CN103988554A - 用于在无线通信系统中控制发射和接收操作的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种用于在无线通信系统中对发射和接收控制进行控制的装置和方法。该装置包括至少一个电压调节器、耗电器、至少一个电容器和控制器。至少一个电压调节器提供是调节后电压的电源。耗电器使用是调节后电压的电源来处理射频(RF)信号。至少一个电容器连接到至少一个电压调节器的输出端口和耗电器的电源输入端口。控制器在通信装置的去激活时段期间关闭至少一个电压调节器，并且在通信装置的激活时段期间打开至少一个电压调节器。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信系统。
背景技术
通常，用于第3代(3G)和/或第4代(4G)移动通信系统的收发信机以每帧为基础来控制发射和接收操作。例如，在作为4G通信标准之一的长期演进(LTE)标准中，一帧具有10毫秒(ms)的长度，并且包括10个每个具有1ms的长度的子帧。
接收机以每子帧为基础控制通信信道，并且对相应移动通信系统的操作进行编程。发射机也以每子帧为基础控制信道，并且对相应移动通信系统的操作进行编程。在这时候，发射机可以执行不连续发射(DTX)模式，以便在子帧时段中间歇地打开/关闭输出。DTX模式节省发射机中的功耗。为了相同的目的，接收机可以执行不连续接收(DRX)模式。DTX模式和DRX模式的主要角色是允许终端不连续地监视控制信道，并且去激活射频(RF)块，从而将其置于睡眠状态中，并且以定义的间隔立即激活RF块。在下面在图1中图示出根据DTX模式的RF输出的示例。
图1图示出根据相关技术的在无线通信系统中根据DTX模式的RF输出。
参考图1，帧110包括多个子帧120。在图1中，DTX模式被定义为在偶数号码的子帧打开发射操作并且在奇数号码的子帧关闭发射操作。依据这一点，如图1所图示的，RF输出发生在偶数号码的子帧中，并且没有发生在奇数号码的子帧中。例如，LTE标准规定根据DTX模式完成从关机状态到激活状态或者从激活状态到关机状态的转换所需要的时间在20微秒(μs)内。
通常，无线通信系统的发射机包括RF集成电路(RFIC)、功率放大器(PA)和前端。在第二代(2G)系统、2.5代(2.5G)系统和其他类似系统中，RFIC、PA、前端和其他类似的元件被直接地供给电池电力来作为它们的电源以用于操作。PA是发射机中典型地具有最高功耗的元件。当PA被直接地供给电池电力时，PA的损耗特征可以根据由电池的充电和/或放电所引起的电压改变而变化。因此，直到在电池单元的充电之后所充电的电池单元耗尽为止，或换句话说，在电池单元的放电期间，PA的效率特性不处于最佳点。也就是说，PA在包括电池单元的充电和放电的整个间隔没能维持极好的特性。而且，在诸如大城市区之类的挤满基站的地理区域中，PA的发射输出可以是低功率或中等功率，而不是峰值功率。但是，在低功率或中等功率发射输出的时候，使用电池电压的为了峰值功率的效率被优化的PA可能由于不必要高的源电压而遭受大的损耗。
依据这一点，为了消除由电池电压改变或中等功率发射引起的性能损失的因素，下一代通信系统采用诸如直流(DC)-DC转换器、低压差(LDO)线性调节器之类的电压调节器以及其他类似的或适当的电压调节器，以便调节电池电力，并且为发射机的核心设备供给预先调节的电源作为电源。由于这一点，尽管在电池的充电/放电周期期间存在电压改变，但是发射机可以被供给通过电压调节器调节的调节后电压，并且甚至对于低功率或中等功率发射，发射机也可以被供给有根据需要而具有尽可能低的电压的电源。因此，发射机的核心设备可以连续地操作在最佳效率点，并且同样，可以防止由源电压开销所引起的功率损耗。
供给调节后电压的电压调节器可以包括在其输出端口具有非常大的容量的电容器，并且可以使用电容器来调节输出电压。因此，可能需要相当长的时间，以便进行从关闭状态到打开状态的转换并且达到调节后电压，或者以便进行从打开状态到关闭状态的转换并且达到0V。也就是说，电容器的充电/放电周期所需要的时间使得不可能取决于诸如DTX模式之类的非常快速的时间间隔、根据发射操作的激活/去激活周期来打开/关闭电压调节器。
如上所述，如果通信设备被加电，则电压调节器可以不管发射机中的设备的打开/关闭而维持开启状态。由于这一点，甚至在发射机不进行操作的空闲状态中，电压调节器也消耗用来进行操作的电流。通常，对于相对长的时间，移动终端操作在空闲状态中以便不进行传送和接收，以致电压调节器在空闲状态期间持续消耗的电流可能作为累积的功率损耗达到可观的量。而且，甚至在参考图1描述的DTX模式中，电压调节器也持续地消耗电流。该问题甚至也可能出现在DRX模式中。根据直观认识，如果由电压调节器消耗的电流的量被设计为较小，则似乎可以解决电压调节器的功率浪费问题。但是，降低所消耗的电流的量可能招致使性能变坏的新问题。因此，需要提出一种替换方式，用于在没有由于电压调节器的性能损失的情况下使由电压调节器消耗的电流的量最小化。
发明内容
本发明的方面将至少解决以上提及的问题和/或缺点并且至少提供如下所述的优点。因此，本发明的方面将提供一种用于在无线通信系统中最小化在发射机中发生的电流的浪费的装置和方法。
本发明的另一个方面将提供一种用于在无线通信系统中最小化由电压调节器消耗的电流的装置和方法。
本发明的又一方面将提供一种用于在无线通信系统中执行对不连续发射/不连续接收(DTX/DRX)模式优化的发射/接收控制的装置和方法。
本发明的又一个方面将提供一种用于在无线通信系统中在DTX/DRX模式执行期间进行激活和去激活状态之间的快速转换的装置和方法。
通过提供一种用于在无线通信系统中控制发射和接收操作的装置和方法来实现上述方面。
根据本发明的一个方面，提供一种无线通信系统中的通信装置。该装置包括至少一个电压调节器、耗电器、至少一个电容器和控制器。至少一个电压调节器提供是调节后电压的电源。耗电器使用是调节后电压的电源来处理射频(RF)信号。至少一个电容器连接到至少一个电压调节器的输出端口和耗电器的电源输入端口。控制器在通信装置的去激活时段期间关闭至少一个电压调节器，并且在通信装置的激活时段期间打开至少一个电压调节器。
根据本发明的另一个方面，提供一种无线通信系统中的通信设备的操作方法。该方法包括：在通信设备的去激活时段期间关闭至少一个电压调节器，并且在通信设备的激活时段期间打开至少一个电压调节器。
根据本发明的又一个方面，提供一种无线通信系统中的通信设备的基带处理装置。装置包括确定单元和生成器。确定单元用于确定去激活时段。生成器用于生成用于在去激活时段期间关闭至少一个电压调节器的控制信号，并且生成用于在激活时段期间打开至少一个电压调节器的控制信号。
根据结合附图所采用的公开本发明的示意性实施例的以下详细描述，本发明的其他方面、优点和显著的特征将对于本领域技术人员变得明显。
附图说明
根据结合附图所采取的以下详细描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1图示根据相关技术的在无线通信系统中根据不连续发射(DTX)模式的射频(RF)输出；
图2图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的发射机；
图3图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的接收机；
图4图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的基带处理器；
图5是图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的DTX/不连续接收(DRX)模式执行的流程图；
图6是图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的设备的电力应用的流程图；
图7是图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的负载电容器的放电的流程图；
图8是图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的通信设备的组成元件的状态变化的图解；和
图9是图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的发射机的核心设备的控制信号的图解。
遍及附图，应当注意到，相同附图标记用于描绘相同的或类似的要素、特征和结构。
具体实施方式
提供参考附图的以下描述以帮助全面理解如权利要求和它们的等同物所限定的本发明的示意性实施例。其包括各个特定细节来帮助该理解，但是这些各个特定细节将被认为仅仅是示例性的。因此，那些本领域普通技术人员将认识到，能够在没有背离本发明的范围和精神的情况下做出在此描述的实施例的各种改变和修改。此外，为了清楚和简明可以省略对众所周知的功能和构造的描述。
在以下描述和权利要求中使用的术语和措词不限于书目意义，而是仅仅由发明人使用来实现本发明的明确的且一致的理解。因此，应当对本领域技术人员显而易见的是，提供本发明的示例性实施例的以下描述，仅仅是为了说明目的，而不是为了限制如所附权利要求和它们的等同物所限定的本发明。
应当理解，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文清楚地指示并非如此。因此，例如，对“一个组件表面”的指代包括对一个或多个这样的表面的指代。
当前示意性实施例涉及用于在无线通信系统中控制发射和接收操作并且用于在无线通信系统中最小化电压调节器的电流消耗的装置和方法。更具体地，关于长期演进(LTE)标准来描述不连续发射(DTX)模式和不连续接收(DRX)模式。然而，本发明不限于此，并且本发明可以被应用于具有所生成的像DTX模式和DRX模式那样的间歇的去激活时段的其他类似的且适当的通信系统。例如，其他系统可以是高速分组访问(HSPA)、高速下行链路分组访问(HSDPA)、高速上行链路分组访问(HSUPA)、无线保真度(WiFi)、全球微波接入互操作性(WiMAX)和其他类似的通信系统。
以下描述根据当前示意性实施例的用于控制发射和接收操作的定时规则。为了以下描述方便，描述DTX模式来作为示例，但是所描述的定时规则也适用于DRX模式。根据本发明的示例性实施例的用于打开/关闭通信设备中的收发信机的核心设备的控制定时包括‘DTX完成定时的规则’和‘核心设备的激活/去激活定时的规则’。如下给出表1的定时规则的详细示例。
如下给出表1中给出的定时规则的详情。
以下更加详尽地描述用于DTX完成定时的规则1。遵照根据示例性实施例的定时规则，发射机对于DTX模式完成从关机到启用状态或从启用状态到关机状态的状态转换所花费的时间被定义为发生在一个循环前缀(CP)的长度内。CP是用于防止由多路径延迟引起的码元间互干扰所导致的码元失真的码元保护间隔。在正交频分多路复用(OFDM)系统中，CP与用于维持子载波之间的正交性的码元的尾部的恒定部分一样。例如，CP可以具有大约4.7μs到5.2μs的长度。对于发生在一个CP的长度内的状态转换，发射机的所有核心设备支持快速激活和快速去激活。借助于发生在一个CP内的状态转换的规则，可以在没有损耗的情况下传送CP之后的符号间隔的数据，所以可以获取改善数据吞吐率的效果。
以下具体参考用于发射机核心设备的DTX同步激活/去激活的规则2.1来描述用于发射机核心设备的激活/去激活定时的规则2。在发射机核心设备中，激活/去激活所需要的时间可能根据发射机核心设备的各个特征而不同。因此，为了使发射机的最终输出RF信号满足DTX完成定时规则，每个发射机组成元件被分开地提供打开/关闭控制信号。替换地，可以通过经由仅仅一个控制信号同时控制所有发射机核心设备的打开/关闭状态来平滑地执行DTX模式。
对于用于RFIC、PA和前端的激活/去激活定时的规则2.1.1，与DTX激活/去激活定时同步地打开/关闭RFIC、PA和前端。因为这一点，RFIC、PA和前端支持一个CP内的快速启用和禁用。
对于用于电压调节器的激活/去激活定时的规则2.1.2，诸如直流(DC)-DC转换器、低压差(LDO)调节器之类的电容性输出调节后电压调节器和其他类似的调节器可能需要较长时间来达到指定输出电压，这是因为在电压调节器的输出端口提供的大容量电容器在打开和关机(即关闭)时被充电/放电。通常，需要100μs或更长的时间来达到指定输出电压。因此，在DTX模式中，电压调节器可以持续地维持打开状态，并且仅仅发射机的其他核心设备可以根据DTX模式被反复地打开和关闭。
然而，根据本发明的另一个示例性实施例，甚至电压调节器也与发射机的其他核心设备一起打开/关闭。这基于一事实：即如果在电压调节器的输出端口提供的电容器的容量足够大，则由于电容器是足够大的，所以电压调节器的输出电压不能突然降低。例如，当电容器的容量在几个纳法(nF)的范围内并且在去激活时发射机核心设备的漏泄电流在几个微安(μA)范围内时，电压调节器的输出电压不降低，并且可以维持开启电压。然后，当在DTX模式的非发射时段的结束之后发射间隔到达时，如果电压调节器与发射机的其他核心设备一起打开，则与当通信设备最初被加电时不同，电压调节器可以不需要用于充电电容器的较长时间，并且电压调节器可以在短时间内向发射机核心设备供给调节后电压。
因此，根据当前示意性实施例的通信设备可以通过同步到DTX模式控制信号的一个公共控制信号来控制通信设备的所有块——包括作为发射机核心设备的电压调节器以及RFIC、PA和前端——的打开/关闭状态。在这种情况下，控制信号的数量被最小化，并且电压调节器在DTX非发射间隔中消耗的工作电流被切断，并且因而发射机的发射效率被改善。特别地，上述的特征可以在其中发射机主要地以低功率或中等功率操作的城市环境中改善发射效率。
规则2.2用于发射机核心设备的DTX异步激活/去激活，并且具体地，规则2.2.1用于电压调节器的额外激活/去激活，并且被应用于电压调节器的输出端口的负载电容器被完全充电之后电压调节器执行正常操作的间隔。如上所述，尽管电压调节器可以与发射机的核心设备的DTX模式同步地被打开/关闭，但电压调节器的电压不可以降低到需要的幅值(即电压电平)之下，这是因为在电压调节器的短而间歇的关闭时对负载电容器进行充电的电荷被少量放电。然而，在发射机长时间维持关闭状态的情况下，需要能够与发射机的核心设备分开地打开/关闭电压调节器的控制过程。
规则2.2.1.1用于加电充电激活，使得当装置被加电时，布置在电压调节器的输出端口的负载电容器处于电荷耗尽状态中。因此，在装置进入正常激活状态之前，负载电容器被完全充电。为了负载电容器的初始充电的目的，在装置加电的同时，装置打开电压调节器，因此到用于负载电容器的长的充电时间。例如，装置可以提供大约100μs或更长的充电时间。在这时候，发射机的核心设备维持关闭状态。然后，如果负载电容器被充电并且电压调节器的输出电压达到大于或等于核心设备的所需电压的值，则发射机可以执行DTX模式。如在用于电压调节器的激活/去激活定时的规则中定义的，发射机与DTX控制信号同步地控制核心设备和电压调节器的打开-关闭状态。
规则2.2.1.2用于诸如当装置在较长或延长时间段维持关闭状态时、诸如在较长的空闲状态(例如5.12秒或更长的空闲状态)或深睡眠状态期间的间歇充电激活。在这种情况下，尽管在延长的关闭状态期间因为发射机核心设备维持关闭状态所以消耗最少的泄漏电流，但是如果电压调节器被维持在关闭状态中，则随着电压调节器的负载电容器被泄漏和放电，电压调节器的输出电压可能跌至或小于阈值。因此，当装置长时间维持关闭状态时，尽管发射机处于关闭状态中，但装置仅仅打开电压调节器，从而对负载电容器进行再充电，以便将电压调节器的输出电压恢复到大于或等于阈值的电平。因此，当在关闭状态中在长时间或延长时间之后执行DTX模式时，电压调节器可以迅速地供给调节后电压，而不需要用于负载电容器的长或延长的再充电时间。为了与DTX命令异步地打开/关闭电压调节器，电压调节器可以具有与发射机核心设备分开的控制输入。
可以不管遵循特定通信标准的信号调制方案、功率电平和光谱标准而应用上述控制定时规则。具体地，当上面讨论的控制定时规则被应用于采用诸如DC-DC转换器、LDO之类的电容性输出调节后电压调节器和其他类似的且适当的电压调节器且使用调节后电压电源的发射机时，可以预期输出转换效率的改善以及发射机输出信号质量的改善。
上面描述的控制定时规则可以应用于定义控制过程。可以通过诸如中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)或其他类似的且适当的控制设备、处理设备和计算设备之类的手段来对控制过程进行编程。而且，可以以串行和并行接口形式中的任何一种来实现控制信号接口。
图2图示根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的发射机的构造。
参考图2，发射机包括作为发射机核心设备的发射RFIC210、PA220和发射前端230。发射机另外包括用于向核心设备供给调节后电压作为电源的多个电压调节器240-1、240-2、和240-3，并且也包括用于控制其他块的基带处理器250。
基带处理器250向发射RFIC210提供基带数据信号。而且，基带处理器250可以提供用于打开/关闭剩余块(即PA220、发射前端230以及多个电压调节器240-1、240-2和240-3)的控制信号。在提供控制信号时，基带处理器250可以被称为‘控制器’。
发射RFIC210将从基带处理器250提供的基带信号转换为RF波段信号。也就是说，尽管未示出，但是发射RFIC210可以包括振荡器、混频器和发射RFIC的其他类似的且适当的组件。PA220对从RFIC210提供的RF波段信号进行放大。发射前端230执行发射信号的复用、双工、滤波、天线切换和其他类似的发射处理。也就是说，尽管未示出，但是发射前端230也可以包括复用器(MUX)、双工机、滤波器、开关和其他类似的发射元件。发射RFIC210、PA220和发射前端230每个均包括信号输入/输出端口、电源输入端口和控制输入端口。在图2的本示例性实施例中，发射RFIC210的端口被称为“输入1”、“输出1”、“电源输入1”和“控制输入1”，PA220的端口被称为“输入2”、“输出2”、“电源输入2”和“控制输入2”，发射前端230的端口被称为“输入3”、“输出3”、“电源输入3”和“控制输入3”。由作为从基带处理器250提供的单个控制信号的控制信号1来启用/禁用控制输入1、控制输入2和控制输入3。
第一电压调节器240-1、第二电压调节器240-2和第三电压调节器240-3每个包括电源输入端口、控制输入端口和电源输出端口。在图2的本示意性实施例中，第一电压调节器240-1的端口被称为“电源输入4”、“输出4”和“控制输入4”，第二电压调节器240-2的端口被称为“电源输入5”、“输出5”和“控制输入5”，并且第三电压调节器240-3的端口被称为“电源输入6”、“输出6”和“控制输入6”。第一电压调节器240-1、第二电压调节器240-2和第三电压调节器240-3通常被供给来自电池的电力，并且它们的输出被供给至对应的发射机核心设备。详细地，第一电压调节器240-1的输出被提供为发射RFIC210的电源，第二电压调节器240-2的输出被提供为PA220的电源，并且第三电压调节器240-3的输出被提供为发射前端230的电源。包括发射RFIC210、PA220和发射前端230的核心设备被提供来自电压调节器240-1、240-2和240-3的电源，并且因此可以被共称为耗电器270。
为了调节第一电压调节器240-1、第二电压调节器240-2和第三电压调节器240-3中的每一个的输出电压的目的，电容器260-1、260-2和260-3被分别地布置在第一电压调节器240-1、第二电压调节器240-2和第三电压调节器240-3的输出端口。电容器260-1、260-2和260-3的一端被分别地连接在电压调节器240-1、240-2和240-3的输出端口以及核心设备210、220和230的电源输入端口二者，并且另一端分别地被连接到地。
如图2所图示的，当发射机核心设备的源电压彼此不同时，使用多个电压调节器240-1、240-2和240-3与每个核心设备分开地供给电源的方案是适当的。如果两个或更多核心设备使用相同的源电压，则可以排除多个电压调节器240-1、240-2和240-3中的至少一个，并且两个或更多核心设备可以共用一个电源。在这种情况下，甚至可以以与被排除的电压调节器的数量相对应的量，省略电容器260-1、260-2和260-3。
如图2所图示的，多个电压调节器240-1、240-2和240-3被共同提供有来自基带处理器250的控制信号2。也就是说，根据控制信号2来启用和/或禁用控制输入4、控制输入5和控制输入6。尽管在图2中未示出，但根据另一个示例性实施例，对于当对应的核心设备根据核心设备的特征或其需求而不需要调节后电压时的情况，那么多个电压调节器240-1、240-2和240-3可以支持旁路操作，使得在不进行电压调节的情况下直接地供给基本电源。例如，基本电源可以是电池电力。
基带处理器250通过其信号输出端口输出基带数据信号。例如，根据调制方案，基带数据信号可以被划分成同相(I)信号和正交相位(Q)信号并且然后可以被输出。从基带处理器250的控制输出端口输出的控制信号包括控制信号1和控制信号2。根据本发明的示例性实施例，控制信号1和控制信号2可以被构造为一个控制信号。而且，从基带处理器250输出的控制信号可以另外包括供给至其他核心设备的其他控制信号。
根据上面描述的前述的定时规则，在通信设备的初始加电时，在通过分别地对电容器260-1、260-2和260-3进行充电而使电压调节器240-1、240-2和240-3的输出电压分别地达到核心设备210、220和230的所需电压之后，基带处理器250关闭电压调节器240-1、240-2和240-3。详细地，用于关闭电压调节器240-1、240-2和240-3的条件被定义为下述中的一个：电压调节器240-1、240-2和240-3的输出电压是否大于预定义第一阈值以及在电压调节器240-1、240-2和240-3的打开之后是否已经流逝预定义的第一持续时间。在这里，可以基于电容器260-1、260-2和260-3的平均充电时间来决定第一持续时间。例如，电压调节器240-1、240-2和240-3的关闭操作可以通过模拟反馈环路来实现，或者可以使用中央处理单元、数字信号处理器和其他类似设备和元件来编程。
在为了控制电压调节器240-1、240-2和240-3的输出电压而实时监视和经由模拟反馈环路来反馈的情况下，存在的优点是，因为可以识别需要再充电的时刻，所以由不必要的激活引起的功率损耗被最小化，并且因此无缝的再充电操作是可能的。但是，在目前的情况下，存在的缺点是，用于实时电压监视的传感器电路和模拟反馈控制电路的操作消耗高量的电流。因此，在采用模拟反馈环路的目前的情况下，模拟传感器和反馈控制电路可以被设计为低功耗结构或元件，以便以如通过电压调节器240-1、240-2和240-3的动态开关操作所获取的最大水平来降低功率消耗。
根据前述的定时规则，在执行DTX模式时，基带处理器250在DTX非发射间隔内关闭电压调节器240-1、240-2和240-3、发射RFIC210、PA220以及发射前端230。在这里，关闭状态是其中对应的块停止操作的状态。在关闭状态中，发射RFIC210、PA220和发射前端230不消耗功率，并且由于电压调节器240-1、240-2和240-3而被认为是具有非常高的阻抗的等效开路。因此，在关闭状态的情况下，尽管电压被施加到电源输入，但电流不流动。因此，电容器260-1、260-2和260-3在DTX模式期间在短时间间隔重复充电和放电，并且由于这一点，电压调节器240-1、240-2和240-3的输出电压可以被维持在或大于恒定值。
根据前述的定时规则，当由于空闲状态、深睡眠状态或任何其他类似的理由，电压调节器240-1、240-2和240-3长时间维持关闭状态时，基带处理器250打开电压调节器240-1、240-2和240-3，使得电容器260-1、260-2和260-3被充电。打开电压调节器240-1、240-2和240-3的条件可以是下述中的一个：电压调节器240-1、240-2和240-3的输出电压是否小于预定义的第二阈值以及在电压调节器240-1、240-2和240-3的关闭之后是否已经流逝预定义的第二持续时间。例如，电压调节器240-1、240-2和240-3的打开操作可以通过模拟反馈环路来实现，或者可以使用CPU、DSP或其他类似设备被编程。
此外，前述的定时规则可以应用于根据本发明的示例性实施例的执行DRX操作的接收机。能够如在以下的图3中那样构造根据本发明的示例性实施例的接收机。
图3图示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的接收机。
参考图3，前述的定时规则可以应用于根据本发明的示例性实施例的执行DRX操作的接收机，并且接收机包括作为接收机核心设备的接收前端310和接收RFIC320。接收机另外包括用于向核心设备供给调节后电压的电源的多个电压调节器330-1和330-2，并且包括用于控制其他块的基带处理器340。在控制其他块时，基带处理器340也可以被称为“控制器”。从基带处理器340的控制输出端口输出的控制信号包括控制信号3和控制信号4。根据本发明的示例性实施例，控制信号3和控制信号4可以是一个控制信号。而且，从基带处理器340输出的控制信号可以另外包括供给至其他核心设备的其他控制信号。也可以被称为核心设备310和320的接收前端310和接收RFIC320被提供来自电压调节器330-1和330-2的电源，并且因此可以被共称为耗电器360。
接收前端310执行接收信号的解复用、双工、滤波、天线切换和其他类似的接收操作和功能。也就是说，尽管未示出，但接收前端310也可以包括解复用器(DEMUX)、双工机、滤波器、开关和其他类似的功能部件和元件。接收RFIC320将从接收前端310提供的RF频带信号转换为基带信号。也就是说，尽管未示出，但接收RFIC320可以包括振荡器、混频器和其他类似的功能部件和元件。
尽管在图3中未示出，但根据本发明的另一个示例性实施例，对于当对应的核心设备根据核心设备的特征或其需求而不需要调节后电压时的情况，电压调节器330-1和330-2可以支持旁路操作，使得在不进行电压调节的情况下直接地供给基本电源。例如，基本电源可以是电池电力。而且，为了调节第一电压调节器330-1和第二电压调节器330-2中的每一个的输出电压的目的，电容器350-1和350-2被分别地布置在第一电压调节器330-1和第二电压调节器330-2的输出端口。电容器350-1和350-2的一端被分别连接到电压调节器330-1和330-2的输出端口，并且另一端被分别连接到地。
如图3所图示的，当接收机核心设备的源电压彼此不同时，使用多个电压调节器330-1和330-2与每个核心设备分开地供给电源的方案是适当的。如果两个或更多核心设备需要相同的源电压，则可以排除多个电压调节器330-1和330-2中的至少一个，并且两个或更多核心设备可以共用一个电源。在这种情况下，可以以与所排除的电压调节器的数量相对应的量来省略电容器350-1和350-2。
根据前述的定时规则，在通信设备的初始加电时，在通过对电容器350-1和350-2进行充电使电压调节器330-1和330-2的输出电压达到核心设备310和320的所需电压之后，基带处理器340关闭电压调节器330-1和330-2。详细地，关闭电压调节器330-1和330-2的条件可以是下述中的一个：电压调节器330-1和330-2的输出电压是否大于预定义的第一阈值以及在电压调节器330-1和330-2的打开之后是否已经流逝预定义的第一持续时间。在这里，可以基于电容器350-1和350-2的平均充电时间来决定第一持续时间。例如，电压调节器330-1和330-2的关闭操作可以通过模拟反馈环路来实现，或者可以使用诸如CPU、DSP之类的手段或其他类似和/或适当的设备来编程。
根据前述的定时规则，在执行DRX模式时，基带处理器340在DRX非接收间隔内关闭电压调节器330-1和330-2、接收前端310和接收RFIC320。依据这一点，电容器350-1和350-2在DRX模式期间在短时间间隔重复充电和放电，并且由于这一点，电压调节器330-1和330-2的输出电压可以维持在或大于恒定值。
根据前述的定时规则，当由于空闲状态、深睡眠状态使电压调节器330-1和330-2在长时间段维持关闭状态时，基带处理器340然后打开电压调节器330-1和330-2，使得电容器350-1和350-2被充电。打开电压调节器330-1和330-2的条件可以是下述中的一个：电压调节器330-1和330-2的输出电压是否小于预定义的第二阈值以及在电压调节器330-1和330-2的关闭之后是否已经流逝预定义的第二持续时间。例如，电压调节器330-1和330-2的打开操作可以通过模拟反馈环路来实现，或者可以使用诸如CPU和DSP之类的手段来编程。
图4图示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的基带处理器。
图4中图示的基带处理器的构造可以应用于图2的基带处理器250和图3的基带处理器340。
参考图4，基带处理器包括去激活时段确定单元402和控制信号生成器404。去激活时段确定单元402确定根据DTX模式和DRX模式的去激活时段。在这里，去激活时段表示其中发射机的核心设备根据DTX模式不进行操作的间隔，以及其中接收机的核心设备根据DRX模式不进行操作的间隔。去激活时段确定单元402控制控制信号生成器404以生成用于在去激活时段期间关闭发射机或接收机内的耗电器以及其中的至少一个电压调节器的控制信号。控制信号生成器404输出用于在去激活时段期间关闭发射机或接收机内的耗电器以及其中的至少一个电压调节器的控制信号。
根据本发明的另一个示例性实施例，当施加通信设备的电源时，控制信号生成器404输出用于将耗电器维持在关闭状态中的控制信号以及用于打开至少一个电压调节器的控制信号。接下来，在控制信号生成器404打开至少一个电压调节器之后，如果至少一个电压调节器的输出电压大于第一阈值，则控制信号生成器404输出用于关闭至少一个电压调节器的控制信号。
根据本发明的又一个示例性实施例，当至少一个电压调节器处于关闭状态中时，如果至少一个电压调节器的输出电压小于第二阈值，则控制信号生成器404输出用于打开至少一个电压调节器的控制信号。另外，如果在至少一个电压调节器的关闭之后已经流逝预定义的第二持续时间，则控制信号生成器404输出用于打开至少一个电压调节器的控制信号。
图5是图示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的DTX/DRX模式执行的流程图。
图5的示例性实施例是不管发射机和接收机的发射/接收操作控制过程。然而，根据本发明的示例性实施例，图5的过程可以仅仅对发射机实施，或者可以仅仅应用于接收机，或者可以应用于发射机和接收机两者。
参考图5，在步骤501中，通信设备确定是否执行DTX/DRX模式。如果执行DTX/DRX模式，那么，在步骤503中，通信设备确定其是否是激活时段。如果是激活时段，那么，在步骤505中，通信设备打开至少一个电压调节器和耗电器。在这里，耗电器可以是使用从至少一个电压调节器供给的电源的、发射机中正执行用于发射信号的操作的块以及接收机中正执行用于接收信号的操作的块。换句话说，耗电器使用从至少一个电压调节器供给的电源来处理RF信号。例如，耗电器包括发射RFIC、PA、发射前端、接收前端和接收RFIC中的至少一个。发射RFIC和接收RFIC可以每个包括振荡器、混频器和其他类似的元件和/或设备。发射前端可以包括复用器(MUX)、双工机、滤波器、开关和其他类似的元件和/或设备。接收前端可以包括解复用器(DMUX)、双工机、滤波器、开关和其他类似的元件和/或设备。
接下来，在步骤507中，通信设备确定去激活时段是否出现。如果是去激活时段，那么，在步骤509中，通信设备关闭至少一个电压调节器和耗电器。也就是说，在通信设备在DTX/DRX模式中操作时，通信设备将至少一个电压调节器与耗电器一起打开/关闭。在这时候，为了使状态转换发生在一个CP的长度内，至少一个电压调节器支持比一个CP的长度短的时间内的激活/去激活的执行。
图6是图示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的设备的电源应用的流程图。
图6的示例性实施例是不管发射机和接收机的发射和接收操作控制过程。然而，根据本发明的示例性实施例，图6的过程可以仅仅对发射机实施，或者可以仅仅应用于接收机，或者可以应用于发射机和接收机两者。
参考图6，在步骤601中，通信设备确定电源是否被供给。换句话说，通信设备确定其是否被加电。
在电源被施加之后，然后，在步骤603中，通信设备打开用于向耗电器供给电源的至少一个电压调节器，并且将收发信机耗电器维持在关闭状态中。在这里，耗电器可以是使用从至少一个电压调节器供给的电源的发射机中正执行用于发射信号的操作的块，并且可以是接收机中正执行用于接收信号的操作的块。换句话说，通信设备激活用于向耗电器供给调节后的DC电源的至少一个电压调节器，并且将耗电器维持在关闭状态中。因此，借助于至少一个电压调节器的操作，连接到至少一个电压调节器的输出端口的至少一个负载电容器被充电。
接下来，在步骤605中，通信设备确定至少一个电压调节器的输出电压是否大于或等于由耗电器使用的电压。例如，通信设备确定至少一个电压调节器的输出电压是否大于预定义的第一阈值，或者在至少一个电压调节器的打开之后是否已经流逝预定义的第一持续时间。
如果如在步骤605中确定的至少一个电压调节器的输出电压大于或等于作为耗电器的电力所要求的电压，则在步骤607中，通信设备关闭至少一个电压调节器。由于在步骤603中至少一个电压调节器被打开，那么，至少一个负载电容器被充电并且至少一个电压调节器的输出电压增加。因此，在直到至少一个电压调节器的电压达到耗电器的所需电压值之前，通信设备将至少一个电压调节器维持在开启状态中。在这里，至少一个电压调节器的关闭操作可以通过模拟反馈环路来实现，或者可以使用CPU、DSP或其他类似处理和和计算元件或设备来编程。
图7是图示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的负载电容器的放电的流程图。
图7的示例性实施例可以仅仅应用于发射机，或者可以仅仅应用于接收机，或者可以应用于发射机和接收机两者。
参考图7，在步骤701中，通信设备确定是否需要至少一个负载电容器的充电。在至少一个电压调节器进行操作的同时，作为连接到向耗电器供给电源的至少一个电压调节器的输出端口的电容器的负载电容器被充电。在这里，耗电器是使用从至少一个电压调节器供给的电源的、用于发射信号的发射机的块，以及用于接收信号的在接收机内的接收机的块。例如，需要至少一个负载电容器的充电包括当由于至少一个负载电容器的长放电时间而使至少一个电压调节器的输出电压低于恒定电平之下时的情况。例如，当至少一个电压调节器长时间维持关闭状态时，诸如空闲状态或深睡眠状态，那么至少一个负载电容器可能被长时间放电。换句话说，通信设备确定至少一个电压调节器的输出电压是否小于预定义的第二阈值，或者在至少一个电压调节器的关闭之后是否已经流逝预定义的第二持续时间。
如果需要至少一个负载电容器的充电，那么，在步骤703中，通信设备打开至少一个电压调节器。也就是说，为了恢复由于至少一个负载电容器的放电而下降的至少一个电压调节器的输出电压，通信设备不管耗电器的激活或去激活而打开至少一个电压调节器。因此，至少一个负载电容器被再次充电。在这里，至少一个电压调节器的打开操作可以通过模拟反馈环路来实现，或者可以使用CPU、DSP或其他类似设备来编程。
接下来，在步骤705中，通信设备确定至少一个电压调节器的输出电压是否大于或等于也被称为核心设备的耗电器的所需电压。例如，通信设备确定至少一个电压调节器的输出电压是否大于预定义的第一阈值，或者在至少一个电压调节器的打开之后是否已经流逝预定义的第一持续时间。
如果至少一个电压调节器的输出电压大于或等于耗电器的所需电压，则在步骤707中，通信设备关闭至少一个电压调节器。由于在步骤703中至少一个电压调节器被打开，所以至少一个负载电容器被充电并且至少一个电压调节器的输出电压增加。因此，在直到至少一个电压调节器的电压达到耗电器的所需电压值之前，通信设备将至少一个电压调节器维持在开启状态中。在这里，至少一个电压调节器的关闭操作可以通过模拟反馈环路来实现，或者可以使用CPU、DSP或任何其他类似的或适当的设备或项来编程。
尽管在图7中未图示，但是通信设备可以监视电池电压。如果电池电压低于基准电压，或如果生成了由用户做出的关机命令，那么通信设备被关机。由于这一点，收发信机的至少一个电压调节器和核心设备也全部被关闭。
图8图示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的通信设备的组成元件的状态变化。
参考图8，部分(a)图示出操作在电话模式中的通信设备的激活状态，部分(b)图示出电池的状况、部分(c)图示出发射机核心设备的状况、部分(d)图示出电压调节器的状况，并且部分(e)图示出负载电容器的状况。如部分(a)中所图示的，装备有满充电电池的通信设备被加电，并且电池电荷量随着通信设备的使用而降低。依据这一点，如部分(c)和(d)中所示，发射机核心设备和电压调节器在直到通信设备关机之前在一个周期期间重复打开/关闭。如部分(e)中所示，负载电容器根据电压调节器的打开/关闭而重复充电和放电。
图9图示出根据本发明的示例性实施例的无线通信系统中的发射机的核心设备的控制信号。
参考图9，如部分(a)中所示，电池电荷随着时间减少。而且，如部分(c)和(d)中所示，用于控制电压调节器的控制信号V_ctrl_reg和用于控制发射的V_ctrl_tx根据DTX模式而变化。因此，尽管电压调节器重复打开/关闭，但如部分(e)中所示，电压调节器的输出电压Vreg_out通过负载电容器被维持在或大于预先确定的幅值。如部分(f)中所示，发射RF输出Tx_rf_out根据控制信号V_ctrl_tx变化。另外，如部分(b)中所示，控制信号V_ctrl_phone被维持在预先确定的幅值。
如上所述，本发明可以通过使用用于在无线通信系统的DTX/DRX模式期间最小化所消耗的电流的控制规则来最小化由电压调节器消耗的电流的量。此外，根据当前示意性实施例的发射和/或接收控制技术，在执行DTX/DRX模式时，在非常短时间内实现状态转换操作，并且因此信号损耗被最小化，借此可以实现吞吐量改善。
尽管已经参考本发明的某些优选的示例性实施例示出和描述了本发明，但本领域技术人员应当理解，可以在不背离如所附权利要求和它们的等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，在其中进行形式和细节的各种改变。
Claims (15)
1.一种无线通信系统中的通信装置，该装置包括：
至少一个电压调节器，被配置为提供是调节后电压的电源；
耗电器，被配置为使用是调节后电压的电源来处理射频(RF)信号；
至少一个电容器，连接到至少一个电压调节器的输出端口和耗电器的电源输入端口；和
控制器，被配置为在通信装置的去激活时段期间关闭至少一个电压调节器，并且在通信装置的激活时段期间打开至少一个电压调节器。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，当向通信装置供给电源时，控制器在将耗电器维持在关闭状态中的同时打开至少一个电压调节器。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，在打开至少一个电压调节器之后，如果至少一个电压调节器的输出电压大于第一阈值，则控制器关闭该至少一个电压调节器。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，在打开至少一个电压调节器之后，如果流逝第一持续时间段，则控制器关闭该至少一个电压调节器。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，如果在至少一个电压调节器的关闭状态中至少一个电压调节器的输出电压小于第二阈值，则控制器打开该至少一个电压调节器。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，如果在至少一个电压调节器的关闭之后已经流逝预定义的第二持续时间段，则控制器打开至少一个电压调节器。
7.一种无线通信系统中的通信设备的基带处理装置，该装置包括：
确定单元，用于确定去激活时段；和
生成器，用于生成用于在去激活时段期间关闭至少一个电压调节器的控制信号，并且生成用于在激活时段期间打开至少一个电压调节器的控制信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，至少一个电压调节器用于向耗电器提供是调节后电压的电源，并且
其中，耗电器用于使用是调节后电压的电源来处理射频(RF)信号。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，当向通信装置供给电源时，生成器用于生成用于将耗电器维持在关闭状态中的控制信号并且用于生成用于打开至少一个电压调节器的控制信号。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，在打开至少一个电压调节器之后，如果至少一个电压调节器的输出电压大于第一阈值，则生成器用于生成用于关闭至少一个电压调节器的控制信号。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，在打开至少一个电压调节器之后，如果流逝第一持续时间，则生成器用于生成用于关闭至少一个电压调节器的控制信号。
12.根据权利要求7所述的装置，其中，如果在至少一个电压调节器的关闭状态中至少一个电压调节器的输出电压小于第二阈值，则生成器用于生成用于打开至少一个电压调节器的控制信号。
13.根据权利要求7所述的装置，其中，如果在关闭至少一个电压调节器之后已经流逝预定义的第二持续时间段，则生成器用于生成用于打开至少一个电压调节器的控制信号。
14.根据权利要求1所述的装置或根据权利要求7所述的装置，其中，通过不连续发射(DTX)模式和不连续接收(DRX)模式之一来确定去激活时段和激活时段。
15.根据权利要求1所述的装置或根据权利要求7所述的装置，其中，耗电器包括功率放大器(PA)、振荡器、混频器、复用器(MUX)、解复用器(DEMUX)、双工机、滤波器和开关中的至少一个。
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