УСТРОЙСТВО И СПОСОБ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ Российский патент 2012 года по МПК G08C17/00 H04B1/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее раскрытие направлено на устройство и способ беспроводной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для пользователей требуется устройства и способы беспроводной связи, выполненные с возможностью декодирования при наибольшей возможной скорости передачи данных. Известные в настоящее время способы либо удерживают напряжение и частоту на уровнях, требуемых для поддержки высоких скоростей передачи данных, обычно постоянно все время, или используют долговременные способы усреднения для масштабирования напряжения и частоты при низкой скорости передачи данных. Такие устройства обеспечивают минимальное улучшение, оставляя неразрешенными возможности существенного сокращения потребляемого тока.

Существует потребность в активном использовании динамического напряжения и частотного масштабирования (DVFS, ДНЧМ) в приложениях беспроводной связи для обеспечения максимального срока службы батареи.

Более конкретно, существует потребность в активном использовании динамического масштабирования напряжения и частоты (DVFS) в приложениях беспроводной связи, например, для использования в приложениях пакетной связи.

Таким образом, существует потребность в способе и устройстве, которые обеспечивают увеличение срока службы батареи при использовании беспроводных устройств, работающих от батареи.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для описания подхода, в соответствии с которым могут быть достигнуты описанные выше и другие преимущества и свойства раскрытия, будет приведено более конкретное описание раскрытия, кратко описанного выше, со ссылкой на его конкретные варианты выполнения, которые иллюстрируются на приложенных чертежах. Понимая, что эти чертежи представляют только типичные варианты выполнения для данного раскрытия, поэтому их не следует рассматривать как ограничение его объема, раскрытие будет описано и поясняется еще более подробно и с дополнительными деталями со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

на Фиг.1 показана блок-схема системы в соответствии с одним вариантом выполнения;

на Фиг.2 показана примерная блок-схема устройства беспроводной связи в соответствии с одним вариантом выполнения;

на Фиг.3 показана примерная блок-схема беспроводной связи в соответствии с одним вариантом выполнения;

на Фиг.4 показана примерная блок-схема, иллюстрирующая работу устройства беспроводной связи в соответствии с другим вариантом выполнения;

на Фиг.5 показана примерная временная диаграмма, схематично представляющая работу устройства беспроводной связи в соответствии с другим вариантом выполнения; и

на Фиг.6 показана примерная временная диаграмма, схематично представляющая работу устройства беспроводной связи в соответствии с другим вариантом выполнения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг.1 показана примерная блок-схема системы 100 в соответствии с одним вариантом выполнения. Система 100 может включать в себя сеть 110, терминал 120 и базовую станцию 130. Терминал 120 может представлять собой устройство беспроводной связи, такое как беспроводный телефон, сотовый телефон, карманный персональный компьютер, пейджер, персональный компьютер, приемник избирательного вызова или любое другое устройство, которое выполнено с возможностью отправки и приема сигналов связи по сети, включающей в себя беспроводную сеть. Сеть 110 может включать в себя любой тип сети, которая выполнена с возможностью отправки и приема сигналов, таких как беспроводные сигналы. Например, сеть 110 может включать в себя беспроводную телекоммуникационную сеть, сеть сотовой телефонной связи, сеть с множественным доступом с временным разделением каналов (TDMA, МДВР), сеть с множественным доступом с кодовым разделением каналов (CDMA, МДКР), сеть пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS, ПРОН), сеть, построенная в соответствии с технологией развития стандарта GSM (ГСМС, глобальная система мобильной связи) с повышенной скоростью передачи данных (EDGE), сеть третьего поколения (3G), сеть спутниковой связи и другие системы связи. Кроме того, сеть 110 может включать в себя более чем одну сеть и может включать в себя множество различных типов сетей. Таким образом, сеть 110 может включать в себя множество сетей передачи данных, множество телекоммуникационных сетей, комбинацию телекоммуникационных сетей и сетей передачи данных и другие аналогичные системы связи, выполненные с возможностью отправки и приема сигналов связи. Во время работы терминал 120 может связываться с сетью 110 и с другими устройствами по сети 110, отправляя и принимая беспроводные сигналы через базовую станцию 130.

На Фиг.2 показана примерная блок-схема устройства 200 беспроводной связи, такого как терминал 120, в соответствии с одним вариантом выполнения. Устройство 200 беспроводной связи может включать в себя корпус 210, контроллер 220, соединенный с корпусом 210, схему 230 ввода и вывода звука, соединенную с контроллером 220, схему 235 ввода и вывода данных, соединенную с контроллером 220, дисплей 240, соединенный с контроллером 220, приемопередатчик 250, соединенный с контроллером 220, интерфейс 260 пользователя, соединенный с контроллером 220, запоминающее устройство 270, соединенное с контроллером 220, приемопередатчик 250, соединенный с контроллером 220, и антенну 280, соединенную с приемопередатчиком 250. Устройство 200 беспроводной связи также включает в себя модуль 290 мониторинга и модуль 295 динамического масштабирования, которые подключены к контроллеру 220. Более подробно, они могут быть расположены внутри контроллера 220, могут быть представлены как автономные модули, могут быть выполнены как программные средства, могут быть выполнены как аппаратные компоненты, или могут быть выполнены в любом другом формате, полезном для модуля в устройстве 200 беспроводной связи.

Дисплей 240 может представлять собой жидкокристаллический дисплей (LCD, ЖКД), светодиодный дисплей (LED, СДД), плазменный дисплей или любое другое средство для отображения информации. Приемопередатчик 250 может включать в себя передатчик и/или приемник. Схема 230 ввода и вывода звука может включать в себя микрофон, громкоговоритель, преобразователь или любую другую схему ввода и вывода звука. Схема 235 ввода и/или вывода данных может включать в себя, например, порт USB (УПШ, универсальная последовательная шина), UART (УАПП, универсальный асинхронный приёмопередатчик), SDIO (ЗЦВВ, защищенный цифровой вход - выход), инфракрасный порт или другие последовательные и/или параллельные порты, которые позволяют обеспечивать связь с кабельными или локальными устройствами, такими как персональные компьютеры или карты памяти. Интерфейс 260 пользователя может включать в себя клавиатуру, кнопки, сенсорную панель, джойстик, дополнительный дисплей или любое другое устройство, используемое для обеспечения интерфейса между пользователем и электронным устройством. Запоминающее устройство 270 может включать в себя оперативное запоминающее устройство, постоянное запоминающее устройство, оптическое запоминающее устройство или любое другое запоминающее устройство, которое может быть подключено к устройству беспроводной связи.

Более подробно, устройство 200 беспроводной связи, показанное на Фиг.2, включает в себя: корпус 210; контроллер 220, соединенный с корпусом 210, причем контроллер 220 выполнен с возможностью управления операциями устройства беспроводной связи; запоминающее устройство 270, соединенное с контроллером 220; приемопередатчик 250, соединенный с контроллером 220, причем приемопередатчик 250, выполнен с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов; сигнал приема включает в себя, по меньшей мере, канал управления и канал пакетных данных (как лучше всего показано на Фиг.4 и 5), канал управления выполнен с возможностью предоставления средства для передачи, если последующий ассоциированный канал пакетных данных содержит данные, предназначенные для этого модуля, и если так, информации модуляции и декодирования, необходимой для обработки следующего пакета данных, принимаемого приемопередатчиком; модуль 290 мониторинга, предназначенный для мониторинга канала управления и управления модулем 295 динамического масштабирования, причем модуль 290 мониторинга считывает поле параметра из канала управления, которое используется для определения, что сообщение, содержащее данные, имеет определенные потребности для обработки, удовлетворяющие определенному пороговому значению; модуль 295 динамического масштабирования, выполненный с возможностью обеспечения сохранения энергии путем изменения напряжения и/или частоты контроллера, по существу, в режиме реального времени, в соответствии с потребностями обработки, включающими в себя: (i) режим быстродействия, включающий в себя напряжение быстродействия и/или частоту быстродействия, когда удовлетворяется определенное пороговое значение; и (ii) принятый по умолчанию режим, включающий в себя принятое по умолчанию напряжение и/или принятую по умолчанию частоту, когда определенное пороговое значение не удовлетворяется.

Пользователям все чаще требуются приемопередатчик, позволяющий декодировать наибольшую возможную скорость передачи данных, на основе его полученных с уведомлением возможностей. В известных в настоящее время способах либо удерживают напряжение и частоту на уровнях, требуемых для поддержания такой наивысшей скорости передачи данных, обычно постоянно по времени, или используют способ долговременного усреднения для масштабирования напряжения и частоты при малой скорости передачи данных, что обеспечивает некоторое минимальное улучшение, оставляя незатронутыми существенные возможности экономии потребляемого тока.

Раскрытое устройство и способ 200 и 300 обеспечивают активное использование DVFS (динамическое масштабирование напряжения и частоты), и, таким образом, способствуют обеспечению максимального срока службы батареи при работе в режимах пакетных данных. Модули мониторинга и масштабирования способствуют обеспечению доступности адекватного быстродействия для множества возможных сценариев, при сведении к минимуму периодов с избыточного быстродействия.

Устройство и способ 200 и 300 беспроводной связи, в частности, выполнены с возможностью использования в приложениях с пакетной связью, в которых информацию предоставляют заранее или во время приема пакета данных по другому логическому или физическому каналу, по которому передают информацию, которую можно использовать для предварительного определения параметров обработки, такой как требования к обработке для ассоциированного пакета данных, как подробно описано здесь.

В предшествующем уровне техники не обеспечивается возможность поддержки такого активного способа, без получения в результате нехватки быстродействия, что вынуждает, таким образом, применять алгоритм работы, в соответствии с которым, как правило, а не как исключение используются избыточное быстродействие и напрасно потребляемый ток.

В одном варианте выполнения канал управления обеспечивает средство для передачи, если следующий канал пакетных данных предназначен для этого модуля, и если так, множества параметров, требуемых для демодуляции, декодирования и комбинирования последующей разделенной информации и/или данных канала пакетных данных. В предпочтительном варианте воплощения эти параметры используют для установления количества отправляемых данных в следующем канале пакетных данных и этапов, требуемых для обработки этих данных.

Во втором варианте выполнения канал управления обеспечивает предоставление восходящей линии связи для обеспечения для мобильного устройства возможности передачи и кодирования данных. Эти параметры, в комбинации с информацией о количестве данных, ожидающих отправки, также можно использовать для установления количества данных, которое требуется отправить в следующем пакете, и прогнозирования величины дополнительной обработки, требуемой для отправки этих данных.

Более подробно, в первом варианте выполнения, подробно описанном непосредственно выше, возможно использовать множество параметров или определенное количество кодов для согласованной фильтрации, обозначения типа модуляции, обеспечения избыточной информации, числа обработок ARQ (АЗП, автоматический запрос на повторение) и индикатора передачи/повторной передачи.

В частности, используемые здесь термины имеют свое обычное значение в данной области техники. Следующие краткие определения предоставлены для ясности. Для приемопередатчика WCDMA (ШМДКР, широкополосный многостанционный доступ с кодовым разделением каналов) сеть может отправлять данные, применяя один или больше кодов для дераспределения и или используя разные типы модуляции, требующей, чтобы приемник имел конфигурацию, позволяющую правильно демодулировать и выполнять согласованную фильтрацию принимаемого сигнала так, чтобы были доступны все данные, предназначенные для этого приемника. Избыточная информация переносит то, как декодировать и комбинировать этот пакет с ранее принятым трафиком. Данные или числа обработки ARQ (автоматический запрос на повторение) переносят процесс, которому принадлежат данные этого пакета. Индикатор передачи/повторной передачи сообщает, представляют ли собой поступающие данные повторную передачу, и следует ли их комбинировать с предыдущим трафиком, или, если буфер заполнен предыдущими данными, следует ли его опорожнить перед заполнением этими данными.

В связи со вторым вариантом выполнения, подробно описанным выше, можно использовать множество параметров, включающих в себя, но без ограничений, присутствие предоставленной восходящей линии связи, разрешенную мощность передачи, текущую мощность передачи и максимальную мощность передачи. Мобильное устройство может определять количество дополнительных данных, которые могут быть отправлены, на основе наличия предоставленного канала из сети, и величины дополнительной мощности передачи, разрешенной сетью.

В предпочтительном варианте воплощения совместно используемый канал пакетных данных обрабатывают на основе принимаемого множества параметров по ассоциированному каналу управления. В одном случае канал пакетных данных может быть полностью игнорирован, если отсутствуют данные трафика в ассоциированном канале последующих данных. Эта информация может быть передана различными путями, например, включая в себя использование операции маскирования, что может привести к тому, что в канале управления не будет возможности правильно выполнить контроль при помощи циклического избыточного кода (CRC, ЦИК), если он не предназначен для этого устройства или поля бита в теле принятого сообщения канала управления. Во втором случае, когда канал управления переносит то, что следующий канал пакетных данных предназначен для этого устройства, местоположение во времени ассоциированного канала данных может быть фиксированным относительно канала управления или может быть определено в содержании канала управления. Перед началом приема по каналу данных приемник конфигурируют, используя параметры демодуляции и дераспределения для обеспечения приема программных символов, предназначенных для этого устройства. Информацию декодирования, комбинирования и обработки затем используют для правильной обработки этих программных символов для передачи необработанных данных в их конечное место назначения.

Приемопередатчик 250, в частности, выполнен с возможностью и имеет конфигурацию для отправки и приема беспроводных сигналов, осуществляя связь посредством приложений пакетных данных. Некоторые примеры могут включать в себя, и не ограничиваются этим, данные пакета WCDMA по выделенным каналам, где TFCI (индекс комбинации формата транспортирования) декодируют перед DPDCH (физический канал передачи данных нисходящей линии связи) и указывают количество данных, которое должно быть декодировано; GSM и (E)GPRS, в которых флаги пропуска информации указывают тип канала данных, который требуется декодировать перед декодированием интервала данных для выполнения правильного устранения выкалывания/декодирования. Количество интервалов обычно известно, поэтому между этими двумя частями информации можно прогнозировать количество MIPS (МКВС, миллион команд в секунду), требуемых для декодирования этого количества данных и адаптации быстродействия, доступного для удовлетворения потребности. Кроме того, USF (ФСВ, флаг состояния восходящей линии связи, отправляемый через каждые ~20 мс), также может потребовать дополнительные MIPS, поскольку он разрешает мобильному устройству начать передачу и может использоваться для управления каналами при изменении напряжения/частоты; и в 3GPP Long Term Evolution (Программа долговременного развития Проекта партнерства третьего поколения), в которой PDCCH (физический канал управления нисходящей линии связи) кодирует назначение по нисходящей линии связи, которое включает в себя количество поднесущих, количество интервалов, схемы модуляции, размер блока транспортирования и предшествует декодированию DL-SCH (НК-СКТ, совместно используемый транспортный канал нисходящей линии связи) приблизительно на 751 мкс.

В предпочтительном варианте воплощения приемопередатчик выполнен с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов, включающих в себя, по меньшей мере, одни из EDGE, CDMA DO (ТД, только данные), HSDPA (ВСПДН, высокоскоростной пакетный доступ по нисходящей линии связи), 3GPP LTE (Программа долговременного развития) и WiMAX (ОСШБД, общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа). Эти технологии радиодоступа поддерживают соединения для передачи пакетных данных, в которых канал управления ассоциирован со следующим каналом пакетных данных, что позволяет получать ясную и конкретную информацию о следующей нагрузке для обработки, что также позволяет применять раскрытый активный подход DVFS в устройстве и способе 200 и 300, соответственно.

В связи с режимом быстродействия рабочие напряжения обычно достаточны для обработки каналов управления с каналами с высокой пропускной способностью пакетных данных, и частоты, необходимые для удовлетворения требований высокого быстродействия. В одном варианте выполнения напряжение быстродействия, обеспечивающее эффективную работу, составляет приблизительно 1,6 В, и рабочая частота быстродействия составляет приблизительно 250 мГц, и принятое по умолчанию напряжение составляет приблизительно 1,2 В, и принятая по умолчанию частота составляет приблизительно 208 мГц. Предпочтительно, это обеспечивает экономию энергии, благодаря установке более низкого напряжения в качестве принятого по умолчанию напряжения, и более высокого напряжения только когда это необходимо, в результате чего увеличивается полезный срок службы батареи. Как будет понятно для специалиста в данной области техники, напряжения быстродействия, а также количество ступеней изменения напряжения и частот, а также количество ступеней изменения частоты можно изменять с помощью приложения, и указанные выше значения представляют собой только примеры.

Возвращаясь теперь к предмету "определенного порогового значения" в контексте устройства и способа 200 и 300, как будет понятно для специалистов в данной области техники, такое определенное пороговое значение может в значительной степени изменяться. В варианте выполнения устройство и способ 200 и 300 адаптированы и выполнены с возможностью обработки с помощью контроллера 220 определенных потоковых аудио- и видеопакетов, оставаясь в принятом по умолчанию режиме работы, что, таким образом, удлиняет срок службы батареи. Кроме того, принятый по умолчанию режим работы может быть определен таким образом, что типичную обработку с фиксированной частотой (прозрачные аудио/видеоданные, определенные приложения потоковой передачи) выбирают для работы, без требования режима высокого быстродействия, что, таким образом, требует меньшего тока.

В одном варианте выполнения модуль 295 динамического масштабирования может включать в себя, по меньшей мере, третий режим, включающий в себя третье напряжение и третью частоту, когда удовлетворяется заданное пороговое значение. В этом варианте выполнения раскрыты три режима питания, такие как режим малого питания, режим нормального питания и режим усиленного питания, каждый с соответствующими напряжениями и частотой. Например, когда выполняют только мониторинг канала управления, но не выполняют прием данных, используют малый режим питания; когда отправляют или принимают данные с малой скоростью передачи, можно использовать нормальный режим питания, и когда отправляют или принимают данные с высокой скоростью передачи, можно использовать режим усиленного питания. В таком приложении пороговые значения могут быть определены, например, путем установки профилей приложения, и эти пороговые значения будут изменяться на основе типа процессора и ускорения аппаратных средств, используемых в трактах передачи данных.

Также, в одном варианте выполнения, модуль 295 динамического масштабирования остается, по меньшей мере, в одном из режимов быстродействия и принятого по умолчанию режима, по меньшей мере, для двух последующих считанных значений поля параметра перед переключением.

На Фиг.3 показана примерная блок-схема способа 300 беспроводной связи в соответствии с одним вариантом выполнения. В его самой простой форме он может включать в себя: предоставляют 310 устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью отправлять и принимать беспроводные сигналы, сигнал приема включает в себя контроллер и, по меньшей мере, канал управления и канал пакетных данных, причем канал управления выполнен с возможностью предоставления информации о модуляции и декодировании, необходимой для обработки следующего пакета данных, принимаемого устройством беспроводной связи; считывают 320 поле параметра из канала управления для определения, имеет ли сообщение, содержащее данные, определенные потребности обработки, удовлетворяющие определенному пороговому значению; выполняют динамическое масштабирование 330 напряжения и частоты, по меньшей мере, контроллера, в ответ на этап считывания, путем обеспечения: (i) режима быстродействия, включающего в себя напряжение быстродействия и частоту быстродействия, когда удовлетворяется определенное пороговое значение; и (ii) принятого по умолчанию режима, включающего в себя принятое по умолчанию напряжение и принятую по умолчанию частоту, когда определенное пороговое значение не удовлетворяется. Предпочтительно, это обеспечивает активный способ для сведения к минимуму утечки тока, как подробно описано выше.

В одном варианте выполнения этап 330 динамического масштабирования включает в себя, оставляют, по меньшей мере, один из режима быстродействия и принятого по умолчанию режима, используя текущее и, возможно, множество накопленных считанных показаний поля параметра перед переключением. В предпочтительном варианте воплощения здесь может быть выполнено сравнение измерений тока с пороговым значением, и если измеренное значение превышает пороговое значение, тогда выбирают режим быстродействия для установленного периода времени.

Более конкретно, в предпочтительном варианте воплощения этап 320 считывания может включать в себя, предоставляют множество параметров, требуемых для демодуляции, декодирования и комбинирования последующих совместно используемых каналов пакетных данных для улучшения эффективности. Например, для HSDPA параметры могут включать в себя множество из кодов выделения канала, схему модуляции, размер блока транспортирования, флаг передачи/повторной передачи HARQ, версию избыточности и т.д.; и для 3GPP Long Term Evolution параметры могут включать в себя количество поднесущих, количество интервалов, размер блока транспортирования, схемы модуляции, флаг передачи/повторной передачи HARQ, версию избыточности и т.д. Для ограничения переключения режимов, как в сценарии с постоянным переключением, можно использовать гистерезис для того, чтобы сделать затруднить переход из режима с более низким быстродействием в режим с повышенным быстродействием, гистерезис может быть статическим или динамическим на основе накопленных данных.

На Фиг.4 показана примерная блок-схема 400 последовательности операций, иллюстрирующая работу способа 300 беспроводной связи в соответствии с одним вариантом выполнения. Когда инициализируют сеанс передачи данных 410 по нисходящей линии связи (DL, НК), следующие параметры DL_PERF_START И DL_PERF_START инициализируют 412 до минимального (min) и текущего значений, соответственно. Аналогично, когда инициализируют сеанс передачи данных 440 по восходящей линии связи (UL, ВК), инициализируют 442 следующие параметры UL_PERF_START И UL_PERF_START до минимального (min) и текущего значений, соответственно. Параметры next_xx_perf_req, где xx представляет собой либо UL, или DL, используют для планирования необходимого быстродействия в определенной точке в ближайшем будущем для обработки канала пакета UL и DL. Параметр next_xx_perf_start обеспечивает время, когда быстродействие, определенное в соответствии с next_xx_perf_req, должно быть доступным. В каждый момент времени, когда предпринимается попытка 415 или 445 декодирования канала управления DL или предоставленного UL, декодирование будет успешным, только если такое конкретное сообщение будет адресовано в это устройство, или адресованное устройство попадает в его группу. Если декодирование не будет успешно выполнено, не требуется какого-либо изменения быстродействия для последующего ассоциированного канала пакетных данных, поскольку он не предназначается для этого устройства, и, поэтому, задача не состоит ни в чем, кроме возобновления ожидания следующего декодирования команды управления или предоставленного канала. В случае, когда декодирование будет выполнено успешно, параметры декодированного сообщения выделяют для установления требуемого быстродействия для последующего ассоциированного канала пакетных данных DL 420 или для UL 450, ассоциированных с каналом пакетных данных. После определения параметр быстродействия, либо для DL 425, или для UL 455, назначают для переменной next_xx_perf_req, и требуемый момент времени, когда этот уровень быстродействия должен быть достигнут, назначают для следующего next_xx_perf_start. Планировщик затем планирует обзор быстродействия в (next_xx_perf_start - время перехода напряжения - время перехода частоты). При определении моментов времени перехода напряжения и частоты учитывают время, необходимое для переключения напряжения и частоты с настоящего значения до запрашиваемого значения. После окончания планирования возобновляется ожидание этой задачи до следующего действительного декодирования.

Когда возникает запланированный обзор быстродействия или когда происходит обновление 470 параметра pres_xx_perf_req, если произошло инициирование задачи, как результат запланированного обзора 472 быстродействия, next_xx_perf_req, ассоциированный с этим запланированным событием, назначают для pres_xx_perf_req 475. Параметры pres_xx_perf_req, где xx снова представляет собой либо UL, или DL, используют для поддержания текущих требований к обработке. В этот момент как UL, так и DL представляют требования, которые являются обновленными, и запрашиваемое быстродействие для настоящего момента времени представляет собой максимум из pres_UL_perf_req или pres_DL_perf_req 477, который назначают для запрашиваемой jperf. Если настоящее значение perf уже находится на этом уровне 480, не выполняют какую-либо регулировку и возвращаются к ожиданию следующего обновления pres_xx_perf_req или запланированного обзора быстродействия. В противном случае, если request_perf > present_perf 485, требуется увеличение быстродействия, и инициируют 490 повышение напряжения. После установления напряжения может быть повышена 495 частота. В противном случае, или когда в прямоугольнике 485 принятия решения будет получен ответ "нет", request_perf < present_perf, и быстродействие может быть уменьшено таким образом, что может быть уменьшена частота 492, после чего следует уменьшение напряжения 497. Хотя одновременное регулирование частоты и напряжение обеспечивает большую экономию потребления тока, также возможно регулировать частоту без напряжения, как будет понятно для специалиста в данной области техники. После выполнения изменений request_perf назначают для параметр 482 present_perf.

Когда канал пакетных данных UL или DL активно обрабатывают, начинают соответствующую задачу, номер 427 ссылочной позиции для DL и 460 для UL, соответственно, и после окончания 430 и 462, соответствующий параметр pres_DL_perf_req или pres_UL_perf_req устанавливают в минимум, что, в свою очередь, инициирует пересмотр 470 быстродействия. Эти процедуры продолжаются до тех пор, пока не закончатся оба сеанса передачи пакетных данных UL и DL.

На Фиг.5 показана пояснительная примерная временная диаграмма 500, которая схематически представляет работу устройства беспроводной связи в соответствии с одним вариантом выполнения. Временная диаграмма 510 иллюстрирует управление с разделением времени и канал пакетных данных, в котором принимают два типа каналов управления данными: канал, адресованный в данное устройство 502 и каналы, которые не адресованы в данное устройство 505, как представлено в пояснении к чертежу; и три типа пакетов принимаемых данных: пакет данных с требованиями 512 более низкого быстродействия обработки, пакет данных с требованиями 515 более высокого быстродействия обработки и пакет данных, не адресованный в данное устройство, для которого вообще не требуется обработка 517. Временная схема 520 иллюстрирует моменты времени обработки для канала с разделенным управлением, в котором обрабатывают сообщения управления, адресованные в данное устройство, 522, так и, по меньшей мере, пытаются обработать сообщения управления, не адресованные в данное устройство 525.

Временная диаграмма 530 иллюстрирует обработку следующего канала пакетных данных на основе выделенных параметров из ассоциированного сообщения канала управления. Эти параметры декодирования, в данном примере, передают требования низкой характеристике обработки для определенных пакетов 532 данных и требования более высокой характеристики обработки для других 535.

На временной диаграмме 540 представлена шкала напряжений, доступная для доставки оптимальных быстродействия/компромисса в отношении мощности для обработки пакетов 535 данных, что требует более высокого быстродействия и, в данном примере, более высокого напряжения 545, обеспечивая при этом возможность поддержания низкого уровня быстродействия для обработки пакетов 532 данных, для которых требуется более низкое быстродействие с более низким напряжением 547.

Аналогично, на временной диаграмме 550 показаны соответствующие регулировки частоты с более высокой частотой 555, обеспечиваемой соответствующим, более высоким напряжением 545, и, наоборот, с более низкой частотой 557, что, в свою очередь, обеспечивает возможность понижения напряжения 547 для соответствия требованиям более низкого быстродействия.

Суммарный результат показан на временной диаграмме 560, которая иллюстрирует среднюю мощность с течением времени, с наибольшей потребляемой мощностью во время периода высокого быстродействия, когда частоту 555 и напряжение 545 одновременно повышают, и наименьшей мощностью 567 во время периодов низкого быстродействия, когда как частота 557, так и напряжение 547 могут быть уменьшены. Хотя на этом чертеже иллюстрируется каждый раз одновременное изменение частоты и напряжения. Аналогично, изменение этих параметров не обязательно соединять, и только два уровня быстродействия показаны здесь для простоты. В фактически применяемой системе или в варианте выполнения возможно использовать больше чем два уровня быстродействия и множество комбинаций напряжений и частот, как будет понятно для специалиста в данной области техники.

На Фиг.6 показана примерная временная диаграмма 600, схематично представляющая работу устройства беспроводной связи в соответствии с другим вариантом выполнения. Временная диаграмма 610 иллюстрирует две части разделенного управления, в которых принимают четыре типа сообщений управления данными: адресованные в данное устройство 602 и не адресованные в данное устройство 605, которые содержат параметры демодуляции, необходимые для правильной демодуляции последующего ассоциированного канала пакетных данных, которые ниже называются частью 1, и те, которые адресованы в данное устройство 607 и которые не адресованы в данное устройство 609, которые содержат параметры декодирования и комбинирования, необходимые для правильной обработки принимаемых символов данных, которые ниже называются частью 2. На временной диаграмме 620 представлены три типа принимаемых пакетов данных: пакет данных с требованиями 612 более низкого быстродействия обработки, пакет данных с требованиями 615 более высокого быстродействия обработки и пакет данных, не адресованный в данное устройство, который не требуется обрабатывать вообще 617. Временная диаграмма 630 иллюстрирует моменты времени обработки для канала разделенного управления, на которой часть 1 обоих сообщений управления, адресованных в данное устройство, обрабатывают 622, и сообщения управления, не адресованные в данное устройство, по меньшей мере, пытаются обработать 627. Попытку 625 декодирования части 2 выполняют только, когда получается успешное декодирование части 1, или в критических условиях сигнала. Временная диаграмма 640 иллюстрирует обработку следующего канала пакетных данных на основе выделенных параметров из ассоциированных сообщений 622 и 625 канала управления. Такие параметры декодирования передают, в данном примере, более низкие требования к обработке для определенных пакетов 632 данных и более высокие требования к обработке для других 635.

На временной диаграмме 650 представлено масштабирование напряжения, доступное для обеспечения оптимального компромисса быстродействия/мощности для обработки пакетов 635 данных, для которых требуются более высокое быстродействие и, в данном примере, более высокое напряжение 655, обеспечивая при этом возможность поддержания низкого быстродействия для обработки пакетов 632 данных, для которого требуются более низкое быстродействие, с более низким напряжением 657. Аналогично, временная диаграмма 660 представляет соответствующую регулировку частоты с более высокой частотой 665, обеспечиваемой соответствующим более высоким напряжением 655, и, наоборот, более низкую частоту 667, которая, в свою очередь, обеспечивает возможность понижения 657 напряжения для соответствия требованиям более низкого быстродействия. Суммарный результат показан на временной диаграмме 670, которая иллюстрирует среднее значение мощности по времени с наибольшей потребляемой мощностью во время периодов высокого быстродействия, когда одновременно повышают частоту 665 и напряжение 655, и наименьшую потребляемую мощность 677 во время периодов низкого быстродействия, когда как рабочая частота 667, так и напряжение 657 могут быть уменьшены. Хотя на данном чертеже иллюстрируется каждый раз одновременное изменения частоты и напряжения, эти изменения не обязательно должны быть объединены, и только два уровня быстродействия показаны здесь для простоты. В фактической системе может использоваться больше чем два уровня быстродействия и множество комбинаций.

Способ и устройство в соответствии с настоящим раскрытием, предпочтительно, воплощены на основе программируемого процессора. Однако контроллеры, блок-схемы последовательности операций и модули также могут быть воплощены в компьютере общего назначения или в компьютере специального назначения, в программируемом микропроцессоре или микроконтроллере и в периферийных интегрированных элементах, в интегральных микросхемах, аппаратных электронных элементах или в логических схемах, таких как схема на дискретных элементах, программируемое логическое устройство или тому подобное. В общем, любое устройство, в котором может быть установлен конечный автомат, позволяющий воплощать последовательности операций, показанные на чертежах, можно использовать для воплощения функции процессора в соответствии с настоящим раскрытием.

Хотя настоящее раскрытие было описано на примере его конкретных вариантов воплощения, очевидно, что множество альтернатив, модификаций и изменений будут очевидны для специалиста в данной области техники. Например, различные компоненты вариантов выполнения могут быть взаимно заменены, добавлены или изменены в других вариантах выполнения. Кроме того, все элементы на каждом чертеже не обязательно должны соответствовать операции раскрытых вариантов выполнения. Например, для специалиста в данной области техники, к которой относятся раскрытые варианты выполнения, будет возможно воплотить и использовать описание раскрытия путем простого использования элементов указанных независимых пунктов формулы изобретения. В соответствии с этим предполагается, что предпочтительные варианты воплощения раскрытия, указанные здесь, являются иллюстративными, а не ограничительными. Различные изменения могут быть выполнены без выхода за пределы сущности и объема раскрытия.

В данном документе относительные термины, такие как "первый", "второй" и т.п., могут использоваться исключительно для отличия одного объекта или действия от другого объекта или действия, без необходимого требования или подразумевания любой такой фактической взаимозависимости или порядка между такими объектами или действиями. Термины "содержит", "содержащий" или любые другие варианты предназначены для охвата не исключающего включения, таким образом, что процесс, способ, изделие или устройство, которое содержит список элементов, не включают в себя только эти элементы, но может включать в себя другие элементы, которые не выражены явно в списке или которые непосредственно присущи такому процессу, способу, изделию или устройству. Элемент, перед которым стоит неопределенный артикль "a", "an" или тому подобное, не исключает, без каких-либо дополнительных ограничений, присутствия дополнительных идентичных элементов в процессе, способе, изделии или устройстве, которое содержит этот элемент. Кроме того, термин "другой" определен как, по меньшей мере, второй или больше. Термины "включающий в себя", "имеющий" и т.п., используемые здесь, определены как "содержащий".

Изобретение относится к устройству и способу беспроводной связи. Технический результат заключается в обеспечении увеличения срока службы батареи при использовании беспроводных устройств, работающих от батареи. Для этого устройство беспроводной связи (200) включает в себя: корпус (210); контроллер (220); запоминающее устройство (270); приемопередатчик (250), причем сигнал приема включает в себя, по меньшей мере, канал управления и канал пакетных данных; модуль (290) мониторинга, предназначенный для мониторинга канала управления и управления модулем (295) динамического масштабирования, причем модуль (290) мониторинга считывает поле параметра из канала управления, который используется для определения, что сообщение, содержащее данные, имеет определенные потребности для обработки, удовлетворяющие определенному пороговому значению; модуль (295) динамического масштабирования, выполненный с возможностью обеспечения сохранения энергии путем изменения напряжения и частоты контроллера, по существу, в режиме реального времени, в соответствии с потребностями обработки, определенными модулем мониторинга. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Устройство беспроводной связи, содержащее:
корпус; контроллер, соединенный с корпусом, причем контроллер выполнен с возможностью управления работой устройства беспроводной связи;
запоминающее устройство, соединенное с контроллером;
приемопередатчик, соединенный с контроллером, причем приемопередатчик выполнен с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов;
причем сигнал приема включает в себя, по меньшей мере, канал управления и канал пакетных данных, при этом канал управления выполнен с возможностью предоставления информации о модуляции и кодировании и/или декодировании, необходимой для обработки следующего пакета данных, принимаемого приемопередатчиком, или при подготовке к передаче приемопередатчиком;
модуль мониторинга, предназначенный для мониторинга канала управления и управления модулем динамического масштабирования, причем модуль мониторинга считывает поле параметра из канала управления, которое используется для определения, что сообщение с данными имеет заданные потребности обработки, удовлетворяющие заданному пороговому значению;
модуль динамического масштабирования, выполненный с возможностью обеспечения сохранения энергии путем изменения напряжения и частоты контроллера, по существу, в режиме реального времени в соответствии с потребностями обработки, определенными модулем мониторинга, которые включают в себя: (i) режим быстродействия, включающий в себя напряжение быстродействия и частоту быстродействия, когда удовлетворяется заданное пороговое значение; и (ii) режим по умолчанию, включающий в себя напряжение по умолчанию и частоту по умолчанию, когда заданное пороговое значение не удовлетворяется.

2. Устройство беспроводной связи по п.1, в котором канал управления обеспечивает, по меньшей мере, один из множества параметров, требуемых для демодуляции, декодирования и комбинирования информации данных следующего пакета, и множество параметров, требуемых для подготовки к передаче данных следующего пакета.

3. Устройство беспроводной связи по п.2, в котором множество параметров включает в себя, по меньшей мере, одно из: данных, относящихся к сужению по спектру, типу модуляции, избыточной информации, числу обработок ARQ и указанию передачи/повторной передачи, и данных, относящихся к мощности передачи и распределению времени.

4. Устройство беспроводной связи по п.2, в котором канал пакетных данных обрабатывается на основе принятого множества параметров по ассоциированному каналу управления.

5. Устройство беспроводной связи по п.1, в котором приемопередатчик выполнен с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов, осуществляя связь посредством пакетных данных.

6. Устройство беспроводной связи по п.1, в котором приемопередатчик выполнен с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов, включающих в себя, по меньшей мере, один из сигналов WCDMA, HSDPA, 3GPP Long Term Evolution, WiMAX, GPRS, EDGE и GSM.

7. Устройство беспроводной связи по п.1, в котором режим быстродействия включает в себя рабочие напряжения, достаточные для обработки каналов управления с каналами пакетных данных с высокой пропускной способностью, и частоты, необходимые для удовлетворения требований высокого быстродействия.

8. Устройство беспроводной связи по п.1, в котором заданное пороговое значение установлено так, что для контроллера обеспечивается возможность обработки заданных пакетных сигналов потокового аудио и видео в режиме по умолчанию.

9. Устройство беспроводной связи по п.1, в котором модуль динамического масштабирования включает в себя, по меньшей мере, третий режим, включающий в себя третье напряжение и третью частоту, когда удовлетворяется заданное пороговое значение.

10. Устройство беспроводной связи по п.1, причем модуль динамического масштабирования остается, по меньшей мере, в одном из: в режиме быстродействия или в режиме по умолчанию, по меньшей мере, для двух последовательных считываний поля параметра перед переключением.

11. Способ беспроводной связи, содержащий этапы, на которых:
предоставляют устройство беспроводной связи, выполненное с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов, причем сигнал приема включает в себя, по меньшей мере, канал управления и канал пакетных данных, при этом канал управления выполнен с возможностью предоставления информации о модуляции и декодировании, необходимой для обработки следующего пакета данных, принимаемого с помощью или подготавливаемого для передачи с помощью устройства беспроводной связи, при этом устройство беспроводной связи дополнительно включает в себя контроллер;
считывают поле параметра из канала управления для определения, имеет ли сообщение с данными заданные потребности обработки, удовлетворяющие заданному пороговому значению;
выполняют динамическое масштабирование напряжения и частоты, по меньшей мере, контроллера, в ответ на этап считывания, путем обеспечения: (i) режима быстродействия, включающего в себя напряжение быстродействия и частоту быстродействия, когда удовлетворяется заданное пороговое значение; и (ii) режима по умолчанию, включающего в себя напряжение по умолчанию и частоту по умолчанию, когда заданное пороговое значение не удовлетворяется.

12. Способ беспроводной связи по п.11, в котором этап динамического масштабирования включает в себя этап, на котором остаются, по меньшей мере, в одном из: режиме быстродействия или режиме по умолчанию, по меньшей мере, для двух последовательных считываний поля параметра перед переключением.

13. Способ беспроводной связи по п.11, в котором этап считывания включает в себя этап, на котором предоставляют, по меньшей мере, один из множества параметров для демодуляции, декодирования и комбинирования следующих каналов пакетных данных и множества параметров для подготовки данных следующего пакета к передаче.

14. Способ беспроводной связи по п.11, в котором этап считывания включает в себя этап, на котором предоставляют, по меньшей мере, один из множества параметров для сужения по спектру, модуляции, избыточности, обработки ARQ и передачи или повторной передачи и множество параметров для мощности передачи и распределения времени.

15. Способ беспроводной связи по п.11, в котором этап предоставления дополнительно включает в себя этап, на котором предоставляют приемопередатчик, выполненный с возможностью отправки и приема беспроводных сигналов, включающих в себя, по меньшей мере, один из сигналов WCDMA, HSDPA, 3GPP Long Term Evolution, WiMAX, GPRS, EDGE и GSM.

16. Способ беспроводной связи по п.11, в котором режим быстродействия включает в себя рабочие напряжения, достаточные для обработки каналов управления с каналами пакетных данных с высокой пропускной способностью, и частоты, необходимые для удовлетворения требований высокого быстродействия.

17. Способ беспроводной связи по п.11, в котором заданное пороговое значение установлено так, что для контроллера обеспечивается возможность обработки заданных пакетных сигналов потокового аудио и видео в режиме по умолчанию.

18. Способ беспроводной связи по п.11, в котором режим быстродействия задает первый режим, а режим по умолчанию задает второй режим и этап динамического масштабирования включает в себя этап, на котором предоставляют третий режим, включающий в себя третье напряжение и третью частоту, когда удовлетворяется третье заданное пороговое значение.

19. Способ беспроводной связи по п.11, в котором этап динамического масштабирования включает в себя этап, на котором остаются, по меньшей мере, в одном из: в режиме быстродействия или в режиме по умолчанию, по меньшей мере, для двух последовательных считываний поля параметра перед переключением.