CN104604305A - 数字调制解调器的动态功率调节 - Google Patents

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Abstract

一种系统和方法基于信道状态和/或数据速率来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率。然后，电子设备依据功率调节进行操作。所述调节可以是依照有效数据速率、多输入多输出(MIMO)层的数量、接收机类型、小区方案或载波的数量的。MIMO层的数量可以基于信道条件或信道质量指标(CQI)中的至少一个来进行预测。

Description

数字调制解调器的动态功率调节
相关申请的交叉引用
本申请依据35 U.S.C.§119(e)要求于2013年9月13日递交的、名称为“Dynamic Power Scaling of Digital Modems”的美国临时申请No.61/700,831的优先权，以引用方式将其公开内容全部明确地并入本文中。
技术领域
概括地说，本公开内容的各方面涉及无线通信系统，具体地说，涉及动态地调节时钟和频率以匹配要被例如调制解调器的电子设备消耗的处理功率。
背景技术
无线通信系统被广泛地部署为提供例如电话、视频、数据、电报和广播的多种电信服务。典型的无线通信系统可以使用能够通过共享可用的系统资源(例如，带宽、发射功率)来支持与多个用户的通信的多址技术。这样的多址技术的例子包括码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统、单载波频分多址(SC-FDMA)系统以及时分同步码分多址(TD-SCDMA)系统。
这些多址技术已经被采纳到多种电信标准中，以提供使不同的无线设备能够在地方性的、国家的、地区的以及甚至全球的水平上进行通信的公共协议。新兴的电信标准的例子是长期演进(LTE)。LTE是对由第三代合作伙伴计划(3GPP)发布的全球移动通信系统(UMTS)移动标准的增强的集合。其被设计为通过改善频谱效率、降低成本、改善服务、使用新的频谱来更好地支持移动宽带因特网接入，以及更好地与在下行链路(DL)上使用OFDMA、在上行链路(UL)上使用SC-FDMA的其它开放的标准以及多输入多输出(MIMO)天线技术进行结合。但是，随着对移动宽带接入的需求不断地增加，存在对LTE技术进一步改进的需求。优选地，这些改进应当适用于其它多址技术以及使用这些技术的电信标准。
发明内容
在一个方面中，公开了一种无线通信的方法。所述方法包括至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率。
另一个方面公开了具有存储器以及耦合到所述存储器的至少一个处理器的无线通信。处理器被配置为至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率。
在另一个方面中，公开了用于无线网络中的无线通信的、具有非暂时性计算机可读介质的计算机程序产品。所述计算机可读介质具有在其上所记录的非暂时性程序代码，所述非暂时性程序代码在由处理器执行时使处理器能够执行以下操作：至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率。
另一个方面公开了一种装置，包括用于至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率的单元。所述装置还包括用于依据所调节的功率来操作电子设备的单元。
这些已经相当广泛地概括了本公开内容的特征和技术优势，以便可以更好地理解后文的详细描述。下文将描述本公开内容额外的特征和优势。本领域的技术人员应当认识到的是，本公开内容可以易于用作为修改或设计用于实现与本公开内容用途相同的其它结构的基础。本领域的技术人员还应当认识到的是，这样的等效结构不脱离如所附的权利要求书中所阐述的公开内容的教导。当结合附图考虑时，根据以下描述内容，将更好地理解被认为是本公开内容的特点的新颖性特征(关于其组织和操作方法两者)连同进一步的目的和优势。但是，要清楚地理解的是，附图中的每一个示意图仅仅是出于说明和描述的目的而提供的，而并不旨在于作为对本公开内容的界限的定义。
附图说明
根据下文在结合示意图时所阐述的详细描述，本公开内容的特征、性质和优势将会更显而易见，其中在示意图中相似的附图标记进行相应地标识。
图1是示出网络架构的例子的示意图。
图2是示出接入网的例子的示意图。
图3是示出LTE中下行链路帧结构的例子的示意图。
图4是示出LTE中上行链路帧结构的例子的示意图。
图5是示出针对用户平面和控制平面的无线协议架构的例子的示意图。
图6是示出接入网中演进型Node B与用户设备的例子的示意图。
图7是示出依据本公开内容的一个方面的示例调制解调器核的部件的示意图。
图8示出了依据本公开内容的一个方面的信道质量指示符(CQI)索引表格。
图9是依据本公开内容的一个方面的动态功率调节系统的实现方式的框图。
图10是示出依据本公开内容的一个方面的针对数字调制解调器的动态功率调节的方法的框图。
图11是示出依据本公开内容的一个方面的针对集成电路的外部功率管理的方法的框图。
图12是示出依据本公开内容的一个方面的示例性装置中的不同模块/单元/部件的框图。
具体实施方式
下文结合附图阐述的详细描述旨在于作为对多种配置的描述，而不旨在于表示可以实施本文所描述概念的唯一配置。出于提供对各种概念的全面理解的目的，详细描述包括具体细节。但是，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，这些概念可以在没有这些具体细节的情况下来实施。在某些情况下，众所周知的结构和部件以框图形式示出，以便避免模糊这样的概念。
参考多种装置和方法介绍了电信系统的各方面。这些装置和方法在后文的详细描述中进行了描述，以及通过各种方框、模块、部件、电路、步骤、过程、算法等(共同地被称作为“元素”)在附图中进行了说明。这些元素可以使用电子硬件、计算机软件或其任意组合来实现。至于这样的元素是被实现为硬件还是软件取决于具体的应用以及施加在整个系统上的设计约束。
举例而言，元素或元素的任何部分或元素的任何组合可以利用包括一个或多个处理器的“处理系统”来实现。处理器的例子包括被配置为执行遍及本公开内容所描述的各种功能的微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、状态机、门控逻辑、分立硬件电路以及其它适当的硬件。处理系统中的一个或多个处理器可以执行软件。无论是被称作为软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言还是其它术语，软件应当被广泛地解释为意指指令、指令集、代码、代码段、程序代码、程序、子程序、软件模块、应用、软件应用、软件包、例程、子例程、对象、可执行文件、执行线程、过程、函数等。
因此，在一个或多个示例性实施例中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则所述功能可以被存储在或者编码为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可以是可由计算机存取的任何可用的介质。通过举例而非限制性的方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备或任何其它介质，这些介质可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码，以及这些介质可以由计算机来存取。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。上述内容的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。
图1是说明LTE网络架构100的示意图。LTE网络架构100可以被称作为演进型分组系统(EPS)100。EPS 100可以包括一个或多个用户设备(UE)102、演进型UMTS陆地无线接入网络(E-UTRAN)104、演进型分组核心(EPC)110、归属用户服务器(HSS)120以及运营商的IP服务122。EPS可以与其它接入网络互相连接，但是为了简单起见，未示出那些实体/接口。如所示出的，EPS提供分组交换服务，但是，如本领域的技术人员将易于认识到的，遍及本公开内容所介绍的各种概念可以被扩展到提供电路交换服务的网络。
E-UTRAN包括演进型节点B(eNodeB)106以及其它eNodeB 108。eNodeB 106向UE 102提供用户和控制平面协议终止。eNodeB 106可以经由回程(例如，X2接口)连接到其它eNodeB 108。eNodeB 106还可以被称作为基站、基站收发机、无线基站、无线收发机、收发机功能、基本服务集(BSS)、扩展服务集(ESS)或某些其它适当的术语。eNodeB 106为UE 102提供到EPC 110的接入点。UE 102的例子包括蜂窝电话、智能电话、会话发起协议(SIP)电话、膝上型电脑、个人数字助理(PDA)、卫星无线电、全球定位系统、多媒体设备、视频设备、数字音频播放器(例如，MP3播放器)、照相机、游戏机或任何其它类似功能的设备。UE 102还可以被本领域的技术人员称作为移动站、用户站、移动单元、用户单元、无线单元、远程单元、移动设备、无线设备、无线通信设备、远程设备、移动用户站、接入终端、移动终端、无线终端、远程终端、手机、用户代理、移动客户端、客户端或某些其它适当的术语。
eNodeB 106经由例如S1接口连接到EPC 110。EPC 110包括移动性管理实体(MME)112、其它MME 114、服务网关116以及分组数据网络(PDN)网关118。MME 112是处理UE 102和EPC 110之间的信令的控制节点。通常，MME 112提供承载和连接管理。全部的用户IP分组通过服务网关116来传送，所述服务网关116本身连接到PDN网关118。PDN网关118提供UE IP地址分配以及其它功能。PDN网关118连接到运营商的IP服务122。运营商的IP服务122可以包括因特网、企业内部互联网、IP多媒体子系统(IMS)以及PS流服务(PSS)。
图2是说明LTE网络架构中接入网络200的例子的示意图。在这种例子中，接入网络200被划分成多个蜂窝区域(小区)202。一个或多个较低功率等级的eNodeB 208可以具有与小区202中的一个或多个小区重叠的蜂窝区域210。较低功率等级的eNodeB 208可以是远程无线头端(RRH)、毫微微小区(例如，家庭eNodeB(HeNodeB))、微微小区或微小区。各宏eNodeB204被分配给各自的小区202，以及被配置为给小区202中全部的UE 206提供到EPC 110的接入点。在接入网络200的这个例子中没有集中控制器，但是在代替的配置中可以使用集中控制器。eNodeB 204负责全部与无线电相关的功能，包括无线电承载控制、准入控制、移动性管理、调度、安全工作以及到服务网关116的连接。
接入网络200使用的调制和多址方案可以取决于所使用的特定的电信标准而改变。在LTE应用中，在下行链路上使用OFDM且在上行链路上使用SC-FDMA以支持频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两者。如本领域的技术人员根据后面的详细描述将容易地认识到的，本文所介绍的各种概念很适用于LTE应用。但是，这些概念可容易地扩展到使用其它调制和多址技术的其它电信标准。举例而言，这些概念可以扩展到演进数据优化(EV-DO)或超移动宽带(UMB)。EV-DO和UMB是由第三代合作伙伴计划2(3GPP2)发布的、作为CDMA2000标准家族中的一部分的空中接口标准，以及使用CDMA以提供到移动站的宽带因特网接入。这些概念还可以扩展到使用宽带-CDMA(W-CDMA)以及CDMA的其它变形(例如TD-SCDMA)的通用陆地无线接入(UTRA)；使用TDMA的全球移动通信系统(GSM)；以及演进型UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20以及使用OFDMA的Flash-OFDM。在来自3GPP组织的文档中描述了UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE以及GSM。在来自3GPP2组织的文档中描述了CDMA2000和UMB。实际的无线通信标准和所使用的多址技术将取决于具体的应用以及施加在系统上的整体设计约束。
eNodeB 204可以具有支持MIMO技术的多个天线。MIMO技术的使用使得eNodeB 204能够使用空间域来支持空间复用、波束成形以及发射分集。空间复用可以用于在相同的频率上同时发送不同的数据流。数据流可以被发送给单个UE 206以提高数据速率，或者被发送给多个UE 206以提高整体的系统容量。这样的提高是通过将每个数据流进行空间预编码(即，应用对振幅和相位的调节)，然后在下行链路上通过多个发射天线将每个经空间预编码的流进行发送来实现的。经空间预编码的数据流到达具有不同的空间签名的UE 206，所述空间签名使得UE 206中的每一个UE 206能够恢复出指定给该UE 206的一个或多个数据流。在上行链路上，每个UE 206发送经空间预编码的数据流，所述经空间预编码的数据流使得eNodeB 204能够识别出每个经空间预编码的数据流的源头。
空间复用通常在信道条件良好时使用。当信道条件不太良好时，可以使用波束成形来在一个或多个方向上集中传输能量。这可以通过将数据进行空间预编码以用于通过多个天线进行传输来实现。为了在小区边缘实现良好的覆盖，可以将单个流波束成形传输与发射分集结合使用。
在后面的详细描述中，将参考在下行链路上支持OFDM的MIMO系统来描述接入网络的多个方面。OFDM是在OFDM符号内在多个子载波上调制数据的扩频技术。以精确的频率将子载波分隔开。间隔提供了使得接收机能够从子载波中恢复出数据的“正交性”。在时域中，可以向每个OFDM符号增加保护间隔(例如，循环前缀)以防止OFDM符号间干扰。上行链路可以以DFT-扩展OFDM信号的形式来使用SC-FDMA，以补偿高峰值平均功率比(PAPR)。
图3是说明LTE中下行链路帧结构的例子的示意图300。帧(10 ms)可以被划分成10个大小相等的子帧。每个子帧可以包括两个连续的时隙。资源网格可以用于表示两个时隙，每个时隙包括资源块。资源网格被划分成多个资源元素。在LTE中，资源块包括频域上的12个连续的子载波，以及针对每个OFDM符号中的正常循环前缀，包括时域上的7个连续的OFDM符号，或者84个资源元素。针对扩展循环前缀，资源块包括时域上的6个连续的OFDM符号以及具有72个资源元素。资源元素中的某些资源元素(如指示为R 302、304)包括下行链路参考信号(DL-RS)。DL-RS包括小区特定的RS(CRS)(有时也被称为公共RS)302以及UE特定的RS(UE-RS)304。UE-RS 304仅在映射相对应的物理下行链路共享信道(PDSCH)的资源块上进行发送。由每个资源元素携带的比特的数量取决于调制方案。因此，UE接收到的资源块越多，则调制方案越高，针对UE的数据速率越高。
图4是说明LTE中的上行链路帧结构的例子的示意图400。上行链路的可用资源块可以被划分成数据部分和控制部分。控制部分可以在系统带宽的两个边缘处形成，可以具有可配置的大小。控制部分中的资源块可以被分配给UE用于控制信息的传输。数据部分可以包括没有包括在控制部分中的全部资源块。上行链路帧结构导致数据部分包括邻接的子载波，这样可以允许将数据部分中全部邻接的子载波分配给单个UE。
UE可以被分配控制部分中的资源块410a、410b以向eNodeB发送控制信息。UE还可以被分配数据部分中的资源块420a、420b以向eNodeB发送数据。UE可以在物理上行链路控制信道(PUCCH)中在所分配的控制部分的资源块上发送控制信息。UE可以在物理上行链路共享信道(PUSCH)中在所分配的数据部分的资源块上仅发送数据，或者发送数据和控制信息两者。上行链路传输可以横跨子帧的两个时隙，以及可以在频率之间跳变。
资源块的集合可以用于执行初始系统接入以及实现在物理随机接入信道(PRACH)430中的上行链路同步。PRACH 430携带随机序列，不能携带任何上行链路数据/信令。每个随机接入前导码占用与6个连续的资源块相对应的带宽。起始频率由网络来指定。即，随机接入前导码的传输受限于某些时间和频率资源。没有针对PRACH的跳频。将PRACH尝试携带在单个子帧(1 ms)中或一些邻接的子帧的序列中，以及UE可以每帧(10 ms)仅进行单个PRACH尝试。
图5是说明LTE中针对用户平面和控制平面的无线协议架构的例子的示意图500。利用三个层示出了针对UE和eNodeB的无线协议架构：层1、层2和层3。层1(L1层)是最低的层，实现各种物理层信号处理功能。本文将L1层称作为物理层506。层2(L2层)508在物理层506之上，负责UE和eNodeB之间在物理层506上的链接。
在用户平面上，L2层508包括介质访问控制(MAC)子层510、无线链路控制(RLC)子层512以及分组数据汇聚协议(PDCP)子层514，这些终止于网络侧上的eNodeB处。虽然未示出，但是UE可以在L2层508之上具有若干上层，包括终止于网络侧上的PDN网关118处的网络层(例如，IP层)以及终止于连接(例如，远端UE、服务器等)的另一末端处的应用层。
PDCP子层514提供在不同的无线承载和逻辑信道之间的复用。PDCP子层514还提供了针对上层数据分组的报头压缩以减少无线传输开销，通过加密数据分组提供了安全保证以及提供了针对UE在各eNodeB之间的切换支持。RLC子层512提供上层数据分组的分割和重组、丢失的数据分组的重传以及数据分组的重新排序，以补偿由于混合自动重传请求(HARQ)而导致的无次序的接收。MAC子层510提供了逻辑信道和传输信道之间的复用。MAC子层510还负责在UE之间分配一个小区中的多种无线资源(例如，资源块)。MAC子层510还负责HARQ操作。
在控制平面上，针对UE和eNodeB的无线协议架构对于物理层506和L2层508基本上是相同的，除了针对控制平面没有报头压缩功能。控制平面还包括层3(L3层)中的无线资源控制(RRC)子层516。RRC子层516负责获得无线资源(即，无线承载)以及使用RRC信令在eNodeB和UE之间配置下层。
图6是接入网中eNodeB 610与UE 650相通信的框图。在下行链路中，将来自核心网的上层分组提供给控制器/处理器675。控制器/处理器675实现L2层的功能。在下行链路中，控制器/处理器675提供报头压缩、加密、分组分割以及重新排序、在逻辑信道和传输信道之间的复用以及基于各种优先级度量向UE 650分配无线资源。控制器/处理器675还负责HARQ操作、丢失的分组的重传以及向UE 650发送信号。
TX处理器616实现针对L1层(即，物理层)的多种信号处理功能。信号处理功能包括编码和交织，以促进UE 650处的前向纠错(FEC)以及基于多种调制方案(例如，二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)、M-相移键控(M-PSK)、M-正交振幅调制(M-QAM))来映射到信号星座图。然后，经编码和调制的符号被划分成平行的流。然后，每个流被映射到OFDM子载波，在时域和/或频域中与参考信号(例如，导频)复用，然后使用快速傅立叶逆变换(IFFT)组合到一起，以产生携带时域OFDM符号流的物理信道。将OFDM流进行空间预编码以产生多个空间流。来自信道估计器674的信道估计可以用于确定编码和调制方案以及空间处理。信道估计可以从UE 650所发送的参考信号和/或信道条件反馈来获得。然后，经由分别的发射机618TX将每个空间流提供给不同的天线620。每个发射机618TX将RF载波与各自的空间流进行调制以用于传输。
在UE 650处，每个接收机654RX通过其各自的天线652来接收信号。每个接收机654RX对被调制到RF载波上的信息进行恢复，以及将所述信息提供给接收机(RX)处理器656。RX处理器656实现L1层的各种信号处理功能。RX处理器656对信息执行空间处理以恢复出指定给UE 650的任何空间流。如果多个空间流被指定给UE 650，则可以由RX处理器656将这些空间流组合成单个OFDM符号流。然后，RX处理器656使用快速傅里叶变换(FFT)将OFDM符号流从时域转换到频域。频域信号包括针对OFDM信号的每个子载波的分别的OFDM符号流。通过确定由eNodeB610发送的最可能的信号星座点来恢复和解调每个子载波上的符号以及参考信号。这些软判决可以是基于由信道估计器658计算出的信道估计的。然后，将软判决解码和解交织以恢复出最初由eNodeB 610在物理信道上发送的数据和控制信号。然后，将数据和控制信号提供给控制器/处理器659。
控制器/处理器659实现L2层。控制器/处理器可以与存储程序代码和数据的存储器660相关联。存储器660可以被称作为计算机可读介质。在上行链路中，控制器/处理器659提供传输信道和逻辑信道之间的多路分解、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理以恢复出来自核心网的上层分组。然后，将上层分组提供给数据宿662，数据宿662代表了L2层之上的全部协议层。各种控制信号还可以被提供给数据宿662用于L3处理。控制器/处理器659还负责使用确认(ACK)和/或否定确认(NACK)协议来进行错误检测以支持HARQ操作。
在上行链路中，数据源667用于向控制器/处理器659提供上层分组。数据源667代表了L2层之上的全部协议层。类似于结合eNodeB 610进行的下行链路传输所描述的功能，控制器/处理器659基于由eNodeB 610进行的无线资源分配通过提供报头压缩、加密、分组分割和重新排序以及逻辑信道和传输信道之间的复用来实现针对用户平面和控制平面的L2层。控制器/处理器659还负责HARQ操作，对丢失的分组进行重传以及向eNodeB610发送信号。
由信道估计器658从参考信号或eNodeB 610所发送的反馈中获得的信道估计可以用于供TX处理器668选择适当的编码和调制方案以及促进空间处理。经由分别的发射机654TX将由TX处理器668产生的空间流提供给不同的天线652。每个发射机654TX将RF载波与各自的空间流进行调制以用于传输。
在eNodeB 610处以类似于结合UE 650处的接收机功能所描述的方式来处理上行链路传输。每个接收机618RX通过其各自的天线620来接收信号。每个接收机618RX恢复出被调制到RF载波上的信息，以及将所述信息提供给RX处理器670。RX处理器670可以实现L1层。
控制器/处理器675实现L2层。控制器/处理器675可以与存储程序代码和数据的存储器676相关联。存储器676可以被称作为计算机可读介质。在上行链路中，控制器/处理器675提供传输信道和逻辑信道之间的多路分解、分组重组、解密、报头解压缩、控制信号处理以恢复出来自UE 650的上层分组。来自控制器/处理器675的上层分组可以被提供给核心网。控制器/处理器675还负责使用ACK和/或NACK协议来进行错误检测以支持HARQ操作。
数字调制解调器的动态功率调节
第3代和第4代无线标准在处理复杂度上具有较大的差异以实现不同的模式。处理复杂度规范可以取决于许多因素，包括：有效数据速率、多输入多输出(MIMO)层的数量；接收机类型(例如，是否使用了改进的接收机)；小区方案(例如，发射天线的数量、MIMO模式)以及载波的数量。系统的计算复杂度可以使用表格和/或数学公式来预测，其提供了每个处理块的电压和频率作为使用前述因素的输出。
因为功率是稀缺资源，所以提供用于管理功率的系统和方法是有利的。较高的功率消耗导致减少了UE的对话时间和待机时间。本公开内容着重于动态地预测指定的频率和电压组合以管理功率。进一步地，本公开内容着重于信道状态指示符(例如，信道质量指示符(CQI))的使用，所述信道状态指示符是由UE报告作为预测将来的数据速率和相应地要消耗的功率的因素之一。
图7示出了具有内部接收机702、外部接收机704、发射模块706、DSP/微处理器核708以及硬件(HW)加速器710的调制解调器核。在一个方面中，调制解调器核的部件具有相同的频率和电压。特别地，在调制解调器子系统仅具有一个功率网格的情况下，电压对于全部部件可以是固定的。在相同的电压上，降低时钟频率具有节约功率的好处。在一个方面中，将频率降低到最小的可能频率改善了整体的性能。
在另一个方面中，调制解调器核的部件中的每一个部件具有分别的电压和频率，允许对电压和频率两者进行调节。每个块的电压(V)和频率(f)可以基于部件的具体的处理规范来分别获得。例如，内部接收机702可以使用比使用频率f2和电压V2的外部接收机704高的电压/频率(f1，V1)。在图7中，每个块具有其自身的频率f1、f2、f3、f4、f5和电压V1、V2、V3、V4、V5。
本公开内容的一个方面着重于预测将来的数据速率。UE向网络报告所选择的信道质量指示符(CQI)和/或秩指示(RI)数值。秩指示符指示了可以同时发送的MIMO层的数量。此外，层的数量与数据速率成比例。CQI指定了网络可以在将来的传输中使用的调制和编码速率(确定效率)。针对LTE，有效数据速率与(层的数量)*(效率)*(子载波的数量)成比例。CQI和秩指示符一起指定了由UE推荐的有效数据速率。
网络自身可以决定调制和编码速率。由网络选择的将来的调制和编码速率值被期望在UE所报告的值的某个范围内。此外，在另一个方面中，系统所使用的MIMO层的数量可以基于信道条件和/或CQI来预测。
图8示出了CQI索引表。例如，当CQI索引值是1时，效率大约是0.15。CQI值15与最大数据速率相对应(假设使用相同数量的资源块)。假设使用相同数量的资源块并且考虑MIMO，那么在最低的数据速率和最高的数据速率之间存在74倍(2 x 5.55/0.15)的差异。在本公开内容的一个方面中，近似地知道CQI索引考虑对UE的数据速率的近似预测。
例如，假设将全部的资源块分配给一个UE，那么一个层的CQI索引15转化为75 mbps(兆比特每秒)的数据速率。75 mbps数据速率与每层的最大传送块大小(75376比特)相对应，所述每层的最大传送块大小是由针对具有100个资源块的20 MHz系统的3GPP标准[Ref 3GPP spec 36.213-880section 7.1.7.2.2]来规定的。为了实现每层75 mbps，网络在每毫秒调度最大传送块大小，得到每层75 mbps(75376*1000)的最大数据速率。其它CQI值的数据速率按如下内容进行计算：
数据速率CQI索引X＝75 mbps*(效率CQI索引X/5.5547)*层的数量。
层的数量指的是在相同的频率上同时发送的MIMO流的数量。例如，针对CQI索引10以及2层，数据速率是75 mbps*(2.7305/5.5547)*2＝73.73mbps。
图8还示出了与每个CQI索引相对应的调制方案和编码速率。例如，CQI值1与QPSK调制方案和编码速率78相对应。
本公开内容的一个方面着重于预测将来的数据速率。例如，返回参考图7，针对每个处理块(即，部件702-710)，指定的时钟频率和电压是基于因素的第一集合来计算的，所述因素的第一集合例如是但不受限于有效数据速率、接收机类型(例如，是否使用了改进的接收机)、小区方案(例如，TX天线的数量、MIMO层的数量、MIMO模式)以及载波的数量。代替地，在另一个方面中，指定的时钟频率和电压是仅针对一个块来预先计算的。
然后，将有效数据速率预测为UE所报告的CQI值的函数。此外，所预测的数据速率还可以是当前的和过去的数据速率的函数。接下来，将预先计算的时钟和电压动态地应用到处理块。
图9是动态地调节功率的系统的实现方式的例子。典型地，存在驱动频率的一个或多个锁相环(PLL)，然后其可以被降低到期望的频率。具体地，为了获得特定的频率，将第一比率细分器应用到第一块910，将不同的第二比率细分器应用到第二块912，将不同的第三比率细分器应用到第三块914。所述比率是基于有效数据速率、接收机类型(例如，是否使用了改进的接收机)、小区方案(例如，TX天线的数量、MIMO层的数量、MIMO模式)以及载波的数量来计算的。预测的有效数据速率是UE所报告的CQI值的函数。有效数据速率还可以是当前的和过去的数据速率的函数。
在一个方面中，块能够查找CQI值以及相应地调整频率。例如，由算法得出的配置控制线应用所计算的频率来驱动块自身的时钟控制部件922、924、926以选择适当的时钟源和细分器比率。
在宏调节水平上，预先计算的电压驱动外部功率管理集成电路(IC)，该外部功率管理集成电路可以调整整体Vdd功率轨。在微调节水平上，由算法得出的配置控制线应用预先计算的电压来驱动块自身的电源崩溃开关(power collapse switch)和/或低压差(LDO)稳压器。电源崩溃开关916、918和920允许将某些块在没有被使用的情况下彻底地断电。LDO稳压器允许减小来自公共共享的功率轨的电压。在另一个配置中(图9所示)，调制解调器包括多个功率网格(Vdd功率轨1和Vdd功率轨2)以控制多种块和/或应用。
因此，第一块910可以在第一频率f1和电压V1下进行操作。在另一方面，第二块912和第三块914可以分别在它们自身的频率f2、f3以及分别在电压V2、V3下进行操作。
虽然图9是说明控制分别的块的多个功率控制器的例子。本领域的技术人员将认识到的是，一个功率控制器可以用于控制全部的块。类似地，单个时钟控制元素可以控制全部的块910、912、914。
图10示出了用于数字调制解调器的动态功率调节的方法1000。在方框1002，动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率。在一个方面中，功率调节可以部分地基于信道状态和/或数据速率。在方框1004，电子设备根据所调节的功率来进行操作。
图11示出了驱动外部功率管理集成电路(IC)的方法1100，所述外部功率管理集成电路可以使用预先计算的电压来调整整体的Vdd功率轨。在方框1010，配置控制线应用预先计算的电压来驱动块自身的电源崩溃开关和/或低压差(LDO)稳压器。在方框1020，电源崩溃开关916、918和920允许将某些块在没有被使用的情况下彻底地断电。在方框1130，LDO稳压器允许减小来自公共共享的功率轨的电压。
在一种配置中，UE 650被配置用于无线通信，包括用于动态调节功率的单元。在一个方面中，动态调节功率单元可以是被配置为执行动态调节功率单元所列举的功能的控制器处理器659和/或存储器660。UE 650还被配置为包括用于依据所调节的功率来进行操作的单元。在一个方面中，操作单元可以是被配置为执行操作单元所列举的功能的控制器处理器659和/或存储器660。在另一个方面中，前述单元可以是被配置为执行前述单元所列举的功能的任何模块或任何装置。
图12是示出使用处理系统1214的装置1200的硬件实现方式的例子的示意图。处理系统1214可以利用总线架构(通常由总线1224来表示)来实现。取决于处理系统1214的特定应用和整体设计限制，总线1224可以包括任何数量的互连总线和桥路。总线1224将包括一个或多个处理器和/或硬件模块(由处理器1222、模块1202、模块1204和计算机可读介质1226来表示)的多种电路链接在一起。总线1224还可以链接例如定时源、外围设备、电压调节器和功率管理电路的多种其它的电路，这些是本领域中已知的，因此将不进行任何进一步的描述。
装置包括耦合到收发机1230的处理系统1214。收发机1230被耦合到一个或多个天线1220。收发机1230使能通过传输介质与各种其它装置相通信。处理系统1214包括耦合到计算机可读介质1226的处理器1222。处理器1222负责一般性的处理，包括存储在计算机可读介质1226上的软件的执行。软件在由处理器1222执行时使处理系统1214能够执行针对任何具体装置所描述的各种功能。计算机可读介质1226还可以用于存储处理器1222在执行软件时所操作的数据。
处理系统包括功率调节模块1202。功率调节模块可以动态地调节电子设备的功率。处理系统还包括操作模块1204。操作模块1204可以依据所调节的功率来操作电子设备。所述模块可以是运行在处理器1222中、存在/存储在计算机可读介质1226中的软件模块，耦合到处理器1222的一个或多个硬件模块或其某些组合。处理系统1214可以是UE 650的部件，可以包括存储器660和/或控制器/处理器659。
技术人员会进一步地认识到，结合本文公开内容所描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的互换性，上文对各种说明性的部件、方框、模块、电路和步骤根据它们的功能进行了一般性的描述。至于这样的功能被实现为硬件还是软件，取决于具体的应用以及施加在整个系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个具体的应用以变通的方式来实现所描述的功能，但是这样的实施决策不应当被解释为背离本公开内容的范围。
结合本文公开内容所描述的各种说明性的逻辑框、模块和电路可以利用被设计为执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件或其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在代替的方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以被实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核的结合或者任何其它这样的配置。
结合本文公开内容所描述的方法或算法的步骤可以直接地体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或者在两者的组合中。软件模块可以存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或本领域中已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，以使处理器可以从存储介质读取信息，以及向存储介质写入信息。在代替的方式中，存储介质可以整合到处理器中。处理器和存储介质可以存在于ASIC中。ASIC可以存在于用户终端中。在代替的方式中，处理器和存储介质可以作为分立的部件存在于用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，所描述的功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则所述功能可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或者通过其进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质两者，所述通信介质包括促进计算机程序从一个地方向另一个地方迁移的任何介质。存储介质可以是可由通用计算机或专用计算机来存取的任何可用的介质。通过举例而非限制性方式，这样的计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备或任何其它介质，这些介质可以用于以指令或数据结构的形式携带或存储期望的程序代码单元，以及这些介质可以由通用计算机或专用计算机或通用处理器或专用处理器来存取。此外，任何连接可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或无线技术(例如红外线、无线电和微波)从网站、服务器或其它远程源发送软件，则同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或无线技术(例如红外线、无线电和微波)包括在介质的定义中。如本文所使用的，磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光盘、数字通用光盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘则利用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
提供本公开内容的前述描述以使本领域的任何技术人员能够实现或使用本公开内容。对于本公开内容的各种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的，以及在不脱离本公开内容的精神或范围的情况下，本文所定义的通用原则可以应用到其它变形中。因此，本公开内容不旨在受限于本文所描述的例子和设计，而是符合与本文所公开的原则和新颖性特征相一致的最宽的范围。

Claims (30)

1.一种无线通信的方法，包括：
至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动态地调节包括至少部分地基于预测的计算复杂度来调节电压和频率。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述频率是通过应用细分器比率来动态地调节的。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述预测的计算复杂度至少部分地基于以下内容中的至少一个：有效数据速率、多输入多输出(MIMO)层的数量、接收机类型、小区方案或载波的数量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述小区方案包括传输天线的数量或MIMO模式中的至少一个。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预测的计算复杂度可以是使用预先计算的表格或数学公式中的至少一个来预测的。
7.根据权利要求4所述的方法，还包括：
至少部分地基于信道条件或信道质量指标(CQI)中的至少一个来预测MIMO层的数量。
8.根据权利要求4所述的方法，还包括：
基于CQI和当前的数据速率来预测所述有效数据速率。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
针对所述电路系统的多个部件来单独地动态调节电压和频率。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动态地调节还包括将至少一个电路断电。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述将至少一个电路断电还包括驱动电源崩溃开关。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述动态地调节还包括调整功率轨。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道状态与用户设备(UE)所报告的信道质量指示符(CQI)索引值相对应。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述数据速率与当前的和/或过去的数据速率相对应。
15.一种用于无线通信的装置，包括：
存储器；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器耦合到所述存储器，所述至少一个处理器被配置为：
至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为至少部分地基于预测的计算复杂度，通过调节电压和频率来动态地进行调节。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述频率是通过应用细分器比率来动态地调节的。
18.根据权利要求16所述的装置，其中，所述预测的计算复杂度至少部分地基于以下内容中的至少一个：有效数据速率、多输入多输出(MIMO)层的数量、接收机类型、小区方案或载波的数量。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，所述小区方案包括传输天线的数量或MIMO模式中的至少一个。
20.根据权利要求18所述的装置，其中，所述预测的计算复杂度是使用预先计算的表格或数学公式中的至少一个来预测的。
21.根据权利要求18所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为至少部分地基于信道条件或信道质量指标(CQI)中的至少一个来预测MIMO层的数量。
22.根据权利要求18所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为基于CQI和当前的数据速率来预测所述有效数据速率。
23.根据权利要求15所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为针对所述电路系统的多个部件来单独地动态调节电压和频率。
24.根据权利要求15所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为通过将至少一个电路断电来动态地进行调节。
25.根据权利要求24所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为通过驱动电源崩溃开关将至少一个电路断电。
26.根据权利要求15所述的装置，其中，所述至少一个处理器还被配置为通过调整功率轨来动态地进行调节。
27.根据权利要求15所述的装置，其中，所述信道状态与用户设备(UE)所报告的信道质量指示符(CQI)索引值相对应。
28.根据权利要求15所述的装置，其中，所述数据速率与当前的和/或过去的数据速率相对应。
29.一种用于无线网络中的无线通信的计算机程序产品，包括：
非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质具有在其上记录的非暂时性程序代码，所述程序代码包括：
用于至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率的程序代码。
30.一种用于无线通信的装置，包括：
用于至少部分地基于信道状态或数据速率中的至少一个来动态地调节由电子设备的电路系统所消耗的功率的单元；以及
用于依据所调节的功率来操作所述电子设备的单元。
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