CN105939536A - 针对长drx周期的迭代接收器唤醒 - Google Patents

针对长drx周期的迭代接收器唤醒 Download PDF

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Abstract

本发明各实施例总体上涉及针对长DRX周期的迭代接收器唤醒。具体地，涉及一种用于通信的方法，包括：在无线通信终端中，估计期望不超过从无线网络寻址到无线通信终端的周期性传输的出现时间的唤醒时间。在所估计的唤醒时间激活无线通信终端的电路以用于接收周期性传输。在激活电路之后，响应于发现所估计的唤醒时间过早以至于不能与周期性传输一致，重新估计同样期望不超过周期性传输的出现时间的下一唤醒时间，并且解激活电路直到所重新估计的下一唤醒时间。

Description

针对长DRX周期的迭代接收器唤醒
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年3月6日提交的美国临时专利申请62/129,582的权益，其公开内容通过引用并入于此。
技术领域
本公开总体上涉及无线通信，并且具体地涉及针对接收器唤醒方案的方法和系统。
背景技术
某些通信系统间歇地(诸如以非连续接收(DRX)模式)操作无线通信终端，其中终端根据规定周期性循环激活其接收器短暂持续时间。长期演进(LTE)系统中的DRX操作例如在“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio AccessNetwork；Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA)；UserEquipment(UE)Procedures in Idle Mode(Release 12)”TS 36.304，版本12.4.0，2015年3月中被规定，其通过引用并入于此。
在通用移动通信系统(UMTS)网络中，DRX模式在“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group Radio AccessNetwork；User Equipment(UE)Procedures in Idle Mode and Proceduresfor Cell Reselection in Connected Mode(Release 12)”TS 25.304，版本12.4.0，2014年12月中被规定，其通过引用并入于此。
全球移动通信系统(GSM)中的DRX操作例如在“3rd GenerationPartnership Project；Technical Specification Group GSM/EDGE RadioAccess Network；Functions Related to Mobile Station(MS)in Idle Modeand Group Receive Mode(Release 12)”TS 43.022，版本12.0.0，2014年8月中被规定，其通过引用并入于此。
上述的描述被作为对本领域的相关技术的总体描述而呈现，而不应被视为承认其中所包含的任何信息构成本专利申请的现有技术。
发明内容
本文所述实施例提供了一种用于通信的方法。该方法包括：在无线通信终端中，估计期望不超过从无线网络寻址到无线通信终端的周期性传输的出现时间的唤醒时间。在所估计的唤醒时间激活无线通信终端的电路以用于接收周期性传输。在激活电路之后，响应于发现所估计的唤醒时间过早以至于不能与周期性传输一致，重新估计同样期望不超过周期性传输的出现时间的下一唤醒时间，并且解激活电路直到所重新估计的下一唤醒时间。
在一些实施例中，来自无线网络、包括周期性传输的下行链路信号在时间帧中被发射，并且该方法进一步包括在所估计的唤醒时间激活电路之后，使用以下各项中的一项或多项同步到无线网络的定时：由无线网络每时间帧发射多次的参考信号，以及由无线网络每时间帧发射一次或多次的信号传输消息。
在一个实施例中，该方法进一步包括在所重新估计的下一唤醒时间激活电路之后，响应于发现所重新估计的下一唤醒时间仍然过早以至于不能与周期性传输一致，执行重新估计随后唤醒时间并解激活电路直到随后所重新估计的唤醒时间的一个或多个附加迭代。
在另一实施例中，估计唤醒时间包括：使用无线通信终端的内部时钟估计周期性传输的出现时间；计算取决于一个或多个操作条件的规定范围上内部时钟的准确度的时间余量；以及将唤醒时间设置在周期性传输的所估计的出现时间之前的至少时间余量。
在又一实施例中，发现所估计的唤醒时间过早包括标识剩余时间直到周期性传输超过预定义时间阈值。在所公开实施例中，估计唤醒时间包括计算唤醒时间以便在周期性传输的出现时间之前，并且其中重新估计下一唤醒时间包括计算下一唤醒时间以便与周期性传输的出现时间一致或者在其之前。
根据本文所述实施例附加地提供了一种通信装置，包括：前端；以及处理器。该处理器被配置为估计期望不超过从无线网络寻址到装置的周期性传输的出现时间的唤醒时间，在所估计的唤醒时间激活通信装置的电路以用于接收周期性传输，以及在激活电路之后，响应于发现所估计的唤醒时间过早以至于不能与来自无线网络的周期性传输一致，重新估计同样期望不超过周期性传输的出现时间的下一唤醒时间，并且解激活电路直到所重新估计的下一唤醒时间。
在一些实施例中，一种无线通信终端包括所公开的装置。在一些实施例中，一种用于处理无线通信终端中信号的芯片集包括所公开的装置。
根据结合附图对本文的各个实施例的下列详细描述，将更全面地理解本公开。
附图说明
图1是根据本文所述实施例示意性图示了无线通信系统的框图；
图2是根据本文所述实施例示意性图示了无线通信终端中迭代唤醒方案的示图；以及
图3是根据本文所述实施例示意性图示了针对无线通信终端中迭代唤醒的方法的流程图。
具体实施方式
本文所述实施例提供了针对无线通信终端中电路的间歇唤醒的改进方法和系统。在某些实施例中，无线网络指示无线通信终端以非连续接收(DRX)模式操作。在此模式中，终端被配置为根据规定周期性循环在指定唤醒时间唤醒并接收来自网络的传输。在指定唤醒时间之间的不活动周期期间，终端通常很大程度上解激活其电路，除了用于时间追踪和唤醒所需的一些最小限度的电路。
在一个实施例的典型无线通信终端中，在不活动周期期间保持活动的电路包括低功率时钟振荡器，加上某些辅助逻辑。在一个实施例中，此电路可以针对低成本和/或极低功耗进行有优化，并且具有有限精确度。具体地，时钟振荡器频率易于对温度变化敏感。此外，在某些应用中，诸如在各种物联网应用中，DRX循环的不活动周期非常长，有时大约数小时。
具有有限准确度的时钟振荡器和长不活动周期这两个因素的组合意味着终端具有在指定唤醒时间很久之前或之后唤醒的高可能性。例如，因为实际唤醒时间经受由于不精确的时钟振荡器产生的大幅度变化，终端需要比指定唤醒时间早得多唤醒(根据其内部时钟)，以便不会在时钟振荡器比网络时钟慢得多的情况下过冲指定唤醒时间。
因此，在一个实施例中，终端估计并设置领先指定唤醒时间大量时间余量的实际唤醒时间。该时间余量被定义为以相对高确定性保证实际唤醒时间将不会超过指定唤醒时间，即使在时钟振荡器的最坏情况误差的情况下。
然而，在实践中，最坏情况误差只出现很少。在大多数情况下，实际唤醒时间过早以至于不能与指定唤醒时间一致。原则上可以从实际唤醒时间保持终端电路活动直到指定唤醒时间。然而，此朴素的解决方案在功耗方面成本较高。
在本文所述的某些实施例中，响应于唤醒并且发现实际唤醒时间过早以至于不能与指定唤醒时间一致，终端重新估计实际唤醒时间并且解激活其电路直到重新估计的唤醒时间。此过程可以被重复多个迭代次数，直到实际唤醒时间将在预定容差内足够接近指定唤醒时间。此时，终端保持活动以接收来自网络的传输。
上文所述迭代唤醒方案防止终端长时间不必要地保持活动，因此大大减少了功耗。
图1是根据本文所述实施例示意性图示了无线通信系统20的框图。在此示例中，系统20是根据上文指出的LTE规范操作的移动或蜂窝系统。然而，在备选实施例中，所公开的技术可以被应用于根据任意其他适当的通信协议操作的无线系统中，诸如UMTS、GSM或其他非无线通信系统。
在图1的示例中，系统20包括与无线网络(例如，与基站(BS)28)通信的无线通信终端24。在LTE术语中，终端24还被称为用户设备(UE)，并且BS 28还被称为eNodeB。虽然本文使用的术语与LTE术语一致，但是出于方便和清楚的目的，这不被解释为限于蜂窝通信系统。图1为了清楚示出了单个UE和单个BS。然而，在系统20的典型实现中，系统包括多个UE并且无线网络包括多播BS。
UE 24可以包括例如蜂窝电话、智能电话、支持无线的平板或其他计算设备、物流网(IoT)、机器类型通信(MTC)或机器到机器(M2M)无线设备，或者任意其他适当类型的无线终端。在示例实施例中，UE 24包括CAT-0LTE设备、或针对MTC应用规定的其他类型设备。这种无线设备及相关联的通信协议有时还被称为CAT-M、LTE-M、蜂窝IoT(CIoT)或窄带LTE(NB-LTE)。
在一个实施例中，UE 24包括至少一个天线32、射频(RF)前端36和基带(BB)处理器40。天线32被配置为从无线网络接收RF下行链路信号并且向无线网络发射RF上行链路信号。RF前端36被配置为将接收的下行链路信号从RF下转换到基带，将用于传输的上行链路信号从基带上转换到RF，并且执行其他功能，诸如接收和传输两者的过滤和放大。
BB处理器40(其在本文还被简称为“处理器”)被配置为实施UE 24的各种基带处理任务。在所述实施例中，BB处理器40包括用于处理接收的下行链路信号的下行链路接收器44、用于生成并处理用于传输的上行链路信号的上行链路发射器48、和控制并管理UE操作的控制单元52。下行链路接收器44还被称为解调器、上行链路发射器48还被称为调制器、以及接收器44和发射器48还被共同地称为调制解调器。
在一个实施例中，控制单元52包括时钟模块56，其生成用于操作下行链路接收器44、上行链路发射器48和/或RF前端36的一个或多个时钟信号57。在一个实施例中，由时钟模块56输出的时钟信号57之一包括定时时钟，其用于设置并追踪UE侧通信协议的定时。在一个实施例中，时钟模块56使用低成本低电流32KHz振荡器生成定时时钟。在一个实施例中，32KHz振荡器是廉价的、非温度补偿的晶体振荡器。在一个实施例中，这种振荡器的温度敏感度达到2.5ppm/℃，即使可以使用具有任意其他温度敏感度的振荡器。
在一个实施例中，控制单元52进一步包括迭代唤醒模块60，其执行UE 24中电路的间歇唤醒和解激活以便减少功耗。在各实施例中，迭代唤醒模块60唤醒和解激活下行链路接收器44、上行链路发射器48、RF前端36中的电路和/或UE 24中的任意其他适当电路。下面详细描述了由迭代唤醒模块60实施的示例间歇唤醒方案。
图1中所示的UE和系统配置是示例配置，其仅是为了清楚而进行的描述。在备选实施例中，还可以使用任意其他适当的UE和/或系统配置。例如，在备选实施例中，UE 24从多个BS 28接收传输，例如，在各种协调式多点(CoMP)方案中。为了清楚，已经从附图中省略了不是理解所公开技术必须的某些UE元件。
UE 24的不同元件通常使用专用硬件实现，诸如使用一个或多个专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或RF集成电路(RFIC)。备选地，某些UE元件(例如，控制单元52或其各部分)可以使用在可编程硬件上执行的软件或者使用硬件和软件元件的组合实现。在某些实施例中，BB处理器40的某些或全部元件和可能的RF前端36被装配在芯片集中。
当在可编程处理器上的软件中实现所公开技术时，软件可以例如通过网络以电子形式下载到处理器中，或者其可以备选地或附加地提供和/或存储在非瞬态有形介质上，诸如磁、光或电存储器。
图2是根据本文所述实施例示意性图示了由UE 24实施的迭代唤醒方案的示图。在本示例中，无线网络已经指示UE 24在指定唤醒时间74唤醒，以便从无线网络接收寻址到UE的传输70。通常，根据针对UE 24规定的DRX循环，来自网络的周期性下行链路传输中出现一次传输70。
在一个实施例中，传输70包括分配消息，其向UE通知指派给该UE的下行链路和/或上行链路资源分配。换言之，在此实施例中，传输70向UE指示在某些时间频率区上将向其发送的下行链路消息，以及/或者时间频率区已经分配给UE用于向无线网络发射上行链路消息。
为了成功地唤醒和接收传输70，迭代唤醒模块60估计第一实际唤醒时间78A。在一个实施例中，迭代唤醒模块60设置实际唤醒时间以领先指定唤醒时间某个时间余量。时间余量通常取决于可应用温度范围上时钟模块56的准确度。在一个非限制示例中，正常温度范围是[-20…+55℃]，并且扩展温度范围是[-40…+85℃]。附加地或备选地，时间余量取决于其他操作条件(诸如老化时间、供给电压和平向过程变异)的规定范围上时钟模块56的准确度。
在一个实施例中，时间余量被设置为足够大以便保证UE将不会过冲指定唤醒时间74(即，超过指定唤醒时间74的出现时间)。
在时间78A，迭代唤醒模块60将UE电路激活时间间隔82A。在此时间间隔期间，BB处理器40从无线网络(例如，从BS 28)接收下行链路信号，并且使用接收的下行链路信号同步到无线网络的定时。
在各种无线通信协议中，从无线网络发射的下行链路信号被划分成被称为时间帧的时间间隔。在LTE术语中，例如，这种时间间隔或时间帧被称为子帧。通常，除了用户数据，每个时间帧还包括参考信号(RS)和信号传输消息。RS通常每信号帧被发射多次，例如，在时间帧内的时间频率区的周期模式中。信号传输消息通常每时间帧被发射一次或多次，例如，在每个帧的第一符号中。
在各实施例中，BB处理器40通过接收一个或多个RS和/或一个或多个信号传输消息(例如，物理广播信道-PBCH或同步信道-SCH)来同步到网络定时。在任一情况下，RS或信号传输消息比传输70频繁得多地出现-DRX循环通常具有长度上多个时间帧的周期。
附加地或备选地，BB处理器40可以通过任意其他适当的方式并使用来自网络的任意其他适当的信号在间隔82A期间同步到无线网络的定时。
在本上下文中，术语“同步到网络定时”意味着BB处理器40将UE 24保持的内部时间与无线网络的参考时间同步。因此，在先前不活动周期由UE累积的时间误差(例如，由于时钟模块56的有限准确度)被重新设置到零。
在本示例中，在同步到无线网络的定时之后，控制单元52发现实际唤醒时间(时间78A)过早以至于不能与指定唤醒时间(时间74)一致。在一个实施例中，控制单元52估计剩余的持续时间86A直到指定的唤醒时间74。此估计具有高准确度，因为UE刚刚与网络定时同步。如果持续时间86A大于阈值，则控制单元52推断唤醒时间78A过早，反之亦然。
响应于决定唤醒时间78A过早，控制单元52基于持续时间86A重新估计下一实际唤醒时间，其也期望不超过指定唤醒时间74，并且迭代唤醒模块60解激活UE电路。
在本示例中，时钟模块56相对不准确，因此迭代唤醒模块60在第二实际唤醒时间78B而不是在指定唤醒时间74唤醒UE电路。在随后的时间间隔82B期间，BB处理器40从无线网络接收下行链路信号并且同步到无线网络的定时。
在同步到无线网络的定时之后，控制单元52估计剩余的持续时间86B直到指定唤醒时间74。再一次，控制单元52基于持续时间86B的长度决定唤醒时间78B过早以至于不能与指定唤醒时间74一致。因此，控制单元52基于持续时间86B重新估计下一实际唤醒时间，并且迭代唤醒模块60再次解激活UE电路。
在下一迭代中，迭代唤醒模块60在第三实际唤醒时间78C唤醒UE电路，并且处理器40在间隔82C期间同步到无线网络的定时。然而，在此迭代中，在返回部分不活动状态之前控制单元52决定唤醒时间78C足够靠近指定唤醒时间74以保持活动来在指定唤醒之后接收随后的下行链路传输信号。例如，控制单元52可以发现剩余时间直到指定唤醒时间74小于预定义时间阈值。因此，迭代唤醒模块60保持UE电路活动。BB处理器40随后接收并解码传输70。
UE 24不活动的时间段在图2中被标记为“休眠”。如附图中所示，所公开技术使得UE 24能够在从最初唤醒时间78A的大部分时间中保持不活动直到指定唤醒时间74。因此，UE功耗被大大减少，并且UE电池时间被延长。
图2中所示过程是仅通过示例的方式描述的示例过程。在备选实施例中，任意其他适当的过程可以被实现。例如，在一个实施例中，第一实际唤醒时间被有意设置在指定唤醒时间之前，并且下一个实际唤醒时间被设置为与指定唤醒时间一致。在一个非限制示例中，间隔70在长度上大约8ms，并且间隔82A、82B和82C在长度上大约3ms。总体DRX循环的长度大大地(例如，在32ms到多达若干小时或更多之间)变化。
在一些实施例中，由UE保持的内部时间中的定时误差与不活动周期的长度成比例。因此，由控制单元52假定的时间余量从一个迭代快速缩减到下一个。因此，在大多数实践情况下，迭代过程包括不多于1-3次迭代。
图3是根据本文所述实施例示意性图示了针对UE 24中迭代唤醒的方法的流程图。在唤醒时间估计操作90，该方法从迭代唤醒模块60计算用于从BS 28接收下一传输的估计唤醒时间开始。
在激活操作94，迭代唤醒模块60在估计唤醒时间(在操作90估计的)激活UE电路。当UE电路活动时，在同步操作98，BB处理器40将由UE 24保持的内部时间与无线网络的参考时间同步。
在检验操作102，控制单元52检验UE电路被激活的实际唤醒时间是否足够靠近下行链路传输的指定时间。如果是这样，则在接收操作106，UE保持活动并且最终接收下行链路传输。
否则，迭代唤醒模块60在解激活操作110解激活UE电路。该方法继而循环回到上文操作90，其中UE重新估计下一唤醒时间。
需要注意的是，上述实施例通过示例的方式阐述，但是本发明并不限于在上文中专门示出或专门描述的内容。相反，本发明的范围同时包含上文所描述的不同特征的组合和子组合，以及本领域的技术人员在阅读前面的说明之后会想到的未被现有技术所公开的其中的变化和修改。通过引用并入本专利申请的文献应该被视为本申请的整体的一部分，但是对于在所并入的这些文献中所定义的、与本说明书中明确或隐含地做出的定义相冲突的任何术语的内容，应该仅仅考虑本说明书中的定义。

Claims (14)

1.一种用于通信的方法，包括：
在无线通信终端中，估计期望不超过从无线网络寻址到所述无线通信终端的周期性传输的出现时间的唤醒时间；
在所估计的唤醒时间激活所述无线通信终端的电路以用于接收所述周期性传输；以及
在激活所述电路之后，响应于发现所估计的唤醒时间过早以至于不能与所述周期性传输一致，重新估计同样期望不超过所述周期性传输的所述出现时间的下一唤醒时间，并且解激活所述电路直到所重新估计的下一唤醒时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中来自所述无线网络、包括所述周期性传输的下行链路信号在时间帧中被发射，并且所述方法包括在所估计的唤醒时间激活所述电路之后，使用以下各项中的一项或多项同步到所述无线网络的定时：由所述无线网络每时间帧发射多次的参考信号，以及由所述无线网络每时间帧发射一次或多次的信号传输消息。
3.根据权利要求1所述的方法，包括在所重新估计的下一唤醒时间激活所述电路之后，响应于发现所重新估计的下一唤醒时间仍然过早以至于不能与所述周期性传输一致，执行重新估计随后唤醒时间并解激活所述电路直到随后所重新估计的唤醒时间的一个或多个附加迭代。
4.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述唤醒时间包括：
使用所述无线通信终端的内部时钟估计所述周期性传输的所述出现时间；
计算取决于一个或多个操作条件的规定范围上所述内部时钟的准确度的时间余量；以及
将所述唤醒时间设置在所述周期性传输的所估计的出现时间之前的至少所述时间余量。
5.根据权利要求1所述的方法，其中发现所估计的唤醒时间过早包括标识剩余时间直到所述周期性传输超过预定义时间阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其中估计所述唤醒时间包括计算所述唤醒时间以便在所述周期性传输的所述出现时间之前，并且其中重新估计所述下一唤醒时间包括计算所述下一唤醒时间以便与所述周期性传输的所述出现时间一致或者在其之前。
7.一种通信装置，包括：
前端；以及
处理器，其被配置为估计期望不超过从无线网络寻址到所述装置的周期性传输的出现时间的唤醒时间，在所估计的唤醒时间激活所述通信装置的电路以用于接收所述周期性传输，以及在激活所述电路之后，响应于发现所估计的唤醒时间过早以至于不能与来自所述无线网络的所述周期性传输一致，重新估计同样期望不超过所述周期性传输的所述出现时间的下一唤醒时间，并且解激活所述电路直到所重新估计的下一唤醒时间。
8.根据权利要求7所述的装置，其中来自所述无线网络、包括所述周期性传输的下行链路信号在时间帧中被发射，并且其中在所估计的唤醒时间激活所述电路之后，所述处理器被配置为使用以下各项中的一项或多项同步到所述无线网络的定时：由所述无线网络每时间帧发射多次的参考信号，以及由所述无线网络每时间帧发射一次或多次的信号传输消息。
9.根据权利要求7所述的装置，其中在所重新估计的下一唤醒时间激活所述电路之后，响应于发现所重新估计的下一唤醒时间仍然过早以至于不能与所述周期性传输一致，所述处理器被配置为执行重新估计随后唤醒时间并解激活所述电路直到随后所重新估计的唤醒时间的一个或多个附加迭代。
10.根据权利要求7所述的装置，其中所述处理器被配置为通过以下操作来估计所述唤醒时间：
使用所述无线通信终端的内部时钟估计所述周期性传输的所述出现时间；
计算取决于一个或多个操作条件的规定范围上所述内部时钟的准确度的时间余量；以及
将所述唤醒时间设置在所述周期性传输的所估计的出现时间之前的至少所述时间余量。
11.根据权利要求7所述的装置，其中所述处理器被配置为通过标识剩余时间直到所述周期性传输超过预定义时间阈值来发现所估计的唤醒时间过早。
12.根据权利要求7所述的装置，其中所述处理器被配置为将所述唤醒时间估计为在所述周期性传输的所述出现时间之前，以及将所述下一唤醒时间重新估计为与所述周期性传输的所述出现时间一致或者在其之前。
13.一种无线通信终端，包括根据权利要求7所述的装置。
14.一种用于处理无线通信终端中的信号的芯片集，包括根据权利要求7所述的装置。
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