TW201031942A - Frequency variation determining method, and satellite positioning system utilizing the method - Google Patents

Description

201031942 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 * 本發明涉及一種頻率變量決定方法與衛星定位系統。 【先前技術】 〆衛星定位系統（如GPS系統）包含一個振盪器，用於為❿ 系、、’充中的裝置&供時脈信號。然而，振盡器的頻率會因不同的 /JBL度而變化，如第1圖所示。第1圖為指示由振盪器所產生的 時脈信號的頻率變量與溫度之間關係的S曲線示意圖。從圖中 可以清楚看到’頻率變量隨溫度的不同而改變。因此，若在此 凊开7下不進行補償（compensation)操作，衛星定位系統的運作 會相應受到影響。 ’皿度補Ί美振盡器(Temperature Compensating Oscillator，TCXO)可 用於補償操作’然而，TCX〇的成本與佔用區域面積要比普通振盪器 向復多，這就増加了系統設計的難度及製造衛星定位系統的成本。 * ，· 【發明内容】 有鑒於此，本發明提出一種頻率變量決定方法與衛星定位 · 系統。 . 4 201031942 一種頻率變量決定方法，用於決定晶片的目標信號的頻 率變量，包含：（a)根據多個晶片狀態參數決定一工作狀態； '以及（b)根據該工作狀態決定該頻率變量。 一種衛星定位系統，包含：一振盪器，用於產生一時脈 信號；一晶片，用於接收—衛星信號，並根據該時脈信號來 產生一基頻信號；以及一處理器，用於根據多個晶片狀態參 ❿數決定該晶片的一工作狀態，並根據該工作狀態，決定一第 k號'一第二信號與一第三信號中的至少一者的頻率變 量，其中，該晶片包含：一中頻降頻轉換器，用於對一射頻 k號進行降頻轉換以產生該第一信號；一類比至數位轉換 器，用於將該第一信號轉換為該第二信號；一基頻信號產生 00用於將該第一 #號轉換為該基頻信號；以及一鎖相迴 路’用於根據該時脈信號產生該第三信號。 ❹ 一種衛星定位系統，包含：一振盪器，用於產生一時脈 仏號，以及一晶片，用於接收一衛星信號，並根據該時脈信 號來產生一基頻4§號，其中，該晶片包含：一中頻降頻轉換 器’用於對一射頻信號進行降頻轉換以產生一第一信號.— 類比至數位轉換器，用於將該第一信號轉換為一第二信號； 一基頻信號產生器，用於將該第二信號轉換為該基頻信號； 一鎖相迴路，用於根據該時脈信號產生一第三信號；以及一 處理器，用於根據多個晶片狀態參數決定該晶片的一工作狀 201031942 態，並根據該工作狀態，決定該第一信號、該第二信號與該 第二k號中的至少一者的頻率變量。 利用本發明所提供的頻率變量決定方法與衛星定位系 統’可在無需使用TCXO的情況下對因溫度參數或其他晶片狀 態參數所導致的頻率變量得以補償’從而簡化了設計復雜度並 節省了製造成本。 以下係根據多個圖式對本發明之較佳實施例進行詳細描述，本領❹ 域習知技藝者閱讀後應可明確了解本發明之目的。 【實施方式】 在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特 定的組件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，硬體製造商 可忐會用不同的名詞來稱呼同一個組件。本說明書及申請專利 圍並不以名稱的差異來作為區分組件的方式，而是以組件在 功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及巾請專利範 圍田中所提及的「包含」為—開放式的用語，故應解釋成「包 含但不限定於」。「大致」是指在可接受的誤差範_，所屬領 射具有通常知識者_在—定誤差内解決所述技術問 題基本達到所述技術效果。此外，「輕接」一詞在此包含任 何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述—第一裝置 輕接於帛一裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接於該第 201031942 二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電性連接至該第二 裝置。說明書後續描述為實施本發明之較佳實施方式，然該插 述乃以說明本發明之一般原則為目的，並非用以限定本發明之 範圍。本發明之保護範圍當視所附之申請專利範圍所界定者為 準。 第2圖為根據本發明一實施例的衛星定位系統2〇〇，其 中’衛星定位系統200使用了頻率變量校準方法與頻率變量計 ❹算方法。請注意，如第2圖所示的裝置僅用於舉例說明，並非 用以將本發明的範圍限定為第2圖所示的裝置。 如第2圖所示，衛星定位系統200包含天線201、射頻前 端模組203、中頻降頻轉換器（IF down converter)205、基頻 (baseband)信號產生器 207、鎖相迴路（Phase Lock Loop， PLL)209、處理器（或稱中央處理單元）211、振盪器213及熱 ❷力感測器（thermal sensor)215。天線201可内置於衛星定位系統 200之中或外置於衛星定位系統200之外，並用於接收衛星信 號SS。射頻前端模組203用於根據衛星信號SS產生射頻信號 RFS。中頻降頻轉換器205用於對射頻信號RFS進行降頻轉換 以產生中頻信號IFS。基頻信號產生器207用於根據中頻信號 IFS產生基頻信號（圖中未示）。PLL ,209用於根據時脈信號 CLK產生本地振盪信號l〇。處理器211用於控制衛星定位系 統200的操作并執行頻率變量補償步驟。振盪器213用於提供 7 201031942 時脈信號CLK。其中，晶片202包含射頻前端模組2〇3、中頻 降頻轉換器205、基頻信號產生器207及PLL 209。然而輕據 本發明的另一實施例，處理器211可包含於晶片2〇2之中如 第2圖所示。 根據本發明的另一實施例’衛星定位系統200可進一步勺 含至少一個晶片狀態參數偵測器，用於偵測多個晶片狀離炎 數。晶片狀態參數偵測器可包括第2圖所示的熱力感測^ (thermal SenS〇r)215，熱力感測器215用於偵測晶片2〇2的溫度❹ 參數T。當接收到來自熱力感測器215的溫度參數τ之後處 理器211可根據溫度參數T執行頻率變量補償步驟。頻率變量 補償步驟可對本地振盪信號LO執行。在此情形中，處理器2n 可變化PLL 209的多個參數’從而相應改變本地振盡作號L〇 的頻率。另外’若衛星定位系統200在中頻降頻轉換器2〇5與 基頻信號產生器207之間包含類比至數位轉換器（Analog to Digital Converter，ADC)217 ’則頻率變量補償步驟可對中頻信0 號IFS或數位中頻信號DIFS執行，其中，數位中頻信號DIFS 是根據中頻信號IFS經由ADC 217所產生。在此情形下，處 理器211調整在基頻信號產生器207中的壓控振盪器（Voltage Control Oscillator，VCO)的多個參數，以補償頻率變量。簡言 之，頻率變量補償步驟可對目標信號執行，其中，目標信號可 為本地振盪信號LO、中頻信號IFS或數位中頻信號DIFS中的 至少一者。 . 201031942 具有對應 於不同的溫度參數及其 同樣’根據已量測的溫度參 率變量補償步驟。第3圖為根據，，擇的工作狀態即可執行頻 在本實施例中，晶片2〇2 他晶片狀態參數的多個工作肤^ $ 數τ可選擇一個工作狀態，根^ 工作狀體的步驟的說明示意 晶片狀態參數選擇晶片的 81 °如笫 片狀態參數可包含除溫度參數 3圖中的（a)所示，多個晶 帶（VCO sub-band，簡稱Vc〇 其他參數，如壓控振盪次頻

Vtime標示）。VCO次頻帶參數頻帶）參數及調壓參數（以 vrn or ± ^ rm r ^ J 曰不基頻信號產生器207中的 VCO 了支持的範圍（也就疋次頻帶 只V的範圍）。調壓參數指示能 夠使用的次頻帶的數目。以此方- t 式’ 一旦獲取當前溫度參數、 VCO次頻帶參數及調壓參數，即可得$|丨a p ^ 1 J侍到晶片的工作狀態。 舉例而言’若當前溫度參數為-22。(：，VCO次頻帶參數與 調壓參數分別為10和25，則可決定晶片運作在第3圖中（的 參所示的工作狀態A’且頻率變量及搜尋範圍可相應進行計算。 類似地，若當前溫度參數為-5°C，VCO次頻帶參數與調壓參數 分別為9和23，則可決定晶片運作在第3圖中（b)所示的工作 狀態B，且頻率變量及搜尋範圍可相應進行計算。 第4圖為根據已選擇的工作狀態獲取頻率變量與衛星搜尋 範圍的步驟示意圖。如第所示’ f(A)指示對應於極端溫度 ㈣reme temperature)值Ti的頻率，抑指示對應於極端溫度 值T2的頻率，以及f(D)指示無頻率變量虞生時的頻率。頻率 9 201031942 變量範圍可根據公式來決定。另外’中心頻率f(B) 可根據公式進行計算。當計算得到f(B)後，頻率偏差 可經由公式f(D)-f(B)來獲取。然後’頻率變量可根據頻率變量 範圍土迅^^及頻率偏差f(D)-f(B)來決定。 第5圖為根據本發a月一實施例的頻率變量校準方法流程 圖。該方法包含： 步驟501 :偵測晶片以產生多個晶片狀態參數。 步驟503 :根據多個晶片狀態參數決定晶片的工作狀態。 步驟505 .計算對應於已決定的工作狀態下的多個極端溫 度值的多個頻率，該多個頻率可例如第4圖中的f(A)、f(c)。 步驟507 :根據多個極端溫度值計算中心頻率，該中心頻 率可例如第4圖中的f(B)。 步驟509卜根據對應於多個極端溫度值與中心頻率的多個 頻率，獲取目標信號的頻率·偏差及頻率變量範圍。 步驟5⑴根據頻率變量__率偏差來校準頻率變量。 其他詳細特性已記載於上述多個實施例的描述中，因而簡 潔起見，此處不再贅述。請注意，步驟5〇1〜5〇9可進一步視為 根據本發明一實施例的頻率變量的計算方法 201031942 根據上述實施例，因溫度參數或其他晶片狀態參數而導致 的頻率變量可在無需使用TCX〇的情形下得以補償，從而簡化 了設計復雜度並節省了製造成本，解決了現有技術中的相關問 題。 上述之實施例僅用來例舉本發明之實施樣態，以及闡釋本 發明之技術特徵’並非用來限制本發明之範疇。任何習知技藝 者可依據本發明之精神輕易完成之改變或均等性之安排均屬 ❹於本發明所主張之範圍，本發明之權利範圍應以申請專利範圍 為準。 【圖式簡單說明】 第1圖為指示由振盪器所產生的時脈信號的頻率變量與溫 度之間關係的S曲線示意圖。 第2圖為根據本發明一實施例的衛星定位系統，其中，該 衛星定位系統使用了頻率變量校準方法與頻率變量計算方法。 第3圖為根據多個晶片狀態參數選擇晶片的工作狀體的步 驟的說明示意圖。 第4圖為根據已選擇的工作狀態獲取頻率變量與衛星搜尋 範圍的步驟示意圖。 第5圖為根據本發明一實施例的頻率變量校準方法流程圖。 【主要元件符號說明】 11 201031942 200 衛星定位系統 201 天線 202 晶片 203 射頻前端模組 205 中頻降頻轉換器 207 基頻信號產生器 209 PLL 211 處理器 213 振盪器 215 熱力感測器 217 ADC 501〜 •511步驟

Claims (1)

1. 201031942 七、申請專利範圍： 1.種頻率變量決疋方法，用於決定晶片的目標信號的頻 率變量，包含： (a) 根據多個晶片狀態參數決定該晶片的一工作狀態；以 及 〜 (b) 根據該工作狀態決定該頻率變量。 ❹2.如申請專利範圍第i項所述之頻率變量決定方法，其中， 該多個晶片狀態參數包含溫度參數。 3·如申請專利範圍第丨項所述之頻率變量決定方法，其中， 該晶片包含一壓控振盪器，該多個晶片狀態參數包含一壓控 振盪次頻帶參數或一調壓參數，該壓控振盪次頻帶參數指示 該壓控振盪器能夠支持的範圍，以及該調壓參數指示能夠使 用的次頻帶的數目。 4_如申請專利範圍第1項所述之頻率變量決定方法，其中， 該曰曰片包含一壓控振盪器，以及該多個晶片狀態參數進一步 包含該壓控振盪器能夠支持的一頻率範圍。 5.如申請專利範圍第1項所述之頻率變量決定方法，其中， -步驟（b)包含： 、 獲取對應於該工作狀態的頻率變量範圍與頻率偏差；以 13 201031942 及 根據該頻率變量範圍與該頻率偏差，獲取該目標信號的 該頻率變量。 6.如申請專利㈣第i項所述之頻率變量決定方法，其中，· 該曰曰片用於衛星疋位系統’以及該頻率變量決定方法進一步 包含： 根據該頻率變量，決定該衛星定位系統的一衛星搜尋範 園。 ◎ 7. /如申4專利㈣第6項所述之頻率變量決定方法，其中， 該衛星定位系統包含—振盪器，該振盪器用於產生—時脈信 號，以及該頻率變量決定方法進一步包含： w 根據該時脈信號產生該目標信號；以及 根據》玄目；^§號對一射頻信號進行降頻轉換。 申’月專利|a圍第6項所述之頻率變量決 Ο 步包含： 進一 對一射頻信號進行降頻轉換以產生該目標信號； 將該目標信號轉換為一數位中頻信號；以及 ^該數位中頻信號轉換為-基頻信號。 ^ =申5月專利範圍第6項所述之頻率變量決定方法 少包含： W 進一 14 201031942 對一射頻信號進行降頻轉換以產生一中頻信號； 將該中頻信號轉換為該目標信號；以及 將該目標信號轉換為一基頻信號。 1 〇 · —種衛星定位系統，包含： 一振盪器’用於產生一時脈信號； 一晶片，用於接收一衛星信號，並根據該時脈信號來產 生一基頻信號；以及 ^ 一處理器，用於根據多個晶片狀態參數決定該晶片的一 工作狀態，並根據該工作狀態，決定一第一信號、一第二信 號與一第三信號中的至少一者的頻率變量； 其中該晶片包含： 一中頻降頻轉換器，用於對一射頻信號進行降頻轉換 以產生該第一信號； -類比至數位轉換器，用於將該第—信號轉換為該第 4吕戒； -基頻信號產生器，用於將該第二信號轉換為該基頻 信號；以及 -鎖相迴路’用於根據料脈信號產线第三信號。 二如申請專利範圍第10項所述之衛星定位系統，… μ夕個晶片狀態參數包含溫度參數。 12·如中請專利範圍第1G項所述之衛星定位系統，其中， 15 201031942 該曰曰片包含一壓控振盪器，以及該多個晶片狀態參數包含一 壓控振，次頻帶參數或-調壓參數，其中，該壓控振盪次頻 =參數私不該壓控振盪器能夠支持的範圍，以及該調壓參數 指不能夠使用的次頻帶的數目。 u.曰如中請專利範圍第1G項所述之衛星定位线，其中， 該晶片具有對應於不同的該多個晶片狀態參數的多個工作 狀態。 ❹ M.如申請專利範圍第13項所述之衛星定位系統，其中， 該^理|§進一步獲取對應於該工作狀態的頻率變量範圍與 頻率偏差，並根據該頻率變量範圍與該頻率偏差獲取該目標 信號的該頻率變量。 15· 一種衛星定位系統，包含： 一振盪器，用於產生一時脈信號·，以及 ❹ 一晶片，用於接收一衛星信號，並根據該時脈信號來產 生一基頻信號；其中’該晶片包含： 一中頻降頻轉換器’用於對一射頻信號進行降頻轉換 以產生一第一信號； 一類比至數位轉換器，用於將該第一信號轉換為一第 二信號； —基頻信號產生器，用於將該第二信號轉換為該基頻 信號； 16 201031942 . 一鎖相迴路，用於根據該時脈信號產生一第三信號； 以及 一處理器，用於根據多個晶片狀態參數決定該晶片的 '一工作狀態，並根據該工作狀態，決定該第一信號、該第二 信號與該第三信號中的至少一者的頻率變量。 16. 如申請專利範圍第15項所述之衛星定位系統，其中， 該多個晶片狀態參數包含溫度參數。 〇 17. 如申請專利範圍第15項所述之衛星定位系統，其中， 該晶片包含一壓控振盪器，以及該多個晶片狀態參數包含一 壓控振盪次頻帶參數或一調壓參數，其中，該壓控振盪次頻 帶參數指示該壓控振盪器能夠支持的範圍，以及該調壓參數 指示能夠使用的次頻帶的數目。 & 18.如申請專利範圍第15項所述之衛星定位系統，其中， 該晶片具有對應於不同的該多個晶片狀態參數的多個工作 狀態。 19.如申請專利範圍第18項所述之衛星定位系統，其中，該處理器進 一步獲取對應於該工作狀態的頻率變量範圍與頻率偏差，並根據該頻 率變量範圍與該頻率偏差獲取該目標信號的該頻率變量。 八、圖式： 17