[发明专利]NB-IoT设备的睡眠定时器的数字石英温度和漂移补偿的方法和装置

说明书

本发明公开了一种NB‑IoT设备的睡眠定时器的数字石英温度和漂移补偿的方法和装置。本发明的目的是寻找一种用于在NB‑IoT设备进行有效的石英晶体温度和漂移补偿的方式，该目的通过包括以下步骤的方法得以解决：确定所述石英晶体频率偏移相对于外部参考的温度相关性，生成石英晶体参数；存储石英晶体参数以用于进一步处理；获取温度传感器测量的温度；计算由于其温度相关性和所测温度而引起的石英晶体频率偏移的偏差，并根据石英频率偏移的偏差生成用于睡眠定时器的补偿脉冲，以调整NB‑IoT设备的睡眠定时器的计数器值。该目的也将通过执行本发明方法的装置得以解决。

技术领域

本发明涉及一种NB-IoT设备的睡眠定时器的数字石英温度和漂移补偿的方法。

本发明还涉及一种NB-IoT设备的睡眠定时器的数字石英温度和漂移补偿的装置。

背景技术

窄带物联网(NB-IoT)设备是相当新的。这些设备通常连接到IoT网络(物联网)，其使用/生产成本低廉，并且数量庞大。

许多物联网设备一旦投入运行将无法对其进行物理访问。这些设备例如是放置在街道，动物或其他不易接近位置的传感器。由于电池无法被充电或更换，保护和节省这些设备的电池电量非常重要。此外，这些设备仅在向网络发送或提供数据时被短时间唤醒，大多数情况下，这些设备处于睡眠模式。对于一些应用程序，NB-IoT设备在指定的时间点提供并发送其数据这一点很重要，因此，确保这些设备在具体的指定时间被唤醒是很重要的。因此，窄带物联网(NB-IoT)设备包括具有石英晶体的睡眠定时器，以便在长时间的深度睡眠周期后被唤醒并发送所需数据。

对于物联网应用，通常将X截晶体用于NB-IoT设备的32kHz睡眠定时器。

众所周知，通常地，X截晶体的温度相关性呈抛物线形，其中偏移显示出如下特性：

其中c_T是石英晶体的温度系数，其例如在-0.025ppm…-0.05ppm/K²的范围内，而所谓的“拐点温度”T₀在例如20…30℃的范围内。d₀项描述了伪静态频率偏移(初始偏移加上潜在的漂移影响)，约为温度偏移的±10％。温度T被认为在例如-55…+125℃的范围内(工业扩展范围)。

图1显示了温度系数c_T对石英频率偏移d_f的影响。图2显示了拐点温度T₀对石英频率偏移的影响，而拐点温度应理解为抛物线的切线平行于x轴的温度。图3显示了静态偏移d₀对石英频率偏移的影响。

直至目前，温度测量设置中石英温度的补偿和漂移补偿都是通过模拟方式进行的，其或者是通过受控加热的石英晶体来进行，或者是通过作为石英频率的“牵引电路”来进行。

对于窄带物联网(NB-IoT)设备，使用具有功耗加热功能的石英晶体来补偿由于睡眠定时器的石英晶体的温度相关性而引起的漂移是绝对不利的。

因此，本发明的目的是提供一种方法和装置，其允许利用这种NB-IoT设备中通常使用的石英振荡器的已知特性，以便补偿温度和由于温度导致的石英晶体频率漂移，并使该设备成本更低、功耗更低、且更为灵活。通常，希望找到一种在NB-IoT设备中实现有效的石英晶体温度和漂移补偿的方法。

发明内容

本发明的目的将通过一种对窄带物联网(NB-IoT)设备所使用的睡眠定时器的石英晶体相对于额定频率进行数字温度和漂移补偿的方法得以解决，该方法包括以下步骤：

-确定石英晶体频率偏移相对于外部参考的温度相关性，从而得出石英晶体参数；

-存储石英晶体参数以进行更进一步处理；

-获取由温度传感器测量的温度；