KR101149189B1

KR101149189B1 - 무선 통신 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101149189B1
Application number: KR1020107011462A
Authority: KR
Inventors: 리 수; 펭 치안; 브레트 엘. 로버트슨; 브라이언 디. 스톰
Original assignee: 모토로라 모빌리티, 인크.
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2008-10-30
Publication date: 2012-05-24
Also published as: CN101874356A; BRPI0819658B1; MX2010005422A; BRPI0819658A2; EP2215729B1; KR20100084672A; RU2458408C2; US7983204B2; RU2010126152A; EP2215729A1; US20090135752A1; CN101874356B; WO2009070409A1

Abstract

무선 통신 장치(200)는, 하우징(housing)(210); 상기 무선 통신 장치의 동작들을 제어하도록 구성되는 제어기(220); 제어기(220)에 연결된 메모리(270); 제어기(220)에 연결되는 송수신기(250) - 상기 송수신기(250)는, 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되고, 수신 신호는 적어도 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 포함하고, 상기 제어 채널은 송수신기(250)에 의해 수신되거나 송수신기(250)에 의한 송신을 위해 준비중인 데이터의 후속 패킷을 처리하는 데 필요한 변조 및 인코딩 및/또는 디코딩 정보를 제공하도록 구성됨 - ; 및 상기 제어 채널을 모니터링하고 동적 스케일링 모듈(295)을 제어하기 위한 모니터링 모듈(290) - 상기 모니터링 모듈(290)은 데이터 메시지가 소정의 문턱값을 충족하는 소정의 처리 요구들(processing needs)을 갖는지를 결정하는 데 사용되는 파라미터 필드를 상기 제어 채널로부터 판독하고, 상기 동적 스케일링 모듈(295)은, (i) 상기 소정의 문턱값이 충족되는 경우 성능 모드 및 (ii) 상기 소정의 문턱값이 충족되지 않는 경우 디폴트(default) 모드를 포함하는 처리 요구들에 따라 제어기의 전압 및 주파수를 실질적으로 실시간으로 변경함으로써 에너지 절감을 제공하도록 구성됨 - 을 포함한다.

Description

무선 통신 장치 및 방법{A WIRELESS COMMUNICATION DEVICE AND METHOD}

본 개시 내용은 무선 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.

사용자들은 가능한 가장 높은 데이터 속도를 디코딩할 수 있는 무선 통신 장치들 및 방법들을 요구하고 있다. 현재 알려진 방법들은 일반적으로 항상 높은 데이터 속도들을 지원하는 데 필요한 레벨들로 전압 및 주파수를 유지하거나, 또는 장기 평균 방법들(long term averaging methods)을 이용하여 느린 속도에서 전압 및 주파수를 스케일링(scale)한다. 이러한 장치들은 최소한의 개선을 제공하는 반면, 현저한 전류 유출(current drain) 절감에 대처하지 않는다.

배터리 수명을 최대화하기 위해, 무선 통신 애플리케이션들(applications)에서 동적 전압 및 주파수 스케일링(DVFS; Dynamic Voltage and Frequency Scaling)을 적극적으로 활용하고자 하는 요구가 존재한다.

보다 구체적으로, 예컨대 패킷 통신 애플리케이션들에서 사용하기 위해, 무선 통신 애플리케이션들에서 동적 전압 및 주파수 스케일링(DVFS)을 적극적으로 활용하고자 하는 요구가 존재한다.

따라서, 배터리로 동작되는 무선 애플리케이션들에서 배터리 수명을 연장하기 위한 방법 및 장치에 대한 요구가 존재한다.

본 개시 내용의 앞서 언급한 그리고 다른 장점들 및 특징들이 획득될 수 있는 방식을 기술하기 위해, 앞서 간략히 기술된 본 개시 내용의 보다 구체적인 설명이 첨부된 도면들에 예시된 본 개시 내용의 구체적인 실시예들을 참조하여 주어질 것이다. 이러한 도면들이 본 개시 내용의 통상적인 실시예들만을 도시하므로 본 개시 내용의 범위를 한정하는 것으로 간주되지 않아야 함을 이해하면, 본 개시 내용이 첨부된 도면들을 이용하여 추가적인 특이 사항 및 세부 사항과 함께 기술 및 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 시스템의 예시적인 블록도.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 예시적인 블록도.
도 3은 일 실시예에 따른 무선 통신의 예시적인 블록도.
도 4는 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작을 예시하는 예시적인 흐름도.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작을 개관하는 예시적인 타이밍도(timing diagram).
도 6은 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작을 개관하는 예시적인 타이밍도.

도 1은 일 실시예에 따른 시스템(100)의 예시적인 블록도이다. 시스템(100)은 네트워크(110), 터미널(120) 및 기지국(130)을 포함할 수 있다. 터미널(120)은 무선 전화, 셀룰러 전화(cellular telephone), 개인 디지털 보조장치(Personal Digital Assistant), 페이저(pager), 개인용 컴퓨터, 선택적 호 수신기(selective call receiver), 또는 무선 네트워크를 포함하는 네트워크 상에서 통신 신호들을 송신 및 수신할 수 있는 임의의 다른 장치와 같은 무선 통신 장치일 수 있다. 네트워크(110)는 무선 신호들과 같은 신호들을 송신 및 수신할 수 있는 임의의 종류의 네트워크를 포함할 수 있다. 예컨대, 네트워크(110)는 무선 원격 통신 네트워크, 셀룰러 전화 네트워크, TDMA(Time Division Multiple Access) 네트워크, CDMA(Code Division Multiple Access) 네트워크, GPRS(General Packet Radio System) 네트워크, EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution) 네트워크, 3G(Third Generation) 네트워크, 위성 통신 네트워크 및 다른 유사한 통신 시스템들을 포함할 수 있다. 또한, 네트워크(110)는 2 이상의 네트워크를 포함할 수 있고, 복수의 상이한 종류의 네트워크를 포함할 수 있다. 따라서, 네트워크(110)는 복수의 데이터 네트워크, 복수의 원격 통신 네트워크, 데이터 및 원격 통신 네트워크들의 결합 및 통신 신호들을 송신 및 수신할 수 있는 다른 유사한 통신 시스템들을 포함할 수 있다. 동작시에, 터미널(120)은 기지국(130)을 통해 무선 신호들을 송신 및 수신함으로써 네트워크(110) 및 네트워크(110) 상의 다른 장치들과 통신할 수 있다.

도 2는 일 실시예에 따른, 터미널(120)과 같은 무선 통신 장치(200)의 예시적인 블록도이다. 무선 통신 장치(200)는 하우징(housing)(210), 하우징(210)에 연결된 제어기(220), 제어기(220)에 연결된 오디오 입력 및 출력 회로(230), 제어기(220)에 연결된 데이터 입력 및 출력 회로(235), 제어기(220)에 연결된 디스플레이(240), 제어기(220)에 연결된 송수신기(250), 제어기(220)에 연결된 사용자 인터페이스(260), 제어기(220)에 연결된 메모리(270), 제어기(220)에 연결된 송수신기(250) 및 송수신기(250)에 연결된 안테나(280)를 포함할 수 있다. 무선 통신 장치(200)는 또한 모니터링 모듈(290) 및 동적 스케일링 모듈(295)을 포함하며, 이들은 제어기(220)에 연결된다. 보다 구체적으로, 이들은 제어기(220) 내에 위치할 수 있거나, 자율적인 모듈들일 수 있거나, 소프트웨어일 수 있거나, 하드웨어일 수 있거나, 또는 무선 통신 장치(200) 상의 모듈에 유용한 임의의 다른 형식일 수 있다.

디스플레이(240)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 또는 정보를 디스플레이하기 위한 임의의 다른 수단일 수 있다. 송수신기(250)는 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 오디오 입력 및 출력 회로(230)는 마이크, 스피커, 트랜스듀서(transducer), 또는 임의의 다른 오디오 입력 및 출력 회로를 포함할 수 있다. 데이터 입력 및/또는 출력 회로(235)는 예컨대 USB, UART, SDIO, 적외선, 또는 컴퓨터들 또는 메모리 저장 카드들과 같은 케이블로 연결되거나 로컬(local)인 장치들과 통신하는 다른 직렬 및/또는 병렬 포트들을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(260)는 키패드(keypad), 버튼들, 터치 패드, 조이스틱(joystick), 추가적인 디스플레이, 또는 사용자와 전자 장치 사이에 인터페이스를 제공하는 데 유용한 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 메모리(270)는 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory), 판독 전용 메모리(Read Only Memory), 광학 메모리 또는 무선 통신 장치에 연결될 수 있는 임의의 다른 메모리를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 2에 도시된 무선 통신 장치(200)는, 하우징(210); 하우징(210)에 연결되는 제어기(220) - 상기 제어기(220)는, 상기 무선 통신 장치의 동작들을 제어하도록 구성됨 -; 제어기(220)에 연결된 메모리(270); 제어기(220)에 연결되는 송수신기(250) - 상기 송수신기(250)는, 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되고, 수신 신호는 적어도 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 포함하고(도 4 및 5에 가장 잘 도시된 바와 같음), 상기 제어 채널은, 후속하는 연관된 패킷 데이터 채널이 이 유닛에 대하여 의도된 데이터를 포함하는지 여부와, 그러한 경우 상기 송수신기에 의해 수신되는 데이터의 후속 패킷을 처리하는 데 필요한 변조 및 디코딩 정보를 전달하기 위한 수단을 제공하도록 구성됨 - ; 및 상기 제어 채널을 모니터링하고 동적 스케일링 모듈(295)을 제어하기 위한 모니터링 모듈(290) - 모니터링 모듈(290)은 데이터 메시지가 소정의 문턱값을 충족하는 소정의 처리 요구들(processing needs)을 갖는지를 결정하는 데 사용되는 파라미터 필드를 상기 제어 채널로부터 판독하고, 동적 스케일링 모듈(295)은 (i) 상기 소정의 문턱값이 충족되는 경우 성능 전압 및/또는 성능 주파수를 포함하는 성능 모드 및 (ii) 상기 소정의 문턱값이 충족되지 않는 경우 디폴트 전압 및/또는 디폴트 주파수를 포함하는 디폴트(default) 모드를 포함하는 처리 요구들에 따라, 제어기의 전압 및/또는 주파수를 실질적으로 실시간으로 변경함으로써 에너지 절감을 제공하도록 구성됨 - 을 포함한다.

사용자들은 보고된 성능에 기초하여 가능한 가장 높은 데이터 속도를 디코딩할 수 있는 송수신기를 점차 요구하고 있다. 현재 알려진 방법들은 일반적으로 항상 이러한 가장 높은 데이터 속도를 지원하는 데 필요한 레벨들로 전압 및 주파수를 유지하거나, 또는 장기 평균 방법들(long term averaging methods)을 이용하여 느린 속도에서 전압 및 주파수를 스케일링하는데, 이는 최소한의 개선을 제공하는 반면, 현저한 전류 유출 절감에 대처하지 않는다.

개시된 장치 및 방법(200 및 300)은 DVFS(Dynamic Voltage & Frequency Scaling)의 적극적인 활용을 제공하며, 따라서 패킷 데이터 모드들에 있는 동안 배터리 수명을 최대화하는 데 기여한다. 모니터링 및 스케일링 모듈들은 초과 성능의 기간들을 최소화하면서 많은 가능한 시나리오들에 대해 충분한 성능이 이용 가능하도록 보장하는 데 기여한다.

무선 통신 장치 및 방법(200 및 300)은 특히 패킷 통신 애플리케이션들에서의 사용을 위해 적응되며, 본 명세서에서 상술되는 바와 같은 연관된 데이터 패킷에 대한 처리 요건들과 같은, 처리를 미리 결정하는 데 사용될 수 있는 정보를 전달하는 다른 논리적 또는 물리적 채널 상에서 데이터 패킷을 수신하기 전에 또는 수신하는 동안에 정보가 제공된다.

종래 기술은 초과 성능 및 낭비되는 전류 유출이 예외가 아닌 흔한 것이 되도록 하는 방식으로 알고리즘이 동작하도록 강제했던 성능 부족을 야기하지 않고 이러한 적극적인 방법을 지원할 수 없었다.

일 실시예에서, 제어 채널은 후속하는 패킷 데이터 채널이 이러한 유닛에 대해 의도되었는지 여부와, 그러한 경우 후속하는 공유 패킷 데이터 채널 정보 및/또는 데이터를 복조, 디코딩 및 결합하는 데 필요한 복수의 파라미터를 전달하기 위한 수단을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 이러한 파라미터들은 후속 패킷 데이터 채널에서 송신중인 데이터의 양 및 이러한 데이터를 처리하는 데 필요한 단계들을 확립하는 데 사용된다.

제2 실시예에서, 제어 채널은 모바일 장치가 데이터를 송신 및 인코딩하도록 허락하는 업링크 허가(uplink grant)를 제공한다. 송신을 대기중인 데이터의 양에 관한 지식과 결합되는 이러한 파라미터들은 또한 임박한 패킷 내에서 송신될 데이터의 양을 확립하고 이러한 데이터를 송신하는 데 필요한 추가적인 처리의 양을 예측한다.

보다 구체적으로, 바로 위에서 상술한 제1 실시예는 역확산(despread), 변조 종류의 지정, 중복(redundancy) 정보, ARQ(Automatic Repeat Request) 프로세스 번호 및 송신/재송신 지시자의 제공을 위해 복수의 파라미터 또는 다수의 코드를 사용한다.

배경 지식으로서, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 기술 분야에서의 이들의 통상적인 의미를 갖는다. 이하의 간략한 정의들은 명확함을 위해 제공된다. WCDMA 송수신기의 경우, 네트워크는 하나 이상의 역확산 코드 및/또는 상이한 종류의 변조에 근거하여 데이터를 송신할 수 있고, 이는 수신기가 수신되는 신호를 정확하게 복조 및 역확산하여 이러한 수신기에 대하여 의도된 데이터 전부가 이용 가능해지도록 요구한다. 중복 정보는 이전에 수신된 트래픽으로 이러한 패킷을 어떻게 디코딩 및 결합할지를 전달한다. ARQ 프로세스 번호들 또는 데이터는 이러한 패킷의 데이터가 속하는 프로세스를 전달한다. 송신/재송신 지시자는 도착하는 데이터가 재송신인지의 여부 및 이것이 이전의 트래픽과 결합될지의 여부 또는 이전의 데이터로 채워진 버퍼가 이러한 데이터로 채워지기 전에 비워져야 할지 여부를 전달한다.

앞서 상술한 제2 실시예와 관련하여, 제2 실시예는 복수의 업링크 허가의 존재, 허락된 송신 전력, 현재의 송신 전력 및 최대 송신 전력을 포함하지만 이에 한정되지 않는 복수의 파라미터를 사용할 수 있다. 모바일 장치는 네트워크로부터의 허가의 존재에 기초하여 송신될 수 있는 추가적인 데이터의 양 및 네트워크에 의해 허락되는 추가적인 송신 전력의 양을 결정할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 공유 패킷 데이터 채널은 연관된 제어 채널 상에서 수신된 복수의 파라미터에 기초하여 처리된다. 일례로서, 패킷 데이터 채널은 연관된 후속 데이터 채널에 데이터 트래픽이 없는 경우 완전히 무시될 수 있다. 이러한 정보는 수많은 방식들로 전달될 수 있으며, 이러한 방식들에는 예컨대 이러한 장치에 대해 의도되지 않은 경우 제어 채널로 하여금 CRC(Cyclic Redundancy Code) 또는 수신된 제어 채널 메시지의 본문 내의 비트 필드(bit field)의 실패(fail)를 야기하도록 하는 마스킹 동작의 활용이 포함된다. 제2의 예로서, 후속 패킷 데이터 채널이 어떤 장치에 대해 의도됨을 제어 채널이 전달하는 경우, 연관된 데이터 채널의 시간 내의 위치는 제어 채널에 대하여 고정되거나 또는 제어 채널 컨텐트 내에서 정의될 수 있다. 데이터 채널의 수신 개시 전에, 수신기는 이러한 장치에 대해 의도된 소프트 심볼들(soft symbols)의 수신을 가능하게 하기 위한 복조 및 역확산 파라미터들로 구성된다. 이후 디코딩, 결합 및 취급 정보가 이러한 소프트 심볼들을 정확하게 처리하는 데 활용되어 미가공 데이터(raw data)가 이것의 최종 목적지에 전달되도록 한다.

송수신기(250)는 특히 패킷 데이터 애플리케이션들과 통신하는 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 적응 및 구성된다. 일부 예들은, TFCI(Transport Format Combination Index)가 DPDCH(Downlink Physical Data Channel) 전에 디코딩되고 디코딩될 데이터의 양을 지시하는 전용 채널들 상의 WCDMA 패킷 데이터와, 정확한 역펑처링(depuncturing)/디코딩을 수행하기 위해 데이터의 슬롯을 디코딩하기 전에 디코딩될 필요가 있는 데이터 채널의 종류를 도용 플래그들(stealing flags)이 지시하는 GSM 및 (E)GPRS를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 슬롯들의 수는 일반적으로 알려져 있으므로, 이러한 두 가지 정보 사이에서, 이러한 양의 데이터를 디코딩하는 데 필요한 MIPS의 양을 예측하고 그러한 필요를 충족시키는 데 이용 가능하도록 성능을 적응시킬 수 있다. 또한, USF(Uplink State Flag)(매 ~20 ms 마다 다운링크(DL)로 송신됨)는 또한 이것이 모바일 장치가 송신을 시작하도록 허락하고 동작 전압/주파수의 변경을 추진하는 데 사용될 수 있으므로 추가적인 MIPS를 필요로 할 것이고, 3GPP LTE(Long Term Evolution)에서는 부반송파들(sub-carriers)의 수, 슬롯들의 수, 변조 기법(modulation scheme), 전송 블록(transport block) 크기를 포함하고 DL-SCH(Downlink Shared Transport Channel)의 디코딩을 약 751 ㎲ 만큼 앞서는 다운링크 할당(downlink assignment)을 PDCCH(Physical Downlink Control Channel)가 인코딩한다.

바람직한 실시예에서, 송수신기는 EDGE, CDMA DO(Data Only), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), 3GPP LTE 및 WiMAX(Worldwide interoperability for Microwave Access) 중 적어도 하나를 포함하는 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성된다. 이러한 무선 액세스 기술들은, 임박한 처리 부하에 관한 명확하고 구체적인 지식이 알려지도록 함으로써, 개시된 적극적 DVFS 접근법이 장치 및 방법(200 및 300)에 각각 적용될 수 있도록 하는, 후속 패킷 데이터 채널과 제어 채널이 연관되는 패킷 데이터 접속을 지원한다.

성능 모드와 관련하여, 동작 전압들은 높은 성능 요건들을 충족시키는 데 필요한 높은 처리량(throughput) 패킷 데이터 채널들 및 주파수들을 갖는 제어 채널들을 처리하기에 일반적으로 충분하다. 일 실시예에서, 성능 전압은 약 1.6 V이고, 성능 주파수는 약 250 MHz이며, 디폴트 전압은 약 1.2 V이고, 디폴트 주파수는 약 208 MHz이다. 유리하게도, 이는 더 낮은 전압을 디폴트로서 제공하고 더 높은 전압을 필요할 때에만 제공함으로써 에너지 절감을 제공하며, 이는 결과적으로 더 긴 유용한 배터리 수명을 낳는다. 본 기술 분야의 당업자에 의해 이해되는 바처럼, 성능 전압들뿐만 아니라 전압 단계들 및 주파수들의 수는 물론 주파수 단계들의 수는 애플리케이션에 따라 달라질 수 있으며, 앞서 지정된 것들은 예시적이다.

이제 장치 및 방법(200 및 300)의 맥락에서 "소정의 문턱값"이라는 주제를 살펴보면, 본 기술 분야의 당업자에 의해 이해되는 바처럼, 이러한 소정의 문턱값은 크게 달라질 수 있다. 일 실시예에서, 장치 및 방법(200 및 300)은 제어기(220)가 디폴트 모드에 남아 있으면서 소정의 스트리밍 오디오 및 비디오 버스트들(bursts)을 처리할 수 있도록 하여 배터리 수명을 연장시키도록 적응 및 구성된다. 또한, 디폴트 동작 모드는 통상적인 고정 속도 처리(투명적 오디오/비디오, 소정의 스트리밍 애플리케이션들)가 더 높은 성능 모드를 필요로 하지 않고 동작하여 더 낮은 전류를 필요로 하게끔 선택되도록 정의될 수 있다.

일 실시예에서, 동적 스케일링 모듈(295)은 미리 결정된 문턱값이 충족되는 경우 제3 전압 및 제3 주파수를 포함하는 제3 모드를 적어도 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 저전력 모드, 보통 전력 모드, 고전력 모드와 같은 3가지 전력 모드가 개시되며, 이들은 각각 대응하는 전압 및 주파수를 갖는다. 예컨대, 제어 채널을 모니터링하기만 하고 데이터가 수신되지 않는 경우 저전력 모드가 사용되고, 낮은 데이터 속도가 송신 또는 수신중인 경우 보통 전력 모드가 사용될 수 있고, 높은 데이터 속도가 송신 또는 수신되는 경우 고전력 모드가 사용될 수 있다. 이러한 애플리케이션에서, 문턱값들은 예컨대 그 애플리케이션을 프로파일링(profile)함으로써 결정될 수 있고, 이러한 문턱값들은 데이터 경로들에서 사용되는 프로세서 및 하드웨어 가속의 종류에 기초하여 변경될 것이다.

또한 일 실시예에서, 동적 스케일링 모듈(295)은 전환에 앞서 적어도 두 개의 연속적인 파라미터 필드 판독값(reading)에 대해 성능 모드 및 디폴트 모드 중 적어도 하나에 남아 있는다.

도 3은 일 실시예에 따른 무선 통신 방법(300)의 예시적인 블록도이다. 이것의 가장 단순한 형태에 있어서, 이는 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되는 무선 통신 장치를 제공하는 단계(310) - 수신 신호는 제어기 및 적어도 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 포함하고, 상기 제어 채널은 상기 무선 통신 장치에 의해 수신되는 데이터의 후속 패킷을 처리하는 데 필요한 변조 및 디코딩 정보를 제공하도록 구성됨 - ; 데이터 메시지가 소정의 문턱값을 충족하는 소정의 처리 요구들을 갖는지 여부를 결정하기 위해 상기 제어 채널로부터 파라미터 필드를 판독하는 단계(320); 및 (i) 상기 소정의 문턱값이 충족되는 경우 성능 전압 및 성능 주파수를 포함하는 성능 모드 및 (ii) 상기 소정의 문턱값이 충족되지 않는 경우 디폴트 전압 및 디폴트 주파수를 포함하는 디폴트 모드를 제공함으로써, 상기 판독 단계에 응답하여 적어도 상기 제어기의 전압 및 주파수를 동적으로 스케일링하는 단계(330)를 포함할 수 있다. 유리하게도, 이는 앞서 상술한 바처럼 전류 유출을 최소화하기 위한 적극적인 방법을 제공한다.

일 실시예에 있어서, 동적으로 스케일링하는 단계(330)는 전환에 앞서 파라미터 필드의 현재의 판독값 및 가능한 복수의 이력 판독값(historical reading)을 이용하여 성능 모드 및 디폴트 모드 중 적어도 하나에 남아 있는 단계를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 이는 현재의 측정값을 문턱값과 비교하고, 측정값이 문턱값을 초과하는 경우 설정된 시기동안 성능 모드가 선택된다.

보다 구체적으로, 바람직한 실시예에서 판독 단계(320)는 향상된 효율을 위해 후속 공유 패킷 데이터 채널들을 복조, 디코딩 및 결합하는 데 필요한 복수의 파라미터를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, HSDPA의 경우, 파라미터들은 채널화 코드들의 수, 변조 기법, 전송 블록 크기, HARQ 송신/재송신 플래그, 중복 버전 등을 포함할 수 있고, 3GPP LTE의 경우, 파라미터들은 부반송파들의 수, 슬롯들의 수, 전송 블록 크기, 변조 기법들, HARQ 송신/재송신 플래그, 중복 버전 등을 포함할 수 있다. 모드 전환 왕복 시나리오들을 제한하기 위해, 더 낮은 성능 모드가 성능 모드를 증가시키기는 것을 더 어렵게 만들기 위해 히스테리시스가 사용될 수 있으며, 이러한 이력 현상은 이력 데이터에 기초하여 정적이거나 동적일 수 있다.

도 4는 일 실시예에 따른 무선 통신 방법(300)의 동작을 예시하는 예시적인 흐름도(400)이다. 다운링크(DL)(410) 데이터 세션(session)이 개시되는 경우, 다음의 DL_perf_start 및 DL_perf_start 파라미터들이 각각 최소값(min) 및 현재값(now)으로 초기화된다(412). 마찬가지로, 업링크(UL)(440) 데이터 세션이 개시되는 경우, 다음의 UL_perf_start 및 UL_perf_start 파라미터들이 각각 최소값(min) 및 현재값(now)으로 초기화된다(442). next_xx_perf_req 파라미터들(xx는 UL 또는 DL 중 하나임)은 UL 및 DL 패킷 채널 처리를 위해 가까운 장래의 어떤 시점에서 필요한 성능을 스케줄링하는 데 사용된다. next_xx_perf_start 파라미터는 next_xx_perf_req 파라미터에 의해 지정되는 성능이 이용 가능해야 하는 시간을 제공한다. DL 제어 채널 또는 UL 허가 디코드가 시도되는 때마다(415 또는 445), 디코드는 그 특정한 메시지가 그 장치에 어드레싱되거나 어드레싱된 장치가 그것의 그룹 내에 속하는 경우에만 성공적일 것이다. 디코드가 실패하는 경우, 후속하는 연관된 패킷 데이터 채널에 대해 성능 변경이 필요하지 않은데, 이는 그 장치에 대해 성능 변경이 의도되지 않았으므로 작업(task)은 다음 제어 또는 허가 채널 디코드에 대한 대기를 재개하는 것 외에는 아무 것도 더 하지 않기 때문이다. 디코드가 성공적인 경우, 디코딩된 메시지로부터의 파라미터들이 추출되어 패킷 데이터 채널과 연관된 후속 DL(420)에 대해 또는 패킷 데이터 채널과 연관된 UL(450)에 대해 필요한 성능을 확립한다. 일단 결정되면, DL(425) 또는 UL(455) 중 하나에 대한 성능 파라미터가 next_xx_perf_req 변수에 할당되고, 이러한 성능 레벨이 달성되어야 하는 필요한 시간이 next_xx_perf_start에 할당된다. 이후 스케줄러는 (next_xx_perf_start - 전압 천이 시간 - 주파수 천이 시간)에서 성능 검토를 스케줄링한다. 전압 및 주파수 천이 시간들은 전압 및 주파수가 현재 값으로부터 요청된 값으로 이동하는 데 걸리는 시간을 설명한다. 스케줄링이 완료되면, 이러한 작업은 다음의 유효한 디코드에 대한 대기를 재개한다.

스케줄링된 성능 검토가 일어나거나 pres_xx_perf_req 파라미터가 갱신되는 경우(470), 스케줄링된 성능 검토의 결과로 작업이 촉발되면(472), 이러한 스케줄링된 이벤트와 연관된 next_xx_perf_req가 pres_xx_perf_req에 할당된다(475). pres_xx_perf_req 파라미터들(xx는 다시 UL 또는 DL 중 하나임)이 사용되어 현재의 처리 요건들을 유지한다. 이 시점에서, UL 및 DL 모두의 현재 요건들은 최신이고, 현재 순간에 대한 요청된 성능은 pres_UL_perf_req 또는 pres_DL_perf_req 중의 최대값이고(477), 이는 request_perf에 할당된다. present_perf가 이미 이러한 레벨에 있는 경우(480), 조절은 이루어지지 않고 다음의 pres_xx_perf_req 갱신 또는 스케줄링된 성능 검토를 대기하도록 복귀한다. 그렇지 않고 request_perf>present_perf이면(485), 성능 증가가 요구되고 전압 증가가 개시된다(490). 전압이 안정되면 주파수가 증가될 수 있다(495). 이밖에 판정 상자(485)에서 답이 "아니오"이면(즉, request_perf<present_perf), 성능이 감소될 수 있고 따라서 주파수가 감소된 후(492) 전압이 감소될 수 있다(497). 주파수와 전압 모두를 조절하는 것은 더욱 큰 전류 유출 절감을 제공하지만, 본 기술 분야의 당업자에 의해 이해되는 바처럼 전압이 아닌 주파수를 조절하는 것 역시 가능하다. 변경이 이루어지면, request_perf는 present_perf 파라미터에 할당된다(482).

UL 또는 DL 패킷 데이터 채널이 능동적으로 처리되고 있는 경우, 적합한 작업(즉, 각각 DL에 대해서는 참조 번호 427, UL에 대해서는 460)이 개시되고, 완료되면(430 및 462) 적합한 pres_DL_perf_req 또는 pres_UL_perf_req 파라미터가 최소값으로 설정되며, 이는 또한 성능 검토를 촉발할 것이다(470). UL 및 DL 패킷 데이터 세션들이 종료될 때까지 이러한 절차들이 계속된다.

도 5는 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작을 개관하는 예시적인 타이밍도(500)이다. 타이밍도(510)는 시간 공유 제어 및 패킷 데이터 채널을 예시하며, 여기에는 두 종류의 데이터 제어 채널들, 즉 도면의 범례에 나타낸 바처럼 이 장치에 어드레싱된 것들(502)과 이 장치에 어드레싱되지 않은 것들(505)이 수신되고, 세 종류의 수신된 데이터 패킷들, 즉 더 낮은 성능 처리 요건들을 갖는 데이터 패킷(512), 더 높은 성능 처리 요건들을 갖는 데이터 패킷(515) 및 이 장치에 어드레싱되지 않은 전혀 처리될 필요가 없는 데이터 패킷(517)이 수신된다. 타이밍도(520)는 공유 제어 채널을 위한 처리의 타이밍을 예시하고, 여기서는 이 장치에 어드레싱된 제어 메시지들 둘 다가 처리되고(522), 이 장치에 어드레싱되지 않은 제어 메시지들이 적어도 처리되도록 시도된다(525).

타이밍도(530)는 연관된 제어 채널 메시지로부터의 추출된 파라미터들에 기초한 후속 패킷 데이터 채널의 처리를 예시한다. 이러한 디코딩 파라미터들은 이 예에서 소정의 데이터 패킷들에 대한 더 낮은 처리 요건들(532) 및 다른 데이터 패킷들에 대한 더 높은 처리 요건들(535)을 전달한다.

타이밍도(540)는 더 낮은 전압(547)을 갖는 더 낮은 성능을 필요로 하는 데이터 패킷들(532)을 처리하기 위해 성능이 낮은 상태로 있도록 하면서 더 높은 성능 및 이 예에서는 더 높은 전압(545)을 필요로 하는 데이터 패킷들(535)을 처리하기 위한 최적의 성능/전력 균형(tradeoff)을 전달하는 데 이용 가능한 전압 스케일링을 도시한다.

마찬가지로, 타이밍도(550)는 대응하는 더 높은 전압(545)에 의해 가능해지는 더 높은 주파수(555)와, 역으로 더 낮은 성능 요건들에 합치하도록 전압이 낮아지게 하는(547) 더 낮은 주파수(557)와 함께 대응하는 주파수 조절을 도시한다.

최종적인 결과가 타이밍도(560)에 도시되며, 이는 시간에 대한 평균 전력을 주파수(555) 및 전압(545) 모두가 상승하는 고성능 기간들 동안에 소비된 가장 높은 전력과, 주파수(557) 및 전압(547) 모두가 감소될 수 있는 저성능 기간들 동안의 가장 낮은 전력(567)과 함께 예시한다. 이러한 도면은 매번 변화하는 주파수 및 전압을 함께 예시한다. 유사하게, 이들은 결합될 필요가 없고, 여기에는 두 개의 성능 레벨만이 편의상 도시되어 있다. 본 기술 분야의 당업자에 의해 이해되는 바처럼, 실제의 시스템 또는 구현예는 3 이상의 성능 레벨과 전압들 및 주파수들의 복수의 결합을 가질 수 있다.

도 6은 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 장치의 동작을 개관하는 예시적인 타이밍도(600)이다. 타이밍도(610)는 두 부분의 공유 제어를 예시하며, 여기서는 네 종류의 데이터 제어 메시지들, 즉 이 장치에 어드레싱된 것들(602)과 이 장치에 어드레싱되지 않은 것들(605)로서 후속 연관 패킷 데이터 채널을 올바르게 복조하는 데 필요한 복조 파라미터들을 포함하는 데이터 제어 메시지들(이하 부분 1로서 일컬어짐) 및 이 장치에 어드레싱된 것들(607)과 이 장치에 어드레싱되지 않은 것들(609)로서 수신된 데이터 심볼들을 올바르게 처리하는 데 필요한 디코딩 및 결합 파라미터들을 포함하는 데이터 제어 메시지들(이하 부분 2로서 일컬어짐)이 수신된다. 타이밍도(620)는 세 종류의 수신된 데이터 패킷들, 즉 더 낮은 성능 처리 요건들을 갖는 데이터 패킷(612), 더 높은 성능 처리 요건들을 갖는 데이터 패킷(615) 및 이 장치에 어드레싱되지 않은 전혀 처리될 필요가 없는 데이터 패킷(617)을 도시한다. 타이밍도(630)는 공유 제어 채널을 위한 처리의 타이밍을 예시하고, 여기서는 이 장치에 어드레싱된 제어 메시지들 둘 다의 부분 1이 처리되고(622), 이 장치에 어드레싱되지 않은 제어 메시지들이 적어도 처리되도록 시도된다(627). 부분 1의 성공적인 디코드가 일어나거나 한계 신호 조건들(marginal signal conditions) 하에서만 부분 2의 디코드가 시도된다(625). 타이밍도(640)는 연관된 제어 채널 메시지들(622 및 625)로부터의 추출된 파라미터들에 기초한 후속 패킷 데이터 채널의 처리를 예시한다. 이러한 디코딩 파라미터들은 이 예에서 소정의 데이터 패킷들에 대한 더 낮은 처리 요건들(632) 및 다른 데이터 패킷들에 대한 더 높은 처리 요건들(635)을 전달한다.

타이밍도(650)는 더 낮은 전압(657)을 갖는 더 낮은 성능을 필요로 하는 데이터 패킷들(632)을 처리하기 위해 성능이 낮은 상태로 있도록 하면서, 더 높은 성능 및 이 예에서는 더 높은 전압(655)을 필요로 하는 데이터 패킷들(635)을 처리하기 위한 최적의 성능/전력 균형(performance/power tradeoff)을 전달하는 데 이용 가능한 전압 스케일링을 도시한다. 마찬가지로, 타이밍도(660)는 대응하는 더 높은 전압(655)에 의해 가능해지는 더 높은 주파수(665)와, 역으로 더 낮은 성능 요건들에 합치하도록 전압이 낮아지게 하는(657) 더 낮은 주파수(667)와 함께 대응하는 주파수 조절을 도시한다. 최종적인 결과가 타이밍도(670)에 도시되며, 이는 시간에 대한 평균 전력을 주파수(665) 및 전압(655) 모두가 상승하는 고성능 기간들 동안에 소비된 가장 높은 전력과, 주파수(667) 및 전압(657) 모두가 감소될 수 있는 저성능 기간들 동안의 가장 낮은 전력(677)과 함께 예시한다. 이러한 도면은 매번 변화하는 주파수 및 전압을 함께 예시하지만, 이들은 결합될 필요가 없고, 여기에는 두 개의 성능 레벨만이 편의상 도시되어 있다. 실제의 시스템은 3 이상의 성능 레벨 및 복수의 결합을 가질 수 있다.

본 개시 내용의 방법 및 장치는 프로그래밍된 프로세서 상에서 구현되는 것이 바람직하다. 그러나, 제어기들, 흐름도들 및 모듈들은 또한 범용 또는 특수 목적 컴퓨터, 프로그래밍된 마이크로프로세서 또는 마이크로제어기 및 주변 집적 회로 요소들, 집적 회로, 이산 요소 회로와 같은 하드웨어 전자 또는 로직 회로, 프로그램 가능한 로직 장치 등에서 구현될 수 있다. 일반적으로, 도면들에 도시된 흐름도들을 구현할 수 있는 유한 상태 머신(finite state machine)이 존재하는 임의의 장치가 본 개시 내용의 프로세서 기능들을 구현하는 데 사용될 수 있다.

본 개시 내용이 이것의 특정한 실시예들과 함께 기술되었지만, 많은 대안, 수정 및 변경이 본 기술 분야의 당업자에게 자명할 것임은 명백하다. 예컨대, 실시예들의 다양한 구성요소들이 다른 실시예들에서 교환, 추가, 또는 대체될 수 있다. 또한, 개시된 실시예들의 동작을 위해 각 도면의 요소들 전부가 필요하지는 않다. 예컨대, 개시된 실시예들의 기술 분야의 당업자는 단순히 독립항들의 요소들을 이용함으로써 본 개시 내용의 가르침을 만들고 사용할 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서에 제시된 바와 같은 개시 내용의 바람직한 실시예들은 예시하고자 하는 것이고 한정하고자 하는 것이 아니다. 본 개시 내용의 취지 및 범위로부터 벗어나지 않고 다양한 변화가 이루어질 수 있다.

본 명세서에서, "제1", "제2" 등과 같은 관계적인 용어들은 하나의 개체 또는 행위를 다른 개체 또는 행위와 구별하는 데에만 사용될 수 있고, 이러한 개체들 또는 행위들 사이의 어떠한 실제적인 관계 또는 순서를 반드시 필요로 하거나 함축하지 않는다. "포함한다", "포함하는"이라는 용어들, 또는 이들의 임의의 다른 변형은 배타적이지 않은 포함 관계를 포괄하고자 하는 것으로서, 일 목록의 요소들을 포함하는 프로세스, 방법, 제품 또는 장치는 이러한 요소들을 포함할 뿐만 아니라 명시적으로 열거되지 않거나 이러한 프로세스, 방법, 제품 또는 장치에 내재된 다른 요소들을 포함할 수 있다. "하나", "하나의" 등 다음에 나오는 요소는 그 요소를 포함하는 프로세스, 방법, 제품 또는 장치 내의 추가적인 동일한 요소들의 존재를 더 많은 제약 없이 배제하지 않는다. 또한, "또 다른"이라는 용어는 적어도 제2 이상으로서 정의된다. "내포하는", "갖는" 등의 용어들은 본 명세서에서 사용되는 바처럼 "포함하는"으로서 정의된다.

Claims

무선 통신 장치로서,
하우징;
상기 하우징에 연결된 제어기 - 상기 제어기는 상기 무선 통신 장치의 동작들을 제어하도록 구성됨 - ;
상기 제어기에 연결된 메모리;
상기 제어기에 연결된 송수신기 - 상기 송수신기는 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되고, 수신 신호는 적어도 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 포함하며, 상기 제어 채널은 상기 송수신기에 의해 수신되거나 상기 송수신기에 의한 송신을 위해 준비중인 데이터의 후속 패킷을 처리하는 데 필요한 변조 정보와, 인코딩 정보 및 디코딩 정보 중 적어도 하나를 제공하도록 구성됨 - ; 및
상기 제어 채널을 모니터링하고 동적 스케일링 모듈을 제어하기 위한 모니터링 모듈 - 상기 모니터링 모듈은 데이터 메시지가 소정의 문턱값을 충족하는 소정의 처리 요구들을 갖는지를 결정하는 데 사용되는 파라미터 필드를 상기 제어 채널로부터 판독하고, 상기 동적 스케일링 모듈은, (i) 상기 소정의 문턱값이 충족되는 경우 성능 전압 및 성능 주파수를 포함하는 성능 모드 및 (ii) 상기 소정의 문턱값이 충족되지 않는 경우 디폴트 전압 및 디폴트 주파수를 포함하는 디폴트 모드를 포함하는, 상기 모니터링 모듈에 의해 결정된 처리 요구들에 따라, 제어기의 전압 및 주파수를 실시간으로 변경함으로써 에너지 절감을 제공하도록 구성됨 -
을 포함하는 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 채널은 후속 패킷 데이터 정보를 복조, 디코딩 및 결합하는 데 필요한 복수의 파라미터, 및 송신을 위해 후속 패킷 데이터를 준비하는 데 필요한 복수의 파라미터 중 적어도 하나를 제공하는 무선 통신 장치.
제2항에 있어서,
상기 후속 패킷 데이터 정보를 복조, 디코딩 및 결합하는 데 필요한 복수의 파라미터, 및 상기 송신을 위해 후속 패킷 데이터를 준비하는 데 필요한 복수의 파라미터는, 역확산, 변조 종류, 중복 정보, ARQ 처리 번호 및 송신/재송신 지시에 관한 데이터와, 송신 전력 및 시간 배정에 관한 데이터 중 적어도 하나를 포함하는 무선 통신 장치.
제2항에 있어서,
상기 패킷 데이터 채널은 연관된 제어 채널 상에서 수신된 복수의 파라미터에 기초하여 처리되는 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 송수신기는 패킷 데이터와 통신하는 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되는 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 송수신기는 WCDMA, HSDPA, 3GPP LTE(Long Term Evolution), WiMAX, GPRS, EDGE 및 GSM 중 적어도 하나를 포함하는 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되는 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 성능 모드는 성능 요건들을 충족시키는 데 필요한 처리량 패킷 데이터 채널들 및 주파수들을 갖는 제어 채널들을 처리하기 위한 동작 전압들을 포함하는 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 소정의 문턱값은 상기 제어기가 상기 디폴트 모드에서 소정의 스트리밍 오디오 및 비디오 버스트들을 처리할 수 있게끔 하도록 구성되는 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 동적 스케일링 모듈은 미리 결정된 문턱값이 충족되는 경우 제3 전압 및 제3 주파수를 포함하는 제3 모드를 적어도 포함하는 무선 통신 장치.
제1항에 있어서,
상기 동적 스케일링 모듈은 전환에 앞서 적어도 두 개의 연속적인 파라미터 필드 판독값에 대해 상기 성능 모드 및 디폴트 모드 중 적어도 하나에 남아 있는 무선 통신 장치.
무선 통신 방법으로서,
무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되는 무선 통신 장치를 제공하는 단계 - 수신 신호는 적어도 제어 채널 및 패킷 데이터 채널을 포함하고, 상기 제어 채널은 상기 무선 통신 장치에 의해 수신되거나 상기 무선 통신 장치에 의한 송신을 위해 준비중인 데이터의 후속 패킷을 처리하는 데 필요한 변조 및 디코딩 정보를 제공하도록 구성되며, 상기 무선 통신 장치는 제어기를 더 포함함 - ;
데이터 메시지가 소정의 문턱값을 충족하는 소정의 처리 요구들을 갖는지 여부를 결정하기 위해 상기 제어 채널로부터 파라미터 필드를 판독하는 단계; 및
(i) 상기 소정의 문턱값이 충족되는 경우 성능 전압 및 성능 주파수를 포함하는 성능 모드 및 (ii) 상기 소정의 문턱값이 충족되지 않는 경우 디폴트 전압 및 디폴트 주파수를 포함하는 디폴트 모드를 제공함으로써, 상기 판독 단계에 응답하여 적어도 상기 제어기의 전압 및 주파수를 동적으로 스케일링하는 단계
를 포함하는 무선 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 동적 스케일링 단계는 전환에 앞서 적어도 두 개의 연속적인 파라미터 필드 판독값에 대해 상기 성능 모드 및 디폴트 모드 중 적어도 하나에 남아 있는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 판독 단계는 후속 패킷 데이터 채널들을 복조, 디코딩 및 결합하기 위한 복수의 파라미터, 및 송신을 위해 후속 패킷 데이터를 준비하기 위한 복수의 파라미터 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 판독하는 단계는 역확산, 변조, 중복, ARQ 처리 및 송신 또는 재송신에 관한 복수의 파라미터와, 송신 전력 및 시간 배정에 관한 복수의 파라미터 중 적어도 하나를 제공하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 제공하는 단계는 WCDMA, HSDPA, 3GPP LTE, WiMAX, GPRS, EDGE 및 GSM 중 적어도 하나를 포함하는 무선 신호들을 송신 및 수신하도록 구성되는 송수신기를 제공하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 성능 모드는 성능 요건들을 충족시키는 데 필요한 처리량 패킷 데이터 채널들 및 주파수들을 갖는 제어 채널들을 처리하기 위한 동작 전압들을 포함하는 무선 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 소정의 문턱값은 상기 제어기가 상기 디폴트 모드에서 소정의 스트리밍 오디오 및 비디오를 처리할 수 있게끔 하도록 구성되는 무선 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 성능 모드는 제1 모드를 규정하고, 상기 디폴트 모드는 제2 모드를 규정하며, 상기 동적 스케일링 단계는 제3 미리 결정된 문턱값이 충족되는 경우 제3 전압 및 제3 주파수를 포함하는 제3 모드를 제공하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
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