專利名稱：一種cdma移動終端耗電時長的測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動終端耗電時長的測量方法，尤其涉及蜂窩移動通信領域的一種CDMA2000移動終端耗電時長的測量方法。
背景技術：
隨著CDMA移動終端用戶數的快速增長，用戶反映的CDMA手機待機時間和通話時長相對較短的問題也日益突出，為此，業(yè)界移動終端制造商進行了大量研究，希望能找到CDMA移動終端耗電過大的根本原因，以便能提出對網絡優(yōu)化和手機改進的解決方案。
為此，需要提出一種能夠準確、全面評估CDMA移動終端在網絡環(huán)境中耗電時長的描述參數以及對該描述參數的測量方法。
然而，評估CDMA移動終端在網絡環(huán)境中耗電時長的描述參數以及對該描述參數的測量技術在目前仍屬空白。

發(fā)明內容
本發(fā)明將提供一種CDMA移動終端耗電時長的測量方法，從能量守恒定律出發(fā)，采用歸一化時長、全空間平均時長T描述參數，由該T參數和CDMA系統(tǒng)參數，可全面反映CDMA手機在網絡環(huán)境中耗電時長特征。
本發(fā)明的技術方案為一種CDMA移動終端耗電時長的測量方法，其包括以下步驟a)利用能量守恒定律推導出CDMA手機電池的能量消耗與其等效RF信號能量的關系；
b)計算CDMA手機電池的能量消耗與其輻射的CDMA電磁場信號能量在3維實空間的分布關系；c)基于上述描述方程，計算歸一化時長、全空間平均時長T描述參數。
所述的測量方法，其中，所述方法在有線測量時的步驟包括c11)對待測手機與綜測儀建立射頻電纜連接；c12)待測手機在空閑模式和正常工作模式下，分別測量以大、中、小三種發(fā)射功率狀態(tài)下的耗電時長，得到具體測量值表 c13)分別確定空閑模式和正常工作模式下α1、α2、α3參數，計算方法如下αIdle,1αIdel,2αIdel,3=PI,sPI,s2PI,s3PI,mPI,m2PI,m3PI,lPI,l2PI,l3-1TIdle,STIdle,MTIdle,L]]>αNormal,1αNormal,2αNormal,3=PN,sPN,s2PN,s3PN,mPN,m2PN,m3PN,lPN,l2PN,l3-1TNormal,STNormal,MTNormal,L]]>c14)計算功率均值時長Γ＝(T，S+T，M+T，L)/3；c15)計算功率歸一化時長的描述參數T~=ΓIdc2.]]>所述的測量方法，其中，所述方法在無線測量時的步驟包括c21)綜測儀的接收天線設置于以所述待測手機為原點的球面坐標系的某點，建立無線連接測量系統(tǒng)；c22)在預定義的空間位置(θt，0，φt，0)處，分別測量待測手機在Idle模式和正常工作模式下以大、中、小三種發(fā)射功率狀態(tài)的耗電時長，得到的下表的耗電時長

c23)確定該兩種模式下的α1、α2、α3參數，計算方法如下αIdle,1αIdel,2αIdel,3=PI,sPI,s2PI,s3PI,mPI,m2PI,m3PI,lPI,l2PI,l3-1TIdle,STIdle,MTIdle,L]]>αNormal,1αNormal,2αNormal,3=PN,sPN,s2PN,s3PN,mPN,m2PN,m3PN,lPN,l2PN,l3-1TNormal,STNormal,MTNormal,L]]>c24)在空間主平面上，確定耗電時長空間曲面TAir(θt，φt)，方法如下將所述步驟c23)得到的α1、α2、α3參數代入即得TSAirTMAirTLAir=|Ftsρ(θt,i,φt,i)||Ftsρ(θt,i,φt,i)|2|Ftsρ(θt,i,φt,i)|3|Ftmρ(θt,i,φt,i)||Ftmρ(θt,i,φt,i)|2|Ftmρ(θt,i,φt,i)|3|Ftlρ(θt,i,φt,i)||Ftlρ(θt,i,φt,i)|2|Ftlρ(θt,i,φt,i)|3α1α2α3---(16)]]>c25)計算功率均值時長Γ＝(T，S+T，M+T，L)/3；c26)計算功率歸一化時長的描述參數T~=ΓIdc2.]]>本發(fā)明所提供的一種CDMA移動終端耗電時長的測量方法，通過定義能夠準確、全面評估CDMA手機在網絡環(huán)境中耗電時長的描述參數歸一化時長、全空間平均時長T，并針對上述描述參數，提出一種工程上可實施的測量方法，本發(fā)明方法針對現有技術的需要提出了一種評估CDMA手機在網絡環(huán)境中耗電時長可行的測量方法，簡化了測試數據，極大的減少了測試量。


圖1A和圖1B是本發(fā)明方法的收發(fā)無線測量系統(tǒng)坐標系的定義；圖2是本發(fā)明方法的測量模型示意圖；圖3是本發(fā)明方法中的RF電纜連接測量示意圖。
具體實施例方式
以下將對本發(fā)明的各較佳實施例進行詳細描述。
本發(fā)明的一種CDMA移動終端耗電時長的測量方法，根據能量轉換的觀點，手機的電能主要轉化為電磁能、熱能和聲能，其中熱能和聲能都是伴隨在電磁能的轉化過程中產生的，并且可將聲能體現在電磁能中，本測量方法沒有考慮熱能的轉換部分。
本發(fā)明方法的原理是從能量守恒定律出發(fā)，推導出兩個方程第一個方程反映了CDMA手機電池的能量消耗與其等效RF信號能量的關系；第二個方程反映了CDMA手機電池的能量消耗與其輻射的CDMA電磁場信號能量在3維實空間的分布關系。
基于上述描述方程，本發(fā)明方法得到了歸一化時長、全空間平均時長T描述參數。
由該T參數和CDMA系統(tǒng)參數，可全面反映CDMA手機在網絡環(huán)境中耗電時長特征。
i.首先術語定義Np＝多徑數；Scdma(t-τi)第i徑對應的CDMA基帶信號電壓，其時延為τi；Ωt，i＝(θt，i，φt，i)第i徑相對發(fā)射天線的立體出射角，即空間點在發(fā)射球坐標系的參數；Ωr，i＝(θr，i，φr，i)第i徑相對接收天線的立體入射角，即空間點在接收球坐標系的參數；Peff(θt，0，φt，0)待測手機的視在發(fā)射功率；hi(Ωt，i，Ωr，i)第i徑路徑增益； 待測手機電磁波輻射方向圖； 接收天線電磁波輻射方向圖； 表示復數的模值；[A]表示矩陣A；[A]-1表示對矩陣A求逆； 表示矢量 與矢量 的叉乘； 表示矢量 與矢量 的點積；Vr(Ωt，Ωr，t)接收機接收的CDMA信號電壓；ηdc/em直流功率向電磁波功率的轉換效率；T全空間的平均時長；Γ不同功率平均時長；T0(θt，0，φt，0)空間預定義點(θt，0，φt，0)的測量時長；TIdle，SIdle模式下小功率發(fā)射耗電時長；TIdle，MIdle模式下中功率發(fā)射耗電時長；TIdle，LIdle模式下大功率發(fā)射耗電時長；TNormal，SNormal模式下小功率發(fā)射耗電時長；TNormal，MNormal模式下中功率發(fā)射耗電時長；TNormal，LNormal模式下大功率發(fā)射耗電時長；ii.測量模型測量配置如圖1A和圖1B所示，待測手機底部幾何中心位于球面坐標系原點，接收天線位于測量空間的某A點。
該待測手機發(fā)射的CDMA基帶信號Scdma(t)，由發(fā)射天線輻射變成電磁波、經空間傳輸、接收天線接收等，變成基帶信號Vr(Ωt，Ωr，t)，并且有Vr(Ωt,Ωr,t)=Σi=1Np[Fρt(Ωt,i)·Fρr(Ωt,i)]·hi(Ωt,i,Ωr,i)·Scdma(t-τi)---(1)]]>假設待測手機電池能量為Eg(t)，工作直流電流為I(t)，待測手機電磁波輻射功率空間歸一化方向圖為 直流功率向電磁波功率的轉換總效率為ηdc/em，由能量守恒定律則有∂Eg(t)∂tηdc/em=∫∫0Eρ×Hρ·dsρ=A0∫0π∫02π|Ftρ(θt,φt)|sinθtdθtdφt---(2)]]>Eg(t)=∫0T[∫∫0Eρ×H·dρsρ]dt=A0-∫0π∫02π∫0T(θt,φt)|Fρ(θt,φt)|sinθtdθtdφtdt---(3)]]>=A0-∫0π∫02πT(θt,φt)|Fρ(θt,φt)|sinθtdθtdφt]]>(2)式中，A0為比例常數。
為全面描述待測手機在全空間的平均電磁能量，需引入全空間平均時常T的描述參數，即F(θ，φ)＝1時對應的時常，即T-·A-0∫0π∫02πsinθtdθtdφt=A-0∫0π∫02πT(θt,φt)|Ftρ(θt,φt)|sinθtdθtdφt---(4)]]>則，T-=14π∫02π∫0πT(θt,φt)|Fρt(θt,φt)|sinθt·dθtdφt---(5)]]>A.環(huán)境1-單徑環(huán)境測量模型單徑測量環(huán)境對應自由空間環(huán)境，即(1)式Np＝1情形。假設該待測手機在單位半徑球面(θt，φt)處測量的待機時長為Tim(θt，φt)、工作時長為Tom(θt，φt)，則由(4)可知，歸一化待機時長Tim，n和歸一化工作時長Tom，n由下式給出Tim,n=14π∫02π∫0πTim(θt,φt)|Ftρ(θt,φt)|sinθt·dθtdφt---(6)]]>
Tom,n=14π∫02π∫0πTom(θt,φt)|Ftρ(θt,φt)|sinθt·dθtdφt---(7)]]>上述(5)、(6)公式嚴格全面表征了待測手機在全空間測量時單位功率可提供的平均時長。然而，該公式導致測量數據量巨大，因此，需要對其進行改造。
假設P(θt，0，φt，0)為測試點，其對應輻射功率可表示為 則對接收機而言，手機的視在發(fā)射功率為Peff(θt，0，φt，0)，即圖2所示外圓環(huán)對應的球體體積Poff(θ0,φ0)=14π∫02π∫0π|F-(θ0,φ0)|sinθ·dθdφ=|F-(θ0,φ0)|---(8)]]>待測手機的實際發(fā)射功率 即圖2所示內圓環(huán)對應的球體體積Pt=14π∫02π∫0π|Ft-(θt,φt)|sinθt·dθtdφt=Const.---(9)]]>視在轉換效率η1=PeffPt,]]>可見，η1與測試點空間位置有關。
手機直流總功耗為Pdc，CDMA系統(tǒng)具有自動功率控制功能，因此Ti是隨Peff增加而增加的函數，因而可令Ti(θi,φi)=f[Peff(θt,i,φt,i)]=α1Peff(θt,i,φt,i)+α2[Peff(θt,i,φt,i)]2+α3[Peff(θt,i,φt,i)]3---(10)]]>其中，α1、α2和α3為待定系數，可由有線測量方法得到，即Connector處測量得到。
由公式(7)、(8)定義和能量守恒可得Pdc·ηdc/rf·η1=Peff(θt,i,φt,i)=|Ftρ(θt,i,φt,i)|---(11)]]>在工程應用中，功率幅度方向圖測量主要在主空間平面上進行，即令 (9)、(10)、(11)式表明，Ti(θt，i，φt，i)可通過視在發(fā)射功率Peff將有線測量時長與無線測量時長聯(lián)系起來，同時簡化測試數據。
即，當α1、α2、α3和 已知時，由無線測量得到T0(θt，0，φt，0)。如果在同樣的測試環(huán)境中已知 則可由(9)、(10)式計算得到 對應的Ti(θt，i，φt，i)，從而極大減少測試量。
B.環(huán)境2-多徑環(huán)境測量模型單徑測量環(huán)境對應實際網絡空間環(huán)境，即(1)式Np≥2的情形。其測量過程同環(huán)境1。
iii.測試過程A.RF電纜連接測量第一步按圖3所示，建立RF電纜連接測量系統(tǒng)，由待測手機通過手機的連接器connector與綜測儀通過RF視頻電纜進行電性連接。
第二步測量手機在Idle空閑模式和正常工作模式下，以大、中、小三種發(fā)射功率狀態(tài)下的耗電時長，如表1所示得到具體測量值；表1 RF電纜連接耗電時長測量值 第三步采用公式(10)確定α1、α2、α3參數，計算方法如下αIdle,1αIdel,2αIdel,3=PI,sPI,s2PI,s3PI,mPI,m2PI,m3PI,lPI,l2PI,l3-1TIdle,STIdle,MTIdle,L---(13)]]>αNormal,1αNormal,2αNormal,3=PN,sPN,s2PN,s3PN,mPN,m2PN,m3PN,lPN,l2PN,l3-1TNormal,STNormal,MTNormal,L---(14)]]>
第四步功率均值時長計算方法Γ＝(T，S+T，M+T，L)/3(15)第五步功率歸一化時長計算方法T~=ΓIdc2]]>B.無線測量條件待測手機空間電磁輻射方向圖已知。
第一步按圖1A和圖1B所示，建立無線連接測量系統(tǒng)。
第二步在預定義的空間位置(θt，0，φt，0)處，按“RF電纜連接測量”的第二步，得到待測手機在Idle模式和正常工作模式下的以大、中、小三種發(fā)射功率狀態(tài)下的耗電時長，即表2所示。
表2 無線連接，在預定義的空間位置(θt，0，φt，0)處耗電時長測量值

第三步確定兩種模式下的α1、α2、α3參數，其方法同“RF電纜連接測量”的第三步。
第四步在空間主平面上，確定耗電時長空間曲面TAir(θt，φt)，方法如下將無線測量第三步得到的α1、α2、α3參數代入公式(10)，即得TSAirTMAirTLAir=|Ftsρ(θt,i,φt,i)||Ftsρ(θt,i,φt,i)|2|Ftsρ(θt,i,φt,i)|3|Ftmρ(θt,i,φt,i)||Ftmρ(θt,i,φt,i)|2|Ftmρ(θt,i,φt,i)|3|Ftlρ(θt,i,φt,i)||Ftlρ(θt,i,φt,i)|2|Ftlρ(θt,i,φt,i)|3α1α2α3---(16)]]>后續(xù)計算功率歸一化時長描述參數的計算方法與上述有線測量的步驟相同。
以上是對本發(fā)明的較佳實施例的描述，并不能理解為對本發(fā)明方法的專利保護范圍的限制，請求保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求
1.一種CDMA移動終端耗電時長的測量方法，其包括以下步驟a)利用能量守恒定律推導出CDMA手機電池的能量消耗與其等效RF信號能量的關系；b)計算CDMA手機電池的能量消耗與其輻射的CDMA電磁場信號能量在3維實空間的分布關系；c)基于上述描述方程，計算歸一化時長、全空間平均時長T描述參數。
2.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述方法在有線測量時的步驟包括c11)對待測手機與綜測儀建立射頻電纜連接；c12)待測手機在空閑模式和正常工作模式下，分別測量以大、中、小三種發(fā)射功率狀態(tài)下的耗電時長，得到具體測量值表 c13)分別確定空閑模式和正常工作模式下α1、α2、α3參數，計算方法如下αIdle,1αIdel,2αIdel,3=PI,sPI,s2PI,s3PI,mPI,m2PI,m3PI,lPI,l2PI,l3-1TIdle,STIdle,MTIdle,L]]>αNormal,1αNormal,2αNormal,3=PN,sPN,s2PN,s3PN,mPN,m2PN,m3PN,lPN,l2PN,l3-1TNormal,STNormal,MTNormal,L]]>c14)計算功率均值時長Γ＝(T，S+T，M+T，L)/3；c15)計算功率歸一化時長的描述參數T~=ΓIdc2.]]>
3.根據權利要求1所述的測量方法，其特征在于，所述方法在無線測量時的步驟包括c21)綜測儀的接收天線設置于以所述待測手機為原點的球面坐標系的某點，建立無線連接測量系統(tǒng)；c22)在預定義的空間位置(θt，0，φt，0)處，分別測量待測手機在Idle模式和正常工作模式下以大、中、小三種發(fā)射功率狀態(tài)的耗電時長，得到的下表的耗電時長
c23)確定該兩種模式下的α1、α2、α3參數，計算方法如下αIdle,1αIdel,2αIdel,3=PI,sPI,s2PI,s3PI,mPI,m2PI,m3PI,lPI,l2PI,l3-1TIdle,STIdle,MTIdle,L]]>αNormal,1αNormal,2αNormal,3=PN,sPN,s2PN,s3PN,mPN,m2PN,m3PN,lPN,l2PN,l3-1TNormal,STNormal,MTNormal,L]]>c24)在空間主平面上，確定耗電時長空間曲面TAir(θt，φt)，方法如下將所述步驟c23)得到的α1、α2、α3參數代入即得
c25)計算功率均值時長Γ＝(T，S+T，M+T，L)/3；c26)計算功率歸一化時長的描述參數T~=ΓIdc2.]]>
全文摘要
本發(fā)明的一種CDMA移動終端耗電時長的測量方法，其包括以下步驟利用能量守恒定律推導出CDMA手機電池的能量消耗與其等效RF信號能量的關系；計算CDMA手機電池的能量消耗與其輻射的CDMA電磁場信號能量在3維實空間的分布關系；基于上述描述方程，計算歸一化時長、全空間平均時長T描述參數。本發(fā)明方法針對現有技術的需要提出了一種評估CDMA手機在網絡環(huán)境中耗電時長可行的測量方法，簡化了測試數據，極大的減少了測試量。
文檔編號H04M1/00GK1691683SQ200410027120
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月28日 優(yōu)先權日2004年4月28日
發(fā)明者彭宏利 申請人:中興通訊股份有限公司