專利名稱：移動電話中的時基生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動電話中的時基生成方法。確切地講，本發(fā)明為移動電話不間斷地產(chǎn)生時基提出了一種解決方案，而這一方案與現(xiàn)有技術(shù)的類似方法相比，更能夠降低能耗。
背景技術(shù)：
總而言之，本發(fā)明涉及移動電話范疇。在這一范疇內(nèi)，能夠向電話微處理器提供十分精確的時基，使電話能夠在其所屬的無線電話網(wǎng)絡(luò)上完全同步是首要的。時基通常是由振蕩器提供的，例如石英振蕩器。以GSM的情況為例，其初始只有一個振蕩器為電話的工作節(jié)奏提供13MHz(兆赫)的時鐘信號。振蕩器在這種情況下始終保持高的譜純度，因此其耗費的能量是不容忽視的。
電話制造商在振蕩器過度能耗的困擾下，紛紛轉(zhuǎn)向另外一種電話設(shè)置，即使用至少兩個振蕩器。這種設(shè)置范例在圖1作了簡要說明。
簡而言之，在該圖上，移動電話100包括無線電模塊101和基帶信息處理模塊102。無線電模塊101主要用于移動電話的各種發(fā)射和接收的操作。它與天線106相連。鑒于此，模塊101接收到的時鐘信號應(yīng)是相當(dāng)精確的，該時鐘信號通過由稱為高頻振蕩器的第一石英振蕩器103產(chǎn)生在任何溫度和時段均穩(wěn)定并具有高譜純度、如13MHz的信號來提供。該第一振蕩器可以是VCXO(電壓控制晶體振蕩器)類型的或是VTXCO(電壓溫度控制晶體振蕩器)類型的。在其它實施例中，第一振蕩器可以提供26MHz的信號。
基帶模塊102則用來解釋網(wǎng)絡(luò)接收的全部信息和解碼接收的某些信號。它接收由第二石英振蕩器104發(fā)出的時鐘信號。第二振蕩器104產(chǎn)生的信號頻率低于第一振蕩器的頻率，典型的為32KHz(千赫)。這一振蕩器的譜純度和頻率以及穩(wěn)定性均低于或次于第一振蕩器，這使得第二振蕩器的能耗比較低，所以特別用其作為移動電話的日歷時鐘的時基。
移動電話基本分為三種工作方式第一，即關(guān)機模式。在這一模式中，電話處于關(guān)閉狀態(tài)，不可以接收呼叫；第二，即待機模式。在這一模式中，電話的使用者未使用電話進行通話，但電話的使用者可以通過電話聯(lián)系到；第三，即通話模式。在這一模式中，電話的使用者可以通過電話進行通信。典型的是當(dāng)移動電話處于待機模式時，電話仍在激活狀態(tài)，這一狀態(tài)被稱作待機激活，其目的尤其是通過對其所調(diào)諧的信道在其周邊蜂窩單元的信號進行各種測量和檢測，監(jiān)視其尋呼信道(canalde paging)，以保證在任何時候都能夠接通呼叫。
在移動電話待機模式的激活期，需要使用的是第一振蕩器103。由于這一待機模式的激活期不是連續(xù)性的，尋呼和監(jiān)測工作是周期性的，只在特定的時刻發(fā)生，因此為了限制電能的消耗，特別建議在待機模式激活期只使用第一振蕩器，因為在這一期間振蕩器的高頻是不可缺少的。同樣在待機模式的其余時間可以只使用第二振蕩器104。為此，第一振蕩器的激勵/去激勵信號Senable就通過處理模塊102向第一振蕩器傳遞。這一信號掌控著第一振蕩器的啟動和關(guān)閉。第一振蕩器103另外還接收Safc頻率的所謂自動控制信號，信號的作用將在以后加以介紹。
在待機模式非激活期，用第二振蕩器來維持時基，以便使移動電話與其所屬的無線電網(wǎng)絡(luò)保持同步。在待機模式激活期外，重要的是要知道第二振蕩器104與第一振蕩器103的頻率配合狀態(tài)。有鑒于此，考慮可以安裝第二振蕩器與第一振蕩器之間的誤差測量系統(tǒng)105。測量系統(tǒng)105在移動電話處于通話模式期間，通常也在待機模式激活期間接收第一信號SH1，這一信號對應(yīng)于第一振蕩器103發(fā)出的信號，同時接收第二信號SH2，這一信號對應(yīng)于第二振蕩器104發(fā)出的信號，以便用第一信號對第二信號進行標定。這樣，就消除了第二振蕩器104的偏差，在待機模式非激活期有了產(chǎn)生時基的時鐘信號，人們可以完全掌握其特性，使其與網(wǎng)絡(luò)保持同步狀態(tài)。
測量系統(tǒng)105和其提供的信息還在待機模式的激活期準備階段使用。實際上，為了使第一振蕩器能夠在待機模式激活期處于最佳工作狀態(tài)，一定要考慮設(shè)置所謂的第一振蕩器的喚醒期，在這一期間，第一振蕩器要保持穩(wěn)定，特別是在由第二振蕩器的頻率控制校正第一振蕩器某些內(nèi)置計數(shù)器的時刻。
另外，人們可以下列辦法考察現(xiàn)有技術(shù)的移動電話的能耗。在圖二中，以時序圖的方式給出了移動電話在不同時段消耗的電流第一能耗模式200對應(yīng)于移動電話關(guān)機模式。在這一模式中只有第二振蕩器處于工作狀態(tài)，目的是維持電話的日歷時鐘的運轉(zhuǎn)，其電流典型的為20μA(微安)。另外還要加上電話其余部分的電耗100μA。在關(guān)機的模式中，總電耗為120μA。
第二能耗模式201對應(yīng)于移動電話待機模式，可分為以下三個不同階段第一階段202對應(yīng)于待機模式非激活期。在這一期間只有第二振蕩器處于工作狀態(tài)，只需向第二振蕩器及電話不同的處理器和存儲器提供電能，典型的平均值為200μA。這一電耗可以說是移動電話的最基本的電流消耗；第二階段203，在這一階段中第一振蕩器被重新啟動，以使其在進行尋呼和監(jiān)視工作前有時間自我穩(wěn)定。在第二階段，典型的包括第一時段205，差不多持續(xù)20mS(毫秒)，耗電為10mA；和第二時段206，差不多持續(xù)16mS，耗電為7mA，再加以基本電耗。第二階段203的平均持續(xù)時間是一秒鐘，其對應(yīng)于GSM情況下的尋呼間的平均操作時間，這一階段的電耗為312μA(＝7*16+10*20)。
第三階段204對應(yīng)于待機模式激活期。在這一期間，第一振蕩器穩(wěn)定地工作，耗電在207達到峰值。在第三階段的平均值典型為2000μA左右。
在所示范例中，移動電話在待機狀態(tài)下的平均電耗為2512μA左右。因而就能耗而言，第二階段203的耗電是不容忽視的。
現(xiàn)有技術(shù)的移動電話的工作因而是不完全令人滿意的一方面，第二石英振蕩器和第一振蕩器與第二振蕩器之間的誤差測量系統(tǒng)的使用增加了移動電話的生產(chǎn)成本；另一方面，移動電話在待機期間的能耗狀況有待于改善，尤其是在建議取消待機模式激活準備階段的運行的情況下，更應(yīng)得到改善。
另外在技術(shù)層面上，在發(fā)表于WO98/2189號刊物上的專利申請?zhí)岢隽艘环N能夠針對多模式電話所需的不同標準來發(fā)射不同頻率的振蕩器。但是，該資料并未涉及移動電話為降低能耗而要在待機模式狀態(tài)下產(chǎn)生可利用的時基的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就剛剛涉及的問題提出了解決方案。其目的是提供一種用于移動電話的時基生成的方法。在這一方式中僅使用一個頻率為13MHz的高頻振蕩器，去除了32KHz的低頻振蕩器。低頻振蕩器的去除避免了低頻振蕩器相對于高頻振蕩器的協(xié)調(diào)系統(tǒng)的使用，也就在移動電話的生產(chǎn)中實現(xiàn)了可觀的節(jié)省。我們回歸到最初的設(shè)計，只利用一個高頻振蕩器產(chǎn)生電話的時基。但在本發(fā)明中，為了降低非通話模式狀態(tài)的移動電話的能耗，確定了不同的工作模式，每個工作模式又和時基生成系統(tǒng)特定的功率供給模式相聯(lián)系。移動電話按照其激活條件由一個功率供給模式變化到另外一個功率供給模式。
本發(fā)明主要涉及的是移動電話中的時基生成的方法，該移動電話包括產(chǎn)生處于第一頻率的基礎(chǔ)信號的高頻振蕩器。該方法的特征在于移動電話根據(jù)其不同激活條件轉(zhuǎn)換不同的工作模式移動電話的第一工作模式對應(yīng)于移動電話的待機模式激活期，以第一饋送水平來饋送高頻振蕩器和與高頻振蕩器相關(guān)聯(lián)的功率放大器，這一放大器用于放大基礎(chǔ)信號，以便獲取經(jīng)放大的基礎(chǔ)信號；移動電話第二工作模式對應(yīng)于移動電話的待機模式非激活期，用來以第一饋送水平饋送高頻振蕩器，而不饋送功率放大器；所述方法的特征還在于第一和第二工作模式還含有一個附加操作，即根據(jù)高頻振蕩器產(chǎn)生的未經(jīng)放大的基礎(chǔ)信號產(chǎn)生處于第二頻率的第二信號。
本發(fā)明的方法另外一個基本的特征是，上述階段在電話關(guān)機期還使用第三工作模式，以低于第一饋送水平的第二饋送水平饋送高頻振蕩器，而不饋送功率放大器。同時這一工作模式還有一個附加操作，即根據(jù)高頻振蕩器產(chǎn)生的基礎(chǔ)信號產(chǎn)生處于上述第二頻率的第二信號。在本發(fā)明中，移動電話處于待機和關(guān)機模式時，只使用這些工作模式，不需要考慮使用上述介紹的三種模式以外的其它工作模式。任何附加工作模式，特別是待機模式激活期的預(yù)備階段都是沒有必要的。
本發(fā)明的方法包括一個或多個附加特征，具體如下第二饋送水平相當(dāng)于第一饋送水平的一半，差不多百分之四十；第二信號由分頻器在輸入處接收未經(jīng)放大的基礎(chǔ)信號而產(chǎn)生；分頻器造成基礎(chǔ)信號和第二信號之間的譜純度的降低；基礎(chǔ)信號頻率為13MHz，或其倍數(shù)；第二信號頻率為32,768KHz；13MHz對32,768KHz的分頻器與13MHz振蕩器集成在同一電路中。
對本發(fā)明和其不同的實施方法的理解在閱讀以下說明及對附圖研究后會更加明確。


附圖只作為一般意義的說明，對本發(fā)明不作任何限制圖1對現(xiàn)有技術(shù)的移動電話設(shè)計作一簡要介紹，前面已作過說明；
圖2為一個時序圖，示出現(xiàn)有技術(shù)的移動電話的不同階段的電耗，同樣已作過說明；圖3是根據(jù)本發(fā)明的方法實施的時基生成系統(tǒng)的不同的工作模式的簡要說明；圖4是根據(jù)本發(fā)明方法實施的移動電話的不同階段的電耗的時序圖。
具體實施例方式
圖3示出了時基生成系統(tǒng)的第一工作模式301，第二工作模式302和第三工作模式303，它們均根據(jù)本發(fā)明的方法按照移動電話激活狀況進行交替工作。
時基生成系統(tǒng)主要包括石英振蕩器304，能夠產(chǎn)生十分穩(wěn)定的高頻和高譜純度的基礎(chǔ)信號，比如頻率為13MHz的基礎(chǔ)信號；功率放大器305，通過該放大器傳輸基礎(chǔ)信號Sb，同時提供同樣十分穩(wěn)定的和高譜純度的放大的基礎(chǔ)信號Sba；分頻器306，在其輸入處接收從分流器307以相同電平分出的未經(jīng)放大的基礎(chǔ)信號Sb；分頻器306能夠獲取第二信號S2，其頻率低于基礎(chǔ)信號，比如32KHz(實踐中為32,768KHz)。為了降低移動電話的生產(chǎn)成本，分壓器可以是相對最基本的。第二信號S2的譜純度則可以低于基礎(chǔ)信號的譜純度。在13MHz/32,768KHz之比為非整數(shù)的情況下，分頻器306最好是分數(shù)型的?？梢杂靡幌盗袝r間上的多路信道的分頻的方式來實現(xiàn)例如第一頻率13MHz在第一時段期間除以396，然后在第二時段除以397。
生成32KHz頻率的能耗部分是微不足道的，因為整體都被置在一個集成電路中，其工作阻抗很大(幾十千歐和十分之一皮法)。僅低頻32KHz的輸出提供到電路的外部，使得阻抗相對小(在千歐和皮法的量級)，不會造成大的能耗。
第一工作模式301對應(yīng)于移動電話的下列激活狀況待機模式激活階段。在該工作模式期間，對應(yīng)于上述尋呼和監(jiān)視操作，移動電話需要一個穩(wěn)定的和高譜純度的時基。對此，可以以第一饋送水平向振蕩器304提供電能，第一饋送水平對應(yīng)于I1的電流，如100μA，完全足夠維持基礎(chǔ)信號Sb的穩(wěn)定性和高的譜純度。在這一工作模式中，又向功率放大器提供電能，這一放大器接收的電流強度通常為2mA(毫安)。這樣的基礎(chǔ)信號可以很好地克服相對小的阻抗。
第二工作模式302對應(yīng)于移動電話的下列激活狀況待機模式非激活階段。在該工作模式期間，對應(yīng)于介于前面提到的尋呼和監(jiān)視操作之間的時段，只需用第二信號S2生成時基。在本發(fā)明中建議切斷對功率放大器305的供電，但保持用第一饋送水平饋送振蕩器304。因此，在保持系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性的同時，又限制了時基生成系統(tǒng)的電耗。實際上，維持對振蕩器304的第一饋送水平保證了頻率良好的穩(wěn)定性，在振蕩器每次重新啟動時設(shè)置穩(wěn)定階段也就沒有必要了；同時，使得校正操作也同樣沒有必要了。而在目前的電話技術(shù)中，在各個激活階段之前相對于基礎(chǔ)信號對第二信號的這一校正操作由不可缺少的。
第三工作模式303對應(yīng)于移動電話的下列激活狀況關(guān)機模式。在該工作模式中，沒有必要始終保持時基生成系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。在該模式中可以改變振蕩器的工作模式，以便達到降低能耗的目的。為此，可以以對應(yīng)于比I1電流低的I3電流強度的第二饋送水平來饋送振蕩器。這樣也就改變了振蕩器的極化點。于是在該模式下基礎(chǔ)信號Sb的穩(wěn)定性和譜純度低于第一工作模式的基礎(chǔ)信號。第二饋送水平例如為50μA。在這一工作模式中，同樣不需饋送功率放大器305。
這樣，人們可以下列辦法考察利用本發(fā)明方法的移動電話的能耗。在圖4中，以時序圖的方式給出了移動電話在不同時段消耗的電流強度的變化
第一耗電模式400對應(yīng)于移動電話的關(guān)機模式，即對應(yīng)于第三工作模式303。在該模式中，向振蕩器304提供的電源電流強度典型的為50μA，其總耗電典型為70μA，另外還要必須加上電話其余部分的耗電100μA。在關(guān)機模式中平均總耗電為170μA。
第二耗電模式401對應(yīng)于移動電話的待機模式，可以分為以下兩個不同階段第一階段402，對應(yīng)于第二工作模式302；在該階段期間，饋送振蕩器304和電話各個處理器和存儲器的最基本電耗典型地平均為300μA。
第二階段403，對應(yīng)于第一工作模式301，在該階段期間，振蕩器304以穩(wěn)定的狀態(tài)工作，其間向功率放大器305饋送。耗電在404達到峰值。如同以前，第三階段的平均耗電典型為2000μA左右。
在根據(jù)本發(fā)明的方法實施的范例中，移動電話處于待機的平均持續(xù)時間為一秒鐘，對應(yīng)于GSM的尋呼工作的平均持續(xù)時間，平均電耗為2300(＝300+2000)μA左右。由于本發(fā)明的方法，特別是去除了高頻振蕩器在待機激活期前的穩(wěn)定階段，移動電話降低了自身的平均電耗。
關(guān)機的耗能稍微高于現(xiàn)有技術(shù)的情形(不是120μA，實際為170μA)，但由于在電話關(guān)機狀態(tài)下電池維持三個月左右的續(xù)航時間，因此這一略高現(xiàn)象可視為是無關(guān)輕重的。
權(quán)利要求
1.一種用于在移動電話中生成時基的方法，所述移動電話具有產(chǎn)生處于第一頻率的基礎(chǔ)信號(Sb)的高頻振蕩器(304)，其特征在于包括根據(jù)移動電話激活狀況進行不同階段的轉(zhuǎn)換，即不同工作模式的轉(zhuǎn)換移動電話的第一工作模式(301)，對應(yīng)于移動電話的待機模式激活期，其間以第一饋送水平(I1)饋送高頻振蕩器(304)和與高頻振蕩器(304)關(guān)聯(lián)的功率放大器(305)，所述功率放大器用于放大基礎(chǔ)信號(Sb)，以便獲取經(jīng)放大的基礎(chǔ)信號(Sba)，移動電話的第二工作模式(302)，對應(yīng)于移動電話的待機模式非激活期，其間以第一饋送水平(I1)饋送高頻振蕩器(304)，而不饋送功率放大器(305)；其特征還在于第一和第二工作模式包括一個附加操作，即根據(jù)高頻振蕩器(304)產(chǎn)生的基礎(chǔ)信號(Sb)來產(chǎn)生處于第二頻率的第二信號(S2)。
2.根據(jù)上述權(quán)利要求的方法，其特征在于上述各階段中還有在移動電話關(guān)機期間使用移動電話的第三工作模式(303)，其間以低于所述第一饋送水平(I1)的第二饋送水平(I3)饋送高頻振蕩器(304)，而不饋送功率放大器(305)；其特征還在于上述的第三模式包括一個附加操作，用來根據(jù)高頻振蕩器(304)產(chǎn)生的基礎(chǔ)信號(Sb)來產(chǎn)生處于上述第二頻率的第二信號(S2)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求的方法，其特征在于所述第二饋送水平(I3)相當(dāng)于第一饋送水平(I1)的一半，差不多為百分之四十。
4.根據(jù)上述至少一項權(quán)利要求的方法，其特征在于所述第二信號(S2)是由分頻器(306)在其輸入處接收基礎(chǔ)信號(Sb)產(chǎn)生的。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求的方法，其特征在于所述分頻器(306)造成基礎(chǔ)信號(Sb)和第二信號(S2)之間的譜純度的降低。
6.根據(jù)上述至少一項權(quán)利要求的方法，其特征在于所述基礎(chǔ)信號(Sb)的頻率為13MHz或其倍數(shù)。
7.根據(jù)上述至少一項權(quán)利要求的方法，其特征在于所述第二信號(S2)的頻率為32,768KHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求5、6和7的方法，其特征在于將13MHz分頻為32,768KHz的分頻器與13MHz振蕩器集成在同一電路中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種移動電話中的時基生成方法，其僅包含使用高頻振蕩器(304)，去除了常用的低頻振蕩器。以這種方式，本發(fā)明回歸到移動電話的初始架構(gòu)，其中僅高頻振蕩器用于生成時基。根據(jù)本發(fā)明，為了限制未處于通信模式的移動電話的功耗，提供了不同的工作模式(301；302；303)，每個工作模式與用于時基生成系統(tǒng)的特定功率供給模式相關(guān)聯(lián)。以這種方式，依賴于其工作條件，移動電話從一個功率供給模式變化到另一個功率供給模式。
文檔編號H04W52/02GK1902963SQ200480038324
公開日2007年1月24日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月24日
發(fā)明者費爾南多·羅馬奧 申請人:薩基姆通信公司