專利名稱：一種自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的移動(dòng)終端和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的移動(dòng)終端以及自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的方法。
背景技術(shù)：
時(shí)鐘單元(時(shí)鐘源)是通信系統(tǒng)中一個(gè)重要的部分，對(duì)于移動(dòng)通信終端(UE)設(shè)備而言它相當(dāng)于是設(shè)備的心臟。它不光提供處理器的時(shí)鐘，還提供模數(shù)采樣的時(shí)鐘，以及射頻器件頻率合成器的時(shí)鐘。時(shí)鐘單元的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性在很大程度上影響移動(dòng)通信終端的性能。
目前在移動(dòng)終端(包括手機(jī))中普遍使用的是VC-TCXO，它是一種通過電壓控制輸出頻率的晶體振蕩器，并進(jìn)行了溫度補(bǔ)償。
在移動(dòng)終端(包括手機(jī))出廠前，都要對(duì)其VC-TCXO進(jìn)行校準(zhǔn)，通過校準(zhǔn)得到對(duì)應(yīng)VC-TCXO輸出準(zhǔn)確頻率時(shí)的控制電壓，并把該校準(zhǔn)后的控制電壓值寫入移動(dòng)終端的存儲(chǔ)器中，作為自動(dòng)頻率控制(AFC)電壓初值，以后每次移動(dòng)終端開機(jī)時(shí)重新從存儲(chǔ)器中讀出所存儲(chǔ)的控制電壓初值，作為AFC控制電壓的初值，以控制VC-TCXO輸出準(zhǔn)確頻率的時(shí)鐘。
在移動(dòng)終端的實(shí)際運(yùn)行過程中，移動(dòng)終端會(huì)采用頻率跟蹤算法動(dòng)態(tài)進(jìn)行AFC控制，以保證移動(dòng)終端在各種條件下的頻率準(zhǔn)確，例如當(dāng)移動(dòng)設(shè)備處于高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下由于多普勒效應(yīng)使得頻率偏移，移動(dòng)終端能根據(jù)頻率跟蹤算法對(duì)AFC控制電壓進(jìn)行調(diào)整，使其頻率準(zhǔn)確。但如果開機(jī)時(shí)讀取的AFC控制電壓初值偏離準(zhǔn)確值太遠(yuǎn)，會(huì)導(dǎo)致頻率跟蹤算法失效，移動(dòng)終端性能嚴(yán)重下降，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致不能正常工作。
對(duì)于目前這種方法存在的問題是對(duì)于溫度穩(wěn)定度較高的VC-TCXO來說，晶體的老化是影響頻率的一個(gè)很重要的因素。目前，大部分晶體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性超過1～1.5ppm/年，因此移動(dòng)終端在使用一段時(shí)間后，由于晶體的老化會(huì)導(dǎo)致最初設(shè)備出廠時(shí)校準(zhǔn)的AFC控制電壓初值偏離實(shí)際VC-TCXO輸出準(zhǔn)確電壓的控制電壓值。目前移動(dòng)終端采用的頻率跟蹤算法對(duì)初始頻偏都有嚴(yán)格的要求，如果初始頻偏較大，將導(dǎo)致移動(dòng)終端的性能嚴(yán)重下降。為了避免這一問題的發(fā)生，本發(fā)明提供一種自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的移動(dòng)終端和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的移動(dòng)終端，以及自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的方法，其可以使得移動(dòng)終端中的時(shí)鐘源的AFC控制電壓初值保持在準(zhǔn)確的范圍內(nèi)，從而避免由于晶體老化等問題引起的AFC控制電壓偏離對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
本發(fā)明的第一方面提供了一種自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的移動(dòng)終端，其具有壓控時(shí)鐘單元以及時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置，所述時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
其中，所述時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置可以每隔固定時(shí)間記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
其中，所述固定時(shí)間通常小于一年，一般是半個(gè)月或者一個(gè)月。
其中，所述時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置可以多次記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓值，并對(duì)這些值進(jìn)行數(shù)字濾波，將得到的結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。所述的數(shù)字濾波可以是多階平滑濾波、中值濾波或者是多階帶遺忘因子的卡爾曼濾波。
其中，所述移動(dòng)終端可以利用所記錄的壓控時(shí)鐘單元控制電壓或者所述數(shù)字濾波得到的結(jié)果進(jìn)行開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)，在成功進(jìn)行開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)后，將記錄的控制電壓值或者數(shù)字濾波結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
上述的移動(dòng)終端中所述的時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置是DSP，CPU或者單片機(jī)。
本發(fā)明的另一方面提供了一種在移動(dòng)終端中進(jìn)行時(shí)鐘源校準(zhǔn)的方法，其中記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
上述方法中，可以每隔固定時(shí)間記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。其中所述固定時(shí)間一般小于一年，通常是半個(gè)月或者一個(gè)月。
上述方法中，可以進(jìn)一步多次記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓值，并對(duì)這些值進(jìn)行數(shù)字濾波，將得到的結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。其中所述的數(shù)字濾波可以是多階平滑濾波、中值濾波或者是多階帶遺忘因子的卡爾曼濾波。
上述方法中，可以進(jìn)一步利用所記錄的壓控時(shí)鐘單元控制電壓值或者所述數(shù)字濾波得到的結(jié)果進(jìn)行移動(dòng)終端開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)，在成功進(jìn)行開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)時(shí)，將記錄的控制電壓值或者數(shù)字濾波結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
通過本發(fā)明，可以使得移動(dòng)終端中的時(shí)鐘單元的AFC控制電壓初值保持在準(zhǔn)確的范圍內(nèi)，從而避免由于晶體老化等問題引起的AFC控制電壓偏離對(duì)系統(tǒng)性能的影響，從而提高移動(dòng)終端的性能。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘源的移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是移動(dòng)通信終端中，時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)的具體流程的流程圖。
具體實(shí)施例方式
在移動(dòng)通訊中，移動(dòng)設(shè)備的頻率偏差對(duì)設(shè)備接收數(shù)據(jù)的誤塊率有明顯的影響，比如對(duì)于TDSCDMA手機(jī)，當(dāng)頻率偏差超過1ppm時(shí)，會(huì)導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，從而使得手機(jī)無法接入。換而言之，只有當(dāng)移動(dòng)設(shè)備的頻率偏差處于一定范圍時(shí)，接收數(shù)據(jù)的誤塊率才可能小于一定的門限。由于在移動(dòng)通訊設(shè)備終端一般采用壓控晶體振蕩器VCXO，它的輸出頻率受AFC控制電壓的控制，所以對(duì)于移動(dòng)通訊設(shè)備終端而言，當(dāng)它接收數(shù)據(jù)的誤塊率達(dá)到其正常通信的要求時(shí)，它的AFC控制電壓也處于一個(gè)正確的范圍。
因此，可以根據(jù)該特性記錄誤塊率處于可以接受范圍內(nèi)的AFC控制電壓值，作為進(jìn)行AFC控制電壓調(diào)整的初值，不斷地更新設(shè)備出廠時(shí)校準(zhǔn)的AFC控制電壓初值，從而可以避免由于晶體老化等問題引起的AFC控制電壓的偏離，改進(jìn)移動(dòng)終端的性能。
根據(jù)本發(fā)明的自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)鐘單元的移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。其可以是一個(gè)移動(dòng)的通信終端系統(tǒng)，例如手機(jī)等。其中具有一個(gè)壓控時(shí)鐘單元VCXO 20，即時(shí)鐘源，可以通過AFC控制電壓控制其振蕩頻率，并輸出各種時(shí)鐘信號(hào)，例如處理器的時(shí)鐘、模數(shù)采樣的時(shí)鐘、以及射頻器件頻率合成器的時(shí)鐘；AFC控制電壓調(diào)整裝置30，根據(jù)頻率跟蹤算法，通過輸出AFC控制電壓，動(dòng)態(tài)地控制壓控時(shí)鐘單元VCXO 20的頻率，并且AFC控制電壓調(diào)整裝置30每次開機(jī)時(shí)從AFC控制電壓初值存儲(chǔ)裝置40讀取AFC控制電壓初值。
在本發(fā)明中，除了以上移動(dòng)終端中常見的配置，進(jìn)一步增加了AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50，其可以從移動(dòng)終端中的其他部分(例如手機(jī)中的協(xié)議棧提供的接口)，接收系統(tǒng)通信的誤塊率數(shù)值，并根據(jù)該誤塊率數(shù)值確定適當(dāng)?shù)腁FC控制電壓，并存儲(chǔ)到AFC控制電壓初值存儲(chǔ)裝置中，作為AFC控制電壓的初值。該裝置可以由移動(dòng)終端中的DSP，或者CPU實(shí)現(xiàn)，或者使用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)一般需要通過計(jì)算誤塊率實(shí)時(shí)檢測(cè)通信質(zhì)量，應(yīng)用層的程序只要通過協(xié)議棧提供的接口就能獲得當(dāng)前的誤塊率。所以AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50獲取誤塊率的方法為移動(dòng)終端直接通過協(xié)議棧提供的接口獲取當(dāng)前的誤塊率。
在AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50中，可以通過應(yīng)用層軟件實(shí)現(xiàn)一個(gè)定時(shí)器，該定時(shí)器根據(jù)讀取系統(tǒng)時(shí)間來確定什么時(shí)候進(jìn)行AFC的自動(dòng)校準(zhǔn)。當(dāng)確定需要進(jìn)行AFC自動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)(例如，到了預(yù)定的校準(zhǔn)時(shí)間)，應(yīng)用層軟件通過協(xié)議棧來獲取物理層數(shù)據(jù)塊的誤塊率，當(dāng)判斷誤塊率低于一定的門限時(shí)，應(yīng)用層軟件記錄接收該段數(shù)據(jù)所使用的AFC控制電壓值。應(yīng)用層軟件在下次開機(jī)時(shí)是使用該AFC控制電壓值進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)搜索，如果能正確完成網(wǎng)絡(luò)搜索，應(yīng)用層軟件用該AFC控制電壓值寫入存儲(chǔ)單元，即AFC控制電壓初值存儲(chǔ)裝置40，以替代原有的AFC控制電壓。
即，終端設(shè)備系統(tǒng)通過AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50，以一個(gè)約定的時(shí)刻或者一定的周期進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。當(dāng)確定需要進(jìn)行時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)時(shí)(例如，到了預(yù)定的校準(zhǔn)時(shí)間)，AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50檢測(cè)所收到數(shù)據(jù)的誤塊率，當(dāng)檢測(cè)到接收數(shù)據(jù)的誤塊率低于一定的門限時(shí)，記錄當(dāng)前AFC控制電壓?？梢远啻斡涗浗邮諗?shù)據(jù)誤塊率低于一定門限時(shí)的AFC控制電壓值，并對(duì)這些控制電壓值進(jìn)行數(shù)字濾波。濾波后得到的值被作為下次小區(qū)搜索的AFC控制電壓初值，當(dāng)使用該值能夠?qū)崿F(xiàn)小區(qū)接入，則該值作為更準(zhǔn)確的AFC控制電壓初值取代AFC控制電壓初值存儲(chǔ)裝置40原來的存儲(chǔ)值。否則，丟棄該值，利用原來的存儲(chǔ)值進(jìn)行小區(qū)搜索，以進(jìn)一步保證所得到數(shù)據(jù)的正確性。
在本發(fā)明中，誤塊率不被賦予具體的數(shù)值，因?yàn)樵诓煌囊苿?dòng)通訊系統(tǒng)，不同的語(yǔ)音/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所要求的誤塊率是不相同的。比如在3GPP的34.122測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)12.2K業(yè)務(wù)的誤塊率要求是低于1％，對(duì)384K業(yè)務(wù)的誤塊率要求低于10％。所以本發(fā)明不限制具體的誤塊率指標(biāo)。不同的應(yīng)用系統(tǒng)可以根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)制定具體的誤塊率指標(biāo)。例如，比如在TDSCDMA的系統(tǒng)誤塊率的計(jì)算定義為接收所有傳輸塊中CRC錯(cuò)誤的傳輸塊所占的百分比。但要求一旦接收數(shù)據(jù)的誤塊率達(dá)到指標(biāo)要求，接收信號(hào)的質(zhì)量應(yīng)該良好。這樣我們才可以確定AFC的控制電壓處于較為理想的數(shù)值。
本發(fā)明中，自動(dòng)校準(zhǔn)的性能和準(zhǔn)確性不受校準(zhǔn)的時(shí)間和周期影響。校準(zhǔn)的時(shí)間和周期只是為了觸發(fā)自動(dòng)校準(zhǔn)的發(fā)生。根據(jù)晶體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性能，建議可以采用以半個(gè)月或一個(gè)月為校準(zhǔn)周期，并且建議校準(zhǔn)周期不要超過一年。
本發(fā)明中，不對(duì)記錄的次數(shù)做限制。而且因?yàn)閿?shù)字濾波的方式對(duì)算法的有效性影響很小，所以也不對(duì)數(shù)字濾波的方式做限制，建議采用多階平滑濾波、中值濾波或者是多階帶遺忘因子的卡爾曼濾波。
圖2的流程圖顯示了移動(dòng)通信終端中，時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)的具體流程首先每次移動(dòng)通信終端開機(jī)時(shí)，AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50讀取系統(tǒng)時(shí)間(步驟100)，并判斷是否需要進(jìn)行校準(zhǔn)(例如，到了預(yù)定的校準(zhǔn)時(shí)間)(步驟110)；如果判斷說明需要進(jìn)行校準(zhǔn)，AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50開始一次校準(zhǔn)過程(步驟120)，并開始統(tǒng)計(jì)目前接收數(shù)據(jù)的誤塊率(步驟130)；接著在步驟140判斷接收數(shù)據(jù)的誤塊率是否小于規(guī)定門限。當(dāng)判斷接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定的門限(例如0.001)時(shí)，AFC控制電壓初值校準(zhǔn)裝置50記錄當(dāng)前時(shí)刻的AFC控制電壓值(步驟150)；否則回到步驟130重新開始統(tǒng)計(jì)目前接收數(shù)據(jù)的誤塊率；
重復(fù)步驟130到150以多次記錄接收數(shù)據(jù)誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的AFC控制電壓值，直到達(dá)到規(guī)定次數(shù)(步驟160)；并對(duì)這多個(gè)值進(jìn)行數(shù)字濾波(步驟170)；為了進(jìn)一步保證數(shù)字濾波后AFC控制電壓值的正確性，該控制電壓值并不馬上用來替換出廠時(shí)的校準(zhǔn)值，在步驟180終端用該AFC控制電壓值進(jìn)行一次開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)。當(dāng)能夠用該AFC控制電壓值進(jìn)行一次開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)，才用該值替換掉終端原有的校準(zhǔn)值(步驟190)。否則回到步驟120重新開始一次校準(zhǔn)。這對(duì)前面步驟中獲得的AFC電壓做了更嚴(yán)格的篩選，其作用是保證AFC控制電壓值的正確性。在具體實(shí)現(xiàn)中不做強(qiáng)制性要求，可以根據(jù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的難易程度靈活取舍。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)校準(zhǔn)壓控時(shí)鐘單元的移動(dòng)終端，具有壓控時(shí)鐘單元以及時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置，所述時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的移動(dòng)終端，其中，所述時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置每隔固定時(shí)間記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
3.如權(quán)利要求2所述的移動(dòng)終端，其中，所述固定時(shí)間小于一年。
4.如權(quán)利要求3所述的移動(dòng)終端，其中，所述固定時(shí)間是半個(gè)月或者一個(gè)月。
5.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)終端，其中，所述時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置多次記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓值，并對(duì)這些值進(jìn)行數(shù)字濾波，將得到的結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
6.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)終端，其中，所述的數(shù)字濾波是多階平滑濾波、中值濾波或者是多階帶遺忘因子的卡爾曼濾波。
7.如權(quán)利要求1、5或6所述的移動(dòng)終端，其中，所述移動(dòng)終端利用所記錄的壓控時(shí)鐘單元控制電壓或者所述數(shù)字濾波得到的結(jié)果進(jìn)行開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)，在成功進(jìn)行開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)時(shí)，將記錄的控制電壓值或者數(shù)字濾波結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
8.如權(quán)利要求1所述的移動(dòng)終端，其中所述的時(shí)鐘自動(dòng)校準(zhǔn)裝置是DSP，CPU或者單片機(jī)。
9.一種自動(dòng)校準(zhǔn)壓控時(shí)鐘單元的時(shí)鐘的方法，其中記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
10.如權(quán)利要求9所述的時(shí)鐘校準(zhǔn)方法，其中每隔固定時(shí)間記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
11.如權(quán)利要求10所述的時(shí)鐘校準(zhǔn)方法，其中所述固定時(shí)間小于一年。
12.如權(quán)利要求11所述的時(shí)鐘校準(zhǔn)方法，其中所述固定時(shí)間是半個(gè)月或者一個(gè)月。
13.如權(quán)利要求9所述的時(shí)鐘校準(zhǔn)方法，其中進(jìn)一步多次記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓值，并對(duì)這些值進(jìn)行數(shù)字濾波，將得到的結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
14.如權(quán)利要求13所述的時(shí)鐘校準(zhǔn)方法，其中所述的數(shù)字濾波是多階平滑濾波、中值濾波或者是多階帶遺忘因子的卡爾曼濾波。
15.如權(quán)利要求9、13或14所述的時(shí)鐘校準(zhǔn)方法，其中進(jìn)一步利用所記錄的壓控時(shí)鐘單元控制電壓值或者所述數(shù)字濾波得到的結(jié)果進(jìn)行移動(dòng)終端開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)，在成功進(jìn)行開機(jī)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)后，將記錄的控制電壓值或者數(shù)字濾波結(jié)果作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。
全文摘要
一種移動(dòng)終端，具有壓控時(shí)鐘單元以及時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置，所述時(shí)鐘校準(zhǔn)裝置記錄移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)的誤塊率小于規(guī)定門限時(shí)的壓控時(shí)鐘單元控制電壓，作為壓控時(shí)鐘單元的控制電壓初值。從而可以使得移動(dòng)終端中的壓控時(shí)鐘單元的AFC控制電壓初值保持在準(zhǔn)確的范圍內(nèi)，從而避免由于晶體老化等問題引起的AFC控制電壓的偏離對(duì)系統(tǒng)性能的影響，改進(jìn)移動(dòng)終端的性能。
文檔編號(hào)H03L7/00GK1808906SQ20061000329
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2006年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者何明星, 朱澤睿 申請(qǐng)人:北京天碁科技有限公司