以只有发射机控制器考虑寻呼数据发送的定时(即，发射机不能考虑此方面)。也就是说，即使发射机控制器基于绝对时间信息对寻呼数据的传输进行同步，发射机也只能对从发射机控制器接收的寻呼数据进行调频和发射。此外，即使发射机控制器在准确的时间(即上面讨论的确定时间)将寻呼数据发送到发射机，也不可能补偿在发射机接收并调制寻呼数据以及该数据被传输之间的延时。

参照图1所示的现有技术。图中示出根据参考时钟信号(GPS的1PPS(Pulse Per Second，脉冲每秒))从发射机控制器传送寻呼数据和发射机发射无线寻呼数据的时序图。图1(a)示出GPS的1PPS信号。图1(b)示出从发射机控制器到发射机传输寻呼数据的时序图，该传输与n秒的绝对时间同步。图1(c)示出一寻呼数据传输时钟信号，该信号是从发射机读入寻呼数据的参考。图1(d)示出发送从发射机接收的寻呼数据(已调制成射频)的时序图。

在图1(b)中，发射机控制器同步到n秒的绝对时间，而寻呼数据和传输时钟信号被传送到发射机。发射机接收传输的时钟信号并响应于这种时钟信号的上升沿读入寻呼数据。然后发射机将寻呼数据调制为射频并发射该数据。

如图1所示，发射机读入寻呼数据时产生一延时，该延时被称为数据提取延时(Data Fetch Delay，DFD)，将(读入的)寻呼数据调制到射频时也产生延时，该延时被称为频率调制延时(FMD)。假设这两个延时的和是发射机的总延时(X)，从图1中可清楚看出，由发射机发射数据的实际时间不能与绝对时间n同步。具体地说，调制后的寻呼数据比绝对时间n延时X(即发射机延时)被传输。

目前市场上的发射机的延时各不相同。即使同一公司组装的发射机之间也有微小的误差，这些误差导致发射机的延时不同。其结果是，在实际应用中，即使通过匹配各发射机来提供寻呼服务，系统中的每个发射机的最终无线传输的传输时间仍然不同，从而阻碍了寻呼数据的同步传输。因而在实际应用中，由于具有不同延时的发射机的发射时间不同，接收到的寻呼数据的错误率增大。

为解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种用于延时由GPS接收机产生的参考时钟信号(1PPS)的电路，从而控制从寻呼站的发射机控制器向发射机传送寻呼数据的时间，以抵消由于发射机的延时导致的错误。

本发明的另一个目的在于提供一种将(以射频发射的)寻呼数据同步到绝对时间以实现所述数据的同步传输的方法。

根据本发明的一个方面，用于延迟一来自全球定位系统(GPS)接收机的参考时钟信号的电路包括：一数据总线；一锁存器模块，与数据总线相连并响应锁存输入信号，用于从数据总线接收信号；计数器/控制器模块，与数据总线相连并响应来自GPS接收机的参考时钟信号(1PPS)，用于对计数器参考时钟信号的一系列脉冲进行计数，并响应该计数产生一计数器输出信号，由此计数器/控制器响应于1PPS信号开始对计数器参考时钟信号的脉冲进行计数；以及比较器，与锁存器模块和计数器/控制器模块相连，用于从锁存器模块接收数据总线信号，并响应于从锁存器模块接收的数据总线信号和从计数器/控制器模块接收的计数器输出信号产生一延时的1PPS信号(1PPS′)。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在一寻呼系统中同步传输寻呼数据的方法。其中所述寻呼系统具有：多个发射机控制器，用于接收寻呼数据；以及与每个发射机控制器结合的发射机，用于调制并发射从相应的发射机控制器接收的寻呼数据。所述方法包括以下步骤：将来自全球定位系统(GPS)接收机的参考时钟信号输入到多个寻呼系统的发射机控制器；将来自GPS接收机的参考时钟信号(该信号被输入到每个发射机控制器)延时1-X秒，其中值X是与发射机相关的延时，而发射机又与每个发射机控制器相关；根据延时的时钟信号将来自多个发射机控制器的寻呼数据传送到每个相关的发射机；从多个发射机同步发射寻呼数据，其中寻呼数据的同步发射与来自GPS接收机的参考时钟信号同步。

通过以下结合附图详细描述本发明的实施例，本发明的上述和其它目的、特征及优点将更加明显。其中：

图1(a)-(d)示出现有技术中参考GPS的1PPS信号从发射机控制器向发射机传送寻呼数据以及从发射机发射已调制的寻呼数据的时序图；

图2为根据本发明的用于延时1PPS参考时钟信号以提供延时的信号(1PPS′)的电路方框图；

图3(a)和(b)为一时序图，示出根据本发明的来自GPS的参考时钟信号(1PPS)和相应的延时的1PPS′信号之间的相互关系；

图4(a)-(d)为根据本发明参考1PPS参考时钟信号和1PPS′延时信号，从发射机控制器发送寻呼数据和从发射机发射已调制的寻呼数据的方法的时序图。

图2示出本发明的电路方框图，该电路用于延时1PPS参考时钟信号以提供1PPS′延时信号。如图2所示，第一数据总线D1用于向锁存器模块100和计数器/控制器模块200输入所需的延时。在提供锁存输入110时，锁存器模块100经第二数据总线D2在比较器300中设置输入延时值。

以下通过示例说明电路的操作。假设一发射机的延时X为10ms。该电路被设置为将1PPS信号延时1sec(秒)-10ms＝990ms，以形成一延时的1PPS信号(1PPS′)。为获得这一延时，必须将计数器参考时钟120的频率设在100Hz上，以便每10ms获得时钟脉冲(即周期为10ms)。该脉冲被输入到计数/控制器模块200并被计数。如该时钟脉冲被计数99次，则可将1PPS信号延时990ms。在上述示例中，由于必须以10ms的步长延时990ms，因而延时值99(十六进制值为63)被输入到第一数据总线D1。应理解，如果需要小于10ms的步长，则必须采用更高频率的参考时钟，以及计数的单元数可能增加。

一旦在比较器300中设置了延时值，计数/控制器模块200在接收到来自GPS的第一个1PPS信号时便开始计数10ms参考时钟脉冲。计数器/控制器200连续输出计数值，这些值经计数器输出线C1输入到比较器300中。在比较器300中，(从锁存器模块100接收的)所需的延时不断与(来自计算器/控制器200的)计数值进行比较。如确定这两个值不等，计数/控制器模块200继续计数并以10ms的增值延时原始的1PPS信号。如果计数器输出值(该值从1起连续计数)与比较器300中的设置值相同(上例中为99)，比较器300便输出一相对于1PPS信号延时了990ms(以10ms的步长进行99次)的1PPS′信号。该1PPS′信号然后被输入到计数/控制器模块200，以清除计数器。上述过程对每个输入到计数器/控制器模块200的1PPS信号脉冲重复进行，以产生990ms的延时1PPS′信号。

如上所述，传统的从发射机控制器向发射机传送寻呼数据的方法基于绝对时间信息(即1PPS信号)，并且不考虑发射机的延时。下面将参考图3和图4描述根据本发明通过可选地控制寻呼数据的传输时刻来弥补发射机的发射延迟时间的方法。根据本发明，从发射机控制器向发射机传送寻呼时间的参考时间是由1PPS信号确定的，而1PPS′信号是通过延迟来自GPS的1PPS信号产生的。如果设想1PPS′信号等于PPS信号中的绝对时间加1秒，这就相当于提前X时间产生1PPS信号，其中X是发射机的延迟时间。

具体地说，图3的时序图示出1PPS′信号是通过将上述的1PPS信号延迟1-X＝990ms得到的，(其中设X＝10ms)。如图3(a)和(b)所示，当1PPS信号被延时1-X，实际上相当于1PPS′信号是一个相对于1PPS信号提前了X时间的信号(从绝对时间看)。如上所述，1PPS′信号(相对于1PPS信号)是发射机控制器向发射机传送寻呼数据的参考信号。因此，提前的时间X抵消了反射机的延时X。采用这种方法，尽管发射机有延时，然而发射机的最终发射时刻将与绝对时间同步。

如图3所示，在1PPS信号被延时任意值(在绝对时间00秒)后，使该延时的信号(即1PPS′)适合下一个绝对时间01秒。实质上，如与具有X延时的发射机相匹配，在将1PPS信号(在00秒)延时1-X后，延时的信号1PPS′将适合绝对时间01秒。

图4为根据本发明参考时钟1PPS和延时的信号1PPS′，从发射机控制器发送寻呼数据以及从发射机发射已调制的寻呼数据的时序图。如上述以及图4(a)和(b)所示，1PPS′信号实质上在绝对时间上提前了X时间。图4(b)和4(c)的时序图示出根据本发明从发射机控制器向发射机的数据传输与1PPS′信号同步。图4(a)和4(d)的时序图示出根据本发明从发射机的数据传输(调制到射频)与1PPS信号同步。总之，发射机控制器根据1PPS′信号向发射机发送寻呼数据。然后，该寻呼数据基本上以X的延时从发射机发射，其中X与绝对时间n秒(如1PPS信号)同步。

在寻呼系统中采用本发明的上述方法具有许多优点。首先，由于从发射机控制器向发射机进行的寻呼数据的传输时刻可以提前(从绝对时间来看)，因此尽管发射机有延时，仍能使传输时刻得到补偿。具体地说，发射机控制器提前X时间(即发射机的延迟时间)向发射机发送数据，使得从发射机发射射频信号的时间与绝对时间(即1PPS信号)同步。因此，尽管发射机有延时，所有基站仍能同步传输寻呼数据(通过其相应的发射机)。

此外，即使具有不同延时的发射机匹配并应用在寻呼系统中，发射机控制器也在根据各发射机的延时预调的时间传送寻呼数据，从而为用户提供一个灵活的系统。这简化了产品的制造和开发，因为生产厂商不必任选地为每台发射机固定延时。

上述的同步传输方法能减少可能出现在重叠单元区域的寻呼数据的接收错误率。此外，由于每个基站可以采用这种向所有系统同步传输数据的方案，从而可以提高系统的效率。

尽管以上结合附图描述了本发明的实施例，但应理解，本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明的精神和范围内，本领域的技术人员可以进行各种其它变化和修改，所有这种变化和修改都将包含在所附权利要求限定的本发明的保护范围中。

Claims (8)

1.一种用于在寻呼系统中延时来自全球定位系统(GPS)接收机的参考时钟信号的电路，包括：

一数据总线，

一锁存器，与所述数据总线相连，并响应一锁存输入信号，用于从所述数据总线接收信号；

一计数器/控制器，与所述数据总线相连并响应从所述GPS接收机接收的参考时钟信号(1PPS)，用于计数一系列计数器参考时钟信号的脉冲，并响应于此产生一计数器输出信号，其中所述计数器/控制器响应所述1PPS信号开始对所述计数器参考时钟信号的所述脉冲进行计数。

一比较器，与所述锁存器和所述计数器/控制器连接，用于从所述锁存器接收所述数据总线信号，并响应从所述锁存器接收的所述数据总线信号和从所述计数器/控制器接收的所述计数器输出信号产生一延时的1PPS信号(1PPS′)。

2.根据权利要求1所述的电路，其中当所述计数器输出信号等于所述数据总线信号时，所述比较器输出所述1PPS′信号。

3.根据权利要求1所述的电路，其中当从所述比较器输出所述1PPS′信号时，所述计数器/控制器被复位。

4.根据权利要求1所述的电路，其中所述数据总线信号对应于所述寻呼系统中的发射机的延时。

5.根据权利要求1所述的电路，其中所述1PPS′信号作为发射机控制器的定时参考，用于在所述寻呼系统中将寻呼数据发送给与所述发射机控制器相关的发射机。

6.根据权利要求5所述的电路，其中从所述发射机发射寻呼数据，所述寻呼数据的传输与所述1PPS信号同步。

7.一种在寻呼系统中同步传输寻呼数据的方法，其中该寻呼系统包括：多个发射机控制器，用于接收寻呼数据；多个发射机，每个与所述发射机控制器的对应的一个相连，用于调制并发射从所述对应的发射机控制器接收的寻呼数据；所述方法包括以下步骤：

通过所述多个发射机控制器接收一来自全球定位系统(GPS)接收机的参考时钟信号；

将从每个所述发射机控制器接收的所述参考时钟信号延时1-X秒，所述值X是与对应于所述每个发射机控制器的发射机相关的延时；

根据所述延时的参考时钟信号，将所述寻呼数据从所述多个发射机控制器传送到每个对应的发射机；

从所述多个发射机同步发射所述寻呼数据，所述寻呼数据的同步发射与来自所述GPS接收机的所述参考时钟信号同步。

8.一种提供同步传输寻呼数据的系统，包括：

用于通过多个发射机控制器从全球定位系统(GPS)接收机接收参考时钟信号的装置；

用于将所述参考时钟信号延时1-X秒的装置，所述装置与每个所述发射机控制器工作性地连接；

用于根据所述延时的参考时钟信号从所述多个发射机控制器向多个发射机传送数据的装置，其中每个发射机对应于所述多个发射机控制器中的一个，所述值X表示每个发射机的延时；以及

用于从所述多个发射机发射所述寻呼数据的装置；其中所述寻呼数据的同步发射与所述GPS接收机的所述参考时钟信号同步。

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