专利名称：移动单元的压控晶体振荡器的补偿方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种移动单元，特别是一种移动单元中压控晶体振荡器输入电压的补偿方法及其装置。
背景技术：
通讯工业近几年来的发展日新月异，进步一日千里，是由于受到基础半导体工业及数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)技术的突飞猛进，因而带动通讯工业的进步。以通讯工业的三大新兴领域(移动通讯、卫星通讯以及光纤通讯)而言，其中又以移动通讯最与个人息息相关，有调查指出，台湾平均每人有超过一只以上的移动电话，普及率高居世界第一，移动电话的重要性不言可喻，也因为它的便利性让人随时随地都可进行通话，此时，通话品质的好坏遂成为移动通讯中最关键的考虑。
图1所示即为移动电话与基站之间的通讯示意图，移动电话10通过基站12和控制中心(图中未示)取得空中联系，而基站12由基站控制器(图中未示)所控制，这个基站控制器(Base Station Controller)负责基站12与移动电话10之间有关越区切换(handoff)、讯号功率强度及频道管理等工作，在通讯(不管是受话或发话程序)之前，基站12会先与移动电话10之间作初步的通讯，依据两者之间的信号强度，基站12会发出一讯号，该讯号内容用以告知移动电话10该以何种功率电平(power level)与何种频道频率来进行讯号的传输，使得移动电话10得以根据此讯号内容，回复一发射讯号(Tx)，完成与基站12间的通讯，此即为通讯系统中的功率控制，即移动电话依两者的远近来调整信号强度，使移动电话10可以较省电。
图2为已知技术的移动电话10中关于频率产生的系统方块图，已知技术中是以压控晶体振荡器(Voltage Controlled Crystal Oscillator，VCXO)241做为振荡电路24的振荡源，此外还包含，一数字信号处理器(DSP)20、一数字/模拟转换器(D/A converter)22以及一频率合成电路26。当移动电话10根据基站12的接收讯号(Rx)欲回复发射讯号(Tx)时，根据接收讯号(Rx)所指定的传输频道频率，藉由移动电话10中压控晶体振荡器241产生的基频(Base band)频率，再通过频率合成电路26产生所欲传输的高频频率。
其中压控晶体振荡器241会因为温度、电话本身的移动速度以及使用时间等因素的影响，使得所产生的基频频率不再是预定的参考频率，因此，移动电话10便通过数字信号处理器20产生一自动频率控制(Auto FrequencyControl，AFC)讯号，做为基频频率的调整机制，使得基频频率得以控制在稳定的范围内，以避免经过频率合成后，放大失真的比率。
但每当移动电话10进行发射讯号(Tx)的传输时，移动电话10中的功率放大器(power amplifier)会自电压调节器(low-drop out regulator)处汲取大量的电流，导致降低自动频率控制讯号通过数字/模拟转换器22产生的控制电压，该控制电压用以控制压控晶体振荡器241产生预定的参考基频频率，这将使得基频频率的调整发生误差，再经过频率合成电路26的频率合成后，更放大失真的比率，严重时甚至发生断讯(drop call)的后果。有鉴于此，本发明提供一种补偿方法，使得移动电话的发射讯号(Tx)频率得以对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率。
发明内容
本发明的目的是提供一种移动单元的设计。
本发明的另一目的是提供一种建立一个补偿用的数据库的方法，该数据库用以储存预补偿值，该预补偿值是在移动单元中对压控晶体振荡器进行补偿之用。
本发明的另一目的是提供一种移动单元中压控晶体振荡器输入电压的补偿方法，用于使移动单元与基站间发射讯号(Tx)频率与接收讯号(Rx)所预定频率的对准。
本发明提供一种移动单元中压控晶体振荡器(voltage controlled crystaloscillator，VCXO)输入电压的补偿方法，用于移动单元与基站间发射讯号(Tx)频率与接收讯号(Rx)所预定频率的对准之用，该方法包含下列步骤首先，当该移动单元与该基站在不同功率电平(power level)进行讯号传输时，在自动频率控制(auto frequency control，AFC)讯号处所量测的电压差，定义为一预补偿值，使得不同功率电平皆有对应的预补偿值。接着，当该移动单元欲传送发射讯号(Tx)给该基站时，该移动单元的数字信号处理器(DSP)将至一数据库撷取对应的预补偿值，对该压控晶体振荡器进行补偿，使得该发射讯号(Tx)的频率对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率。
本发明提供一种建立数据库的方法，该数据库用以储存移动单元中对压控晶体振荡器进行补偿的预补偿值，该方法包含下列步骤首先，当该移动单元在不同的功率电平进行讯号传输时，由自动频率控制(AFC)讯号处所量测的电压差，所述电压差定义为一预补偿范围。接着，决定一补偿分辨率，所述补偿分辨率是根据自动频率控制电压值与一可用位数而定。随后，根据所述补偿分辨率与所述预补偿范围决定一预补偿值，所述的预补偿值为一数字数据。最后，将不同功率电平及其对应的预补偿值存入该数据库。
本发明提供一种移动单元，其包含一数据库，用以储存在不同功率电平下对应的预补偿值，该预补偿值系由该移动单元与基站在不同的功率电平进行讯号传输时，由自动频率控制(AFC)讯号处所量测的电压差产生的。一压控晶体振荡器，用以产生发射讯号(Tx)所需的基频频率的一第一参考频率。一数字信号处理器(DSP)，根据不同功率电平撷取所对应的预补偿值，通过一数字/模拟转换器(D/A converter)转成模拟电压信号，以对该压控晶体振荡器进行补偿，使该压控晶体振荡器产生一第二参考频率。一频率合成电路，将该第二参考频率经频率合成后，产生一发射讯号(Tx)频率，使该发射讯号(Tx)频率对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率。
本发明中对压控晶体振荡器的补偿方法具有如下的优点(1)根据本发明的补偿方法，将使得移动单元产生的频率更为精确，且具有较佳的稳定性，让讯号传输时不会发生断讯(drop call)的现象。
(2)根据本发明的补偿方法，由于数据库储存不同功率电平下对应的不同预补偿值，使得移动单元可根据当下传输的功率电平，至数据库撷取对应的预补偿值，进移动态的补偿。
藉由以下结合附图的详细描述，将可轻易明了所述内容及此项发明的诸多优点，其中图1为移动电话与基站之间的通讯示意图；图2为根据已知技术的移动电话，关于频率产生的系统方块图；图3为根据本发明较佳实施例的移动单元，关于产生发射讯号(Tx)频率的系统方块图；图4为移动电话进行发射讯号(Tx)传输时，由自动频率控制(AFC)讯号处所量测的电压差；以及图5为根据本发明较佳实施例根据不同功率电平对应不同预补偿值的数据库。
图号对照表10移动电话 12基站20、30数字信号处理器 22、32数字/模拟转换器24振荡电路 26、36频率合成电路241压控晶体振荡器34振荡电路38数据库 341压控晶体振荡器具体实施方式
本发明提供一种移动单元中关于压控晶体振荡器输入电压的补偿方法。在本发明中，通过建立数据库的方式，使得在不同功率电平进行发射讯号(Tx)传输时，藉由数据库储存不同功率电平的对应预补偿值，对压控晶体振荡器进行补偿，使得发射讯号(Tx)频率得以对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率，让传输工作得以正常进行，不使有断讯的情况发生。以下列举一较佳实施例以说明本发明，但是本领域技术人员应当理解此仅为一举例，而并非用以限定发明本身。有关此较佳实施例的内容详述如下。
请参照图3所示，图3是根据本发明较佳实施例的移动单元，关于产生发射讯号(Tx)频率的系统方块图，其包含一数字信号处理器30、一数字/模拟转换器32、一振荡电路34、一频率合成电路36以及一数据库38。其中数据库38，用以储存不同功率电平下对应的预补偿值，该预补偿值是由移动单元(在本发明较佳实施例中为一移动电话)与基站在不同的功率电平(power level)进行讯号传输时，由自动频率控制(auto frequencycontrol，AFC)讯号处所量测的电压差所产生。振荡电路34还包含一压控晶体振荡器341，用以产生发射讯号(Tx)所需的基频频率(也就是第一参考频率)。
数字信号处理器30，可根据不同发射功率电平至所述数据库38撷取对应的预补偿值，再通过数字/模拟转换器32，将该预补偿值转成模拟电压信号，传送至压控晶体振荡器341以进行补偿，使该压控晶体振荡器341产生一第二参考频率。频率合成电路36，则将此第二参考频率经频率合成后，产生一发射讯号(Tx)频率，使该发射讯号(Tx)频率对准接收讯号(Rx)所预定的频率。
在本发明较佳实施例中，关于建立所述数据库38的方法，包含下列步骤首先，将移动电话于特定功率电平，如GSM系统的移动电话端的最高电平5(L5)进行发射讯号(Tx)传输时，由自动频率控制(AFC)讯号处所量测的电压差，定义为一预补偿范围(ΔV)。其中所述电压差的产生，请同时参照图4，ΔV是由于移动电话进行发射讯号(Tx)传输时，功率放大器自电压调节器处汲取大量的电流，导致降低自动频率控制讯号通过数字/模拟转换器32产生的控制电压值，本发明的目的之一即在解决此压降造成的瞬间频率偏移的问题。
接着，决定一补偿分辨率。所述补偿分辨率根据自动频率控制电压值与一可用位数而定，其中可用位数(bit)是由数字信号处理器30所决定，在本发明较佳实施例中，是以13位为例(-4096～4095)，若自动频率控制电压值可控制的范围是由3mV至2.4V，则补偿分辨率可由下式推算自动频率控制电压值/可用位数＝补偿分辨率代入所述数值，可求得一补偿分辨率(2.4V-3mV)/8192＝0.2926mV。随后，根据所述补偿分辨率与所述预补偿范围(ΔV)决定一预补偿值(ΔAFC)。其中最大发射功率电平的预补偿值为最大范围的预补偿值，预补偿值(ΔAFC)可由下式推算预补偿范围(ΔV)/补偿分辨率＝预补偿值(ΔAFC)接着，将该预补偿值(ΔAFC)转换为数字数据储存在数据库38中。接下来，重复所述步骤，将不同功率电平(如GSM系统的电平5至电平19(L5～L19)以及DCS系统的电平0至电平15(L0～L15))及其对应的预补偿值存入该数据库38中，如图5所示，是根据本发明较佳实施例根据不同功率电平对应不同预补偿值的数据库，最后，即完成数据库38的建立。
综上所述，移动单元中压控晶体振荡器341输入电压的补偿方法，包含下列步骤当移动单元与基站在不同功率电平进行讯号传输时，在自动频率控制(AFC)讯号处所量测的电压差，定义为一预补偿值，使得不同功率电平皆有对应的预补偿值(也就是所述建立的数据库38)。接着，当移动单元欲传送发射讯号(Tx)给基站时，数字信号处理器30根据不同的功率电平至数据库38撷取对应的预补偿值，并对压控晶体振荡器341进行补偿，使得发射讯号(Tx)的频率对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率。
本发明虽以较佳实例披露如上，然其并非用以限定本发明。因此，在不脱离本发明的精神与范围的前提下所作的修改，均应包含在下述权利要求的范围内。
权利要求
1.一种移动单元中压控晶体振荡器输入电压的补偿方法，用于移动单元与基站间发射讯号(Tx)频率与接收讯号(Rx)所预定频率的对准之用，该方法包含下列步骤当该移动单元与该基站在不同功率电平进行讯号传输时，在自动频率控制讯号处所量测的电压差，定义为一预补偿值，使得不同功率电平皆有对应的预补偿值；以及当该移动单元欲传送发射讯号(Tx)给该基站时，该移动单元的数字信号处理器将以该预补偿值，对该压控晶体振荡器进行补偿，使得该发射讯号(Tx)的频率对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率。
2.如权利要求1所述的补偿方法，其中所述的根据不同功率电平决定对应的一预补偿值的步骤，还包含根据不同功率电平至一数据库撷取对应的预补偿值。
3.如权利要求2所述的补偿方法，其中所述数据库储存不同功率电平所对应的压控晶体振荡器的预补偿值。
4.如权利要求3所述的补偿方法，以所述移动单元最大发射功率电平的预补偿值为最大范围的预补偿值。
5.如权利要求1所述的补偿方法，其中所述的预补偿值为一数字数据。
6.如权利要求1所述的补偿方法，其中所述的移动单元为移动电话。
7.如权利要求6所述的补偿方法，其中所述的功率电平系包含GSM系统的电平5至电平19(L5～L19)。
8.如权利要求6所述的补偿方法，其中所述的功率电平包含DCS系统的电平0至电平15(L0～L15)。
9.一种建立数据库的方法，该数据库系用以储存移动单元中对压控晶体振荡器进行补偿的预补偿值，该方法包含下列步骤当该移动单元于不同的功率电平进行讯号传输时，由自动频率控制讯号处所量测的电压差，所述电压差定义为一预补偿范围；决定一补偿分辨率，所述补偿分辨率是根据自动频率控制电压值与一可用位数而定；根据所述补偿分辨率与所述预补偿范围决定一预补偿值；以及将不同功率电平及对应的预补偿值存入该数据库。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述的预补偿值为一数字数据。
11.一种移动单元，包含一数据库，用以储存在不同功率电平下对应的预补偿值，该预补偿值是由该移动单元与基站在不同的功率电平进行讯号传输时，由自动频率控制讯号处所量测的电压差产生的；一压控晶体振荡器，用以产生发射讯号(Tx)所需的基频频率的一第一参考频率；一数字信号处理器，是根据不同功率电平撷取所对应的预补偿值，并传送至该压控晶体振荡器以进行补偿，使该压控晶体振荡器产生一第二参考频率；以及一频率合成电路，将该第二参考频率经频率合成后，产生一发射讯号(Tx)频率，使该发射讯号(Tx)频率对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率。
12.如权利要求11所述的移动单元，其中所述的预补偿值为一数字数据。
13.如权利要求12所述的移动单元，还包含一数字/模拟转换器，用以将该预补偿值转成模拟电压信号，并对该压控晶体振荡器进行补偿。
14.如权利要求11所述的移动单元，其中所述的移动单元为移动电话。
15.如权利要求14所述的移动单元，其中所述的功率电平包含GSM系统的电平5至电平19(L5～L19)。
16.如权利要求14所述的移动单元，其中所述的功率电平包含DCS系统的电平0至电平15(L0～L15)。
全文摘要
披露了一种移动单元中压控晶体振荡器输入电压的补偿方法。其补偿方法包含下列步骤首先，当移动单元与基站在不同功率电平进行讯号传输时，在自动频率控制讯号处所量测的电压差，定义为一预补偿值，使得不同功率电平皆有对应的预补偿值。接着，当移动单元欲传送发射讯号(Tx)给基站时，移动单元的数字信号处理器(DSP)将以预补偿值，对压控晶体振荡器进行补偿，使得移动单元发射讯号(Tx)的频率对准基站接收讯号(Rx)所预定的频率。
文档编号H04B1/40GK1571563SQ0317847
公开日2005年1月26日 申请日期2003年7月18日 优先权日2003年7月18日
发明者陈亮方 申请人:明基电通股份有限公司