CN101034914A - 一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法和装置 - Google Patents

一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法和装置 Download PDF

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Abstract

一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置，包含射频模块、模拟基带模块、数字基带模块、以及温度检测模块；温度检测模块包含直流稳压电源、串联的高精度电阻和热敏电阻，还包含与所述热敏电阻并联的消除电压纹波模块；一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法，将计算得到的温度DAC值与终端内的温度补偿表进行比较，计算出对射频发射功率和接收增益的补偿值，实现对射频参数的温度补偿。本发明简单经济而又实用，采用热敏电阻、高精度电阻配合终端软件控制的方法，可以实现对环境温度自动检测，判断，并对终端射频性能参数按照预期目标进行精确补偿，使终端满足国家标准的技术指标要求。

Description

一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法和装置
技术领域
本发明涉及移动通信的射频技术，具体涉及一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法和装置。
背景技术
按照国家标准GB2423.1-89《电工电子产品基本环境试验规程》以及各制式的国家移动通信行业标准，对移动终端的射频性能在常温和极端温度条件下都有明确的技术指标要求，这就要求移动终端必须对环境温度做出自动检测、自动判断以及自动补偿的功能，也就是要具备良好的环境适应性。
目前，市场上有些移动通信终端不具备射频性能参数的温度补偿功能，有些终端采用专用芯片实现这项功能，成本太高不易推广，有些终端采用别的原理但在补偿的过程中又达不到精度要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法和装置，其简单经济而又实用，采用热敏电阻、高精度电阻配合终端软件控制的方法，可以实现对环境温度自动检测，判断，并对终端射频性能参数按照预期目标进行精确补偿，使终端满足国家标准的技术指标要求。
为达上述目的，本发明提供了一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置，包含射频模块、模拟基带模块(或类似功能模块)、数字基带模块、以及温度检测模块；射频模块的输入端连接移动通信终端的天线系统，输出端连接终端的模拟基带模块；温度检测模块的输出端连接终端的模拟基带模块；模拟基带模块的输入端连接终端的射频模块和温度检测模块，输出端连接终端的数字基带模块；数字基带模块的输入端连接终端的模拟基带模块；
所述的温度检测模块包含直流稳压电源、串联的高精度电阻和热敏电阻，还包含与所述热敏电阻并联的消除电压纹波模块；
所述消除电压纹波模块可以是一个电容，也可以是一组滤波电容；
将热敏电阻放在移动终端里最能反映终端环境温度变化的部位；高精度电阻的阻值随环境温度变化较小，和稳压电源一起保证稳定的测量结果；
利用热敏电阻阻值随环境温度变化，进而改变送往模拟基带模块的电压来表示当前环境温度的变化，将反映环境温度变化的电压送至模拟基带模块中的ADC(模拟数字信号转换)子模块转换成数字信号DAC(数字模拟信号转换)输出到数字基带模块进行判断和处理。
本发明还提供了一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法，包含以下步骤：
步骤1：移动通信终端上电或开机启动；
步骤2：读取终端存储器中的温度补偿表，并判断返回信息，如果成功，则进行步骤4操作，否则进行步骤3操作；
所述的温度补偿表包括补偿使能控制信息、表征终端硬件电路在特定温度下的一组温度DAC值、一组发射功率补偿值、一组接收增益补偿值等；
所述的补偿使能控制信息为一个判断标志位，数值为0或1，用于终端系统判断是否需要打开或关闭射频参数的温度补偿功能；
所述的温度DAC值是由于热敏电阻的阻值在一个比较宽的温度范围内并不是随温度变化而线性变化，因此可以采用将热敏电阻阻值随温度变化的曲线分成若干段，这样每一个子段之间就可以认为是热敏电阻的阻值随温度变化而线性变化，由此得到一组对应每个温度段点的DAC值；
所述的发射功率补偿值用于表征在前述对应温度DAC值时需要对终端发射功率做出的修正值，具体数值通过实验方法得到终端在前述每个段点温度DAC时发射功率的变化偏移值，以此为依据计算需要对发射功率做出的补偿值；
所述的接收增益补偿值用于表征在前述对应温度DAC值时需要对终端接收增益做出的修正值，具体数值通过实验方法得到终端在前述每个段点温度DAC时接收增益的变化偏移值，以此为依据计算需要对接收增益做出的补偿值；
上述温度补偿表储存在终端的存储器里，同时在终端里也有一份默认的温度补偿表；
整个温度补偿表可以参考下表(为描述方便，下表温度方向从T1到TM逐渐增大，温度DAC方向从DAC1到DACM逐渐减小)：
  使能位   温度(℃)  温度DAC   发射功率补偿(dB)   接收增益补偿(dB)
  EnableFlag   T1  DAC1   P1   G1
  T2  DAC2   P2   G2
  T3  DAC3   P3   G3
  T4  DAC4   P4   G4
  T5  DAC5   P5   G5
  T6  DAC6   P6   G6
  T7  DAC7   P7   G7
  T8  DAC8   P8   G8
  T9……TM  DAC9……DACM  P9……PM   G9……GM
步骤3：终端当前程序中不使用终端存储器中的温度补偿表，而是使用内置的默认温度补偿表作为系统正常运行时所用的温度补偿表；
步骤4：执行正常的终端系统任务；
步骤5：终端系统软件需要判断温度补偿表的使能控制信息并且定期去检测当前环境温度值以便做后续处理。在此步骤中需要检测系统的定时时间是否到了，并且判断温度补偿表中的补偿使能控制信息是否打开，如果这两个条件都同时满足，执行步骤6操作，否则只要有任何一个条件不满足都返回步骤4操作；
步骤6：启动模拟基带模块的ADC转换功能；
步骤7：获取反映当前环境温度的DAC值；
步骤8：与终端系统中使用的温度补偿表进行比较，计算对射频参数(发射功率、接收增益)的温度补偿值；
步骤8.1：参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，判断当前的DAC值是否大于等于DAC1，如果是，执行步骤8.2操作，否则执行步骤8.3操作；
步骤8.2：在这种情况下，对发射功率的温度补偿值应为POFFS＝P1，对接收增益的温度补偿值应为GOFFS＝G1，并跳转步骤9；
步骤8.3：参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，判断当前的DAC值是否小于等于DACM，如果是，执行步骤8.4操作，否则执行步骤8.5操作；
步骤8.4：在这种情况下，对发射功率的温度补偿值应为POFFS＝PM，对接收增益的温度补偿值应为GOFFS＝GM，并跳转步骤9；
步骤8.5：在这种情况下，参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，查询当前DAC值位于温度数组的哪个区间内，返回结果为N(其中1＜＝N＜M)，即DACN＞＝DAC当前＞DACN+1；
步骤8.6：按照线性内插的方法计算补偿值：按照下述两个公式分别计算对发射功率的补偿值POFFS和对接收增益的补偿值GOFFS，并跳转步骤9；
Figure A20071003928300081
Figure A20071003928300082
步骤9：将步骤8中的计算出来的POFFS和GOFFS结果分别补偿到终端当前使用的射频参数上，并返回步骤4执行正常的终端系统任务。
本发明采用低成本、通用的原材料，以简单的硬件电路形式融合进现有的无线移动通信终端硬件电路里，配合终端系统的改动，可以快速、精准的对终端射频的发射功率和接收增益进行任意温度补偿。设计者可根据终端的射频指标参数与国家标准规范间的余量差，只需修改存储在终端存储器里的温度补偿表即可实现对终端射频的温度补偿以及打开/关闭补偿功能。
本发明可以广泛应用于GSM全球移动通信系统、CDMA码分多址移动通信系统、TDMA时分多址移动通信系统、PHS个人手持式电话系统、GPRS通用分组无线业务、EDGE全球增强型数据传输率、WCDMA宽带码分多址移动通信系统、CDMA2000码分多址移动通信系统2000、TDSCDMA时分同步码分多址接入系统、SCDMA同步码分多址接入系统以及其他3GPP组织公布的无线通信标准的移动终端和PDA中。
附图说明
图1是本发明提供的一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置的结构示意图；
图2是本发明提供的一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置中温度检测模块的电路结构图；
图3是Murata公司NCP15XV103F型号热敏电阻阻值随温度变化的曲线图；
图4是本发明提供的一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法的步骤流程图；
图5是本发明提供的一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法的步骤8的流程图。
具体实施方式
以下根据图1～图5，具体说明本发明的较佳实施方式：
本较佳实施例中选用的热敏电阻R1为Murata公司的NCP15XV103F型号电阻，高精度电阻R2为Murata公司阻值为68KΩ精度为±1％的电阻，电容选用Murata公司生产的15pF普通电容，射频模块、模拟基带模块、数字基带模块为终端自身的各功能模块，终端自身电路提供的直流稳压电源V1电压为2.8V；
如图1所示，本发明提供了一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置，包含射频模块101、模拟基带模块102、数字基带模块103、以及温度检测模块104；射频模块(101)的输入端连接移动通信终端的天线系统，输出端连接终端的模拟基带模块(102)；温度检测模块(104)的输出端连接终端的模拟基带模块(102)；模拟基带模块(102)的输入端连接终端的射频模块(101)和温度检测模块(104)，输出端连接终端的数字基带模块(103)；数字基带模块(103)的输入端连接终端的模拟基带模块(102)；
如图2所示，所述的温度检测模块104包含直流稳压电源V1、串联的高精度电阻R2和热敏电阻R1，还包含与所述热敏电阻R1并联的电容C；
将热敏电阻R1放在移动终端里最能反映终端环境温度变化的部位；高精度电阻R2的阻值随环境温度变化较小，和稳压电源V1一起保证稳定的测量结果；电容C用以消除电压纹波；
计算送至模拟基带部分电压V2的公式： V 2 = R 1 R 1 + R 2 × V 1 . 当热敏电阻R1的阻值大小随着环境温度的变化而变化时，送至模拟基带模块102的电压V2也会做相应变动。由于采用的是高精度电阻R2和稳压电源V1，而热敏电阻R1在某一特定温度下又是一个固定值，因此V2就和R1、环境温度成一一对应关系，可以据此算出每一特定温度下的具体模拟电压V2，进而推算出由模拟基带模块102转换后的DAC值，该DAC值和温度成一一对应关系。
如图4和图5所示，本发明还提供了一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法，包含以下步骤：
步骤1：移动通信终端上电或开机启动；
步骤2：读取终端存储器中的温度补偿表，并判断返回信息，如果成功，则进行步骤4操作，否则进行步骤3操作；
步骤3：终端当前程序中不使用终端存储器中的温度补偿表，而是使用软件中内置的默认温度补偿表作为系统正常运行时所用的温度补偿表；
图3是Murata公司NCP15XV103F型号热敏电阻阻值随温度变化的曲线图，热敏电阻的阻值在-20℃～65℃范围内并不是随温度变化而线性变化，将整条曲线以5℃为步长分成若干段，每一个子段之间，热敏电阻的阻值可以认为是随温度变化而线性变化；根据该热敏电阻的阻值随温度变化而建立如下的温度补偿表：
 使能位   温度(℃)   温度DAC   发射功率补偿(dB)   接收增益补偿(dB)
 EnableFlag＝1   T1＝-20   DAC1＝817   P1＝-2.0   G1＝-1.125
  T2＝-15   DAC2＝719   P2＝-1.7   G2＝-1.000
  T3＝-10   DAC3＝623   P3＝-1.4   G3＝-0.875
  T4＝-5   DAC4＝533   P4＝-1.2   G4＝-0.750
  T5＝0   DAC5＝451   P5＝-1.0   G5＝-0.625
  T6＝5   DAC6＝378   P6＝-0.6   G6＝-0.500
  T7＝10   DAC7＝316   P7＝-0.3   G7＝-0.375
  T8＝15   DAC8＝262   P8＝0.0   G8＝-0.250
  T9＝20   DAC9＝217   P9＝0.0   G9＝0.000
  T10＝25   DAC10＝179   P10＝0.0   G10＝0.000
  T11＝30   DAC11＝149   P11＝0.0   G11＝0.000
  T12＝35   DAC12＝123   P12＝0.0   G12＝0.250
  T13＝40   DAC13＝102   P13＝0.3   G13＝0.375
  T14＝45   DAC14＝85   P14＝0.6   G14＝0.500
  T15＝50   DAC15＝71   P15＝1.0   G15＝0.625
  T16＝55   DAC16＝60   P16＝1.2   G16＝0.750
  T17＝60   DAC17＝50   P17＝1.4   G17＝0.875
  T18＝65   DAC18＝42   P18＝1.7   G18＝1.000
步骤4：执行正常的终端系统任务；
步骤5：终端系统软件需要判断温度补偿表的使能控制信息是否为1并且定期去检测当前环境温度值以便做后续处理，在此步骤中如果检测到温度补偿表的使能控制信息为1，并且检测到系统的10秒钟定时时间到了，只有这两个条件同时都满足，才执行步骤6操作，否则只要有任何一个条件不满足都返回步骤4操作；
步骤6：启动模拟基带模块的ADC转换功能；
步骤7：获取反映当前环境温度的DAC值；
步骤8：与终端系统中使用的温度补偿表进行比较，计算对射频参数(发射功率、接收增益)的温度补偿值；
步骤8.1：参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，判断当前的DAC值是否大于等于DAC1，如果是，执行步骤8.2操作，否则执行步骤8.3操作；
步骤8.2：在这种情况下，对发射功率的温度补偿值应为POFFS＝P1，对接收增益的温度补偿值应为GOFFS＝G1，转到步骤9上去；
步骤8.3：参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，判断当前的DAC值是否小于等于DAC18，如果是，执行步骤8.4操作，否则执行步骤8.5操作；
步骤8.4：在这种情况下，对发射功率的温度补偿值应为POFFS＝P18，对接收增益的温度补偿值应为GOFFS＝G18，转到步骤9上去；
步骤8.5：在这种情况下，参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，查询当前DAC值位于温度数组的哪个区间内，返回结果为N(其中1＜＝N＜18)，即DACN＞＝DAC当前＞DACN+1；
步骤8.6：按照线性内插的方法计算补偿值：按照下述两个公式分别计算对发射功率的补偿值POFFS和对接收增益的补偿值GOFFS，并跳转步骤9；
Figure A20071003928300122
步骤9：将步骤8中的计算出来的POFFS和GOFFS结果分别补偿到终端当前使用的射频参数上，并返回步骤4执行正常的终端系统任务。
终端存储器上存有适合该终端的温度补偿表，当终端每次上电或开机启动时将这张补偿表读取进系统程序中来使用，如果读取失败，则使用终端软件中内置的默认温度补偿表，如果发现原先存储的补偿表需要优化或者需要打开/关闭温度补偿功能时，不必再重新编译、下载终端软件，只需修改终端存储器里温度补偿表的具体值即可。
综上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围，即凡依本发明权利要求的内容所作的等效变化与修饰，都应视为本发明的技术范畴。

Claims (7)

1.一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置，其特征在于，包含射频模块(101)、模拟基带模块(102)、数字基带模块(103)、以及温度检测模块(104)；
射频模块(101)的输入端连接移动通信终端的天线系统，输出端连接终端的模拟基带模块(102)；温度检测模块(104)的输出端连接终端的模拟基带模块(102)；模拟基带模块(102)的输入端连接终端的射频模块(101)和温度检测模块(104)，输出端连接终端的数字基带模块(103)；数字基带模块(103)的输入端连接终端的模拟基带模块(102)；
所述的温度检测模块(104)包含直流稳压电源(V1)、串联的高精度电阻(R2)和热敏电阻(R1)，还包含与所述热敏电阻(R1)并联的消除电压纹波模块。
2.如权利要求1所述的移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置，其特征在于，所述的消除电压纹波模块是电容(C)。
3.如权利要求1所述的移动通信终端射频性能温度自适应补偿的装置，其特征在于，所述的消除电压纹波模块是一组滤波电容。
4.一种移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法，其特征在于，包含以下步骤：
步骤1：移动通信终端上电或开机启动；
步骤2：读取终端存储器中的温度补偿表，并判断返回信息，如果成功，则进行步骤4操作，否则进行步骤3操作；
步骤3：终端当前程序中不使用终端存储器中的温度补偿表，而是使用内置的默认温度补偿表作为系统正常运行时所用的温度补偿表；
步骤4：执行正常的终端系统任务；
步骤5：终端系统软件需要判断温度补偿表的使能控制信息并且定期去检测当前环境温度值以便做后续处理，在此步骤中需要检测系统的定时时间是否到了，并且判断温度补偿表中的补偿使能控制信息是否打开，如果这两个条件都同时满足，执行步骤6操作，否则只要有任何一个条件不满足都返回步骤4操作；
步骤6：启动模拟基带模块的ADC转换功能；
步骤7：获取反映当前环境温度的DAC值；
步骤8：与终端系统中使用的温度补偿表进行比较，计算对射频参数的温度补偿值；
步骤9：将步骤8中的计算结果补偿到终端当前使用的射频参数上，并返回步骤4执行正常的终端系统任务。
5.如权利要求4所述的移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法，其特征在于，所述的步骤8具体包含以下步骤：
步骤8.1：参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，判断当前的DAC值是否大于等于DAC1，如果是，执行步骤8.2操作，否则执行步骤8.3操作；
步骤8.2：在这种情况下，对发射功率的温度补偿值应为POFFS＝P1，对接收增益的温度补偿值应为GOFFS＝G1，转到步骤9上去；
步骤8.3：参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，判断当前的DAC值是否小于等于DACM，如果是，执行步骤8.4操作，否则执行步骤8.5操作；
步骤8.4：在这种情况下，对发射功率的温度补偿值应为POFFS＝PM，对接收增益的温度补偿值应为GOFFS＝GM，转到步骤9上去；
步骤8.5：在这种情况下，参考温度补偿表以及热敏电阻阻值随温度变化曲线图，查询当前DAC值位于温度数组的哪个区间内，返回结果为N(其中1＜＝N＜M)，即DACN＞＝DAC当前＞DACN+1；
步骤8.6：按照线性内插的方法计算补偿值：按照下述两个公式分别计算对发射功率的补偿值POFFS和对接收增益的补偿值GOFFS，并跳转步骤9；
Figure A2007100392830003C2
6.如权利要求4所述的移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法，其特征在于，所述的温度补偿表包括补偿使能控制信息、表征终端硬件电路在特定温度下的一组温度DAC值、一组发射功率补偿值、一组接收增益补偿值。
7.如权利要求4所述的移动通信终端射频性能温度自适应补偿的方法，其特征在于，所述的温度补偿表储存在终端的存储器里，该终端还包含一份默认的温度补偿表。
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