УПРАВЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ МОЩНОСТЬЮ УСТРОЙСТВА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
CONTROL OF POWER CONSUMPTION OF MOBILE COMMUNICATION DEVICE

Уровень техники
Настоящее изобретение относится к мобильной связи и, в частности, к контролю мощности мобильного терминала.
Развивающиеся технологии связи, такие как эволюционированный универсальный наземный радиодоступ (E-UTRA) или универсальный наземный радиодоступ (UTRA), разработаны для поддержки мобильной связи на основе оборудования мобильного пользователя (UE), например мобильных терминалов или карманных устройств. В этом отношении разработка устройств UE, таких как мобильные терминалы или портативные телефонные аппараты для связи по сетям радиосвязи, предрасположены к улучшениям, отражающим некоторые тенденции технологии. Одной тенденцией технологии является снижение веса и размера UE, что приводит к потребности меньших источников энергии, например батарей. Другой тенденцией технологии является обеспечение больших и интеллектуальных функций в UE, которые часто ассоциируются с увеличенным потреблением электрической мощности. Даже если разработка источников энергии приведет к все более и более мощным батареям, потребляемая мощность UE является критическим параметром, особенно в отношении UE с высокой скоростью передачи данных, которые, в качестве примера, пригодны для (широкополосного многостанционного доступа с кодовым разделением каналов) WCDMA и сетей радиодоступа E-UTRA. На потребляемую энергию также оказывает влияние рассеяние тепловой энергии, и она может быть важным аспектом в отношении потребляемой мощности в будущих технологиях UE.
В нижеследующем, в качестве примера и без ограничения изобретения, технологический уровень техники, задачи и решения в отношении потребляемой мощности описываются с фокусированием на технологии LTE.
Начатый в последние годы, проект LTE сфокусирован на улучшении Универсального Наземного Радиодоступа (UTRA) и оптимизации архитектуры радиодоступа 3GPP. Были установлены цели обеспечения средней пропускной способности для пользователя в три-четыре раза больше уровней (высокоскоростного пакетного доступа) 6HSPA на нисходящей линии связи (HSDPA) (высокоскоростной пакетный доступ нисходящей линии связи) (100 Мбит/с) и в два-три раза больше уровней HSPA на восходящей линии связи (HSUPA) (высокоскоростной пакетный доступ восходящей линии связи) (50 Мбит/с). Мультиплексирование с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) было выбрано для нисходящей линии связи и многостанционный доступ с частотным разделением каналов на одной несущей (SC-FDMA) для восходящей линии связи. Нисходящая линия связи поддерживает схемы модуляции данных QPSK (квадратурная фазовая манипуляция), 16QAM (16-позиционная квадратурная амплитудная модуляция) и 64QAM (64-позиционная квадратурная амплитудная модуляция), и восходящая линия связи поддерживает BPSK (двоичная фазовая манипуляция) QPSK, 8PSK (восьмипозиционная фазовая манипуляция) и 16QAM. E-UTRA в LTE разработан гибким с использованием нескольких определенных полос пропускания каналов между 1,25 и 20 МГц (в противоположность фиксированным 5-МГц каналам UTRA).
Передача восходящей линии связи (UL) системы LTE обычно выполняется с 1-мс гранулярностью, т.е. интервал времени передачи (TTI) восходящей линии связи для LTE равен 1 мс. UE принимает информацию в кадре x о количестве данных, посылаемых в кадре x+4. Перед фактической передачей UE создает блоки данных восходящей линии связи и отсылает их в кадре x+4 с указанной мощностью передачи.
Чтобы реализовать устройства UE, применяющие технологию LTE, может быть выбрана архитектура мобильной платформы, позволяющая осуществлять интеграцию технологии LTE в будущие мобильные телефоны, карты передачи данных и другие устройства, требующие беспроводной связности, основанной на высоких скоростях передачи данных, например камеры, персональные цифровые системы (PDA), телевизоры (TV) и т.д. В этом отношении потребляемая мощность соответствующих UE может быть подвержена некоторым пределам и ограничениям по потребляемой мощности, которые просуммированы, в качестве примера, в нижеследующей таблице для UE, реализуемого в мини-карте PCIe (межсоединение периферийных компонентов - экспресс).
<b>Мини-карта PCIe</b>
<b>Примечание</b>
Допуск 3,3 В
±0,3 В
Средний ток 3,3 В
1100 мА
Усредненный в течение любого 1-с интервала
Максимальный ток 3,3 В
2750 мА
Усредненный в течение 100 мкс для PCIe
Допуск 1,5 В
±0,075 В
Средний ток 1,5 В
375 мА
Максимальный ток 1,5 В
500 мА
Разрешенное суммарное рассеяние тепла для устройств класса 1
2,3 Вт
Когда все компоненты оцениваются для температуры корпуса 90єС
Разрешенное суммарное рассеяние тепла для устройств класса 2
3,1 Вт
Для применения в адаптере (USB)/флешке средний и максимальный ток 5 В (допуск: ±0,25 В) на USB-порт составляет 500 мА. Нет ограничения в отношение разрешенного рассеяния тепла. Т.е. если USB-адаптер имеет 1 USB-порт, он может потреблять максимум 2,5 Вт, если он имеет 2 USB-порта, он может потреблять до 5 Вт. Перечисленные выше значения могут быть приняты в качестве пределов для платформы мобильных телефонов при применении в однорежимном устройстве. В случае применения в многорежимном устройстве должна учитываться потребляемая мощность других устройств, что приводит к дополнительному снижению максимальных допустимых пределов.
В этом отношении в патенте США 6760311 описывается мобильный терминал, в котором некоторые рабочие параметры, такие как скорость передачи данных передачи, управляются так, что не превышается некоторый порог температуры. В патенте США 6 064 857 описывается спутниковый телефон с гибридной батареей и конденсаторным источником питания, содержащим переключающую схему, соединенную с упомянутой батареей и упомянутым конденсатором для селективного подсоединения одного из (а) одной батареи, (b) одного конденсатора и (с) обоих вместе параллельно передатчику в зависимости от скорости передачи данных.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является обеспечение идеи эффективного контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи. Данное намерение достигается посредством признаков независимых пунктов формулы изобретения. Дополнительные варианты осуществления очевидны из зависимых пунктов формулы изобретения, описания и прилагаемых чертежей.
Изобретение основывается на понимании, что эффективный принцип контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи может достигаться посредством снижения потребляемой энергии устройства мобильной связи в течение некоторых интервалов времени передачи и посредством (временного) сохранения незатраченного количества энергии, подаваемой от источника питания устройства, в подходящем накопителе или буфере энергии. Хранимая энергия может подаваться во время дальнейших интервалов времени передачи, чтобы подавать дополнительное питание на устройство мобильной связи, в частности, если обычный источник питания ограничивает энергию или мощность, доступную для радиосхемы устройства мобильной связи. В нижеследующем термины «устройство мобильной связи» и UE используются синонимично. Контроль потребляемой мощности может содержать ограничение потребляемой мощности или энергии. В частности, термин «энергия» может относиться к электрической энергии, и термин «мощность» может относиться к электрической мощности.
Согласно вариантам осуществления изобретения предложен способ ограничения потребляемой мощности (тока) встроенной системы мобильной связи, в частности UE LTE или WCDMA, посредством управления или манипулирования передачей UL на интерфейсе в соответствующую сеть связи.
В варианте осуществления управление или манипулирование выполняется в зависимости от потребляемой мощности UE (например, мощности, которая фактически потребляется, которая должна потребляться или потребление которой предсказывается) и доступной мощности (например, в зависимости от возможностей источника питания (например, батареи) и/или дополнительного накопителя энергии (например, конденсаторной схемы и/или дополнительной батареи).
В одном варианте осуществления передача UL управляется для того, чтобы гарантировать, что выполняется одно или множество определенных (окружающих) условий/пределов (например, предел потребляемого тока/мощности, предел среднего потребляемого тока/мощности, предел пикового потребляемого тока/мощности).
В одном варианте осуществления передача UL управляется посредством уменьшения количества данных UL (причем термин «уменьшение» охватывает уменьшение до любого числа, например, до нулевых данных) в некоторые интервалы передачи (ниже также упоминается как вставление паузы в передаче).
В одном варианте осуществления уменьшение выполняется подавлением передачи (части) передаваемых данных, подлежащих передаче, во время интервала передачи и задержкой передачи данных соответствующим образом.
В одном варианте осуществления подавляется передача одного из множества каналов (например, канала использования), тогда как передача данных по другим каналам (например, каналу контролирования) не изменяется.
В одном варианте осуществления интервал передачи представляет собой интервал времени передачи (TTI) восходящей линии LTE, причем уменьшение количества данных реализуется посредством уменьшения блоков ресурса, ассоциированных с данным TTI.
В одном варианте осуществления уменьшение достигается по меньшей мере одним из: манипулирования принятым распределением ресурсов UL, переданным сетью перед доставкой на Уровень 2 (уровень MAC)), запрещения приема распределения ресурсов UL, переданного сетью на физическом уровне (PHY), и отмены передачи UL на PHY.
В одном варианте осуществления вставляется одна или множество пауз в передаче в сигнал данных UL в зависимости от потребляемой мощности UE (например, измеряемой, вычисляемой, оцениваемой или предсказываемой) и по меньшей мере одного из: предела мощности, предела средней мощности, предела температуры, предела возможностей UE, связанного с источником питания, и предела возможностей источника питания UE.
В одном варианте осуществления вставляется одна или множество пауз в передаче UL, чтобы гарантировать как ограничение среднего тока, так и ограничение пикового тока.
В одном варианте осуществления обеспечивается накопитель энергии (например, батарея или конденсатор) для хранения энергии от (главного) источника питания UE во время пауз в передаче и подачи на UE (например, сетевой интерфейс) дополнительной мощности в дополнение к мощности от источника питания в другие периоды передачи (это, например, может выгодно применяться в ситуациях ограничения тока, причем предел тока для одного TTI ниже (максимального) необходимого тока в одном TTI).
В одном варианте осуществления осуществляется распределение контроля мощности тока, который должен потребляться разными стандартными блоками встроенной системы.
В одном варианте осуществления выполняется обнаружение возможностей источника питания для обнаружения возможностей источника питания хоста (например, содержащих статическую часть, извлекаемую из известных параметров системы или обнаруживаемых заранее, например, в фазе запуска, и/или содержащих динамическую часть возможностей источника питания хоста, которая может изменяться во времени и определяется во время работы UE (например, непрерывно или многократно измеряемых, обнаруживаемых или оцениваемых)).
В одном варианте осуществления выполняется вычисление предсказания потребляемой энергии для определения ожидаемой потребляемой энергии (или мощности) встроенной системы для следующего(-их) TTI и необязательно оценивает предсказание ожидаемой потребляемой энергии для последующих TTI (n+1, n+2, …) из параметров, предоставленных из сети (сетевым интерфейсом), например используемая полоса частот, запланированная мощность передачи UL и запланированные скорости передачи данных по UL и DL (нисходящей линии связи).
В одном варианте осуществления манипулирование передачей UL в зависимости от окружающих условий выполняется посредством принятия решения в зависимости от доступной энергии для последующего(-их) TTI и от ожидаемой потребляемой энергии для последующего(-их) TTI, или где (в каком(-их) TTI) должна быть подавлена передача UL, чтобы обеспечить ограничения по току и/или по рассеянию тепла.
Ниже описываются несколько конкретных примеров.
Если встроенная система мобильной связи применяется в системе, ограниченной ограничением среднего тока и ограничением пикового тока, но ограничение пикового тока для одного TTI является более высоким, чем максимально необходимое в одном TTI, способ применяет управляемую и многократную вставку пауз в передаче UL на сетевом интерфейсе, чтобы гарантировать, что средняя потребляемая мощность ниже предела среднего тока.
Если встроенная система мобильной связи применяется в системе, ограниченной ограничением тока, где ограничение тока для одного TTI меньше максимально необходимого в одном TTI, накопитель энергии (например, батарея или конденсатор) используется в сочетании с управляемым и многократным вставлением пауз в передаче UL на сетевом интерфейсе, чтобы иметь шаблон:
- 1 UL TTI, где передача UL не выполнена и, вместо этого, доступная избыточная мощность используется для заряда накопителя энергии, и
- нескольких TTI, которые могут передаваться с корректной запланированной мощностью передачи UL, даже если она превышает ограничения тока для этих TTI.
Согласно одному аспекту изобретение относится к способу контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи, которое способно передавать данные передачи со скоростью передачи данных передачи в сеть связи. Контроль потребляемой мощности может содержать ограничение потребляемой мощности, или ограничение потребляемой энергии, или ограничение средней потребляемой мощности, или ограничение средней потребляемой энергии устройства мобильной связи.
Предпочтительно, что способ содержит уменьшение скорости передачи данных передачи в некотором интервале времени передачи для уменьшения потребляемой энергии устройства мобильной связи в этом некотором интервале времени передачи на некоторую величину энергии. Таким образом, посредством уменьшения потребляемой энергии в некотором интервале времени передачи уменьшается потребляемая мощность устройства мобильной связи. Способ дополнительно содержит сохранение величины энергии. В качестве примера, величина энергии может быть сохранена в накопителе энергии, который может быть способен накапливать энергию, передаваемую ему.
Согласно варианту осуществления способ может содержать подачу по меньшей мере части хранимой величины энергии в дополнение к подаче энергии источника питания на устройство мобильной связи в другом интервале времени передачи. В качестве примера, на устройство мобильной связи может подаваться питание источником питания, подающим энергию на устройство мобильной связи через интерфейс энергии, например (универсальной последовательной шины) USB, который может быть подвержен ограничению энергии. Таким образом, дополнительно обеспечиваемая величина энергии способствует увеличению общей энергии в некотором интервале времени передачи, так что, например, возможны увеличенные скорости передачи данных, не выходящие за предел энергии или мощности.
Согласно варианту осуществления способ может содержать уменьшение скорости передачи данных передачи в зависимости от энергии, доступной для по меньшей мере одного интервала времени передачи, и ожидаемой потребляемой энергии во время по меньшей мере одного интервала времени передачи, например во время более позднего или последующего интервала времени передачи. Ожидаемая потребляемая энергия может оцениваться на основе известной зависимости, например, между скоростью передачи данных и потребляемой энергией.
Согласно варианту осуществления способ может содержать определение некоторого интервала времени передачи в зависимости от энергии, доступной для по меньшей мере одного интервала времени передачи, и от ожидаемой потребляемой энергии во время по меньшей мере одного интервала времени передачи, и/или окружающих условий, в частности температуры, и/или предела мощности, и/или предела средней мощности, и/или предела температуры, и/или предела возможностей источника питания, который подает питание на устройство мобильной связи. Некоторый интервал времени передачи может определяться заранее в качестве одного из последующих или более поздних интервалов времени передачи.
Согласно варианту осуществления величина энергии может соответствовать разности между энергией, доступной для некоторого интервала времени передачи, и энергией, потребляемой в некоторый интервал времени передачи. Энергия, доступная для некоторого интервала времени передачи, может обеспечиваться источником питания, который подает питание на устройство мобильной связи, и/или дополнительным накопителем, хранящим другую величину энергии, сохраненную во время другого интервала времени передачи согласно принципам, описанным в данном документе.
Согласно варианту осуществления уменьшение скорости передачи в некотором интервале времени передачи может выполняться, если ожидается, что передача данных передачи способствует тому, что потребляемая энергия превышает доступную энергию в некотором интервале времени передачи и/или в другом интервале времени передачи. Чтобы уменьшить скорость передачи данных передачи, передача данных передачи может быть, по меньшей мере частично, запрещена посредством, например, не передачи по меньшей мере части пользовательских данных и/или посредством не передачи по меньшей мере части данных управления.
Согласно варианту осуществления способ может содержать определение ожидаемой потребляемой энергии во время по меньшей мере одного интервала времени передачи, например во время некоторого интервала времени передачи или во время другого интервала времени передачи. Ожидаемая потребляемая энергия может определяться на основе зависимой от скорости передачи зависимости между мощностью передачи и потребляемой мощностью, и/или по меньшей мере одного сетевого параметра, например полосы частот передачи или запланированной мощности передачи, или запланированной скорости передачи данных передачи, и/или запланированной скорости приема данных приема. Предпочтительно, что ожидаемая потребляемая энергия может представлять вышеупомянутую потребляемую энергию. Чтобы определить ожидаемую потребляемую энергию, может использоваться зависимость между потребляемой мощностью и мощностью передачи. Такая зависимость может быть выведена на основе измерений и/или линейных или нелинейных функций, связывающих вышеупомянутые параметры.
Согласно варианту осуществления данные передачи могут содержать пользовательские данные и данные управления. Предпочтительно, что способ содержит уменьшение количества пользовательских данных и передачу данных управления без уменьшения скорости передачи данных управления в некотором интервале времени, и/или уменьшение скорости передачи пользовательских данных и скорости передачи данных управления в некотором интервале времени. Чтобы уменьшить соответствующую скорость передачи данных, пользовательские данные и/или данные управления, запланированные для передачи в некотором интервале времени, могут, по меньшей мере частично, подавляться, или в некоторый интервал времени может вставляться пауза в передаче.
Согласно варианту осуществления способ может дополнительно содержать передачу данных передачи, запланированных для передачи в некотором интервале времени, в другом интервале времени для уменьшения скорости передачи данных передачи в некотором интервале времени. Другими словами, данные, запланированные для передачи в некотором интервале времени, могут задерживаться и, по меньшей мере частично, передаваться в другом интервале времени. Задержанные данные, например, могут сохраняться в памяти.
Согласно варианту осуществления способ содержит уменьшение скорости передачи данных передачи, например, посредством манипулирования распределением ресурсов восходящей линии связи, принятым по сети связи перед доставкой распределения ресурсов восходящей линии связи уровню контролирования доступа к среде передачи устройства мобильной связи, и/или посредством запрещения приема распределения ресурсов восходящей линии связи, и/или посредством отмены передачи данных передачи. Таким образом, посредством манипулирования распределением ресурсов восходящей линии связи или посредством запрещения приема их  более высокие уровни протокола могут быть не информированы о планировании любых данных передачи для передачи в некотором интервале времени.
Согласно варианту осуществления некоторый интервал времени передачи может ассоциироваться с некоторым индексом времени передачи периода передачи. Другими словами, некоторый интервал времени передачи может представлять собой некоторый интервал времени в периоде передачи, во время которого может быть распределено множество интервалов времени передачи, причем каждый интервал времени передачи может ассоциироваться с индексом времени передачи, указывающим его положение в периоде передачи. Следовательно, соответствующее размещение интервалов времени передачи может быть обнаружено во время другого периода передачи. Предпочтительно, что способ может содержать уменьшение скорости передачи данных передачи во время другого интервала времени передачи, который ассоциируется с другим индексом времени передачи другого периода передачи, причем другой индекс времени передачи отличается от некоторого индекса времени передачи, так что можно избежать уменьшения скоростей передачи данных передачи в соответствующих интервалах времени разных периодов передачи. Период передачи может определяться интервалом времени между передачами по нисходящей линии связи HARQ или передачами повторных передач. В качестве примера, может быть рассмотрен ряд запрещенных интервалов времени передачи, чтобы избежать блокирования обратной связи кадра, которая связана с этим же экземпляром HARQ (гибридный автоматический запрос на повторение) в качестве обратной связи кадра нисходящей линии связи, которая уже была подавлена ранее. Другими словами, вводится дрожание интервала времени передачи.
Согласно варианту осуществления устройство мобильной связи может быть способно принимать данные по сети связи, например, от объекта сетевого сервера. Предпочтительно, что устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью передачи подтверждения приема на сеть связи при приеме данных. Если подтверждение приема планируется передать в некотором интервале времени передачи, в котором скорость передачи данных должна быть уменьшена, тогда, по-видимому, вероятно, что подтверждение приема не будет передано во время некоторого интервала времени передачи. Чтобы дополнительно сэкономить энергию, способ, таким образом, может содержать отбрасывание принятых данных, если подтверждение приема, указывающее прием принятых данных, планируется передать на сеть связи в некотором интервале времени передачи. Посредством отбрасывания принятых данных может быть исключена последующая их обработка, что способствует дополнительному уменьшению потребляемой мощности. Данный подход использует предположение, что принятые данные будут снова переданы по сети связи, так как отсутствующее подтверждение приема обычно указывает на ошибку приема, вызывающую повторную передачу данных, которые, как предполагается, были потеряны или приняты с ошибкой.
Согласно другому аспекту изобретение относится к устройству мобильной связи для передачи данных передачи на сеть связи. Устройство мобильной связи содержит интерфейс источника питания для предоставления энергии устройству мобильной связи, блок контроля мощности, сопрягающийся с интерфейсом источника питания, чтобы, например, принимать энергию для подачи питания на устройство мобильной связи, и сетевой интерфейс, который выполнен с возможностью уменьшения скорости передачи данных передачи в некотором интервале времени передачи для уменьшения потребляемой энергии устройства мобильной связи на величину энергии, причем накопитель энергии обеспечивается для хранения величины энергии. Накопитель энергии может быть размещен в блоке контроля мощности. Однако накопитель энергии также может быть размещен в сетевом интерфейсе. Устройством мобильной связи может быть терминал мобильной связи, способный выполнять связь по сети связи в соответствии, например, с любой из известных технологий связи. Однако устройство мобильной связи может быть реализовано в виде USB-устройства или карты памяти персональных компьютеров PCMi, которая может быть подсоединена к мобильному терминалу, например мобильному компьютеру или мобильному телефону. Мобильный терминал может содержать первичный источник, подающий питание на устройство мобильной связи при помощи интерфейса источника питания. Таким образом, накопитель энергии дополнительно обеспечивается в качестве вторичного источника энергии, например, для хранения неизрасходованной энергии во время некоторого интервала времени согласно принципам, описанным в данном документе.
Согласно варианту осуществления устройство мобильной связи может дополнительно содержать управление передачей для определения некоторого интервала времени передачи в зависимости от энергии, доступной, например, для по меньшей мере одного интервала времени передачи, и ожидаемой потребляемой энергии во время по меньшей мере одного интервала времени передачи. Управление передачей может дополнительно быть выполнено с возможностью предоставления информации, указывающей некоторый интервал времени передачи, сетевому интерфейсу. Таким образом, сетевой интерфейс может определять некоторый интервал времени передачи, в котором потребляемая энергия должна быть уменьшена на основе информации, предоставленной управлением передачей. Управление передачей может быть реализовано программными средствами или аппаратными средствами, например, в блоке контроля мощности или в сетевом интерфейсе.
Согласно варианту осуществления устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью передачи данных передачи в соответствии с универсальной системой мобильной связи (UMTS), и/или глобальной системой мобильной связи (GSM), и/или технологии LTE (долгосрочной эволюции), и/или технологии связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов 2000 (CDMA2000). Обычно, устройство мобильной связи может быть выполнено с возможностью выполнения связи с использованием любой известной технологии беспроводной связи.
Настоящее изобретение также касается компьютерных программ, содержащих части программных кодов, чтобы реализовать способ, описанный выше, при обработке соответствующим блоком обработки пользовательского устройства и приемного устройства. Компьютерная программа может храниться на считываемом компьютером носителе. Считываемый компьютером носитель может представлять собой постоянную или перезаписываемую память в пользовательском устройстве или приемном устройстве или расположен внешне. Соответствующая компьютерная программа также может быть перенесена на пользовательское устройство или приемное устройство, например, при помощи кабеля или беспроводной линии связи в виде последовательности сигналов.
Ниже описаны подробные варианты осуществления настоящего изобретения, чтобы обеспечить полное и завершенное понимание для специалиста в данной области техники. Однако эти варианты осуществления являются иллюстративными и не предназначены быть ограничивающими.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 изображает диаграмму способа контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи;
фиг.2 демонстрирует вставление паузы в передаче;
фиг.3 изображает блок-схему устройства мобильной связи;
фиг.4А и 4В изображают устройство мобильной связи;
фиг.5 изображает график потребляемой мощности;
фиг.6 изображает диаграмму способа контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи;
фиг.7 изображает потребляемую мощность, связанную с температурой;
фиг.8 изображает потребляемую мощность, связанную с температурой; и
фиг.9 изображает диаграмму способа контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи.
Подробное описание вариантов осуществления
В качестве общего замечания, необходимо понять, что данное изобретение не ограничивается конкретными составляющими частями описанных устройств, этапов или способов, но охватывает также варианты, очевидные для специалиста в данной области техники. Также необходимо понять, что терминология, используемая в данном документе, предназначена для целей описания исключительно конкретных вариантов осуществления и не предназначена быть ограничивающей. Также отмечается, что, как используется в описании изобретения и прилагаемой формуле изобретения, формы единственного числа «a», «an» и «the» включают в себя единственные и/или множественные объекты ссылки, если только контекст ясно не предписывает иначе.
Фиг.1 изображает диаграмму способа контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи. Предпочтительно, что способ содержит уменьшение 101 скорости передачи данных передачи в некотором интервале времени передачи, чтобы уменьшить потребляемую энергию устройства мобильной связи на величину энергии, и сохранение 103 величины энергии, например, в накопителе энергии. Как показано на фиг.1, способ может дополнительно содержать подачу 105 хранимой энергии, чтобы дополнительно подавать питание на устройство мобильной связи, на которое обычно может подаваться питание первичным источником энергии источника питания. Дополнительно, способ может содержать подачу 107 энергии источника питания устройству мобильной связи.
Хранимая энергия может соответствовать величине энергии, которая может быть сохранена во время некоторого интервала времени, когда уменьшается скорость передачи данных передачи. Эта энергия может предоставляться главным источником питания, подающим питание на устройство мобильной связи. Таким образом, энергия источника питания, подаваемая на этапе 107, может использоваться для заряда накопителя энергии, чтобы сохранить величину энергии во время некоторого интервала времени передачи. Способ может дополнительно содержать определение 109 некоторого интервала времени передачи, в котором может быть уменьшена скорость передачи данных.
Фиг.2 описывает результирующий ход потребляемой мощности в зависимости от времени при применении способа контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи. В частности, фиг.2 изображает потребляемую мощность 201-211 в интервалах времени передачи, в которых выполняется нормальная передача данных, т.е. передача фактически запланированных данных. Электрическая мощность для потребляемой мощности 201-211 может предоставляться, например, первичным источником энергии, подающим питание на устройство мобильной связи, например источником питания. В качестве примера, может быть так, что доступной энергии, предоставляемой первичным источником энергии, недостаточно для покрытия ожидаемой потребности в энергии. Однако, чтобы гарантировать передачи запланированных данных, могут предоставляться дополнительные величины 213-223 энергии или мощности, также упоминаемые как дельта P.  Эти дополнительные величины 213-223 энергии или мощности, однако, могут также использоваться для того, чтобы преодолеть предел 225 передачи мощности, ограничивающий первичный источник энергии в отношении максимальной мощности или энергии. Такой предел, например, может быть при подаче питания на устройство мобильной связи через интерфейс, который подвержен ограничениям или пределам мощности или энергии. Дополнительные величины 213-223 энергии способствуют увеличению доступной мощности на дельту Р, соответственно, чтобы гарантировать нормальную передачу данных.
Дополнительные величины 213-223 энергии могут подаваться накопителем энергии, который должен, предпочтительно, быть заряжен заранее. Чтобы зарядить накопитель энергии, скорость передачи данных передачи может быть уменьшена во время некоторого интервала 227 времени, который может располагаться между интервалами 205 и 207 времени передачи. Посредством введения паузы в передаче во время некоторого интервала 227 времени передачи средняя потребляемая мощность может быть уменьшена до или ниже предела 225 потребляемой мощности посредством одновременного разрешения скоростей передачи данных передачи, которые обычно ассоциируются с потребляемой мощностью выше предела 225 потребляемой мощности во время по меньшей мере одного другого интервала времени передачи.
В качестве примера, некоторый интервал времени передачи может формировать паузу передачи восходящей линии связи, которая используется для зарядки накопителя энергии. Необходимо отметить, что дополнительные величины энергии 213-223 обычно могут предоставляться только в интервалах времени передачи, требующих повышенной энергии для дополнительной передачи данных.
Фиг.3 изображает блок-схему устройства мобильной связи, которое может быть реализовано в виде встроенной системы мобильной связи, например USB-устройства, такого как USB-адаптер и/или USB-флешка, работающего в качестве однорежимного USB-адаптера, и/или USB-флешки, и/или в качестве флешки USB-адаптера LTE, и/или WCDMA, и/или пакетной связи общего назначения GPRS, или USB-адаптера, и/или USB-флешки многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). Устройство мобильной связи дополнительно может быть реализовано, образуя мини-карту PCIe, например однорежимную мини-карту PCIe, и/или мини-карту PCIe LTE, и/или WCDMA, и/или GPRS, и/или мини-карту PCIe LTE, и/или CDMA.
Устройство мобильной связи может содержать интерфейс 301 источника питания для предоставления энергии устройству мобильной связи от хоста, содержащего, например, первичный источник энергии. Блок 303 контролирования мощности может выполнять сопряжение с интерфейсом 301 источника питания для приема энергии или мощности, например, тока.
Устройство мобильной связи может дополнительно содержать сетевой интерфейс 305, имеющий одну или несколько антенн 307 для передачи радиочастотных сигналов на сеть связи. Предпочтительно, что сетевой интерфейс 305 может быть выполнен с возможностью уменьшения скорости передачи данных передачи в некотором интервале времени передачи, чтобы уменьшить потребляемую энергию устройства мобильной связи на величину энергии. Величина энергии может приниматься от внешнего источника питания, который может выполнять сопряжение с интерфейсом 301 источника питания. Чтобы сохранить дополнительную величину энергии, блок 303 контролирования мощности может содержать накопитель 309 энергии. Однако накопитель 309 энергии может быть расположен в сетевом интерфейсе 305 или может быть непосредственно подключен к интерфейсу 301 источника питания.
Согласно варианту осуществления блок 303 контролирования мощности может быть непосредственно подключен к сетевому интерфейсу 305, чтобы информировать сетевой интерфейс 305, например, о некотором интервале времени передачи, во время которого должна быть уменьшена скорость передачи данных передачи. Согласно другому варианту осуществления, изображенному на фиг.3, может обеспечиваться управление 311 передачей, чтобы определять некоторый интервал времени передачи в зависимости, например, от энергии, доступной для по меньшей мере одного интервала времени передачи, и ожидаемой потребляемой энергии во время по меньшей мере одного интервала времени передачи, например во время любого последующего интервала времени передачи. В частности, управление 311 передачей может быть выполнено с возможностью предоставления информации, указывающей некоторый интервал времени передачи, сетевому интерфейсу 305. В обоих случаях, сетевой интерфейс 305 может уменьшить скорость передачи данных передачи посредством вставления паузы в передаче во время некоторого интервала времени. Однако сетевой интерфейс 305 может уменьшать только скорость передачи пользовательских данных и передавать данные контролирования, чтобы, например, поддерживать соединение канала контролирования с сетью связи. Кроме того, сетевой интерфейс 305 может только частично уменьшить скорость передачи пользовательских данных, чтобы уменьшить скорость передачи данных передачи.
Управление 311 передачей может быть реализовано аппаратными средствами или программными средствами отдельно, или в блоке 303 контролирования мощности, или в сетевом интерфейсе 305. В качестве примера, управление 311 передачей может выполнять управление передачей восходящей линии связи в зависимости от окружающих условий (управление UL TX), так что, например, скорость передачи данных передачи может быть уменьшена в зависимости от окружающих условий, таких как температура. В качестве примера, управление 311 передачей может выполнять связь с сетевым интерфейсом 305 при помощи интерфейсов IF1 и IF2. Соответственно, управление 311 передачей может выполнять связь с блоком 303 контролирования мощности при помощи интерфейсов IF3 и IF4.
Необходимо отметить, что фиг.3 описывает часть примерной архитектуры встроенной системы мобильной связи, позволяющую управлять передачей восходящей линии связи при помощи сетевого интерфейса согласно, например, стандарту LTE 3GPP в зависимости от окружающих условий, подобных доступной мощности или энергии и/или температуры. Однако устройство мобильной связи может быть реализовано аппаратными средствами или программными средствами без образования встроенной системы или не составляя ее часть.
Ниже рассматриваются примерные функциональные возможности интерфейса 301 источника питания, блока 303 контролирования мощности, сетевого интерфейса 305 и контролирования 311 передачи, формирующих вариант осуществления архитектуры управления UL TX в зависимости от окружающих условий.
Мощность может подаваться на устройство мобильной связи при помощи интерфейса 301 источника питания хоста. Для карты PCIe интерфейс 301 может представлять собой интерфейс для источника питания 3,3 В плюс необязательного 1,5 В. Для USB-адаптера/флешки им может быть источник питания 5 В.
Блок 303 контролирования мощности может распределять ток, потребляемый разными стандартными блоками встроенной системы. Дополнительный накопитель 309 энергии (батарея или конденсаторы) может быть подсоединен к встроенной системе и может подавать дополнительный ток в течение короткого периода, если недостаточно источника питания хоста. Необходимо отметить, что накопитель 309 энергии предпочтительно должен быть заряжен заранее. Блок 303 контролирования мощности и зарядка накопителя 309 энергии могут управляться при помощи интерфейса IF3. Дополнительно, интерфейс IF4 обеспечивается для подачи фактических измеренных значений возможностей источника питания хоста, хранимой энергии в накопителе 309 энергии и потребляемой энергии в некотором интервале времени передачи, которые могут использоваться для калибровки некоторых функций в функции управления UL TX окружающих условий управления 311 передачей.
С ссылкой на функцию управления UL TX в зависимости от окружающих условий управления 311 передачей, данный функциональный блок может исполнять одну или множество нижеследующих функций: функцию обнаружения возможностей источника питания, вычисление предсказания потребляемой энергии, функции манипулирования UL TX в зависимости от окружающих условий и дополнительные функции, описанные ниже.
Функция обнаружения возможностей источника питания может обнаруживать возможности источника 301 питания хоста. Она может содержать статическую и/или динамическую часть. Статическая часть, например, зависит от применения встроенной системы, такого как, например, в карте PCIe или USB-адаптере/флешке, и/или известна в системе посредством жестко закодированных параметров, таких как переключатели компилятора или параметры конфигурирования программного обеспечения, или могут быть обнаружены посредством аппаратных механизмов во время фазы запуска. Динамическая часть возможностей источника питания хоста представляет собой, например, количество USB-портов, которые подсоединены к хосту, и максимальные и средние значения тока, которые могут подаваться хостом по каждому из этих USB-портов. В случае USB, например, количество USB-портов, подсоединенных в настоящий момент к хосту, может быть обнаружено аппаратными механизмами автоматического распознавания. Также в случае USB, например, максимальные и средние значения тока, которые могут подаваться хостом по каждому USB-порту, согласовываются посредством USB-протокола и принимаются посредством функции обнаружения возможностей источника питания, например, от стека USB в системе. Дополнительно, используются фактически измеренные значения источника питания хоста для обнаружения его возможностей.
Функция вычисления предсказания потребляемой энергии может вычислять ожидаемую потребляемую энергию устройства мобильной связи, реализованного, например, в встроенной системе для последующего, n-го TTI, и может необязательно оценивать предсказание ожидаемой потребляемой энергии для последующих TTI (n+1, n+2, …) из параметров, предоставленных сетевым интерфейсом 305 при помощи интерфейса IF1. Такими параметрами являются, например используемая полоса частот, запланированная мощность передачи UL и запланированные скорости передачи данных по UL и DL. Отметьте, что в некоторых системах также ожидаемая потребляемая энергия TTI n+1 может вычисляться в том случае, если сетевой интерфейс 305 может предоставлять необходимые параметры в надлежащее время для функции управления UL TX в зависимости от окружающих условий. Чтобы вычислить и оценить ожидаемую потребляемую энергию, можно предположить, что зависимость между рассматриваемыми параметрами, например, используемой полосой частот, запланированной мощностью передачи UL и запланированными скоростями передачи данных по UL и DL, и потребляемой энергией для всех скоростей передачи данных известна для функции управления UL TX в зависимости от окружающих условий. Согласно одной реализации эти кривые могут быть измерены в лаборатории заранее и сохранены в функции управления UL TX в зависимости от окружающих условий. Согласно другой необязательной реализации кривые или части кривых измеряются и записываются в течение времени выполнения.
Ожидаемая потребляемая энергия может определяться статической потребляемой энергией, которая является независимой от любых изменений сетевого интерфейса 305, но зависит от рабочего режима платформы, полустатической потребляемой энергией, которая зависит от параметров, которые согласовываются в тот момент, когда UE регистрирует себя в сети, например, используемая полоса частот, динамической потребляемой энергией, которая может изменяться при каждом TTI и которая зависит, например, от запланированной мощности передачи UL и запланированных скоростей передачи данных по UL и DL.
Функция манипулирования UL TX в зависимости от окружающих условий может принимать решение в зависимости от доступной энергии для следующего и для последующих TTI и в зависимости от ожидаемой потребляемой энергии для следующего и последующих TTI, должна ли быть подавлена передача UL и в каком UL TTI это подавление должно произойти. Это для того, чтобы гарантировать, что встроенное устройство мобильной связи соблюдает ограничения по току и рассеянию тепла. Информация, какое UL TTI должно быть подавлено, посылается по IF2 на сетевой интерфейс 305.
Сетевой интерфейс 305 может содержать аппаратные и/или программные функции для реализации интерфейса встроенного устройства мобильной связи с беспроводной сетью. В случае LTE UE, он, например, включает в себя уровень 1, уровень 2 и уровень 3 согласно стандарту 3GPP для LTE. Он обеспечивает два интерфейса для функции управления UL TX в зависимости от окружающих условий. Интерфейс IF1 доставляет необходимые параметры, такие как используемая полоса частот, запланированная мощность передачи UL и запланированные скорости передачи данных по UL и DL, которые необходимы для функции управления UL TX в зависимости от окружающих условий, чтобы ей принять решение. Интерфейс IF2 обеспечивает возможность манипулирования функцией управления UL TX в зависимости от окружающих условий сетевым интерфейсом 305, например, посредством выдачи команды на подавление некоторых UL TTI. Подавление UL TTI может выполняться посредством манипулирования принятым распределением ресурсов UL, переданным сетью перед доставкой на уровень 2 (уровень MAC) посредством запрещения приема распределения ресурсов UL, переданного сетью на уровне PHY или посредством отмены передачи UL на уровне PHY.
Если встроенная система мобильной связи применяется в системе, ограниченной ограничением среднего тока и ограничением пикового тока, но ограничение пикового тока для одного TTI выше максимума, необходимого в одном TTI, способ может выполнять управляемое и многократное вставление пауз в передаче UL на сетевом интерфейсе, чтобы гарантировать, что средняя потребляемая мощность ниже предела среднего тока.
Если встроенная система мобильной связи применяется в системе, ограниченной ограничением по току, где ограничение по току для одного TTI меньше максимума, необходимого в одном TTI, накопитель 309 энергии (например, батарея или конденсатор) используется в сочетании с управляемым и многократным вставлением пауз в передаче UL на сетевом интерфейсе, чтобы иметь шаблон, содержащий один UL TTI, где передача UL не выполняется и, вместо этого, доступная избыточная мощность используется для заряда накопителя энергии, и/или множество TTI, которые могут передаваться с корректной запланированной мощностью передачи UL, даже когда она превышает ограничения по току для этих TTI.
Другой функцией является статическое и динамическое обнаружение возможностей источника питания и использование результата для управления передачей UL на сетевом интерфейсе.
Другой функцией является вычисление предсказания потребляемой энергии, т.е. вычисление ожидаемой потребляемой энергии встроенной системы для следующего TTI n и оценка предсказания ожидаемой потребляемой энергии для последующих TTI (n+1, n+2, …) из параметров, предоставленных сетевым интерфейсом 305, таких как, например, используемая полоса частот, запланированная мощность передачи UL и запланированные скорости передачи данных по UL и DL, и использование результата для управления передачей UL на сетевом интерфейсе.
Управляемое и многократное вставление пауз в передаче UL может вызывать для сети такое же поведение, что и ситуация, когда UE пропускает предоставление UL, посылаемое сетью для TTI, и поэтому не планирует передачу UL для этого TTI. В данном случае, сеть может быть усовершенствована, чтобы обрабатывать такие ситуации.
В случае LTE кадры UL не содержат не только пользовательские данные UL, но также данные управления UL. Эти данные управления используются, главным образом, для предоставления обратной связи по принятым данным DL. Если эта информация обратной связи не принимается, сеть предполагает, что данные DL не были приняты UE, и, таким образом, повторяет передачу. Это приводит к следующей оптимизации. Если подтверждение DL не должно быть отброшено, UE также имеет возможность только посылать сети информацию об управлении UL, содержащую информацию обратной связи, что данные DL были приняты UE. Для LTE это может выполняться посредством физического канала управления восходящей линии связи (PUCCH).
Кроме того, может рассматриваться, что рассеяние тепла адаптируется с некоторым временным сдвигом для определения, какие UL TTI должны быть подавлены.
Фиг.4А и 4В изображают устройство 401 мобильной связи, питание на которое подается первичным источником 403 энергии, например источником питания хоста, хост-системы. В качестве примера, устройство 401 мобильной связи может быть реализовано в виде встроенной системы, сопрягающейся с источником 403 питания хоста при помощи интерфейса источника питания, который может быть подвергнут ограничениям мощности или пределам мощности, связанным с используемой соответственно технологией интерфейса. Как показано на фиг.4А и 4В, интегрированные встроенные системы могут ограничиваться по току и рассеянию тепла. С ссылкой на фиг.4А, хост-система ограничивается по току, являясь результатом ограничения источника 403 питания хоста. С ссылкой на фиг.4В также может ограничиваться максимально допустимое рассеяние тепловой энергии, которое одновременно ограничивает максимально допустимую потребляемую энергию или мощность устройством 401 мобильной связи.
Фиг.5 изображает диаграмму потребляемой мощности встроенной системы мобильной связи в зависимости от мощности передачи восходящей линии связи, причем базовая потребляемая мощность 501 может определяться постоянной базовой нагрузкой. Если, дополнительно, рассматривается часть, зависимая от мощности передачи восходящей линии связи, потребляемой энергии, тогда результирующая кривая 503 потребляемой мощности стремится увеличиться с увеличением мощности передачи восходящей линии связи. Другая зависимая от скорости передачи часть потребляемой мощности может способствовать дополнительному увеличению потребляемой мощности, что приводит к общей потребляемой мощности 505, которая может превысить предел 507 потребляемой мощности, который может определяться возможностью мощности интерфейса, при помощи которого подается питание на устройство мобильной связи. Чтобы уменьшить общую потребляемую мощность 505 ниже предела 507 потребляемой мощности, зависимая от скорости передачи данных часть потребляемой мощности может быть уменьшена посредством уменьшения скорости передачи данных передачи, например, посредством уменьшения количества данных, передаваемых во время некоторого интервала времени, или введением паузы в передаче в некотором интервале времени.
Базовая потребляемая мощность 501, например, может указывать примерный предел средней потребляемой мощности для встроенной системы мобильной связи, требуемый используемой технологией интерфейса, например 2,5 Вт для однорежимного USB-адаптера/флешки (2,3 Вт - X + мощность передачи UL), принадлежащего многорежимной PCI-карте или многорежимной PCIe-карте класса 1, где X соответствует потребляемой мощности другой платформы, и рассеяние тепла используется в качестве ограничивающего фактора для потребляемой мощности, тогда как вторая линия 505 изображает примерную общую потребляемую мощность.
Что касается максимальной мощности передачи UL, например, стандарт 3GPP определяет несколько классов мощности. Цель для мобильной платформы может делать возможным UE класса 3, которые означают, что может обрабатываться максимальная выходная мощность 23 дБм. Как можно видеть на фиг.5, это может достигаться для всех сценариев. В зависимости от фактических скоростей передачи данных и/или фактической мощности передачи UL имеются случаи, которые требуют больше мощности, чем разрешено или доступно, например конкретным стандартом интерфейса, что, однако, может быть преодолено в соответствии с принципами, описанными в данном документе.
Дополнительным решением вышеупомянутой проблемы является уменьшение класса мощности встроенной системы мобильной связи до класса, который требует меньше выходной мощности. Другим дополнительным решением является уменьшение категории UE устройства до категории, которая требует меньших скоростей передачи данных. Третьим решением может быть сочетание этих двух решений. Оба решения также могут применяться дополнительно.
Фиг.6 изображает диаграмму способа контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи. Способ может содержать определение 601 начальной хранимой энергии в качестве энергии Estorage, init. Одновременно, начальное число отсчета интервала времени передачи ninit, который может предоставляться сетевым интерфейсом 305, присваивается переменной n. На последующем этапе 603 могут быть обнаружены возможности источника питания, подающего питание на устройство мобильной связи для n-го интервала времени передачи (TTI), причем возможности могут быть выражены в виде энергии Esupply, n. На последующем этапе 605 может выполняться вычисление энергии, доступной для n-го TTI, на основе, например, следующей формулы:
Eavailable, n = Esupply, n + fDischarge(Estorage, TTI_dur),
где TTI_dur обозначает длительность TTI и где fDischarge обозначает функцию, которая подает энергию, хранимую в накопителе энергии, после данного времени разряда в зависимости, например, от энергии, хранимой перед разрядом и интервалом времени разряда. На последующем этапе 607 вычисляется ожидаемая потребляемая энергия для n-го TTI в случае разрешенной передачи UL, которая может быть выражена энергией Eexp, TXon, n. Необходимо отметить, что Eexp, TXon, n также могут выражать ожидаемую энергию, если передача восходящей линии связи не была запланирована для TTI, упоминаемого на этапе 607.
На последующем этапе 609 может быть вычислена дельта между ожидаемой потребляемой энергией и доступной энергией для n-го TTI на основе следующей формулы:
Edelta, TXon, n = Eexp, TXon, n - Eavailable, n
На последующем этапе 611 вычисленная дельта энергии сравнивается с нулем. Если вычисленная дельта энергии больше нуля, тогда на этапе 613 может быть запрещена передача в n-м TTI, например, передача восходящей линии связи. На последующем этапе 615 вычисляется ожидаемая потребляемая энергия для n-го TTI в случае, например, запрещенной передачи UL, причем ожидаемая энергия выражается энергией Eexp, TXoff, n. На последующем этапе 617 вычисляется дельта между ожидаемой потребляемой энергией и доступной энергией для n-го TTI на основе, например, следующей формулы:
Edelta, Txoff, n = Eexp, TXoff, n - Eavailable, n
На последующем этапе 619 может выполняться вычисление хранимой энергии после n-го TTI на основе следующей формулы:
Estorage = fCharge(Estorage, Edelta, TXoff, n, TTI_dur)
где fCharge обозначает функцию, которая подает энергию, хранимую в накопителе энергии, после данного времени заряда, зависимого, например, от накопителя энергии перед зарядкой, интервала времени заряда и энергии, доступной для заряда. На последующем этапе 621 ожидается переход TTI. Кроме того, вышеупомянутая переменная n может быть установлена на n=(n+1)mod nmax, где nmax обозначает максимальное значение, или число, или индекс интервала времени передачи.
С ссылкой на этап 611, если вычисленная дельта между ожидаемой потребляемой энергией и доступной энергией не больше нуля, тогда на этапе 623 может быть разрешена передача восходящей линии связи в n-м TTI. На последующем этапе 625 хранимая энергия после n-го интервала времени передачи может быть вычислена на основе следующей формулы:
Estorage = fCharge(Estorage, Edelta, TXon, n, TTI_dur)
После этого способ переходит далее на этап 621.
Как показано на фиг.6, передача восходящей линии связи устройства мобильной связи может управляться в зависимости от потребляемой мощности непосредственно посредством разрешения и/или запрещения передачи восходящей линии связи или посредством уменьшения скорости передачи данных передачи. Способ по фиг.6, например, может быть реализован в управлении 311 передачей, чтобы манипулировать передачей восходящей линии связи для контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи.
Способ, изображенный на фиг.6, может дополнительно использовать следующие наблюдения:
устройство мобильной связи, которое может быть реализовано в встроенной системе мобильной связи, может иметь сведения о зависимости между мощностью передачи и потребляемой мощностью для некоторых или даже для всех скоростей передачи данных. Таким образом, устройство мобильной связи может определить доступную энергию для следующего интервала времени передачи, которая может включать в себя определение хранимой энергии в накопителе энергии, если накопитель энергии составляет часть устройства мобильной связи, и/или принятия во внимание, что соблюдаются все известные ограничения системы, оказывающие влияние на потребляемую мощность, в ограничении по среднему или пиковому току и ограничении рассеяния тепла.
Устройство мобильной связи может вычислять ожидаемую потребляемую энергию в следующем интервале времени передачи посредством использования своих сведений о зависимости между мощностью передачи и потребляемой мощностью для некоторых или для всех скоростей передачи данных. Требуемые параметры, такие как, например, запланированная мощность передачи и/или скорости передачи данных по восходящей линии связи (UL) и/или нисходящей линии связи (DL) могут предоставляться сетевым интерфейсом 305, показанным на фиг.3, на основе интервала времени передачи.
Также с ссылкой на фиг.6, в случае, например, технологии LTE, кадры восходящей линии связи могут содержать пользовательские данные восходящей линии связи и также данные управления восходящей линии связи. Данные управления обычно используются для подтверждения приема данных нисходящей линии связи. Если эта информация обратной связи не принимается, тогда сеть может предположить, что данные нисходящей линии связи не были приняты устройством мобильной связи, и поэтому будет повторять передачу. Это способствует следующей оптимизации: если подтверждение нисходящей линии связи не должно быть отброшено, тогда устройство мобильной связи также может иметь возможность посылки только информации управления восходящей линии связи, указывающей, что данные нисходящей линии связи были приняты устройством мобильной связи. В случае технологии LTE информация управления восходящей линии связи может передаваться по физическому каналу управления восходящей линии связи (PUCCH).
Согласно варианту осуществления вместо вычисления хранимой энергии в накопителе энергии в конце каждого цикла управления на фиг.6, хранимая энергия в накопителе энергии может измеряться блоком 303 контролирования мощности, как, например, изображено на фиг.3, и предоставляться управлению 311 передачей восходящей линии связи в зависимости от контроля окружающих условий в начале каждого цикла управления, которое может выполняться для каждого интервала времени передачи. В дополнение или альтернативно, измерение может выполняться время от времени и может использоваться для калибровки функции вычисления хранимой энергии блока 311 управления передачей.
Вышеупомянутые варианты осуществления, в качестве примера, ссылаются на ограничиваемые по мощности или энергии системы. Однако эти варианты осуществления также могут использоваться в ограничиваемых по рассеянию тепла системах, в которых предпочтительно следует принимать во внимание, что адаптация рассеяния тепла может ассоциироваться с некоторым временным сдвигом или задержкой во времени, как изображено на фиг.7 и 8.
С ссылкой на фиг.7 и 8, предел 701 температуры может превышаться на первую температуру 703, ассоциированную с первой потребляемой мощностью. Первая температура 703 может нелинейно увеличиваться выше второй температуры 705, ассоциированной со второй уменьшенной потребляемой мощностью. Чтобы уменьшить ход первой температуры 703, может выполняться уменьшение скорости передачи данных, которое уменьшает потребляемую мощность, и, таким образом, рассеяние тепла, которое может изменить на обратный ход первой температуры 703, так что результирующая температура 801 располагается ниже предела 701 температуры.
Согласно реализации результирующая температура 801 может достигаться только после некоторого периода времени, когда система еще придерживается первой кривой 703 температуры. Эта задержка может или должна быть принята во внимание при управлении ограничиваемых по рассеиванию тепла системами. Тем не менее, может быть достигнуто существенное снижение температуры при применении управления передачей восходящей линии связи.
Согласно некоторым реализациям передача восходящей линии связи устройства мобильной связи может управляться в зависимости от потребляемой мощности, например, непосредственно посредством разрешения и/или запрещения передачи восходящей линии связи (UL TX) и принятия во внимание одного или более одного интервала времени передачи.
Фиг.9 изображает диаграмму способа контролирования потребляемой мощности устройства мобильной связи, в котором принимается во внимание более одного интервала времени передачи. С ссылкой на фиг.6 и 9, на этапе 901 значение Estorage устанавливается на Estorage, init, в котором переменная n устанавливается на ninit и в котором переменная x устанавливается в ноль. На последующем этапе 903 обнаруживается возможность источника питания для n-го интервала времени передачи (TTI), которая может быть выражена энергией Esupply, n. На последующем этапе 905 может быть вычислена доступная энергия для n-го TTI на основе следующей формулы:
Eavailable, n = Esupply, n + fDischarge(Estorage, TTI_dur)
На последующем этапе 907 вычисляется ожидаемая потребляемая энергия для n-го TTI в случае разрешенной передачи UL, которая может быть выражена энергией Eexp, TXon, n.
На последующем этапе 909 может быть вычислена дельта между ожидаемой потребляемой энергией и доступной энергией для n-го TTI на основе следующей формулы:
Eexp, Txon, n = Eexp, TXon, n - Eavailable, n
На последующем этапе 911 Edelta, TXon, n сравнивается с нулем. Если результат сравнения больше нуля, тогда на этапе 913 может быть запрещена передача восходящей линии связи в n-м TTI, что может достигаться, например, уменьшением скорости передачи данных передачи или вставлением паузы в передаче.
На последующем этапе 915 запрещается переменная n, x устанавливается на n, чтобы захватить количество запрещенных интервалов времени передачи. Кроме того, переменная x может обновляться по следующей формуле:
x=x+1 mod xmax.
Дополнительный параметр xmax может использоваться для указания максимального количества расположений сохраненных запрещенных интервалов времени передачи восходящей линии связи.
На последующем этапе 917 может быть вычислена ожидаемая потребляемая энергия для n-го интервала времени передачи в случае, когда, например, запрещена передача восходящей линии связи. Это может быть выражено в виде энергии Eexp, TXoff, n.
На последующем этапе 918 дельта, т.е. разность между ожидаемой потребляемой энергией и доступной энергией для n-го TTI может быть вычислена на основе следующей формулы:
Edelta, TXoff, n = Eexp, TXoff, n - Eavailable, n
На последующем этапе 919 хранимая энергия после n-го TTI может быть вычислена на основе следующей формулы:
Estorage = fCharge(Estorage, Edelta, TXoff, n, TTI_dur)
На последующем этапе 921 может ожидаться передача TTI, в которой n может обновляться на основе следующей формулы:
n=(n+1)modx
С ссылкой на этап 911, если Edelta, TXon, n меньше или равно нулю, тогда на этапе 923 может быть обнаружена возможность источника питания для следующих N TTI n, n+1, …, n+N-1, которая может быть выражена энергией Esupply, nextN.
На последующем этапе 925 доступная энергия для следующих N TTI может быть вычислена на основе следующей формулы:
Eavailable, nextN = Esupply, nextN + fDischarge(Estorage, N*TTI_dur)
На последующем этапе 927 ожидаемая потребляемая энергия для интервалов времени передачи n+1, n+2, …, n+N-1 может быть предсказана в случае разрешенной передачи восходящей линии связи, которая может быть выражена в виде энергии Eexp, TXon, n+1, …, Eexp, TXon, n+N-1.
На последующем этапе 929 ожидаемая потребляемая мощность для следующих N TTI в случае разрешенной передачи UL может быть вычислена на основе следующей формулы:
Edelta, TXon, nextN = Eexp, TXon, n + … + Eexp, TXon, n+N-1
На последующем этапе 931 дельта, например разность, между ожидаемой потребляемой энергией и допустимой энергией для следующих N TTI, может обновляться на основе следующей формулы:
Edelta, TXon, nextN = Eexp, TXon, nextN - Eavailable, nextN
На последующем этапе 933 определенная дельта энергии сравнивается с нулем. Если Edelta, TXon, nextN больше нуля, тогда на этапе 936 определяется, полезно ли уже запретить передачу восходящей линии связи в n-м TTI с учетом значений предсказанной ожидаемой потребляемой энергии для следующих N TTI и доступной энергии для следующих N TTI и необязательно для TTI, где передача восходящей линии связи была запрещена для последних моментов времени xmax. В данном контексте d может обозначать переменную решения, так что на последующем этапе 937 определяется, обозначает ли d «да» или «нет». Если полезно запретить передачу восходящей линии связи в n-м TTI, тогда, начиная с этапа 937, передача восходящей линии связи в n-м TTI может запрещаться на этапе 913. Если d=«нет», тогда на этапе 939 может быть разрешена передача восходящей линии связи в n-м TTI. На последующем этапе 941 может быть вычислена хранимая энергия после n-го TTI на основе следующей формулы:
Estorage = fCharge(Estorage, Edelta, TXon, n, TTI_dur)
После этапа 941 способ переходит далее на этап 921, с которого способ может переходить на этап 903.
Рассмотрение последнего xmax запретило UL TTI, чтобы избежать подавления обратной связи кадра DL, которая связана с этим же экземпляром HARQ, что и обратная связь кадра DL, которая уже была подавлена ранее. Поэтому UL TTI может блокироваться раньше, чем необходимо, например, при оценке, является ли ожидаемая потребляемая энергия для данного TTI больше доступной энергии для данного TTI, чтобы избежать того, что не подавляются снова последующие UL TTI, содержащие обратную связь кадра DL для экземпляров HARQ, для которых обратная связь кадра DL уже была подавлена ранее. Это также может быть выполнено посредством изменения наступления запрещенного TTI передачи UL таким образом, что частота повторения изменяется незначительно для каждого периода, например, y+1, y-1, y, ….
В случае LTE кадры UL не только не содержат пользовательские данные UL, но также данные управления UL. Эти данные управления используются, главным образом, для предоставления обратной связи по принятым данным DL. Если данная информация обратной связи не принимается, сеть может предположить, что данные DL не были приняты UE, и, таким образом, повторит передачу. Это приводит к следующей оптимизации:
блок, принятый в кадре y, подтверждается в кадре y+4. Если UE уже будет знать в кадре y, что кадр y+4 не будет передаваться (что будет возможным при использовании данного способа в случае N>4), также могут быть пропущены прием данных DL и обработка в кадре y.
Вышеприведенные способы могут быть реализованы в управлении 311 передачей для манипулирования передачей UL для ограничения потребляемой мощности устройства мобильной связи посредством использования более одного интервала времени передачи, что согласно некоторым реализациям может иметь следующие преимущества:
способ может только очень ограниченно отражаться на опыте пользователя, а также случаях тестирования 3GPP,  при предположении, что период повторения блокированных кадров UL TTI больше 10 TTI и поэтому потери в переданных кадрах UL очень малые, т.е. допустимые.
Способ беспрепятственно обрабатывает переход между отбрасыванием кадров восходящей линии связи и не отбрасыванием кадров восходящей линии связи и, таким образом, является едва заметным для сети или конечного пользователя. Не требуется никакого дополнительного управления сетью для обработки данного способа. Способ дополнительно позволяет получить очень быстрое время реакции на пики потребляемой мощности. Это особенно полезно, так как замедленное время реакции будет приводить к более продолжительной доле потерь на восходящей линии связи. Способ позволяет использовать встроенные высокоскоростные устройства мобильной связи в хост-системах, даже если они разработаны для более низкой потребляемой мощности. Способ не оказывает влияние на планировщика на сетевой стороне, так как отбрасывание пакетов восходящей линии связи является типичным режимом работы системы мобильной связи.
Согласно реализации управление UL TX в UE устройством мобильной связи может выполняться в зависимости от потребляемой мощности непосредственно разрешением/запрещением UL TX и принятием во внимание более 1 TTI.
Согласно другой реализации способа в управлении UL TX в зависимости от окружающих условий управление 311 передачей позволяет манипулировать передачей UL, чтобы ограничить потребляемую мощность UE посредством принятия во внимание более 1 TTI, описывается посредством использования блок-схем последовательности операций, показанных на фиг.6 и 9. Оно основывается на следующих принципах:
встроенной системе мобильной связи, образующей вариант осуществления устройства мобильной связи, известна зависимость между мощностью передачи и потребляемой мощностью для всех скоростей передачи данных. Встроенная система мобильной связи может определить допустимую энергию для следующих N TTI. Она может включать в себя определение хранимой энергии в накопителе энергии в том случае, если накопитель энергии составляет часть встроенной системы мобильной связи, и/или с учетом того факта, что выполняются все известные ограничения системы, оказывающие влияние на потребляемую мощность, в частности, ограничение на средний и пиковый ток и ограничение на рассеяние тепла.
Встроенная система мобильной связи может вычислять и оценивать ожидаемую потребляемую энергию следующих N TTI посредством использования ее сведений о зависимости между мощностью передачи и потребляемой мощностью для всех скоростей передачи данных. Необходимые параметры, такие как, например, запланированная мощность передачи и скорости передачи данных по UL и DL, поэтому, предоставляются сетевым интерфейсом 305 встроенной системы мобильной связи на основе TTI. В качестве усовершенствования базового способа, сетевой интерфейс 305 может дополнительно уже предоставлять необходимые параметры для TTI n+1 для цикла вычисления для TTI n. Потребляемая энергия TTI n+1, если сетевой интерфейс 305 не предоставляет необходимые параметры для цикла вычисления для TTI n+1, n+2, …, n+N-1, предсказывается на основе предоставленных параметров и потребляемой энергии предыдущего TTI или предыдущих TTI. Это может выполняться посредством использования линейного, нелинейного или обучающего алгоритма.
Встроенная система мобильной связи может управлять передачей UL на интерфейсе на сеть посредством разрешения или запрещения передачи UL в зависимости от того, является ли ожидаемая потребляемая энергия для следующего TTI выше доступной энергии для следующего TTI, и, в дополнение, от принятия во внимание доступной энергии для следующих N TTI и ожидаемой потребляемой мощности для следующих TTI и дополнительно для TTI, где передача UL была запрещена последние xmax моментами времени. Однако данный механизм управления не оказывает влияние на прием DL на сетевом интерфейсе в данном TTI. При определении, полезно ли уже запретить передачу UL в TTI n, принимая во внимание следующие N TTI, например, может быть применимо следующее правило:
если последняя запрещенная передача UL не будет принята во внимание, это может привести к подавлению этой же нормальной обратной связи кадра DL, если не была послана UL, которая связана с этим же экземпляром гибридного автоматического запроса на повторение (HARQ) в качестве обратной связи кадра DL, который уже был подавлен ранее. Данный режим работы может вызвать то, что единственный экземпляр HARQ имеет значительно большие потери, чем другие экземпляры HARQ. Этого можно избежать, если принимаются во внимание последние xmax запрещенные UL TTI, чтобы избежать подавления обратной связи кадра DL, которая связана с этим же экземпляром HARQ, что и обратная связь кадра DL, которая уже была подавлена ранее. Поэтому UL TTI может подавляться раньше, чем необходимо при оценке, является ли ожидаемая потребляемая энергия для данного TTI более высокой, чем доступная энергия для данного TTI, чтобы избежать того, чтобы не подавлять снова последующие UL TTI, содержащие обратную связь кадра DL для экземпляров HARQ, для которых обратная связь кадра DL уже была подавлена ранее. Это также можно выполнить посредством изменения наступления запрещенного TTI передачи UL так, что частота повторений незначительно изменяется для каждого периода y+1, y-1, y ….
По отношению к сети, данный подход может ассоциироваться с подобным режимом работы, чем ситуация, что UE пропускает предоставление UL, посылаемое сетью для TTI, и поэтому не планирует передачу UL для данного TTI. Поэтому сеть может быть способна обрабатывать такие ситуации. Если это происходит более часто или более регулярно, что может быть в случае, когда потребляемая мощность постоянно выше предела доступной потребляемой мощности, как изображено на фиг.7 и 8, можно предположить, что сеть уменьшит ресурсы сетевого интерфейса для данного UE и, таким образом, уменьшит запланированные скорости передачи данных для данного UE, что является предпочтительным режимом работы.
Встроенная система мобильной связи всегда может использовать дельту между доступной энергией и потребляемой энергией в одном TTI для заряда накопителя энергии. В частности, возможность накопителя энергии выбирается такой, что заряженная энергия в x TTI с запрещенной UL TX допускает N-x TTI с разрешенной UL TX. Отметьте, что с данным способом во время нормальных кадров передачи с разрешенной UL TX может использоваться корректная мощность передачи UL, даже когда она превышает ограничения тока источника питания.
Согласно дополнительному или альтернативному варианту осуществления, например, в случае технологии LTE, кадры восходящей линии связи не только содержат пользовательские данные восходящей линии связи, но также могут содержать данные управления восходящей линии связи. Эти данные управления могут использоваться, главным образом, для предоставления обратной связи по принятым данным нисходящей линии связи, причем обратная связь может передаваться устройством мобильной связи на сеть связи. Если информация обратной связи не принимается, например, удаленным сетевым объектом, сеть может предположить, что данные нисходящей линии связи не были приняты устройством мобильной связи и, таким образом, может повторить передачу уже переданных данных передачи. Данная обоснованность может привести к дополнительной оптимизации, которая может иметь результатом отбрасывание принятых данных, если подтверждение, ассоциированное с ними, не будет передаваться из-за уменьшения потребляемой мощности. Например, блок данных, принятый в кадре y, может подтверждаться в кадре y+4. Если устройство мобильной связи имеет сведения, например, из предсказания уже в кадре y, что кадр y+4 не будет передаваться в качестве запланированного для передачи в некоторый интервал времени, во время которого может выполняться уменьшение количества данных, тогда также может опускаться прием данных нисходящей линии связи и обработка в кадре y, что дополнительно экономит энергию. В качестве примера, интерфейс IF2, изображенный на фиг.3, может быть расширен, чтобы также предоставлять возможность управления разрешением и/или запрещением приема кадров данных нисходящей линии связи. Необходимо отметить, что данный способ также может использоваться тогда, когда N больше 4.
Вышеописанные реализации могут иметь преимущество в том, что можно избежать единственного экземпляра HARQ, который имеет значительно более высокие потери, чем другие экземпляры HARQ. Кроме того, может быть сохранена дополнительная мощность или энергия.
Как упомянуто выше, способы, описанные на фиг.6 и 9, могут выполняться управлением 311 передачей, которое может быть реализовано образованием блока управления передачей восходящей линии связи в зависимости от окружающих условий, манипулирующего потребляемой мощностью устройства мобильной связи посредством манипулирования передачей, т.е. передачей восходящей линии связи, устройства мобильной связи, причем может учитываться один интервал времени передачи. Согласно реализации также может манипулироваться передача восходящей линии связи, чтобы ограничить потребляемую мощность устройства мобильной связи принятием во внимание более одного интервала времени передачи, что также может быть реализовано в блоке управления передачей восходящей линии связи в зависимости от окружающих условий, образующем вариант осуществления управления 311 передачей на фиг.3.
Настоящее изобретение может быть воплощено в способе ограничения потребляемой мощности или тока встроенной системы мобильной связи, в частности UE LTE или WCDMA, посредством управления или манипулирования передачей UL на интерфейсе к соответствующей сети связи.
В другом варианте осуществления управление или манипулирование выполняется в зависимости от потребляемой мощности UE (например, фактически потребляемой мощности, подлежащей потреблению мощности или предсказанной к потреблению мощности) и доступной мощности (например, зависимой от возможностей источника питания (например, батареи) и/или дополнительного накопителя энергии (например, конденсаторной схемы и/или дополнительной батареи).
В другом варианте осуществления передача UL управляется так, чтобы гарантировать, что выполняется одно или множество определенных (окружающих) условий/пределов (например, предел потребляемого тока/мощности, предел среднего потребляемого тока/мощности, предел пикового потребляемого тока/мощности).
В еще другом варианте осуществления передача UL управляется посредством уменьшения количества данных UL (причем термин «уменьшение» охватывает уменьшение до любого числа, например, до нулевых данных) в некоторых интервалах передачи (ниже также упоминается как вставление паузы в передаче).
В еще другом варианте осуществления уменьшение выполняется посредством подавления передачи (частей) данных, подлежащих передаче, в интервале передачи и задержки соответствующим образом передачи данных.
В другом варианте осуществления подавляется передача одного из множества каналов (например, канала пользовательских данных), тогда как не изменяется передача данных по другим каналам (например, каналу управления).
В дополнительном варианте осуществления одна или множество пауз в передаче вставляются в сигнал передачи данных UL в зависимости от потребляемой мощности UE (например, измеряемой, вычисляемой, оцениваемой или предсказываемой) и по меньшей мере одного из: предела мощности, предела средней мощности, предела средней мощности предела мощности, предела температуры, предела возможностей UE, относящегося к источнику питания, предела рассеяния тепла, предела рассеяния температуры и предела возможностей источника питания UE.
В добавленном варианте осуществления накопитель энергии (например, батарея или конденсатор) обеспечивается для хранения энергии от (главного) источника питания UE во время пауз в передаче и подачи на UE (например, сетевой интерфейс) дополнительной мощности в дополнение к мощности от источника питания в другие периоды передачи. Это, например, может полезно применяться в ситуациях ограничения тока, в которых предел тока для одного TTI ниже (максимально) необходимого тока в одном TTI.
В другом варианте осуществления одна или множество пауз в передаче UL вставляются для того, чтобы гарантировать как ограничение среднего тока, так и ограничение пикового тока.
В еще другом варианте осуществления выполняется распределение контролирования мощности тока, потребляемого разными стандартными блоками встроенной системы.
Дополнительный вариант осуществления содержит обнаружение возможностей источника питания, которое выполняется для обнаружения возможностей источника питания хоста (например, содержащих статическую часть, извлекаемую из известных параметров системы или обнаруживаемых заранее, например, в фазе запуска, и/или содержащих динамическую часть возможностей источника питания хоста, которая может изменяться во времени и определяется во время работы UE (например, непрерывно или многократно, измеряемые, обнаруживаемые или оцениваемые).
В другом варианте осуществления выполняется вычисление предсказания потребляемой энергии для определения ожидаемой потребляемой энергии (или мощности) встроенной системы для интервала(-ов) передачи и необязательно оценивает предсказание ожидаемой потребляемой энергии для последующего интервала(-ов) передачи из параметров, предоставленных сетью (сетевым интерфейсом), например используемая полоса частот, запланированная мощность передачи UL и запланированные скорости передачи данных по UL и DL.
В еще другом варианте осуществления выполняется манипулирование передачей UL в зависимости от окружающих условий посредством подавления (или уменьшения) в интервале передачи, зависимого от доступной энергии для следующего интервала(-ов) передачи и от ожидаемой потребляемой энергии для следующего интервала(-ов) передачи, передачи данных для выполнения ограничений по току и/или по рассеянию тепла.
В другом варианте осуществления интервал передачи представляет собой интервал времени передачи (TTI) восходящей линии связи LTE, причем уменьшение количества данных осуществляется посредством уменьшения блоков ресурса, ассоциированных с данным TTI.
В дополнительном варианте осуществления, в котором уменьшение достигается по меньшей мере одним из: манипулирования принятым распределением ресурсов UL, переданным сетью перед доставкой на уровень 2 (уровень MAC), запрещения приема распределения ресурсов UL, переданного сетью на физическом уровне (PHY), и отмены передачи UL на PHY.
Настоящее изобретение может быть воплощено в пользовательском оборудовании, содержащем источник питания, блок обработки, сетевой интерфейс и схему манипулирования передачей, которая предназначена для подавления (или уменьшения) передачи данных в предстоящем интервале передачи в зависимости от доступной энергии для одного или множества предстоящих интервалов передачи и от ожидаемой потребляемой энергии для этих интервалов передачи.
Конкретные сочетания элементов и признаков в вышеприведенных подробных вариантах осуществления являются исключительно примерными; также ясно рассматриваются взаимные замены и подстановки этих вариантов осуществления другими вариантами осуществления, описанными в данном документе. Как понятно для специалиста в данной области техники, варианты, модификации и другие реализации того, что описано в данном документе, могут прийти на ум специалисту в данной области техники без отступления от сущности и объема заявляемого изобретения. Следовательно, вышеприведенное описание приведено только в качестве примера и не предназначено быть ограничивающим. Объем изобретения определяется в нижеследующей формуле изобретения и ее эквивалентах. Кроме того, позиции, используемые в описании и формуле изобретения, не ограничивают объем заявляемого изобретения.