CN102149178A - 移动终端功率的温度补偿方法和装置 - Google Patents

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刘奋飞
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Abstract

本发明涉及一种移动终端功率的温度补偿方法和装置，该方法包括：获得基准温度下的APC控制字；测量移动终端使用时的环境温度；使用该环境温度查找一温度补偿表以确定APC控制字补偿量，该温度补偿表包含相对于基准温度的温度变化量与APC控制字补偿量的对应关系，其中温度变化量与APC控制字补偿量呈线性关系或非线性关系；以及使用APC控制字补偿量对该APC控制字进行补偿。由此，本发明不依赖于输出功率或增益与温度呈线性的情况，因此可降低对移动终端射频芯片的要求。

Description

移动终端功率的温度补偿方法和装置
技术领域
本发明涉及移动终端的功率控制和测量，尤其是涉及移动终端的发射功率和接收功率的温度补偿方法和装置。
背景技术
3GPP规范对移动终端的功率控制有具体要求。功率控制通常包含终端最大输出功率、开环功率控制、终端上报功率和接收上报RSCP，ISCP，RSSI。其中，开环功率控制是UE发射机设置其输出功率为一个指定值的能力。终端上报功率描述终端对自己发射功率测量的能力。3GPP规范中对RSCP，ISCP，RSSI上报有严格的绝对精度要求，个别运营商对精度的要求更为严格。
以TD-SCDMA终端为例，其上行发射功率需要满足规范要求的上行开环功率控制及最大功率精度的要求，同时网络对终端的上报功率也有相应的精度要求。对于下行链路，终端需要测量并上报接收信号的RSCP、ISCP与RSSI，规范对上报的精度有一定要求。
对于终端的收发信机来说，其链路增益随温度和电压会有所变化，特别是随温度会有较大变化量，这影响了终端的功率控制。为了保证功率控制和测量的准确度以及降低射频收发信机实现复杂度，通常需要采取温度补偿措施。
在已知技术中，功率控制的温度补偿方法大致为如下流程：
通过生产测试对功率等级进行校准，获得最大至最小输出功率各等级对应的APC控制字(APC控制字与输出功率为一一对应关系)，生产测试在常温下进行，所得码表如表1所示，此码表与生产测试温度TF一起存入终端存储器。
表1  输出功率与APC对应码表
  输出功率(dBm)   APC控制字   输出功率(dBm)   控制字
  …   …   …   …
  24   xxx   -48   xxx
  23   xxx   -49   xxx
  …   …   …   …
终端在常温进行发送时，物理层根据相应的控制字即可控制终端发送相应的输出功率。但以上表格的准确度仅限于当终端工作温度与生产测试温度完全一致的情况，当温度发生变化时，表1中的一一对应关系将出现偏差。
温度发生变化造成输出功率的变化一般通过补偿进行解决。目前的温度补偿输出功率与温度的变化呈线性关系情况，即温度每变化ΔT，则输出功率变化ΔP。由于输出功率与APC控制字是线性关系，同时与温度也是线性关系，因此温度造成输出功率的变化通过可由控制字的适当修正来补偿。
终端在实际发送时，若当前温度与生产测试温度相同，则所有的功率控制及测量结果按照校准的APC表进行查表。当温度发生变化时，最大输出功率、开环发送功率及测量功率等值需在查表基础上进行温度补偿，补偿量通过前述线性关系计算获得，即温度每变化ΔT，对应将APC控制字调整ΔA。
终端的接收与发送类似，其对应关系是接收的APC码表与接收增益的一一对应。唯一不同在于温度发生变化时，接收补偿的是增益G。即温度变化ΔT，补偿增益值为ΔG。
可以看出，上述温度补偿方法要求终端输出功率与温度的变化呈线性关系，但这并不总是与实际情况相符。对终端来说，温度变化时功率控制或测试的精度主要取决于射频芯片本身的温度特性，目前射频芯片的主流是采用CMOS工艺，工艺本身的温度特性是非线性的。尽管可以在芯片级或电路级弥补芯片的非线性温度特性来满足上述方法的要求，但是这对射频芯片开发者提出了极高的技术要求。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种移动终端功率的温度补偿方法，其温度补偿机制可以涵盖非线性补偿的情况，以降低对射频芯片和终端的线性要求。
本发明另一目的是提供一种移动终端功率的温度补偿装置。
本发明的再一目的是提供一种在移动终端的制造阶段建立功率的温度补偿机制的方法。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种移动终端功率的温度补偿方法。此方法包括：获得基准温度下的APC控制字；测量移动终端使用时的环境温度；使用该环境温度查找一温度补偿表以确定APC控制字补偿量，该温度补偿表包含相对于基准温度的温度变化量与APC控制字补偿量的对应关系，其中温度变化量与APC控制字补偿量呈线性关系或非线性关系；以及使用APC控制字补偿量对该APC控制字进行补偿。
在本发明的一实施例中，获得基准温度下的APC控制字的步骤包括：当移动终端发射信号时，使用要求的输出功率向基准温度下的输出功率与APC控制字对应表查找该APC控制字；当移动终端接收信号时，使用要求的接收增益向基准温度下的接收增益与APC控制字对应表查找该APC控制字。
在本发明的一实施例中，上述温度补偿表中每一APC控制字补偿量对应一温度区间，当所述环境温度落入一温度区间时，选取该温度区间对应的APC控制字补偿量。
在本发明的一实施例中，上述温度补偿表预存于移动终端的存储器中。
本发明另提出一种移动终端功率的温度补偿装置，包括温度传感器、存储器和处理器。温度传感器能够测量移动终端使用时的环境温度。存储器存储一温度补偿表，该温度补偿表包含相对于基准温度的温度变化量与APC控制字补偿量的对应关系，其中温度变化量与APC控制字补偿量呈线性关系或非线性关系。处理器使用该环境温度查找该温度补偿表以确定APC控制字补偿量，并使用该APC控制字补偿量对在基准温度下获得的APC控制字进行补偿。
在本发明的一实施例中，上述存储器还存储基准温度下的输出功率与APC控制字对应表，以及基准温度下的增益与APC控制字对应表。而当移动终端发射信号时，上述处理器使用要求的输出功率向基准温度下的输出功率与APC控制字对应表查找基准温度下的APC控制字。或者当移动终端接收信号时，上述处理器使用要求的接收增益向基准温度下的接收增益与APC控制字对应表查找基准温度下的APC控制字。
在本发明的一实施例中，上述温度补偿表中每一APC控制字补偿量对应一温度区间，当所述环境温度落入一温度区间时，所述处理器选取该温度区间对应的APC控制字补偿量。
本发明还提出一种移动终端功率的温度补偿机制的建立方法，包括：通过温度实验获得移动终端APC控制字补偿量与温度变化对应关系表，并存入移动终端的存储器。测试获得移动终端的输出功率或增益与APC控制字对应表，并将测试时的环境温度作为基准温度。根据该基准温度平移所述的APC控制字补偿量与温度变化对应关系表，使该基准温度下的APC控制字补偿量为零，并将平移后的对应关系表存入移动终端的存储器作为用于补偿非基准温度下的APC控制字的温度补偿表。
在本发明的一实施例中，上述APC控制字补偿量与温度变化量的对应关系包括线性关系和非线性关系。
本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，由于不依赖于输出功率(或增益)与温度呈线性的情况，因此可降低对移动终端射频芯片的要求。并且，采样直接查表的方式获得补偿量，不需要多余的计算。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1示出根据本发明一实施例的温度补偿机制建立方法。
图2示出根据本发明一实施例的温度补偿方法。
图3示出根据本发明一实施例的移动终端。
具体实施方式
本发明的下述实施例描述的温度补偿机制主要应对移动终端的功率随温度非线性变化的情况，但是也可适用于功率随温度线性变化的情况。
为了在移动终端使用时能够补偿由于温度的变化造成的输出功率或增益非线性变化的情形，在移动终端的制造阶段产生一系列表格，以预先建立温度补偿机制。通过后文参照图3的描述可知，终端的功率控制或者测量与收发模块中的可变增益放大器(VGA)有关，在此意义上，功率和增益是实质等效的。下面参照图1描述如下。
首先于步骤S1，建立温度补偿初表，该表是移动终端的APC控制字补偿量与温度变化量的对应关系表。
承上述，通过温度实验获得输出功率(或增益)随温度的变化情况，如表2所示，同样的温度变化下的输出功率(或增益)的变化不一定相同。根据表2数据也可得出另一类似表3。
表2  输出功率
  输出功率(或增益)   温度(℃)
  ……   ……
  X2   [T+2ΔT，T+3ΔT)
  X1   [T+ΔT，T+2ΔT)
  0   [T，T+ΔT)
  X-1   [T-ΔT，T)
  X-2   [T-2ΔT，T-ΔT)
  ……   ……
表3
  输出功率(或增益)   温度(℃)
  ……   ……
  5P   [T5，T6)
  4P   [T4，T5)
  3P   [T3，T4)
  2-P   [T2，T3)
  P   [T1，T2)
  ……   ……
根据本发明的温度补偿机制，表2或3中温度变化造成输出功率(或增益)的变化可通过使用时在终端调整表1中的APC控制字来获得补偿。
对应表2与3，建立两种温度补偿初表，分别为如下的表4与表5，将它们存入终端的非易失性存储器。表4表示同样APC控制字补偿量对应不同的温度变化量，表5表示同样温度变化对应不同的APC控制字补偿量，在终端运行时可根据情况使用其一。需要说明，表4和表5所示的补偿量与相对于基准温度(如T0)或温度区间(如[T0，T1))之间的关系，涵盖了线性的关系和非线性的关系。
表4
  APC码字补偿量   温度(℃)
  ……   ……
  2P   [T2，T3)
  P   [T1，T2)
  0   [T0，T1)
  -P   [T-1，T0)
  -2P   [T-2，T-1)
  ……   ……
表5
  APC码字补偿量   温度(℃)
  ……   ……
  P2   [T0+2ΔT，T0+3ΔT)
  P1   [T0+ΔT，T0+2ΔT)
  0   [T0，T0+ΔT)
  P-1   [T0-ΔT，T0)
  P-2   [T0-2ΔT，T0-ΔT)
  ……   ……
在步骤S2，建立初始码表，即输出功率或增益与APC控制字对应表，具体地说：
按常规方法通过生产测试建立初始码表，该表可参照表1，将生产测试温度TF与此码表存入移动终端的存储器。
在步骤S3，以前述的生产测试温度TF为基准温度，用平移法调整温度补偿初表。
承上述，根据生产测试温度TF所落在表4(或表5)的区间，调整表4(或表5)。具体地说，若TF落在区间[T0，T1)，则表4(或表5)不作调整，即为最终的温度补偿表。若TF未落在区间[T0，T1)，则需对补偿初表4(或表5)作调整。具体作法是确定TF在表4(或表5)中哪一个对应的温度区间，计算此区间与[T0，T1)(或[T0，T0+ΔT))在表4(或表5)的行数差，则相应将表4(或表5)第一列作上或下的相应平移即可。举例来说，若生产测试温度落在表4的[T-2，T-1)区间，与[T0，T1)差两行，则将表4第一列下移两行即可，总之，要使作为基准温度的生产测试温度TF下的APC控制字补偿量为0。
作以上调整后的码表即为最终的温度补偿表，其形式与表3或表4相同，只是APC控制字补偿量为0的温度可能会有不同。
于是，移动终端的存储器中包含了输出功率或增益与APC控制字对应表，以及温度补偿表，作为补偿非基准温度下的APC控制字的依据。
图3示出根据本发明一实施例的移动终端。参照图3所示，移动终端100包括基带处理器102、非易失性的存储器104、收发模块106、天线108、以及温度传感器110。收发模块106包括模数(A/D)和数模(D/A)转换器116、可变增益放大器(VGA)118以及收发开关120。带处理器102包含连接到收发模块106的控制接口112和数据接口114。在基带处理器中运行着驱动及协议栈软件。根据基带处理器102的控制，收发模块106可经天线108接收无线信号，经过适当配置的接收增益，以及模数转换后输入基带处理器102。或者，收发模块106可接收来自基带处理器102的数据，经数模转换后，经过适当配置的增益，经天线108发射无线信号。
在本实施例中，由基带处理器102、存储器104和温度传感器110执行温度补偿的功能。具体地说，温度传感器110可测量终端运行时的环境温度，并通过模数转换后输入基带处理器。存储器104中储存着在终端制造阶段固化的输出功率或增益与APC控制字对应表，以及温度补偿表，如前述的表1、表4和表5所示。基于运行时测量的环境温度，基带处理器102可通过增益控制算法来补偿温度变化时造成的输出功率变化或接收增益变化。
图2示出根据本发明一实施例的温度补偿方法。尽管图2所示的方法将参照图3的终端结构描述，但并不限制用图3的示例终端来实施此方法。
参照图2所示，在步骤S 11中，终端100获得基准温度下的APC控制字。举例来说，当移动终端发射信号时，由处理器，如基带处理器104使用规范要求的输出功率向基准温度下的输出功率与APC控制字对应表，如表1查找所需的APC控制字。或者，当移动终端接收信号时，由处理器，如基带处理器104使用规范要求的接收增益向基准温度下的接收增益与APC控制字对应表，如表1查找所需的APC控制字。
在步骤S12中，温度传感器104会测量移动终端100使用时的环境温度，并输入至处理器。
在步骤S13中，使用该环境温度查找温度补偿表，如表4或表5以确定APC控制字补偿量。
具体地说，终端进行发送(或确定接收增益)时，若环境温度T落在表4的区间[T0，T1)(当采用表5作为替代时，对应为区间[T0，T0+ΔT))，则实际APC控制字按表1配置即可，表4(或表5)对应的补偿码字均为0。若环境温度T未落在区间[T0，T1)，则需在此步骤中进行温度补偿。对于采用表4(或表5)的情况，根据实际温度T所落在的温度区间选取对应的APC控制字补偿量。
在步骤S14中，使用选取的APC控制字补偿量对在步骤S1找到的APC控制字进行补偿。
经步骤S14获得的经补偿的APC控制字将用于控制可变增益放大器118的增益，进而使移动终端的输出功率或者接收增益符合规范要求。
值得指出的是，尽管上述实施例按照顺序描述了温度补偿方法，但是实际运行时允许步骤间的顺序有变化。例如温度测量的步骤S12可在获取基准温度下的APC控制字的步骤S11之前。并且，这一温度测量的步骤S12实际上可以合适的间隔周期性地进行，并在处理器需要时提供最近的测量数据。
本发明的实施例提出的温度补偿机制不依赖于输出功率(或增益)与温度呈线性的情况，因此可降低对移动终端射频芯片的要求。并且，这一补偿机制采样直接查表获得补偿量，不需要多余的计算。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (9)

1.一种移动终端功率的温度补偿方法，包括以下步骤：
获得基准温度下的APC控制字；
测量移动终端使用时的环境温度；
使用该环境温度查找一温度补偿表以确定APC控制字补偿量，该温度补偿表包含相对于基准温度的温度变化量与APC控制字补偿量的对应关系，其中温度变化量与APC控制字补偿量呈线性关系或非线性关系；以及
使用APC控制字补偿量对该APC控制字进行补偿。
2.如权利要求1所述的移动终端功率的温度补偿方法，其特征在于，获得基准温度下的APC控制字的步骤包括：
当移动终端发射信号时，使用要求的输出功率向基准温度下的输出功率与APC控制字对应表查找该APC控制字；
当移动终端接收信号时，使用要求的接收增益向基准温度下的接收增益与APC控制字对应表查找该APC控制字。
3.如权利要求1所述的移动终端功率的温度补偿方法，其特征在于，所述温度补偿表中，每一APC控制字补偿量对应一温度区间，当所述环境温度落入一温度区间时，选取该温度区间对应的APC控制字补偿量。
4.如权利要求1所述的移动终端功率的温度补偿方法，其特征在于，所述温度补偿表预存于移动终端的存储器中。
5.一种移动终端功率的温度补偿装置，包括：
温度传感器，测量移动终端使用时的环境温度；
存储器，存储一温度补偿表，该温度补偿表包含相对于基准温度的温度变化量与APC控制字补偿量的对应关系，其中温度变化量与APC控制字补偿量呈线性关系或非线性关系；
处理器，使用该环境温度查找该温度补偿表以确定APC控制字补偿量，并使用该APC控制字补偿量对在基准温度下获得的APC控制字进行补偿。
6.如权利要求5所述的移动终端功率的温度补偿装置，其特征在于，所述存储器还存储基准温度下的输出功率与APC控制字对应表，以及基准温度下的增益与APC控制字对应表；
当移动终端发射信号时，所述处理器使用要求的输出功率向基准温度下的输出功率与APC控制字对应表查找基准温度下的APC控制字；
当移动终端接收信号时，所述处理器使用要求的接收增益向基准温度下的接收增益与APC控制字对应表查找基准温度下的APC控制字。
7.如权利要求5所述的移动终端功率的温度补偿装置，其特征在于，所述温度补偿表中，每一APC控制字补偿量对应一温度区间，当所述环境温度落入一温度区间时，所述处理器选取该温度区间对应的APC控制字补偿量。
8.一种移动终端功率的温度补偿机制的建立方法，包括：
通过温度实验获得移动终端APC控制字补偿量与温度变化量对应关系表，并存入移动终端的存储器；
测试获得移动终端的输出功率或增益与APC控制字对应表，并将测试时的环境温度作为基准温度；以及
根据该基准温度平移所述的APC控制字补偿量与温度变化量对应关系表，使该基准温度下的APC控制字补偿量为零，将平移后的对应关系表存入移动终端的存储器作为用于补偿非基准温度下的APC控制字的温度补偿表。
9.如权利要求8所述的移动终端功率的温度补偿机制的建立方法，其特征在于，所述APC控制字补偿量与温度变化量的对应关系包括线性关系和非线性关系。
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