CN1118210C

CN1118210C - 无线电信系统所用的具有精确实时发生器的移动终端

Info

Publication number: CN1118210C
Application number: CN00131476A
Authority: CN
Inventors: G·温克勒尔
Original assignee: Sony International Europe GmbH
Current assignee: Sony Deutschland GmbH
Priority date: 1999-10-20
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2003-08-13
Anticipated expiration: 2020-10-20
Also published as: EP1094374B1; US6556512B1; EP1094374A1; DE69937682D1; CN1294471A; DE69937682T2; JP2001159690A

Abstract

本发明涉及无线电信系统所用的移动终端及在其中提供精确时间信息的方法。移动终端包括用于输入基本时间信息的输入装置、用于存储由上述输入装置输入的基本时间信息的存储装置、用于以低频振荡信号和基本时间信息为基础连续提供实时信息的实时装置、以及处理装置，为校正实时信息并获得精确实时信息，以第一精确时间信息和第二精确时间信息之间的精确时间差、及来自实时装置的第一实时信息和第二实时信息之间的实时差为基础计算校正值。

Description

无线电信系统所用的具有精确实时发生器的移动终端

技术领域

本发明涉及无线电信系统所用的具有精确实时发生器的移动终端、以及在无线电信系统所用的移动终端中提供精确实时信息的方法。特别是，本发明涉及包括一种用于提供基于低频振荡信号的实时信息的实时装置的移动终端。

背景技术

无线电信系统所用的移动终端包括一种用于提供基于低频振荡信号的实时信息的实时装置，众所周知，它有很多可变方案。例如，实时装置可以是工作于例如数千赫的低频范围内的石英器件。这样的器件通常有仅仅50ppm的精确度，它导致每月130秒的不精确度。另一方面，相对于高精确的时基系统而言，这些石英器件的价格低，而且消耗能源少。可是，严重的不精确度对消费者的应用是不可接受的。为了提高精确性，通常是要么使用精选的石英器件，要么在生产过程中测量频率偏差并记录在系统中。正常操作中，此偏差用于补偿频率误差。

上述两种方法都是成本密集型的。使用精选的石英器件提高了移动终端部分的成本，而在生产过程中测量偏差则需要附加的测试设备和生产中的测试时间。进一步讲，两种方法都不能应付随时间推移造成的实时装置的老化，即由于材料老化引起的石英器件的频率变化。

US 5 274 545建议了一种提供精确时间和/或频率信息的设备和方法。低频振荡器单元提供实时信息，并利用外部高精确的时钟信号对其进行校正。因此，将一个外部时钟信号用来更新内部振荡器单元利用反馈环路提供的实时信息。

EP 0 726 508 A1揭示了一种用于移动电话的实时时钟。通过响应某一校准值来调整实时时钟的信号，而校准值依据从基站收到的外部时钟信号计算得出。因此，该校准值用于加快或者减慢实时时钟，以便提供调整过的且精确的实时值。

EP 0 683 443 A2揭示了一种电子时钟，它包含一个通常的振荡器(比如石英振荡器)和一个更精确的振荡器。与通常的石英振荡器的频率相比，使用该更精确的振荡器作为参考，以便校正通常的振荡器的振荡频率并提供精确的实时信息。

EP 0 586 256 A2揭示了一种时间测量系统，其中将一个较慢的时钟振荡器和一个较快的时钟振荡器相比较，以便测量较慢的时钟振荡器的瞬间误差。因此，较慢的时钟振荡器和较快的时钟振荡器有选择地配对成一个计数器装置，以便计数该装置的脉冲，达到提供精确时间输出的目的。

所有上面提到的时间系统是复杂的并且是成本密集型的，因此不适用于在无线电信系统的移动终端中的应用。进一步讲，上述系统不能有效地应付老化问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种无线电信系统所用的移动终端、以及在无线电信系统所用的移动终端中提供精确实时信息的方法。它们能够在所说的移动终端内部简单而有成本效益地提供基于低频振荡信号的实时信息，并且它特别能够有效地应付的老化问题。

上述目的能够通过本发明的无线电信系统所用的移动终端来达到，它包括：用于输入基本时间信息的输入装置、用于存储由输入装置输入的基本时间信息的存储装置、用于以低频振荡信号及上述存储的基本时间信息为基础连续提供实时信息的实时装置、以及处理装置，该处理装置以第一精确时间信息和第二精确时间信息之间的精确时间差、及来自上述实时装置的第一实时信息和第二实时信息之间的实时差为基础，计算出一个校正值，以便去校正上述实时信息，从而获得精确实时信息。

上述目的进一步能够通过本发明的在无线电信系统所用的移动终端中提供精确实时信息的方法来达到，该方法包括的步骤有：输入基本时间信息；存储上述基本时间信息；基于一个低频振荡信号及上述存储的基本时间信息连续地提供实时信息；以及以第一和第二精确时间信息之间的精确时差、及第一和第二实时信息之间的实时差为基础，计算出一个校正值，以便去校正上述实时信息，从而获取精确的实时信息。

按照本发明，能够在移动终端中实现一种价格低廉且简单的实时装置，而这种实时装置的不精确性能够基于精确的时间信息来校正。因此，无线电信系统所用的移动终端中的精确实时信息能够简单而有成本效益地被提供。进一步讲，为获取精确实时信息，用来校正实时信息的校正值的计算能够在任何时候执行，所以特别有效地应付了老化问题。

有利的是，移动终端的处理装置基于精确时差和实时差之间的差异来计算校正值。因此，移动终端内部能够提供具有高精确度的实时信息。

更有利的是，第一和第二精确时间信息是相对时间信息，即与绝对时间信息相关并且成正比例关系的信息。利用此方法，由于仅用相对精确时间信息来计算校正值，因而实时信息的校正能够通过简单而有成本效益地方法来实现。在这种情况下，移动终端有利地包括一个接收装置，该接收装置用于借助无线电信系统来接收第一和第二精确时间信息。第一和第二精确时间信息举例来说可以是所传输的GSM帧的帧编号或诸如此类。适宜于接收第一和第二精确时间信息的接收装置可以是移动终端在无线电信系统中用于接收控制数据和用户数据的普通接收装置。作为另一种选择，移动终端可以方便地包含时间参考装置，该时间参考装置用于提供第一和第二精确时间信息。因此，移动终端可以包含一个独立的内部时间参考装置，它基于的高频振荡信号(比如说处于兆赫频率范围)来提供高精确度的时基。通常，高精确度的时基比低频时基(比如移动终端的实时装置)消耗更多的能量，所以，它不应该在移动终端中连续工作。进一步讲，这种高精确度的时基通常不包括备用电池，所以，在电源中断的情况下高精确度时基会停止工作。

根据本发明的另一个方面，为了计算校正值，第二精确时间信息可以借助输入装置输入，而处理装置使用基本时间信息作为第一精确实时信息。在这种情况下，输入装置可以是移动终端的普通按键板或者是专门适用于此目的的独立输入装置。

在本发明的所有上述方面中，移动终端的计算装置仅当精确时差和/或实时差超过预定门限值时才计算校正值。在这种情况下它能避免系统经历的时间过短以至于不能计算精确的校正值，比如，在短时间内关闭移动终端、连接丢失、或者用户改变实际时间的时候。

更有利的是，从最近一次计算校正值开始，当过了预定的时间段，则计算装置自动计算校正值。因此，它能够避免预先设定的时间段内在移动终端中用于校正实时值的校正值不可调整。如果计算装置依据接收到的校正初始化信息来计算校正值，这会更加的有利。校正初始化信息举例来说可以由用户借助输入装置来输入。作为另一种选择，校正初始化信息可以通过无线电信系统从基站接收。因此，移动终端中使用的实时值可以自动调整以适应时区的变更或者夏令时/冬令时的变化。

附图说明

在下面的描述中，用相关的附图详细地讨论了本发明的优选实施方案，附图包括：

图1表示了按照本发明移动终端的第一个实施方案的方块图，

图2表示了按照本发明移动终端的第二个实施方案的方块图，

图3是在按照本发明的移动终端中执行补偿程序的流程图，以及

图4是在按照本发明的移动终端中执行校准或校正程序的流程图。

具体实施方式

图1表示了按照本发明无线电信系统所用的移动终端1的第一实施方案的方块图。无线电信系统举例来说可以是GSM系统或者诸如此类，其中，通信系统蜂窝中的基站适于和一个或者多个移动终端通信。

第一实施方案的移动终端1包括基于低频振荡信号连续提供实时信息T_x的实时装置。因此，实时装置包括时钟装置2，而后者包括工作在举例来说是千赫范围内的石英器件10以及计数器11。从石英器件10中输出的低频振荡信号被提供给计数器11，后者把低频振荡信号转变成代表相对时间信息的计数值。时钟装置2是低价格且低能耗的设备，按照本发明，它用在移动终端1中连续不断地提供可被转变为实时信息的计数值。实时信息T_x由移动终端1的处理装置5产生，即时钟装置2输出的计数值被转变为代表当前时间点的实时值。因此，处理装置5使用由用户在移动终端1工作开始时借助于输入装置3输入的基本时间信息T₀。输入的基本时间信息T₀是代表当前输入时间点的精确绝对时间信息，它与时钟装置2在同一时间点的相应的计数器值一起存储在与处理装置5相连的存储装置4中。这使得处理装置5能够以从时钟装置2接收到的当前计数器值以及存储在存储装置4中的基本时间信息T₀和时钟装置2的相应的计数器值为基础，计算当前实时信息T_x。在本发明中，所述实时装置实际上由时钟装置2和处理装置5构成，如图1中的虚线框所示。

为了在移动终端关闭时不释放实时信息，时钟装置2还包括被连接到石英器件10和计数器11上的备用电池12。备用电池12在工作期间由移动终端1的可充电电池充电，因而即使当移动终端1的可充电电池移走或者用完时，时钟装置2也能维持其工作。

上面提到的处理计算装置5举例来说可以是在无线电信系统中控制移动终端1工作的中央处理单元或者微处理器的一部分。输入装置3举例来说可以是移动终端1的按键板。移动终端还包括输出装置6(显示器是它的一个例子)。此外，移动终端1还包括用于在无线电信系统中接收信号的接收装置7以及用于在无线电信系统中发送信号的发送装置8。接收装置7和发送装置8都连接到天线9上。另外，接收装置7和发送装置8都连接到所有用于在无线电信系统中操作移动终端1的其他必要的单元上，比如说，编码器、解码器及诸如此类。但是这些单元对于本发明并不重要所以没有表示出。

如上所述，时钟装置2是低价格且低能耗的设备。另一方面，时钟装置2输出计数器值的不精确度可达到50ppm，这相当于每月130秒的不精确度。按照本发明，时钟装置2的不精确度得到校正，正如下面所解释的那样。在工作开始时(比如第一次打开移动终端1时)，用户借助输入装置3输入基本时间信息T₀。基本时间信息T₀和来自时钟装置2的相应计数值一起存储在存储装置4中。存储装置4举例来说可以是非易失性存储器。

通过连续增加从时钟装置2输出的计数值，能够使处理装置5以基本时间信息T₀及存储于存储装置4中相应的计数值为基础，连续计算实时值T_x。在以后的时间点上，处理装置5提供的实时信息T_x可能会由于时钟装置2的不精确性而需要校正。按照本发明的总的构思是以精确时差和实时差之间的比较为基础，为实时信息T_x计算校正值K。实时差是第一实时信息T_x1和第二实时信息T_x2之间的差值，其中第二实时信息T_x2由处理装置5以时钟装置2输出的计数器值为基础计算得出。因此，第一实时信息T_x1和第二实时信息T_x2的差异在于一段长得足以能确定时钟装置2精确性的时间段。这个时间段举例来说可以是数小时或者数天。精确时差是第一精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂之间的时间差。因此，第一精确时间信息T₁是相应于第一实时信息T_x1的精确时间点，而第二精确时间信息T₂是相应于第二实时信息T_x2的精确时间点。因此，第一和第二精确时间信息T₁和T₂不需要是绝对时间点，而可以是相对时间信息，所以，处理装置5只要精确知道第一和第二时间信息T₁和T₂之间所经历的时间段，以便能够校正实时信息T_x。

第一和第二精确时间信息T₁和T₂可以以不同的方式提供。举第一个例子，第一和第二精确时间信息T₁和T₂可以借助无线电信系统由移动终端1的接收装置7接收到。在这种情况下，第一和第二精确时间信息T₁和T₂可以是用在无线电信系统中的时间帧的帧编号。举第二个例子，处理装置5能够使用存储于存储装置4中的基本时间信息T₀作为第一精确时间信息T₁，而第二精确时间信息T₂必须由用户借助输入装置3输入。在这种情况下，用户可能认识到：在一段工作时间后由处理装置5提供的、出现在显示器6上的实时信息T_x已经不精确，而要输入精确的时间作为第二精确时间信息T₂。在这种情况下，第一实时信息T_x1是相应于存储在存储装置4中的基本时间信息T₀的计数值。

提供精确时差的第三个例子结合图2给予解释。图2表示出按照本发明移动终端20的第二个实施方案。对应于表示在图1中的移动终端1的单元，表示在图2中的移动终端20的各单元以相同的参考编号被标识，而且它们与涉及图1的解释有着相同的功能和特性。进一步讲，上述所有按照第一实施方案关于移动终端1的解释对于第二实施方案的移动终端20同样有效，唯一的不同是：在移动终端20中精确时差利用连接在处理装置5上的内部时间参考装置13来提供。内部时间参考装置13是一种精确的时间参考，举例来说是一种基于高频信号而工作的时钟装置。高频信号的频率举例来说可以是兆赫频率范围。这种内部时间参考装置13比时钟装置2有更多的能耗，而且没有备用电池，所以它不能用来连续为移动终端20提供实时基。可是，有时候它能够用来计算校正值K，以用于校正实时值T_x。因此，第一精确时间信息T₁(即从时间参考装置13输出的第一计数值)以及第二精确时间信息T₂(即从时间参考装置13输出的第二计数值)被提供给处理装置5，后者计算出它们的差值，由此作为精确时差。因此，处理装置5使用来自时钟装置2的第一实时信息T_x1(即来自时钟装置2的第一计数值)作为来自时间参考装置13的第一计数值的时间点、以及使用第二实时信息T_x2(即第二计数器值)作为来自时间参考装置13的第二计数值的时间点，从而来计算实时差。

在上述所有的情况下，处理装置通过以下方式来计算校正值：计算精确时差和实时差之间的差值，也就是其绝对值，并将此结果除以精确时差，也就是其绝对值。这样，计算值K由下面的公式计算：K＝[(T_x2-T_x1)-(T₂-T₁)]/(T₂-T₁)。于是，在移动终端1或20中用作精确时基的精确的且已校正过的实时值T_acc就可由处理装置5按T_acc＝T₀+(T_x-T₀)×(1-K)计算得出。因此，实时信息T_x由处理装置5以相应于存储在存储装置4中基本时间信息T₀的计数器值以及时钟装置2输出的当前计数器值为基础而计算得出。这样，处理装置5提供了精确实时信息T_acc供移动终端1使用。由于校正值K的计算任何时候都能够重复，时钟装置2的老化能够以有效的方式弥补。

为保证校正值K的有效计算，处理装置5只有在实际的时差和/或实时差超过了预定门限值的时候才计算校正值K。因此，如果系统经历的时间过短以致于不能计算精确的校正值K(例如，如果移动终端1或20打开以后立即关闭、连接丢失或者用户在很短的时间段内改变移动终端1或20的时间)，校正值就不进行计算，或者计算的校正值被忽略并重复进行计算。

特别是，如果第二实际时间值T₂借助无线电信系统由接收装置7接收到，则从最近一次计算校正值K开始，当过了预定的时间段后，处理装置5能够自动计算校正值K。额外地或者作为另一种选择，处理装置5可以在收到校正初始化信息时计算校正值K。校正初始化信息举例来说可以由用户借助输入装置3输入、或者借助无线电信系统接收到。在这种情况下，新的校正值K能够在移动终端1或20改变时区或者有必要做夏令时/冬令时修改的时候自动被计算和进行使用。进一步讲，当一个额外提供的用于计数已计算的校正值K数值的校正计数器达到预定数值的时候，处理装置5可以自动计算校正值K。进一步讲，处理装置5可以比较校正值K和预定的校正门限，而当其超过上述的校正门限时，将已计算出的校正值K忽略。

图3中表示出在图1所示的移动终端1或者图2所示的移动终端20中执行补偿程序的流程图。第一步S1，系统启动，例如用户打开移动终端1或20。第二步S2，存储于存储装置4中的校正值K被处理装置5读入。第三步S3，处理装置5检查校正值K是否有效。因此，这决定了当前校正值K是否仍然可以用来计算T_acc，或者由于老化、温度改变及诸如此类的原因，是否需要计算新的校正值K。如果校正值K有效，第一实际时间值T₁从存储装置4中被读出。然后，处理装置5从时钟装置2中读出实际计数器值，并在S7a步骤中，象上面解释过的那样，以相应于存储在存储装置4中计数器值的基本精确时间信息T₀、校正值K以及时钟装置2的当前计数值为基础，计算精确实时值T_acc。

在接下来的S7b步骤中，已算出的精确实时值T_acc被用作为基本的精确时间信息T₀，然后，程序返回到步骤S3，并开始新的精确实时值的计算。这样，只要校正值K在其限制范围内，步骤S3、S5、S6、S7a、S7b就在移动终端的工作状态下不断地重复，所以，已校正过的而且精确的实时值T_acc不断地被提供作为移动终端1或20中的精确时基。即使当有的时候校正值K刚刚被校准过，通过不断重复的步骤S3、S5、S6、S7a、S7b，仍可以提供精确时基。

如果计算装置5在步骤S3中判定存储于从存储装置4读入的较正值K无效，校准或校正程序就会在步骤S4中启动。图4表示出校准或校正程序的流程图。用于计算校正值K的校正程序在上面提到的情况之一发生时自动启动，例如，当经历了预定的时间段、当收到相应的校正初始化信息、当判定存储于存储装置4中的当前校正值K无效或者诸如此类的情况。因此，图4所示的校准程序适用于根据本发明在图2中所示的移动终端20的第二实施方案，其中提供了一个内部时间参考装置13，以用于提供第一和第二精确时间信息T1和T2。在校正程序的第一步S4中，处理装置5在上述情况之一发生时启动校正程序。在第二步S8中，内部时间参考装置13做稳定化处理。然后，在接下来的步骤S9中读出第一实时信息T_xl，即相应地来自时钟装置2的计数值，接着，在步骤S10中读入第一精确时间信息T_x，即相应地来自时间参考装置13的计数值。在接下来的步骤S11中，处理装置5判定时间参考装置的计数器15是否达到预定的门限值，即是否过了预定的时间段。这个预定门限值是第二精确时间信息T₂。如果处理装置5判定已经历了预定的时间段，它就在第二精确时间信息T₂的这个时间点读出来自时钟装置2的第二实时信息T_x2。在步骤S12中读出T_x2后，处理装置5在步骤13中按照上面解释的那样计算校正值K，并存储所计算的校正值K于存储装置4中。

如果处理装置5在步骤S11中判定预定的时间段还未经历完毕，它就会在步骤15中检查时间参考装置13是否(仍然)在其容限内。如果是这种情况，程序返回到步骤S11。如果时间频率装置13不在其容限内，程序就进行到步骤S8，该步骤中内部时间参考装置13做稳定化处理。稳定之后，按照上面所解释的那样，执行步骤S9和S10。

Claims

1.无线电信系统所用的移动终端(1)，具有：

用于输入基本时间信息T₀的输入装置(3)；

用于存储由上述输入装置输入的基本时间信息T₀的存储装置(4)；

用于以低频振荡信号及上述存储的基本时间信息T₀连续提供实时信息T_x的实时装置(2，5)；以及

处理装置(5)，该处理装置(5)以第一精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂之间的精确时间差、及来自上述实时装置(2，5)的第一实时信息T_x1和第二实时信息T_x2之间的实时差为基础，计算出一个校正值K，以便去校正上述实时信息T_x，从而获得精确实时信息T_acc。

2.按照权利要求1的移动终端(1)，

其特征在于

上述处理装置(5)以上述精确时差和上述实时差之间的差值为基础来计算上述校正值K。

3.按照权利要求1或2的移动终端(1)，

其特征在于

上述第一精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂是相对时间信息。

4.按照权利要求1的移动终端(1)，

其特征在于还进一步包括：

借助无线电信系统接收上述第一精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂的接收装置(7)。

5.按照权利要求1的移动终端(1)，

其特征在于还进一步包括：

用于提供上述第一精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂的内部时间参考装置(13)。

6.按照权利要求1或2的移动终端(1)，

其特征在于

上述第二精确时间信息T₂由上述输入装置(3)输入，而上述处理装置(5)使用上述存储的基本时间信息T₀作为上述第一精确时间信息T₁，以便计算上述校正值K。

7.按照权利要求1的移动终端(1)，

其特征在于

上述处理装置(5)只在上述精确时差和/或实时差超过预定门限时计算上述校正值K。

8.按照权利要求1的移动终端(1)，

其特征在于

从最近一次计算校正值开始，当经过了预定的时间段，上述处理装置(5)自动计算上述校正值K。

9.按照权利要求1的移动终端(1)，

其特征在于

当收到校正初始化信息时，上述处理装置(5)计算上述校正值K。

10.按照权利要求1的移动终端(1)，

其特征在于

上述处理装置(5)比较上述校正值K和预定门限，而当它超过上述校正门限时，上述已算得的校正值被忽略。

11.在无线电信系统所用的移动终端(1)中提供精确实时信息的方法，包括以下步骤：

输入基本时间信息T₀；

存储上述基本时间信息；

基于一个低频振荡信号及上述存储的基本时间信息T₀连续地提供实时信息T_x；以及

以第一精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂之间的精确时差、及第一实时信息T_x1和第二实时信息T_x2之间的实时差为基础，计算出一个校正值K，以便去校正上述的实时信息T_x，从而获取精确的实时信息T_acc。

12.按照权利要求11的方法，

其特征在于

以上述精确时间差和上述实时差之间的差值为基础，计算上述校正值K。

13.按照权利要求11或12的方法，

其特征在于

14.按照权利要求11的方法，

其特征在于

借助无线电信系统接收上述第一精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂。

15.按照权利要求11的方法，

其特征在于

上述第一和第二精确时间信息T₁和第二精确时间信息T₂在上述移动终端内部提供。

16.按照权利要求11或12的方法，

其特征在于

借助输入装置将上述第二精确时间信息T₂输入到上述移动终端，而上述存储的基本时间信息T₀被用作上述第一精确时间信息T₁。

17.按照权利要求11的方法，

其特征在于

只在上述精确时差和/或实时差超过预定门限的时候，计算上述校正值K。

18.按照权利要求11的方法，

其特征在于

从最近一次计算校正值开始，当过了预定的时间段时，自动计算上述校正值K。

19.按照权利要求11的方法，

其特征在于

当接收到校正初始化信息时，计算上述校正值K。

20.按照权利要求11的方法，

其特征在于

比较上述校正值K和预定门限，而当它超过上述校正门限时，上述已算得的校正值被忽略。