KR20010102438A

KR20010102438A - 통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 장치및 방법

Info

Publication number: KR20010102438A
Application number: KR1020017011030A
Authority: KR
Inventors: 기아자쟝-이브스
Original assignee: 롤페스 요하네스 게라투스 알베르투스; 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1999-12-30
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2001-11-15
Also published as: EP1195065A2; JP2003519993A; WO2001050780A3; WO2001050780A2; US6397053B1; CN1201496C; CN1357174A

Abstract

본 발명은 디바이스의 글로벌 하드웨어를 변화시키지 않으며, 현재 마스터 클럭을 이용하여 클럭 주파수를 낮추는, 통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 예시적인 실시예에서, 본 방법은 유휴 상태동안 통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시킨다. 수신기는 내부 전력원 및 해당하는 베이스 유닛을 가진다. 본 방법은 변화하는 출력 주파수를 가지는 클럭 신호를 생성하는 단계를 포함하는데, 주파수는 활성 상태에서 보다 높으며 비활성 상태에서 보다 낮아서, 수신기는 비활성 상태인 때보다 활성 상태동안에 보다 많은 전력을 소비한다. 수신기에 의한 전력 소비는 클럭 주파수를 보다 낮은 클럭 주파수에 동적으로, 그리고 동기식으로 스위칭함으로써 감소된다. 수신기 전력 소비는 활성 및 비활성 상태 동안에 소비된 전력 및 유휴 상태의 지속 시간의 함수이다.

Description

통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 장치 및 방법{REDUCTION OF POWER CONSUMPTION WITH INCREASED STANDBY TIME IN WIRELESS COMMUNICATIONS DEVICE}

전형적인 셀룰러 전화는 기지국과 통신하는데, 이러한 기지국은 셀룰러 전화에 정규적으로(on a regular basis) 메시지를 송신한다. 이와 유사하게, 무선 전화는 기지국과 통신하며, 유입되는 어떠한 호출에 대해서도 응답할 수 있는 상태로 남는다. 이들 전화는 대개 마이크로프로세서 제어하의 소정의 형태의 송수신기 및 복호기를 포함한다.

동작의 대기 모드동안에, 전화는 베이스 유닛(base unit)을 통하여 전화 호출을 수신하기 위해 대기한다. 동작의 대기 모드동안에, 전화는 베이스 유닛에 의해서 송신된 모든 메시지를 끊임없이 수신하여 복호화하며 자신을 베이스 유닛에 정규적으로 동기화한다. 전화는 통화 및 대기 모드 모두에서 전기 전력을 소비한다. 배터리로 작동하는 무선 전화에서, 온보드 배터리(on-board battery)는 전형적으로 대기 모드에서의 대략 100 시간 및 통화 모드에서의 약 10 시간의 작동 수명을 가진다(예로써 DECT 표준에서). 그런 다음 배터리는 재충전되거나 교체되어 전화 서비스를 계속한다. 전화에 탑재된 마이크로프로세서 및 다른 전자 구성 요소는 대기 모드 동안에 전력을 공급받게 되는데 이는 배터리의 전류 소모의 원인으로 된다. 재충전 및/또는 배터리 교체간의 배터리 수명을 증가시킬 필요성은 자명하다.

유휴 또는 대기 모드인 동안에도 무선 전화(cordless telephone)는 베이스 유닛에 의해서 송신된 연속적인 신호의 스트림(a continuous stream of signals)을 끊임없이 모니터링한다. 전형적으로, 무선 전화는 전화 하드웨어를 베이스내의 마스터 클럭 주파수에 동기화시키기 위해 메시지의 제 1 부분인 도팅 시퀀스(a dotting sequence)를 이용한다. 정확하며 신뢰할 만한 이동 유닛 또는 핸드셋(무선 또는 셀룰러)은 기지국 및 송신된 신호와 동기화될 필요가 있다.

핸드셋내의 배터리의 전력을 보존하기 위하여, 수신기 부분 또는 핸드셋은 실제 호출이 유입되기를 기다리는 유휴 락 모드(an idle locked mode) 또는 대기 모드로 이동한다. 전형적으로 핸드셋은 대기 모드 동안에 전력이 낮아지지만, 내부 통신 회로는 기지국 신호와 동기화가 이루어진 상태로 남을 필요가 있어서, 배터리 전력을 소비한다. 비용 또는 하드웨어의 복잡성을 증가시키지 않고서 대기모드 동안에 전력 소비를 감소시키는 방법 및 장치를 제공하는 것은 상업적으로 바람직할 것이다.

발명의 개요

본 발명은 많은 실시예 및 응용에서 예시화되는데, 이중 몇몇이 아래에 기술된다. 본 발명의 장점 중 하나는 상당한 하드웨어 또는 소프트웨어의 재설계없이도 본 방법을 기존의 무선 전화로 구현하기가 용이하다는 점이다. 따라서, 본 명세서에서는 통신 디바이스의 수신기에 의해서 소비된 전력을 감소시키는 이러한 요구를 충족하는 방법이 기술된다. 실시예에서, 수신기는 내부 전력원 및 대응하는 베이스 유닛을 가진다. 통신 디바이스의 수신기는 데이터 스트림(data stream) 형태의 송신된 신호를 수신하게 되는데, 이 데이터 스트림은 다수의 프레임에 의해서 정의되며, 각각의 프레임은 동기화 서브프레임(a synchronization sub-frame)을 포함한다. 본 방법은 송신된 신호에 대한 수신기의 활성 상태(the activity status of the receiver)를 검출하는 단계를 포함하며, 송신된 신호를 수신하지 않는 경우에는 수신기는 유휴 상태이다. 유휴 상태는 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임의 세트를 포함하는 미리 정해진 프레임 수에 의해서 정의되며, 이들 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임은 결합되어 유휴 상태의 지속 시간을 정의한다. 활성 및 비활성 프레임의 함수로서 변화하는 출력 주파수를 가지는 클럭 신호가 생성된다. 클럭 주파수는 활성 상태에서는 보다 높게되고 비활성 상태에서는 보다 낮게 되어서, 수신기는 비활성 상태일 때보다 활성 상태인 동안 보다 많은 전력을소비한다. 그런 다음, 수신기는 유휴 상태동안 송신된 신호의 서브프레임에 동기화된다. 그런 다음, 수신기에 의해서 소비된 전력은 클럭 주파수를 유휴 상태내의 비활성 프레임의 수가 증가된 만큼 감소시킴으로써 감소된다. 본 발명에서, 수신기에 의해서 소비된 전력은 활성 및 비활성 상태 동안에 소비된 전력 및 유휴 상태의 지속 시간의 함수이다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 유휴 상태 모드동안에 통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 방법이 기술된다. 수신기는 내부 전력원 및 대응하는 베이스 유닛을 가진다. 통신 디바이스의 수신기는 다수의 프레임에 의해서 정의된 데이터 스트림 형태의 송신된 신호를 수신하게 된다. 유휴 상태는 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임의 세트를 포함하는 미리 결정된 수의 프레임에 의해서 정의되며, 이들 활성 및 비활성 상태 프레임은 결합되어 유휴 상태의 지속 시간을 정의한다. 본 방법은 활성 및 비활성 프레임의 함수로서 변화하는 출력 주파수를 가지는 클럭 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 클럭 주파수는 활성 상태에서는 보다 높게 되고, 비활성 상태에서는 보다 낮게 되어서, 수신기는 비활성 상태인 경우보다 활성 상태동안에 보다 많은 전력을 소비한다. 그런 다음, 수신기는 유휴 상태동안에 송신된 신호의 서브프레임과 동기화된다. 그런 다음, 수신기에 의해서 소비된 전력은 클럭 주파수를 보다 낮은 클럭 주파수에 동적으로, 그리고 동기식으로 스위칭함으로써 감소된다. 보다 낮은 클럭 주파수는 비활성 상태 및 유휴 상태내의 증가된 비활성 프레임의 수에 해당한다. 수신기에 의해서 소비된 전력은 활성 및 비활성 상태동안에 소비된 전력 및 유휴 상태의 지속 시간의 함수이다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 시스템이 기술된다. 수신기는 내부 전력원 및 해당하는 베이스 유닛을 가진다. 수신기는 데이터 스트림 형태의 송신된 신호를 수신하게 되는데, 이 데이터 스트림은 다수의 프레임에 의해서 정의되며, 각각의 프레임은 동기 서브 프레임을 포함한다. 이 시스템은 송신된 신호에 따라서 수신기의 활성 상태를 검출하는 검출기를 포함한다. 수신기는 송신된 신호를 수신하지 않는 때에는 유휴 상태이며, 이 유휴 상태는 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임을 포함하는 미리 결정된 프레임의 수에 의해서 정의되며, 이들 활성 및 비활성 프레임은 결합되어 유휴 상태의 지속 시간을 정의한다. 검출기에 결합된 클럭 신호 생성기는 활성 및 비활성 프레임의 함수로서 변화하는 출력 주파수를 가지는 클럭 신호를 생성한다. 클럭 주파수는 활성 상태에서는 보다 높게 되고, 비활성 상태에서는 보다 낮게 되어, 수신기는 비활성 상태인 때보다 활성 상태동안에 보다 많은 전력을 소비한다. 수신기 및 클럭 신호 생성기에 결합된 동기화 회로(synchronizing circuitry)는 유휴 상태 동안에 수신기를 송신된 신호의 서브 프레임과 동기화시켜서 수신기에 의해서 소비된 전력을 감소시킨다. 수신기에 의해서 소비된 전력은 유휴 상태 내의 비활성 프레임의 수를 증가시켜서 클럭 주파수를 감소시킴으로써 감소된다. 수신기에 의해서 소비된 전력은 활성 및 비활성 상태동안에 소비된 전력 및 유휴 상태의 지속 시간의 함수이다.

본 발명의 또 다른 측면에서, 유휴 상태동안에 통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 장치가 기술된다. 수신기는 내부 전력원 및 해당하는 베이스 유닛을 가진다. 수신기는 다수의 프레임에 의해서 정의된 데이터 스트림 형태의 송신된 신호를 수신하게 된다. 유휴 상태는 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임의 세트를 포함하는 미리 결정된 프레임의 수에 의해서 정의되며, 이들 활성 및 비활성 프레임은 결합되어 유휴 상태의 지속 시간을 정의한다. 이 장치는 활성 및 비활성 프레임의 함수로서 변화하는 출력 주파수를 가지는 클럭 신호 생성기를 포함한다. 클럭 주파수는 활성 상태에서는 보다 높게 되고 비활성 상태에서는 보다 낮게 되어, 수신기는 비활성 상태인 때보다 활성 상태동안에 보다 많은 전력을 소비한다. 이러한 장치는 유휴 상태동안 수신기를 송신된 신호와 동기화시키는 회로를 더 포함하며, 이 회로는 수신기 및 클럭 신호 생성기에 결합된다. 이 장치는 클럭 생성기에 결합된 수신기에 의해서 소비된 전력을 줄이게 되는 메카니즘을 또한 포함한다. 이 메카니즘은 클럭 주파수를 유휴 상태 내에 증가된 수의 비활성 프레임을 가지는 비활성 상태에 해당하는 보다 낮은 클럭 주파수에 동적으로, 그리고 동기식으로 스위칭한다. 수신기에 의해서 소비된 전력은 활성 및 비활성 상태동안에 소비된 전력 및 유휴 상태의 지속 시간의 함수이다.

상기 요약된 바는 본 발명의 모든 측면에 대한 개관을 제공하려고 의도된 것은 아니다. 본 발명의 다른 측면이 상세한 설명과 결합하여 예시되고 기술된다.

본 발명의 다양한 측면 및 장점은 도면을 참조하여 읽혀질 다양한 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명은 전반적으로 휴대용의 배터리로 작동하는 이동 디바이스, 보다 구체적으로는 무선 전화 시스템의 대기 동작(stand-by operation)동안에 배터리 전력 소비를 최소화하는 전력 보존 장치(a power conserving arrangement) 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 기지국 또는 베이스 유닛과 핸드셋 또는 수신기 사이의 예시적인 종래 기술의 통신 시스템의 개략도,

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예로부터 기인하는 유휴 또는 서스펜드 모드(suspend mode)동안의 마스터 클럭의 타이밍도,

도 3은 본 발명의 예시적인 실시예로부터 기인하는 서스펜드 모드의 활성 및 비활성 상태동안의 전력 소비의 레벨을 도시하는 타이밍도,

도 4는 본 발명의 예시적인 실시예를 나타내는 수신기의 글로벌 로직(golbal logic)에 결합된 마스터 클럭 신호 생성기의 개략도,

도 5는 본 발명의 예시적인 실시예를 나타내는 수신기의 다른 구성 요소에 결합된 마스터 클럭 신호 생성기의 전체적인 개략도,

도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이루어진, 전력을 수신기에 스위칭 오프하는 서스펜드 신호의 예를 도시하는 타이밍도,

도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이루어진, 도 6에 도시된 예시적인 실시예를 수행하는 글로벌 로직의 개략도.

본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태가 용이한 반면에, 상세 사항은 도면에서의 예를 통하여 기술되었으며, 상세히 설명될 것이다. 그러나, 이는 본 발명을 기술된 특정 실시예에 한정하려는 의도가 아님에 주의하여야 한다. 이와 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해서 정의된 본 발명의 사상 및 범주내의 모든 변형, 등가 사항 및 대안들을 커버하려고 의도되었다.

본 발명은 다양한 무선 통신 시스템 및 디바이스에 이용될 수 있는데, 전력 감소 방법 및 시스템은 배터리 전력을 보존할 필요가 있는 무선 전화 및 이동 무선 디바이스와 결합된 이용에 있어서 유리하다. 본 발명이 필수적으로 이처럼 한정되지는 않았지만, 본 발명의 다양한 측면의 이해는 다양한 응용예의 논의를 통해서 얻어질 것이다.

본 발명의 한 예시적인 응용에 있어서, 유휴 상태 모드동안에 통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 방법이 기술된다. 수신기는 내부 전력원 및 해당하는 베이스 유닛을 가진다. 통신 디바이스의 수신기는 다수의 프레임에 의해서 정의된 데이터 스트림 형태의 송신된 신호를 수신하게 된다. 유휴 상태 모드는 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임의 세트를 포함하는 미리 결정된 프레임 수를 가지며, 이들 활성 및 비활성 프레임은 결합되어 유휴 상태의 지속 시간을 정의한다. 이 방법은 활성 및 비활성 프레임의 함수로서 변화하는 출력 주파수를 가지는 클럭 신호를 생성하는 단계를 포함한다. 클럭 주파수는 활성 상태에서는 보다 높게 되고 비활성 상태에서는 보다 낮게 되어, 수신기는 비활성 상태인 때보다 활성 상태동안에 보다 많은 전력을 소비한다. 그런 다음, 수신기는 유휴 상태동안에 송신 신호에 동기화된다. 그런 다음, 수신기에 의한 전체 전력 소비는 클럭 주파수를 보다 낮은 클럭 주파수에 동적으로, 그리고 동기식으로 스위칭함으로써 감소된다. 보다 낮은 클럭 주파수는 비활성 상태 및 유휴 상태내의 증가된 비활성프레임의 수에 해당한다. 전체 전력 소비는 활성 및 비활성 상태 동안에 소비된 전력 및 유휴 상태의 지속 시간의 함수이다.

다른 예시적인 응용에 있어서, 무선 전화는 통신이 활발하게 발생하지 않는 경우에 핸드셋에 의한 전력 소비를 감소시키기 위하여 베이스 유닛과 동기화될 핸드셋 내의 구현된 회로를 가질 것이다. 핸드셋 내의 클럭 주파수는 전력을 보존하기 위하여 보다 낮은 주파수에 클럭킹하는 제 2 수정 발진기를 이용하지 않고서 감소될 수 있다. 현재 마스터 클럭 주파수는 클럭 신호를 제산 회로(divisor circuitry)를 통하여 미리 결정된 제수(divisor)로 제산함으로써 보다 낮은 주파수에 동적으로, 그리고 동기식으로 스위칭될 수 있다. "너무 많은 휴지(too much sleep)"에 기인하여 핸드셋이 동기화를 놓치도록 하는 연장된 비활성 주기를 회피하기 위하여 핸드셋은 내부 타이밍 신호에 의해서 베이스 유닛과 재동기화될 준비가 된다.

이제 도 1을 참조하면, 기지국 또는 베이스 유닛과 핸드셋 또는 수신기 사이의 예시적인 종래 기술의 무선 통신 시스템의 구성(100)이 도시된다. 통신 시스템(100)은 신호(106)를 송신하기 위한 안테나(103)를 가지는 고정된 부분(102) 및 송신된 신호(106)를 수신하기 위한 안테나(105)를 가지는 이동 부분(104)을 포함한다. 도시되지는 않았지만, 많은 응용에서 이들 양 부분은 수신 및 송신 장치를 가진다. 예를 들면, 고정된 부분은 셀룰러 통신을 위한 기지국 또는 집에서의 무선 통신을 위한 베이스 유닛일 수 있다. 이동 부분은 셀룰러 전화 또는 거주용 이용을 위한 이동 핸드셋일 수 있다. 이러한 예는 PDA(개인용 휴대단말기(personal digital assistant)) 또는 페이징 디바이스 또는 무선 모뎀을 가진 PC와 같은 무선 이동 디바이스를 가진 무선 통신 또한 나타낸다. 본 발명에 대하여, 시스템(100)은 무선 전화 시스템을 나타내지만, 본 발명의 사상은 이 예시적인 실시예에 한정되지 않는다. 도시된 바와 같이, 시스템에서 이용되는 통신 표준은 비트로 구성되는 형태의 신호를 송신하고 수신하는 유럽형 DECT 표준 또는 북미형 PWT 중 하나일 수 있다.

정규의 동작에서, 이동 부분 또는 수신기(104)는 고정된 부분 또는 베이스 유닛(102)으로부터 정규적으로 송신되는 신호와 동기화된다. 정규의 통신의 검출되지 않은 때에는 배터리 전력을 보존하기 위하여 수신기(104)는 대기 또는 유휴 락 모드에 진입한다. 그러나, 정확하고 신뢰할 수 있는 통신을 보장하기 위하여 항상 수신기(104)는 베이스 유닛(102)과 동기화 상태에 남는다. 동기화 싸이클 사이에, 수신기(104) 활동 상태는 매우 낮으며, 활성 모드인 때만큼 동일한 클럭 주파수를 요구하지 않는다. 이러한 전력 하강 또는 대기 주기 동안에, 몇몇 시스템은 에너지를 보존하기 위하여 휴지 모드에 진입하지만, 너무 많은 전력을 이용하지 않으면서 신호를 정규적으로 클럭킹하는 몇몇 내부 메카니즘이 존재하지 않는다면 수신기(104)가 기지국(102)과의 동기화를 놓칠 것이라는 문제가 존재한다. 보다 낮은 클럭 주파수를 제공하기 위하여 제 2 수정 발진기를 포함하는 것이 가능하지만, 이러한 추가적인 하드웨어는 수신기 유닛의 비용 및 복잡성을 증가시킬 것이다. 바로 본 발명은 유휴 락 모드동안에 베이스 밴드 칩을 통하여 소비된 전력을 감소시키는 방법을 제안한다. 베이스밴드 칩의 마스터 클럭은 보다 낮은 클럭 주파수에 동적으로, 그리고 동기식으로 스위칭되어서, 보다 낮은 전력이 소비된다. 본 발명은 수신기의 하드웨어 및 비용을 실질적으로 변화시키지 않고서 현재의 수신기에 용이하게 개선될 수 있다.

도 2를 참조하면, 베이스 유닛(102)으로부터 DECT 기준 타이밍을 나타내는 신호(202)를 가지는 통신 시스템의 예시적인 타이밍도(200)가 도시된다. 부호 SYNCH는 수신기의 클럭 타이밍이 베이스 유닛의 마스터 클럭 기준 타이밍에 동기화되었는지를 확실히 하기 위하여 매 프레임마다 DECT 포맷으로 수신기(104)에 송신되는 신호를 나타낸다. 수신기와 베이스 유닛사이에 통신이 진행중이지 않는 때에는, 수신기는 모든 프레임이 아닌 베이스 유닛 상의 "X" DECT 프레임 상에 동기화된다. 마스터 클럭 신호(204)내의 "X" 프레임 또한 주의하여야 한다. 이것은 수신기 활성 상태(206)가 서스펜드 모드로 진입하는 시간인데, 이는 서스펜드 모드 신호(208)로 도시되며, 클럭 주파수는 활성 모드의 보다 높은 주파수 상태로 남을 필요가 없다. 각각의 프레임은 10㎳의 지속 시간을 가지며, 듀티 싸이클의 타입은 수신기 회로가 트래킹(tracks)하는 DECT 프레임의 수를 나타낸다. 정규 듀티 싸이클(정규 전력 소비)동안, "X"는 16 DECT 프레임 또는 1 멀티프레임(또는 160㎳)과 동일한다. 낮은 듀티 싸이클동안, "X"는 64 DECT 프레임 또는 4 멀티프레임(또는 640㎳)과 등가이다. 따라서, 정규 듀티 대 낮은 듀티 싸이클인 때에 동기화가 보다 빈번히 발생할 것이다. 서스펜드 모드(208)가 낮은 상태가 되는 때에, 이는 MCLK/N - N은 마스터 클럭 주파수를 줄이는 전체 숫자 제수- 의 변화된 마스터 클럭 주파수에 의해서 반영된다.

이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예로부터 기인하는 타이밍도(300)는 유휴 락 모드동안의 전력 소비 레벨을 도시한다. 특히, 베이스 신호 프레임(302)은 서스펜드 모드(306) 내의 미리 결정된 프레임 수로 구성된 유휴 상태 주기(303)를 정의한다. 유휴 상태 주기의 개시에서, 수신기(304)는 베이스 신호(302)에 동기화되며, 다음 멀티프레임 싸이클(듀티 싸이클의 타입에 따라 1 또는 4)의 개시에서 다시 동기화된다. 서스펜드 모드(306)는 마스터 클럭 신호(308) 및 전력 소비 레벨(310)에 해당하는 서스펜드 모드의 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임을 포함한다. 활성 상태 및 공칭 전력 소비는 정규 마스터 클럭 주파수 MCLK에 해당한다. 비활성 상태 및 낮은 전력 소비는 마스터 클럭 주파수 MCLK/N에 해당하는데, 여기서 마스터 클럭 주파수는 제수 N에 의해서 작아졌다.

도 4 및 5를 참조하면, 수신기(400)의 글로벌 로직 및 확장 글로벌 로직(500)에 결합된 마스터 클럭 신호 생성기의 구조도는 본 발명의 예시적인 실시예를 도시한다. 특히, 발진 회로 또는 수정 발진기를 포함하는 마스터 클럭 생성기(402)는 이 신호를 수신기의 글로벌 로직(406)에 보내어지기 전에 N으로 제산되는 제산기(404)에 공급한다. 베이스밴드 칩이 서스펜드 모드이거나 비활성 상태(408)인 때에, N은 1 보다 큰 전체 수이며, 제산기(404)는 마스터 클럭 주파수를 낮추도록 동작한다. 칩이 활성 상태이고, 베이스 유닛과 재동기화가 이루어질 필요가 있는 때에는, N은 1이며, 마스터 클럭 주파수는 기본적으로 동일하게 남는다.

도 5에서, 마스터 클럭 신호 생성기의 구조(500)는 출력이 MUX(506)를 통하여 남은 수신기 로직(508)으로 멀티플렉싱되는 제산기(504)를 통하여 클럭킹되는 13.824㎒ 신호를 생성하는 발진기 회로(502)을 도시한다. 서스펜드 신호(510)는 MUX(506)를 통하여 피드백되어 서스펜드 모드가 트리거(trigger)되는 때에 마스터 클럭 주파수의 제산 기능을 개시한다.

이제 도 6을 참조하면, 타이밍도(600)는 전력을 수신기에 스위칭 오프하는, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 이루어진 서스펜드 신호의 예를 도시한다. 이러한 예에서, 베이스 유닛은 표준 타이밍 시퀀스를 생성한다. 프레임 경계는 규칙적이며 시스템내의 기준 포인트 또한 그러하다. 시스템내에 제어되는 파라미터는 다음을 포함한다.

TXFRAME 레지스터 = DECT 프레임 계수기

MFH MFM MFL 레지스터 = DECT 멀티프레임 계수기

SUSPFC 레지스터 = SUSPEND 모드내의 DECT 프레임의 수

SUSPRFCNTL 레지스터 = 활성 프레임동안 SUSPEND (N) 신호가 HIGH인 DECT 프레임의 수(최소값 = 2, 레지스터 = x00 & x01또는 2 프레임을 수여). 이러한 레지스터는 서스펜드 프레임의 수에 영향을 미치지 않음.

서스펜드 신호는 처음에는 서스펜드 모드동안 수신기내의 외부 무선 모듈(external radio module)을 스위치 오프하여 전력 소비를 감소시키도록 설계된다. 외부 무선 모듈은 RF 신호가 처리되기 전에 수신기내에서 디지털 형태로 변환한다. 수신기가 다시 스위칭 온(ON)되는 때에, 수신기는 전력을 공급받아서 베이스 유닛 신호를 재동기화할 소정의 양의 시간을 필요로 한다. 서스펜드 신호 접근 방식은 수신기가 스위치 온된 이후에 시간 주기를 조절할 수 있다.

도 6에서, 베이스 유닛 및 수신기내의 프레임 및 멀티프레임 계수기는 베이스 유닛의 하드웨어(102) 및 수신기(104)내의 하드웨어와 소프트웨어의 결합에 의해서 자동으로 증가된다. 수신기의 활성 상태는 매 64 프레임마다 한 번씩 베이스와 동기화되는 신호(604)에 의해서 나타난다. 서스펜드 신호가 하이(high)(또는 마지막(ends))가 되는 순간 마이크로프로세서로의 인터럽트를 트리거하여 수신기(104)내의 프레임 및 멀티프레임 계수기의 갱신을 구동한다. 이것은 DECT 타이밍 포맷내에서 발생하는데, 이는 프레임 및 멀티프레임 계수기는 베이스 유닛의 해당하는 계수기와 동기가 맞지 않을 것이기 때문이다. 서스펜드 신호(606)가 하이(HIGH)인 시간은 조절가능하며, 칩이 활성 상태인 때에 신호는 하이 상태이며 동기화를 복원할 필요가 있다. 서스펜드 신호는 칩이 SUSPEND 모드인 경우에 로우(LOW) 상태이며, 마스터 클럭(610)은 본 예에서 30으로 제산된 보다 낮은 신호를 반영한다. 수신기를 위한 DECT 프레임(608)은 서스펜드 모드 파라미터 SUSPFC에 대하여 정의된 많은 프레임을 가지는데, 이는 제수가 30인 때에 약 30 프레임 증가분을 가진다. 16번째 프레임에서, 서스펜드(606)는 수신기가 재동기화가 준비되는 때에 4 프레임에 대하여 로우 상태에서 하이 상태로 다시 천이한다. 마스터 클럭 주파수 또한 이 때에 정규 레이트로 증가된다. 이러한 로우 상태에서 하이 상태로의 천이는 외부 인터럽트(ITI)를 활성화시켜서 (소프트웨어를 통하여)프레임 및 멀티프레임 계수기를 갱신한다. 갱신은 칩이 서스펜드 모드를 벗어나는SUSPEND 신호의 프론트 에지에서 발생하여 수신기가 프레임 및 멀티프레임 수에 관하여 베이스 유닛과 맞추어져 있도록 보장한다. 마스터 클럭 주파수가 제산기에 의해서 감소된다는 사실에 기인하여, 수신기 프레임 및 멀티프레임 계수기는 베이스 유닛 계수기와 동일한 값을 가지지 않을 것이다.

설명된 바와 같이 간단한 특정 예를 통한 작업에 따라, 아래의 표에 나타난 바와 같이 파라미터 값은 MCLK 제산에 따라 변한다(로우 듀티 싸이클 모드에 근거함).

SUSPFC를 계산하기 위하여, 아래의 공식이 이용된다.

NbFSM = (SUSPFC - SUSPadd) * N + SUSPadd,

SUSPFC = SUSPadd + (NbFSM - SUSPadd) / N.

여기서,

NbFSM = 서스펜드 모드에서의 프레임 수

로우 듀티 싸이클에서 => NbFSM = 63.

정규 듀티 싸이클 모드에서 => NbFSM = 15.

SUSPadd = SUSPRFCNTL - 1

SUSPRFCNTL에 기인하여, 공식에서 정수를 찾을 수 있다.

SUSPadd = 4 - 1 = 3

SUSPFC = 3 = (63 - 3) / 15 = 7

TXFRAME 값은 SUSPRFCNTL에 따라 변하며, 동기화가 항상 슬롯 0에서 발생하므로 용이하게 알 수 있다.

멀티 프레임 계수기 보정(Multi Frame Counter correction(MFCC))은 아래와 같이 계산될 수 있다.

MFCC = 3 - SUSPFC / 16, 여기서 MFCC는 정수.

이 공식은 SUSPRFCNTL < 16인 동안 유효하다.

아래의 표는 정규 마스터 클럭 신호 조건동안의 결과적인 전력 소비를 설명한다.

제산기가 회로내에 구현된 때에는 다음과 같은 결과가 발생한다.

본 예에서 본 발명의 방법을 이용하여 약 20배의 전력 소비 감소가 얻어졌음에 주목하여야 한다. 이러한 접근 방식의 한 가지 장점은 본 방법을 수행하는 데에 필요한 로직은 기존의 하드웨어 설계에서 너무 복잡하지 않으며, 소프트웨어 변형을 통하여 부분적으로 얻어질 수 있다.

도 7을 참조하면, 도 6에 기술된 예시적인 실시예를 수행하는 글로벌 로직의 구조도(700)는 이미 수행되어 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는 예시적인 로직을 도시한다. 마스터 클럭(702)은 계수기(704)로의 입력 신호로 기여하며, 서스펜드 모드 신호(704)는 플립플롭(708) 및 NOR 게이트(710)로의 입력이다. 계수기(704)의 출력은 NOR 게이트(710)에서 결합되며, 다른 출력은 MUX(714)로의 입력으로 기여하기 전에 인버터(712)를 통하여 통과된다. NOR 게이트(710)의 출력은 계수기(704)로 피드백되며, 이로 인하여 마스터 클럭 신호가 MUX(714)로 보내어 지는 데에 영향을 미친다. MUX(714)의 출력은 수신기의 글로벌 로직으로 공급되는 클럭 출력이다. MUX(714)의 출력은 제수기에 따라서 변화된 클럭 주파수를 반영한다.

상기 기술된 다양한 실시예는 설명을 위해서만 제공되며, 본 발명을 한정하려는 것이 아니다. 본 기술 분야의 당업자는 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예 및 응용을 엄격히 따르지 않고서도 본 발명에 가해질 수 있는 다양한 변형 및 변화를 용이하게 인식할 것이다. 본 발명의 범주는 청구항에서 기술된다.

Claims

통신 디바이스의 수신기의 전력 소비를 감소시키는 방법에 있어서,

상기 수신기는 내부 전력원 및 해당하는 베이스 유닛(base unit)을 가지며, 상기 수신기는 데이터 스트림 형태(in the form of data stream)의 송신된 신호를 수신하게 되며, 상기 스트림은 다수의 프레임(frame)에 의해서 정의되며, 상기 각각의 프레임은 동기화 서브프레임(a synchronization sub-frame)을 포함하되,

상기 방법은

상기 송신된 신호에 따라 상기 수신기의 활성 상태를 검출하는 단계 - 상기 수신기는 송신된 신호를 수신하지 않는 때에는 유휴 상태이며, 상기 유휴 상태는 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임의 세트를 포함하는 미리 결정된 프레임 수에 의해서 정의되며, 이들 활성 상태 프레임 및 비활성 상태 프레임은 결합되어 유휴 상태의 지속 시간(duration)을 정의함-와,

상기 활성 및 비활성 프레임의 함수로서 변화하는 출력 주파수를 가지는 클럭 신호(a clock signal)를 생성하는 단계 - 상기 클럭 주파수는 상기 활성 상태에서는 보다 높게 되고 상기 비활성 상태에서는 보다 낮게 되어, 상기 수신기가 상기 비활성 상태인 때보다 상기 활성 상태동안에 보다 많은 전력을 소비함-와,

상기 유휴 상태동안에 상기 수신기를 상기 송신된 신호의 상기 서브프레임에 동기화시키는 단계와,

상기 유휴 상태내의 비활성 프레임의 수가 증가되는 때에 상기 클럭 주파수를 감소시킴으로써 수신기의 전력 소비를 감소시키는 단계 - 전력 소비는 상기 활성 및 비활성 상태동안에 소비된 전력 및 상기 유휴 상태의 지속 시간의 함수임 -

를 포함하는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전력 소비를 감소시키는 단계는 활성 프레임의 수를 감소시키는 단계를 포함하는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 유휴 주기 길이는 상기 클럭 주파수 출력에 관계없이 변화하지 않은 채로 유지되는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 유휴 상태의 프레임은 프로그램 가능 길이를 가지는 프레임 경계를 가지는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 활성 및 비활성 프레임은 상기 프렘임 경계에서 개시하고 정지하는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 클럭 주파수는 상기 비활성 상태동안에 인자 N 배로(by a factor of N) 감소되는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 활성 상태의 마지막에서 상기 수신기의 프레임 계수기를 상기 베이스 유닛의 프레임 계수기와 동기화하는 단계를 더 포함하는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 비활성 상태의 마지막에서 상기 수신기의 멀티프레임 계수기를 상기 베이스 유닛의 멀티프레임 계수기와 동기화하는 단계를 더 포함하는 통신 디바이스수신기 전력 소비 감소 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 수신기의 전력 소비를 감소시키는 단계는 상기 유휴 상태내의 비활성 프레임의 수가 증가되는 때에 상기 비활성 상태에 해당하는 낮은 클럭 주파수에 동적으로, 그리고 동기식으로 스위칭하는 단계를 포함하는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 비활성 상태의 마지막에서 상기 수신기의 멀티프레임 계수기를 상기 베이스 유닛의 멀티프레임 계수기와 동기화시키는 단계를 더 포함하는 통신 디바이스 수신기 전력 소비 감소 방법.