CN114114352A - 频率补偿方法及电路、存储介质、电子装置 - Google Patents

频率补偿方法及电路、存储介质、电子装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种频率补偿方法及电路、存储介质、电子装置，该方法包括：确定终端设备相对于预定设备的速度信息，其中，速度信息包括加速度信息和矢量信息；将速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；基于第一加速度值和第二加速度值补偿终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，第二加速度值是终端设备确定的GPS设备的实际加速度值。通过本发明，解决了相关技术中终端设备中的GPS性能的问题，达到提高终端设备中的GPS性能的效果。

Description

频率补偿方法及电路、存储介质、电子装置
技术领域
本发明实施例涉及通信领域，具体而言，涉及一种频率补偿方法及电路、存储介质、电子装置。
背景技术
全球卫星定位系统(Global Positioning System，简称为GPS)利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。能提供个人候的定位、授时、测速功能。
GPS已被广泛/业用于航天、航空、航海、运输、测量、勘探等诸多领域。随着数字大规模集成电路的发展和定位功能需求，GPS已经开始更多地嵌入到移动手持设备、消费电子产品中。
目前的智能手机终端，GPS是必不可少的功能模块。并随着手机代际的更迭，其作用变得越来越重要，而且新一代的终端为了实现更为复杂的功能，对GPS的精度要求也越来越高，从硬件电路上来说，晶体振荡器的稳定性对测试的精度影响很大，由于晶体振荡器是热敏感器件，因此晶体的热保护成为硬件设计的一个重要工作。但5G等下一代的终端设备硬件电路更加的复杂，多频多模的无线模块导致主板上的发热器件比之前的智能终端要更多，这个矛盾的显现是的在新一代手机中保证GPS的精度难度越来越大。
在手机系统中晶体振荡器是对于热传导最为敏感的，同时晶体振荡器作为一个手机的心脏，他的准确程度又大大影响了手机系统中最依赖晶体振荡器准确度的GPS系统。所以在手机规划初期，给晶体振荡器选择一个在主板上合适的位置至关重要，这大大影响着一台手机的GPS性能。对于加速度的失败，实际上是信号在频域上的表现，如果出现超标的情况，会导致其频率特性的恶化，也就是灵敏度的恶化，从而造成GPS性能的恶化。
针对现有技术中存在的终端设备中的GPS性能的问题，相关技术中尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种频率补偿方法及电路、存储介质、电子装置，以至少解决相关技术中终端设备中的GPS性能的问题。
根据本发明的一个实施例，提供了一种频率补偿方法，包括：确定终端设备相对于预定设备的速度信息，其中，上述速度信息包括加速度信息和矢量信息；将上述速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；基于上述第一加速度值和上述第二加速度值补偿上述终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，上述第二加速度值是上述终端设备确定的上述GPS设备的实际加速度值。
根据本发明的另一个实施例，提供了一种频率补偿电路，包括：速度传感器，用于获取上述终端设备相对于预设设备的速度信息，其中，上述速度信息包括加速度信息和矢量信息，上述速度传感器设置在上述终端设备中；主控芯片控制单元，用于将上述速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；可变电容控制单元，用于基于上述第一加速度值和上述第二加速度值补偿上述终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，上述第二加速度值是上述终端设备确定的上述GPS设备的实际加速度值。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
通过本发明，由于确定终端设备相对于预定设备的速度信息，其中，上述速度信息包括加速度信息和矢量信息；将上述速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；基于上述第一加速度值和上述第二加速度值补偿上述终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，上述第二加速度值是上述终端设备确定的上述GPS设备的实际加速度值。实现了利用修正由晶体周围发热器件瞬发抖动造成的GPS加速度误差值的目的。因此，可以解决相关技术中终端设备中的GPS性能的问题，达到提高终端设备中的GPS性能的效果。
附图说明
图1是本发明实施例的一种频率补偿方法的移动终端的硬件结构框图；
图2是根据本发明实施例的频率补偿方法的流程图；
图3是根据本发明实施例的晶体振荡器误差频率和加速度误差值的关系的示意图；
图4是根据本发明实施例的频率补偿的流程图；
图5是根据本发明实施例的wifi芯片待机状态和路由器断续待机通讯时的对晶体振荡器的影响示意图；
图6是根据本发明实施例的频率补偿电路的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明的实施例。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本申请实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种频率补偿方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器MCU或可编程逻辑器件FPGA等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的频率补偿方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输装置106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输装置106包括一个网络适配器(Network Interface Controller，简称为NIC)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输装置106可以为射频(Radio Frequency，简称为RF)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本实施例中提供了一种频率补偿方法，图2是根据本发明实施例的频率补偿方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，确定终端设备相对于预定设备的速度信息，其中，速度信息包括加速度信息和矢量信息；
步骤S204，将速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；
步骤S206，基于第一加速度值和第二加速度值补偿终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，第二加速度值是终端设备确定的GPS设备的实际加速度值。
其中，上述步骤的执行主体可以为终端等，但不限于此。
在一个示例性实施例中，晶体振荡器是对于热传导最为敏感的，同时晶体振荡器作为一个终端设备(例如手机)的心脏，它的准确程度又大大影响了手机系统中最依赖晶体振荡器准确度的GPS系统。所以在手机规划初期，给晶体振荡器选择一个在主板上合适的位置至关重要，这大大影响着一台手机的GPS性能。对于加速度的失败，实际上是信号在频域上的表现，如果出现超标的情况，会导致其频率特性的恶化，也就是灵敏度的恶化，从而造成GPS性能的恶化。
从图3可以看出晶体振荡器误差频率和加速度误差值的关系。对于加速度这个指标，通过多普勒频移公式，fm＝移动台的移动速度υ/光速*(载波频率f0＝1575.42MHz)，所以对于1s加速度相当于1575.42*10^6/3*10^8＝5.25hz/s。当加速度值和频率的对应关系发生畸变，则晶体振荡器组成的频率合成系统是存在误差的，但这些对应系统存在线性关系，因此也让补偿也变得可能。
通过上述步骤，由于确定终端设备相对于预定设备的速度信息，其中，上述速度信息包括加速度信息和矢量信息；将上述速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；基于上述第一加速度值和上述第二加速度值补偿上述终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，上述第二加速度值是上述终端设备确定的上述GPS设备的实际加速度值。实现了利用修正由晶体周围发热器件瞬发抖动造成的GPS加速度误差值的目的。因此，可以解决相关技术中终端设备中的GPS性能的问题，达到提高终端设备中的GPS性能的效果。
在一个示例性实施例中，确定终端设备相对于预定设备的速度信息，包括：
S1，通过速度传感器获取终端设备相对于预定设备的加速度信息和矢量信息，其中，速度传感器设置在终端设备中。
在本实施例中，通过计算出终端设备相对于地球的加速度信息和矢量方向。将加速度信息和矢量方向转化为相对于GPS卫星的切向加速度值，从而通过这个值跟终端设备实际计算的GPS加速度值做对比，其误差值为热抖动造成的GPS失真的差值，将此差值换算成频率通过电路上的调节，补偿到参考晶振的频率合成器系统中，使得GPS由频率合成器系统误差导致的精度误差可以得到补偿。
在一个示例性实施例中，将速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值，包括：
S1，将加速度信息和矢量信息按照预设规则转化为相对于GPS设备的切向加速度值，得到第一加速度。
在一个示例性实施例中，基于第一加速度值和第二加速度值补偿终端设备中的晶体振荡器的频率，包括：
S1，确定第一加速度值与第二加速度值的差值；
S2，将差值与预设阈值进行比对，得到比对结果；
S3，基于比对结果补偿晶体振荡器的频率。
在本实施例中，在第一加速度对应的频率值为A、第二加速度对应的频率为X、预设阈值是C的情况下，比对结果包括X-A＜C。
C值可定义为一个常量，按终端设备的移动特点，可能出现移动速度较大的情况，但加速度很大并且持久的情况并不多，C在数值为±C，代表X实测值的一个范围值。
在一个示例性实施例中，基于比对结果补偿晶体振荡器的频率，包括：
S1，在差值大于或等于预设阈值的情况下，确定第二加速度值与预设阈值的和值；
S2，利用和值补偿晶体振荡器的频率。
在一个示例性实施例中，基于比对结果补偿晶体振荡器的频率，包括：
在差值小于预设阈值的情况下，终止对晶体振荡器的频率补偿。
在本实施例中，如图4所示，本实施例中的频率补偿的步骤包括：
S401：加速度传感器输出当前坐标系加速度，即速度信息；
S402：将速度信息换算成切向加速度，即第一加速度；
S403：换算成当前理论晶振加速度和频偏频率对应值；
S404：实测GPS设备晶振频偏频率，即第二加速度；
S405：在第一加速度对应的频率值为A、第二加速度对应的频率为X、预设阈值是C的情况下，在满足X-A＜C的情况下，终止补偿流程(S406)；
S407：在不满足X-A＜C的情况下，补偿频率值为X+A(S408)。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
在本实施例中还提供了一种装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
如图5所示，是一个wifi芯片待机状态和路由器断续待机通讯时的对晶体振荡器的影响实施例。由主板布局图所示wifi芯片布局在晶体振荡器的背面，器件在水平面的距离2mm左右。Wifi芯片工作时导致的GPS的加速度指标超标。这个实施例说明了现在主板在晶体振荡器上布局的困局，而且在下一代5G主板上这个矛盾会更加的突出。为解决上述技术问题，提出了一种频率补偿电路，如图6所示，是根据本发明实施例的频率补偿电路的结构框图，该装置包括：
速度传感器，用于获取终端设备相对于预设设备的速度信息，其中，速度信息包括加速度信息和矢量信息，速度传感器设置在终端设备中；
主控芯片控制单元，用于将速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；
可变电容控制单元，用于基于第一加速度值和第二加速度值补偿终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，第二加速度值是终端设备确定的GPS设备的实际加速度值。
在一个示例性实施例中，上述电路还包括：
主控芯片控制单元，还用于将加速度信息和矢量信息按照预设规则转化为相对于GPS设备的切向加速度值，得到第一加速度。
在一个示例性实施例中，上述电路还包括：
可变电容控制单元，还用于确定第一加速度值与第二加速度值的差值；还用于将差值与预设阈值进行比对，得到比对结果；还用于基于比对结果补偿晶体振荡器的频率。
在上述实施例中，在参考晶振和频率合成器整个模块中加入和额外可变电容控制单元(即可变电容模块)，这个单元可以在外围电路附加，也可以是频率合成器中集成，主要目的是控制频率合成器最终输出的频率满足对GPS加速度实测值的误差补偿。
主控芯片控制单元可以在手机本身处理器中集成，也可以采用一颗单独的控制芯片。主要完成对加速度传感器输出值的处理，换算，也就是图四的全部过程，再通过输出控制信号包含电压控制(但不仅限于电压控制,也可以是i2C,SDI，mipi等数字控制)，控制可变电容模块工作，补偿GPS加速度实测值的误差。其补偿原理是针对晶体振荡器硬件的补偿，有别于软件上补偿修正，其更加根源的解决热瞬变对晶体振荡器的影响，补偿有效且单一，不会像软件补偿那样带来其他误差分量。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本发明的实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中，上述计算机可读存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称为ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称为RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。
本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
在一个示例性实施例中，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种频率补偿方法，其特征在于，包括：
确定终端设备相对于预定设备的速度信息，其中，所述速度信息包括加速度信息和矢量信息；
将所述速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；
基于所述第一加速度值和第二加速度值补偿所述终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，所述第二加速度值是所述终端设备确定的所述GPS设备的实际加速度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定终端设备相对于预定设备的速度信息，包括：
通过速度传感器获取所述终端设备相对于所述预定设备的加速度信息和所述矢量信息，其中，所述速度传感器设置在所述终端设备中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值，包括：
将所述加速度信息和所述矢量信息按照预设规则转化为相对于所述GPS设备的切向加速度值，得到所述第一加速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一加速度值和所述第二加速度值补偿所述终端设备中的晶体振荡器的频率，包括：
确定所述第一加速度值与所述第二加速度值的差值；
将所述差值与预设阈值进行比对，得到比对结果；
基于所述比对结果补偿所述晶体振荡器的频率。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述比对结果补偿所述晶体振荡器的频率，包括：
在所述差值大于或等于所述预设阈值的情况下，确定所述第二加速度值与所述预设阈值的和值；
利用所述和值补偿所述晶体振荡器的频率。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述比对结果补偿所述晶体振荡器的频率，包括：
在所述差值小于所述预设阈值的情况下，终止对所述晶体振荡器的频率补偿。
7.一种频率补偿电路，其特征在于，包括：
速度传感器，用于获取终端设备相对于预设设备的速度信息，其中，所述速度信息包括加速度信息和矢量信息，所述速度传感器设置在所述终端设备中；
主控芯片控制单元，用于将所述速度信息转化为与全球定位系统GPS设备对应的第一加速度值；
可变电容控制单元，用于基于所述第一加速度值和第二加速度值补偿所述终端设备中的晶体振荡器的频率，其中，所述第二加速度值是所述终端设备确定的所述GPS设备的实际加速度值。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，还包括：
所述主控芯片控制单元，还用于将所述加速度信息和所述矢量信息按照预设规则转化为相对于所述GPS设备的切向加速度值，得到所述第一加速度。
9.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，包括：
可变电容控制单元，还用于确定所述第一加速度值与所述第二加速度值的差值；还用于将所述差值与预设阈值进行比对，得到比对结果；还用于基于所述比对结果补偿所述晶体振荡器的频率。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现所述权利要求1至6任一项中所述的方法的步骤。
11.一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述权利要求1至6任一项中所述的方法的步骤。
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