KR20140016374A - 멀티-스레드 프로세서 모바일 디바이스들에서의 전력 소비의 감소 - Google Patents

멀티-스레드 프로세서 모바일 디바이스들에서의 전력 소비의 감소 Download PDF

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Abstract

멀티-스레드 프로세서 모바일 디바이스에서, 서빙 기지국의 데이터 레이트 능력과 활성 프로세싱 자원들의 수를 매칭함으로써 전력 소비가 감소된다. 활성 자원들의 수는 상기 모바일 디바이스가 전체-대기 기간에 있는 시간의 양을 증가시키도록 조정될 수 있고, 여기서 그것의 프로세서들은 동시에 모두 유휴하다. 전체-대기 시간의 증가는 전력 절약을 증가시킨다. 모바일 디바이스는 전력 소비를 감소시키기 위해서 활성 자원들의 수를 감소시킬 수 있거나, 또는 전체-대기 기간을 증가시키기 위해서 활성 자원들의 수를 일시적으로 증가시킬 수 있다. 또한, 모바일 디바이스는, 그것의 활성 자원들을 조정하고 감소된 데이터 레이트로 동작함으로써 저전력 상태에서 동작할 수 있으며, 이는 기지국으로 통신된다.

Description

멀티-스레드 프로세서 모바일 디바이스들에서의 전력 소비의 감소{REDUCING POWER CONSUMPTION IN MULTI-THREADED PROCESSOR MOBILE DEVICES}
본 개시의 양상들은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 멀티-스레드 프로세서 모바일 디바이스들에서 전력 소비를 감소시키는 것에 관한 것이다.
무선 통신 네트워크들은 음성, 비디오, 패킷 데이터, 메시징, 브로드캐스트 등과 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위해서 널리 전개된다. 이러한 무선 네트워크들은 이용가능한 네트워크 자원들을 공유함으로써 다수의 사용자들을 지원할 수 있는 다중-액세스 네트워크들일 수 있다. 이러한 다중-액세스 네트워크들의 예들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 네트워크들, 시분할 다중 액세스(TDMA) 네트워크들, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 네트워크들, 직교 FDMA(OFDMA) 네트워크들 및 단일-캐리어 FDMA(SC-FDMA) 네트워크들을 포함한다.
무선 통신 네트워크는 다수의 사용자 장비(UE)들에 대한 통신을 지원할 수 있는 다수의 기지국들을 포함할 수 있다. UE는 다운링크 및 업링크를 통해 기지국과 통신할 수 있다. 다운링크(또는 순방향 링크)는 기지국으로부터 UE로의 통신 링크를 지칭하고, 업링크(또는 역방향 링크)는 UE로부터 기지국으로의 통신 링크를 지칭한다.
기지국은 다운링크 상에서 UE로 데이터 및 제어 정보를 송신할 수 있으며 그리고/또는 UE로부터 업링크 상에서 데이터 및 제어 정보를 수신할 수 있다. 다운링크 상에서, 기지국으로부터의 송신은 이웃 기지국들로부터의 또는 다른 무선 라디오 주파수(RF) 송신기들로부터의 송신들로 인한 간섭에 당면할 수 있다. 업링크 상에서, UE로부터의 송신은 이웃 기지국들과 통신하는 다른 UE들의 업링크 송신들로부터의 또는 다른 무선 RF 송신기들로부터의 간섭에 당면할 수 있다. 이러한 간섭은 다운링크 및 업링크 모두의 성능을 저하시킬 수 있다.
모바일 광대역 액세스에 대한 수요가 계속 증가함에 따라, 더 많은 UE들이 장거리 무선 통신 네트워크들에 액세스하고 더 많은 단거리 무선 시스템들이 커뮤니티들(communities)에서 전개되면서 간섭 및 혼잡 네트워크들의 확률들이 증가한다. 연구 및 개발은, 모바일 브로드밴드 액세스에 대한 증가하는 수요를 충족하기 위해서 뿐만 아니라, 모바일 통신들에 의한 사용자 경험을 진화(advance) 및 강화하기 위해서 UMTS 기술들을 계속 진화시킨다.
모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 방법은 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하는 단계를 포함한다.
모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하기 위한 수단을 포함한다. 또한, 상기 장치는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하기 위한 수단을 포함한다.
모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건이 제공된다. 상기 컴퓨터 프로그램 물건은 비-일시적 프로그램 코드가 기록된 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함한다. 상기 프로그램 코드는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하기 위한 프로그램 코드를 포함한다. 또한, 상기 프로그램 코드는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하기 위한 프로그램 코드를 포함한다.
모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 메모리 및 메모리에 커플링된 프로세서(들)를 포함한다. 프로세서(들)는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하도록 구성된다. 프로세서(들)는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하도록 구성된다.
다음의 상세한 설명이 더 양호하게 이해될 수 있기 위해서, 전술한 설명은 본 개시의 특징들 및 기술적 이점들을 다소 광범위하게 약술하였다. 본 개시의 추가적인 특징들 및 이점들이 아래에서 설명될 것이다. 본 개시는 본 개시의 동일한 목적들을 수행하기 위해서 다른 구조들을 변경하거나 또는 설계하는 것에 대한 기초로서 용이하게 이용될 수 있다는 것이 당업자들에 의해 인식되어야 한다. 또한, 이러한 동등한 구성들은 첨부된 청구항들에서 설명되는 바와 같은 본 개시의 교시들로부터 벗어나지 않는다는 것이 당업자들에 의해 인지되어야 한다. 추가적인 목적들 및 이점들과 함께, 그 구조 및 동작 방법 둘 다에 관하여, 본 개시의 특성으로 여겨지는 신규한 특징들은 첨부한 도면들과 관련하여 고려될 때 다음의 설명으로부터 더 양호하게 이해될 것이다. 그러나, 도면들 각각은 단지 예시 및 설명을 목적으로 제공되며, 본 개시의 제한들의 정의로서 의도되지 않는다는 것이 명백하게 이해될 것이다.
본 개시의 특징들, 특성 및 이점들은 동일한 참조 부호들이 전체에 걸쳐 대응하게 동일시되는 도면들과 함께 취해질 때 아래에서 설명되는 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 전기통신 시스템의 예를 개념적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는 전기통신 시스템에서 다운링크 프레임 구조의 예를 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 업링크 통신들에서 예시적인 프레임 구조를 개념적으로 도시하는 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 양상에 따라 구성되는 UE 및 기지국/eNodeB의 설계를 개념적으로 도시하는 블록도이다.
도 5는 본 개시의 일 양상에 따른 모바일 디바이스의 동작을 도시하는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 양상에 따라 멀티-스레드 모바일 디바이스에서 전력 소비를 감소시키는 것을 도시하는 블록도이다.
첨부된 도면들과 관련하여 아래에서 설명되는 상세한 설명은 다양한 구성들의 설명으로서 의도되며, 본 명세서에 설명되는 개념들이 실시될 수 있는 구성들만을 표현하도록 의도되지 않는다. 상세한 설명은 다양한 개념들의 완전한 이해를 제공할 목적으로 구체적인 세부사항들을 포함한다. 그러나, 이 개념들이 이러한 구체적인 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 일부 경우들에서, 잘-알려져 있는 구조들 및 컴포넌트들은 이러한 개념들을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해서 블록도 형태로 도시된다.
본 명세서에 설명된 기법들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 네트워크들, 시분할 다중 액세스(TDMA) 네트워크들, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 네트워크들, 직교 FDMA(OFDMA) 네트워크들, 단일-캐리어 FDMA(SC-FDMA) 네트워크들 등과 같은 다양한 무선 통신 네트워크들에 대하여 사용될 수 있다. "네트워크들" 및 "시스템들"이라는 용어들은 종종 상호 교환가능하게 사용된다. CDMA 네트워크는 유니버셜 지상 라디오 액세스(UTRA: Universal Terrestrial Radio Access), CDMA2000 등과 같은 라디오 기술을 구현할 수 있다. UTRA는 와이드밴드-CDMA(W-CDMA) 및 로우 칩 레이트(LCR: Low Chip Rate)를 포함한다. CDMA2000은 IS-2000, IS-95 및 IS-856 표준들을 커버한다. TDMA 네트워크는 모바일 통신용 글로벌 시스템(GSM)과 같은 라디오 기술을 구현할 수 있다. OFDMA 네트워크는 이볼브드 UTRA(E-UTRA), IEEE 802.11, IEEE 802.16, IEEE 802.20, 플래쉬-OFDM® 등과 같은 라디오 기술을 구현할 수 있다. UTRA, E-UTRA 및 GSM은 유니버셜 모바일 전기통신 시스템(UMTS)의 일부이다. 롱 텀 에볼루션(LTE)은 E-UTRA를 사용하는 UMTS의 향후 릴리스이다. UTRA, E-UTRA, GSM, UMTS 및 LTE는 "3 세대 파트너쉽 프로젝트"(3GPP)라고 명명되는 기구로부터의 문서들에서 설명된다. CDMA2000은 "3세대 파트너쉽 프로젝트 2"(3GPP2)라고 명명되는 기구로부터의 문서들에서 설명된다. 이러한 다양한 라디오 기술들 및 표준들은 당해 기술 분야에 알려져 있다. 명료성을 위해서, 기법들의 특정 양상들은 LTE에 대하여 아래에서 설명되며, 아래의 설명의 많은 부분에서 LTE 용어가 사용된다.
본 명세서에 설명된 기법들은 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 및 다른 네트워크들과 같은 다양한 무선 통신 네트워크들에 대하여 사용될 수 있다. "네트워크" 및 "시스템"이라는 용어들은 종종 상호 교환가능하게 사용된다. CDMA 네트워크는 유니버셜 지상 라디오 액세스(UTRA), 전기통신 산업 협회(TIA's) CDMA2000® 등과 같은 라디오 기술을 구현할 수 있다. UTRA 기술은 와이드밴드 CDMA(WCDMA) 및 CDMA의 다른 변형들을 포함한다. CDMA2000® 기술은 전자 산업 연합(EIA) 및 TIA로부터의 IS-2000, IS-95 및 IS-856 표준들을 포함한다. TDMA 네트워크는 모바일 통신용 글로벌 시스템(GSM)과 같은 라디오 기술을 구현할 수 있다. OFDMA 네트워크는 이볼브드 UTRA(E-UTRA), 울트라 모바일 브로드밴드(UMB), IEEE 802.11(Wi-Fi), IEEE 802.16(WiMAX), IEEE 802.20, 플래쉬-OFDMA 등과 같은 라디오 기술을 구현할 수 있다. UTRA 및 E-UTRA 기술들은 유니버셜 모바일 전기통신 시스템(UMTS)의 일부이다. 3GPP 롱 텀 에볼루션(LTE) 및 LTE-A(LTE-Advanced)는 E-UTRA를 사용하는 UMTS의 더 새로운 릴리스들이다. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE, LTE-A 및 GSM은 "3세대 파트너쉽 프로젝트"(3GPP)로 명명되는 기구로부터의 문서들에서 설명된다. CDMA2000® 및 UMB는 "3세대 파트너쉽 프로젝트 2"(3GPP2)로 명명되는 기구로부터의 문서들에서 설명된다. 본 명세서에 설명된 기법들은 위에서 언급된 무선 네트워크들 및 라디오 액세스 기술들 뿐만 아니라, 다른 무선 네트워크들 및 라디오 액세스 기술들에 대하여 사용될 수 있다. 명료성을 위해서, 기법들의 특정 양상들은 LTE 또는 LTE-A(대안적으로 "LTE/-A"로 함께 지칭됨)에 대하여 아래에서 설명되며, 아래의 설명의 많은 부분에서 이러한 LTE/-A 용어를 사용한다.
도 1은 멀티-스레드 프로세서(들) 디바이스들의 전력 소비 감소가 구현될 수 있는 LTE-A 네트워크일 수 있는 무선 통신 네트워크(100)를 도시한다. 무선 네트워크(100)는 다수의 이볼브드(evolved) 노드 B들(eNodeB들)(110) 및 다른 네트워크 엔티티들을 포함한다. eNodeB는 UE들과 통신하는 스테이션(station)일 수 있으며, 또한 기지국, 노드 B, 액세스 포인트 등으로 지칭될 수 있다. 각각의 eNodeB(110)는 특정한 지리적 영역에 대한 통신 커버리지를 제공할 수 있다. 3GPP에서, "셀"이라는 용어는 용어가 사용되는 맥락에 따라, eNodeB의 이러한 특정한 지리적 커버리지 영역 및/또는 그 커버리지 영역을 서빙하는 eNodeB 서브시스템을 지칭할 수 있다.
eNodeB는 매크로 셀, 피코 셀, 펨토 셀 및/또는 다른 타입들의 셀에 대한 통신 커버리지를 제공할 수 있다. 매크로 셀은 일반적으로, 비교적 큰 지리적 영역(예를 들어, 반경 수 킬로미터)을 커버하며, 네트워크 제공자에 서비스 가입한 UE들에 의한 무제한적 액세스를 허용할 수 있다. 피코 셀은 일반적으로, 비교적 더 작은 지리적 영역을 커버할 것이고, 네트워크 제공자에 서비스 가입한 UE들에 의한 무제한적 액세스를 허용할 수 있다. 펨토 셀은 또한 일반적으로, 비교적 작은 지리적 영역(예를 들어, 가정)을 커버할 것이고, 무제한적 액세스 외에도, 펨토 셀과의 연관을 가지는 UE들(예를 들어, 폐쇄 가입자 그룹(CSG: closed subscriber group) 내의 UE들, 가정 내의 사용자들에 대한 UE들 등)에 의한 제한적 액세스를 또한 제공할 수 있다. 피코 셀에 대한 eNodeB는 피코 eNodeB로 지칭될 수 있다. 그리고, 펨토 셀에 대한 eNodeB는 펨토 eNodeB 또는 홈 eNodeB로 지칭될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, eNodeB들(110a, 110b 및 110c)은 각각 매크로 셀들(102a, 102b 및 102c)에 대한 매크로 eNodeB들이다. eNodeB(110x)는 피코 셀(102x)에 대한 피코 eNodeB이다. 그리고, eNodeB들(110y 및 110z)은 각각 펨토 셀들(102y 및 102z)에 대한 펨토 eNodeB들이다. eNodeB는 하나 또는 다수(예를 들어, 2개, 3개, 4개 등)의 셀들을 지원할 수 있다.
또한, 무선 네트워크(100)는 중계국들을 포함할 수 있다. 중계국은 업스트림 스테이션(예를 들어, eNodeB, UE, 등)으로부터 데이터 및/또는 다른 정보의 송신을 수신하며, 데이터 및/또는 다른 정보의 송신을 다운스트림 스테이션(예를 들어, UE 또는 eNodeB)으로 전송하는 스테이션이다. 또한, 중계국은 다른 UE들에 대한 송신들을 중계하는 UE일 수 있다. 도 1에 도시된 예에서, 중계국(110r)은 eNodeB(110a)와 UE(120r) 사이의 통신을 용이하게 하기 위해서 eNodeB(110a) 및 UE(120r)와 통신할 수 있다. 또한, 중계국은 중계 eNodeB, 중계기 등으로 지칭될 수 있다.
무선 네트워크(100)는 상이한 타입들의 eNodeB들, 예를 들어, 매크로 eNodeB들, 피코 eNodeB들, 펨토 eNodeB들, 중계기들 등을 포함하는 이종 네트워크일 수 있다. 이러한 상이한 타입들의 eNodeB들은 상이한 송신 전력 레벨들, 상이한 커버리지 영역들 및 무선 네트워크(100)에서의 간섭에 대한 상이한 영향을 가질 수 있다. 예를 들어, 매크로 eNodeB들은 높은 송신 전력 레벨(예를 들어, 20 와트)을 가질 수 있는 반면, 피코 eNodeB들, 펨토 eNodeB들 및 중계기들은 더 낮은 송신 전력 레벨(예를 들어, 1 와트)을 가질 수 있다.
무선 네트워크(100)는 동기식 또는 비동기식 동작을 지원할 수 있다. 동기식 동작을 위해서, eNodeB들은 유사한 프레임 타이밍을 가질 수 있고, 상이한 eNodeB들로부터의 송신들은 시간상으로 대략 정렬될 수 있다. 비동기식 동작을 위해서, eNodeB들은 상이한 프레임 타이밍을 가질 수 있고, 상이한 eNodeB들로부터의 송신들은 시간상으로 정렬되지 않을 수 있다. 본 명세서에 설명된 기법들은 동기식 또는 비동기식 동작들에 대하여 사용될 수 있다.
일 양상에서, 무선 네트워크(100)는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 또는 시분할 듀플렉스(TDD) 동작 모드들을 지원할 수 있다. 본 명세서에 설명된 기법들은 FDD 또는 TDD 동작 모드에 대하여 사용될 수 있다.
네트워크 제어기(130)는 한 세트의 eNodeB들(110)에 커플링되어 이러한 eNodeB들(110)에 대한 조정 및 제어를 제공할 수 있다. 네트워크 제어기(130)는 백홀을 통해 eNodeB들(110)과 통신할 수 있다. 또한, eNodeB들(110)은, 예를 들어, 무선 백홀 또는 유선 백홀을 통해 간접적으로 또는 직접적으로 서로 통신할 수 있다.
UE들(120)은 무선 네트워크(100) 전역에 분산되며, 각각의 UE는 고정식 또는 이동식일 수 있다. 또한, UE는 단말, 이동국, 가입자 유닛, 스테이션 등으로 지칭될 수 있다. UE는 셀룰러 전화, 개인용 디지털 보조기(PDA: personal digital assistant), 무선 모뎀, 무선 통신 디바이스, 핸드헬드 디바이스, 랩탑 컴퓨터, 코드리스 전화, 무선 로컬 루프(WLL: wireless local loop) 스테이션, 테블릿 등일 수 있다. UE는 매크로 eNodeB들, 피코 eNodeB들, 펨토 eNodeB들, 중계기들 등과 통신가능할 수 있다. 도 1에서, 쌍촉 화살표들을 가지는 실선은 UE와 서빙 eNodeB 사이의 원하는 송신들을 표시하는데, 서빙 eNodeB는 다운링크 및/또는 업링크 상에서 UE를 서빙하도록 지정된 eNodeB이다. 쌍촉 화살표들을 가지는 파선은 UE와 eNodeB 사이의 간섭 송신들을 표시한다. UE는 아래에서 더 상세하게 설명되는 바와 같이, 멀티-스레드 프로세서를 포함할 수 있다.
LTE는 다운링크 상에서 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)을 그리고 업링크 상에서 단일-캐리어 주파수 분할 멀티플렉싱(SC-FDM)을 이용한다. OFDM 및 SC-FDM은 시스템 대역폭을 다수(K개)의 직교 서브캐리어들로 파티셔닝하며, 이러한 서브캐리어들은 또한 통상적으로 톤들, 빈들 등으로 지칭된다. 각각의 서브캐리어는 데이터로 변조될 수 있다. 일반적으로, 변조 심볼들은 주파수 도메인에서는 OFDM을 이용하여 그리고 시간 도메인에서는 SC-FDM을 이용하여 전송된다. 인접한 서브캐리어들 사이의 간격은 고정적일 수 있으며, 서브캐리어들의 총 수(K)는 시스템 대역폭에 의존할 수 있다. 예를 들어, 서브캐리어들의 간격은 15 kHz일 수 있고, ('자원 블록'이라 칭해지는) 최소 자원 할당은 12개의 서브캐리어들(또는 180 kHz)일 수 있다. 따라서, 공칭 FFT 크기는 1.25, 2.5, 5, 10 또는 20 메가헤르츠(MHz)의 대응하는 시스템 대역폭에 대하여 각각 128, 256, 512, 1024 또는 2048과 동일할 수 있다. 또한, 시스템 대역폭은 서브대역들로 파티셔닝될 수 있다. 예를 들어, 서브대역은 1.08 MHz(즉, 6개의 자원 블록들)를 커버할 수 있으며, 1.25, 2.5, 5, 10, 15 또는 20 MHz의 대응하는 시스템 대역폭에 대하여 각각 1, 2, 4, 8 또는 16개의 서브대역들이 존재할 수 있다.
도 2는 LTE에서 사용되는 다운링크 FDD 프레임 구조를 도시한다. 다운링크에 대한 송신 타임라인은 라디오 프레임들의 유닛들로 파티셔닝될 수 있다. 각각의 라디오 프레임은 미리 결정된 듀레이션(duration)(예를 들어, 10 밀리초(ms))을 가질 수 있으며, 0 내지 9의 인덱스들을 가지는 10개의 서브프레임들로 파티셔닝될 수 있다. 각각의 서브프레임은 2개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 따라서, 각각의 라디오 프레임은 0 내지 19의 인덱스들을 가지는 20개의 슬롯들을 포함할 수 있다. 각각의 슬롯은 L개의 심볼 기간들, 예를 들어, (도 2에 도시된 바와 같은) 정규 사이클릭 프리픽스에 대한 7개의 심볼 기간들 또는 확장된 사이클릭 프리픽스에 대한 6개의 심볼 기간들을 포함할 수 있다. 각각의 서브프레임에서의 2L개의 심볼 기간들에 0 내지 2L-1의 인덱스들이 할당될 수 있다. 이용가능한 시간 주파수 자원들은 자원 블록들로 파티셔닝될 수 있다. 각각의 자원 블록은 하나의 슬롯에서 N개의 서브캐리어들(예를 들어, 12개의 서브캐리어들)을 커버할 수 있다.
LTE에서, eNodeB는 eNodeB에서 각각의 셀에 대한 1차 동기화 신호(PSC 또는 PSS) 및 2차 동기화 신호(SSC 또는 SSS)를 전송할 수 있다. FDD 동작 모드에 대하여, 1차 및 2차 동기화 신호들은 도 2에 도시되는 바와 같이, 정규 사이클릭 프리픽스를 가지는 각각의 라디오 프레임의 서브프레임 0 및 서브프레임 5 각각에서, 심볼 기간 6 및 심볼 기간 5에서 각각 전송될 수 있다. 동기화 신호들은 셀 검출 및 획득을 위해서 UE들에 의해 사용될 수 있다. FDD 동작 모드에 대하여, eNodeB는 서브프레임 0의 슬롯 1에서 심볼 기간 0 내지 심볼 기간 3에서 물리 브로드캐스트 채널(PBCH: Physical Broadcast Channel)을 전송할 수 있다. PBCH는 특정 시스템 정보를 전달할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, eNodeB는 각각의 서브프레임의 첫 번째 심볼 기간에서 물리 제어 포맷 표시자 채널(PCFICH: Physical Control Format Indicator Channel)을 전송할 수 있다. PCFICH는 제어 채널들에 대하여 사용되는 심볼 기간들의 수(M)를 전달할 수 있으며, 여기서 M은 1, 2 또는 3과 동일할 수 있으며, 서브프레임마다 변화할 수 있다. 또한, M은, 예를 들어, 10개 미만의 자원 블록들을 가지는 작은 시스템 대역폭에 대해서는 4와 동일할 수 있다. 도 2에 도시된 예에서, M = 3이다. eNodeB는 각각의 서브프레임의 처음 M개의 심볼 기간들에서 물리 HARQ 표시자 채널(PHICH: Physical HARQ Indicator Channel) 및 물리 다운링크 제어 채널(PDCCH: Physical Downlink Control Channel)을 전송할 수 있다. 도 2에 도시된 예에서 PDCCH 및 PHICH는 또한 처음 3개의 심볼 기간들에 포함된다. PHICH는 하이브리드 자동 재송신(HARQ: hybrid automatic retransmission)을 지원하기 위한 정보를 전달할 수 있다. PDCCH는 UE들에 대한 업링크 및 다운링크 자원 할당에 대한 정보 및 업링크 채널들에 대한 전력 제어 정보를 전달할 수 있다. eNodeB는 각각의 서브프레임의 나머지 심볼 기간들에서 물리 다운링크 공유 채널(PDSCH: Physical Downlink Shared Channel)을 전송할 수 있다. PDSCH는 다운링크 상에서의 데이터 송신을 위해서 스케줄링된 UE들에 대한 데이터를 전달할 수 있다.
eNodeB는 eNodeB에 의해 사용되는 시스템 대역폭의 중심 1.08 MHz에서 PSC, SSC 및 PBCH를 전송할 수 있다. eNodeB는 PCFICH 및 PHICH가 전송되는 각각의 심볼 기간에서 전체 시스템 대역폭에 걸쳐 이 채널들을 전송할 수 있다. eNodeB는 시스템 대역폭의 특정 부분들에서 UE들의 그룹들에 PDCCH를 전송할 수 있다. eNodeB는 시스템 대역폭의 특정 부분들에서 UE들의 그룹들에 PDSCH를 전송할 수 있다. eNodeB는 브로드캐스트 방식으로 모든 UE들에 PSC, SSC, PBCH, PCFICH 및 PHICH를 전송할 수 있고, 유니캐스트 방식으로 특정 UE들에 PDCCH를 전송할 수 있으며, 또한 유니캐스트 방식으로 특정 UE들에 PDSCH를 전송할 수 있다.
각각의 심볼 기간에서 다수의 자원 엘리먼트들이 이용가능할 수 있다. 각각의 자원 엘리먼트는 하나의 심볼 기간에 하나의 서브캐리어를 커버할 수 있으며, 실수 또는 복소수 값일 수 있는 하나의 변조 심볼을 전송하는데 사용될 수 있다. 제어 채널들에 대하여 사용되는 심볼들의 경우, 각각의 심볼 기간에서 기준 신호에 대하여 사용되지 않는 자원 엘리먼트들은 자원 엘리먼트 그룹(REG: resource element group)들로 배열될 수 있다. 각각의 REG는 하나의 심볼 기간에 4개의 자원 엘리먼트들을 포함할 수 있다. PCFICH는 심볼 기간 0에서 주파수에 걸쳐 대략 동일하게 이격될 수 있는 4개의 REG들을 점유할 수 있다. PHICH는 하나 또는 둘 이상의 구성가능한 심볼 기간들에서, 주파수에 걸쳐 확산될 수 있는 3개의 REG들을 점유할 수 있다. 예를 들어, PHICH에 대한 3개의 REG들이 모두 심볼 기간 0에 속할 수 있거나 또는 심볼 기간들 0, 1 및 2에서 확산될 수 있다. PDCCH는 처음 M개의 심볼 기간들에서 이용가능한 REG들로부터 선택될 수 있는 9개, 18개, 36개 또는 72개의 REG들을 점유할 수 있다. REG들의 특정 조합들만이 PDCCH에 대하여 허용될 수 있다.
UE는 PHICH 및 PCFICH에 대하여 사용되는 특정 REG들을 알 수 있다. UE는 PDCCH에 대한 REG들의 상이한 조합들을 검색할 수 있다. 검색할 조합들의 수는 전형적으로 PDCCH에서 모든 UE들에 대하여 허용된 조합들의 수보다 적다. eNodeB는 UE가 검색할 조합들 중 임의의 조합들로 UE에 PDCCH를 전송할 수 있다.
UE는 다수의 eNodeB들의 커버리지 내에 있을 수 있다. 이러한 eNodeB들 중 하나가 선택되어 UE를 서빙할 수 있다. 서빙 eNodeB는 수신 전력, 경로 손실, 신호 대 잡음비(SNR: signal-to-noise ratio) 등과 같은 다양한 기준들에 기초하여 선택될 수 있다.
도 3은 업링크 롱 텀 에볼루션(LTE) 통신들에서의 예시적인 FDD 및 TDD(특수하지 않은 서브프레임만) 서브프레임 구조를 개념적으로 도시하는 블록도이다. 업링크에 대한 이용가능한 자원 블록(RB: resource block)들은 데이터 섹션 및 제어 섹션으로 파티셔닝될 수 있다. 제어 섹션은 시스템 대역폭의 2개의 에지들에 형성될 수 있으며, 구성가능한 크기를 가질 수 있다. 제어 섹션에서의 자원 블록들은 제어 정보의 송신을 위해서 UE들에 할당될 수 있다. 데이터 섹션은 제어 섹션에 포함되지 않는 모든 자원 블록들을 포함할 수 있다. 도 3의 설계는 데이터 섹션이 인접한 서브캐리어들을 포함하게 하고, 이는 단일 UE에 데이터 섹션에서의 인접한 서브캐리어들 전부가 할당되게 할 수 있다.
제어 정보를 eNodeB에 송신하도록 UE에 제어 섹션에서의 자원 블록들이 할당될 수 있다. 또한, 데이터를 eNodeB에 송신하도록 UE에 데이터 섹션에서의 자원 블록들이 할당될 수 있다. UE는 제어 섹션에서의 할당된 자원 블록들 상의 물리 업링크 제어 채널(PUCCH: Physical Uplink Control Channel)에서 제어 정보를 송신할 수 있다. UE는 데이터 섹션에서의 할당된 자원 블록들 상의 물리 업링크 공유 채널(PUSCH: Physical Uplink Shared Channel)에서 데이터만을 또는 데이터 및 제어 정보 둘 다를 송신할 수 있다. 업링크 송신은 서브프레임의 두 슬롯들 모두에 걸칠 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 주파수에 걸쳐 홉핑할 수 있다. 일 양상에 따르면, 완화된(relaxed) 단일 캐리어 동작에서, 병렬 채널들은 UL 자원들 상에서 송신될 수 있다. 예를 들어, 제어 및 데이터 채널, 병렬 제어 채널들 및 병렬 데이터 채널들은 UE에 의해 송신될 수 있다.
LTE/-A에서 사용되는 PSC, SSC, CRS, PBCH, PUCCH, PUSCH 및 다른 이러한 신호들 및 채널들은, 3GPP TS 36.211에서 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation"이라는 명칭으로 설명되며, 이는 공개적으로 이용가능하다.
도 4는 도 1에서 기지국들/eNodeB들 중 하나 및 UE들 중 하나일 수 있는 기지국/eNodeB(110) 및 UE(120)의 설계의 블록도를 도시한다. 기지국(110)은 도 1의 매크로 eNodeB(110c)일 수 있으며, UE(120)는 UE(120y)일 수 있다. 기지국(110)은 또한 일부 다른 타입의 기지국일 수 있다. 기지국(110)에는 안테나들(434a 내지 434t)이 장착될 수 있고, UE(120)에는 안테나들(452a 내지 452r)이 장착될 수 있다.
기지국(110)에서, 송신 프로세서(420)는 데이터 소스(412)로부터 데이터를 그리고 제어기/프로세서(440)로부터 제어 정보를 수신할 수 있다. 제어 정보는 PBCH, PCFICH, PHICH, PDCCH 등에 관한 것일 수 있다. 데이터는 PDSCH 등에 관한 것일 수 있다. 프로세서(420)는 데이터 심볼들 및 제어 심볼들을 획득하기 위해서 데이터 및 제어 정보를 각각 프로세싱(예를 들어, 인코딩 및 심볼 맵핑)할 수 있다. 또한, 프로세서(420)는, 예를 들어, PSS, SSS 및 셀-특정 기준 신호에 대한 기준 심볼들을 생성할 수 있다. 송신(TX) 다중-입력 다중-출력(MIMO) 프로세서(430)는 적용가능한 경우, 데이터 심볼들, 제어 심볼들 및/또는 기준 심볼들에 대한 공간 프로세싱(예를 들어, 프리코딩)을 수행할 수 있으며, 출력 심볼 스트림들을 변조기들(MOD들)(432a 내지 432t)로 제공할 수 있다. 각각의 변조기(432)는 출력 샘플 스트림을 획득하기 위해서 (예를 들어, OFDM 등을 위한) 각각의 출력 심볼 스트림을 프로세싱할 수 있다. 각각의 변조기(432)는 다운링크 신호를 획득하기 위해서 출력 샘플 스트림을 추가로 프로세싱(예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링 및 상향변환)할 수 있다. 변조기들(432a 내지 432t)로부터의 다운링크 신호들은 안테나들(434a 내지 434t)을 통해 각각 송신될 수 있다.
UE(120)에서, 안테나들(452a 내지 452r)은 기지국(110)으로부터 다운링크 신호들을 수신할 수 있으며, 수신된 신호들을 복조기들(DEMOD들)(454a 내지 454r)로 각각 제공할 수 있다. 각각의 복조기(454)는 입력 샘플들을 획득하기 위해서 각각의 수신된 신호를 컨디셔닝(condition)(예를 들어, 필터링, 증폭, 하향변환 및 디지털화)할 수 있다. 각각의 복조기(454)는 수신된 심볼들을 획득하기 위해서 (예를 들어, OFDM 등을 위한) 입력 샘플들을 추가로 프로세싱할 수 있다. MIMO 검출기(456)는 모든 복조기들(454a 내지 454r)로부터 수신된 심볼들을 획득하고, 적용가능한 경우 수신된 심볼들에 대한 MIMO 검출을 수행하며, 검출된 심볼들을 제공할 수 있다. 수신 프로세서(458)는 검출된 심볼들을 프로세싱(예를 들어, 복조, 디인터리빙 및 디코딩)하고, UE(120)에 대하여 디코딩된 데이터를 데이터 싱크(460)로 제공하며, 디코딩된 제어 정보를 제어기/프로세서(480)로 제공할 수 있다.
업링크 상에서, UE(120)에서, 송신 프로세서(464)는 데이터 소스(462)로부터 (예를 들어, PUSCH에 대한) 데이터를 그리고 제어기/프로세서(480)로부터 (예를 들어, PUCCH에 대한) 제어 정보를 수신하여 프로세싱할 수 있다. 또한, 프로세서(464)는 기준 신호에 대한 기준 심볼들을 생성할 수 있다. 송신 프로세서(464)로부터의 심볼들은 적용가능한 경우 TX MIMO 프로세서(466)에 의해 프리코딩되고, (예를 들어, SC-FDM 등을 위한) 변조기들(454a 내지 454r)에 의해 추가로 프로세싱되며, 기지국(110)으로 송신될 수 있다. 기지국(110)에서, UE(120)에 의해 전송된 디코딩된 데이터 및 제어 정보를 획득하기 위해서, UE(120)로부터의 업링크 신호들이 안테나들(434)에 의해 수신되고, 복조기들(432)에 의해 프로세싱되며, 적용가능한 경우 MIMO 검출기(436)에 의해 검출되고, 수신 프로세서(438)에 의해 추가로 프로세싱될 수 있다. 프로세서(438)는 디코딩된 데이터를 데이터 싱크(439)로 그리고 디코딩된 제어 정보를 제어기/프로세서(440)로 제공할 수 있다. 기지국(110)은, 예를 들어, X2 인터페이스(441)를 통해 메시지들을 다른 기지국들로 전송할 수 있다.
제어기들/프로세서들(440 및 480)은 각각 기지국(110) 및 UE(120)에서의 동작을 지시할 수 있다. 프로세서(440) 및/또는 기지국(110)에서의 다른 프로세서들 및 모듈들은 본 명세서에 설명되는 기법들을 위한 다양한 프로세스들의 실행을 수행 또는 지시할 수 있다. 또한, 프로세서(480) 및/또는 UE(120)에서의 다른 프로세서들 및 모듈들은 사용 방법 흐름도 도 5에 도시된 기능적 블록들 및/또는 본 명세서에 설명된 기법들을 위한 다른 프로세스들의 실행을 수행 또는 지시할 수 있다. 메모리들(442 및 482)은 각각 기지국(110) 및 UE(120)에 대한 데이터 및 프로그램 코드들을 저장할 수 있다. 스케줄러(444)는 다운링크 및/또는 업링크 상에서 데이터 송신을 위해서 UE들을 스케줄링할 수 있다.
전력 소비 및 멀티-스레드 프로세서들
무선 통신 네트워크 내의 기지국들은 유사하거나 또는 상이한 라디오 액세스 기술(RAT)들을 사용할 수 있다. 상이한 무선 통신 표준들은 상이한 업링크 및 다운링크 통신 레이트들을 지원한다. 아래의 표 1은 다양한 표준들에 의해 지원되는 업링크 및 다운링크 데이터 레이트들을 예시한다.
Figure pct00001
동일한 RAT을 사용하는 동일한 네트워크 내의 기지국들은 기지국들이 인스톨되었던 날, 그것이 업그레이드되는지 여부, 어떤 하드웨어가 기지국에 포함되는지 등을 포함하는 다양한 인자들에 따라 상이한 데이터 레이트 능력들로 구성될 수 있다. 예를 들어, 새롭게 인스톨된 기지국은 수 년 전에 더 일찍 인스톨되었던 데이터 레이트들보다 상당히 높은 데이터 레이트들이 가능할 수 있고, 여전히 동작 중에 있다. 상이한 능력들을 갖는 기지국들은 카테고리들이 다양한 기지국들의 데이터 레이트 능력들을 식별하는 통신 프로토콜 내에서 상이한 카테고리들로 분할된다. 예를 들어, 아래의 표 2는 HSPA(High Speed Packet Access) 통신 프로토콜에서 기지국 능력들의 상이한 카테고리들을 예시한다.
Figure pct00002
통신 프로토콜 내에서 잠재적 기지국의 각각의 카테고리와 통신하기 위해서, 프로토콜 호환가능 모바일 디바이스 또는 사용자 장비(UE)는 이용가능한 카테고리들에서 특정된 각각의 잠재적 데이터 레이트로 통신가능하여야 한다. 또한, 하나 초과의 프로토콜을 사용하여 통신할 수 있는 모바일 디바이스들은 모바일 디바이스에 이용가능한 각각의 프로토콜을 사용하는 기지국들의 다양한 잠재적 데이터 레이트들을 지원가능할 수 있다. 전형적으로, 모바일 디바이스는 이용가능한 최고 레이트로 데이터를 프로세싱할 수 있는 하드웨어 구성을 사용할 것이다. 이것은 특정한 기지국 카테고리에 대하여 요구되는 하드웨어 프로세싱 전력보다 더 많은 하드웨어 프로세싱 전력을 또는 실제로 이용가능한 데이터 레이트를 사용하여 모바일 디바이스를 초래할 수 있다.
특정 모바일 디바이스들에는 스레드들을 호출한 다수의 프로세싱 유닛들을 포함하는 하드웨어가 장착될 수 있다. 이 다수의 하드웨어 스레드 아키텍처는 모바일 디바이스 내의 다수의 프로세싱 스레드들이 동시에 동작하게 한다. 다수의 스레드들을 포함하는 프로세서들은 때때로 호출된 인터리빙된 멀티-스레드(IMT: interleaved multi-threaded) 프로세서들이다. 모바일 디바이스는 하나 또는 둘 이상의 멀티-스레드 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 다수의 스레드들은 다양한 데이터 레이트 능력들의 기지국들과의 호환가능성을 보장하기 위해서 사용될 수 있다. 다수의 하드웨어 스레드 아키텍처는 단일 스레드 아키텍처보다 더 많은 배터리 전력을 소비한다. 위에서 설명된 다양한 데이터 레이트들을 지원하기 위해서, 여러 수의 하드웨어 스레드들이 특정한 시점에서 활성화될 수 있다. 하드웨어 스레드들과 같은 다수의 활성 프로세싱 자원들은 전력 소비의 증가를 초래할 수 있다.
멀티-스레드 기반의 아키텍처를 사용하는 모바일 디바이스들에 대한 배터리 수명을 증가시키고, 전력 소비를 감소시키기 위한 방법이 제공된다. 배터리 전력을 보존하기 위해서 모바일 디바이스가 하나의 타입의 기지국으로부터 상이한 타입의 기지국으로 스위칭할 때(또는 하나의 RAT로부터 다른 RAT로 스위칭할 때), 제안된 방법은 모바일 디바이스의 하드웨어 프로세싱을 조정한다. 기지국 또는 RAT의 카테고리 또는 최대 데이터 레이트에 기초하여, 모바일 디바이스는 새로운 하드웨어 스레드들을 활성화하거나 또는 기존의 활성 하드웨어 스레드들을 활성화해제하도록, 또는 프로세서 주파수를 증가 또는 감소시키도록 하드웨어를 재구성할 수 있다. 모바일 디바이스는 기지국으로부터의 이용가능한 데이터 레이트에 바람직하게 매칭하도록 그것의 활성 하드웨어 프로세싱 능력을 조정할 수 있다. 제안된 방식을 사용하지 않고, 모바일 디바이스는 모바일 디바이스의 전체 프로세싱 전력에 바람직하게 매칭하기에 충분한 데이터 레이트들을 지원하지 않는 기지국과 통신할 때 심지어 그 프로세싱 전력 중 많은 전력이 낭비되면, 그것의 최고 성능 프로세싱 구성을 사용하여 계속 동작할 수 있다. 프로세싱 전력의 남용은 모바일 디바이스가 더 낮은 데이터 레이트 트래픽을 핸들링하도록 설계된 듀얼 모드 모바일 디바이스들 및 전통적인 단일 모드(단일 스레드)보다 빨리 자신의 배터리 전력을 소비하게 할 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제안된 방식은 모바일 디바이스의 프로토콜 스택 RRC(Radio Resource Control) 유닛을 사용하여 기지국 또는 RAT 변화들을 식별하고 활성 하드웨어 스레드들의 수 및 하드웨어 프로세싱 주파수를 포함하는 하드웨어 프로세싱 전력을 재구성할 수 있다.
멀티-스레드 기반의 아키텍처 전력 소비를 감소시키기 위해서, 모바일 디바이스의 연관된 하드웨어 프로세싱 능력이 모바일 디바이스가 접속되는 기지국에 의해 제공되는 최대 데이터 레이트에 기초하여 재구성될 수 있다.
연관된 하드웨어 프로세싱 능력은 프로세서 및 다른 하드웨어 컴포넌트들, 이를테면, 버스 및 메모리에 의해 사용되는 클럭 레이트의 주파수에 의해 뿐만 아니라, 활성 하드웨어 스레드들의 수에 의해 결정될 수 있다. 일 양상에서, 모바일 디바이스에 대한 전체-대기 시간은 증가한다. 전체-대기 기간은 모든 하드웨어 스레드들이 비활성인, 이를테면, 얕은 슬립 모드에 있는 시간 기간이다. 전형적으로, 멀티-스레드 아키텍처에 의해 사용되는 하드웨어 스레드들이 더 많아질수록, 아키텍처가 달성할 수 있는 전체-대기 시간은 더 적어진다. 그러나, 전체-대기 기간을 증가시킴으로써, 상당한 양의 전력이 절약될 수 있다.
기지국들 사이에서 변화할 때 전력 소비를 개선하기 위해서, 모바일 디바이스는 원하는 데이터 레이트들로 동작하는 것으로서 특정 기지국들을 식별할 수 있다. 이것은 모바일 디바이스의 RRC 유닛에서 발생할 수 있다. RRC 유닛은 핸드오버를 목적들로 바람직한 기지국들을 식별할 수 있다. 원하는 기지국이 상이한 데이터 레이트 카테고리를 사용하여 구성되면, RRC 유닛은 그것의 프로세싱 능력을 조정하기 위해서 연관된 하드웨어 프로세싱 유닛에 통지할 수 있다. RRC 유닛은 더 많은 전체-대기 기간들을 달성하기 위해서 활성 하드웨어 스레드들의 수 및 이들의 연관된 프로세서 주파수를 조정할 수 있고, 따라서 모바일 디바이스에서의 전력 절약을 향상시킬 수 있다.
일 양상에서, 모바일 디바이스의 멀티-스레드 아키텍처를 구성하기 위한 방법이 다음과 같이 수행된다. 모바일 디바이스가 파워 업(또는 그렇지 않으면 비활성 모드로부터 활성화)될 때, 디폴트 저전력 소비 구성은 모바일 디바이스와 네트워크 사이의 전송 및 수신 트래픽을 프로세싱하도록 하드웨어를 구성시키는데 사용된다. 일단 모바일 디바이스가 네트워크에 접속하면, RAT이 결정되고, 셀 구성 정보가 접속된 기지국에 의해 브로드캐스트된 정보로부터 획득된다. 모바일 디바이스의 RRC 유닛은 이러한 셀 구성을 사용하여 더 낮은 전력 소비를 달성하도록 대응하는 원하는 하드웨어 구성을 유도할 수 있는 반면, 또한 접속된 기지국이 지원할 수 있는 최대 데이터 레이트를 핸들링하도록 모바일 디바이스를 구성할 수 있다.
모바일 디바이스가 자신의 현재 기지국 커버리지 영역을 벗어나 이동하고 새로운 기지국에 접속할 때, 다음의 동작들이 수행될 수 있다. 핸드오버(새로운) 기지국이 동일한 RAT을 사용하지만 상이한 카테고리를 가지면, 모바일 디바이스는 핸드오버 기지국 브로드캐스트 정보를 획득함으로써 이것을 발견할 것이다. 그 다음, 모바일 디바이스는 이러한 셀 구성을 사용하여 대응하는 원하는 하드웨어 구성을 유도하고 새로운 기지국이 지원할 수 있는 최대 데이터 레이트를 핸들링하도록 현재 하드웨어 구성을 조정할 수 있다.
새로운 기지국이 상이한 RAT을 사용하면, 모바일 디바이스는 핸드오버 기지국 브로드캐스트 정보를 획득함으로써 이를 발견할 것이다. 그 다음, 모바일 디바이스는 이러한 셀 구성을 사용하여 대응하는 원하는 하드웨어 구성을 유도하고 해로운 기지국이 지원할 수 있는 최대 데이터 레이트를 핸들링하도록 현재 하드웨어 구성을 조정할 수 있다.
새로운 기지국이 동일한 RAT 및 동일한 카테고리를 사용하면, 모바일 디바이스는 핸드오버 셀 브로드캐스트 정보를 획득함으로써 이를 발견할 것이다. 그 다음, 모바일 디바이스는 기존의 하드웨어 구성을 계속 사용할 수 있다.
기재된 방법들에 의해 달성될 수 있는 전력 절약들이 상당할 수 있다. 일례에서, 6개의 하드웨어 스레드들 및 남은 3시간의 배터리 수명을 갖는 모바일 디바이스는 전체-대기 상태에 있음으로써 자신의 프로세싱 전력의 90%를 절약할 수 있다.
모바일 디바이스가 상이한 RAT들 사이에서 로밍할 때의 경우가 이제 논의될 것이다. LTE 네트워크에서, 디바이스는 매우 높은 데이터 레이트들을 지원할 것이며, 모든 6개의 활성 하드웨어 스레드들을 사용하도록 구성될 수 있어서, 전력이 거의 절약되지 않을 수 있다. 디바이스가 HSPA 네트워크로 이동할 때, 네트워크에 의해 지원되는 데이터 레이트는 위의 표 1에서 도시된 바와 같이 드롭(drop)된다. 10 Mbps 다운링크 데이터 레이트 시나리오에서, 모바일 디바이스를 재구성하지 않고, 모바일 디바이스는 자신의 프로세싱 전력의 18%를 절약할 수 있다. 그러나, 3개의 활성 하드웨어 스레드 구성을 사용하여, 디바이스는 이제 자신의 프로세싱 전력의 최대 30%를 절약할 수 있다. 따라서, 모바일 디바이스의 활성 하드웨어 스레드들을 재구성함으로써, 디바이스는 10 Mbps(초당 메가비트들) 다운링크의 데이터 속도로 HSPA 네트워크에서 12% 더 오래 동작할 수 있다. 모바일 디바이스가 EDGE 네트워크로 이동할 때, 디바이스가 자신의 6개의 활성 하드웨어 스레드들을 계속 사용하면, 그것의 전력은 25% 절약된다. 모바일 디바이스가 하나 또는 2개의 활성 하드웨어 스레드들을 사용하면, 그것의 전력은 60% 절약된다. 따라서, 모바일 디바이스의 활성 하드웨어 스레드들을 재구성함으로써, 디바이스는 1.9 Mbps 다운링크의 데이터 속도로 EDGE 네트워크에서 35% 더 오래 동작할 수 있다.
다른 예에서, 단지 동일한 모바일 디바이스는 HSPA 프로토콜 하에서 동작하는 기지국들로 로밍하고, 여기서 기지국들은 상이한 데이터 레이트 카테고리들을 가진다. 배터리 전력이 이동국이 1 시간 동안 HSPA 카테고리 28 기지국 커버리지 영역에, 그 다음, 1 시간 동안 HSPA 카테고리 9 기지국 커버리지 영역에 그리고 1 시간 동안 HSPA 카테고리 4 기지국 커버리지 영역에 접속하게 한다고 가정하기로 한다.
HSPA 카테고리 28 기지국은 최대 84 Mbps 다운링크 데이터 레이트를 제공할 수 있기 때문에, 이동국은 모든 6개의 하드웨어 스레드들을 사용하도록 구성되어서, 전력이 거의 절약되지 않을 수 있다. 모바일 디바이스가 HSPA 카테고리 9 기지국의 커버리지 영역으로 이동할 때, 네트워크에 의해 지원되는 데이터 레이트는 표 2에 나타낸 바와 같이, 10 Mbps의 최대 다운링크 레이트로 드롭된다. 10 Mbps 다운링크 데이터 레이트 시나리오에서, 모바일 디바이스를 재구성하지 않고, 모바일 디바이스는 프로세싱 전력의 18%를 절약할 수 있다. 단지 3개의 활성 하드웨어 스레드들의 구성을 사용하여, 모바일 디바이스는 자신의 프로세싱 전력의 최대 30%를 절약할 수 있다. 따라서, 모바일 디바이스의 활성 하드웨어 스레드들을 재구성함으로써, 모바일 디바이스는 HSPA 카테고리 9 기지국 커버리지 영역에서 12% 더 오래 동작할 수 있다. 모바일 디바이스가 HSPA 카테고리 4 기지국 커버리지 영역으로 이동할 때, 모바일 디바이스가 여전히 6개의 활성 하드웨어 스레드들을 동작하도록 구성되면, 그것의 전력은 25% 절약된다. 모바일 디바이스가 하나 또는 2개의 활성 하드웨어 스레드들을 사용하도록 구성되면, 그것의 전력은 60% 절약된다. 따라서, 모바일 디바이스의 활성 하드웨어 스레드들을 재구성함으로써, 모바일 디바이스는 HSPA 카테고리 4 기지국 커버리지 영역에서 35% 더 오래 동작할 수 있다.
일 양상에서, 모바일 디바이스는 자신의 전체-대기 시간을 증가시킴으로써 자신의 전력 소비를 감소시킬 수 있다. 그렇게 수행하는 것은 특정 태스크들을 더 빨리 달성하기 위해서 추가적인 하드웨어 스레드들 또는 다른 프로세싱 자원들을 활성화하는 것을 포함할 수 있고, 이에 의해 모바일 디바이스가 그것이 그 외에 할 수 있는 것보다 전체-대기 상태에 더 일찍 진입하게 할 수 있다.
다른 양상에서, 특정 임계치 미만의 배터리 전력 이용가능성을 갖는 모바일 디바이스는 전력 보존 모드에 진입할 수 있고, 이는 모바일 디바이스가 감소된 레이트 용량에서 동작하도록 선택하게 한다. 모바일 디바이스는 그 감소된 레이트 용량을 서빙 기지국으로 보고할 수 있고, 이에 의해 통신들이 감소된 레이트로 계속되게 할 수 있다. 그 다음, 모바일 디바이스는 전력 보존 모드에서 동작하도록 활성 프로세싱 자원들의 수를 조정할 수 있다. 조정하는 것은 감소된 데이터 레이트 능력에 따라 활성 자원들의 수를 감소시키는 것을 포함할 뿐만 아니라, 최종적 전체-대기 기간이 증가될 수 있도록 활성 자원들의 수를 일시적으로 증가시키는 것을 포함할 수 있다. 활성 자원들의 수를 조정할 시에, 모바일 디바이스는 그것이 전력 소비 모드에서 동작할 수 있는 시간을 증가시킬 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 양상에 따라 전력 소비를 감소시키는 것을 도시하는 도면이다. 블록(602)에서 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신한다. 블록(604)에 도시된 바와 같이, 모바일 디바이스는 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경한다.
일 구성에서, 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하기 위한 수단 및 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하기 위한 수단을 포함하는 무선 통신을 위한 모바일 디바이스가 구성된다. 일 양상에서, 전술된 수단은 수신 프로세서(458), 제어기/프로세서(480), 메모리(482) 및/또는 송신 프로세서(464)일 수 있다. 다른 양상에서, 전술된 수단은 전술된 수단에 의해 기술된 기능들을 수행하도록 구성되는 모듈 또는 임의의 장치일 수 있다.
당업자들은 본 명세서에서의 개시와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 회로들 및 알고리즘 단계들이 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이 둘의 조합들로서 구현될 수 있다는 것을 추가로 인식할 것이다. 하드웨어 및 소프트웨어의 이러한 상호교환가능성을 명백하게 예시하기 위해서, 다양한 예시적인 컴포넌트들, 블록들, 모듈들, 회로들 및 단계들이 일반적으로 그들의 기능에 관하여 위에서 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어로서 구현되는지 또는 소프트웨어로서 구현되는지는 전체 시스템 상에 부과되는 설계 제약들 및 특정 애플리케이션에 의존한다. 당업자들은 각각의 특정 애플리케이션에 대하여 다양한 방식들로 설명된 기능을 구현할 수 있지만, 이러한 구현 결정들은 본 개시의 범위를 벗어나게 하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서의 개시와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들이 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합을 통해 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 또는 둘 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수 있다.
본 명세서에서의 개시와 관련하여 설명되는 알고리즘 또는 방법의 단계들은 직접 하드웨어로 구현되거나, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 이동식(removable) 디스크, CD-ROM, 또는 당해 기술에서 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있도록 프로세서에 커플링된다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다. ASIC는 사용자 단말에 상주할 수 있다. 대안적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 개별 컴포넌트들로서 상주할 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 예시적인 설계들에서, 설명되는 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우, 기능들은 컴퓨터 판독가능한 매체 상에 하나 또는 둘 이상의 명령들 또는 코드로서 저장되거나 또는 이들을 통해 송신될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체들은 컴퓨터 저장 매체들, 및 하나의 장소에서 다른 장소로 컴퓨터 프로그램의 이전을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체들 모두를 포함한다. 저장 매체들은 범용 또는 특수 용도의 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체들일 수 있다. 한정이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능한 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광학 디스크 저장소, 자기 디스크 저장소 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 또는 원하는 프로그램 코드 수단을 명령들 또는 데이터 구조들의 형태로 전달 또는 저장하기 위해서 사용될 수 있고 범용 또는 특수 용도의 컴퓨터, 또는 범용 또는 특수 용도의 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속수단(connection)이 컴퓨터 판독가능한 매체로 적절히 지칭된다. 예를 들어, 소프트웨어가 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어(twisted pair), 디지털 가입자 회선(DSL), 또는 (적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은) 무선 기술들을 사용하여 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 송신되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스티드 페어, DSL, 또는 (적외선, 라디오, 및 마이크로웨이브와 같은) 무선 기술들이 매체의 정의 내에 포함된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 디스크(disk 및 disc)는 컴팩트 디스크(disc)(CD), 레이저 디스크(disc), 광 디스크(disc), 디지털 다목적 디스크(disc)(DVD), 플로피 디스크(disk) 및 블루-레이 디스크(disc)를 포함하며, 여기서 디스크(disk)들은 통상적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면, 디스크(disc)들은 레이저들을 사용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 위의 것들의 조합들 또한 컴퓨터 판독가능한 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.
본 개시의 이전 설명은 임의의 당업자가 본 개시를 실시하거나 또는 이용할 수 있도록 제공된다. 본 개시에 대한 다양한 변경들은 당업자들에게 용이하게 명백할 것이고, 본 명세서에서 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 다른 변화들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시는 본 명세서에 설명된 예들 및 설계들에 한정되도록 의도된 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위를 따를 것이다.

Claims (20)

  1. 모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법으로서,
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하는 단계; 및
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 상기 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 상기 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하는 단계를 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 자원들은, 인터리빙된 멀티-스레드(IMT: interleaved threaded) 프로세서의 활성 하드웨어 스레드들을 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 모바일 디바이스가 임계치 미만인 배터리 전력을 가질 때 상기 모바일 디바이스의 감소된 레이트 능력을 보고하는 단계; 및
    상기 모바일 디바이스의 상기 감소된 데이터 레이트 능력에 따라 상기 활성 자원들의 수를 감소시키는 단계를 더 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 동적으로 변경하는 단계는, 상기 모바일 디바이스의 저전력 상태에서의 시간의 증가에 기초하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 동적으로 변경하는 단계는, 전체-대기 시간(all-waits time)을 증가시키는 단계를 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 레이트의 표시는, 라디오 액세스 기술 및 통신 프로토콜 카테고리 중 적어도 하나인,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하는 방법.
  7. 모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치로서,
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하기 위한 수단; 및
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 상기 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 상기 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하기 위한 수단을 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 활성 자원들은, 인터리빙된 멀티-스레드(IMT) 프로세서의 활성 하드웨어 스레드들을 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 동적으로 변경하기 위한 수단은, 상기 모바일 디바이스의 저전력 상태에서의 시간의 증가에 기초하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 동적으로 변경하기 위한 수단은, 전체-대기 시간(all-waits time)을 증가시키기 위한 수단을 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  11. 비-일시적 프로그램 코드가 기록된 비-일시적 컴퓨터 판독가능한 매체를 포함하는, 모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 컴퓨터 프로그램 물건으로서,
    상기 프로그램 코드는,
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하기 위한 프로그램 코드; 및
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 상기 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 상기 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하기 위한 프로그램 코드를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 활성 자원들은, 인터리빙된 멀티-스레드(IMT) 프로세서의 활성 하드웨어 스레드들을 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 동적으로 변경하기 위한 프로그램 코드는, 상기 모바일 디바이스의 저전력 상태에서의 시간의 증가에 기초하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 동적으로 변경하기 위한 프로그램 코드는, 전체-대기 시간(all-waits time)을 증가시키기 위한 프로그램 코드를 포함하는,
    컴퓨터 프로그램 물건.
  15. 모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치로서,
    메모리; 및
    상기 메모리에 커플링된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 기지국의 데이터 레이트의 표시를 수신하도록; 그리고
    상기 모바일 디바이스를 서빙하는 상기 기지국의 표시된 데이터 레이트에 기초하여 상기 모바일 디바이스에서의 활성 자원들의 수를 동적으로 변경하도록 구성되는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 활성 자원들은, 인터리빙된 멀티-스레드(IMT) 프로세서의 활성 하드웨어 스레드들을 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 모바일 디바이스가 임계치 미만인 배터리 전력을 가질 때 상기 모바일 디바이스의 감소된 레이트 능력을 보고하도록; 그리고
    상기 모바일 디바이스의 상기 감소된 데이터 레이트 능력에 따라 상기 활성 자원들의 수를 감소시키도록 추가로 구성되는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  18. 제 15 항에 있어서,
    동적으로 변경하도록 구성된 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 모바일 디바이스의 저전력 상태에서의 시간의 증가에 기초하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는, 전체-대기 시간을 증가시키도록 구성된 상기 적어도 하나의 프로세서를 포함하는,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 데이터 레이트의 표시는, 라디오 액세스 기술 및 통신 프로토콜 카테고리 중 적어도 하나인,
    모바일 디바이스의 전력 소비를 제어하기 위한 장치.
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