CN101044776B - 减少无线通信终端中的功率消耗 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于减少预定用于如下通信系统的无线终端中的功率消耗的机制,在该通信系统中要由终端在传输之前确定公共空中介质的可用性。终端选择至少一个通信设备作为通信对等方,并且基于接收信号强度和可选地基于从至少一个无线通信设备中的至少一个无线通信设备所测量的其它参数来调节接收器性能,调节接收器性能是为了以减少的功率消耗监听至少一个无线通信设备。终端还在它的自有传输正在迫近时生成指示,并且重新调节接收器性能以便在如下性能级别确定公共空中介质的可用性,该性能级别使得能够检测可能受所述自有传输所干扰的设备。

Description

减少无线通信终端中的功率消耗
技术领域
[0001] 本发明主要地涉及减少无线通信终端中的功率消耗。更特别地,本发明涉及一种 用于通过控制无线终端中的接收器性能来减小功率消耗的机制。
背景技术
[0002] 当前朝着真正移动计算和联网的发展已经带来各种接入技术的演变,这些技术在 用户位于他们的自有归属网络以外时也为他们提供对因特网的接入。目前,无线因特网接 入通常基于短程无线系统或者移动网络或者这二者。
[0003] 短程无线系统具有一百米或者更小的典型范围。它们常常与接线到因特网的系统 相组合以提供长距离的通信。短程无线系统的类别包括无线个人区域网(PAN)和无线局域 网(WLAN)。它们具有在无线电频谱的非许可部分中、通常在2. 4GHz工业、科学和医疗(ISM) 频带中或者在5GHz非许可频带中工作的共同特征。
[0004] 无线个人区域网使用具有约十米的典型范围的低成本、低功率无线设备。无线个 人区域网技术的最著名例子是使用2. 4GHz ISM频带的蓝牙。它提供一个Mbps的峰值空中 链路速度和低到足以在比如PDA和移动电话这样的个人便携电子设备中使用的功率消耗。 无线局域网一般在IOMbps至IOOMbps的较高峰值速度下进行工作并且具有较大的范围,这 需要较大的功率消耗。
[0005] 无线LAN系统通常是有线网络的延伸,为移动用户提供对有线网络的无线接入。 无线局域网技术的例子包括:IEEE 802. la,该技术是为5GHz非许可频带而设计的,并且 使用正交频分复用(OFDM)来递送上至54Mbps的数据速率;802. 11b,该技术是为2. 4GHz ISM频带而设计的,并且使用直接序列扩频(DSSS)来递送上至IlMbps的数据速率;以及 HIPERLAN标准,该技术被设计用来在5GHz非许可频带中工作。
[0006] 在无线LAN技术中,两种基本网络技术可用于网络配置:ad-hoc网络和基础结 构网络。ad-hoc网络在没有基站的服务情况下由两个或者更多独立移动终端形成,即在 ad-hoc网络中,终端在对等的基础上通信。ad-hoc网络通常出于临时目的而形成。基础结 构网络又包括一个或者多个形成有线基础结构一部分的称为接入点的无线基站。在这种典 型网络中,所有业务都行进经过接入点,无论业务是在两个终端之间还是在终端与有线网 络之间,即移动终端不是在对等的基础上通信。移动终端具有无线LAN卡,由此它们可以接 入有线网络或者建立ad-hoc网络。在基础结构网络中,接入点和至少一个终端被称为形成 基本服务集(BSS),而ad-hoc网络也称为独立BSS (IBSS)。
[0007] 迄今为止,无线LAN技术已经主要地在膝上型计算机中使用,这些计算机通常由 AC供电,但是也可以在提供相当高的电池容量的电池模式下使用。为了延长电池寿命,WLAN 标准定义了专用的功率节省模式,终端可以从活动模式进入该节省模式以便减小它们的功 率消耗。在这一模式下,WLAN专用功率消耗很低,但是终端需要定期地唤醒(即进入活动 模式)以接收网络中广播的有规律的信标传输。信标传输例如指示是否存在为终端而缓存 的传入分组。如果是这样,则终端获取该分组、回到休眠、并且再次唤醒以监听下一信标传[0008] 当前的WLAN功率管理是假设了终端设备是以相对高的电池容量为特征的膝上型 计算机而设计的。然而,随着与膝上型计算机相比具有更小尺寸并且因此也具有更低电池 容量的各种其它类型个人通信设备(比如智能电话)的普及,在为无线系统和终端设计新 的特性时功率消耗管理已经变成关键的问题。功率消耗可能相当高的新兴ad-hoc模式应 用进一步加剧了该问题。这种应用的例子是在小型群或者商务会议中玩的游戏,其中大型 文件可以被多个参与者(无线地)共享。
[0009] 通常通过试图最大化终端在功率节省模式下消耗的时间来减少WLAN终端的功率 消耗。然而,这不影响活动模式下的功率消耗,该活动模式在整个时间中的比例,即活动模 式下的时间所占比例,随着新功能的普及而攀升。
[0010] 本发明寻求实现如下解决方案,借助该解决方案可以在具有非协调媒体接入机制 的类WLAN的通信系统中,在终端的活动模式下减少终端的功率消耗,该类WLAN的通信系 统是这样的系统,在该系统中终端必须在传输之前侦听公共空中介质以查看该介质是否空 闲。
发明内容
[0011] 本发明寻求设计一种用于减小在如下无线通信系统中工作的无线终端中功率消 耗的新机制,在该无线通信系统中将要在传输之前监听公共信道以确定该信道是否空闲。
[0012] 在本发明中,终端选择它将要与之通信的一个或者多个设备,并且在两个不同的 控制模式下,即在预定用于监听一个或者多个所选设备的接收控制模式下和在预定用于在 它的自有传输之前侦听公共空中介质的媒体接入控制模式下,控制其接收器的性能。
[0013] 性能控制是以允许性能降级以转化成减少的功率消耗这一方式来实现的。用于控 制接收器性能的优选方法包括控制接收器的动态范围和/或灵敏度。动态范围在这里是指 接收器用来产生有用输出的输入功率范围。灵敏度又一般地是指接收器检测(弱)信号的 能力,即降级的灵敏度缩小了可以从中检测到设备的区域。动态范围的概念包含灵敏度的 概念,因为动态范围的低端由灵敏度支配。接收器的性能尤其是在接收控制模式下可能降 级,而该降级可能又使得功率消耗在收发器中得以减少。
[0014] 终端由此每次选择它与之通信的一个或者多个设备。在ad-hoc网络中,一个或者 多个所选设备通常形成在同一网络中所有可能通信对等方的子集。终端还测量来自一个或 者多个所选设备中至少一个设备的信号质量变量,每个信号质量变量指示从相应设备接收 的信号的质量。质量变量通常指示接收信号的强度。如果不需要向一个或者多个所选设备 进行传输,则终端的接收器的性能可以基于仅仅以所述一个或者多个设备为基础而获得的 一个或者多个信号质量变量来调节。因此,如果不需要传输,则终端可以根据从所述一个或 者多个设备接收的一个或者多个信号来限制它的接收器的工作范围。这允许终端以降级的 性能(即以减少的功率消耗)进行接收,但是也可以使这一范围以外的设备成为所谓的隐 藏节点,即无法检测到的节点。当传输正在迫近时,终端重新调节它的接收器的性能,使得 它在侦听公共介质时可以检测所有这种其业务可能受到即将到来的传输干扰的设备。以这 一方式,终端可以断定不会加剧隐藏节点问题。
[0015] 因此本发明的一个实施例提供一种用于减小无线通信终端中的功率消耗的方法。该方法包括以下步骤:选择至少一个通信设备作为无线通信系统中的通信对等方;以及测 量来自在选择步骤中选择的至少一个通信设备中至少一个通信设备的信号质量变量,每个 信号质量变量是基于从在选择步骤中选择的至少一个通信设备中相应一个通信设备接收 的信号来测量的,由此获得至少一个信号质量变量。该方法还包括步骤:基于在测量步骤 中获得的至少一个信号质量变量中的至少一个信号质量变量来调节接收器性能,执行调节 步骤是为了减少功率消耗,同时确保从在选择步骤中选择的至少一个通信设备接收相应信 号;监视无线通信终端的自有传输是否正在迫近;以及重新调节接收器性能以便以如下性 能级别确定公共空中介质的可用性,该性能级别使得能够检测在所述自有传输的覆盖区内 的发送通信设备,重新调节步骤是在监视步骤指示所述自有传输正在迫近时执行的。
[0016] 在另一实施例中,本发明提供一种用于无线通信系统的无线终端,在该无线通信 系统中终端需要在传输之前确定公共介质的可用性。该无线终端包括:选择装置,用于选择 至少一个通信设备作为通信系统中的通信对等方;以及第一测量装置,用于测量来自至少 一个通信设备中至少一个通信设备的信号质量变量,每个信号质量变量是基于从至少一个 通信设备中相应一个通信设备接收的信号来测量的,由此获得至少一个信号质量变量。该 无线终端还包括:第一性能控制装置,用于基于至少一个信号质量变量中的至少一个信号 质量变量来调节接收器性能,由此允许无线通信终端以减少的功率消耗从至少一个通信设 备接收相应信号;监视装置,用于监视无线终端的自有传输是否正在迫近;以及第二性能 控制装置,用于将接收器性调节到如下性能级别,该性能级别使得终端能够检测在所述自 有传输的覆盖区内的发送通信设备,该第二性能控制装置被配置用以在监视装置指示所述 自有传输正在迫近时工作。
[0017] 在又一实施例中,本发明提供一种用以控制无线通信终端以降低功率消耗的装 置,包括:_用于使至少一个通信设备被选择作为所述无线通信终端的通信对等方的装 置;-用于使所述无线通信终端在所述无线通信终端的自有传输正在迫近时生成指示的装 置;-用于在没有所述指示的情况下使所述无线通信终端基于信号质量变量来调节接收器 性能以减少功率消耗的装置,所述信号质量变量是当所述自有传输还未迫近时基于从所述 至少一个通信设备中的至少一个通信设备接收的信号来测量的;-用于响应于所述指示使 所述无线通信终端将接收器性能调节到如下级别的装置,所述级别使得所述无线通信终端 能够检测在所述自有传输的覆盖区内的发送通信设备。
[0018] 由于在典型情况下终端仅具有一个或者至多具有少数几个接近它的通信对等方, 所以接收器的性能可能在监听时段过程中显著地降低。这又转化成显著的功率节省。另外, 接收器的性能可以降级而不会加剧已知隐藏节点问题,该问题可能会造成同时传输(冲 突)以及吞吐量减少。
[0019] 本发明的其它特征和优点将通过参照以下具体描述和附图而变得明显。 附图说明
[0020] 在下文中参照图1至8所示例子更具体地描述本发明和它的许多实施例,在附图 中:
[0021] 图1图示了根据本发明的典型通信系统;
[0022] 图2图示了在IEEE 802. 11网络中利用的MAC实体;
8[0023] 图3是图示了本发明的控制机制的一个实施例的流程图;
[0024] 图4是图示了本发明的控制机制的另一实施例的流程图;
[0025] 图5是图示了在终端中本发明的控制机制的一个实施例的框图;
[0026] 图6是图示了用于在接收控制模式下控制接收器性能的控制机制的一个实施例 的流程图;
[0027] 图7是本发明又一实施例的流程图;以及
[0028] 图8图示了根据本发明的终端的一个实施例。
具体实施方式
[0029] 图1图示了典型WLAN通信系统。该系统包括一个或者多个WLAN网络100,每个 WLAN网络借助网关101 (路由器)连接到包含服务提供商102的另一网络,比如因特网。每 个WLAN网络包括一个或者多个接入点103,每个接入点与在该接入点的覆盖区即小区内的 终端无线地通信,并且由此形成在终端与有线网络之间的桥接。
[0030] 如上所述,在基础结构网络中,接入点和至少一个终端被称为形成基本服务集 (BSS)。一系列BSS然后形成扩展服务集(ESS)。这些BSS通过分布系统(DS)相互连接, 该DS可以是在其中传输TCP/IP分组的有线网络,比如以太网LAN,或者是无线网络,或者 是这二者的组合。然而,IEEE 802.11 LAN的基本类型是包括两个或者更多终端的独立 BSS(IBSS)。IBSS 的终端形成 ad-hoc 网络 110。
[0031] 本发明的终端通常是短程无线通信终端,这些通信终端例如可以基于用于无线局 域联网的IEEE 802. 11标准。终端可以是便携计算机、PDA设备、智能电话或者其它这样的 移动终端120。以与普通GSM电话相同的方式,由用户操作的终端可以由两个部分构成:实 际订户设备和标识模块,由此从网络的角度来看,该订户设备只有在标识模块已经被插入 其中时才变成起作用的终端。标识模块例如可以是(通用)订户标识模块((U)SIM)、用户 标识模块(UIM)或者(用户)集成电路卡((U)ICC)。然而,终端同样也可以是其中不使用 标识模块的传统WLAN终端。
[0032] 该系统还通常包含WLAN网络的认证服务器130。认证服务器通过安全连接来连接 到上述网关,该安全连接通常是通过运营商网络或者通过因特网建立的TCP/IP连接。如图 中所示,在基础结构网络中接入点广播信标消息30,而在ad-hoc网络中各终端分担这一职责。
[0033] 由于本发明不涉及WLAN系统的架构,所以在这里不具体地讨论它。
[0034] 在如图1所示的通信系统中,终端必须在它们可以传输之前侦听介质以断定该介 质空闲。出于这一目的,IEEE 802. 11标准包括载波侦听多路接入/冲突避免(CSMA/CA)媒 体接入控制(MAC)协议以避免同时传输(即冲突)。与类似这种环境有关的共同问题是当 两个节点可以与第三节点通信但是由于大的距离、障碍等无法相互通信时出现的所谓隐藏 节点问题。例如,终端可能接入介质,因为它无法听到当前正在与接入点或者第三终端通信 的另一终端。在本发明中,通过接收器性能的降级来减小功率消耗而不会加剧隐藏节点问 题。
[0035] IEEE 802. 11标准为无线LAN定义了物理层选项和MAC层协议。图2图示了 IEEE 802. 11标准的协议架构。如图中所示,实际MAC协议在OSI层模型第二层的较低子层即数据链路层(DLL)中工作。MAC管理层负责MAC层的全面管理。例如,它支持关联和漫游功能 性并且控制功率节省功能、认证和加密机制以及终端的同步。MAC管理层还维护MAC层管理 数据库,即MAC层的MIB(管理信息库)。MAC层与物理管理层相配合以维护该数据库。可 以在本发明的性能控制机制中利用的MAC层属性的例子是指示接收信号电平的RSSI (接收 信号强度指示符)。可选地,接收信号强度可以被内部地限定在物理层实现中并且用于本发 明的控制机制而与MAC协议无关。
[0036] 物理层被划分成两个子层,它们是PLCP (物理层会聚协议)子层和PMD (物理介质
相关)子层。PLCP的目的在于提供对PMD的最小相关性以便简化物理层与MAC层之间的接□。
[0037] 如上文所讨论的,接收器的性能可以通过控制它的灵敏度或者动态范围来控制。 由于在终端中这些方法需要略微不同的测量,所以下面分别地讨论它们。
[0038] 图3是图示了性能控制机制在无线通信终端中的一个实施例的流程图。在这一 实施例中,性能控制通过控制接收器的灵敏度来实现。当在终端争取公共空中介质的比如 WLAN网络这样的网络中工作时,终端首先通过选择它需要与之通信的一个或者多个设备并 且通过建立与每个所述设备的通信链路来为它本身形成专用通信群(步骤30)。在基础结 构网络中仅选择邻近接入点,而在ad-hoc网络中终端可以选择一个或者多个其它终端。该 选择可以根据所涉及的系统以各种方式来执行。例如,终端可以自动地检测在同一网络中 的设备并且向用户呈现检测到的设备的列表,由此用户可以选择优选与之通信的一个或者 多个设备。终端还可以包括预先存储的设备列表,在这些设备的附近范围中自动地启动本 发明的方法。
[0039] 终端然后为每个所选设备,即为每个链路限定最小信噪比(步骤31)。这是基于比 如接收数据的速率这样要使用的链路参数来执行的。如果要使用的链路参数未知,则假设 最差情况来限定最小信噪比,即在该情况下信噪比要求是可能的最高值。另外,为每个最小 值限定性能或者安全裕度以便确保链路上的可靠传输。
[0040] 终端然后判决是要进入接收控制模式还是媒体接入控制模式。该判决是基于终端 是否需要立刻传送来做出的(步骤32)。
[0041] 如果终端不需要传输而是可以保持于监听模式,则为每个将要被监听的链路测量 接收信号强度。测量信号强度代表从所讨论的链路输入到终端接收器的信号的平均电平 (步骤33)。
[0042] 基于最小信噪比、相关联的性能裕度和测量的信号强度,终端然后分别地为每个 链路估计最大容许总干扰量(步骤34)。测量信号强度与最大容许总干扰之比然后对应于 超出最小信噪比所述性能裕度之多的信噪比。总干扰在这里是指源自于接收器的干扰,即 在接收器中生成的噪声加上其它多余分量。
[0043] 基于该估计,接收器灵敏度然后可以被降级以便减少终端中所需的接收功率(步 骤35)。换句话说,通过使接收器的灵敏度降级,接收器的功率消耗根据所需信噪比减少到 较低的值。如果所选设备要被同时监听,则灵敏度值由具有最严格的灵敏度要求的链路确 定,即对于该链路而言最大容许总干扰量是最小的。然而,如果终端可以在专用时间窗中监 听每个所选设备,则用于时间窗的灵敏度值由所讨论的链路确定,而灵敏度在将要被监听 的链路有改变时变成新的链路特定值。在这方面,该操作因此依赖于所讨论的网络。[0044] 由于局域网在短的时间段中很稳定,所以有可以基于从需要与之通信的一个或者 多个设备所测量的一个或者多个接收信号强度值来使接收器的灵敏度降级。如果有两个或 者更多这样的设备,则分别地为每个设备(链路)限定干扰电平要求。然而,在监听时段期 间中使用的灵敏度电平的数目依赖于必须同时监听多少以及哪些所选设备。
[0045] 以上述方式,终端因此将它的接收器的工作范围限制为对应于一个或者多个所选 设备所覆盖的区域,这可以使在这一区域以外的设备成为隐藏节点。然而,这无损于系统的 工作,因为终端目前为止仅仅进行接收而已。
[0046] 当自有传输即将来临时,生成对传输需要的指示并且将该指示提交给本发明的过 程。结果,终端进入媒体接入控制模式以便使所有这些可能受即将来临的传输所干扰的设 备“不隐藏”(步骤32/是)。例如可以在发射器开始组装要传输的分组或者帧时从传输缓 存器获得该指示。在媒体接入控制模式下,接收器灵敏度被调节为使得终端能够检测在即 将来临的传输阶段中可能出现冲突的所有节点,即终端使所有这种节点“不隐藏”。在一个 实施例中,接收器灵敏度被调节到最大值(步骤36)以便最小化隐藏节点的风险。然后侦 听信道占用并且根据在所讨论的系统中使用的介质接入协议来接入介质(步骤37)。例如 在IEEE 802. 11网络中,载波侦听多路接入/冲突避免(CSMA/CA)媒体接入协议用来共享 公共信道。
[0047] 传输功率可以根据所讨论的链路来调节。当已经成功地完成传输时,该过程返回 到为监听模式调节接收器灵敏度(步骤33至步骤35)。
[0048] 在本发明的另一实施例中,接收器的灵敏度在步骤36没有调节到最大值而是调 节到依赖于所讨论的链路的较低值。根据链路参数,终端可以首先限定对于那一链路而言 充分的传输功率值。传播路径损失模型可以用来估计如下区域,在该区域中即将来临的传 输可能干扰其它设备。接收器的灵敏度然后可以调节到如下电平,该电平足以检测在那一 区域内(即在即将来临的传输可能造成干扰的小区中)的所有(发送)节点。
[0049] 上述灵敏度控制允许形成数个既不相互干扰也不干扰接入点的操作的很小小区。 例如,数个膝上型计算机/手机对可以同时工作而不相互干扰。
[0050] 通信设备群可以在终端的工作期间中被更新。例如,终端可以接收如下指示,即所 选设备之一进入或者已经进入休眠模式。如果这一链路已经是确定接收器灵敏度的链路, 则根据其余所选设备的要求来改变灵敏度。另外,新设备可以加入网络,而终端可以将这些 新设备中的一个或者多个新设备选择到它的通信群。
[0051] 如上文所讨论的,收发器的功率消耗也可以通过控制接收器的动态范围来减少。 图4是图示了用于控制接收器动态范围的控制机制的一个实施例的流程图。图4的实施例 对应于图3的实施例,但是在上文讨论的两种控制模式下终端控制接收器的动态范围。在 接收控制模式下,终端为每个将要被监听的链路测量接收信号强度(步骤43),这与上述步 骤33中一样。终端然后测量指示接收器所接收的外部干扰量的干扰功率量(步骤44)。在 这一实施例中,由此将来自外部干扰方的干扰纳入考虑之中。
[0052] 测量的干扰功率可以指示总阻碍功率,即进入接收器有源部件的总功率、互调功 率或者相邻信道的功率。基于在步骤41中限定的最小信干比、相关联的性能裕度、测量的 信号强度和一个或者多个测量功率值,终端然后针对性能和功率消耗限定最佳工作点(步 骤45a),并且将工作点设置成所述最佳值(步骤45b)。术语工作点在这里一般地是指产生所需动态范围和功率消耗的内部收发器设置。如下文所讨论的,这些设置可以涉及例如电 源电压设置和/或偏置电流设置。
[0053] 当接入媒体接入控制模式时,终端将接收器的动态范围调节到最大值(步骤46) 或者较低值,该较低值足以检测在即将到来的传输可能在其中造成干扰的区域内的所有 (发送)节点。正如在灵敏度控制的情况中那样,可以在限定所述较低值时使用为即将到来 的传输而确定的传输。
[0054] 图5是图示了在终端中性能控制实施的一个实施例的框图。测量块50处理信号 强度的测量并且将比如RSSI这样的测量值供应到网络控制逻辑块51,该逻辑块计算所选 链路所允许的最大容许噪声/干扰。网络控制逻辑还可以接收在控制过程中需要的其它网 络参数,比如在网络中使用的数据速率。计算的数据被供应到接收器功率控制逻辑块52,该 逻辑块限定将要进行的内部控制措施以便改变接收器的灵敏度或者动态范围从而实现减 少的功率消耗。接收器功率控制逻辑块然后控制接收器信号路径54中的组件以获得与所 需功率消耗相耦合的所需灵敏度或者动态范围。接收器功率控制逻辑块也可以控制收发器 中的合成器53,其也包含功率消耗组件。对正在迫近的传输的指示例如可以提供给网络控 制逻辑块,该逻辑块然后控制接收器功率控制逻辑以采用媒体接入控制模式。接收器也可 以划分成可控制块56。正如下文结合图6所讨论的,每个块可以分别地加以控制。
[0055] 接收器功率控制逻辑块可以具有把所需的灵敏度或者动态范围的变化映射到将 要使用的内部控制机制的一个或者多个查找表55。也有可能在查找表中把测量的信号强度 值直接地映射到内部控制机制。因此,测量的信号强度值也可以直接地供应到接收器功率 控制逻辑,如图中虚线箭头所示。内部控制机制由此指示了上文讨论的工作点。
[0056] 接收器的灵敏度或者动态范围可以根据接收器的结构以各种方式来控制。可以 控制接收信号路径中的不同块以实现与所需功率消耗相耦合的灵敏度或者动态范围的所 需级别。例如,可以控制低噪前端放大器(LNA)的增益和/或模拟到数字转换器的分辨 率。在本发明中可以利用的电路级功率节省机制在美国专利申请US2003/0124999 Al和 US2003/0078007 Al中有描述。一般而言,可以用很多种方式减少接收器功率消耗。举例 而言,可以通过改变接收器中的各种偏置电流或者电源电压、绕过一个或者多个接收器级、 选择具有较低/较高功率消耗的信号路径和/或关闭具有高功率消耗的组件来控制功率消 耗。尤其是对偏置电流的控制和对不同信号路径的选择是用于减少功率消耗的有效技术。 该控制所需要的测量可以利用模拟域功率检测器或者利用数字测量结构来进行。它们将必 要信息提供给对接收器块的功率消耗进行操纵的控制逻辑。
[0057] 图6图示了用于在接收控制模式下控制接收器性能的控制机制的一个实施例。在 这一实施例中,基于接收分组而测量的一个或者多个变量首先用来确定接收器链的增益 (步骤60)和涉及天线端口或者终端RF输入的其它接收器性能要求(步骤61)。如上文所 讨论的,要测量的一个或者多个变量依赖于是控制灵敏度还是控制动态范围。在两个实施 例中都测量接收信号强度,而在动态范围控制的情况下还测量干扰功率。接收器划分成数 个可控制块,然后在步骤62在不同的接收器块之间划分增益和接收器要求。每个接收器块 然后可以根据它的要求进行来控制(步骤63)。内部控制信息可以同样例如从一个或者多 个查找表取回。每个可控制块可以包括一个或者多个低噪放大器、下变频混合器、基带或者 IF放大器、模拟到数字转换器、本地振荡器缓存器或者压控振荡器。如上文所讨论的,也可以控制收发器的合成器以减少功率消耗。
[0058] 终端然后检查所设置的性能级别是否充分,即是否正确地收到分组(步骤64)。如 果是这种情况,则终端等待下一分组(步骤66)并且重复以上步骤,即测量变量并且根据它 们的要求来控制不同的接收器块。如果性能不充分,则终端增加性能裕度(步骤65)并且 在重复以上步骤之前等待下一分组。
[0059] 图7图示了本发明的一个实施例,其中错误率被用作从一个或者多个所选设备所 测量的信号质量变量。在这一实施例中,为每个所选设备,即为每个链路限定最小位错误率 或者帧错误率(步骤71)。在接收控制模式下,终端然后为那些将要同时被监听的所选设备 计算位错误率或者帧错误率(步骤72)。如果计算的错误率大于对应的最小值,则比如接收 器灵敏度这样的接收器性能可以降级以减少功率消耗(步骤76)。可以基于其错误率最接 近相应最小值的设备来使性能降级。如果任一错误率值都在对应的最小值以下,则提高接 收器的性能(步骤75)。媒体接入控制模式类似于结合图3所讨论的控制模式。
[0060] 图8图示了根据本发明一个实施例的移动终端的基本单元。移动终端80包括:具 有至少一个天线82的收发器81 ;控制单元83 ;用于创建用户接口的用户接口装置84,用户 可以通过该用户接口来操作终端;以及存储器装置85,可以包括一个或者多个智能卡86, 比如上述标识模块之一。然而,如上文所讨论的,在传统WLAN终端中不包含标识模块。控 制单元执行本发明的上述控制功能,即它包含图5中所示的控制逻辑块并且控制如图中箭 头所示的收发器。存储器装置包括MAC MIB或者类似数据库,该MAC MIB或者类似数据库 可以包括:性能控制所需要的控制信息,比如测量的信号强度值或者错误率值;以及一个 或者多个查找表,这些查找表指示了用于根据测量的信号质量变量来控制性能和功率消耗 的内部控制操作。控制单元从收发器获得信号质量变量并且将它们存储于存储器中。
[0061] 控制单元的数据处理环境可以类似于普通PC的数据处理环境,而如果现有无线 终端具有用于接收器灵敏度控制的适当接口,则本发明的控制机制可以分别地引入到现有 终端中,例如引入到多媒体卡中。也有可能把控制机制(即使得控制单元以上述方式控制 接收器性能的程序代码)作为可以经由网络下载到终端的单独插件软件模块来交付。
[0062] 也可以组合用于控制接收器的灵敏度和动态范围的上述实施例,从而当没有强的 外部干扰时控制灵敏度,而当这样的干扰存在于终端的附近时控制动态范围。
[0063] 虽然上文参照附图中所示的例子描述了本发明,但是明显的是本发明不限于这些 例子,而是可以由本领域技术人员修改而不脱离本发明的范围和精神。如上文所讨论的,本 发明可以运用于任何网络中,其中媒体接入控制机制包括类似于IEEE 802. 11分布协调功 能(DCF)的功能。因此,如果不是不断地使用集中媒体接入控制,则本发明也可以使用于具 有该集中控制的系统中。另外,比如超宽频带(UWB)或者蓝牙这样的不同物理传输技术可 以使用于这样的网络中。也可以用允许将实现性能降级从而减少收发器功率消耗的任何方 式来控制接收器的性能。
13

Claims (44)

  1. 一种用于减小无线通信终端中的功率消耗的方法,所述方法包括步骤:‑选择至少一个通信设备作为无线通信系统中的通信对等方;‑监视所述无线通信终端的自有传输是否正在迫近;当监视步骤指示所述自有传输还未迫近时:‑测量来自在所述选择步骤中选择的所述至少一个通信设备中至少一个通信设备的信号质量变量,每个信号质量变量是基于从在所述选择步骤中选择的所述至少一个通信设备中相应一个通信设备接收的信号来测量的,由此获得至少一个信号质量变量;‑基于在所述测量步骤中获得的所述至少一个信号质量变量中的至少一个信号质量变量来调节接收器性能,执行所述调节步骤以减少功率消耗,同时确保从在所述选择步骤中选择的所述至少一个通信设备接收相应信号;‑重新调节接收器性能以便以如下性能级别来确定公共空中介质的可用性,所述性能级别使得能够检测在所述自有传输的覆盖区内的发送通信设备,所述重新调节步骤是在所述监视步骤指示所述自有传输正在迫近时执行的。
  2. 2.根据权利要求1所述的方法,其中所述调节步骤和重新调节步骤包括调节接收器灵 敏度。
  3. 3.根据权利要求1所述的方法,其中所述测量步骤包括测量来自在选择步骤中选择的 至少一个通信设备中每个通信设备的所述信号质量变量,以及其中测量的每个信号质量变 量指示从对应通信设备接收的信号强度。
  4. 4.根据权利要求3所述的方法,还包括为在选择步骤中选择的至少一个通信设备中的 每个通信设备确定设备特定的信噪比的步骤,每个设备特定的信噪比指示监听相关通信设 备所需要的信噪比值。
  5. 5.根据权利要求4所述的方法,还包括限定在选择步骤中选择的至少一个通信设备中 的每个通信设备所允许的最大接收器噪声量的步骤,其中通信设备所允许的所述最大接收 器噪声量是基于在所述确定步骤中为该设备而确定的所述设备特定的信噪比并且基于在 所述测量步骤中为该设备而测量的所述接收信号强度来限定的。
  6. 6.根据权利要求5所述的方法,其中所述选择步骤包括选择多个通信设备。
  7. 7.根据权利要求6所述的方法,还包括选出所述多个通信设备中的一个通信设备的步 骤,该步骤是基于在所述限定步骤中为所述至少一个通信设备而限定的最大接收器噪声量 来执行的。
  8. 8.根据权利要求7所述的方法,其中所述调节步骤包括仅基于选出的通信设备来调节 所述接收器灵敏度,执行所述调节以监听所述多个通信设备。
  9. 9.根据权利要求6所述的方法,其中所述调节步骤包括基于所述多个通信设备中的一 个通信设备来调节接收器灵敏度。
  10. 10.根据权利要求2所述的方法,其中所述重新调节步骤包括最大化接收器灵敏度。
  11. 11.根据权利要求1所述的方法,还包括为所述自有传输确定传输功率的步骤。
  12. 12.根据权利要求11所述的方法,其中所述重新调节步骤包括基于所述确定的传输功 率来确定接收器灵敏度的子步骤。
  13. 13.根据权利要求12所述的方法,还包括步骤:-使用在所述确定子步骤中确定的所述灵敏度来确定所述公共空中介质的所述可用性;以及_执行所述自有传输。
  14. 14.根据权利要求1所述的方法,还包括测量在所述通信终端中接收的干扰功率的步 骤,所述干扰功率指示外部干扰方所引起的干扰电平。
  15. 15.根据权利要求14所述的方法,其中所述调节步骤和重新调节步骤包括调节所述接 收器的动态范围。
  16. 16.根据权利要求14所述的方法,其中所述测量在所述通信终端中接收的干扰功率的 步骤包括限定总的同信道功率。
  17. 17.根据权利要求14所述的方法,其中所述测量在所述通信终端中接收的干扰功率的 步骤包括限定互调功率。
  18. 18.根据权利要求14所述的方法,其中所述测量在所述通信终端中接收的干扰功率的 步骤包括限定相邻信道的功率。
  19. 19.根据权利要求15所述的方法,还包括为在选择步骤中选择的至少一个通信设备中 的每个通信设备确定设备特定的信干比,每个设备特定的信干比指示监听所关注通信设备 所需要的信干比值。
  20. 20.根据权利要求19所述的方法,其中所述调节步骤包括基于在所述测量在所述通信 终端中接收的干扰功率的步骤中测量的所述干扰功率以及基于选择步骤中选择的至少一 个通信设备中一个通信设备的所述设备特定的信干比来调节所述动态范围。
  21. 21.根据权利要求1所述的方法,其中所述选择步骤包括选择接入点作为所述通信对等方。
  22. 22.根据权利要求1所述的方法,其中所述选择步骤包括选择至少一个其它无线通信 终端作为所述通信对等方。
  23. 23.根据权利要求4所述的方法,其中所述确定步骤包括通过为所述至少一个通信设 备中的每个通信设备计算最小信噪比并且向所述最小信噪比添加预定安全裕度来为所述 至少一个通信设备中的每个通信设备确定所述设备特定的信噪比。
  24. 24.根据权利要求19所述的方法,其中所述确定步骤包括通过为所述至少一个通信设 备中的每个通信设备计算最小信干比并且向所述最小信干比添加预定安全裕度来为在选 择步骤中选择的至少一个通信设备中的每个通信设备确定所述设备特定的信干比。
  25. 25.根据权利要求1所述的方法,其中所述调节步骤包括减少偏置电流、减少电源电压 和绕过所选接收器级中的至少一个操作。
  26. 26.根据权利要求1所述的方法,其中所述调节步骤包括控制数个接收器块的子步骤, 对每个块进行分别地控制。
  27. 27.根据权利要求26所述的方法,其中所述控制子步骤包括从查找表为每个块取回控 制信息。
  28. 28.根据权利要求26所述的方法,其中所述控制子步骤包括计算控制信息以便最小化功率消耗。
  29. 29.根据权利要求1所述的方法,其中所述测量步骤包括测量来自在选择步骤中选择 的至少一个通信设备中每个通信设备的所述信号质量变量,以及其中每个信号质量变量指 示从对应通信设备接收的信号的错误率。
  30. 30. 一种用于无线通信系统的无线通信终端,所述无线通信终端包括:-选择装置,用于选择至少一个通信设备作为所述通信系统中的通信对等方;-监视装置,用于监视所述无线通信终端的自有传输是否正在迫近;_第一测量装置,用于当所述监视装置指示所述自有传输还未迫近时测量来自选择装 置选择的至少一个通信设备中至少一个通信设备的信号质量变量,每个信号质量变量是基 于从选择装置选择的至少一个通信设备中相应一个通信设备接收的信号来测量的,由此获 得至少一个信号质量变量;-第一性能控制装置,用于当所述监视装置指示所述自有传输还未迫近时基于所述至 少一个信号质量变量中的至少一个信号质量变量来调节接收器性能,由此允许所述无线通 信终端以减少的功率消耗从选择装置选择的至少一个通信设备接收相应信号;-第二性能控制装置,用于将接收器性能调节到如下性能级别,所述性能级别使得所述 终端能够检测在所述自有传输的覆盖区内的发送通信设备,所述第二性能控制装置被配置 用以在所述监视装置指示所述自有传输正在迫近时工作。
  31. 31.根据权利要求30所述的无线通信终端,其中所述第一和第二性能控制装置被配置 用以控制接收器灵敏度。
  32. 32.根据权利要求31所述的无线通信终端,其中第一测量装置测量的至少一个信号质 量变量指示信号强度。
  33. 33.根据权利要求32所述的无线通信终端,还包括用于为选择装置选择的至少一个通 信设备中的每个通信设备计算设备特定的信噪比的计算装置,每个设备特定的信噪比指示 监听所关注通信设备所需要的信噪比值。
  34. 34.根据权利要求33所述的无线通信终端,其中所述第一性能控制装置被配置用以基 于为选择装置选择的至少一个通信设备中的每个通信设备而确定的所述设备特定的信噪 比以及基于为该设备而测量的接收信号强度来限定该设备所允许的最大接收器噪声量。
  35. 35.根据权利要求34所述的无线通信终端,其中所述第一性能控制装置还被配置用以 选择由选择装置选择的至少一个通信设备中的一个通信设备,并且基于该设备所允许的所 述最大接收器噪声量来调节接收器灵敏度。
  36. 36.根据权利要求31所述的无线通信终端,其中所述第二性能控制装置被配置用以如 果所述无线通信终端的自有传输正在迫近则最大化所述接收器灵敏度。
  37. 37.根据权利要求31所述的无线通信终端,其中所述第二性能控制装置被配置用以基 于为所述自有传输而限定的传输功率来确定接收器灵敏度。
  38. 38.根据权利要求30所述的无线通信终端,其中所述第一性能控制装置具有指示将要 采取的内部控制措施的查找表。
  39. 39.根据权利要求30所述的无线通信终端,其中所述第二性能控制装置具有指示将要 采取的内部控制措施的查找表。
  40. 40.根据权利要求30所述的无线通信终端,还包括用于测量在所述通信终端中接收的 干扰功率的第二测量装置,所述干扰功率指示外部干扰方所引起的干扰电平。
  41. 41.根据权利要求40所述的无线通信终端,其中所述第一和第二性能控制装置被配置 用以控制接收器动态范围。
  42. 42.根据权利要求41所述的无线通信终端,其中所述第一性能控制装置还被配置用以选择由选择装置选择的至少一个通信设备中的一个通信设备,并且基于与该选择的设备相 对应的所述干扰功率和所述信号质量变量来调节所述动态范围。
  43. 43.根据权利要求30所述的无线通信终端,其中第一测量装置测量的至少一个信号质 量变量指示从对应通信设备所测量的信号的错误率。
  44. 44. 一种用以控制无线通信终端以降低功率消耗的装置,包括:-用于使至少一个通信设备被选择作为所述无线通信终端的通信对等方的装置; _用于使所述无线通信终端在所述无线通信终端的自有传输正在迫近时生成指示的装置;-用于在没有所述指示的情况下使所述无线通信终端基于信号质量变量来调节接收器 性能以减少功率消耗的装置,所述信号质量变量是当所述自有传输还未迫近时基于从所述 至少一个通信设备中的至少一个通信设备接收的信号来测量的;_用于响应于所述指示使所述无线通信终端将接收器性能调节到如下级别的装置,所 述级别使得所述无线通信终端能够检测在所述自有传输的覆盖区内的发送通信设备。
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