CN101098174A - 依据温度的发射机功率调节 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及依据温度的发射机功率调节。本发明的设备包括无线电发射机,至少一个温度传感器,以及控制器。该控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制该发射机把发射功率从第一功率水平减少到第二功率水平,其中该第二功率水平是一个非零功率水平。
Description
技术领域
本发明涉及包含有温度传感器和无线电发射机的设备。本发明还涉及一种控制发射机以降低发射功率的方法。
背景技术
把模块连接到膝上型计算机或笔记本计算机以提供附加功能性是众所周知的。例子包括经由PCMCIA(个人计算机存储卡国际协会)接口连接到膝上型计算机的Wi-Fi(IEEE 802.11)和3G数据卡模块。以ExpressCard的方式提供Wi-Fi模块也是众所周知的,ExpressCard是PCI-Express设备的一种形式。也可以利用USB(通用串行总线)接口把Wi-Fi和3G数据模块连接到膝上型计算机。
此类模块可以是外部的或内部的。通过使得模块与膝上型计算机相连的接口所提供的电源来给模块供电。模块的主要部件是收发机,处理器(提供控制功能和处理功能),缓冲存储器和天线连接器。膝上型计算机内的天线可以经由该天线连接器与模块相连。处理器和存储器的存在导致模块的操作依赖于在可接受范围内的环境温度。
为模块配备温度传感器是众所周知的,借助于温度传感器,可以检测到模块的温度是否超过可接受范围的上限,并且进而关闭该模块发射机。
发明内容
本发明的第一方面涉及一种设备,该设备包括:无线电发射机;至少一个温度传感器;以及控制器,其中该控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制该发射机把发射功率从第一功率水平减少到第二功率水平,其中该第二功率水平是一个非零功率水平。
本发明允许该发射机以对于环境温度的增加为减弱的影响来继续其操作。这是有利的,因为它可以允许该发射机继续运行,虽然是在功率降低的情况下运行,可是能够降低超过最大工作温度并使发射机操作停止的可能性。虽然在温度超过阈值时功率降低了,但是考虑到该发射机在给定时间为可用的概率增加了,所以这是可接受的。这个优势是可以实现的,因为随着发射功率的降低,该发射机产生的热量也会降低。
优选地,该控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制该发射机把发射数据速率从第一发射数据速率减少到第二发射数据速率,以减少发射功率,其中该第二发射数据速率是一个非零发射数据速率。
这尤其适用于WCDMA系统并且是有利的,因为它可以允许该发射机继续运行,虽然是在数据速率降低的情况下运行,可是能够降低超过最大工作温度并使发射机操作停止的可能性。虽然在温度超过阈值时数据速率降低了,但是考虑到该发射机在给定时间为可用的概率增加了,所以这是可接受的。这个优势是可以实现的,因为随着发射数据速率的降低,该发射机产生的热量也会降低。
有利地,该控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已下降到第二阈值以下而控制该发射机把发射功率从该第二功率水平增加到该第一功率水平。
这允许在合适时候以增大的功率进行发射。该第一和第二阈值可以是相同的。作为选择,它们可以是不同的。当它们不同时,提供互滞(hysteresis)。
可选地,该控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过第三阈值而控制该发射机把发射功率从该第二功率水平减少到第三功率水平,其中该第三功率水平是一个非零功率水平。
提供小于该最大功率水平的两个不同的工作功率水平是有利的,因为它可以对该发射机产生的热量进行更精细精度的控制。
可选地,控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过该第三阈值而控制发射机把发射数据速率从第二发射数据速率减少到第三发射数据速率,其中该第三发射数据速率是一个非零发射数据速率。
这非常适用于WCDMA系统。
可选地,该控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已下降到第四阈值以下而控制该发射机把发射功率从该第三功率水平增加到该第二功率水平。
这允许在合适的时候以增大的功率进行发射。该第三和第四阈值可以是相同的。作为选择,它们可以是不同的。当它们不同时,提供互滞。
该控制器可以响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过最大工作温度阈值而切断该发射机。在这种情况中,该控制器可以响应于至少一个温度传感器指示着温度已下降到接通温度阈值以下而接通该发射机。可选地,该最大工作温度阈值与该接通温度阈值不同,以提供互滞并防止发射的往复转换。
该控制器可以响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过临界温度阈值而把指示数据写到存储器中。从而允许能够在以后的时间确定该设备是否遭受过极高的温度。
该控制器可以包括在软件的控制下运行的处理硬件。在某些实施例中,该控制器包括在包含有该发射机的模块上运行的软件,以及在例如膝上型计算机的主设备上运行的软件。
本发明的第二方面涉及一种方法,该方法包括:响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制发射机把发射功率从第一功率水平减少到第二功率水平,其中该第二功率水平是一个非零功率水平。
附图说明
以下参照附图举例描述本发明的实施例,其中:
图1是体现本发明的不同方面的、包含有模块和膝上型计算机的系统的示意图;
图2是说明图1系统的一部分的操作的状态机图示;以及
图3是说明在某些条件下的图1的系统的操作的图示。
在所有附图中,类似的参考标号表示类似元件。
具体实施方式
现在参照图1,系统10包括与膝上型计算机1 2相连的模块11。模块11是在微型PCIe(PCI Express)卡上实现的3G数据卡。模块11在膝上型计算机12的内部,这意味着它完全包含在膝上型计算机12的外壳13内,并且在不拆下构成该外壳的一部分的盖子(未示出)的情况下不能从中取出该模块。因此,要求该模块在膝上型计算机12内的相对高的环境温度下运行。膝上型计算机12包括一个风扇14,后者能够排出外壳13内的热空气,以便将外壳13内的温度维持在可接受限度内。通常,风扇14仅在必要时才运行,并且按照与温度传感器38所测量到的外壳13内的环境温度相适应的速度运行。膝上型计算机是用很示意的形式表示的。可以理解,膝上型计算机12包括许多其它组件(显示屏,键盘,图形卡等),因为它们无助于对本发明的理解,所以该图略去这些组件。
膝上型计算机12包括USB连接器15,后者与构成模块11一部分的对应USB连接器16相配。因此,膝上型计算机12和模块11能够相互传送数据和命令。此外,USB连接允许膝上型计算机12向模块11提供电源。
膝上型计算机12的总线17通过硬件接口18连接到USB连接器15、16。同样地,接口20把USB连接器15、16连接到模块11的总线19。
模块11的总线19允许众多设备(即,ROM 21,微处理器22和RAM 23的某些部分)之间的通信。RAM 23的某些部分构成模块11的发射缓冲器24。发射机25经由发射机总线接口26与总线19相连。接收机27经由接收机总线接口28与总线19相连。发射机25和接收机与共用天线29A相连并共同使用天线29A,共用天线29A位于膝上型计算机12内,并且通过天线连接器29B与发射机25和接收机27相连。连接有温度传感器30,以提供对测量微处理器22的温度测量。
膝上型计算机的总线17允许RAM 31的构成膝上型计算机12的供给缓冲器32的某些部分、CPU 33、存储器34、拨号调制解调器35和控制器36之间的通信。存储器34存储有程序37,后者构成用于USB接口16、18和用户接口的驱动。以下更详细地描述程序37的驱动部分的某些功能。为了便于解释,认为驱动程序37是模块11的一部分,尽管它物理地驻留在膝上型计算机12上。
模块11是蜂窝无线电收发机。它能够依照3G标准的WCDMA(宽带码分多址)通信协议与3G移动电话网9进行通信。模块11能够或是不能够根据与HSDPA(高速下行链路分组接入)有关的Re15版本运行。模块11订购网络9提供的蜂窝数据服务。这是利用实现协议栈40的微处理器22和RAM 23的合作实现的。协议栈40是常规的。它包括层1(L1)41。L1 41也称为WCDMA物理层。在L1 41的上面是MAC(媒体接入控制)层42。该层也称为WCDMAL2协议层。在MAC层42的上面是RLC(无线电链路控制)层43。该层也称为WCDMA L3协议层。RLC层43拥有发射缓冲器24。尽管在该图中示出协议栈40,但是可以理解,协议栈没有外形,而是利用在软件的控制下运行硬件形成的,运行时软件的有关部件保存在RAM 23中。
此处不再描述接收机的操作,因为它与下面的解释没有关系。发射操作如下。协议栈40在RAM 23中保持发射缓冲器24。在发射机25经由天线29进行发射之前,发射缓冲器存储从膝上型计算机12那里接收到的数据。
在WCDMA中,定义了许多不同的发射数据速率。一个示例配置是:
336比特块的数目 | 用户数据速率[kbps] | 典型权重[用户数据/控制数据] |
12 | 384 | 15/4 |
4 | 128 | 15/8 |
2 | 64 | 15/15 |
从上面的表格中可以看出,通过减少发射的336比特块的数目,可以降低用户数据速率,也可以降低用户数据与控制数据的比率。诸如模块11的UE(用户设备)了解该配置。每单位时间发射的块数决定用户数据速率。如果网络9允许模块11以每10ms 12×336比特进行发射,则给出的用户数据速率为384kbps。这意味着存在以384kbps的速率进行发射的可用上行链路(UL)容量,并将其称为384kbps承载。
按照惯例,模块11的L1协议层41引起在发射缓冲器24中排队的数据的发射。如果发射缓冲器24中没有数据,则不向网络9进行发射。如果该缓冲器中有足够的数据,则常规的是按照网络9指定的配置进行发射。
然而,如果发射缓冲器24中的数据量小于可用上行链路容量,则MAC层42通过减少336比特块的数目来降低发射数据速率。在本例中,如果进入发射缓冲器的数据速率约为128kbps,则L1层41仅仅需要每10ms时隙4个数据块(每个数据块336比特)。在这种情况下,MAC层42自动修改发射配置以使用4×336比特配置(128kbps承载)。同样地,如果进入发射缓冲器的数据速率约为64kbps,则L1层41仅仅需要每10ms时隙2个数据块。在这种情况中,MAC层42自动修改发射配置以使用2×336比特配置(64kbps承载)。
如果进入发射缓冲器的数据速率在64kbps和128kbps之间,则L1层41在每10ms时隙发射2个数据块和每10ms时隙发射4个数据块之间进行切换。其发生原因在于,协议栈40依据该缓冲器中的数据量选择单位时间内发射的块数。同样地,如果进入发射缓冲器的数据速率在0kbps和64kbps之间,则L1层41在不发射数据块和每10ms时隙发射2个数据块之间进行切换。同样,如果进入发射缓冲器的数据速率在128kbps和384kbps之间,则L1层41在每10ms时隙发射4个数据块和每10ms时隙发射12个数据块之间进行切换。因此,借助于该方案,模块11选择依赖于发射缓冲器24中的数据量的发射数据速率。这是常规的。
除此之外,网络9可以定义通信量度量(TVM)。目前,TVM尚未得到3G网络的广泛支持,但是它有某些优点。TVM是在发射缓冲器24中排队的数据量的测量。TVM是在MAC层42中计算的。如果TVM超过网络定义的阈值,则其指示所分配的承载上可用上行链路容量不足。模块11通知网络9,从而网络9可以选择分配更大的承载,并在适当时候通知模块11。相反地,如果在发射缓冲器24中排队的数据量小于网络定义的阈值,则指示所分配的载体上的可用上行链路容量过多。模块11通知网络9,然后网络9重新配置模块11以使用较低的数据速率承载。例如,它可以收回12×336比特(384kbps)配置。在这种情况中,网络9可以向一个或多个其它用户分配该承载。
如果网络9支持TVM,则模块11还要选择依赖于发射缓冲器24中的数据量的发射数据速率,尽管该发射数据速率不能超过网络9所分配的发射数据速率。
模块11的微处理器22被安排用来在永久存储于ROM 21中的程序的控制下监控模块11的温度。该程序是下面描述的WWAN(无线广域网)服务器39。对模块11的温度的监控包括周期询问温度传感器30,传感器30利用表示模块11的温度的信号进行应答。对于本发明而言,监控模块11的温度的确切方式并不是至关紧要的。然而,最好为模块11配备两个或更多的温度传感器。
在图1的实施例中,模块11有三个板上温度传感器30a、30b、30c。第一传感器30a与模块的RF部分相关联,该RF部分包括发射机25和接收机27。第二传感器30b与VCTCXO(压控温度补偿振荡器)(未示出)相关联,该VCTCXO为发射机25和接收机27提供振荡器信号。第三传感器30c与RAM 23相关联。为简单起见,模块温度被取做包括传感器公差在内的三个传感器30a-30c提供的温度中的最高温度。然而,也可以采用任何其它的合适方式得出模块11的温度。
WWAN服务器39在使用微处理器22和RAM 23的模块11上运行,以使得微处理器22监控温度传感器30a、30b、30c的温度,进而监控模块11的温度。当模块11的温度超过多个预定阈值中的一个阈值时,模块11的WWAN服务器39使得微处理器22经由USB接口15、16向膝上型计算机12进行报告。
作为选择,模块11的WWAN服务器39被安排用来例如周期性地向膝上型计算机12报告模块11的温度。作为选择,响应于程序37生成的向WWAN服务器39请求温度测量的请求而进行温度报告。
不论实现哪一种方式,当温度传感器30a-30c指示温度已经超过某个阈值时,膝上型计算机12总能确定这种情况。当温度传感器30a-30c指示温度已经下降到某个阈值以下时,膝上型计算机12也能确定这种情况。确定是基于通过USB接口15、16接收的数据进行的。
驱动程序37使得膝上型计算机12以模块11的监控温度为基础来调整其操作。具体地,正如下面将要描述的那样,驱动程序37使得膝上型计算机12向模块11提供数据,以便按照取决于模块11的温度的速率进行发射。
定义了许多温度阈值。示例阈值是:
阈值 | 值[℃] |
TCritical | 80 |
TRadioOff | 75 |
TRadioOn | 73 |
TThrottle2 | 70 |
TThrottle1 | 65 |
驱动程序能够在图2的状态机50图示所定义的状态中运行。该驱动可以在6个状态的某一状态中运行:“模块打开”51,“故障模式”52,“无线电打开”53,“无线电关闭”54,“调节1”55和“调节2”56。
当膝上型计算机12引导并且向模块11供电时;或者在从“故障模式”52恢复之后,进入“模块接通”状态51。WWAN服务器39读取模块11的温度,并与膝上型计算机12的软件无线电启用/禁用功能(未示出)以及W DISABLE配置一道,使得状态转变到适当的“无线电关闭”状态54,“无线电打开”状态53或“故障模式”状态52。
W_DISABLE状态 | 与上一次给膝上型计算机12加电时的状态相同 |
USB状态 | 通有电流的:该状态仅仅是瞬时的 |
模块处理器状态 | MCU:唤醒 |
DSP:睡眠 |
“故障模式”状态52是故障条件,并且仅仅在模块温度超过关键部件温度TCritical时才进入该状态(从任何一个状态进入)。这可以用来证明已经违反模块11的安全保证。
模块11首先通知膝上型计算机12正在进入此状态,随后进入“断电”状态。这确保模块11处于最低的运行状态,即使仍然通过USB接口15、16向模块11供电。
膝上型计算机的热设计应该如此以至决不进入“故障模式”状态52,因为极端的模块温度起因于膝上型计算机12内的高的环境温度,而不是来自模块11。然而,如果进入此模式,则WWAN服务器39把数据写入到永久存储器(即ROM 21)中,以指示此种情况出现过。
只有在膝上型计算机12重新启动时才会退出“故障模式”状态52:然后进入“模块接通”状态51。
W_DISABLE状态 | N/A |
USB状态 | 选择性挂起 |
模块处理器状态 | MCU:睡眠 |
DSP:睡眠 |
“无线电打开”状态53是模块11的通常运行状态。在这种情况中,模块温度足够低以便允许全数据速率下的数据发射;并且设置软件和硬件无线电控制以启用网络连接。如果模块温度上升,或者如果无线电因某种原因不能工作时(例如,进入禁止无线电工作的“飞行模式”时),离开该状态。
W_DISABLE状态 | 不起作用的(高电平) |
USB状态 | 蜂窝空闲:选择性挂起,远程唤醒以报告模块温度和信号强度;并且在必要时恢复从膝上型计算机发送的信号。蜂窝连接:中断每8ms轮询一次的EP;成批输入/输出有活动数据时告知的EP。 |
模块处理器状态 | 蜂窝空闲:MCU&DSP:睡眠,分页读取时唤醒 |
蜂窝连接:MCU&DSP:完全唤醒 |
“无线电关闭”状态54是禁止与网络9通信的模式。最可能进入该状态的触发事件是极端的模块温度以及阻止无线电工作的软件或硬件无线电控制(例如,进入“飞行模式”)。模块11通知膝上型计算机12正在进入该状态,并且由驱动程序37在膝上型计算机上启动一个定时器。当该定时器(ElapsedTime)超过预定值(等于CoolingTime)时,膝上型计算机1 2的驱动程序37轮询WWAN服务器39,以报告模块11的温度。然后,WWAN服务器39读取模块温度,并且向驱动程序37报告该温度。如果模块温度仍然很高,以至于只能进入“无线电关闭”状态54或“故障模式”状态52,则重复该过程,但是要增加CoolingTime定时器值。
W_DISABLE状态 | 起作用的(低电平) |
USB状态 | 选择性挂起,偶尔远程唤醒以报告模块温度;并且偶尔恢复从膝上型计算机发送的信令以请求温度。 |
模块处理器状态 | MCU:睡眠,只在进行温度测量或者在得到膝上型计算机的指示时唤醒。 |
DSP:睡眠 |
“调节1”状态55和“无线电打开”状态53一致,除了调节UL数据速率以外。
W_DISABLE状态 | 不起作用的(高电平) |
USB状态 | 蜂窝空闲:选择性挂起,远程唤醒以报告模块温度和信号强度;并且在必要时恢复从膝上型计算机发送信令。蜂窝连接:中断每8ms轮询一次的EP;成批输入/输出有活动数据时告知的EP。 |
模块处理器状态 | 蜂窝空闲:MCU&DSP:睡眠,分页读取唤醒 |
蜂窝连接:MCU&DSP:完全唤醒 |
“调节2”状态56和“调节1”状态55一致,除了把UL数据速率调节到更低的数据速率上以外。
W_DISABLE状态 | 不起作用的(高电平) |
USB状态 | 蜂窝空闲:选择性挂起,远程唤醒以报告模块温度和信号强度;并且在必要时恢复从膝上型计算机发送的信令。蜂窝连接:中断每8ms轮询一次的EP;成批输入/输出有活动数据时告知的EP。 |
模块处理器状态 | 蜂窝空闲:MCU&DSP:睡眠,分页读取唤醒 |
蜂窝连接:MCU&DSP:完全唤醒 |
仅当首次向模块供电时(3.3V,干线电压),状态改变1(在该图中用圈1表示)才发生,WWAN服务器39检测到模块温度低于TCritical,设置软件命令以启用WWAN无线电,并且禁用(高电平)W_DISABLE以启用WWAN无线电。这使得模块转变到“无线电打开”状态53。
或者在初始加电(“模块接通”状态51)中或者在“无线电打开”状态53中,状态改变2(在该图中用圈2表示)发生。仅当WWAN服务器39检测到模块温度超过TRadioOff但低于TCritical时,或设置软件命令以禁用WWAN无线电,或硬件W_DISABLE为(低电平)以禁用WWAN无线电时,该状态改变才发生。借助于该状态改变,模块11转变到“无线电关闭”状态54。
在任何状态中,状态改变3(在该图中用圈3表示)均可以发生。当WWAN服务器39检测到模块温度超过TCritical时,状态改变发生,该状态改变是进入“故障模式”状态52。
当模块处于“故障模式”状态52并且膝上型计算机12断电后重新启动时,状态改变4(在该图中用圈4表示)发生。这里,模块离开“故障模式”状态52,转变到“模块接通”状态51,从而可以恢复“正常”操作。这是“故障模式”状态52的唯一恢复。
在限制无线电操作的任何状态中(禁用或调节),状态改变5(在该图中用圈5表示)发生。当WWAN服务器39检测到模块温度低于TThrottle1和TRadioOn,并且设置软件命令以启用WWAN无线电,且禁用(高电平)硬件W_DISABLE以启用WWAN时,该状态改变发生。借助于该状态改变,模块11转变到“无线电打开”状态53,在该状态中无线电操作不受限制。
在任何运行状态中,状态改变6(在该图中用圈6表示)均可以发生。当WWAN服务器39检测到模块温度超过TThrottle1但低于TRadioOn,并且设置软件命令以启用WWAN无线电且禁用(高电平)硬件W_DISABLE以启用WWAN无线电时,该状态改变发生。借助于该状态改变,模块11转变到“调节1”状态55。
在任何运行状态中,状态改变7(在该图中用圈7表示)均可以发生。当WWAN服务器39检测到模块温度超过TThrottle2但低于TRadioOn,并且设置软件命令以启用WWAN无线电且禁用(高电平)硬件W_DISABLE以启用WWAN无线电时,该状态改变发生。借助于该状态改变,模块11转换到“调节2”状态56。
上文中的某些术语,诸如W_DISABLE,是PCI微型卡特有的,但是可以理解,在其它实现中可以使用相应中断。
通过为WCDMA/HSDPA提供两个调节级,可以提供设计灵活性和未来算法调节。
为了切断发射机25,需要禁用蜂窝软件和无线电。与只是禁用发射机相比,这可以简化协议软件40和WWAN服务器39之间的接口。这会导致模块11与网络9断开,如此向膝上型计算机12的软件提供关于此的指示。当模块11足够冷时,重新启用蜂窝软件和无线电,并且模块11执行小区搜索并重新向网络9进行注册。
驱动程序37中存在有用于实现图2的状态机的算法。从而可以调节通过USB传送的所有数据,而不是仅仅调节NDIS(网络驱动器接口规范)上的数据。这意味着如果必要的话也可以调节通过拨号调制解调器35发送的数据。控制器36选择性地启用拨号调制解调器和USB接口。
驱动程序37创建供给缓冲器32。仅当供给缓冲器32中有数据时,驱动程序37才启动定时器,定时器以固定速率计时。计时周期称为“调节定时器周期”。当调节不存在时,亦即,模块处于“无线电打开”状态53时,利用协议软件40内的常规流控制来掌控通过USB连接15、16发送数据的速率。当进入“调节1”状态55时,对在调节定时器周期内通过USB连接15、16发送的数据量进行限制。第一限制是可以发送的最大数据量,且对应于x字节。当“调节2”状态56启动时,对在调节定时器周期内通过USB连接发送的数据量施加第二限制。第二限制对应于y字节,其中x>y。x和y是可以动态配置的,但是它们优选地是固定的。第二限制(y字节)对应于最低的可能UL数据速率,亦即,64kbps。第一限制(x字节)相当于下一个最低的数据速率,亦即,128kbps。x和y的值依赖于调节定时器周期的长度,但是驱动程序37很容易计算合适的值。
驱动程序37由此定义了多个邻接的顺序时间期间,每个时间期间的长度等于调节定时器周期,并且限制在每个时间期间内向USB接口提供的数据量。因此,尽管能够以突发方式发射数据,但是采用使用小于调节定时器周期的分辨率可以提供经过调节的稳定的供给数据速率。为了确保数据供给的突发性不给模块11带来问题,在一个调节定时器周期内发射的数据量最好相较于发射缓冲器24的大小为小。
数据是以12Mbps的常见全速USB数据速率经USB连接15、16从供给缓冲器32发送到模块11的。数据速率控制是通过在分组之间插入延迟实现的。其结果是,进入模块11进而进入协议软件栈40的数据是突发的。如果模块11处于调节1状态55中或调节2状态56中,则驱动程序37把平均数据速率控制在上面提及的所需数据速率。选择调节定时器周期的值,以便模块11能够平滑地运行,亦即,该值足够小以防止协议栈40或网络9选择的发射数据速率进行不必要的切换,但是该值必须足够大以便在实现所需的平均数据速率的同时从供给缓冲器32向模块11发送全部大小的分组。
在调节从供给缓冲器32到模块11的数据流时,模块11通常会在一个短的时间内继续以较高的数据速率发射数据。在开始调节数据速率后,发射数据速率远远高于数据从膝上型计算机12进入发射缓冲器23的速率的事实意味着该缓冲器开始清空数据。在一个短的时间之后,在该缓冲器中存储的数据量将下降到L1层41认为发射数据速率太高的点。此时,L1层41把发射数据速率变成一个较低的速率。一旦发生发射数据速率降低,L1层41就计算新的所需块大小。
尽管降低发射数据速率有可能引起发射缓冲器溢出或数据丢失,但是通过正确地从供给缓冲器中供给数据,能够确保这种可能性不大于继续以较大的数据速率发射时引起缓冲器溢出或数据丢失的可能性。
如果网络9支持TVM,则缓冲器中的数据量的减少可以使得网络9去除分配给模块11的某些承载。
不论网络9是否支持TVM,调整经由USB连接15、16传送到发射缓冲器24的数据速率导致协议软件40自动降低发射数据速率,由此减少模块11产生的热量。无需对协议软件40进行任何改变就能实现上述处理,因此,协议软件40是常规协议软件。
在USB驱动层的实时和非实时数据流之间没有任何优先级。在有优先级的实施例中,这是在较高层(如TCP/IP协议驱动)上处理的。
驱动程序37驻留在膝上型计算机12内的事实意味着它不会对其它程序有任何不利影响。驱动程序37在膝上型计算机12上的存在也是有利的,因为RAM 31的可用性意味着在膝上型计算机12上缓冲的数据比在模块11上缓冲的数据更多。
当模块11较热时,该操作的作用是降低发射功率,进而减少产生的热量。减少模块11产生的热量可以增加模块11能够继续运行的概率。换句话说,降低发射数据速率能够降低模块11达到其最高工作温度并且然后被切断的可能性。
发明人发现,对于WCDMA(包括HSDPA),降低发射机功率的唯一方式是降低发射数据速率。如果模块11在不降低数据速率的情况下降低发射功率,移动电话网络9会请求模块11把发射功率增加到正确水平。在WCDMA中,因为处于较高数据速率的数据的扩展较少,所以在以较高数据速率发射时实现所需的信噪比的需要会引起较高的功耗。
在WCDMA中,网络9为网络9所支持的每个UL(上行链路)数据速率定义不同的发射功率。这是通过对控制数据和用户数据的相对功率进行加权而实现的。由上面提及的示例配置产生的功率节约为:
336比特块的数目 | 用户数据速率[kbps] | 典型权重[用户数据/控制数据] | 估计的发射功率下降[dB] |
12 | 384 | 15/4 | - |
4 | 128 | 15/8 | 5 |
2 | 64 | 15/15 | 9 |
如果用户数据速率下降,则该模块可以使用较低的权重,这等同于较低的发射功率。在本例中,如果发射数据速率从384kbps降低到64kbps,则发射功率大约降低9dB。可以理解,由减少的发射数据速率而产生的发射功率的降低完全依赖于网络9为每个数据速率设置的权重的配置,其为UE所了解。
在上面的例子中,MAC层42把发射数据速率从384kbps减少到128kbps导致发射功率大约减少5dB。
不论该网络是否支持TVM,可以实现调节时减少热量的产生。
图3表示在驱动程序37中实现的算法的典型操作。在该图中,水平地显示了阈值TCritical,TRadioOff,TRadioOn,TThrottle2和TThrottle1。温度在垂直轴上,时间在水平轴上。曲线表示模块温度随时间的变化情况。在点A之前,模块处于“无线电打开”状态53。在点A,模块11的温度超过TThrottle1阈值。这使得模块11转变到“调节1”状态55,具有中间数据速率。这会减少数据速率,进而减少模块11产生的热量。或许因为膝上型计算机12内的其它组件产生的热量的缘故,模块11的温度继续上升。在点B,温度超过Tthrottle2阈值。这使得模块11转变到“调节2”状态56。这将数据速率减少到一个较低的数据速率,从而进一步减少模块11产生的热量。模块的温度进一步上升并超过TRadioOn阈值,这不会引起任何转变,接着在点C,下降到TThrottle2阈值以下。这使得模块11转变到“调节1”状态55。这会增加数据速率,进而增加模块11产生的热量。
在点D,温度再次超过TThrottle2阈值。这使得模块11转变到“调节2”状态56。这会再次降低数据速率,进而减少模块11产生的热量。接着,模块11的温度超过TRadioOn阈值,这不会引起任何转变,接着在点E,超过TRadioOff阈值。这使得模块转变到“无线电关闭”状态54。随后,模块11的温度下降到TRadioOff阈值以下,这不会引起任何转变,接着在点F,下降到TRadioOn阈值以下。这使得模块转变到“调节2”状态56。
接着,模块11的温度再次超过TRadioOn阈值,这也不会引起任何转变,接着在点G,超过TRadioOff阈值。这使得模块转变到“无线电关闭”状态54。在该阶段,模块11产生很少热量或不产生热量。由于外部热源的缘故,模块11的温度继续上升,直至在点H其温度超过TCritical阈值。在该点上,模块11转变到“故障模式”状态52。这里,模块11把进入故障模式写入到永久存储器上。只有温度下降到TRadioOn阈值以下,无线电的操作才能再次开始。
从上面的描述中可以看到,TRadioOn和TRadioOff提供互滞,这有助于防止往复转换效果。在调节阈值上不适用互滞,因为数据速率之间的往复转换并不是特别成问题的。
在另一个实施例中,可以使用两个调节阈值作为具有互滞的单一调节阈值。
在又一个实施例中,仅定义一个调节状态。在这种情况中,模块11所处的运行状态为“无线电打开”,“调节”或“无线电关闭”。通过按如下方式稍稍修改温度阈值,使用上面描述的算法可以实现该实施例。
阈值 | 值[℃] |
TCritical | 80 |
TRadioOff | 75 |
TRadioOn | 70 |
TThrottle2 | 70 |
TThrottle1 | 65 |
本发明适用于根据不同于WCDMA标准的标准运行的发射机。
尽管上述实施例涉及位于膝上型计算机12内的PCIe微型卡,但是熟练技术人员可以理解,本发明具有比此更广的适用性。例如,在某些场合中,本发明可以实施为主要地位于膝上型计算机或其它设备外部的模块。因此,本发明适用于能够与PCMCIA插槽等相连以使得卡或模块的一部分是内部的而另一部分是外部的WCDMA(包括HSDPA)卡或模块。
在某些方面,本发明也适用于在没有特定接口的情况下把其无线电模块连接到另一个设备的装置,例如当模块和设备硬连线到一起时。
本发明也适用于具有内部或部分内部收发器模块的移动电话、智能电话、PDA(个人数字助理)等。
在某些应用中,不需要把位于要对其进行判断的输出上的一个或多个温度传感器和模块本身逐一联系起来,而是传感器可以位于主设备内的任何合适位置上。
Claims (20)
1.一种设备,包括:
无线电发射机;
至少一个温度传感器;以及
控制器,
其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制该发射机把发射功率从第一功率水平减少到第二功率水平,其中该第二功率水平是一个非零功率水平。
2.如权利要求1所述的设备,其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制该发射机把发射数据速率从第一发射数据速率减少到第二发射数据速率,以减少发射功率,其中该第二发射数据速率是一个非零发射数据速率。
3.如权利要求2所述的设备,其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已下降到第二阈值以下而控制该发射机把发射功率从该第二功率水平增加到该第一功率水平。
4.如任一前述权利要求所述的设备,其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过第三阈值而控制该发射机把发射功率从该第二功率水平减少到第三功率水平,其中该第三功率水平是一个非零功率水平。
5.如权利要求2或权利要求3所述的设备,其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过该第三阈值而控制该发射机把发射数据速率从该第二发射数据速率减少到第三发射数据速率,其中该第三发射数据速率是一个非零发射数据速率。
6.如权利要求4所述的设备,其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已下降到第四阈值以下而控制该发射机把发射功率从该第三功率水平增加到该第二功率水平。
7.如任一前述权利要求所述的设备,其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过最大工作温度阈值而切断该发射机。
8.如权利要求7所述的设备,其中该控制器响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已下降到接通温度阈值以下而接通该发射机。
9.如权利要求8所述的设备,其中该最大运行温度阈值与该接通温度阈值不同。
10.如权利要求7所述的设备,其中该控制器响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过临界温度阈值而把指示数据写到存储器中。
11.如任一前述权利要求所述的设备,其中该控制器包括在软件的控制下运行的处理硬件。
12.一种方法,该方法包括:响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制发射机把发射功率从第一功率水平减少到第二功率水平,其中该第二功率水平是一个非零功率水平。
13.如权利要求12所述的方法,该方法包括:响应于至少一个温度传感器指示着温度已超过第一阈值而控制该发射机把发射数据速率从第一发射数据速率减少到第二发射数据速率,以降低发射功率,其中该第二发射数据速率是一个非零发射数据速率。
14.如权利要求13所述的方法,该方法包括:响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已下降到第二阈值以下而控制该发射机把发射功率从该第二功率水平增加到该第一功率水平。
15.如权利要求12-14中任一权利要求所述的方法,该方法包括:响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过第三阈值而控制该发射机把发射功率从该第二功率水平减少到第三功率水平,其中该第三功率水平是一个非零功率水平。
16.如权利要求12所述的方法,该方法包括:响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过最大工作温度阈值而切断该发射机。
17.如权利要求16所述的方法,该方法包括:响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已下降到接通温度阈值以下而接通该发射机。
18.如权利要求17所述的方法,其中所述最大工作温度阈值与所述接通温度阈值不同。
19.如权利要求12-18中任一权利要求所述的方法,该方法包括:响应于所述至少一个温度传感器指示着温度已超过临界温度阈值而把指示数据写到存储器中。
20.一种包含有机器可读指令的计算机程序,当该机器可读指令由计算机装置执行时,使得该计算机装置执行根据权利要求12-19中任一权利要求机器可读指令的方法。
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PB01 | Publication | ||
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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080102 |