TWI635765B - 通信裝置及信號處理方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供至少一種通信裝置及信號處理方法，其中一種通信裝置包含：天線模組，多個前端信號處理電路及處理器。天線模組包含至少一天線，用於發送和接收多個射頻信號以與網路裝置進行通信；多個前端信號處理電路耦接於天線模組，用於接收並處理射頻信號；處理器耦接於前端信號處理電路；其中，根據接收到之該射頻信號之內容，處理器確定是否存在來自該網路裝置之下行鏈路資料等待接收，以及當存在來自該網路裝置之該下行鏈路資料等待接收時，處理器確定關閉至少一前端信號處理電路，並只使用剩餘前端信號處理電路處理接收到之射頻信號。

Description

通信裝置及信號處理方法
本發明是有關於通信裝置，更具體地，是有關於通信裝置及降低通信裝置功耗之方法。
隨著蜂巢式網路(cellular networks)、嵌入式系統(embedded systems)及互聯網(Internet)等多種技術之融合，諸如智慧手機和平板電腦之行動通信裝置(設備)越發流行，因為它們將蜂巢式電話之行動性與電腦或個人數位助理(PDA)之功能性結合於一體。
因為行動通信裝置之供電經常受限於電池，所以，如何降低功耗及延長行動通信裝置之待機(standby)和工作(operation)時間是值得關注之問題。
因此，需要行動通信裝置之功耗降低方法。
有鑑於此，本發明提供至少一種通信裝置及信號處理方法。
根據本發明一實施例之通信裝置，包含：天線模組，包含至少一天線，用於發送和接收多個射頻(Radio Frequency,RF)信號以與網路裝置進行通信；多個前端 (Front-End,FE)信號處理電路，耦接於該天線模組，用於接收該射頻信號，並對該射頻信號進行處理；以及處理器，耦接於該前端信號處理電路；其中，根據接收到之該射頻信號之內容，該處理器確定是否存在來自該網路裝置之下行鏈路(Downlink,DL)資料等待接收，以及當存在來自該網路裝置之該下行鏈路資料等待接收時，該處理器確定關閉至少一前端信號處理電路，並只使用剩餘前端信號處理電路處理接收到之該射頻信號。
根據本發明一實施例之信號處理方法，適用於包含處理器和多個前端信號處理電路之通信裝置，該信號處理方法包含：根據該通信裝置所接收之一個或多個射頻信號之內容，確定是否存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收；以及確定是否關閉至少一前端信號處理電路、並只使用剩餘前端信號處理電路來處理接收到之該射頻信號；其中，當存在來自該網路裝置之該下行鏈路資料等待接收時，確定關閉該至少一前端信號處理電路。
本發明所提供之至少一種通信裝置及信號處理方法，其優點之一在於在有效控制前端信號處理電路之信號處理之同時，降低通信裝置之功耗。
100‧‧‧通信裝置
110‧‧‧天線模組
120-1~120-n‧‧‧前端信號處理電路
130‧‧‧基帶信號處理電路
135‧‧‧處理器
211‧‧‧LNA
212‧‧‧BPF
214‧‧‧振盪器
213‧‧‧混頻器
215‧‧‧LPF
216‧‧‧ADC
217‧‧‧數位濾波器
RX0‧‧‧第一信號處理鏈
RX1‧‧‧第二信號處理鏈
RX2‧‧‧第三信號處理鏈
RX3‧‧‧第四信號處理鏈
S502~S504‧‧‧步驟
第1圖為根據本發明一實施例之通信裝置之區塊示意圖。
第2圖為根據本發明一實施例之前端信號處理電路之區塊示意圖。
第3圖為根據本發明一實施例之動態控制多個信號處理鏈以降低通信裝置之功耗之結果示意圖。
第4圖為根據本發明另一實施例之動態控制多個信號處理鏈路以降低通信裝置之功耗之結果示意圖。
第5圖為根據本發明一實施例之用於降低通信裝置之功耗之方法流程圖。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來 指稱特定之元件。所屬領域具有通常知識者應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱之差異來作為區分元件之方式，而是以元件在功能上之差異來作為區分之準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及之「包含」及「包括」為一開放式用語，故應解釋成「包含但不限定於」。「大致」是指在可接受之誤差範圍內，所屬領域具有通常知識者能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，「耦接」一詞在此包含任何直接及間接之電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表該第一裝置可直接電性連接於該第二裝置，或透過其它裝置或連接手段間接地電性連接至該第二裝置。「連接」一詞在此包含任何直接及間接、有線及無線之連接手段。以下所述為實施本發明之較佳方式，目的在於說明本發明之精神而非用以限定本發明之保護範圍，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。
第1圖為根據本發明一實施例之通信裝置之區塊 示意圖。通信裝置100可以是可擕式電子裝置或行動通信裝置，如行動台(MS，也可稱為使用者設備UE)。通信裝置100可包含至少一天線模組110、多個前端信號處理電路120-1...120-n(其中n為正整數)及基帶(Baseband,BB)信號處理電路130，其中至少一天線模組110包含至少一天線。
天線模組110能夠發送與接收多個射頻信號，以實現通信裝置100與網路裝置進行通信。根據本發明一實施例，網路裝置可以是網路側之小區(cell)基地台、演進型節點B(eNB)、基地台(BS)、行動性管理實體(Mobility Management Entity,MME)等，透過射頻信號與通信裝置100進行通信。
每個前端信號處理電路120-1...120-n可包含形成信號處理鏈(signal processing chain)之多個硬體裝置，用於處理接收自天線模組110之射頻信號以產生中頻(IF)或基帶信號，或者用於處理接收自基帶信號處理電路130之中頻或基帶信號以產生透過天線模組110進行發送之射頻信號。請注意，在本發明之多個實施例中，前端信號處理電路及耦接於對應之前端信號處理電路之一個或多個天線，也可視為用於接收和處理射頻信號之信號處理鏈。因此，本發明並不僅限於此。
基帶信號處理電路130可接收來自前端信號處理電路之中頻或基帶信號，並執行中頻或基帶信號處理。基帶信號處理電路130可包含處理器135及用於執行信號處理之多個硬體裝置，如用於類比至數位轉換(ADC)之類比至數位轉換電路、用於數位至類比轉換(DAC)之數位至類比轉換電路、用於增益調整之放大器電路、用於信號調變之調變電路、用於 信號解調之解調器、用於信號編碼之編碼電路、用於信號解碼之解碼電路等。
請注意，為清楚說明本發明之概念，第1圖所示之簡化區塊圖中僅顯示與本發明有關之多個元件。舉例而言，在本發明之一些實施例中，通信裝置可進一步包含第1圖未示之多個週邊裝置(peripheral devices)。因此，本發明並不僅限於第1圖所示。
根據本發明一實施例，處理器135可動態控制用於處理射頻信號之多個信號處理鏈，以便降低通信裝置100之功耗。
更具體地，根據本發明一實施例，處理器135可根據接收到之射頻信號，確定是否存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收。當存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收時，處理器可進一步確定或預定網路裝置發送下行鏈路資料之發送模式。當處理器135確定或預測網路裝置不會使用空間多工模式(spatial multiplexing scheme)發送下行鏈路資料時，處理器135可確定關閉至少一前端信號處理電路，並只使用剩餘前端信號處理電路來接收和處理接收到之射頻信號。換言之，處理器135可確定不使用全部信號處理鏈來接收和處理射頻信號，以便降低通信裝置100之功耗。
根據本發明一實施例，處理器可經由關閉包含於前端信號處理電路中之一個或多個裝置來關閉至少一前端信號處理電路。
第2圖為根據本發明一實施例之前端信號處理電 路之區塊示意圖。前端信號處理電路可包含低雜訊放大器(Low Noise Amplifier,LNA)LNA 211、帶通濾波器(Bandpass Filter,BPF)212、耦接於振盪器214之混頻器213、低通濾波器(Low Pass Filter,LPF)215、類比至數位轉換器(ADC)216和數位濾波器217。根據本發明一實施例，當處理器135確定關閉第2圖所示之前端信號處理電路時，處理器135可在預定時段內控制一個或多個裝置關閉，如LNA 211、LPF 215、ADC 216和數位濾波器217。舉例而言，處理器135可向裝置發送控制信號，以便觸發對應之韌體(firmware)關閉(power down)對應之裝置。
請注意，第2圖僅為前端信號處理電路之多個可能實施方式中之一個。所屬領域具有通常知識者能夠輕易瞭解，對於不同之系統需求，信號處理裝置之多種變形和組合可實施為前端信號處理電路之不同設計。因此，本發明並不僅限於此。
根據本發明一實施例，處理器135可經由對包含於接收到之射頻信號中之實體下行控制通道(Physical Downlink Control Channel,PDCCH)信號進行解碼，以確定是否存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收。PDCCH信號通常承載於子訊框(subframe)內先接收之少數幾個符號(symbols)內。
根據本發明一實施例，處理器135可進一步根據PDCCH信號解碼結果來確定發送模式。當PDCCH信號解碼結果顯示網路裝置未使用或將不會使用空間多工模式發送下行鏈路資料時，處理器135可確定關閉至少一前端信號處理電路，並只使用剩餘前端信號處理電路來處理接收到之射頻信號。
另一方面，當PDCCH信號解碼結果顯示網路裝置使用空間多工模式來發送下行鏈路資料時，處理器135可確定不關閉前端信號處理電路。
第3圖為根據本發明一實施例之動態控制多個信號處理鏈以降低通信裝置之功耗之結果示意圖。假設在本實施例中，通信裝置中包含兩個前端信號處理電路，形成第一信號處理鏈RX0和第二信號處理鏈RX1。
處理器135可對子訊框(sub-frame)之PDCCH信號進行解碼以檢查是否存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收、以及當存在分配之下行鏈路資料時網路裝置所採用之發送模式。當處理器135在符號5之結束處獲取PDCCH信號之解碼結果、且PDCCH信號之解碼結果顯示存在分配之下行鏈路資料及網路裝置使用發射分集模式(transmit diversity scheme)時，處理器135可進一步確定用於與網路裝置進行通信之通道之通道條件是否允許通信裝置關閉至少一信號處理鏈。
根據本發明一實施例，處理器135可檢查每個信號處理鏈之信號雜訊比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)性能、網路裝置所採用之編碼模式(coding scheme)、及/或網路裝置所採用之調變和編碼模式(Modulation and Coding Scheme,MCS)索引(index)，以確定信號處理鏈之資料保護能力。
作為舉例，當網路裝置所採用之編碼模式或MCS具有較差之資料保護能力時，處理器135可確定通道條件不允許通信裝置關閉至少一信號處理鏈。通常，256QAM相較於QPSK具有較差之資料保護能力。
在另一實施例中，當網路裝置所採用之編碼模式或MCS具有較好之資料保護能力、且處理器135發現第一信號處理鏈RX0之SNR性能優於第二信號處理鏈RX1、並當第一信號處理鏈RX0單獨工作時第一信號處理鏈RX0之SNR性能可成功接收和處理RF信號，處理器135可確定在子訊框內之符號5之後之時段內關閉第二信號處理鏈RX1，並只使用第一信號處理鏈RX0來接收和處理射頻信號。
在第3圖中，對應於每個信號處理鏈之曲線代表其對應之功耗。如第3圖所示，在符號5之後，第二信號處理鏈RX1被關閉，因而降低了功耗。
請注意，在本發明之一些實施例中，處理器135可在子訊框之起始處關閉第二信號處理鏈RX1，並只使用第一信號處理鏈RX0來接收和處理射頻信號，包括對PDCCH信號進行解碼，以進一步降低功耗，然而本發明並不僅限於此。
根據本發明另一實施例，處理器135可進一步根據等待上報(reported)或已上報至網路裝置之秩指示(Rank Indicator,RI)之值來確定發送模式。當秩指示值指示不推薦使用空間多工模式來發送下行鏈路資料時，處理器135可確定關閉至少一前端信號處理電路，並只使用剩餘前端信號處理電路來處理接收到之射頻信號。
另一方面，當秩指示值指示推薦網路裝置使用空間多工模式來發送下行鏈路資料時，處理器135可確定不關閉前端信號處理電路。
第4圖為根據本發明另一實施例之動態控制多個 信號處理鏈路以降低通信裝置之功耗之結果示意圖。假設在本實施例中，通信裝置包含四個前端信號處理電路，形成第一信號處理鏈RX0、第二信號處理鏈RX1、第三信號處理鏈RX2和第四信號處理鏈RX3。
處理器135可對子訊框之PDCCH信號進行解碼以檢查是否存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收，並檢查等待上報或已上報至網路裝置之RI值。當處理器135在符號5之結束處獲取PDCCH信號之解碼結果、且PDCCH信號之解碼結果顯示或指示網路裝置未使用空間多工模式時，處理器135可進一步確定信號條件是否允許通信裝置關閉至少一信號處理鏈。
如上所述，處理器135可檢查每個信號處理鏈之SNR性能、網路裝置所採用之編碼模式、及/或網路裝置所採用之MCS索引，以確定信號處理鏈之資料保護能力。
作為舉例，當網路裝置所採用之編碼模式或MCS具有較差之資料保護能力時，處理器135可確定通道條件不允許通信裝置關閉至少一信號處理鏈。
在另一實施例中，當網路裝置所採用之編碼模式或MCS具有較好之資料保護能力、且處理器135發現第一信號處理鏈RX0之SNR性能優於其它信號處理鏈、並當第一信號處理鏈RX0單獨工作時第一信號處理鏈RX0之SNR性能可成功接收和處理RF信號，處理器135可確定在子訊框內之符號5之後之時段內關閉第二信號處理鏈RX1，並只使用第一信號處理鏈RX0來接收和處理射頻信號。
請注意，在本發明之一些實施例中，處理器135可在子訊框之起始處關閉部分信號處理鏈，並只使用較少之(一個或多個)信號處理鏈來接收和處理射頻信號，包括對PDCCH信號進行解碼，以進一步降低功耗，然而本發明並不僅限於此。
請注意，當在通信裝置100需要監測PDCCH信號並在每個子訊框檢查是否存在等待接收之下行鏈路資料之情況下，處理器135可在每個子訊框動態控制信號處理鏈之數目。另外，與功耗通常很高、且在確定沒有等待接收之下行鏈路資料之後功耗並不會降低之傳統設計不同，基於本發明之概念，即便當存在等待接收之下行鏈路資料時，功耗仍會降低。
另外，用於控制功耗之時序解析度(timing resolution)對於符號級別(symbol-level)而言是精確的，同時也比傳統設計更加精確。基於本發明之概念，處理器135可在每個子訊框控制前端信號處理電路(換言之，確定是否開啟或關閉至少一前端信號處理電路)，並在子訊框內之預定符號開啟或關閉至少一前端信號處理電路。舉例而言，當對一子訊框之PDCCH信號進行解碼後，處理器可在該子訊框內對PDCCH信號解碼後之時段內關閉至少一前端信號處理電路。
另外，與傳統設計不同，在本發明之多個實施例中，當將RI上報至網路裝置後，處理器135可基於上報之RI直接預測網路裝置將使用之發送模式(因為網路裝置不會發送任何回饋給通信裝置100以回應接收到之RI)，並控制前端信號處理電路。因此，相較於傳統設計，本發明所提出之控制方法更加有效率。
第5圖為根據本發明一實施例之用於降低通信裝置之功耗之方法流程圖。通信裝置之處理器可首先根據接收到之一個或多個射頻信號之內容，確定是否存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收(步驟S502)。接著，處理器可確定是否關閉至少一前端信號處理電路，並只使用剩餘前端信號處理電路來處理接收到之射頻信號(步驟S504)。當存在來自網路裝置之下行鏈路資料等待接收、且確定或預測到網路裝置不使用空間多工模式來發送下行鏈路資料時，處理器可確定關閉至少一前端信號處理電路。
本發明之多個實施例可以實施為多種方式。舉例而言，該多個實施例可使用硬體、軟體或其任意組合來實施。應當理解，可執行上述功能之任何元件或元件之結合均可視為控制上述功能之一個或多個處理器。該一個或多個處理器可以實施為多種方式，如使用專用硬體來實施，或使用微碼(microcode)或軟體進行程式設計以執行上述功能之通用硬體來實施。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬領域具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為准。

Claims (8)

  1. 一種通信裝置，包含：一天線模組，包含至少一天線，用於發送和接收多個射頻信號以與一網路裝置進行通信；多個前端信號處理電路，耦接於該天線模組，用於接收該射頻信號，並對該射頻信號進行處理；以及一處理器，耦接於該前端信號處理電路；其中，根據接收到之該射頻信號之內容，該處理器確定是否存在來自該網路裝置之下行鏈路資料等待接收，以及當存在來自該網路裝置之該下行鏈路資料等待接收時，該處理器在每個子訊框動態控制關閉該多個前端信號處理電路之數目，並只使用剩餘前端信號處理電路處理接收到之該射頻信號。
  2. 根據申請專利範圍第1項之通信裝置，其中，該處理器經由對包含於接收到之該射頻信號中之一實體下行控制通道信號進行解碼，來確定是否存在來自該網路裝置之下行鏈路資料等待接收。
  3. 根據申請專利範圍第1項之通信裝置，其中，該處理器進一步確定該網路裝置發送該下行鏈路資料所使用之一發送模式，並當該處理器確定該下行鏈路資料之發送未使用一空間多工模式時，該處理器確定關閉該至少一前端信號處理電路。
  4. 根據申請專利範圍第1項之通信裝置，其中，該處理器進一步確定上報至該網路裝置之一秩指示值，以及當該秩指 示值指示不推薦使用一空間多工模式來發送該下行鏈路資料時，該處理器確定關閉該至少一前端信號處理電路。
  5. 一種信號處理方法，適用於包含一處理器和多個前端信號處理電路之一通信裝置，該信號處理方法包含：根據該通信裝置所接收之一個或多個射頻信號之內容，確定是否存在來自一網路裝置之下行鏈路資料等待接收；以及在每個子訊框動態控制關閉該多個前端信號處理電路之數目、並只使用剩餘前端信號處理電路來處理接收到之該射頻信號；其中，當存在來自該網路裝置之該下行鏈路資料等待接收時，確定關閉該至少一前端信號處理電路。
  6. 根據申請專利範圍第5項之信號處理方法，其中，確定是否存在來自該網路裝置之該下行鏈路資料等待接收之步驟是經由對包含於接收到之該射頻信號中之一實體下行控制通道信號進行解碼來執行的。
  7. 根據申請專利範圍第5項之信號處理方法，其進一步包含：確定該網路裝置發送該下行鏈路資料所使用之一發送模式；其中，當該下行鏈路資料之發送未使用一空間多工模式時，確定關閉該至少一前端信號處理電路。
  8. 根據申請專利範圍第5項之信號處理方法，其進一步包含：確定上報至該網路裝置之一秩指示值；其中，當該秩指示值指示不推薦使用一空間多工模式來發 送該下行鏈路資料時，確定關閉該至少一前端信號處理電路。
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