管理移动通信装置的功率消耗 【技术领域】
本发明涉及移动通信， 具体来说， 涉及移动终端功率管理。背景技术
诸如 E-UTRA( 演进通用陆地无线电接入 ) 或 UTRA( 通用陆地无线电接入 ) 之类的 新兴通信技术被设计用于支持基于 ( 例如移动终端或手机装置的 ) 移动用户设备 (UE) 的 移动通信。在这方面， 用于通过无线电通信网络进行通信的诸如移动终端或手机之类的 UE 装置的发展经过反映某些技术趋势的改进。一种技术趋势是减小 UE 的重量和尺寸， 这引起 对较小能量源、 例如电池的需要。另一个技术趋势是在 UE 中提供更多和更智能功能， 这往 往与增加的电功率消耗关联。即使能量源发展已经产生越来越强大的电池， 但是特别是对 于例如适合于 WCDMA( 宽带码分多址 ) 和 E-UTRA 无线电接入网的高数据速率 UE， UE 功率消 耗是关键参数。能量消耗还受到热能耗散影响， 其可能是关于未来 UE 技术中的功率消耗的 一个重要方面。下面作为举例而不是限制本发明， 通过集中于 LTE 技术来描述关于功率消耗的技 术背景、 问题和解决方案。
近年来开始， LTE 项目集中于增强通用陆地无线电接入 (UTRA) 和优化 3GPP 的 无线电接入架构。已经提出提供如下平均用户吞吐量的目标 ： 在下行链路三至四倍于版 本 6 HSPA( 高速分组接入 ) 等级 -HSDPA-(100Mbps)， 以及在上行链路二至三倍于 HSPA 等 级 -HSUPA-(50Mbps)。已经选择正交频分复用 (OFDM) 用于下行链路以及选择单载波频分 多址 (SC-FDMA) 用于上行链路。下行链路将支持数据调制方案 QPSK、 16QAM 和 64QAM， 以及 上行链路将支持 BPSK、 QPSK、 8PSK 和 16QAM。LTE 的 E-UTRA 设计为灵活的， 使用 1.25MHz 与 20MHz 之间的多个所定义信道带宽 ( 与 UTRA 的固定 5MHz 信道形成对照 )。
LTE 系统的上行链路 (UL) 传输通常用 1ms 粒度来执行， 即， LTE 的 UL 传输时间间 隔 (TTI) 为 1ms。UE 在帧 x 中接收关于将要在帧 x+4 中发送的数据量的信息。在实际传输 之前， UE 创建上行链路数据块， 并且在帧 x+4 用所指示传输功率将上行链路数据块发出。
为了实现采用 LTE 技术的 UE 装置， 可选择使 LTE 技术能够集成到未来移动电话、 数据卡以及要求基于高数据速率的无线连通性的 ( 例如相机、 PDA( 个人数字助理 )、 TV( 电 视 ) 等 ) 其它装置中的移动平台架构。在这方面， 对应 UE 的功率消耗可经受到某些功率消 耗极限和约束， 例如对于实现到 PCIe( 外设部件互连 Express) 迷你卡中的 UE 在下表中概 括极限和约束。
对 于 USB 电 视 棒 (dongle)/ 棒 (stick) 中 的 部 署， 每 个 USB 端 口 的 5V( 容 差 ： ±0.25V) 平均和最大电流为 500mA。关于容许热耗散不存在约束。即， 在 USB 电视棒具有 1 个 USB 端口的情况下， 它能够消耗最大 2.5W， 在它具有 2 个 USB 端口的情况下， 它能够消 耗多达 5W。 上面列出的值能够被视为移动电话平台部署在单模装置中时的极限。 在部署在 多模装置中的情况下， 必须考虑其它装置的功率消耗， 这导致最大容许极限的进一步降低。
在这方面， US 6760311 公开一种移动终端， 其中诸如传输数据速率之类的某些操 作参数经过控制， 使得某些温度阈值未被超过。US 6064857 公开一种具有混合电池和电容 器电源的卫星电话， 其中包括耦合到所述电池和所述电容器的开关电路， 用于根据数据速 率有选择地将下列之一 ： (a) 单独的电池， (b) 单独的电容器， 以及 (c) 两者并联在一起耦合 到发射器。
发明内容 本发明的目的是提供用于有效地管理移动通信装置的功率消耗的概念。 这个目的 通过独立权利要求的特征来实现。 通过从属权利要求、 描述和附图， 其它实施例是显而易见 的。
本发明基于如下认识 ： 可通过在某些传输时间间隔内降低移动通信装置的能量消 耗， 并且通过将从装置的电源所提供的非消耗数量的能量 ( 暂时 ) 保存在适当的能量存储 装置或缓冲器中， 来实现用于管理移动通信装置的功率消耗的有效概念。可在另外的传输 时间间隔期间提供所存储能量， 以便附加地向移动通信装置供给能量， 特别是在常规电源 限制可用于移动通信装置的无线电电路的能量或功率时。下文中同义地使用术语 “移动通 信装置” 和 UE。功率消耗的管理可包括限制功率或能量消耗。具体来说， 术语 “能量” 可涉 及电能， 而术语 “功率” 可涉及电功率。
按照本发明的实施例， 提出一种方法， 用于通过控制或操纵到对应通信网络的接口上的 UL 传输， 来限制特别是 LTE 或 WCDMA UE 的嵌入式移动通信系统的功率 ( 电流 ) 消 耗。
在一个实施例中， 根据 UE 功率消耗 ( 例如实际正消耗的功率、 要消耗的功率或者 预测要消耗的功率 ) 以及可用功率 ( 例如取决于电源 ( 例如电池 ) 的容量和 / 或另外的能 量存储装置 ( 例如电容器电路和 / 或另外的电池 ) 的容量 ) 来执行控制或操纵。
在一个实施例中， UL 传输控制成确保满足一个或多个所定义 ( 环境 ) 条件 / 极限 ( 例如电流 / 功率消耗极限、 平均电流 / 功率消耗极限、 峰值电流 / 功率消耗极限 )。
在一个实施例中， 通过降低某些传输间隔内的 UL 数据量 ( 其中术语 “降低” 包含 降低到任何数量的数据、 例如降低到零个数据 )( 下面又称作插入传输间隙 )， 来控制 UL 传 输。
在一个实施例中， 通过抑制该传输间隔内要传送的数据 ( 的部分 ) 的传输， 并且相 应地延迟数据的传输， 来执行降低。
在一个实施例中， 抑制多个信道其中之一 ( 例如使用信道 ) 的传输， 而不改变通过 其它信道 ( 例如控制信道 ) 的数据的传输。
在一个实施例中， 传输间隔是 LTE 上行链路传输时间间隔 (TTI)， 其中数据的降低 通过降低关联到这个 TTI 的资源块来实现。 在一个实施例中， 该降低通过下列至少一个步骤来实现 ： 在传递到第 2 层 (MAC 层 ) 之前操纵由网络所传送的所接收 UL 资源分配， 禁用由网络在物理层 (PHY) 上传送的 UL 资源分配的接收以及 PHY 上的 UL 传输的取消。
在一个实施例中， 根据 ( 例如所测量、 计算、 估计或预测的 )UE 功率消耗和下列至 少一个， 在 UL 数据信号内插入一个或多个传输间隙 ： 功率极限、 平均功率极限、 温度极限、 与电源相关的 UE 容量极限以及 UE 电源容量极限。
在一个实施例中， 插入一个或多个 UL 传输间隙， 以便不仅确保平均电流极限而且 确保峰值电流极限。
在一个实施例中， 提供能量存储装置 ( 例如电池或电容器 )， 以便在传输间隙期间 存储来自 UE 的 ( 主 ) 电源的能量， 以及在其它传输周期中除了向 UE( 例如网络接口 ) 提供 来自电源的功率之外还提供附加功率 ( 这例如能够有利地应用于电流极限的情况， 其中一 个 TTI 的电流极限低于一个 TTI 中的 ( 最大 ) 所需电流 )。
在一个实施例中， 执行要消耗的电流到嵌入式系统的不同构建块的功率管理分 布。
在一个实施例中， 执行电源容量检测， 以便检测主电源的容量 ( 例如， 包括从已知 系统参数所得出的或者例如在启动阶段预先检测的静态部分， 和 / 或包括可随时间而改变 并且在 UE 操作期间确定的主电源容量的动态部分 ( 例如将要连续或重复测量、 检测或估 计 )。
在一个实施例中， 执行能量消耗预测计算， 以便对于一个或多个随后的 TTI 确定 嵌入式系统的预计能量 ( 或功率 ) 消耗， 并且可选地根据从网络 ( 通过网络接口 ) 所提供 的例如所使用带宽、 所调度 UL 传输功率以及所调度 UL 和 DL 数据速率等参数来估计一个或 多个后续 TTI(n+1、 n+2、 ...) 的预计能量消耗的预测。
在一个实施例中， 通过根据一个或多个随后 TTI 的可用能量并且根据一个或多个
随后 TTI 的预计能量消耗判定是否以及在什么位置 ( 在哪一个 ( 哪些 )TTI 中 ) 将抑制 UL 传输以保持电流和 / 或热耗散界限， 来执行环境条件相关的 UL 传输操纵。
下面将描述更具体示例 ：
在嵌入式移动通信系统部署于由平均电流界限和峰值电流界限所限制、 但一个 TTI 的峰值电流界限高于一个 TTI 中所需的最大数的系统的情况下， 该方法采用网络接口 上的 UL 传输间隙的可控和重复插入， 以便确保平均功率消耗低于平均电流界限。
在嵌入式移动通信系统部署于由电流界限所限制、 其中一个 TTI 的电流界限小于 一个 TTI 中所需的最大数的系统的情况下， 与网络接口上的 UL 传输间隙的可控和重复插入 结合使用能量存储装置 ( 例如电池或电容器 )， 以便具有下列的模式 ：
-1 个 UL TTI， 其中 UL 传输没有进行， 而是可用额外功率被用于对能量存储装置充 电， 以及
- 多个 TTI， 能够采用正确调度的 UL 传输功率来传送， 即使它超过这些 TTI 的电流 界限也能够采用。
按照一个方面， 本发明涉及一种用于管理移动通信装置的功率消耗的方法， 其中 移动通信装置能够以传输数据速率将传输数据传送到通信网络。 功率消耗的管理可包括限 制移动通信装置的功率消耗、 或者限制其能量消耗、 或者限制其平均功率消耗、 或者限制其 平均能量消耗。 优选地， 该方法包括降低特定传输时间间隔内的传输数据速率， 以便将该特定传 输时间间隔内的移动通信装置的能量消耗降低某一数量的能量。因此， 通过降低特定传输 时间间隔内的能量消耗， 降低移动通信装置的功率消耗。 该方法还包括存储该数量的能量。 作为举例， 该数量的能量可存储在能量存储装置中， 其中能量存储装置可能够累积对其提 供的能量。
按照一个实施例， 该方法可包括在其它传输时间间隔内， 除了向移动通信装置提 供电源能量之外， 还向移动通信装置提供所存储数量的能量的至少一部分。 作为举例， 可通 过经由可经受能量界限的能量接口、 例如 USB( 通用串行总线 ) 接口向移动通信装置提供能 量的电源来向移动通信装置供给能量。因此， 额外提供数量的能量促成特定传输时间间隔 内的总能量的增加， 以使得例如增加的数据速率是可能的， 而没有超出能量或功率极限。
按照一个实施例， 该方法可包括根据至少一个传输时间间隔的可用能量以及该至 少一个传输时间间隔期间、 例如在后来的或后续的传输时间间隔期间的预计能量消耗来降 低传输数据速率。预计能量消耗可基于例如数据速率与所消耗能量之间的已知关系来估 计。
按照一个实施例， 该方法可包括根据至少一个传输时间间隔的可用能量以及该至 少一个传输时间间隔期间的预计能量消耗和 / 或向移动通信装置供给能量的电源的环境 条件、 尤其是温度和 / 或功率极限和 / 或平均功率极限和 / 或温度极限和 / 或容量极限， 来 确定特定传输时间间隔。 特定传输时间间隔可被预先确定为后续或后来的传输时间间隔之 一。
按照一个实施例， 该数量的能量可对应于特定传输时间间隔的可用能量与特定传 输时间间隔内消耗的能量之间的差。按照本文所述的原理， 特定传输时间间隔的可用能量 可由向移动通信装置供给能量的电源和 / 或由存储其它传输时间间隔期间所节省的其它
数量的能量的附加存储装置来提供。
按照一个实施例， 如果预计传输数据的传输促成在特定传输时间间隔内和 / 或其 它传输时间间隔内的超过可用能量的能量消耗， 则可在特定传输时间间隔内执行传输速率 的降低。为了降低传输数据速率， 可通过例如不传送用户数据的至少一部分和 / 或通过不 传送控制数据的至少一部分， 来至少部分地禁用传输数据的传输。
按照一个实施例， 该方法可包括确定至少一个传输时间间隔期间、 例如特定传输 时间间隔期间或者其它传输时间间隔期间的预计能量消耗。 可基于传输功率与功率消耗之 间的速率相关关系和 / 或至少一个网络参数 ( 例如传输带宽或所调度传输功率或者所调度 传输数据速率和 / 或所调度接收数据速率 )， 来确定预计能量消耗。优选地， 预计能量消耗 可表示上述能量消耗。 为了确定预计能量消耗， 可利用功率消耗与传输功率之间的相关性。 可基于测量和 / 或与上述参数相联系的线性或非线性函数来得出这种相关性。
按照一个实施例， 传输数据可包括用户数据和控制数据。 优选地， 该方法包括在特 定时间间隔内降低用户数据但在没有降低控制数据速率的情况下传送控制数据， 和 / 或在 特定时间间隔内降低用户数据速率和控制数据速率。为了降低相应数据速率， 可至少部分 地抑制对特定时间间隔内的传输所调度的用户数据和 / 或控制数据， 或者可在特定时间间 隔内引入传输间隙。 按照一个实施例， 该方法还可包括在其它时间间隔内传送对特定时间间隔内的传 输所调度的传输数据， 以便降低特定时间间隔内的传输数据速率。 换言之， 对特定时间间隔 内的传输所调度的数据可被延迟， 并且至少部分地在其它时间间隔内传送。经延迟的数据 例如可存储在存储器中。
按照一个实施例， 该方法包括通过例如在向移动通信装置的媒体接入控制层传递 上行链路资源分配之前操纵通过通信网络接收的上行链路资源分配， 和 / 或通过禁用上行 链路资源分配的接收， 和 / 或通过取消传输数据的传输， 来降低传输数据速率。因此， 通过 操纵上行链路资源分配或者通过禁用对其的接收， 可能没有通知更高协议层对特定时间间 隔内的传输调度任何传输数据。
按照一个实施例， 特定传输时间间隔可与传输周期的特定传输时间索引关联。换 言之， 特定传输时间间隔可以是在其间可分配多个传输时间间隔的传输周期内的特定时间 间隔， 其中各传输时间间隔可与指示它在传输周期内的位置的传输时间索引关联。 相应地， 可在其它传输周期期间找到传输时间间隔的对应布置。优选地， 该方法可包括降低与其它 传输周期的其它传输时间索引关联的其它传输时间间隔期间的传输数据速率， 其中其它传 输时间索引与特定传输时间索引不同， 以使得可避免不同传输周期的对应时间间隔中的传 输数据速率的降低。传输周期可通过 HARQ 下行链路传输或重传传输之间的时间间隔来确 定。 作为举例， 可考虑多个被禁用传输时间间隔， 以便避免抑制与和先前已经抑制的下行链 路帧反馈相同的 HARQ 实例 ( 混合自动重复请求 ) 实例连接的帧反馈。换言之， 引入传输时 间间隔抖动。
按照一个实施例， 移动通信装置可以能够通过通信网络从例如网络服务器实体接 收数据。
优选地， 移动通信装置可设置成在接收到数据时将接收确认传送到通信网络。如 果将接收确认被调度用于在将要降低其内的数据速率的特定传输时间间隔内传送， 则看来
可能在特定传输时间间隔期间将不会传送接收确认。为了进一步节省能量， 该方法因而可 包括 ： 如果指示接收到所接收数据的接收确认被调度用于在该特定传输时间间隔内传送到 通信网络， 则丢弃所接收数据。通过丢弃所接收数据， 可避免对其进一步处理， 这促成进一 步的功率消耗降低。 这种方式利用如下假设 ： 所接收数据将再次通过通信网络来传送， 因为 遗漏的接收确认通常指示引起假定被丢失或错误接收的数据的重传的接收差错。
按照另一方面， 本发明涉及一种用于将传输数据传送到通信网络的移动通信装 置。移动通信装置包括 ： 电源接口， 用于向移动通信装置提供能量 ； 功率管理单元， 与电源 接口进行接口以便例如接收能量以向移动通信装置供给能量 ； 以及网络接口， 配置成用于 在特定传输时间间隔内降低传输数据速率， 以便将移动通信装置的能量消耗降低特定数量 的能量， 其中提供能量存储装置以存储该数量的能量。能量存储装置可设置在功率管理单 元中。但是， 能量存储装置也可设置在网络接口中。移动通信装置可以是能够通过通信网 络、 按照例如已知通信技术的任一种进行通信的移动通信终端。 但是， 移动通信装置可实现 为可连接到移动终端、 例如连接到移动计算机或移动电话的 USB 装置或 PCMi 卡。移动终端 可包括经由电源接口来向移动通信装置供给能量的主源。 因此， 按照本文所述的原理， 还作 为用于例如存储特定时间间隔期间没有消耗的能量的辅助能量源来提供能量存储装置。
按照一个实施例， 移动通信装置还可包括传输控件， 用于根据至少一个传输时间 间隔的可用能量以及该至少一个传输时间间隔期间的预计能量消耗来确定该特定传输时 间间隔。传输控件还可配置成用于向网络接口提供指示特定传输时间间隔的信息。因此， 网络接口可基于传输控件所提供的信息来确定将要在其内降低能量消耗的特定传输时间 间隔。传输控件可通过软件或硬件在例如功率管理单元内或者在网络接口内实现。
按照一个实施例， 移动通信装置可配置成用于按照通用移动电信系统 (UMTS) 和 / 或全球移动通信系统 (GSM) 和 / 或长期演进技术和 / 或码分多址 2000(CDMA2000) 通信技 术来传送传输数据。一般来说， 移动通信装置可设置成使用任何其它已知无线通信技术进 行通信。
本发明还涉及计算机程序， 其中包括软件代码的部分， 以便在由用户装置和接收 方装置的相应处理单元操作时实现上述方法。计算机程序能够存储在计算机可读介质上。 计算机可读介质能够是用户装置或接收方装置内的或者是位于外部的永久或可重写存储 器。 相应计算机程序还能够例如经由电缆或无线链路作为信号序列传递给用户装置或接收 方装置。
下面将描述本发明的详细实施例， 以便使技术人员全面完整地理解。 但是， 这些实 施例是说明性的， 而不是要进行限制。 附图说明
图 1 示出用于管理移动通信装置的功率消耗的方法的简图 ； 图 2 示出传输间隙插入 ； 图 3 示出移动通信装置的框图 ； 图 4A 和图 4B 示出移动通信装置 ； 图 5 示出功率消耗图 ； 图 6 示出用于管理移动通信装置的功率消耗的方法的简图 ；图 7 示出功率消耗相关温度 ； 图 8 示出功率消耗相关温度 ； 以及 图 9 示出用于管理移动通信装置的功率消耗的方法的简图。具体实施方式
如一般所述， 要理解， 本发明并不局限于所述的装置、 步骤或方法的特定组成部 分， 而是还涵盖对于本领域的技术人员而言显而易见的变化。 还要理解， 本文所使用的术语 仅用于描述具体实施例， 而不是要进行限制。 还要注意， 本说明书及所附权利要求书所使用 的单数形式 “一个 (a， an)” 和 “该” 、 “所述” 包括单数和复数的指示物， 除非上下文另有明确 说明。
图 1 示出用于管理移动通信装置的功率消耗的方法的简图。优选地， 该方法包括 在特定传输时间间隔内降低 101 传输数据速率， 以便将移动通信装置的能量消耗降低特定 数量的能量， 并且将该数量的能量存储 103 在例如能量存储装置中。如图 1 所示， 该方法还 可包括提供 105 所存储能量， 以便额外向通常可由主电源能量源来供给能量的移动通信装 置供给能量。可选地， 该方法可包括向移动通信装置提供 107 电源能量。 所存储能量可对应于当降低传输数据速率时可在特定时间间隔期间节省的能量 数量。 该能量可由向移动通信装置供给能量的主电源来提供。 因此， 在步骤 107 所提供的电 源能量可用于对能量存储装置充电， 以便在特定传输时间间隔期间存储该数量的能量。该 方法还可包括确定 109 可在其中降低数据速率的所述特定传输时间间隔。
图 2 示出采用用于管理移动通信装置的功率消耗的方法时所产生功率消耗进度 与时间。具体来说， 图 2 示出在其间执行正常传输或数据、 即实际调度的数据的传输的传输 时间间隔内的功率消耗 201 至 211。功率消耗 201 至 211 的电功率可由例如向移动通信装 置供给能量的主能量源来提供、 例如由电源来提供。作为举例， 可以想到， 由主能量源所提 供的可用能量不足以包含预计能量需求。但是， 为了保证所调度数据传输， 可提供又由 ΔP 所表示的附加能量或功率数量 213 至 223。 但是， 还可使用这些附加的能量数量或功率数量 213 至 223， 以便克服相对于最大功率或能量来限制主能量源的功率传输极限 225。当经由 经受功率或能量约束或限制的接口来向移动通信装置供给能量时， 例如可产生这种极限。 附加能量数量 213 至 233 分别促成可用功率增加 ΔP， 以便保证正常数据传输。
附加数量的能量 213 至 223 可由优选地先前应被充电的能量存储装置来传递。为 了对能量存储装置充电， 可在可设置于传输时间间隔 205 与 207 之间的特定时间间隔 227 期间降低传输数据速率。通过在特定传输时间间隔 227 期间引入传输间隙， 可通过在至少 一个其它传输时间间隔期间同时启用通常与高于功率消耗极限 225 的功率消耗关联的传 输数据速率， 平均功率消耗可被降低到功率消耗极限 225 或降低到低于功率消耗极限 225。
作为举例， 特定传输时间间隔可形成用于对能量存储装置充电的上行链路传输间 隙。要注意， 附加数量的能量 213 至 223 一般可仅在要求用于附加数据传输的增加能量的 传输时间间隔期间提供。
图 3 示出可实现为嵌入式移动通信系统的移动通信装置的框图， 移动通信装置例 如是作为单模 USB 电视棒和 / 或 USB 棒和 / 或作为 LTE 和 / 或 WCDMA 和 / 或 GPRS USB 电 视棒棒或者 CDMA USB 电视棒和 / 或棒来操作的、 诸如 USB 电视棒和 / 或 USB 棒之类的 USB
装置。移动通信装置还可实现为形成 PCIe 迷你卡， 例如单模 PCIe 迷你卡和 / 或 LTE 和 / 或 WCDMA 和 / 或 GPRS PCIe 迷你卡和 / 或 LTE 和 / 或 CDMA PCIe 迷你卡。
移动通信装置可包括用于从包括例如主能量源的主机 (host) 向移动通信装置提 供能量的电源接口 310。 功率管理单元 303 可与电源接口 301 进行接口， 用于接收能量或功 率、 例如电流。
移动通信装置还可包括具有用于将射频信号传送到通信网络的一个或多个天线 307 的网络接口 305。优选地， 网络接口 305 可配置成用于在特定传输时间间隔内降低传输 数据速率， 以便将移动通信装置的能量消耗降低某个数量的能量。可从可与电源接口 301 进行接口的外部供电源接收该数量的能量。为了存储附加数量的能量， 功率管理单元 303 可包括能量存储装置 309。但是， 能量存储装置 309 可设置在网络接口 305 中， 或者可直接 耦合到电源接口 301。
按照一个实施例， 功率管理单元 303 可直接耦合到网络接口 305， 以便通知网络接 口 305 例如关于在其中将降低传输数据速率的特定传输时间间隔。按照图 3 所示的另一个 实施例， 可提供传输控件 311， 以便根据例如至少一个传输时间间隔的可用能量以及至少一 个传输时间间隔期间、 例如任何后续传输时间间隔期间的预计能量消耗来确定该特定传输 时间间隔。具体来说， 传输控件 311 可配置成用于向网络接口 305 提供指示特定传输时间 间隔的信息。在任一种情况下， 网络接口 305 都可通过在特定时间间隔期间插入传输间隙， 来降低传输数据速率。但是， 网络接口 305 可以仅降低用户数据速率并传送控制数据， 以便 例如保持控制信道与通信网络的连接。此外， 网络接口 305 可以仅部分地降低用户数据速 率， 以便降低传输数据速率。 传输控件 311 可单独地通过硬件或通过软件实现， 或者在功率管理单元 303 内或 者在网络接口 305 内实现。 作为举例， 传输控件 311 可执行环境条件相关上行链路传输控制 (UL TX 控制 )， 以使得例如可根据诸如温度之类的环境条件来降低传输数据速率。作为举 例， 传输控件 311 可经由接口 IF1 和 IF2 与网络接口 305 进行通信。对应地， 传输控件 311 可经由接口 IF3 和 IF4 与功率管理单元 303 进行通信。
要注意， 图 3 示出允许按照例如 3GPPP LTE 标准、 根据例如可用功率或能量和 / 或 温度等环境条件经由网络接口来控制上行链路传输的嵌入式移动通信系统的示范架构的 一部分。 但是， 移动通信装置可通过硬件或通过软件来实现， 而无需形成嵌入式系统或者无 需作为嵌入式系统的一部分。
下面针对形成环境条件相关 UL TX 控制架构的一个实施例的电源接口 301、 功率 管理单元 303、 网络接口 305 和传输控件 301 的示范功能性。
可经由主电源接口 301 将功率提供给移动通信装置。对于 PCIe 卡， 接口 301 可以 是到 3.3V 加可选 1.5V 电源的接口。对于 USB 电视棒 / 棒， 它可以是 5V 电源。
功率管理单元 303 可将要消耗的电流分配到嵌入式系统的不同构建块。可选能量 存储装置 309( 电池或电容器 ) 可附连到嵌入式系统， 并且可在主电源不充分的情况下短期 传递附加电流。要注意， 优选地应当先前加载能量存储装置 309。可经由接口 IF3 来控制功 率管理单元 303 以及对能量存储装置 309 的充电。可选地， 提供接口 IF4， 以便传递主电源 容量、 能量存储装置 309 中的所存储能量以及特定传输时间间隔内的所消耗能量的实际测 量值， 它们可能用于校准传输控件 311 中的环境条件相关 UL TX 控制功能内部的某些功能。
参照传输控件 311 的环境条件相关 UL TX 控制功能， 这个功能块可运行一个或多 个下列功能 ： 电源容量检测功能， 能量消耗预测计算、 环境条件相关 UL TX 操纵功能以及下 面所述的另外的功能 ：
电源容量检测功能可检测主电源 301 的容量。 这可包括静态部分和 / 或动态部分。 静态部分例如取决于例如 PCIe 卡或 USB 电视棒 / 棒中嵌入式系统的部署， 并且是经由诸如 编译器开关之类的硬编码参数或软件配置参数在系统中已知的， 或者能够在启动阶段经由 硬件机构来检测的。主电源容量的动态部分例如是连接到主机的 USB 端口的数量以及能够 由主机在这些 USB 端口中的每个 USB 端口上供应的最大和平均电流值。在 USB 的情况下， 例如当前连接到主机的 USB 端口的数量能够由硬件自动感测机构来检测。又在 USB 的情况 下， 例如经由 USB 协议来协商能够由主机在每个 USB 端口上供应的最大和平均电流值， 并且 由 “电源容量检测” 例如从系统中的 USB 栈接收该最大和平均电流值。可选地， 它使用主电 源的实际测量值来检测其容量。
“能量消耗预测计算” 功能可计算例如实现到嵌入式系统中的移动通信装置在接 下来的第 n 个 TTI 的预计能量消耗， 并且可以可选地根据网络接口 305 经由接口 IF1 所提 供的参数来估计在后续 TTI(n+1、 n+2、 ...) 的预计能量消耗的预测。这类参数例如是所使 用带宽、 所调度 UL 传输功率以及所调度 UL 和 DL 数据速率。注意， 在一些系统中， 在网络接 口 305 能够及时向环境条件相关 UL TX 控制功能提供所需参数的情况下， 还能够计算 TTI n+1 的预计能量消耗。 为了计算和估计预计能量消耗， 可假定诸如所使用带宽、 所调度 UL 传 输功率以及所调度 UL 和 DL 数据速率之类的所考虑参数与所有数据速率的能量消耗之间的 相关性是环境条件相关 UL TX 控制功能已知的。按照一个实现， 这些曲线可在实验室中被 事先测量， 并且被存储在环境条件相关 UL TX 控制功能中。按照另一个可选实现， 曲线或者 曲线的部分在运行时间期间被测量和记录。
可通过与网络接口 305 中的任何变化无关但与平台的操作模式相关的静态能量 消耗、 与在 UE 在网络中登记它自己时协商的 ( 诸如所使用带宽之类的 ) 参数相关的半静态 能量消耗、 能够在各 TTI 发生改变并且与例如所调度 UL 传输功率以及所调度 UL 和 DL 数据 速率相关的动态能量消耗来确定预计能量消耗。
环境条件相关 UL TX 操纵功能可根据在下一个 TTI 和后续 TTI 的可用能量并且根 据下一个 TTI 和后续 TTI 的预计能量消耗来判定 UL 传输是否必须得到抑制以及在哪一个 UL TTI 中将发生这种抑制。 这是为了确保嵌入式移动通信装置保持电流和热耗散界限。 必 须抑制哪一个 UL TTI 的信息经由 IF2 被发送给网络接口 305。
网络接口 305 可包括用于实现嵌入式移动通信装置到无线网络的接口的硬件和 / 或软件功能。在 LTE UE 的情况下， 这例如包括按照 LTE 的 3GPP 标准的第 1 层、 第 2 层和第 3 层。它提供到环境条件相关 UL TX 控制功能的两个接口。接口 IF1 传递环境条件相关 UL TX 控制功能为了进行其判定所需的必要参数， 例如所使用带宽、 所调度 UL 传输功率以及所 调度 UL 和 DL 数据速率。 接口 IF2 通过例如命令抑制某些 UL TTI， 来向环境条件相关 UL TX 控制功能提供操纵网络接口 305 的可能性。能够通过在传递到第 2 层 (MAC 层 ) 之前操纵 由网络所传送的所接收 UL 资源分配， 通过禁用由网络在 PHY 层上传送的 UL 资源分配的接 收或者通过取消 PHY 层上的 UL 传输， 来执行对 UL TTI 的抑制。
在嵌入式移动通信系统部署于由平均电流界限和峰值电流界限所限制、 但一个TTI 的峰值电流界限高于一个 TTI 中所需的最大数的系统的情况下， 该方法可执行网络接 口上的 UL 传输间隙的可控和重复插入， 以便确保平均功率消耗低于平均电流界限。
在嵌入式移动通信系统部署于由电流界限所限制、 其中一个 TTI 的电流界限小于 一个 TTI 中所需的最大数的系统的情况下， 与网络接口上的 UL 传输间隙的可控和重复插入 结合使用能量存储装置 309( 例如电池或电容器 )， 以便具有如下模式， 该模式包括其中 UL 传输没有进行而是使用可用额外功率来对能量存储装置充电的一个 UL TTI 和 / 或能够采 用正确调度的 UL 传输功率 ( 即使它超过这些 TTI 的电流界限 ) 来传送的多个 TTI。
另一个功能是静态和动态电源容量检测以及将结果用于控制网络接口上的 UL 传 输。
另一个功能是能量消耗预测计算， 即， 计算下一个 TTI n 的嵌入式系统的预计能量 消耗以及根据网络接口 305 所提供的例如所使用带宽、 所调度 UL 传输功率以及所调度 UL 和 DL 数据速率等参数来估计在后续 TTI(n+1、 n+2、 ...) 的预计能量消耗的预测， 并且将结 果用于控制网络接口上的 UL 传输。
UL 传输间隙的可控和重复插入可对网络引起与 UE 遗漏网络对某一 TTI 发送的 UL 准予的情况相似的行为， 并且因此对这个 TTI 没有调度 UL 上的传输。在这种情况下， 可增 强网络， 以便处理这类情况。
在 LTE 的情况下， UL 帧不仅包含 UL 用户数据， 而且还包含 UL 控制数据。该控制 数据主要用于提供关于所接收 DL 数据的反馈。如果没有接收到该反馈信息， 则网络将假定 DL 数据没有被 UE 接收， 并且因而将重复进行传输。这产生下列优化。如果 DL 确认不应当 被丢弃， 则 UE 还具有仅向网络发送包含关于 DL 数据没有被 UE 接收的反馈信息的 UL 控制 信息的可能性。对于 LTE， 这可能经由 PUCCH( 物理上行链路控制信道 ) 来进行。
此外可考虑， 以特定时移来适配热耗散， 用于确定将抑制哪些 UL TTI。
图 4A 和图 4B 示出由主系统的主能量源 403( 例如主电源 ) 供电的移动通信装置 401。作为举例， 移动通信装置 401 可实现为经由可经受与分别使用的接口技术关联的功率 约束或功率界限的电源接口与主电源 403 进行接口的嵌入式系统。如图 4A 和图 4B 所示， 集成嵌入式系统可以是电流或热耗散受限的。参照图 4A， 主系统因为主电源 403 的界限而 是电流受限的。参照图 4B， 最大容许热能耗散也可受到限制， 这同时限制移动通信装置 401 的最大可容许能量或功率消耗。
图 5 示出嵌入式移动通信系统对上行链路发射功率的功率消耗图， 其中基本功率 消耗 501 可通过恒定基本负载来确定。另外， 如果考虑能量消耗的与上行链路发射功率相 关的部分， 则所产生功率消耗曲线 503 趋向于随上行链路发射功率的增加而增加。功率消 耗的另一个速率相关部分可促成功率消耗的进一步增加， 这产生可超过功率消耗极限 507 的总功率消耗 505， 可通过经由其向移动通信装置供给能量的接口的功率容量来确定功率 消耗极限 507。为了将总功率消耗 505 降低到低于功率消耗极限 507， 功率消耗的与数据速 率相关的部分可通过下列步骤来降低 ： 通过例如降低要在特定时间间隔内传送的数据量或 者通过在该特定时间间隔内引入传输间隙， 来降低传输数据速率。
基本功率消耗 501 例如可指示所使用接口技术所需的嵌入式移动通信系统的示 范平均功率消耗极限， 例如对于属于多模 PCI 卡的单模 USB 电视棒 / 棒 (2.3W-X+UL 发射功 率 ) 或者对于多模第 1 类 PCIe 卡为 2.5W， 其中 X 对应于另一个平台的功率消耗， 并且热耗散用作功率消耗的限制因子 )， 而第二线条 505 示出示范总功率消耗。
关于最大 UL 发射功率， 例如 3GPP 标准定义若干功率类。移动平台的目标可以是 允许第 3 类 UE， 这表示可处理 23dBm 的最大输出功率。从图 5 能够看到， 这不能对于所有情 况来实现。取决于实际数据速率和 / 或实际 UL 发射功率， 存在要求比例如特定接口标准容 许或可用的更大功率的情况， 但是这可按照本文所述的原理被克服。
对上述问题的另一个解决方案是将嵌入式移动通信系统的功率类降低到要求较 小输出功率的类。 又一个解决方案是将装置的 UE 类别降低到要求较小数据速率的类别。 第 三解决方案可能是这两种解决方案的组合。另外还可采用两种解决方案。
图 6 示出用于管理移动通信装置的功率消耗的方法的简图。该方法可包括确定 601 初始存储能量是否为能量 Estorage， init。同时， 将可由网络接口 305 提供的初始传输 时间间隔计数 ninit 指配给变量 n。 在另一个步骤 603， 可检测在第 n 个传输时间间隔 (TTI) 向移动通信装置供给能量的电源的容量， 其中容量可表示为能量 Esupply， n。在另一个步 骤 605， 第 n 个 TTI 的可用能量的计算可基于例如下列公式来进行 ：
Eavailable， n ＝ Esupply， n+fDischarge(Estorage， TTI_dur)，
其中， TTI_dur 表示 TTI 的持续时间， 并且 fDischarge 表示根据例如放电之前所存 储的能量和放电时间间隔来传递给定放电时间之后在能量存储装置中存储的能量的函数。 在另一个步骤 607， 在启用 UL 传输的情况下计算在第 n 个 TTI 的预计能量消耗， 这可表示为 能量 Eexp， TXon， n。要注意， 如果没有上行链路传输被调度用于在步骤 607 中所述的 TTI， 则 Eexp， TXon， n 还可表示预计能量。
在另一个步骤 609， 第 n 个 TTI 的预计消耗能量与可用能量之间的增量可基于例如 下列公式来计算 ：
Edelta， TXon， n ＝ Eexp， TXon， n-Eavailable， n。
在另一个步骤 611， 将所计算能量增量与零进行比较。如果所计算能量增量大于 零， 则在步骤 613， 可禁用第 n 个 TTI 中的传输、 例如上行链路传输。在另一个步骤 615， 计 算在例如禁用 UL 传输的情况下的第 n 个 TTI 的预计能量消耗， 其中预计能量表示为能量 Eexp， TXoff， n。在另一个步骤 617， 第 n 个 TTI 的预计消耗能量与可用能量之间的增量基 于例如下列公式来计算 ：
Edelta， TXoff， n ＝ Eexp， TXoff， n-Eavailable， n。
在另一个步骤 619， 第 n 个 TTI 之后的所存储能量的计算可基于下列公式来执行 ：
Estorage ＝ fCharge(Estorage， Edelta， TXoff， n， TTI_dur)，
其中， fCharge 表示根据例如充电之前的能量存储、 充电时间间隔和可用于充电的 能量来传递给定充电时间之后在能量存储装置中存储的能量的函数。 在另一个步骤 621， 等 待 TTI 过渡。此外， 上述变量 n 可设置成 n ＝ (n+1)mode nmax， 其中 nmax 表示最大传输时 间间隔值或数量或索引。
参照步骤 611， 如果预计消耗能量与可用能量之间的所计算增量不大于零， 则在步 骤 623， 可启用第 n 个 TTI 中的上行链路传输。在另一个步骤 625， 第 n 个传输时间间隔之 后的所存储能量可基于下列公式来计算 ：
Estorage ＝ fCharge(Estorage， Edelta， TXon， n， TTI_dur)。
此后， 该方法还继续进行步骤 621。如图 6 所示， 可直接通过启用和 / 或禁用上行链路传输或者通过降低传输数据速 率， 根据功率消耗来控制移动通信装置的上行链路传输。
图 6 的方法例如可在传输控件 311 内实现， 以便操纵上行链路传输， 用于管理移动 通信装置的功率消耗。
图 6 所示的方法还可利用如下观测 ：
可在嵌入式移动通信系统内实现的移动通信装置可了解某些数据速率或者甚至 所有数据速率的传输功率与功率消耗之间的相关性。因此， 移动通信装置可确定下一个传 输时间间隔的可用能量， 这可包括 ： 在能量存储装置是移动通信装置的一部分的情况下确 定能量存储装置中的所存储能量， 和 / 或考虑遵循影响功率消耗的系统的所有已知界限、 以平均电流界限和峰值电流极限以及热耗散界限。
移动通信装置可通过使用它对部分或全部数据速率的传输功率与功率消耗之间 的相关性的了解， 来计算下一个传输时间间隔内的预计能量消耗。 所需参数、 例如所调度传 输功率和 / 或上行链路 (UL) 和 / 或下行链路 (DL) 数据速率可由图 3 所示的网络接口 305 基于传输时间间隔来提供。
仍参照图 6， 在例如 LTE 技术的情况下， 上行链路帧可包含上行链路用户数据以及 还可包含上行链路控制数据。控制数据通常用于确认下行链路数据的接收。如果没有接收 到该反馈信息， 则网络可假定移动通信装置没有接收到下行链路数据， 并且因而将重复进 行传输。 这有助于下列优化 ： 如果下行链路确认不应当被丢弃， 则移动通信装置还可具有仅 发送指示由移动通信装置接收到下行链路数据的上行链路控制信息的可能性。在 LTE 技术 的情况下， 上行链路控制信息可经由物理上行链路控制信道 (PUCCH) 来传送。 按照一个实施例， 代替在图 6 的各控制循环结束时计算能量存储装置中的所存储 能量， 能量存储装置中的所存储能量可能由例如图 3 所示的功率管理单元 303 来测量， 并且 在各控制循环开始时被提供给环境控制相关上行链路传输控件 311， 这能够对各传输时间 间隔执行。作为补充或替代， 测量可不时地被执行， 并且可用于校准传输控制单元 311 的所 存储能量计算函数。
上述实施例作为举例参照功率受限系统或能量受限系统。但是， 这些实施例还可 用于热耗散受限系统中， 其中优选的是考虑热耗散的适配可与特定时移或时间延迟关联， 如图 7 和图 8 所示。
参照图 7 和图 8， 与第一功率消耗关联的第一温度 703 可超过温度极限 701。第一 温度 703 可在与降低的第二功率消耗关联的第二温度 705 之上非线性地增加。为了降低第 一温度 703 的进展， 可执行数据速率降低， 这降低功率消耗并且因而降低温度耗散， 这可反 转第一温度 703 的进展， 使得所产生温度 801 低于温度极限 701。
按照一个实现， 可以仅在特定时间周期之后才达到所产生温度 801， 因为系统仍然 沿着第一温度曲线 703。当控制热耗散受限系统时， 可以考虑或者必须考虑这个延迟。然 而， 当采用上行链路传输控制时， 可实现显著的温度降低。
按照一些实现， 可例如直接通过启用和 / 或禁用上行链路传输 (ULTX) 和通过考虑 一个传输时间间隔或多于一个传输时间间隔， 根据功率消耗来控制移动通信装置的上行链 路传输。
图 9 示出用于管理移动通信装置的功率消耗的方法的简图， 其中考虑多于一个传
输时间间隔。参照图 6 和图 9， 在步骤 901， 值 Estorage 被设置成 Estorage， init， 其中变 量 n 被设置成 ninit， 并且其中变量 x 被设置成零。在下一个步骤 903， 检测第 n 个传输时 间间隔 (TTI) 的电源的容量， 这可表示为能量 Esupply， n。在下一个步骤 905， 第 n 个 TTI 的可用能量可基于下列公式来计算 ：
Eavailable， n ＝ Esupply， n+fDischarge(Estorage， TTI_dur)。
在下一个步骤 907， 在启用 UL 传输的情况下计算第 n 个 TTI 的预计能量消耗， 这可 表示为能量 Eexp， TXon， n。
在下一个步骤 909， 第 n 个 TTI 的预计消耗能量与可用能量之间的增量可基于例如 下列公式来计算 ：
Eexp， TXon， n ＝ Eexp， TXon， n-Eavailable， n。
在下一个步骤 911， 将 Edelta， TXon， n 与零进行比较。如果比较结果大于零， 则在 步骤 913， 可禁用第 n 个 TTI 中的上行链路传输， 这可通过例如降低传输数据速率或者通过 插入传输间隙来实现。
在下一个步骤 915， 启用变量 n， 将 x 设置成 n， 以便捕获被禁用传输时间间隔的数 量。此外， 变量 x 可按照下列公式来更新 ：
x ＝ x+1 mod xmax。 附加参数 xmax 可用于指示所存储的被禁用上行链路传输时间间隔位置的最大数量。 在下一个步骤 917， 可在例如禁用上行链路传输的情况下计算第 n 个传输时间间 隔的预计能量消耗。这可按照能量 Eexp， TXoff， n 来表示。
在下一个步骤 918， 第 n 个 TTI 的预计消耗能量与可用能量之间的增量、 即差可基 于下列公式来计算 ：
Edelta， TXoff， n ＝ Eexp， TXoff， n-Eavailable， n。
在下一个步骤 919， 第 n 个 TTI 之后的所存储能量可基于下列公式来计算 ：
Estorage ＝ fCharge(Estorage， Edelta， TXoff， n， TTI_dur)
在下一个步骤 921， 可等待 TTI 传输， 其中 n 可基于下列公式来更新 ：
n ＝ (n+1)mod x。
参照步骤 911， 如果 Edelta， TXon， n 小于或等于零， 则在步骤 923， 可检测随后 N 个 TTI n、 n+1、 ...、 n+N-1 的电源的容量， 这可表示为能量 Esupply， nextN。
在下一个步骤 925， 随后 N 个 TTI 的可用能量可基于下列公式来计算 ：
Eavailable， nextN ＝ Esupply， nextN+fDischarge(Estorage， N*TTI_dur)。
在下一个步骤 927， 可在被启用上行链路传输的情况下预测传输时间间隔 n+1、 n+2、 ...、 n+N-1 的预计能量消耗， 这可按照能量 Eexp， TXon， n+1， ...， Eexp， TXon， n+N-1 来 表示。
在下一个步骤 929， 在启用 UL 传输的情况下的随后 N 个 TTI 的预计功率消耗可基 于下列公式来计算 ：
Edelta， TXon， nextN ＝ Eexp， TXon， n+...+Eexp， TXon， n+N-1。
在下一个步骤 931， 随后 N 个 TTI 的预计消耗能量与可用能量之间的增量、 例如差 可基于例如下列公式来更新 ：
Edelta， TXon， nextN ＝ Eexp， TXon， nextN-Eavailable， nextN。
在下一个步骤 933， 将所确定能量增量与零进行比较。如果 Edelta， TXon， nextN 大于零， 则在步骤 936， 在考虑了随后 N 个 TTI 的预测的预计能量消耗值以及随后 N 个 TTI 和可选地其中禁用上行链路传输最后 xmax 次的 TTI 的可用能量时确定已经禁用第 n 个 TTI 中的上行链路传输是否有利。在这个上下文中， d 可表示判定变量， 使得在下一个步骤 937， 确定 d 是表示 “是” 还是 “否” 。如果禁用第 n 个 TTI 中的上行链路传输是有利的， 则从步 骤 937 开始， 可在步骤 913 中禁用第 n 个 TTI 中的上行链路传输。如果 d ＝ “否” ， 则在步骤 939， 可启用第 n 个 TTI 中的上行链路传输。在下一个步骤 941， 第 n 个 TTI 之后的所存储能 量可基于下列公式来计算 ： Estorage ＝ fCharge(Estorage， Edelta， TXon， n， TTI_dur)。
在步骤 941 之后， 该方法继续进行步骤 921， 由此该方法可继续进行步骤 903。
考虑最后 xmax 个被禁用 UL TTI 以便避免抑制连接到与先前已经抑制的 DL 帧反 馈相同的 HARQ 实例的 DL 帧反馈。因此， UL TTI 可能比当例如评估这个 TTI 的预计能量消 耗是否高于这个 TTI 的可用能量时所需的更早被抑制， 以便避免不再次抑制包含先前对其 已经抑制 DL 帧反馈的 HARQ 实例的 DL 帧反馈的后续 UL TTI。这也能够通过按照重复速率 对例如 y+1、 y-1、 y、 ... 等每个周期略微改变的方式改变被禁用 UL 传输 TTI 的发生来执行。
在 LTE 的情况下， UL 帧不仅包含 UL 用户数据， 而且还包含 UL 控制数据。该控制 数据主要用于提供关于所接收 DL 数据的反馈。如果没有接收到该反馈信息， 则网络可假定 DL 数据没有被 UE 接收， 并且因而将重复进行传输。这产生下列优化 ：
在帧 y 中接收的块在帧 y+4 中被确认。如果 UE 在帧 y 中已经知道将不会传送帧 y+4( 这在 N ＞ 4 的情况下使用这个方法时是可能的 )， 则也可省略帧 y 中的 DL 数据接收和 处理。
上述方法可在传送控件 311 中实现， 以便通过取多于一个传输时间间隔来操纵用 于限制移动通信装置的功率消耗的上行链路传输， 这按照一些实现可具有下列优点 ：
当假定所抑制 UL TTI 帧的重复周期大于 10 个 TTI 并且因此所传送 UL 帧的损失 非常小、 即可接受时， 用户体验以及 3GPP 测试情况只会受到该方法的极为有限影响。
该方法平滑地处理丢弃上行链路与不丢弃上行链路帧之间的过渡， 并且因而对网 络或最终用户而言是几乎不可见的。处理这种方法不需要网络进行附加控制。该方法还允 许对功率消耗峰值的极迅速反应时间。 这在慢反应时间会引起较长上行链路丢失率时特别 有用。该方法允许使用主系统中的嵌入式高速移动通信装置， 即使它们设计用于较低功率 消耗时也允许。该方法不影响网络侧中的调度器， 因为上行链路分组的丢失是移动电信系 统的典型行为。
按照一个实现， 可直接通过启用 / 禁用 UL TX 并且通过考虑多于一个 TTI， 根据功 率消耗来执行由移动通信装置对 UE UL TX 的控制。
按照环境条件相关 UL TX 控制中的方法的另一个实现， 传输控件 311 实现通过考 虑多于一个 TTI 来操纵 UL 传输以便限制 UE 的功率消耗， 这通过使用图 6 和图 9 所示的流 程图来描述。它基于如下概念 ：
形成移动通信装置的一个实施例的嵌入式移动通信系统知道所有数据速率的传 输功率与功率消耗之间的相关性。嵌入式移动通信系统可确定随后 N 个 TTI 的可用能量。 这可包括在能量存储装置是嵌入式移动通信系统的一部分的情况下确定能量存储装置中的所存储能量， 和 / 或考虑保持影响功率消耗的系统的所有已知界限、 特别是平均电流界 限和峰值电流极限以及热耗散界限。
嵌入式移动通信系统可通过使用它对全部数据速率的传输功率与功率消耗之间 的相关性的了解， 来计算和估计随后 N 个 TTI 的预计能量消耗。例如所调度传输功率以及 UL 和 DL 数据速率等所需参数因此由嵌入式移动通信系统的网络接口 305 基于每个 TTI 来 提供。作为对基本方法的增强， 网络接口 305 可以可选地已经提供用于 TTIn 的计算循环的 TTI n+1 的所需参数。在网络接口 305 没有提供用于 TTI n+1、 n+2、 ...、 n+N-1 的计算循环 的所需参数的情况下的 TTI n+1 的能量消耗基于先前的一个或多个 TTI 的所提供参数和能 量消耗被预测。这能够通过使用线性算法、 非线性算法或学习算法来进行。
嵌入式移动通信系统可通过根据下一个 TTI 的预计能量消耗是否高于下一个 TTI 的可用能量， 并且附加地通过考虑随后 N 个 TTI 的可用能量以及随后 TTI 和可选地其中禁 用 UL 传输最后 xmax 次的 TTI 的预计功率消耗启用或禁用 UL 传输， 来控制在接口上向网络 的 UL 传输。但是， 这个 TTI 中在网络接口上的 DL 接收不受这种控制机制影响。当考虑了 随后 N 个 TTI 时确定已经禁用 TTIn 中的 UL 传输是否有利时， 例如可应用如下规则 ：
如果不考虑最后被禁用的 UL 传输， 则可导致在没有发送 UL 时抑制可连接到与先 前已经抑制的 DL 帧反馈相同的 HARQ 实例 ( 混合自动重复请求 ) 的相同常规 DL 帧反馈。 这 种行为可使单个 HARQ 实例具有比其它 HARQ 实例高许多的损失。如果考虑了最后 xmax 个 被禁用 UL TTI 以便避免抑制连接到与先前已经抑制的 DL 帧反馈相同的 HARQ 实例的 DL 帧 反馈， 则可避免这种情况。因此， UL TTI 可能比当评估这个 TTI 的预计能量消耗是否高于 这个 TTI 的可用能量时所需的更早被抑制， 以便避免不会再次抑制包含先前对其已经抑制 DL 帧反馈的 HARQ 实例的 DL 帧反馈的后续 UL TTI。这也能够通过按照重复速率对每个周 期 y+1、 y-1、 y、 ... 略微改变的方式改变被禁用 UL 传输 TTI 的发生来进行。
对网络， 这种方式可关联与 UE 遗漏网络对某一 TTI 发送的 UL 准予的情况相似的 行为， 并且因此对这个 TTI 没有调度 UL 上的传输。因此， 网络可以能够处理这类情况。如 果这种情况更频繁或者定期发生 ( 在如图 7 和图 8 所示功率消耗恒定地处于可用功率消耗 极限之上的情况下会是这样 )， 则可假定网络会降低这个 UE 的网络接口资源， 并且因而降 低这个 UE 的所调度数据速率， 这是优选行为。
嵌入式移动通信系统可始终使用一个 TTI 中的可用能量与所消耗能量之间的增 量来对能量存储装置充电。具体来说， 能量存储装置的容量选择成使得其中 UL TX 被禁用 的 x 个 TTI 中的被充电能量允许其中 UL TX 被启用的 N-x 个 TTI。注意， 通过这种方法， 在 其中 UL TX 被启用的正常传输帧期间， 可使用正确 UL 发射功率， 甚至在它超过电源的电流 界限时也是可使用的。
按照另一个实施例或者一个备选实施例， 例如在 LTE 技术的情况下， 上行链路帧 不仅包含上行链路用户数据， 而且还可包含上行链路控制数据。该控制数据可主要用于提 供关于所接收下行链路数据的反馈， 其中反馈可由移动通信装置传送到通信网络。如果例 如远程网络实体没有接收到反馈信息， 则网络可假定移动通信装置没有接收到下行链路数 据， 并且因而可重复进行已传送传输数据的传输。 这个发现可产生进一步优化， 这可引起在 与其关联的确认因功率消耗的降低而没有被传送时丢弃所接收数据。例如， 可在帧 y+4 中 确认在帧 y 中接收的数据块。在移动通信装置在帧 y 中例如根据预测已经知道帧 y+4 在被调度用于其间可执行数据降低的特定时间间隔内的传输时不会被传送的情况下， 则也可省 略帧 y 中的下行链路数据接收和处理， 这附加地节省能量。作为举例， 图 3 所示的接口 IF2 可扩展成还允许控制启用和 / 或禁用下行链路数据帧的接收。要注意， 当 N 大于 4 时， 也可 使用这种方法。
上述实现的优点可在于， 可避免具有比其它 HARQ 实例高许多的损失的单个 HARQ 实例。此外， 可节省附加功率或能量。
如前所述， 图 6 和图 9 所示的方法可由传输控件 311 来执行， 传输控件 311 可实现 为形成通过操纵移动通信装置的传输、 即上行链路传输来操纵移动通信装置的功率消耗的 环境条件相关上行链路传输控制单元， 其中可考虑一个传输时间间隔。按照一个实现， 还 可操纵上行链路传输， 以便通过考虑多于一个传输时间间隔来限制移动通信装置的功率消 耗， 这还可在形成图 3 的传输控件 311 的实施例的环境条件相关上行链路传输控制单元中 实现。
本发明可通过一种通过控制或操纵到对应通信网络的接口上的 UL 传输来限制 ( 尤其是 LTE 或 WCDMA UE 的 ) 嵌入式移动通信系统的功率或电流消耗的方法来体现。
在另一个实施例中， 根据 UE 功率消耗 ( 例如实际正消耗的功率、 要消耗的功率或 者预测要消耗的功率 ) 以及可用功率 ( 例如取决于电源 ( 例如电池 ) 的容量和 / 或另外的 能量存储装置 ( 例如电容器电路和 / 或另外的电池 ) 的容量 ) 来执行控制或操纵。
在另一个实施例中， UL 传输控制成确保满足一个或多个所定义 ( 环境 ) 条件 / 极 限 ( 例如电流 / 功率消耗极限、 平均电流 / 功率消耗极限、 峰值电流 / 功率消耗极限 )。
在又一个实施例中， 通过降低某些传输间隔内的 UL 数据量 ( 其中术语 “降低” 包 含降低到任何数量的数据、 例如降低到零个数据 )( 下面又称作插入传输间隙 )， 来控制 UL 传输。
在又一个实施例中， 通过抑制该传输间隔内要传送的数据 ( 的部分 ) 的传输， 并且 相应地延迟数据的传输， 来执行降低。
在另一个实施例中， 抑制多个信道其中之一 ( 例如用户数据信道 ) 的传输， 而不改 变通过其它信道 ( 例如控制信道 ) 的数据的传输。
在一个附加实施例中， 根据 ( 例如所测量、 计算、 估计或预测的 )UE 功率消耗和下 列项中的至少一项， 在 UL 数据信号内插入一个或多个传输间隙 ： 功率极限、 平均功率极限、 限制平均功率极限的功率、 温度极限、 与电源相关的 UE 容量极限、 热耗散极限、 温度耗散极 限以及 UE 电源容量极限。
在一个附加实施例中， 提供能量存储装置 ( 例如电池或电容器 )， 以便在传输间隙 期间存储来自 UE 的 ( 主 ) 电源的能量， 以及在其它传输周期中除了向 UE( 例如网络接口 ) 提供来自电源的功率之外还提供附加功率。这例如能够有利地应用于有电流界限的情况， 其中一个 TTI 的电流极限低于一个 TTI 中的 ( 最大 ) 所需电流。
在另一个实施例中， 插入一个或多个 UL 传输间隙， 以便不仅确保平均电流界限而 且确保峰值电流界限。
在又一个实施例中， 执行要消耗的电流到嵌入式系统的不同构建块的功率管理分 布。
另一个实施例包括 ： 执行电源容量检测， 以便检测主电源的容量 ( 例如， 包括从已知系统参数所得出的或者例如在启动阶段预先检测的静态部分， 和 / 或包括可随时间而改 变并且在 UE 操作期间确定的主电源容量的动态部分 ( 例如将要连续或重复测量、 检测或估 计 )。
在另一个实施例中， 执行能量消耗预测计算， 以便对于一个或多个传输间隔确定 嵌入式系统的预计能量 ( 或功率 ) 消耗， 并且可选地根据从网络 ( 通过网络接口 ) 所提供 的例如所使用带宽、 所调度 UL 传输功率以及所调度 UL 和 DL 数据速率等参数来估计一个或 多个后续传输间隔的预计能量消耗的预测。
在又一个实施例中， 通过根据一个或多个随后传输间隔的可用能量并且根据一个 或多个随后传输间隔的预计能量消耗在传输间隔内抑制 ( 或降低 ) 数据传输以保持电流和 / 或热耗散界限， 来执行环境条件相关 UL 传输操纵。
在另一个实施例中， 传输间隔是 LTE 上行链路传输时间间隔 (TTI)， 其中数据的降 低通过降低关联到这个 TTI 的资源块来实现。
在一个附加实施例中， 其中， 该降低通过下列之一的至少一个步骤来实现 ： 在传 递到第 2 层 (MAC 层 ) 之前操纵由网络所传送的所接收 UL 资源分配， 禁用由网络在物理层 (PHY) 上传送的 UL 资源分配的接收以及 PHY 上的 UL 传输的取消。
本发明可通过包括电源、 处理单元、 网络接口和传输操纵电路的用户设备来体现， 它适合于根据一个或多个即将到来的传输间隔的可用能量以及根据这些传输间隔的预计 能量消耗来抑制 ( 或降低 ) 即将到来的传输间隔中的数据传输。
以上详细描述的实施例中的元件和特征的特定组合只是示范性的 ； 也明确考虑这 些实施例与本文所公开的其它实施例的互换和置换。本领域的技术人员会知道， 本文所述 内容的变更、 修改和其它实现能够是本领域的技术人员可想到的， 而没有背离要求保护的 本发明的精神和范围。相应地， 前面的描述仅作为举例， 而不是要进行限制。本发明的范围 在以下权利要求书及其等效物来定义。此外， 描述和权利要求书中使用的参考标号不限制 要求保护的本发明的范围。