DE69832848T2

DE69832848T2 - SPS-Synchronisationsverfahren

Info

Publication number: DE69832848T2
Application number: DE69832848T
Authority: DE
Inventors: Juan Jose Anaya Luengo
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: AU753396B2; US6226284B1; JPH11150531A; DE69832848D1; EP0889610B1; CN1204907A; EP0889610A2; AU7195498A; EP0889610A3; CN1208923C; CA2240527A1

Description

GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für die Remote- oder Fernsynchronisation einer Remote-Einheit, die sich eine von einem SPS (Satellitenpositioniersystem) definierte temporäre Referenz zunutze macht.
STAND DER TECHNIK
SPS-Geräte nach dem Stand der Technik, beispielsweise die in dem Patent U/S-A-5.510.797 beschriebenen, empfangen von Satelliten übertragene Signale und bestimmen dadurch ein SPS-Zeittaktmuster, zum Beispiel ein Muster von einem Impuls pro Sekunde. Um eine Einheit zu synchronisieren, die sich vom SPS-Gerät entfernt befindet, beschreibt die europäische Fernmeldenorm ETS 300 175-2, Seite 38–44, veröffentlicht vom E. T. S. I. (European Telecommunications Standards Institute) im September 1996, eine Lösung, in der das Zeittaktmuster an die Remote-Einheit über seine eigene Verbindung statt über die für die Datenübertragung verwendete übertragen wird.
Diese dem Stand der Technik entsprechende Lösung ist schwer in bereits vorhandenen Systemen umzusetzen, in denen es nur eine Datenübertragungsverbindung zwischen den lokalen und der Remote-Einheit gibt.
KENNZEICHNUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, ein Synchronisationsverfahren für eine Remote-Einheit basierend auf einem in einer lokalen Einheit erzeugten SPS-Taktsignal zu definieren, wobei die beiden Einheiten über eine mit dem SPS-Signal synchrone oder asynchrone Datenverbindung verbunden sind. In dieser Datenübertragungsstrecke gibt es einen freien Kanal für die Daten, die sich auf das SPS-Signal beziehen.
Infolgedessen ist ein Synchronisationsverfahren für eine Remote-Einheit ausgehend von einem in einer lokalen Einheit erzeugten SPS-Taktsignal, wobei dieses SPS-Taktsignal die Form von aufeinander folgenden Impulsen aufweist, welche aus von Satelliten empfangenen Signalen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte aufweist:

– in der lokalen Einheit Berechnung einer Information, welche der Anzahl der lokalen Zeittaktzyklen entspricht, die ab dem Auftreten eines Impulses bis zu dem Zeitpunkt vorliegen, an dem diese Information in einen Datenstrom eingespeist wird;
– Einspeisung der Information in den Datenstrom; und
– in der Remote-Einheit Erzeugung eines auf das SPS-Signal bezogenen Synchronisationssignals in Abhängigkeit von dieser Information.

Zur Berücksichtigung der Übertragungsverzögerungszeit, die zwischen der lokalen und der Remote-Einheit eintritt, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Synchronisationsphase auch von einer Datenübertragungszeit zwischen der lokalen und der Remote-Einheit abhängt.
Zusätzlich weist das Verfahren eine Korrekturphase der SPS-Signalerzeugung in der Remote-Einheit auf, die eine Funktion der Frequenzverschiebung des lokalen Zeittakts gegenüber dem SPS-Taktsignal in der lokalen Einheit ist.
KURZE FUSSNOTEN ZU DEN FIGUREN
Eine ausführlichere Erläuterung dieser Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung basierend auf den beigefügten Figuren gegeben, auf denen:
1 ein Taktdiagramm zur Erklärung der Grundidee dieser Erfindung darstellt;
2 ein Blockdiagramm eines Übertragungsweges zur Umsetzung der Erfindung darstellt; und
3 ein Blockdiagramm eines Empfangsweges zur Umsetzung der Erfindung darstellt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die Erfindung auf die Synchronisation einer Anzahl von Basisstation-Controllern ausgehend von einem Funkzugangsknoten in einem Funkkommunikationssystem mit mobilen Endgeräten angewendet werden, auch wenn die Erfindung in allen Arten von Umgebungen umgesetzt werden kann, in denen die Notwendigkeit besteht, die SPS-Synchronisation von einer lokalen Einheit an mindestens eine Remote-Einheit zu verteilen.
Unter Bezugnahme auf 1 stellt die untere Linie ein Taktsignal SPS dar, wie es von einem SPS-Gerät in einer lokalen Einheit erzeugt wird. Zum Beispiel be steht dieses Taktsignal SPS aus aufeinander folgenden Impulsen 1, die voneinander durch Zeitintervalle von einer Sekunde getrennt sind. Eine untere Linie stellt ein zu dem Signal SPS asynchrones Datenstromsignal FR dar, wie es in periodischen Abständen von der lokalen Einheit an die mit dem Taktsignal SPS zu synchronisierende Remote-Einheit übertragen wird. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, in diesen Datenstrom FR eine Information einzuspeisen, welche der Anzahl der lokalen Zeittaktzyklen entspricht, die ab dem Auftreten eines Impulses 1 bis zu dem Zeitpunkt SL vorhanden sind, an dem diese Information in den Datenstrom eingespeist wird. Zum Beispiel besteht der Datenstrom FR aus aufeinander folgenden Datenrahmen im TDM- (Time Division Multiplexing) Format, und der Einspeisungszeitpunkt SL ist der Beginn eines Zeitschlitzes, der von anderen Nutzdaten frei ist, die zwischen der lokalen Einheit und der Remote-Einheit übertragen werden.
Unter Bezugnahme auf 2 umfasst der in der lokalen Einheit verwendete Weg einen Zähler 10 und ein Speicherregister 11. Der Zähler 10 empfängt an einem ersten Initialisierungseingang RST das lokal erzeugte Taktsignal SPS und an einem zweiten Inkrementierungseingang CK ein lokales Systemtaktsignal CK, das zum Beispiel eine Frequenz von 4.864 MHz besitzt. Das Signal CK erhöht den Zähler 10 in periodischen Abständen ab einer durch einen Impuls 1 des Signals SPS definierten Initialisierungszeit. Der Inhalt des Zählers 10, der eine Information bestimmt, welche der Anzahl der Zyklen des lokalen Zeittakts CK ab dem letzten Auftreten eines SPS-Impulses entspricht, wird in das Speicherregister 11 geladen, wenn ein Synchronisationsimpuls SYN1 auftritt, wobei letzterer den Zeitpunkt SL für die Einspeisung des Inhalts des Zählers 10 in den Datenstrom FR definiert, der an die Remote-Einheit übertragen wird. Der Inhalt des Registers 11 ist das, was in dem Datenstrom FR gesendet wird. Auf dieses Weise wird die vom Zähler 10 berechnete Information, welche der Anzahl der lokalen Zeittaktzyklen ab dem Auftreten des Impulses 1 bis zum Zeitpunkt SL entspricht, an dem diese Information in den Datenstrom FR eingespeist wird, in diesen Datenstrom FR eingespeist. Wie in 1 dargestellt, liegt diese Information in Form aufeinander folgender Bits "10011010" vor.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst der in der Remote-Einheit genutzte Weg einen Addierer 20 und einen programmierbaren Zähler 21. Der Addierer 20 addiert die von der lokalen Einheit empfangene Information "10011010" zu einer getrennt berechneten Information DEL. Die Information DEL entspricht der Verzögerungszeit für die Übertragung zwischen der lokalen Einheit und der Remote-Einheit. Diese Information wird zum Beispiel auf folgende Weise berechnet: Die lokale Einheit sendet ein besonderes Muster innerhalb des Datenstroms FR. Wenn die Remote-Einheit dieses besondere Muster empfängt, sendet sie sofort ein Antwortmuster zurück. Die lokale Einheit kann deshalb die Umlaufverzögerungszeit zwischen sich selbst und der Remote-Einheit messen. Wird diese Zeit durch zwei geteilt, erhält man die Verzögerungszeit DEL zwischen der lokalen Einheit und der Remote-Einheit. Diese Information wird an die Remote-Einheit gesendet, wo die Übertragungszeit zu der Information "10011010" addiert wird. Dieses Messverfahren für die Verzögerungszeit zwischen zwei Einheiten wird zum Beispiel in GSM (vom E. T. S. I. definierte Normen) zwischen einer Basisstation und einem mobilen Endgerät verwendet. Somit hängt in der Remote-Einheit die SPS-Synchronisation vorteilhafterweise auch von der Übertragungszeit zwischen der Remote-Einheit und der lokalen Einheit ab. Die am Ausgang des Addierers erzeugte Information 20 entspricht der Gesamtzeit, die seit dem Auftreten eines SPS-Impulses 1 in der lokalen Einheit verstrichen ist. Der Zähler 21 wird vom Zeittakt CK der Remote-Einheit, welcher derselbe ist wie der Zeittakt CK (2) der lokalen Einheit, heraufgesetzt, und der Initialisierungswert des Zählers 21 wird durch den Ausgang vom Addierer 20 aus eingestellt.
Der Zähler 21 hat ein Register mit einem Maximalwert MAX gleich der Anzahl der Zyklen des Zeittakts CK zwischen zwei SPS-Impulsen 1. Die beiden Einheiten sind synchronisiert, das heißt, sie haben eine Rahmensynchronisation. Somit ist die Remote-Einheit in der Lage, ein Synchronisationssignal SYN2 genau dann zu erzeugen, wenn sie den Teil des Rahmens empfängt, der die Information "10011010" enthält, die der Anzahl der Zyklen des lokalen Zeittakts CK seit dem letzten Auftreten eines SPS-Impulses 1 entspricht. Wenn dieses Synchronisationssignal SYN2 vorliegt, wird die am Ausgang des Addierers 20 erzeugte Information als Anfangswert des Zählers 21 in den Zähler 21 geladen. Zusätzlich wird der Zähler 21 durch das Zeittaktsignal CK heraufgesetzt. Wenn der Inhalt des Zählers 21 den Maximalwert MAX erreicht, wird an seinem Ausgang ein SPS-Impuls erzeugt, der in vollkommener Synchronisation den von der lokalen Einheit erzeugten Impuls 1 reproduziert. In anderen Ausführungsformen kann dieses in der Remote-Einheit erzeugte SPS-Signal in der Form von der Wellenform des in der lokalen Einheit erzeugten SPS-Signals abweichen, zum Beispiel könnte es eine höhere oder niedrigere Frequenz haben, doch in allen Fällen sind die beiden Signale dadurch aufeinander bezogen, dass sie sich im Gleichlauf befinden.
Aufgrund der relativen Frequenzschwankung des Zeittakts CK gegenüber dem Signal SPS verwendet die Erfindung eine Korrekturphase der SPS-Signalerzeugung in der Remote-Einheit als Funktion der Verschiebung im Zeittakt CK gegenüber dem SPS-Signal, die beide in der lokalen Einheit erzeugt werden. Aus diesem Grund wird in der lokalen Einheit die Anzahl SHI der Zyklen des lokalen Zeittakts CK zwischen zwei aufeinander folgenden SPS-Impulsen 1 gemessen und über den Datenstrom FR an die Remote-Einheit übertragen. Diese Anzahl SHI der Zyklen des lokalen Zeittakts CK zwischen zwei aufeinander folgenden SPS-Impulsen 1 bestimmt den Maximalwert MAX, den der Zähler 21 der Remote-Einheit erreichen kann. Diese Korrekturphase bei der Erzeugung des SPS-Signals in der Remote-Einheit als Funktion der Verschiebung des Zeittakts CK gegenüber dem in der lokalen Einheit erzeugten SPS-Signal kann in periodischen Abständen angewendet werden, um die relative Frequenzschwankung zwischen dem Taktsignal SPS und dem Signal des lokalen Zeittakts CK in der lokalen Einheit zu berücksichtigen.

Claims

Synchronisationsverfahren für eine Remote-Einheit ausgehend von einem in einer lokalen Einheit erzeugten Satellitenpositioniersystem- (SPS-) Taktsignal, wobei dieses SPS-Taktsignal die Form von aufeinander folgenden Impulsen (1) aufweist, welche aus von Satelliten empfangenen Signalen erzeugt werden, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es folgende Schritte aufweist: – jede der Remote- und lokalen Einheiten weist Rahmensynchronisation auf, und sie sind über eine asynchrone Datenverbindung mit dem SPS-Signal verbunden; – in der lokalen Einheit Berechnung einer Information ("10011010"), welche der Anzahl der lokalen Zeittaktzyklen entspricht, die ab dem Auftreten eines Impulses bis zu dem Zeitpunkt vorliegen, an dem diese Information in einen Datenstrom (FR) eingespeist wird; – Einspeisung der Information ("10011010") in den Datenstrom (FR); und – in der Remote-Einheit Erzeugung eines auf das SPS-Signal bezogenen Synchronisationssignals in Abhängigkeit von dieser Information ("10011010").
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Synchronisationsphase auch von einer Datenübertragungszeit (DEL) zwischen der lokalen und der Remote-Einheit abhängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Korrekturphase für die SPS-Signalerzeugung in der Remote-Einheit als Funktion der Frequenzverschiebung des lokalen Zeittakts gegenüber dem SPS-Taktsignal aufweist.