TD-LTE手机低功耗模式的选择

２０１２年第２期　

信号流　

………—

．．

肘钟信号　

图１　ＴＤ—ＬＴＥ手机的总体结构　

过不同的应用场景来动态调整当前的电压、频率配　

置。静态频率一电压调节方式主要应用于具体的低　

功耗控制模式设置．即通过当前可进入低功耗状态　

时间长度来计算出合理的低功耗控制模式，在清楚　

值，则选择关电源的低功耗控制模式。如果睡眠时间　

小于关电源控制模式且大于关时钟控制模式，才采　

取关时钟的控制模式。如果小于关时钟的控制模式．　

才采取ＡＲＭ内核时钟停止的控制模式．即ＷＦＩ　

具体模式的情况下最终设置基带芯片的电压、频率　

状态。　

（Ｗａｉｔ　ｆｏｒ　Ｉｎｔｅｒｒｕｔｐ）模式，该模式下任何中断都可以　

触发ＡＲＭ回到正常运行状态。　

本文实际测试基带芯片平台中。一次完整的低　

功耗控制流程主要是对删内核、ＳＹＳＴＥＭ域和　

从低功耗控制流程的角度来看．传统的基于时　

间门限的低功耗控制模式选择较为简单，但其缺点　

是没有完全考虑到不同睡眠时间条件下的平均功耗　

ＤＤＲ（片外存储器）的功耗控制，其功耗完全由当前　

的时钟和频率状态决定，通过实测本基带芯片功耗　

分布见表ｌ。　

表１基带功耗分布表　

功耗（ｍＷ）　

值。在不同的控制流程中，由于对数据保护／恢复和　

系统设置的流程不同，所以，从低功耗控制性能方　

面，低功耗控制模式选择不能只是单纯地基于时间　

门限来考虑，而是在保证最低门限的情况下．从最低　

平均功耗的角度出发来进行低功耗控制模式选择。　

时钟（８１．９２　ＭＨｚ）　

状态　

开　

ＡＲＭ内核　

ＤＳＰ内核　

ＳＹＳＴＥＭ　

时钟　

关　

１－２　

１．６８　

３．６　

电源（１．２Ｖ）　

开　

７．６８　

ｌ８　

ｌ８　

电源　

关　

０　

Ｏ　

３．６　

７．６８　

１８　

ｌ８　

３ＧＰＰ协议规定．当已经注册上某个小区且终端　

处于空闲模式下，终端可使用ＤＲＸ（非连续接收）操　

作。即每个ＤＲＸ周期（ＤＲＸ周期＝１２８￣Ｎｘ　ｌ　ｍｓ。　

Ｎ≤８且为整数），终端只需要监听与寻呼相关的信　

息块，所以在每个ＤＲＸ周期内完成一次测量后．同　

时计算出下一次同步测量的时间点。从而使系统进　

入睡眠状态，达到低功耗设计的目的。　

基于时间门限的低功耗控制模式选择，其核心　

片外存储器　１２　Ｏ　１２　＼　

表１中．ＳＹＳＴＥＭ时钟关闭是指８１．９２　ＭＨｚ高　

频时钟关闭．此时仍有３２．７６８　ｋＨｚ低频时钟维持　

ＳＹＳＴＥＭ模块低速工作。　

由表ｌ可以看出，基带芯片在关时钟的低功耗　

状态下功耗为６．４８　ｍＷ，关电源的低功耗状态下基　

就是判断当前可睡眠的时间是否大于相应模式的时　

间门限。及系统一次完整的现场保护／恢复过程需　

带芯片的功耗为３．６ｍＷ。在工程应用当中，传统的　

低功耗控制模式都是基于控制时间门限值来选择，　

即当可控制睡眠时间大于关电源控制模式的门限　

要的最小时间值。就ＤＲＸ周期测量而言．如果系统　

的睡眠时间小于睡眠门限值．则系统无法在准确的　

时间点被唤醒起来完成测量任务．从而导致系统与　

零　ｌ’ｃｌｃ‘、Ｉｌｎ，　●石　

１ｌ（）ｒｍｍ‘＇ｌ　

　．

２０１２年第２期　

基　

站　

同　

———一

３．７ｍｓ一—　１ＩＳ＋＿Ｍ—＋７．８＝ｓ－－￣ｏ．３４ｍ卜

失电　

Ｏ

败源　

Ｊ　竺竺Ｉ　

睡　

。

步关　

２．５ｍｓ—　

时间段　

　Ｉ竺塑　

运行　

兰　查　ｌ　

电源关闭　

塑　

运行　

Ｊ　

ＡＲＭ状态　

停止　

眠　

模　

式　

ＤＳＰ状态　运行　停止　电源关闭　运行　停止　

ＤＤＲ状态　

运行　自刷新状态　运行　

ＳＹＳＴＥ￣态　

８１．９２Ｍ时钟运行　３２．７６睡时钟运行　８１．９踟时钟运行　

模块状态图　

图　

２　

次完整的睡眠一唤醒流程所消耗的功耗为系统低功　

耗模式最小功耗门限。　

关电源睡眠模式，其门限时间主要由数据保护／　关时钟模式最小功耗门限值：Ｗ　ｃｌｋ＝３３．６×　

１十６．４８×０＋１８×７．８＝０．１７４（ｍＷ．Ｓ）　

恢复时间、晶振稳定时间和系统保护时间组成。具体　

模块状态和时间如图２所示。　

图２中，ＭＯ为系统设置ｓｌｅｅｐ时间，晶振稳定　

保护时间７．８　ｍｓ，ＤＤＲ自刷新状态功耗为０。从图２　

可以看出．关电源睡眠模式的时间门限为１５．３４　ｍｓ．　

即１６个ＬＴＥ子帧。　

２）关时钟睡眠模式　

关电源模式最小功耗门限值：Ｗ　ｐｏｗ＝５５．６８　Ｘ　

３．７＋３３．６×ｌ＋１８×７．８＋３７．８×２．５＝０．４７５（ｍＷ．ｓ）　

基于最小时间门限的低功耗模式选择中，关时　

钟模式最小功耗门限值为９　ｍｓ，关电源模式最小功　

耗门限值为１６　ｍｓ。以睡眠时间长度为１００　ｍｓ为　

例，关时钟模式下，Ｍ０的值为９１　ｍｓ，即一次完整的　

睡眠．唤醒流程功耗Ｗ　ｃｌｋ＝０．１７４＋０．０９１ｘ６。４８＝　

由于关时钟睡眠模式过程中，寄存器数据未掉　

电不丢失，所以不需要进行寄存器数据保护／恢复，　

同时也不需要运行ＡＲＭ／ＤＳＰ上电流程。所以从图　

２可以看出。关时钟睡眠模式的时间门限为８．８　ｍｓ，　

即９个ＬＴＥ子帧　

０．７６（ｍＷ．ｓ）；同样，关电源模式下，Ｍ０的值为８４　

ｍｓ，即一次完整的睡眠一唤醒流程功耗Ｗ　ｐｏｗ＝　

０．４７５＋０．０８４×３．６＝０．７８（ｍＷ．ｓ）。可见，在睡眠时间　

长度为１００　ｍｓ的条件下．基于最小时间门限的低功　

耗选择模式并不是最低功耗控制模式。所以，基于最　

低功耗的选择门限值Ｘ应满足以下表达式：０．１７４＋　

基于时间门限的模式划分，虽然能够保证系统　

稳定有序地进行低功耗控制，但从实际低功耗性能　

角度出发。基于时间门限的模式划分并未将系统功　

耗降到最小值。　

在表１中已经介绍过具体的基带功耗分布情　

况，结合图２中各模块的状态和时间长度．可以得出　

（Ｘ－９）×０．００６４８＝０．４７５＋（Ｘ－１６）×０．００３６　

计算得出基于最低功耗的选择门限值Ｘ应该　

等于１３２　ｍｓ。所以，结合基于最小时间门限的低功　

耗模式选择门限值。可以得出：当可设置睡眠时间Ｔ　

满足１６　ｍｓ＜Ｔ＜１３２　ｍｓ时．系统低功耗控制模式应　

选择关时钟控制模式，当可设置睡眠时间Ｔ满足　

１３１　ｍｓ＜Ｔ时，系统低功耗控制模式应选择关电源控　

制模式。　

各个时间段的长度以及相应的功耗值．如表２所示。　

当系统实际睡眠时间长度Ｍ０的值为０时．一　

表２功耗分析　

工作状态　

时间（ｍｓ）　

数据保护　

３．７　

硬件使能　

１　

ＭＯ　

睡眠时间　

Ｍ１　

７．８　

ＤＳＰ＋ＤＤＲ　ＡＲＭ＋ＤＤＲ　

０．３４　２．５　

关时钟模式功耗（ｏｗ）ｒ　

关电源模式功耗（ｍＷ）　

Ｏ　

５５．６８　

３３．６　

３３．６　

６．４８　

３．６　

ｌ８　

ｌ８　

Ｏ　

４８　

０　

３７．８　

ｒｌ＇ｃ　ｌｃｔ　０ｌＩ１　ｔ＂￣－ｎ４１１１　

—　

ｌ　丽　

２０１２年第２期　

ｌｅａｓｅ　８）［ｓｊ．Ｍａｙ　２００９．　

２　３ＧＰＰ　ＴＳ　３６．３００．Ｅｖｏｌｖｅｄ　ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ｍｄｉｏ　

本文介绍了ＴＤ　ＬＴＥ移动终端低功耗控制中对　

低功耗控制模式的设计和选择流程。主要针对当前　

控制流程中的不足，从最小功耗角度，提出新的模式　

选择方法。希望在工程实践中，根据特定应用环境　

ａｃｃｅｓｓ（Ｅ－－ＵＴＲＡ）ａｎｄ　ｅｖｏｌｖｅｄ　ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ｒａｄｉｏ　

ａｃｃｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ－－ＵＴＲＡＮ）；ｏｖｅｒａｌｌ　ｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ；ｓｔａｇｅ　２．　

ｖ９．０．０（ｒｅｌｅａｓｅ９）［Ｓ］．２００９．　

３　３ＧＰＰ　ＴＳ　３６．３２　１．Ｅｖｏｌｖｅｄ　ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ　ｒａｄｉｏ　

取长补短，综合考虑。在后续的研究中，将充分考虑　

频率、时间和功耗的关系，从而在低功耗控制流程中　

ａｃｃｅｓｓ（Ｅ—ＵＴＲＡ）；ｍｅｄｉｕｍ　ａｃｃｅｓｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ）ｐｒｏｔｏ－　

ｃｏｌ　ｓｅｐｃｉｉｆｃａｔｉｏｎ，ｖ９．２．０（ｒｏｌｅａｓｅ　９）ＥＳ］．２０１０．　

４王映民，孙韶辉．ＴＤ．ＬＴＥ技术原理与系统设计［Ｍ］．北　

实现基于最小功耗的静态频率调整。　

参考文献　

－ｓＧ…　一１　１，　Ｔｅ　ｃｈｎｉｃａｌ　ｓｐｅｃｉ６ｃａｔｉｏｎ　ｇｒｏｕｐ　ｒａｄｉｏ　ａｃ－

京：人民邮电出版社，２０１０．　

主要研境方　

ＣｅＳＳ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｅｖｏｌｖｅｄ　ｕｎｉｖｅｒｓａｌ

．

　ｔｅｒｒｅｔｒｉａｌ

．

　ｒａｄｉｏ　ａｃｃｅｓｓ　

向为　

‘　，－ｙ４　１　…　，／　。／人。　

（Ｅ．ＵＴＲＡ）ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｃｈａ仰ｅｌｓ　ａｎｄ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ，ｖ８．７．０．（Ｒｅ．　收稿日期：２０１　１—１　１－０２　

大唐电信真才基获　

“２０１　１中国十大自主创新人物”　

１２月２８日，主题为“世界经济变局中国创新应　

对”的２０１ｌ中国自主创新年会在北京人民大会堂举　

权．为我国未来十年主导全球移动通信产业的发展　

奠定了坚实基础。　

此次，真才基荣膺“２０１　１中国十大自主创新人　

物”奖项。不仅是对其领导的大唐电信集团在信息通　

信领域所作出的重大贡献的肯定，也是对其推动、影　

行。大唐电信集团董事长兼总裁真才基以其运用战　

略思维占据产业竞争制高点．坚持全球视野带动我　

国信息通信产业跨越发展的突出贡献．荣获“２０１ｌ　

中国十大自主创新人物”奖。　

２０１１年．真才基领导下的大唐电信集团．明确Ｉ　

响我国企业界加快转变经济发展方式．大力推动中　

国自主创新的肯定　

工信部推进宽带降价提速　

近日，工信部部长苗圩透露。２０１２年我国将实　

施“宽带中国”战略，大力推动宽带上网提速工程，　

并同期开展ＩＰｖ６（指下一代互联网协议）试点、扩　

大三网融合试点城市等计划，以加快信息化建设　

步伐。　

以建立国家重点培育的、拥有自主知识产权、具有综　

合创新能力和国际竞争力的大型高科技现代中央企　

业为主线．在推动ＴＤ国际标准产业化的道路上大　

步前行，在完成自身的产业价值链高端环节布局，实　

现跨越式发展的同时，带动了我国本土无线移动通　

信产业链整体升级突破．成为科技创新带动经济发　

展方式转变和真正依托自主创新实现企业核心竞争　

苗圩称。近五年，中国的宽带接入在世界的排位　

下降，且资费偏高，消费者对此有所不满。因此，２０１２　

年工信部将以惠民生、降价格为目标．推动宽带建　

设，计划到２０１５年城市家庭带宽达到２０Ｍ，农村家　

力提升的央企典范，得到了党中央、国务院、国资委　

和有关部委以及社会各界的高度肯定。　

特别是．大唐电信集团一直主导着全球ＴＤＤ　

庭达到４Ｍ。他还表示，将规范宽带市场竞争行为，　

加大对恶性市场竞争、阻碍互联互通、资费违规等行　

为的查处。　

无线移动通信技术标准制式的演进。随着大唐拥有　

核心专利与知识产权的ＴＤ．ＬＴＥ。Ａｄｖａｎｃｅｄ技术标　

截至２０１１年ｌ１月底，中国固定互联网宽带接　

入用户为１．５５亿户．３Ｇ用户１．１９亿户．ＩＰＴＶ用户　

准提案被接纳为４Ｇ国际标准．进一步确立了我国　

在新一轮４Ｇ国际标准竞争与产业竞争方面的话语　

１１００万户．手机视频用户超过４０００万。　

粤　Ｉ　ｌ　ｉｌ