CN108292155B - 通信设备中的功率节省主机-调制解调器交互 - Google Patents

通信设备中的功率节省主机-调制解调器交互 Download PDF

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Abstract

一种通信设备可以包括通过接口互连的主机和调制解调器。主机包括主机处理器，该主机处理器被配置为控制通信设备的组件并且经由接口与调制解调器进行通信。调制解调器包括调制解调器处理器，该调制解调器处理器被配置为控制调制解调器的组件并且经由接口与主机进行通信；以及收发器，该收发器被配置为与调制解调器处理器进行通信并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。调制解调器处理器被配置为标识调制解调器的减少活动状态，并且将关于减少活动状态的信息传送到主机处理器。主机处理器被配置为响应于关于调制解调器的减少活动状态的信息来减少通信设备的至少一个组件的操作。

Description

通信设备中的功率节省主机-调制解调器交互
技术领域
本公开的各个方面总体涉及通信设备(特别是无线通信设备)中的功率节省主机-调制解调器交互。
背景技术
用于(公共或专用)通信网络的计算机化通信设备通常可以具有包括由内部接口(例如，处理器间通信(IPC)接口)互连的主机系统和调制解调器系统的架构。主机系统可以包括主机处理器，其用于控制通信设备的组件并且用于经由接口与调制解调器系统进行通信，而调制解调器系统包括调制解调器处理器，其用于控制调制解调器系统的组件并且用于经由接口与主机系统进行通信。调制解调器系统通常包括收发器，其被布置为与调制解调器处理器进行通信，并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。
在无线环境中，通信设备可以是能够通过无线网络(例如，无线局域网(WLAN)或公共蜂窝无线电系统)与另一通信设备进行通信的移动无线电通信设备，例如，移动无线电通信终端设备，如手持智能电话、平板计算机或笔记本计算机、数字助理等。在无线设置中，调制解调器系统的收发器向通信网络发送无线电信号并从通信网络接收无线电信号。
在有线环境中，通信设备可以(至少暂时地)以静止模式操作，并且调制解调器系统的收发器可被电连接到通信网络以发送和接收电信号。
在传统设备架构中，计算机化的通信设备可以包括限定主机系统和调制解调器系统的功能和/或结构模块，其中主机系统用作主系统(主机)并且调制解调器系统用作辅助系统(从机)。两个系统可以经由通信设备内部的处理器间通信(IPC)接口进行交互。主机系统通常监控调制解调器系统在向网络发送数据和从网络接收数据的过程的操作。例如，主机系统可以着眼于功率管理来评估调制解调器系统操作：如果主机系统在预定量的时间(例如，5秒)内未检测到任何调制解调器活动，则主机系统可以认为调制解调器系统处于不活跃模式，并且可以关闭依赖于调制解调器活动的设备组件。该方法试图节约能量，并因此延长通信设备的蓄电池的再充电间隔。
在传统通信设备中，由主机触发断电过程的调制解调器不活跃的持续时间通常基于在调制解调器可用性和能量消耗之间取得平衡的启发法(heuristic)来确定：在调制解调器不活跃的相对较短时间段之后关闭接口(或将其置于诸如睡眠模式之类的低功率状态)节省更多能量，但趋于在调制解调器系统的数据发送和接收中引入不期望的延迟(因为唤醒过程可能较慢)。在调制解调器不活跃的相对较长时间段之后关闭接口可以保持低延时，但可能针对不必要的时间量保持较高功耗。
对于针对不同平台工作负载的实时长期演进(LTE)通信网络的实验揭示了在访问各种流行网站(例如，Facebook、Twitter等)的通常10分钟的浏览会话期间，可能需要仅约1.5秒(小于1％的时间)来下载数据。调制解调器系统可能在发送和接收有效负载或信令信息的时间的20％之内是活跃的。会话时间的其余80％是无线链路上不活跃的时间段，从几百毫秒到几秒(例如，10秒或更多)的范围，在此期间调制解调器系统驻留在低功率状态。然而，其他平台组件(例如，主机CPU和IPC接口)可能在高功率状态下保持活跃以等待调制解调器事件。
发明内容
通信设备可以包括通过接口互连的主机和调制解调器。主机可以包括主机处理器，该主机处理器被配置为控制通信设备的组件并且经由接口与调制解调器进行通信。调制解调器可以包括调制解调器处理器，该调制解调器处理器被配置为控制调制解调器的组件并且经由接口与主机进行通信；以及收发器，该收发器被配置为与调制解调器处理器进行通信并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。调制解调器处理器可被配置为标识调制解调器的减少活动状态，并且将关于减少活动状态的信息传送到主机处理器。主机处理器可被配置为响应于关于调制解调器的减少活动状态的信息来减少通信设备的至少一个组件的操作。
附图说明
在附图中，相同的参考符号在不同视图中通常指代相同的部分。附图不一定是按比例绘制的，而是通常将重点放在示出本发明的原理。在以下描述中，参照以下附图描述本发明的各种实施例，其中：
图1示出了通信设备的示意性框图；
图2示出了浏览器会话期间发生的调制解调器状态和接口状态的示例性关系；以及
图3示出了主机处理器、调制解调器和通信网络之间的消息和交互的示例性序列。
具体实施方式
以下详细描述参考附图，这些附图以说明的方式示出了其中可以实施本发明的具体细节和实施例。
词语“示例性”在本文用来表示“用作示例、实例或说明”。在本文被描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定被理解为相比于其他实施例或设计是优选的或有利的。
通信设备的组件(例如，应用处理器)可以例如由一个或多个电路来实现。“电路”可被理解为任何种类的逻辑实现实体，其可以是执行存储在存储器、固件或其任何组合(例如，操作系统)中的软件的专用电路或处理器。因此，“电路”可以是硬连线逻辑电路或诸如可编程处理器之类的可编程逻辑电路，例如，微处理器。“电路”还可以是执行软件(例如，任何类型的计算机程序)的处理器。将在下面更详细描述的各个功能的任何其他类型的实现方式也可被理解为“电路”。
为了本公开的目的，无线电通信技术可被分类为下列项中的一项：短程无线电通信技术、城域系统无线电通信技术、或蜂窝广域无线电通信技术(也被称为无线广域网(WWAN)无线电通信技术)。短程无线电通信技术包括蓝牙、无线局域网(WLAN)(例如，根据任何IEEE 802.11标准或例如WiFi)、以及其他类似的无线电通信技术。城域系统无线电通信技术包括全球微波接入互操作性(WiMax)(例如，根据IEEE 802.16无线电通信标准，如WiMax固定或WiMax移动)以及其他类似的无线电通信技术。蜂窝广域无线电通信技术包括全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)、LTE高级(LTE-A)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、通用分组无线电业务(GPRS)、增强型数据速率GSM演进(EDGE)、高速分组接入(HSPA)、HSPA加(HSPA+)、以及其他类似的无线电通信技术。
如本文例如关于通信网络(如移动通信网络)使用的术语“网络”旨在涵盖网络的接入部分(例如，无线电接入网络(RAN)部分)和网络的核心部分(例如，核心网络部分)两者。
除非明确说明，否则术语“发送”包括直接发送和间接发送。类似地，除非明确说明，否则术语“接收”包括直接接收和间接接收。
在本公开的各个方面中，尽管通信设备的主机系统可以表示通信设备的层级中的主要等级或监控等级，但调制解调器系统在管理其收发器与通信网络的交互中可以具有一定的自主性。例如，与主机系统中关于其自身的网络连接性的信息的可用性相比，调制解调器系统可以更详细地和/或在更早时间点具有该信息。例如，调制解调器系统可以知道它刚向网络的基站发送了数据，并且与基站的另一数据交换(例如，来自基站的回复)在新时间帧或时间时隙开始之前不会发生，其中该新时间帧或时间时隙可以由通用通信协议或由特定基站根据基站或通信网络的当前工作负载来分配给通信设备。
因此，调制解调器处理器可被配置为预测或能够确定调制解调器的活动减少的时间段并将关于该时间段的信息传送到主机处理器，并且主机处理器可被配置为在该时间段的至少部分期间减少通信设备或主机子系统或IPC的至少一个组件的操作。
减少设备组件的操作可以包括关闭该组件或将其置于中间低功率状态、等待或休眠状态等。替代的功率节省模式可以包括降低时钟信号频率。
其操作可被减少或停止的候选组件可以包括正在等待经由调制解调器系统的收发器向网络发送数据或从网络接收数据的任何组件。注意，例如，主机系统和调制解调器系统之间的接口可被关闭或以降低的时钟频率操作。
将被停止或减速的组件可以是任何硬件电路或软件模块，因为任何组件的操作减少在操作减少的时间期间直接或间接地转换为能量消耗减少。
例如，在硬件中实现的通信功能和组件的低功率状态可以通过时钟门控或功率门控来实现。这通过避免时钟门控或功率门控电路的动态功率要求和泄漏电流贡献来降低功耗。
在软件中实现并在共享硬件资源(例如，CPU)上执行的通信功能和组件的低功率状态可能产生共享硬件资源的较少计算负载或较短活动周期。诸如针对CPU的动态电压和频率缩放(DVFS)之类的通用功率节省技术可以将负载或活动减少转化为功耗减少。
所实现的能量节省在以电池运行的移动无线电通信设备中可能是特别有利的。在收发器的不活跃期间减少设备组件(平台组件)的操作能延长通信设备的再充电间隔。
如图1所示的通信设备可以包括例如通过处理器间通信(IPC)接口3互连的主机系统(也称为主机)1和调制解调器系统(也称为调制解调器)2。在示例中，调制解调器2可以是建立到无线通信网络(例如，WWAN通信网络(未示出))的无线电链路的蜂窝调制解调器。主机1可以包括主机处理器(CPU)12、功率管理子系统(也称为功率管理子电路)11和电话子系统(也称为电话子电路)13。
调制解调器2可以包括调制解调器处理器，其可以实现功率管理子系统(也称为功率管理子电路)21和一个或多个其他调制解调器子系统(也称为调制解调器子电路)22。调制解调器2还可以包括收发器(未示出)，其被配置为经由无线电链路与通信网络的基站(未示出)进行通信。通信设备以及通信网络可以根据LTE移动无线电通信技术标准来配置。
LTE标准定义了特殊的调制解调器无线电资源控制(RRC)状态以降低维持包括蜂窝网络和移动设备之间的信令传输的高数据速率连接所涉及的功耗。这些RRC状态包括“连接状态不连续接收”(cDRX)和“空闲状态”。在这些RRC状态中，如果在通信接口上存在足够的不活跃的时间段，则通信设备(例如，通信终端设备)的LTE调制解调器可以暂时地转换到低功率状态，即使在用户正在使用通信设备时。
如上所述，关闭IPC接口3(例如，USB)的传统方法是基于启发法，即主机主要跟踪IPC链路已经不活跃的时间量，并且当该时间超过预定阈值(例如，5秒)时，然后接口关闭。然而，这种基于启发法的间隔可能导致IPC花费不必要的长时间在高功率状态中。此外，基于启发法的机制可能必须分别针对每个接口进行调整以考虑不同的延迟惩罚。
根据本公开，调制解调器2可以将其当前RRC状态和/或调度信息(例如，到下一调制解调器事件的预计空闲时间段)传送到主机1。该通信可以允许主机1对何时关闭IPC接口3做出快速且可靠的决策，并且基于RRC状态、调度信息以及任何固有唤醒延迟来确定关闭状态的最大持续时间。因此，功率节省的益处可被优化而不引入延迟。
另一传统方法在调制解调器2进入某些低功率状态(例如，深度睡眠状态)时触发IPC接口3(例如，USB)的关闭。当蜂窝调制解调器2由于调制解调器子系统22的内部活动(例如，监测信令信道)而处于活跃状态但没有与主机1的通信时，该方法可能导致IPC接口3的不必要的活动和功耗。
根据本公开的方面，主机1可以决定在调制解调器2进入RRC状态时立即关闭IPC接口3，RRC状态例如，“连接DRX”(cDRX)，其中，针对已知的时间段没有有效载荷(例如，IP分组)将被处理。
调制解调器2可以标识和发送针对调制解调器2和主机1之间关于调制解调器2的RRC状态的运行时间同步的调制解调器空闲信息。在该上下文中，可以考虑三个基本方面：
1.RRC状态变化检测和触发。
2.将调制解调器RRC状态信息发送到主机。
3.主机对调制解调器RRC状态信息的响应。
这些方面可被描述如下。
1.RRC状态变化检测和触发
根据LTE规范，LTE调制解调器关于基站(eNB)可以处于两个可能的RRC状态之一：“RRC_连接”或“RRC_空闲”。“RRC_连接”状态具有子状态“cDRX”，在该状态下，当不必监测信令信道时可以关闭接收器。
根据本公开，调制解调器2向主机1信令通知其RRC状态，例如，“cDRX”和“空闲”。尽管该信令由图1中的虚线41、42指示，它不限于使用任何专用线或单独的IPC信道用于RRC状态数据。调制解调器状态信息可以被复用到可以在传统调制解调器电源管理子系统中使用的同一IPC信道中，以将调制解调器低功率状态暴露给主机1。
调制解调器状态信息使得主机1能够比常规方法更频繁地和/或更长时间地将IPC接口3、主机组件12、13、或调制解调器组件22设置为较低功率状态。
调制解调器2与由主机系统1托管的应用之间的通信功能的性能要求可以基于来自通信协议的所有层的调制解调器状态(或上下文)信息被指示给主机1。例如，来自调制解调器2的低(PHY)电平时序信息可被暴露给主机1以触发调制解调器2和在主机1中运行的应用之间的所选择的通信功能的低功率状态转换。
因此，在本公开的一个方面中，主机1与根据主机的请求而请求和读取可访问调制解调器状态信息的传统主机不同。这种信息的示例包括用于电话子系统的注册信息、用于典型商业网络或RF信号监控应用的调制解调器(基带和射频，RF)状态信息、以及关于信号强度(条状符号)或运营商名称(文本)的所显示的指示符的(例如，Android电话的)状态更新。在本公开的各个方面中，在信息何时被从无线电子系统发送到主机的时序中存在差异。尽管主机可能知道信号强度信息，但它已经过去了一段时间，并且在何时发生该事件和何时传达该事件之间存在必然的滞后。所传递的信息(传统上该信息并未真正发送给主机)的细节的广度都会增加，并且发生和报告之间的滞后时间缩短。
图2示出了在利用
Figure BDA0001668721180000071
XMMTM 7260调制解调器的Youtube视频流送情形期间，在传统通信设备中IPC接口关于调制解调器状态的示例性功率状态。实线(蓝色区域的轮廓)示出了“RRC连接-活跃”(接收/RX和/或发送/TX活动)、“RRC连接-cDRX”(没有RX/TX活动但在持续时间期间有常规物理下行链路控制信道(PDCCH)监测)、以及“RRC空闲”(没有RX/TX活动但有常规寻呼信道监测)的调制解调器RRC状态。虚线(红色区域的轮廓)描绘了针对与Windows 8.1主机连接的USB2.0IPC的相应的IPC功率状态，L0(活跃)和L2(选择性暂停)。(尽管本公开中的示例涉及Windows 8.1主机系统，但本公开的原理适用于任何操作系统。)
图2示出了启发式暂停策略(例如，基于Windows MBIM驱动器)不能利用所有睡眠机会，即IPC接口通常保持在高功率状态L0而调制解调器已经处于cDRX或空闲RRC状态，并且没有数据通过IPC接口被发送。
相反，本通信设备通过每当调制解调器RRC状态小于“活跃”时将IPC接口3设置为低功率状态“L2”而允许利用全部节电潜力。在所示的示例中，该方法将IPC接口3的活跃时间减少了48％。
LTE调制解调器可以触发并检测RRC状态改变。无论何时LTE调制解调器将RRC状态从“RRC_空闲”改变为“RRC_连接”或反之亦然，或者无论何时它从活跃状态进入cDRX状态或反之亦然，它可向主机发送转换信息，如图1中的虚线41、42所示。该操作可以在前发生并且独立于任何传统操作发生，其中，调制解调器向主机指示(图1中的点划线43)它将要进入调制解调器低功率状态(例如，深度睡眠)以使得主机知道长睡眠状态退出延迟。
2.将调制解调器RRC状态信息发送到主机
以下类型的信息可被暴露在IPC接口处：
-“RRC连接-活跃”、“RRC连接-cDRX”、以及“RRC空闲状态”之间的逻辑调制解调器RRC状态转换。
-到下一调制解调器事件的时间，此时预期有与主机有关的数据，例如，从网络接收到的IP分组。
-可以使用复杂消息来允许主机侧的差异化的功率节省决策。例如，当不活跃定时器期满并且LTE调制解调器进入RRC状态“cDRX”时，调制解调器可以向主机指示预期在可预见的将来没有接收数据，并且下次再次访问该语句是在下一DRX周期。不活跃定时器和DRX周期可以由蜂窝网络定义。典型的设置可以分别是200ms和320ms。
3.主机对调制解调器的RRC状态信息的响应
图3描绘了主机处理器(也称为应用处理器AP，即托管应用的处理器)、调制解调器和通信网络之间的示例性消息和交互序列。在S1中，调制解调器-网络交互允许调制解调器进入RRC状态“cDRX”。在S2中，调制解调器将关于其改变的RRC状态的信息发送给主机AP。在S3中，主机处理器(AP)解析并评估暴露在IPC接口处的蜂窝调制解调器RRC状态信息(或状态改变信息)，并且采取适当的动作以最小化系统功耗，例如，通过将IPC接口置于低功率状态。例如，在视频流送使用期间，一旦调制解调器在接收到数据突发之后进入RRC状态“cDRX”，则主机处理器可以将IPC接口置于低功率状态(L2)。如果没有其他活动即将发生，则主机处理器(AP)本身和调制解调器也可以进入低功率状态(S4、S5)。主机处理器(AP)或网络可以使调制解调器回到激活状态(S6)，或者调制解调器或主机处理器可能知道需要加电到活跃状态的下一定时操作，以及它们自己相应地转换回活跃状态(S6)的时间。
相同的概念可以应用于视频子系统和调制解调器接口之间的电话、通信和媒体堆栈的附加数据路径组件，并且主机也可以将这些组件置于低功率状态，这取决于各个组件的低功率状态进入/退出延迟。
为了概述本公开的广泛适用性，接下来将给出调制解调器可以暴露给主机的示例性调制解调器参数和状态的非详尽概述。
小区特定网络参数可以包括来自对于通信设备正在其中操作的小区内的所有用户设备(UE)有效的系统信息块(SIB)的消息。这些信息可能涉及例如小区带宽或物理随机接入信道(PRACH)配置。
UE特定的网络相关参数可能源于更高级别的信令(例如，RRC连接建立消息)并且对于每个UE可以是不同的。这类参数可以包括例如cDRX设置或调度请求(SR)配置或半持久调度(SPS)配置。
PHY/MAC层状态或蜂窝协议栈(CPS)状态可以包括：与不同网络层中的动态状态相关的RRC调制解调器状态，例如，cDRX参数(drxInactivity定时器、onDuration定时器、LongDrxcycle、寻呼周期)或RRC状态(RRC_空闲或RRC_连接)。
不与蜂窝网络连接直接相关的调制解调器状态(例如，调制解调器功率状态)也可被暴露给主机。
为了进一步概述本公开的广泛适用性，将描述示例性场景以说明调制解调器可以如何将其参数和状态暴露给主机处理器，以及主机处理器可以如何使用这些参数和状态来发起功率节省。
示例场景1：主机的发送(tx)活动可以与调制解调器的上行链路时序同步。
应用可以包括试图通过蜂窝网络发送数据的通信功能。用于调制解调器请求上行链路(UL)资源(调度请求、SR)的时间窗口可以通过网络设置和状态来确定。调制解调器可以向主机/上下文引擎提供关于下一调制解调器上行链路窗口机会的时序的信息，例如，物理上行链路控制信道(PUCCH，例如每40或80ms)或随机接入信道(RACH，例如每10ms)中的SR窗口或上行链路SPS授权。基于该信息，主机可以将发送数据分组(tx分组)与调制解调器上行链路时间同步(＝推迟和缓冲)，以最小化调制解调器唤醒时间并最大化调制解调器的构件块保持在低功率状态的时间段。
主机的功率管理子系统可以发起转换为蜂窝调制解调器和应用之间的tx通信功能的低功率状态，例如，IPC接口的tx功能和缓冲、电话子系统的上行链路功能和缓冲、通信栈的tx数据层(如TCP/IP)、以及应用的tx功能和缓冲。
所使用的上下文信息可以包括RRC状态、SR和RACH配置、以及指示下一上行链路机会(例如，到下一上行链路机会的时间)的时间标记。从而所有tx/UL组件和调制解调器的功耗在上行链路的结束和下一上行链路的授权之间的时间期间被减少了。
示例场景2：主机推迟非时间关键型的后台流量以避免调制解调器的额外活跃时间段。
包括通信功能的若干应用可以并行运行。一些应用的tx数据可能不是时间关键型的，例如，应用可以在后台运行，或者应用可以在屏幕关闭或没有直接用户交互发生时运行。与诸如流送应用之类的时间关键型应用不同，非时间关键型数据流量可以包括DHCP租用更新或源自可以容忍一些延迟的应用(例如，电子邮件应用)的数据分组。
当调制解调器将其状态“RRC_空闲”暴露给主机时，主机通信功能可以推迟延迟容忍流量并将其与延迟敏感流量捆绑或等待预定时间阈值，其无论如何都触发RRC状态转换。因此，可以避免额外的RRC状态转换并因此避免功率消耗信令。
当调制解调器将其状态“C-DRX”暴露给主机时，主机通信功能可以推迟延迟容忍流量并将其与延迟敏感流量捆绑或等待直到预定阈值的时间。推迟操作或任务是通信设备的“操作减少”的一个示例。不活跃定时器被触发的次数减少(捆绑的流量仅触发一次不活跃定时器)。因此，调制解调器可以更久地保持在低功率状态。
所使用的上下文信息可以包括来自LTE PHY层的RRC状态、C-DRX设置、当前不活跃定时器和开启持续时间(on-duration)子帧标记(例如，定时器值)。针对非常短的时间间隔(例如，数十毫秒的范围内)的特定实现方式可以是从调制解调器到主机的专用硬件线，其通过指示下一开启持续时间的开始的同步中断来断言/解除断言。对于较长时间间隔(例如，数百毫秒或更长的范围内)，经由IPC接口在调制解调器和主机之间交换的软件消息中的时间戳可能是适当的实现方式，尽管与上述硬件线相比固有延迟更长。
因此，调制解调器和通信子系统的功耗降低。
示例场景3：分量载波(CC)去激活。
应用可能正在运行通信功能，例如，根据文件传输协议(FTP)的文件下载。调制解调器的介质访问控制(MAC)层可以指示关于经由IPC接口去往主机/上下文引擎的分量载波的去激活的调制解调器状态改变，并且状态改变信息可以包括关于去激活针对网络的下行授权机会何时变为有效的补充信息。
基于该信息，主机/上下文引擎可以认识到最大持续下行链路吞吐量将被限制为单个分量载波的峰值吞吐量。主机功率管理子系统可以发起蜂窝调制解调器和应用之间的通信功能的低功率状态转换，需要这些转换以管理超过单个分量载波的限制的数据吞吐量。例如，接收(Rx)缓冲的深度可能减小，或者高吞吐量所需的额外网络协议(IP)头部处理引擎可能关闭。
除了关于分量载波去激活的信息(该信息来自调制解调器MAC层控制元件)之外，所使用的上下文信息还可以包括关于每载波的最大下载吞吐量的信息以及针对来自调制解调器的物理层(PHY)的下行链路授权去激活何时将变为有效的时间标记(例如，去激活何时将变为有效的时间)。因此，通信子系统中的功耗在载波去激活之后减少。
示例场景4：主机子系统可以在RRC状态“C-DRX”中关闭。
主机可能正在运行视频流送应用。调制解调器的物理层(PHY)可以(经由IPC接口)向主机/上下文引擎指示调制解调器转换为RRC状态“C-DRX”。调制解调器可以提供指示到网络的下一下行链路授权机会的时间(下一开启持续时间的开始)的补充信息。
上下文引擎可以认识到在下一开启持续时间的开始之前将不会从蜂窝网络连接接收下行链路数据。主机的功率管理子系统可以发起到蜂窝调制解调器和应用之间的rx通信功能的低功率状态的状态转换，例如，IPC接口的rx功能和缓冲、电话子系统的下行链路功能和缓冲、通信栈的rx数据层(例如，TCP/IP)和应用(例如，视频流送客户端)的rx功能和缓冲。
从LTE PHY层提供的上下文信息可以包括关于从“活跃”到“C-DRX”的状态转换的信息，并且可以指示到下一开启持续时间的时间。因此，rx下行链路分量的功耗在C-DRX状态转换与下一开始持续时间之间的时间段期间可以减小。
示例场景5：电话内务处理(housekeeping)可能被推迟。
应用可能希望定期检查调制解调器的状态(例如，接收信号强度指示符的值，RSSI)。上下文引擎可以识别调制解调器和IPC接口的功率状态。当调制解调器处于低功率状态时，主机可以推迟状态请求，直到调制解调器唤醒为止。
所使用的上下文信息可以包括调制解调器的功率状态和直到下一调度调制解调器事件的时间。因此，调制解调器和IPC接口的功耗可以降低，因为不需要额外的唤醒。
示例场景6：调制解调器检测到在用户设备处接收到的信号强度的下降。
应用可能正在发送延迟容忍流量或正在下载对延迟没有影响的文件(例如，从网站预提取数据以供稍后使用)。同时，接收的信号强度可能存在明显下降。调制解调器可以向主机提供低接收信号强度指示符(RSSI)以指示差信道条件。基于该信息，主机可以推迟数据的传输或下载操作并等待更好的信号条件，因为差RSSI条件可能导致重复的重传并可能延长发送/接收数据所需的时间。
所使用的上下文信息可以包括在调制解调器处可获得的RSSI以及关于应用的延迟容忍性质的信息。因此，调制解调器和IPC接口的功耗可以降低，因为主机缓冲数据或取消下载直到可以建立有利的条件。
本示例特别适用于包括IPC接口(在主机和调制解调器之间)，特别是通用串行总线(USB)或外围组件互连快速(PCIe)接口的任何平台。在基于USB的调制解调器中，IPC的某些低功率状态(例如，针对USB2.0的L2或针对USB 3.0的U3)可以仅由主机通过选择性暂停机制来发起。因此，将调制解调器RRC状态信息暴露给主机是控制这些接口进入低功率状态的适当方式。在允许精细粒度功率管理的PCIe调制解调器中，调制解调器的RRC状态和IPC的低功率状态(例如，L0或L1.2)之间的协调在调制解调器侧本地已经是可行的，这可以使得更快地进行决策以进入低功率状态。然而，可能仍需要与主机的协调以确保低功率状态进入和退出延迟的正确处理。
上述操作和效果可以在经由处理器间通信(IPC)接口连接到(例如，蜂窝)调制解调器的任何主机或应用处理器(客户端、电话、平板计算机)中实现。集成的等级(离散调制解调器、片上系统(SoC)集成、系统级封装(SiP)集成等)不影响所公开的操作原理。没有电信标准需要被修改或适配以实现所公开的在通信设备中节省功率。
在上面的示例中，调制解调器将关于其RRC状态的信息传送到主机，以使得主机可以关闭完全由该主机控制的IPC接口(例如，USB)。然而，由主机控制的平台级功率节省措施不限于IPC接口。作为替代，多主IPC接口(multi-master IPC interface)(例如，PCIe)可被关闭。此外，在特定RRC状态中临时不需要的主机或调制解调器的任何其他构建块可被关闭。
总之，本公开可以提供一种改进的计算机化通信设备，其包括通过接口互连的主机系统和调制解调器系统，例如以减少设备的功耗而不降低其对于去往通信网络的数据发送和来自通信网络的数据接收的可用性。本公开还可以提供一种用于操作这样的通信设备的改进的方法，着眼于降低其功耗并保持发送和接收延迟较低。
在下文中，将说明本公开的各个方面：
示例1是一种通信设备。该通信设备可以包括通过接口互连的主机和调制解调器。主机可以包括主机处理器，该主机处理器被配置为控制通信设备的组件并且经由接口与调制解调器进行通信。调制解调器可以包括调制解调器处理器，该调制解调器处理器被配置为控制调制解调器的组件并且经由接口与主机进行通信；以及收发器，该收发器被配置为与调制解调器处理器进行通信，并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。调制解调器处理器可以被配置为标识调制解调器的活动减少状态并且将关于活动减少状态的信息传送到主机处理器，并且主机处理器可以被配置为响应于关于调制解调器的活动减少状态的信息，减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例2中，示例1的主题可以可选地包括，调制解调器处理器被配置为预测调制解调器的活动减少的时间段并且将关于活动减少的时间段的信息传送到主机处理器，并且主机处理器被配置为在至少部分该时间段期间减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例3中，示例1或2中的任一项的主题可以可选地包括，主机处理器被配置为响应于关于调制解调器的活动减少状态的信息来关闭主机和调制解调器之间的接口。
在示例4中，示例1至3中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个设备组件包括硬件组件。
在示例5中，示例1至4中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个设备组件包括软件组件。
在示例6中，示例1至5中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备是移动无线电通信设备，并且收发器被配置用于对去往通信网络的数据的无线发送和对来自通信网络的数据的无线接收。
示例7是一种通过接口互连的主机和调制解调器之间的数据通信的方法。该方法可以包括主机的主机处理器控制通信设备的一个或多个组件并且经由接口与调制解调器进行通信，调制解调器的调制解调器处理器控制调制解调器的组件并且经由接口与主机进行通信，以及调制解调器的收发器与调制解调器处理器进行通信并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。调制解调器处理器可以标识调制解调器的活动减少状态并且将关于活动减少状态的信息传送到主机处理器。主机处理器可以响应于活动减少状态信息来减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例8中，示例7的主题可以可选地包括，调制解调器处理器预测调制解调器的活动减少的时间段并且将关于该时间段的信息传送到主机处理器，并且主机处理器在至少部分该时间段期间减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例9中，示例7或8中的任一项的主题可以可选地包括，主机处理器响应于关于减少的调制解调器活动的信息来关闭主机和调制解调器之间的接口。
在示例10中，示例7至9中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个组件的操作至少部分地在硬件中实现。
在示例11中，示例7至10中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个组件的操作至少部分地在软件中实现。
在示例12中，示例7至11中的任一项的主题可以可选地包括，主机和调制解调器在移动无线电通信设备中操作，并且收发器以无线方式向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。
示例13是一种通信设备。该通信设备可以包括主机和耦合到主机的调制解调器。主机可以包括主机电路，该主机电路被配置为控制通信设备的至少一个其他电路并且与调制解调器进行通信。调制解调器可以包括调制解调器电路，该调制解调器电路被配置为控制调制解调器的至少一个其他电路并且与主机进行通信；以及收发器，该收发器被配置为与调制解调器电路进行通信并且发送和接收数据信号。调制解调器电路还可以被配置为标识调制解调器的活动减少状态并且将关于调制解调器的活动减少状态的信息提供给主机电路。主机电路可以被配置为响应于关于调制解调器的活动减少状态的信息，减少通信设备的至少一个其他电路的操作。
在示例14中，示例13的主题可以可选地包括，调制解调器电路被配置为预测调制解调器的活动减少的时间段并且将关于活动减少的时间段的信息传送到主机电路，并且主机电路被配置为在至少部分该时间段期间减少通信设备的至少一个其他电路的操作。
在示例15中，示例13或14中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备还包括通信接口，该通信接口被配置为提供主机和调制解调器之间的通信。主机电路可以被配置为响应于关于调制解调器的活动减少状态的信息来关闭主机和调制解调器之间的通信接口。
在示例16中，示例13至15中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备的至少一个其他电路在硬件中实现。
在示例17中，示例13至16中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备的至少一个其他电路在软件中实现。
在示例18中，示例13至17中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备被配置作为移动无线电通信设备，并且收发器被配置用于数据的无线发送和接收。
示例19是一种主机和调制解调器之间的数据通信方法。该方法可以包括主机的主机电路控制通信设备的一个或多个附加电路并且与调制解调器进行通信，调制解调器的调制解调器电路控制调制解调器的一个或多个附加电路并且与主机进行通信，调制解调器的收发器与调制解调器电路进行通信，并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据，调制解调器电路标识调制解调器的活动减少状态并且将关于调制解调器的活动减少状态的信息传送到主机电路，并且主机电路响应于关于调制解调器的活动减少状态的信息来减少通信设备的至少一个附加电路的操作。
在示例20中，示例19的主题可以可选地包括，调制解调器电路预测调制解调器的活动减少的时间段并且将关于该时间段的信息传送到主机处理器，并且主机电路在至少部分该时间段期间减少通信设备的至少一个附加电路的操作。
在示例21中，示例19或20中的任一项的主题可以可选地包括，主机电路响应于关于调制解调器的减少调制解调器活动的信息来关闭主机和调制解调器之间的通信接口。
在示例22中，示例19至21中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备的至少一个附加电路的操作至少部分地在硬件中实现。
在示例23中，示例19至22中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备的至少一个附加电路的操作至少部分地在软件中实现。
在示例24中，示例19至23中的任一项的主题可以可选地包括，主机和调制解调器在移动无线电通信设备中操作，并且收发器以无线方式向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。
示例25是一种包括通过接口互连的主机系统和调制解调器系统的计算机化通信设备。主机系统可以包括主机处理装置，用于控制通信设备的组件并且用于经由接口与调制解调器系统进行通信。调制解调器系统可以包括调制解调器处理装置，用于控制调制解调器系统的一个或多个组件并用于经由接口与主机系统进行通信，以及收发器装置，被布置为与调制解调器处理装置进行通信并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。调制解调器处理装置可以被配置为标识调制解调器系统的活动减少状态并且将关于活动减少状态的信息传送到主机处理装置。主机处理装置可以被配置为响应于活动减少状态信息来减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例26中，示例25的主题可以可选地包括，调制解调器处理装置被配置为预测调制解调器系统的活动减少的时间段并且将关于调制解调器的活动减少的时间段的信息传送到主机处理装置，并且主机处理装置被配置为在至少部分该时间段期间减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例27中，示例25或26中的任一项的主题可以可选地包括，主机处理装置被配置为响应于关于调制解调器的减少调制解调器活动的信息来关闭主机系统和调制解调器系统之间的接口。
在示例28中，示例25至27中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个设备组件包括硬件组件。
在示例29中，示例25至28中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个设备组件包括软件组件。
在示例30中，示例25至29中的任一项的主题可以可选地包括，通信设备是移动无线电通信设备，并且收发器装置被配置用于对去往通信网络的数据的无线发送和对来自通信网络的数据的无线接收。
示例31是一种通过接口互连的主机系统和调制解调器系统之间的数据通信的计算机化方法。该方法可以包括主机处理装置控制通信设备的一个或多个组件并且经由接口与调制解调器系统进行通信，调制解调器处理装置控制调制解调器系统的一个或多个组件并且经由接口与主机系统进行通信，调制解调器系统的收发器装置与调制解调器处理装置进行通信，并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据，调制解调器处理装置标识调制解调器系统的活动减少状态并将关于调制解调器系统的活动减少状态的信息传送到主机处理装置，并且主机处理装置响应于关于调制解调器系统的活动减少状态的信息来减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例32中，示例31的主题可以可选地包括，调制解调器处理装置预测调制解调器系统的活动减少的时间段并且将关于该时间段的信息传送到主机处理装置，并且主机处理装置在至少部分该时间段期间减少通信设备的至少一个组件的操作。
在示例33中，示例31或32中的任一项的主题可以可选地包括，主机处理装置响应于关于调制解调器系统的减少调制解调器活动的信息来关闭主机系统和调制解调器系统之间的接口。
在示例34中，示例31至33中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个组件的操作至少部分地在硬件中实现。
在示例35中，示例31至34中的任一项的主题可以可选地包括，至少一个组件的操作至少部分地在软件中实现。
在示例36中，示例31至35中的任一项的主题可以可选地包括，主机系统和调制解调器系统在移动无线电通信设备中操作，并且收发器装置以无线方式向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。
尽管已经参考特定实施例具体示出和描述了本发明，但本领域技术人员应理解，可以在其中进行形式和细节上的各种改变，而不脱离如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。因此，本发明的范围由所附权利要求指示，并且因此旨在涵盖落入权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化。

Claims (26)

1.一种通信设备，包括：
通过接口互连的主机和调制解调器；
所述主机包括主机处理器，所述主机处理器被配置为控制所述通信设备的组件并且经由所述接口与所述调制解调器进行通信，
所述调制解调器包括：
调制解调器处理器，所述调制解调器处理器被配置为控制所述调制解调器的组件并且经由所述接口与所述主机进行通信；以及
收发器，所述收发器被配置为与调制解调器处理器进行通信，并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据；
其中，所述调制解调器处理器被配置为：标识所述调制解调器的活动减少状态，基于到下一调制解调器事件的剩余时间来预测所述调制解调器的活动减少状态的时间段；将关于所述活动减少状态的信息传送到所述主机处理器；并且将关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息传送到所述主机处理器；并且
其中，所述主机处理器被配置为基于接收到关于所述调制解调器的所述活动减少状态的信息和关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息，减少所述通信设备的至少一个组件的操作。
2.如权利要求1所述的通信设备，
其中，所述主机处理器被配置为在至少部分所述时间段期间减少所述通信设备的所述至少一个组件的操作。
3.如权利要求1所述的通信设备，
其中，所述主机处理器被配置为响应于关于所述调制解调器的所述活动减少状态的信息来关闭所述主机和所述调制解调器之间的所述接口。
4.如权利要求1所述的通信设备，
其中，所述至少一个设备组件包括硬件组件。
5.如权利要求1所述的通信设备，
其中，所述至少一个设备组件包括软件组件。
6.如权利要求1所述的通信设备，
其中，所述通信设备是移动无线电通信设备，并且其中，所述收发器被配置用于对去往所述通信网络的数据的无线发送和对来自所述通信网络的数据的无线接收。
7.一种通信设备，包括：
主机；以及
调制解调器，所述调制解调器被耦合到所述主机；
所述主机包括主机电路，所述主机电路被配置为控制所述通信设备的至少一个其他电路并且与所述调制解调器进行通信；
所述调制解调器包括：
调制解调器电路，所述调制解调器电路被配置为控制所述调制解调器的至少一个其他电路并且与所述主机进行通信；以及
收发器，所述收发器被配置为与所述调制解调器电路进行通信并且发送和接收数据信号；
其中，所述调制解调器电路还被配置为：标识所述调制解调器的活动减少状态，基于到下一调制解调器事件的剩余时间来预测所述调制解调器的活动减少状态的时间段，将关于所述调制解调器的所述活动减少状态的信息提供给所述主机电路，并且将关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息传送到所述主机电路；并且
其中，所述主机电路被配置为基于接收到关于所述调制解调器的所述活动减少状态的信息和关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息，减少所述通信设备的至少一个其他电路的操作。
8.如权利要求7所述的通信设备，
其中，所述主机电路被配置为在至少部分所述时间段期间减少所述通信设备的所述至少一个其他电路的操作。
9.如权利要求7所述的通信设备，还包括：
通信接口，所述通信接口被配置为提供所述主机和所述调制解调器之间的通信；
其中，所述主机电路被配置为响应于关于所述调制解调器的所述活动减少状态的信息来关闭所述主机和所述调制解调器之间的所述通信接口。
10.如权利要求7所述的通信设备，
其中，所述通信设备的所述至少一个其他电路在硬件中实现。
11.如权利要求7所述的通信设备，
其中，所述通信设备的所述至少一个其他电路在软件中实现。
12.如权利要求7所述的通信设备，
其中，所述通信设备被配置作为移动无线电通信设备；并且
其中，所述收发器被配置用于数据的无线发送和接收。
13.一种通过接口互连的主机和调制解调器之间的数据通信方法，所述方法包括：
所述主机的主机处理器控制通信设备的一个或多个组件并且经由所述接口与所述调制解调器进行通信；
所述调制解调器的调制解调器处理器控制所述调制解调器的组件并且经由所述接口与所述主机进行通信；
所述调制解调器的收发器与所述调制解调器处理器进行通信，并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据；
所述调制解调器处理器：标识所述调制解调器的活动减少状态，基于到下一调制解调器事件的剩余时间来预测所述调制解调器的活动减少状态的时间段，将关于所述活动减少状态的信息传送到所述主机处理器；并且将关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息传送到所述主机处理器；以及
所述主机处理器基于接收到所述活动减少状态信息和关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息来减少所述通信设备的至少一个组件的操作。
14.如权利要求13所述的数据通信方法，
其中，所述主机处理器在至少部分所述时间段期间减少所述通信设备的至少一个组件的操作。
15.如权利要求13所述的数据通信方法，
其中，所述主机处理器响应于关于减少的调制解调器活动的信息来关闭所述主机和所述调制解调器之间的所述接口。
16.如权利要求13所述的数据通信方法，
其中，所述至少一个组件的所述操作至少部分地在硬件中实现。
17.如权利要求13所述的数据通信方法，
其中，所述至少一个组件的所述操作至少部分地在软件中实现。
18.如权利要求13所述的数据通信方法，
其中，所述主机和所述调制解调器在移动无线电通信设备中操作；并且
其中，所述收发器以无线方式向所述通信网络发送数据并从所述通信网络接收数据。
19.一种主机和调制解调器之间的数据通信方法，所述方法包括：
所述主机的主机电路控制通信设备的一个或多个附加电路并且与所述调制解调器进行通信；
所述调制解调器的调制解调器电路控制所述调制解调器的一个或多个附加电路并且与所述主机进行通信；
所述调制解调器的收发器与所述调制解调器电路进行通信，并且向通信网络发送数据并从通信网络接收数据；
所述调制解调器电路标识所述调制解调器的活动减少状态，基于到下一调制解调器事件的剩余时间来预测所述调制解调器的活动减少状态的时间段，将关于所述调制解调器的所述活动减少状态的信息传送到所述主机电路，并且将关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息传送到所述主机电路；并且
所述主机电路基于接收到关于所述调制解调器的所述活动减少状态的信息和关于所述到下一调制解调器事件的剩余时间的信息来减少所述通信设备的至少一个附加电路的操作。
20.如权利要求19所述的数据通信方法，
其中，所述主机电路在至少部分所述时间段期间减少所述通信设备的至少一个附加电路的操作。
21.如权利要求19所述的数据通信方法，
其中，所述主机电路响应于关于所述调制解调器的减少调制解调器活动的信息来关闭所述主机和所述调制解调器之间的通信接口。
22.如权利要求19所述的数据通信方法，
其中，所述通信设备的所述至少一个附加电路的操作至少部分地在硬件中实现。
23.如权利要求19所述的数据通信方法，
其中，所述通信设备的所述至少一个附加电路的操作至少部分地在软件中实现。
24.如权利要求19所述的数据通信方法，
其中，所述主机和所述调制解调器在移动无线电通信设备中操作；并且
其中，所述收发器以无线方式向通信网络发送数据并从通信网络接收数据。
25.一种非暂态计算机可读介质，包括指令，所述指令当由设备的一个或多个处理器执行时，使得所述设备实现根据权利要求13-18中的任一项所述的方法。
26.一种非暂态计算机可读介质，包括指令，所述指令当由设备的一个或多个处理器执行时，使得所述设备实现根据权利要求19-24中的任一项所述的方法。
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