DE102009037889B4

DE102009037889B4 - Integriertes Mobilteil zum gemeinsamen Verwenden eines Taktreferenzsignals in einem integrierten Mobilteil

Info

Publication number: DE102009037889B4
Application number: DE102009037889A
Authority: DE
Inventors: Markus Hammes; Stefan Van Waasen
Original assignee: Intel Mobile Communications GmbH
Current assignee: Intel Deutschland GmbH
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2013-03-14
Anticipated expiration: 2029-08-19
Also published as: US20100069085A1; DE102009037889A1; US8559969B2

Abstract

Integriertes Mobilteil (200) zum gemeinsamen Verwenden eines Taktreferenzsignals, wobei das integrierte Mobilteil folgende Merkmale aufweist:
einen Oszillator (206), um das Taktreferenzsignal (214) zu erzeugen;
ein Modemsystem (202), das folgende Merkmale aufweist:
einen Hochfrequenzprozessor (HF-Prozessor) (208), um das Taktreferenzsignal (214) zu empfangen;
eine Antenne (212), um ein Eingangssignal zu empfangen;
einen digitalen Signalprozessor (DSP) (216), der dahin gehend konfiguriert ist, das seitens der Antenne (212) empfangene Eingangssignal mit dem Taktreferenzsignal (214) zu vergleichen, um ein Frequenzfehlersignal (223, 224) zu definieren;
ein GPS-System (204), das folgende Merkmale aufweist:
einen GPS-HF-Prozessor (228), um das Taktreferenzsignal (214) zu empfangen;
eine Frequenzkompensationseinheit (236), um das Frequenzfehlersignal (224) zu empfangen und eine Spannung eines Eingangssignals in den Oszillator (206) auf der Basis des Frequenzfehlersignals (224) derart zu ändern, dass eine Frequenz des Taktreferenzsignals (214) geändert wird, um das Modemsystem (202) mit...

Description

Das Gebiet der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf drahtlose Mobilteile bzw. Mobilvorrichtungen, die mit Objektpositionierungssystemen gekoppelt sind. Im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein gemeinsames Verwenden eines Oszillators seitens eines globalen Positionierungssystems und eines Modemsystems in einem drahtlosen Mobilteil.
Drahtlose Mobilteile, d. h. Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten (PDA – personal digital assistants) usw. sind mit einem Oszillator hergestellt. Im Einzelnen wird ein drahtloses Mobilteil, das eine drahtlose Telefontechnologie der zweiten Generation (2G) verwendet, mit einem digitalgesteuerten Quarzoszillator (DCXO – digital controlled crystal oscillator) hergestellt, und ein drahtloses Mobilteil, das eine drahtlose Telefontechnologie der dritten Generation (3G) verwendet, ist mit einem temperaturkompensierten spannungsgesteuerten Quarzoszillator (TCVCXO – temperature-compensated voltage controlled crystal oscillator) hergestellt. Die Frequenz des Oszillators (DCXO oder TCVCXO) des drahtlosen Mobilteils ist derart geändert, dass das drahtlose Mobilteil mit seinem entsprechenden Netzwerk (d. h. 2G oder 3G) synchronisiert wird. Die Synchronisation wird unter Verwendung der Zeit-/Frequenz-Informationen von dem entsprechenden Netzwerk erzielt.
Drahtlose Mobilteile können in Verbindung mit einem globalen Positionierungsvorrichtungssystem (GPS – global positioning device system) dazu verwendet werden, die Lage desselben und somit des drahtlosen Mobilteils, wenn es in das drahtlose Mobilteil integriert ist, anzugeben. Das GPS-System ist mit einem zweckgebundenen TCVCXO hergestellt, so dass ein Referenztaktsignal an dasselbe von möglichen Korrekturen der Oszillatorfrequenz in dem Modemsystem des drahtlosen Mobilteils unbeeinflusst ist. Der zweckgebundene TCVCXO des GPS-Systems wird dazu eingesetzt, Parameter einschließlich Time-To-First-Fix (TTFF – Zeit zwischen dem Einschalten und der ersten Positionsbestimmung), Pseudobereich usw. zu optimieren. Im Vergleich zu einem Quarzoszillator (XO) weist der zweckgebundene TCVCXO im Fall möglicher Temperaturschwankungen eine höhere Frequenzgenauigkeit auf (wegen der geringeren Frequenzabhängigkeit im Fall von Temperaturschwankungen). Das GPS-System kann auch mit einem temperaturkompensierten Quarzoszillator (TCXO – temperature-compensated crystal oscillator) hergestellt sein.
Die drahtlosen Mobilteile und GPS-Systeme können miteinander gekoppelt sein, um ihre kombinierten Kosten und ihre kombinierte Größe zu verringern, indem sie dasselbe Gehäuse und dieselbe Stromversorgung verwenden und dabei ein integriertes Mobilteil definieren. Um das integrierte Mobilteil zu vereinfachen und Herstellungskosten desselben zu verringern, werden einzelne Komponenten dazu verwendet, an die Stelle überflüssiger Komponenten zu treten. Eine derartige überflüssige Komponente ist der Oszillator, der sich sowohl in dem GPS-System als auch in dem drahtlosen Mobilteil befindet.
Systeme, die eine Kombination aus Kommunikationsvorrichtung und GPS-Vorrichtung aufweisen, sind aus der US 2003 0 214 432 A1 , der US 2007 0 183 484 A1 , und der US 1 512 985 A2 bekannt.
In der US 2004 0 214 538 A1 ist eine automatische Frequenzsteuerung in einem Empfänger beschrieben, der Kommunikationskomponenten eines Kommunikationssystems und GPS-Komponenten eines GPS-Systems aufweist. Der Empfänger weist ferner Komponenten auf, die gemeinsam für das Kommunikationssystem und das GPS-System verwendet werden. Diese Komponenten umfassen einen digitalen Signalprozessor zum Ableiten eines Frequenzfehlers für eine automatische Frequenzsteuerung, eine CPU und einen Referenzoszillator. Die CPU steuert den Referenzoszillator basierend auf dem Frequenzfehler und liefert Steuersignale für eine GPS-Empfänger- und Basisbandschaltung und einen GPS-Synthesizer.
1 zeigt ein herkömmliches integriertes Mobilteil 100, das eine Antenne 102 zum Senden eines Datensignals an und zum Empfangen eines Datensignals von einem drahtlosen Mobilteilnetzwerk; einen Codemultiplexzugriffs(CDMA)-Hochfrequenz(HF)-Prozessor 104 (CDMA = code division multiple access, HF = radio frequency); einen System-TCVCXO 106 zum Erzeugen und/oder Liefern einer Referenzfrequenz an verschiedene Komponenten in dem integrierten Mobilteil 100; und ein Automatische-Frequenzregelung-Signal (AFC-Signal, AFC = automatic frequency control) 108, das mit einem Frequenzdifferenzdetektor (nicht gezeigt) implementiert ist, ein Schleifenfilter (nicht gezeigt) und einen Digital/Analog-Wandler (nicht gezeigt) umfasst. Das integrierte Mobilteil 100 umfasst ferner einen CDMA-Basisbandprozessor 110 zum Verarbeiten eines CDMA-Signals. Der CDMA-Basisbandprozessor 110 umfasst einen Digital/Analog-Wandler (DAC – digital-to-analog convertor) 112 und einen Pulsdichtemodulations(PDM)-Signalzähler (PDM = pulse density modulation) 114. Ein von dem PDM-Signalgenerator 114 in dem CDMA-Basisbandprozessor 110 erzeugtes PDM-Signal wird auf einen vorbestimmten Bitausgang eingestellt.
Das integrierte Mobilteil 100 umfasst ferner ein GPS-System 116, das einen GPS-Basisbandprozessor 118 und einen GPS-HF-Prozessor 120 aufweist. Der GPS-Basisbandprozessor 118 umfasst eine Frequenzkompensationseinheit 122, einen numerisch gesteuerten Trägeroszillator (Träger-NCO, NCO = numerically controlled oscillator) 124, einen Korrelator 126, einen Codegenerator 128 und einen Code-NCO 130. Der Träger-NCO 124 umfasst ein Pufferregister (BR) 132, einen Addierer 134 und einen Phasendecodierer (PD) 136. Das Pufferregister 132 kann einen Wert, der durch den Addierer 134 addiert werden soll, als vorbestimmten Bitwert speichern. Der Korrelator 126 gibt Korrelationsdaten 138 an eine Mikrosteuerungseinheit 140 aus.
Eine Frequenz eines in das integrierte Mobilteil 100 eingegebenen CDMA-Signals wird verändert (z. B. auf Grund einer Bewegung eines Benutzers des integrierten Mobilteils 100). Ein Wert des PDM-Signalzählers 114 wird anschließend zur Synchronisationserfassung gemäß der Frequenzänderung des eingegebenen CDMA-Signals geändert, und somit wird die Ausgangsfrequenz des System-TCVCXO 106 dahin gehend geändert/korrigiert, mit dem entsprechenden Netzwerk zu synchronisieren. Der PDM-Signalzähler 114 gibt den geänderten Frequenzwert an die Frequenzkompensationseinheit 122 aus. Ein Wert des Pufferregisters 132 wird anschließend auf der Basis des geänderten Frequenzwertes über die Frequenzkompensationseinheit 122 verändert. Dieser Wert wird derart zu einem Signal des System-TCVCXO 106 hinzugefügt, dass das GPS-System 116 ungeachtet des Automatische-Frequenzregelung-Betriebs (des AFC-Betriebs) des CDMA-Basisbandprozessors 110 in einem verriegelten Zustand gehalten wird.
Es wird gewünscht, ein verbessertes integriertes Mobilteil zu liefern, das sowohl ein Modemsystem als auch ein GPS-System aufweist. Das GPS-System weist eine Kompensationsschaltungsanordnung auf, die es dem GPS-System ermöglicht, weiterhin Signale zu verarbeiten, wenn der Oszillator dahin gehend eingestellt ist, die Mobilübertragungsfrequenz des Modemsystems aufrechtzuerhalten.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein integriertes Mobilteil mit verbesserten Charakteristika zu liefern.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Die ausführliche Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben. In den Figuren identifiziert bzw. identifizieren die äußerste(n) linke(n) Ziffer(n) eines Bezugszeichens die Figur, in der das Bezugszeichen zuerst auftritt. Die Verwendung derselben Bezugszeichen in verschiedenen Figuren weist auf ähnliche oder identische Elemente hin.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines integrierten Mobilteils gemäß der herkömmlichen Technik;
2 ein Blockdiagramm eines integrierten Mobilteils, das ein Modemsystem und ein GPS-System aufweist und für beide Systeme einen einzigen Oszillator verwendet;
3 ein Blockdiagramm eines Modemsystems des in 2 gezeigten integrierten Mobilteils, das einen DCXO aufweist; und
4 ein Ablaufflussdiagramm, das das integrierte Mobilteil der 2 verwendet.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein integriertes Mobilteil, das ein Modemsystem und ein GPS-System aufweist. In der folgenden Beschreibung und in den 1 bis 5 sind viele spezifische Einzelheiten dargelegt, um ein gründliches Verständnis verschiedener Implementierungen zu vermitteln. Fachleuten wird jedoch einleuchten, dass der hierin beschriebene Gegenstand zusätzliche Implementierungen aufweisen kann oder dass die dargelegten Konzepte ohne mehrere der in der folgenden Beschreibung beschriebenen Einzelheiten praktiziert werden können.
Das integrierte Mobilteil der vorliegenden Offenbarung kombiniert ein Modemsystem mit einem GPS-System, während es einen einzigen Oszillator für beide verwendet, wobei das GPS-System ein Ausgangssignal des Oszillators steuert. Das GPS-System weist bezüglich Genauigkeit und Stabilität des Referenztaktes die höheren Anforderungen auf und hat als solches die Kontrolle des Oszillators und eines Ausgangssignals des Oszillators.
2 zeigt ein integriertes Mobilteil 200. Das Mobilteil 200 umfasst ein Modemsystem 202, ein GPS-System 204 und einen TCVCXO 206. Der TCVCXO 206 liefert ein Referenztaktsignal, das in das Modemsystem 202 und das GPS-System 404, nachfolgend beschrieben, eingegeben wird. Im Vergleich zu dem Modemsystem 202 weist das GPS-System 204 bezüglich Genauigkeit und Stabilität des Taktreferenzsignals die höheren Anforderungen auf. Als solches kann der TCVCXO 206 physisch an einer thermisch günstigen Position in dem integrierten Mobilteil 200 angeordnet sein. Die thermisch günstige Position kann eine Position sein, in der der Einfluss des Leistungsverlusts eines (nicht gezeigten) Leistungsverstärkers des Modemsystems 202 an den TCVCXO 206 minimiert ist. Bei einer weiteren Implementierung kann die thermisch günstige Position in der Nähe eines (nicht gezeigten) Kameramoduls des Mobilteils 200 liegen. Das GPS-System 204 kann ein allgemeiner Begriff sein und kann jegliche Navigations-/Positionierungsvorrichtung bedeuten, einschließlich GPS, Galileo, Glonass und jeglichen zukünftigen Navigations-/Positionierungssystems.
Das Modemsystem 202 umfasst einen HF-Prozessor 208, einen Basisbandprozessor 210 und eine Antenne 212. Das Modemsystem 202 kann 2G oder 3G sein, wie oben im zweiten Abschnitt beschrieben wurde, und folglich sind der HF-Prozessor 208 und der Basisbandprozessor 210 2G oder 3G. Jedoch kann das Modemsystem 202 bei einer weiteren Implementierung eine beliebige drahtlose Telefontechnologie einsetzen, d. h. eine drahtlose Telefontechnologie der vierten Generation (4G), Long Term Evolution (LTE), WiMax oder jede beliebige zukünftige drahtlose Telefontechnologie. Der HF-Prozessor 208 ist mit einem Ausgangssignalpfad 214 des TCVCXO 206 gekoppelt. Der Basisbandprozessor 210 umfasst einen digitalen Signalprozessor (DSP – digital signal processor) 216, eine Basisbandverarbeitungseinheit 218 und eine Automatische-Frequenzregelung-Einheit (AFC-Einheit) 220. Der HF-Prozessor 208 befindet sich über einen Kommunikationspfad 222 in Kommunikation mit dem Basisbandprozessor 210, um Steuersignale und Daten zwischen denselben zu senden/empfangen.
Signale, die seitens der Antenne 212 empfangen werden, werden zu dem HF-Prozessor 208 gekoppelt. Der HF-Prozessor 208 versieht die seitens der Antenne 212 empfangenen Signale mit Verstärkungs-, Filter- und Mischoperationen, was in der Technik hinreichend bekannt ist. Der HF-Prozessor 208 umfasst Komponenten wie beispielsweise eine (nicht gezeigte) Phasenregelschleife, um die Frequenz des Signals von dem TCVCXO 206 auf eine Frequenz zu erhöhen, die für eine Abwärtsumsetzung des anhand der Antenne 212 empfangenen Signals sinnvoll ist. Der HF-Prozessor 208 verschiebt das Frequenzspektrum zu einer Zwischenfrequenz (setzt es zu einer Zwischenfrequenz abwärts um) und verstärkt das seitens der Antenne 212 empfangene schwache Signal auf einen Pegel, der zur Verarbeitung durch den DSP 216 geeignet ist.
Der DSP 216 umfasst verschiedene Schaltungen zum Extrahieren von Daten- und Sprachsignalen aus dem seitens der Antenne 212 empfangenen Signal, was in der Technik hinreichend bekannt ist. Ferner vergleicht der DSP 216 das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 mit dem seitens der Antenne 212 empfangenen Signal, um ein Frequenzfehlersignal auf einem Pfad 223 zu erzeugen. Das Frequenzfehlersignal wird durch die AFC 220 verarbeitet, um einen Wert (digitale Ausgabe) zu erzeugen, der den Betrag des Frequenzfehlersignals auf einem Pfad 224 darstellt. Der Wert des Frequenzfehlersignals wird auf dem Pfad 224 an das GPS-System 204 gesendet. Bei einem Beispiel ist das Frequenzfehlersignal die Differenz, in Hertz, zwischen dem seitens der Antenne 212 empfangenen Signal und dem Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214. Es ist erwünscht, das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 zu haben und dass das seitens der Antenne 212 empfangene Signal im Wesentlichen dasselbe ist oder innerhalb einer gewünschten Toleranz, d. h. 0,1 ppm, liegt.
Das GPS-System 204 umfasst einen GPS-Basisbandprozessor 226, einen GPS-HF-Prozessor 228 und eine Antenne 230. Das GPS-System 204 steht über einen Kommunikationspfad 232 in Kommunikation mit dem Modemsystem, um Steuersignale und Daten zwischen denselben zu senden/empfangen. Der GPS-HF-Prozessor 228 umfasst einen Digital/Analog-Wandler (DAC) 234. Der GPS-Basisbandprozessor 226 umfasst eine Frequenzkompensationseinheit 236, einen Träger-NCO 238, einen Korrelator 240, einen Codegenerator 242, einen Code-NCO 244 und einen Mischer 246. Der Korrelator 240 gibt Korrelationsdaten 248 an eine Mikrosteuerungseinheit 250 aus.
Das Frequenzfehlersignal auf dem Pfad 224 wird zu dem Eingang der Frequenzkompensationseinheit 236 gekoppelt. Die Frequenzkompensationseinheit 236 steht in Kommunikation mit dem DAC 234, um ein analoges Signal zu erzeugen, das in den TCVCXO 206 eingegeben wird, um die Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 zu steuern. Wie oben erwähnt wurde, verwendet der HF-Prozessor 208 das Ausgangssignal entlang des Ausgangssignalpfades 214 von dem TCVCXO 206 derart, dass das Modemsystem 202 mit seinem entsprechenden Netzwerk synchronisiert wird. Zu diesem Zweck verändert die Frequenzkompensationseinheit 236 die Eingangsspannung in den TCVCXO 206 über den DAC 234 derart, dass das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 eine Frequenz umfasst, um das Modemsystem 206 in eine Synchronisation mit dem entsprechenden Netzwerk zu bringen. Genauer gesagt ist die Frequenzkompensationseinheit 236 über einen Pfad 266 mit dem DAC 234 gekoppelt und erzeugt eine digitalen Ausgabe an demselben, die einem Spannungspegel entspricht, der in den TCVCXO 206 eingegeben wird. Die Frequenzkompensationseinheit 236 kann mit dem DAC 234 kommunizieren, indem sie über den Pfad 266 an den DAC 234 einen Wert liefert, der einer gewünschten Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 216 entspricht, oder indem sie über den Pfad 266 an den DAC 234 einen Deltawert liefert, der der Differenz zwischen der aktuellen Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 216 und der gewünschten Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 216 entspricht.
Infolge des Änderns der Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 wird das in das UPS-System 204 eingegebene Taktreferenzsignal verändert, was dazu führt, dass sich das GPS-System 204 nicht in einer Phasensynchronisation befindet, was nicht wünschenswert ist. Im Einzelnen ist das GPS-System 204 nicht in der Lage, seitens der Antenne 230 empfangene Navigationsdaten/-informationen zu demodulieren. Es ist erwünscht, dass das in das GPS-System 204 eingegebene Taktreferenzsignal von derartigen möglichen Korrekturen des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 für das Modemsystem 202 unbeeinflusst bleibt. Die Frequenzkompensationseinheit 236 kompensiert derartige Differenzen bei dem Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214, so dass das GPS-System 204 funktionstüchtig bleibt, d. h. die Phasensynchronisation erhalten bleibt.
Der GPS-HF-Prozessor 228 wandelt das empfangene Signal von der Antenne 230 in ein Zwischenfrequenzsignal (IF-Signal, IF = intermediate frequency) um. Der GPS-HF-Prozessor 228 wandelt das IF-Signal in ein digitales Signal um und gibt das digitale Signal anschließend an den Mixer 246 aus. Der Mixer 246 mischt ein Trägerfrequenzsignal mit dem digitalen Signal und gibt anschließend ein Ergebnis des Mischens an den Korrelator 240 aus. Der Code-NCO 244 erzeugt ein Codefrequenzsignal, bei dem die Phase mit einer Trägerfrequenz korrigiert wurde. Ansprechend auf das Codefrequenzsignal erzeugt der Codegenerator 242 einen Pseudozufallsrausch-Code (PRN-Code, PRN = pseudo random noise) des seitens der Antenne 230 empfangenen Signals. Der Korrelator 240 korreliert einen Signalausgang des Mischers 246 mit dem PRN-Code, um einen korrelierten Abtastwert zu erhalten, wobei all dies in der Technik hinreichend bekannt ist.
Ein Frequenzfehlersignal auf dem Pfad 224 ist mit einem Eingang der Frequenzkompensationseinheit 236 gekoppelt. Bei einer Implementierung kann das Frequenzfehlersignal auf dem Pfad 224 über eine standardmäßige Schnittstelle oder zweckgebundene Steuerleitungen mit der Frequenzkompensationseinheit 236 gekoppelt sein. Die Frequenzkompensationseinheit 236 steht mit dem Träger-NCO 238 in Kommunikation. Der Träger-NCO 238 fügt einen Wert zu dem Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 hinzu und gibt dieses Signal auf einem Pfad 252 an den Mischer 246 aus. Infolge des Kompensierens des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 wird das GPS-System 204 ungeachtet eines Veränderns des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 in einem verriegelten Zustand gehalten. Ferner werden der TCVCXO 206 und das Ausgangssignal entlang des Ausgangssignalpfades 214 durch das GPS-System 204 seitens des Frequenzkompensationseinheit 236 und des DAC 234, die die Eingangsspannung an den TCVCXO 206 liefern, gesteuert.
Ein Verändern der Eingangsspannung in den TCVCXO 206 kann zu entsprechenden Einschwingvorgängen bei der Frequenzänderung des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 führen. Als solches wird diesen Einschwingvorgängen durch eine entsprechende Steuerung zum Zweck einer idealen Kompensation auf Grund eines inversen Kompensierens des erwarteten Frequenzbereichs entgegengewirkt. Auf Grund von Prozesstoleranzen, Temperaturänderungen, Spannungsänderungen usw. ist eine derartige Kompensation jedoch auf eine bestimmte Toleranz, d. h. etwa 10 ppb bis 100 ppb, beschränkt.
Ferner liegen Änderungen der Eingangsspannung in den TCVCXO 206 in einem Bereich von 1 μV. Folglich wird jegliches Rauschen an der Eingangsspannung in den TCVCXO 206 infolge dessen, dass die Frequenzkorrektur des Modemsystems 202 eine geschlossene Regelschleife ist, bis zu einer bestimmten Grenze toleriert. Zu diesem Zweck, um die Genauigkeit des DAC 234 festzustellen, werden Nicht-Idealitäten des DAC 234, beispielsweise integrale Nichtlinearität (INL – integral nonlinearity), Differenz-Nichtlinearität (DNL – differential nonlinearity) usw. anhand eines Lernalgorithmus unter bestimmten Umständen ermittelt und nach einer Lernphase korrigiert. Der Lernalgorithmus kann vorhandene Nicht-Idealitäten aus der GPS-Korrelationsprozedur extrahieren und sie der Korrekturprozedur zuführen.
3 zeigt das Modemsystem 202 des integrierten Mobilteils 200, das den DCXO 300 aufweist, in einer weiteren Implementierung. Der DCXO 300 ist aus dem Modemsystem 202 entnommen, und der TCVCXO 206 wird als Referenztakteingangssignal verwendet, wie oben beschrieben wurde.
Bei einer weiteren Implementierung kann das GPS-System 204 einen (nicht gezeigten) Analog/Digital-Wandler (ADC – analog-to-digital converter) umfassen, der mit einem Eingang der Frequenzkompensationseinheit 236 gekoppelt ist und derart mit dem HF-Prozessor 208 gekoppelt ist, dass das Modemsystem 202 das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 steuert, während das GPS-System 204 das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 überwacht.
Bei einer weiteren Implementierung nimmt das GPS-System 204 die Änderung der Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 vorweg und kompensiert deshalb eine derartige Änderung auf effizientere Weise. Im Einzelnen verändert das GPS-System 204, wie oben erwähnt wurde, die Eingangsspannung in den TCVCXO 206 über den DAC 234 derart, dass das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 eine Frequenz umfasst, um das Modemsystem 202 in eine Synchronisation mit seinem entsprechenden Netzwerk zu bringen. Folglich wird das in das GPS-System 204 eingegebene Taktreferenzsignal geändert. Das GPS-System 204 misst die Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214, für einen gegebenen digitalen Wert auf dem Pfad 266, der zu Zeiten t₁ und t₂ gegeben ist, um eine Differenz der Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 zu bestimmen, wobei die Zeit t₁ vor dem Ändern der Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 auftritt und die Zeit t₂ anschließend an das Ändern der Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 auftritt. Bei einer weiteren Implementierung misst die AFC-Einheit 220 die Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214.
Nachdem es die Differenz der Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 ermittelt hat, korreliert das GPS-System 204 den digitalen Wert auf dem Pfad 266 mit der Differenz der Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214. Folglich ermittelt die Frequenzkompensationseinheit 236, nachdem sie das Frequenzfehlersignal auf dem Pfad 224 von der AFC-Einheit 220 empfangen hat, den digitalen Wert zum Liefern an den DAC 234 über den Pfad 234 auf präzisere Weise, so dass die Frequenzänderung des Ausgangssignals entlang des Ausgangssignalpfades 214 des TCVCXO näher bei der gewünschten Frequenzänderung liegt. Dies erfolgt, damit das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 eine Frequenz aufweist, um das Modemsystem 202 in eine Synchronisation mit dem entsprechenden Netzwerk zu bringen. Der oben erwähnte Prozess kann sich wiederholen, so dass der seitens der Frequenzkompensationseinheit 236 über den Pfad 266 an den DAC 234 gelieferte digitale Wert näher bei einem gewünschten Wert liegt, um die Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214, die innerhalb einer gewünschten Bandbreite liegt, zu erhalten.
4 zeigt einen Prozess 400 des Steuerns des TCVCXO 206 seitens des GPS-Systems 204 derart, dass das Modemsystem 202 in Synchronisation mit seinem entsprechenden Netzwerk befindet, während das GPS-System 204 in einer verriegelten Schleife gehalten wird. Der Prozess 400 ist als Sammlung von in einem logischen Ablaufgraphen angeordneten referenzierten Handlungen veranschaulicht, die eine Sequenz darstellen, die in Hardware, Software oder einer Kombination derselben implementiert werden kann. Die Reihenfolge, in der die Handlungen beschrieben sind, soll nicht als Einschränkung ausgelegt werden, und jegliche Anzahl der beschriebenen Handlungen kann in anderen Reihenfolgen und/oder parallel kombiniert werden, um den Prozess zu implementieren.
Bei 402 empfängt die Antenne 212 ein Signal, das Modemsystem 202 mit seinem entsprechenden Netzwerk zu synchronisieren. Bei 404 vergleicht der DSP 216 das seitens der Antenne 212 empfangene Signal und das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 und gibt an die AFC 220 ein Frequenzfehlersignal aus, das der Differenz zwischen denselben in Hertz entspricht. Bei 406 erzeugt die AFC 220 eine digitale Ausgabe an die Frequenzkompensationseinheit 236, die dem Frequenzfehlersignal entspricht. Bei 408 verändert die Frequenzkompensationseinheit 236 die Eingangsspannung in den TCVCXO 206 über den DAC 234. Bei 410 wird die Frequenz des Ausgangssignals des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 derart geändert, dass das Modemsystem 202 mit seinem entsprechenden Netzwerk synchronisiert wird. Bei 412 empfängt die Antenne 230 ein Signal, eine Position des GPS-Systems 204 zu erfassen. Bei 414 kommuniziert die Frequenzkompensationseinheit 236 das Frequenzfehlersignal an den Träger-NCO 238. Bei 416 fügt der Träger-NCO 238 auf der Basis des Frequenzfehlersignals einen Wert zu dem Ausgangssignal des TCVCXO 206 hinzu. Bei 418 gibt der Träger-NCO 238 auf dem Pfad 252 an den Mischer 246 ein Signal aus, um das Ausgangssignal des TCVCXO 206 auf dem Pfad 214 derart zu kompensieren, dass das UPS-System 204 in einem Verriegelungszustand verbleibt.
Obwohl der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die für strukturelle Merkmale und/oder methodologische Handlungen spezifisch ist, versteht es sich, dass der in den angehängten Patentansprüchen definierte Gegenstand nicht unbedingt auf die spezifischen beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Vielmehr sind die spezifischen Merkmale und Handlungen als exemplarische Formen des Implementierens der Patentansprüche offenbart.

Claims

Integriertes Mobilteil (200) zum gemeinsamen Verwenden eines Taktreferenzsignals, wobei das integrierte Mobilteil folgende Merkmale aufweist: einen Oszillator (206), um das Taktreferenzsignal (214) zu erzeugen; ein Modemsystem (202), das folgende Merkmale aufweist: einen Hochfrequenzprozessor (HF-Prozessor) (208), um das Taktreferenzsignal (214) zu empfangen; eine Antenne (212), um ein Eingangssignal zu empfangen; einen digitalen Signalprozessor (DSP) (216), der dahin gehend konfiguriert ist, das seitens der Antenne (212) empfangene Eingangssignal mit dem Taktreferenzsignal (214) zu vergleichen, um ein Frequenzfehlersignal (223, 224) zu definieren; ein GPS-System (204), das folgende Merkmale aufweist: einen GPS-HF-Prozessor (228), um das Taktreferenzsignal (214) zu empfangen; eine Frequenzkompensationseinheit (236), um das Frequenzfehlersignal (224) zu empfangen und eine Spannung eines Eingangssignals in den Oszillator (206) auf der Basis des Frequenzfehlersignals (224) derart zu ändern, dass eine Frequenz des Taktreferenzsignals (214) geändert wird, um das Modemsystem (202) mit einem entsprechenden Netzwerk zu synchronisieren; einen numerisch gesteuerten Trägeroszillator (238), der mit der Frequenzkompensationseinheit (236) in Kommunikation steht, um einen Wert derart zu dem Taktreferenzsignal hinzuzufügen, dass das GPS-System in einem verriegelten Zustand verbleibt; wobei das GPS-System (204) ferner einen Digital/Analog-Wandler (DAC) (234) umfasst, um eine digitale Ausgabe der Frequenzkompensationseinheit (236) in ein analoges Signal, das in den Oszillator eingegeben werden soll, umzuwandeln; und wobei der GPS-HF-Prozessor den DAC (234) umfasst.
Integriertes Mobilteil gemäß Anspruch 1, bei dem der Oszillator (206) ein temperaturkompensierter spannungsgesteuerter Quarzoszillator ist.
Integriertes Mobilteil gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem der Oszillator ein digital gesteuerter Quarzoszillator ist.
Integriertes Mobilteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Modemsystem ferner eine Automatische-Frequenzregelung-Einheit (AFC-Einheit) (220) umfasst, um einen digitalen Wert (224) zu erzeugen, der einen Betrag des Frequenzfehlersignals (223) darstellt.
Integriertes Mobilteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das GPS-System (204) ferner eine Antenne (212) umfasst, um das Eingangssignal zu empfangen.
Integriertes Mobilteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der verriegelte Zustand des GPS-Systems (204) eine Toleranz in einem Bereich von 10 ppb bis 100 ppb aufweist.