对通信设备中的功率放大器中的功耗进行控制的制作方法

概括地说，本发明的实施例涉及通信设备，具体地说，涉及对通信设备中的功率放大器中的功耗进行控制。

背景技术：

通信设备可以通过通信介质来与其它通信设备发送和接收数据分组。通信介质可以是使用例如同轴或双绞线的有线介质，其中通过线路驱动器在线缆上传输(例如，驱动)数据分组。另一种通信介质可以是无线介质，其中经由射频(RF)功率放大器通过空中传输数据分组。术语“功率放大器”可以用于指代线路驱动器和RF功率放大器两者。在功率放大器处的相对大的输出功率电平(与可用输出功率电平相比)可以用于发送数据分组并增加通信设备之间的通信范围。大输出功率电平还可以减少通过通信介质的传输错误。

然而，相对大的输出功率电平可能增加功耗并且可能减少通信设备的电池寿命。相对大的输出功率电平还可能增加通信设备内产生的热量。在一些情况下，产生的热量可能过多，并且可能导致通信设备的某些部分达到热极限。进而，来自通信设备的传输会被临时中止(例如，节流)，以允许通信设备的温度降低到可接受的水平。对传输进行节流会降低总体数据吞吐量并且增加所发送的数据分组的时延。

功率放大器的输出功率电平可以是固定的，以防止功率放大器达到热极限。然而，固定的输出功率电平通常小于最大可用电平。因此，固定的输出功率电平可能减小通信设备之间的通信范围，并且可能增加与所发送的数据相关联的错误率。

因此，需要改进对功率放大器的控制以增加通信设备的性能并降低功耗。

技术实现要素：

提供本概述以便以简化形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选集。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。

公开了经由无线通信设备发送数据的设备和方法。根据本发明的实施例，可以将多个数据分组存储在无线通信设备处的缓冲器中。可以确定功率放大器的温度和所述数据分组中的每个数据分组的特性。可以至少部分地基于所述功率放大器的温度和所述特性来确定所述功率放大器的输出功率电平。可以从所述缓冲器中选择数据分组并发送该数据分组。

对于一些实施例，无线通信设备可以包括缓冲器和处理器，所述缓冲器用于存储多个数据分组，所述处理器用于进行以下操作：确定功率放大器的温度；确定所述数据分组中的每个数据分组的特性；从所述缓冲器中选择数据分组；以及至少部分地基于所述功率放大器的温度和与所述多个数据分组相关联的所述特性来确定所述功率放大器的输出功率电平。

附图说明

通过举例的方式示出了本发明的实施例，并且这些实施例不旨在受附图中的各图限制。贯穿附图和描述中，相同的附图标记引用相同的元件。

图1描绘了其中可以实现本发明的实施例的示例性通信系统。

图2示出了作为图1的无线设备的另一实施例的无线设备。

图3是描绘了根据一些实施例，可以被提供给图2的设备的处理器和/或由图2的设备的处理器使用，以发送数据分组和控制功率放大器的功耗的多个操作参数的图。

图4示出了根据一些实施例的无线设备的一部分。

图5示出了描绘根据一些实施例，用于从第一无线设备向第二无线设备发送数据分组的示例性操作的说明性流程图。

具体实施方式

仅为了简单起见，下面在支持Wi-Fi的设备的上下文中描述本发明的实施例。应当理解，本发明的实施例同样适用于使用其它各种无线标准或协议的信号的设备。如本文所使用的，术语“无线局域网(WLAN)”和“Wi-Fi”可以包括遵循IEEE 802.11标准、HiperLAN(主要在欧洲使用的、与IEEE 802.11标准相当的一组无线标准)以及在无线通信中使用的其它技术的通信。

在以下描述中，阐述了众多具体细节，例如特定组件、电路和过程的示例，以提供对本公开内容的透彻理解。如本文所使用的术语“耦合”意指直接耦合或通过一个或多个中间组件或电路来耦合。此外，在以下描述中并且出于解释的目的，阐述了特定的命名以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，对本领域技术人员将显而易见的是，这些具体细节可能不是实施本发明的实施例所必需的。在其它实例中，以框图形式示出了公知的电路和设备以避免模糊本公开内容。通过本文所描述的各种总线提供的任何信号可以与其它信号时间复用并且通过一个或多个公共总线来提供。另外，电路元件或软件块之间的互连可以被示出为总线或单个信号线。每个总线可以替代地是单个信号线，而每个单个信号线可以替代地是总线，并且单个线或总线可以表示用于组件之间的通信的大量物理或逻辑机制中的任何一者或多者。本发明的实施例不应被解释为限于本文所描述的特定示例，而是在其范围内包括由所附权利要求限定的所有实施例。

图1描绘了其中可以实现本发明的实施例的示例性通信系统100。如所示出的，通信系统100包括无线设备101和102。在其它实施例中，通信系统100中可以包括两个以上无线设备。无线设备101和102可以是Wi-Fi设备，并且可以通过在通信介质内建立的通信链路来相互之间发送和接收数据分组。无线设备101和102可以是任何适当的无线通信设备，诸如但不限于蜂窝电话、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、无线接入点等。

无线设备101可以包括介质访问控制(MAC)层103和物理(PHY)层104。MAC层103可以从其它模块、程序或应用接收数据信号，为了简单起见未示出。例如，MAC层103可以使得多个程序和/或应用能够通过PHY层104访问通信介质。MAC层103可以基于数据(例如，在无线设备101中由上层和/或处理资源提供的数据，为了简单起见未示出)来生成数据分组，并且可以将数据分组提供给PHY层104。PHY层104可以接收、缓冲和处理数据分组，以便由功率放大器(PA)123传输到通信链路上。

PHY层104可以包括用于控制PA123的操作的PA控制器106，并且还可以控制PHY层104内的其它元件，例如缓冲器和调制器(为了简单起见未示出)。在一些实施例中，PA控制器106可以确定PA 123和PHY层104的操作参数。例如，PA控制器106可以至少部分地基于PA 123和/或无线设备101的温度、数据分组特性、和/或与通信链路相关联的链路预算来控制PA 123的输出功率电平。下面结合图3-图5更详细地描述PA控制器106的操作。无线设备101和102可以是类似的，并且可以包括类似的元件。因此，在一些实施例中，无线设备102可以包括与关于无线设备101描述的那些元件类似的元件。

尽管在无线设备的上下文中进行了描述，但是本发明的实施例也可以在有线通信设备中实现。有线通信设备(为简单起见未示出)可以是任何适当的有线设备，诸如但不限于台式计算机、电力线通信(PLC)调制解调器、膝上型计算机、接入点或类似设备。有线通信设备可以耦合到有线介质，例如，双绞线、同轴电缆、光纤线缆或电力线。有线通信设备还可以包括如上所述的类似配置的MAC层103和PHY层104。有线通信设备还可以包括线路驱动器来代替PA 123。

图2示出了作为图1的无线设备101的另一实施例的无线设备200。无线设备200包括发射机210、处理器230和存储器240。处理器230可以与图1的MAC层103相关联。发射机210可以与图1的PHY层104相关联，并且耦合到处理器230。发射机210从处理器230和/或MAC层103接收数据分组以发送到通信链路上。发射机210可以根据选定的编码方案对数据分组进行编码，并且可以经由PA 123来放大经编码的数据分组。发射机210可以包括用于存储数据分组的缓冲器220。处理器230耦合到存储器240。

此外，存储器240还可以包括非暂时性计算机可读存储介质(例如，一个或多个非易失性存储器元件，诸如EPROM、EEPROM、闪存、硬盘驱动器等)，其可以存储以下软件模块：

·数据分组特征描述模块242，其用于确定与被提供给发射机210的数据分组相关联的一个或多个特性；

·缓冲器控制模块244，其用于从缓冲器220中选择用于传输的数据分组；

·链路预算模块246，其用于确定与通信链路相关联的链路预算；以及

·PA输出控制模块248，其用于至少部分地基于与存储在缓冲器220中的数据分组相关联的特性、与通信链路相关联的链路预算、PA 123的温度、和/或其它适当的参数来控制PA 123的输出功率。

每个软件模块包括程序指令，所述程序指令在由处理器230执行时可以使得无线设备200执行相应的功能。因此，存储器240的非暂时性计算机可读存储介质可以包括用于执行图5的操作的全部或一部分的指令。处理器230可以是能够执行存储在无线设备200中(例如，存储器240内)的一个或多个软件程序的脚本或指令的任何适当的处理器。

处理器230可以执行数据分组特征描述模块242，以确定与可以存储在缓冲器220、MAC层103和/或存储器240中的数据分组相关联的一个或多个特性。在一些实施例中，一个或多个数据分组特性可以包括分组大小和/或分组长度。例如，一些数据分组可以仅仅是几个字节(例如，确认数据分组)，而其它数据分组可以是正在进行的视频流的一部分。在一些实施例中，一个或多个数据分组特性可以包括服务质量(QoS)特性，例如相对优先级、时延要求、调度信息等。例如，数据分组可以是具有关于数据分组何时将被发送的定时要求的数据分组。在另一示例中，数据分组可以是具有传输定时要求的传输控制协议(TCP)分组或用户数据报协议(UDP)分组。一个或多个数据分组特性可以包括数据分组周期性。例如，数据分组可以是定期地发送的信标信号的一部分。

处理器230可以执行缓冲器控制模块244以从缓冲器220中选择数据分组，以便通过PA 123进行传输。缓冲器控制模块244可以跟踪缓冲器220的内容并且选择特定的数据分组以进行传输。在一些实施例中，缓冲器控制模块244可以按照相对于数据分组被缓冲器220接收的顺序所不同的顺序来选择用于传输的数据分组。

处理器230可以执行链路预算模块246以确定用于通信链路的链路预算。例如，对于特定通信链路，链路预算模块246可以确定用于描述能够使数据分组被成功地发送给接收无线设备的PA 123的输出功率电平的范围和/或编码方案的范围的链路预算。在一些实施例中，链路预算可以至少部分地基于接收无线设备的接收信号强度指示符(RSSI)。

处理器230可以执行PA输出控制模块248以通过缓冲器控制模块244选择包括数据分组的缓冲器，并且可以确定用于数据分组的编码方案。PA输出控制模块248可以至少部分地基于以下各项中的一项或多项来确定PA123的输出功率电平：数据分组的特性、PA 123的温度、和/或与同接收无线设备的通信链路相关联的链路预算。

因此，在一些实施例中，PA输出控制模块248可以为要发送的数据分组来确定PA 123的输出功率电平。在一些实施例中，输出功率电平可以因数据分组而异，并且可以基于无线设备200的当前操作状况(包括PA 123的温度)来对其进行动态地调整。下面结合图3-图5来描述数据分组特征描述模块242、缓冲器控制模块244、链路预算模块246和PA输出控制模块248的操作。

图3是描绘了根据一些实施例，可以被提供给处理器230或由处理器230确定的和/或由处理器230使用，以发送数据分组和控制PA 123的功耗的多个操作参数的图300。对于图3的示例性实施例，处理器230可以接收指示PA 123的温度的PA Temp 310、指示与数据分组相关联的调度(例如，定时)特性的信息315、指示与数据分组相关联的一个或多个QoS特性的信息320、指示数据分组的长度的信息325、和/或关于与通信链路相关联的链路预算的信息330。对于一些实施例，当通过PA 123发送数据分组时，处理器230可以考虑任何数量的操作参数310、315、320、325和330(例如，并且因此其任何组合)。尽管图3示出了接收所有操作参数310、315、320、325和330的处理器230，但是应当理解，可以接收信息的其它组合，例如操作参数310、315、320、325和330的任何子集或没有在图3中示出的参数。

在一些实施例中，数据分组可以包括用于指示与数据分组相关联的相对QoS的QoS索引。例如，QoS索引可以描述与其它数据分组相比的数据分组的传输优先级。传输优先级可以指示数据分组的相对优先级。与诸如“尽力而为”或“后台”数据分组之类的更低优先级数据分组相比，诸如用于信标或确认的数据分组之类的更高优先级数据分组可以被分配更高的QoS索引。与一些游戏应用相关联的数据分组也可以被分配更高的QoS索引，以便使得游戏相关的数据分组可以在其它数据分组之前被发送。在另一示例中，QoS索引可以指示数据分组的周期性特性。与用于非周期性数据分组的数据分组相比，用于周期性信标的数据分组可以被分配更高的QoS索引。在另一示例中，QoS索引可以指示与数据分组相关联的相对时延。与可以与长响应时间相关联的数据分组相比，具有低时延的数据分组(例如，可以与短响应时间相关联的数据分组)可以被分配更高的QoS索引。在一些实施例中，QoS索引可以将数个QoS特性聚合成单个索引号。例如，QoS索引可以是优先级、周期性和/或时延的加权平均。在一些实施例中，上述QoS特性中的一些或全部可以包括在QoS索引中。在其它实施例中，没有在本文中描述的其它QoS特性可以包括在QoS索引中。QoS索引可以由MAC层103或包括在无线设备101中的其它软件、硬件或固件来确定。QoS索引也可以存储在缓冲器220中。

图4示出了根据一些实施例的无线设备101的一部分。如所示出的，无线设备101包括耦合到PHY层104的MAC层103。PHY层104包括PA123、PA控制器106、缓冲器220、分组选择器404和编码器406。MAC层103耦合到缓冲器220并且耦合到PA控制器106。缓冲器220可以从MAC层103接收数据分组和/或存储从MAC层103接收的数据分组。

分组选择器404耦合到缓冲器220、PA控制器106和编码器406。分组选择器404可以从缓冲器220中选择数据分组，并将数据分组提供给编码器406。编码器406可以对数据分组进行编码以通过通信链路进行传输。在一些实施例中，编码器406可以根据诸如由IEEE 802.11标准所描述的调制和编码方案(MCS)之类的编码方案对数据分组进行编码。相对于其它编码方案而言，一些编码方案可以每个符号编码更多的比特，并且因此相对于其它编码方案而言，可以具有更高的编码速率。相反，与其它编码方案相比，一些编码方案可能每个符号编码更少的比特，并且因此相对于其它编码方案而言，可能具有更低的编码速率。PA 123可以耦合到编码器406，并且可以从编码器406接收经编码的数据分组。PA 123可以按照输出功率电平发送经编码的数据分组。

PA控制器106耦合到缓冲器220、分组选择器404，编码器406和/或PA 123，并且可以控制缓冲器220、分组选择器404、编码器406和/或PA 123。PA控制器106可以至少部分地基于一个或多个数据分组特性、PA 123的温度和/或链路预算，来确定PA 123的输出功率电平。一个或多个数据分组特性可以包括数据分组长度、数据分组调度信息和数据分组QoS信息。PA控制器106可以根据缓冲器220和/或根据MAC层103来确定数据分组长度信息。MAC层103可以提供数据分组调度信息，例如指示数据分组是否与周期性信号相关联的信息。周期性信号可以是时间敏感的信号，例如信标信号。在一些实施例中，数据分组QoS信息可以是通过与存储在缓冲器220中的数据分组相关联的QoS索引来确定的。在其它实施例中，数据分组QoS信息可以是通过MAC层103来提供的。链路预算可以基于由PA控制器106接收的RSSI信息。如上所述，链路预算可以确定用于PA 123的输出功率电平的范围。

PA控制器106可以至少部分地基于PA 123的温度、一个或多个数据分组特性、数据分组QoS信息和/或链路预算信息来确定由编码器406所使用的编码方案。链路预算可以确定编码器406可以使用的编码方案的范围。PA控制器106还可以至少部分地基于数据分组QoS信息、一个或多个数据分组特性和/或PA 123的温度来控制分组选择器404从缓冲器220中选择数据分组。

在一些实施例中，确定PA 123的输出功率电平、确定由编码器406所使用的编码方案以及通过分组选择器404来选择数据分组可以由PA控制器106分别地或并行地完成。例如，PA控制器106可以并发地确定链路预算、在能够满足链路预算的同时使PA 123操作在预定的温度范围内的输出功率电平和/或编码方案。在另一示例中，PA控制器106可以分别地确定链路预算、输出功率电平和/或编码方案。

在一些实施例中，PA控制器106可以从缓冲器220中选择相对更短的数据分组(与其它数据分组相比)以通过PA 123进行传输。更短的数据分组可以比更长的数据分组更快地发送，并且可以允许针对PA 123的冷却时段。在一些实施例中，PA控制器106可以在数据分组传输之间调度短暂的安静(非发送)时段。安静时段可以允许PA 123的温度降低。在一些实施例中，对安静时段的调度可以满足可以由QoS索引指示的所发送的数据分组的时延要求。在一些实施例中，可以按照较高的输出功率电平来发送较短的数据分组，这是因为PA 123在较短的持续时间内进行操作，并因此可以在一段时间上产生较少的热量。

在一些实施例中，PA控制器106可以从缓冲器220中选择相对较长的数据分组以通过PA 123进行发送。例如，当PA 123的温度小于阈值时，PA控制器106可以选择较长的数据分组来进行发送，这是因为较冷的PA 123可以承受与较长的数据传输相关联的温度上升(例如，与较热的PA 123相比)。因此，PA控制器106可以通过根据本文描述的各种操作参数选择较长或较短的数据分组进行发送，来控制PA 123的温度。

在一些实施例中，PA控制器106可以选择较高的编码方案(当链路预算允许时)以较快地发送数据分组。通过这样做，PA控制器106可以在数据分组传输之间调度安静时段，以允许降低PA 123的温度。

在一些实施例中，PA控制器106可以选择具有相对较高优先级的数据分组以通过PA 123进行发送。在一些情况下，可以以与数据分组被存储在缓冲器220中的顺序不同的顺序来选择它们。选择较高优先级数据分组(例如，而不是相对较低优先级的数据分组)可以允许按照数据分组QoS信息来发送数据分组。

在一些实施例中，PA控制器106可以在由链路预算确定的范围内调整输出功率电平。例如，PA控制器106可以增加输出功率电平来扩展发送通信设备和接收通信设备之间的通信范围。或者，PA控制器106可以减少输出功率电平，以降低功耗和/或降低PA 123的温度。在一些实施例中，PA控制器106可以在由链路预算确定的范围内调整用于对数据分组进行编码的编码方案。例如，PA控制器106可以选择较高的编码方案以缩短数据传输的持续时间，或者PA控制器106可以选择较低的编码方案以增加数据传输的可靠性。

图5示出了描绘根据一些实施例，用于从第一无线设备向第二无线设备发送数据分组的示例性操作500的说明性流程图。一些实施例可以通过额外的操作、更少的操作、不同顺序的操作，并行操作、和/或某些有所不同的操作的方式，来执行本文所描述的操作。还参照图4，可以将数据分组存储在缓冲器220中(510)。在一些实施例中，数据分组可以由MAC层103提供。数据分组可以具有可变的长度并且可以包括用于描述数据分组的相对优先级的QoS索引。接着，PA控制器106确定PA 123的温度(520)。在一些实施例中，PA控制器106可以通过包括在PA 123中的温度传感器(为了简单起见未示出)来确定PA 123的温度。接着，PA控制器106确定针对第一无线设备和第二无线设备之间的通信链路的链路预算(530)。例如，PA控制器106可以从接收通信设备接收RSSI信息。链路预算可以至少部分地基于RSSI信息，并且可以包括PA 123的输出功率电平的范围和/或可以包括用于对数据分组进行编码的编码方案的范围。

接着，PA控制器106确定缓冲器220中的数据分组的一个或多个特性(540)。例如，对于一些实施例，PA控制器106可以确定诸如数据分组优先级、数据分组时延、数据分组周期性等等之类的数据分组特性。对于一些实施例，PA控制器106可以确定数据分组的QoS(542)。例如，PA控制器106可以确定与数据分组相关联的QoS索引。在另一示例中，PA控制器106可以从MAC层103接收与数据分组相关联的QoS信息。对于一些实施例，PA控制器106可确定数据分组的长度(544)。例如，PA控制器106可以确定存储在缓冲器220中的数据分组的长度。在另一示例中，PA控制器106可以使用从MAC层103接收的信息来确定数据分组的长度。对于一些实施例，PA控制器106可以确定数据分组调度信息(546)。数据分组调度信息可以包括关于与存储在缓冲器220中的数据分组相关联的时间调度的信息。例如，PA控制器106可以从MAC层103接收数据分组调度信息。在另一示例中，PA控制器106可以通过对存储在缓冲器220中的数据分组进行跟踪和进行特征描述来确定数据分组调度信息。

接着，PA 123发送数据分组(550)。更具体地说，在一些实施例中，PA控制器106可以从缓冲器220中选择数据分组(552)，确定PA 123的输出功率电平(554)，和/或确定用于编码器406的编码方案(556)。使用所确定的编码方案来对所选择的数据分组进行编码，并且由PA 123按照所确定的输出功率电平来对其进行发送。如以上结合图3和4所描述的，选择数据分组552、确定输出功率电平554、以及确定编码方案556可以至少部分地基于PA 123的温度、链路预算、和/或一个或多个数据分组特性。

接着，PA控制器106可以确定缓冲器220是否是空的(560)。如果缓冲器220是空的，则操作结束。如果缓冲器220不是空的，则操作前进到520。

在前述的描述中，已经参考其特定的示例性实施例描述了本发明的实施例。然而，将明显的是，可以在不脱离如在所附权利要求中阐述的本公开内容的较广范围的情况下，对这些实施例做出各种修改和改变。因此，描述和附图应被认为是说明性意义的而不是限制性意义的。