专利名称：移动电话中的时基生成方法
技术领域：
本发明涉及移动电话中的时基生成方法。确切地讲，本发明为移动电话不间断地产生时基提出了一种解决方案，而这一方案与现有技术的类似方法相比，更能够降低能耗。
背景技术：
总而言之，本发明涉及移动电话范畴。在这一范畴内，能够向电话微处理器提供十分精确的时基，使电话能够在其所属的无线电话网络上完全同步是首要的。时基通常是由振荡器提供的，例如石英振荡器。以GSM的情况为例，其初始只有一个振荡器为电话的工作节奏提供13MHz(兆赫)的时钟信号。振荡器在这种情况下始终保持高的谱纯度，因此其耗费的能量是不容忽视的。
电话制造商在振荡器过度能耗的困扰下，纷纷转向另外一种电话设置，即使用至少两个振荡器。这种设置范例在图1作了简要说明。
简而言之，在该图上，移动电话100包括无线电模块101和基带信息处理模块102。无线电模块101主要用于移动电话的各种发射和接收的操作。它与天线106相连。鉴于此，模块101接收到的时钟信号应是相当精确的，该时钟信号通过由称为高频振荡器的第一石英振荡器103产生在任何温度和时段均稳定并具有高谱纯度、如13MHz的信号来提供。该第一振荡器可以是VCXO(电压控制晶体振荡器)类型的或是VTXCO(电压温度控制晶体振荡器)类型的。在其它实施例中，第一振荡器可以提供26MHz的信号。
基带模块102则用来解释网络接收的全部信息和解码接收的某些信号。它接收由第二石英振荡器104发出的时钟信号。第二振荡器104产生的信号频率低于第一振荡器的频率，典型的为32KHz(千赫)。这一振荡器的谱纯度和频率以及稳定性均低于或次于第一振荡器，这使得第二振荡器的能耗比较低，所以特别用其作为移动电话的日历时钟的时基。
移动电话基本分为三种工作方式第一，即关机模式。在这一模式中，电话处于关闭状态，不可以接收呼叫；第二，即待机模式。在这一模式中，电话的使用者未使用电话进行通话，但电话的使用者可以通过电话联系到；第三，即通话模式。在这一模式中，电话的使用者可以通过电话进行通信。典型的是当移动电话处于待机模式时，电话仍在激活状态，这一状态被称作待机激活，其目的尤其是通过对其所调谐的信道在其周边蜂窝单元的信号进行各种测量和检测，监视其寻呼信道(canalde paging)，以保证在任何时候都能够接通呼叫。
在移动电话待机模式的激活期，需要使用的是第一振荡器103。由于这一待机模式的激活期不是连续性的，寻呼和监测工作是周期性的，只在特定的时刻发生，因此为了限制电能的消耗，特别建议在待机模式激活期只使用第一振荡器，因为在这一期间振荡器的高频是不可缺少的。同样在待机模式的其余时间可以只使用第二振荡器104。为此，第一振荡器的激励/去激励信号Senable就通过处理模块102向第一振荡器传递。这一信号掌控着第一振荡器的启动和关闭。第一振荡器103另外还接收Safc频率的所谓自动控制信号，信号的作用将在以后加以介绍。
在待机模式非激活期，用第二振荡器来维持时基，以便使移动电话与其所属的无线电网络保持同步。在待机模式激活期外，重要的是要知道第二振荡器104与第一振荡器103的频率配合状态。有鉴于此，考虑可以安装第二振荡器与第一振荡器之间的误差测量系统105。测量系统105在移动电话处于通话模式期间，通常也在待机模式激活期间接收第一信号SH1，这一信号对应于第一振荡器103发出的信号，同时接收第二信号SH2，这一信号对应于第二振荡器104发出的信号，以便用第一信号对第二信号进行标定。这样，就消除了第二振荡器104的偏差，在待机模式非激活期有了产生时基的时钟信号，人们可以完全掌握其特性，使其与网络保持同步状态。
测量系统105和其提供的信息还在待机模式的激活期准备阶段使用。实际上，为了使第一振荡器能够在待机模式激活期处于最佳工作状态，一定要考虑设置所谓的第一振荡器的唤醒期，在这一期间，第一振荡器要保持稳定，特别是在由第二振荡器的频率控制校正第一振荡器某些内置计数器的时刻。
另外，人们可以下列办法考察现有技术的移动电话的能耗。在图二中，以时序图的方式给出了移动电话在不同时段消耗的电流第一能耗模式200对应于移动电话关机模式。在这一模式中只有第二振荡器处于工作状态，目的是维持电话的日历时钟的运转，其电流典型的为20μA(微安)。另外还要加上电话其余部分的电耗100μA。在关机的模式中，总电耗为120μA。
第二能耗模式201对应于移动电话待机模式，可分为以下三个不同阶段第一阶段202对应于待机模式非激活期。在这一期间只有第二振荡器处于工作状态，只需向第二振荡器及电话不同的处理器和存储器提供电能，典型的平均值为200μA。这一电耗可以说是移动电话的最基本的电流消耗；第二阶段203，在这一阶段中第一振荡器被重新启动，以使其在进行寻呼和监视工作前有时间自我稳定。在第二阶段，典型的包括第一时段205，差不多持续20mS(毫秒)，耗电为10mA；和第二时段206，差不多持续16mS，耗电为7mA，再加以基本电耗。第二阶段203的平均持续时间是一秒钟，其对应于GSM情况下的寻呼间的平均操作时间，这一阶段的电耗为312μA(＝7*16+10*20)。
第三阶段204对应于待机模式激活期。在这一期间，第一振荡器稳定地工作，耗电在207达到峰值。在第三阶段的平均值典型为2000μA左右。
在所示范例中，移动电话在待机状态下的平均电耗为2512μA左右。因而就能耗而言，第二阶段203的耗电是不容忽视的。
现有技术的移动电话的工作因而是不完全令人满意的一方面，第二石英振荡器和第一振荡器与第二振荡器之间的误差测量系统的使用增加了移动电话的生产成本；另一方面，移动电话在待机期间的能耗状况有待于改善，尤其是在建议取消待机模式激活准备阶段的运行的情况下，更应得到改善。
另外在技术层面上，在发表于WO98/2189号刊物上的专利申请提出了一种能够针对多模式电话所需的不同标准来发射不同频率的振荡器。但是，该资料并未涉及移动电话为降低能耗而要在待机模式状态下产生可利用的时基的问题。
发明内容
本发明就刚刚涉及的问题提出了解决方案。其目的是提供一种用于移动电话的时基生成的方法。在这一方式中仅使用一个频率为13MHz的高频振荡器，去除了32KHz的低频振荡器。低频振荡器的去除避免了低频振荡器相对于高频振荡器的协调系统的使用，也就在移动电话的生产中实现了可观的节省。我们回归到最初的设计，只利用一个高频振荡器产生电话的时基。但在本发明中，为了降低非通话模式状态的移动电话的能耗，确定了不同的工作模式，每个工作模式又和时基生成系统特定的功率供给模式相联系。移动电话按照其激活条件由一个功率供给模式变化到另外一个功率供给模式。
本发明主要涉及的是移动电话中的时基生成的方法，该移动电话包括产生处于第一频率的基础信号的高频振荡器。该方法的特征在于移动电话根据其不同激活条件转换不同的工作模式移动电话的第一工作模式对应于移动电话的待机模式激活期，以第一馈送水平来馈送高频振荡器和与高频振荡器相关联的功率放大器，这一放大器用于放大基础信号，以便获取经放大的基础信号；移动电话第二工作模式对应于移动电话的待机模式非激活期，用来以第一馈送水平馈送高频振荡器，而不馈送功率放大器；所述方法的特征还在于第一和第二工作模式还含有一个附加操作，即根据高频振荡器产生的未经放大的基础信号产生处于第二频率的第二信号。
本发明的方法另外一个基本的特征是，上述阶段在电话关机期还使用第三工作模式，以低于第一馈送水平的第二馈送水平馈送高频振荡器，而不馈送功率放大器。同时这一工作模式还有一个附加操作，即根据高频振荡器产生的基础信号产生处于上述第二频率的第二信号。在本发明中，移动电话处于待机和关机模式时，只使用这些工作模式，不需要考虑使用上述介绍的三种模式以外的其它工作模式。任何附加工作模式，特别是待机模式激活期的预备阶段都是没有必要的。
本发明的方法包括一个或多个附加特征，具体如下第二馈送水平相当于第一馈送水平的一半，差不多百分之四十；第二信号由分频器在输入处接收未经放大的基础信号而产生；分频器造成基础信号和第二信号之间的谱纯度的降低；基础信号频率为13MHz，或其倍数；第二信号频率为32,768KHz；13MHz对32,768KHz的分频器与13MHz振荡器集成在同一电路中。
对本发明和其不同的实施方法的理解在阅读以下说明及对附图研究后会更加明确。
附图只作为一般意义的说明，对本发明不作任何限制图1对现有技术的移动电话设计作一简要介绍，前面已作过说明；
图2为一个时序图，示出现有技术的移动电话的不同阶段的电耗，同样已作过说明；图3是根据本发明的方法实施的时基生成系统的不同的工作模式的简要说明；图4是根据本发明方法实施的移动电话的不同阶段的电耗的时序图。
具体实施例方式
图3示出了时基生成系统的第一工作模式301，第二工作模式302和第三工作模式303，它们均根据本发明的方法按照移动电话激活状况进行交替工作。
时基生成系统主要包括石英振荡器304，能够产生十分稳定的高频和高谱纯度的基础信号，比如频率为13MHz的基础信号；功率放大器305，通过该放大器传输基础信号Sb，同时提供同样十分稳定的和高谱纯度的放大的基础信号Sba；分频器306，在其输入处接收从分流器307以相同电平分出的未经放大的基础信号Sb；分频器306能够获取第二信号S2，其频率低于基础信号，比如32KHz(实践中为32,768KHz)。为了降低移动电话的生产成本，分压器可以是相对最基本的。第二信号S2的谱纯度则可以低于基础信号的谱纯度。在13MHz/32,768KHz之比为非整数的情况下，分频器306最好是分数型的。可以用一系列时间上的多路信道的分频的方式来实现例如第一频率13MHz在第一时段期间除以396，然后在第二时段除以397。
生成32KHz频率的能耗部分是微不足道的，因为整体都被置在一个集成电路中，其工作阻抗很大(几十千欧和十分之一皮法)。仅低频32KHz的输出提供到电路的外部，使得阻抗相对小(在千欧和皮法的量级)，不会造成大的能耗。
第一工作模式301对应于移动电话的下列激活状况待机模式激活阶段。在该工作模式期间，对应于上述寻呼和监视操作，移动电话需要一个稳定的和高谱纯度的时基。对此，可以以第一馈送水平向振荡器304提供电能，第一馈送水平对应于I1的电流，如100μA，完全足够维持基础信号Sb的稳定性和高的谱纯度。在这一工作模式中，又向功率放大器提供电能，这一放大器接收的电流强度通常为2mA(毫安)。这样的基础信号可以很好地克服相对小的阻抗。
第二工作模式302对应于移动电话的下列激活状况待机模式非激活阶段。在该工作模式期间，对应于介于前面提到的寻呼和监视操作之间的时段，只需用第二信号S2生成时基。在本发明中建议切断对功率放大器305的供电，但保持用第一馈送水平馈送振荡器304。因此，在保持系统的频率稳定性的同时，又限制了时基生成系统的电耗。实际上，维持对振荡器304的第一馈送水平保证了频率良好的稳定性，在振荡器每次重新启动时设置稳定阶段也就没有必要了；同时，使得校正操作也同样没有必要了。而在目前的电话技术中，在各个激活阶段之前相对于基础信号对第二信号的这一校正操作由不可缺少的。
第三工作模式303对应于移动电话的下列激活状况关机模式。在该工作模式中，没有必要始终保持时基生成系统的频率稳定性。在该模式中可以改变振荡器的工作模式，以便达到降低能耗的目的。为此，可以以对应于比I1电流低的I3电流强度的第二馈送水平来馈送振荡器。这样也就改变了振荡器的极化点。于是在该模式下基础信号Sb的稳定性和谱纯度低于第一工作模式的基础信号。第二馈送水平例如为50μA。在这一工作模式中，同样不需馈送功率放大器305。
这样，人们可以下列办法考察利用本发明方法的移动电话的能耗。在图4中，以时序图的方式给出了移动电话在不同时段消耗的电流强度的变化
第一耗电模式400对应于移动电话的关机模式，即对应于第三工作模式303。在该模式中，向振荡器304提供的电源电流强度典型的为50μA，其总耗电典型为70μA，另外还要必须加上电话其余部分的耗电100μA。在关机模式中平均总耗电为170μA。
第二耗电模式401对应于移动电话的待机模式，可以分为以下两个不同阶段第一阶段402，对应于第二工作模式302；在该阶段期间，馈送振荡器304和电话各个处理器和存储器的最基本电耗典型地平均为300μA。
第二阶段403，对应于第一工作模式301，在该阶段期间，振荡器304以稳定的状态工作，其间向功率放大器305馈送。耗电在404达到峰值。如同以前，第三阶段的平均耗电典型为2000μA左右。
在根据本发明的方法实施的范例中，移动电话处于待机的平均持续时间为一秒钟，对应于GSM的寻呼工作的平均持续时间，平均电耗为2300(＝300+2000)μA左右。由于本发明的方法，特别是去除了高频振荡器在待机激活期前的稳定阶段，移动电话降低了自身的平均电耗。
关机的耗能稍微高于现有技术的情形(不是120μA，实际为170μA)，但由于在电话关机状态下电池维持三个月左右的续航时间，因此这一略高现象可视为是无关轻重的。
权利要求
1.一种用于在移动电话中生成时基的方法，所述移动电话具有产生处于第一频率的基础信号(Sb)的高频振荡器(304)，其特征在于包括根据移动电话激活状况进行不同阶段的转换，即不同工作模式的转换移动电话的第一工作模式(301)，对应于移动电话的待机模式激活期，其间以第一馈送水平(I1)馈送高频振荡器(304)和与高频振荡器(304)关联的功率放大器(305)，所述功率放大器用于放大基础信号(Sb)，以便获取经放大的基础信号(Sba)，移动电话的第二工作模式(302)，对应于移动电话的待机模式非激活期，其间以第一馈送水平(I1)馈送高频振荡器(304)，而不馈送功率放大器(305)；其特征还在于第一和第二工作模式包括一个附加操作，即根据高频振荡器(304)产生的基础信号(Sb)来产生处于第二频率的第二信号(S2)。
2.根据上述权利要求的方法，其特征在于上述各阶段中还有在移动电话关机期间使用移动电话的第三工作模式(303)，其间以低于所述第一馈送水平(I1)的第二馈送水平(I3)馈送高频振荡器(304)，而不馈送功率放大器(305)；其特征还在于上述的第三模式包括一个附加操作，用来根据高频振荡器(304)产生的基础信号(Sb)来产生处于上述第二频率的第二信号(S2)。
3.根据上述权利要求的方法，其特征在于所述第二馈送水平(I3)相当于第一馈送水平(I1)的一半，差不多为百分之四十。
4.根据上述至少一项权利要求的方法，其特征在于所述第二信号(S2)是由分频器(306)在其输入处接收基础信号(Sb)产生的。
5.根据上述权利要求的方法，其特征在于所述分频器(306)造成基础信号(Sb)和第二信号(S2)之间的谱纯度的降低。
6.根据上述至少一项权利要求的方法，其特征在于所述基础信号(Sb)的频率为13MHz或其倍数。
7.根据上述至少一项权利要求的方法，其特征在于所述第二信号(S2)的频率为32,768KHz。
8.根据权利要求5、6和7的方法，其特征在于将13MHz分频为32,768KHz的分频器与13MHz振荡器集成在同一电路中。
全文摘要
本发明涉及一种移动电话中的时基生成方法，其仅包含使用高频振荡器(304)，去除了常用的低频振荡器。以这种方式，本发明回归到移动电话的初始架构，其中仅高频振荡器用于生成时基。根据本发明，为了限制未处于通信模式的移动电话的功耗，提供了不同的工作模式(301；302；303)，每个工作模式与用于时基生成系统的特定功率供给模式相关联。以这种方式，依赖于其工作条件，移动电话从一个功率供给模式变化到另一个功率供给模式。
文档编号H04W52/02GK1902963SQ200480038324
公开日2007年1月24日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年12月24日
发明者费尔南多·罗马奥 申请人:萨基姆通信公司