KR100969260B1 - 저가 및 저정밀 클록을 이용하는 정확한 수면 타이머 - Google Patents

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KR100969260B1
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Abstract

무선 송수신 장치(WTRU)가 활성 모드에서 동기화된 통신 파라미터들을 위한 정확도를 제공하는 발진기를 사용하고, 불연속 수신(DRX) 모드 동안 감소된 전력에서 동작한다. 실시간 클록(RTC)이 감소된 전력 동작 동안 주파수 표준에 따라 이용되고, 주파수 조정은 RTC가 주파수 표준으로 사용되는 동안 달성된다. 주파수 조정을 달성함에 의해, RTC는 상당한 시간 기간 동안 주파수 표준으로서 사용될 수 있어 DRX 모드 동안 WTRU의 전력 소비가 감소한다.

Description

저가 및 저정밀 클록을 이용하는 정확한 수면 타이머{PRECISE SLEEP TIMER USING A LOW-COST AND LOW-ACCURACY CLOCK}
도 1은 동작의 활성(11) 및 DRX(12) 모드에서 WTRU의 동작을 도시하는 흐름도이다.
도 2는 수면 타이머 알고리즘에 의해 이용된 입출력 신호들의 블록도이다.
도 3은 수면 타이머와 다른 수신기 동기화 알고리즘들과의 상호 작용을 도시하는 블록도이다.
도 4는 계층(1) 프로세스를 위한 타이밍도이다.
도 5는 RTC 주파수 산정 창의 도이다.
도 6은 수면 타이머 스케줄링을 위한 사건들의 타이밍도이다.
도 7은 DRX 동안 발진기 정지 절차들의 흐름도이다.
본 발명은 무선 통신 장치를 위한 기준 발진기들에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 그런 기준 발진기들의 전력 소비 제어에 관한 것이다.
마스터 클록이라고 불리는 고정확 클록에 관하여 저정확 클록을 조정하는 알 고리즘들이 존재한다. 이것은 저정확 클록이 마스터 클록의 타이밍에 가깝도록 정확한 타이밍을 생산하도록 한다. 이 기술들은 마스터 클록에 관하여 주기적으로 상기 저정확 클록을 조정하는 것을 공통으로 한다.
무선 송수신 장치들(WTRUs) 및 다른 휴대 장치들과 같은 배터리에 의해 작동하는 장치들에서, 배터리 수명을 연장하기 위해 전력 소비를 제한하는 것이 매우 중요하다. WTRU에서 알고리즘들과 하드웨어는 전력 소비를 감소시키기 위하여 디자인되어야 한다. 배터리 수명은 또한 어떤 기능들이 꺼지거나 또는 감소 전력 모드의 형태에서 작동하는 비활성 기간 동안 전력 소비를 감소시킴에 의해 연장될 수 있다. UMTS는 WTRU가 비활성 기간 동안 감소된 기능으로 동작할 수 있도록 구성된다. WTRU는 어떤 기능들이 오직 가끔 통화 또는 다른 전용 연결이 WTRU가 그 전력 소비를 최소화시키도록 할 수 있는 비활성 기간을 제공하는 동안만 그와 관련된 기지국과 동기화를 유지하고 통신을 유지하도록 할 필요가 있다. 이것은 WTRU가 주기적으로 "수면" 및 "기상" 기간들 사이를 순환하는 것인 불연속 수신(DRX)를 이용하는 WTRU 동작에 의해 얻어진다. 수면 기간 동안, 불필요한 전력 소비 프로세스와 하드웨어는 꺼진다. 기상 기간 동안, 동기화를 유지하고 연관된 기지국과 통신하는 것이 필요한 이 프로세스들 및 하드웨어는 잠시 다시 켜진다.
오늘날 대부분의 휴대용 WTRU들은 고정확 마스터 클록에 더하여 저정확 실시간 클록(RTC)을 포함한다. 마스터 클록은 전형적으로 온토 제어 수정발진기(TCXO)를 이용하여 구체화된다. RTC는 주기적으로 DRX 동안 타이밍 기능을 제공하기에 TCXO 대신 RTC를 사용하는 것이 바람직하게 TCXO보다 훨씬 적은 에너지를 소비한 다. 하지만, DRX 동안 타이밍을 위해 RTC를 이용하는 것은 4가지 문제가 있다. 먼저, RTC는 주기적으로 TCXO와 비교하여 매우 감소된 속도에서 동작한다(예를 들어, 32,768 KHz 대 76.8 MHz). 둘째로, RTC의 주파수 정확도는 TCXO에 비하여 매우 낮다. 셋째로, 온도 변화와 같은 다른 환경적 이유로 인한 RTC의 주파수 편차는 TCXO에 비하여 크다. 넷째로, RTC는 주기적으로 TCXO에 비동기적으로 동작한다. 이러한 이유들로, 전형적인 RTC는 DRX동안 타이밍 기능을 홀로 제공하기에는 부적절하다.
WTRU는 TCXO와 같은 고전력 소비, 높은 속도, 높은 정확도, 및 높은 안정성 기준 발진기와 낮은 전력 소비, 낮은 속도, 낮은 정확도 및 낮은 안정성을 가진 RTC를 포함한다. TCXO는 명목상 WTRU를 위한 타이밍 기능을 제공한다. RTC 자체는 WTRU를 위해 충분히 정밀하고정확한 타이밍 기능을 제공하지 못한다. 불연속 수신(DRX)을 이용하는 동작 동안 전력 소비를 최소화하기 위해, TCXO는 RTC가 WTRU를 위해 타이밍 기능을 제공하는 시간 동안 주기적으로 꺼진다. TCXO 및 RTC 사이의 조정 및 동기화 방법은 DRX 동안 RTC에 제공된 타이밍 기능이 충분히 정밀하고정확할 것을 보장한다.
여기에 이용된, "무선 송수신 장치"(WTRU)라는 용어는 사용자 장치, 이동국, 고정 또는 휴대용 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 다른 형태의 장치를 포함하나 이로써 제한되는 것은 아니다. "기지국"이라는 용어는 노드 B, 사이트 콘트롤러, 접근점, 또는 무선 환경에서의 어떤 형태의 인터페이스 장 치들을 포함하나 이로써 제한되는 것은 아니다. 비록 어떤 실시예들은 제3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 시스템과 결합되어 설명되나, 다른 무선 시스템에서도 적용 가능하다.
본 발명에 따르면, 고전력 및 고정확 발진기는 수면 모드에서 꺼지고, 수면 타이머 알고리즘과 결합된 대체 저전력 및 저정확 발진기가 사용된다. 저전력 발진기를 사용함에 의해, 더 긴 배터리 수명이 얻어질 수 있다. 전형적으로, 저전력 및 저정확 발진기는 고전력 고정확 발진기보다 등급 순서로 더 낮은 주파수에서 동작한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 저전력 클록에서 이용된 RTC는 산엽 표준 32.768 KHz에서 동작한다. RTC는 고전력 고정확 발진기와 비교하여 감소된 속도에서 동작한다. RTC의 사용이 휴대용 WTRU에서 공통적인 반면, 이 실시예는 수수면 모드 동작을 위해 RTC를 사용하는 능력을 제공한다.
수면 타이머(ST) 알고리즘은 DRX 타이밍을 구현하고 주 TCXO가 꺼지도록 하기 위해 사용된다. 대기 상태에서 WTRU의 전력 소비를 감소시키기 위하여, TCXO는 DRX의 수면 기간 동안 정지될 수 있다. TCXO가 꺼졌을 때, 저전력 수정 발진기 또는 RTC는 TCXO가 다시 켜질 때까지 DRX 타이밍을 제어하기 위해 이용된다. 이 목적을 위해, 실시간 클록 또는 다른 표준 클록 회로에 기초한 산업 표준 석영 수정은 RTC로 이용된다. RTC는 수면 타이머 알고리즘과 결합되고, DRX 모드에서 RTC를 이용할 때의 문제를 극복한다. 수면 타이머 알고리즘의 사용은 주파수 측정 및 스케줄링을 적용함에 의해 이 두 가지 문제를 해결한다. RTC는 어떤 적합한 발진기 또는 클록일 수 있다. 이것은 알고리즘을 바꾸지 않고 오직 파라미터들을 바꾼다.
본 발명의 애플리케이션은 DRX의 문맥에서 묘사되고, UMTS 표준에서 명백히 제공된다. 하지만, 본 발명은 예를 들어 DRX의 실시예 및 수면 기간에 기초한 비표준의 다른 실시예처럼 표준들과 독립적으로 수면 모드를 가지는 WTRU를 위해 효과가 있다.
도 1은 동작의 활성(11) 및 DRX(12) 모드에서 WTRU의 동작을 도시하는 흐름도이다. 활성 모드(11)에서, WTRU는 통신 장치(13)에 의해 나타내어지는 완전한 통신 기능을 제공한다. 통신 프레임들의 부분 동안 전력 절감 모드들이 있는 반면, WTRU는 TCXO(17)를 완전히 동작하도록 활성화되도록 이용하는 동기화 장치(14)에 의한 동기화 및 타이밍 장치(15)에 의한 타이밍을 가진다. RTC 장치(18)에 의해 수행되는 RTC 기능은 동작할 수 있지만, 통신 장치(13)는 주로 TCXO(17)에 의존한다.
WTRU가 DRX 모드(12)에 있을 때, 동기화 및 타이밍 기능은 동기화 장치(24) 및 타이밍 장치(25)로 도시된 것처럼 존재하지만, 감소된 레벨로 존재한다. WTRU는 동작의 활성 모드를 필요로 하는 사건을 인식할 수 있어야 하고, 제한된 범위로 통신 장치(23)에 의해 통신을 유지한다. 이것은 감소된 동기화 및 타이밍 능력으로 얻어진다. 이것은 TCXO(27)를 사용할 필요를 감소시키고 RTC(28)에 의존하는 것을 가능하게 한다. 도 1은 같은 장치의 다른 모드의 동작을 나타내고, 그래서 도시적으로 다른 TCXO (17, 27)의 물리 요소들과 RTC(18, 28)들은 같은 물리 장치에 의해 수행된다.
수면 모드 동안 실행되는 동작은 호출하는 채널들을 찾는 단계, 셀 재선택 측정을 수행하는 단계, 및 사용자 활성을 체크하는 단계를 포함한다. 만약 호출이 있다면, WTRU는 수면 모드를 떠나서 묘사될 활성 모드로 들어간다.
수면 타이머는 그 활성 및 DRX 요소들을 제어할 수 있고 알고리즘과 일치하여 동기화 갱신으로 들어갈 수 있다. 수면 타이머 알고리즘은 일반적으로 활성 순환 동작 및 DRX 요소와 일치하고 DRX 동작과 일치하는 활성화 순환 요소를 포함한다. 활성화 순환에서, 활성화 순환 요소는 TCXO 하에서 동작을 유지하고 RTC로 동작을 전달하는 능력을 유지한다.
활성 순환 요소는 싱크 갱신과 WTRU가 DRX 모드로 들어가야 하는지 결정을 포함한다. WTRU가 DRX모드로 들어가야 하는지의 결정은 비활성의 미리 결정된 기준에 따라 이루어진다. DRX 모드에 들어가기 위한 기준의 예들은 대화의 종료, 미리 결정된 기간의 시간을 위한 비활성화, 충분한 신호를 위치함이 없이 셀 검색 활성의 미리 결정된 시간 기간 및 연속적인 성공적이지 못한 셀 검색 시도의 미리 결정된 수를 포함한다. 특정 기준은 WTRU의 기능이다.
특정 실시예에서, RTC 주파수 측정이 수행된다. 하지만, RTC 주파수 측정은 DRX 요소에서 수행될 수 있기 때문에 방지될 수 있다. WTRU는 상대적인 비활성의 기간이 결정에서 WTRU에 의해 식별될 때 DRX 모드로 들어간다.
DRX 요소에서, RTC 주파수 측정은 동기화를 유지하기 위하여 주기 기준으로 수행되고 결정은 활성 모드로 돌아가는지에 따라 이루어진다.
도 3 및 도 4의 요소들은 주문형 반도체(ASIC), 다중 IC, 이산 요소, 또는 IC 및 이산 요소들의 조합과 같은 집적 회로를 이용하여 구현된다. 도 2는 수면 타이머 알고리즘(80)에 의해 이용되는 입출력 신호의 블록도이다. 마스터 클록과 DRX 순환 길이는 RTC 주파수 측정(83)을 획득하기 위한 입력들이다. 계산들(88)은 기상 및 수면 위치를 위해 실행되고, 차례로 기상 시간들(93)을 생성하기 위하여 사용된다. TCXO 전력 상승(UP), TCXO 전력 저하(DOWN) 및 다음 호출 경우(paging occasion, PO) 또는 싱크 갱신은 알고리즘(80)의 출력들이다.
다른 수신기 알고리즘들과 수면 타이머의 상호 작용이 도 3의 블록도에 도시되어 있다. 수면 타이머는 여기에 묘사되는 수면 타이머 프로세스에 따라 스스로 제어된다. 도 3의 블록도는 수면 타이머와 다른 수신기 동기화 프로세스간의 상호 작용을 도시한다. 요소들은 타이밍 관리자(111), ADC 회로(112), AGC 회로(113), 수신기 필터 회로(114), 주파수 산정 회로(115), 루프 필터(116), 디지털-아날로그 변환기(DAC)(117), 및 TCXO(118)를 포함한다. 프레임 타이밍 정정(FTC) 회로(121) 및 마스터 클록(126), RTC(127) 및 수면 타이머(128)가 또한 도시된다. 이 회로는 수신기의 프레임 동기화를 획득하고 유지하는 책임이 있는 알고리즘을 구현한다. ADC 회로(112), AGC 회로(113), 수신기 필터 회로(114), 주파수 산정 회로(115), 루프 필터(116), DAC(117), 및 TCXO(118)는 주파수 산정 루프(131)를 형성한다. 타이밍 매니저(111), ADC 회로(112), AGC 회로(113), 수신기 필터 회로(114) 및 FTC 회로(121)는 프레임 동기화 루프(132)를 제공한다. 이 특정 실시예에서, 수면 타이머(128)는 마스터 클록(126)과 RTC(127)로부터 신호를 수신하고, 차례로 TCXO(118)에 전력을 키고 끄기 위해 신호를 제공한다.
입력들은 1) 76.8 MHz (20X 칩 속도) 공칭 주파수를 가지는 것과 같은 마스터 클록(MC), 및 2) 32,768 Hz의 공칭 주파수를 가지는 것과 같은 RTC 등과 같다. 제어 양상은 1) 프레임에 관한 DRX 순환 길이가 알고리즘에 입력으로써 제공되고, 2) 다음 사건은 호출 블록 또는 싱크 갱신 블록인 이진 입력이고, 3) PO 시작은 PO의 제1 MC 펄스 등과 같다.
출력들은 1) TCXO 전력 저하는 TCXO 전력이 꺼져야할 때를 표시하고, 2)TCXO 전력 상승은 RTC 펄스에 관하여 TCXO 전력 상승 시간을 표시하고, 3) 다음 PO 또는 싱크 갱신 위치 등과 같다. 다음 기상 시간을 고려한 호출 블록의 의존하는 것은 PO 또는 싱크 갱신 기간일 수 있다. 이 출력은 MC 펄스(20X 칩 속도)에 관하여 이 사건들의 시작을 도시한다.
수면 모드 동안 실행되는 동작들은 호출 채널을 찾고, 셀 재선택 측정을 수행하고, 사용자 활동을 확인한다. 만약 호출이 있으면, WTRU는 수면 모드르 FeJ나고 활성 모드로 진입한다. 셀 재선택은 도 4에 도시된 것처럼 호출 블록 동안 소정의 시간에 가장 강한 셀을 측정하는 연속 프로세스이다.
도 4는 DRX 모드에서 계층(1) 프로세스의 타이밍도이다. 알고리즘은 다른 속도로 일하는 두 다른 부분을 구비한다. 제1 부분은 RTC 주파수 측정이다. 알고리즘의 이 부분은 도 4에 도시된 매 싱크 갱신 기간 동안 동작한다. 주파수 측정은 또한 WTRU가 DRX 순환으로 가기 바로 전에 동작한다. 알고리즘의 제2 부분은 PO 또는 싱크 갱신 위치를 표시하는 책임이 있다. 이 부분은 DRX 순환 동안 모든 PO를 위해 동작한다. 이 두 부분 알고리즘은 비록 다른 알고리즘이 사용될 수 있지만, 계산적으로 매우 효율적인 알고리즘으로 여겨진다.
도에 도시된 특정한 실시예에서, 프레임 오프셋은 싱크 갱신 블록(164)에 따 르는 동기화 갱신 기간에 따른다. 호출 블록의 연속(171-174)이 도시된다. 여러 RX 사전 준비 기간((181-183)이 도시되고, 보통 호출 블록(172, 173) 또는 싱크 갱신 블록(164)과 같은 다른 활동들을 선행한다. 수면기간(191)과 같은 수면 기간은 RX 사전 준비 기간(181-183)을 선행한다. 동기화 갱신 기간(162)은 싱크 갱신 블록(164)을 선행한다.
RX 사전 준비는 TCXO 사전 준비를 허락하기 위해 대략 5 msec 먼저 TCXO를 켜기 위해 사용되는 파라미터이다. 5 msec에서 MC(20X) 펄스의 수와 대략 비슷하다. 이 실시예에서 숫자는 384,000로 설정된다.
DRX는 WTRU에 내장된 다양한 요소들을 전력 저하시키고 "수면"으로 감에 의해서 배터리 전력을 절약할 기회를 제공하는 상대적 비활성화 기간을 식별하려고 한다. WTRU는 전송 정보를 수신하기 위해 기상해야만 할 경우를 알게 된다.
DRX는 아이들 모드(idle mode) 및 연결 모드의 CELL_PCH와 URA_PCH 상태에서 사용된다. DRX 동안, WTRU는 시스템 정보 설정에 기초하여 RRC(라디오 자원 콘트롤러)에 의해 지시된 것처럼 PO상에서 기상해야만 한다. PO는 호출 블록의 시작을 표시한다. RRC는 언제, 얼마나 길게, 어떤 채널 계층(1)이 이 절차들의 각각에 귀기울여야하는지를 스케줄링하는 책임이 있다. 특정 WTRU에서 두 PO 사이의 시간 차이는 DRX 순환 길이라고 불린다.
하나의 PO는 하나의 호출 블록에 대응한다. 호출 블록은 여러 프레임으로 구성되고, 1)호출 표시자(PI)의 2 또는 4 프레임으로 구성되는 호출 표시자 채널(PICH), 2) 물리 자원이 다른 채널에 의해 이용될 수 있는 2, 4, 또는 8 프레임 으로 구성되는 간격 기간, 3) 1에서 8까지의 호출 그룹들을 위한 호출 메시지의 2 내지 16 프레임으로 구성되는 호출 채널(PCH) 블록을 포함한다.
DRX가 사용될 때, 소정의 WTRU는 DRX 순환마다 하나의 PO에서 하나의 PI를 모니터할 것을 필요로 한다. 호출 블록의 타이밍도는 도 4에서 도시된다. DRX 순환 길이는 8에서 512 프레임으로 다양할 수 있고, 아이들 모드에서 가능한 DRX 순환 길이는 0.64, 1.28, 2.56 및 5.12초이고, CELL/URA_PCH 상태에서 가능한 DRX 순환 길이는 0.08, 0.16, 0.32, 0.64, 1.28, 2.56, 및 5.12초이다.
WTRU는 성공적으로 PI를 판독하고 셀 재선택 측정을 수행하기 위해 DRX동안 주기적으로 그 프레임과 타이밍 동기화를 갱신해야 한다. 그러므로, 계층(1)을 위한 주기적인 DRX 활동은 셀 재선택과 그 연관된 측정, PI 모니터링, 프레임 및 타이밍 동기화 유지를 포함한다.
만약 WTRU가 연관된 PI를 통해 호출되는 것이 검출되면, 호출 메시지에 접근하기 위해 PCH를 판독한다. 그렇지 않으면, 수면으로 돌아간다.
만약 TCXO가 연속적으로 실행하면, 3.0 V 공칭 DC 전력 공급 또는 6.0 mWatts의 전력으로부터 2.0 mA 최대 전류를 소비할 것이다. 여분의 전력 절감을 위해, TCXO는 DRX 수면 기간 동안 정지될 것이다. TCXO가 정지했을 때, 수면 타이머는 PO 또는 싱크 갱신 기간의 시작을 위한 TCXO를 위한 기상 시간을 스케줄링하기 위하여 사용된다. RTC의 전력 소비는 약 3 V DC 공급 또는 3 microwatts로부터 1 microampere로 전형적으로 TCXO에 비하여 미미하다.
RTC를 사용하는 것과 관하여 세 가지 문제가 있다. 먼저, RTC의 해결은 광대 역 코드 분할 다중 접속(W-CDMA) 시분할 복신(TDD) 모드와 같은 무선 시스템들의 요구를 만족하지 못한다. RTC의 전형적인 주파수는 32,768 Hz이다. 이것은 30.52 microsecond 또는 117.19 칩 또는 20X 샘플의 2,343.8(76.8 MHz)의 최소 해결에 대응한다. 두 번째 문제는 RTC의 주파수 정확도이다. RTC의 동작 주파수는 100 ppm의 최대 편이까지 공칭 주파수와 다를 수 있다. 세 번째로 RTC의 주파수 안정성이 낮을 수 있다. 이 문제를 위해, 편차 속도가 1분에 0.3 ppm 또는 1초에 0.005보다 더 빠르지 않다고 가정한다. 이 속도는 전형적으로 온도에 덜 민감한 특별히 절삭된 수정을 사용하는 실온 수정 발진기(RTXO)에서 가장 나쁜 경우이다. 이 발진기들은 TCXO와 마찬가지처럼 특별한 케이싱들을 구비하지 않기 때문에, 가격이 싸다.
수면 타이머 알고리즘은 RTC 주파수 측정 및 수면 타이머 스케줄링의 두 부분으로 구성된다. 주파수 측정은 주파수 정확도 및 주파수 안정성의 문제들을 극복하기 위하여 DRX 순환 동안 주기적으로 수행된다. 스케줄링 부분은 TCXO 가 정지할 때 정확히 DRX 사건들을 스케줄 하기 위해 WTRU의 해결 요구들을 맞춘다.
RTC를 위한 주파수 정정 필요는 없다. RTC의 주파수를 정확하게 측정할 필요만이 있을 뿐이다. TCXO는 항상 온(ON)이기 때문에, 활성 연결 모드에서 RTC 주파수 측정을 할 필요가 없다. RTC 주파수 측정은 DRX 순환으로 들어가지 바로 전 및 DRX 동안 요구된다. 갱신 속도는 총 주파수 정확도가 약 0.1 ppm이기 위한 것이어야 한다.
수면 시간 알고리즘은 타이밍 관리 기능과 상호 작용한다. 다음 PO 또는 싱크 갱신 출력은 타이밍 관리자에 기상에 뒤따라 PO 또는 싱크 갱신의 시작과 일치 하는 MC 펄스를 식별한다. 타이밍 관리자로부터의 PO 시작 입력은 기상에 뒤따라 수면 타이머에 PO의 시작을 식별한다. 만약 FTC가 싱크 갱신 후에 프레임 타이밍을 바꿨다면, 표시된 PO 시작 시간은 갱신된 타이미에 관한 것이다.
수면 시간 알고리즘은 실시간 클록 주파수 측정과 수면 시간 스케줄링을 비교한다. 실시간 클록 주파수 측정을 고려하여, 도 5는 본 발명에 따른 RTC 주파수 산정 창의 타이밍도이다. RTC의 주파수를 정확하게 측정하기 위하여, 마스터 클록 펄스(271)의 수는 시간의 긴 기간(272) 동안 세어 진다. 마스터 클록은 20X 칩 속도인 76.8 MHz의 주파수를 가진다. 이 클록은 TCXO에 위상 고정되었기 때문에, 그 최악의 정확도는 0.1 ppm이다. RTC에 정정이 없다면, TCXO의 정확도는 RTC 주파수 측정 정확도에 영향이 없다. 결과적으로, RTC 주파수 측정 정확도는 주파수 산정 창 크기를 증가시킴에 의해 요구되는 만큼 증가될 수 있다. 0.1 ppm의 RTC 주파수 산정 정확도를 위해, 1000만 마스터 클록(MC) 펄스(271)가 세어져야 한다.
주파수 산정 창 길이가 4096 RTC 펄스("틱(tic)들")로서 선택될 때, 그것은 32,768 Hz의 공칭 RTC 주파수 및 76.8 MHz의 마스터 클록 주파수를 위해 9,600,000 MC 펄스들을 포함한다. 주파수 산정 창 시작과 끝은 모두 RTC 펄스(271)에 의해 트리거된다. RTC 펄스(271)의 시작은 MC 펄스 계산을 시작한다. 4096번째 RTC 펄스(271)의 시작에서 MC 계산은 멈추고, MC 카운터 값은 주파수 산정을 위해 이용된다.
주파수 산정 창은 약 125 ms 또는 13 프레임을 유지한다. 활성 연결 모드에서 이 주파수 산정은 DRX 순환으로 들어가지 직전을 제외하고는 수행되지 않는다. 이 경우에, 주파수 측정은 DRX 순환으로 들어가기 전 마지막 100 프레임을 차지한다. DRX 순환 동안, 주파수 측정은 각 싱크 갱신 기간 내부에서 수행된다. 주파수 측정 및 프로세스는 싱크 갱신 기간의 마지막 13 프레임에서 일어나서, TCXO가 정착하기에 최대 가능 시간을 갖도록 한다. 갱신된 주파수 산정은 다음 호출 블록에서 이용된다.
수면 시간 스케줄링을 고려하여, 도 6은 수면 시간 스케줄링을 도시하는 타이밍도이다. 수면 시간은 다음 사건이 무엇이든지 각 DRX 순환을 위한 TCXO를 위한 다음 기상 시간 및 다음 PO의 시간(특정 MC 펄스) 또는 다음 싱크 갱신 블럭의 시작이라는 두 주기적인 사건들을 결정한다. TCXO의 부재에 이 사건들을 위치하기 위해 간단한 계산 동작에 적용되는 하나의 측정 및 여러 프로세스들이 있다. 아래 도 6에서, 사건들을 위한 타이밍도가 도시된다.
틱(TIC) A: PO 후의 제1 RTC 틱
틱 B = BRTC : TCXO가 전력 상행하는 RTC 틱. BRTC는 PO의 시작으로부터 RTC 틱의 수를 특정한다(계산된 모든 싱크 갱신 또는 DRX 순환 길이 변화).
틱 C = CRTC : 다음 PO 또는 동기화 갱신 블록의 시작을 위치하기 위해 이용되는 DRX 기간내의 RTC(매 싱크 갱신 마다 계산된).
KRTC(=4096): RTC 틱의 수에 관한 주파수 산정 창의 기간(상수)
DRXP: 이 파라미터는 현재 PO로부터 프레임에 관한 다음 사건에의 거리를 표시한다. 그것은 표 1에 주어진 다음 사건 입력 및 DRX 순환 길이에 의존하는 다른 값들을 가지고 있다.
KMC: DRX 기간 마다 MC(20X) 펄스의 수(모든 DRX 순환 길이에 대해 표로 만들어진)
KRTC: 4096으로 설정되는 주파수 산정 동안 이용되는 RTC 펄스들의 수
MMC: RTC 주파수 측정 창 내에 MC 펄스들의 측정된 수(모든 동기화 갱신 기간마다 측정된)
AMC: 현재 PO의 시작으로부터 틱 A로 MC 펄스들의 측정된 수(DRX 순환마다 측정된)
BRTC: 다음 PO 또는 싱크 갱신 블록의 시작 전, 5 msec와 대략 동등한(164 RTC 틱으로써 표현된) RTC 펄스에 관하여 TCXO의 기상 시간.
CMC: CRTC로부터 다음 호출 블록 또는 싱크 업데이트 블록의 시작으로 MC 틱의 계산된 수. CMC 펄스의 시작은 다음 호출 블록 또는 싱크 갱신 블록의 제1 칩의 시작에 따라 대략 같은 시간이다.
각 호출 블록의 시작에서, 다음 기상의 시간이 계산된다. 이것은 1)PO로부터 다음 RTC 펄스(틱 A)로의 MC 펄스, AMC의 수를 측정하고, 2) 표 1로부터 DRXP를 찾고, 3) 등식에서 공식을 이용하여 BRTC, CRTC, CMC를 계산하는 것에 따라 완료된다.
도 7은 DRX 동안 TCXO 정지 절차에 대한 흐름도(300)이다. 호출 블록의 시 작(단계(301))은 BRTC, CTRC, CMC의 계산(단계(303))에 따르는, AMC의 측정 단계(단계(302))에 따른다. 이 계산들은 호출 표시자(PI)가 긍정인지 결정하는 단계(단계(305))에 따르는 PICH의 판독(단계(304))에 따른다. 만약 PI가 긍정이면, WTRU가 호출되거나 또는 BCCH에 의해 표시되는 몇 설정들에 변화가 있다. 그러므로, 만약 PI가 긍정이면, WTRU는 PI 긍정이 무엇을 언급하는지 알아내기 위해 PCH 채널을 판독할 것이다. 만약 PI가 긍정이면, PCH는 판독되고(단계(311)), PCH로부터 판독된 데이터가 호출된 또는 BCCH 변경을 나타내는지에 따라 결정이 이루어진다(단계(312)). 만약 PCH로부터 판독된 데이터가 단계(312)에서 결정된 것처럼 호출된 또는 BCCH 변경을 나타낸다면, TCXO는 유지되거나 또는 DRX 모드가 종료된다(단계(313)). 만약 PI가 단계(305)에서 결정된 것처럼 긍정이 아니거나, 또는 PCH가 단계(312)에서 결정된 것처럼 호출된 또는 BCCH 변경을 표시하지 않는다면, 현재 PO가 싱크 갱신을 옳게 따라가는지에 결정된다(단계(321)). 만약 현재 PO가 싱크 갱신을 옳게 따르면, 프로세스는 AFC 및 FTC가 수렴할 때까지(단계(322)) 기다리고, AFC 및 FTC가 수렴될 때, AFC/FTC 수렴 선언으로부터 다음 사건의 시작까지의 거리가 1 프레임보다 큰지 결정한다(단계(323)). AFC/FTC 수렴 선언으로부터 다음 사건의 시작까지의 거리가 1 프레임보다 크다면, TCXO는 꺼지고, DRX 모드는 계속된다(단계(324)). 만약 AFC/FTC 수렴 선언으로부터 다음 사건의 시작까지의 거리가 단계(323)에서 결정된 것처럼 1 프레임보다 크지 않다면, TCXO는 유지하나, DRX 모드는 계속된다.
만약 단계(321)에서 결정된 것처럼, 현재 PO가 싱크 갱신을 따르면, 이웃 검색 측정은 완료될 때까지 이루어지고(단계(341)), 현재 PO로부터 다음 싱크 갱신의 시작까지의 거리가 17 프레임보다 작은지 결정이 이루어진다(단계(342)). 만약 현재 PO로부터 다음 싱크 갱신의 시작까지의 거리가 17 프레임보다 작다면, TCXO는 꺼지고, DRX 모드는 계속된다(단계(324)). 만약 현재 PO로부터 다음 싱크 갱신 시작까지의 거리가 17 프레임보다 작지 않다면, TCXO는 유지하나 DRX 모드는 계속된다.
동작에서, 다음 수면 타이머 사건은 흐름도에서 개요된 TCXO 꺼짐을 스케줄링하는 것이다. 흐름도에서 보는 것처럼, DRX 순환마다 다음과 같은 세 가지 마지막 스케줄링 경우가 있다. 1) TCXO가 정지하고, WTRU가 DRX에 머무르고, 수면 타이머 알고리즘이 적용되고, 2)흐름도에 도시된 조건에 기인하여 TCXO가 온(ON)을 유지하고 WTRU가 DRX에 머무른다. 이용된 클록 기준는 TCXO이고 수면 타이머 알고리즘은 이용되지 않고, 3) TCXO는 온(ON)을 유지하고 WTRU는 DRX를 떠나야만 한다. 이 경우에, WTRU는 호출되거나 또는 BCCH 변경 정보가 존해한다.
DRXp vs. 다음 사건
DRX 순환 길이(프레임) 다음 사건 DRXp(프레임)
32, 64, 128, 256, 512 호출 블록 DRX 순환 길이
싱크 갱신 블록 DRX 순환 길이-16
8, 16 호출 블록 DRX 순환 길이
싱크 갱신 블록 N/A(*)
(*) TCXO는 상기 설명한 바와 같이 이 경우에 이미 온(ON)
프로세스의 마지막 단계는 다음 사건을 위한 기상이다. 기상 프로세스는 1) 시간 BRTC에 TCXO를 키고, 마지막 PO 후에, BRTC를 박동하고, 2) 시간 CRTC까지 기다리고, 3) CRTC로부터 시작하는 CMC 마스터 클록 펄스를 카운트하고, 4) CMC 마스터 클록 펄스에서, 시간은 다음 사건의 시작, 즉 다음 사건의 제1 시간 구간의 제1 칩과 대략 같고, 5) WTRU가 DRX 순환의 밖으로 나갈 때까지 각 DRX 순환을 위한 프로세스가 반복하는 것을 따른다.
본 발명의 일 장점은 실제 클록 눈금 측정을 위한 요구를 피하는 매우 간단한 프로세스를 구현한다는 것이다. 타이밍 정확도는 측정 기간 또는 기준 클록의 주파수의 길이를 변화함에 의해 제어될 수 있다. 단순함은 이 프로세스의 실시예가 저정확 클록을 눈금 측정하는 것이 아니라 단지 그 주파수를 측정하는 것이라는 사실에서 나온다.

Claims (29)

  1. 무선 송수신 유닛(WTRU; wireless transmit/receive unit)에 있어서,
    동기화된 통신을 위한 주파수 표준(standard)을 제공하도록 구성된 기준 발진기;
    상기 기준 발진기보다 낮은 전력에서 동작하도록 구성된 실시간 클록(RTC; real time clock); 및
    상기 기준 발진기가 사용되는 액티브 동작 모드, 및 상기 RTC가 사용되고 상기 기준 발진기가 선택적으로 사용되는 저전력 동작 모드를 제공하도록 구성된 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 기준 발진기가 사용되는 프로세스의 완료와 상기 기준 발진기의 사용이 요구되는 다음 프로세스 간의 차이를 판정하고 상기 판정된 차이가 선택된 문턱값(threshold)보다 크면 상기 기준 발진기를 끔(turn off)으로써, 상기 저전력 동작 모드 동안 상기 기준 발진기의 동작을 제어하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  2. 제1항에 있어서, 상기 기준 발진기는 온도 제어 수정 발진기(TCXO; temperature controlled crystal oscillator)이고, 상기 RTC는 실온 수정 발진기(RTXO; room temperature crystal oscillator)를 포함하는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  3. 제2항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은, 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP; third generation partnership project) 호환 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장치(UE; user equipment)로서 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  4. 제1항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은, 포맷된 타임프레임들을 이용하여 무선 통신을 수행하도록 구성되고,
    상기 제어기는, 불연속 수신(DRX; discontinuous reception)을 포함하는 저전력 동작 모드를 제공하도록 구성되고,
    상기 기준 발진기는 고전력, 고정밀 발진기이고,
    상기 제어기는 상기 저전력 동작 모드 동안 동기화 업데이트를 위하여 상기 기준 발진기를 사용하도록 구성되며,
    상기 제어기는, 동기화 업데이트의 완료를, 자동 주파수 제어(AFC; automatic frequency control)와 프레임 타이밍 정정(FTC; frame timing correction)의 컨버전스(convergence)로서 결정하도록 구성되고, 상기 선택된 문턱값으로서 하나의 타임프레임을 이용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기준 발진기는 온도 제어 수정 발진기(TCXO)이고;
    상기 RTC는 실온 수정 발진기(RTXO)를 포함하며;
    상기 제어기는, 페이징 경우(paging occasion) 또는 동기화 업데이트에 대응하여, 상기 저전력 동작 모드 동안 상기 TCXO를 사용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어기는, 셀 재선택 측정을 수행하기 위해 상기 저전력 동작 모드 동안 상기 기준 발진기를 사용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  7. 제6항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은 포맷된 타임프레임들을 이용하여 무선 통신을 수행하도록 구성되고,
    상기 제어기는 상기 저전력 동작 모드 동안 동기화 업데이트를 위하여 상기 기준 발진기를 사용하도록 구성되고,
    상기 제어기는, 동기화 업데이트의 완료를, 자동 주파수 제어(AFC)와 프레임 타이밍 정정(FTC)의 컨버전스로서 결정하도록 구성되고, 상기 동기화 업데이트의 완료와 상기 기준 발진기의 사용이 요구되는 다음 프로세스 간의 차이에 대한 선택된 문턱값으로서 하나의 타임프레임을 이용하도록 구성되며, 상기 셀 재선택 측정의 완료와 상기 기준 발진기의 사용이 요구되는 다음 프로세스 간의 차이에 대한 선택된 문턱값으로서 17개의 타임 프레임을 이용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  8. 제7항에 있어서, 상기 기준 발진기는 온도 제어 수정 발진기(TCXO)이고;
    상기 RTC는 실온 수정 발진기(RTXO)를 포함하며;
    상기 제어기는, 페이징 경우(paging occasion)에 대응하여, 상기 저전력 동작 모드 동안 상기 TCXO를 사용하도록 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  9. 제8항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은, 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 호환 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장치(UE)로서 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  10. 제1항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은, 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 호환 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장치(UE)로서 구성되는 것인, 무선 송수신 유닛(WTRU).
  11. 무선 통신의 방법에 있어서,
    동기화된 통신을 위한 기준 발진기, 실시간 클록(RTC), 상기 기준 발진기가 사용되는 액티브 동작 모드, 및 상기 RTC가 사용되고 상기 기준 발진기가 선택적으로 사용되는 저전력 동작 모드를 갖는 무선 송수신 유닛(WTRU)을 제공하고;
    상기 저전력 동작 모드 동안, 상기 기준 발진기가 사용되는 프로세스의 완료와 상기 기준 발진기의 사용이 요구되는 다음 프로세스 간의 차이를 판정하고 상기 판정된 차이가, 선택된 문턱값(threshold)보다 크면 상기 기준 발진기를 끔으로써, 상기 기준 발진기를 선택적으로 끄는 것
    을 포함하는, 무선 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)에는, 온도 제어 수정 발진기(TCXO)가 상기 기준 발진기로서 제공되는 것인, 무선 통신 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은, 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 호환 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장치(UE)로서 제공되는 것인, 무선 통신 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 무선 통신은, 포맷된 타임프레임들에서 수행되고;
    상기 저전력 동작 모드는 불연속 수신(DRX)을 포함하고;
    상기 기준 발진기는 상기 저전력 동작 모드 동안 동기화 업데이트에 사용되고;
    동기화 업데이트의 완료는, 자동 주파수 제어(AFC)와 프레임 타이밍 정정(FTC)의 컨버전스로서 결정되며;
    상기 동기화 업데이트의 완료 후에 상기 기준 발진기를 끌지를 결정하기 위한 선택된 문턱값으로서 하나의 타임프레임이 이용되는 것인, 무선 통신 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 무선 송수신 유닛(WTRU)에는, 온도 제어 수정 발진기(TCXO)가 상기 기준 발진기로서 제공되고,
    페이징 경우(paging occasion) 또는 동기화 업데이트에 대응하여, 상기 저전력 동작 모드 동안 상기 TCXO가 사용되는 것인, 무선 통신 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 기준 발진기는, 상기 저전력 동작 모드 동안 셀 재선택 측정을 수행하기 위해 사용되는 것인, 무선 통신 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 무선 통신은 포맷된 타임프레임들에서 수행하고;
    상기 기준 발진기는 상기 저전력 동작 모드 동안 동기화 업데이트를 위하여 사용되고;
    동기화 업데이트의 완료는, 자동 주파수 제어(AFC)와 프레임 타이밍 정정(FTC)의 컨버전스로서 결정되고;
    상기 동기화 업데이트의 완료와 상기 기준 발진기의 사용이 요구되는 다음 프로세스 간의 차이에 대한 선택된 문턱값으로서 하나의 타임프레임이 이용되고,
    상기 셀 재선택 측정의 완료와 상기 기준 발진기의 사용이 요구되는 다음 프로세스 간의 차이에 대한 선택된 문턱값으로서 17개의 타임 프레임이 이용되는 것인, 무선 통신 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)에는, 온도 제어 수정 발진기(TCXO)가 상기 기준 발진기로서 제공되고,
    상기 TCXO는, 페이징 경우(paging occasion)에 대응하여 상기 저전력 동작 모드 동안 사용되는 것인, 무선 통신 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은, 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 호환 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장치(UE)로서 제공되는 것인, 무선 통신 방법.
  20. 제11항에 있어서, 상기 무선 송수신 유닛(WTRU)은, 제3세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP) 호환 시스템에서의 사용을 위한 사용자 장치(UE)로서 제공되는 것인, 무선 통신 방법.
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