專利名稱：提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法及無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種用于提高通信設(shè)備的無(wú)線接收靈敏度的方法以及采用所述方法設(shè)計(jì)的無(wú)線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)技術(shù)的發(fā)展和普及，移動(dòng)通信在各類便攜式終端中得到了普遍應(yīng)用， 尤其是近兩年來(lái)興起的平板電腦等產(chǎn)品，嵌入了諸如第二、三代移動(dòng)通信2G/3G網(wǎng)絡(luò)、 Wlan (無(wú)線局域網(wǎng))、藍(lán)牙、GPS (全球定位系統(tǒng))、移動(dòng)電視等多種無(wú)線應(yīng)用，真正實(shí)現(xiàn)了集移動(dòng)商務(wù)、移動(dòng)通信、移動(dòng)娛樂(lè)于一體。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，平板電腦以其全新的操作方式、 豐富的應(yīng)用體驗(yàn)、更好的可移動(dòng)性，逐漸成為個(gè)人電腦與智能手機(jī)最理想的結(jié)合品，并完美地將二者的功能集于一身。同時(shí)，隨著電子產(chǎn)品的功能越來(lái)越強(qiáng)大，處理器速度越來(lái)越快，小型化、便攜化的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，也給電路板的設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。電子產(chǎn)品的內(nèi)部電路變得密集而復(fù)雜，時(shí)鐘頻率大約每?jī)赡昃蜁?huì)提升一倍，高速電路的信號(hào)完整性問(wèn)題變得越來(lái)越突出，伴隨而來(lái)的就是時(shí)序、噪聲、EMI (電磁干擾)等問(wèn)題。當(dāng)這些高速信號(hào)的頻率或者諧波輻射出來(lái)，被天線接收并進(jìn)入通信系統(tǒng)的接收機(jī)時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響接收性能，導(dǎo)致無(wú)線靈敏度降低，信號(hào)質(zhì)量下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，以改善通信類電子產(chǎn)品的無(wú)線接收性能。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中包含有移動(dòng)通信天線、CPU以及與CPU外接的顯示模塊，設(shè)置CPU與顯示模塊通訊的時(shí)鐘頻率，使該時(shí)鐘頻率的η次諧波和η+1次諧波的頻率值均避開(kāi)無(wú)線通信系統(tǒng)的接收頻段；所述η為正整數(shù)。優(yōu)選的，設(shè)置所述CPU與顯示模塊通訊的時(shí)鐘頻率為108MHz。對(duì)于設(shè)置有無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊的無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，將所述無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊連接Wlan天線，并與所述的CPU相連接，設(shè)置Wlan天線與移動(dòng)通信天線之間的距離，使兩個(gè)天線之間的隔離度小于_20dB，以進(jìn)一步提高所述無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。進(jìn)一步的，所述CPU通過(guò)其第一組SDIO接口連接所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊，降低第一組SDIO接口中時(shí)鐘信號(hào)接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接所述時(shí)鐘信號(hào)接口的時(shí)鐘信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻，由此也可以進(jìn)一步起到改善無(wú)線通信系統(tǒng)接收性能的作用。若想更進(jìn)一步的提高無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線接收靈敏度，可以針對(duì)所述第一組SDIO 接口采用在軟件上降低整個(gè)接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接該SDIO接口的每一條信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻，使信號(hào)線兩端的CPU和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊達(dá)到阻抗匹配。 對(duì)于設(shè)置有存儲(chǔ)卡的無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以讓CPU通過(guò)其第二組SDIO接口連接所述的存儲(chǔ)卡，降低第二組SDIO接口中時(shí)鐘信號(hào)接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接所述時(shí)鐘信號(hào)接口的時(shí)鐘信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻，由此可以削弱由于存儲(chǔ)卡的讀寫操作對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的靈敏度造成的影響。進(jìn)一步的，若要獲得更加理想的改善效果，可以在軟件上降低整個(gè)第二組SDIO接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接第二組SDIO接口的所有信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻，使信號(hào)線兩端的CPU和存儲(chǔ)卡達(dá)到阻抗匹配，以提高無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。對(duì)于設(shè)置有DDR存儲(chǔ)器的無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以將所述DDR存儲(chǔ)器通過(guò)并行總線連接所述的CPU，在所述CPU、DDR存儲(chǔ)器以及連接在二者之間的并行總線的上方設(shè)置屏蔽罩或者覆蓋導(dǎo)電布，以避免由此產(chǎn)生的電磁干擾信號(hào)輻射出來(lái)，影響系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。更進(jìn)一步的，在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中還包含有電源模塊，在所述電源模塊中設(shè)置有功率電感，在所述功率電感以及與其連接的走線的上方設(shè)置有屏蔽罩或者覆蓋有導(dǎo)電布，以避免功率電感及其外圍走線產(chǎn)生的電磁干擾向外輻射，對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的靈敏度產(chǎn)生影響?；谏鲜鎏岣邿o(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，本發(fā)明還提供了一種采用所述方法設(shè)計(jì)無(wú)線通信系統(tǒng)，包括移動(dòng)通信天線、CPU以及與CPU外接的顯示模塊，通過(guò)設(shè)置CPU與顯示模塊通訊的時(shí)鐘頻率，使該時(shí)鐘頻率的η次諧波和Π+1次諧波的頻率值均避開(kāi)所述無(wú)線通信系統(tǒng)的接收頻段，由此可以解決在顯示屏點(diǎn)亮?xí)r由時(shí)鐘線輻射出來(lái)的諧波干擾對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度造成影響的問(wèn)題，由此達(dá)到提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的設(shè)計(jì)目的；所述η為正整數(shù)。優(yōu)選的，所述無(wú)線通信系統(tǒng)可以是平板電腦或者智能手機(jī)等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是本發(fā)明通過(guò)采用更改時(shí)鐘頻率、屏蔽、改善信號(hào)完整性等方法來(lái)削弱線路中輻射出來(lái)的高次諧波對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的無(wú)線干擾，由此提升了無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的接收性能。結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。


圖1是現(xiàn)有無(wú)線通信系統(tǒng)中接收部分的電路架構(gòu)示意圖；圖2是無(wú)線通信系統(tǒng)中CPU及其外圍電路的時(shí)鐘信號(hào)走線圖；圖3是傳統(tǒng)平板電腦中移動(dòng)通信天線與Wlan天線的布設(shè)位置示意圖；圖4是本發(fā)明為改善系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度而提出的移動(dòng)通信天線與Wlan天線之間的布設(shè)位置示意圖；圖5是本發(fā)明為改善系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度而提出的屏蔽單元在系統(tǒng)電路板上的布設(shè)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)地描述。在移動(dòng)通信終端的接收機(jī)中，接收靈敏度是很重要的指標(biāo)，關(guān)系到通信的距離和信號(hào)的穩(wěn)定性問(wèn)題。其定義為，在給定要求的輸出信噪比的條件下，接收機(jī)所能檢測(cè)到的最小輸入信號(hào)電平，在GSM/TD-SCDMA(第二代/第三代移動(dòng)通信技術(shù))標(biāo)準(zhǔn)中，單位一般用 (ffim表示。該項(xiàng)指標(biāo)與所要求的輸出信噪比、接收機(jī)的噪聲大小有關(guān)。靈敏度用下列公式量化Pin(min) (dBm) =-174(dan/Hz)+101ogBW+NF(dB)+SNR。,min(dB)。公式中，Pinimin)為最小輸入功率，單位為dBm ；-174是系統(tǒng)在17°C時(shí)的熱噪聲功率譜密度，單位為dBm/Hz ；BW為信號(hào)帶寬，單位為Hz ；NF為接收機(jī)噪聲系數(shù)，單位為dB ；SNR0, min為輸出最小信噪比，單位為dB。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，其接收部分的系統(tǒng)電路通常采用如圖1所示的構(gòu)建形式，即包括移動(dòng)通信天線、天線開(kāi)關(guān)和濾波器、接收電路、基帶處理器等主要組成部分。其中，通過(guò)移動(dòng)通信天線接收到的移動(dòng)通信信號(hào)經(jīng)由天線開(kāi)關(guān)和濾波電路傳輸至接收電路進(jìn)行解調(diào)和多級(jí)處理后，進(jìn)而傳輸至基帶處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，生成的視頻信號(hào)可以通過(guò)系統(tǒng)中的顯示屏進(jìn)行輸出顯示；生成的音頻信號(hào)可以通過(guò)系統(tǒng)中的揚(yáng)聲器或者耳機(jī)進(jìn)行播放輸出。在無(wú)線接收部分的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)遇到兩個(gè)概念傳導(dǎo)靈敏度和無(wú)線靈敏度。 其中，接收系統(tǒng)與信號(hào)源之間通過(guò)有線傳導(dǎo)的方式建立連接，測(cè)得的靈敏度即為傳導(dǎo)靈敏度，亦稱有線靈敏度。接收系統(tǒng)與信號(hào)源之間通過(guò)無(wú)線耦合的方式建立連接，測(cè)得的靈敏度即為無(wú)線靈敏度。傳導(dǎo)靈敏度的理論值可以按照上述公式計(jì)算獲得。以一般的GSM接收機(jī)為例進(jìn)行說(shuō)明，其接收機(jī)的噪聲系數(shù)NF = 3dB ；輸出最小信噪比要求為SNR = 6dB(即基帶處理器輸入端口的最小信噪比要求為6dB) ；GSM系統(tǒng)的帶寬為BW = 200KHz，則在圖1中， 接收電路輸入端口的最小輸入功率為PB(min) (dBm) = -174 (dBm/Hz) +IOlog (200 X IO3) +3 (dB) +6 (dB) =-112 (dBm)由于天線開(kāi)關(guān)和濾波器的損耗一般為3dB，則在天線開(kāi)關(guān)輸入端口的最小輸入功率即為PA(min) (dBm) = PB(min) (dBm) +3 (dB) = -109 (dBm)也就是說(shuō)，-109dBm即是GSM系統(tǒng)的傳導(dǎo)靈敏度理論值。假設(shè)移動(dòng)通信天線的效率為50% ( 一般的GSM天線可能還達(dá)不到這個(gè)值)，等同于一個(gè)3dB衰減的器件，那么把移動(dòng)通信天線考慮在內(nèi)，整個(gè)GSM接收系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度即為Pradiati。n(min) (dBm) = PA(min) (dBm) +3 (dB) = -106 (dBm)上述計(jì)算公式都是在無(wú)外界干擾環(huán)境下，靈敏度的量化公式。但是，在實(shí)際的開(kāi)放環(huán)境中，干擾信號(hào)總是會(huì)與有用信號(hào)混合在一起，通過(guò)接收電路的多級(jí)處理后到達(dá)其輸出端口，進(jìn)而影響基帶處理器輸入端口的信噪比。當(dāng)輸入信號(hào)的強(qiáng)度一定時(shí)，進(jìn)入到系統(tǒng)的干擾信號(hào)越強(qiáng)，接收電路輸入端口的信噪比越小，那么接收電路輸出端口的信噪比就越小。 所以，當(dāng)有外界干擾信號(hào)時(shí)，為了提高接收電路輸出端口的信噪比，必須提高輸入信號(hào)的強(qiáng)度。這樣系統(tǒng)能夠接收的最小信號(hào)強(qiáng)度就變高了，即靈敏度變差。從上面的分析可以看出，在傳導(dǎo)靈敏度確定的情況下，提高無(wú)線靈敏度有兩種方法一種是提高天線性能，使效率變高；第二種是減小進(jìn)入系統(tǒng)的干擾噪聲強(qiáng)度。本實(shí)施例將對(duì)如何降低進(jìn)入接收系統(tǒng)的干擾噪聲作重點(diǎn)關(guān)注，并以平板電腦的移動(dòng)通信GSM900頻段和TD-SCDMA的2G頻段的接收性能為例，提供一種查找、定位、分析、降低干擾的方法。如何判斷無(wú)線靈敏度的優(yōu)劣，可以通過(guò)測(cè)試接收機(jī)在各個(gè)工作狀態(tài)下的無(wú)線靈敏度進(jìn)行綜合判斷。以平板電腦為例進(jìn)行說(shuō)明，可以通過(guò)操作LCD屏幕點(diǎn)亮和熄滅，無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)Wlan打開(kāi)和關(guān)閉，以及存儲(chǔ)卡讀寫等操作，使用綜合測(cè)試儀測(cè)試不同信道的無(wú)線靈敏度，如果測(cè)試結(jié)果小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的_102dBm，則認(rèn)為是合格產(chǎn)品，否則，認(rèn)為是不合格產(chǎn)品。在平板電腦的系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)中，在中央處理器CPU的外圍需要連接多種外圍電路，例如顯示模塊、無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊、大容量的存儲(chǔ)卡、DDR存儲(chǔ)器等，參見(jiàn)圖2所示。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中我們發(fā)現(xiàn)，干擾噪聲一般通過(guò)以下途徑產(chǎn)生(1)當(dāng)平板電腦的顯示屏(以IXD屏為例進(jìn)行說(shuō)明)點(diǎn)亮?xí)r，從連接在CPU與顯示模塊之間的時(shí)鐘信號(hào)線上很容易輻射出來(lái)高次諧波，形成干擾信號(hào)，對(duì)平板電腦的無(wú)線靈敏度產(chǎn)生影響；(2)CPU在與其外圍電路進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中，比如與DDR存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的過(guò)程中，由于CPU的工作頻率一般在IGHz左右，其傳輸?shù)男盘?hào)往往都是高速信號(hào)，因此容易產(chǎn)生高頻電磁波，輻射到系統(tǒng)中便形成電磁干擾，引入到平板電腦的移動(dòng)通信天線上，即對(duì)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度造成影響；(3)在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)功能啟動(dòng)后，連接無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊的Wlan天線可以作為干擾信號(hào)的傳播路徑，把從系統(tǒng)主板上CPU產(chǎn)生的干擾信號(hào)引入到平板電腦的移動(dòng)通信天線上，從而影響系統(tǒng)的接收性能；(4)在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)功能啟動(dòng)后，從連接在CPU與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊之間的接口時(shí)鐘線上很容易輻射出高次諧波，且剛好落入系統(tǒng)的接收頻段范圍內(nèi)，從而對(duì)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度產(chǎn)生明顯影響。針對(duì)上述四方面干擾噪聲的產(chǎn)生途徑，本實(shí)施例均提出了相應(yīng)的解決措施針對(duì)上述第(1)種情況，本實(shí)施例通過(guò)更改CPU與顯示模塊通訊的時(shí)鐘頻率，使該時(shí)鐘頻率的η次諧波和n+1次諧波的頻率值均避開(kāi)平板電腦的接收頻段，所述η為正整數(shù)。 由此，即使從連接在CPU與顯示模塊之間的時(shí)鐘信號(hào)線上輻射出諧波干擾，也不會(huì)對(duì)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度產(chǎn)生影響。針對(duì)上述第(2)種情況，本實(shí)施例使用屏蔽材料對(duì)CPU及其外圍電路進(jìn)行屏蔽。例如在CPU與DDR存儲(chǔ)器以及連接在二者之間的并行總線的上方設(shè)置屏蔽罩或者覆蓋導(dǎo)電布；對(duì)于連接CPU的高速信號(hào)線也應(yīng)置于所述的屏蔽罩內(nèi)，屏蔽罩沒(méi)有罩住的部分可以使用導(dǎo)電布進(jìn)行包裹，以避免產(chǎn)生的高頻電磁波輻射出來(lái)，對(duì)系統(tǒng)形成干擾噪聲。另外，在系統(tǒng)的電源電路設(shè)計(jì)中往往需要使用功率電感，在電源電路工作時(shí)，在功率電感處也會(huì)產(chǎn)生高次諧波，因此本實(shí)施例優(yōu)選在所述功率電感及其外接的走線上方設(shè)置屏蔽罩或者包裹導(dǎo)電布，以屏蔽掉由其產(chǎn)生的電磁干擾，進(jìn)一步改善系統(tǒng)的無(wú)線接收性能。針對(duì)上述第(3)種情況，本實(shí)施例采用將Wlan天線遠(yuǎn)離移動(dòng)通信天線的設(shè)計(jì)方式，使兩個(gè)天線之間的隔離度小于_20dB，以減小Wlan天線對(duì)移動(dòng)通信天線的影響。針對(duì)上述第(4)種情況，本實(shí)施例采用從軟件上降低CPU與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊連接的接口的驅(qū)動(dòng)能力，從硬件上在連接所述接口的信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻，以使CPU 與無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊之間達(dá)到匹配的方式來(lái)改善信號(hào)的完整性，進(jìn)而提高整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。在本實(shí)施例中，所述接口以SDIO接口 (SDI0，即kcure Digital Input and Output Card的英文縮寫，意為安全數(shù)字輸入輸出卡，SDIO在標(biāo)準(zhǔn)上定義了一種外設(shè)接口)為例進(jìn)行說(shuō)明，為區(qū)別起見(jiàn)，所述接口定義為第一組SDIO接口。當(dāng)然，也可以僅在所述第一組SDIO接口的時(shí)鐘信號(hào)線SDI01_CLK上采取該項(xiàng)措施，即僅降低第一組SDIO接口中時(shí)鐘信號(hào)接口的驅(qū)動(dòng)能力，即降低輸出電流的大小，并在連接所述時(shí)鐘信號(hào)接口的時(shí)鐘信號(hào)線SDI01_CLK上串聯(lián)阻抗匹配電阻。雖然在改善系統(tǒng)接收性能方面不如在整個(gè)接口上采取該項(xiàng)措施更加完善，但是也能明顯地提高系統(tǒng)接收的無(wú)線靈敏度，滿足整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。同理，對(duì)于CPU與存儲(chǔ)卡之間的連接接口(仍以SDIO接口為例進(jìn)行說(shuō)明，并定義為第二組SDIO接口)，也可以采用同樣的設(shè)計(jì)方案。即在軟件上降低第二組SDIO接口或者其中的時(shí)鐘信號(hào)接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接第二組SDIO接口的所有信號(hào)線上或者僅時(shí)鐘信號(hào)線SDI03_CLK上串聯(lián)阻抗匹配電阻，如圖2所示，使信號(hào)線兩端的CPU和存儲(chǔ)卡達(dá)到阻抗匹配，以進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。下面以平板電腦的移動(dòng)通信GSM900頻段以及TD-SCDMA的2G頻段的接收性能為例，通過(guò)兩個(gè)具體的測(cè)試實(shí)例來(lái)詳細(xì)闡述采用本實(shí)施例所提出的上述設(shè)計(jì)方法在改善系統(tǒng)無(wú)線靈敏度方面的顯著效果。實(shí)施例一，以采用移動(dòng)通信GSM900頻段(接收頻段范圍為925 960MHz)的平板電腦為例進(jìn)行說(shuō)明。在未采用本實(shí)施例所提出的上述解決方案之前，對(duì)平板電腦進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如表1所示
狀態(tài)9 7 5信道 (925.2MHz )5信道 (9 36MHz )3 8信道 (942. 6MHz )1 2 4信道 (9 5 9. 8MHz )單位除通話外，其他功能關(guān)閉’ LCD屏熄滅-107-106-107-106dBmLCD屏點(diǎn)亮-97-94-102-101dBmWlan模塊打開(kāi)(其他功能關(guān)閉，LCD 屏點(diǎn)亮)-98-94-10 3-94dBm對(duì)存儲(chǔ)卡進(jìn)行讀寫操作(其他功能關(guān)閉)誤碼率時(shí)刻跳變，性能很差表 1從測(cè)試結(jié)果可以看出①IXD屏點(diǎn)亮，對(duì)整個(gè)信道(每個(gè)信道對(duì)應(yīng)不同的頻率)都有5dBm以上的影響， 尤其是5信道；②無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊(以下稱Wlan模塊)打開(kāi)，對(duì)5信道和IM信道影響很大；③對(duì)存儲(chǔ)卡進(jìn)行讀寫操作，對(duì)整個(gè)信道的影響都非常明顯。對(duì)于干擾噪聲，分別從干擾源、傳播路徑、敏感設(shè)備(天線)三方面著手，使用下面的方法進(jìn)行分析和解決。首先，利用頻譜儀、使用有源探頭查找干擾源。將平板電腦開(kāi)機(jī)后，在整個(gè)機(jī)器上， 分別查找當(dāng)LCD屏點(diǎn)亮、Wlan模塊打開(kāi)、存儲(chǔ)卡操作時(shí)的頻譜分量，只要是落在平板電腦的接收頻段(925 960MHz)范圍內(nèi)的、強(qiáng)度約大于-SOcffim的信號(hào)，都是可能的干擾源。針對(duì)
7實(shí)驗(yàn)的平板電腦樣機(jī)，掃描結(jié)果為(1)當(dāng)LCD屏點(diǎn)亮?xí)r，整個(gè)接收頻段的底噪(底噪，亦稱背景噪聲，一般指電聲系統(tǒng)中除有用信號(hào)以外的總噪聲，包括系統(tǒng)本身的噪聲和環(huán)境噪聲兩部分)都會(huì)抬升，尤其是936MHz附近有個(gè)很寬的頻譜突起，在CPU和顯示模塊(具體可以指接口轉(zhuǎn)換芯片，所述CPU通過(guò)接口轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行信號(hào)電平的匹配處理后，連接所述的IXD 屏，如圖2所示)之間的時(shí)鐘信號(hào)線LCD_PCLK上更加明顯；(2)打開(kāi)Wlan模塊，Wlan模塊附近在960MHz附近出現(xiàn)一個(gè)毛刺，特別是在接口的時(shí)鐘信號(hào)線處；C3)對(duì)存儲(chǔ)卡進(jìn)行讀寫操作時(shí)，整個(gè)接收頻段的底噪都出現(xiàn)起伏，幅度很大，存儲(chǔ)卡電路附近最為明顯，尤其是在接口的時(shí)鐘信號(hào)線上。對(duì)以上結(jié)果進(jìn)行分析，顯示模塊的時(shí)鐘信號(hào)LCD_PCLK是數(shù)字時(shí)鐘，頻率為72MHz， 在電路板上，該時(shí)鐘線走在表層，很容易輻射出來(lái)形成干擾。它的13次諧波為72MHz*13 = 936MHz，正好落在5信道中心頻率上，所以在IXD屏點(diǎn)亮?xí)r影響5信道的靈敏度最為明顯。 針對(duì)72MHz的時(shí)鐘頻率對(duì)5信道的影響，更換顯示模塊的工作頻率，例如更改為108MHz的時(shí)鐘頻率，則它的8次諧波為864MHz，9次諧波為972MHz，正好避開(kāi)了平板電腦的系統(tǒng)接收頻段925 960MHz。這樣即使由其產(chǎn)生的諧波干擾輻射出來(lái)，也不會(huì)影響系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。使用該方法后，5信道的靈敏度提升了 5daii。其次，由于IXD屏點(diǎn)亮?xí)r整個(gè)接收頻段的底噪都抬高了，所以才會(huì)影響整個(gè)信道的靈敏度。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)確認(rèn)是CPU周圍輻射出來(lái)的。CPU的工作頻率通常在IGHz左右，DDR 存儲(chǔ)器的工作頻率大約為333MHz (三次諧波為999MHz)，都與接收頻段非常接近，因而產(chǎn)生干擾也是顯而易見(jiàn)的。如圖5所示，使用屏蔽材料對(duì)CPU及其周圍電路進(jìn)行屏蔽，優(yōu)選在 CPU及其外圍電路的上方加設(shè)屏蔽罩1，對(duì)于沒(méi)有被屏蔽罩1罩住的部分可以使用導(dǎo)電布進(jìn)行包裹，如在CPU芯片、功率電感、DDR存儲(chǔ)器以及與它們連接的走線上方加設(shè)屏蔽罩1或者覆蓋導(dǎo)電布，以避免由其產(chǎn)生的高頻電磁波輻射出來(lái)，形成干擾噪聲。再次，由于CPU的工作頻率不能更改(降頻會(huì)對(duì)CPU性能產(chǎn)生很大的影響)，因此只能從傳播路徑上想辦法。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)GSM900的移動(dòng)通信天線2與Wlan天線3的距離非常近，參見(jiàn)圖3所示，Wlan天線3會(huì)作為干擾的傳播路徑，把從主板上CPU輻射出來(lái)的干擾噪聲引入到GSM900的移動(dòng)通信天線2上，因而對(duì)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度產(chǎn)生影響。將Wlan 天線3布設(shè)在遠(yuǎn)離GSM900移動(dòng)通信天線2的位置處，如圖4所示，使用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試兩個(gè)天線2、3的隔離度，使兩個(gè)天線2、3之間的隔離度小于_20dB，這樣就減小了 Wlan天線3 對(duì)GSM900的移動(dòng)通信天線2的影響。此時(shí)，測(cè)試存儲(chǔ)卡讀寫操作時(shí)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度，也有明顯地改善，除1 信道以外，其它信道都可達(dá)到_102dBm以下。最后，測(cè)試Wlan模塊與CPU連接的接口時(shí)鐘頻率，即時(shí)鐘信號(hào)SDI01_CLK的頻率， 假設(shè)該時(shí)鐘頻率為48MHz，其20次諧波即為48MHz*20 = 960MHz，正好落在了 IM信道的中心頻率上，所以Wlan模塊打開(kāi)影響IM信道的靈敏度最為明顯。使用示波器測(cè)試時(shí)鐘波形可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)過(guò)沖和振鈴現(xiàn)象，這個(gè)是典型的信號(hào)完整性問(wèn)題。采取處理方法在軟件上降低SDIO接口的驅(qū)動(dòng)能力，可以降低整個(gè)SDIO接口的電流大小，也可以僅降低其中時(shí)鐘信號(hào)接口的電流大??；硬件上在連接SDIO接口的信號(hào)線上串聯(lián)匹配電阻，比如47歐姆的電阻， 使源端與終端達(dá)到匹配。經(jīng)過(guò)處理，兩個(gè)時(shí)鐘信號(hào)的波形過(guò)沖和振鈴現(xiàn)象明顯改善，測(cè)試無(wú)線靈敏度，影響基本消失。也可以采用同樣的方法對(duì)存儲(chǔ)卡與CPU連接的SDIO接口進(jìn)行處理，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。
經(jīng)過(guò)上面的幾步處理后，再次測(cè)試移動(dòng)通信GSM900頻段的平板電腦的無(wú)線靈敏度，其測(cè)試結(jié)果參見(jiàn)表2所示
狀態(tài)9 7 5信道 (925. 2MHz )5信道 (9 36MHz )38信道 (942. 6MHz )124信道 (9 5 9. 8MHz )單位除通話外，其他功能關(guān)閉，LCD屏熄滅-107-106-107-106dBmLCD屏點(diǎn)亮-104-104-105-104dBmWlan模塊打開(kāi)(其他功能關(guān)閉，LCD 屏點(diǎn)亮) 對(duì)存儲(chǔ)卡進(jìn)行讀寫操作(其他功能關(guān)閉)-104 -103-104 -104-105 -105-104 -102dBm dBm表 2從測(cè)試結(jié)果可以看出，當(dāng)LCD屏點(diǎn)亮、Wlan模塊打開(kāi)以及對(duì)存儲(chǔ)卡進(jìn)行讀寫操作時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度都小于_102dBm，因而滿足了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的合格產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。實(shí)施例二，以采用移動(dòng)通信TD-SCDMA 2G頻段(接收頻段范圍為2010 2025MHz) 的平板電腦為例進(jìn)行說(shuō)明。在未采用本實(shí)施例所提出的提高無(wú)線靈敏度解決方案之前，對(duì)平板電腦進(jìn)行測(cè)試，其結(jié)果如表3所示
狀態(tài)1 0 0 5 4信道 (2010. 8MHz )1 0 08 0信道 (2016MHz )10121信道 (2024. 2MHz )單位除通話外，其他功能關(guān)閉， LCD屏熄滅-107-107-107dBmLCD屏點(diǎn)亮-107-99-107dBmWlan模塊打開(kāi)(其他功能關(guān)閉，LCD屏點(diǎn)亮)-107-99-107dBm對(duì)存儲(chǔ)卡進(jìn)行讀寫操作(其他功能關(guān)閉)誤碼率時(shí)刻跳變，性能很差表3仿照實(shí)施例一所述的方法，首先對(duì)主板上的CPU芯片及其外圍電路、DDR存儲(chǔ)器和功率電感及其外接走線采用加裝屏蔽罩或者包裹導(dǎo)電布的方式進(jìn)行屏蔽；也可以采用屏蔽罩與導(dǎo)電布相結(jié)合的方式對(duì)線路中產(chǎn)生的高頻電磁波進(jìn)行屏蔽，即首先在主板上易產(chǎn)生電磁干擾信號(hào)的器件的上方安裝屏蔽罩，對(duì)于屏蔽罩沒(méi)有罩住的部分再使用導(dǎo)電布進(jìn)行包裹，以避免電磁波輻射出來(lái)形成干擾噪聲，對(duì)系統(tǒng)的接收性能造成影響。然后，對(duì)CPU連接DDR存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)卡的兩組SDIO接口進(jìn)行處理一方面在軟件上降低兩組SDIO接口的驅(qū)動(dòng)能力；另一方面在硬件上增設(shè)阻抗匹配電阻串聯(lián)在與所述 SDIO接口相連接的信號(hào)線中，以改善SDIO接口的信號(hào)完整性。采用上述措施后，系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度雖然有所改善，但是還不夠理想，無(wú)線靈敏度還是受到顯示模塊工作時(shí)鐘LCD_PCLK的影響。由于移動(dòng)通信TD-SCDMA的2G頻段的接收頻段范圍為2010 2025MHz，當(dāng)顯示模塊的工作時(shí)鐘LCD_PCLK的頻率為72MHz時(shí)，其觀次諧波為72MHzM8 = 2016MHz,正好落在10080信道的中心頻率上，所以LCD屏點(diǎn)亮?xí)r會(huì)對(duì)10080信道的無(wú)線靈敏度造成嚴(yán)重影響。更改顯示模塊的工作時(shí)鐘LCD_PCLK的頻率為 108MHz，其18次諧波為1944MHz，19次諧波為2052MHz，正好避開(kāi)了系統(tǒng)的接收頻段2010 2025MHz。這樣即使從CPU與顯示模塊連接的時(shí)鐘信號(hào)線LCD_PCLK上產(chǎn)生的諧波干擾輻射出來(lái)，也不會(huì)影響到系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度。最后，改變Wlan天線與TD-SCDMA移動(dòng)通信天線之間的距離，使兩個(gè)天線之間的隔離度小于_20dB，這樣就減小了 Wlan天線對(duì)TD-SCDMA的移動(dòng)通信天線的影響。采取上述屏蔽、改善SDIO的信號(hào)完整性、更改顯示模塊工作時(shí)鐘LCD_PCLK的頻率為108MHz、使Wlan天線遠(yuǎn)離TD-SCDMA的移動(dòng)通信天線等措施后，測(cè)試結(jié)果參見(jiàn)表4所示
狀態(tài)1 0 0 5 4信道1 0 0 8 0信道1 0121信道單位(2010. 8MHz )(2016MHz )(2 024.2MHz )除通話外，其他功能關(guān)閉， LCD屏熄滅-107-107-107dBmLCD屏點(diǎn)亮-108-107-107dBmWlan模塊打開(kāi)(其他功能關(guān)閉，LCD屏點(diǎn)亮)-108-107-107dBm對(duì)存儲(chǔ)卡進(jìn)行讀寫操作(其他功能關(guān)閉)-107-107-107dBm表 4從上面的測(cè)試結(jié)果可以看出使用更改顯示模塊的時(shí)鐘頻率、對(duì)易產(chǎn)生高頻電磁波的元器件及高速信號(hào)線進(jìn)行屏蔽、改善接口的信號(hào)完整性、使Wlan天線遠(yuǎn)離移動(dòng)通信天線等方法后，有效地提升了平板電腦的無(wú)線靈敏度。當(dāng)然，上述提高無(wú)線靈敏度的方法同樣適用于除平板電腦以外的其他無(wú)線通信設(shè)備中，比如智能手機(jī)等。應(yīng)當(dāng)指出的是，以上所述僅是本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中包含有移動(dòng)通信天線、CPU以及與CPU外接的顯示模塊，設(shè)置CPU與顯示模塊通訊的時(shí)鐘頻率，使該時(shí)鐘頻率的η次諧波和η+1次諧波的頻率值均避開(kāi)無(wú)線通信系統(tǒng)的接收頻段；所述η為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于設(shè)置所述CPU與顯示模塊通訊的時(shí)鐘頻率為108MHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中還包括與CPU相連接的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊，所述無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊連接Wlan天線，設(shè)置Wlan天線與移動(dòng)通信天線之間的距離，使兩個(gè)天線之間的隔離度小于_20dB。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于所述CPU通過(guò)第一組SDIO接口連接所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊，降低第一組SDIO接口中時(shí)鐘信號(hào)接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接所述時(shí)鐘信號(hào)接口的時(shí)鐘信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于所述CPU通過(guò)第一組SDIO接口連接所述的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)模塊，降低第一組SDIO接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接第一組SDIO接口的信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中還包含有存儲(chǔ)卡，CPU通過(guò)其第二組SDIO接口連接所述的存儲(chǔ)卡，降低第二組SDIO接口中時(shí)鐘信號(hào)接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接所述時(shí)鐘信號(hào)接口的時(shí)鐘信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中還包含有存儲(chǔ)卡，CPU通過(guò)其第二組SDIO接口連接所述的存儲(chǔ)卡，降低第二組SDIO接口的驅(qū)動(dòng)能力，并在連接第二組SDIO接口的信號(hào)線上串聯(lián)阻抗匹配電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中還包含有DDR存儲(chǔ)器，通過(guò)并行總線連接所述的CPU，在所述CPU、DDR存儲(chǔ)器以及連接在二者之間的并行總線的上方設(shè)置有屏蔽罩或者覆蓋有導(dǎo)電布。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法，其特征在于在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中還包含有電源模塊，在所述電源模塊中設(shè)置有功率電感，在所述功率電感以及與其連接的走線的上方設(shè)置有屏蔽罩或者覆蓋有導(dǎo)電布。
10.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于采用如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種提高無(wú)線通信系統(tǒng)靈敏度的方法及無(wú)線通信系統(tǒng)，在所述無(wú)線通信系統(tǒng)中包含有移動(dòng)通信天線、CPU以及與CPU外接的顯示模塊，設(shè)置CPU與顯示模塊通訊的時(shí)鐘頻率，使該時(shí)鐘頻率的n次諧波和n+1次諧波的頻率值均避開(kāi)無(wú)線通信系統(tǒng)的接收頻段。本發(fā)明通過(guò)采用更改時(shí)鐘頻率、屏蔽、使Wlan天線遠(yuǎn)離移動(dòng)通信天線、改善接口的信號(hào)完整性等方法來(lái)削弱線路中輻射出來(lái)的高次諧波對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的無(wú)線干擾，由此提升了無(wú)線通信系統(tǒng)的無(wú)線靈敏度，增強(qiáng)了系統(tǒng)的接收性能。
文檔編號(hào)H04B1/10GK102386937SQ20111032776
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者張波, 王國(guó)濤, 褚宏資, 高一倫 申請(qǐng)人:青島海信移動(dòng)通信技術(shù)股份有限公司