在尋呼系統中實現尋呼數據的同步傳輸的電路和方法
2023-05-26 16:40:36 1
專利名稱：在尋呼系統中實現尋呼數據的同步傳輸的電路和方法
技術領域：
本發明涉及在尋呼系統中傳輸尋呼數據的電路和方法，具體地說，本發明涉及一種將來自全球定位系統的接收機的參考時鐘信號進行延遲，以便在尋呼系統中實現尋呼數據的同步傳輸的電路和方法。
傳統的尋呼系統為系統中的各個尋呼機提供不同的無線呼叫服務。這種尋呼系統包括多個向單元(cell)(即一指定區域)提供呼叫服務的基站。每個基站從一尋呼終端接收呼叫數據，並將無線呼叫信號傳送給適當區域的一個尋呼機。每個基站應同步傳送尋呼數據以避免一尋呼終端(位於重疊的單元區域內)從許多基站接收相同的信號，並減小接收到的數據的錯誤率。
在過去曾採用不同的同步傳輸尋呼數據的方法。目前，用於實現尋呼數據的同步傳輸的一個流行的方法採用全球定位系統(GPS)接收機，以將尋呼數據的傳輸同步在一絕對的時間。GPS是基於衛星的無線電系統，它具有不同的繞地球環行的衛星，以便確定或導引移動物體(例如飛機、輪船)的方位。PGS接收機方法包括向衛星發射多個全波並測量發射波和從衛星反射的波之間的相位差。已知的採用GPS接收機傳輸尋呼數據的方法包括根據絕對時間信息以高速尋呼協議從高速尋呼系統發送同步尋呼數據。
總的來說，尋呼系統可劃分為一尋呼終端和一基站，前者由從用戶接收的信息產生尋呼數據，後者從尋呼終端接收尋呼數據並向一適當的尋呼機發射一射頻。尋呼系統的基站部分可進一步分為(1)發射機控制部分，用於將(從尋呼終端接收的)尋呼數據與適當的協議結合，根據來自GPS接收機的絕對時間信息(即參考時鐘信號)同步該接收的尋呼數據，並傳送該接收到的尋呼數據到(2)發射機部分，在該部分接收到的尋呼數據被調製為一射頻後傳送給一適當的尋呼機。
由於尋呼數據的傳輸的同步方法是採用高速尋呼協議的尋呼系統的基礎，與每個基站相關的發射機控制器必須提前確定尋呼數據應被發送的準確時間。然後發射機控制器在確定的時間將尋呼數據發送到發射機，在這裡尋呼數據被調製成射頻並被發射。如上所示，發射機控制器負責管理全部的時間信息和將尋呼數據同步並傳送到發射機。
上述同步傳輸尋呼數據的傳統方法在實施中存在一些問題。首先，由於尋呼數據的同步傳輸配置基於尋呼終端的設置，所以只有發射機控制器考慮尋呼數據發送的定時(即，發射機不能考慮此方面)。也就是說，即使發射機控制器基於絕對時間信息對尋呼數據的傳輸進行同步，發射機也只能對從發射機控制器接收的尋呼數據進行調頻和發射。此外，即使發射機控制器在準確的時間(即上面討論的確定時間)將尋呼數據發送到發射機，也不可能補償在發射機接收並調製尋呼數據以及該數據被傳輸之間的延時。
參照
圖1所示的現有技術。圖中示出根據參考時鐘信號(GPS的1PPS(Pulse Per Second，脈衝每秒))從發射機控制器傳送尋呼數據和發射機發射無線尋呼數據的時序圖。圖1(a)示出GPS的1PPS信號。圖1(b)示出從發射機控制器到發射機傳輸尋呼數據的時序圖，該傳輸與n秒的絕對時間同步。圖1(c)示出一尋呼數據傳輸時鐘信號，該信號是從發射機讀入尋呼數據的參考。圖1(d)示出發送從發射機接收的尋呼數據(已調製成射頻)的時序圖。
在圖1(b)中，發射機控制器同步到n秒的絕對時間，而尋呼數據和傳輸時鐘信號被傳送到發射機。發射機接收傳輸的時鐘信號並響應於這種時鐘信號的上升沿讀入尋呼數據。然後發射機將尋呼數據調製為射頻並發射該數據。
如圖1所示，發射機讀入尋呼數據時產生一延時，該延時被稱為數據提取延時(Data Fetch Delay，DFD)，將(讀入的)尋呼數據調製到射頻時也產生延時，該延時被稱為頻率調製延時(FMD)。假設這兩個延時的和是發射機的總延時(X)，從圖1中可清楚看出，由發射機發射數據的實際時間不能與絕對時間n同步。具體地說，調製後的尋呼數據比絕對時間n延時X(即發射機延時)被傳輸。
目前市場上的發射機的延時各不相同。即使同一公司組裝的發射機之間也有微小的誤差，這些誤差導致發射機的延時不同。其結果是，在實際應用中，即使通過匹配各發射機來提供尋呼服務，系統中的每個發射機的最終無線傳輸的傳輸時間仍然不同，從而阻礙了尋呼數據的同步傳輸。因而在實際應用中，由於具有不同延時的發射機的發射時間不同，接收到的尋呼數據的錯誤率增大。
為解決上述問題，本發明的一個目的在於提供一種用於延時由GPS接收機產生的參考時鐘信號(1PPS)的電路，從而控制從尋呼站的發射機控制器向發射機傳送尋呼數據的時間，以抵消由於發射機的延時導致的錯誤。
本發明的另一個目的在於提供一種將(以射頻發射的)尋呼數據同步到絕對時間以實現所述數據的同步傳輸的方法。
根據本發明的一個方面，用於延遲一來自全球定位系統(GPS)接收機的參考時鐘信號的電路包括一數據總線；一鎖存器模塊，與數據總線相連並響應鎖存輸入信號，用於從數據總線接收信號；計數器/控制器模塊，與數據總線相連並響應來自GPS接收機的參考時鐘信號(1PPS)，用於對計數器參考時鐘信號的一系列脈衝進行計數，並響應該計數產生一計數器輸出信號，由此計數器/控制器響應於1PPS信號開始對計數器參考時鐘信號的脈衝進行計數；以及比較器，與鎖存器模塊和計數器/控制器模塊相連，用於從鎖存器模塊接收數據總線信號，並響應於從鎖存器模塊接收的數據總線信號和從計數器/控制器模塊接收的計數器輸出信號產生一延時的1PPS信號(1PPS′)。
根據本發明的另一方面，提供一種用於在一尋呼系統中同步傳輸尋呼數據的方法。其中所述尋呼系統具有多個發射機控制器，用於接收尋呼數據；以及與每個發射機控制器結合的發射機，用於調製並發射從相應的發射機控制器接收的尋呼數據。所述方法包括以下步驟將來自全球定位系統(GPS)接收機的參考時鐘信號輸入到多個尋呼系統的發射機控制器；將來自GPS接收機的參考時鐘信號(該信號被輸入到每個發射機控制器)延時1-X秒，其中值X是與發射機相關的延時，而發射機又與每個發射機控制器相關；根據延時的時鐘信號將來自多個發射機控制器的尋呼數據傳送到每個相關的發射機；從多個發射機同步發射尋呼數據，其中尋呼數據的同步發射與來自GPS接收機的參考時鐘信號同步。
通過以下結合附圖詳細描述本發明的實施例，本發明的上述和其它目的、特徵及優點將更加明顯。其中圖1(a)-(d)示出現有技術中參考GPS的1PPS信號從發射機控制器向發射機傳送尋呼數據以及從發射機發射已調製的尋呼數據的時序圖；圖2為根據本發明的用於延時1PPS參考時鐘信號以提供延時的信號(1PPS′)的電路方框圖；圖3(a)和(b)為一時序圖，示出根據本發明的來自GPS的參考時鐘信號(1PPS)和相應的延時的1PPS′信號之間的相互關係；
圖4(a)-(d)為根據本發明參考1PPS參考時鐘信號和1PPS′延時信號，從發射機控制器發送尋呼數據和從發射機發射已調製的尋呼數據的方法的時序圖。
圖2示出本發明的電路方框圖，該電路用於延時1PPS參考時鐘信號以提供1PPS′延時信號。如圖2所示，第一數據總線D1用於向鎖存器模塊100和計數器/控制器模塊200輸入所需的延時。在提供鎖存輸入110時，鎖存器模塊100經第二數據總線D2在比較器300中設置輸入延時值。
以下通過示例說明電路的操作。假設一發射機的延時X為10ms。該電路被設置為將1PPS信號延時1sec(秒)-10ms＝990ms，以形成一延時的1PPS信號(1PPS′)。為獲得這一延時，必須將計數器參考時鐘120的頻率設在100Hz上，以便每10ms獲得時鐘脈衝(即周期為10ms)。該脈衝被輸入到計數/控制器模塊200並被計數。如該時鐘脈衝被計數99次，則可將1PPS信號延時990ms。在上述示例中，由於必須以10ms的步長延時990ms，因而延時值99(十六進位值為63)被輸入到第一數據總線D1。應理解，如果需要小於10ms的步長，則必須採用更高頻率的參考時鐘，以及計數的單元數可能增加。
一旦在比較器300中設置了延時值，計數/控制器模塊200在接收到來自GPS的第一個1PPS信號時便開始計數10ms參考時鐘脈衝。計數器/控制器200連續輸出計數值，這些值經計數器輸出線C1輸入到比較器300中。在比較器300中，(從鎖存器模塊100接收的)所需的延時不斷與(來自計算器/控制器200的)計數值進行比較。如確定這兩個值不等，計數/控制器模塊200繼續計數並以10ms的增值延時原始的1PPS信號。如果計數器輸出值(該值從1起連續計數)與比較器300中的設置值相同(上例中為99)，比較器300便輸出一相對於1PPS信號延時了990ms(以10ms的步長進行99次)的1PPS′信號。該1PPS′信號然後被輸入到計數/控制器模塊200，以清除計數器。上述過程對每個輸入到計數器/控制器模塊200的1PPS信號脈衝重複進行，以產生990ms的延時1PPS′信號。
如上所述，傳統的從發射機控制器向發射機傳送尋呼數據的方法基於絕對時間信息(即1PPS信號)，並且不考慮發射機的延時。下面將參考圖3和圖4描述根據本發明通過可選地控制尋呼數據的傳輸時刻來彌補發射機的發射延遲時間的方法。根據本發明，從發射機控制器向發射機傳送尋呼時間的參考時間是由1PPS信號確定的，而1PPS′信號是通過延遲來自GPS的1PPS信號產生的。如果設想1PPS′信號等於PPS信號中的絕對時間加1秒，這就相當於提前X時間產生1PPS信號，其中X是發射機的延遲時間。
具體地說，圖3的時序圖示出1PPS′信號是通過將上述的1PPS信號延遲1-X＝990ms得到的，(其中設X＝10ms)。如圖3(a)和(b)所示，當1PPS信號被延時1-X，實際上相當於1PPS′信號是一個相對於1PPS信號提前了X時間的信號(從絕對時間看)。如上所述，1PPS′信號(相對於1PPS信號)是發射機控制器向發射機傳送尋呼數據的參考信號。因此，提前的時間X抵消了反射機的延時X。採用這種方法，儘管發射機有延時，然而發射機的最終發射時刻將與絕對時間同步。
如圖3所示，在1PPS信號被延時任意值(在絕對時間00秒)後，使該延時的信號(即1PPS′)適合下一個絕對時間01秒。實質上，如與具有X延時的發射機相匹配，在將1PPS信號(在00秒)延時1-X後，延時的信號1PPS′將適合絕對時間01秒。
圖4為根據本發明參考時鐘1PPS和延時的信號1PPS′，從發射機控制器發送尋呼數據以及從發射機發射已調製的尋呼數據的時序圖。如上述以及圖4(a)和(b)所示，1PPS′信號實質上在絕對時間上提前了X時間。圖4(b)和4(c)的時序圖示出根據本發明從發射機控制器向發射機的數據傳輸與1PPS′信號同步。圖4(a)和4(d)的時序圖示出根據本發明從發射機的數據傳輸(調製到射頻)與1PPS信號同步。總之，發射機控制器根據1PPS′信號向發射機發送尋呼數據。然後，該尋呼數據基本上以X的延時從發射機發射，其中X與絕對時間n秒(如1PPS信號)同步。
在尋呼系統中採用本發明的上述方法具有許多優點。首先，由於從發射機控制器向發射機進行的尋呼數據的傳輸時刻可以提前(從絕對時間來看)，因此儘管發射機有延時，仍能使傳輸時刻得到補償。具體地說，發射機控制器提前X時間(即發射機的延遲時間)向發射機發送數據，使得從發射機發射射頻信號的時間與絕對時間(即1PPS信號)同步。因此，儘管發射機有延時，所有基站仍能同步傳輸尋呼數據(通過其相應的發射機)。
此外，即使具有不同延時的發射機匹配並應用在尋呼系統中，發射機控制器也在根據各發射機的延時預調的時間傳送尋呼數據，從而為用戶提供一個靈活的系統。這簡化了產品的製造和開發，因為生產廠商不必任選地為每臺發射機固定延時。
上述的同步傳輸方法能減少可能出現在重疊單元區域的尋呼數據的接收錯誤率。此外，由於每個基站可以採用這種向所有系統同步傳輸數據的方案，從而可以提高系統的效率。
儘管以上結合附圖描述了本發明的實施例，但應理解，本發明不限於上述實施例，在不脫離本發明的精神和範圍內，本領域的技術人員可以進行各種其它變化和修改，所有這種變化和修改都將包含在所附權利要求限定的本發明的保護範圍中。
權利要求
1.一種用於在尋呼系統中延時來自全球定位系統(GPS)接收機的參考時鐘信號的電路，包括一數據總線，一鎖存器，與所述數據總線相連，並響應一鎖存輸入信號，用於從所述數據總線接收信號；一計數器/控制器，與所述數據總線相連並響應從所述GPS接收機接收的參考時鐘信號(1PPS)，用於計數一系列計數器參考時鐘信號的脈衝，並響應於此產生一計數器輸出信號，其中所述計數器/控制器響應所述1PPS信號開始對所述計數器參考時鐘信號的所述脈衝進行計數。一比較器，與所述鎖存器和所述計數器/控制器連接，用於從所述鎖存器接收所述數據總線信號，並響應從所述鎖存器接收的所述數據總線信號和從所述計數器/控制器接收的所述計數器輸出信號產生一延時的1PPS信號(1PPS′)。
2.根據權利要求1所述的電路，其中當所述計數器輸出信號等於所述數據總線信號時，所述比較器輸出所述1PPS′信號。
3.根據權利要求1所述的電路，其中當從所述比較器輸出所述1PPS′信號時，所述計數器/控制器被復位。
4.根據權利要求1所述的電路，其中所述數據總線信號對應於所述尋呼系統中的發射機的延時。
5.根據權利要求1所述的電路，其中所述1PPS′信號作為發射機控制器的定時參考，用於在所述尋呼系統中將尋呼數據發送給與所述發射機控制器相關的發射機。
6.根據權利要求5所述的電路，其中從所述發射機發射尋呼數據，所述尋呼數據的傳輸與所述1PPS信號同步。
7.一種在尋呼系統中同步傳輸尋呼數據的方法，其中該尋呼系統包括多個發射機控制器，用於接收尋呼數據；多個發射機，每個與所述發射機控制器的對應的一個相連，用於調製並發射從所述對應的發射機控制器接收的尋呼數據；所述方法包括以下步驟通過所述多個發射機控制器接收一來自全球定位系統(GPS)接收機的參考時鐘信號；將從每個所述發射機控制器接收的所述參考時鐘信號延時1-X秒，所述值X是與對應於所述每個發射機控制器的發射機相關的延時；根據所述延時的參考時鐘信號，將所述尋呼數據從所述多個發射機控制器傳送到每個對應的發射機；從所述多個發射機同步發射所述尋呼數據，所述尋呼數據的同步發射與來自所述GPS接收機的所述參考時鐘信號同步。
8.一種提供同步傳輸尋呼數據的系統，包括用於通過多個發射機控制器從全球定位系統(GPS)接收機接收參考時鐘信號的裝置；用於將所述參考時鐘信號延時1-X秒的裝置，所述裝置與每個所述發射機控制器工作性地連接；用於根據所述延時的參考時鐘信號從所述多個發射機控制器向多個發射機傳送數據的裝置，其中每個發射機對應於所述多個發射機控制器中的一個，所述值X表示每個發射機的延時；以及用於從所述多個發射機發射所述尋呼數據的裝置；其中所述尋呼數據的同步發射與所述GPS接收機的所述參考時鐘信號同步。
全文摘要
一種通過延時來自GPS系統的參考時鐘信號在尋呼系統中實現尋呼數據的同步傳輸的電路和方法。該方法包括以下步驟:將GPS接收機的參考時鐘信號輸入到尋呼系統中的多個發射機控制器;將輸入的參考時鐘信號延時1－X秒,其中X是發射機的延時;根據延遲的時鐘信號將尋呼數據從發射機控制器發送到相關的發射機;從多個發射機同步發送尋呼數據。儘管每個發射機有延時,尋呼數據的同步傳輸仍能與GPS接收機的參考時鐘信號同步。
文檔編號H04W84/02GK1199310SQ9810559
公開日1998年11月18日 申請日期1998年3月16日 優先權日1997年5月10日
發明者金昌鎬, 金成學 申請人:三星電子株式會社