一种多模移动终端时序控制器及方法
阅读：577发布：2024-02-29
专利汇可以提供一种多模移动终端时序控制器及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种多模移动终端时序控制方法，该多模移动终端中时序控制方法，通过向多模终端中的各个单模时序控制单元下达 锁 存命令，从而达到终端中各个单模系统间高 精度 同步的目的，以便于完成跨系统的测量和业务切换等。本发明可用于多模移动终端中的时序控制。，下面是一种多模移动终端时序控制器及方法专利的具体信息内容。
1.一种多模移动终端时序控制方法，其特征在于，当多模移动终端 在某个源系统下对另一个目标系统进行时序控制时，包括如下步骤：第一 步，多模协议栈提出异系统时序控制要求，同时给出相应时序控制参数； 第二步，源系统物理层控制软件对源系统和目标系统的时序信息进行锁 存，并读取锁存的时序值，计算出时序控制时刻在源系统时间域和目标系 统时间域内的时序值；第三步，源系统物理层控制软件将时序控制参数、 目标系统的小区信息以及相关命令传递给目标系统的物理层控制软件；第 四步，源系统的物理层控制软件控制该时间段开始或结束时其侧的事件； 第五步，目标系统物理层控制软件控制该时间段中其侧的相应事件；第六 步，目标系统物理层控制软件对事件结果进行处理；第七步，目标系统物 理层控制软件根据事件类型将事件结果传输给源或目标系统高层。
2.如权利要求1所述的一种多模移动终端时序控制方法，其特征在 于，第四步中所述的事件为源单模系统锁相环的启动或关闭。
3.如权利要求1所述的一种多模移动终端时序控制方法，其特征在 于，第五步中所述的事件为包括接收信号的强度指示或码功率测量。
4.如权利要求1所述的一种多模移动终端时序控制方法，其特征在 于，第七步中若切换成功则将事件结果传输给目标系统，若切换失败或测 量则将事件结果传输给源系统。
技术领域
本发明涉及移动终端支持在两个及两个以上通信系统的时序控制技 术，特别涉及一种多模移动终端时序控制器及方法。
背景技术
随着移动通信技术的发展，新一代移动通信技术逐步成熟。但是移动 通信网络运营商已经对前一代移动通信网络做了大量投资和建设，移动通 信网络运营商必须充分利用以前的投资成果，所以下一步对新的移动通信 网络的投资将是一种渐进式的投资，而且网络能力的升级同样也将是一种 渐进的过程。多模移动终端在这种多个移动通信系统并存的时期是必要 的。如目前的GSM网络在一段时期内将不会被完全取代，即GSM和WCDMA 这两种网络将会在今后相当长的时间内并存，因此在很长时期之内GSM和 WCDMA双模移动终端是必要存在的。
多模移动终端时序控制器不仅需要提供多种移动通信系统对应的时序 控制器的功能，而且需要在多种不同的移动通信终端系统中提供系统间同 步功能，从而保证多模移动终端能进行多个系统间的测量和切换。
现有的多模移动终端的时序控制器的实现如图1所示。它由各个单模 移动通信终端系统中的独立的时序控制单元构成。在需要系统间同步时， 物理层控制软件通过对各个单模时序控制单元分别发出时序调度指令，来 完成系统间同步功能。具体地说，如果多模终端需要在某一时刻实现从单 模系统1到单模系统2的切换，则物理层控制软件首先向单模系统1的时 序控制单元发出时序调度指令，命令时序控制单元在该时刻到来时向物理 层控制软件发出时序中断。物理层控制软件收到该时序中断后，关断单模 系统1的射频和基带发送/接收单元，并读取单模系统2时序控制单元中 的当前时序信息，作为接下来开启单模系统2发送/接收单元的系列动作 的时间起点。然后，物理层控制软件向单模系统2发出时序调度指令，执 行开启单模系统2的系列动作。这种方法的缺点是系统间同步精度受限于 物理层控制软件的中断响应速度，难以实现系统间的高精度同步。
多模移动终端时序控制器不仅需要提供多种移动通信系统对应的时序 控制器的功能，而且需要在多种不同的移动通信终端系统中提供系统间同 步功能，从而保证多模移动终端能进行多个系统间的测量和切换。
现有的多模移动终端的时序控制器的实现如图1所示。它由各个单模 移动通信终端系统中的独立的时序控制单元构成。在需要系统间同步时， 物理层控制软件通过对各个单模时序控制单元分别发出时序调度指令，来 完成系统间同步功能。具体地说，如果多模终端需要在某一时刻实现从单 模系统1到单模系统2的切换，则物理层控制软件首先向单模系统1的时 序控制单元发出时序调度指令，命令时序控制单元在该时刻到来时向物理 层控制软件发出时序中断。物理层控制软件收到该时序中断后，关断单模 系统1的射频和基带发送/接收单元，并读取单模系统2时序控制单元中 的当前时序信息，作为接下来开启单模系统2发送/接收单元的系列动作 的时间起点。然后，物理层控制软件向单模系统2发出时序调度指令，执 行开启单模系统2的系列动作。这种方法的缺点是系统间同步精度受限于 物理层控制软件的中断响应速度，难以实现系统间的高精度同步。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多模移动终端时序控制器及方 法，可以提高多模移动终端时序控制的精度。
为解决上述技术问题，本发明一种多模移动终端时序控制方法，当多 模移动终端在某个源系统下对另一个目标系统进行时序控制时，包括如下 步骤：第一步，多模协议栈提出异系统时序控制要求，同时给出相应时序 控制参数；第二步，源系统物理层控制软件对源系统和目标系统的时序信 息进行锁存，并读取锁存的时序值，计算出时序控制时刻在源系统时间域 和目标系统时间域内的时序值；第三步，源系统物理层控制软件将时序控 制参数、目标系统的小区信息以及相关命令传递给目标系统的物理层控制 软件；第四步，源系统的物理层控制软件控制该时间段开始或结束时其侧 的事件；第五步，目标系统物理层控制软件控制该时间段中其侧的相应事 件(如切换、测量等)；第六步，目标系统物理层控制软件对事件结果进 行处理；第七步，目标系统物理层控制软件根据事件类型将事件结果传输 给源或目标系统高层。
本发明一种多模移动终端时序控制方法的一种优选技术方案，在第七 步中，若切换成功则将事件结果传输给目标系统，若切换失败或测量则将 事件结果传输给源系统。
本发明包括向所述锁相环提供基准频率的电压控制晶体振荡器，以及 由物理层控制软件实体向各个单模时序控制单元提供的一个公共的锁存信 号，通过向多模中端中的各个单模时序控制单元下达锁存命令，从而提高 终端中各个单模系统间同步的高精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为已有多模移动终端时序控制器结构框图；
图2为本发明多模移动终端时序控制器结构框图；
图3为本发明GSM和WCDMA双模移动系统之间时间同步示意图；
图4为GSM移动终端中时序控制单元的结构框图；
图5为WCDMA移动终端中时序控制单元的结构框图；
图6为本发明多模时序控制器的具体实施例示意图。
为解决上述技术问题，本发明一种多模移动终端时序控制方法，当多 模移动终端在某个源系统下对另一个目标系统进行时序控制时，包括如下 步骤：第一步，多模协议栈提出异系统时序控制要求，同时给出相应时序 控制参数；第二步，源系统物理层控制软件对源系统和目标系统的时序信 息进行锁存，并读取锁存的时序值，计算出时序控制时刻在源系统时间域 和目标系统时间域内的时序值；第三步，源系统物理层控制软件将时序控 制参数、目标系统的小区信息以及相关命令传递给目标系统的物理层控制 软件；第四步，源系统的物理层控制软件控制该时间段开始或结束时其侧 的事件；第五步，目标系统物理层控制软件控制该时间段中其侧的相应事 件(如切换、测量等)；第六步，目标系统物理层控制软件对事件结果进 行处理；第七步，目标系统物理层控制软件根据事件类型将事件结果传输 给源或目标系统高层。
本发明一种多模移动终端时序控制方法的一种优选技术方案，在第七 步中，若切换成功则将事件结果传输给目标系统，若切换失败或测量则将 事件结果传输给源系统。
本发明包括向所述锁相环提供基准频率的电压控制晶体振荡器，以及 由物理层控制软件实体向各个单模时序控制单元提供的一个公共的锁存信 号，通过向多模中端中的各个单模时序控制单元下达锁存命令，从而提高 终端中各个单模系统间同步的高精度。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为已有多模移动终端时序控制器结构框图；
图2为本发明多模移动终端时序控制器结构框图；
图3为本发明GSM和WCDMA双模移动系统之间时间同步示意图；
图4为GSM移动终端中时序控制单元的结构框图；
图5为WCDMA移动终端中时序控制单元的结构框图；
图6为本发明多模时序控制器的具体实施例示意图。
具体实施方式
多模移动终端时序控制方法通常以当前活动系统为主控系统，即以当 前活动系统的时序控制器为基准向上层控制软件提供事件调度服务。例如 三模移动终端中的时序控制就是在活动系统1下对系统2或3提供事件调 度服务，或者在活动系统2下对系统1或3提供事件调度服务，或者在活 动系统3下对系统1或2提供事件调度服务，而双模移动终端中的时序控 制就是在活动系统1(或2)下对系统2(或1)提供事件调度服务。因为 所有的通信系统在移动终端中都是对等的，本发明实施例以双模移动终端 的时序控制为例说明多模移动终端时序控制。
本发明实施例中用于多模移动终端的时序控制器如图2所示，包括 单模移动终端系统1的时序控制单元，单模移动终端系统2的时序控制单 元，分别向单模移动终端系统1和单模移动终端系统2的时序控制器单元 输入时钟信号的锁相环(Phase Locked Loop，简称PLL)，还包括一个 向所述锁相环提供基准频率的电压控制晶体振荡器，多模移动终端系统中 各个单模时序控制单元的输入时钟信号是从同一个电压控制晶体振荡器 (Voltage Controlled Crystal Oscillator，简称VCXO)通过各自的 锁相环而产生。单模移动终端系统1的时序控制单元以及单模移动终端系 统2的时序控制单元分别和物理层控制软件相连接，向物理层控制软件发 送时序中断信号以及接受物理层控制软件的时序调度指令。物理层控制软 件实体向单模移动终端系统1的时序控制单元以及单模移动终端系统2的 时序控制单元提供的一个公共的锁存信号，用于同步锁存不同移动通信终 端系统的当前时序，也就是在各个单模时序控制单元中打上一个时间标 签。
同时包含全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，简称GSM)和宽带码分多址系统(Wideband Code Division Multiple Access，简称WCDMA)的双模移动通信系统中的两个 单模系统的时间同步关系如图3所示。其中若在GSM和WCDMA中曾经同 步锁存了两个系统的时钟，则双模移动终端的物理层软件实体就可以通过 公式(1)和(2)将一个系统上的时间转换到另一个系统上：
(式1)
(式2)
式中的TW1，TW2以1/4码片间隔为单位，TG1，TG2以1/4GSM比特时间为 单位。W_Qchip_Period＝65.1ns，G_Qbit_Period＝923.1ns。
由上述公式可以看出该方法实现的异系统间同步精度只受限于各个单 模系统时序计数器的定时精度，而与物理层控制软件的中断响应速度无 关。由式1和式2可知本发明多模移动终端时序控制器方法的异系统间同 步定时精度小于W_Qchip_Period+G_Qbit_Period。单模系统的时序控 制单元也可以采用比1/4码片时钟或1/4比特时钟频率更高的时钟源， 则同步定时精度会相应提高。
GSM终端系统中的时序控制单元通常主要由时序控制计数器和时分复 用(Time Division Multiple Address，简称TDMA)控制器构成，如图 4所示。其中：时序控制计数器为整个GSM终端系统提供时间基准，并与 服务小区的时钟同步。时序控制计数器的输入为锁相环提供的13MHz的时 钟信号。时序控制计数器由以下部分构成：14比特的四分之一比特计数 器、6比特的帧计数器以及4比特或更多比特的复帧计数器。TDMA控制 器包括一个完全可编程的“事件表”，主要用于为各种预定义事件产生事 件触发信号。事件触发信号既可同步于服务小区的帧头或时隙头时刻，也 可设定为时隙内的任意时刻。事件触发信号主要包括以下几类事件的触 发：相应硬件IP的配置参数的传递；硬件IP的激活；设定软件模块的触 发时刻。
WCDMA终端系统中的时序控制单元如图5所示。时钟信号频率为 3.84×OS_Rate MHz，其中OS_Rate为过采样率，即每个码片所对应的采 样点数目，一般为2或4。而时序控制计数器由以下部分构成：14比特的 采样点计数器；4比特的时隙计数器；10比特或更多比特的帧计数器。
在初始小区选择或小区重选后，移动终端通过时序控制器与下行链路 信号时钟建立同步，该同步信号一般包括与服务小区同步的帧同步信号和 时隙同步信号。除此之外，WCDMA移动终端还需要帧中断信号和时隙中断 信号，其中“Slot_Offset”用于产生时隙中断信号，而 “Frame_Offset”用于产生帧中断信号。
本发明中的原单模时序控制单元还包括锁存寄存器。是本发明为支持 异系统间同步而增加的部分。用于时间标签锁存目的的寄存器在收到锁存 命令时，能够把GSM或WCDMA时序控制计数器的当前时序计数值锁存起 来，便于物理层控制软件读取。
在GSM和WCDMA双模移动终端系统中，异系统间同步功能主要用于完 成的工作包括异系统测量、搜索和切换等，如：在用于异系统的GSM的搜 索帧或WCDMA压缩间隙(或测量场合)等的边界上，在GSM和WCDMA两侧 都需要触发相应事件处理；异系统切换的切换时间需要在GSM和WCDMA两 侧都能编程实现；在WCDMA模式下的GSM测量中，测量“到GSM小区的观 测时间差”需要在GSM和WCDMA两个时间域上做交叉检查。
在具体实施例中多模移动终端的时序控制方法，如图6所示，为多 模移动终端中WCDMA活动模式下支持压缩模式时对GSM的测量。其具体步 骤如下：
第一步，双模协议栈提出异系统测量需求，同时给出相应传输间隙的 模式序列(Transmission Gap Pattern Sequence，简称TGPS)参数；
第二步，WCDMA物理层控制软件对WCDMA和GSM时序信息进行锁存， 读取锁存的时序值，利用式1和式2计算出传输间隙时刻在WCDMA时间域 和GSM时间域内的时序值；
第三步，WCDMA物理层控制软件将TGPS参数、GSM小区信息以及测量 命令传递给GSM物理层控制软件；
第四步，WCDMA物理层控制软件控制传输间隙开始和结束时WCDMA侧 的事件，如WCDMA PLL启动或关闭等；
第五步，GSM物理层控制软件控制传输间隙中GSM侧的测量事件，如 接收信号的强度指示(Received Signal Strength Indication，简称 RSSI)或接收信号的码功率(Received Signal Code Power，简称 RSCP)的测量等；
第六步，GSM物理层控制软件对测量结果进行处理；
第七步，GSM物理层控制软件将测量结果传输给WCDMA物理层控制软 件；
第八步，WCDMA物理层控制软件将测量结果汇总并传输给WCDMA高 层。
本发明一种多模移动终端时序控制器中的单模时序控制单元为两个及 两个以上。本发明一种多模移动终端时序控制方法可适用于两个及两个以 上通信系统中实行的多模移动终端中的时序控制。
本发明实施例中用于多模移动终端的时序控制器如图2所示，包括 单模移动终端系统1的时序控制单元，单模移动终端系统2的时序控制单 元，分别向单模移动终端系统1和单模移动终端系统2的时序控制器单元 输入时钟信号的锁相环(Phase Locked Loop，简称PLL)，还包括一个 向所述锁相环提供基准频率的电压控制晶体振荡器，多模移动终端系统中 各个单模时序控制单元的输入时钟信号是从同一个电压控制晶体振荡器 (Voltage Controlled Crystal Oscillator，简称VCXO)通过各自的 锁相环而产生。单模移动终端系统1的时序控制单元以及单模移动终端系 统2的时序控制单元分别和物理层控制软件相连接，向物理层控制软件发 送时序中断信号以及接受物理层控制软件的时序调度指令。物理层控制软 件实体向单模移动终端系统1的时序控制单元以及单模移动终端系统2的 时序控制单元提供的一个公共的锁存信号，用于同步锁存不同移动通信终 端系统的当前时序，也就是在各个单模时序控制单元中打上一个时间标 签。
同时包含全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，简称GSM)和宽带码分多址系统(Wideband Code Division Multiple Access，简称WCDMA)的双模移动通信系统中的两个 单模系统的时间同步关系如图3所示。其中若在GSM和WCDMA中曾经同 步锁存了两个系统的时钟，则双模移动终端的物理层软件实体就可以通过 公式(1)和(2)将一个系统上的时间转换到另一个系统上：
(式1)
(式2)
式中的TW1，TW2以1/4码片间隔为单位，TG1，TG2以1/4GSM比特时间为 单位。W_Qchip_Period＝65.1ns，G_Qbit_Period＝923.1ns。
由上述公式可以看出该方法实现的异系统间同步精度只受限于各个单 模系统时序计数器的定时精度，而与物理层控制软件的中断响应速度无 关。由式1和式2可知本发明多模移动终端时序控制器方法的异系统间同 步定时精度小于W_Qchip_Period+G_Qbit_Period。单模系统的时序控 制单元也可以采用比1/4码片时钟或1/4比特时钟频率更高的时钟源， 则同步定时精度会相应提高。
GSM终端系统中的时序控制单元通常主要由时序控制计数器和时分复 用(Time Division Multiple Address，简称TDMA)控制器构成，如图 4所示。其中：时序控制计数器为整个GSM终端系统提供时间基准，并与 服务小区的时钟同步。时序控制计数器的输入为锁相环提供的13MHz的时 钟信号。时序控制计数器由以下部分构成：14比特的四分之一比特计数 器、6比特的帧计数器以及4比特或更多比特的复帧计数器。TDMA控制 器包括一个完全可编程的“事件表”，主要用于为各种预定义事件产生事 件触发信号。事件触发信号既可同步于服务小区的帧头或时隙头时刻，也 可设定为时隙内的任意时刻。事件触发信号主要包括以下几类事件的触 发：相应硬件IP的配置参数的传递；硬件IP的激活；设定软件模块的触 发时刻。
WCDMA终端系统中的时序控制单元如图5所示。时钟信号频率为 3.84×OS_Rate MHz，其中OS_Rate为过采样率，即每个码片所对应的采 样点数目，一般为2或4。而时序控制计数器由以下部分构成：14比特的 采样点计数器；4比特的时隙计数器；10比特或更多比特的帧计数器。
在初始小区选择或小区重选后，移动终端通过时序控制器与下行链路 信号时钟建立同步，该同步信号一般包括与服务小区同步的帧同步信号和 时隙同步信号。除此之外，WCDMA移动终端还需要帧中断信号和时隙中断 信号，其中“Slot_Offset”用于产生时隙中断信号，而 “Frame_Offset”用于产生帧中断信号。
本发明中的原单模时序控制单元还包括锁存寄存器。是本发明为支持 异系统间同步而增加的部分。用于时间标签锁存目的的寄存器在收到锁存 命令时，能够把GSM或WCDMA时序控制计数器的当前时序计数值锁存起 来，便于物理层控制软件读取。
在GSM和WCDMA双模移动终端系统中，异系统间同步功能主要用于完 成的工作包括异系统测量、搜索和切换等，如：在用于异系统的GSM的搜 索帧或WCDMA压缩间隙(或测量场合)等的边界上，在GSM和WCDMA两侧 都需要触发相应事件处理；异系统切换的切换时间需要在GSM和WCDMA两 侧都能编程实现；在WCDMA模式下的GSM测量中，测量“到GSM小区的观 测时间差”需要在GSM和WCDMA两个时间域上做交叉检查。
在具体实施例中多模移动终端的时序控制方法，如图6所示，为多 模移动终端中WCDMA活动模式下支持压缩模式时对GSM的测量。其具体步 骤如下：
第一步，双模协议栈提出异系统测量需求，同时给出相应传输间隙的 模式序列(Transmission Gap Pattern Sequence，简称TGPS)参数；
第二步，WCDMA物理层控制软件对WCDMA和GSM时序信息进行锁存， 读取锁存的时序值，利用式1和式2计算出传输间隙时刻在WCDMA时间域 和GSM时间域内的时序值；
第三步，WCDMA物理层控制软件将TGPS参数、GSM小区信息以及测量 命令传递给GSM物理层控制软件；
第四步，WCDMA物理层控制软件控制传输间隙开始和结束时WCDMA侧 的事件，如WCDMA PLL启动或关闭等；
第五步，GSM物理层控制软件控制传输间隙中GSM侧的测量事件，如 接收信号的强度指示(Received Signal Strength Indication，简称 RSSI)或接收信号的码功率(Received Signal Code Power，简称 RSCP)的测量等；
第六步，GSM物理层控制软件对测量结果进行处理；
第七步，GSM物理层控制软件将测量结果传输给WCDMA物理层控制软 件；
第八步，WCDMA物理层控制软件将测量结果汇总并传输给WCDMA高 层。
本发明一种多模移动终端时序控制器中的单模时序控制单元为两个及 两个以上。本发明一种多模移动终端时序控制方法可适用于两个及两个以 上通信系统中实行的多模移动终端中的时序控制。
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