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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 sowie auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 2. Solche Gegenstände sind aus der
EP 0 634 851 A2 bekannt.
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In
einem digitalen Funkkommunikationssystem empfängt jede Basisstation dasselbe
Rahmensynchronsignal, das von einem Schaltzentrum gesendet wird,
um einen Kanal in Erwiderung auf das empfangene Rahmensynchronsignal
zu schalten. Im allgemeinen sollte die Basisstation das Rahmensynchronsignal
innerhalb eines Verzögerungsfehlers
von ± 2 μsec empfangen,
um den Kanal ohne eine Unterbrechung des Rufdienstes zu schalten.
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In
einem digitalen Funkkommunikationssystem wird die Transferrate des
Rahmensynchronsignals durch die Eigenschaften einer Übertragungsleitung
bestimmt. Das heißt,
das Rahmensynchronsignal unterliegt während der Übertragung einer Zeitverzögerung gemäß den Eigenschaften
der Übertragungsleitung
zwischen dem Schaltzentrum und der Basisstation. In anderen Worten,
wenn eine Entfernung zwischen dem Schaltzentrum und der Basisstation
sehr lang ist, so unterliegt das Rahmensynchronsignal, das vom Schaltzentrum
zur Basisstation übertragen
wird, einer erheblichen Zeitverzögerung. Während im
Gegensatz dazu, wenn die Entfernung zwischen dem Schaltzentrum und
der Basisstation sehr kurz ist, das Rahmensynchronsignal, das vom Schaltzentrum
zur Basisstation übertragen
wird, einer geringeren Zeitverzögerung
unterliegt.
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Im
Lichte der vorhergehenden Beschreibungen sei angemerkt, daß die Zeitverzögerung des Rahmensynchronsignals
von den Eigenschaften (das ist die Entfernung) der Übertragungsleitung
zwischen dem Schaltzentrum und der Basisstation abhängt. Da
jedoch die Basisstation das Rahmensynchronsignal innerhalb des Verzögerungsfehlers
empfangen soll, um den Kanal ohne eine Unterbrechung des Rufdienstes
zu schalten, kann die Entfernung zwischen dem Schaltzentrum und
der Basisstation nicht unbegrenzt ausgedehnt werden. Weiterhin besteht,
wenn das Rahmensynchronsignal durch die Eigenschaften der Übertragungsleitung
und der sie während
der Übertragung
umgebenden Umwelt gestört
wird, keine Möglichkeit,
die Störung
des Rahmensynchronsignals zu kompensieren.
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Die
EP 0 634 851 A2 beschreibt
ein Verfahren und ein Gerät
zum Ausgleichen der Übertragungszeiten
einer Vielzahl von Funkbasisstationen. Eine Master Unit startet
einen Zähler
der RFPi (radio fixed part, slave station i)-Station. Die Master
Unit kommuniziert mit der RFPi-Station, um einen Synchronisationsimpuls
wieder zurückzuschicken.
Die Master Unit berechnet die Empfangsverzögerung des Synchronisationsimpulses
der RFPi-Station. Anschließend
berechnet die Master Unit eine Kompensationsverzögerung RET, bezogen auf die
Zeit RET, bezogen auf die Zeit To für jede RFP-Station. Die Master-Unit
teilt jeder RFP-Station die Ausgleichsverzögerung RET mit. Die RFP-Stationen
gleichen sich entsprechend der Kompensationsverzögerung ab.
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Die
US 5,245,634 offenbart eine
Basisstationssynchronisierung in einem Kommunikationssystem. Basisstationen
werden üblicherweise
unter Verwendung von GPS (global position system) synchronisiert.
Diese Schrift beschreibt eine Ersatztechnik für die GPS-Synchronisierung. Hierzu wird eine Rundlaufverzögerungszeit
einer Synchronisationsnachricht sowohl durch eine Zentralstation
mittels eines hochgenauen Rubidiumzeitstandards als auch durch eine
Basisstation einer lokalen Uhr mit geringerer Genauigkeit gemessen.
Die Synchronisationsnachricht wird Mmal hin und zurück geschickt.
Aus dem Unterschied der Rundlaufzeitverzögerung, die durch die Zentralstation
und eine Basisstation gemessen wurde, wird die Drift der lokalen
Uhr der Basisstation und die lokale Uhr eingestellt. Auf diese Weise
wird die lokale Uhr der Basisstation auf den hochgenauen Rubidiumzeitstandard
der Zentralstation synchronisiert.
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Es
ist die Aufgabe dieser Erfindung, eine andere Schaltung und ein
anderes Verfahren zur Steuerung einer Zeitverzögerung eines Rahmensynchronisationssignals
in einem digitalen Funkkommunikationssystem anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Merkmale
und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im Lichte der folgenden
detaillierten Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform, wenn
sie zusammen mit den angefügten
Zeichnungen betrachtet wird, deutlicher.
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1 ist
ein schematisches Blockdiagramm eines digitalen Funkkommunikationssystems,
auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
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2 ist
ein schematisches Blockdiagramm einer Basisstationsschnittstelle
(130) und einer Basisstation (141) von 1;
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3 ist
ein detailliertes Blockdiagramm eines Verzögerungsdetektors (230)
der 2 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
ein detailliertes Blockdiagramm von Sendern (210 und 240)
der 2 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
ein Zeitdiagramm der Signale, die von einem Schaltzentrum (100)
und einer Basisstation (141) gemäß der bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erzeugt werden; und
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6 ist
ein Blockdiagramm eines Verzögerungsdetektors
gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird unter Bezug auf die angefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen aus Gründen des
Verständnisses
gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen die gleichen Elemente in den Zeichnungen bezeichnen.
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Bezieht
man sich auf 1, so umfaßt ein digitales Funkkommunikationssystem,
auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist, ein Schaltzentrum 100,
eine Vielzahl von Basisstationen 141 – 14n und ein mobiles
Terminal 150, wobei die Entfernungen zwischen dem Schaltzentrum 100 und
den jeweiligen Basisstationen 141 – 14n alle verschieden
sind. Das Schaltzentrum 100 umfaßt eine Hauptsteuerung 110, einen
Signalprozessor 120 und eine Basisstationsschnittstelle
(BSI) 130. Die Hauptsteuerung 110 steuert den
Gesamtbetrieb des Schaltzentrums 100, der Signalprozessor 120 verarbeitet
Signale, die zur Basisstationsschnittstelle 130 gesendet
und von ihr empfangen werden, unter der Steuerung der Hauptsteuerung 110,
und die Basisstationsschnittstelle 130 bildet eine Schnittstelle
für Signale,
die zu den Basisstationen 141 – 14n gesendet und
von dort empfangen werden. Das mobile Terminal 150 stellt
eine Verbindung mit der am nächsten
liegenden Basisstation der Basisstationen 141 – 14n her,
um Daten für
ein Telefongespräch
zu senden oder zu empfangen. Ein detaillier tes Blockdiagramm der
Basisstationsschnittstelle 130 und der Basisstation 141 ist
in 2 dargestellt.
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Bezieht
man sich auf die 1 und 2, so umfaßt die Basisstationsschnittstelle
einen Sender 210 für
das Senden/Empfangen von Daten und einem Signal, eine Steuerung 220 für das Steuern des
Gesamtbetriebs der Basisstationsschnittstelle 130 und einen
Verzögerungsdetektor 230 für das Erkennen
einer Zeitverzögerung
des Rahmensynchronsignals, das vom Schaltzentrum 100 übertragen
wird. Die Basisstation 141 umfaßt einen Sender 240 für das Senden/Empfangen
von Daten und eines Signals, eine Steuerung 250 für das Steuern
eines Gesamtbetriebs der Basisstation 141 und einen Verzögerungskompensierer
für ein
Kompensieren der Zeitverzögerung
des Rahmensynchronsignals.
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Bezieht
man sich auf 3, so umfaßt der Verzögerungsdetektor 230 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Zähler 302, einen Puffer 304 und
einen Vergleicher 306.
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4 zeigt
ein detailliertes Blockdiagramm der Sender 210 und 240 der 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, umfaßt der Sender 210 einen
Master 410 und einen Slave 420. Der Sender 240 umfaßt einen
Slave 430 und einen Master 440, die mit dem Master 410 beziehungsweise
dem Slave 420 des Senders 210 verbunden sind.
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5 ist
ein Zeitdiagramm von Signalen, die vom Schaltzentrum 100 und
der Basisstation 141 gemäß der vorliegenden Erfindung
erzeugt werden. In der Zeichnung stellt ein Signal 500 das
Rahmensynchronsignal dar, das vom Schaltzentrum 100 zur
Basisstation 141 übertragen
wird. Ein Signal 510 stellt ein Signal dar, das der Zähler erzeugt,
um die Zeitverzögerung
zwischen dem Rahmensynchronsignal, das zur Basisstation 141 übertragen
wird, und einem Rahmensynchronsignal, das von der Basisstation 141 zurück geliefert
wird, zu erkennen. Ein Signal 520 stellt das Rahmensynchronsignal
dar, das von der Basisstation 141 zurück zum Schaltzentrum 100 geliefert
wird.
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Bezieht
man sich auf die 1 bis 5, so umfaßt das Schaltzentrum 100 und
jede der Basisstationen 141 – 14n die in 4 gezeigten
Sender 210 beziehungsweise 240, um Signale über zwei Paare
der Übertragungsleitungen
zu senden/zu empfangen. Wenn das Schaltzentrum 100 Daten
zur Basisstation 141 sendet, so gestattet die Steuerung 220 dem
Sender 210, die Daten zur Basisstation 141 über den
Master 410 zu übertragen.
Dann gestattet die Steuerung 250 der Basisstation 141 dem
Sender 240, die Daten, die vom Schaltzentrum 100 gesendet wurden, über den
Slave 430 zu empfangen. In der Zwischenzeit gestattet,
wenn die Basisstation 141 Daten zum Schaltzentrum 100 sendet,
die Steuerung 250 dem Sender 240, die Daten zum
Schaltzentrum 100 über
den Master 440 zu senden. Dann gestattet die Steuerung 220 des
Schaltzentrums 100 dem Sender 210, die Daten, die von der
Basisstation 141 über
den Slave 420 übertragen
wurden, zu empfangen.
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Es
erfolgt nun eine Beschreibung, wie das Schaltzentrum 100 das
Rahmensynchronsignal 500 an die Basisstation 141 über den
Sender 210 überträgt. Die
Steuerung 220 gestattet es dem Sender 210, das
Rahmensynchronsignal an den Slave 430 der Basisstation über den
Master 410 zu senden. Der Slave 430 leitet das
empfangene Rahmensynchronsignal an den Master 440. Der
Master 440 leitet das Rahmensynchronsignal an den Slave 420,
um es zurück
zum Schaltzentrum 100 zu liefern. Der Sender 210 sendet
das Rahmensynchronsignal, das von der Basisstation 141 zurück geliefert
wird, an den Verzögerungsdetektor 230.
Der Verzögerungsdetektor 230 vergleicht
das von der Basisstation 141 zurückgelieferte Rahmensynchronsignal
mit dem Rahmensynchronsignal, das das Schaltzentrum 100 zur
Basisstation 141 gesandt hat, um eine Zeitverzögerung des
Rahmensynchronsignals zu erkennen. Wie in 3 dargestellt
ist, umfaßt
der Verzögerungsdetektor 230 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einen Zähler 302, einen Puffer 304 und
den Vergleicher 306. Der Zähler 302 startet eine Zählopera tion
in Erwiderung auf das zur Basisstation 141 gesandte Rahmensynchronsignal,
und beendet die Zähloperation
in Erwiderung auf das Rahmensynchronsignal, das von der Basisstation 141 zurück geliefert
wird. Der Puffer 304 speichert vorübergehend das Rahmensynchronsignal,
das von der Basisstation 141 zurückgeliefert wird, und leitet
es in Erwiderung auf ein von der Steuerung 220 empfangenes Steuersignal
an den Vergleicher 306. Der Vergleicher 306 vergleicht
das Signal 510, das vom Zähler 302 erzeugt wird,
mit dem im Puffer 304 gespeicherten Rahmensynchronsignal 520,
um die Zeitverzögerung des
Rahmensynchronsignals zu erkennen, und versorgt die Steuerung 220 mit
der erkannten Zeitverzögerungsinformation.
Die Steuerung 220 gestattet dem Sender 210, die
Zeitverzögerungsinformation an
die Basisstation 141 zu senden. Der Master 410 überträgt die Zeitverzögerungsinformation
des Rahmensynchronsignals an den Slave 430. Der Slave 430 leitet
die Zeitverzögerungsinformation
des empfangen Rahmensynchronsignals an den Verzögerungskompensierer 260.
Der Verzögerungskompensierer 260 verzögert oder
verkürzt
das empfangene Rahmensynchronsignal in Erwiderung auf die Zeitverzögerungsinformation,
um eine Kompensation der Zeitverzögerung des Rahmensynchronsignals
durchzuführen.
Die Steuerung 250 steuert die Basisstation 141,
basierend auf dem kompensierten Rahmensynchronsignal. Eine solche
Operation wird wiederholt zwischen dem Schaltzentrum 100 und
den jeweiligen Basisstationen 141 – 14n durchgeführt, um
die Zeitverzögerung
des Rahmensynchronsignals gemäß dem Entfernungsunterschied
zwischen dem Schaltzentrum 100 und den jeweiligen Basisstationen 141 – 14n zu
erkennen und zu kompensieren.
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6 ist
ein Blockdiagramm des Verzögerungsdetektors 230 der 2 gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In der Zeichnung umfaßt der Verzögerungsdetektor 230 einen
Zähler 600,
Puffer 610 und 620 und einen Subtrahierer 630.
Der Zähler 600 führt eine Zähloperation
nach dem Empfang der Rahmensynchronsignale, die von den jeweiligen
Basisstationen 141 – 14n zurückgeliefert
werden, durch. Der Puffer 610 speichert einen Zählwert,
den der Zähler 600 erzeugt
hat, durch Durchführen
der Zähloperation
nach dem Empfangen des Rahmensynchronsignals, das von einer Referenzbasisstation
(beispielsweise der dem Schaltzentrum 100 am nächsten liegenden
Basisstation) zurück
geliefert wird. Der Puffer 620 speichert einen Zählwert,
den der Zähler 600 durch Durchführen der
Zähloperation
nach dem Empfangen des Rahmensynchronsignals, das von den bis auf
die Referenzbasisstation übrigen
Basisstationen zurückgeliefert
wird, erzeugt hat. Der Subtrahierer 630 subtrahiert ein
Signal, das vom Puffer 610 ausgegeben wird, von einem Signal,
das vom Puffer 620 ausgegeben wird, um eine Signaldifferenz
zwischen diesen. Signalen zu erzeugen.
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Nun
erfolgt unter Bezug auf die 2 und 6 eine
Beschreibung, wie der Verzögerungsdetektor 230 gemäß einer
anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung die Zeitverzögerung des Rahmensynchronsignals
gemäß der Entfernung
zwischen dem Schaltzentrum 100 und den jeweiligen Basisstationen 141 – 14n erkennt.
Der Verzögerungsdetektor 230 erkennt
die Rahmensynchronsignale, die von den jeweiligen Basisstationen
zurückgeliefert
werden, auf der Basis der dem Schaltzentrum 100 am nächsten liegenden
Basisstation (das ist die Referenzbasisstation). Wenn beispielsweise
die Basisstation 141 die am nächsten liegende Basisstation
ist, so speichert der Puffer 610 vorübergehend das Rahmensynchronsignal,
das von der Basisstation 141 zurückgeliefert wird. In der Zwischenzeit
speichert der Puffer 620 vorübergehend die Rahmensynchronsignale,
die von den anderen Basisstationen 142 – 14n zurückgeliefert
werden. Der Subtrahierer 630 erkennt eine Signaldifferenz
zwischen den zurück
gelieferten Rahmensynchronsignalen, die von den Puffern 610 und 620 erzeugt
werden. Das heißt, der
Subtrahierer 630 erkennt eine Zeitverzögerungsdifferenz zwischen dem
zurückgelieferten
Rahmensynchronsignal, das vom Puffer 620 erzeugt wird, und
dem zurück
gelieferten Rahmensynchronsignal, das vom Puffer 610 erzeugt
wird. Der Subtrahierer 630 berechnet die Zeitverzögerungsdifferenzen
zwischen dem Referenzzeitverzögerungswert
(Ausgabe von 610) und den Zeitverzögerungswerten (Ausgabe von 620)
der jeweili gen Rahmensynchronsignale und versorgt die Steuerung 220 mit
den berechneten Zeitverzögerungsdifferenzen.
Die Steuerung 220 gestattet dem Sender 210, die
Zeitverzögerungswerte
der Rahmensynchronsignale an die entsprechenden Basisstationen zu
senden. Nach dem Empfangen der Verzögerungswerte beschleunigen
die jeweiligen Basisstationen 141 – 14n das Rahmensynchronsignal, wenn
der Verzögerungswert
negativ ist, und sie verkürzen
das Rahmensynchronsignal, wenn der Verzögerungswert positiv ist. In
der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein FS-Einstellwiderstand in einem
CP23030 Chip verwendet, um das Rahmensynchronsignal zu verzögern oder
zu verkürzen.
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Wie
aus den vorangegangenen Beschreibung erkenntlich wird, erkennt das
digitale Funkkommunikationssystem der Erfindung die Zeitverzögerung des
Rahmensynchronsignals gemäß der Entfernungsdifferenz
zwischen dem Schaltzentrum und den jeweiligen Basisstationen, um
eine Kompensation der Zeitverzögerung
des Rahmensynchronsignals durchzuführen, um somit einen stabilen
Rufdienst zu liefern, auch wenn der Kanalumgeschaltet wird.