TWI520640B - 用於在不連續接收期間管理電力消耗之方法及裝置 - Google Patents

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Description

用於在不連續接收期間管理電力消耗之方法及裝置 優先權
本申請案主張2012年9月20日申請且題為「METHODS AND APPARATUS FOR POWER CONSUMPTION MANAGEMENT DURING DISCONTINUOUS RECEPTION」之美國專利申請案第13/623,807號之優先權，該申請案主張2012年1月10日申請且題為「METHODS AND APPARATUS FOR POWER CONSUMPTION MANAGEMENT DURING DISCONTINUOUS RECEPTION」之美國臨時專利申請案第61/585,207號之優先權，且前述專利申請案中之每一者係以全文引用方式併入本文中。
相關申請案
本申請案係關於2012年9月26日申請、題為「METHODS AND APPARATUS FOR MANAGING RADIO MEASUREMENTS DURING DISCONTINUOUS RECEPTION」之美國專利申請案第13/627,936號，前述專利申請案係以全文引用方式併入本文中。
本發明大體而言係關於無線通信及資料網路之領域。更特定言之，揭示用於在不連續接收(DRX)期間管理及改良電力消耗之方法及裝置。
行動無線器件正變得越來越功能完全及複雜，且相應地必須支援多個操作模式，包括(例如)語音通話、資料串流及各種多媒體應用。由於高速資料能力對行動器件使用者而言特別重要，故最近已實施各種技術以增強行動器件在此方面的能力。一個例示性高頻寬技術為長期演進(LTE)無線通信能力，該能力已在行動無線器件(亦被稱為使用者設備或「UE」)上變得越來越普及。
雖然可增強資料能力，但LTE網路亦對行動無線器件電力消耗有額外要求。因此，在具LTE功能之器件內存在多個機制以減輕電力消耗。此等機制可藉由不以不當速率耗盡使用者之電池來增強使用者體驗。LTE內之一個此機制被稱為不連續接收或「DRX」，且另一機制為不連續傳輸或「DTX」。在LTE網路中，基地台(增強型節點B或「eNB」)使用各種定時器及/或傳達至UE之參數來控制DRX操作。
進一步根據包括訊框、子訊框及時槽之時間排程進行LTE通信。當UE具有無線電資源連接(RRC)時，UE可被分配一或多個時槽以用於通信。若啟用了UE在RRC連接模式中的DRX操作，則UE將根據其資源分配而喚醒及睡眠。在RRC閒置模式期間，UE不具有作用中無線電資源連接。UE可週期性地喚醒以便判定其是否正被傳呼(例如，在資料訊框內之UE ID)。若訊框不含有以該UE為目的地之資料，則該UE可返回睡眠。
不幸地，DRX功能性之當前實施可能利用基於最壞情況組件容限而組態之「喚醒」時間(間隔)。此組態可提供針對組件喚醒之過於寬鬆之限制，且因此可在每一DRX喚醒循環期間導致過度能量消耗。
因此，經改良之方法及裝置可用於進一步改進諸如DRX之操作且更智慧地對該等操作進行排程。
本發明尤其提供用於在不連續接收期間為組件供電之經改良裝 置及方法。
揭示一種用於適應性地管理一行動器件之一組件之方法。在一項實施例中，該方法包括：將用於追蹤環路組件之一喚醒時間儲存於行動無線電通信器件中之一記憶體內；及針對複數個不連續接收(DRX)循環中之每一者：使用該喚醒時間初始化該追蹤環路組件，以使得該追蹤環路組件在該DRX循環期間被通電持續一接收週期；在該接收週期期間接收資料；量測在該接收週期期間所接收之該資料之效能資料；及基於該效能資料更新該喚醒時間。
在一個變體中，該組件之一或多個時間參數包含該組件之一喚醒時間。
在另一變體中，前述更新僅週期性地或以一事件驅動方式(例如，在已作出若干調整之後)執行。
揭示一種行動器件。在一項實施例中，該行動器件為一長期演進(LTE)無線網路使用者設備(UE)行動無線電通信裝置，該裝置包含：一處理器；一無線介面；及與該處理器及該無線介面通信之電力管理邏輯，該電力管理邏輯經組態以管理該行動器件的與不連續接收有關之操作。在一個變體中，電力管理邏輯經組態以：初始化一追蹤環路執行時間，該初始化之特徵在於一喚醒時間；解碼與該網路相關聯之一邏輯頻道；判定與解碼該邏輯頻道相關聯之一錯誤量測；且基於該錯誤量測小於一目標值，減少該喚醒時間。
揭示一種電腦可讀裝置。在一項實施例中，該電腦可讀裝置上儲存有複數個電腦可讀指令，該等指令經組態以在由一處理器執行時使該處理器：獲得與使用一參數在一無線鏈路上傳達第一資料相關聯之一效能量測；將該效能量測儲存於一儲存媒體中；獲得與使用該參數在該無線鏈路上傳達第二資料相關聯之另一效能量測；且基於該另一效能量測與該儲存之效能量測之間的一比較：調整該參數；且將該 經調整參數儲存於該儲存媒體中。
揭示一種積體電路(IC)。在一項實施例中，該積體電路包含經組態以實施(例如)一行動無線器件內之不連續頻道操作之管理之邏輯。
在另一實施例中，該電腦可讀裝置包含複數個電腦可讀指令，該複數個電腦可讀指令經組態以在由一行動無線器件中之一處理器執行時使該行動無線器件：獲得與使用一時間參數在一無線鏈路上傳達第一資料相關聯之一效能量測；將該效能量測儲存於一儲存媒體中；獲得與使用該時間參數在該無線鏈路上傳達額外資料相關聯之另一效能量測；且基於該另一效能量測與該儲存之效能量測之間的一比較：調整該時間參數；且將該經調整時間參數儲存於該儲存媒體中。
揭示一種無線基地台。在一項實施例中，該無線基地台裝置包含：一或多個處理器；至少一無線蜂巢式介面，其與該一或多個處理器資料通信；及電力管理邏輯，其與該一或多個處理器及該無線介面進行資料通信且經組態以在不連續接收下減少與使用者設備(UE)裝置之操作相關聯之能量使用。在一個變體中，該減少係藉由至少以下操作造成：初始化一追蹤環路執行時間，該初始化之特徵在於一喚醒時間；解碼與該網路相關聯之一邏輯頻道；判定與該邏輯頻道之該解碼相關聯之一錯誤量測；及基於該錯誤量測小於一目標值，減少該喚醒時間。
揭示一種在一長期演進(LTE)蜂巢式無線通信網路中操作一基地台之方法。在一項實施例中，該方法包含組態可在該網路內操作之一或多個行動器件以節省與複數個不連續接收循環相關聯之能量，該組態使該一或多個行動器件：存取歷史效能資訊；至少部分地基於該歷史效能資訊減少一追蹤環路之一或多個參數；根據該一或多個減少之參數操作該追蹤環路；及至少部分地基於該減少更新該歷史效能資訊。
揭示一種無線系統。在一項實施例中，該系統包括複數個基地台及複數個行動使用者器件。該等行動使用者器件經組態以實施不連續頻道操作之管理。
揭示一種節省行動器件中之電力之方法。在一項實施例中，該方法包括評估與該行動器件之先前操作有關之資料，及選擇性地調整與無線電收發器組件或操作相關聯之一或多個參數。
一般熟習此項技術者參看下文給出的附圖及對例示性實施例之詳細描述將立即認識到本發明之其他特徵及優點。
100‧‧‧用於在不連續接收(DRX)期間改良電力消耗之一般化方法
200‧‧‧長期演進(LTE)蜂巢式網路
210‧‧‧使用者設備(UE)
220‧‧‧基地台(BS)
230‧‧‧核心網路
300‧‧‧長期演進(LTE)訊框
402‧‧‧時間
404‧‧‧時間
406‧‧‧時間
408‧‧‧步驟
410‧‧‧步驟
700‧‧‧方法
800‧‧‧方法
900‧‧‧使用者器件裝置
902‧‧‧無線電收發器
902A‧‧‧追蹤環路
902B‧‧‧時脈
902C‧‧‧射頻(RF)組件
902D‧‧‧類比基頻組件
904‧‧‧電腦可讀記憶體
906‧‧‧處理子系統
圖1為描繪用於在不連續接收期間改良電力消耗之一般化方法之一項實施例的邏輯流程圖。
圖2為一個例示性長期演進(LTE)蜂巢式網路之圖形表示。
圖3為一個例示性LTE訊框之圖形表示。
圖4為由UE在準備DRX接收時執行之例示性喚醒程序之一般化時刻表之圖形表示。
圖5為說明一個例示性頻率追蹤環路(FTL)的邏輯區塊圖。
圖6為說明一個例示性時間追蹤環路(TTL)的邏輯區塊圖。
圖7為說明用於組態基頻追蹤環路之第一例示性方案之邏輯流程圖。
圖8為說明用於組態基頻追蹤環路之第二例示性方案之邏輯流程圖。
圖9說明一個例示性使用者器件裝置。
所有圖式版權歸2012-2013 Apple Inc.所有。保留所有權利。
現參考圖式，其中相似數字在全文中指代相似部件。
現詳細描述例示性實施例。雖然此等實施例係主要在蜂巢式網 路(包括，但不限於，第三代(3G)通用行動電信系統(UMTS)無線網路、長期演進(LTE)無線網路及其他第四代(4G)或進階LTE(LTE-A)無線網路)之內容脈絡中進行論述，但一般技術者將認識到，所揭示實施例不受此限制。事實上，各種所揭示特徵係有用於且容易適應於可自本文中所描述之適應性喚醒程序獲益之任何無線網路。
概述
現有的具蜂巢式功能之器件(例如，行動電話、智慧型手機、平板電腦等)將所謂「喚醒」時間基於組件容限。一般而言，此等組件容限表示不會顯著影響組件功能的變化之容許極限。不幸地，基於組件容限之喚醒時間過於寬鬆，且因此，組件喚醒時間可被顯著縮短。各種實施例基於來自先前不連續接收(DRX)循環之關鍵效能度量來適應性地調整數位追蹤演算法(諸如，時序、頻率及電力控制)之喚醒時間。
在一項例示性實施例中，追蹤環路之喚醒時間係基於成功/錯誤度量(例如，區塊錯誤率(BLER)、位元錯誤率(BER)、封包錯誤率(PER)、循環冗餘檢查(CRC)等)。
在一第二實施例中，追蹤環路之喚醒時間係基於殘餘頻率及時序誤差等。
在一些例子中，本文中所描述之技術可具有減少不連續接收(DRX)所需之組件喚醒時間之作用，且可藉此導致較低電力消耗。
方法-
圖1說明用於在不連續接收(DRX)期間改良電力消耗之一般化方法100之一項實施例。該方法根據先前效能調整一喚醒時間週期。具體言之，一使用者設備(UE)或其他器件可基於(例如)解碼一邏輯頻道(諸如，實體下行鏈路控制頻道(PDCCH))之一所要成功率來組態一組件之喚醒時間。
參看圖1，在方法100之步驟102，UE判定其歷史效能。在一項例示性實施例中，依據信號之成功(或替代地，不成功)解碼而量測效能。在一個此變體中，UE儲存實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)或實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)之成功接收之度量。舉例而言，UE可儲存PDCCH及PDSCH之區塊錯誤率(BLER)以用於未來對於接收效能之參考。其他常用度量可包括(但不限於)：位元錯誤率(BER)、封包錯誤率(PER)、循環冗餘檢查(CRC)等。
在一替代實施例中，依據與一預期值之一偏差來量測效能。舉例而言，回饋環路連續地監視一誤差信號以調整一輸出結果；此誤差信號可計算為輸入信號與輸出信號之經修改版本(亦即，經濾波且以一增益放大)之間的差。若誤差信號落在一預期範圍外，則回饋環路將耗費較長時間來收斂於適當輸出結果。在一個此變體中，可使用誤差信號歷史作為效能度量。在替代實施例中，可使用收斂於適當輸出結果所耗費之時間作為效能度量。
可比較效能歷史與已知或導出值(例如，一預期值)，或者替代地，效能歷史可追蹤該值自先前值之變化(例如，所謂「差量」變化)。此外，在一些實施例中，效能歷史可包括時間中的多個值。
在該方法之步驟104，UE基於歷史效能調整一或多個組件喚醒時間。在一項實施例中，組件為追蹤環路。追蹤環路之常見實例包括(例如)頻率追蹤環路(FTL)、時間追蹤環路(TTL)及電力追蹤環路(例如，自動增益控制(AGC)等)。追蹤環路喚醒時間為分配給追蹤環路以用以安定至可使用狀態之時間量。此包括為追蹤環路之各種內部機構供電及允許該等機構達到內部平衡。
順帶言之，在喚醒程序期間，組件(諸如前述追蹤環路)使其內部機構通電且允許該等內部機構「安定」至該等機構之初始狀態。對於類比類型組件，此安定時間允許各種內部機構排除由使器件通電所致 或與使器件通電有關之亂真(spurious)行為或暫態。舉例而言，追蹤環路可經歷某一亂真行為，且震盪或「振鈴(ring)」。出於本文中隨後更詳細描述之原因，若所得效能降級係「以智慧方式」管理，則組件可在較短時間量中喚醒。詳言之，UE設定喚醒時間以符合基於歷史效能之所要效能，而非基於組件容限(其可包括相當大邊限)來分配喚醒時間。
舉例而言，在一項例示性實施例中，UE基於PDCCH及PDSCH之先前儲存之區塊錯誤率(BLER)來調整追蹤環路喚醒時間。若BLER先前為可接受的，則UE可減少追蹤環路喚醒時間(或使其保持不變)。若BLER先前為不可接受的，則UE可增加追蹤環路喚醒時間。在其他實施例中，UE基於先前儲存之回饋環路誤差值來調整追蹤環路喚醒時間。藉由連續地調整追蹤環路喚醒，可縮短喚醒程序之持續時間。
在步驟106，根據經調整喚醒時間對指定組件供電。一旦組件經供電，該組件就量測在DRX時槽期間的一或多個效能度量，且在方法100之步驟108，UE更新其歷史效能。
蜂巢式網路中之電力消耗及管理-
在以下論述中，描述蜂巢式無線電系統，其包括各自由傳輸台(被稱為小區站點或基地台(BS))伺服之無線電小區之網路。無線電網路為複數個使用者設備(UE)收發器提供無線通信服務。協作地工作之BS之網路允許實現大於由單一伺服BS提供之無線電涵蓋範圍之無線服務。個別BS連接至核心網路，該核心網路包括用於資源管理及在某些情況下對其他網路系統(諸如，網際網路、其他蜂巢式網路等)之存取的額外控制器。
圖2說明一個例示性長期演進(LTE)蜂巢式網路200，其具有在由數個基地台(BS)220提供之無線電存取網路(RAN)之涵蓋範圍內操作之多個使用者設備(UE)210。該等LTE基地台通常被稱為「增強型節 B」(eNB)。無線電存取網路(RAN)為eNB之集合體。使用者經由UE介接至RAN，在許多典型使用情況下，UE為蜂巢式電話或智慧型手機。然而，如本文中所使用，術語「UE」、「用戶端器件」及「使用者器件」可包括(但不限於)蜂巢式電話、智慧型手機(諸如，由本發明之受讓人製造之iPhone TM)、個人電腦(PC)(諸如，iMac TM、Mac Pro TM、Mac Mini TM或MacBook TM)及小型電腦(無論是桌上型電腦、膝上型電腦或其他電腦)，以及行動器件(諸如，手持式電腦)、PDA、個人媒體器件(PMD)(諸如iPod TM)或前述各者之任何組合。
eNB 220中之每一者係(例如)經由寬頻存取直接耦接至核心網路230。另外，在某些網路中，eNB可經由二次存取來相互協調。核心網路230提供路由能力及服務能力兩者。舉例而言，連接至第一eNB之第一UE可經由通過核心網路230之路由而與連接至第二eNB之第二UE通信。類似地，UE可經由核心網路230存取其他類型之服務，例如，網際網路。
為了減少無線使用者設備(UE)之電力消耗及改良其電池壽命，某些無線技術實施所謂的「不連續接收」(DRX)及「不連續傳輸」(DTX)。在DRX及DTX操作期間，當不存在待接收或傳輸之封包時，UE使無線電收發器電路之大部分斷電。斷電之組件(處於「睡眠模式」下)在指定時間間隔被供電(「喚醒」、「暖機」)以(例如)自網路接收資料(「收聽」)。在喚醒期間，UE需要藉由(例如)使UE在時間及頻率上同步於BS，允許回饋環路安定等來使無線電收發器準備好進行接收。DRX及DTX極大地改良器件待命時間，且亦可在較少使用情形期間提供電力消耗之顯著減少。
可在不同網路連接狀態下啟用DRX；此等網路連接狀態包括當UE具有無線電資源連接(RRC)時的狀態，及當UE閒置時的狀態。在連接模式DRX操作期間，UE收聽下行鏈路(DL)封包，該等封包遵循 已由基地台(BS)判定之特定識別型樣(例如，封包標頭等)。與之相比，在閒置模式DRX操作期間，UE週期性地尋找來自BS之傳呼訊息以判定UE是否需要連接至網路及獲取上行鏈路(UL)時序。在LTE網路之例示性內容脈絡內，規定了DRX模式的兩個不同狀態：(i)RRC_CONNECTED及(ii)RRC_IDLE。
在RRC_CONNECTED狀態下，在下行鏈路(DL)封包到達之閒置週期期間啟用DRX模式。在RRC_IDLE狀態下，為了進行DL訊務必須傳呼UE(根據傳呼排程)，或UE必須藉由請求與伺服eNB之RRC連接來起始上行鏈路(UL)訊務。
目前，DRX及DTX技術被用於包括(例如)通用行動電信系統(UMTS)、LTE(長期演進)及WiMAX(微波存取全球互通)之若干無線技術中。初期技術將藉由使用在操作期間消耗相當大量之電力之技術來支援極高資料速率。因此，減少在不活動期間的收發器使用將大大改良總體收發器電力消耗。用於DRX之現有方案受BS控制；亦即，BS判定DRX傳輸被從BS發送至UE之時間；然而，UE獨立地管理其喚醒程序以確保其能接收此等DRX傳輸。
為了減少UE之電力消耗，已進行重要研究以改良及減少喚醒所需之準備時間。準備時間大部分由RF(射頻)收發器及類比基頻組件之約束支配。舉例而言，收發器需要時間來重新啟用組件(及任何相關聯安定時間)、「暖機」時脈、處理器及用於(例如)時序、頻率及增益控制之數位追蹤演算法等。若時序及頻率超過可接受極限，則大部分蜂巢式技術經歷效能之驚人降級，且詳言之，基於OFDM之系統對時間及頻率漂移尤其敏感。
一般而言，已圍繞「最壞情況」組件容限及情形設計蜂巢式器件以在仍提供可接受行為的同時減少製造及設計複雜性。舉例而言，現有解決方案識別支援所有組件之喚醒所需之時間(儘管許多組件有 顯著較好的表現)；經識別值係硬式編碼至器件中。
例示性適應性喚醒操作-
因此，揭示用於改良喚醒程序之方案，其適應性地調整用於組件之喚醒時間。具體言之，雖然RF(射頻)及類比基頻組件喚醒時間之現有解決方案為固定值(基於(例如)組件容限及/或硬體要求)，但一項例示性實施例基於來自先前DRX循環之關鍵效能度量(諸如，DL解碼成功率、殘餘頻率及時序誤差等)適應性地調整數位追蹤演算法之喚醒時間
在論及適應性喚醒操作之細節之前，現將更詳細地論述可結合各種實施例使用之各種組件及程序。
不連續接收及不連續傳輸(DRX/DTX)-
增強型節點B(eNB)使用各種定時器及/或傳達至使用者設備(UE)之參數來控制DRX操作。順帶言之，LTE通信係根據包括訊框、子訊框及時槽之時間排程進行。在圖3中說明一個此例示性LTE訊框300。
當UE具有無線電資源連接時，UE可被分配一或多個時槽以用於通信。若啟用了UE在RRC連接模式中之DRX操作，則UE將根據其資源分配喚醒及睡眠。在RRC閒置模式期間，UE不具有無線電資源連接。UE將週期性地喚醒以查看其是否正在資料訊框內被傳呼。若訊框不具有對UE之傳呼，UE將返回睡眠。
在連接模式DRX(在RRC_CONNECTED狀態期間執行之DRX)中，DRX不活動定時器以連續子訊框之數目來指示在啟用DRX之前要等待之時間。
另外，將DRX操作分成短循環及長循環。短DRX循環及長DRX循環允許eNB基於進行中的應用活動調整DRX循環。舉例而言，最初，可在活動中之短暫間歇期間將UE置於短DRX循環中。DRX短循環定時器判定何時轉變至長DRX循環；亦即，若DRX短循環定時器逾 期而無任何UE活動，則UE轉變至進一步減少電力消耗之長DRX循環。
若在成功接收封包(不成功之封包接收指示衰落/斷開連接，其用恢復/重新連接程序加以處置)之後的延長時間段中無新封包被傳輸，則eNB可釋放RRC連接。一旦UE轉變至RRC閒置狀態，就啟用閒置模式DRX。
在閒置模式DRX(在RRC_IDLE狀態期間執行之DRX)中，ON(開啟)持續時間定時器判定在讀取下行鏈路(DL)控制頻道之前UE可在其中睡眠之訊框數目。用於開啟持續時間定時器之常用值為1、2、3、4、5、6、8、10、20、30、40、50、60、80、100及200。在閒置模式DRX期間，UE僅需要每個DRX循環監視一個傳呼出現時刻(PO)，該傳呼出現時刻(PO)為一個子訊框。
現參看圖4，其展示一般時刻表，該一般時刻表描繪由UE在準備進行DRX接收時執行之喚醒程序。
在時間402，收發器時脈被開啟且進行暖機。收發器時脈為驅動軟體(SW)及韌體(FW)數位信號處理器(DSP)以及特殊應用積體電路(ASIC)基頻硬體提供主要計時。值得注意，雖然例示性收發器時脈在睡眠模式期間被斷電，但一低電力時脈保持通電以在指定時間觸發收發器喚醒。該低電力時脈大體上專門用於睡眠模式期間之操作(亦即，其具有低電力消耗，且以比收發器時脈慢得多之頻率操作)。
在時間404，RF(射頻)及類比基頻組件被開啟。類比基頻組件可包括(但不限於)：雙工器(duplexer)、雙訊器(diplexer)、混頻器、類比濾波器、功率放大器(PA)、類比轉數位轉換器(ADC)，及數位轉類比轉換器(DAC)等，其皆為一般熟習射頻技術者熟知的。
一旦該等組件已開啟，基頻追蹤環路就根據下文中所描述之一適應性喚醒方案被啟用(時間406)(參見本文中之實例操作)。基頻追 蹤環路包括(例如)：頻率追蹤環路(FTL)，時間追蹤環路(TTL)，及自動增益控制(AGC)。基頻追蹤環路經組態以將頻率、時間及電力控制維持在用於與基地台(BS)通信之可接受容限內。在LTE中，追蹤環路基於DL參考信號(RS)(亦被稱為「導頻信號」)追蹤下行鏈路(DL)載頻誤差、時序偏移及接收功率變化。
一旦追蹤環路已收斂於適當頻率、時序及放大器增益，無線電收發器可開始下行鏈路(DL)處理(步驟408)。在LTE網路之例示性內容脈絡內，DL處理尤其包括適當資料及控制頻道之解調變及解碼。在LTE中，無線電收發器解調變且解碼實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)；若UE受到如此指示(例如，若UE正被傳呼等)，則UE將另外解碼實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)(PDSCH具有控制及資料有效負載兩者)。
在UE已完成解碼適當控制及資料資訊之後，UE可回到睡眠(410)。收發器電路之大部分將被關閉，包括RF、數位基頻及處理器。僅電路及低電力時脈之一小部分保持被供電以維持對載波時序之粗略追蹤。此「粗略」時序確保時序變化將被限制於可在下一DRX循環之喚醒期間加以校正之一相對較小範圍。
以下論述各種例示性基頻追蹤環路。
頻率追蹤-
UE基於由eNB傳輸之參考信號(RS)之頻率追蹤頻率誤差。將頻率誤差用作用於頻率旋轉器之回饋。若置之不理，則載頻誤差會使UE之接收器效能降級；在過大的程度下，頻率誤差影響接收OFDM(正交分頻多工)信號之正交性，因此造成相當大之頻道間干擾(ICI)，其使系統效能驚人地劣化。
圖5說明將頻率旋轉器用於頻率補償的一個此頻率追蹤環路(FTL)。如所展示，UE對已知參考信號(RS)執行頻道估計；頻道估計 計算每一RS之頻道脈衝回應(CIR)。以下情況大體上屬實：同一天線上之鄰近RS信號的頻道路徑係相同的(亦即，CIR主要受每一TX-RX天線對所經歷之無線頻道影響，且可被假設為在遠小於頻道相關時間之一短時間段內為靜態的)。因此，第一RS之CIR與鄰近RS之CIR將僅相差可歸因於在傳輸期間所經歷之載頻誤差之較小相位差。可藉由使第一CIR與鄰近CIR相關來判定相位差；所得相位差可用以計算頻率誤差。
如圖5中所展示，頻率誤差經乘以FTL環路增益(αFTL)；環路增益判定了環路收斂於正確頻率值的快速及準確程度。若環路增益過大，則環路可追蹤至瞬時雜訊而非真實頻率誤差；若環路增益過小，則收斂於真實頻率誤差可能耗費長時間。
UE應追蹤載頻誤差而非都普勒頻移。都普勒頻移取決於UE之移動；因此，都普勒頻移具有不同於載頻誤差(其主要由組件效應造成)之特性。如所展示，頻率估計經濾波(例如，經由無限脈衝回應(IIR)濾波器)以移除都普勒效應，因此提供穩定頻率控制。最後，頻率追蹤環路之輸出係作為回饋提供至頻率旋轉器。
一般熟習相關技術者將瞭解，對用於頻率追蹤環路控制之頻率旋轉器之前述論述係純粹說明性的。頻率調整之另外其他形式包括(例如)藉由調整電壓等對頻率誤差進行調整之晶體振盪器(XO)。在瞭解本發明之內容後，一般熟習相關技術者將容易地進行此替換。
時間追蹤-
TTL追蹤UE與eNB之間的傳輸時間之變化。時間延遲(或延遲擴展)係用以判定用快速傅立葉變換(FFT)進行處理以提取OFDM傳信的資料樣本之最佳窗。如同頻率誤差一樣，時序誤差會促成總體效能降級。大時序誤差可導致對FFT窗之不恰當選擇，且減少接收信號之總體載波對干擾加雜訊比(CINR)。舉例而言，當延遲擴展已被可靠地估 計且已知小於循環首碼(CP)長度(CP為FFT符號之間的保護區間)時，FFT窗可經選擇以自CP橫跨至CP，因此完全包含FFT符號。藉由擷取整個FFT符號，FFT窗可避免頻道間干擾(ICI)及符號間干擾ISI，此允許接收器完整地恢復FFT符號。然而，若延遲擴展長於CP，則FFT窗將包括FFT中之先前或後續OFDM符號之樣本，此將造成ISI及/或ICI。
現參看圖6，說明時間追蹤環路(TTL)。TTL經組態以依據頻道多路徑分接頭來最佳化FFT窗之位置，以便最大化CINR比。如所展示，時序誤差係根據頻道脈衝回應(CIR)計算；亦即，時移使參考信號(RS)CIR改變的量(考慮到先前RS CIR)。時序誤差經乘以TTL環路增益(αTTL)；環路增益判定環路收斂於正確時間值的快速及準確程度。類似於FTL環路，所得值經濾波，且被用作對於FFT窗位置之回饋。藉由用TTL連續地追蹤延遲，針對每一OFDM符號最佳化了時序以獲得經改良的CINR。
自動增益控制-
接收器自動增益控制(AGC)演算法經設計以在解調變器之輸入端處維持恆定信號功率，此經由以下兩個環路之機制來實施：外環路及內環路。
外環路控制RF中之低雜訊放大器(LNA)增益狀態(亦即，藉由增加或減小放大器增益)；LNA增益狀態可補償粗略增益變化。與之相比，內環路估計並調整數位可變增益控制(DVGA)以在解調變器之輸入端處維持信號功率之恆定設定點。DVGA可在數位域中執行精細調整。AGC環路係以類似於FTL及TTL控制環路之方式實施(亦即，量測輸入之功率，加以濾波，且接著回饋以用於調整)。出於說明性目的，AGC環路增益對於內環路及外環路均為α AGC 。
雖然本文中已提供頻率追蹤環路、時間追蹤環路及自動增益控 制(AGC)環路之前述描述，但容易瞭解，此等基頻追蹤環路僅說明許多不同類型之追蹤環路或包含於本發明之範疇內之其他功能。舉例而言，除前述各者外，一般熟習相關技術者將容易認識到，追蹤環路係針對多種任務(包括(但不限於)準確地再生(例如)時間、頻率、相位、延遲、增益等)而廣泛地用於多個無線系統中。
實例操作-
在先前技術解決方案中，粗略低電力睡眠時脈在DRX睡眠週期期間保持開啟以跟蹤時序。在喚醒程序期間，基頻追蹤電路自完全斷電狀態基於粗略低電力睡眠時脈而通電。因此，初始時序誤差及頻率誤差在DRX喚醒的開始時可較大。若追蹤環路不收斂於合理範圍內，則DL封包無法被適當解調變及解碼。又，由於無線頻道可自上一喚醒週期驚人地改變，故在再次喚醒接收器時可能存在極大的電力擺動。
出於此等原因，為了具有良好的DRX接收，大部分收發器設計在喚醒追蹤環路時消耗相當大量之電力。此外，在先前技術解決方案內，用於喚醒基頻追蹤環路之時間預算係基於最壞情況組件容限，以便確保在DRX循環期間對下行鏈路(DL)傳輸之成功解碼。
在一項例示性實施例中，追蹤演算法在DRX操作期間之適應性喚醒係基於來自先前DRX循環之實體層度量。舉例而言，在一個例子中，經預算用於喚醒基頻追蹤環路之時間係基於在先前DRX循環期間解碼之實體下行鏈路控制頻道及實體下行鏈路共用頻道之區塊錯誤率(BLER)。
更一般地，各種所揭示實施例係針對基於成功解碼訊息之可能性適應性地縮短用於喚醒組件之時間(而非符合固定的(例如，最壞情況)組件容限)。事實上，即使追蹤環路不具有足夠時間來完全收斂，亦很可能仍可歸因於錯誤保護編碼而正確解碼DRX訊息傳遞(例如， 其在實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)及實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)上傳輸)。
設想多個有用的變體。在一個此變體中，經預算用於喚醒之時間係基於在先前DRX循環期間的實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)及實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)之解碼成功比(例如，BLER)。舉例而言，若成功解碼之比保持在目標帶之上，則可縮短基頻追蹤環路。若成功解碼之比處於目標帶內，則基頻追蹤環路值之時間值係足夠的。另外，若成功解碼之比超過可接受速率，則基頻追蹤環路需要更多時間來暖機。
在其他變體中，先前DRX循環之殘餘追蹤環路誤差可用以判定用於暖機之大約時間量。舉例而言，若追蹤環路在先前追蹤環路期間進行了顯著誤差校正，則追蹤環路應被分配更多暖機時間。若追蹤環路不累積顯著誤差，則現有追蹤環路效能係令人滿意的，且可縮短追蹤環路時間。
類似地，來自先前DRX循環之能量估計可用以判定(例如)低雜訊放大器(LNA)是否正在可引起飽和之非線性區域中操作。
在另外其他變體中，信號品質參考亦可用作適應性喚醒之度量。舉例而言，在先前DRX循環末尾的較高估計信雜比(SNR)指示追蹤環路已在可接受極限內操作，且可相應地減少在當前DRX循環中追蹤環路之喚醒時間。類似地，在先前DRX循環末尾的較低估計SNR可指示需要增加追蹤環路時間。
鑒於本發明，對一般熟習此項技術者而言，用於基於先前效能來縮短喚醒時間之其他變體將變得顯而易見。
現參看圖7及圖8，揭示用於組態基頻追蹤環路之兩個不同方案。
圖7說明用於組態基頻追蹤環路之第一方案。順帶言之，可用自 環路增益導出以表示環路穩定化所耗用之時間之一時間常數值來設定基頻追蹤環路的參數。在一項實施例中，具有一個分接頭無限脈衝回應(IIR)環路之基頻追蹤環路經組態而具有為環路增益之倒數之時間常數。值得注意，針對顯著小於該時間常數之執行時間組態基頻追蹤環路可產生相當大之殘餘誤差。
在一項例示性實施中，UE基於表示為P%(例如，95%)的實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)之所要成功率來適應性地減少追蹤環路之喚醒時間。基頻追蹤環路在每一DRX循環期間經設定至一喚醒時間值(例如，分別用於頻率追蹤環路(FTL)、時間追蹤環路(TTL)及自動增益控制(AGC)之t* FTL、t* TTL及t* AGC)。如圖7中所展示，基於所得PDSCH結果，喚醒時間值被增加、減小或保持不變。
在方法700之步驟702，UE將環路執行時間(例如，tFTL、tTTL及tAGC)初始化至對應於PDSCH之P%成功率之對應時間(t* FTL、t* TTL及t* AGC)。可自預定值、歷史判定值、計算值等起初始化此等環路執行時間。
在步驟704，UE解碼PDCCH及PDSCH。在PDCCH及PDSCH之解碼期間，錯誤(例如，位元錯誤率(BER)、封包錯誤率(PER)、區塊錯誤率(BLER)等)之執行計數被轉換為成功率(P pre %)且經儲存以供稍後參考。雖然PDCCH及PDSCH經歷某一程度之錯誤，但PDCCH及PDSCH經穩固編碼且可在存在錯誤之情況下被正確地接收。
此外，另外請注意，儘管PDCCH及PDSCH中之該等錯誤可由除時序、頻率或增益誤差以外之許多因素造成，但PDCCH及PDSCH僅可在追蹤環路正常操作(其中喚醒時間係足夠的)之情況下被成功地接收。
在下一DRX循環期間，基於先前儲存之成功率，UE執行步驟706、708及710中之一者。
在步驟706，基於儲存之成功率(P pre %)大於所要成功率(P data %)，調整t* FTL、t* TTL及t* AGC之值。換言之，若先前效能優於所需的，則UE可減少追蹤環路喚醒時間。如等式1中所展示，FTL、TTL及AGC之喚醒時間按因數β(β<1)減少。
(等式1)tFTL=β x tFTL，tTTL=β x tTTL，且tAGC=β x tAGC；其中：β<1。
與步驟706形成對比，在該方法之步驟708，基於儲存之成功率(P pre %)低於所要成功率(P data %)，調整t* FTL、t* TTL及t* AGC之值。換言之，若先前效能比所需效能差，則UE應增加追蹤環路喚醒時間。如等式2中所展示，FTL、TTL及AGC之喚醒時間按因數λ(λ>1)增加。
(等式2)tFTL=λ x tFTL，tTTL=λ x tTTL，且tAGC=λ x tAGC；其中：λ>1。
在步驟710，若儲存之成功率(P pre %)等於所要成功率(P data %)，則使t* FTL、t* TTL及t* AGC之值保持不變。另外請注意，成功率之微小變化可當作可忽略的。因此，在一些情況下，若儲存之成功率在所要成功率之容許範圍內，則UE不調整追蹤環路時間。
參數β及λ對於不同DRX模式可不同。舉例而言，若在閒置模式DRX中偵測到錯誤，則UE可選擇在下一DRX循環中將更多時間花在喚醒上以進行恢復，而對於連接模式DRX，UE可更加寬容。此外，雖然前述等式(等式1、等式2)已使用按比例調整(乘法器)，但在其他變化中，調整可為固定的(例如，增量、減量)、非線性函數(例如，查找表)等。亦可考慮其他實際限制。舉例而言，在特定系統中，可藉由使用有上界及有下界之值將追蹤環路喚醒時間保持在一合理範圍內。
現參看圖8，描繪用於組態基頻追蹤環路之第二方案。在此方案中，使用來自先前DRX循環之殘餘頻率及時序誤差來判定對當前DRX 循環之追蹤環路執行時間之適當調整。對於較大殘餘誤差，可增加喚醒時間，或對於較小殘餘誤差，可減小喚醒時間。不同於上文所描述之第一方案，自回饋環路程序擷取殘餘頻率及時序誤差(而非在解碼期間判定之錯誤率)。舉例而言，基於DRX效能之經驗資料(例如，歷史資料)，基頻追蹤環路之殘餘預期頻率及時序誤差(、)對應於超過P data %之PDSCH解碼成功率。
在方法800之步驟802，UE初始化喚醒環路時間(亦即，tFTL、tTTL經設定為初始值t* FTL、t* TTL)。
在步驟804，UE判定殘餘頻率及時序誤差(、)。UE亦擷取對應於PDSCH解碼成功率P data %之預期殘餘頻率及時序誤差以判定適當調整。
在下一DRX循環期間，基於先前儲存之殘餘頻率及時序誤差，UE執行步驟806、808及810中之一者。
在步驟806，若頻率及時序殘餘誤差均小於預期殘餘誤差(f Res<且t Res<)，則UE可減小追蹤環路喚醒時間(參見例如等式1)。
在步驟808，若頻率殘餘誤差抑或時序殘餘誤差大於預期殘餘誤差f Res>或t Res>，則UE必須增加追蹤環路喚醒時間(參見例如等式2)。
在步驟810，若儲存之成功率殘餘誤差等於預期值或在預期值之可接受容限內，則使喚醒值保持不變。
一般熟習相關技術者將認識到(鑒於前述揭示內容)，對喚醒演算法之各種其他最佳化可能符合本發明。在一項實施例中，可藉由聯合使用來自先前DRX循環之殘餘環路誤差及成功(或錯誤率)來最佳化適應性喚醒演算法。此混成方案(亦即，圖7及圖8之第一方案及第二方案之混成方案)在實施上可能比單獨之第一方案及第二方案更複雜，但在特定應用中其與單獨之任一方案相比亦可提供益處。
在另一此實施例中，環路喚醒時間之變化可根據不同臨限值而不同。舉例而言，當頻率及時序誤差大於第一上臨限值時，可增加環路喚醒時間增量。類似地，當頻率及時序誤差小於第二下臨限值時，可減小環路喚醒時間增量。可藉由計算捕捉(pull-in)當前DRX循環內之誤差所需之時間常數來判定環路增益增加或減小之量。
裝置-
現參看圖9，說明在不連續接收期間具有減少之電力消耗之例示性使用者器件裝置900。雖然在本文中展示並論述一個特定器件組態及佈局，但應認識到，在瞭解本發明之內容後，許多其他組態可由一般技術者容易地實施，圖9之裝置900僅說明本發明之較廣原理。
圖9之裝置900包括一或多個無線電收發器902、電腦可讀記憶體904及處理子系統906。
處理子系統906包括下列一或多者：中央處理單元(CPU)或數位處理器(諸如微處理器)、數位信號處理器、場可程式化閘陣列、RISC核心或安裝於一或多個基板上之複數個處理組件。處理子系統可耦接至可包括(例如)SRAM、FLASH、SDRAM及/或HDD(硬碟機)組件之電腦可讀記憶體904。如本文中所使用，術語「記憶體」包括任何類型之積體電路，或經調適以用於儲存數位資料之其他儲存器件，包括(但不限於)ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、「快閃」記憶體(例如，NAND/NOR)及PSRAM。處理子系統亦可包含額外共處理器，諸如專用圖形加速器、網路處理器(NP)或音訊/視訊處理器。如所展示，處理子系統906包括離散組件；然而，應理解，在一些實施例中，該等組件可合併或以SoC(系統單晶片)組態形成。
在一項例示性實施例中，記憶體經組態以儲存效能資訊。效能資訊可廣泛地包括指示信號之成功(或替代地，不成功)解碼之資訊。 舉例而言，在一個變體中，效能資訊包括實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)或實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)之成功接收之度量。常見度量可包括(但不限於)：區塊錯誤率(BLER)、位元錯誤率(BER)、封包錯誤率(PER)、循環冗餘檢查(CRC)等。
處理子系統906經調適以自無線電收發器902接收一或多個資料串流。在此例示性實施例中，無線電收發器通常包含具有具可調整喚醒時間之一或多個組件之蜂巢式無線電收發器。此等組件之常見實例包括(例如)：追蹤環路902A，時脈902B，RF組件902C，及類比基頻組件902D。追蹤環路之常見實例包括(但不限於)時間追蹤環路、頻率追蹤環路(例如，自動頻率控制(AFC))、增益追蹤環路(例如，自動增益控制(AGC))等。時脈組件可包括(例如)晶體振盪器(XO)、壓控晶體振盪器(VCXO)、溫控晶體振盪器(TCXO)及VCTCXO等。RF及類比基頻組件之各種實例可包括(但不限於)：雙工器、雙訊器、混頻器、類比濾波器、功率放大器(PA)、類比轉數轉換器(ADC)，及數位轉類比轉換器(DAC)等。
在瞭解本發明之揭示內容後，一般技術者將辨識出用於適應性喚醒之無數其他方案。
將認識到，雖然特定特徵係依據方法之步驟之特定序列加以描述，但此等描述僅說明本文中所揭示之較廣方法，且可按特定應用所需加以修改。特定步驟在特定情形下可變得不必要或選用。另外，可將特定步驟或功能性添加至該等所揭示實施例，或可置換兩個或兩個以上步驟之執行次序。所有此等變化被視為包含於本發明內且在本文中予以主張。
雖然以上詳細描述已展示、描述並指出應用於各種實施例的新穎特徵，但將理解，熟習此項技術者可進行對所說明之器件或程序之形式及細節的各種省略、替換及變化。前述描述係目前所預期之最佳 模式。此描述絕不意味著進行限制，而應被視為本文中所描述之一般原理之說明。
100‧‧‧用於在不連續接收(DRX)期間改良電力消耗之一般化方法

Claims (20)

  1. 一種用於適應性地管理一行動無線電通信器件之一追蹤環路組件之方法，該方法包含：將用於該追蹤環路組件之一喚醒時間儲存於該行動無線電通信器件中之一記憶體內；及針對複數個不連續接收(DRX)循環中之每一者：使用該喚醒時間初始化該追蹤環路組件，以使得該追蹤環路組件在該DRX循環期間被通電持續一接收週期；在該接收週期期間接收資料；量測在該接收週期期間所接收之該資料之效能資料；及基於該效能資料更新該喚醒時間。
  2. 如請求項1之方法，其中該效能資料包含一區塊錯誤率(BLER)。
  3. 如請求項1之方法，其中該追蹤環路組件包含選自由(i)一頻率追蹤環路(FTL)、(ii)一時間追蹤環路(TTL)及(iii)一電力追蹤環路組成之群組之一追蹤環路。
  4. 如請求項1之方法，其中該喚醒時間係用乘以一縮放因數來調整。
  5. 如請求項1之方法，其中該喚醒時間係用加上或減去一增量因數來調整。
  6. 如請求項1之方法，其中該基於該效能資料更新該喚醒時間包括：在該效能資料指示效能在一效能臨限值之下時增加該喚醒時間；及在該效能資料指示效能在該效能臨限值之上時減小該喚醒時間。
  7. 一種具長期演進(LTE)功能之無線網路使用者設備(UE)行動無線電通信裝置，其包含： 一處理器；一無線介面；及電力管理邏輯，其與該處理器及該無線介面通信且經組態以：初始化一追蹤環路執行時間，該初始化之特徵在於一喚醒時間；解碼與該無線網路相關聯之一邏輯頻道；判定與該邏輯頻道之該解碼相關聯之一錯誤量測；且基於該錯誤量測小於一目標值，減少該喚醒時間。
  8. 如請求項7之裝置，其中該電力管理邏輯經進一步組態以在該錯誤量測大於該目標值時增加該喚醒時間。
  9. 如請求項7之裝置，其中該邏輯頻道包含一實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)或一實體下行鏈路共用頻道(PDSCH)中之一者。
  10. 如請求項9之裝置，其中該錯誤量測包含一區塊錯誤率(BLER)、一位元錯誤率(BER)、一封包錯誤率(PER)及循環冗餘檢查(CRC)中之任一者。
  11. 一種儲存有複數個電腦可讀指令之電腦可讀裝置，該等指令經組態以在由一處理器執行時使一行動器件：獲得與使用一時間參數在一無線鏈路上傳達第一資料相關聯之一效能量測；將該效能量測儲存於一儲存媒體中；獲得與使用該時間參數在該無線鏈路上傳達第二資料相關聯之另一效能量測；且基於該另一效能量測與該儲存之效能量測之間的一比較：調整該時間參數；且將該經調整時間參數儲存於該儲存媒體中。
  12. 如請求項11之裝置，其中：該效能量測包含一追蹤環路之一特性；且該時間參數包含該追蹤環路之一初始化時間。
  13. 如請求項12之裝置，其中該等指令經進一步組態以使該行動器件：在與該第二資料相關聯之該效能量測大於該儲存之效能量測時，引起該調整以縮短該初始化時間。
  14. 如請求項12之裝置，其中該等指令經進一步組態以使該行動器件：在該第二效能量測小於該儲存之效能量測時，引起該調整以延長該初始化時間。
  15. 一種在一長期演進(LTE)蜂巢式無線通信網路中操作一基地台之方法，該方法包含：組態可在該網路內操作之一或多個行動器件以節省與複數個不連續接收循環相關聯之能量，該組態使該一或多個行動器件：存取歷史效能資訊；至少部分地基於該歷史效能資訊減少一追蹤環路之一或多個參數；根據該一或多個減少之參數操作該追蹤環路；且至少部分地基於該減少而更新該歷史效能資訊。
  16. 如請求項15之方法，其中該一或多個參數包含該追蹤環路之一初始化時間。
  17. 如請求項15之方法，其中該組態該一或多個行動器件使得該一或多個行動器件能夠在該複數個不連續接收循環中之一或多者內以無線電資源連接(RRC)閒置模式操作，在RRC閒置模式中之該操作包含：進入一低電力狀態，該低電力狀態之特徵在於對該追蹤環路 斷電；基於一事件，對該追蹤環路供電並組態追蹤環路初始化時間；解碼一傳呼封包，該傳呼封包之該解碼之特徵在於一錯誤量測；比較該錯誤量測與該歷史效能資訊之另一錯誤量測；及基於該錯誤量測小於該另一錯誤量測，減少該初始化時間。
  18. 如請求項15之方法，其中該組態該一或多個行動器件使得該一或多個行動器件能夠使用該複數個不連續接收循環中之一或多者以無線電資源連接(RRC)連接模式與該基地台通信，該通信包含：解碼一下行鏈路(DL)封包，該解碼之特徵在於一錯誤量測；進入一低電力狀態，該低電力狀態之特徵在於對該追蹤環路斷電；基於一事件，對該追蹤環路供電並組態一追蹤環路初始化時間；解碼另一DL封包，該另一DL封包之該解碼之特徵在於另一錯誤量測；及基於該另一錯誤量測小於該錯誤量測，減少該初始化時間；其中該歷史效能資訊包含該錯誤量測及該另一錯誤量測中之至少一者。
  19. 一種無線基地台裝置，其包含：一或多個處理器；至少一無線蜂巢式介面，其與該一或多個處理器進行資料通信；及電力管理邏輯，其與該一或多個處理器及該無線介面進行資 料通信，且經組態以藉由至少以下操作來在不連續接收下減少與使用者設備(UE)裝置之操作相關聯之能量使用：初始化一追蹤環路執行時間，該初始化之特徵在於一喚醒時間；解碼與一網路相關聯之一邏輯頻道；判定與該邏輯頻道之該解碼相關聯之一錯誤量測；及基於該錯誤量測小於一目標值，減少該喚醒時間。
  20. 一種包含複數個電腦可讀指令之電腦可讀裝置，該複數個電腦可讀指令經組態以在由一行動無線器件中之一處理器執行時使該行動無線器件：獲得與使用一時間參數在一無線鏈路上傳達第一資料相關聯之一效能量測；將該效能量測儲存於一儲存媒體中；獲得與使用該時間參數在該無線鏈路上傳達額外資料相關聯之另一效能量測；且基於該另一效能量測與該儲存之效能量測之間的一比較：調整該時間參數；且將該經調整時間參數儲存於該儲存媒體中。
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