專利名稱：一種移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到移動通信終端(簡稱UE)技術，特別涉及到一種移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法及裝置。
背景技術：
根據UE端業(yè)務類型不同，可將UE的工作狀態(tài)劃分為三種正常工作模式、空閑模式和睡眠模式。正常工作模式是指UE進行正常的業(yè)務處理；空閑模式是指UE處于無業(yè)務的空轉狀態(tài)，在每一個尋呼周期(簡稱，DRX)定時接收網絡側的尋呼信息(簡稱，PICH)；睡眠模式是指UE的各模塊進入低功耗或關閉高頻時鐘和電壓域的省電模式，其三種狀態(tài)之間的切換如圖1所示，在正常工作模式下，業(yè)務完成，UE進入空閑模式；在空閑模式下，無業(yè)務產生，可控制UE進入睡眠模式；如果有業(yè)務產生，則返回正常工作模式；在睡眠模式下， 如無業(yè)務產生，定時喚醒UE接收PICH ；如果有業(yè)務產生，則返回正常工作模式?，F有技術中，最大限度節(jié)省移動通信終端功耗，延長移動通信終端的使用時間是本領域一直追求的目標。降低UE功耗的主要途徑為1)UE處于正常工作模式，可根據不同的業(yè)務動態(tài)調整所需要的頻率和核電壓，以使UE在不同業(yè)務下功耗最小；2)UE處于睡眠模式下，降低UE功耗；;3)UE處于空閑模式下，定時喚醒接收網絡側的PICH，在保證UE和網絡側同步的前提下，使UE的睡眠時間最大化。本專利是針對UE處于空閑模式下節(jié)省移動通信終端功耗的情形進行說明。移動通信終端UE的數字基帶芯片內一般有一個時鐘校準單元，其原理是利用芯片內部的硬件電路計數一定數量慢時鐘周期內高頻系統(tǒng)時鐘的個數，以高頻穩(wěn)定的系統(tǒng)時鐘為基準計算慢時鐘晶體的頻率。以慢時鐘(例如32KHz)，高頻時鐘(例如^MHz)為例， 其計算原理如下N03ai校準)/F3ai = H 校準/F2ai ；其中，Ν(32Κβ 6)表示校準慢時鐘晶體實際頻率所設置的慢時鐘周期個數；F32k表示慢時鐘的頻率；F2fai表示高頻時鐘的頻率；H校準表示Ν(32Κ校準)個慢時鐘周期內硬件電路計數的高頻時鐘個數；當UE處于關閉高頻時鐘的睡眠模式時，以此慢時鐘進行定時維持芯片工作，由于慢時鐘晶體的頻率隨環(huán)境溫度的差異變化比較大，晶體頻漂會導致以下兩個問題，一是定時出現偏差，若UE在接收PICH時間點前喚醒過早，則會浪費大量的時間等待接收PICH，若 UE在接收PICH的時間點后喚醒過晚，則接收不到PICH ；二是晶體頻漂會使N(32K;R i)和Ηβ ι 的對應關系出現變化，喚醒后使用復系統(tǒng)幀號時會導致UE和網絡側出現同步偏差， 若超過UE與網絡失步的誤差門限，則需要浪費大量的時間和功耗進行UE和網絡側的重同步。而頻繁的啟動時鐘校準單元進行慢時鐘頻率計算會增加待機平均功耗，為使UE在空閑模式的睡眠時間最大化，降低待機平均電流，就需要盡量減少時間校準單元的啟動次數。常用方案(如圖2，慢時鐘以32ΚΗζ為例)是根據大量的測試結果設定門限值 SCALE，當慢時鐘計數到達該值時，啟動時鐘校準單元校準慢時鐘晶體當前環(huán)境下的頻率。采用本方案定時啟動時鐘校準，當實際晶體頻率沒有漂移時，會浪費系統(tǒng)功耗，減少待機時間；當在定時啟動時鐘校準單元之前，晶體頻率已經發(fā)生較大的漂移，就會有定時誤差過大以及移動終端與網絡失步的風險。另外一種方案如中國專利20061007M87. X“移動終端省電系統(tǒng)中的自適應校準裝置及方法”，其原理是采用監(jiān)測裝置監(jiān)測當前喚醒時刻的環(huán)境溫度，對比前后兩次喚醒的環(huán)境溫度之差是否大于預設定的溫度判決門限值，來決定是否啟動時鐘校準單元更新校準參數。采用本方案在降低啟動時鐘校準單元次數的同時也存在以下問題一、增加了整個移動終端的成本；二、當多個DRX周期內環(huán)境溫度累計漂移超過與保證同步所對應的最大溫差門限值時，仍需要啟動校準參數單元；三、該裝置不能解決晶體老化率問題，隨使用時間增長，晶體頻率和溫度漂移的對應參數需要重新測試。

發(fā)明內容
為克服現有技術的上述不足，本發(fā)明提供一種移動終端省電系統(tǒng)中慢時鐘晶體頻率的補償方法及裝置。本發(fā)明的移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法，進入空閑模式，判斷進入空閑模式的前一模式，若前一模式為正常工作模式，則獲取校準參數He e，計算慢時鐘晶體頻率；若前一模式為睡眠模式，則首先獲取同步偏差，然后判斷同步偏差是否在設定的門限值 TH內，若是，則補償慢時鐘晶體頻率，否則進行慢時鐘晶體頻率強制校準；所述設定的門限值TH為UE與網絡側不失步的最大時間長度；所述獲取同步偏差為接收PICH，根據PICH信息計算喚醒后移動通信終端與網絡側的同步偏差；所述補償慢時鐘晶體頻率為F' 32K = N' 32k/(N' 32K/F32K+T 同步偏差)其中，N' ι表示獲取實際睡眠的慢時鐘周期個數，F3ai表示睡眠前慢時鐘的頻率；優(yōu)選的，在所述補償慢時鐘晶體頻率前，修正校準參數HN，得到修正的校準參數 H' ν H' ν = Hn+(T同步偏差 XF26mXN03ai校準))/N' 32κ其中，F' ι表示每一個DRX周期UE喚醒后慢時鐘晶體的補償頻率，Ν(32Κ δ Ι)表示校準慢時鐘晶體實際頻率所設置的慢時鐘周期個數，Hn表示睡眠前Ν(32Κβ 6)個慢時鐘周期內高頻時鐘的時鐘個數，F2fai表示高頻時鐘的頻率；進而所述補償慢時鐘晶體頻率為F' 32K=(N(32K_)XF26M)/H' n其中，H ‘ N表示喚醒后N(32K校準)個慢時鐘周期內高頻時鐘的時鐘個數；優(yōu)選的，在對慢時鐘晶體頻率進行計算或者補償過程中或者進行計算或者補償后，若有業(yè)務產生，則進入正常工作模式；本發(fā)明的移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償裝置，包括強制校準單元、同步偏差單元、修正校準單元和省電控制單元，修正校準單元與省電控制單元、同步偏差單元和強制校準單元連接強制校準單元與同步偏差單元連接，還與外部晶體慢時鐘、校準周期和系統(tǒng)高頻時鐘SYSCLK連接；省電控制單元與外部晶體慢時鐘相連；同步偏差單元與射頻RF相連；本發(fā)明利用移動終端在空閑模式下每個尋呼周期接收網絡側尋呼信息的特性，使用慢時鐘晶體頻漂導致的UE與網絡側的同步偏差進行慢時鐘晶體頻率補償，該方案在不增加電路復雜度和移動通信終端硬件成本的條件下，不但保證了睡眠定時精確以及喚醒后系統(tǒng)不失步，而且也保證了最小限度的啟動時鐘校準單元，使得移動通信終端在空閑模式下的睡眠時間最大化，降低了移動通信終端功耗，并且不論晶體使用多久，得到的補償頻率都接近晶體在當前環(huán)境下的實際頻率，避免了晶體隨使用時間出現的老化率問題。


圖1為現有技術UE工作模式轉移圖；圖2為現有技術校準原理示意圖；圖3為本發(fā)明移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法流程圖；圖4為本發(fā)明移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法優(yōu)選實施例狀態(tài)轉移圖；圖5為本發(fā)明移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法優(yōu)選實施例流程圖；圖6為本發(fā)明移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償裝置優(yōu)選實施例結構圖。
具體實施例方式為清楚說明本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果，下面結合附圖給出優(yōu)選的實施例，對本發(fā)明移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法及裝置做進一步說明，為便于理解， 以慢時鐘32KHz，高頻時鐘^MHz為例，盡管本發(fā)明中的一些公式或者描述中采用32KHz、 26MHz等表示慢時鐘和高頻時鐘的一些參數，但本領域技術人員顯然清楚，本發(fā)明并不限于慢時鐘32KHz，高頻時鐘^MHz的情形，所述方案對于采用慢時鐘控制和高頻時鐘進行時鐘控制的情形都適用。本發(fā)明提供一種移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法，本實施例從正常工作模式開始，在正常工作模式下啟動時鐘強制校準，計算校準參數并存儲；當UE進入空閑模式時，判斷UE進入空閑模式的途徑(即進入前一模式)，若前一模式為正常工作模式，則獲取校準參數！^帛，計算32KHz晶體頻率；若前一模式為睡眠模式，則首先獲取同步偏差，然后判斷同步偏差是否在設定的門限值內，若是，則修正校準參數H' N，補償32KHz晶體頻率，否則進行32KHz晶體頻率強制校準；進入睡眠模式，狀態(tài)流轉如圖4所示；本實施具體過程如下，流程如圖5所示1、UE處于正常工作模式，啟動時鐘強制校準。在正常工作模式時，通過頻偏調整可保證^MHz的頻偏不超過0. lppm，所以基本上認為^MHz的頻率是穩(wěn)定的。101、設置校準周期(時鐘校準單元完成一次校準的32KHz時鐘周期個數)為N(32K 校準)，N(32KSm)的數值越大，在UE喚醒后使用校準參數恢復幀號的誤差越小，可根據實際情況配置。102、啟動數字基帶芯片內部的硬件電路計數N(32K;R準)個32KHz時鐘周期內^MHz 的時鐘周期個數！^.(校準參數)，時鐘校準單元完成一次校準就將該校準參數存儲在內存中，同時時鐘校準單元繼續(xù)工作，保證UE從正常工作模式進入空閑時通過校準參數計算出來的32KHz晶體頻率的精度；
2、當UE進入空閑模式時，判斷UE進入空閑模式的途徑，若UE是DRX周期喚醒接收完PICH后進入空閑，跳至步驟3執(zhí)行；若UE從正常工作模式進入空閑模式，關閉掉強制校準，從校準參數存儲單元提取校準參數Ηβ ι值后執(zhí)行步驟5 ；3、設置UE進入睡眠狀態(tài)，本步驟的流程如下301、獲取該DRX周期需要睡眠的時間長度Tegwra和睡眠模式；302、設置睡眠模式以及睡眠的32ΚΗζ時鐘周期個數N3ai = T睡眠時間XI732k,其中T睡眠時間表示在接收下一個PICH前UE可以睡眠的時間長度(單位ms) ；F32k表示UE進入睡眠前32KHz晶體的頻率(單位KHz) ；N3ai表示睡眠時間T__內32ΚΗζ時鐘周期個數；303、使能UE睡眠信號IDLE_EN，控制關閉外圍模擬基帶器件、射頻器件等，根據步驟301獲取的睡眠模式控制高頻時鐘^MHz的開關，UE進入睡眠模式。同時，定時器開始工作，用32KHz晶體時鐘進行計數，計滿N3ai個32KHz晶體時鐘周期喚醒UE ；4、睡眠時間結束，進入空閑模式，操作步驟如下401、自然喚醒，獲取實際睡眠的32KHz時鐘周期個數N' 32K，利用本次睡眠前的校準數據Hn(其中，ΗΝ表示睡眠前N(32K;R準)個32ΚΗζ時鐘周期內高頻時鐘^MHz的時鐘個數) 值，恢復幀號計數器和幀長度計數器；402、硬件電路自動開啟DSP電源域，并恢復DSP數據，等待DSP的幀中斷觸發(fā)DSP 在設定的幀號接收PICH ；403、使用接收到的PICH計算出UE與網絡側的同步偏差，若UE當前為空閑模式，將該同步偏差存儲以備用；404、判斷同步偏差，若同步偏差大于門限值ΤΗ，則重新啟動強制校準單元進行He Φ校準，當UE處于空閑模式，則跳至步驟3繼續(xù)執(zhí)行；否則跳至步驟5執(zhí)行32ΚΗζ晶體頻率的補償；所述設定的門限值TH為UE與網絡側不失步的最大時間長度；5、若UE從正常工作模式進入空閑，提取校準參數Hn = H校準；計算32ΚΗζ晶體睡眠前的補償頻率F32k = (N032k校準)XF26m) /Hn后跳至步驟6執(zhí)行；若UE是DRX周期喚醒接收完 PICH后進入空閑，則需要完成以下操作501、計算偏差的高頻時鐘個數N26m = T 同步偏差 XF26m其中，F26m表示穩(wěn)定的^MHz高頻時鐘頻率；N2fai表示喚醒后UE與網絡側同步偏差的^MHz時鐘周期個數；502、修正校準參數H' N = Hn+CT同步偏差 XF26mXN03ai校準))/N' 32κ其中，H' Ν表示喚醒后N(32K;R i)個32KHz時鐘周期內高頻時鐘^MHz的時鐘個數；503、補償 32KHz 晶體頻率 F' 32K F' 32K=(N(32K_)XF26M)/H' n其中，F32k表示每一個DRX周期UE喚醒后32KHz晶體的補償頻率；優(yōu)選的，提供補償32KHz晶體頻率F' 32K的另一種方法F32K = N ‘ 32k/ (N ‘ 32k/F32K+T 同步偏差)優(yōu)選的，還包括以下步驟更新下次睡眠需要使用的32KHz晶體頻率F32K =
6、更新校準參數Hn = H' Ν，若移動通信終端仍舊處于空閑模式，則跳至步驟3繼續(xù)執(zhí)行。本發(fā)明還提供一種移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償裝置，優(yōu)選實施例結構如圖 6所示，包括強制校準單元、同步偏差單元、修正校準單元和省電控制單元，修正校準單元與省電控制單元、同步偏差單元和強制校準單元連接強制校準單元與同步偏差單元連接，還與外部晶體慢時鐘、校準周期和SYSCLK連接；省電控制單元與外部晶體慢時鐘相連；同步偏差單元與射頻RF相連；當UE處于空閑模式下時，強制校準單元通過同步偏差單元判定是否啟動，校準完成后將校準數據存儲在修正校準單元中；同步偏差單元根據同步偏差值判定啟動強制校準單元或修正校準單元；修正校準單元一是用于存儲強制校準單元的校準參數，二是使用同步偏差單元提供的同步偏差修正校準參數，補償慢時鐘晶體頻率；省電控制單元使用修正校準單元計算得到的補償頻率設置睡眠時間，控制UE進入睡眠。所述強制校準單元包括校準周期存儲單元，用于設置時鐘校準單元完成一次校準所需要的慢時鐘周期個數；時鐘強制校準單元，利用數字基帶芯片內部的硬件邏輯電路計算一定數量慢時鐘周期內高頻時鐘周期個數，完成一次校準將該校準參數存儲在校準參數存儲單元后再啟動時鐘校準單元；所述同步偏差獲取單元包括同步偏差計算單元，用于計算UE與網絡側的同步偏差；同步偏差比較單元，與同步偏差計算單元和同步偏差門限存儲單元相連，判斷同步偏差是否超過設置的偏差門限值；同步偏差門限存儲單元，用于存儲UE與網絡側同步偏差容忍的誤差門限值；所述修正校準單元包括校準參數修正單元，從睡眠時間計數單元和同步偏差計算單元提取實際睡眠的慢時鐘周期個數和同步偏差，計算該次睡眠時間內偏移的高頻時鐘周期個數，修正校準參數存儲單元內的校準參數；校準參數存儲單元，存儲時鐘強制校準模塊計算出的校準參數以及校準參數修正單元修正的校準參數；頻率校準單元，提取校準參數，對外部的慢時鐘晶體頻率進行計算，得到慢時鐘晶體在當前溫度環(huán)境下的補償頻率；所述省電控制單元包括睡眠時間設置單元，存儲需要睡眠的時鐘周期個數；睡眠控制單元，當接收到睡眠使能IDLE_EN信號后，根據睡眠模式確認是否關閉高頻時鐘，若睡眠狀態(tài)下關閉高頻時鐘，則啟動慢時鐘維持芯片省電模式的控制；當接收到定時器計數完成產生的信號后，喚醒UE。定時器單元，定時作用，當計數器值等于睡眠時間設置單元設置的時鐘個數時，產生喚醒AWAKE_EN信號；
睡眠時間計數單元，與慢時鐘晶體相連，以UE進入睡眠和退出睡眠的信號為限， 計數實際睡眠的慢時鐘個數；本發(fā)明的核心是利用移動終端在空閑模式下每個尋呼周期接收網絡側尋呼信息的特性，使用每一個DRX周期喚醒后UE與網絡的同步偏差修正校準參數以降低下一個DRX 周期的同步誤差，并補償慢時鐘晶體頻率，精確定時睡眠時間，從而保證了手機和基站系統(tǒng)的穩(wěn)定同步。本發(fā)明在不增加電路復雜度和移動終端成本的基礎上，減少啟動時鐘校準模塊的次數，最大限度的增加系統(tǒng)的睡眠時間以降低待機平均電流，提高移動終端的待機時間，并且使用慢時鐘晶體頻漂導致的UE與網絡側的同步偏差進行慢時鐘晶體頻率補償，不論晶體使用年限多長，得到的補償頻率都接近晶體在當前環(huán)境下的實際頻率，避免了晶體隨使用時間出現的老化率問題。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不用于限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動或者變型，這些改動或者變型也包含于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種移動通信終端UE慢時鐘晶體頻率補償方法，其特征在于，進入空閑模式，判斷進入空閑模式的前一模式，若前一模式為正常工作模式，則獲取校準參數H校準，計算慢時鐘晶體頻率；若前一模式為睡眠模式，則首先獲取同步偏差T同步偏差，然后判斷同步偏差是否在設定的門限值TH內，若是，則補償慢時鐘晶體頻率，否則進行慢時鐘晶體頻率強制校準；所述設定的門限值TH為UE與網絡側不失步的最大時間長度。
2.如權利要求1所述慢時鐘晶體頻率補償方法，其特征在于，所述獲取同步偏差為接收尋呼信息PICH，根據PICH信息計算喚醒后移動通信終端與網絡側的同步偏差。
3.如權利要求1所述慢時鐘晶體頻率補償方法，其特征在于，所述補償慢時鐘晶體頻率為F, 32k = N' 32k/ (N' 3^/F32k+T 同步偏差)其中，N' 32K表示獲取實際睡眠的慢時鐘周期個數，F32k表示睡眠前慢時鐘的頻率。
4.如權利要求1所述慢時鐘晶體頻率補償方法，其特征在于，在所述補償慢時鐘晶體頻率前，修正校準參數HN，得到修正的校準參數H' NH' N = ΗΝ+(T同步偏差乂！^訓乂？^忍尺校準))/ ^ 32K其中，F' ι表示每一個DRX周期UE喚醒后慢時鐘晶體的補償頻率，Ν(32Κ δ Ι)表示校準慢時鐘晶體實際頻率所設置的慢時鐘周期個數，Hn表示睡眠前Ν(32Κβ 6)個慢時鐘周期內高頻時鐘的時鐘個數，F2fai表示高頻時鐘的頻率；進而所述補償慢時鐘晶體頻率為F, 32κ = (Ν(3;εκ校準)XF^m)/H, N其中，H' Ν表示喚醒后N(32K;R i)個慢時鐘周期內高頻時鐘的時鐘個數。
5.如權利要求1所述慢時鐘晶體頻率補償方法，其特征在于，在對慢時鐘晶體頻率進行計算或者補償過程中或者進行計算或者補償后，若有業(yè)務產生，則進入正常工作模式。
6.一種移動通信終端UE慢時鐘晶體頻率補償裝置，其特征在于，包括強制校準單元、 同步偏差單元、修正校準單元和省電控制單元，修正校準單元與省電控制單元、同步偏差單元和強制校準單元連接；強制校準單元與同步偏差單元連接，還與外部晶體慢時鐘、校準周期和系統(tǒng)高頻時鐘SYSCLK連接；省電控制單元與外部晶體慢時鐘相連；同步偏差單元與射頻RF相連；
7.如權利要求6所述慢時鐘晶體頻率補償裝置，其特征在于，所述強制校準單元包括校準周期存儲單元，用于設置時鐘校準單元完成一次校準所需要的慢時鐘周期個數；時鐘強制校準單元，利用數字基帶芯片內部的硬件邏輯電路計算一定數量慢時鐘周期內高頻時鐘周期個數，完成一次校準將該校準參數存儲在校準參數存儲單元后再啟動時鐘校準單元。
8.如權利要求6所述慢時鐘晶體頻率補償裝置，其特征在于，所述同步偏差獲取單元包括同步偏差計算單元，用于計算UE與網絡側的同步偏差；同步偏差比較單元，與同步偏差計算單元和同步偏差門限存儲單元相連，判斷同步偏差是否超過設置的偏差門限值；同步偏差門限存儲單元，用于存儲UE與網絡側的同步偏差容忍的誤差門限值。
9.如權利要求6所述慢時鐘晶體頻率補償裝置，其特征在于，所述修正校準單元包括校準參數修正單元，從睡眠時間計數單元和同步偏差計算單元提取實際睡眠的慢時鐘周期個數和同步偏差，計算該次睡眠時間內偏移的高頻時鐘周期個數，修正校準參數存儲單元內的校準參數；校準參數存儲單元，存儲時鐘強制校準模塊計算出的校準參數以及校準參數修正單元修正的校準參數；頻率校準單元，提取校準參數，對外部的慢時鐘晶體頻率進行計算，得到慢時鐘晶體在當前溫度環(huán)境下的補償頻率。
10.如權利要求6所述慢時鐘晶體頻率補償裝置，其特征在于，所述省電控制單元包括睡眠時間設置單元，存儲需要睡眠的時鐘周期個數；睡眠控制單元，當接收到睡眠使能IDLE_EN信號后，根據睡眠模式確認是否關閉高頻時鐘，若睡眠狀態(tài)下關閉高頻時鐘，則啟動慢時鐘維持芯片省電模式的控制；當接收到定時器計數完成產生的信號后，喚醒UE ；定時器單元，定時作用，當計數器值等于睡眠時間設置單元設置的時鐘個數時，產生喚醒AWAKE_EN信號；睡眠時間計數單元，與慢時鐘晶體相連，以UE進入睡眠和退出睡眠的信號為限，計數實際睡眠的慢時鐘個數。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種移動通信終端慢時鐘晶體頻率補償方法及裝置，所述方法進入空閑模式，判斷進入空閑模式的前一模式，若前一模式為正常工作模式，則獲取校準參數，計算慢時鐘晶體頻率；若前一模式為睡眠模式，則首先獲取同步偏差，然后判斷同步偏差是否在設定的門限值內，若是，則補償慢時鐘晶體頻率，否則進行慢時鐘晶體頻率強制校準；所述裝置包括強制校準單元、同步偏差單元、修正校準單元和省電控制單元；本發(fā)明在不增加電路復雜度和終端硬件成本的條件下，保證了睡眠定時精確以及喚醒后系統(tǒng)不失步，并且也保證了最小限度的啟動時鐘校準單元，使得移動通信終端在空閑模式下睡眠時間最大化，降低了移動通信終端功耗。
文檔編號G04G7/02GK102540868SQ20101062161
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權日2010年12月31日
發(fā)明者吳付利, 唐博, 林毅, 牟倫榮, 王茜 申請人:重慶重郵信科通信技術有限公司