专利名称：用于td-lte终端自动频率控制校准的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于TD-LTE终端自动频率控制校准的方法和系统，具体地，涉及 对TD-LTE终端的发射机频率进行快速自动校准，本发明适用于TD-LTE终端的发射机自动 频率控制进行自动校准。
背景技术：
由于器件不一致、温度变化、器件老化等因素的影响，即使是基于同样的平台同样 的设计，也会表现出不同的电性能。为了消除这种影响，每个手机在出厂之前都要对这些参数进行测量计算得到一些 参数误差数据，并把这些误差数据存储到一定的存储介质(一般为EEPR0M)里，在手机正常 使用过程中，CPU会读取这些数据并利用一定的算法对需要补偿的参数进行补偿。在生产 测试过程中，对需要补偿校正的数据测量、计算并存入EEPROM里的过程，称之为校准。伴随TD-LTE (TD-SCDMA Long term evolution)技术的日益发展成熟、以及其终端 的商用化进程的加快，为了迎接TD-LTE终端(包括手机、无线上网卡和模块等)的大批量 生产，需要自动校准终端完成上述批量生产任务。时钟同步问题是通信系统中所要解决的最基本的问题之一，采用时分系统的 TD-LTE标准同样需要达到基站同步的要求，并且其空中接口上对同步的准确度要求更为严 昔。此时，TD-LTE终端往往采用稳定性较高的TCXO(温度补偿晶体振荡器)，AFC(自动频 率控制)校准是为了使得在室温下被测TD-LTE终端的TCXO能稳定工作在某固定频率上， 实现与基站的时钟同步。由于TD-LTE终端TCXO本身有误差，加上老化等原因，其输出不会稳定在一个固定 频率上，因此需要通过适当改变基带IC控制信号AFC的电压，也就是数模转换器(DAC)的 值，使得TCXO能够稳定工作在固定频率上。在模拟基带电路中，AFC的DAC—般是IObit数据宽度，为了保证这样的精度，我 们按照AFC的DAC值递进来进行变化，并对DAC采用Ibit的步长来校准，其数据长度往往 在1000以上。传统的校准方法采用频谱仪，只能在每一无线帧校准一个DAC值，进行一个 频率点上的AFC校准将会需要十几秒的时间。
发明内容
鉴于以上需求以及现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于TD-LTE终 端的自动频率控制校准的方法和系统，可以简单、高效地实现TD-LTE终端自动频率控制校 准的方法，能够将传统AFC校准效率最高提高10倍。本发明的技术方案本发明提供了一种用于TD-LTE终端自动频率控制校准的测 量方法，采用的校准设备包括PC机和综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC 机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频 线与综测仪射频数字接收模块连接，按如下步骤校准
(I)PC机通过主控机配置射频数字接收模块触发采集方式为绝对电平触发；(2)PC机通过串口设置终端数模转换器DAC，从最小值开始以Ibit间隔步进设置 DAC值，被测终端通过DAC值产生电压，继而通过压控振荡器输出各设置的DAC电压控制值 对应的频率；(3)PC机控制终端按步骤(2)中的DAC电压控制值对应控制的发射频率在连续无 线帧中的不同子帧上进行发送；(4)射频数字接收模块接收终端发送的射频信号，处理后成为数字基带信号，送入 主控机；(5)主控机计算不同子帧上信号的频率值，并与TD-LTE标准要求的稳定发射频率 相比计算频差；(6) PC机通过GPIB接口主动接收综测仪计算的所有频差，检验最小频差，并记录 此频差对应的DAC值，同时根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟合出一条斜线，计算 出此斜线的斜率，所述最小频差对应的的DAC值和斜率即为校准的AFC参数；(7)PC机通过串口将所述的AFC参数写入被测终端的EEPROM中去。具体地，其中一种方法是在执行上述步骤3时，当TD-LTE终端在同时最多支持5 个子帧0，2，4，6，8发送上行信号时，每个无线帧中的子帧1，3，5，7，9作为切频的延时时间， 保证切频的稳定，此时在每个无线帧中的子帧0，2，4，6，8上使用校准频率发送，用子帧1， 3，5，7，9作为切频的稳定时间。另一种方法是在执行上述步骤3时，当被测终端性能同时支持10个子帧发送上行 信号时，能够在每个子帧前的160个循环前缀的时间内，让被测终端切换到下一个子帧的 频率，并使切频稳定，则AFC校准同时支持10个不同的频点发送上行信号，这时，使用子帧 0-9来进行自动频率控制校准。一种用于所述方法的TD-LTE终端自动频率控制校准的测试系统，包括PC机部分、 终端频率值接收和计算部分、检验部分，其终端频率值接收和计算部分采用综测仪，综测仪 包括主控机和射频数字接收模块，PC机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口 与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字接收模块连接；射频数字接收模块接收被测终端发来的射频信号，实现下变频、中频信号数字化 和数字正交解调功能，处理成为数字基带信号，送入主控机；主控机通过PXI接口与射频数字接收模块连接，同时对其进行触发采集方式的配 置，主控机根据采集到的信号数据计算出相应频率值，并与TD-LTE标准要求的稳定发射频 率相比计算频差，然后通过GPIB接口反馈给PC机；PC机向被测终端和综测仪下发控制命令，并进行校准线拟合，同时能够将校准参 数写入终端的EEPROM中。具体地，所述的PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块；所述的配置模块通过终端厂商提供的被测终端参数接口并通过串口对被测终端 进行DAC值的配置，并在校准结束后写入AFC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制综测 仪主控机，通过综测仪主控机实现对综测仪射频数字接收模块的配置；所述的采集模块通过GPIB总线从主控机中接收频差数据；所述的计算校验模块根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟合出一条斜线，计算出此斜线的斜率，同时检验最小频差，并记录此频差对应的DAC值。具体地，所述的主控机包括驱动层、采集层和算法层；所述的驱动层通过PC机发送的远程控制命令实现对射频数字接收模块的启动和 初始化；所述的采集层能够配置射频数字接收模块的触发方式，并依此采集相关数据；所 述的算法层完成不同子帧上频率值的计算，并与TD-LTE标准要求的稳定发射频率相比计
算频差。本发明的优点1、本发明通过充分利用TD-LTE通信系统物理帧结构特性，能够将传统的AFC校准 效率最高提高10倍。2、本发明提供了一套进行TD-LTE制式AFC校准的系统，能够对校准实现更灵活的 控制以及更精确计算。
图1是本发明所述TD-LTE终端自动频率控制校准的系统硬件连接图。图2是TD-LTE通信系统物理帧结构图。图3是本发明所述TD-LTE终端自动频率控制校准方法流程图。图4是本发明所述TD-LTE终端自动频率控制校准的拟合斜线图。图5是本发明所述PC机和TD-LTE综测仪主控机内部模块及连接图。
具体实施例方式本发明的用于TD-LTE终端自动频率控制校准的系统包括PC机，及一台TD-LTE综 测仪，该综测仪包括主控机模块及射频数字接收模块。所述的PC机中的控制软件通过终端 厂商提供的终端AFC校准控制接口实现配置终端和写入AFC参数的功能，并通过GPIB接口 实现对TD-LTE综测仪的远程操控和接收数据，同时通过软件中的计算模块和校验模块实 现AGC参数的计算和检验。所述的TD-LTE综测仪中的射频数字接收模块完成射频接收及 数字化处理的功能，主控机实现对射频数字接收模块的触发采集配置，定位并采集数字化 处理后的基带信号，然后进行分析计算，得出采集频率值。为了使本发明的方案更加清楚详尽，下面结合附图对本发明具体实施方式
做进一 步的详细说明。图1是本发明所述TD-LTE终端自动频率控制校准的系统硬件连接图。如图所示， 所述系统中包括PC机，及一台TD-LTE综测仪，将使用到该综测仪的主控机模块及射频数字 接收模块。PC机通过GPIB接口与TD-LTE综测仪主控机相连，并通过串口与被测终端进行 连接；TD-LTE综测仪内部通过PXI接口连接；被测终端通过射频线与射频数字接收模块进 行连接。PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块；所述的配置模块通过终端厂商提供的被测终端参数接口并通过串口对被测终端 进行DAC值的配置，并在校准结束后写入AFC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制综测 仪主控机，通过综测仪主控机实现对综测仪射频数字接收模块的配置；所述的采集模块通过GPIB总线从主控机中接收频差数据；
所述的计算校验模块根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟合出一条斜线， 计算出此斜线的斜率，同时检验最小频差，并记录此频差对应的DAC值。所述的PC机中的控制软件通过终端厂商提供的终端AFC校准控制接口实现配置 终端和写入AFC参数的功能，并通过GPIB接口实现对TD-LTE综测仪的远程操控和接收数 据，同时通过软件中的计算模块和校验模块实现AFC参数的计算。所述的TD-LTE综测仪中的射频数字接收模块完成射频接收及数字化处理的功 能，主控机实现对射频数字接收模块的触发采集配置、定位并采集数字化处理后的基带信 号，然后进行分析计算，得出采集频率值。图2是TD-LTE通信系统物理帧结构。如图所示每个物理无线帧包括8个常规子 帧和两个特殊字帧，其中每个无线帧长度为10ms，每子帧长度为1ms。目前所采用的TD-LTE 终端自动频率控制校准是在每个无线帧上的同一个时隙发送频率信号，即每IOms发送一 个频率信号。图3是本发明所述TD-LTE端自动频率控制校准方法流程图，具体步骤如下(I)PC机通过主控机配置射频数字接收模块触发采集方式为绝对电平触发；(2)PC机通过串口设置终端数模转换器DAC，从最小值开始以Ibit间隔步进设置 DAC值，被测终端通过DAC值产生电压，继而通过压控振荡器输出配置DAC值对应的频率；(3) PC机控制终端按步骤(2)中的DAC电压控制值对应控制的发射频率在连续无 线帧中的不同子帧上进行发送；(4)射频数字接收模块接收终端发送的射频信号，处理后成为数字基带信号，送入 主控机；(5)主控机计算不同子帧上信号的频率值，并与TD-LTE标准要求的稳定发射频率 相比计算频差；(6) PC机通过GPIB接口主动接收综测仪计算的所有频差，检验最小频差，并记录 此频差对应的DAC值，同时根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟合出一条斜线，计算 出此斜线的斜率，所述最小频差对应的的DAC值和斜率即为校准的AFC参数；(7)PC机通过串口将所述的AFC参数写入被测终端的EEPROM中去。实施例一在执行上述步骤4时，当TD-LTE终端在同时最多支持5个子帧0，2，4， 6，8发送上行信号时，子帧1，3，5，7，9作为切频的延时时间，保证切频的稳定，此时在每个 无线帧的子帧0，2，4，6，8上使用校准频率发送，用子帧1，3，5，7作为切频的稳定时间。实施例二 在执行上述步骤4时，当被测终端性能同时支持10个子帧发送上行信 号时，能够在每个子帧前的160个循环前缀的时间内，让被测终端切换到下一个子帧的频 率，并使切频稳定，则AFC校准同时支持10个不同的频点发送上行信号，这时，使用子帧0-9 来进行自动频率控制校准。图4是本发明所述TD-LTE端自动频率控制校准的拟合斜线图。DAC性能曲线为近 似线性的。如图所示横坐标DAC即为设置DAC值，DACmax、DACmin分别为所述的终端厂商 提供DAC芯片最大值和最小值；DAC为步进的中间值；纵坐标delta F即为主控机的计算频 差，delta Fmax, delta Fmin分别为通过步骤(5)计算出的对应的终端发射最大频率和最 小频率与固定频率值的差值，通过这样的2个点拟合出一条斜线；delta F为DAC中间值对 应频差，检验最小的delta F，记录其对应频差。
图5是本发明所述PC机和TD-LTE综测仪主控机内部模块及连接。其中所述的PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块。所述的配置模块能够 通过终端厂商提供的参数接口并通过串口对终端进行与发送频率对应的DAC值的配置，并 在校准结束后写入AFC参数；同时能够通过GPIB总线远程控制综测仪主控机，通过主控机 实现对综测仪接收模块的配置。所述的采集模块能够通过GPIB总线从TD-LTE主控机中接 收频差数据。所述的计算校验模块能够通过GPIB总线主动接收综测仪计算的所有频差，检 验最小频差，并记录此频差对应的DAC值，同时根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟 合出一条斜线，计算出此斜线的斜率。所述的主控机包括驱动层、采集层和算法层；所述的驱动层通过PC机发送的远程控制命令实现对射频数字接收模块的启动和 初始化；所述的采集层能够配置射频数字接收模块的触发方式，并依此采集相关数据；所述的算法层完成不同子帧上频率值的计算，并与TD-LTE标准要求的稳定发射 频率相比计算频差。
权利要求
一种用于TD LTE终端自动频率控制校准的测量方法，其特征在于校准设备包括PC机和综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC机通过GPIB接口与综测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字接收模块连接，按如下步骤校准(1)PC机通过主控机配置射频数字接收模块触发采集方式为绝对电平触发；(2)PC机通过串口设置终端数模转换器DAC，从最小值开始以1bit间隔步进设置DAC值，被测终端通过DAC值产生电压，继而通过压控振荡器输出各设置的DAC电压控制值对应的频率；(3)PC机控制终端按步骤(2)中的DAC电压控制值对应控制的发射频率在连续无线帧中的不同子帧上进行发送；(4)射频数字接收模块接收终端发送的射频信号，处理后成为数字基带信号，送入主控机；(5)主控机计算不同子帧上信号的频率值，并与TD LTE标准要求的稳定发射频率相比计算频差；(6)PC机通过GPIB接口主动接收综测仪计算的所有频差，检验最小频差，并记录此频差对应的DAC值，同时根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟合出一条斜线，计算出此斜线的斜率，所述最小频差对应的的DAC值和斜率即为校准的AFC参数；(7)PC机通过串口将所述的AFC参数写入被测终端。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征是在执行上述步骤3时，当TD-LTE终端 在同时最多支持5个子帧0，2，4，6，8发送上行信号时，每个无线帧中的子帧1，3，5，7，9作 为切频的延时时间，保证切频的稳定，此时在每个无线帧中的子帧0，2，4，6，8上使用校准 频率发送，用子帧1，3，5，7，9作为切频的稳定时间。
3.根据权利要求1所述的测试方法，其特征是在执行上述步骤3时，当被测终端性能 同时支持10个子帧发送上行信号时，在每个子帧前的160个循环前缀的时间内，能够让被 测终端切换到下一个子帧的频率，并使切频稳定，则AFC校准同时支持10个不同的频点发 送上行信号，这时，使用子帧0-9发射校准频率来进行自动频率控制校准。
4.一种用于权利要求1 3之一所述方法的TD-LTE终端自动频率控制校准的测试系 统，包括PC机部分、终端频率值接收和计算部分、检验部分，其特征在于，终端频率值接收 和计算部分采用综测仪，综测仪包括主控机和射频数字接收模块，PC机通过GPIB接口与综 测仪主控机连接，PC机通过串口与被测终端连接，被测终端通过射频线与综测仪射频数字 接收模块连接；射频数字接收模块接收被测终端发来的射频信号，实现下变频、中频信号数字化和数 字正交解调功能，处理成为数字基带信号，送入主控机；主控机通过PXI接口与射频数字接收模块连接，同时对其进行触发采集方式的配置， 主控机根据采集到的信号数据计算出相应频率值，并与TD-LTE标准要求的稳定发射频率 相比计算频差，然后通过GPIB接口反馈给PC机；PC机向被测终端和综测仪下发控制命令，并进行校准线拟合，同时能够将校准参数写 入终端的EEPROM中。
5.根据权利要求4所述的TD-LTE终端自动频率控制校准的测试系统，其特征在于PC机包含配置模块、采集模块和计算校验模块；所述的配置模块通过终端厂商提供的被测终端参数接口并通过串口对被测终端进行 DAC值的配置，并在校准结束后写入AFC参数，同时能够通过GPIB总线远程控制综测仪主控 机，通过综测仪主控机实现对综测仪射频数字接收模块的配置； 所述的采集模块通过GPIB总线从主控机中接收频差数据；所述的计算校验模块根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟合出一条斜线，计算 出此斜线的斜率，同时检验最小频差，并记录此频差对应的DAC值。
6.根据权利要求4或5所述的TD-LTE终端自动频率控制校准的测试系统，其特征在 于所述的主控机包括驱动层、采集层和算法层；所述的驱动层通过PC机发送的远程控制命令实现对射频数字接收模块的启动和初始 化；所述的采集层能够配置射频数字接收模块的触发方式，并依此采集相关数据；所述的 算法层完成不同子帧上频率值的计算，并与TD-LTE标准要求的稳定发射频率相比计算频 差。
全文摘要
本发明提供一种用于TD-LTE终端自动频率控制校准的测量方法和系统，步骤如下PC机配置射频数字接收模块触发采集方式为电平触发；PC机设置终端DAC，从最小值开始以1bit间隔步进设置，通过压控振荡器输出各设置的DAC值对应的频率；PC机控制终端按设置的DAC电压值对应控制的发射频率在无线帧中的不同子帧上发送；射频数字接收模块接收终端发送的射频信号，处理成为数字基带信号送入主控机；主控机计算不同子帧上信号的频率值，并与TD-LTE标准要求的稳定发射频率相比计算频差；PC机接收综测仪计算的所有频差，检验最小频差，记录此频差对应的DAC值，根据最大DAC值和最小DAC值对应的频差拟合出一条斜线，计算此斜线的斜率，得出校准的AFC参数；PC机将所述的AFC参数写入被测终端。
文档编号H04M1/24GK101977085SQ20101027236
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月2日 优先权日2010年9月2日
发明者刘劲柏, 张家平, 张阳, 晁汾涛, 晏建军, 朱富利 申请人:湖北众友科技实业股份有限公司