專利名稱：用于WiMAX的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)節(jié)電的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本文公開的特定實(shí)施例涉及無(wú)線通信，具體地說，涉及在移動(dòng)設(shè)備中節(jié)省電池能量。
背景技術(shù)：
基于IEEE 802. 16 (WiMAX)的OFDM和OFDMA無(wú)線通信系統(tǒng)使用基站網(wǎng)絡(luò)來(lái)與無(wú)線設(shè)備(即，移動(dòng)站)進(jìn)行通信，該無(wú)線設(shè)備基于多個(gè)子載波的頻率的正交性來(lái)注冊(cè)系統(tǒng)中的服務(wù)。這種無(wú)線系統(tǒng)能夠被實(shí)現(xiàn)以達(dá)成對(duì)于寬帶無(wú)線通信的大量技術(shù)優(yōu)勢(shì)，例如，抵抗多徑衰落和干擾。每個(gè)基站(BS)發(fā)出并且接收射頻(RF)信號(hào)，后者向且從移動(dòng)站(MS)傳送數(shù)據(jù)。通常，電池為大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備提供能量，因此功耗是MS設(shè)計(jì)工程師所關(guān)心的。在用WiMAX運(yùn)行的MS中，電池能耗變得更為重要，這是因?yàn)閃iMAX有可能在每秒數(shù)百兆比特 (Mbps)的速率范圍內(nèi)發(fā)送并且接收數(shù)據(jù)。因此，WiMAX MS可能比傳統(tǒng)的2G和3G無(wú)線設(shè)備消耗更多功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例涉及通過根據(jù)介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的電壓和/或時(shí)鐘頻率來(lái)節(jié)省電池能量。本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例提供了一種用于在具有處理器的移動(dòng)設(shè)備中省電的方法。該方法通常包括根據(jù)第一 MAC層狀態(tài)，用電壓和時(shí)鐘頻率來(lái)操作處理器；轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)；根據(jù)第二狀態(tài)來(lái)調(diào)整處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例提供了一種用于在用于無(wú)線通信的具有處理器的移動(dòng)設(shè)備中節(jié)電的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品通常包括存儲(chǔ)有指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令可由一個(gè)和多個(gè)處理器執(zhí)行。所述指令通常包括用于當(dāng)移動(dòng)設(shè)備處于第一 MAC層狀態(tài)時(shí)用時(shí)鐘頻率和電壓來(lái)操作處理器的指令，用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的指令， 用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第二狀態(tài)時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的指令。本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例提供了一種用于無(wú)線通信的裝置。該裝置通常包括處理器；用于當(dāng)移動(dòng)設(shè)備處于第一 MAC層狀態(tài)時(shí)用時(shí)鐘頻率和電壓來(lái)操作處理器的模塊，用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的模塊；用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第二狀態(tài)時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的模塊。本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例提供了一種移動(dòng)設(shè)備。所述移動(dòng)設(shè)備通常包括處理器；用于當(dāng)移動(dòng)設(shè)備處于第一 MAC層狀態(tài)時(shí)用時(shí)鐘頻率和電壓來(lái)操作所述處理器的控制邏輯；用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的狀態(tài)邏輯；其中，所述控制邏輯用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第二狀態(tài)時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。


通過參照實(shí)施例，能夠?qū)σ陨细攀龅膬?nèi)容進(jìn)行更具體的描述，從而可以更詳細(xì)地理解本發(fā)明公開內(nèi)容的上述特征，在附圖中示出了其中的一些實(shí)施例。但要注意，附圖僅示出了本發(fā)明的特定典型實(shí)施例，因此不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)其保護(hù)范圍的限制，因?yàn)樵撁枋隹梢苑掀渌葍r(jià)實(shí)施例。圖1根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例，示出了示例性無(wú)線通信系統(tǒng)。圖2根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例，示出了可以在無(wú)線設(shè)備中利用的各種組件。圖3根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例，示出了可以在利用正交頻分復(fù)用和正交頻分多址(0FDM/0FDMA)技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)中使用的示例性發(fā)射機(jī)和示例性接收機(jī)。圖4根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例，示出了用于WiMAX的示例性MAC層狀態(tài)機(jī)中的各種介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)。圖5根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例，示出了通過根據(jù)MAC層狀態(tài)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的電壓和/或時(shí)鐘頻率，以便在移動(dòng)設(shè)備中節(jié)電的示例性操作的流程圖。圖5A是根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例，與圖5中用于節(jié)電的示例性操作對(duì)應(yīng)的模塊的方框圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例，示出了每MIPS的功耗對(duì)于處理器時(shí)鐘頻率的比值的示例性圖表。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例提供了通過根據(jù)介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的電壓和/或時(shí)鐘頻率，以便在用于無(wú)線通信的移動(dòng)設(shè)備中節(jié)省電池能量的技術(shù)和裝置。通過對(duì)于具有大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的正常工作狀態(tài)使用較高的時(shí)鐘頻率和 /或較高的電壓以及對(duì)于其它MAC層狀態(tài)(例如，獲取、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入和休眠/空閑狀態(tài))使用較低的時(shí)鐘頻率和/或較低的電壓，可以節(jié)省電池能量，從而延長(zhǎng)設(shè)備可以在電池充電周期之間運(yùn)行的時(shí)間。示例性無(wú)線通信系統(tǒng)可以在寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)中利用本發(fā)明公開內(nèi)容的方法和裝置。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“寬帶無(wú)線”通常是指可以在給定區(qū)域上提供具有諸如語(yǔ)音、因特網(wǎng)和/或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)訪問之類的無(wú)線服務(wù)的任意組合的技術(shù)。WiMAX代表微波接入全球互通，其是用于在長(zhǎng)距離上提供高吞吐量寬帶連接的基于標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線技術(shù)。如今有兩種WiMAX的主要應(yīng)用固定WiMAX和移動(dòng)WiMAX。固定 WiMAX應(yīng)用是點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的，其例如允許到家庭和商用的寬帶接入。移動(dòng)WiMAX提供寬帶速度下的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的完全移動(dòng)性。 移動(dòng)WiMAX是基于OFDM (正交頻分復(fù)用)和OFDMA (正交頻分多址)技術(shù)的。OFDM 是目前廣泛適用于各種高數(shù)據(jù)速率通信系統(tǒng)中的數(shù)字多載波調(diào)制技術(shù)。使用0FDM，將傳輸比特流分割成多個(gè)低速率子流。用多個(gè)正交子載波中的一個(gè)子載波來(lái)調(diào)制每個(gè)子流，并且在多個(gè)并行的子信道中的一個(gè)子信道上發(fā)送每個(gè)子流。OFDMA是將處于不同時(shí)隙的子載波分配給用戶的多址技術(shù)。OFDMA是靈活性的多址技術(shù)，它可以容納具有大范圍不同的應(yīng)用、數(shù)據(jù)速率和服務(wù)質(zhì)量需求的大量用戶。無(wú)線互聯(lián) 網(wǎng)和通信的飛速發(fā)展已使得對(duì)無(wú)線通信服務(wù)領(lǐng)域中高數(shù)據(jù)速率的需求日益增加。0FDM/0FDMA系統(tǒng)如今被認(rèn)為是最有前景的研究領(lǐng)域之一并且是下一代無(wú)線通信的關(guān)鍵技術(shù)。這是因?yàn)槭聦?shí)上0FDM/0FDMA調(diào)制技術(shù)與傳統(tǒng)單載波調(diào)制方案相比，能夠提供多種優(yōu)勢(shì)，例如，調(diào)制效率、頻譜效率、靈活性和強(qiáng)大的多徑抵抗。IEEE 802. 16x是為固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入(BWA)系統(tǒng)定義空中接口的新興的標(biāo)準(zhǔn)組織。這些標(biāo)準(zhǔn)定義了至少4個(gè)不同的物理層(PHY)和一個(gè)介質(zhì)訪問控制(MAC)層。 這4個(gè)物理層中的OFDM和OFDMA物理層分別是固定BWA領(lǐng)域和移動(dòng)BWA領(lǐng)域中最普遍的。圖1示出了可以應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)施例的無(wú)線通信系統(tǒng)100的實(shí)例。無(wú)線通信系統(tǒng) 100可以是寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)。無(wú)線通信系統(tǒng)100可以提供用于大量小區(qū)102的通信，其中的每個(gè)小區(qū)是由基站(BS) 104來(lái)服務(wù)的?；?04可以是與用戶終端106通信的固定站。 基站104還可以被稱為接入點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)B或一些其它術(shù)語(yǔ)。圖1描述了系統(tǒng)100中散布的各個(gè)用戶終端106。用戶終端106可以是固定的 (即，靜止的)或移動(dòng)的。用戶終端106還可以被稱為遠(yuǎn)程站、接入終端、終端、用戶單元、 移動(dòng)站、站、用戶設(shè)備等等。用戶終端106可以是無(wú)線設(shè)備，例如蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理 (PDA)、手持設(shè)備、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、膝上電腦、個(gè)人計(jì)算機(jī)等等。各種算法和方法可用于無(wú)線通信系統(tǒng)100中基站104與用戶終端106之間的傳輸。例如，可以根據(jù)0FDM/0FDMA技術(shù)，在基站104和用戶終端106之間發(fā)送和接收信號(hào)。在這種情形下，無(wú)線通信系統(tǒng)100可以被稱為0FDM/0FDMA系統(tǒng)。有助于從基站104到用戶終端106進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房梢苑Q為下行鏈路108，并且有助于用戶終端106到基站104進(jìn)行傳輸?shù)耐ㄐ沛溌房梢苑Q為上行鏈路110?；蛘撸滦墟溌?08可以稱為前向鏈路或前向信道，并且上行鏈路110可以稱為反向鏈路或反向信道。可以將小區(qū)102分割成多個(gè)扇區(qū)112。扇區(qū)112是小區(qū)102之中的物理覆蓋區(qū)域。 無(wú)線通信系統(tǒng)100中的基站104可以使用天線，以用于在小區(qū)102的特定扇區(qū)112內(nèi)集中功率流。圖2示出了可以在無(wú)線通信系統(tǒng)100中采用的無(wú)線設(shè)備202中使用的各個(gè)組件。 無(wú)線設(shè)備202是可用于實(shí)現(xiàn)本文所述的各種方法的設(shè)備的實(shí)例。無(wú)線設(shè)備202可以是基站 104或用戶終端106。無(wú)線設(shè)備202可以包括處理器204，其控制無(wú)線設(shè)備202的操作。處理器204還可以稱為中央處理單元(CPU)。該處理器可以包括具有可調(diào)整的頻率的時(shí)鐘205，并且對(duì)于特定實(shí)施例，該處理器可以具有可調(diào)整的供應(yīng)電壓和可調(diào)整的內(nèi)部電壓。 存儲(chǔ)器206可以包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)，其向處理器204 提供數(shù)據(jù)和指令。存儲(chǔ)器206中的一部分還可以包括非易失性隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(NVRAM)。 處理器204通?；诖鎯?chǔ)在存儲(chǔ)器206中的程序指令執(zhí)行邏輯和算術(shù)運(yùn)算。存儲(chǔ)器206中的指令可執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)本文所述的方法。 無(wú)線設(shè)備202還可以包括外殼208，外殼208可以包括發(fā)射機(jī)210和接收機(jī)212， 以使得無(wú)線設(shè)備202與遠(yuǎn)程場(chǎng)所之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。發(fā)射機(jī)210和接收機(jī)212可以組合成收發(fā)機(jī)214。天線216可以依附到外殼208上并且電耦合到收發(fā)機(jī)214。無(wú)線設(shè)備202還可以包括多個(gè)發(fā)射機(jī)、多個(gè)接收機(jī)、多個(gè)收發(fā)機(jī)和/或多個(gè)天線(未顯示)。
無(wú)線設(shè)備202還可以包括信號(hào)檢測(cè)器218，其可用于檢測(cè)并且量化收發(fā)機(jī)214所接收的信號(hào)的電平。信號(hào)檢測(cè)器218可以將這種信號(hào)檢測(cè)成總能量、每個(gè)偽隨機(jī)(PN)碼片的導(dǎo)頻能量、功率譜密度和其它信號(hào)。無(wú)線設(shè)備202還可以包括在進(jìn)行信號(hào)處理時(shí)使用的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 220。無(wú)線設(shè)備202的各種組件還可以通過總線系統(tǒng)222耦合在一起，總線系統(tǒng)222可以包括功率總線、控制信號(hào)總線和狀態(tài)信號(hào)總線以及數(shù)據(jù)總線。圖3示出了在利用了 0FDM/0FDMA的無(wú)線通信系統(tǒng)100中可以使用的發(fā)射機(jī)302 的實(shí)例。發(fā)射機(jī)302中的部分可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)線設(shè)備202的發(fā)射機(jī)210中。發(fā)射機(jī)302可以實(shí)現(xiàn)在基站104中以便在下行鏈路108上向用戶終端106傳輸數(shù)據(jù)306。發(fā)射機(jī)302還可以實(shí)現(xiàn)在用戶終端106中以便在上行鏈路110上向基站104傳輸數(shù)據(jù)306。示出了將要發(fā)送的數(shù)據(jù)306作為輸入提供給串并(S/P)轉(zhuǎn)換器308。S/P轉(zhuǎn)換器 308可以將傳輸信號(hào)分成N個(gè)并行數(shù)據(jù)流310。然后可以將N個(gè)并行數(shù)據(jù)流310作為輸入提供給映射器312。映射器312可以將N 個(gè)并行數(shù)據(jù)流310映射到N個(gè)星座點(diǎn)上。可以使用一些調(diào)制星座來(lái)進(jìn)行所述映射，例如，二進(jìn)制移相鍵控(BPSK)、正交移相鍵控(QPSK)、8進(jìn)制移相鍵控(8PSK)、正交幅度調(diào)制(QAM) 等等。因此，映射器312可以輸出N個(gè)并行符號(hào)流316，每個(gè)符號(hào)流316對(duì)應(yīng)于快速傅里葉逆變換(IFFT)320的N個(gè)正交子載波中的一個(gè)子載波。這N個(gè)并行符號(hào)流316被表示在頻域中并且可以通過IFFT組件320轉(zhuǎn)換成N個(gè)并行時(shí)域抽樣流318?，F(xiàn)在將提供對(duì)術(shù)語(yǔ)的簡(jiǎn)要注解。頻域中的N個(gè)并行調(diào)制相當(dāng)于頻域中的N個(gè)調(diào)制符號(hào)，相當(dāng)于頻域中的N個(gè)映射和N點(diǎn)IFFT，相當(dāng)于時(shí)域中的一個(gè)(有用)0FDM符號(hào)，相當(dāng)于時(shí)域中的N個(gè)抽樣。時(shí)域中的一個(gè)OFDM符號(hào)Ns，相當(dāng)于N。p (每個(gè)OFDM符號(hào)的保護(hù)抽樣的數(shù)量)+N(每個(gè)OFDM符號(hào)的有用抽樣的數(shù)量)。可以通過并串(P/S)轉(zhuǎn)換器3M將N個(gè)并行時(shí)域抽樣流318轉(zhuǎn)換成0FDM/0FDMA 符號(hào)流322。保護(hù)插入組件3 可以在0FDM/0FDMA符號(hào)流322中連續(xù)的0FDM/0FDMA符號(hào)之間插入保護(hù)間隔。然后可以通過射頻(RF)前端328，將保護(hù)插入組件326的輸出上變頻到期望的發(fā)射頻段。天線330然后可以發(fā)射結(jié)果所得的信號(hào)。圖3還示出了在利用了 0FDM/0FDMA的無(wú)線設(shè)備202中可以使用的接收機(jī)304的實(shí)例。接收機(jī)304中的部分可以實(shí)現(xiàn)在無(wú)線設(shè)備202中的接收機(jī)212中。接收機(jī)304可以實(shí)現(xiàn)在用戶終端106中，以便在下行鏈路108上從基站104接收數(shù)據(jù)306。接收機(jī)304還可以實(shí)現(xiàn)在基站104中，以便在上行鏈路110上從用戶終端106接收數(shù)據(jù)306。示出了將所發(fā)送的數(shù)據(jù)在無(wú)線信道334上進(jìn)行傳輸。當(dāng)天線330’接收到信號(hào)332’ 時(shí)，可以通過RF前端328’將接收信號(hào)332’下變頻成基帶信號(hào)。保護(hù)去除組件326’然后可以去除由保護(hù)插入組件3 插入到0FDM/0FDMA符號(hào)之間的保護(hù)間隔?？梢詫⒈Ｗo(hù)去除組件326’的輸出提供給S/P轉(zhuǎn)換器324’。S/P轉(zhuǎn)換器324’可以將0FDM/0FDMA符號(hào)流322’分割成N個(gè)并行時(shí)域符號(hào)流318’，其中的每一個(gè)符號(hào)流對(duì)應(yīng)于 N個(gè)正交子載波中的一個(gè)子載波?？焖俑道锶~變換(FFT)組件320’可以將N個(gè)并行時(shí)域符號(hào)流318’轉(zhuǎn)換到頻域，并且輸出N個(gè)并行頻域符號(hào)流316’。解映射器312’可以執(zhí)行由映射器312所執(zhí)行的符號(hào)映射操作的逆操作，從而輸出N個(gè)并行數(shù)據(jù)流310’。P/S轉(zhuǎn)換器308’可以將N個(gè)并行數(shù)據(jù)流310’組合成單個(gè)數(shù)據(jù)流306’。在理想情況下，該數(shù)據(jù)流306’對(duì)應(yīng)于提供給發(fā)射機(jī)302作為輸入的數(shù)據(jù)306。示例件MAC層狀杰機(jī)

圖4根據(jù)本發(fā)明公開內(nèi)容的一些實(shí)施例，示出了用于WiMAX的示例性介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)機(jī)中的各種MAC層狀態(tài)。如圖4中所示，MAC層狀態(tài)可以被分成4個(gè)類別 獲取402、網(wǎng)路進(jìn)入404、正常操作406和休眠/空閑408。最初，移動(dòng)站(MS)可以進(jìn)入處于不活動(dòng)狀態(tài)410的WiMAX網(wǎng)路。在MS對(duì)它的接收機(jī)電路加電之后，MS可以進(jìn)入獲取狀態(tài)412。在獲取狀態(tài)412下，MS可以偵聽來(lái)自基站 104的廣播信號(hào)，并且嘗試獲取具有最清楚信號(hào)(例如，具有最小的信道干擾噪聲比或CINR 的信號(hào))的基站。在MS獲取基站后，MS可以進(jìn)入同步狀態(tài)414，其中，同步狀態(tài)414是網(wǎng)路進(jìn)入類別 404的一部分。在同步狀態(tài)414期間，MS可以搜索特定的下行鏈路參數(shù)，例如DL-MAP MAC 管理消息。MS在接收到至少一個(gè)DL-MAP消息后就完成MAC同步，并且能夠?qū)ζ渲兴?DL突發(fā)配置信息進(jìn)行解碼。在同步之后，MS可以進(jìn)行注冊(cè)，并且可以與基站104協(xié)商基本功能。在MS滿足了進(jìn)入WiMAX網(wǎng)路的條件之后，MS可以在正常操作406的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416下開始從BS接收數(shù)據(jù)以及向BS傳輸數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416下，MS可以以每秒數(shù)百兆比特(Mbps)來(lái)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。如果在特定的時(shí)間量?jī)?nèi)不存在可用于MS的數(shù)據(jù)，或者如果MS向它的服務(wù)基站傳輸注銷請(qǐng)求(DREG-REQ)消息，那么MS可以轉(zhuǎn)變到節(jié)電狀態(tài)418，在節(jié)電狀態(tài)418下MS進(jìn)入休眠模式或空閑模式。一旦進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)418，MS可以臨時(shí)改變到休眠/空閑監(jiān)視狀態(tài) 422，以便偵聽DL信號(hào)，例如下行鏈路信道描述符(D⑶)。如果MS期望業(yè)務(wù)指示(TRF-IND)/ 尋呼廣告(PAG-ADV)消息，那么MS可以轉(zhuǎn)變到休眠/空閑接入狀態(tài)424，以便從BS接收業(yè)務(wù)指示/尋呼，例如，通知MS從休眠/空閑模式中喚醒，并且回到數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416下的正常操作。如果MS在休眠/空閑監(jiān)視狀態(tài)422期間不接收任何DL信號(hào)，那么MS可以回到節(jié)電狀態(tài)418。最終，MS可以進(jìn)入重新獲取狀態(tài)420，以便從服務(wù)基站或從相鄰基站重新獲取 WiMAX網(wǎng)路。在重新獲取狀態(tài)420之后，MS可以進(jìn)入休眠/空閑監(jiān)視狀態(tài)422，以便從它的當(dāng)前服務(wù)基站偵聽DL信號(hào)。示例性的狀態(tài)驅(qū)動(dòng)的節(jié)電技術(shù)因?yàn)橹挥姓２僮黝悇e406的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416要求以高時(shí)鐘頻率和相對(duì)高的電壓來(lái)操作處理器，所以MS不需要對(duì)其它MAC層狀態(tài)(例如，節(jié)電狀態(tài)418)以這種高時(shí)鐘頻率和高電壓來(lái)操作處理器。因此，當(dāng)在除了數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416之外的其它狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，處理器可以采用較低的時(shí)鐘頻率和/或較低的電壓。通過當(dāng)MS從一個(gè)MAC層狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)MAC層狀態(tài)時(shí)動(dòng)態(tài)且智能地調(diào)整處理器的時(shí)鐘頻率和/或工作電壓，移動(dòng)設(shè)備可以節(jié)省電池能量。圖5示出了通過根據(jù)MAC層狀態(tài)來(lái)調(diào)整移動(dòng)設(shè)備的處理器的時(shí)鐘頻率和/或電壓，以便在移動(dòng)設(shè)備中節(jié)電的示例性操作500。操作500在510處開始，此處根據(jù)當(dāng)前MAC層狀態(tài)以特定時(shí)鐘頻率和特定電壓來(lái)操作移動(dòng)設(shè)備處理器，例如無(wú)線設(shè)備202的處理器204。在520處，MS可以轉(zhuǎn)變到不同的MAC層狀態(tài)。例如，MS可以根據(jù)上面關(guān)于圖4而描述的MAC層狀態(tài)機(jī)400，從一個(gè)MAC狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)MAC狀態(tài)。在第一實(shí)例中，MAC可以從正常操作類別406的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416轉(zhuǎn)變到休眠/空閑模式類別408中的節(jié)電狀態(tài) 418。在第二實(shí)例中，MS可以從網(wǎng)路進(jìn)入類別404中的同步狀態(tài)414轉(zhuǎn)變到數(shù)據(jù)交換狀態(tài) 416。在530，MS可以根據(jù)新的MAC層狀態(tài)來(lái)調(diào)整處理器的時(shí)鐘頻率、工作電壓或這兩者，以便節(jié)省電池能量而同時(shí)仍然提供對(duì)應(yīng)于新狀態(tài)的最大數(shù)據(jù)速率。在前一段的第一實(shí)例中，支持動(dòng)態(tài)放縮的處理器可以在從數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416轉(zhuǎn)變到節(jié)電狀態(tài)418期間或之后降低時(shí)鐘頻率和/或降低處理器電壓。在第二實(shí)例中，MS可以響應(yīng)于從同步狀態(tài)414轉(zhuǎn)變到數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416，增加低時(shí)鐘頻率和/或增加處理器電壓。如上所述，只有數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416需要使用處理器所支持的最高的時(shí)鐘頻率。對(duì)于一些實(shí)施例，處理器可以根據(jù)查找表來(lái)確定使用哪個(gè)時(shí)鐘頻率和工作電壓， 其中，查找表為給定的MAC層狀態(tài)或類別(例如，類別402、404、406和408)指示期望的時(shí)鐘頻率和/或工作電壓。查找表可以存儲(chǔ)在處理器204內(nèi)部中或者存儲(chǔ)在該處理器外部的存儲(chǔ)器206中。對(duì)于其它實(shí)施例，處理器可以根據(jù)該MS是否工作在正常操作類別406中的 MAC層狀態(tài)中，來(lái)確定時(shí)鐘頻率或工作電壓，而不是放縮針對(duì)各種MAC層狀態(tài)和類別的時(shí)鐘頻率和/或電壓。此外，通過使用MAC管理器狀態(tài)轉(zhuǎn)換來(lái)作為觸發(fā)以動(dòng)態(tài)地重新配置調(diào)制解調(diào)處理器的狀態(tài)轉(zhuǎn)變可幾乎不增大軟件中的開銷。圖6是示出了每MIPS(每秒百萬(wàn)條指令)功耗比率相對(duì)于處理器時(shí)鐘頻率的示例性圖表600。通常，每MIPS功耗比率隨著時(shí)鐘速率的增加而增加。如上所述，在正常操作類別406的數(shù)據(jù)交換狀態(tài)416下，處理器可以僅用高速傳輸和接收操作(這包括實(shí)質(zhì)的MIPS) 來(lái)工作。在其它MAC層狀態(tài)或類別中，MS處理器不需要用這種大量的MIPS消耗和高時(shí)鐘速度來(lái)工作。只要處理器能夠提供與其它類別(獲取402、網(wǎng)路進(jìn)入404和休眠/空閑408) 中的任意一個(gè)對(duì)應(yīng)的最大MIPS，處理器就可以在處于這些其它類別的MAC層狀態(tài)中的一個(gè)時(shí)用較低的時(shí)鐘速度來(lái)工作。查看圖6中的圖表600，如果時(shí)鐘速率從600HMz下降到300MHz，那么每MIPS功耗比率可以降低至少36%。類似地，如果時(shí)鐘速率從600MHz下降到100MHz，那么每MIPS功耗比率可以下降至少52%?？梢酝ㄟ^與圖中所示的功能模塊方框相對(duì)應(yīng)的各種硬件和/或軟件組件和/或模塊來(lái)執(zhí)行上述方法的各種操作。通常，當(dāng)圖中所示的方法具有對(duì)應(yīng)的功能模塊圖示時(shí)，這些操作方框?qū)?yīng)于具有類似編號(hào)的功能模塊方框。例如，圖5中示出的方框510-530與圖5A 中示出的功能模塊方框510A-530A相對(duì)應(yīng)。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“確定”包括廣泛的動(dòng)作。例如，“確定”可以包括估算、計(jì)算、處理、推導(dǎo)、調(diào)查、查找(例如，在表、數(shù)據(jù)庫(kù)或其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中查找)、斷定等等。另外 “確定”可以包括接收(例如，接收信息)、接入(例如，接入存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù))等等。“確定” 還可以包括解析、選擇、選出、建立等等?？梢允褂枚喾N不同的技術(shù)和技藝中的任意一個(gè)來(lái)表示信息和信號(hào)。例如，在整個(gè)說明書中提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)等可以用電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或粒子、光場(chǎng)或粒子或者其任意組合來(lái)表示。本文所述的技術(shù)可用于各種通信系統(tǒng)，包括基于正交復(fù)用方案的通信系統(tǒng)。這種通信系統(tǒng)的實(shí)例可以包括正交頻分多址(OFDMA)系統(tǒng)、單載波頻分多址(SC-FDMA)系統(tǒng)等等。OFDMA系統(tǒng)利用正交頻分復(fù)用(OFDM)，其是將總系統(tǒng)帶寬分割成多個(gè)正交的子載波的技術(shù)。這些子載波還可以被稱為音調(diào)，頻段等等。利用0FDM，可以用數(shù)據(jù)單獨(dú)地調(diào)制每個(gè)子載波。SC-FDMA系統(tǒng)可以利用經(jīng)過交織的FDMA(IFDMA)來(lái)在分布在系統(tǒng)帶寬上的子載 波上進(jìn)行傳輸，利用局部化的FDMA(LFDMA)來(lái)在具有相鄰子載波的塊上進(jìn)行傳輸，或者利用增強(qiáng)型FDMA (EFDMA)來(lái)在具有相鄰子載波的多個(gè)塊上進(jìn)行傳輸。通常，在頻域中用OFDM發(fā)送調(diào)制符號(hào)并且在時(shí)域中用SC-FDMA發(fā)送調(diào)制符號(hào)。結(jié)合本發(fā)明所述的各種示例性的邏輯塊、模塊和電路可通過通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件 (PLD)、分立門或晶體管邏輯、分立硬件組件或用于執(zhí)行本文所述的功能的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，或者，該處理器可以是任意商業(yè)上可用的處理器、控制器、微控制器、微處理器或狀態(tài)機(jī)。處理器還實(shí)現(xiàn)成計(jì)算機(jī)設(shè)備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、一個(gè)或多個(gè)微處理器與DSP核的組合或者任意這種組合。結(jié)合本發(fā)明公開內(nèi)容而描述的方法或者算法的步驟可直接體現(xiàn)為硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或其組合。軟件模塊可以位于本領(lǐng)域已知的任意形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)介質(zhì)的一些實(shí)例包括隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(RAM)、閃存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、EPROM存儲(chǔ)器、 EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、移動(dòng)磁盤、⑶-ROM等。軟件模塊可以包括單個(gè)指令或多個(gè)指令，并且可以分布在多個(gè)不同的代碼片段上、在不同的程序之間以及在多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)上。存儲(chǔ)介質(zhì)耦合至處理器，從而使處理器能夠從該存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息，且可向該存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息?；蛘?，存儲(chǔ)介質(zhì)可以在處理器內(nèi)部。本文所述的方法包括一個(gè)或多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)所述方法的步驟或動(dòng)作。這些方法步驟和/或動(dòng)作可以彼此互換，而不脫離權(quán)利要求的保護(hù)范圍。換句話說，除非指定了步驟和/ 或動(dòng)作的特定順序，否則可以修改特定步驟和/或動(dòng)作的順序和/或用途，而不脫離權(quán)利要求的保護(hù)范圍?？梢杂糜布?、軟件、固件或它們的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)所述功能。如果實(shí)現(xiàn)為軟件，可以將所述功能存儲(chǔ)為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一個(gè)或多個(gè)指令。存儲(chǔ)介質(zhì)可以是計(jì)算機(jī)可訪問的任意介質(zhì)。舉例而言而非限制，這種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或光盤存儲(chǔ)器、磁盤存儲(chǔ)器或可用于以計(jì)算機(jī)可訪問的指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式來(lái)攜帶或存儲(chǔ)期望程序代碼的其它介質(zhì)。本文所使用的盤和碟包括壓縮光碟(CD)、激光光碟、光盤、數(shù)字通用碟(DVD)、軟盤、Blu-my 盤，其中，盤磁性地再生數(shù)據(jù)，而碟用激光來(lái)光學(xué)地再生數(shù)據(jù)。還可以在傳輸介質(zhì)上傳輸軟件或指令。例如，如果使用同軸線纜、光纖線纜、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或諸如紅外線、無(wú)線電和微波之類的無(wú)線技術(shù)來(lái)從網(wǎng)站、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程源傳輸軟件，那么同軸線纜、光纖線纜、雙絞線、DSL或諸如紅外線、無(wú)線電和微波之類的無(wú)線技術(shù)可以包括在傳輸介質(zhì)的定義中。此外，應(yīng)當(dāng)理解，如果可用的話，由用戶終端和/或基站下載和/或獲得用于執(zhí)行本文所述的方法和技術(shù)的模塊和/或其它合適的模塊。例如，這樣的設(shè)備可以耦合到服務(wù)器以助于傳遞用于執(zhí)行本文所述的方法的模塊。或者，可用經(jīng)由存儲(chǔ)模塊(例如，RAM、R0M、 諸如壓縮光碟(CD)或軟盤的物理存儲(chǔ)介質(zhì)等等)來(lái)提供本文所述的各種方法，使得用戶終端和/或基站能夠獲得與對(duì)設(shè)備耦合或提供存儲(chǔ)模塊有關(guān)的各種方法。此外，可以利用用于提供本文所述的方法和技術(shù)的其它任意合適的技術(shù)。 應(yīng)當(dāng)理 解，權(quán)利要求不限于以上所示的精確配置和組件?？梢詫?duì)上述方法和裝置的布置、操作和細(xì)節(jié)中進(jìn)行各種修改、改變和變形，而不脫離權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種在用于無(wú)線通信的具有處理器的移動(dòng)設(shè)備中節(jié)電的方法，包括當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時(shí)用時(shí)鐘頻率和電壓來(lái)操作所述處理器；轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)；當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于所述第二狀態(tài)下時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)包括降低所述時(shí)鐘頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)包括增加所述時(shí)鐘頻率。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)包括讀取查找表，其中，所述查找表具有用于所述第二狀態(tài)的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括轉(zhuǎn)變到第三狀態(tài)；當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于所述第三狀態(tài)下時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)，使得所述時(shí)鐘頻率和所述電壓中的至少一個(gè)與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時(shí)不同。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述第一狀態(tài)包括同步狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第三狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
9.一種在用于無(wú)線通信的具有處理器的移動(dòng)設(shè)備中節(jié)電的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括存儲(chǔ)有指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令由一個(gè)和多個(gè)處理器執(zhí)行，所述指令包括用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時(shí)用時(shí)鐘頻率和電壓來(lái)操作所述處理器的指令；用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的指令；用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第二狀態(tài)下時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的指令。
10.如權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述第一狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求10所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的指令包括用于降低所述時(shí)鐘頻率的指令。
12.如權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述第一狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。
13.如權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的指令包括用于增加所述時(shí)鐘頻率的指令。
14.如權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，用于調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的指令包括用于讀取查找表的指令，其中，所述查找表具有用于所述第二狀態(tài)的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。
15.如權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括用于轉(zhuǎn)變到第三狀態(tài)的指令；用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于所述第三狀態(tài)下時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)，使得所述時(shí)鐘頻率和所述電壓中的至少一個(gè)與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時(shí)不同的指令。
16.如權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中，所述第一狀態(tài)包括同步狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第三狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
17.一種用于無(wú)線通信的裝置，包括處理器；用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時(shí)用時(shí)鐘頻率和電壓來(lái)操作所述處理器的模塊；用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的模塊；用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第二狀態(tài)下時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的模塊。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述第一狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，用于調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的模塊用于降低所述時(shí)鐘頻率。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述第一狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置，其中，用于調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的模塊用于增加所述時(shí)鐘頻率。
22.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，用于調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)的模塊用于讀取查找表，其中，所述查找表具有用于所述第二狀態(tài)的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。
23.如權(quán)利要求17所述的裝置，還包括用于轉(zhuǎn)變到第三狀態(tài)的模塊；用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于所述第三狀態(tài)下時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)，使得所述時(shí)鐘頻率和所述電壓中的至少一個(gè)與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時(shí)不同的模塊。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置，其中，所述第一狀態(tài)包括同步狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第三狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
25.一種移動(dòng)設(shè)備，包括處理器；用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時(shí)用時(shí)鐘頻率和電壓來(lái)操作所述處理器的控制邏輯；用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的狀態(tài)邏輯，其中，所述控制邏輯用于在所述移動(dòng)設(shè)備處于所述第二狀態(tài)中時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。
26.如權(quán)利要求25所述的移動(dòng)設(shè)備，其中，所述第一狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
27.如權(quán)利要求沈所述的移動(dòng)設(shè)備，其中，所述控制邏輯用于降低所述時(shí)鐘頻率。
28.如權(quán)利要求25所述的移動(dòng)設(shè)備，其中，所述第一狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)。
29.如權(quán)利要求觀所述的移動(dòng)設(shè)備，其中，所述控制邏輯用于增加所述時(shí)鐘頻率。
30.如權(quán)利要求25所述的移動(dòng)設(shè)備，其中，所述控制邏輯用于讀取查找表，所述查找表具有用于所述第二狀態(tài)的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)。
31.如權(quán)利要求25所述的移動(dòng)設(shè)備，其中，所述狀態(tài)邏輯用于轉(zhuǎn)變到第三狀態(tài)，并且其中，所述用于調(diào)整的邏輯用于當(dāng)所述移動(dòng)設(shè)備處于所述第三狀態(tài)中時(shí)調(diào)整所述處理器的時(shí)鐘頻率和電壓中的至少一個(gè)，使得所述時(shí)鐘頻率和所述電壓中的至少一個(gè)與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時(shí)不同。
32.如權(quán)利要求31所述的移動(dòng)設(shè)備，其中，所述第一狀態(tài)包括同步狀態(tài)，所述第二狀態(tài)包括數(shù)據(jù)交換狀態(tài)，所述第三狀態(tài)包括節(jié)電狀態(tài)。
全文摘要
本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于通過根據(jù)介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的時(shí)鐘頻率和/或電壓，以便在用于無(wú)線通信的移動(dòng)設(shè)備中節(jié)省電池能量的方法和裝置。通過針對(duì)具有大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的正常操作狀態(tài)使用較高的時(shí)鐘頻率和/或較高的電壓以及針對(duì)其它MAC層狀態(tài)(例如，獲取、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入和休眠/空閑狀態(tài))使用較低的時(shí)鐘頻率和/或較低的電壓，可以節(jié)省電池能量，從而延長(zhǎng)所述設(shè)備可以在電池充電周期之間工作的時(shí)間。
文檔編號(hào)G06F1/32GK102160015SQ200980136462
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月17日
發(fā)明者S·D·程, 石光明, 金湯 申請(qǐng)人:高通股份有限公司