JP2023538486A - 周波数補償方法及び回路、記憶媒体、電子装置 - Google Patents

Abstract

周波数補償方法及び回路、記憶媒体、電子装置であり、この方法は、所定の機器に対する端末機器の速度情報を決定するステップであって、速度情報は、加速度情報及びベクトル情報を含むステップ(Ｓ２０２)と、速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するステップ(Ｓ２０４)と、第１加速度値及び第２加速度値に基づいて、端末機器における水晶発振器の周波数を補償するステップであって、第２加速度値は、端末機器により決定されたＧＰＳ機器の実際の加速度値であるステップ(Ｓ２０６)と、を含む。

Description

本願の実施例は、通信の分野に関し、具体的には、周波数補償方法及び回路、記憶媒体、電子装置に関する。

全地球測位システム(Global Positioning System、ＧＰＳと略称される)は、ナビゲーション衛星を利用して測時及び測距を行うことにより、全地球測位システムを構成する。個人向けの測位、報時、速度測定の機能を提供することができる。

ＧＰＳは、宇宙飛行、航空、航海、輸送、測定、探査などの多くの分野に広く適用されている。デジタル大規模集積回路の発展及び測位機能の要求に伴い、ＧＰＳは、モバイル携帯機器、消費電子製品に多く組み込まれることになっている。

現在のスマートフォン端末においては、ＧＰＳは、不可欠な機能モジュールである。また、携帯電話の世代の変遷に伴い、その作用がますます重要になり、かつ新世代の端末がより複雑な機能を実現するために、ＧＰＳに対する精度要求もますます高くなり、ハードウェア回路から言えば、水晶発振器の安定性は、試験の精度に大きく影響し、水晶発振器が熱に敏感なデバイスであるため、水晶に対する熱保護がハードウェア設計の重要な作業となる。

しかし、５Ｇなどの次世代の端末機器のハードウェア回路がより複雑なものになり、多周波マルチモードの無線モジュールにより、マザーボード上の発熱デバイスは、従来のインテリジェント端末よりも多くなり、この矛盾は、新世代の携帯電話においてＧＰＳの精度を保証する難しさがますます高まっていることを表現する。

携帯電話システムにおいて、水晶発振器は、熱伝導に対して最も敏感なものであり、同時に携帯電話の心臓として、その精度が携帯電話システムにおける水晶発振器の精度に最も依存するＧＰＳシステムに大きな影響を与える。

したがって、携帯電話の計画初期に、マザーボードから水晶発振器の適切な位置を選択することは重要であり、これは、携帯電話のＧＰＳ性能に大きな影響を与える。加速度の誤差に対して、実際に信号の周波数領域での表現であり、基準を超える状況が発生すると、その周波数特性の悪化、即ち、感度の悪化を招くため、ＧＰＳ性能の悪化が発生する。

従来技術に存在する端末機器におけるＧＰＳの性能問題に対して、関連技術において効果的な解決手段は、まだ提案されていない。

本願の実施例は、少なくとも関連技術に存在する端末機器におけるＧＰＳの性能問題を解決するための周波数補償方法及び回路、記憶媒体、電子装置を提供する。

本願の一実施例によれば、所定の機器に対する端末機器の速度情報を決定するステップであって、前記速度情報は、加速度情報及びベクトル情報を含むステップと、前記速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するステップと、前記第１加速度値及び前記第２加速度値に基づいて、前記端末機器における水晶発振器の周波数を補償するステップであって、前記第２加速度値は、前記端末機器により決定された前記ＧＰＳ機器の実際の加速度値であるステップとを含む、周波数補償方法が提供される。

本願の別の実施例によれば、端末機器に設けられた速度センサであって、所定の機器に対する前記端末機器の、加速度情報及びベクトル情報を含む速度情報を取得するように構成された速度センサと、前記速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するように構成されたマスタコントロールチップ制御ユニットと、前記第１加速度値、及び前記端末機器により決定された前記ＧＰＳ機器の実際の加速度値である第２加速度値に基づいて、前記端末機器における水晶発振器の周波数を補償するように構成された可変容量制御ユニットと、を含む、周波数補償回路が提供される。

本願の別の実施例によれば、さらに、コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムは、実行されると、上記のいずれかの方法の実施例におけるステップを実行するように構成されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。

本願の別の実施例によれば、さらに、コンピュータプログラムが記憶されたメモリと、前記コンピュータプログラムを実行して上記のいずれかの方法の実施例におけるステップを実行するように構成されるプロセッサとを含む、電子装置が提供される。

本願の実施例に係る周波数補償方法のモバイル端末のハードウェア構成のブロック図である。 本願の実施例に係る周波数補償方法のフローチャートである。 本願の実施例に係る水晶発振器の誤差周波数と加速度誤差値との関係の概略図である。 本願の実施例に係る周波数補償のフローチャートである。 本願の実施例に係るｗｉｆｉチップの待機状態及びルータの断続待機通信時の水晶発振器への影響概略図である。 本願の実施例に係る周波数補償回路のブロック構成図である。

以下、本願の実施例について、図面を参照しながら実施例を挙げて詳細に説明する。

なお、本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面における「第１」、「第２」などの用語は、特定の順序又は前後順を記述するために使用されるのではなく、類似の対象を区別するために用いられるものである。

本願の実施例に係る方法の実施例は、モバイル端末、コンピュータ端末又は類似の演算装置において実行することができる。モバイル端末において実行することを例として、図１は、本願の実施例に係る周波数補償方法のモバイル端末のハードウェアの構成ブロック図である。

図１に示すように、モバイル端末は、１つ又は複数(図１に１つのみを示す)のプロセッサ１０２(プロセッサ１０２は、マイクロプロセッサＭＣＵ又はプログラマブルロジックデバイスＦＰＧＡなどの処理装置を含むが、これらに限定されない)及びデータを記憶するように構成されるメモリ１０４を含み、上記モバイル端末は、さらに、通信機能を果たすように構成される伝送機器１０６及び入出力機器１０８を含んでもよい。

なお、当業者であれば理解できるように、図１に示すような構造は、概略的なものであり、上記モバイル端末の構造を限定するものではない。例えば、モバイル端末は、さらに、図１に示されるより多いか又はより少ないコンポーネントを含むか、又は図１に示されるものと異なる構成を有してもよい。

メモリ１０４は、アプリケーションソフトウェアのソフトウェアプログラム及びモジュール、例えば、本願の実施例における周波数補償方法に対応するコンピュータプログラムを記憶するように構成されてもよく、プロセッサ１０２は、メモリ１０４内に記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより、様々な機能アプリケーション及びデータ処理を実行し、つまり上記方法を実現する。

メモリ１０４は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、さらに、例えば、１つ又は複数の磁気記憶装置、フラッシュメモリ、又は他の不揮発性固体メモリなどの不揮発性メモリを含んでもよい。いくつかの実施例において、メモリ１０４は、プロセッサ１０２に対して遠隔的に設けられたメモリをさらに含んでもよく、これらの遠隔メモリは、ネットワークを介してモバイル端末に接続されてもよい。

上記ネットワークの例は、インターネット、企業イントラネット、ローカルエリアネットワーク、モバイル通信ネットワーク及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。

伝送機器１０６は、１つのネットワークを介してデータを送受信するように構成される。上記ネットワークの具体例は、モバイル端末の通信事業者が提供する無線ネットワークを含んでもよい。一実施例において、伝送機器１０６は、基地局により他のネットワーク機器に接続されてインターネットと通信可能なネットワークアダプタ(Network Interface Controller、ＮＩＣと略称される)を含む。

一実施例において、伝送機器１０６は、無線方式によりインターネットと通信するように構成される無線周波数(Radio Frequency、ＲＦと略称される)モジュールであってもよい。

本実施例において、周波数補償方法が提供され、図２は、本願の実施例に係る周波数補償方法のフローチャートであり、図２に示すように、該フローは、以下のステップＳ２０２～Ｓ２０６を含む。

ステップＳ２０２では、所定の機器に対する端末機器の速度情報を決定し、速度情報は、加速度情報及びベクトル情報を含み、
ステップＳ２０４では、速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換し、
ステップＳ２０６では、第１加速度値及び第２加速度値に基づいて、端末機器における水晶発振器の周波数を補償し、第２加速度値は、端末機器により決定されたＧＰＳ機器の実際の加速度値である。

上記ステップの実行主体は、端末などであってもよいが、これに限定されない。

例示的な一実施例において、水晶発振器は、熱伝導に対して最も敏感なものであり、同時に端末機器(例えば、携帯電話)の心臓として、その精度が携帯電話システムにおける水晶発振器の精度に最も依存するＧＰＳシステムに大きな影響を与える。

したがって、携帯電話の計画初期に、マザーボードから水晶発振器の適切な位置を選択することは重要であり、これは、携帯電話のＧＰＳ性能に大きな影響を与える。加速度の誤差に対して、実際に信号の周波数領域での表現であり、基準を超える状況が発生すると、その周波数特性の悪化、即ち、感度の悪化を招くため、ＧＰＳ性能の悪化が発生する。

図３から水晶発振器の誤差周波数と加速度誤差値との関係が分かる。加速度という指標に対して、ドップラー周波数シフト式により、ｆｍ＝移動局の移動速度ｕ／光速＊(キャリア周波数ｆ０＝１５７５.４２ＭＨｚ)であるため、１ｓの加速度は、１５７５.４２＊１０^⁶/３＊１０^⁸＝５.２５hz/sに相当する。加速度値と周波数との対応関係に歪みが発生すると、水晶発振器で構成された周波数合成システムに誤差が存在するが、これらの対応するシステムに線形関係が存在するため、補償も可能になる。

上記ステップにより、所定の機器に対する端末機器の速度情報を決定し、上記速度情報は、加速度情報及びベクトル情報を含み、上記速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換し、上記第１加速度値及び上記第２加速度値に基づいて、上記端末機器における水晶発振器の周波数を補償し、上記第２加速度値は、上記端末機器により決定された上記ＧＰＳ機器の実際の加速度値である。

このように、水晶周囲の発熱デバイスの瞬間的な振動によるＧＰＳ加速度誤差値を補正する目的を達成する。したがって、関連技術に存在する端末機器におけるＧＰＳの性能問題を解決し、端末機器におけるＧＰＳの性能を向上させる効果を達成することができる。

例示的な一実施例において、所定の機器に対する端末機器の速度情報を決定するステップは、
端末機器に設けられた速度センサにより所定の機器に対する端末機器の加速度情報及びベクトル情報を取得するステップＳ１を含む。

本実施例において、地球に対する端末機器の加速度情報及びベクトル方向を計算する。加速度情報及びベクトル方向をＧＰＳ衛星に対する接線加速度値に変換して、この値を端末機器が実際に計算したＧＰＳ加速度値と比較し、その誤差値が熱振動によるＧＰＳ歪みの差であり、この差を周波数に換算して、回路上の調整により基準水晶振動子の周波数シンセサイザシステムに補償し、ＧＰＳの周波数シンセサイザシステムの誤差による精度誤差を補償することができる。

例示的な一実施例において、速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するステップは、
加速度情報及びベクトル情報を所定の規則に応じてＧＰＳ機器に対する接線加速度値に変換して、第１加速度値を取得するステップＳ１を含む。

例示的な一実施例において、第１加速度値及び第２加速度値に基づいて、端末機器における水晶発振器の周波数を補償するステップは、
第１加速度値と第２加速度値との差分を決定するステップＳ１と、
当該差分を予め設定された閾値と比較して、比較結果を取得するステップＳ２と、
比較結果に基づいて、水晶発振器の周波数を補償するステップＳ３と、を含む。

本実施例において、第１加速度値に対応する周波数値がＡで、第２加速度値に対応する周波数がＸで、予め設定された閾値がＣである場合、比較結果は、Ｘ－Ａ＜Ｃを含む。

Ｃ値は、定数として定義されてもよく、端末機器の移動特徴に応じて、移動速度が大きい状況が発生する可能性があるが、加速度が大きくかつ持続的である状況が多くはない。Ｃは、数値として±Ｃであり、Ｘ実測値の１つの範囲値を表す。

例示的な一実施例において、比較結果に基づいて、水晶発振器の周波数を補償するステップは、
当該差分が予め設定された閾値以上である場合、第２加速度値と予め設定された閾値との和を決定するステップＳ１と、
当該和により水晶発振器の周波数を補償するステップＳ２と、を含む。

例示的な一実施例において、比較結果に基づいて、水晶発振器の周波数を補償するステップは、
当該差分が予め設定された閾値よりも小さい場合、水晶発振器に対する周波数補償を終了するステップを含む。

本実施例において、図４に示すように、本実施例における周波数補償のステップは、以下のステップＳ４０１～Ｓ４０８を含む。

加速度センサは、現在の座標系加速度である速度情報を出力する(Ｓ４０１)。

速度情報を接線加速度である第１加速度値に換算する(Ｓ４０２)。

現在の理論的な水晶振動子加速度及び周波数オフセット周波数の対応値に換算する(Ｓ４０３)。

ＧＰＳ機器の水晶振動子の周波数オフセット周波数である第２加速度値を実測する(Ｓ４０４)。

第１加速度値に対応する周波数値がＡで、第２加速度に対応する周波数がＸで、予め設定された閾値がＣである場合、Ｘ－Ａ＜Ｃを満たすと(Ｓ４０５)、補償フローを終了する(Ｓ４０６)。

Ｘ－Ａ＜Ｃを満たさないと(Ｓ４０７)、周波数値をＸ＋Ａに補償する(Ｓ４０８)。

以上の実施形態の説明により、当業者は、上記実施例に係る方法がソフトウェアと必要な汎用ハードウェアプラットフォームを組み合わせることにより実現されてもよく、当然ハードウェアによって実現されてもよいが、多くの場合、前者が好適な実施形態であることを明確に理解できる。

このような理解に基づいて、本願の技術案の実質又は従来技術に貢献のある部分は、ソフトウェア製品の形態で具現化され、該コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体(例えば、ＲＯＭ／ＲＡＭ、磁気ディスク、光ディスク)に記憶され、１台の端末機器(携帯電話や、コンピュータ、サーバ、ネットワーク機器などであってもよい)に本願の各実施例で説明した方法を実行させるいくつかの命令を含む。

本実施例において、さらに、上記実施例及び好ましい実施形態を実現することに用いられる周波数補償回路が提供され、既に説明された内容については、その説明を省略する。以下に用いられる用語「ユニット」は、所定の機能のソフトウェア及び／又はハードウェアの組み合わせを実現することができる。以下の実施例に説明される装置は、好ましくは、ソフトウェアで実現されるが、ハードウェア、又はソフトウェアとハードウェアの組み合わせで実現されてもよい。

図５に示すように、ｗｉｆｉチップの待機状態及びルータの断続待機通信時の水晶発振器への影響の実施例である。マザーボードレイアウト図に示すように、ｗｉｆｉチップは、水晶発振器の背面にレイアウトされ、デバイス間の水平面での距離は、約２mmである。ｗｉｆｉチップが動作するとき、ＧＰＳの加速度指標が基準を超えることを招く。この実施例は、現在、マザーボードに水晶発振器をレイアウトする苦境を説明し、次世代の５Ｇマザーボードにおいて、この矛盾がより明らかになる。

上記課題を解決するために、周波数補償回路を提供する。図６に示すように、本願の実施例に係る周波数補償回路のブロック構成図であり、該装置は、
所定の機器に対する端末機器の、加速度情報及びベクトル情報を含む速度情報を取得し、端末機器に設けられた速度センサと、
速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するマスタコントロールチップ制御ユニットと、
第１加速度値、及び前記端末機器により決定された前記ＧＰＳ機器の実際の加速度値である第２加速度値に基づいて、端末機器における水晶発振器の周波数を補償する可変容量制御ユニットと、を含む。

例示的な一実施例において、上記回路は、さらに、
また、加速度情報及びベクトル情報を所定の規則に応じてＧＰＳ機器に対する接線加速度値に変換して、第１加速度値を取得するマスタコントロールチップ制御ユニットを含む。

例示的な一実施例において、上記回路は、さらに、
また、第１加速度値と第２加速度値との差分を決定し、当該差分を予め設定された閾値と比較して、比較結果を取得し、比較結果に基づいて、水晶発振器の周波数を補償する可変容量制御ユニットを含む。

上記実施例において、基準水晶振動子及び周波数シンセサイザのモジュール全体に可変容量制御ユニット(即ち、可変容量モジュール)を追加し、このユニットは、周辺回路に追加してもよく、周波数シンセサイザに集積してもよく、主な目的は、周波数シンセサイザが最終的に出力した周波数がＧＰＳ加速度実測値に対する誤差補償を満たすように制御することである。

マスタコントロールチップ制御ユニットは、携帯電話自体のプロセッサに集積されてもよく、１つの独立したコントロールチップを使用してもよい。主に加速度センサの出力値に対する処理、換算、即ち、図４の全体フローを完了し、さらに電圧制御(電圧制御に限定されず、ｉ２Ｃ、ＳＤＩ、ｍｉｐｉなどのデジタル制御であってもよい)を含む制御信号を出力することにより、可変容量モジュールの動作を制御して、ＧＰＳ加速度実測値の誤差を補償する。

当該補償原理は、水晶発振器のハードウェアに対する補償であり、ソフトウェアによる補償修正と異なって、熱過渡の水晶発振器への影響を根本的に解決し、補償が効果的で単一であり、ソフトウェア補償のように他の誤差成分をもたらすことがない。

なお、上記各モジュールは、ソフトウェア又はハードウェアにより実現することができ、後者である場合、上記モジュールがいずれも同一のプロセッサに位置する方式、又は、上記各モジュールが任意の組み合わせでそれぞれ異なるプロセッサに位置する方式で実現することができるが、これらに限定されない。

本願の実施例において、さらに、コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、該コンピュータプログラムは、実行されると、上記いずれかの方法の実施例におけるステップを実行するように構成されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。

例示的な一実施例において、上記コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ＵＳＢディスクや、リードオンリーメモリ(Read-Only Memory、ＲＯＭと略称される)、ランダムアクセスメモリ(Random Access Memory、ＲＡＭと略称される)、モバイルハードディスク、磁気ディスク又は光ディスクなどのコンピュータプログラムを記憶できる様々な媒体を含んでもよいが、これらに限定されない。

本願の実施例において、さらに、コンピュータプログラムが記憶されたメモリと、コンピュータプログラムを実行して上記いずれかの方法の実施例におけるステップを実行するように構成されるプロセッサとを含む電子装置が提供される。

例示的な一実施例において、上記電子装置は、上記プロセッサに接続される伝送機器及び上記プロセッサに接続される入出力機器をさらに含んでもよい。

本実施例における具体的な例は、上記実施例及び例示的な実施形態に説明される例を参照できるので、本実施例は、ここではその説明を省略する。

明らかに、当業者は、上述した本願における各モジュール又は各ステップが汎用コンピューティングデバイスで実現されてもよく、それらが単一のコンピューティングデバイスに集中されてもよく、又は複数のコンピューティングデバイスで構成されたネットワークに分布されてもよく、それらがコンピューティングデバイスで実行可能なプログラムコードで実現されてよいので、それらを記憶装置に記憶してコンピューティングデバイスで実行し、かついくつかの場合で、本明細書とは異なる順序で、図示又は記載されたステップを実行することができ、又はそれらをそれぞれ各集積回路モジュールに作り、又はそれらのうちの複数のモジュール又はステップを単一の集積回路に作って実現することを理解すべきである。

これにより、本願は、いかなる特定のハードウェアとソフトウェアの組み合わせに限定されない。

以上は、本願の好ましい実施例に過ぎず、本願を限定するものではなく、当業者であれば、本発明に対する様々な変更と変化を行うことができる。本願の原則内で行われるいかなる修正、同等置換及び改善などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

Claims (11)

1. 所定の機器に対する端末機器の速度情報を決定するステップであって、前記速度情報は、加速度情報及びベクトル情報を含むステップと、
   前記速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するステップと、
   前記第１加速度値及び第２加速度値に基づいて、前記端末機器における水晶発振器の周波数を補償するステップであって、前記第２加速度値は、前記端末機器により決定された前記ＧＰＳ機器の実際の加速度値であるステップと、を含む、
   周波数補償方法。
2. 所定の機器に対する端末機器の速度情報を決定するステップは、
   前記端末機器に設けられた速度センサにより、前記所定の機器に対する前記端末機器の加速度情報及び前記ベクトル情報を取得するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するステップは、
   前記加速度情報及び前記ベクトル情報を所定の規則に応じて前記ＧＰＳ機器に対する接線加速度値に変換して、前記第１加速度値を取得するステップを含む、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記第１加速度値及び前記第２加速度値に基づいて、前記端末機器における水晶発振器の周波数を補償するステップは、
   前記第１加速度値と前記第２加速度値との差分を決定するステップと、
   前記差分を予め設定された閾値と比較して、比較結果を取得するステップと、
   前記比較結果に基づいて、前記水晶発振器の周波数を補償するステップと、を含む、
   請求項１に記載の方法。
5. 前記比較結果に基づいて、前記水晶発振器の周波数を補償するステップは、
   前記差分が前記予め設定された閾値以上である場合、前記第２加速度値と前記予め設定された閾値との和を決定するステップと、
   前記和により前記水晶発振器の周波数を補償するステップと、を含む、
   請求項４に記載の方法。
6. 前記比較結果に基づいて、前記水晶発振器の周波数を補償するステップは、
   前記差分が前記予め設定された閾値よりも小さい場合、前記水晶発振器に対する周波数補償を終了するステップを含む、
   請求項４に記載の方法。
7. 端末機器に設けられた速度センサであって、所定の機器に対する前記端末機器の、加速度情報及びベクトル情報を含む速度情報を取得するように構成された速度センサと、
   前記速度情報を全地球測位システム(ＧＰＳ)機器に対応する第１加速度値に変換するように構成されたマスタコントロールチップ制御ユニットと、
   前記第１加速度値、及び前記端末機器により決定された前記ＧＰＳ機器の実際の加速度値である第２加速度値に基づいて、前記端末機器における水晶発振器の周波数を補償するように構成された可変容量制御ユニットと、を含む、
   周波数補償回路。
8. 前記加速度情報及び前記ベクトル情報を所定の規則に応じて前記ＧＰＳ機器に対する接線加速度値に変換して、前記第１加速度値を取得するようにさらに構成されたマスタコントロールチップ制御ユニットをさらに含む、
   請求項７に記載の回路。
9. 前記第１加速度値と前記第２加速度値との差分を決定し、前記差分を予め設定された閾値と比較して、比較結果を取得し、前記比較結果に基づいて、前記水晶発振器の周波数を補償するようにさらに構成された可変容量制御ユニットをさらに含む、
   請求項７に記載の回路。
10. コンピュータプログラムが記憶されたコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
    前記コンピュータプログラムは、プロセッサにより実行されると、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法のステップを実現する、
    コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
11. メモリと、プロセッサと、前記メモリに記憶され、前記プロセッサで実行可能なコンピュータプログラムとを含む電子装置であって、
    前記プロセッサは、前記コンピュータプログラムを実行すると、請求項１～６のいずれか１項に記載の方法のステップを実現する、
    電子装置。

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