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図面 (20)

課題

ワイヤレス通信デバイスパケットを処理するときに節電するために動的電圧および周波数スケーリングが使用される方法および装置を提供する。

解決手段

インフレーム検出は、デバイスが、受信したフレームの1つまたは複数のパケットを処理するために第1の(例えば、より低い)電圧レベルから第2の(例えば、より高い)電圧レベルに遷移するかどうかを決定する。いくつかのパケットタイプに対して第1の電圧レベルが維持される。他の場合には、デバイスは、デバイスによってサポートされている複数の帯域幅のうちから使用する帯域幅をチャネル条件に基づいて決定する。電圧レベルは、決定した帯域幅に対応するものとして識別され、処理電圧は、識別された電圧レベルに合わせてスケーリングされる。

概要

背景

[0002]ワイヤレス通信ネットワークは、音声ビデオパケットデータ、メッセージングブロードキャスト、および同様のものなどの様々な通信サービスを提供するため広く展開されている。これらのワイヤレスネットワークは、利用可能なネットワークリソース共有することによって複数のユーザをサポートすることが可能な多元接続ネットワークであり得る。

[0003]ワイヤレス通信ネットワークは、いくつかのワイヤレスデバイスに対する通信をサポートできるアクセスポイントAP)および/または基地局もしくはノードBなどのいくつかのネットワークデバイスを備え得る。ワイヤレスデバイスは、ネットワークデバイスと双方向に通信できる。例えば、セルラーネットワークでは、ユーザ機器(UE)は、ダウンリンクアップリンクとを介して基地局と通信し得る。ダウンリンク(または順方向リンク)は基地局からUEへの通信リンクを指し、アップリンク(または逆方向リンク)はUEから基地局への通信リンクを指す。類似の形態の通信は、ワイヤレスデバイス(例えば、局またはSTA)とワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)内のアクセスポイントとの間で行われ得る。

[0004] 例えば、WLANでは、アクセスポイントが、データを1つまたは複数のフレームの形態で少なくとも1つのクライアントデバイス送り得る。電力消費量を低減するために、クライアントデバイスは、クライアントデバイスがアクセスポイントと通信するために使用されていないときなど、いくつかの状況において低消費電力モード(例えば、スリープモード)で動作し得る。しかしながら、他の状況では、クライアントデバイスの電力消費量を低減することが、クライアントデバイスによって受信される信号の帯域幅(例えば、信号伝送フレーム)は知られ得ないので、難しいことがわかり得る。リスニングモードまたは能動的受信/送信モードなどの場合において、例えば、電力消費量を低減するために追加のメカニズムが必要になることがある。さらに、セルラーネットワークで使用されるワイヤレスデバイス(例えば、UE)に、類似のメカニズムも必要になり得る。

概要

ワイヤレス通信デバイスでパケットを処理するときに節電するために動的電圧および周波数スケーリングが使用される方法および装置を提供する。インフレーム検出は、デバイスが、受信したフレームの1つまたは複数のパケットを処理するために第1の(例えば、より低い)電圧レベルから第2の(例えば、より高い)電圧レベルに遷移するかどうかを決定する。いくつかのパケットタイプに対して第1の電圧レベルが維持される。他の場合には、デバイスは、デバイスによってサポートされている複数の帯域幅のうちから使用する帯域幅をチャネル条件に基づいて決定する。電圧レベルは、決定した帯域幅に対応するものとして識別され、処理電圧は、識別された電圧レベルに合わせてスケーリングされる。

目的

[0002]ワイヤレス通信ネットワークは、音声、ビデオ、パケットデータ、メッセージング、ブロードキャスト、および同様のものなどの様々な通信サービスを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

ワイヤレス通信のための方法であって、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作することと、受信されたフレーム内で、前記受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出することと、前記検出されたフレームメトリックに基づき前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定することとを備える方法。

請求項2

前記フレームメトリックは、スループットカテゴリ、パケットの送信先、送信グラント、および受信グラントのうちの1つまたは複数を備える請求項1に記載の方法。

請求項3

前記第1の電圧レベルから前記第2の電圧レベルにスケーリングすることをさらに備え、前記第2の電圧レベルは前記第1の電圧レベルよりも大きい請求項1に記載の方法。

請求項4

前記第2の電圧レベルで前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの前記少なくとも一部を処理した後に次の受信されたフレームについて前記第2の電圧レベルから前記第1の電圧レベルにスケーリングすることをさらに備える請求項1に記載の方法。

請求項5

前記検出することは、前記受信されたフレームのプリアンブル内の前記フレームメトリックを検出することを備える請求項1に記載の方法。

請求項6

前記受信されたフレーム内の前記1つまたは複数のパケットは、IEEE802.11acパケットである請求項1に記載の方法。

請求項7

前記1つまたは複数のパケットは、超高スループット(VHT)パケットであり、前記検出することは、前記受信されたVHTパケットのVHTショートトレーニングフィールド(VHT−STF)の間に前記フレームメトリックを検出することを備える請求項6に記載の方法。

請求項8

前記VHTパケット内で前記第1の電圧レベルから前記第2の電圧レベルにスケーリングすることをさらに備え、前記第2の電圧レベルは前記第1の電圧レベルよりも大きい請求項7に記載の方法。

請求項9

前記フレームが前記ワイヤレス通信デバイスを送信先としているかどうかを決定することと、前記フレームが前記ワイヤレス通信デバイスを送信先としていないときに前記第1の電圧レベルで動作することとをさらに備える請求項1に記載の方法。

請求項10

前記決定することは、前記フレームの媒体アクセス制御(MAC)部分を識別することと、前記フレームの前記MAC部分から前記フレームの送信先を決定することとを備える請求項9に記載の方法。

請求項11

前記決定することは、前記フレーム内のpAIフィールドまたはGIDフィールドを識別することと、前記pAIDフィールドまたは前記GIDフィールドから前記フレームの送信先を決定することとを備える請求項9に記載の方法。

請求項12

前記1つまたは複数のパケットは、高スループット(HT)パケットであり、前記方法は前記HTパケットの少なくとも一部を処理するために前記第1の電圧レベルから前記第2の電圧レベルにスケーリングすることを備え、前記第2の電圧レベルは前記第1の電圧レベルよりも大きい請求項1に記載の方法。

請求項13

前記1つまたは複数のパケットは、レガシーパケットであり、前記方法は前記レガシーパケットを処理するために前記第1の電圧レベルを維持することを備える請求項1に記載の方法。

請求項14

受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットに関連付けられている帯域幅を識別することと、少なくとも一部は前記フレームメトリックと前記識別された帯域幅とに基づき前記第1の電圧レベルから前記第2の電圧レベルにスケーリングすることとをさらに備える請求項1に記載の方法。

請求項15

受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットに関連付けられている異なる帯域幅を識別することと、少なくとも一部は前記フレームメトリックと前記識別された異なる帯域幅とに基づき前記第2の電圧レベルから第3の電圧レベルにスケーリングすることとをさらに備える請求項14に記載の方法。

請求項16

前記フレームメトリックに基づき第1のクロック周波数から第2のクロック周波数にスケーリングすることをさらに備え、前記第2のクロック周波数は前記第1のクロック周波数よりも大きい請求項1に記載の方法。

請求項17

前記フレームは、第1のスロットと第2のスロットとを備えるLTEサブフレームであり、前記第1のスロットは物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)情報を持つ領域を備え、前記検出することは、前記第1のスロットにおける前記領域内の前記フレームメトリックを検出することを備える請求項1に記載の方法。

請求項18

前記フレームの一部がLTEモデムによって復号されるかどうかを前記フレームメトリックから決定することと、前記フレームの一部が前記LTEモデムによって復号されないとの決定がなされたときに前記フレームの前記一部を処理するように前記第1の電圧から前記第2の電圧にスケーリングすることとをさらに備える請求項17に記載の方法。

請求項19

前記フレームメトリックは、前記受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられている帯域幅である請求項1に記載の方法。

請求項20

前記第2の電圧レベルを前記ワイヤレス通信デバイスの1つまたは複数のサブシステム印加することをさらに備える請求項1に記載の方法。

請求項21

ワイヤレス通信のための方法であって、ワイヤレス通信デバイスで利用される帯域幅を前記ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅から決定することと、前記決定された帯域幅に基づき前記ワイヤレス通信デバイスで使用する電圧レベルを識別することと、フレームを処理するために電圧レベルを前記識別された電圧レベルにスケーリングすることとを備える方法。

請求項22

前記スケーリングされた電圧レベルで動作している間に前記フレームを送信することをさらに備える請求項21に記載の方法。

請求項23

1つまたは複数のパケットを備える前記フレームを受信することと、前記スケーリングされた電圧レベルで前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理することとをさらに備える請求項21に記載の方法。

請求項24

1つまたは複数のパケットを備える前記フレームを受信することと、前記受信されたフレーム内で、前記受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出することと、前記フレームメトリックと前記決定された帯域幅とに基づき前記スケーリングされた電圧レベルで前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理することとをさらに備える請求項21に記載の方法。

請求項25

前記ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている前記帯域幅の各々は、別の帯域幅の前記電圧レベルと異なる対応する電圧レベルを有し、前記識別された電圧レベルは、前記決定された帯域幅に対応する前記電圧レベルである請求項21に記載の方法。

請求項26

前記決定された帯域幅に基づき、前記ワイヤレス通信デバイスによって利用される1つまたは複数の物理レイヤ(PHY)クロックを調整することをさらに備える請求項21に記載の方法。

請求項27

前記決定することは、前記ワイヤレス通信デバイスに関連付けられているチャネル条件に基づき前記ワイヤレス通信デバイスにおいて利用される前記帯域幅を決定することを備える請求項21に記載の方法。

請求項28

前記スケーリングすることは、前記決定された帯域幅と異なる帯域幅に対応する電圧レベルから前記識別された電圧レベルにスケーリングすることを備える請求項21に記載の方法。

請求項29

前記スケーリングされた電圧レベルを前記ワイヤレス通信デバイスの1つまたは複数のサブシステムに印加することをさらに備える請求項21に記載の方法。

請求項30

ワイヤレス通信のための装置であって、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作するための手段と、受信されたフレーム内で、前記受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出するための手段と、前記検出されたフレームメトリックに基づき前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定するための手段とを備える装置。

請求項31

ワイヤレス通信のための装置であって、ワイヤレス通信デバイスにおいて利用される帯域幅を前記ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅から決定するための手段と、前記決定された帯域幅に基づき前記ワイヤレス通信デバイスで使用する電圧レベルを識別するための手段と、フレームを処理するために電圧レベルを前記識別された電圧レベルにスケーリングするための手段とを備える装置。

請求項32

プロセッサと、前記プロセッサと電子的に通信するメモリとを備え、前記メモリに記憶される命令は前記プロセッサによってワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作し、受信されたフレーム内で、前記受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出し、前記検出されたフレームメトリックに基づき前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定するように実行可能であるワイヤレス通信デバイス。

請求項33

プロセッサと、前記プロセッサと電子的に通信するメモリとを備え、前記メモリに記憶される命令は前記プロセッサによってワイヤレス通信デバイスにおいて利用される帯域幅を前記ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅から決定し、前記決定された帯域幅に基づき前記ワイヤレス通信デバイスで使用する電圧レベルを識別し、フレームを処理するために電圧レベルを前記識別された電圧レベルにスケーリングするように実行可能であるワイヤレス通信デバイス。

請求項34

受信されたフレーム内で、前記受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出するように構成された検出器と、第1の電圧レベルで動作し、前記検出されたフレームメトリックに基づき前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定するように構成された電圧調整器とを備えるワイヤレス通信デバイス。

請求項35

ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅から前記ワイヤレス通信デバイスにおいて利用される帯域幅を決定するように構成された帯域幅識別器と、前記決定された帯域幅に基づき前記ワイヤレス通信デバイスで使用する電圧レベルを識別し、フレームを処理するために電圧レベルを前記識別された電圧レベルにスケーリングするように構成された電圧調整器とを備えるワイヤレス通信デバイス。

請求項36

少なくとも1つのコンピュータに、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作することをさせるためのコードと、前記少なくとも1つのコンピュータに、受信されたフレーム内で、前記受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出することをさせるためのコードと、前記少なくとも1つのコンピュータに、前記検出されたフレームメトリックに基づき前記受信されたフレームの前記1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定することをさせるためのコードとを備える非一時的コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品

請求項37

少なくとも1つのコンピュータに、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅から前記ワイヤレス通信デバイスにおいて利用される帯域幅を決定することをさせるためのコードと、前記少なくとも1つのコンピュータに、前記決定された帯域幅に基づき前記ワイヤレス通信デバイスで使用する電圧レベルを識別することをさせるためのコードと、前記少なくとも1つのコンピュータに、フレームを処理するために電圧レベルを前記識別された電圧レベルにスケーリングすることをさせるためのコードとを備える非一時的コンピュータ可読媒体を備えるコンピュータプログラム製品。

技術分野

0001

相互参照
[0001] 本出願は、Homchaudhuriらによって「DYNAMICVOLTAGE AND FREQUENCSCALING IN WIRELESSODEMS」と題されて2013年7月30日に出願された米国特許出願第13/954,035号、およびHomchaudhuriらによって「DYNAMIC VOLTAGE AND FREQUENCY SCALING IN WIRELESS MODEMS」と題されて2013年4月5日に出願された米国仮特許出願第61/809,257号に対する優先権を主張するものであり、これらの各々は本譲受人に譲渡されている。

背景技術

0002

[0002]ワイヤレス通信ネットワークは、音声ビデオパケットデータ、メッセージングブロードキャスト、および同様のものなどの様々な通信サービスを提供するため広く展開されている。これらのワイヤレスネットワークは、利用可能なネットワークリソース共有することによって複数のユーザをサポートすることが可能な多元接続ネットワークであり得る。

0003

[0003]ワイヤレス通信ネットワークは、いくつかのワイヤレスデバイスに対する通信をサポートできるアクセスポイントAP)および/または基地局もしくはノードBなどのいくつかのネットワークデバイスを備え得る。ワイヤレスデバイスは、ネットワークデバイスと双方向に通信できる。例えば、セルラーネットワークでは、ユーザ機器(UE)は、ダウンリンクアップリンクとを介して基地局と通信し得る。ダウンリンク(または順方向リンク)は基地局からUEへの通信リンクを指し、アップリンク(または逆方向リンク)はUEから基地局への通信リンクを指す。類似の形態の通信は、ワイヤレスデバイス(例えば、局またはSTA)とワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)内のアクセスポイントとの間で行われ得る。

0004

[0004] 例えば、WLANでは、アクセスポイントが、データを1つまたは複数のフレームの形態で少なくとも1つのクライアントデバイス送り得る。電力消費量を低減するために、クライアントデバイスは、クライアントデバイスがアクセスポイントと通信するために使用されていないときなど、いくつかの状況において低消費電力モード(例えば、スリープモード)で動作し得る。しかしながら、他の状況では、クライアントデバイスの電力消費量を低減することが、クライアントデバイスによって受信される信号の帯域幅(例えば、信号伝送フレーム)は知られ得ないので、難しいことがわかり得る。リスニングモードまたは能動的受信/送信モードなどの場合において、例えば、電力消費量を低減するために追加のメカニズムが必要になることがある。さらに、セルラーネットワークで使用されるワイヤレスデバイス(例えば、UE)に、類似のメカニズムも必要になり得る。

0005

[0005]ワイヤレス通信デバイスでパケットを処理するときに節電するために動的電圧および周波数スケーリング(DVFS)が使用され得るワイヤレス通信のための方法および装置が説明される。いくつかの場合において、インフレームすなわちフレーム内検出は、ワイヤレス通信デバイスが、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットを処理するために第1の(例えば、より低い)電圧レベルから第2の(例えば、より高い)電圧レベルに遷移するかどうかを決定することを可能にし得る。第2の電圧は、少なくとも一部は帯域幅に基づき複数の電圧から選択され得る。例えば、異なる帯域幅が使用され、各帯域幅はそれに関連付けられている異なる第2の電圧を有し得る。いくつかの種類のパケットまたはフレームの十分な処理(例えば、クロック同期周波数)を可能にするように、より低い電圧レベルが最初に選択され得る。高または超高スループットのパケットが検出されたときに、より高い電圧レベルを印加することは、高または超高スループットのパケットの内容をデジタル処理するためにその後使用されるより高いクロック周波数許容し得る。

0006

[0006] いくつかの実施形態では、ワイヤレス通信デバイスが、デバイスによってサポートされている複数の帯域幅のうちから使用する帯域幅を決定する。例えば、現在のWLANデバイスは、20メガヘルツMHz)、40MHz、80MHz、および/または160MHzの帯域幅をサポートし得る。他のワイヤレスデバイスは、WLANデバイスよりも多い、少ない、および/または異なる帯域幅をサポートし得る。帯域幅は、チャネル条件に基づき決定され得る。日和見的ワイヤレスシステムでは、帯域幅が、クリアチャネル評価(CCA)技術を使用して決定され得るか、または別の実施形態では、帯域幅が、ワイヤレスプロトコルスタックのより高い制御プレーン決定に基づき決定される。電圧レベルは、決定された帯域幅に対応するとして識別され、処理電圧は、識別された電圧レベルに合わせてスケーリングされ得る。例えば、1つの帯域幅では第1の電圧レベルを使用し得るが、より高い帯域幅では第1の電圧レベルよりも高い第2の電圧レベルを使用し得る。上で言及されているように、より高い電圧レベルは、その動作モードを維持するのに必要になり得る、デジタル処理に対するより高いクロック周波数を許容し得る。ワイヤレス通信デバイスは、WLAN(Wi−Fi(登録商標ネットワークとも呼ばれる)および/またはセルラーネットワーク(例えば、3GPP(登録商標)ロングタームエボリューションまたはLTE(登録商標))において動作するように構成され得る。

0007

[0007]ワイヤレス通信のための方法は、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作することを含む。この方法は、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリック(frame metric)を検出することを含む。この方法は、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定することをさらに含む。フレームメトリックは、スループットカテゴリ、パケットの送信先、送信グラント、および受信グラントのうちの1つまたは複数を含み得る。いくつかの実施形態で、この方法は、第2の電圧レベルをワイヤレス通信デバイスの1つまたは複数のサブシステムに印加することを含む。異なる電圧で動作する結果、デジタル処理に対するクロック周波が異なり得る。

0008

[0008] この方法のいくつかの実施形態で、この方法は、第1の電圧レベルから第2の電圧レベルにスケーリングすることを含み、第2の電圧レベルは、第1の電圧レベルよりも大きい。この方法は、第2の電圧レベルで受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理した後に次の受信されたフレームについて第2の電圧レベルから第1の電圧レベルにスケーリングすることを含み得る。検出することは、受信されたフレームのプリアンブル内のフレームメトリックを検出することを含み得る。

0009

[0009] この方法のいくつかの実施形態で、受信されたフレーム内の1つまたは複数のパケットはIEEE802.11acパケットである。1つまたは複数のパケットの各々は、超高スループット(VHT)パケットであってよく、検出することは、1つまたは複数の受信されたVHTパケットのVHTショートトレーニングフィールド(VHT−STF)の間にフレームメトリックを検出することを含み得る。第1の電圧レベルから第2の電圧レベルへのスケーリングは、VHTパケット内で行わるものとしてよく、第2の電圧レベルは、第1の電圧レベルよりも大きい。いくつかの実施形態で、1つまたは複数のパケットは高スループット(HT)パケットであり、この方法は、HTパケットのうちの1つまたは複数の少なくとも一部を処理するために第1の電圧レベルから第2の電圧レベルにスケーリングすることを含み、第2の電圧レベルは、第1の電圧レベルよりも大きい。いくつかの実施形態で、1つまたは複数のパケットはレガシーパケットであり、この方法は、レガシーパケットのうちの1つまたは複数を処理するために第1の電圧レベルを維持することを含む。

0010

[0010] この方法のいくつかの実施形態で、この方法は、フレームがそのワイヤレス通信デバイスを送信先としているかどうかを決定することと、フレームがそのワイヤレス通信デバイスを送信先としていないときに第1の電圧レベルで動作することとを含む。決定することは、フレームの媒体アクセス制御(MAC)部分を識別することと、フレームのMAC部分からフレームの送信先を決定することとを含み得る。決定することは、フレーム内の部分的関連付け識別子(pAID)フィールドまたはグループ識別子GID)フィールドを識別することと、pAIDフィールドまたはGIDフィールドからフレームの送信先を決定することとを含み得る。

0011

[0011] この方法のいくつかの実施形態で、この方法は、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられている帯域幅を識別することと、少なくとも一部はフレームメトリックと識別された帯域幅とに基づき第1の電圧レベルから第2の電圧レベルにスケーリングすることとを含む。フレームメトリックは、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられている帯域幅であってよい。この方法は、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられている異なる帯域幅を識別することと、少なくとも一部はフレームメトリックと識別された異なる帯域幅とに基づき第2の電圧レベルから第3の電圧レベルにスケーリングすることとを含む。いくつかの実施形態で、この方法は、フレームメトリックに基づき第1のクロック周波数(例えば、デジタル処理のための第1のクロック周波数)から第2のクロック周波数(例えば、デジタル処理のための第2のクロック周波数)にスケーリングすることを含むものとしてよく、第2のクロック周波数は、第1のクロック周波数よりも大きい。

0012

[0012] この方法のいくつかの実施形態で、フレームは第1のスロットと第2のスロットとを有するLTEサブフレームを含み、第1のスロットは物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)情報を持つ領域を含み、検出することは、第1のスロットにおける領域内のフレームメトリックを検出することを含む。いくつかの実施形態で、この方法は、フレームの一部がLTEモデムによって復号されるかどうかをフレームメトリックから決定することと、フレームの一部がLTEモデムによって復号されないとの決定がなされたときにフレームの一部を処理するように第1の電圧から第2の電圧にスケーリングすることとを含む。

0013

[0013]ワイヤレス通信のための方法は、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅(例えば、WLANデバイス用の20MHz、40MHz、80MHz、および/または160MHz)からワイヤレス通信デバイスで使用される帯域幅を決定することを含む。この方法は、決定された帯域幅に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用する電圧レベルを識別することを含む。この方法は、フレームを処理するために電圧レベルを識別された電圧レベルにスケーリングすることも含む。いくつかの実施形態で、この方法は、スケーリングされた電圧レベルで動作している間にフレームを送信することを含む。いくつかの実施形態で、この方法は、1つまたは複数のパケットを有するフレームを受信することと、スケーリングされた電圧レベルで受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理することとを含む。いくつかの実施形態で、この方法は、1つまたは複数のパケットを有するフレームを受信することと、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出することと、フレームメトリックと決定された帯域幅とに基づきスケーリングされた電圧レベルで受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理することとを含む。

0014

[0014] この方法のいくつかの実施形態で、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている帯域幅の各々は、別の帯域幅の電圧レベルと異なる対応する電圧レベルを有し、識別された電圧レベルは、決定された帯域幅に対応する電圧レベルである。いくつかの実施形態で、この方法は、決定された帯域幅に基づき、1つまたは複数の物理レイヤ(PHY)またはワイヤレス通信デバイスによって使用されるタイミングまたは同期信号の類似のソースを調整することを含む。

0015

[0015] この方法のいくつかの実施形態で、決定することは、ワイヤレス通信デバイスに関連付けられているチャネル条件(例えば、CCA技術)に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用される帯域幅を決定することを含む。スケーリングは、決定された帯域幅と異なる帯域幅に対応する電圧レベルから識別された電圧レベルにスケーリングすることを含み得る。この方法は、スケーリングされた電圧レベルをワイヤレス通信デバイスの1つまたは複数のサブシステムに印加することを含み得る。

0016

[0016]ワイヤレス通信のための装置は、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作させるための手段を含む。この装置は、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出するための手段を含む。この装置は、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定するための手段も含む。

0017

[0017]ワイヤレス通信のための装置は、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅からワイヤレス通信デバイスにおいて使用される帯域幅を決定するための手段を含む。この装置は、決定された帯域幅に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用する電圧レベルを識別するための手段を含む。この装置は、フレームを処理するために電圧レベルを識別された電圧レベルにスケーリングするための手段も含む。

0018

[0018]ワイヤレス通信デバイスは、プロセッサと、プロセッサと電子的に通信するメモリとを備え、メモリ内に記憶されている命令は、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作し、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出し、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定するためにプロセッサによって実行可能である。

0019

[0019]ワイヤレス通信デバイスは、プロセッサと、プロセッサと電子的に通信するメモリとを備え、メモリ内に記憶されている命令は、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅からワイヤレス通信デバイスにおいて使用される帯域幅を決定し、決定された帯域幅に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用する電圧レベルを識別し、フレームを処理するために電圧レベルを識別された電圧レベルにスケーリングするためにプロセッサによって実行可能である。

0020

[0020]ワイヤレス通信デバイスは、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出するように構成された検出器を備える。このデバイスは、第1の電圧レベルで動作し、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定するように構成された電圧調整器を備える。

0021

[0021]ワイヤレス通信デバイスは、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅からワイヤレス通信デバイスにおいて使用される帯域幅を決定するように構成された帯域幅識別器を備える。このデバイスは、決定された帯域幅に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用する電圧レベルを識別し、フレームを処理するために電圧レベルを識別された電圧レベルにスケーリングするように構成された電圧調整器を備える。

0022

[0022]コンピュータプログラム製品は、少なくとも1つのコンピュータに、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作することをさせるためのコードを有する非一時的コンピュータ可読媒体を備える。非一時的コンピュータ可読媒体は、少なくとも1つのコンピュータに、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出することをさせるためのコードを含む。非一時的コンピュータ可読媒体は、少なくとも1つのコンピュータに、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定することをさせるためのコードも含む。

0023

[0023]コンピュータプログラム製品は、少なくとも1つのコンピュータに、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅からワイヤレス通信デバイスにおいて使用される帯域幅を決定することをさせるためのコードを有する非一時的コンピュータ可読媒体を備える。非一時的コンピュータ可読媒体は、少なくとも1つのコンピュータに、決定された帯域幅に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用する電圧レベルを識別することをさせるためのコードを含む。非一時的コンピュータ可読媒体は、少なくとも1つのコンピュータに、フレームを処理するために電圧レベルを識別された電圧レベルにスケーリングすることをさせるためのコードも含む。

0024

[0024] 前述の説明では、次の発明を実施するための形態を理解しやすくするために本開示に従って例の特徴および技術的利点の概略をかなり広範にわたって述べている。これ以降では、追加の特徴および利点が説明される。開示される概念および特定の例は、本開示の同じ目的を実施するために他の構造物修正または設計するための基盤として容易に利用され得る。このような同等の構造は、付属の請求項の精神および範囲から逸脱しない。本明細書で開示される概念に特徴的であると考えられる特徴は、その編成および動作方法の両方に関して、関連する利点と併せて、付属の図面に関連して考察するときに次の説明を参照することで理解しやすくなる。図の各々は、例示および説明のみの目的で与えられ、特許請求の範囲の限界を定めるものでない。

0025

[0025] 本発明の性質および利点は、次の図面を参照することでさらに深く理解され得る。添付図において、類似のコンポーネントまたは特徴は、同じ参照ラベルを有するものとしてよい。さらに、同じタイプの様々なコンポーネントは、参照ラベルの後にダッシュと類似のコンポーネントを区別する第2のラベルを付けることによって区別され得る。第1の参照ラベルのみが明細書中で使用されている場合、説明は、第2の参照ラベルに関係なく同じ第1の参照ラベルを有する類似のコンポーネントのうちの1つに適用可能である。

図面の簡単な説明

0026

様々な実施形態による、ワイヤレス通信システムの一例を示す図である。
様々な実施形態による、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)システムの一例を示す図である。
様々な実施形態による、ワイヤレスモデムアーキテクチャの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対するインフレーム検出の一例を示す図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対するインフレーム検出の別の例を示す図である。
様々な実施形態による、帯域幅ベースの動的電圧および周波数スケーリングの一例を示す図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングにおけるパケット送信先情報の一例を示す図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングにおけるパケット送信先情報の別の例を示す図である。
様々な実施形態による、IEEE802.11acの超高スループット(VHT)パケットにおけるインフレーム検出の一例を示す図である。
様々な実施形態による、様々なIEEE802.11xパケットに対するインフレーム検出の一例を示す図である。
様々な実施形態による、エラーに対するパケット処理タイムラインの一例を示す図である。
様々な実施形態による、モデムサブシステムの動的電圧および周波数スケーリングに対するアーキテクチャの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、無線周波数(RF)モデムサブシステムの動的電圧および周波数スケーリングに対するアーキテクチャの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、直接的電圧スケーリングの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、間接的電圧スケーリングの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングで使用するためのLTEフレーム構造の一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、LTEにおける短い間欠受信(DRX)間隔および長い間欠受信(DRX)間隔の一例を示す図である。
様々な実施形態による、DRX間隔における動的電圧および周波数スケーリングの一例を示す図である。
様々な実施形態による、測定ギャップにおける動的電圧および周波数スケーリングの一例を示す図である。
様々な実施形態による、ワイヤレス通信デバイスアーキテクチャの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、ネットワークデバイスアーキテクチャの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、動的スケーリングおよび周波数モジュールの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、動的スケーリングおよび周波数モジュールの別の例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、多入力多出力MIMO)通信システムの一例を示すブロック図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対する方法の一例の流れ図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対する別の方法の一例の流れ図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対するさらに別の方法の一例の流れ図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対する方法の一例の流れ図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対する別の方法の一例の流れ図である。
様々な実施形態による、動的電圧および周波数スケーリングに対するさらに別の方法の一例の流れ図である。

実施例

0027

[0056] 説明されている実施形態は、ワイヤレス通信デバイスでパケットを処理するときに節電するために動的電圧および周波数スケーリング(DVFS)が使用され得るワイヤレス通信のための方法および装置に向けられている。いくつかの場合において、インフレーム検出は、デバイス(例えば、UE、STA)が、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットを処理するために第1の(例えば、より低い)電圧レベルから第2の(例えば、より高い)電圧レベルに遷移するかどうかを決定することを可能にし得る。いくつかの種類のパケットまたはフレームの十分な処理(例えば、クロック同期周波数)を可能にするように、より低い電圧レベルが最初に選択され得る。高または超高スループットのパケットが検出されたときに、より高い電圧レベルを印加することは、高または超高スループットのパケットの内容をデジタル処理するためにその後使用されるより高いクロック周波数を許容し得る。

0028

[0057] いくつかの実施形態では、ワイヤレス通信デバイスが、デバイスによってサポートされている複数の帯域幅のうちから使用する帯域幅を決定し得る。例えば、WLANデバイスは、20MHz、40MHz、80MHz、および/または160MHzの帯域幅をサポートし得る。帯域幅は、チャネル条件に基づき決定され得る。電圧レベルは、決定された帯域幅に対応するとして識別され、処理電圧は、識別された電圧レベルに合わせてスケーリングされ得る。例えば、1つの帯域幅では第1の電圧レベルを使用し得るが、より高い帯域幅では第1の電圧レベルよりも高い第2の電圧レベルを使用し得る。上で言及されているように、より高い電圧レベルは、デジタル処理に対するより高いクロック周波数を許容し得る。より高い帯域幅を取り扱うためのデジタルクロック周波数の増加は、典型的には電圧レベルの増加に関連付けられるが、電圧がすでに特定のデジタルクロック周波数に対して必要以上に高くデジタルクロック周波数をわずかに高くスケーリングする余地を残す場合があり得る。

0029

[0058]ワイヤレス通信デバイスは、限定はしないが、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)および/またはセルラーネットワーク(例えば、LTE)などの任意のワイヤレスネットワークにおいて動作するように構成され得る。WLANは、ドラフト規格またはその後策定されたワイヤレスローカルエリアネットワーキング規格を含む、様々なIEEE802.11規格(例えば、IEEE802.11a/g、IEEE802.11n、IEEE802.11ac、IEEE802.11ahなど)で説明されているプロトコルに基づくネットワークを指すものとしてよい。デバイスが、セルラーネットワーク内で動作するときに、電圧スケーリング(および対応するデジタルクロック周波数スケーリング)は、アップリンク(UL)スケジューリング条件とダウンリンク(DL)スケジュール条件とに基づき決定され得る。例えば、インフレームまたはフレーム内検出方式は、ワイヤレス通信デバイスが基地局との間で情報を受信し、または送信するようにスケジュールされているかどうかを決定するために使用され得る。いくつかの場合において、動作電圧レベルは、スケジュールされた受信または送信が行われるようにスケジュールされるまで低減され得る。

0030

[0059] 本明細書で説明されている技術は、セルラーワイヤレスシステム、ピアツーピアワイヤレス通信、WLAN、アドホックネットワーク衛星通信システム、および他のシステムなどの様々なワイヤレス通信システムに対して使用され得る。用語「システム」および「ネットワーク」は、しばしば交換可能に使用される。これらのワイヤレス通信システムは、符号分割多元接続(CDMA)、時分割多元接続TDMA)、周波数分割多元接続FDMA)、直交FDMA(OFDMA)、シングルキャリアFDMA(SC−FDMA)、および/または他の無線技術などの様々な無線通信技術を採用できる。一般的に、ワイヤレス通信は、無線アクセス技術(RAT)と呼ばれる1つまたは複数の無線通信技術の標準化された実装に従って行われる。無線アクセス技術を実装するワイヤレス通信システムまたはネットワークは、無線アクセスネットワーク(RAN)と呼ばれる場合がある。

0031

[0060] CDMA技術を採用する無線アクセス技術の例は、CDMA2000、ユニバーサル地上無線アクセスUTRA)などを含む。CDMA2000は、IS−2000標準規格と、IS−95標準規格と、IS−856標準規格とを包含する。IS−2000 Releases 0およびAは、一般に、CDMA2000 1X、1Xなどと呼ばれる。IS−856(TIA−856)は、一般に、CDMA2000 1xEVDO、High Rate Packet Data(HRPD)などと呼ばれる。UTRAは、Wideband CDMA(WCDMA(登録商標))およびCDMAの他の変更形態を含む。TDMAシステムの例は、グローバルシステムフォモバイルコミュニケーションズ(GSM(登録商標))の様々な実装を含む。OFDMおよび/またはOFDMAを採用する無線アクセス技術の例は、ウルトラモバイルブロードバンド(UMB)、発展型UTRA(E−UTRA)、IEEE802.11(Wi−Fi)、IEEE802.16(WiMAX(登録商標))、IEEE802.20、Flash−OFDMなどを含む。UTRAおよびE−UTRAは、ユニバーサルモバイル通信システム(UMTS)の一部である。LTEおよびLTE−Advanced(LTE−A)は、E−UTRAを使用するUMTSの新規リリースである。UTRA、E−UTRA、UMTS、LTE、LTE−A、およびGSMは、3GPPまたは「第3世代パートナーシッププロジェクト」という名前組織からの文書に記載されている。CDMA2000およびUMBは、「第3世代パートナーシッププロジェクト2」(3GPP2)という名前の組織からの文書に記載されている。本明細書で説明されている技術は、上述のシステムおよび無線技術、さらには他のシステムおよび無線アクセス技術に使用され得る。

0032

[0061] このため、以下の説明は例を提供するものであって、請求項に記載の範囲、適用性、または構成を制限するものでない。本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更が説明されている要素の機能および配置構成に加えられ得る。様々な実施形態は、必要に応じて様々な手順または構成要素を省略、置換、または追加できる。例えば、説明されている方法は、説明されているのと異なる順序で行われるものとしてよく、また様々なステップが追加され、省略され、または組み合わされ得る。また、いくつかの実施形態に関して説明されている特徴は、他の実施形態において組み合わされてもよい。

0033

[0062]図1は、LTE/LTE−Aネットワークと、WLANなどのワイヤレスネットワークを含み得る、通信のためのワイヤレスネットワーク100を示している。例は、LTE−AネットワークおよびWLANの使用を示しているが、様々なワイヤレスネットワークが、すでに説明されているように使用され得ることに留意されたい。ワイヤレスネットワーク100は、いくつかの発展型ノードB(eNB)105と他のネットワークエンティティまたはデバイスとを備える。eNBは、UEと通信する局であり、基地局、ノードB、アクセスポイント、または同様の名称で呼ばれる場合もある。それぞれのeNB105は、特定の地理的エリアに対する通信可能範囲を提供できる。3GPPでは、「セル」という用語は、用語の使用される文脈に依存し、カバーエリアサービスを提供するeNBおよび/またはeNBサブシステムの特定の地理的カバーエリアを指し得る。

0034

[0063] eNBは、マクロセルピコセルフェムトセル、および/または他の種類のセルに対する通信可能範囲を提供できる。マクロセルは、一般に、比較的大きい地理的エリア(例えば、半径キロメートル)をカバーし、ネットワークプロバイダとのサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にできる。ピコセルは、一般に、比較的小さい地理的エリアをカバーするはずであり、ネットワークプロバイダとのサービスに加入しているUEによる無制限アクセスを可能にできる。フェムトセルも、一般に、比較的小さい地理的エリア(例えば、自宅)をカバーするはずであり、無制限アクセスに加えて、フェムトセルとの関連付けを有するUE(例えば、限定加入者グループCSG)内のUE、自宅内のユーザ用のUEなど)による制限付きアクセスも実現できる。マクロセル用のeNBは、マクロeNBと呼ばれる場合がある。ピコセル用のeNBは、ピコeNBと呼ばれる場合がある。また、フェムトセル用のeNBは、フェムトeNBまたはホームeNBと呼ばれる場合がある。図1に示される例では、eNB105−a、105−b、および105−cが、それぞれ、マクロセル110−a、110−b、および110−cに対するマクロeNBである。eNB105−xは、ピコセル110−xに対するピコeNBである。フェムトeNBは、図示されていないが、ワイヤレスネットワーク100に含まれ得る。eNBは、1つまたは複数の(例えば、2つ、3つ、4つ、および同様の数の)セルをサポートできる。eNB105−a、105−b、105−c、ピコeNB105−x、およびフェムトeNB(図示せず)は、本開示においてeNB(またはeNB105)と呼ばれることがある。

0035

[0064]ワイヤレスネットワーク100は、同期動作または非同期動作をサポートできる。同期動作の場合、eNBは類似するフレームタイミングを有する場合があり、異なるeNBからの送信は、時間的にほぼ整合される場合がある。非同期動作の場合、eNBは異なるフレームタイミングを有する場合があり、異なるeNBからの送信は、時間的に整合されない場合がある。本明細書に記載される技法は、同期動作または非同期動作のいずれかに使用される場合がある。

0036

[0065]ネットワークコントローラ130は、eNBのセットに結合し、これらのeNBの協調制御を行うことができる。ネットワークコントローラ130は、バックホール132を介してeNB105と通信できる。eNB105は、互いに、例えば、直接的に、または有線バックホール134もしくはワイヤレスバックホール136を介して間接的に、通信することもできる。

0037

[0066] UE115は、ワイヤレスネットワーク100全体に分散させられ、各UEは、固定されたものでも移動できるものでもよい。UE115はまた、当業者によって、移動局加入者局モバイルユニット加入者ユニットワイヤレスユニットリモートユニットモバイルデバイス、ワイヤレスデバイス、ワイヤレス通信デバイス、リモートデバイスモバイル加入者局アクセス端末モバイル端末ワイヤレス端末リモート端末ハンドセットユーザエージェントモバイルクライアントクライアント、または何らかの他の適切な用語で呼ばれる場合がある。UE115は、携帯電話携帯情報端末(PDA)、ワイヤレスモデム、ワイヤレス通信デバイス、ハンドヘルドデバイスタブレットコンピュータラップトップコンピュータコードレスフォンワイヤレスローカルループ(WLL)局などであり得る。UEは、マクロeNB、ピコeNB、フェムトeNB、リレーなどと通信することが可能であり得る。

0038

[0067]ワイヤレスネットワーク100は、モバイルデバイス115と基地局105との間の送信125を示している。送信125は、モバイルデバイス115から基地局105へのアップリンク(UL)および/または逆方向リンク送信、および/または基地局105からモバイルデバイス115へのダウンリンク(DL)および/または順方向リンク送信を含み得る。LTE/LTE−Aは、ダウンリンク上でOFDMAを、アップリンク上でSC−FDMAを利用する。OFDMAおよびSC−FDMAは、システム帯域幅を、一般にトーンビンなどとも呼ばれる複数(K個)の直交サブキャリア区分する。各サブキャリアはデータで変調され得る。隣接するサブキャリア間の間隔は固定でき、サブキャリアの総数(K)はシステム帯域幅に依存して決まる場合がある。システム帯域幅は、例えば、1.25、2.5、5、10、または20MHzであってよい。これらの帯域幅に対して、128、256、512、1024、または2048個の点の対応する高速フーリエ変換FFT)が、データを処理するために使用され得る。システム帯域幅はまた、部分帯域に区分され得る。例えば、部分帯域は、1.08MHzをカバーでき、それぞれ1.25、2.5、5、10、または20MHzの対応するシステム帯域幅に対し1、2、4、8、または16個の部分帯域があり得る。

0039

[0068]図1には、2つのアクセスポイント(AP)120も示されており、第1は、セル110−a内のUE115(例えば、STA)に接続され、第2は、セル110−c内の別のUE115(例えば、STA)に接続される。UEは、送信126を通じてアクセスポイントと通信できる。この例では、AP120に接続されているUEが、セルラーネットワークとWLANの両方との通信をサポートするデュアルモードデバイスであってよい。AP120の各々はカバーエリア122を有し、様々なIEEE802.11規格で説明されている1つまたは複数のプロトコルをサポートできる。

0040

[0069]図2は、図1を参照しつつ上で説明されているWLANなどの、WLANの一例を含む図200を示している。図1のアクセスポイント120の一例であり得る、図2のアクセスポイント120−aは、ワイヤレスクライアントデバイス115−aとの、IEEE802.11ネットワークなどの、ワイヤレスローカルエリアネットワーク、またはいわゆるWi−Fiネットワークを生成し得る。WLANは、カバーエリア122−aに関連付けられ得る。クライアントデバイス115−aは、図1のAP120に接続されているUE115の例であり得る。

0041

[0070]アクセスポイント120−aは、有線またはワイヤレス通信プロトコルを使用して、データもしくはコンテンツネットワーク(図示せず)、および/またはワイドエリアネットワーク(図示せず)との通信リンクを確立できる。例えば、アクセスポイント120−aは、ケーブルモデムデジタルサービスリンク(DSL)モデム、T1もしくはT3回線などの光通信リンク、または他の形態の有線通信プロトコルのうちの1つまたは複数を使用して、別のネットワークと通信可能に結合できる。別の例では、アクセスポイント120−aが、データもしくはコンテンツネットワークおよび/またはワイドエリアネットワークにワイヤレス方式で結合され得る。例えば、アクセスポイント120−aは、図1を参照しつつ上で説明されているようなセルラーネットワーク(例えば、3G、4G)にワイヤレス方式で結合され得る。アクセスポイント120−aは、クライアントデバイス115−aの1つまたは複数が別のネットワークと通信することを可能にするように有線(例えば、イーサネット(登録商標))もしくはワイヤレス(例えば、Wi−Fi)ルータ、またはセルラー−Wi−Fiホットスポットデバイスを備えることができる。

0042

[0071]図1のワイヤレスネットワーク100と図2のWLANの両方で使用されるワイヤレスデバイスは、パケットまたはフレームを処理するときに、節電するため動的電圧および周波数スケーリング(DVFS)を有効化できるモデムまたは他の同様のデバイスを備えることができる。DVFSは、各パケットまたはフレームにおけるデジタルクロック周波数の調整またはスケーリングで、特定の帯域幅におけるそのパケットまたはフレームのコンテンツデジタル方式で処理するのに十分なクロック周波数をもたらすことを可能にする。デジタルクロック周波数のスケーリングは、典型的には、デジタルクロック周波数を発生するのに適した電力を供給するために対応する電圧スケーリングを伴う。例えば、より高い帯域幅でデータ処理を取り扱うために、電圧は、より高いデジタルクロック周波数を発生するように高められ得る(より高い電力)。その一方で、より低い帯域幅でデータ処理を取り扱うために、より低い電圧(より低い電力)が、適切なデジタルクロック周波数を発生するのに十分であり得る。従って、DVFSでは、デジタルスケーリングへの参照が、デジタルクロック周波数の対応するスケーリングへの参照であってもよい。以下に提供される説明は、DVFSを使用することによってワイヤレスデバイスにおける節電を可能にするために使用され得る技術の詳細な様々な態様である。

0043

[0072]図3は、ワイヤレスモデムの一部であってもよいデバイス300を示している。デバイス300は、いくつかの場合において、図1または図2を参照しつつ説明されているUE115、eNB105、またはAP120のうちの1つと併せて実装され得る。デバイス300は、WLANまたはセルラー通信に使用され得る。デバイス300は、プロセッサであってもよい。デバイス300は、中央演算処理装置(CPU)モジュール310と、インターフェースモジュール315と、MACレイヤモジュール320(または単にMACモジュール320)と、PHYレイヤモジュール(または単にPHYモジュール330)と、パワーマネージメントモジュール360と、メモリ(MEM)モジュール370とを備えることができる。PHYモジュール330は、ベースバンドモジュール340とトランシーバモジュール350とを含み得る。これらのコンポーネントの各々は、互いに通信し合うものとしてよい。

0044

[0073]デバイス300のコンポーネントは、個別に、または集合的に、ハードウェア内の適用可能な機能のうちの一部または全部を行うように適合された1つまたは複数の特定用途向け集積回路ASIC)により実装され得る。代替として、それらの機能は、1つまたは複数の他の処理ユニット(またはコア)によって、1つまたは複数の集積回路上で行われ得る。他の実施形態において、当技術分野で知られている任意の様式でプログラムされ得る他の種類の集積回路(例えば、構造化プラットフォームASIC、フィールドプログラマブルゲートアレイFPGA)、および他のセミカスタムIC)も使用され得る。各ユニットの機能も、命令をメモリ内に具現化され、1つまたは複数の一般的なまたはアプリケーション特有のプロセッサによって実行されるようにフォーマットして、全体として、または一部だけ実装されることもあり得る。

0045

[0074]CPUモジュール310は、データおよび/または制御情報のより高水準の処理を行うように構成され得る。CPUモジュール310は、いくつかの場合において、1つまたは複数のプロセッサ、マイクロコントローラ、および/または同様のデバイスを備えることができ、その一部は例えばアドバンスマイクロコントローラバスアーキテクチャ(AMBA)に基づくものとしてよい。

0046

[0075]インターフェースモジュール315は、CPUモジュール310とMACモジュール320との間のデータパイプ用のペリフェラルコンポーネントインターコネクトエクスプレスPCIE)/ユニバーサルシリアルバス(USB)/セキュアデジタル入出力SDIO)ブリッジを備えるように構成され得る。

0047

[0076]MACモジュール320は、データリンクレイヤオープンシステムインターコネクションOSIモデルレイヤ2)とネットワークの物理レイヤ(例えば、PHYモジュール330)との間のインターフェースを提供するように構成され得る。MACモジュール320は、いくつかの場合において、媒体アクセス制御装置と呼ばれることもある。

0048

[0077] PHYモジュール330は、MACモジュール320と物理的媒体(図示せず)との間のインターフェースを提供するように構成され得る。例えば、WLANでは、PHYモジュール330の動作が、無線周波数(RF)動作と、PHYレイヤ処理混合信号およびアナログ部分と、デジタルベースバンド(BB)処理とを含み得る。デジタルベースバンド処理は、例えば、ベースバンドモジュール340内のデジタルシグナルプロセッサ(DSP)によって取り扱われ得る。RF動作並びにPHYレイヤ処理の混合信号およびアナログ部分は、トランシーバモジュール350の一部であるものとしてよい。トランシーバモジュール350は、フレームまたはパケットをワイヤレス方式で送信し、および/または受信するように構成され得る。

0049

[0078]パワーマネージメントモジュール360は、デバイス300のコンポーネントのうちの1つまたは複数で使用される電力(例えば、電圧、クロック周波数)を制御または調整するように構成され得る。例えば、パワーマネージメントモジュール360は、デバイス300によって使用されるVddを調整し得る。Vddは、集積回路アーキテクチャ内で使用される電源電圧を指す。電源電圧を指すために他の用語も使用され得る。デバイス300のコンポーネントの電源電圧を調整すると、その結果、そのコンポーネントによって使用されるデジタルクロック周波数の対応する調整が行われ得る。パワーマネージメントモジュール360は、動的電圧および周波数スケーリングについて本明細書で説明されている技術の一部または全部を実装するように構成され得る。いくつかの場合において、パワーマネージメントモジュール360は、例えば、パワーマネージメントユニット(PMU)および/またはパワーマネージメント集積回路(PMIC)の一部であり得る。

0050

[0079]メモリモジュール370は、起動構成データ、中間/処理データ、ソフトウェアファームウェア、および同様のものを含む、デバイス300の動作の様々な態様に関連付けられているデータを記憶するように構成され得る。

0051

[0080] 例えば、デバイス300が、WLANモデム(例えば、UE115、AP120)の一部として使用されるときに、デバイス300は、異なる動作モードをサポートし得る。1つのモードは、20MHzのチャネル帯域幅に対応し得る。このモードは、レガシーWLANパケット(例えば、IEEE802.11a/g)で使用されるものとしてよく、HT20(高スループット20MHzを指す)と呼ばれる場合がある。別のモードは、より高いチャネル帯域幅、典型的には40MHzに対応し得る。このモードは、高スループット(HT)WLANパケット(例えば、IEEE802.11n)で使用されるものとしてよく、HT40と呼ばれる場合がある。いくつかの場合において、WLANは、80MHzのチャネル帯域幅を有するモードをサポートし得る。このモードは、超高スループット(VHT)WLANパケット(例えば、IEEE802.11ac)で使用されるものとしてよく、VHT80と呼ばれる場合がある。デバイス300は、静的および動的な動作モードもサポートし得る。

0052

[0081]サーチおよび受信動作に対する静的HT20モードでは、PHY(例えば、PHYモジュール330)とともに使用されるクロックが、全フレーム受信(フレーム−RX)動作に対する許容可能な最低の周波数(および対応する電圧)で動作することが可能であり得る。公称Vdd(例えば、特定の加工プロセスノードに合わせて手直しされた、1.1V)は、典型的には、デジタルモデム(例えば、BB/MAC)とRFブロックとに適用され得る。このアプローチは、例えば、早期受信(Early−Rx)、ビーコン受信(Beacon−Rx)、受信待ちサーチモード)、およびデータ受信(Data−Rx)と連携して使用され得る。

0053

[0082] 動的HT20/HT40/VHT80受信待ちモードでは、(1)エラーがあるので、またはフレームがそのデバイスを送信先にしていないのでフレーム受信(Frame−Rx)をアボートするか、または(2)より高い帯域幅で受信するためにPHYクロック(とPHY電圧と)をスケールアップ(すなわち、増加)させることを決定する前に、フレーム受信待ちゾーンにおいて(例えば、パケットまたはフレームのプリアンブル内のVHTショートトレーニングフィールド(VHT−STF)まで)(例えば、図4A図4B参照)スケーリングされたPHYクロック(とスケーリングされたPHY電圧と)で動作することが可能であり得る。しかしながら、典型的には、公称Vdd(1.1V)は、全パケットまたはフレーム受信において印加され、それにより、受信待ちモードでの電力消費量が高くなる。受信待ちモードで達成され得る節電は、半能動的負荷において電力消費量を著しく低減し得る。

0054

[0083] 動的HT20/HT40/VHT80送信および受信(Tx/Rx)モードにおいて、MAC(例えば、MACモジュール320)は、クリアチャネル評価(CCA)技術を使用するジャストインタイム帯域幅検出を使用してパケットを20/40/80MHz(場合によっては160MHzもサポートされ得る)で送信するかどうかを決定できる。パケットが、より低い帯域幅の送信に合わせて調節される場合、PHY(例えば、PHYモジュール330)は、パケット送信においてスケールバックされたクロックで動作し得る。より高い帯域幅の送信が可能であるときに(CCA動作から)、PHYは、より高いクロックを使用して送信し得る。これらの例では、全パケットまたはフレームが、適切なクロック(電圧)を使用して送信され得る。受信モードでは、プリアンブルのHT−SIGまたはVHT−SIGフィールド内の帯域幅(BW)インジケーションに依存し、VHT80またはVHT160パケットの代わりにHT40パケットが受信されたときにPHYがより低いクロックで(低減された電圧で)動作し得る。クロック(電圧調整は、インフレームで行われるものとしてよく、パケットまたはフレームの一部は適切なクロック(電圧)で処理される。しかしながら、典型的には、公称Vdd(1.1V)が、送信と受信の両方のモードで使用される。

0055

[0084]LTEモデム(例えば、UE115、eNB105、デバイス300)では、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)におけるダウンリンクスケジューリング制御情報(DCI)メッセージが、1ミリ秒(ms)おきに復号される必要があり得る。スケジューリング情報は、ダウンリンク(DL)またはアップリンク(UL)グラントがeNodeBによってUEに提供されているか、または提供されていないかを指示し得る。DLグラントが提供されていないときに、サブフレームの残り部分についてLTEモデムを最高クロックまたは公称Vddでクロック動作させることが次善最適であり得る。さらに、ULグラントが提供されるときに、UEが4ms遅く動作する必要があるのでサブフレームの残り部分を最高クロックと電圧とで処理することがそれでも次善最適であり得る。類似の問題が、LTEで使用される長いおよび短い間欠受信(DRX)間隔と測定ギャップとに関して生じ得る。

0056

[0085] 以下で、WLANモデムまたはLTEモデムにおいて動的電圧および周波数スケーリングを実装する方法の追加の詳細が様々な実施形態に関して説明される。

0057

[0086]受信待ちおよび受信に対する静的HT20モードに関して、例えば、WLANモデムが静的HT20モードで構成された後に受信待ちおよびフレーム−RXフェーズ全体において低減されたVdd(例えば、0.9V以下)で動作することが可能であり得る。この低減されたVddは、上で説明されている公称Vdd(1.1V)よりも低い。WLANモデムをこの特定のモードに構成することは、パケットまたはフレームの受信で使用されているチャネル帯域幅に関する知識に基づき得る。すなわち、WLANモデムは、チャネル(接続)帯域幅のインジケーションを受信し、より低いVdd(とより低いクロックと)を有する静的HT20モードに切り替わり得る。

0058

[0087] 例えば、受信待ちに対する動的HT40/VHT80モードに関して、受信待ちフェーズ全体において低減されたVdd(例えば、0.9V以下)で動作することが可能であり得る。VHTパケットが検出されたときに、電圧は、ある時間期間にわたって低減されたVddから公称Vddまでスケーリングされ得る。一例では、約0.2V/3マイクロ秒(μs)のスルーレートがPMIC(例えば、パワーマネージメントモジュール360)によって提供され得る。他のスルーレートも使用され得、そのうちのいくつかはより高速なその0.2V/3μsであり得る。適切な電圧レベルを提供するために、モデムアーキテクチャの異なる電圧ドメイン(例えば、電圧アイランド)にまたがってレベルシフターとともにスイッチモード電源(SMPS:switched-mode power supplies)または低ドロップアウトリニアレギュレータ(LDO)が使用され得る。

0059

[0088] 特定のパケットのスループットおよび/または帯域幅に基づく電圧調整(と対応するクロック周波数調整と)に加えて、ワイヤレスモデムの動作の電圧、電力、および/または周波数を調整するかどうかを決定する他の態様があり得る。

0060

[0089] 例えば、VHTパケット(例えば、VHT80パケット)では、パケットのいくつかのフィールドが、パケットがワイヤレスデバイス(例えば、STA)を送信先としているかどうかを決定するために使用され得る。単一ユーザ多入力多出力(MIMO)システムでは、送信先情報について検査されるフィールドが、部分的関連付け識別子(pAID)であり得るが、ダウンリンク(DL)マルチユーザMIMO(MU−MIMO)では、送信先情報について検査されるフィールドが、グループ識別子(GID)であり得る。パケットがSTAを送信先としているときに、WLANモデムは、プリアンブルフィールドで指示された動的帯域幅に基づく決定を条件として、高い供給電圧および周波数で有効化されたままであってよい。パケットがSTAを送信先としていない場合、WLANモデムは、(1)それ自体(例えば、MAC/BB)とRF部分とをクロックゲートする、(2)(1)と同じ動作を行い、パケットまたはデータユニット持続時間の間、Vddをスケールダウン(例えば、0.9V)する(例えば、物理レイヤ収束プロトコル(PLCP)プロトコルデータユニットまたはPPDU)、および(3)(1)と同じ動作を行い、MAC/BB/RFドメイン全体(例えば、MACモジュール320と、ベースバンドモジュール340と、トランシーバモジュール350と)をパワーゲート(登録商標)する、というオプションのうちの1つを選択できる。これらのオプションのうちの1つの選択は、PPDUの長さに、および/またはPMIC(例えば、パワーマネージメントモジュール360)の関連付けられているスルーレートとPMICの電力崩壊回復待ち時間(power collapse/restore latency)に依存し得る。すなわち、選択は、パケットがどれだけ長く、また電圧/周波数遷移を行うのにどれだけの時間を要するかに依存する。

0061

[0090]高スループット(例えば、HT40)パケットとレガシー(例えば、HT20)パケットとで、パケットの送信先の検出は、パケットのMACヘッダ内で行われ得る。WLANモデム(例えば、デバイス300)の電圧および周波数は、MAC受信機アドレス(RA)が見つかるまでHT−STFの持続時間の間、より高い、または最大のレベルに留まり得る。パケットがSTAを送信先としていないときに、VHTパケットに関して上で説明されている技術(1)、(2)、および(3)のうちの1つを適用することが可能であり得る。パケットがSTAに向けられるか、または送信先とするときに、受信帯域幅モードに相応する公称電圧または低減された電圧、および対応する周波数は、フレーム−RXの完了まで維持され得る。

0062

[0091]ワイヤレスモデムにおいて動的電圧および周波数スケーリングを引き起こし得る他のイベントは、連続的PHYメトリックスからのフレーム−RXの巡回冗長検査CRCデリミタまたは終了の失敗を含み得る。例えば、クロックおよび電圧は、集約MACプロトコルデータユニット(A−MPDU)内でデリミタCRC失敗遭遇したフレームの残り部分についてスケーリングされ得る。別の例で、クロックスケーリングおよび電圧スケーリングは、最終的なフレーム検査シーケンス完全性チェックに失敗する可能性が高いというフレーム−Rxの中間での予測、およびフレーム−Rx中間フレームをアボートすることなど、連続的PHYメトリック決定からのトリガーとして適用され得る。

0063

[0092] 動的HT40/VHT80送信および受信(Tx/Rx)モードでは、STAに向けられるか、またはSTAを送信先とするパケットについて、最初に(V)HT−SIG−Aフィールドから帯域幅(BW)フィールドを復号することが可能であり得る。テーブルまたは他の何らかの同様のデバイス(例えば、BW−周波数ルックアップテーブルまたはLUT)を使用することで、PHYクロックは、適宜調整または選択され(例えば、20MHz(f_20)に対する周波数、40MHz(f_40)に対する周波数、80MHz(f_80)に対する周波数、160MHz(f_160)に対する周波数)、Vddは、より精密なステップで公称Vdd(例えば、Vdd_160=1.1V)から20MHzまたはVdd_20に対するVdd(例えば、0.9V以下)にスケールダウンされ得る。このアプローチは、能動的RXにおいて、さらには能動的TXのときにDVFSが使用されることを許容する(CCAおよび/または動的BW決定に基づき)。

0064

[0093] 本明細書で説明されている様々なモードは、例証として提供されるもので、限定として提供されるものでない。ワイヤレスモデムまたは他の類似のもしくは同様のデバイスは、動的電圧および周波数スケーリングに関係する開示において提示された様々な態様から逸脱することなくより多い、より少ない、および/または異なるモードを使用できる。

0065

[0094] 以下に提供される図4A図6の説明は、上述の動的電圧および周波数スケーリングに対する技術のいくつかの例を提供する。次に図4Aを参照すると、図400は、フレーム410のプリアンブルまたはヘッダを表す第1の部分420と、フレーム410のデータコンテンツを表す第2の部分430とを有するフレームまたはパケット410を備えることを示している。フレームまたはパケット410は、WLANフレームまたはパケットに制限される必要はなく、その代わりに、複数のワイヤレス通信プロトコルのうちのどれかのフレームまたはパケットに対応するものとしてよい。図4Aは、ワイヤレスモデム(例えば、UE115、AP120、eNB105、デバイス300)が最初に第1の電圧レベル440(V0)で動作でき、次いで、フレーム410内で、フレーム410の1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリック(例えば、スループットカテゴリ、パケット送信先、送信グラント、受信グラント)を検出でき、次いで、検出されたフレームメトリックに基づきフレーム410の1つまたは複数の隣接パケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベル445(V1)に遷移するかどうかを決定できるメカニズムを説明している。第1の電圧レベル440は、1つのデジタルクロック周波数に対応し、第2の電圧レベル445は、より高いデジタルクロック周波数に対応し得る。

0066

[0095] この例において、スループットカテゴリの検出は、フレーム410の第1の部分420内で、また期間450において行われ得る。期間450の終わりに、フレーム410がより高い電圧レベルを伴うスループットを有するかどうかの決定がなされる。現在の電圧レベル(V0)(および対応するデジタルクロック周波数)が、フレーム410を処理するのに適切であるか、または十分であるときには変更されず、現在の電圧レベルが維持される。フレーム410のデータ部分を処理するのに現在の電圧レベルが十分でなく、第2の電圧レベル(V1)(および対応するデジタルクロック周波数)が必要になるときに、期間455において適切な電圧レベル(V1)に到達するまで電圧遷移(すなわち、スケーリング)が行われる。期間460は、フレーム410の残り部分のデジタル処理のためより高い電圧レベルの印加に対応する。

0067

[0096]図4Bを参照すると、図4Aのフレームまたはパケット410を含む図400−aが示される。図4Bは、ワイヤレスモデム(例えば、UE115、AP120、eNB105、デバイス300)が最初に第1の電圧レベル440(V0)で動作でき、フレーム410内で、フレーム410の1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出でき、次いで、検出されたフレームメトリックに基づきフレーム410の1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために次の電圧レベル(例えば、445(V1)、446(V2)、447(Vn))に遷移するかどうかを決定できるメカニズムを説明している。第1の電圧レベル440は、1つのデジタルクロック周波数に対応し、他の電圧レベルは、より高いデジタルクロック周波数に対応し得る。

0068

[0097]図4Aの例と同様に、スループットカテゴリの検出は、フレーム410の第1の部分420内で、また期間450において行われ得る。期間450の終わりに、フレーム410がより高い電圧レベルを伴うスループットを有するかどうかの決定がなされる。しかしながら、この例では、より高いスループットの複数のレベル(例えば、HT40/VHT80/VHT160)があり得、この決定は、これらのスループットのうちのどれがフレーム410に関連付けられているかを含み得る。スループットが決定された後、適切な電圧レベル(および対応するデジタルクロック周波数)も、識別される必要があり得る。現在の電圧レベル(V0)が、フレーム410を処理するのに適切であるか、または十分であるときには変更はされず、現在の電圧レベルが維持される。フレーム410のスループットを取り扱うのに現在の電圧レベルが十分でなく、より高い電圧レベル(およびより高いデジタルクロック周波数)が必要になるときに、期間455においてフレーム410のスループットレベルに対応するように識別された電圧レベルに到達するまで電圧遷移(すなわち、スケーリング)が行われる。期間460は、ここでもまた、フレーム410の残り部分のデジタル処理のためより高い電圧レベルの印加に対応する。

0069

[0098] 次に図4Cを参照すると、図400−bは、図4Aおよび図4Bのフレームまたはパケット410を含むことが示される。図4Cは、ワイヤレス通信デバイス(例えば、UE115、AP120、eNB105、デバイス300)で使用される帯域幅(BW)がデバイスによってサポートされている複数の帯域幅から決定されるメカニズムを説明している。例えば、WLANデバイス(ラジオ)については、サポートされる帯域幅は、20MHz、40MHz、80MHz、および/または160MHzを含み得る。他のモデムは、より多い、より少ない、および/または異なる帯域幅をサポートし得る。ワイヤレス通信デバイスで使用する電圧レベルは、決定された帯域幅に基づき識別され、電圧レベル(および対応するデジタルクロック周波数)は、識別された電圧レベルに合わせてスケーリングされ得る。

0070

[0099] この例では、受信または送信のためにフレーム410が処理される前に、帯域幅および対応する電圧レベルが決定され得る。例えば、帯域幅BW0については、対応する電圧レベル(V0)が識別される。より高い帯域幅BW1については、BW0の場合よりも高い異なる電圧レベル(V1)が識別される。BW2からBWnおよび対応する電圧レベルV2からVnについても同様である。決定された後、フレーム410全体を処理するために電圧レベルが印加される。

0071

[0100] 次に図4Dを参照すると、図400−cは、図4A図4Cのフレームまたはパケット410を含むことが示される。図4Dは、フレーム410が、それを受信したワイヤレス通信デバイス(例えば、UE115、AP120、eNB105、デバイス300)に向けられているか、または送信先としているかどうかが決定されるメカニズムを説明している。上で説明されているように、電圧レベル440が処理に適しているときに、変更はなされず、電圧レベルはV0に維持される。しかし、電圧レベル(および対応するデジタルクロック周波数)がスケーリングされる必要があるときに、電圧レベルは期間455において電圧レベル445(V1)に変更される。この例では、フレーム410の送信先に関する情報を含む、部分430(例えば、データ部分)内に領域431がある。領域431は、例えば、MAC RAに対応し得る。フレーム410が、ワイヤレス通信デバイスを送信先としていないときに、それを処理することを続行する理由はなく、電圧レベルは、期間463において第1の電圧レベル440に戻り、次のフレームまたはパケットが取り扱われるまで期間464の間、より低い電圧レベルに留まり得る。しかしながら、フレーム410が、ワイヤレス通信デバイスを送信先としているときに、第2の電圧レベルは、期間463および464を通して維持される。図4Eは、領域431が部分420(例えば、プリアンブル、ヘッダ)内にある場合を例示する図400−dを示している。この例では、フレーム410の送信先に関する情報が、図4D内のようにMAC RA内の代わりに部分420内のフィールド(例えば、VHTパケットに対してはVHT−SIG−A)に含まれ得る。

0072

[0101] 次に図5Aを参照すると、図500は、フレームまたはパケット510を含むことが示される。フレーム510は、1つまたは複数のパケットを備えることができ、図4A図4Eのフレーム410の一例となり得る。フレーム510は、レガシーショートトレーニングフィールド(L−STF)511と、レガシーロングトレーニングフィールド(L−LTF)512と、レガシー信号(L−SIG)フィールド513と、超高スループット(VHT)信号A(VHT−SIG−A)フィールド514と、VHTショートトレーニングフィールド(VHT−STF)515と、VHTロングトレーニングフィールド(VHT−LTF)516と、VHT信号B(VHT−SIG−B)フィールド517と、データフィールド518とを含み得る。図5Aは、上記の図4Aと同様に、ワイヤレスモデム(例えば、UE115、AP120、eNB105、デバイス300)が最初に第1の電圧レベル540(V0)で動作でき、フレーム510内で、フレーム510の1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出でき、次いで、検出されたフレームメトリックに基づきフレーム510の1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベル545(V1)に遷移するかどうかを決定できるメカニズムを説明している。図4Aに関して上で言及されているように、第1の電圧レベル540は、1つのデジタルクロック周波数に対応し、第2の電圧レベル545は、より高いデジタルクロック周波数に対応し得る。

0073

[0102] この例では、スループットカテゴリの検出が、期間550(約29μs)内に行われ、この期間内でフィールドの1つまたは複数からスループットカテゴリ情報を取得することを含み得る。例えば、スループットカテゴリ情報(例えば、パケットまたはフレームがHTまたはVHTであるかどうか、パケットまたはフレームの帯域幅)は、VHT−SIG−Aフィールド514から取得され得る。スループットカテゴリが取得された後、フレーム510がより高い電圧レベルを伴うスループットを有するかどうかの決定がなされる。現在の電圧レベル(V0)(および対応するデジタルクロック周波数)が、フレーム510を処理するのに十分である(すなわち、スループットカテゴリがより高い電圧レベルを伴わない)ときには、変更はされず、現在の電圧レベルが維持される。データフィールド518を適切に処理するのに現在の電圧レベルが十分でなく、第2の電圧レベル(V1)が必要になるときに、期間555において(約3μs以内で)適切な電圧レベル(V1)に到達するまで電圧遷移(すなわち、スケーリング)が行われる。期間555は、フレーム510のVHT−STF515と一致していてもよい。期間560(ミリ秒範囲内にあるものとしてよい)は、VHT−TF516と、VHT−SIG−Bフィールド517と、データフィールド518とのデジタル処理のためのより高い電圧レベルの印加に対応する。

0074

[0103] いくつかの実施形態では、動的電圧および周波数スケーリングを使用することによって期間550において達成され得る電力低減量が、そのような技術がワイヤレスモデムの無線周波数コンポーネント(例えば、トランシーバモジュール350)にも適用される場合にさらに高められ得る。

0075

[0104]図6は、様々な実施形態による、様々なIEEE802.11パケットに対するインフレーム検出の一例を示す図600を示している。図600は、IEEE802.11a/gパケットに対応するパケットまたはフレーム610と、IEEE802.11nパケットに対応するパケットまたはフレーム630と、IEEE802.11acパケットに対応するパケットをまたはフレーム650とを含む。

0076

[0105]フレーム610は、L−STFフィールド611と、L−LTF1&2フィールド612と、L−SIGフィールド613と、データフィールド614とを含む。フレーム610のフレームメトリックを検出するためのインフレーム検査で、フレーム610をレガシーフレームとして識別するときに、フレーム610の始まりのところで印加される電圧レベル620(V0)(および対応するデジタルクロック周波数)は、フレーム全体を処理するために維持され得る。

0077

[0106]フレーム630は、L−STFフィールド631と、L−LTF1&2フィールド632と、L−SIGフィールド633と、HT−SIG1&2フィールド634と、HT−STFフィールド635と、HT−LTFsフィールド636と、データフィールド637とを含む。フレーム630のフレームメトリックを検出するためのインフレーム(例えば、フレーム内)検査で、フレーム630を高スループット(HT)フレームとして識別するときに、電圧レベル640(V0)がフレーム630の始まりところで印加され、それはHT−STF635においてより高い電圧レベル645(V1)までその後スケーリングされる。より高い電圧レベル645は、HT−LTFフィールド636とデータフィールド637とを処理するように維持され得る。電圧スケーリングは、この場合も、結果として、対応するデジタルクロック周波数のスケーリングを引き起こす。

0078

[0107]フレーム650は、L−STFフィールド651と、L−LTF1&2フィールド652と、L−SIGフィールド653と、VHT−SIG−Aフィールド654と、VHT−STFフィールド655と、VHT−LTFsフィールド656と、VHT−SIG−Bと、データフィールド657とを含む。フレーム650は、図5を参照しつつ上で説明されているフレーム510の一例であってよい。フレーム650のフレームメトリックを検出するためのインフレーム検査で、フレーム650を超高スループット(VHT)フレームとして識別するときに、電圧レベル660(V0)がフレーム650の始まりところで印加され、それはVHT−STFフィールド655においてより高い電圧レベル665(V2)までその後スケーリングされる。電圧レベル665(V2)は、フレーム630の電圧レベル645(V1)よりも高いものとしてよい。いくつかの例では、V0が約0.9Vであり、V1が約1.1Vであり、V2が1.1Vよりも高いものであり得る。より高い電圧レベル665は、VHT−LTFフィールド656とVHT−SIG−Bおよびデータフィールド657とを処理するように維持され得る。電圧スケーリングは、この場合も、結果として、対応するデジタルクロック周波数のスケーリングを引き起こす。

0079

[0108]図6に示された例に関して行われ得る別の考察は、フレームまたはパケットがそれらを取り扱っているUEデバイスを送信先とするか、またはそこに向けられているかどうかである。図4Dおよび図4Eは、フレームまたはパケットがデバイスに向けられているときに電圧(および/または周波数)スケーリングに対して何が生じ得るか、およびフレームまたはパケットがデバイスに向けられていないときに電圧(および/または周波数)スケーリングに対して何が生じ得るかということに関する一般的な説明を与えている。例えば、パケットが高帯域幅パケット(例えば、VHT)であり、それを取り扱っているデバイスに向けられていないときに、電圧レベルは、VHT−SIG−AにおけるpAIDの後に低電圧レベルに遷移して戻り得る。パケットが40MHzパケット(例えば、HTまたはIEEE11n)であり、それを取り扱っているデバイスに向けられていないときに、電圧レベルは、MAC RAフィールドの後により低い電圧に遷移して戻り得る。これらのシナリオのうちのどれか1つにおいてクロックゲーティングパワーゲーティング、および/または電圧スケーリングが使用されるかどうかは、パケットがそのデバイスに向けられていなかったと決定された時点以降にパケットのどのようなものが残っているかに依存し得る。

0080

[0109] 動的電圧および周波数スケーリングに関連付けられている遷移に関して追加の考慮がなされ得る。例えば、受信待ち段階またはモードの最初の部分は、低減されたVddで開始され得る。いくつかの場合において、より高いVddへの遷移は、自動利得制御(AGC)で有効なWLAN信号を検出した直後に早期に行われ得る(例えば、図7参照)。これらの場合において、動的電圧および周波数スケーリング(DVFS)が、AGCの直後に実装されるときに(すなわち、公称Vddまでのステップ)、受信待ち段階においてPHYレイヤエラーが見つかった場合にDVFSスラッシングに至ることがあり、PHY(例えば、PHYモジュール330)は、サーチモードに戻り、低減されたVddに戻されて切り替わる。Vddが高速に変化すると、LDO/SPMS遷移により突入電力が無駄になり得る。言い換えれば、電圧レベルを早い段階で増加させ、エラーが見つかった後にそれを低減するまでの間に電力が使用される結果として、節電される以上に多くの電力消費がされ得る。その一方で、より高いVddへの増加は早い段階で生じるので、スルーレート(すなわち、スケーリング遷移)またはPMUモジュール360は、遷移がより長い時間期間にわたって生じ得るときに緩和され得る。

0081

[0110]言い換えれば、より高いVddへの遷移は、VHT−SIG−Aフィールド(例えば、VHT−SIG−Aフィールド654)で、より高いクロックが必要とされ得ると識別した後に行われ得る。これらの場合において、DVFSがフレームまたはパケットで後で実装されるときに、受信待ち段階でより多くの電力が節約され得る。しかしながら、後からのDVFSは、PMIC上でより難しいスルーレート(例えば、より短いスケーリング遷移)(例えば、0.2V/4usまたはさらにそれ以上)を伴い得る。

0082

[0111] 上で説明されているように、PHYレイヤエラーの結果として、DVFSに対するAGC検出がフレームまたはパケットにおいて早く実装されたときにDVFSスラッシングが生じ得る。PHYレイヤエラーは、複数の理由から、フレームまたはパケット内の異なる場所で生じ得る。

0083

[0112]図7は、一部がPHYレイヤエラーに対するトリガーである異なるイベントを示す図700を示している。図700は、L−STFフィールド711と、L−LTF 1フィールド712と、L−LTF2フィールド713と、L−SIGフィールド714と、HT−SIG1/2フィールド715と、HT−STFフィールド716と、HT−LTFsフィールド717と、HTデータフィールド718とを有するフレーム710を含む。図7に示されるイベントの各々は、そのイベントが生じるフレーム710内のフィールドに接続される。さらに、図700は、DVFSがフレーム710において早く実装されたときにAGC検出が行われる場所(L−STFフィールド711)も示している。

0084

[0113]フレーム710の上に示される破線の円は、フレーム710のフィールドの様々な態様に関連付けられているイベントを識別する。例えば、イベント1、2、3および4は、L−STFフィールド711に関連付けられているが、イベント15および16は、HTデータフィールド718に関連付けられている。フレーム710の上の様々なイベントは次のとおりである。1−利得を落とす、2−強いインバンド信号を見つける、3−OFDMの投票、4−粗DC/ppm、5−ste(粗タイミング)、6−精細DC、7−精細タイミング、8−精細ppm、9−チャネル推定(chan. est.)、10−レート長、11−htパケットを見つける(pkt)、12−ht精細ppm、13−変調およびコーディング方式(mcs)長20/40アグレッシブ(aggr.)ショートガードインターバル(sgi.)など、14−ht精細タイミング、15−htチャネル推定(cha. est.)、および16−データ検出(det)と追跡とを開始する。

0085

[0114]フレーム710の下に示される破線の正方形は、フレーム710に関連付けられているPHYレイヤエラーをトリガーし得るイベントを識別する。これらのイベントの各々は、フレーム710の特定のフィールドに対応する。例えば、イベント1および2は、L−STFフィールド711に関連付けられているが、イベント9は、HTデータフィールド718に関連付けられている。フレーム710の下の様々なイベントは次のとおりである。1−cckの投票、2−scorr低、3−xcorr低、4−精細タイミングエラー、5−steタイムアウト、6−長scorr低、7−不正なレート/長さまたはパリティエラー、8−ht−sig巡回冗長検査(crc)エラー、および9−電力低下/高。これらのイベントのうちの1つが生じたときに、エラーが発生することがあり、動的電圧および周波数スケーリングは、結果としてスラッシングを引き起こし得る、すでに増加されている電圧レベルをより低い電圧レベルに戻さなければならないということを伴い得る。

0086

[0115] 上で説明されているように、動的電圧および周波数スケーリング(例えば、インフレームDVFS)は、様々な通信モードで適用され得る。これは、ワイヤレスモデム(例えば、デバイス300)の、サブシステム全体にわたって、または様々なサブシステムにわたっても、適用され得る。異なるサブシステムに関連付けられている分離している、独立した電圧アイランドを使用することによって、より柔軟な節電方式が実装され得る。例えば、1つのサブシステムは、コンポーネントとして、AMBA(例えば、CPUモジュール310、インターコネクトファブリックなど))、MAC(例えば、MACモジュール320)、BB(例えば、ベースバンドモジュール340)、RF(例えば、トランシーバモジュール350)、およびMEM(例えば、MEM370)を含み得る。サブシステムは、1つまたは複数のインターフェースも備え得る。{AMBA,MAC,BB,RF,MEM}という表現は、同じ電圧ソースおよびそのコンポーネントを有するサブシステムを指示し得る。この電圧サブシステムは、例えば、ワイヤレスモデムのコンポーネントの大半を伴う。しかしながら、電圧サブシステムは、より少ない、異なるコンポーネントを伴い得る。サブシステムの他の例は、{MAC,BB}、{MAC,BB,RF}、{AMBA,MAC,BB,MEM}である。これらの電圧サブシステムは、例えば、レベルシフターおよび電圧絶縁の使用を伴い得る。各電圧サブシステムは、電圧サブシステムの電圧レベルとともにスケーリングされ得る対応するデジタルクロック周波数を有し得る。

0087

[0116] 動的電圧および周波数スケーリングは、いくつかの状況においてメモリデバイスに適さないことがある。例えば、内部メモリ(例えば、SRAM)は、メモリライブラリのVddmin要求条件に依存して、電圧スケーリングされ機能することが、ある場合もない場合もある。しかしながら、ディープスリープ時の、メモリの保持には、電圧スケーリングが付随し得る。一般に、インフレームDVFSは、典型的には、ディープスリープに適用され得ないが、適用する場合もあり得る。また、ダブルデータレートDDR)デジタル論理ブロックは、いくつかの場合において、遅延ロックループ(DLL)が存在するので、オンザフライクロック/電圧スケーリングに適しないことがある。それらの場合には、メモリは非DVFSドメイン内に含まれ得る。

0088

[0117] 他のアーキテクチャ上の考慮事項は、CPU、インターフェース(例えば、AXI/AHB/APB)、および関連付けられているブリッジ(例えば、X2H、H2Pなど)が周波数と電圧の両方においてスケーリングされることを許容することを含み得る。オンザフライクロック変更に従い得ないブロックまたはコンポーネントは、DVFSドメインから外され得る(例えば、PCIE/USB PHY、SERESなど)。以下で説明されている図8Aおよび図8Bは、動的電圧および周波数スケーリングに関連して使用される電圧サブシステムの異なる例を示している。

0089

[0118]図8Aは、コンポーネントの各々が独立した電圧ドメイン内に含まれるデバイス810の一例を示す図800を示している。図8Aのアーキテクチャによれば、ヘッダスイッチ825とDVFS1 820とを有するPHY330−a、ヘッダスイッチ825とDVFS2 820とを有するMAC320−a、およびヘッダスイッチ825とDVFS3 820とを有するCPU 310−aは、各々、異なるDVFS(例えば、インフレームDVFS)ドメイン内にある。これらのドメインは、絶縁/レベルシフター840によって分離されている。PHY330−a、MAC320−a、およびCPU310−aは、それぞれ、図3のPHY330、MAC320、およびCPU310の例であり得る。

0090

[0119] DVFS1 820と、DVFS2 820と、DVFS3 820とによってサポートされるDVFSドメインに加えて,「Always On Domain」モジュール830は、絶縁/レベルシフター840の連続動作のために適切な電圧および/または周波数を提供し得る。さらに、ヘッダスイッチ825と静的電圧レギュレータ850とを有するシリアルインターフェースおよびメモリ860は、分離している、静的な、非DVFSドメインの一部であってもよい。3つのDVFSドメイン、「Always On」ドメイン、および静的ドメインは、全て、共通ソースから出て来るものとしてよい、同じ電圧レベルVinを備えることに留意されたい。

0091

[0120] DVFS1 820、DVFS2 820、およびDVFS3 820は、デジタルブロックごとに固有電源レールを作成し、各々スイッチングレギュレータまたはLDOであってよい。静的電圧レギュレータ850は、固定電圧である固有の電源レールを作成し、スイッチングレギュレータまたはLDOであってよい。

0092

[0121]図8Bは、コンポーネントの各々が独立したドメイン内に含まれるデバイス810−aの一例を示す図800−aを示している。図8Bのアーキテクチャによれば、ヘッダスイッチ825−aとDVFS1 820−aとを有する受信機(RX)870およびヘッダスイッチ825−aとDVFS2 820−aとを有する送信機(TX)875は、各々、異なるDVFSドメイン内にある。これらのドメインは、絶縁/レベルシフター840−aによって分離されている。RX870およびTX875は、それぞれ、図3のトランシーバモジュール350に含まれ得る、RF受信機およびRF送信機の例であり得る。

0093

[0122] DVFS1 820−aと、DVFS2 820−aとによってサポートされるDVFSドメインに加え、「Always On Domain」モジュール830−aは、絶縁/レベルシフター840−aの連続動作のために適切な電圧および/または周波数を提供し得る。さらに、ヘッダスイッチ825−aと静的電圧レギュレータ850−aとを有する水晶(XTAL)RF位相ロックループ(PLL)/BIAS880は、分離している、静的な、非DVFSドメインの一部であってもよい。2つのRF DVFSドメイン、「Always On」ドメイン、および静的ドメインは、全て、共通ソースから出て来るものとしてよい、同じ電圧レベルVinを備えることに留意されたい。

0094

[0123] DVFS1 820−aおよびDVFS2 820−aは、デジタルブロックごとに固有の電源レールを作成し、各々スイッチングレギュレータまたはLDOであってよい。静的電圧レギュレータ850−aは、固定電圧である固有の電源レールを作成し、スイッチングレギュレータまたはLDOであってよい。いくつかの場合において、PHYレートから独立している固定電源を必要とするアナログブロックごとに複数の静的電圧レギュレータ850−aがあり得る。

0095

[0124]図8Bに示されるようなRFおよび/またはアナログモジュールに対する動的電圧および周波数スケーリングの使用も、異なる動作モードに従って実装され得る。例えば、静的モードでは、低ノイズ増幅器(LNA)からアナログデジタルコンバータADC)へのRF/アナログモジュールに対する電圧がスケーリングされ、RFスケーリングをデジタル動的電圧および周波数スケーリングに結び付け得る。いくつかの場合において、電圧をスケーリングすることで、アナログ受信利得(RxGain)を増加させることができる。RxGainの可能な増加を軽減するために、RX経路内に補償回路が使用され得る。補償回路は、RxGain効果が特性化された後に実装され得る。RF/アナログモジュールにおけるスケーリングの効果を軽減または最小にする別のアプローチは、RFブロックから独立してベースバンドブロックをスケーリングすることであるものとしてよい。

0096

[0125] 動的モードでは、RFアナログフィルタが、動的電圧および周波数スケーリングのタイムラインに対応するタイムラインで、より低い帯域幅からより高い帯域幅へスイッチされ得る(例えば、<10usの持続時間)。しかし、高速なアナログフィルタスイッチングを実装することは、いくつかの難題を提起し得る。他の態様は、図8Bに示されるように静的電圧ドメイン内にRFPLL、BIAS、およびXTALを有することを含み得る。さらに、ワイヤレスモデムのRF部分の送信(TX)および受信(RX)ブロックは、図8Bに示されるように独立したDVFS電圧ドメイン上にあり得る。

0097

[0126] 次に、図9Aを参照すると、図900は、BB930、MAC940、およびシステムオンチップ(SOC)950に対する電圧が、異なるスイッチモード電源(SMPS)920によって直接的に、また独立してスケーリングされているデバイス910を示すように示される。BB930は、図3のベースバンドモジュール340の一例であり得る。MAC940は、それぞれ、図3および図8AのMACモジュール320および320−aの一例であり得る。SOC950は、それぞれ、図3および図8AのCPUモジュール310および310−aの一例であり得る。

0098

[0127] 次の式は、SMPS940を使用する動的電圧スケーリング(すなわち、直接スケーリング)に関連付けられている電力分析記述している。

0099

0100

ただし、VSCALED=SMPSの出力、e=SMPSの効率、IBATT=電池で引かれる電流、VBATT=電池電圧ILOAD=各ブロックで引かれる電流、C=負荷容量、F=ブロック動作周波数、およびP=電力である。電力は計算は次のとおりであり得る。
スケーリング前の電力:(C×F)×(VSMPS)2×(1/e)
スケーリング後の電力:(C×F)×(VSCALED)2×(1/e)
その結果、節電はVBATTにおいてV2に比例し得る。

0101

[0128]図9Bを参照すると、BB930−a、MAC940−a、およびSOC950−aに対する電圧が、LDO960を通じて異なるSMPS920−aによって間接的に、また独立してスケーリングされているデバイス910−aを示す図900−aが示される。BB930−aは、図3のベースバンドモジュール340および図9AのBB930の一例であり得る。MAC940−aは、それぞれ、図3および図8AのMACモジュール320および320−a、また図9AのMAC940の一例であり得る。SOC950−aは、それぞれ、図3および図8AのCPUモジュール310および310−a、また図9AのSOC950の一例であり得る。SMPS920−aは、図9AのSMPS920の一例としてよい。

0102

[0129] 次の式は、SMPS940−aとLDO960とを使用する動的電圧スケーリング(すなわち、間接的スケーリング)に関連付けられている電力分析を記述している。

0103

0104

ただし、これらの項のうちのいくつかは、図9Aに関する分析について上で説明されているものと共通である。さらに、VLDO=LDOの出力、およびIBIAS=LDOバイアス電流、である。電力は計算は次のとおりであり得る。
スケーリング前の電力:(C×F)×(VSMPS)2×(1/e)
スケーリング後の電力:(C×F)×(VSCALED)×(VSMPS)×(1/e)(LDOバイアス電流を含まない)
スケーリング後の電力:(VSMPS)×(C×F×VSCALED+IBIAS)×(1/e)(LDOバイアス電流を含む)
[0130]図9Aおよび図9Bにおけるデバイス910とデバイス910−aの実装の比較をそれぞれ行う例では、次の仮定がなされ得る。

0105

0106

これらの条件の下で、DVFSを使用しないで計算された電力は12.25mWであり得る。DVFSおよび直接スケーリング(すなわち、図9Aに示されるようなSMPS)が使用されるときの計算された電力は、7.1mWとなり得、使用される電力の量の約42%の低減となっている。DVFSおよび間接的スケーリング(すなわち、図9Bに示されるようなSMPS/LDO)が使用され、LDOバイアスが無視されるときの計算された電力は、9.33mWとなり得、使用される電力の量の約24%の低減となっている。DVFSおよび間接的スケーリング(すなわち、図9Bに示されるようなSMPS/LDO)が使用され、LDOバイアスが含まれるときの計算された電力は、9.39mWとなり得、使用される電力の量の約23%の低減となっている。これらの結果から、直接スケーリングは、使用される電力の量のより大きい低減をもたらすために使用され得る。このアプローチは、複数のDVFS対応SMPSを備える外部PMICを用いる統合ソリューションにおいて実装するのが容易であり得る。他方、間接的スケーリングは、個別(統合されていない)ソリューションに適している場合がある。図9A図9Bとに概要が示される電圧スケーリングは、デジタルデータを処理するために使用される対応するクロック周波数をスケーリングするために使用され得る。

0107

[0131] 動的電圧および周波数スケーリングを実装するために本明細書で説明されている様々な技術は、LTEネットワークに対するUEにおける使用などのセルラー通信で使用されるワイヤレスモデムにも適用可能であるものとしてよい。以下では、動的電圧および周波数スケーリングの特徴または態様をLTEベースの通信に実装するいくつかの実施形態が提供される。

0108

[0132]図10は、図1図2とを参照しつつ上で説明されているワイヤレス通信システムを含む、ワイヤレス通信システムにおいて使用され得るフレーム構造の一例を示す図1000を示している。フレーム構造は、LTEまたは類似のシステムにおいて使用され得る。フレーム(10ms)1010は、10個の等しいサイズのサブフレームに分割され得る。各サブフレームは、2つの連続的タイムスロットを含むことができる。2つのタイムスロットを表すためにリソースグリッドが使用されてよく、各タイムスロットはリソースブロック(RB)を含む。リソースグリッドは、複数のリソース要素に分割され得る。

0109

[0133]LTEでは、リソースブロックが、周波数ドメインにおいて12個の連続的サブキャリアを含み、各OFDMシンボル内の通常の巡回プレフィックスについて、時間ドメインにおいて7個の連続的OFDMシンボル、または84個のリソース要素を含み得る。各リソース要素によって伝送されるビットの数は、変調方式に依存し得る。従って、UEが受信するリソースブロックが多ければ多いほど、また変調方式が高ければ高いほど、UEに対するデータ転送速度も高くなり得る。

0110

[0134] この例では、第1のスロット内の最初の1〜3または1〜4のOFDMシンボルが、制御シグナリングシンボル点線)とセル特有基準シンボル(CR−RS)(対角線)とを含む制御領域として使用され得る。CR−RSは、第1のスロットおよび第2のスロット内の残りの部分にも含まれ得る。制御シグナリングシンボル内に提供される制御情報は、物理ダウンリンク制御チャネル(PDCCH)を通じて送信されるダウンリンク制御情報(DCI)メッセージに含まれる1つまたは複数のUEに対する制御情報を含み得る。

0111

[0135] 動的電圧および周波数スケーリングは、PDCCHの復号段階に関連して実装され得る。例えば、各PDCCHまたは制御領域(すなわち、最初の3または4つのOFDMシンボル)は、1msの周期で復号される必要があり得る。しかしながら、UE(例えば、U115)は、ダウンリンク(DL)または受信グラントまたはアップリンク(UL)または送信グラントを与えてもらっている場合もない場合もある。そのようなグラントは、サブフレームの一部に対しては与えられ得ないので、サブフレーム内の残りの11または10個のOFDMシンボルは無視され得る(すなわち、処理され得ない)。DCIUL/DLグラントがPDCCHを通じてUEに提供されるときに、UEは、それらのグラントに関連付けられているリソースブロック(RB)に関する情報を受信し得る。DL RBは、次のスロット内に入っている場合があり、その場合、UEの時間は、第1のスロット内でOFDMシンボルの3から4個分であり、割り当てられたDLグラントに対して準備ができる必要が生じる前にクロックおよび/または電圧をスケーリングして下げ得る。

0112

[0136] 例えば、グラントが、最初の1〜3または1〜4のOFDMシンボルを復号することによって決定され得る、ULグラントであるときに、UEは、第1のスロットの残り部分を無視でき、サブフレームの第2のスロットを電力スケーリングすること(すなわち、低減されたVdd、低減されたクロック)とクロックゲートできる。ULは、典型的には、グラントの後サブフレーム4個分の後に生じる。次のサブフレームにおいて1ms後に生じる、次のPDCCHについては、UEは、PDCCH制御情報を復号するためクロックを再び立ち上げることができ、これは、DLグラント(そのサブフレームに対する)または別のULグラントを4ms後に提供できる。

0113

[0137]グラントが、グラントが決定される1〜3または1〜4のOFDMシンボルと同じサブフレーム内のDLグラントであるときに、UEは、第1のスロット内の残りのOFDMシンボルを無視でき、低減されたVdd(と対応するより低いクロックと)で第1のスロットにおいて動作し得る。第2のスロットについては、UEは、DLを取り扱うためにVdd(とクロックと)を増加させて戻し得る。

0114

[0138] 各OFDMシンボルは、約71μsの持続時間を有するので、LTEスロットとサブフレームとについて上で説明されているように動的電圧および周波数スケーリングを実装することで、UE内のワイヤレスモデムの動作において著しい節電量をもたらすことができる。

0115

[0139] 次に、図11Aを参照すると、図1100は、動的電圧および周波数スケーリングに関連して使用するためにLTEの能動的データ接続にける長い間欠受信(DRX)間隔と短い間欠受信(DRX)間隔とを記述するチャート1110を示している。DRX間隔は、信号を受信するか、または受信待ちをするために再びオンにする必要が生じる前にUE(例えば、UE115)が一定期間受信機をオフにすることを可能にする。例えば、チャート1110は両方とも無線リソース制御(RRC)メッセージによって構成され得る、長いDRXを示す。チャート1110は、RRCメッセージよってさらに構成され得る、短いDRXも示す。パケット1120は、チャート1110の長いDRXと短いDRXとに関連付けられている情報のパターンを示すように示される。パケット1120は、UEに送信されるリアルタイムパケット(例えば、ボイスオーバーIP(VoIP)パケット)であってよい。

0116

[0140] DRX間隔またはDRXサイクルにおいて、UEは、PDCCHの復号を停止または中断できる。従って、DRX間隔を有する動的電圧および周波数スケーリングを実装する一アプローチは、DRX間隔(長いまたは短い)に入るときに、UEデバイスおよびRFサブシステムのデジタルモデムは、周波数スケーリングされ、また電圧スケーリングされ得る。1つまたは複数の基準(例えば、DRX間隔長)に依存し、クロックゲーティング、電力ゲーティング、および/または電圧スケーリングのいずれかが適用され得る。例えば、持続時間が十分に長い場合、電力崩壊が適用され得る。図11Bは、チャート1120がPDCCH復号に関連するDRXサイクルのタイミングを示す図1100−aを示している。チャート1120では、PDCCH復号が成功すると、UEが目覚めたときにインアクティビティタイマーを起動する(1)。インアクティビティタイマーは、特定の持続時間の後にタイムアウトになり得る。しかし、別にPDCCHの復号が成功すると、インアクティビティタイマーがタイムアウトする前に起動したときに、インアクティビティタイマーはリセットされ得る(2)。インアクティビティタイマーがタイムアウトした後(3)、DRXサイクルが開始し、例えば、UEがスリープまたは類似のモードに入ったときに動的電圧および周波数スケーリングが適用され得る。

0117

[0141] 動的電圧および周波数スケーリングに対する考慮の別の態様は、LTEモデム(例えば、デバイス300)が能動的DL/ULトラフィックを停止または中断し、隣接するセルをスキャンすることを開始するときに生じる測定ギャップであり得る。スキャニング中に、いくつかの動作が行われ得る。これらの動作のうちの1つまたは複数は、高速フーリエ変換(FFT)の使用を含み得る。しかしながら、スキャニング中に使用されるFFTは、能動的送信/受信(TX/RX)モードのときに使用されるFFTよりも小さい場合がある。例えば、スキャニング中に64点FFTが使用され、能動的TX/RXモード時に2048点FFTが使用され得る。これは、そのセルの物理レイヤ識別が、典型的には、中心周波数を中心として配置されている低減された帯域幅に達するからである。スケーリングされたクロックは、スキャニング中により小さいFFTに対して使用されるものとしてよく、これはUEデバイスのデジタルモデムの電圧スケーリングとRFサブシステムと組み合わされてより大きい節電をもたらし得る。

0118

[0142]図11Cは、フレームシーケンス1130が測定ギャップにおける動的電圧および周波数スケーリングの様々な態様を示す図1100−bを示している。フレームシーケンス1130に示されるように、ギャップ(例えば、6ms)は、接続TX/RXモード時に、おおよそ、40msまたは80msおきに生じ得る。この例におけるギャップは、フレームN内の6個のサブフレームのブロックAと関連して示される。このギャップにおいて、UEデバイス(例えば、UE115)は、周波数間測定を行い、信号パラメータ報告できる。上で言及されているように、この種類の信号推定は、64点FFTを使用して行なわれ得る(物理レイヤチャネル一次ブロードキャストチャネル(P−SCH)および二次同期チャネル(S−SCH)が常駐する)。P−SCHおよびS−SCHは、典型的には、中心72サブキャリアを指す。スケーリング(例えば、スケーリングされたモードが適用される)がクロックをスケーリングすることを伴うときに、スケーリングは電圧スケーリングも伴い得る。図11Cに示されるブロックBは、物理アップリンク共有チャネル(PUSCH)の対応が測定ギャップ内に入り得るのでDCI0が送信され得ない4つのサブフレームのブロックを示している。さらに、4つのサブフレームのブロックCは、PUSCHサブフレーム3、4、5、および6に対する物理ハイブリッドARQインジケータチャネル(PHICH)がそれらが測定ギャップ内にあり得るので送信され得ないことを示している。

0119

[0143]LTEにおける動的電圧および周波数スケーリングを使用することに関係する別の態様では、本明細書で説明されているスケーリング方式または技術のうちの1つまたは複数が、OFDM/AまたはOFDMAの様々な特徴に適用され得る。例えば、TX/RXモードに関わっているときに、UE(例えば、UE115)は、2048点FFTを使用して広帯域FFTを行い得る。しかしながら、OFDM/Aは、典型的には、周波数アクセスにまたがる20MHz以下の帯域幅のブロックを組み込む。さらに、これらのブロックは、各サブフレーム内で変化し得る。一般的に、OFDM/Aアプリケーションに使用されるセルラーチップセットは、最高クロック速度で動作する傾向があり、これにより、広帯域分析を行い、チャネル品質インジケーション(CQI)広帯域および部分帯域を報告する。しかしながら、CQI報告は、常時必要であるとか限らず、動的電圧および周波数スケーリングが適用され得る。

0120

[0144] 例えば、LTEにおけるUE(例えば、UE115)は、広帯域CQIを報告する必要はあり得ない。次いで、UEは、例えば、20MHzの全システム帯域幅よりも小さい、約5MHzのリソースブロック(例えば、0.5msおよび12個のサブキャリアの物理リソースブロック(PRB))を割り当てられ得る。UEは、最初の3または4つのOFDMシンボル内のこの情報を検出し得る(例えば、図10参照)。そのような場合には、DLグラントのために最高クロックで動作する必要はあり得ない。その代わりに、中心周波数からオフセットされた、データの小さい帯域幅(例えば、5MHz)を処理するようにクロックをスケーリングし、PRBの持続時間に対して電圧をスケーリングすることが可能であり得る。このアプローチは、最初の3または4つのOFDMシンボルに対して適用可能でない場合があるが、それは、それらのシンボルが広帯域である制御データを取得するために使用されるからである。

0121

[0145] 上で説明されている例は、OFDM/Aの特性に基づき周波数ドメイン内でURをスリープさせることを許容できる。次いで、クロックおよび/または電圧スケーリングが回線速度で行なわれ、またPRB割り当てに基づくものとしてよい。上記の方式は、UEが広帯域CQI報告をeNode−Bに報告することを必要とするサブフレームに対しては放棄され得る。さらに、分散PRB割り当ての場合、選択された最高クロックは、各分散PRBに関連付けられている複数の帯域幅から最高帯域幅と比例し得る。

0122

[0146] 次に、動的電圧および周波数スケーリングを実装することに関連して動作帯域幅にわたるLTEに関する情報が提供される。モードの少なくともいくつかでは(例えば、チャネル帯域幅)、76個の中心サブキャリアについて、128点FFTが使用され得る。しかしながら、セルサーチのプロセスを最適化するために、一次同期シーケンス(PSS)および二次同期シーケンスSSS)が、64個のサブキャリアで送信されるものとしてよく(例えば、PBCH)、これにより64点FFTが使用されることを許容する。次いで、クロックのダイナミックレンジが極めて高いので、1.92MHz以下のスケーリングされたクロックで動作することが可能であり得る。このアプローチは、セルサーチの測定ギャップに対して電圧をスケーリングする際に大きな柔軟性をもたらし得る(例えば、図11C参照)。より一般的なアプローチは、低減されたN点FFTを行い、PRB帯域幅によって許可されているようにFFTを行うために必要な最小サンプルクロック(例えば、サブキャリアの周波数間隔×N)を選択し、LTE DL/ULトラフィックの回線速度処理で電圧をスケーリングことであり得る。このより一般的なアプローチは、周波数ドメイン内のスリープ機能の実装に対応し得る。

0123

[0147] 次に図12を参照すると、図1200は、動的電圧および周波数スケーリングに対して構成されているUE115−bを示すように示される。UE115−bは、例えば、セルラーネットワーク(例えば、LTE)とともに使用されるものとしてよく、基地局を通じて、および/またはWLANもしくはWi−Fi通信で接続し、アクセスポイントを通じて接続する。UE115−bは、様々な他の構成を有することができ、パーソナルコンピュータ(例えば、ラップトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、など)、携帯電話、PDA、デジタルビデオレコーダー(DVR)、インターネットアプライアンスゲーム機電子書籍リーダーなどに含まれるか、一部であってよい。UE115−vは、モバイルの動作を円滑にするため小型バッテリなどの内蔵電源(図示せず)を有し得る。UE115−bは、図1および図2のユーザ機器115の一例であり得る。UE115−bは、図3のデバイス300、図8Aおよび図8Bのデバイス810および810−a、および/または図9Aおよび図9Bのデバイス910および910−aを含み得る。UE115−bは、いくつかの場合においてワイヤレス通信デバイス、ユーザ機器、または局と呼ばれる場合がある。

0124

[0148] UE115−bは、アンテナ1260と、トランシーバモジュール1250と、メモリ1220と、プロセッサモジュール1210と、インターフェースモジュール1245とを備え、各々互いに(例えば、1つまたは複数のバスを介して)直接的にまたは間接的に通信し得る。トランシーバモジュール1250は、上で説明されているように、1つまたは複数のネットワークと、アンテナ1260および/または1つまたは複数の有線もしくはワイヤレスリンクを介して、双方向通信するように構成され得る。例えば、トランシーバモジュール1250は、基地局105図1および/または図1および図2のアクセスポイント120および120−aと双方向に通信するように構成され得る。トランシーバモジュール1250は、送信機モジュールおよび分離している受信機モジュールとして実装され得る。トランシーバモジュール1250は、パケットを変調し、変調されたパケットを送信のためアンテナ1260に送り、アンテナ1260から受信されたパケットを復調するように構成されたモデムを備えることができる。モデムは、図3に関して説明されているデバイス300の少なくとも一部を備え得る。UE115−bは、単一のアンテナを備え得るが、UE115−bが複数アンテナ1260を備え得る実施形態もあり得る。

0125

[0149]メモリ1220は、ランダムアクセスメモリ(RAM)およびリードオンリーメモリ(ROM)を含むものとしてよい。メモリ1220は、実行されたときに、動的電圧および周波数スケーリングのために本明細書で説明されている様々な機能を行いまたは制御することをプロセッサモジュール1210にさせるように構成される命令を含むコンピュータ可読、コンピュータ実行可能なソフトウェアコード1225を記憶できる。代替的に、ソフトウェアコード1225は、プロセッサモジュール1210によって直接的に実行可能でないことがあるが、(例えば、コンパイルされ実行されると)コンピュータに本明細書で説明する機能を行うように構成され得る。

0126

[0150]プロセッサモジュール1210は、インテリジェントハードウェアデバイス、例えば、Intel(登録商標)CorporationまたはAMD(登録商標)などの中央演算処理装置(CPU)、マイクロコントローラ、ASICなどを含み得る。プロセッサモジュール1210は、トランシーバモジュール1250を通じて受信され、および/またはアンテナ1260を通じて送信するためトランシーバモジュール1250に送られるべき情報を処理できる。プロセッサモジュール1210は、単独で、またはDVFSモジュール1230と関連して、動的電圧および周波数スケーリングの様々な態様を取り扱うことができる。

0127

[0151]図12のアーキテクチャによれば、UE115−bは、通信管理モジュール1240をさらに備えることができる。通信管理モジュール1240は、他のユーザ機器115、様々な基地局(例えば、マクロセル、スモールセル)、および/または様々なアクセスポイントとの通信を管理できる。例として、通信管理モジュール1240は、バスを介してUE115−bの他のコンポーネントのうちの一部または全部と通信しているUE115−bの一コンポーネントであってよい(図12に示されるように)。代替的に、通信管理モジュール1240の機能は、トランシーバモジュール1250の一コンポーネントとして、一コンピュータプログラム製品として、および/またはプロセッサモジュール1210の1つまたは複数の制御装置要素として実装され得る。

0128

[0152] UE115−bのコンポーネントは、デバイス300と、810と、810−aと、910と、910−aとに関して上で説明されている態様を実装するように構成されるものとしてよいが、それらの態様は、簡単のためここでは繰り返されないものとしてよい。UE115−bのコンポーネントは、図4Aと、図4Bと、図4Cと、図4Eと、図5と、図6の図に関して上で説明されている態様を実装するように構成され得る。さらに、UE115−bのコンポーネントは、それぞれ、図16図17図18図19図20、および図21の方法1600と、1700と、1800と、1900と、2000と、2100とに関して以下で説明されている態様を実装するように構成され得、それらの態様は、簡単のためここでも繰り返され得ない。

0129

[0153] UE115−bは、上で説明されているように、動的電圧および周波数スケーリングの様々な態様を取り扱うように構成され得る、DVFSモジュール1230も備え得る。DVFSモジュール1230は、電圧調整モジュール1232を備え得る。電圧調整モジュール1232は、UE115−bにおいて第1の電圧レベルで動作する態様、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出する態様、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定する態様のうちの1つまたは複数を行い得る。フレームメトリックは、スループットカテゴリ、パケットの送信先、送信グラント、および受信グラントのうちの1つまたは複数を含み得る。電圧調整モジュール1232は、UE115−bによってサポートされている複数の帯域幅からUE115−bで使用されるべき帯域幅を決定する態様、決定された帯域幅に基づきUE115−bで使用する電圧レベルを識別する態様、電圧レベルを識別された電圧レベルに合わせてスケーリングする態様のうちの1つまたは複数を行い得る。電圧調整モジュール1232は、電圧調整に対応するデジタルクロック周波数調整を行うように構成され得る。例えば、電圧調整モジュール1232は、増加された電圧レベルを使用してより高いデジタルクロック周波数を発生でき、低減された電圧レベルを使用してより低いデジタルクロック周波数を発生できる。

0130

[0154] UE115−bは、プロセッサモジュール1210とMACレイヤ動作を行うUE115−bの一部との間のデータパイプに対するPCIE)/USB/SDIOブリッジを含むように構成され得る、インターフェースモジュール1245も備えることができる。インターフェースモジュール1245は、図3のインターフェースモジュール315の一例であり得る。

0131

[0155]図13を参照すると、図1300は、ネットワークデバイス1305を示すように示される。いくつかの実施形態では、ネットワークデバイス1305が、図1の基地局および/または図1および図2のアクセスポイント120および120−aの一例であり得る。ネットワークデバイス1305は、セルラーネットワーク(例えば、LTE)において、またはWLANもしくはWi−Fi通信に使用され得る。ネットワークデバイス1305は、アンテナ1360と、トランシーバモジュール1350と、メモリ1320と、プロセッサモジュール1310とを備え、各々互いに(例えば、1つまたは複数のバスを介して)直接的にまたは間接的に通信し得る。トランシーバモジュール1350は、図12のUE115−bなどの1つまたは複数のユーザ機器と、アンテナ1360を介して、双方向に通信するように構成され得る。トランシーバモジュール1350(および/またはネットワークデバイス1305の他のコンポーネント)も、1つまたは複数のネットワークと双方向通信するように構成され得る。いくつかの場合において、ネットワークデバイス1305は、ネットワーク通信モジュール1370を通じてコアネットワーク130−aと通信し得る。コアネットワーク130−aは、図1のコアネットワーク130の一例であるものとしてよい。ネットワークデバイス1305は、eNodeB基地局、Home eNodeB基地局、NodeB基地局、および/またはHome NodeB基地局の一例であり得る。ネットワークデバイス1305は、アクセスポイントの一例でもあり得る。

0132

[0156]ネットワークデバイス1305は、ネットワークデバイス1305−aおよびネットワークデバイス1305−bなどの、他のネットワークデバイスと通信することもできる。一例では、ネットワークデバイス1305−aが別のアクセスポイントであってもよい。別の例で、ネットワークデバイス1305−bは、ネットワークデバイス1305がセルラー接続を確立する際に使用され得る基地局であってもよい。ネットワークデバイス1305、12305−a、および1305−bの各々は、異なる無線アクセス技術などの、異なるワイヤレス通信技術を使用してユーザ機器と通信できる。いくつかの場合において、ネットワークデバイス1305は、ネットワークデバイス通信モジュール1380を使用して他のネットワークデバイスと通信し得る。いくつかの実施形態では、ネットワークデバイス通信モジュール1380が、LTEワイヤレス通信技術の範囲内のX2インターフェースを提供し、ネットワークデバイスのうちのいくつかの間の通信を提供できる。いくつかの実施形態では、ネットワークデバイス1305が、コアネットワーク130−aを通じて他のネットワークデバイスと通信し得る。

0133

[0157]メモリ1320は、RAMとROMとを含み得る。メモリ1320は、実行されたときに、動的電圧および周波数スケーリングのために本明細書で説明されている様々な機能を行うことをプロセッサモジュール1310にさせるように構成されている命令を含むコンピュータ可読、コンピュータ実行可能なソフトウェアコード1322も記憶できる。代替的に、ソフトウェアコード1322は、プロセッサモジュール1310によって直接的に実行可能でないことがあるが、例えば、コンパイルされ実行されると、コンピュータに本明細書で説明する機能を行なわせるように構成され得る。

0134

[0158]プロセッサモジュール1310は、インテリジェントハードウェアデバイス、例えば、CPU、マイクロコントローラ、ASICなどを含み得る。プロセッサモジュール1310は、トランシーバモジュール1350、ネットワークデバイス通信モジュール1380、および/またはネットワーク通信モジュール1370を通じて受信された情報を処理できる。プロセッサモジュール1310は、アンテナ1360を通じて送信するためにトランシーバモジュール1350に、ネットワークデバイス通信モジュール1380に、および/またはネットワーク通信モジュール1370に送られるべき情報を処理することもできる。プロセッサモジュール1310は、単独で、またはDVFSモジュール1330と関連して、動的電圧および周波数スケーリングの様々な態様を取り扱うことができる。

0135

[0159]トランシーバモジュール1350は、パケットを変調し、変調されたパケットを送信のためアンテナ1360に送り、アンテナ1360から受信されたパケットを復調するように構成されたモデムを備えることができる。モデムは、図3を参照しつつ上で説明されているデバイス300の少なくとも一部を含み得る。トランシーバモジュール1350は、送信機モジュールおよび分離している受信機モジュールとして実装され得る。

0136

[0160]図13のアーキテクチャによれば、ネットワークデバイス1305は、通信管理モジュール1340をさらに備えることができる。通信管理モジュール1340は、他のネットワークデバイスとの通信を管理できる。例として、通信管理モジュール1340は、バスを介してネットワークデバイス1305の他のコンポーネントのうちの一部または全部と通信しているネットワークデバイス1305の一コンポーネントであってよい(図13に示されるように)。代替的に、通信管理モジュール1350の機能は、トランシーバモジュール1350の一コンポーネントとして、一コンピュータプログラム製品として、および/またはプロセッサモジュール1310の1つまたは複数の制御装置要素として実装され得る。

0137

[0161]ネットワークデバイス1305に対するコンポーネントは、デバイス300と、810と、810−aと、910と、910−aとに関して上で説明されている態様を実装するように構成されるものとしてよいが、それらの態様は、簡単のためここでは繰り返されないものとしてよい。ネットワークデバイス1305のコンポーネントは、図4Aと、図4Bと、図4Cと、図4Eと、図5と、図6の図に関して上で説明されている態様を実装するように構成され得る。さらに、ネットワークデバイス1305に対するコンポーネントは、それぞれ、図16図17図18図19図20、および図21の方法1600と、1700と、1800と、1900と、2000と、2100とに関して以下で説明されている態様を実装するように構成され得、それらの態様は、簡単のためここでも繰り返され得ない。

0138

[0162]ネットワークデバイス1305は、上で説明されているように、動的電圧および周波数スケーリングの様々な態様を取り扱うように構成され得る、DVFSモジュール1330も備え得る。DVFSモジュール1330は、電圧調整モジュール1332を備え得る。電圧調整モジュール1332は、ネットワークデバイス1305において第1の電圧レベルで動作する態様、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出する態様、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定する態様のうちの1つまたは複数を行い得る。フレームメトリックは、スループットカテゴリ、パケットの送信先、送信グラント、および受信グラントのうちの1つまたは複数を含み得る。電圧調整モジュール1332は、ネットワークデバイス1305によってサポートされている複数の帯域幅からネットワークデバイス1305で使用されるべき帯域幅を決定する態様、決定された帯域幅に基づきネットワークデバイス1305で使用する電圧レベルを識別する態様、電圧レベルを識別された電圧レベルに合わせてスケーリングする態様のうちの1つまたは複数を行い得る。電圧調整モジュール1332は、電圧調整に対応するデジタルクロック周波数調整を行うように構成され得る。例えば、電圧調整モジュール1332は、増加された電圧レベルを使用してより高いデジタルクロック周波数を発生でき、低減された電圧レベルを使用してより低いデジタルクロック周波数を発生できる。

0139

[0163]図14Aは、図12のDVFSモジュール1230および図13のDVFSモジュール1330の一例であり得る、DVFSモジュール1410を示す図1400を示している。DVFSモジュール1410は、イントラフレーム調整モジュール1420と帯域幅調整モジュール1430とを含み得る。DVFSモジュール、またはその少なくとも一部分は、プロセッサであってもよい。

0140

[0164]イントラフレーム調整モジュール1420は、ワイヤレス通信デバイスにおいて第1の電圧レベルで動作し、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出し、検出されたフレームメトリックに基づき受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するために第2の電圧レベルに遷移するかどうかを決定するように構成され得る。フレームメトリックは、スループットカテゴリ、パケットの送信先、送信グラント、および受信グラントのうちの1つまたは複数を含み得る。

0141

[0165]イントラフレーム調整モジュール1420は、第1の電圧レベルから第2の電圧レベルにスケーリングするように構成されるものとしてよく、第2の電圧レベルは、第1の電圧レベルよりも大きい。イントラフレーム調整モジュール1420は、第2の電圧レベルで受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理した後に次の受信されたフレームについて第2の電圧レベルから第1の電圧レベルにスケーリングするように構成され得る。イントラフレーム調整モジュール1420によって行なわれる検出は、受信されたフレームのプリアンブル内のフレームメトリックの検出を含み得る。いくつかの実施形態では、受信されたフレーム内の1つまたは複数のパケットが、IEEE802.11acパケットである。さらに、1つまたは複数のパケットは、VHTパケットであってよく、イントラフレーム調整モジュール1420によって行なわれる検出は、受信されたVHTパケットのVHT−STFにおけるフレームメトリックの検出を含む。イントラフレーム調整モジュール1420は、VHTパケット内で第1の電圧レベルから第2の電圧レベルにスケーリングするように構成されるものとしてよく、第2の電圧レベルは、第1の電圧レベルよりも大きい。

0142

[0166]イントラフレーム調整モジュール1420は、フレームがそのワイヤレス通信デバイスを送信先としているかどうかを決定し、フレームがそのワイヤレス通信デバイスを送信先としていないときに第1の電圧レベルで動作するように構成され得る。いくつかの実施形態では、決定が、フレームのMAC部分を識別することと、フレームのMAC部分からフレームの送信先を決定することとを含む。他の実施形態では、決定が、フレーム内のpAIDフィールドまたはGIDフィールドを識別することと、pAIDフィールドまたはGIDフィールドからフレームの送信先を決定することとを含む。

0143

[0167]イントラフレーム調整モジュール1420は、HTパケットを取り扱い、HTパケットの少なくとも一部を処理するために第1の電圧レベルから第2の電圧レベルにスケーリングするように構成されるものとしてよく、第2の電圧レベルは、第1の電圧レベルよりも大きい。イントラフレーム調整モジュール1420は、レガシーパケットを取り扱い、レガシーパケットを処理するために第1の電圧レベルを維持するように構成され得る。

0144

[0168]イントラフレーム調整モジュール1420は、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられている帯域幅を識別し、フレームメトリックと識別された帯域幅とに少なくとも一部は基づき第1の電圧レベルから第2の電圧レベルにスケーリングするように構成され得る。イントラフレーム調整モジュール1420は、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられている異なる帯域幅を識別し、フレームメトリックと識別された異なる帯域幅とに少なくとも一部は基づき第2の電圧レベルから第3の電圧レベルにスケーリングするように構成され得る。イントラフレーム調整モジュール1420は、フレームメトリックに基づき第1のクロック周波数から第2のクロック周波数にスケーリングするように構成されるものとしてよく、第2のクロック周波数は、第1のクロック周波数よりも大きい。イントラフレーム調整モジュール1420による電圧スケーリングの結果として、対応するデジタルクロック周波数のスケーリングが生じ得る。

0145

[0169] いくつかの実施形態では、フレームが第1のスロットと第2のスロットとを有するLTEサブフレームであり、第1のスロットは、PDCCH情報を持つ領域を含み、イントラフレーム調整モジュール1420は、第1のスロットにおける領域内からフレームメトリックを検出するように構成され得る。フレームメトリックは、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられている帯域幅であってよい。イントラフレーム調整モジュール1420は、フレームの一部がLTEモデムによって復号されるかどうかをフレームメトリックから決定することとができ、またフレームの一部がLTEモデムによって復号されないとの決定がなされたときにフレームの一部を処理するように第1の電圧から第2の電圧にスケーリングすることとができる。イントラフレーム調整モジュール1420は、第2の電圧レベルをワイヤレス通信デバイスの1つまたは複数のサブシステムに印加するように構成され得る。

0146

[0170]帯域幅調整モジュール1430は、ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている複数の帯域幅からワイヤレス通信デバイスにおいて使用される帯域幅を決定し、決定された帯域幅に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用する電圧レベルを識別し、フレームを処理するために電圧レベルを識別された電圧レベルにスケーリングするように構成され得る。帯域幅調整モジュール1430による電圧スケーリングの結果として、対応するデジタルクロック周波数のスケーリングが生じ得る。いくつかの実施形態では、帯域幅調整モジュール1430が、スケーリングされた電圧レベルで動作している間にフレームを送信するように構成される。他の実施形態では、帯域幅調整モジュール1430が、1つまたは複数のパケットを有するフレームを受信し、スケーリングされた電圧レベルで受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するように構成される。帯域幅調整モジュール1430は、1つまたは複数のパケットを有するフレームを受信し、受信されたフレーム内で、受信されたフレームの1つまたは複数のパケットに関連付けられているフレームメトリックを検出し、フレームメトリックと決定された帯域幅とに基づきスケーリングされた電圧レベルで受信されたフレームの1つまたは複数のパケットの少なくとも一部を処理するように構成され得る。ワイヤレス通信デバイスによってサポートされている帯域幅の各々は、別の帯域幅の電圧レベルと異なる対応する電圧レベルを有することができ、識別された電圧レベルは、決定された帯域幅に対応する電圧レベルであり得る。

0147

[0171]帯域幅調整モジュール1430は、決定された帯域幅に基づき、ワイヤレス通信デバイスによって使用される1つまたは複数のPHYクロックを調整するように構成され得る。いくつかの実施形態では、帯域幅調整モジュール1430によって行なわれる決定が、ワイヤレス通信デバイスに関連付けられているチャネル条件に基づきワイヤレス通信デバイスにおいて使用される帯域幅を決定することを含み得る。いくつかの実施形態では、帯域幅調整モジュール1430によって行なわれるスケーリングが、決定された帯域幅と異なる帯域幅に対応する電圧レベルから識別された電圧レベルにスケーリングすることを含み得る。帯域幅調整モジュール1430は、スケーリングされた電圧レベルをワイヤレス通信デバイスの1つまたは複数のサブシステムに印加するように構成され得る。

0148

[0172] DVFSモジュール1400のコンポーネントは、個別に、または集合的に、ハードウェア内の適用可能な機能のうちの一部または全部を行うするように適合された1つまたは複数のASICにより実装され得る。言及されたモジュールの各々は、DVFSモジュール1400の動作に関係する1つまたは複数の機能を行うための手段であり得る。

0149

[0173] 次に図14Bを参照すると、図12のDVFSモジュール1230、図13のDVFSモジュール1330、および図14AのDVFSモジュール1410の一例であり得る、DVFSモジュール1410−aを示す図1400−aがある。DVFSモジュール1410−aは、イントラフレーム調整モジュール1420−aと帯域幅調整モジュール1430−aとを含み得る。イントラフレーム調整モジュール1420−aは、図14Aのイントラフレーム調整モジュール1420の一例であり得る。同様に、帯域幅調整モジュール1430−aは、図14Aの帯域幅調整モジュール1430の一例であり得る。DVFSモジュール1410−a、またはその少なくとも一部分は、プロセッサであってもよい。

0150

[0174]イントラフレーム調整モジュール1420−aは、電圧調整モジュール1421と、周波数/クロック調整モジュール1422と、パケットタイプ特性検出モジュール1423と、パケット送信先モジュール1424と、帯域幅識別モジュール1425とを備え得る。電圧調整モジュール1421は、電圧レベルを識別すること、電圧レベルを選択すること、電圧レベルをスケーリングすること、電圧レベルを修正すること、または電圧レベルを調整することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うするように構成され得る。周波数/クロック調整モジュール1422は、周波数および/またはクロックを識別すること、周波数および/またはクロックを選択すること、周波数および/またはクロックをスケーリングすること、周波数および/またはクロックを修正すること、または周波数および/またはクロックを調整することとに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。周波数および/またはクロックの調整は、電圧調整モジュール1421による電圧の調整に対応し得る。パケットタイプ/特性検出モジュール1423は、限定はしないが、フレームメトリック、スループットカテゴリ、帯域幅、およびグラントを含む、パケットタイプおよび特性を決定し、識別することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。パケット送信先モジュール1424は、パケットまたはフレームに対する送信情報を検査することと、パケットまたはフレームに対する送信情報を識別することと、パケットまたはフレームに対する送信情報を決定することとに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。帯域幅識別モジュール1425は、電圧レベルなどの1つまたは複数の帯域幅および/または対応する情報を識別することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。

0151

[0175]帯域幅調整モジュール1430−aは、電圧調整モジュール1431と、周波数/クロック調整モジュール1432と、パケットタイプ/特性検出モジュール1433と、チャネル条件検出モジュール1434と、帯域幅識別モジュール1435とを備え得る。電圧調整モジュール1431は、電圧レベルを識別すること、電圧レベルを選択すること、電圧レベルをスケーリングすること、電圧レベルを修正すること、または電圧レベルを調整することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。周波数/クロック調整モジュール1432は、周波数および/またはクロックを識別すること、周波数および/またはクロックを選択すること、電圧周波数および/またはクロックをスケーリングすること、周波数および/またはクロックを修正すること、または周波数および/またはクロックを調整することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。周波数および/またはクロックの調整は、電圧調整モジュール1431による電圧の調整に対応し得る。パケットタイプ/特性検出モジュール1433は、限定はしないが、フレームメトリック、スループットカテゴリ、帯域幅、およびグラントを含む、パケットタイプおよび特性を決定し、識別することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。チャネル条件モジュール1434は、通信帯域幅の選択のためチャネル条件を決定することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。帯域幅識別モジュール1435は、電圧レベルなどの1つまたは複数の帯域幅および/または対応する情報を識別することに関係する本明細書で説明されている様々な態様を行うように構成され得る。

0152

[0176] DVFSモジュール1400−aのコンポーネントは、個別に、または集合的に、ハードウェア内の適用可能な機能のうちの一部または全部を行うように適合された1つまたは複数のASICにより実装され得る。言及されたモジュールの各々は、DVFSモジュール1400−aの動作に関係する1つまたは複数の機能を行うための手段であり得る。

0153

[0177]図15を参照すると、ネットワークデバイス1505とUE115−cとを含む多入力多出力(MIMO)通信システム1500のブロック図が示される。ネットワークデバイス1505は、図1の基地局105、図1および図2のアクセスポイント120および120−a、および図13のネットワークデバイス1305の一例であり得る。UE115−cは、図1および図2のユーザ機器115および115−a並びに図12のUE115−bの一例であり得る。システム1500は、図1および図2ネットワークの態様を示し得る。ネットワークデバイス1505は、アンテナ1534−aから1534−xを装備でき、UE115−cは、アンテナ1552−aから1552−nを装備できる。システム1500において、ネットワークデバイス1505は、同時に複数の通信リンク上でデータを送ることができるものとしてよい。各通信リンクは「レイヤ」と呼ばれる場合があり、通信リンクの「ランク」は、通信に使用されるレイヤの数を示すことができる。例えば、2×2MIMOシステムにおいて、ネットワークデバイス1505が2つの「レイヤ」を送信し、ネットワークデバイス1505とUE115−cとの間の通信リンクのランクが2である。

0154

[0178]ネットワークデバイス1505において、送信(Tx)プロセッサ1520は、データソースからデータを受信するものとしてよい。送信プロセッサ1520は、そのデータを処理できる。送信プロセッサ1520は、基準シンボルとセル特有の基準信号とを生成することもできる。送信(Tx)MIMOプロセッサ1530は、適用可能な場合に、データシンボル制御シンボル、および/または基準シンボルに対して空間的処理(例えば、プリコーディング)を行い、出力シンボルストリーム送信変調器1532−aから1532−xに提供できる。各変調器1532は、出力サンプルストリームを得るために、それぞれの出力シンボルストリーム(例えば、OFDMなどの)を処理できる。各変調器1532は、ダウンリンク(DL)信号を取得するために、その出力サンプルストリームをさらに処理(例えば、アナログ変換増幅フィルタリング、およびアップコンバート)できる。一例では、変調器1532−a〜1532−xからのDL信号が、それぞれ、アンテナ1534−a〜1534−xを介して送信され得る。

0155

[0179] UE115−cでは、アンテナ1552−a〜1552−nが、ネットワークデバイス1505からDL信号を受信でき、受信された信号を復調器1554−a〜1554−nにそれぞれ提供できる。各復調器1554は、入力サンプルを取得するために、それぞれの受信された信号を調整(例えば、フィルタリング、増幅、ダウンコンバート、およびデジタル化)できる。各復調器1554はさらに、受信シンボルを取得するために、(例えば、OFDMなどの)入力サンプルを処理できる。MIMO検出器1556は、全ての復調器1554−a〜1554−nから受信シンボルを取得し、適用可能な場合は受信シンボルに対してMIMO検出を行い、検出されたシンボルを提供し得る。受信(Rx)プロセッサ1558は、検出されたシンボルを処理(例えば、復調、逆インターリーブ、および復号化)し、UE115−cに対する復号化されたデータをデータ出力に提供し、復号化された制御情報をプロセッサ1580、またはメモリ1582に提供できる。プロセッサ1580は、動的電圧および周波数スケーリング(例えば、インフレームDVFS)に関係する機能を行い得るモジュール1581を備え得る。

0156

[0180]アップリンク(UL)上で、UE115−cにおいて、送信(Tx)プロセッサ1564は、データソースからデータを受信し、処理できる。送信プロセッサ1564は、基準信号に対する基準シンボルを生成することもできる。送信プロセッサ1564からのシンボルは、適用可能な場合に、送信(Tx)MIMOプロセッサ1566によってプリコーディングされ、復調器1554−a〜1554−n(例えば、SC−FDMAなどの)によってさらに処理され、ネットワークデバイス1505から受信された送信パラメータに従ってネットワークデバイス1505に送信され得る。ネットワークデバイス1505において、UE115−cからのUL信号は、アンテナ1534によって受信され、復調器1532によって処理され、適用可能な場合にMIMO検出器1536によって検出され、受信プロセッサによってさらに処理され得る。受信(Rx)プロセッサ1538は、復号されたデータをデータ出力とプロセッサ1540とに提供し得る。プロセッサ1540は、動的電圧および周波数スケーリング(例えば、インフレームDVFS)に関係する機能を行い得るモジュール1541を備え得る。ネットワークデバイス1505のコンポーネントは、個別に、または集合的に、ハードウェア内の適用可能な機能のうちの一部または全部を行うように適合された1つまたは複数のASICにより実装され得る。言及されたモジュールの各々は、システム1500の動作に関係する1つまたは複数の機能を行うための手段であり得る。同様に、UE115−cのコンポーネントは、個別に、または集合的に、ハードウェア内の適用可能な機能のうちの一部または全部を行うように適合された1つまたは複数のASICにより実装され得る。言及された構成要素の各々は、システム1500の動作に関係する1つまたは複数の機能を行うための手段であり得る。

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