专利名称：用于延长通信单元电池寿命的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及无线通信领域并且，更特别涉及在无线通信系统中延长通信单元的电池寿命。
背景技术：
很多对通信单元供电的电池具有休眠模式，其中它们可以通过对组件(比如它们的接收器)断电来保存能量。之后这些通信单元周期性的“醒来”以确定是否有消息(寻呼)要被发射到它们。如果没有通信单元需要接收的消息，为了延长电池寿命，它将断电。下一代的码分多址(CDMA)蜂窝通信系统，更为普遍地被称为CDMA2000和宽带CDMA系统，其结合了这种能量节省技术。在CDMA2000系统中的每一通信单元通常能够确定将它分配到在它的寻呼信道(PCH)上的哪一组的四个20毫秒(ms)同步帧。这组帧，被称作它的“寻呼时隙”，由基础结构使用来发射消息到特定单元。这样，为了监控和它的分配的寻呼时隙相关联的传输，通信单元在所谓的“时隙模式”操作中退出它的休眠模式。通信单元越快确定它没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，进一步延长它的电池寿命。
现今通信单元市场的竞争非常激烈。消费者要求单元能够提供最长的通话时间和相对不那么频繁的再充电周期，也就是，具有更长的电池寿命。这样，需要一种能够通过使得通信单元可以更快地执行这个确定而延长电池寿命的通信单元、通信基础结构和方法。
图1是一方框图，示出了根据本发明的优选实施例的通信系统。
图2是一逻辑方框图，示出了根据本发明的优选实施例的特殊的寻呼消息。
图3是一逻辑流程图，示出了由根据本发明的优选实施例的通信基础结构执行的步骤。
图4是一逻辑流程图，示出了由根据本发明的优选实施例的通信单元执行的步骤。
具体实施例方式
为解决用于延长电池寿命的通信单元、通信基础结构和方法的需要，本发明提供了一种特殊的寻呼消息，将其发射到寻呼时隙的开始来指示将在寻呼时隙中发射什么样的消息组。这个消息允许通信单元在寻呼时隙的开始确定它们是否需要为了指向它们的消息继续监控寻呼时隙。消息还允许继续监控寻呼时隙的通信单元确定何时它们可以停止监控。这样，通信单元可以比使用现有技术更快地返回节省能量的休眠模式。
参考图1-4可以更为全面地理解本发明。图1是一方框图，示出了根据本发明的优选实施例的通信系统100。优选地，通信系统100是根据公知的电信工业协会/电子工业协会中间(Interim)标准2000(TIA/EIA IS-2000或者CDMA 2000)的系统，将其进行如下面所述修改来实现本发明。
系统100包括固定的网络设备和移动通信单元。固定的网络设备，或者通信基础结构，包括基站108和109以及控制器110，它们优选和其它基站，控制器和交换机，系统100的固定网络设备的所有部分以及所有本领域普通技术人员公知的设备联网。为了简化的缘故，在图1仅示出了固定的网络设备的基站108和109，以及控制器110。也是为了简化的缘故，在图1中仅示出了可以是数千个的移动通信单元中的三个。通信单元102-104每一优选包括能够使用CDMA的无线电话，其从基站108和109通过CDMA空中接口接收通信。通信源120和121每一分别包括基站108和109的寻呼信道(PCH)或者前向公共控制信道(FCCH)。
每一通信单元102-104包括一组公共的组件，发射器，接收器和处理器。特别地，处理器107包括一个或多个处理设备(例如，微处理器，数字信号处理器等)以及存储器设备，处理器107和发射器106以及接收器105连接。这些组件中的每一个都是本领域普通技术人员公知的。在优选实施例中，在存储在处理器107的存储器设备中的软件算法的控制下，并且和所示的其它组件合作，处理器107执行那些需要用于操作通信单元103的任务，包括参考图4描述的方法。
基站108和109以及控制器110还包括本领域普通技术人员公知的组件，比如发射器，接收器和处理器。在优选的实施例中，在存储在基站108和109以及控制器110的存储器设备中的软件算法的控制下，通信基础结构执行那些需要用于操作的任务，包括参考图3描述的方法。尽管以在图1中的分离的逻辑框描述，控制器110的物理实现可以采取很多形式，所有形式都是本领域普通技术人员公知的。例如，由控制器110执行的逻辑控制功能可能在多个物理平台上的处理器中物理地分配，在基站的处理器中物理地分配，或者由在单一的物理平台上的处理器物理地执行。
根据本发明，优选的通信系统100的操作，实质上如下面所述的那样发生。控制器110确定在由基站108和109发射的寻呼时隙期间将发射什么样的信息组。优选地，“组”指的是将要发射什么样的消息类型和对应于由消息寻址的通信单元的什么样的寻呼无用信号(hash)种类。寻呼无用信号种类是基于通信单元ID的，每一ID对应于一个无用信号种类，并且不同的消息类型包括广播消息，系统开销消息，非时隙的单独寻址/多点通信消息，时隙的单独寻址/多点通信消息和寻呼。这样，控制器考虑在寻呼空隙中将发射什么样的消息，确定体现何种不同消息类型，以及确定哪个寻呼(或者寻址)无用信号种类具有将由消息寻址的单元。
之后，基站108和109在PCH(或FCCH)120和PCH(或FCCH)121上的寻呼时隙中发射关于将在寻呼时隙期间发射什么样的消息组的指示。优选地，这个指示采用在寻呼时隙中的其它消息之前发射的特殊的寻呼消息的形式。之后基站108和109在寻呼时隙中发射指示的组的特定的消息。
为了说明的目的，将认为将通信单元103分配到由基站109在PCH(或FCCH)121上发射的寻呼时隙。这样，单元103的处理器107命令接收器退出保存能量的休眠模式而开始监控寻呼时隙。之后接收器105接收关于在寻呼时隙期间将发射什么样的消息组的指示。现在处理器107可以确定是否需要由通信单元接收任意指示的消息组。如果都不需要，之后处理器可以命令接收器立即进入休眠模式并且保存能量，不消耗需要来继续监控寻呼时隙的能量。
为了确定是否需要接收任意指示的消息组，处理器107优选考虑是否需要接收在特殊的寻呼消息中的指示的任意消息类型或者特殊的寻呼消息是否指示将寻址在单元103的寻呼无用信号种类中的一个或多个单元。如果是两种情况之一，单元103将继续监控寻呼时隙。优选地，特殊的寻呼消息还指示在寻呼时隙中的相同类型的消息的相对发射顺序。通过通信单元地址/ID排序的升序就是用在优选实施例中的相对发射顺序。这样，接收器105还接收在特殊的寻呼消息中的相对发射顺序的指示。
当接收器105继续监控寻呼时隙并且接收零或更多要么明确地寻址到单元103要么是需要的消息类型的消息时，处理器107优选基于相对顺序的指示确定是否已经接收了所有需要的消息。当处理器107确定在寻呼时隙中已经接收了所有需要的消息(如果有的话)，它命令接收器105进入休眠模式来保存能量。这样，本发明使得单元103可以通过在发射寻呼时隙中的所有消息之前进入休眠模式来保存能量。
图2是一逻辑方框图，示出了根据本发明的优选实施例的特殊的寻呼消息200。特殊的寻呼消息200优选是一IS-2000-4兼容消息，包括消息报头210，层3协议数据单元(PDU)220，填充230，以及消息CRC 240。优选地，在将消息200在PCH上发射之前对其编码和交织，作为另一选择，将其在前向公共控制信道(FCCH)上发射。消息报头210包括指示消息200的长度的比特和区分消息200和其它IS-2000兼容消息类型的比特。消息CRC 240包括指示在消息200上计算的CRC的比特，填充230包括比特数目，该比特需要用于给定PDU220的可变大小的八位字节调整。
PDU 220优选包括指示将要在相同的寻呼时隙发射的消息的消息类型(参考上面的类型的列表)的标志(标志221-223和225)以及指示包括快速寻呼信道(QPCH)指示器229的标志228。QPCH指示器229指示哪个寻呼无用信号种类具有将要由时隙的寻呼，或者单独寻址或多点通信寻址的消息寻址的单元。优选地，QPCH指示器229包括比特序列，像在CDMA 2000 QPCH上实行的，每一比特对应于一个寻呼无用信号种类。但是，可能通过压缩大部分为零的比特序列来缩短特殊的寻呼消息并且由此保存带宽。标志227指示在相同类型的消息的每一组中的寻呼时隙中的相对传输顺序是否是通信单元地址/ID的升序。最后，标志224指示至少一个时隙的寻呼或者单独寻址或多点通信寻址的消息不在当前的时隙中而在下一个时隙中开始，而标志226指示在当前时隙中有另一个特殊的寻呼消息，该消息通常包括寻呼。
图3是一根据本发明的优选实施例、由通信基础结构执行的步骤的逻辑流程图。当基础结构基于目标通信单元的地址，从将要在寻呼时隙期间发射的消息中确定将要发射什么样的消息类型，在每一消息类型中是什么样的消息相对顺序(304)，并且确定什么样的寻呼无用信号组对应于将要发射的每个消息和寻呼的地址时，逻辑流程300开始(302)。优选地，随后基础结构产生特殊的寻呼消息，其包括确定的信息，并将其在寻呼时隙中发射(306)。基础结构还将包括在特殊寻呼消息中如它们所能容纳的许多用于通信单元的寻呼，这样特殊寻呼消息出现在寻呼时隙的第一帧或半帧中。特殊寻呼消息之后，基础结构根据消息类型并且以每个组指示的顺序发射在组中的特殊寻呼消息中指示的消息(308)。逻辑流程图300随后结束(310)。
图4是根据本发明的优选实施例的通信单元所执行的步骤的逻辑流程图。逻辑流程400在通信单元退出休眠模式、保存能量以监控寻呼时隙(404)时开始(402)。通信单元优选接收特殊寻呼消息(406)，其根据目标通信单元的地址来指示将在寻呼时隙中发射什么消息类型、在每一消息类型中是什么样的消息相对顺序，并且确定什么样的寻呼无用信号组对应于将要发射的每个消息和寻呼的地址。优选地，每一类型中的消息的相对顺序就是地址的升序。一旦接收到特殊寻呼消息，通信单元就确定是否需要接收任何指示类型的消息，或者确定是否标记了对应于其地址的寻呼无用信号组。如果标记了其寻呼无用信号组，那么将由在该寻呼时隙中的消息(即其地址)寻址其寻呼无用信号组中那些的至少一个通信单元。如果(408)没有标记通信单元的寻呼无用信号组并且通信单元不需要接收指示类型的消息，那么通信单元停止监控寻呼时隙并进入休眠模式以保存能量(416)。
否则(408)，如果不需要一个或多个指定类型的一条或多条消息，或者如果标记了对应于其地址的寻呼无用信号组的话，通信单元将继续监控寻呼时隙(410)，直到它要么接收到需要的消息，要么它确定没有消息寻址到它或者没有消息是它需要的类型。当它开始接收最后一个它需要的消息类型的消息时(412)，监控将会优选地继续直到单元接收到寻址到它自己的消息或直到它接收到寻址到比该单元更高的地址的消息(414)，这里假定通信单元已经在特殊的寻呼消息中接收了地址排序的指示。如果它接收寻址到自己的消息，那么该消息是它需要接收的最后一条消息。如果它接收寻址到比该单元更高的地址的消息，那么基于消息排序(地址升序)，单元确定它将不接收寻址到它自己的消息。在另一种情况中，通信单元不再需要在寻呼时隙中接收消息。因此，通信单元停止监控寻呼时隙并且进入休眠模式来保存能量(416)。之后逻辑流程400结束(418)。
本发明允许通信单元比现有技术更快地返回能量节省的休眠模式，产生更好的能量保存和由此产生的延长的电池寿命，或者使用更短的寻呼周期来缩短呼叫建立时间的能力。通过优选地接收关于什么样的消息类型将由通信基础结构在寻呼时隙中发射，在每一类型中将是什么样的消息的相对顺序，以及什么样的寻呼无用信号组对应于将要发射的每一消息的地址的指示，通信单元可以确定它们是否需要继续监控寻呼时隙，并且如果是的话，何时它们接收到它们需要的最后一条消息。因此通信单元可以在寻呼时隙结束前，常常在接收到指示的情况下，立即进入休眠模式。
尽管参考本发明的特定实施例特殊示出和描述了本发明，本领域普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以在其中的形式和细节上做出多种修改。
权利要求
1.一种用于通信单元延长电池寿命的方法，包括下面的步骤退出在其中保存能量的休眠模式以开始监控寻呼时隙；在寻呼时隙中接收关于将由通信基础结构在寻呼时隙中发射什么样的消息组的指示；确定是否需要由通信单元在寻呼时隙期间接收指示的任何消息组；和当不需要接收指示的消息组时，进入休眠模式来保存能量。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述将在寻呼时隙中发射什么样的消息组的指示包括将在寻呼时隙中发射什么类型的消息的指示，并且其中权利要求1所述的方法进一步包括下面的步骤当不需要接收至少一种类型的指示的消息时，在进入休眠模式以保存能量之前监控寻呼时隙来接收所有在需要的消息组中的消息，其中所述需要的消息组包括不需要接收的至少一个指示消息类型中的至少一条消息。
3.如权利要求2所述的方法，进一步包括在寻呼时隙中接收相对发射顺序的指示的步骤，其中该指示用于至少一些将要在寻呼时隙期间发射的消息，其中所述监控的步骤包括下面的步骤接收至少一条在需要的消息组中的消息；基于相对顺序的指示确定何时已经接收了所有在需要的消息组中的消息；和在寻呼时隙结束之前进入休眠模式以保存能量。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述用于至少一些将要在寻呼时隙期间发射的消息的相对发射顺序的指示包括将要在相同子组中发射的消息的相对发射顺序的指示，其中子组包括所有将在寻呼时隙期间发射的特殊消息类型的消息。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述在寻呼时隙期间将发射什么样的消息组的指示包括哪一组通信单元将由在寻呼时隙期间发射的消息寻址的指示。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述哪一组通信单元将由在寻呼时隙过程中发射的消息寻址的指示包括哪个通信单元的寻呼无用信号种类将由在寻呼时隙期间发射的消息寻址的指示。
7.一种用于通信基础结构来促进通信单元延长其电池寿命的方法，该方法包括下面的步骤确定将在寻呼时隙期间发射什么样的消息组；在寻呼时隙中发射将在寻呼时隙期间发射什么样的消息组的指示，使得当不需要接收指示的消息组时，接收通信单元可以进入休眠模式并且保存能量；和在寻呼时隙中发射指示的消息组。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述将在寻呼时隙中发射什么样的消息组的指示包括将在寻呼时隙中发射什么样的消息类型的指示，并且其中权利要求10所述的方法进一步包括下面的步骤在寻呼时隙中发射相对发射顺序的指示，其中该指示用于至少一些将要在寻呼时隙期间发射的消息，从而使得接收通信单元在接收最后一条需要接收的消息之后，立即进入休眠模式并且保存能量，如同基于指示的相对发射顺序确定的一样，其中所述发射指示类型的消息的步骤包括以指示的相对发射顺序发射消息。
9.一种通信单元，包括接收器，用来在寻呼时隙中接收将由通信基础结构在寻呼时隙期间发射什么样的消息组的指示；和处理器，其和所述接收器相连接，用来命令所述接收器退出在其中保存能量的休眠模式并且开始监控寻呼时隙，用来确定是否需要由所述通信单元在寻呼时隙期间接收指示的任何消息组，并且用来当不需要接收指示的消息组时，命令所述接收器进入休眠模式以保存能量。
10.一种通信基础结构，包括控制器，用来确定在寻呼时隙期间将发射什么样的消息组；和基站，其和所述控制器相连接，用来在寻呼时隙中发射将在寻呼时隙期间发射什么样的消息组的指示，从而使得当不需要接收指示的消息组时，接收通信单元可以进入休眠模式并且保存能量，并且用来在寻呼时隙中发射指示的消息组。
全文摘要
为解决用于延长电池寿命的通信单元，通信基础结构和方法的需要，本发明提供特殊的寻呼消息(200)，将其发射到寻呼时隙的开始来指示将在寻呼时隙中发射什么样的消息组。这个消息允许通信单元(例如，102－104)在寻呼时隙的开始附近确定它们是否需要为指向它们或者对它们感兴趣的消息或寻呼继续监控寻呼时隙。消息还允许继续监控寻呼时隙的通信单元确定何时它们可以停止监控。因此，通信单元可以比现有技术更快地返回到节省能量的休眠模式。
文档编号H04M1/73GK1541492SQ02815733
公开日2004年10月27日 申请日期2002年7月9日 优先权日2001年8月10日
发明者瓦伦廷·奥普雷斯库-叙尔科比, 约翰·M·哈里斯, 罗纳尔·T·克罗克, T 克罗克, M 哈里斯, 瓦伦廷 奥普雷斯库-叙尔科比 申请人:摩托罗拉公司