專利名稱：用于WiMAX的狀態(tài)驅(qū)動節(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)施例涉及無線通信，具體地說，涉及在移動設(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無線通信系統(tǒng)使用基站網(wǎng)絡(luò)來與無線設(shè)備(即，移動站)進(jìn)行通信，該無線設(shè)備基于多個子載波的頻率的正交性來注冊系統(tǒng)中的服務(wù)。這種無線系統(tǒng)能夠被實(shí)現(xiàn)以達(dá)成對于寬帶無線通信的大量技術(shù)優(yōu)勢，例如，抵抗多徑衰落和干擾。每個基站(BS)發(fā)出并且接收射頻(RF)信號，后者向且從移動站(MS)傳送數(shù)據(jù)。通常，電池為大多數(shù)移動設(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)來動態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的電壓和/或時鐘頻率來節(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)，用電壓和時鐘頻率來操作處理器；轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)；根據(jù)第二狀態(tài)來調(diào)整處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個。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線通信的具有處理器的移動設(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)品通常包括存儲有指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令可由一個和多個處理器執(zhí)行。所述指令通常包括用于當(dāng)移動設(shè)備處于第一 MAC層狀態(tài)時用時鐘頻率和電壓來操作處理器的指令，用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的指令， 用于當(dāng)所述移動設(shè)備處于第二狀態(tài)時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的指令。本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例提供了一種用于無線通信的裝置。該裝置通常包括處理器；用于當(dāng)移動設(shè)備處于第一 MAC層狀態(tài)時用時鐘頻率和電壓來操作處理器的模塊，用于轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)的模塊；用于當(dāng)所述移動設(shè)備處于第二狀態(tài)時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的模塊。本發(fā)明公開內(nèi)容的特定實(shí)施例提供了一種移動設(shè)備。所述移動設(shè)備通常包括處理器；用于當(dāng)移動設(shè)備處于第一 MAC層狀態(tài)時用時鐘頻率和電壓來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)所述移動設(shè)備處于第二狀態(tài)時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個。


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)為是對其保護(hù)范圍的限制，因?yàn)樵撁枋隹梢苑掀渌葍r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)來動態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的電壓和/或時鐘頻率，以便在移動設(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的功耗對于處理器時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)來動態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的電壓和/或時鐘頻率，以便在用于無線通信的移動設(shè)備中節(jié)省電池能量的技術(shù)和裝置。通過對于具有大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的正常工作狀態(tài)使用較高的時鐘頻率和 /或較高的電壓以及對于其它MAC層狀態(tài)(例如，獲取、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入和休眠/空閑狀態(tài))使用較低的時鐘頻率和/或較低的電壓，可以節(jié)省電池能量，從而延長設(shè)備可以在電池充電周期之間運(yùn)行的時間。示例性無線通信系統(tǒng)可以在寬帶無線通信系統(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“寬帶無線”通常是指可以在給定區(qū)域上提供具有諸如語音、因特網(wǎng)和/或數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)訪問之類的無線服務(wù)的任意組合的技術(shù)。WiMAX代表微波接入全球互通，其是用于在長距離上提供高吞吐量寬帶連接的基于標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線技術(shù)。如今有兩種WiMAX的主要應(yīng)用固定WiMAX和移動WiMAX。固定 WiMAX應(yīng)用是點(diǎn)對多點(diǎn)的，其例如允許到家庭和商用的寬帶接入。移動WiMAX提供寬帶速度下的蜂窩網(wǎng)絡(luò)的完全移動性。 移動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低速率子流。用多個正交子載波中的一個子載波來調(diào)制每個子流，并且在多個并行的子信道中的一個子信道上發(fā)送每個子流。OFDMA是將處于不同時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。無線互聯(lián) 網(wǎng)和通信的飛速發(fā)展已使得對無線通信服務(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，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是為固定和移動寬帶無線接入(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個不同的物理層(PHY)和一個介質(zhì)訪問控制(MAC)層。 這4個物理層中的OFDM和OFDMA物理層分別是固定BWA領(lǐng)域和移動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)施例的無線通信系統(tǒng)100的實(shí)例。無線通信系統(tǒng) 100可以是寬帶無線通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)100可以提供用于大量小區(qū)102的通信，其中的每個小區(qū)是由基站(BS) 104來服務(wù)的。基站104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。圖1描述了系統(tǒng)100中散布的各個用戶終端106。用戶終端106可以是固定的 (即，靜止的)或移動的。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、 移動站、站、用戶設(shè)備等等。用戶終端106可以是無線設(shè)備，例如蜂窩電話、個人數(shù)字助理 (PDA)、手持設(shè)備、無線調(diào)制解調(diào)器、膝上電腦、個人計(jì)算機(jī)等等。各種算法和方法可用于無線通信系統(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。在這種情形下，無線通信系統(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?，下行鏈路108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分割成多個扇區(qū)112。扇區(qū)112是小區(qū)102之中的物理覆蓋區(qū)域。 無線通信系統(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示出了可以在無線通信系統(tǒng)100中采用的無線設(shè)備202中使用的各個組件。 無線設(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。無線設(shè)備202可以是基站 104或用戶終端106。無線設(shè)備202可以包括處理器204，其控制無線設(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)整的頻率的時鐘205，并且對于特定實(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。 存儲器206可以包括只讀存儲器(ROM)和隨機(jī)訪問存儲器(RAM)，其向處理器204 提供數(shù)據(jù)和指令。存儲器206中的一部分還可以包括非易失性隨機(jī)訪問存儲器(NVRAM)。 處理器204通?；诖鎯υ诖鎯ζ?06中的程序指令執(zhí)行邏輯和算術(shù)運(yùn)算。存儲器206中的指令可執(zhí)行用于實(shí)現(xiàn)本文所述的方法。 無線設(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， 以使得無線設(shè)備202與遠(yuǎn)程場所之間進(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。無線設(shè)備202還可以包括多個發(fā)射機(jī)、多個接收機(jī)、多個收發(fā)機(jī)和/或多個天線(未顯示)。
無線設(shè)備202還可以包括信號檢測器218，其可用于檢測并且量化收發(fā)機(jī)214所接收的信號的電平。信號檢測器218可以將這種信號檢測成總能量、每個偽隨機(jī)(PN)碼片的導(dǎo)頻能量、功率譜密度和其它信號。無線設(shè)備202還可以包括在進(jìn)行信號處理時使用的數(shù)字信號處理器(DSP) 220。無線設(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、控制信號總線和狀態(tài)信號總線以及數(shù)據(jù)總線。圖3示出了在利用了 0FDM/0FDMA的無線通信系統(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可以將傳輸信號分成N個并行數(shù)據(jù)流310。然后可以將N個并行數(shù)據(jù)流310作為輸入提供給映射器312。映射器312可以將N 個并行數(shù)據(jù)流310映射到N個星座點(diǎn)上?？梢允褂靡恍┱{(diào)制星座來進(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個并行符號流316，每個符號流316對應(yīng)于快速傅里葉逆變換(IFFT)320的N個正交子載波中的一個子載波。這N個并行符號流316被表示在頻域中并且可以通過IFFT組件320轉(zhuǎn)換成N個并行時域抽樣流318?，F(xiàn)在將提供對術(shù)語的簡要注解。頻域中的N個并行調(diào)制相當(dāng)于頻域中的N個調(diào)制符號，相當(dāng)于頻域中的N個映射和N點(diǎn)IFFT，相當(dāng)于時域中的一個(有用)0FDM符號，相當(dāng)于時域中的N個抽樣。時域中的一個OFDM符號Ns，相當(dāng)于N。p (每個OFDM符號的保護(hù)抽樣的數(shù)量)+N(每個OFDM符號的有用抽樣的數(shù)量)?？梢酝ㄟ^并串(P/S)轉(zhuǎn)換器3M將N個并行時域抽樣流318轉(zhuǎn)換成0FDM/0FDMA 符號流322。保護(hù)插入組件3 可以在0FDM/0FDMA符號流322中連續(xù)的0FDM/0FDMA符號之間插入保護(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。圖3還示出了在利用了 0FDM/0FDMA的無線設(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)在無線信道334上進(jìn)行傳輸。當(dāng)天線330’接收到信號332’ 時，可以通過RF前端328’將接收信號332’下變頻成基帶信號。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符號流322’分割成N個并行時域符號流318’，其中的每一個符號流對應(yīng)于 N個正交子載波中的一個子載波?？焖俑道锶~變換(FFT)組件320’可以將N個并行時域符號流318’轉(zhuǎn)換到頻域，并且輸出N個并行頻域符號流316’。解映射器312’可以執(zhí)行由映射器312所執(zhí)行的符號映射操作的逆操作，從而輸出N個并行數(shù)據(jù)流310’。P/S轉(zhuǎn)換器308’可以將N個并行數(shù)據(jù)流310’組合成單個數(shù)據(jù)流306’。在理想情況下，該數(shù)據(jù)流306’對應(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，移動站(MS)可以進(jìn)入處于不活動狀態(tài)410的WiMAX網(wǎng)路。在MS對它的接收機(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可以偵聽來自基站 104的廣播信號，并且嘗試獲取具有最清楚信號(例如，具有最小的信道干擾噪聲比或CINR 的信號)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，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)來發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。如果在特定的時間量內(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可以臨時改變到休眠/空閑監(jiān)視狀態(tài) 422，以便偵聽DL信號，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，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。示例性的狀態(tài)驅(qū)動的節(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要求以高時鐘頻率和相對高的電壓來操作處理器，所以MS不需要對其它MAC層狀態(tài)(例如，節(jié)電狀態(tài)418)以這種高時鐘頻率和高電壓來操作處理器。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，處理器可以采用較低的時鐘頻率和/或較低的電壓。通過當(dāng)MS從一個MAC層狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個MAC層狀態(tài)時動態(tài)且智能地調(diào)整處理器的時鐘頻率和/或工作電壓，移動設(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)來調(diào)整移動設(shè)備的處理器的時鐘頻率和/或電壓，以便在移動設(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)以特定時鐘頻率和特定電壓來操作移動設(shè)備處理器，例如無線設(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MAC狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另一個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)來調(diào)整處理器的時鐘頻率、工作電壓或這兩者，以便節(jié)省電池能量而同時仍然提供對應(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鐘頻率。對于一些實(shí)施例，處理器可以根據(jù)查找表來確定使用哪個時鐘頻率和工作電壓， 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)指示期望的時鐘頻率和/或工作電壓。查找表可以存儲在處理器204內(nèi)部中或者存儲在該處理器外部的存儲器206中。對于其它實(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，來確定時鐘頻率或工作電壓，而不是放縮針對各種MAC層狀態(tài)和類別的時鐘頻率和/或電壓。此外，通過使用MAC管理器狀態(tài)轉(zhuǎn)換來作為觸發(fā)以動態(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(每秒百萬條指令)功耗比率相對于處理器時鐘頻率的示例性圖表600。通常，每MIPS功耗比率隨著時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消耗和高時鐘速度來工作。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) 中的任意一個對應(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)中的一個時用較低的時鐘速度來工作。查看圖6中的圖表600，如果時鐘速率從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應(yīng)的各種硬件和/或軟件組件和/或模塊來執(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應(yīng)的功能模塊圖示時，這些操作方框?qū)?yīng)于具有類似編號的功能模塊方框。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相對應(yīng)。如本文所使用的，術(shù)語“確定”包括廣泛的動作。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，接入存儲器中的數(shù)據(jù))等等?！按_定” 還可以包括解析、選擇、選出、建立等等。可以使用多種不同的技術(shù)和技藝中的任意一個來表示信息和信號。例如，在整個說明書中提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號等可以用電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子或者其任意組合來表示。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)制每個子載波。SC-FDMA系統(tǒng)可以利用經(jīng)過交織的FDMA(IFDMA)來在分布在系統(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)來在具有相鄰子載波的多個塊上進(jìn)行傳輸。通常，在頻域中用OFDM發(fā)送調(diào)制符號并且在時域中用SC-FDMA發(fā)送調(diào)制符號。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)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(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、多個微處理器、一個或多個微處理器與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介質(zhì)中。存儲介質(zhì)的一些實(shí)例包括隨機(jī)訪問存儲器(RAM)、閃存、只讀存儲器(ROM)、EPROM存儲器、 EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、移動磁盤、⑶-ROM等。軟件模塊可以包括單個指令或多個指令，并且可以分布在多個不同的代碼片段上、在不同的程序之間以及在多個存儲介質(zhì)上。存儲介質(zhì)耦合至處理器，從而使處理器能夠從該存儲介質(zhì)讀取信息，且可向該存儲介質(zhì)寫入信息?；蛘撸鎯橘|(zhì)可以在處理器內(nèi)部。本文所述的方法包括一個或多個用于實(shí)現(xiàn)所述方法的步驟或動作。這些方法步驟和/或動作可以彼此互換，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/ 或動作的特定順序，否則可以修改特定步驟和/或動作的順序和/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為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的一個或多個指令。存儲介質(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或光盤存儲器、磁盤存儲器或可用于以計(jì)算機(jī)可訪問的指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的形式來攜帶或存儲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、無線電和微波之類的無線技術(shù)來從網(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、無線電和微波之類的無線技術(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)由存儲模塊(例如，RAM、R0M、 諸如壓縮光碟(CD)或軟盤的物理存儲介質(zhì)等等)來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設(shè)備耦合或提供存儲模塊有關(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ι鲜龇椒ê脱b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
1.一種在用于無線通信的具有處理器的移動設(shè)備中節(jié)電的方法，包括當(dāng)所述移動設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時用時鐘頻率和電壓來操作所述處理器；轉(zhuǎn)變到第二 MAC層狀態(tài)；當(dāng)所述移動設(shè)備處于所述第二狀態(tài)下時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個。
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)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個包括降低所述時鐘頻率。
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)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個包括增加所述時鐘頻率。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個包括讀取查找表，其中，所述查找表具有用于所述第二狀態(tài)的時鐘頻率和電壓中的至少一個。
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)所述移動設(shè)備處于所述第三狀態(tài)下時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個，使得所述時鐘頻率和所述電壓中的至少一個與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時不同。
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)。
9.一種在用于無線通信的具有處理器的移動設(shè)備中節(jié)電的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其包括存儲有指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令由一個和多個處理器執(zhí)行，所述指令包括用于當(dāng)所述移動設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時用時鐘頻率和電壓來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)所述移動設(shè)備處于第二狀態(tài)下時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的指令。
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)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的指令包括用于降低所述時鐘頻率的指令。
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)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的指令包括用于增加所述時鐘頻率的指令。
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)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個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)的時鐘頻率和電壓中的至少一個。
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)所述移動設(shè)備處于所述第三狀態(tài)下時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個，使得所述時鐘頻率和所述電壓中的至少一個與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時不同的指令。
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)。
17.一種用于無線通信的裝置，包括處理器；用于當(dāng)所述移動設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時用時鐘頻率和電壓來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)所述移動設(shè)備處于第二狀態(tài)下時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的模塊。
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)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的模塊用于降低所述時鐘頻率。
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)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個的模塊用于增加所述時鐘頻率。
22.如權(quán)利要求17所述的裝置，其中，用于調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個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)的時鐘頻率和電壓中的至少一個。
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)所述移動設(shè)備處于所述第三狀態(tài)下時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個，使得所述時鐘頻率和所述電壓中的至少一個與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時不同的模塊。
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)。
25.一種移動設(shè)備，包括處理器；用于當(dāng)所述移動設(shè)備處于第一介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)下時用時鐘頻率和電壓來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設(shè)備處于所述第二狀態(tài)中時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個。
26.如權(quán)利要求25所述的移動設(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設(shè)備，其中，所述控制邏輯用于降低所述時鐘頻率。
28.如權(quán)利要求25所述的移動設(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設(shè)備，其中，所述控制邏輯用于增加所述時鐘頻率。
30.如權(quán)利要求25所述的移動設(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)的時鐘頻率和電壓中的至少一個。
31.如權(quán)利要求25所述的移動設(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)所述移動設(shè)備處于所述第三狀態(tài)中時調(diào)整所述處理器的時鐘頻率和電壓中的至少一個，使得所述時鐘頻率和所述電壓中的至少一個與處于所述第一狀態(tài)和所述第二狀態(tài)下時不同。
32.如權(quán)利要求31所述的移動設(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?zhí)峁┝艘环N用于通過根據(jù)介質(zhì)訪問控制(MAC)層狀態(tài)來動態(tài)地調(diào)整設(shè)備的處理器的時鐘頻率和/或電壓，以便在用于無線通信的移動設(shè)備中節(jié)省電池能量的方法和裝置。通過針對具有大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的正常操作狀態(tài)使用較高的時鐘頻率和/或較高的電壓以及針對其它MAC層狀態(tài)(例如，獲取、網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入和休眠/空閑狀態(tài))使用較低的時鐘頻率和/或較低的電壓，可以節(jié)省電池能量，從而延長所述設(shè)備可以在電池充電周期之間工作的時間。
文檔編號G06F1/32GK102160015SQ200980136462
公開日2011年8月17日 申請日期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 申請人:高通股份有限公司