一種同步定時裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及一種同步定時裝置及方法。
【背景技術】
[0002]在目前4G移動通信系統中，多種無線通信模式并存，例如GSM、TD-SCDMA, WCDMA,LTE和CDMA2000等。在多模通信系統中，多種定時信息并存，每種模式下的定時信息和無線通信幀格式相關，以GSM和TD-SCDMA雙模為例，兩種模式定時基本都采取超幀號(superframe no)、中貞號(frame no)、巾貞內的偏移(offset,例如Qbit或者chip為單位)的計時方法，但由于幀結構不同，具體的實現方式也有區(qū)別。假設兩種模式的定時簡化記為幀號(fn)和幀內偏移(offset)的格式，表示為(fn，offset)。GSM—幀為60/13ms，幀內有5000Qbits(lQbit 為 12/13us) ;TD_SCDMA—幀 5ms，幀內有 6400chips (lchip 為 1/1.28us)。在系統實現上，通常采用硬件定時器來實現每個模式的定時計數，此定時器通常使用此模式的最小定時精度(或者其整數倍)對應的時鐘作為計時器的計數時鐘，同時此定時器會輸出超巾貞號(super fn)、巾貞號(fn)和巾貞內的偏移(offset)的信息。每當巾貞內偏移達到一幀的最大幀內偏移個數時，幀號fn加1，幀內偏移offset清零。幀號和超幀號的進位方法類似，超幀號當進位到最大超幀號后自動清零。例如在GSM、TD-SCDMA、WCDMA和LTE的多模系統中，芯片硬件實現的示意圖如圖1所示。
[0003]同時，在多模多待系統中還存在異模式測量的場景。例如業(yè)務模式(以下稱為主模式)會接收另一模式(以下稱為被測量模式或者輔模式)的信號。對接收信號時刻的計算方法通常有兩種:第一種方法是將輔模式的定時轉化到主模式的定時上，表示為主模式的中貞號和巾貞內偏移。由于兩種模式的巾貞周期不同，此定時關系是不確定的，例如圖2中所示，在A時刻TD-SCDMA和GSM幀號相差(M-N)，但在時刻點B幀號相差(M-N-1)。如此異模式每一次測量的時候，主模式都要根據輔模式的幀周期和定時關系轉換到自身系統的定時格式上；第二種方法是定義一個軟件的定時模塊，此軟件模塊為一個公共的虛擬定時器(Virtual Timer, VT),此虛擬軟件定時器VT不依賴于無線通信模式的巾貞結構,而是表示為一種通用的計時格式，如以毫秒ms和微妙us的格式。各個模式定時可以都轉換到公共的定時上，在此時間平臺上來分配測量時間片以及射頻收發(fā)事件的沖突檢測。由于增加了 VT定時，所以不需要支持所有的模式間的定時轉換類型，可以通過虛擬軟件定時器VT來維護公共定時信息，其原理示意如圖3所示。其相對于圖1，增加了一個VT模塊，軟件會根據一定的策略來更新VT的計時信息。通常在兩種情況下會更新，一種是主模式的幀頭位置軟件會主動更新VT時間，比如TD-DCDMA模式為主模式，在TDS增加一幀后，VT會增加5ms ;還有一種情況就是物理層軟件睡眠后會更新VT的信息，來補償睡眠的一段時間的定時長度。
[0004]對于上述第一種方法，在一種系統中需要根據每種被測量模式的定時特點(幀周期和幀格式等)，將需要接收信號的位置轉換到本模式的定時關系上；同時，因為每種模式都可能作為主模式，也可以作為被測量模式，所以每一種模式都需要具備轉換定時的功能。當模式較多的時候，這種方法的實現就會很復雜。例如，在GSM和TD-SCDMA的雙模系統中，只存在TD-SCDMA測量GSM，和GSM測量TD-SCDMA兩種類型，若增加到4個模式那么就存在12種類型，且每種測量類型的定時計算方法都不同。在全模方案中，每增加一個通信模式，軟件都需要針對每種相關的測量模式重新設計定時流程和計算方法，如此不利于軟件升級和系統的擴展。
[0005]對于上述第二種方法，VT的使用可以解決第一種方法中提到的模式間定時信息相互轉化類型多的問題，但是由于VT是軟件定義的一個虛擬的定時器，在實現的時候也存在一些新的問題。尤其體現在異系統測量的時間片分配和轉化的過程中。
[0006]如圖4所示，TD-SCDMA系統為主模式，GSM系統為輔模式。需要注意的是VT時間由主模式TD-SCDMA來維護，通常在主模式的幀頭位置來更新VT信息。TDS將N幀偏移為L時刻長度為X的一段時間分配給GSM做測量，那么需要如下的幾個過程:
[0007]1、首先TDS將時間信息(包括開始幀號N，偏移L和長度X)轉化到VT上，例如開始時刻13點的時間為(msB,usB),由于VT在N巾貞巾貞頭的位置更新(msN,usN) ,msB = msN+msL,usB = usN+usL,其中 msL*1000+usL = L(us)。
[0008]2、將B點的VT時間(msB，usB)轉化到GSM模式下。GSM是輔模式，此模式下不會更新維護VT的定時信息，但是會在Q幀幀頭位置更新Q點對應的VT的時間，也就是(msQ，usQ)，由Q點和B點的VT時間，就可以計算出兩點之間的距離Y =1000* (msB-msQ) + (usB-usB),單位是 us。
[0009]3、根據Q點的幀號以及Y的值，就可以推算出B點的GSM的幀號和幀內偏移。
[0010]這其中有這樣兩個操作:
[0011]TDS模式下每幀的幀頭都要更新VT的信息，由于TDS—幀的周期正好是5ms，所以每幀更新的時候，只需要將VT的ms計時加5，us計數值不變。GSM是輔模式，其不需要更新VT信息，但是在GSM幀頭位置，需要GSM記錄此刻對應的VT時間。由于GSM的一幀是60/13=ms，這里存在繁瑣的計算，GSM模式下在一個時刻點(如A點)獲取對應的VT時間，并在每個GSM模式下來更新器GSM幀頭的VT信息。
[0012]先說明在GSM模式下獲取A點的VT時刻的過程，仍然以圖4為例來說明:
[0013]記A點對應的VT時刻為(msA，usA)，VT時刻只有在TDS的幀頭時刻才會更新；假設M幀幀頭位置更新的VT時間是(msM，usM)，在A時刻，GSM首先要讀取此時的“VT時間”，但是獲取的是TDS下M幀頭對應的VT時間(msM，usM);然后再來獲取TDS和GSM的幀頭的相對偏移量，這里使用一個硬件的“快照”模塊，在某一個時刻來獲取TDS和GSM各自的幀頭的偏移，這樣就能通過(msM，usM)來計算A點對應的VT時間為(msA，usA)。之后通過GSM針對和A點的偏移，再來推算出P點的VT時間(msP，usP)。
[0014]在GSM幀頭更新VT時間的計算原理不復雜，但是由于GSM幀周期us存在小數，每次的計算需要考慮運算精度問題，而且此運算的誤差會隨著多次的計算累計；同時還存在多次的除法運算，這對定點處理器來說是一件比較繁瑣的事情。
[0015]上述的計算耗費了不少的運算時間，而且由于不同通信模式的最小計時單位不同，計算遠比上述事例中復雜。這就帶來了幾個問題:
[0016]1、由于不同模式的幀周期和最小定時精度不同，軟件計算的時候會導致VT的精度的損失。若要保證所有的模式的精度足夠，那么VT就需要提高精度，勢必會帶來軟件運算量的增大。
[0017]2、由于需要持續(xù)地維護VT，且每次更新可能存在一定的運算誤差，當多次更新的時候就可能會帶來計算的誤差累計。例如GSM最小單位是Qbit (12/13us),其轉化到us的時候就存在誤差，即使采取類似四舍五入的方法處理，也存在誤差的累計的情況。
[0018]3、由于不同模式間定時的同步關系，導致公共定時的維護中的定時補償的算法很復雜，甚至很困難。
[0019]4、由于VT時間是軟件維護的，那么在一個模式進行定時同步的時候，以及睡眠喚醒后對VT時間的補償的計算都很復雜。

【發(fā)明內容】

[0020]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種同步定時裝置，包括:
[0021]多個定時模塊；
[0022]第一時鐘模塊，連接多個定時模塊，用于接收一時鐘源，并為所述多個定時模塊提供各自所需的時鐘頻率；以及
[0023]公共定時器，連接所述第一時鐘模塊，用于接收所述第一時鐘模塊的一時鐘頻率，并輸出所述多個定時模塊通用的定時信息。
[0024]進一步的，所述時鐘源為頻率為26MHz的時鐘。
[0025]進一步的，所述公共定時器為硬件定時器。
[0026]進一步的，所述通用的定時信息的格式為(ms，us)。
[0027]進一步的，所述同步定時裝置還包括:
[0028]第二時鐘模塊，連接所述公共定時器，所述第二時鐘模塊的時鐘頻率低于所述第一時鐘模塊的時鐘頻率；
[0029]其中，當所述第一時鐘模塊不工作時，所述公共定時器接收所述第二時鐘模塊的時鐘頻率。
[0030]進一步的，在所述公共定時器中包括硬件模塊，當所述第一時鐘模塊工作時，所述公共定時器通過所述硬件模塊，使第一時鐘模塊校準所述第二時鐘模塊。
[0031]進一步的，所述第二時鐘模塊為RTC時鐘。
[0032]進一步的，所述同步定時裝置還包括:
[0033]鎖存器，連接所述公共定時器和所述多個定時模塊，用于鎖存并輸出所述公共定時器和所述多個定時模塊中一個或多個的當前時間值。
[0034]進一步的，所述鎖存器的鎖存時鐘頻率為其所選擇的所述公共定時器和所述多個定時模塊中最低的時鐘頻率。
[0035]進一步的，所述多個定時模塊為多模通信系統中每種模式的定時模塊。
[0036]本發(fā)明還提供一種同步定時方法，包括
[0037]第一時鐘模塊接收一時鐘源，并為多個定時模塊提供各自所需的時鐘頻率；
[0038]公共定時器接收所述第一時鐘模塊的一時鐘頻率，并輸出所述多個定時模塊通用的定時信息。
[0039]本發(fā)明提供的同步定時裝置及方法，可以不用對已有模式的定時模塊進行重新設計和更新，降低了軟硬件設計復雜度加快了新的系統的開發(fā)速度；同時在模式切換、異系統測量時，并不需要切換公共定時器模式，提升了系統的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0040]圖1為現有技術中多模通信系統定時的硬件實現示意圖。
[0041]圖2為現有技術中多模通信系統定時關系示意圖。
[0042]圖3為現有技術中多模通信系統通過虛擬的軟件定時器定時的硬件實現示意圖。
[0043]圖4為現有技術中多模通信系統中異系統測量定時關系示意圖。
[0044]圖5為本發(fā)明一實施例所述同步定時裝置的結構示意圖。
[0045]圖6為本發(fā)明一實施例所述同步定時方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0046]以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明