【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率高效的通信优先权要求和相关申请的交叉引用本申请要求2010年3月12日递交的第61/313,319号美国临时专利申请的优先权,通过引用的方式将该申请并入本文。
技术介绍
与电池相比,能量采集(EH)电源(一种电源)具有根本上不同的能量和功率关联行为。电池具有存储在其中的有限数量的能量,但是(原则上)可以为任意高峰值功率供电——仅受到电池的非理想性(如它的内部电阻)的限制。另一方面,EH源可以对于无限长时间的能量供电,但是具有有限的峰值功率容量。与由电池供电的负载相比,因此对于由EH源供电的负载具有设置于其上的根本上不同的要求。由电池供电的负载必须是功率高效的。由于电池的存储能量是有限的,而它的峰值功率提供能力(实质上)是无限的,负载的相关性能度量是所执行工作的每单位消耗能量。涉及良好的负载因此操作在突发模式中,使用低占空比来最大化休眠时间,因此最小化每执行活动消耗的能量的数量。它的峰值功率消耗将远高于等效EH供源(EH-sourced)设计的峰值功率消耗。相反,由EH供电的负载必须是功率高效的。由于EH的峰值功率提供能力是有限的,而其可以获得的能量的量是无限大,该负载的相关性能度量是它的峰值功率消耗。设计良好的负载因此操作在连续模式中,避开休眠模式,并且因此最小化它的峰值功率消耗。它的能量消耗将远高于等效电池供源设计的能量消耗。给定前文的描述,可以理解因此由EH电源供电的最佳设计负载的行为与由电池供电的最佳设计负载的行为完全不同。附图说明附图提供了将被用于更完整地描述了各种代表性实施方式并且可被本领域熟练技术人员用于更好地理解本文公开的代表性实施方式和他们的 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.12 US 61/313,319;2011.03.11 US 13/045,882;1.一种无线系统,包括:电源,其能够产生可用输出功率;以及收发器,其在操作上被配置为使得能够最小化所述电源的所述可用输出功率的峰均值功率比,并且使得能够最大化所述电源的所述可用输出功率的消耗,所述收发器被配置为具有至少部分地由所述可用输出功率确定的数据发射速率,并且以至少部分地由所述电源的所述可用输出功率确定的数据接收速率来接收数据。2.如权利要求1所述的系统,其中,将所述数据接收速率确定为使得当所述可用输出功率改变时,所述接收器的接收范围恒定。3.如权利要求1所述的系统,其中,将所述数据发射速率确定为使得当所述可用输出功率改变时,所述收发器的发射范围恒定。4.如权利要求1所述的系统,其中,所述系统还包括:电功率监视电路,其被耦合到所述收发器,并且可进行操作以监视由所述电源向所述收发器供应的所述可用输出功率的功率等级。5.如权利要求1所述的系统,其中,所述系统还包括:耦合到所述收发器的控制器,其控制所述收发器以将由所述收发器从所述电源汲取的功率保持低于所述可用输出功率。6.如权利要求5所述的系统,其中,所述系统还包括:通信设备,其中,根据所述数据接收速率估计所述收发器与所述通信设备之间的范围。7.如权利要求6所述的系统,其中,不需要RSSI值来估计所述范围。8.如权利要求1所述的系统,其中,所述电源是电池,所述电池的所述可用输出功率低于阈值,并且所述收发器具有发射范围,并且其中,当所述电池的所述可用输出功率低于所述阈值时,通过降低所述收发器的发射功率以及将所述数据发射速率降低到新的较低数据发射速率,来维持所述收发器的所述发射范围。9.如权利要求1所述的系统,其中,最小化由所述收发器发射所述数据所消耗的峰均值功率比,以便最大化所述可用输出功率中由所述收发器用于进行发射的部分。10.如权利要求9所述的系统,其中,对由所述收发器所消耗的峰均值功率比的最小化提供所述收发器的增加的数据发射速率。11.如权利要求9所述的系统,其中,对由所述收发器所消耗的峰均值功率比的最小化增加所述收发器的发射范围。12.如权利要求9所述的系统,其中,对由所述收发器所消耗的峰均值功率比的最小化使得由所述收发器所使用的用于发射所述数据的功率减小。13.如权利要求12所述的系统,其中,增加所述收发器的所述数据发射速率。14.如权利要求12所述的系统,其中,增加所述收发器的发射范围。15.如权利要求12所述的系统,其中,所述收发器还包括:合成器;受控振荡器;以及排序器,其可进行操作以生成控制所述合成器、所述受控振荡器以及所述收发器的发射信号路径的多个使能信号;其中,所述排序器可进行操作以选择性地控制所述收发器的操作,从而防止在所述收发器的发射时段期间所述合成器与所述发射信号路径的同时操作。16.如权利要求15所述的系统,其中,所述排序器可进行操作以生成使能所述合成器的第一使能信号、使能所述受控振荡器的第二使能信号、以及使能所述收发器的所述发射信号路径的第三使能信号,并且其中,在所述收发器的预热时段期间,所述排序器可进行操作以激活所述第一使能信号来使能所述合成器并且激活所述第二使能信号以使能所述受控振荡器,等待直到所述合成器被锁定为止,并且去激活所述第一使能信号,以及激活所述第三使能信号以在所述收发器的所述发射时段期间使能所述发射信号路径,并且在所述收发器的发射时段之后去激活所述第二使能信号和所述第三使能信号。17.如权利要求12所述的系统,其中,所述收发器可进行操作以通过对微型计算机和所述收发器的操作的选择性的控制来降低由所述收发器用于发射所述数据的功率,从而防止在所述收发器的发射时段期间所述微型计算机与所述收发器的同时操作。18.如权利要求17所述的系统,其中,在所述收发器处于收发器休眠模式时,所述微型计算机在发射缓冲器中放置预备的数据分组,并且在所述预备的数据分组放置在所述发射缓冲器中之后进入微型计算机休眠模式,并且所述收发器在此唤醒并发射所述预备的数据分组,以及在所述预备的数据分组的发射之后返回到所述收发器休眠模式。19.如权利要求1所述的系统,其中,所述收发器可进行操作以预测所述可用输出功率的未来值,并且根据可用输出功率的预测改变来改变所述收发器的发射功率和所述收发器的数据发射速率中的一个或多个。20.如权利要求19所述的系统,其中,在发射数据之前,所述收发器可进行操作以根据所述电源的所述可用输出功率的预测未来值,改变所述收发器的发射功率和所述收发器的数据发射速率中的一个或多个。21.如权利要求20所述的系统,其中,所述收发器可进一步进行操作以向所述系统的接收器通知所述收发器的改变的数据发射速率。22.如权利要求19所述的系统,其中,所述收发器使用所述电源的所述可用输出功率的多个先前值来预测所述电源的所述可用输出功率的未来值。23.如权利要求19所述的系统,其中,所述收发器使用预测算法来预测所述电源的所述可用输出功率的未来值,所述预测算法包括曲线拟合技术、线性外推、非线性外推和启发法中的一个或多个。24.如权利要求23所述的系统,其中,根据所述预测算法,所述收发器可进行操作以在多个时间T-n处采集所述电源的所述可用输出功率P-n,根据来确定所述可用输出功率的线性改变速率m,选择时间T1以确定所述可用输出功率的预测改变,并且在时间T0处根据P1=m(T1-T0)+P0W估计在时间T1处可获得的所述可用输出功率P1以预测所述可用输出功率的改变。25.如权利要求1所述的系统,其中,为了优化通信链路上的所述数据发射速率,所述收发器可进行操作以在所述通信链路上以测试数据发射速率来发射多个连续数据分组,并且确定是否以所述测试数据发射速率成功地发射了所述多个连续数据分组中的每个数据分组;其中,如果成功地以所述测试数据发射速率发射了所述多个连续数据分组中的每个数据分组,那么如果所述测试数据发射速率不是所述通信链路的最大数据发射速率,则所述收发器可进行操作以通过预定的乘法器将所述测试数据发射速率增加到经增加的测试数据发射速率,并且其中,如果未成功地以所述测试数据发射速率发射所述多个连续数据分组中的一个或多个数据分组,那么一旦确定未成功地发射所述多个连续数据分组中的所述一个或多个数据分组的第一数据分组,所述收发器可进行操作以通过预定的除法器将所述测试数据发射速率降低到经降低的测试数据发射速率,并且以所述经降低的测试数据发射速率发射所述多个连续数据分组中的所述一个或多个数据分组的所述第一数据分组。26.如权利要求25所述的系统,其中,所述收发器通过确定对于所发射的所述多个连续数据分组中的每个数据分组是否接收到确认消息,来确定是否成功地发射了所述多个连续数据分组。27.如权利要求25所述的系统,其中,在所述通信链路上发射所述多个数据分组之前,所述收发器可进行操作以确定所述通信链路的最大数据发射速率,并且以最大确定数据发射速率在所述通信链路上发射所述多个数据分组。28.一种无线系统,包括:电源,其能够产生可用输出功率;以及发射器,其在操作上被配置为使得能够最小化所述电源的所述可用输出功率的峰均值功率比,并且使得能够最大化所述电源的所述可用输出功率的消耗,所述发射器能够具有数据发射速率;其中,至少部分地由所述电源的所述可用输出功率确定所述数据发射速率。29.如权利要求28所述的系统,其中,将所述数据发射速率确定为使得当所述可用输出功率改变时,所述发射器的发射范围恒定。30.如权利要求28所述的系统,其中,所述系统还包括:电功率监视电路,其被耦合到所述发射器,并且可进行操作以监视由所述电源向所述发射器供应的所述可用输出功率的功率等级。31.如权利要求28所述的系统,其中,所述系统还包括:耦合到所述发射器的控制器,其控制所述发射器以将由所述发射器从所述电源汲取的功率保持低于所述可用输出功率。32.如权利要求31所述的系统,其中,所述系统还包括:接收器,其可进行操作以按至少部分地由所述接收器可从所述电源获得的输出功率所确定的数据接收速率来接收数据,其中,所述接收器耦合到所述控制器,并且所述控制器控制所述接收器以将由所述接收器从所述电源汲取的功率保持低于所述可用输出功率。33.如权利要求28所述的系统,其中,所述系统还包括:接收器,其可进行操作以按至少部分地由所述接收器可从所述电源获得的输出功率所确定的数据接收速率来接收数据。34.如权利要求33所述的系统,其中,根据所述发射器的所述数据发射速率确定所述发射器与所述接收器之间的范围。35.如权利要求34所述的系统,其中,不需要RSSI值来估计所述范围。36.如权利要求28所述的系统,其中,所述电源是电池,所述电池的所述可用输出功率低于阈值,并且所述发射器具有发射范围,并且其中,当所述电池的所述可用输出功率低于所述阈值时,通过降低所述发射器的发射功率以及将所述数据发射速率降低到新的较低数据发射速率,来维持所述发射器的所述发射范围。37.如权利要求28所述的系统,其中,最小化由所述发射器发射所述数据所消耗的峰均值功率比,以便最大化所述可用输出功率中由所述发射器用于进行发射的部分。38.如权利要求37所述的系统,其中,对由所述发射器所消耗的峰均值功率比的最小化提供增加的数据发射速率。39.如权利要求37所述的系统,其中,对由所述发射器所消耗的峰均值功率比的最小化增加所述发射器的发射范围。40.如权利要求37所述的系统,其中,对由所述发射器所消耗的峰均值功率比的最小化使得由所述发射器所使用的用于发射所述数据的功率减小。41.如权利要求40所述的系统,其中,增加所述发射器的所述数据发射速率。42.如权利要求40所述的系统,其中,增加所述发射器的发射范围。43.如权利要求40所述的系统,其中,所述发射器还包括:合成器;受控振荡器;以及排序器,其可进行操作以生成控制所述合成器、所述受控振荡器以及所述发射器的发射信号路径的多个使能信号;其中,所述排序器可进行操作以选择性地控制所述发射器的操作,以防止在所述发射器的发射时段期间所述合成器与所述发射信号路径的同时操作。44.如权利要求43所述的系统,其中,所述排序器可进行操作以生成使能所述合成器的第一使能信号、使能所述受控振荡器的第二使能信号、以及使能所述发射器的所述发射信号路径的第三使能信号,并且其中,在所述发射器的预热时段期间,所述排序器可进行操作以激活所述第一使能信号来使能所述合成器并且激活所述第二使能信号以使能所述受控振荡器,等待直到所述合成器被锁定为止,并且去激活所述第一使能信号,以及激活所述第三使能信号以在所述发射器的所述发射时段期间使能所述发射信号路径,并且在所述发射器的发射时段之后去激活所述第二使能信号和所述第三使能信号。45.如权利要求40所述的系统,其中,所述发射器可进行操作以通过对微型计算机和所述发射器的操作的选择性的控制来降低由所述发射器用于发射所述数据的功率,从而防止在所述发射器的发射时段期间所述微型计算机与所述发射器的同时操作。46.如权利要求45所述的系统,其中,在所述发射器处于发射器休眠模式时,所述微型计算机在发射缓冲器中放置预备的数据分组,并且在所述预备的数据分组放置在所述发射缓冲器中之后进入微型计算机休眠模式,并且其中所述发射器唤醒并发射所述预备的数据分组,以及在所述预备的数据分组的发射之后返回到所述发射器休眠模式。47.如权利要求28所述的系统,其中,所述发射器可进行操作以预测所述可用输出功率的未来值,并且根据可用输出功率的预测改变来改变所述发射器的发射功率和所述发射器的数据发射速率中的一个或多个。48.如权利要求47所述的系统,其中,在发射数据之前,所述发射器可进行操作以根据所述电源的所述可用输出功率的预测未来值,改变所述发射器的发射功率和所述发射器的数据发射速率中的一个或多个。49.如权利要求48所述的系统,其中,所述发射器可进一步进行操作以向所述系统的接收器通知所述发射器的改变的数据发射速率。50.如权利要求47所述的系统,其中,所述发射器使用所述电源的所述可用输出功率的多个先前值来预测所述电源的所述可用输出功率的未来值。51.如权利要求47所述的系统,其中,所述发射器使用预测算法来预测所述电源的所述可用输出功率的未来值,所述预测算法包括曲线拟合技术、线性外推、非线性外推和启发法中的一个或多个。52.如权利要求51所述的系统,其中,根据所述预测算法,所述发射器可进行操作以在多个时间T-n处采集所述电源的所述可用输出功率P-n,根据来确定所述可用输出功率的线性改变速率m,选择时间T1以确定所述可用输出功率的预测改变,并且在时间T0处根据P1=m(T1-T0)+P0W估计在时间T1处可获得的所述可用输出功率P1以预测所述可用输出功率的改变。53.如权利要求28所述的系统,其中,为了优化通信链路上的所述数据发射,所述发射器可进行操作以在所述通信链路上以测试数据发射速率发射多个连续数据分组,并且确定是否以所述测试数据发射速率成功地发射了所述多个连续数据分组中的每个数据分组;其中,如果成功地以所述测试数据发射速率发射了所述多个连续数据分组中的每个数据分组,那么如果所述测试数据发射速率不是所述通信链路的最大数据发射速率,则所述发射器可进行操作以通过预定的乘法器将所述测试数据发射速率增加到经增加的测试数据发射速率,并且其中,如果未成功地以所述测试数据发射速率发射所述多个连续数据分组中的一个或多个数据分组,那么一旦确定未成功地发射所述多个连续数据分组中的所述一个或多个数据分组的第一数据分组,所述发射器可进行操作以通过预定的除法器将所述测试数据发射速率降低到经降低的测试数据发射速率,并且以所述经降低的测试数据发射速率发射所述多个连续数据分组中的所述一个或多个数据分组的所述第一数据分组。54.如权利要求53所述的系统,其中,所述发射器通过确定对于所发射的所述多个连续数据分组中的每个数据分组是否接收到确认消息,来确定是否成功地发射了所述多个连续数据分组。55.如权利要求53所述的系统,其中,在所述通信链路上发射所述多个数据分组之前,所述发射器可进行操作以确定所述通信链路的最大数据发射速率,并且以最大确定数据发射速率在所述通信链路上发射所述多个数据分组。56.一种无线系统,包括:电源,其能够产生可用输出功率;以及接收器,其在操作上被配置为使得能够最小化所述电源的所述可用输出功率的峰均值功率比,并且使得能够最大化所述电源的所述可用输出功率的消耗,所述接收器能够具有至少部分地由所述电源的所述可用输出功率确定的数据接收速率。57.如权利要求56所述的系统,其中,将所述数据接收速率确定为使得当所述可用输出功率改变时,所述接收器的接收范围恒定。58.如权利要求56所述的系统,其中,所述系统还包括:电功率监视电路,其被耦合到所述接收器,并且可进行操作以监视由所述电源向所述接收器供应的所述可用输出功率的功率等级。59.如权利要求56所述的系统,其中,所述系统还包括:耦合到所述接收器的控制器,其控制所述接收器以使得由所述接收器汲取的功率低于所述可用输出功率。60.如权利要求59所述的系统,其中,所述系统还包括:发射器,其可进行操作以向所述接收器发射由所述接收器以所述数据接收速率接收的所述数据,其中,所述发射器的所述数据发射速率至少部分地由来自所述电源的所述可用输出功率确定,其中,所述发射器耦合到所述控制器,并且所述控制器控制所述发射器以将由所述发射器从所述电源汲取的功率保持低于所述可用输出功率。61.如权利要求56所述的系统,其中,所述系统还包括:发射器,其可进行操作以按数据发射速率向所述接收器发射数据,其中,所述数据发射速率至少部分地由所述可用输出功率确定。62.如权利要求61所述的系统,其中,根据所述接收器的所述数据接收速率估计所述发射器与所述接收器之间的范围。63.如权利要求62所述的系统,其中,不需要RSSI值来估计所述范围。64.如权利要求56所述的系统,其中,最小化由所述接收器接收所述数据所消耗的峰均值功率比,以便最大化所述可用输出功率中可用于接收所述数据的部分。65.如权利要求64所述的系统,其中,对由所述接收器所消耗的峰均值功率比的最小化提供所述接收器以增加的数据接收速率接收所述数据。66.如权利要求64所述的系统,其中,对由所述接收器所消耗的峰均值功率比的最小化增加所述接收器的接收范围。67.如权利要求66所述的系统,其中,对所述接收器的低噪声放大器(LNA)的选择性操作增加所述接收器的所述接收范围。68.如权利要求64所述的系统,其中,通过降低由所述接收器用于接收所述数据的功率,产生对所述接收器所消耗的峰均值功率比的最小化。69.如权利要求68所述的系统,其中,增加所述数据接收速率。70.如权利要求68所述的系统,其中,增加所述接收器的接收范围。71.如权利要求70所述的系统,其中,通过对所述接收器的低噪声放大器(LNA)的选择性操作增加所述接收器的接收范围。72.如权利要求68所述的系统,其中,所述接收器还包括:合成器;受控振荡器;以及排序器,其可进行操作以生成控制所述合成器、所述受控振荡器以及所述接收器的接收器信号路径的多个使能信号;其中,所述排序器可进行操作以选择性地控制所述接收器的操作,以防止在所述接收器的接收时段期间所述合成器与所述接收器信号路径的同时操作。73.如权利要求72所述的系统,其中,所述排序器可进行操作以生成使能所述合成器的第一使能信号、使能所述受控振荡器的第二使能信号、以及使能所述接收器的所述接收器信号路径的第三使能信号,并且其中,在所述接收器的预热时段期间,所述排序器可进行操作以激活所述第一使能信号来使能所述合成器并且激活所述第二使能信号以使能所述受控振荡器,等待直到所述合成器被锁定为止,并且去激活所述第一使能信号,以及激活所述第三使能信号以在所述接收器的所述接收时段期间使能所述接收器信号路径,并且在所述接收器的接收时段之后去激活所述第二使能信号和所述第三使能信号。74.如权利要求68所述的系统,其中,所述接收器可进行操作以通过对微型计算机和所述接收器的操作的选择性的控制来降低由所述接收器用于接收所述数据的功率,从而防止在所述接收器的接收时段期间所述微型计算机与所述接收器的同时操作。75.如权利要求74所述的系统,其中,所述接收器在所述微型计算机处于微型计算机休眠模式时唤醒以接收数据分组,将所接收的数据分组放置到所述接收器的接收缓冲器中,以及在所接收的数据分组放置在所述接收缓冲器中之后进入接收器休眠模式,并且其中所述微型计算机唤醒以处理所接收的数据分组,以及在处理所接收的数据分组之后返回所述微型计算机休眠模式。76.如权利要求56所述的系统,其中,由所述电源的所述可用输出功率确定所述接收器的灵敏度,并且其中,通过调节所述接收器的所述功率消耗可调节所述接收器的所述灵敏度。77...
【专利技术属性】
技术研发人员:E·H·小卡拉韦,P·E·戈代,
申请(专利权)人:日升微器件公司,
类型:
国别省市:
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