SE512034C2 - Förfarande och anordning för synkronisering av noder - Google Patents

Description

lO 15 20 25 30 512 034 0,05 ppm (delar per miljon).

Varje basstation är förbunden med ett kraftnät vilket nät matar basstationen med kraft.

Den lokala frekvens som genereras av en lokal oscillator belägen i basstationen, används normalt som en lokal referens för att generera bärfrekvenserna som tillhör basstationens olika radiokanaler.

I det fall överföringen mellan nätet och en basstation utgöres av information sänd i paket, även benämnd paketorienterad information, används ingen PCM-länk och därför kan PCM-länkens frekvens inte användas av basstationen för att synkronisera den lokala frekvensen i basstationen.

Ett exempel på paketorienterad information är information som sänds över ett intranät/internet. I detta fall används ett IP-nät (internet protokollnät) istället för PCM-länken för att transportera den paketorienterade informationen mellan motsvarande enheter.

Ett känt förfarande för att synkronisera den lokala frekvensen i en basstation vid överföring paketorienterad information är att använda högstabila ugnsoscillatorer i varje basstation, vilka oscillatorer synkroniserar de lokala oscillatorerna i den motsvarande basstationen.

Ett problem med detta förfarande är att ugnsoscillatorerna är stora och dyrbara och de måste med jämna mellanrum kalibreras vilket är en dyrbar uppgift. 602, 340 beskriver ett system för att Patentdokumentet US 4, distribuera värden av kodad tid eller andra ¿ 512 054 informationssignaler genom det existerande elektriska nätet i en byggnad genom att läsa värden hos en klocka på en plats och att formatera den avlästa informationen till en lämplig serieform. Den formaterade informationen sänds över det elektriska nätet genom en typ av modulering via det jordade benet i det elektriska nätet. lO 15 20 25 30 512 034 SAMMÄNFATTNING AV UPPFINNINGEN Det problem som tas upp av föreliggande uppfinning är att synkronisera åtminstone en frekvens i åtminstone en nod i ett nät, även benämnt nätverk.

En avsikt med uppfinningen är således att synkronisera åtminstone en frekvens i åtminstone en nod i nätet.

Problemet löses väsentligen genom att använda fasen hos en signal, genererad av ett kraftnät, förbundet med noden, såsom en referens för att definiera ett stabilt tidsintervall under vilket tidsintervall åtminstone en mätning genomföres av den frekvens i noden som skall synkroniseras.

Vidare används åtminstone en server som genererar en stabil frekvens, vilken server är förbunden med kraftnätet och servern utför en mätning av den stabila frekvensen under samma tidsintervall som mätningen utföres av den frekvens i noden som skall synkroniseras.

Mera specifikt löses problemet på följande sätt.

Servern och noden utför under det väl definierade tidsintervallet åtminstone en mätning av antalet cykler av den stabila frekvens som genererats av servern respektive det antal cykler av en lokal frekvens som genererats av en lokal oscillator i noden.

När en mätning skall starta sänder servern ett meddelande till noden innehållande information om mätningens längd, dvs. 10 15 20 25 30 5 512 034 tidsintervallet under vilket mätningen skall utföras. En mätning i både servern och i noden startas respektive stoppas när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är samma som ett på förhand definierat tröskelvärde.

Det resulterande beräknade antalet cykler hos den stabila frekvensen i servern och den lokala frekvensen i noden jämföres och oscillatorn i noden justeras i enlighet därmed.

I ett alternativt utförande av uppfinningen utföres mätningar kontinuerligt i servern och i noden.

En fördel som uppfinningen erbjuder är att den föreslår ett enkelt och allmänt förfarande för att synkronisera en frekvens i en nod.

En annan fördel är att förfarandet enligt uppfinningen fungerar även om det finns en fasskillnad mellan servern och noden som skall synkroniseras.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas mera i detalj med hänvisning till exemplifierande utföringsformer och även med hänvisning till de bifogade ritningarna.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 visar schematiskt ett system innehållande olika nät enligt uppfinningen, fig. 2a och 2b är flödesscheman som belyser ett förfarande enligt uppfinningen, och fig. 3 är ett blockschema som schematiskt illustrerar en nod och en klockserver enligt uppfinningen. lO 15 20 25 30 512 034 DETALJERAD BESKRIVNING AN UTFÖRINGSFORMERNA Fig. l visar en schematisk vy av ett antal noder N1-N4 i ett nät n, även benämnt nätverk. Nätet n är exempelvis ett internetnät eller ett cellulärt nät såsom GSM, NMT, AMPS, UMTS. I fig. l visas som exempel fyra noder N1-N4 men naturligtvis kan flera eller färre noder vara placerade i nätet n.

Varje nod Nl-N4 är förbunden med ett paketnät IP, som i sin tur är förbundet med en mobiltelefonväxel MSC. Paketnätet IP är exempelvis ett internet-protokoll-nät.

Mobiltelefonväxeln MSC förbinder nätet n med andra nät n2, n3 och det allmänna telefonnätet PSTN, såsom visas i fig. l.

Varje nod Nl-N4 är också förbunden med ett kraftnät PN, vilket kraftnät PN matar noderna N1-N4 med kraft.

En lokal oscillator LOl-LO4 är belägen i varje nod Nl-N4, vilken lokal oscillator LOl-LO4 genererar en lokal frekvens av exempelvis lO MHz. den lokala frekvensen används i sin tur som en referens för att generera ett antal bärfrekvenser i den motsvarande nöden Nl-N4. En bärfrekvens motsvarar exempelvis en radiokanal i noden N1-N4.

Paketöverföringsenheterna PC är exempelvis förbundna med noderna N1-N4 via paketnätet IP, såsom visas i fig. l.

Paketöverföringsenheterna PC används för att sända paketorienterad information till en motsvarande nod Nl-N4 i nätet n. 10 15 20 25 30 v 512 054 Paketöverföringsenheterna PC i fig. l illustrerar, som ett exempel, ett sätt att sända paketorienterad information till en motsvarande nod Nl-N4. Paketorienterad information kan även sändas mellan noderna Nl-N4 och vidare mellan mobiltelefonväxeln MSC och en motsvarande nod N1-N4 men detta är ej beskrivet i detta exempel. Uppfinningen är tillämpbar på alla typer av paketorienterade överföringar till och från noderna Nl-N4 i nätet n.

Vidare är paketorienterad överföring beskriven i exemplen här nedan för att belysa uppfinningen men förfarandet enligt uppfinningen är också tillämpbart på andra typer av överföringar till och från en motsvarande nod Nl-N4 som skall synkroniseras. Exempelvis skulle uppfinningen kunna tillämpas för ATM-överföring (asynkron överföringsmod) eller for SDH/PDH-överföring (synkron digital hierarki/plesiokron digital hierarki) i fall där klockstabiliteten är dålig.

En klockserver C, med en stabil referensfrekvens fs, är förbunden med kraftnätet PN och paketnätet IP. KLockservern C är exempelvis en persondator utrustad med en GPS-mottagare (globalt positioneringssystem).

Ett förfarande enligt uppfinningen beskrivs här nedan i anslutning till fig. 1, 2a, 2b och ovanstående exempel.

Kraftnätet PN genererar en signal med en frekvens av exempelvis 50 eller 60 Hz och det ögonblick när fasen för denna signal är lika med noll, är i detta exempel använt som en referens för att starta och stoppa såväl en mätning av referensfrekvensen fs i klockservern C och av en lokal 10 15 20 25 30 512 054 i; frekvens fl-f4 i en nod Nl-N4 i nätet n. Den nämnda fasen används härvid som en referens för att definiera ett stabilt tidsintervall som startar och slutar när fasen hos nämnda signal är lika med noll, under vilket tidsintervall mätningen utföres av referensfrekvensen fs i klockservern C och av en lokal frekvens fl-f4 i en nod Nl-N4.

Detta utföres för att synkronisera den lokala frekvensen fl-f 4 i den motsvarande noden Nl-N4.

Fasen hos den omnämnda signalen behöver nödvändigtvis inte vara lika med noll för att definiera starten och stoppet för det stabila tidsintervallet. Ett tröskelvärde nära noll eller ett tröskelvärde innefattande en hysteresfunktion skulle, enligt uppfinningen, också kunna användas som en referens för att trigga ett start och ett stopp för mätningen. För enkelhetens skull är tröskelvärdet lika med noll i de här nedan beskrivna exemplen.

Fig. 2a illustrerar ett flödesschema över ett förfarande enligt uppfinningen.

I det följande exemplet antages att noden Nl-N4, kraftnätet PN, paketnätet IP, klockservern C, paketöverföringsenheterna PC och mobiltelefonväxeln MSC är belägna såsom ovan beskrivits.

En eller flera av paketöverföringsenheterna PC antages kommunicera med en första nod N1, varvid en lokal frekvens fl i den första noden Nl är synkroniserad, såsom kommer att beskrivas i detta exempel. Den första noden Nl är belägen i 10 15 20 25 30 9 512 034 nätet n såsom visas i fig. 1 och förbunden med paketnätet IP och kraftnätet PN.

Naturligtvis kan förfarandet enligt uppfinningen tillämpas på fler än en nod åt gången, dvs. fler än en nod Nl-N4 kan synkroniseras samtidigt genom att låta klockservern C sända startmeddelanden och slutrapporter såsom här nedan beskrivs till mer än en nod àt gången. För klarhets skull är den första noden Nl synkroniserad, såsom ett exempel, här nedan.

I steg 101 sänder klockservern C ett startmeddelande till den första noden N1 via paketnätet IP. Startmeddelandet innehåller information om det tidsintervall, t.ex. under hur många cykler av den signal som genererats av kraftnätet PN, som en mätning av den lokala frekvensen fl i den första noden Nl samt av referensfrekvensen fs i klockservern C skall utföras.

I illustrativt syfte kan det omnämnda mättidsintervallet vara 180 000 cykler av den signal som genererats av kraftnätet PN.

När klockservern C i steg 103 avkänner att fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll utföres en första mätning av referensfrekvensen fs i klockservern C i steg 105.

Klockservern C utför en andra mätning av referensfrekvensen f S i steg 109 vid slutet av nämnda tidsintervall när mätningen av referensfrekvensen fs skall sluta i enlighet med steg 107.

Den andra mätningen utföres när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll och vid slutet 10 20 25 30 512 034 10 av nämnda tidsintervall.

I steg lll beräknar klockservern C skillnaden mellan den andra och den första mätningen av referensfrekvensen fs varvid erhålles antalet cykler av referensfrekvensen fs som har passerat under nämnda tidsintervall. Detta resultat ingår i en slutrapport, vilken slutrapport sänds till den första noden Nl via paketnätet IP i steg 113.

Ett exempel att utföra mätningen av det antal cykler av referensfrekvensen fs, genererad av en referensoscillator belägen i klockservern C, som har passerat under nämnda tidsintervall beskrivs här nedan. I detta exempel antages att en räknare (ej visad i figuren) är förbunden med referensoscillatorn. Räknaren räknar antalet cykler av referensfrekvensen fs.

När, såsom ovan beskrivits, den första mätningen av referensfrekvensen fs i klockservern C är utförd i steg lO5, är det i verkligheten värdet hos räknaren, förbunden med referensoscillatorn, som kontrolleras. Detta värde, benämnt här nedan första värde, registreras i exempelvis ett register.

På liknande sätt kontrolleras räknarens värde när den andra mätningen av referensfrekvensen fs i klockservern C är utförd i steg 109, såsom ovan beskrivits. Detta värde, här nedan benämnt andra värde, registreras också i registret.

Räknarens första och andra värde kontrolleras när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll, vid starten och vid slutet av såsom ovan beskrivits, dvs. 10 15 20 25 30 11 512 054 nämnda tidsintervall.

Klockservern C beräknar i steg 111 skillnaden mellan räknarens andra och första värde varvid erhålles antalet cykler av referensfrekvensen fs som har passerat under nämnda tidsintervall.

I steg 115 mottager den första noden Nl startmeddelandet, markerat i fig. 2a med A1, vilket sändes från klockservern C i steg 101. Den första noden Nl avkänner i steg 117 när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll. I steg 119 utför sedan den första noden Nl en första mätning av den lokala frekvensen fl, genererad av den lokala oscillatorn LOl i den första noden N1 när nämnda fas hos signalen har avkänts att vara lika med noll.

Den första mätningen av den lokala frekvensen fl är exempelvis utförd genom att kontrollera värdet hos räknaren (ej visad i figuren), förbunden med den lokala oscillatorn LO 1 i den första noden Nl. Detta värde, här nedan benämnt första värde, registreras i ett register. Räknaren räknar antalet cykler av den lokala frekvensen fl.

Den första noden Nl utför en andra mätning av den lokala frekvensen fl i steg 123 vid slutet av nämnda tidsintervall när mätningen av den lokala frekvensen fl skall sluta, enligt steg 121. Den andra mätningen är utförd när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll och vid slutet av nämnda tidsintervall. 10 15 20 25 30 512 054 12 Den andra mätningen av den lokala frekvensen fl är, exempelvis, utförd genom att kontrollera värdet hos nämnda räknare, förbunden med den lokala oscillatorn LO1. Detta värde, här nedan benämnt andra värde, registreras i nämnda register.

I nästa steg 125 beräknar den första noden N1 skillnaden mellan den andra och den första mätningen av den lokala frekvensen fl. Mera specifikt är det skillnaden mellan räknarens andra och första värde som beräknas varvid erhålles antalet cykler av den lokala frekvensen fl som ha passerat under nämnda tidsintervall. Den första noden N1 mottager i steg 127 slutrapporten från klockservern C.

Den första noden Nl jämför i steg 129 resultatet i slutrapporten från klockservern C med resultatet av antalet cykler av den lokala frekvensen fl som har passerat under nämnda tidsintervall.

Om resultatet från klockservern C är annat än resultatet i den första noden Nl enligt steg 131 så justerar den första noden N1 i steget 133 den lokala oscillatorn LOl i den första noden N1. En justering av den lokala oscillatorn LOI utföres genom att ändra den spänningsnivå som styr den lokala oscillatorn LOl så att den lokala frekvensen fl är lika med referensfrekvensen fs i servern C.

I ett annat exempel enligt uppfinningen utföres flera mätningar av den lokala frekvensen fl i den första noden Nl för att kontinuerligt synkronisera den lokala frekvensen fl i 10 15 20 25 30 lg, 512 054 den första noden Nl. Detta beskrives här nedan i anslutning till fig. zb.

I detta exempel antages att en ny mätning av den lokala frekvensen fl i den första noden Nl och av referensfrekvensen fs klockservern C startas varje minut. I detta exempel utföres varje mätning i klockservern C och i den första noden N1 under ett tidsintervall av 180 000 cykler av signalen i kraftnätet PN. Naturligtvis är detta enbart ett exempel och andra längder av tidsintervallet är, enligt uppfinningen, möjliga.

Initialt inställes en första räknare t på ett i steg 200. Den första räknaren t ökar med ett varje minut.

Förfarandet börjar i steg 201 varvid klockservern C sänder ett startmeddelande mt till den första noden Nl via paketnätet IP. Den första räknaren t är lika med ett den första gången som ett startmeddelande sänds från klockservern C varvid startmeddelandet mt är lika med ml.

Startmeddelandet innefattar information om längden av det tidsintervall, t.ex. under hur många cykler av signalen som genererats av kraftnätet PN, som en mätning av den lokala frekvensen fl i den första noden Nl samt av referensfrekvensen fs i klockservern C skall utföras. I detta exempel är tidsintervallet 180 000 cykler av den av kraftnätet PN genererade signalen, sàsom omnämnts här ovan.

Startmeddelandet innefattar vidare information om status för den första räknaren t sà att noden N1 och klockservern C kan 10 15 20 25 30 512 034 124 hålla reda pà antalet motsvarande mätningar.

Det är också möjligt att använda på förhand definierade längder för nämnda tidsintervall, vilka längder är kända av servern C och av den första nöden Nl varvid endast ett startmeddelande mt måste användas enligt uppfinningen för att starta en sekvens av mätningar i klockservern C och i den första nöden Nl. Startmeddelanden mt för att starta varje mätning är dock beskrivna i dessa exempel för att bättre illustrera förfarandet enligt uppfinningen.

När klockservern C i steg 203 avkänner att fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll utför klockservern C en första mätning av referensfrekvensen fs i klockservern C i steg 205 för mätningsantalet t.

Den första mätningen av referensfrekvensen fs är, som exempel, utförd genom att kontrollera värdet hos en räknare (ej visad i figuren), förbunden med referensoscillatorn i klockservern C. Detta värde, här nedan benämnt första värde, registreras i ett register. Räknaren räknar antalet cykler av referensfrekvensen fs.

I steg 207 kontrolleras den första räknaren t och om den har ökat med ett, dvs. en minut har gått, fortsätter klockservern C att sända ett nytt startmeddelande mt till den första noden Nl via paketnätet IP i steg 201 såsom ovan beskrivits. I illustrativt syfte är det nya startmeddelandet mt lika med m2 den andra gången som ett startmeddelande sänds från klockservern C. 10 15 20 25 30 lg 512 034 Klockservern C fortsätter att sända ett nytt startmeddelanden mt till den första noden N1 via paketnätet IP enligt stegen här ovan varje gång som t ökar med ett enligt steg 207.

I steg 211 utför klockservern C en andra mätning av referensfrekvensen fs för en mätning när nämnda tidsintervall för motsvarande mätning har slutat och denna mätning av referensfrekvensen fs skall sluta enligt steg 209. Nämnda tidsintervall är, såsom ovan beskrivits, 180 000 cykler av den signal som genererats av kraftnätet PN. Den andra mätningen utföres när fasen hos signalen, genererad av kraftnätet PN, är lika med noll och när 180 000 cykler av denna signal har passerat.

Den andra mätningen av referensfrekvensen fs är exempelvis utförd genom att kontrollera värdet hos den omnämnda räknaren, förbunden med referensoscillatorn. Detta värde, här nedan benämnt andra värde, registreras i nämnda register.

Om nämnda tidsintervall ej har slutat enligt steg 209 återgår förfarandet till steg 207 och den första räknaren t kontrolleras. Om värdet hos den första räknaren t har ökat återgår förfarandet till steg 201 där ett nytt startmeddelande mt kommer att sändas från klockservern C.

Om emellertid mättidsintervallet har slutat beräknar klockservern C i steg 213 skillnaden mellan det andra och det första mätvärdet av referensfrekvensen fs under en motsvarande mätning. Mera specifikt är det skillnaden mellan det andra och det första värdet hos räknaren, förbunden med referensoscillatorn, som beräknas för den motsvarande mätningen, varvid antalet cykler av referensfrekvensen fs som 10 15 20 25 30 512 054 116 har passerat under nämnda tidsintervall erhålles för denna mätning. Detta resultat ingår i en slutrapport, svarande mot mätningen, vilken slutrapport sänds till den första noden N1 via paketnätet IP i steg 215.

I steg 217 mottager den första noden N1 startmeddelandet, markerat med A2 i fig. 2b, för mätantalet t. Den första noden N1 avkänner i steg 219 när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll. I steg 221 utför sedan den första noden Nl en första mätning av den lokala frekvensen fl, genererad av den lokala oscillatorn LOl i den första noden Nl för mätningsantalet t när nämnda fas hos signalen är avkänd att vara lika med noll.

Den första mätningen av den lokala frekvensen fl är exempelvis utförd genom att kontrollera värdet hos en räknare (ej visad i figuren), förbunden med den lokala oscillatorn LO 1 i den första noden Nl. Detta värde, här nedan benämnt första värde, registeras i ett register. Räknaren räknar antalet cykler av den lokala frekvensen fl.

Den första noden N1 utför en andra mätning av den lokala frekvensen fl för en mätning i steg 225 när nämnda tidsintervall, motsvarande mätningen, har slutat och den motsvarande mätningen av den lokala frekvensen fl skall sluta, enligt steg 223. Den andra mätningen är utförd när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll och när 180 000 cykler av denna signal har passerat.

Den andra mätningen av den lokala frekvensen fl är exempelvis 10 15 20 25 30 1; 512 054 utförd genom att kontrollera värdet hos nämnda räknare, förbunden med den lokala oscillatorn LO1. Detta värde, här nedan benämnt andra värde, registeras i nämnda register.

I nästa steg 227 beräknar den första noden Nl skillnaden mellan den andra och den första mätningen av den lokala frekvensen fl för en motsvarande mätning. Mera specifikt är det skillnaden mellan det andra och det första värdet hos räknaren, förbunden med den lokala oscillatorn LOl, för motsvarande mätning som beräknas, varvid erhålles antalet cykler för den lokala frekvensen fl som har passerat under nämnda tidsintervall, motsvarande mätningen.

Den första noden N1 mottager i steg 229 slutrapporten från klockservern C för den motsvarande mätningen.

I steg 231 jämför den första noden N1 resultatet i slutrapporten från klockservern C med resultatet av antalet cykler av den lokala frekvensen fl som har passerat under nämnda tidsintervall för den motsvarande mätningen.

Om resultatet från klockservern C skiljer sig från resultatet i den första noden Nl för motsvarande mätning enligt steg 233 så kommer i steg 235 den första noden Nl att justera den lokala oscillatorn LO1 i den första noden N1, såsom ovan beskrivits.

Förfarandet fortsätter till steg 207 och förfarandet upprepas såsom ovan beskrivits under återstoden av mätningarna utförda i klockservern C och i den första noden Nl. 10 15 20 25 30 512 054 18 Ett visst fel i fasdifferensen i kraftnätet PN kan förorsaka ett fel vad avser resultaten av en mätning i klockservern C och i den första noden Nl. Felet i fasdifferensen beror på avståndet mellan klockservern C och den första noden Nl och kraftnätets PN topologi. Exempelvis erhålls ett fel i fasdifferensen pà omkring 5 grader, dvs. 1,5 %, i kraftnätet PN mellan Enköping och Ringhals i Sverige.

För att minimera dessa mätningsfel utförs mätningarna i klockservern C och i den första noden Nl under ett långt tidsintervall enligt ovanstående exempel, exempelvis under 180 000 cykler av signalen i kraftnätet PN. Detta motsvarar omkring 60 minuter (1 cykel=l/50 sekunder -+ 180 000 cykler = 3600 sekunder).

Ett exempel på förfarandets enligt uppfinningen precision beskrivs här nedan.

I detta exempel antages att felet hos fasskillnaden i kraftnätet PN är 2 grader, 2/360=O,56%. upphov till en tidsskillnad av 0,00556xl/50=0,000ll dvs. Detta fasfel ger sekunder=0,ll ms mellan klockservern C och den första noden Nl.

Denna tidsskillnad måste räknas två gånger emedan den kommer att uppträda såväl vid start som vid stopp av en mätning utförd i klockservern C och i den första noden Nl.

I detta exempel antages vidare att tidsintervallet för en mätning är inställd på sextio minuter, dvs. 3600 sekunder.

Den erhållna precisionen är då 0,llx2 ms/3600=0,00000006ll%. lO 15 20 25 30 149 512 054 Den lokala oscillatorn LO1 i den första noden N1 behöver inte justeras efter varje resultatjämförelse från en mätning såsom beskrivits i ovanstående exempel. Ett medelvärde kan beräknas på resultat från flera mätningar efter att dessa mätningar har utförts i klockservern C och i den första noden Nl.

Medelvärdet beräknas som exempel i den första noden Nl på resultaten från ett antal mätningar i klockservern C, vilka resultat mottages av den första noden Nl i de motsvarande slutrapporterna och på resultaten från motsvarande mätningar i den första noden N1. Dessa medelvärden jämföres i den första noden Nl, varvid den lokala oscillatorn LOl i den första noden N1 justeras i enlighet därmed.

Resultaten från ett antal mätningar kan bearbetas i någon typ i filter, exempelvis làgpassfilter eller Kalman-filter i den första noden N1 för att också förbättra förfarandet enligt uppfinningen.

I en annan utföringsform av uppfinningen utför klockservern C behandlingen av de resultat som erhållits i klockservern C och i noden Nl-N4 som skall synkroniseras, varvid klockservern C styr motsvarande nod Nl-N4. Detta beskrivs här nedan i anslutning till föregående utföringsformer.

I detta exempel antags att den lokala frekvensen fl i den första noden Nl skall synkroniseras. Naturligtvis kan flera noder Nl-N4 synkroniseras samtidigt men för klarhets skull synkroniseras, som ett exempel, den första noden N1 här nedan. 10 15 20 25 30 512 034 20 I det följande exemplet antags också att noden Nl-N4 I kraftnätet PN, paketnätet IP, klockservern C, paketöverföringsenheterna PC och mobiltelefonväxeln MSC är belägna som ovan beskrivits.

På samma sätt som här ovan har beskrivits utför klockservern C och den första noden Nl en mätning av referensfrekvensen fs respektive av den lokala frekvensen fl under det stabila tidsintervall när ett startmeddelanden är sänt till den första noden Nl via paketnätet IP. Tidsintervallet är definierat att starta och sluta när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll, såsom ovan beskrivits.

Det resultat som erhållits av det antal cykler av den lokala frekvensen fl som har passerat under nämnda tidsintervall ingår i en rapport vilken rapport är sänd från den första noden Nl till klockservern C via paketnätet IP.

Klockservern C jämför resultatet i rapporten från den första noden Nl med resultatet av antalet cykler av referensfrekvensen fs som har passerat under nämnda tidsintervall.

Om resultatet från den första noden Nl avviker från resultatet i klockservern C så sänder klockservern C ett justeringsmeddelande till den första noden Nl.

Justeringsmeddelandet innefattar exempelvis information om hur mycket den lokala oscillatorn LO1 i den första noden Nl skall justeras för att bringa den lokala frekvensen fl att 10 15 20 25 30 21 512 054 vara samma som referensfrekvensen fs i klockservern C.

På samma sätt som beskrivits i anslutning till fig. 2b kan flera mätningar utföras av den lokala frekvensen fl i den första noden Nl och av referensfrekvensen fs i klockservern C för att kontinuerligt synkronisera den lokala frekvensen fl i den första noden Nl.

Klockservern C kan vidare innefatta en filtrerande funktion i vilken resultat från ett antal mätningar, utförda i klockservern C och i den första noden Nl, kan bearbetas för att förbättra förfarandet enligt uppfinningen, varvid den lokala oscillatorn LO1 i den första noden Nl justeras i enlighet därmed.

Noden N innefattar exempelvis en mottagare 303, en sändare 305, en lokal oscillator LO 309, en minnesenhet 311, en filterenhet 313, en beräkningsenhet 315, en mätenhet 307, en komparatorenhet 317, en justeringsenhet 319, en kraftförbindare 321, en avkänningsenhet 322 och en styrenhet fig. 323, vilka är de komponenter som visas i 3. Mottagaren 303 och sändaren 305 är förbundna med en antenn 301. Samtliga enheter är förbundna med varandra via en databuss 300 såsom visas i figuren.

Mätenheten 307 i noden N används för att mäta den lokala frekvensen fl, vilken lokala frekvens fl används som en referens för att generera flera bärfrekvenser i noden N.

Minnesenheten 311 lagrar mätningarna från mätenheten 307, resultat från beräkningsenheten 315 och i vissa fall resultat från beräkningsenheten 415 i servern C, vilket beskrivs här 10 15 20 25 30 512 054 22 nedan.

Beräkningsenheten 315 i noden N beräknar exempelvis en skillnad mellan två mätningar lagrade i minnesenheten 311, vilka mätningar erhålles vid starten och vid slutet av en mätning, samt ett medelvärde av resultaten från flera mätningar lagrade i minnesenheten 311.

Kraftförbindaren 321 förbinder noden N med kraftnätet PN.

Avkänningsenheten 322 i noden N avkänner när fasen hos den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll.

Avkänningsenheten 322 utför också beräkning av cyklerna av den lokala frekvensen fl I vissa fall är en komparatorenhet 317 och en filterenhet 311 belägna i noden N, såsom visas i figuren.

Komparatorenheten 317 används exempelvis för att bestämma om resultatet av mätningar som sänds från klockservern C, såsom beskrivits i ovanstående exempel, avviker från resultatet av motsvarande mätningar lagrade i minnesenheten 311 i noden N.

Justeringsenheten 319 justerar den lokala oscillatorn LO 309 när så behövs genom att ändra den spänning som styr den lokala oscillatorn LO 309 så att den lokala frekvensen fl är samma som referensfrekvensen fs i servern C.

Enheterna 303, 305, 307, 311, 313, 315, 317, 317, 319, 321, 322 och 323 är förbundna med databussen 300 genom LO 309, vilken enheterna kommunicerar med varandra. Styrenheten 323 i noden N styr de olika enheterna via databussen 300 och 10 15 20 25 30 23 512 054 påverkar dem att utföra önskade operationer i enlighet med uppfinningen.

Klockservern C innefattar exempelvis en avkänningsenhet 405, en mätenhet 407, en referensoscillator 409, en minnesenhet 411, en beräkningsenhet 415, en tidgivarenhet 416, en kraftförbindare 417 och en styrenhet 419 vilka är de komponenter som är visade i fig. 3. Samtliga enheter är förbundna med varandra genom en databuss 400 såsom är visat i figuren.

Avkänningsenheten 405 avkänner när fasen av den signal som genererats av kraftnätet PN är lika med noll.

Avkänningsenheten 405 utför även beräkning av cyklerna hos referensfrekvensen fs vilken stabil referensfrekvens fs genererats av referensoscillatorn 409.

Mätenheten 407 i klockservern C används för att mäta referensfrekvensen fs.

Minnesenheten 411 används exempelvis för att lagra mätningar från mätenheten 407, resultat fràn beräkningsenheten 415, och i vissa fall resultat från beräkningsenheten 315 i noden N såsom ovan beskrivits.

Beräkningsenheten 415 beräknar skillnaden mellan två mätvärden lagrade i minnesenheten 411, vilka mätvärden erhållits vid starten och vid slutet av en mätning och ett medelvärde av resultat från olika mätningar lagrade i minnesenheten 411.

Tidgivarenheten 416 i klockservern C används för att manövrera den första räknaren t såsom ovan beskrivits. 10 15 20 25 30 512 034 24 Kraftförbindaren 417 förbinder klockservern C med kraftnätet PN.

I vissa fall är en komparatorenhet och en filterenhet belägna i klockservern C men detta visas ej i figuren.

I detta fall används komparatorenheten i klockservern C exempelvis för att bestämma om resultatet av mätningar som sänts från noden N, såsom ovan beskrivits, skiljer sig från resultatet av motsvarande mätningar lagrade i minnesenheten 411 i klockservern C.

Enheterna 405, 407, 409, 411, 415, 416, 417 och 419 är förbundna med databussen 400 genom vilken enheterna kommunicerar med varandra. Styrenheten 419 i klockservern C styr de olika enheterna via databussen 400 och påverkar dem att utföra önskade operationer i enlighet med uppfinningen.

Den signal som genererats av kraftnätet PN innefattar en spänningsdel och en strömdel. Det ögonblick när fasen hos denna signal är lika med noll används ovan som en referens för att starta och stoppa en mätning i klockservern C och i noderna Nl-N4. Mera specifikt är det det ögonblick när fasen för denna signals spänningsdel är lika med noll som ovan används som en referens för att starta och stoppa en mätning i klockservern C och i noderna Nl-N4, dvs. som en referens för att definiera det stabila tidsintervall under vilket en mätning utföres i klockservern C och i noderna Nl-N4.

Uppfinningen kan tillämpas på alla typer av noder där en exakt frekvens krävs. Ett exempel är en basstation. 25 i 512 034 Uppfinningen som ovan beskrivits kan utföras i ytterligare andra specifika former inom ramen för dess innebörd eller väsentliga karakteristika. Således skall föreliggande utföringsformer i alla avseenden betraktas som illustrativa och ej begränsande och uppfinningens ram anges av bifogade krav snarare än av de föregående beskrivningarna och alla ändringar som ligger inom innebörden för kraven och inom kravens ekvivalens skall därför betraktas som ingående däri.

Claims (9)

10 15 20 25 30 512 034 26 PATENTKRAV l. Förfarande för att synkronisera åtminstone en nod (N1-N4) i ett nät (n), vilken nod (N1-N4) är förbunden med ett kraftnät (PN) och ett överföringsnät (IP), varvid förfarandet innefattar följande steg: att utföra en mätning av en stabil frekvens (f genererad S), varvid nämnda server är förbunden med (IP), av en server (C), kraftnätet (PN) och överföringsnätet under ett förutbestämt tidsintervall, vilket tidsintervall startar och slutar när en fas hos en signal, genererad av kraftnätet (PN), motsvarar en tröskelvärde; att utföra en mätning av en lokal frekvens (fl-f4) i noden (N 1-N4) under nämnda tidsintervall; att jämföra ett resultat av den mätning som erhållits i servern (C) med ett resultat av den mätning som erhållits i noden (N1-N4); och att ställa in noden (Nl-N4) om nämnda resultat i servern (C) är annat än nämnda resultat i noden (Nl-N4). 2. Förfarande enligt krav l, varvid förfarandet vidare innefattar steget att sända ett startmeddelande från servern (C) till noden (N1-N4). 3. Förfarande enligt krav 2, varvid förfarandet vidare innefattar steget att sända en slutrapport från servern (C) till noden (Nl-N4) när nämnda tidsintervall har slutat, vilken slutrapport innefattar resultatet av den mätning som erhållits i servern (C). 4. Förfarande enligt krav 2, varvid förfarandet vidare 10 15 20 25 30 27 512 054 innefattar steget att sända en slutrapport från noden (Nl-N4) till servern (C) när nämnda tidsintervall har slutat, vilken slutrapport innefattar resultatet av den mätning som erhållits i noden (N1-N4). 5. Förfarande enligt krav 3, varvid förfarandet innefattar steget att låta noden (Nl-N4) utföra jämförelsen mellan nämnda resultat erhållna i servern (C) och i noden (N1-N4). 6. Förfarande enligt krav 4, varvid förfarandet innefattar steget att låta servern (C) utföra jämförelsen mellan nämnda resultat erhållna i servern (C) och i noden (Nl-N4). 7. Förfarande enligt krav 2, 3, 4, 5 eller 6, varvid förfarandet vidare innefattar steget att låta startmeddelandet innehålla information om längden av nämnda tidsintervall för mätningen i servern (C) och för motsvarande mätning i noden (N1-N4). 8. Förfarande enligt krav 7, varvid förfarandet vidare innefattar steget att låta tidsintervallet vara ett antal cykler av signalen, genererad av kraftnätet (PN). 9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, varvid steget att utföra mätningen i servern (C) respektive i noden (N1-N4) innefattar följande steg: att avkänna när fasen hos signalen, genererad av kraftnätet (PN), är samma som nämnda tröskelvärde; att utföra en första mätning av den stabila frekvensen (fs) i servern (C) respektive av den lokala frekvensen (fl-f4) i noden (N1-N4) när fasen hos signalen, genererad av kraftnätet 10 15 20 25 30 512 034 28 (PN), avkänns att vara samma som nämnda tröskelvärde; att avkänna när fasen hos signalen, genererad a kraftnätet (PN), är samma som nämnda tröskelvärde vid slutet av nämnda tidsintervall; och att utföra en andra mätning av den stabila frekvensen (fs) i servern (C) respektive av den lokala frekvensen (fl-f4) i noden (N1-N4) vid slutet av nämnda tidsintervall när fasen hos signalen, genererad av kraftnätet (PN), avkänns att vara samma som nämnda tröskelvärde. 10. Förfarande enligt krav 9, varvid förfarandet innefattar steget att låta resultatet av mätningen i servern (C) vara antalet cykler av den stabila frekvensen (f ) som har s passerat under nämnda tidsintervall, och att låta resultatet av mätningen i noden (N1-N4) vara antalet cykler av den lokala frekvensen (fl-f4) som har passerat under nämnda tidsintervall. ll. Förfarande enligt något av kraven l-lO, varvid förfarandet innefattar steget att låta den lokala frekvensen (fl-f4) genereras av en oscillator (LOl-LO4) belägen i noden . 12. Förfarande enligt krav ll, varvid steget att ställa in noden (Nl-N4) innefattar inställning av oscillatorn (LOI-LO4) i noden (N1-N4) genom att ändra en spänning som styr oscillatorn (LO1-LO4) så att den lokala frekvensen (fl-f4) blir samma som den stabila frekvensen (f ) i servern (C). S 13. Förfarande enligt något av kraven l-12, varvid förfarandet innefattar steget att låta nämnda tröskelvärde 10 15 20 25 30 29 512 054 vara lika med noll. 14. Förfarande för att synkronisera åtminstone en nod (Nl-N4) i ett nät (n), vilken nod (N1-N4) är förbunden med ett kraftnät vilket förfarande (PN) och ett överföringsnät (IP), innefattar följande steg: att utföra en mätning av en stabil frekvens (f genererad S), varvid nämnda server är förbunden med (IP), (C), (PN) aV en SGIVEI kraftnätet och överföringsnätet under ett förutbestämt tidsintervall, vilket tidsintervall startar och slutar när en fas hos en signal, genererad av kraftnätet (PN), är samma som ett tröskelvärde; att utföra en mätning av en lokal frekvens (fl-f4) i noden (Nl-N4) under nämnda tidsintervall; att jämföra ett resultat av en mätning erhállen i servern (C) med ett resultat av en motsvarande mätning erhållen i noden (Nl-N4); och att ställa in noden (Nl-N4) om nämnda resultat i servern (C) är annat än nämnda resultat i noden (Nl-N4) för motsvarande mätning. 15. Förfarande enligt krav 14, varvid förfarandet vidare innefattar steget att sända ett startmeddelande (mt) från servern (C) till noden (Nl-N4). 16. Förfarande enligt krav 15, varvid startmeddelandet (mt) sänds från servern (C) till noden (Nl-N4) vid förutbestämda intervaller, varvid startmeddelandet (mt) motsvarar en mätning. 10 15 20 25 30 512 034 30 17. Förfarande enligt krav 15 eller 16, varvid förfarandet vidare innefattar steget att sända en slutrapport från servern (C) till noden (N1-N4) när nämnda tidsintervall för en mätning har slutat, varvid slutrapporten innefattar resultatet av den motsvarande mätning som erhållits i servern (C) och en identitet för motsvarande mätning. 18. Förfarande enligt krav 15 eller 16, varvid förfarandet vidare innefattar steget att sända en slutrapport från noden (Nl-N4) till servern (C) när nämnda tidsintervall för en mätning har slutat, varvid slutrapporten innefattar resultatet av den motsvarande mätning som erhållits i noden (Nl-N4) och en identitet av motsvarande mätning. 19. Förfarande enligt krav 17, varvid förfarandet innefattar steget att låta noden (Nl-N4) utföra jämförelsen mellan nämnda resultat erhållna i servern (C) och i noden (N1-N4). 20. Förfarande enligt krav 18, varvid förfarandet innefattar steget att låta servern (C) utföra jämförelsen mellan nämnda resultat erhållna i servern (C) och i noden (Nl-N4). 21. Förfarande enligt krav 15, 16, 17, 18, 19 eller 20, varvid förfarandet vidare innefattar steget att låta startmeddelandet (mt), motsvarande en mätning, innehålla information om längden av nämnda tidsintervall för mätningen i servern (C) och för motsvarande mätning i noden (Nl-N4). 22. Förfarande enligt krav 21, varvid förfarandet vidare innefattar steget att låta tidsintervallet vara ett antal cykler av signalen, genererad av kraftnätet (PN). 10 15 20 25 30 31 512 034 23. Förfarande enligt något av kraven 14-22, varvid steget att utföra mätningen i servern (C) respektive i noden (Nl-N4) innefattar följande steg: att avkänna när fasen för signalen, genererad av kraftnätet (PN), är samma som nämnda tröskelvärde; att utföra en första mätning av den stabila frekvensen (fâ) i servern (C) respektive av den lokala frekvensen (fl-f4) i noden (Nl-N4) när fasen hos signalen, genererad av kraftnätet (PN), är avkänd att vara samma som nämnda tröskelvärde; att avkänna när fasen hos signalen, genererad av kraftnätet (PN), är samma som nämnda tröskelvärde vid slutet av nämnda tidsintervall; och att utföra en andra mätning av den stabila frekvensen (fs) i servern (C) respektive av den lokala frekvensen (fl-f4) i noden (Nl-N4) vid slutet av nämnda tidsintervall när fasen hos signalen, genererad av kraftnätet (PN), är avkänd att vara samma som nämnda tröskelvärde. 24. Förfarande enligt krav 23, varvid förfarandet innefattar steget att låta resultat av en mätning i servern (C) vara antalet cykler av den stabila frekvensen (fs) som har passerat under nämnda tidsintervall för motsvarande mätning, och att låta resultatet av en mätning i noden (Nl-N4) vara antalet cykler av den lokala frekvensen (fl-f4) som har passerat under nämnda tidsintervall för motsvarande mätning. 25. Förfarande enligt krav 24, varvid förfarandet vidare innefattar följande steg: att behandla ett resultat, fràn ett förutbestämt antal mätningar utförda i servern (C), i ett filter; att behandla ett motsvarande resultat, fràn det förutbestämda 10 l5 20 25 30 512 054 32 antalet motsvarande mätningat utförda i noden (Nl-N4), i filtret; att låta steget att jämföra nämnda resultat erhållna i servern (C) och i noden (N1-N4) för en motsvarande mätning innefatta steget att jämföra nämnda resultat från filtret för motsvarande förutbestämda antal mätningar; och att låta steget att ställa in noden (Nl-N4) om nämnda resultat i servern (C) är annat än nämnda resultat i noden (N

1. -N4) för motsvarande mätning innefatta steget att ställa in noden (Nl-N4) om nämnda resultat från filtret avviker från varandra för motsvarande förutbestämda antal mätningar. 26. varvid förfarandet innefattar steget att låta noden (N1-N4) innefatta filtret. Förfarande enligt krav 25, 27. Förfarande enligt krav 25, varvid förfarandet innefattar steget att låta servern (C) innefatta filtret. 28. Förfarande enligt krav 26 eller 27, varvid förfarandet innefattar steget att låta filtret vara ett genomsnittsfilter, ett lågpassfilter eller ett Kalman-filter. 29. Förfarande enligt något av kraven 14-28, varvid förfarandet innefattar steget att låta den lokala frekvensen (fl-f4) genereras av en oscillator (LOl-LO4) belägen i noden - 30. Förfarande enligt krav 29, varvid steget att ställa in noden (N1-N4) innefattar att justera oscillatorn (LOl-LO4) i noden (Nl-N4) genom att ändra en spänning som styr oscillatorn (LOl-LO4) så att den lokala frekvensen (fl-f4) 10 15 20 25 30 33 512 034 blir samma som den stabila frekvensen (f i servern (C). S) 31. Förfarande enligt något av kraven 14-30, varvid förfarandet innefattar steget att låta nämnda tröskelvärde vara lika med noll. 3

2. Anordning i ett nät med ett kraftnät (PN) (n), vilken anordning är förbunden och ett överföringsnät (IP), varvid åtminstone en mätning utföres av en lokal frekvens (fl-f4) i anordningen under ett förutbestämt tidsintervall, vilket tidsintervall startar och slutar när en fas hos en signal, genererad av kraftnätet (PN), är samma som ett tröskelvärde, varvid anordningen innefattar mottagarorgan (303) för att mottaga signaler från nätet (n); (305) (n); sändarorgan för att sända signaler till nätet mätorgan (307) för att mäta den lokala frekvensen (fl-f4); oscillatororgan (LO 309) för att generera den lokala frekvensen (fl-f4); (315) för att beräkna en skillnad mellan två mätningar lagrade i ett minnesorgan (311), vilka mätningar beräkningsorgan erhålles vid starten och vid slutet av en mätning; minnesorgan (311) för att lagra mätningar utförda av mätorganet (307) och resultaten från beräkningsorganet (315): inställningsorgan (319) för att ställa in oscillatororganet (LO 309); avkänningsorgan (322) för att avkänna när fasen hos signalen, (PN), är samma som tröskelvärdet och genererad av kraftnätet för att beräkna cyklerna för den lokala frekvensen (fl-f4); och styrorgan (323) för att styra nämnda organ. 3

3. Anordning enligt krav 32, varvid anordningen vidare 10 15 20 25 30 512 034 34 innefattar filterorgan (313) för att behandla resultaten fràn ett antal mätningar; och komparatororgan (317) för att bestämma om resultaten av motsvarande mätningar är olika. 3

4. Anordning enligt krav 32 eller 33, varvid beräkningsorganet (315) beräknar ett medelvärde av resultat från flera mätningar. 3

5. Anordning enligt krav 32, 33 eller 34, varvid nämnda tidsintervall är ett antal cykler av signalen, genererad av kraftnätet (PN). 3

6. Anordning enligt krav 32, 33, 34 eller 35, varvid nämnda inställningsorgan (319) ändrar en spänning som styr oscillatorn (LOl-LO4). 3

7. Anordning enligt krav 36, varvid nämnda tröskelvärde är lika med noll. vilken serveranordning är (IP), (H), (PN) 3

8. Serveranordning i ett nät förbunden med ett kraftnät och ett överföringsnät varvid åtminstone en mätning utföres av en referensfrekvens (f ) i serveranordningen under ett förutbestämt s tidsintervall, vilket tidsintervall startar och slutar när en fas av en signal, genererad av kraftnätet (PN), är samma som ett tröskelvärde, varvid serveranordningen innefattar (407) mätorgan för att mäta referensfrekvensen (fS); oscillatororgan (409) för att generera referensfrekvensen (fs ); beräkningsorgan för att beräkna en skillnad mellan två (415) 10 15 20 25 512 054 35 mätningar lagrade i ett minnesorgan (411), vilka mätningar är erhållna vid starten och vid slutet av en mätning; (411) minnesorgan för att lagra mätningar utförda av mätorganet (407) och resultat från beräkningsorganet (4l5); avkänningsorgan (405) för att avkänna när fasen av signalen, (PN), genererad av kraftnätet är samma som tröskelvärdet och för att beräkna cyklerna av referensfrekvensen (fs); och styrorgan (419) för att styra nämnda organ. 3

9. Serveranordning enligt krav 38, varvid serveranordningen vidare innefattar filterorgan för att behandla resultat från ett antal mätningar; och jämförelseorgan för att bestämma om resultaten av motsvarande mätningar är olika. 40. Serveranordning enligt krav 38 eller 39, varvid beräkningsorganet (415) beräknar ett medelvärde av resultat från flera mätningar. 41. Serveranordning enligt krav 38, 39 eller 40, varvid nämnda tidsintervall är ett antal cykler av den signal som genererats av kraftnätet (PN). 42. Serveranordning enligt krav 41, varvid nämnda tröskelvärde är lika med noll.