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GEGENSTAND DER BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung bezieht sich auf eine Signalgebung mit einem elektronischen Taktgeber und insbesondere auf Systeme und Verfahren für das Verteilen eines elektronischen Taktgebersignals.
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HINTERGRUND
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Im Feld der Elektronik wird ein Taktgebersignal wie ein Metronom verwendet, um die Aktionen in einem Schaltkreis zu koordinieren. Zum Beispiel lenken Computerhändler die Aufmerksamkeit häufig auf die Taktfrequenz eines gegebenen Prozessors, um die Leistungsfähigkeit eines Computers anzupreisen.
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Taktgebersignale finden auch eine breite Anwendung in Mobilfunkschaltkreisen. Viele moderne Mobilfunkeinheiten können mehrere Mobilfunkstandards enthalten. Zum Beispiel enthalten moderne Mobiltelefone Standards wie zum Beispiel den Global-System-for-Mobile-Communications-Standard (GSM; auch bekannt als 2G), den Universal-Mobile-Telecommunications-System-Standard (UMTS; auch bekannt als 3G), den Global-Positioning-System-Standard (GPS), die Standardserie 802.11 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (manchmal auch bekannt als Wi-Fi oder WLAN), den Bluetooth-Standard und den Long-Term-Evolution-Standard (LTE). Jeder dieser verschiedenen Standards kann oftmals spezielle Anforderungen an die Taktgebung erfordern. Daher werden in verschiedenen Mobilfunkstandards die Teilsysteme für einen Taktgeber als Funktionsblocks ausgelegt und können Auswirkungen auf die gesamten Systemkosten haben.
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US 2009 / 0 231188 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Bereitstellen eines Taktsignals an einen Navigationssatellitenempfänger in einer Vorrichtung. Ein Taktsignal, das von einem spannungsgesteuerten, temperaturkompensierten Quarzoszillator in einem Mobilfunkgerät desselben Geräts erzeugt wird, dient zum Takten eines numerisch gesteuerten Oszillators.
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US 7 155 183 B2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verwendung eines Oszillators in einem Mobiltelefon-Transceiver als Quelle eines Referenzsignals für einen GPS-Empfänger.
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US 2010 / 0 069 085 A1 beschreibt ein Verfahren und ein System, das eine Spannung eines Eingangssignals an einen Oszillator steuert, wobei der Oszillator ein Taktreferenzsignal für ein GPS-System und ein Modemsystem erzeugt.
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US 2006 / 0 049 982 A1 beschreibt ein drahtloses Gerät umfassend einen drahtlosen Empfänger und einen Positionierungssignalempfänger. Das drahtlose Gerät umfasst ferner einen Oszillator, der angepasst ist, um ein Referenzfrequenzsignal an den drahtlosen Empfänger und den Positionssignalempfänger auszugeben.
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KURZDARSTELLUNG
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Die Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche definiert. Bevorzugte Ausführungen werden durch die abhängigen Ansprüche beschrieben.
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In einem Aspekt dieser Offenbarung weist ein integrierter Schaltkreis ein Teilsystem für einen Taktgeber und einen Schaltkreis auf. Das Teilsystem für einen Taktgeber ist konfiguriert, ein Bezugstaktgebersignal für ein erstes Modul und für ein zweites Modul bereitzustellen. Der Schaltkreis ist konfiguriert, Informationen zu verteilen, welche dem zweiten Modul die Eigenschaften des Bezugstaktgebersignals beschreiben. Die durch den Schaltkreis verteilten Informationen ermöglichen es dem zweiten Modul, das Bezugstaktgebersignal auf der Grundlage der Informationen anzupassen.
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Eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale können enthalten sein. Das erste Modul kann ein Mobilfunkstandard sein, der konfiguriert ist, sich auf eine Basisstation in einem Mobilfunknetzwerk zu synchronisieren. Das erste Modul kann von einem Taktgebersignal mit der Güte eines spannungsgesteuerten temperaturkompensierten Quarzoszillators (voltagecontrolled temperature-compensated crystal oscillator, VCTCXO) getrieben werden und das zweite Modul kann konfiguriert werden, von einem Taktgebersignal mit der Güte eines temperaturkompensierten Quarzoszillators getrieben zu werden. Das zweite Modul kann einen Empfänger eines globalen Navigationssatellitensystems (global navigation satellite system, GNSS) enthalten. Die Informationen können durch das Teilsystem für einen Taktgeber erzeugt werden oder sie können durch das erste Mobilfunkmodul erzeugt werden. Ein Algorithmus innerhalb des zweiten Moduls kann das zweite Modul auf der Grundlage der in den Informationen bereitgestellten Taktgeberqualität kontinuierlich anpassen. Das Teilsystem für einen Taktgeber kann in das erste Modul integriert sein. Das Teilsystem für einen Taktgeber kann ein separates Modul sein.
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In einem Aspekt dieser Offenbarung umfasst ein Verfahren für das gemeinsame Nutzen eines Taktgebersignals ein Verteilen eines Bezugstaktgebersignals an ein erstes Modul und an ein standardmäßiges zweites Modul, ein Verteilen von Informationen, welche die Eigenschaften des Bezugstaktgebersignals beschreiben, an das zweite Modul und ein Anpassen des Bezugstaktgebersignals mit den Informationen, um die Taktgebungsanforderungen des zweiten Moduls zu erfüllen.
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Eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale können enthalten sein. Das Verfahren für das Verteilen eines gemeinsam genutzten Taktgebersignals zwischen mehreren Mobilfunkstandardmodulen kann außerdem ein Synchronisieren des Bezugstaktgebersignals auf eine Basisstation eines Mobilfunknetzwerks enthalten. Das Bezugstaktgebersignal kann mit einem oszillierenden Signal von einem spannungsgesteuerten temperaturkompensierten Quarzoszillator (VCTCXO) oder von einem Quarzoszillator (XO) erzeugt werden. Die Informationen können einen Frequenzabstimmungswert enthalten, der konfiguriert ist, einen Digital-Analog-Wandler (digital to analog converter, DAC) anzupassen. Das Anpassen des Bezugstaktgebersignals kann das Einstellen des Digital-Analog-Wandlers (DAC) mit dem Frequenzabstimmungswert aus den Informationen und ein Tiefpassfiltern des Bezugstaktgebersignals mit einem Digitalfilter enthalten. Der Algorithmus innerhalb des zweiten Moduls kann das zweite Modul auf der Grundlage der in den Informationen bereitgestellten Taktgeberqualität kontinuierlich anpassen. Das Bezugstaktgebersignal kann in dem ersten Modul erzeugt werden. Das Bezugstaktgebersignal kann in dem separaten Modul des Teilsystems für einen Taktgeber erzeugt werden.
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Figurenliste
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Um die obigen und weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung zu erläutern, wird eine detailliertere Beschreibung der Erfindung in Bezug auf spezifische Ausführungsformen erbracht, die in den angefügten Zeichnungen dargestellt werden. Diese Zeichnungen sind so zu verstehen, dass sie nur typische Ausführungsformen der Erfindung zeigen, und daher nicht als eine Beschränkung des Umfangs der Erfindung zu betrachten sind. Die Erfindung wird spezifischer und detaillierter beschrieben und erläutert durch die Verwendung der beigefügten Zeichnungen, in denen:
- 1 ein Verteilungssystem für einen Taktgeber ist;
- 2 das gemeinsame Nutzen eines Taktgebersignals gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt;
- 3 ein Schaltkreis ist, der ein Taktgebersignal gemeinsam nutzt, wobei eine Umsetzung des in Bezug auf 2 beschriebenen Informationsschaltkreises gemäß einem Aspekt der Erfindung detailliert gezeigt wird;
- 4 ein Schaltkreis ist, der ein Taktgebersignal in einem Mobilfunknetzwerk und in einem globalen Navigationssatellitensystemmodul (GNSS-Modul) gemäß einem Aspekt der Erfindung gemeinsam nutzt; und
- 5 ein Verfahren für das Verteilen eines in mehreren Mobilfunkstandardmodulen gemeinsam genutzten Taktgebersignals gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend wird jetzt Bezug genommen auf die Figuren, in denen für die gleichen Strukturen jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet werden. Es ist selbstverständlich, dass die Zeichnungen schaubildliche und schematische Darstellungen von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung sind und dass sie weder einschränkend für die vorliegende Erfindung noch unbedingt maßstabsgetreu sind.
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Fortschritte in der Technologie integrierter Schaltkreise (IC) ermöglichen eine Integration mehrerer Mobilfunkstandards in einem einzigen System. Die Integrationsverfahren weisen zum Beispiel eine Ein-Chip-System-Integration (system on chip integration, SoC-Integration), eine System-in-Package-Integration (system in package integration, SiP-Integration) und andere Modulintegrationsverfahren auf. Diese Integration erlaubt zum Beispiel in Mobilfunkanwendungen die Möglichkeit, die gesamten Systemkosten zu verringern, indem Funktionsblocks von Systemen gemeinsam genutzt werden, die verschiedene Mobilfunkstandards umsetzen. Ein Teilsystem für einen Taktgeber ist ein Funktionsblock, der für die Umsetzung verschiedener Mobilfunkstandards erforderlich ist und relativ hohe Kosten in der Entwicklung des Gesamtsystems aufweisen kann. Daher wäre es von Vorteil ein einziges Teilsystem für einen Taktgeber zu haben, das gleichzeitig alle Mobilfunksysteme bedient.
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Die Anforderungen an die Teilsysteme für einen Taktgeber hängen im Allgemeinen jedoch von einem gegebenen Mobilfunkstandard ab und können für verschiedene Mobilfunkstandards unterschiedlich sein. Für Standards wie zum Beispiel 2G GSM, 3G UMTS und LTE könnte es wünschenswert oder für den gegebenen Standard vielleicht sogar erforderlich sein, das Teilsystem für einen Taktgeber auf eine Basisstation eines Mobilfunknetzes zu synchronisieren. Diese Synchronisation ermöglicht es, die durch den Bezugstaktgeber erzeugten Störsignale in Bezug auf den empfangenen Kanal zu neutralisieren.
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Wenn der Bezugstaktgeber für einen primären Mobilfunkstandard auf die Basisstation synchronisiert wird und gleichzeitig mit einem sekundären Mobilfunkstandard gemeinsam genutzt wird, kann es zu einer künstlich erzeugten Degradierung des Bezugstaktgebers in Bezug auf den sekundären Mobilfunkstandard kommen. In anderen Worten, wenn der Bezugstaktgeber für den primären Mobilfunkstandard wie zum Beispiel 2G GSM auf die Basisstation synchronisiert wird und der Bezugstaktgeber auch für den sekundären Mobilfunkstandard wie zum Beispiel WLAN verwendet wird, kann die Leistungsfähigkeit des sekundären Mobilfunkstandards zum Beispiel als ein Ergebnis des Synchronisierens des Bezugstaktgebers auf die Basisstation des primären Mobilfunkstandards degradiert werden. Außerdem können solche Einschränkungen sogar einige Ansätze mit einem einzigen Bezugstaktgeber in den Fällen nicht durchführbar machen, in denen der sekundäre Mobilfunkstandard einen stabileren Bezugstaktgeber erfordern kann, als er mit einem Bezugstaktgeber erreicht werden kann, der auf die Basisstation eines primären Mobilfunkstandards synchronisiert ist. Die
US 2010/0069085 A1 beschreibt detailliert ein spezifisches Verfahren und ein spezifisches System für die gemeinsame Nutzung des Bezugssignals eines Taktgebers in einer integrierten Mobilfunkeinheit.
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1 zeigt ein Verteilungssystem für einen Taktgeber. Versuche zum gemeinsamen Nutzen eines Bezugstaktgebers waren im Allgemeinen beschränkt auf das Auswählen von Mobilfunkstandards, die eine Stufe einer Taktgebungskompatibilität miteinander teilen. Zum Beispiel haben 3G UMTS und Bluetooth Taktgebungseigenschaften, für die herausgefunden wurde, dass sie in der Lage sind, einen Bezugstaktgeber gemeinsam zu nutzen. GPS, auf der anderen Seite, erfordert einen stabileren Bezugstaktgeber und daher wird in Einheiten, die zum Beispiel sowohl 3G UMTS als auch GPS aufweisen, ein zweiter Bezugstaktgeber hinzugefügt, der einen temperaturkompensierten Quarzoszillator (TCXO) einsetzt. Ein typischer Systemaufbau wird in Bezug auf 1 beschrieben. Eine Mobilfunkeinheit 1 weist ein erstes Teilsystem für einen Taktgeber 3 auf, der ein Taktgebersignal 5 erzeugt, das an das primäre Kommunikationssystem 7 und eine Vielzahl von sekundären Kommunikationssystemen 9, 11 verteilt wird. Das primäre Kommunikationssystem 7 kann über ein Steuersignal 13 eine Rückmeldung an das Teilsystem für einen Taktgeber 3 bereitstellen.
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Die verschiedenen Kommunikationssysteme 7, 9, 11, sind die Umsetzungen verschiedener Mobilfunkstandards. Als ein Beispiel kann ein primäres Kommunikationssystem 7 den 2G GSM-Mobilfunkstandard umsetzen, während die sekundären Kommunikationssysteme 9 und 11 zum Beispiel Umsetzungen des Bluetooth-Standards bzw. des WLAN-Standards sein können.
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Die Mobilfunkeinheit 1 weist auch ein zweites Teilsystem für einen Taktgeber 15 auf, der ein Taktgebersignal 17 erzeugt, das an das sekundäre Kommunikationssystem 19 verteilt wird, das strenge Taktgeberanforderungen besitzt. In anderen Worten ist das sekundäre Kommunikationssystem 19 eine Umsetzung eines Mobilfunkstandards, der strenge Taktgeberanforderungen besitzt. Ein Beispiel eines Kommunikationsstandards mit strengen Taktgeberanforderungen ist zum Beispiel das GPS. Da ein GPS-Empfänger den Abstand zu einem gegebenen Satelliten mithilfe der Übertragungszeit für die durch den Satelliten gesendeten Signale berechnet, ist es wichtig, dass der Taktgeber des GPS-Empfängers genau ist. Es wurde abgeschätzt, dass ein Fehler von einer Mikrosekunde das Potenzial hat, in der Berechnung eines GPS-Empfängers eine Abweichung von bis zu 980 Fuß zu verursachen.
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Obwohl die Mobilfunkeinheit 1 auf diese Weise in der Lage ist, das Teilsystem für einen Taktgeber 3 in mehreren Kommunikationssystemen gemeinsam zu nutzen, wie zum Beispiel im primären Kommunikationssystem 7 und in den sekundären Kommunikationssystemen 9 und 11, bleibt das Erfordernis für weitere Teilsysteme für einen Taktgeber und insbesondere das Teilsystem für einen Taktgeber 15 bestehen, um die Umsetzungen spezifischer Mobilfunkstandards zu treiben. Bei mehreren Teilsystemen für Taktgeber vergrößert diese Anforderung den Aufwand und die Kosten für die Mobilfunkeinheit 1.
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2 zeigt das gemeinsame Nutzen eines Taktgebersignals gemäß einem Aspekt der Erfindung. Wie in 1 weist eine Mobilfunkeinheit 21 ein Teilsystem für einen Taktgeber 23 auf, der ein Taktgebersignal 25 erzeugt, das an das primäre Kommunikationssystem 7 und eine Vielzahl von sekundären Kommunikationssystemen 9, 11 verteilt wird. Das Taktgebersignal 25 wird zusätzlich an ein sekundäres Kommunikationssystem 19 verteilt, das strenge Taktgeberanforderungen besitzt. Daher ist die Mobilfunkeinheit 21 in der Lage, das Teilsystem für einen Taktgeber 23 mit verschiedenen Kommunikationssystemen einschließlich derjenigen mit strengen Taktgeberanforderungen gemeinsam zu nutzen. Als ein Ergebnis werden der Aufwand und die Kosten für die Mobilfunkeinheit 21 reduziert.
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Um einen einzigen Bezugstaktgeber wie zum Beispiel das Teilsystem für einen Taktgeber 23 für alle Kommunikationssysteme 7, 9, 11, 19, wie in 2 gezeigt, gemeinsam zu nutzen, werden zusätzlich zur Verteilung des Taktgebersignals 25 an die Kommunikationssysteme 7, 9, 11, 19 Taktgeberinformationen 27 über einen Schaltkreis an die Kommunikationssysteme 7, 9, 11, 19 verteilt. Dieser Schaltkreis kann zum Beispiel als ein zugeordneter Datenbus umgesetzt werden.
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Daher enthält ein integrierter Schaltkreis wie zum Beispiel die in 2 gezeigte Mobilfunkeinheit 21 ein Teilsystem für einen Taktgeber 23, der konfiguriert ist, ein Bezugstaktgebersignal 25 für ein primäres Modul (primäres Kommunikationssystem 7) und für mindestens ein sekundäres Modul (Vielzahl von sekundären Kommunikationssystemen 9, 11) bereitzustellen, und einen Schaltkreis, der konfiguriert ist, die Taktgeberinformationen 27, welche Eigenschaften des Bezugstaktgebersignals beschreiben, an mindestens ein sekundäres Modul zu verteilen. Die durch den Schaltkreis verteilten Taktgeberinformationen ermöglichen mindestens einem sekundären Modul, das Bezugstaktgebersignal auf der Grundlage der Taktgeberinformationen anzupassen.
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Da einige lokal in den Kommunikationssystemen 7, 9, 11, 19 vorhandene Taktgeber (lokale Taktgeber) außerhalb eines Taktgebersignals 25 synthetisiert werden können, kann diese synthetisierte Information als Teil der Taktgeberinformationen 27 aufgenommen werden und für das Neutralisieren jeglicher künstlicher Degradierung verwendet werden, die möglicherweise zum Beispiel durch eine Synchronisation auf einen externen Bezug eingeschleppt wurde. Auf diese Weise wird die Qualität der Taktgeberinformationen nicht verändert und die Kommunikationssysteme 7, 9, 11, 19 beeinflussen sich nicht gegenseitig.
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Durch das gemeinsame Nutzen eines einzigen Bezugstaktgebers wie zum Beispiel dem Teilsystem für einen Taktgeber 23 durch die Kommunikationssysteme 7, 9, 11, 19 wird die Gesamtsystemintegration der Mobilfunkeinheit 21 zum Beispiel dadurch vereinfacht, dass es weniger Störsignalquellen als ein herkömmliches Multi-Taktgebersystem aufweist.
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Um sicherzustellen, dass alle künstlichen Degradierungen, die durch das gemeinsame Nutzen eines einzigen Bezugstaktgebers eingefügt wurden, ausreichend neutralisiert werden, können die Taktgeberinformationen 27 über einen Schaltkreis verteilt werden, der mit dem Taktgebersignal 25 synchron ist. Alternativ können die Taktgeberinformationen 27 mit einer Zeitmarke versehen werden, um eine zeitbezogene Relevanz bereitzustellen. Die Taktgeberinformationen 27 können zusätzlich bei der Auswahl geeigneter Algorithmen für die Kommunikationssysteme auf der Grundlage eines Qualitätsmaßes des Taktgebersignals 25 verwendet werden. Dies bedeutet, dass die Taktgeberinformationen nicht nur für das Synthetisieren der lokalen Taktgeber verwendet werden können, sondern sie können auch in einer dynamischen Weise für die Auswahl der geeigneten Algorithmen für die Kommunikationssysteme verwendet werden.
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3 zeigt ein Taktgeberverteilungssystem mit einem Taktgeberinformationsbus, wobei eine Umsetzung des in Bezug auf 2 beschriebenen Metakanals gemäß einem Aspekt der Erfindung detailliert gezeigt wird. Dementsprechend weist eine Mobilfunkeinheit 31, ähnlich wie in 2, ein Teilsystem für einen Taktgeber 23 auf, der ein Taktgebersignal 25 erzeugt, das an das primäre Makro 29 und eine Vielzahl von sekundären Makros 33, 35 verteilt wird. Die Taktgeberinformationen 27 können direkt durch das Taktgebersystem 23 erzeugt werden, oder sie können in dem primären Makro 29 erzeugt werden, welches das Teilsystem für einen Taktgeber 23 über ein Steuersignal 13 steuert. 3 zeigt zum Beispiel eine detaillierte Umsetzung der Taktgeberinformationen 27, die innerhalb des primären Kommunikationssystems 7 erzeugt werden. Dies bedeutet, dass die Taktgeberinformationen 27' eine spezifische Umsetzung der Taktgeberinformationen 27 sind, die in dem Makro 29 erzeugt werden. Das Makro 29 kann die Funktionalität des primären Kommunikationssystems 7 zusammen mit der Funktionalität für das Erzeugen der Taktgeberinformationen 27' enthalten. In anderen Worten kann das Makro 29 ein eigenständiges Makro sein oder es kann in einem andern Makro wie zum Beispiel einem Mobilfunk-Makro enthalten sein. Daher ist die Funktionalität des Makros 29 unabhängig von einer bestimmten Topologie.
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Zu den Taktgeberinformationen 27' gehören eine Steuerinformation, eine Qualitätsinformation, eine Verzögerungs- und Gültigkeitsinformation, eine Impulsforminformation, eine Temperatureffektinformation, eine Empfindlichkeitsinformation und weitere Informationen. Es ist selbstverständlich, dass die Taktgeberinformationen 27' nicht auf die oben aufgelistete Gruppe von Informationen beschränkt sind, sondern sie können weitere Informationen enthalten, die wichtig sind für das Bereitstellen bedarfsgerechter Taktgebungsmechanismen. In Bezug auf die oben aufgelistete Gruppe von Informationen sind die Begriffe so zu verstehen, dass sie die nachfolgenden Bedeutungen haben.
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Die Qualitätsinformation zeigt die Qualität der Signale an, die an die Endmakros 33 und 35 gesendet werden. Die Verzögerungs- und Gültigkeitsinformation zeigt an, wann und ob die Signale gültig sind, die an die Endmakros 33 und 35 gesendet werden. Die Impulsforminformation enthält Steuerbits zum Steuern, wie die Frequenz des Teilsystems für einen Taktgeber 23 gefiltert wird, und stellt spezifische Übergangszeiten bereit, bevor eine gegebene Gruppe von Steuerbits in Bezug auf das Taktgebersignal 25 wirksam wird. Diese Impulsforminformation zeigt die Form der gefilterten Bits an und gibt daher in weiteren Zeitgeberinformationen an, wann sich die Frequenz des Taktgebersignals 25 ändert. Der Temperatureffekt zeigt den Endmakros 33 und 35 an, wie stark sich die Frequenz des Taktgebersignals 25 als Ergebnis von Temperaturänderungen verändert hat. Die Taktgeberempfindlichkeit für die Änderungen der Steuerwörter, die auch Empfindlichkeit bezeichnet wird, wie zum Beispiel in 3 gezeigt, ist das Verhältnis zwischen der Frequenz des Taktgebersignals 25 oder des Bezugssignals des lokalen Taktgebers und den Steuerbits, wobei das Verhältnis die Endmakros 33 und 35 dabei unterstützt, eine genauere Frequenzänderung aus den Steuerbits abzuschätzen.
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Einige Teile der Taktgeberinformationen 27' wie zum Beispiel die Empfindlichkeit und die Qualität können auch durch eine Bereitstellung einer Rückmeldung 37 von den Endmakros 33 und 35 an das Makro 29 verfeinert werden. Ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS) kann zum Beispiel in der Lage sein, sehr genaue Messungen auf einem Taktgebersignal auszuführen, wenn es aktiv mehrere Satelliten abtastet. Diese genauen Messungen auf dem Taktgebersignal können daher von einem GNSS-Makro verwendet werden, um eine Rückmeldung zu erzeugen und an das Makro 29 zu senden, um die Taktgeberinformationen 27' wie zum Beispiel die Empfindlichkeit und die Qualität zu verfeinern.
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4 zeigt ein Taktgeberverteilungssystem gemäß einem Aspekt der Erfindung. Ein primäres Kommunikationssystem, das Mobilfunk-2G/3G-Makro 43, wird von einem auf einem spannungsgesteuerten temperaturkompensierten Quarzoszillator (VCTCXO) beruhenden Teilsystem für einen Taktgeber 23 getrieben. Zusätzlich zum primären Makro 43 gehört zu der Mobilfunkeinheit 41 ein sekundäres Makro, ein globales Navigationssatellitensystem-Makro (GNSS-Makro) 45. Das Makro 45 erfordert ein Teilsystem für einen Taktgeber das gleichwertig mit einem temperaturkompensierten Quarzoszillator (TCXO) ist.
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Während des Betriebs synchronisiert das Makro 43 das Teilsystem für einen Taktgeber 23 mithilfe einer automatischen Frequenzabstimmungsschleife (automatic frequency correction loop, AFCloop) auf eine aktive dezentrale Basisstation. Da das GNSS-System einen stabilen Bezugstaktgeber erfordert, ist ein Taktgeber, der seine Frequenz aufgrund eines Doppler-Effekts verändert, im Allgemeinen nicht ausreichend.
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Um einen einzigen Bezugstaktgeber wie zum Beispiel das Teilsystem für einen Taktgeber 23 gemeinsam für die Makros 43 und 45 zu nutzen, wird ein automatischer Frequenzabstimmungsbus (automatic frequency correction bus, AFC-bus) 51 in die Mobilfunkeinheit 41 eingefügt. Im Betrieb erzeugt das Makro 43 einen automatischen Frequenzabstimmungswert (auto frequency correction value, AFC-Wert) und verteilt den AFC-Wert über den AFC-Bus 51. Der AFC-Wert wird durch die AFC-Busse 51 und 53 mithilfe eines Digital-Analog-Wandlers (DAC) 47 auf das Teilsystem für einen Taktgeber 23 angewandt. Auf ähnliche Weise wird der DAC 49 auf dem AFC-Bus 55 vor dem Makro 45 eingesetzt. Ein gültiger Impuls wird auch zusammen mit dem AFC-Wert erzeugt und auf einem Gültig-Bus 57 verteilt. Der Gültig-Bus 57 ermöglicht das Synchronisieren des Makros 45 mit der Frequenzabstimmung, die auf das Teilsystem für einen Taktgeber 23 angewandt wird.
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Die Änderung der Frequenz des Teilsystems für einen Taktgeber 23 wird mithilfe eines digitalen Filters im Makro 43 tiefpassgefiltert. Auf diese Weise wird das transiente Verhalten der Frequenzänderung in der Mobilfunkeinheit 41 berücksichtigt und das Makro 45 enthält einen im Wesentlichen identischen digitalen Filter. Daher wird durch den Einsatz des AFC-Werts und der Gültigkeitsinformation von dem Gültig-Bus 57 für jeden Zeitpunkt eine transiente Frequenz erzeugt. Die transiente Frequenz kann dann verwendet werden, um der Änderung des Taktgebersignals 25 entgegenzuwirken, das verwendet wird, um die lokale Frequenz für das Makro 45 zu synthetisieren. Ein ähnlicher Ansatz kann für ein Teilsystem für einen Taktgeber verwendet werden, das auf einem Quarzoszillator plus einem Heißleiter (negative temperature coefficient thermistor, NTC-Widerstand) (XO + NTC) beruht. Ein alternatives Verfahren kann das Bereitstellen eines festen Bezugstakts und das Verschieben des lokalen Takts mithilfe eines Abstimmens der phasenstarren Schleife aufweisen.
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5 zeigt ein Verfahren für das Verteilen eines in mehreren Mobilfunkstandardmodulen gemeinsam genutzten Taktgebersignals gemäß einem Aspekt der Erfindung. Das Verfahren 61 ist insbesondere ein Verfahren für das Verteilen eines in mehreren Mobilfunkstandardmodulen gemeinsam genutzten Taktgebersignals. Das Verfahren 61 umfasst ein Bereitstellen 63 eines Bezugstaktgebersignals für ein primäres Mobilfunkstandardmodul und für mindestens ein sekundäres Mobilfunkstandardmodul, ein Bereitstellen 65 von Taktgeberinformationen für das mindestens eine sekundäre Mobilfunkstandardmodul, und ein Anpassen 67 des Bezugstaktgebersignals an die Taktgebungsanforderungen des mindestens einen sekundären Mobilfunkstandardmoduls auf der Grundlage der Taktgeberinformationen.
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Das Verfahren 63 kann ausgeführt werden, indem einige der Aspekte der oben bereitgestellten Offenbarung verwendet werden. Zum Beispiel kann durch das Bereitstellen 63 eines Bezugstaktgebersignals für ein primäres Mobilfunkstandardmodul und für mindestens ein sekundäres Mobilfunkstandardmodul das Teilsystem für einen Taktgeber 23 eingesetzt werden, um zum Beispiel die Kommunikationssysteme 7, 9, 11, 19 mit dem Taktgebersignal 25 zu versorgen.
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Das Verfahren 63 kann außerdem ein Synchronisieren des Bezugstaktgebersignals auf eine Basisstation in einem Mobilfunknetzwerk umfassen. Das Bereitstellen eines Bezugstaktgebers kann ein Erzeugen eines oszillierenden Signals mit einem spannungsgesteuerten temperaturkompensierten Quarzoszillator (VCTCXO) oder einem digital gesteuerten Quarzoszillator (DCXO) umfassen. Das Bereitstellen der Taktgeberinformationen kann ein Bereitstellen eines Frequenzabstimmungswerts umfassen, der mit einem Digital-Analog-Wandler (DAC) angewandt werden sollte. Das Anpassen des Bezugstaktgebersignals kann ein Einstellen des Frequenzabstimmungswerts des Digital-Analog-Wandlers (DAC) und ein Tiefpassfiltern des Bezugstaktgebersignals mit einem digitalen Filter umfassen. Die Taktgeberinformationen können verwendet werden, um einen Algorithmus dynamisch anzupassen, der in mindestens einem sekundären Modul auf der Grundlage der Taktgeberqualität verwendet wird. Die Taktgeberinformationen können mindestens ein Informationselement umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die besteht aus: einer Qualitätsinformation, einer Verzögerungs- und Gültigkeitsinformation, einer Impulsforminformation, einer Temperatureffektinformation und einer Empfindlichkeitsinformation.
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Ein Modul kann eine Einheit mit unterschiedlichen Funktionalitäten sein, die in Form von Software, Hardware oder Kombinationen davon einschließlich Makros, Systemen, Teilsystemen und Angleichungsschaltungen ausgeführt sein kann. Wenn die Funktionalität eines Moduls in irgendeinem Teil als Software ausgeführt wird, umfasst das Modul ein maschinenlesbares Medium.
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Die vorliegende Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert sein, ohne von ihrem Erfindungsgedanken oder ihren wesentlichen Eigenschaften abzuweichen. Die beschriebenen Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht als rein veranschaulichend, aber nicht als einschränkend zu verstehen. Der Umfang der Erfindung wird daher durch die angefügten Ansprüche definiert, aber nicht durch die vorangehende Beschreibung. Alle Änderungen, die in die Bedeutung und den Umfang von Äquivalenzen der Ansprüche hineinreichen, werden von deren Umfang abgedeckt.
