專利名稱：用于延長通信單元電池壽命的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及無線通信領(lǐng)域并且，更特別涉及在無線通信系統(tǒng)中延長通信單元的電池壽命。
背景技術(shù)：
很多對通信單元供電的電池具有休眠模式，其中它們可以通過對組件(比如它們的接收器)斷電來保存能量。之后這些通信單元周期性的“醒來”以確定是否有消息(尋呼)要被發(fā)射到它們。如果沒有通信單元需要接收的消息，為了延長電池壽命，它將斷電。下一代的碼分多址(CDMA)蜂窩通信系統(tǒng)，更為普遍地被稱為CDMA2000和寬帶CDMA系統(tǒng)，其結(jié)合了這種能量節(jié)省技術(shù)。在CDMA2000系統(tǒng)中的每一通信單元通常能夠確定將它分配到在它的尋呼信道(PCH)上的哪一組的四個(gè)20毫秒(ms)同步幀。這組幀，被稱作它的“尋呼時(shí)隙”，由基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)使用來發(fā)射消息到特定單元。這樣，為了監(jiān)控和它的分配的尋呼時(shí)隙相關(guān)聯(lián)的傳輸，通信單元在所謂的“時(shí)隙模式”操作中退出它的休眠模式。通信單元越快確定它沒有消息可接收或者不再接收消息，它就可以越快返回到休眠模式并且保存能量，進(jìn)一步延長它的電池壽命。
現(xiàn)今通信單元市場的競爭非常激烈。消費(fèi)者要求單元能夠提供最長的通話時(shí)間和相對不那么頻繁的再充電周期，也就是，具有更長的電池壽命。這樣，需要一種能夠通過使得通信單元可以更快地執(zhí)行這個(gè)確定而延長電池壽命的通信單元、通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和方法。


圖1是一方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的通信系統(tǒng)。
圖2是一邏輯方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的特殊的尋呼消息。
圖3是一邏輯流程圖，示出了由根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)執(zhí)行的步驟。
圖4是一邏輯流程圖，示出了由根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的通信單元執(zhí)行的步驟。
具體實(shí)施例方式
為解決用于延長電池壽命的通信單元、通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和方法的需要，本發(fā)明提供了一種特殊的尋呼消息，將其發(fā)射到尋呼時(shí)隙的開始來指示將在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么樣的消息組。這個(gè)消息允許通信單元在尋呼時(shí)隙的開始確定它們是否需要為了指向它們的消息繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙。消息還允許繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙的通信單元確定何時(shí)它們可以停止監(jiān)控。這樣，通信單元可以比使用現(xiàn)有技術(shù)更快地返回節(jié)省能量的休眠模式。
參考圖1-4可以更為全面地理解本發(fā)明。圖1是一方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的通信系統(tǒng)100。優(yōu)選地，通信系統(tǒng)100是根據(jù)公知的電信工業(yè)協(xié)會(huì)/電子工業(yè)協(xié)會(huì)中間(Interim)標(biāo)準(zhǔn)2000(TIA/EIA IS-2000或者CDMA 2000)的系統(tǒng)，將其進(jìn)行如下面所述修改來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
系統(tǒng)100包括固定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和移動(dòng)通信單元。固定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，或者通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括基站108和109以及控制器110，它們優(yōu)選和其它基站，控制器和交換機(jī)，系統(tǒng)100的固定網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的所有部分以及所有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的設(shè)備聯(lián)網(wǎng)。為了簡化的緣故，在圖1僅示出了固定的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的基站108和109，以及控制器110。也是為了簡化的緣故，在圖1中僅示出了可以是數(shù)千個(gè)的移動(dòng)通信單元中的三個(gè)。通信單元102-104每一優(yōu)選包括能夠使用CDMA的無線電話，其從基站108和109通過CDMA空中接口接收通信。通信源120和121每一分別包括基站108和109的尋呼信道(PCH)或者前向公共控制信道(FCCH)。
每一通信單元102-104包括一組公共的組件，發(fā)射器，接收器和處理器。特別地，處理器107包括一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備(例如，微處理器，數(shù)字信號(hào)處理器等)以及存儲(chǔ)器設(shè)備，處理器107和發(fā)射器106以及接收器105連接。這些組件中的每一個(gè)都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。在優(yōu)選實(shí)施例中，在存儲(chǔ)在處理器107的存儲(chǔ)器設(shè)備中的軟件算法的控制下，并且和所示的其它組件合作，處理器107執(zhí)行那些需要用于操作通信單元103的任務(wù)，包括參考圖4描述的方法。
基站108和109以及控制器110還包括本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的組件，比如發(fā)射器，接收器和處理器。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在存儲(chǔ)在基站108和109以及控制器110的存儲(chǔ)器設(shè)備中的軟件算法的控制下，通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)執(zhí)行那些需要用于操作的任務(wù)，包括參考圖3描述的方法。盡管以在圖1中的分離的邏輯框描述，控制器110的物理實(shí)現(xiàn)可以采取很多形式，所有形式都是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的。例如，由控制器110執(zhí)行的邏輯控制功能可能在多個(gè)物理平臺(tái)上的處理器中物理地分配，在基站的處理器中物理地分配，或者由在單一的物理平臺(tái)上的處理器物理地執(zhí)行。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的通信系統(tǒng)100的操作，實(shí)質(zhì)上如下面所述的那樣發(fā)生?？刂破?10確定在由基站108和109發(fā)射的尋呼時(shí)隙期間將發(fā)射什么樣的信息組。優(yōu)選地，“組”指的是將要發(fā)射什么樣的消息類型和對應(yīng)于由消息尋址的通信單元的什么樣的尋呼無用信號(hào)(hash)種類。尋呼無用信號(hào)種類是基于通信單元ID的，每一ID對應(yīng)于一個(gè)無用信號(hào)種類，并且不同的消息類型包括廣播消息，系統(tǒng)開銷消息，非時(shí)隙的單獨(dú)尋址/多點(diǎn)通信消息，時(shí)隙的單獨(dú)尋址/多點(diǎn)通信消息和尋呼。這樣，控制器考慮在尋呼空隙中將發(fā)射什么樣的消息，確定體現(xiàn)何種不同消息類型，以及確定哪個(gè)尋呼(或者尋址)無用信號(hào)種類具有將由消息尋址的單元。
之后，基站108和109在PCH(或FCCH)120和PCH(或FCCH)121上的尋呼時(shí)隙中發(fā)射關(guān)于將在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射什么樣的消息組的指示。優(yōu)選地，這個(gè)指示采用在尋呼時(shí)隙中的其它消息之前發(fā)射的特殊的尋呼消息的形式。之后基站108和109在尋呼時(shí)隙中發(fā)射指示的組的特定的消息。
為了說明的目的，將認(rèn)為將通信單元103分配到由基站109在PCH(或FCCH)121上發(fā)射的尋呼時(shí)隙。這樣，單元103的處理器107命令接收器退出保存能量的休眠模式而開始監(jiān)控尋呼時(shí)隙。之后接收器105接收關(guān)于在尋呼時(shí)隙期間將發(fā)射什么樣的消息組的指示?，F(xiàn)在處理器107可以確定是否需要由通信單元接收任意指示的消息組。如果都不需要，之后處理器可以命令接收器立即進(jìn)入休眠模式并且保存能量，不消耗需要來繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙的能量。
為了確定是否需要接收任意指示的消息組，處理器107優(yōu)選考慮是否需要接收在特殊的尋呼消息中的指示的任意消息類型或者特殊的尋呼消息是否指示將尋址在單元103的尋呼無用信號(hào)種類中的一個(gè)或多個(gè)單元。如果是兩種情況之一，單元103將繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙。優(yōu)選地，特殊的尋呼消息還指示在尋呼時(shí)隙中的相同類型的消息的相對發(fā)射順序。通過通信單元地址/ID排序的升序就是用在優(yōu)選實(shí)施例中的相對發(fā)射順序。這樣，接收器105還接收在特殊的尋呼消息中的相對發(fā)射順序的指示。
當(dāng)接收器105繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙并且接收零或更多要么明確地尋址到單元103要么是需要的消息類型的消息時(shí)，處理器107優(yōu)選基于相對順序的指示確定是否已經(jīng)接收了所有需要的消息。當(dāng)處理器107確定在尋呼時(shí)隙中已經(jīng)接收了所有需要的消息(如果有的話)，它命令接收器105進(jìn)入休眠模式來保存能量。這樣，本發(fā)明使得單元103可以通過在發(fā)射尋呼時(shí)隙中的所有消息之前進(jìn)入休眠模式來保存能量。
圖2是一邏輯方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的特殊的尋呼消息200。特殊的尋呼消息200優(yōu)選是一IS-2000-4兼容消息，包括消息報(bào)頭210，層3協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)220，填充230，以及消息CRC 240。優(yōu)選地，在將消息200在PCH上發(fā)射之前對其編碼和交織，作為另一選擇，將其在前向公共控制信道(FCCH)上發(fā)射。消息報(bào)頭210包括指示消息200的長度的比特和區(qū)分消息200和其它IS-2000兼容消息類型的比特。消息CRC 240包括指示在消息200上計(jì)算的CRC的比特，填充230包括比特?cái)?shù)目，該比特需要用于給定PDU220的可變大小的八位字節(jié)調(diào)整。
PDU 220優(yōu)選包括指示將要在相同的尋呼時(shí)隙發(fā)射的消息的消息類型(參考上面的類型的列表)的標(biāo)志(標(biāo)志221-223和225)以及指示包括快速尋呼信道(QPCH)指示器229的標(biāo)志228。QPCH指示器229指示哪個(gè)尋呼無用信號(hào)種類具有將要由時(shí)隙的尋呼，或者單獨(dú)尋址或多點(diǎn)通信尋址的消息尋址的單元。優(yōu)選地，QPCH指示器229包括比特序列，像在CDMA 2000 QPCH上實(shí)行的，每一比特對應(yīng)于一個(gè)尋呼無用信號(hào)種類。但是，可能通過壓縮大部分為零的比特序列來縮短特殊的尋呼消息并且由此保存帶寬。標(biāo)志227指示在相同類型的消息的每一組中的尋呼時(shí)隙中的相對傳輸順序是否是通信單元地址/ID的升序。最后，標(biāo)志224指示至少一個(gè)時(shí)隙的尋呼或者單獨(dú)尋址或多點(diǎn)通信尋址的消息不在當(dāng)前的時(shí)隙中而在下一個(gè)時(shí)隙中開始，而標(biāo)志226指示在當(dāng)前時(shí)隙中有另一個(gè)特殊的尋呼消息，該消息通常包括尋呼。
圖3是一根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例、由通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。當(dāng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基于目標(biāo)通信單元的地址，從將要在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射的消息中確定將要發(fā)射什么樣的消息類型，在每一消息類型中是什么樣的消息相對順序(304)，并且確定什么樣的尋呼無用信號(hào)組對應(yīng)于將要發(fā)射的每個(gè)消息和尋呼的地址時(shí)，邏輯流程300開始(302)。優(yōu)選地，隨后基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生特殊的尋呼消息，其包括確定的信息，并將其在尋呼時(shí)隙中發(fā)射(306)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)還將包括在特殊尋呼消息中如它們所能容納的許多用于通信單元的尋呼，這樣特殊尋呼消息出現(xiàn)在尋呼時(shí)隙的第一幀或半幀中。特殊尋呼消息之后，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)根據(jù)消息類型并且以每個(gè)組指示的順序發(fā)射在組中的特殊尋呼消息中指示的消息(308)。邏輯流程圖300隨后結(jié)束(310)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的通信單元所執(zhí)行的步驟的邏輯流程圖。邏輯流程400在通信單元退出休眠模式、保存能量以監(jiān)控尋呼時(shí)隙(404)時(shí)開始(402)。通信單元優(yōu)選接收特殊尋呼消息(406)，其根據(jù)目標(biāo)通信單元的地址來指示將在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么消息類型、在每一消息類型中是什么樣的消息相對順序，并且確定什么樣的尋呼無用信號(hào)組對應(yīng)于將要發(fā)射的每個(gè)消息和尋呼的地址。優(yōu)選地，每一類型中的消息的相對順序就是地址的升序。一旦接收到特殊尋呼消息，通信單元就確定是否需要接收任何指示類型的消息，或者確定是否標(biāo)記了對應(yīng)于其地址的尋呼無用信號(hào)組。如果標(biāo)記了其尋呼無用信號(hào)組，那么將由在該尋呼時(shí)隙中的消息(即其地址)尋址其尋呼無用信號(hào)組中那些的至少一個(gè)通信單元。如果(408)沒有標(biāo)記通信單元的尋呼無用信號(hào)組并且通信單元不需要接收指示類型的消息，那么通信單元停止監(jiān)控尋呼時(shí)隙并進(jìn)入休眠模式以保存能量(416)。
否則(408)，如果不需要一個(gè)或多個(gè)指定類型的一條或多條消息，或者如果標(biāo)記了對應(yīng)于其地址的尋呼無用信號(hào)組的話，通信單元將繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙(410)，直到它要么接收到需要的消息，要么它確定沒有消息尋址到它或者沒有消息是它需要的類型。當(dāng)它開始接收最后一個(gè)它需要的消息類型的消息時(shí)(412)，監(jiān)控將會(huì)優(yōu)選地繼續(xù)直到單元接收到尋址到它自己的消息或直到它接收到尋址到比該單元更高的地址的消息(414)，這里假定通信單元已經(jīng)在特殊的尋呼消息中接收了地址排序的指示。如果它接收尋址到自己的消息，那么該消息是它需要接收的最后一條消息。如果它接收尋址到比該單元更高的地址的消息，那么基于消息排序(地址升序)，單元確定它將不接收尋址到它自己的消息。在另一種情況中，通信單元不再需要在尋呼時(shí)隙中接收消息。因此，通信單元停止監(jiān)控尋呼時(shí)隙并且進(jìn)入休眠模式來保存能量(416)。之后邏輯流程400結(jié)束(418)。
本發(fā)明允許通信單元比現(xiàn)有技術(shù)更快地返回能量節(jié)省的休眠模式，產(chǎn)生更好的能量保存和由此產(chǎn)生的延長的電池壽命，或者使用更短的尋呼周期來縮短呼叫建立時(shí)間的能力。通過優(yōu)選地接收關(guān)于什么樣的消息類型將由通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在尋呼時(shí)隙中發(fā)射，在每一類型中將是什么樣的消息的相對順序，以及什么樣的尋呼無用信號(hào)組對應(yīng)于將要發(fā)射的每一消息的地址的指示，通信單元可以確定它們是否需要繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙，并且如果是的話，何時(shí)它們接收到它們需要的最后一條消息。因此通信單元可以在尋呼時(shí)隙結(jié)束前，常常在接收到指示的情況下，立即進(jìn)入休眠模式。
盡管參考本發(fā)明的特定實(shí)施例特殊示出和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以在其中的形式和細(xì)節(jié)上做出多種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于通信單元延長電池壽命的方法，包括下面的步驟退出在其中保存能量的休眠模式以開始監(jiān)控尋呼時(shí)隙；在尋呼時(shí)隙中接收關(guān)于將由通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么樣的消息組的指示；確定是否需要由通信單元在尋呼時(shí)隙期間接收指示的任何消息組；和當(dāng)不需要接收指示的消息組時(shí)，進(jìn)入休眠模式來保存能量。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么樣的消息組的指示包括將在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么類型的消息的指示，并且其中權(quán)利要求1所述的方法進(jìn)一步包括下面的步驟當(dāng)不需要接收至少一種類型的指示的消息時(shí)，在進(jìn)入休眠模式以保存能量之前監(jiān)控尋呼時(shí)隙來接收所有在需要的消息組中的消息，其中所述需要的消息組包括不需要接收的至少一個(gè)指示消息類型中的至少一條消息。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括在尋呼時(shí)隙中接收相對發(fā)射順序的指示的步驟，其中該指示用于至少一些將要在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射的消息，其中所述監(jiān)控的步驟包括下面的步驟接收至少一條在需要的消息組中的消息；基于相對順序的指示確定何時(shí)已經(jīng)接收了所有在需要的消息組中的消息；和在尋呼時(shí)隙結(jié)束之前進(jìn)入休眠模式以保存能量。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述用于至少一些將要在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射的消息的相對發(fā)射順序的指示包括將要在相同子組中發(fā)射的消息的相對發(fā)射順序的指示，其中子組包括所有將在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射的特殊消息類型的消息。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述在尋呼時(shí)隙期間將發(fā)射什么樣的消息組的指示包括哪一組通信單元將由在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射的消息尋址的指示。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述哪一組通信單元將由在尋呼時(shí)隙過程中發(fā)射的消息尋址的指示包括哪個(gè)通信單元的尋呼無用信號(hào)種類將由在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射的消息尋址的指示。
7.一種用于通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來促進(jìn)通信單元延長其電池壽命的方法，該方法包括下面的步驟確定將在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射什么樣的消息組；在尋呼時(shí)隙中發(fā)射將在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射什么樣的消息組的指示，使得當(dāng)不需要接收指示的消息組時(shí)，接收通信單元可以進(jìn)入休眠模式并且保存能量；和在尋呼時(shí)隙中發(fā)射指示的消息組。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述將在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么樣的消息組的指示包括將在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么樣的消息類型的指示，并且其中權(quán)利要求10所述的方法進(jìn)一步包括下面的步驟在尋呼時(shí)隙中發(fā)射相對發(fā)射順序的指示，其中該指示用于至少一些將要在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射的消息，從而使得接收通信單元在接收最后一條需要接收的消息之后，立即進(jìn)入休眠模式并且保存能量，如同基于指示的相對發(fā)射順序確定的一樣，其中所述發(fā)射指示類型的消息的步驟包括以指示的相對發(fā)射順序發(fā)射消息。
9.一種通信單元，包括接收器，用來在尋呼時(shí)隙中接收將由通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射什么樣的消息組的指示；和處理器，其和所述接收器相連接，用來命令所述接收器退出在其中保存能量的休眠模式并且開始監(jiān)控尋呼時(shí)隙，用來確定是否需要由所述通信單元在尋呼時(shí)隙期間接收指示的任何消息組，并且用來當(dāng)不需要接收指示的消息組時(shí)，命令所述接收器進(jìn)入休眠模式以保存能量。
10.一種通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括控制器，用來確定在尋呼時(shí)隙期間將發(fā)射什么樣的消息組；和基站，其和所述控制器相連接，用來在尋呼時(shí)隙中發(fā)射將在尋呼時(shí)隙期間發(fā)射什么樣的消息組的指示，從而使得當(dāng)不需要接收指示的消息組時(shí)，接收通信單元可以進(jìn)入休眠模式并且保存能量，并且用來在尋呼時(shí)隙中發(fā)射指示的消息組。
全文摘要
為解決用于延長電池壽命的通信單元，通信基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和方法的需要，本發(fā)明提供特殊的尋呼消息(200)，將其發(fā)射到尋呼時(shí)隙的開始來指示將在尋呼時(shí)隙中發(fā)射什么樣的消息組。這個(gè)消息允許通信單元(例如，102－104)在尋呼時(shí)隙的開始附近確定它們是否需要為指向它們或者對它們感興趣的消息或?qū)ず衾^續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙。消息還允許繼續(xù)監(jiān)控尋呼時(shí)隙的通信單元確定何時(shí)它們可以停止監(jiān)控。因此，通信單元可以比現(xiàn)有技術(shù)更快地返回到節(jié)省能量的休眠模式。
文檔編號(hào)H04M1/73GK1541492SQ02815733
公開日2004年10月27日 申請日期2002年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月10日
發(fā)明者瓦倫廷·奧普雷斯庫-敘爾科比, 約翰·M·哈里斯, 羅納爾·T·克羅克, T 克羅克, M 哈里斯, 瓦倫廷 奧普雷斯庫-敘爾科比 申請人:摩托羅拉公司