CN101938819A - 一种移动终端的功耗控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露了一种移动终端的功耗控制系统及方法，其中方法包括：检测工作温度和/或电源接口的工作电流，并判断工作温度是否超出最高温度门限和/或工作电流是否超出最大电流门限；在检测到工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，减小射频功放功耗，或者减小基带部分功耗。本发明解决了宽带移动通信终端在各应用场景下功耗得不到有效控制的问题，在不增加终端的硬件结构和软件算法复杂度的条件下，通过对工作电流和工作温度的检测来实时地调整终端功耗，以满足各种接口协议对最大电流的限制以及针对各种终端结构对壳体温度的限制的要求。

Description

一种移动终端的功耗控制系统及方法
技术领域
本发明涉及宽带移动通信终端技术，尤其涉及宽带移动终端的功耗控制系统及方法。
背景技术
随着通信技术和网络技术的高速发展，无线宽带接入技术已经成熟。其中，全球微波接入互操作性(WiMAX，Worldwide Interoperability forMicrowave Access)技术已进入规模商用，长期演进(LTE，Long TermEvolution)技术也已处于试商用阶段，并即将进入规模商用阶段。围绕WiMAX技术、LTE技术出现了各种宽带移动终端产品，包括各种PC卡(外插式或嵌入式的无线网卡)、MODEM以及手机终端等。在以上宽带移动通信终端产品中，其射频带宽达10MHz、20MHz或更宽，传送速率达几百兆；因此在现有集成电路技术下，其功耗会很高。在实际应用中，既要满足各种接口协议对最大电流的限制，同时作为移动终端又要考虑到用户体验，其外形结构受到一定的限制，譬如要求外形要求做到超薄或小巧，这样会使得终端设备的外壳温度难以控制，从而会影响到终端设备工作的可靠性。
而在现有技术中，主要是通过功率控制技术来降低终端设备中功率放大器的功耗，以及通过优化基带算法来降低终端设备中基带部分的功耗，一般应用于低速数据和语音通信中。
现有的相关技术的专利文献包括：专利申请号为“CN200380106571”发明名称为“一种用于发射功率控制的方法和设备”和专利申请号为“CN200710077579”发明名称为“一种上行功率控制方法”中国专利，专利申请号为“US2006025181”“system and method for managing a wirelessconnection to reduce power consumption of a mobile terminal”的美国专利。这些专利中所披露出的移动通信系统的功率控制方法，均未给出如何在各种应用场景下有效地降低移动通信终端功耗的解决办法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种移动终端的功耗控制系统及方法，能够有效地降低移动终端的功耗。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动终端的功耗控制方法，包括：
检测工作温度和/或电源接口的工作电流，并判断工作温度是否超出最高温度门限和/或工作电流是否超出最大电流门限；
在检测到工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，减小射频功放功耗，或者减小基带部分功耗。
进一步地，
在检测到工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，移动终端若确定功耗主要消耗在射频功放部分，则通过降低射频输出功率来减小射频功放功耗，若确定功耗主要消耗在基带部分，则通过降低下行数据传输速率来减小基带部分功耗。
进一步地，
在检测到工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的包括射频功放最大增益值在内的取值范围且上行调制阶数是否处于预设的包括最高阶数在内的阶数范围，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
进一步地，
在检测到工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的射频功放最大增益值且上行调制阶数是否处于预设的最高阶数，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
进一步地，
减小射频功放功耗是通过降低上行调制阶数来实现的；
减小基带部分功耗是通过请求基站减小本移动终端的下行带宽来实现的。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种移动终端的功耗控制系统，包括：
检测和判断装置，用于检测移动终端的工作温度和/或电源接口的工作电流，并判断工作温度是否超出最高温度门限和/或工作电流是否超出最大电流门限；
功耗控制装置，用于在检测和判断装置判断工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，减小射频功放功耗，或者减小基带部分功耗。
进一步地，
功耗控制装置在检测和判断装置判断工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，若确定功耗主要消耗在射频功放部分，则通过降低射频输出功率来减小射频功放功耗；若确定功耗主要消耗在基带部分，则通过降低下行数据传输速率来减小基带部分功耗。
进一步地，
功耗控制装置在检测和判断装置判断工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的包括射频功放最大增益值在内的取值范围且上行调制阶数是否处于预设的包括最高阶数在内的阶数范围，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
进一步地，
功耗控制装置在检测到工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的射频功放最大增益值且上行调制阶数是否处于预设的最高阶数，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
进一步地，
功耗控制装置通过输出降低上行调制阶数指令来减小射频功放功耗；通过输出请求基站减小下行带宽的指令来减小基带部分功耗。
通过本发明提供的移动终端的功耗控制系统及方法，解决了宽带移动通信终端在各应用场景下功耗得不到有效控制的问题，在不增加终端的硬件结构和软件算法复杂度的条件下，通过对工作电流和工作温度的检测来实时地调整终端功耗，以满足各种接口协议对最大电流的限制以及针对各种终端结构对壳体温度的限制的要求，对于电池供电的移动终端可延长其工作时间，同时也可释放部分无线资源给基站系统，避免无线资源的浪费。
附图说明
图1是本发明的移动终端的功耗控制系统实施例的结构示意图；
图2是本发明的移动终端的功耗控制方法实施例流程图；
图3是本发明的通过电流检测实现移动终端的功耗控制方法实施例流程图；
图4是本发明的通过温度检测实现移动终端的功耗控制方法实施例流程图。
具体实施方式
本发明根据移动终端的具体应用场景和特性进行终端的功耗调整。如在高功耗工作场景下，当下行传输数据时，功耗主要消耗在基带部分；当上行传输数据时，功耗主要消耗在射频功放部分。本发明在移动终端工作时实时检测终端电源接口的工作电流和终端的工作温度，根据高阶调制需要高信噪比的特性，采用简化的射频功放部分的降耗算法一旦降低上行调制阶数，便可降低射频发射功率，由此达到减小终端功耗的目的；同时，根据高数据传输速率需要较宽的带宽和高阶调制及高速率高基带功耗的特性，采用简化的基带部分降耗算法一旦减小下行占用带宽或降低下行调制阶数，便可降低基带部分功耗，从而达到终端降低功耗的目的。
下面结合附图和优选实施例对本发明的技术方案进行详细描述。以下例举的实施例仅仅用于说明和解释本发明，而不构成对本发明技术方案的限制。
图1表示出本发明提供的移动终端的功耗控制系统实施例的结构，该装置包括相互连接的检测装置110和功耗控制装置120，其中：
检测装置110，用于检测工作温度和/或电源接口的工作电流，并输出检测的工作温度和/或工作电流；
功耗控制装置120，用于在发生输入的工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下，减小射频功率放大器(简称功放)功耗，或者减小基带部分功耗。
功耗控制装置120若分析发生工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下的功耗主要消耗在射频功放部分，则输出降低上行调制阶数的指令来降低上行传输速率，从而通过降低射频输出功率来减小射频功放功耗；若分析发生发生工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下的功耗主要消耗在基带部分，则输出请求基站减小下行带宽的指令来降低下行数据传输速率，从而减小基带部分功耗。
当然，功耗控制装置120除了采用通过降低上行传输速率方式来降低射频输出功率外，还可以采用减小射频功放增益的方式来降低射频输出功率，只要射频功放增益的调整度足够细，能够使得减小射频功放增益不至导致终端发射功率不足而出现通话异常。
功耗控制装置120分析出现工作温度超出最高温度门限和/或工作电流超出最大电流门限的情况下的功耗主要消耗在射频功放部分，依据的条件是判断射频功放增益为最大且上行调制阶数为最高。
根据移动通信系统上行功率控制的原理，如果射频功放处于最大增益状态且上行的调制阶数为最高，则射频功放的功耗最大，说明移动终端的功耗主要消耗在射频功放上；根据通信协议要求，如果在此情况下降低上行调制阶数对信噪比降低一级，相应的射频输出功率便可成倍降低。
根据通信协议中上下行链路平衡的要求，如果射频功放处于最大增益状态而上行的调制阶数为非最高阶，同样的下行的调制阶数也为非最高阶，终端会处于小区边缘。此时，不宜采用降低上行调制阶数来降低射频输出功率的方法降终端功耗，因为它会导致通信中断；同样，也不宜采用降低下行调制阶数来减小下行数据传输速率以减小基带部分的功耗。因此，适宜采用减小占用带宽来降低下行数据传输速率，以此来降低基带部分的功耗，也可释放部分带宽资源。
如果射频功放处于非最大增益状态且上行的调制阶数为非最低阶，同样的下行的调制阶数也为非最低阶，终端会处于小区中心区域。此时，采用降低上行调制阶数来降低射频输出功率的方法降低终端功耗，其作用不明显；同样也不宜采用降低下行调制阶数来减小下行数据传输速率以减小基带部分的功耗，因为这样会浪费部分无线资源。因此，适宜采用减小占用带宽来降低下行数据传输速率，以此来降低基带部分的功耗，其效果明显，也可释放部分带宽资源。
当然，如果射频功放增益及上行调制阶数的调整度足够细，则功耗控制装置120分析出现工作温度超限和/或工作电流超限情况下的功耗主要消耗在射频功放部分所依据的条件可引申为：射频功放增益处于一取值范围内(即低于且接近于最高增益的一个增益增量范围)且上行调制阶数处于阶数范围内(即低于且接近于最大上行调制阶数的一个调制阶数增量范围)。
图1所示的检测装置110通过其中的电流检测单元检测并输出工作电流，和/或通过其中的温度检测单元检测并输出工作温度。
在此，电流检测单元或温度检测单元与功耗控制装置120之间优选通过中断方式耦合，即：当电流检测单元输出的电流超出最大电流门限时，向功耗控制装置120发出相应的中断信号；或者当温度检测单元输出的温度超出最高温度门限时，向功耗控制装置120发出相应的中断信号；功耗控制装置120在相应的中断信号的触发下，输出减小射频功放功耗或减小基带部分功耗的降耗指令。
当然，电流检测单元或温度检测单元与功耗控制装置120之间还可以通过查询方式耦合，或采用中断结合查询的方式耦合。
本发明根据上述功耗控制装置实施例，相应地还提供移动终端的功耗控制方法实施例，其流程如图2所示，包括如下步骤：
210：检测电源接口工作电流和/或移动终端的工作温度；
220：当出现工作电流超出最大电流门限和/或工作温度超出最高温度门限时，分析出现该情况的起因；
230：判断是否起因于射频输出功率最大，是则执行步骤240，否则执行步骤250；
判断是否起因于射频输出功率最大，即判断是否射频功放增益已最大且上行调制阶数是否已最高，因为这说明移动终端的功耗主要消耗在射频功放上。
240：通过降低射频输出功率降射频功耗，结束流程；
250：通过降低下行数据传输速率降基带功耗。
图3进一步表示出本发明通过电源接口的工作电流检测实现移动终端的功耗控制方法具体实施的流程，包括如下步骤：
310：检测电源接口的工作电流；
320：判断检测的工作电流是否超出最大电流门限，是则执行步骤330，否则返回步骤310执行；
330：判断射频功放增益是否最大且上行调制阶数是否最高，是则执行步骤340，否则执行步骤350；
这一步实际上是判断工作电流超限是否是因为射频输出功率最大所致。
340：降低一级上行调制阶数，返回步骤310执行；
通过降低一级上行调制阶数便可降低射频输出功率，从而使得射频功耗减少。
350：向基站发出减小下行带宽的请求，返回步骤310执行。
通过基站减小下行带宽便可降低下行数据传输速率，从而使得基带功耗减少。
图4进一步表示出本发明通过电流检测实现移动终端的功耗控制方法具体实施的流程，包括如下步骤：
410：检测移动终端的工作温度；
420：判断检测的工作温度是否超出最高温度门限，是则执行步骤430，否则返回步骤410执行；
430：判断射频功放增益是否最大且上行调制阶数是否最高，是则执行步骤440，否则执行步骤450；
这一步实际上是判断工作温度超限是否是因为射频输出功率最大所致。
440：降低一级上行调制阶数，返回步骤310执行；
通过降低一级上行调制阶数便可降低射频输出功率，从而降低射频功耗。
350：向基站发出减小下行带宽的请求，返回步骤310执行。
通过基站减小下行带宽便可降低下行数据传输速率，从而降低基带功耗。
本发明通过上述方法实施例，使得移动终端在和基站正常通信的同时，并行完成降功耗从而降温度和降电流的操作，在整个操作过程中，均满足相应通信协议的要求。本发明克服现有的宽带移动终端因在有些应用场景中功耗较大而不满足口协议对接口工作电流的要求以及因考虑用户体验而难以满足终端壳体温度的要求的问题，在不增加移动终端硬件结构和算法复杂度的情况下，达到降低终端功耗和壳体温度的目的。

Claims (10)

1.一种移动终端的功耗控制方法，其特征在于，包括：
检测工作温度和/或电源接口的工作电流，并判断所述工作温度是否超出最高温度门限和/或所述工作电流是否超出最大电流门限；
在检测到所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，减小射频功放功耗，或者减小基带部分功耗。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，
在检测到所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，所述移动终端若确定功耗主要消耗在射频功放部分，则通过降低射频输出功率来减小射频功放功耗，若确定功耗主要消耗在基带部分，则通过降低下行数据传输速率来减小基带部分功耗。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
在检测到所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的包括射频功放最大增益值在内的取值范围且上行调制阶数是否处于预设的包括最高阶数在内的阶数范围，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
在检测到所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的射频功放最大增益值且上行调制阶数是否处于预设的最高阶数，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述减小射频功放功耗是通过降低上行调制阶数来实现的；
所述减小基带部分功耗是通过请求基站减小本移动终端的下行带宽来实现的。
6.一种移动终端的功耗控制系统，该系统包括：
检测和判断装置，用于检测所述移动终端的工作温度和/或电源接口的工作电流，并判断所述工作温度是否超出最高温度门限和/或所述工作电流是否超出最大电流门限；
功耗控制装置，用于在所述检测和判断装置判断所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，减小射频功放功耗，或者减小基带部分功耗。
7.按照权利要求6所述的功耗控制系统，其特征在于，
所述功耗控制装置在所述检测和判断装置判断所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，若确定功耗主要消耗在射频功放部分，则通过降低射频输出功率来减小射频功放功耗；若确定功耗主要消耗在基带部分，则通过降低下行数据传输速率来减小基带部分功耗。
8.按照权利要求6或7所述的功耗控制系统，其特征在于，
所述功耗控制装置在所述检测和判断装置判断所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的包括射频功放最大增益值在内的取值范围且上行调制阶数是否处于预设的包括最高阶数在内的阶数范围，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
9.按照权利要求6或7所述的功耗控制系统，其特征在于，
所述功耗控制装置在检测到所述工作温度超出最高温度门限和/或所述工作电流超出最大电流门限的情况下，判断射频功放增益是否处于预设的射频功放最大增益值且上行调制阶数是否处于预设的最高阶数，如是，减小射频功放功耗，如否，减小基带部分功耗。
10.按照权利要求6所述的功耗控制系统，其特征在于，
所述功耗控制装置通过输出降低上行调制阶数指令来减小射频功放功耗；通过输出请求基站减小下行带宽的指令来减小基带部分功耗。
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