[发明专利]电子设备中的有效时钟校准

说明书

技术领域

本发明涉及电子设备中的时钟校准，并且更具体地，涉及通信设备 中的时钟校准。

背景技术

存在多种数字通信系统，一些当前已经存在，而一些仍然在开发之 中。数字通信系统包括：时分多址(TDMA)系统，例如遵守全球移动通 信系统(GSM)电信标准及其改进(如GSM/EDGE)的蜂窝无线电电话系 统；以及码分多址(CDMA)系统，例如遵守IS-95、cdma 2000和宽带CDMA (WCDMA)电信标准的蜂窝无线电电话系统。数字通信系统也包括“混 合”TDMA和CDMA系统，例如遵守通用移动通信系统(UMTS)标准的蜂 窝无线电电话系统，该标准规定了正由欧洲电信标准协会(ETS I)在国 际电信联盟的(ITU)IMT-2000框架内开发的第三代(3G)移动系统。 第三代合作伙伴项目(3GPP)公布了UMTS标准。高速下行链路分组数 据接入(HSDPA)是3GPP WCDMA规范的Release 5版本中规定的WCDMA 的演进。3GPP已开始考虑3G标准的下一大步或演进(有时称为超3G- “S3G”)，以确保3G的长期竞争力。

其它类型的数字通信系统允许设备借助于无线网络彼此合作。示例 包括无线局域网(WLAN)和蓝牙设备。

这些不同系统的共同点是需要保持精确的定时。在现代无线电收发 器(例如，WCDMA、GSM和S3G电话和WLAN以及蓝牙设备)中，使用 两个不同的时钟：系统时钟(SC)和实时时钟(RTC)。SC通常是高频 时钟，运行在几MHz，并且由高稳振荡器产生，所述振荡器通常应用温 控晶体。SC用作参考，并且是所有无线电相关操作(例如射频(RF)载 波合成)的频率源。用于SC的晶体具有大约百万分之(ppm)20的精度。 但是，对于蜂窝终端，通过将SC锁定到由移动网络基站发送的下行链 路信号来提高该精度。该SC被调谐到下行链路信号，并且因此继承基 站中所用的时钟参考的较好的稳定性，其大约是0.5ppm。

SC的稳定性的获得是以电流消耗为代价的。为了运行SC，需要几 十毫安(mA)。特别地，当收发器处于其中它在大部分时间睡眠的低功 率模式或空闲模式时，SC需要太多的电流。因此，在睡眠状态期间，SC 被关闭。为了在这样的睡眠状态期间保持定时，每个现代收发器也包括 非参考时钟，例如低功率振荡器(LPO)或实时时钟(RTC)，其运行在 低得多的电流消耗水平处(几十到几百微安)。RTC通常运行在比SC低 得多的频率处，典型地为几kHz。

RTC用于蜂窝终端中的几个定时操作。其控制睡眠周期，并且确定 这样的事情，例如终端必须在何时醒来以监控寻呼控制信道或扫描其它 广播控制信道。RTC也确定上行链路与网络的同步可以被保持多久。上 行链路同步在时隙系统(即，具有TDMA分量的系统，例如GSM和新开 发的3G系统的长期演进(LTE)(S3G))中是很关键的。由于终端和 基站之间的未知往返传播延迟，定时提前(TA)控制消息需要被发送到 该终端，以便将其上行链路传输的接收定时与其它上行链路传输的定时 对准。时钟漂移是上行链路定时失配的主要原因，并且需要终端频繁地 发送上行链路突发(burst)，以使得基站可以测量该定时失准 (misalignment)，并且通过TA消息来适当地命令该终端调整其定时。

RTC的固有稳定性非常差，通常为从50到100ppm。但是，通过重 复校准来提高其稳定性。SC被用作校准期间的稳定参考。一旦RTC被校 准，则其具有接近于SC的稳定性的稳定性水平。在校准事件之间，稳 定性保持在几ppm之内。

US 6,124,764描述了采用周期性寻呼唤醒时间的校准方法。特别 地，在若干监控窗M期间监控LPO输出信号。这些窗优选地与LPO是其 一部分的主机系统的待机模式中的唤醒周期相对应。在唤醒周期期间， 例如寻呼扫描(page scanning)的其它活动可以发生。监控过程的结 果被累积。基于从M个监控窗导出的累积结果，为包含另一M个监控窗 的下一周期确定校正方案的决定。