CN203416424U - 一种通过寻呼检测降低终端功耗的专用装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提出一种通过寻呼检测降低终端功耗的专用装置，包括：定时器模块，提供所述装置的睡眠周期间隔，为基带采样数据处理模块提供同步信号；寻呼检测控制模块，根据睡眠周期间隔，提供寻呼检测过程的各种控制信号，执行寻呼检测处理流程；基带采样数据处理模块，根据同步信号，在寻呼检测控制模块的控制下，进行对基带采样数据的物理过程处理；寻呼消息检测模块，从基带采样数据处理模块得到睡眠寻呼消息，进行解析比较，判断是否为有效寻呼；处理器唤醒模块，根据寻呼消息检测模块的判断结果，在寻呼检测控制模块的控制下，唤醒基带处理器。本实用新型简化了睡眠终端寻呼检测过程，减少了终端唤醒、寻呼检测的功耗，延长了终端待机时间。

Description

一种通过寻呼检测降低终端功耗的专用装置
技术领域
本实用新型涉及无线通信领域，尤其涉及一种通过寻呼检测降低终端功耗的专用装置。
背景技术
在现有的移动通信系统中，当终端与网络不处于业务连接状态时，终端会选择进入睡眠状态，以降低功耗。在睡眠过程中，终端会定时唤醒，然后检测网络对终端的寻呼，以便及时恢复业务连接。
在终端侧，现有的常规做法是DSP定时唤醒，对包含物理广播信道（PBCH）的时隙数据进行接收检测，解析出物理广播信道（PBCH）内容，提交给高层（MAC层、数据链路层）进行判决，如果是对本终端的寻呼，开始恢复业务连接，否则继续进行睡眠。
DSP的唤醒及接收、解析物理广播信道（PBCH）的过程，是终端待机状态下的最大功耗消耗；如果通信协议层由多个处理器协作处理（比如ARM处理器负责处理MAC层、数据链路层，DSP负责处理物理层），那么一次唤醒接收、寻呼判决过程消耗的功耗就更大了。这大大影响了终端的持续待机时间。
随着无线移动通信的带宽越来越大，业务数据量越来越高，对通信基带处理器核的计算能力和性能的要求越来越高，尤其在LTE、LTE-A甚至5G的通信时代，高性能意味着更大的数字电路规模，一次完整的通信基带处理器核的睡眠唤醒过程需要消耗更多的功耗。
实用新型内容
为了克服现有DSP唤醒技术中的终端功耗大、寻呼唤醒检测过程冗长、需要唤醒一个或多个处理器的缺点，本实用新型提供了一种通过寻呼检测降低终端功耗的专用装置，该装置包括：
定时器模块，用于提供所述装置启动所需的睡眠周期间隔，为基带采样数据处理模块提供同步信号；
寻呼检测控制模块，根据定时器模块提供的睡眠周期间隔，提供寻呼检测过程所需的各种控制信号，执行预定的寻呼检测处理流程，该模块可以本地保存唤醒寻呼号、物理广播信道所在的时隙号和物理子信道序号、无线通信帧的物理信息参数（例如上下行时隙比、信道校正参数）等；
基带采样数据处理模块，根据定时器模块提供的同步信号，在寻呼检测控制模块的控制下，进行对基带采样数据的物理过程处理，所述处理包括接收检测、解映射、解调和解码，可以包括以下单元射频接口、数据缓存单元、时域数据预处理单元、FFT单元、解映射单元、解调单元、信道译码单元等；
寻呼消息检测模块，从基带采样数据处理模块得到物理广播信道中的睡眠寻呼消息，进行解析比较，判断是否为对本终端的有效寻呼；
处理器唤醒模块，根据寻呼消息检测模块的判断结果，在寻呼检测控制模块的控制下，唤醒基带处理器，可以根据基带处理器睡眠的程度及模式，采取不同的唤醒方式。
基于上述装置进行寻呼唤醒快速检测的方法步骤具体可以如下：
a，网络侧设定物理广播信道在无线通信帧的特定时隙的特定物理子信道上，终端同步后接获相关设置消息；
b，终端与网络不处于业务连接状态时，向网络侧发出睡眠请求，网络侧给终端分配唤醒寻呼号，终端设置唤醒周期、唤醒寻呼号、物理广播信道所在的时隙号和物理子信道序号，然后进入睡眠状态；
c，网络侧在无线通信帧的所述特定时隙的特定物理子信道上发送唤醒寻呼消息，携带网络侧需要寻呼的终端的唤醒寻呼号，唤醒寻呼号的个数不超过预定门限值，网络侧可以每隔一个或多个唤醒周期发送一次唤醒寻呼消息，每次发送时还可以采取连续多帧重复发送的方式；
d，终端侧的寻呼检测专用装置依据唤醒周期定时启动，在无线通信帧的所述特定时隙的特定物理子信道上检测出物理广播信道，只解析唤醒寻呼消息，判断唤醒寻呼号与本终端保存的预分配的唤醒寻呼号是否相同，如果相同则为有效寻呼，唤醒基带处理器，恢复终端与网络的连接，否则放弃唤醒，继续睡眠，等待下一次定时启动。
本实用新型的优点在于：处于睡眠状态的终端，按照预定的周期间隔启动寻呼快速检测专用装置，在不需要唤醒基带处理器以及绝大部分基带芯片电路的情况下，能够在无线通信帧的特定时隙检测出物理广播信道，并解析寻呼消息，判定寻呼是否有效，如果有效寻呼，唤醒负责基带处理器，恢复终端与网络的连接，否则放弃唤醒，继续睡眠，从而避免了无效寻呼对处理器睡眠的打扰，简化了睡眠终端寻呼检测过程，减少了终端唤醒、寻呼检测的功耗，延长了终端待机时间。
附图说明
图1是本实用新型实施例的寻呼检测专用装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例的基带采样数据处理模块的结构示意图；
图3是本实用新型实施例的寻呼消息检测流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细的说明。
本实施例以McWiLL通信协议为例，该协议中定义了下行物理广播信道（PBCH），该信道承载了很多网络侧和终端的广播消息，其中睡眠寻呼消息（Paging_sleep），用于网络侧对当前无业务连接的睡眠终端的唤醒。物理广播信道（PBCH）被网络侧分配在无线帧的某下行时隙的某些子信道上，96bit载荷；睡眠寻呼消息（Paging_sleep）包含了不大于5个的唤醒寻呼号（Paging_index），每个唤醒寻呼号14bit。睡眠寻呼过程中，网络侧在一定周期内连续每帧发送睡眠寻呼消息，供定时醒来的终端接收、解析、检测寻呼号，判定网络侧是否寻呼本终端，判定是否有业务连接请求。
采用McWiLL通信协议进行寻呼检测的方法步骤如下：
（1）网络侧设定物理广播信道（PBCH）在无线通信帧的特定时隙的特定物理子信道上，终端与网络侧建立同步后，接获相关设置消息；
（2）终端与网络不处于业务连接状态时，终端选择进入睡眠状态：终端向网络侧发出睡眠请求（RA_SLEEP），网络侧同意后，给终端分配唤醒寻呼号（Paging_index），终端在进行睡眠前给寻呼检测专用装置设置唤醒周期、唤醒寻呼号、物理广播信道所在的时隙号和物理子信道序号，然后进入睡眠状态；
（3）当有业务连接需求，网络侧的发信机在无线通信帧的所述特定时隙的特定物理子信道上发送唤醒寻呼消息（Paging_sleep），携带网络侧需要寻呼的终端的唤醒寻呼号（Paging_index），为了保证终端顺利检测，本实施例的发送方式为：每隔一个唤醒周期发送一次唤醒寻呼消息，每次连续多帧重复发送。
（4）终端侧的寻呼检测专用装置依据唤醒周期定时启动，在无线通信帧的所述特定时隙的特定物理子信道上检测出物理广播信道，只解析唤醒寻呼消息，判断唤醒寻呼号与本终端保存的预分配的唤醒寻呼号（Paging_index）是否相同，如果相同则为有效寻呼，唤醒基带处理器，恢复终端与网络的连接，否则放弃唤醒，继续睡眠，等待下一次定时启动。
用于上述方法的具体实施装置如图1所示，包括：
定时器模块101，利用晶振和时钟发生器提供的高精度时钟源进行计数，提供寻呼检测专用装置启动所需的睡眠周期间隔，也提供给基带采样数据处理模块作为同步处理的事件触发源，即同步信号；
寻呼检测控制模块102，根据定时器模块提供的睡眠周期间隔，提供寻呼检测过程所需的各种控制信号，执行预定的寻呼检测处理流程；保存了唤醒寻呼号（Paging_index）、物理广播信道（PBCH）所在的时隙号和物理子信道序号、无线通信帧的物理信息参数，包括上下行时隙比、信道校正参数等；流程的控制可以采用有限状态机（FSM），也可以是微处理器核，比如电路规模很小的8051，本实现电路为了简洁，采用了有限状态机（FSM）来进行流程控制，以及控制信号生成；
基带采样数据处理模块103，如图2所示，根据定时器模块提供的同步信号，在寻呼检测控制模块的控制下，进行对基带采样数据的接收检测、解映射、解调和解码等物理过程处理；首先，基带采样数据被射频接口201接收下来，送入数据缓存单元202缓存，达到OFDM符号采样数据量后，在时域数据预处理单元203进行滤波、去CP、DC消除、IQ不平衡度补偿、频偏补偿等预处理，然后送入FFT单元204进行时域频域数据转换，在解映射单元205子载波解映射，获得物理广播信道（PBCH），在解调单元206进行解调制，最后在信道译码单元207完成信道译码，得到信道载荷，送入寻呼消息检测模块；
寻呼消息检测模块104，从基带采样数据处理模块得到物理广播信道中的睡眠寻呼消息，进行解析比较，如图3所示，判断是否为对本终端的有效寻呼，如果是有效寻呼，通知处理器唤醒模块，否则结束本次寻呼检测，电路转入继续睡眠；
处理器唤醒模块105，根据寻呼消息检测模块的判断结果，在寻呼检测控制模块的控制下，提供基带处理器的唤醒控制功能；根据基带主处理器睡眠的程度及模式，采取不同的唤醒方式；如果睡眠控制是门控时钟，则打开时钟门控；如果睡眠控制是电源控制（Power Gating），则按照预定上电流程，打开电源。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通过寻呼检测降低终端功耗的专用装置，其特征在于，所述装置包括：
定时器模块，用于提供所述装置启动所需的睡眠周期间隔，为基带采样数据处理模块提供同步信号；
寻呼检测控制模块，根据定时器模块提供的睡眠周期间隔，提供寻呼检测过程所需的各种控制信号，执行预定的寻呼检测处理流程；
基带采样数据处理模块，根据定时器模块提供的同步信号，在寻呼检测控制模块的控制下，进行对基带采样数据的物理过程处理，所述处理包括接收检测、解映射、解调和解码；
寻呼消息检测模块，从基带采样数据处理模块得到物理广播信道中的睡眠寻呼消息，进行解析比较，判断是否为对本终端的有效寻呼；
处理器唤醒模块，根据寻呼消息检测模块的判断结果，在寻呼检测控制模块的控制下，唤醒基带处理器。
2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述寻呼检测控制模块，保存了唤醒寻呼号、物理广播信道所在的时隙号和物理子信道序号、无线通信帧的物理信息参数。
3.根据权利要求2所述装置，其特征在于，所述物理信息参数包括上下行时隙比、信道校正参数。
4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述基带采样数据处理模块包括：射频接口、数据缓存单元、时域数据预处理单元、FFT单元、解映射单元、解调单元、信道译码单元。
5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述处理器唤醒模块根据基带处理器睡眠的程度及模式，采取不同的唤醒方式。
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