-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren wie im Vorwort
von Anspruch 1 definiert.
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung wie
im Vorwort von Anspruch 4 definiert sowie auf eine Kommunikationsvorrichtung mit
einer solchen Vorrichtung.
-
Ein
derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der
europäischen
Patentanmeldung EP-A-0613276 bekannt. Das bekannte Verfahren und
die bekannte Vorrichtung führen
eine Synchronisierung zwischen einer Zentraleinheit und verschiedenen
Basisstationen aus, indem Synchronisationsinformationen übertragen
werden, die möglichst Informationen über die
Synchronisationsgelegenheit und die Zeitverzögerung enthalten. Dadurch kann eine
Basisstation die Synchronisationsinformationen empfangen, um festzustellen,
mit welcher Zeitverzögerung
nach dem Empfang der Informationen über die Synchronisationsgelegenheit
die Synchronisierung ihres Taktes tatsächlich ausgeführt werden
soll. Ein Taktzähler
in jeder Basisstation wird zuvor auf einen jeweils von der übertragenen
Verzögerungsinformation
definierten Wert geladen. Bei Null werden alle Basisstationstakte
augenblicklich synchronisiert. Eine ähnliche Synchronisierung kann
mit einem vorgegebenen Referenzsignal stattfinden. Ein Nachteil des
bekannten Verfahrens und der bekannten Vorrichtung besteht darin,
dass, wenn mit den jeweiligen Basisstationen gekoppelte Handapparate
miteinander kommunizieren, die auf die oben angegebene Weise durchgeführte Synchronisierung
nach einer vorübergehenden
Unterbrechung des Informationsflusses von der Zentraleinheit nach
dem Wiedererscheinen der Synchronisationsinformationen möglicherweise
zu einem Verlust der Synchronisation der miteinander kommunizierenden
Handapparate führen
wird. Auf ähnliche
Weise kann eine derartige Situation in einem System mit dem DECT-Protokoll
(Digital European Cordless Telephone) auftreten, wo die Verbindung
zu einem ISDN-Netzwerk einem zeitweiligen Verschwinden und/oder
Wiedererscheinen des vom ISDN-Netzwerk ausgegebenen Referenzsignals unterliegt.
Keiner dieser beiden Fälle
darf jedoch zu einer Unterbrechung oder Störung oder zu einem Phasensprung
in einer laufenden Kommunikation beispielsweise zwischen zwei Handapparaten
führen.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine Lösung für das allgemeine Problem der
Taktneusynchronisierung in den Geräten eines Netzwerks darstellen.
-
Zu
diesem Zweck haben das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
die in den beschreibenden Teilen von Anspruch 1 beziehungsweise
Anspruch 4 dargelegten Merkmale. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, dass die nach dem Wiedererscheinen des Hauptoszillatorsignals
auftretende Phasenverschiebung einfach als Basis für das synchronisierte
lokale Oszillatorsignal benutzt wird, wodurch weder Unterbrechungen
noch Phasensprünge
auftreten. Die Synchronisierung findet nun auf eine Weise statt,
bei der eine anfängliche
feste Phasenverschiebung zwischen dem Hauptoszillatorsignal und
dem lokalen Oszillatorsignal beibehalten wird. Nach dem Anwenden
des erfindungsgemäßen Verfahrens
erfolgt die auf dem synchronisierten lokalen Oszillatorsignal basierende
Verarbeitung in der Vorrichtung daher mit einer festen Verzögerung relativ
zu der auf dem Hauptoszillatorsignal basierenden Verarbeitung. In
einer DECT-Umgebung hat dies den zusätzlichen Vorteil, dass über die
Basisstation kommunizierende Handapparate durch einen weiteren Handapparat,
der die Kommunikation über
das ISDN-Netzwerk startet, wodurch das Hauptoszillatorsignal wieder
auftritt, wegen des sanften Synchronisierungsverfahrens gemäß vorliegender
Erfindung nun nicht gestört
werden.
-
In
einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird die anfängliche
Phasenverschiebung nach dem Wiedererscheinen des Hauptoszillatorsignals bestimmt,
woraufhin die anfängliche
Phasenverschiebung im Wesentlichen für eine gewisse Dauer beibehalten
wird. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist eine einfache
Steuerung möglich,
wobei die anfängliche
Phasenverschiebung Schritt für
Schritt durch Beeinflussung des Teilungsverhältnisses eines Referenzzählers gesteuert
wird.
-
In
einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform,
bei der die anfängliche
feste Referenzphasenverschiebung durch eine graduelle entsprechende
Steuerung der Frequenz des lokalen Oszillators verringert wird,
können
Zeittoleranzen wiedergewonnen und verstärkt werden, um durch Daten-,
Kabel- oder Funkübertragungsverzögerungen
verursachte Zeitverzögerungen
oder Zeitverschiebungen kompensieren zu können.
-
Das
erfindungsgemäße Verfahren
und die erfindungsgemäße Vorrichtung
werden nun zusammen mit ihren zusätzlichen Vorteilen unter Bezugnahme
auf die beige fügten
Zeichnungen erläutert, wobei
entsprechende Komponenten durchgehend mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Es zeigen:
-
1 die
schematische Ansicht einer vereinfachten erfindungsgemäßen Kommunikationsvorrichtung
mit einer Basisstation und mehreren Handapparaten;
-
2 eine
Ausführungsform
einer R-Schnittstelle für
die Anwendung in der Kommunikationsvorrichtung aus 1;
-
3 eine
Ausführungsform
einer Phasenfehlerschaltung für
die Anwendung in der Schnittstelle aus 2;
-
4 ein
Timing-Diagramm der in dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzen Signale,
und
-
5 Kurven
von Signalen, die in einem weiteren, verbesserten erfindungsgemäßen Verfahren
und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
benutzt werden.
-
Die
vorliegende Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
im Folgenden näher
beschrieben.
-
1 zeigt
eine Kommunikationsvorrichtung 1, dargestellt als eine
an eine Leitung, zum Beispiel eine Telefonleitung 3, angeschlossene
Basisstation 2, und zwei Handapparate 4-1, 4-2,
die generell per Funk über
die Basisstation 2 miteinander kommunizieren können, und
auch mit anderen Stationen oder Netzwerken (nicht abgebildet), die
mit der Leitung 3 verbunden sind. Ein derartiges Netzwerk
könnte
ein ISDN-Netzwerk sein. Die Basisstation umfasst mehrere Schnittstellen,
wobei die im Folgenden zu beschreibende so genannte R-Schnittstelle
darin angedeutet ist.
-
2 zeigt
einen für
die nachfolgende Beschreibung der R-Schnittstelle relevanten Teil,
der mindestens die Synchronisationssignale FSC und CLK enthält. Diese über die
Leitung 3 durch das ISDN-Netzwerk erzeugten Synchronisationssignale FSC
und CLK verschwinden, sobald die Basisstation, bei der es sich um
eine DECT-Basisstation handelt, ihre logische Signalverbindung mit
dem ISDN-Netzwerk verliert. Wenn während des Verlustes dieser Verbindung
zwei oder mehr Handapparate miteinander kommunizieren, während ein
weiterer Handapparat eine Verbindung über die R-Schnittstelle herstellt, erscheinen
die genannten Synchronisationssignale FSC und CLK wieder, woraufhin
die Basisstation 2 versucht, sich mit dem FSC-Signal zu
synchronisieren. Dadurch kann es zu einem störenden Phasensprung und einer
versehentlichen Unterbrechung der Kommunika tion zwischen den Handapparaten 4-1, 4-2 kommen,
falls keine Vorsichtsmaßnahmen
getroffen werden.
-
In
der ISDN-Kommunikation ist das FSC-Signal ein 8-kHz-Signal, wie
in den 2–4 dargestellt. 2 zeigt
eine Implementierung der R-Schnittstelle. Sie enthält Synchronisierungsmittel, die
als eine signalverarbeitende Zustandsmaschinenschaltung 5 und
eine Phasenfehlerschaltung 6 ausgeführt sind, die jeweils mit Daten-,
Adress- und Steuerbussen 7, 8 und 9 verbunden
ist. Ein Datenspeicher 10 und eine Bussteuerung 11 sind
ebenfalls mit den Bussen 7, 8, 9 verbunden.
Die Phasenfehlerschaltung 6 wird in 3 näher erläutert. Das
hier gezeigte FSINT-Signal ist ein internes 100-Hz-Signal, das in
der Basisstation 2 verwendet wird und alle 10 ms einen
Impuls liefert. FSINT ist ein Ausgangssignal einer in der Phasenfehlerschaltung 6 enthaltenen
Fensterschaltung 12. Von einem lokalen Takt MCLK mit einer
Frequenz von beispielsweise 13,824 MHz werden jeweils Impulssignale
BIT und SLT abgeleitet und in der Fensterschaltung 12 verwendet. Ein
wiedererscheinendes FSC-Signal hat einen ersten FSC-Impuls, dessen
Phasenverschiebung REF_CNT relativ zum letzten FSC-Impuls im ebenfalls
in der Phasenfehlerschaltung 6 enthaltenen Referenzzähler 13 bestimmt
wird. Darüber
hinaus enthält
die Schaltung 6 einen Synchronisierungszähler 14 und
einen Komparator 15, der mit den Phasenverschiebungsausgängen REF_CNT
und SHIFT_CNT der beiden 11-Bit-Zähler 13 und 14 verbunden
ist, um diese gezählten
Phasenverschiebungen zu vergleichen und an seinem Steuerausgang 16 ein
Steuersignal zu liefern, falls zwischen ihnen eine Phasendifferenz
festgestellt wird. Die Steuerung kann so vorgesehen sein, dass die
anfängliche
Phasenverschiebung REF_CNT als zukünftige Referenz zum Steuern
von SHIFT_CNT beibehalten wird, so dass Letzteres als Basis für das Bewirken
der Synchronisierung zwischen dem lokalen Oszillatorsignal FSINT und
dem Netzwerk oder dem Hauptoszillatorsignal FSC benutzt wird. Der
Steuerausgang 16 ist mit einer Vorwärts/Rückwärtszähler-Steuerschaltung 17 verbunden,
um ein Steuersignal UPDN zu liefern, das den generell programmierbaren
Teilungsfaktor des Zählers 18 beeinflusst.
In dem obigen Fall, wo die MCLK-Frequenz 13,824 MHz beträgt, ist
der Teilungsfaktor des Bit-Zählers 18 gleich 12 und
kann in Abhängigkeit
vom Steuersignal UPDN beispielsweise auf 11, 12 oder 13 programmiert
werden. Der Bit-Zähler 18 liefert
somit ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von 1,152 MHz, die die
Bit-Frequenz ist. Ein Zeitschlitz-Zähler 19, dessen Teilungsfaktor 480
ist, liefert die Zeitschlitz-Frequenz von 2,4 kHz, die weiter geteilt
von einem Zähler 20 mit
einem Teilungsfaktor von 24 die 100 Hz für das FSINT-Signal wie oben
erwähnt
liefert. Die Verarbeitung eines möglichen Anrufs von dem genannten
weiteren Handapparat in der Basisstation 2 muss nun auf
einem FSINT-Signal basieren, das über SHIFT_CNT phasenverschoben
synchronisiert wird, so dass der Kontakt zwischen den miteinander
kommunizierenden Handapparaten 4-1 und 4-2 aufrechterhalten bleibt
und durch das somit dargestellte phasenverschobene Synchronisierungsverfahren
keine Störung
auftritt. In der beschriebenen Ausführungsform wird die Phasenverschiebung
tatsächlich
alle 10 ms gemessen, wobei die Messung in einem Zeitfenster durchgeführt wird,
das 125 μs
breit ist. Das Fenster könnte
sich von 62,5 μs
vor dem Signal Bit_Cnt = 0 und Slot_Cnt = 0 bis 62,5 μs danach
erstrecken. Falls eine Phasendifferenz in dem Fenster gemessen wird, kann
sie beseitigt werden, indem der Teilungsfaktor des Bit-Zählers 18 während einer
oder mehrerer Zeitperioden entsprechend beeinflusst wird.
-
Jeder
Zeitrahmen von 10 ms umfasst 24 Zeitschlitze. Jeder Zeitschlitz
dauert etwa 416,6 μs (die
Zeitschlitz-Frequenz beträgt
2,4 kHz). Jeder Zeitschlitz enthält
480 Bits und umfasst separate Zeitschlitz-Synchronisierungsinformationen,
Beibehaltungsinformationen, 80 Sprachabtastwerte von ungefähr 277,7 μs in dem
so genannten B-Feld sowie freie Verschiebungszeit, um Zeitverzögerungen
zu kompensieren. Die 80 Sprachabtastwerte stammen aus 10 μs Sprache,
wobei die Abtastwerte relativ langsam in einen Ringspeicher (nicht
abgebildet) eingelesen und in einem so genannten Burst-Modus durch
eine Burst-Logik
ausgelesen werden, um in die 277,7 μs hineinzupassen.
-
Obwohl
sich aus der obigen Beschreibung klar ergibt, dass der Teilungsfaktor
des Bit-Zählers 18 manipuliert
wird, um SHIFT_CNT an REF_CNT in 4 anzugleichen,
zeigt 5 in einer Kurve das schrittweise Verfahren, mit
dem der Zählwert REF_CNT
im Referenzzähler 13 veranlasst
wird, sich langsam in Richtung des Wertes REF_OPT zu bewegen, und
SHIFT_CNT dadurch dieser Bewegung folgt. Schließlich ist SHIF_CNT ungefähr Null,
was den zusätzlichen
Vorteil bietet, dass mehr freie Verschiebungszeit in jedem Zeitschlitz
verfügbar
ist, um mögliche
Verschiebungen in der Zeitsteuerung des B-Feldes aufgrund eventueller
Kabel- oder Funkübertragungsverzögerungen
zu kompensieren. Eine Änderung
von REF_CNT kann entweder unter Kontrolle einer Hardware-Zustandsmaschine
oder unter Kontrolle einer Software-Zustandsmaschine vorgenommen
werden. Es wird nun ein praktisches Beispiel für das verbesserte Verfahren
gegeben. Angenommen, es wird eine maximale anfängliche Phasenverschiebung
von +62,5 μs
oder 72 Bit gemessen. Weiterhin angenommen, REF_CNT darf nicht schneller
als mit 1 Bit pro 10 ms geändert
werden, um die Verbindung mit den Handapparaten nicht zu verlieren.
In diesem Fall wird REF_CNT in 720 ms von REF_MAX zu REF_OPT bewegt.
Je nach Schwere der anfänglichen
Zeitsteuerungsverletzung wird diese Verletzung nur für einen
Bruchteil von 720 ms zu hören
sein.
-
Text in der
Zeichnung
-
4 <125 μs oder 1728
Perioden eines 13,824-MHz-Taktes