专利名称：双模式移动通信设备以及选择网络的方法
技术领域：
本发明涉及双模式移动通信设备在待机时间上的改进，所述双模式移动通信设备例如具有蜂窝连接的移动电话或PDA。
背景技术：
当前，大多数国家最常用的蜂窝通信网络使用GSM技术来通信。但是，通信技术正在进步，并且产生了新的通信方式。至少在新型通信网络刚出现的初始阶段，覆盖将是不完整的。因此，新手机至少需要能够在例如GSM的旧网络和例如UMTS的新网络上操作，并且能够在两者之间切换来监视网络的服务质量以及接收和打出电话。
现在的趋势是制造越来越小的移动通信设备，如移动电话。但是，为了吸引大众，这些设备需要一定的待机时间使得移动电话不用太频繁地充电。电池技术上的改进已经使得尺寸减小，同时允许待机时间延长。
对待机时间产生主要影响的有电池的大小，在设备正在监视网络的任何呼入的接收模式下所引起的电流，以及在接收模式下所花的时间。
在一个网络下操作的设备只需要监视网络的呼入并周期性地做这件事。但是，双模式手机必须监视两个使用不同接入技术的网络(使用相同技术的两个网络不是特别大的问题)。因此，在接收模式下花费的时间将不可避免地高于在单网络设备中所花费的时间。一般地，在双模式设备中，所耗费的待机电流的40％是因为泄漏，35％是因为监视主网络，25％是因为监视次网络。
发明内容
本发明的优选实施例力图减少当双模式手机处于待机模式时所消耗的功率量。
参考所附权利要求，其中对本发明的各个多方面进行了更详细的界定。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种双模式移动通信设备，该设备包括装置，其用于当在第一网络上接收到的信号质量保持在预定的第一阈值之上时，重复地监视和确定所述信号质量；装置，其用于在被确定的所述第一网络上的信号质量下降到低于所述第一阈值时以所选的时间间隔监视和确定在第二网络上接收到的信号的信号质量，以及用于依赖于所述两个信号的相对质量将通信切换到所述第二网络；装置，其也用于在所述第一网络上的所述信号质量下降到低于第二更低阈值时更加频繁地监视和确定在所述第二网络上接收到的信号的信号质量；以及装置，其用于依赖于所述两个信号的相对质量将通信切换到所述第二网络。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种用来为双模式移动通信设备中的通信选择网络的方法，包括如下步骤选择第一网络用于通信；当在所述第一网络上的信号质量保持在第一阈值之上时，重复监视和确定所述信号质量；如果所述第一网络中所确定的信号质量下降到低于所述第一阈值，则以选择的时间间隔监视和确定所述第二网络上的信号质量；依赖于所述两个信号的相对质量，将通信切换到所述第二网络；如果在所述第一网络上接收到的所述信号的质量下降到低于更低的第二阈值，则提高对在所述第二网络上接收到的所述信号质量进行监视和确定的频率。
现在将参照附图通过例子来具体描述本发明的优选实施例。
图1是示出了实施例1中主要部件的构造的方框图；图2示意性地示出了双模式电话可能如何监视两个网络；图3示出了对图2中设置的改进，在图2中主要监视主网络，而以较低的频率监视次网络；图4示出了根据本发明的一个实施例如何执行对两个网络的监视；以及图5示出了本发明的另一个实施例。
参考对本发明的例子进行图示的附图，本发明的上述和其他目的、特征和优点将通过以下描述而变得更加清楚。
具体实施例方式
图1是示出了实施例1中主要部件的构造的方框图，并且只示出了切换待用网络的成分。
如图1所示，这个实施例是由以下装置构成确定装置101，用于监视第一网络(未示出)并确定信号质量Q1；确定装置102，用于监视第二网络(未示出)并确定信号质量Q2；网络选择装置103，用于接收从确定装置101输出的信号质量Q1和从确定装置102输出的信号质量Q2、并切换通信所用网络；以及控制器104，用于控制确定装置101、确定装置102和网络选择装置103。
图2示出了双模式通信设备如何监视两个网络。在2处，设备被切换到待机模式。然后进入到一个执行三项操作的循环中。首先，在4处，监视第一网络中小区的数量，并在5处确定最佳信号质量Q1。接着，在6处监视第二网络，并在7处确定其最佳信号质量Q2。最后，在8处对质量Q1和Q2进行比较，并且响应于此，在10处，通信设备选择那个提供最佳质量接收的网络。然后，在设备再一次在4处开始监视第一网络之前，在循环中有一个延迟12。如果在监视两个网络之一时接收到呼叫，那么这个信息被传递到呼叫接收单元(未示出)。这使得手机脱离待机模式，随后依赖于当前所选择的用于通信的网络，而在第一或第二网络上进行通信。
虽然这种设置为在双模式设备中对两个网络进行监视给出了一个可接受的解决方案，但是它不是特别有效率的。即使第一网络可能是完全可以接受的，也有一半的监视活动分给了第二网络。这个问题可以部分地通过图3的设置来解决。
在图3中，在2处，设备再次进入待机模式。主要的组件和图2中示出的一样。但是，在5处确定Q1之后，要确定从第二网络最后被监视开始已经过去的时间T是否超过了阈值X。如果没有超过，那么在4处再次监视第一网络之前，有一个延迟14。
如果T超过了X，那么在6处监视第二网络，这与图2中一样，并且在7处确定Q2并在8处将Q2与Q1进行比较。然后如果Q1已经下降到低于阈值T1且Q2足够高，则切换器10将设备的通信切换到网络2。在这之后，在4处网络1再次被监视，并且循环如前面一样继续。在10处，当Q1超过X时，不管Q2的水平如何，都会有回到网络1的选择。
这种设置是给当前所选择网络以优先权的一种简单的途径。在当前的GSM和UMTS标准中描述了对这种解决方案的改变，其具有对内部系统延迟和变量X的定义值。但是，因为时间延迟是固定的，所以该解决方法不是最优的。因此，我们提出了一种具有动态可变定时的系统。所使用的时间间隔是通过考虑当前所选择网络的质量量度(measure)而确立的。
在图4所示的本发明的优选实施例中，对第二网络进行监视的频率是根据当前在第一网络上观察到的信号质量来进行调整的。
如上所讨论的，当网络被监视时，为特定的无线接入网(radio accessnetwork，RAN)做出对接收信号的质量评估。对不同网络的测量是不同的，所以必须设计出方案来用于比较。所使用的方案将依赖于所比较的两个网络，但是在本说明中，将描述GSM和UMTS无线接入网。
当设备被预占(camp-on)连到GSM网络时，可以进行许多的质量量度。它们是接收信号的强度(RSSI)，误码率(BER)，块误码率(BLER)，和帧擦除率(FER)。
这只是可能量度中的四个。在正常的单模式操作中，所有这些参数中的一些或全部的组合连同由网络提供的偏移(offset)值，使得能够对正从移动网络中的给定小区中接收的信号的质量做出评价。偏移值可以由网络改变，以使得任何给定小区看去比它的相邻小区有更大的吸引力或者较小的吸引力，从而平衡网络上的负载。虽然技术上是非常不同的，但是UMTS以大致相似的方式工作。另外，所用的量度是不同的。量度的例子如导频信道所接收信号的码功率(pilot channel received signal codepower，CPICHRSCP)和信噪比(Eb/No)。
而且，网络可以应用偏移值以平衡网络负载。如上所述，当一种网络技术的小区与另一种网络的小区进行比较时，使用映射功能将质量测量转化为公共格式。
优选地，当执行对网络的监视时，无论是第一或者第二网络，相邻小区的信号质量和当前服务小区的信号质量都被测量。通过考察当前服务小区和相邻小区，就可能对重新选择到所期望的另一个网络的可能性进行评估。
对于是否考查重新选择的决定进行支持的方案，使用了当评估预占网络的质量量度Q时所使用的两个阈值T1和T2。对于本说明书，我们将第一网络的Q称为Q1，第二网络的Q称为Q2。
Q1是通过从当前服务小区和相邻小区来对第一网络进行监视，对检查的各种小区给出合适的权重而得到的。当Q1超过T1时，网络的重新选择几乎是不可能的，因此不对第二网络执行任何监视。
当Q1低于T2时，重新选择是可能的，因此对第二网络的监视必须根据其规定来进行。
当第一网络上的Q1位于T1和T2之间时，可能会要求重新选择到第二网络上。因此，当设备保留在第一网络上预占着时，必须对第二网络执行某种监视。但是，可以用降低了的速率进行监视，优选地在依赖于Q1和Q2的相对质量水平的变化范围上。优选的使用线性变化范围。因此当Q1改变时，这个速率可以被改变。或者，在T1＜Q1＜T2的区间里，速率还可以根据Q2的水平被改变。例如，如果Q1高出Q2很多，那么重新选择就不可能。这导致第二变化范围，这次基于Q1和Q2之间的差别。优选的，使用线性关系。对于最佳系统，两个变化范围应该被组合。
T1和T2将是依赖于网络技术的，并且将需要在每种情况下都被仔细地评估。但是，上述原理可以被应用于任何网络技术中的任何给定质量测量。还有一种可能，即，使得T1和T2是动态可调整的，以允许它们由网络广播参数设定。这将使得特定位置的最佳值被使用。
在图4中示出了本发明的实施例。在2处设备被切换到待机模式，并且在4处开始对设备所预占的第一网络进行监视。在5处，确定信号质量。然后在20处，进行信号质量与阈值T1的比较。如果Q1大于T1，则继续4处对第一网络的监视，以及随后在5处对信号质量Q1的重复确定和在20处与T1的比较。
如果Q1下降到低于阈值T1，那么在22进行Q1与T2的比较。如果Q1低于T2，则在6处开始对第二网络的监视。在7处进行对信号质量Q2的确定，并在8处将其与Q1进行比较。然后在10处选择最佳网络，并且在11处系统预占这个网络。这包括对于任何一个网络进入类似于循环4、5、20、22的循环，在判决框20、22中的阈值是依据所选择的网络而设定的。
如果通过20和22确定Q1超过T1，则设备被切换回到预占第一网络。当20和22确定Q1位于T1和T2之间时，在32处设备监视第一和第二网络，并在34处确定Q1和Q2。在35处得到在这个循环中随后进行监视的监视频率。如上所述，这可以基于与Q1或Q2有关的变化范围，或者基于Q1和Q2两者的组合。优选的，使用线性关系来确定监视频率。做出关于是否从第一网络切换到第二网络的决定。如果相对质量使得切换到第二网络将是优选的，那么就在36处执行这个切换。然后在38处将Q1与T1进行比较，并且如果Q1超过了T1，则系统返回到4处对第一网络的监视。如果Q1没有超过T1，则在40处将Q1与T2进行比较。如果它还是大于T2，那么在32处以在前面35处所选择的频率再次进行监视。如果它小于T2，则控制过程被切换到如上所述的第二网络监视。
图4的设置可以被改变使得网络提供者能够保证其客户主要使用他们所提供的网络，特别是在他们只提供了诸如GSM网络的主网络而没有提供诸如UMTS网络的第二网络的地方。因此，参数将被设定为使得其对合作者尽可能地有吸引力，并且除非绝对必要否则避免重新选择第二网络。对于使得尽可能不发生的到第二网络的重新选择来说，对其执行完全监视没有什么用。为了使图4实现这个功能所要做的修改是一目了然的，对于本领域的技术人员是很清楚的。
图4的系统的最终结果是，在有被预占网络的强覆盖的区域中，将不对第二网络进行监视，从而导致待机时间的显著减少。我们认为这个减少可以达到33％。在质量Q1小于T2的区域中，将执行对两个网络的监视，而在待机时间上没有显著增加。在Q1下降到T1和T2之间时，对两个网络的监视将以依赖于Q1和Q2的实际水平的中间速率进行，并且待机时间的改善将达到33％。通过例子的方式给出了33％的数字。不同的设备将给出在待机时间上的不同水平的改进。但是，我们认为总能存在某种改进。
本发明的另一个实施例在图5中示出。设备在2处被切换到待机模式，并且在40确定网络1计时器是否已经超时。如果它已经超时了，则在4处开始对网络1的监视。网络计时器控制对网络进行监视的时间间隔。如果时间间隔还没有达到(如计时器超时所指示的)，则设备保持在待机模式。在5处确定网络1上的信号质量(Q1)。然后在20处进行Q1与阈值T1的比较。如果T1大于Q1，则在21处禁止对网络2的监视。在42处，确定是否使能对网络2的监视。因为这刚刚被禁止，所以结果将是否，并且系统回到2处的待机模式以及随后对网络1的监视。
如果在20处确定Q1低于T1，则在22处进行Q1与T2的比较。如果Q1小于T2，那么在23处使能对网络2的完全监视，然后在42处确定是否使能对网络2的监视。这种情况将在对网络1的监视的其他部分讨论。
如果Q1不小于T2，那么在44处使能对网络2的减少的监视。随后，在46处计算网络2计时器的时间间隔。然后控制进行到42，在42处确定是否使能对网络2的监视。网络2的监视在这种情况下是被使能的，并且响应于23处的使能对网络2的监视也将被使能。在48处，确定网络2计时器是否已经超时。如果已经超时了，在50处网络2被监视。在52处确定网络2上的信号质量，并在54处将其与Q1进行比较。响应于这个比较，选择最佳质量的信号，并且如果合适，则在56处将预占新网络。可选的，在58处，可以使用新的Q2值计算网络计时器的时间间隔。
没有提出设备处于连接模式时对双模式监视操作的改变。这是因为当手机处于谈话时间模式，即处于通信中时，监视不是电池消耗的主要影响因素。
另外，没有提出对间歇搜索操作的改变，因为这只适用于特定的情况。
权利要求
1.一种双模式移动通信设备，包括装置，其用于当在第一网络上接收到的信号质量保持在预定的第一阈值之上时，重复地监视和确定所述信号质量；装置，其用于在被确定的所述第一网络上的信号质量下降到低于所述第一阈值时以所选的时间间隔监视和确定在第二网络上接收到的信号的信号质量，以及用于依赖于所述两个信号的相对质量将通信切换到所述第二网络；装置，其也用于在所述第一网络上的所述信号质量下降到低于第二更低阈值时更加频繁地监视和确定在所述第二网络上接收到的信号的信号质量；以及装置，其用于依赖于所述两个信号的相对质量将通信切换到所述第二网络。
2.如权利要求1所述的双模式移动通信设备，其中，用于在所述第一网络上的所述信号质量下降到低于所述第一阈值时监视所述第一和第二网络的所选的时间间隔，是依赖于所述第一网络上的所述信号质量而确定的。
3.如权利要求2所述的双模式移动通信设备，其中，对信号质量的依赖性是基于两个阈值水平和当前信号水平的线性关系。
4.如权利要求1所述的双模式移动通信设备，其中，用于在所述第一网络上的所述信号质量下降到低于所述第一阈值时监视所述第一和第二网络的所选的时间间隔，依赖于相对于在所述第一网络上接收到的信号的质量的、在所述第二网络上接收到的信号的质量。
5.如权利要求4所述的双模式移动通信设备，其中，对信号质量的依赖性是基于所述两个信号质量水平之间的差别的线性关系。
6.如权利要求1所述的双模式移动通信设备，其中，用于在所述信号质量下降到低于所述第一阈值时监视所述第一和第二网络的所选的时间间隔，依赖于在所述第一网络上接收的信号的质量以及相对于在所述第一网络上接收到的信号的质量的、在第二网络上接收到的信号的质量。
7.如权利要求6所述的双模式移动通信设备，其中，两种依赖性都是线性的。
8.如任何前述权利要求所述的双模式移动通信设备，其中，所述阈值可以被动态地改变。
9.如权利要求8所述的双模式移动通信设备，其中，对阈值的改变是由一个或者两个所述移动网络广播的并由所述设备接收。
10.一种用来为双模式移动通信设备中的通信选择网络的方法，包括如下步骤选择第一网络用于通信；当在所述第一网络上的信号质量保持在第一阈值之上时，重复监视和确定所述信号质量；如果所述第一网络中所确定的信号质量下降到低于所述第一阈值，则以选择的时间间隔监视和确定所述第二网络上的信号质量；依赖于所述两个信号的相对质量，将通信切换到所述第二网络；如果在所述第一网络上接收到的所述信号的质量下降到低于更低的第二阈值，则提高对在所述第二网络上接收到的所述信号质量进行监视和确定的频率。
11.如权利要求10所述的方法，其中，当所述第一网络上的所述质量下降到低于所述第一阈值时，以一定时间间隔对所述第一和第二网络上的信号质量执行监视和确定，所述时间间隔依赖于在所述第一网络上接收到的信号质量。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述对信号质量的依赖性是基于所述两个阈值和当前信号质量的线性关系。
13.如权利要求10所述的方法，其中，当所述第一网络上的所述信号质量下降到低于所述第一阈值时，以一定的时间间隔执行对所述第一和第二网络上的信号质量的监视和确定，所述一定的时间间隔依赖于相对于在所述第一网络上接收到的信号的质量的、在所述第二网络上接收到的信号质量。
14.如权利要求10所述的方法，其中，对信号质量的依赖性是基于所述两个信号质量水平的线性关系。
15.如权利要求10所述的方法，其中，用于在所述信号质量下降到低于所述第一阈值时监视所述第一和第二网络的所选的时间间隔，依赖于在所述第一网络上接收的信号质量以及相对于在所述第一网络上接收到的信号质量的、在第二网络上接收到的信号质量。
16.如权利要求15所述的方法，其中，两种依赖性都是线性的。
17.如权利要求10到16所述的方法，包括动态地改变所述阈值的步骤。
18.如权利要求17所述的方法，包括通过一个或两个移动网络广播所述阈值的步骤。
全文摘要
本发明涉及双模式移动通信设备在待机时间上的改进。一种根据本发明的设备包括装置，其用于当在第一网络上接收到的信号质量保持在预定的第一阈值之上时，重复地监视和确定所述信号质量；装置，其用于在被确定的所述第一网络上的信号质量下降到低于所述第一阈值时以所选的时间间隔监视和确定在第二网络上接收到的信号的信号质量，以及用于依赖于所述两个信号的相对质量将通信切换到所述第二网络；装置，其也用于在所述第一网络上的所述信号质量下降到低于第二更低阈值时更加频繁地监视和确定在所述第二网络上接收到的信号的信号质量；以及装置，其用于依赖于所述两个信号的相对质量将通信切换到所述第二网络。
文档编号H04B7/26GK1503592SQ20031011549
公开日2004年6月9日 申请日期2003年11月26日 优先权日2002年11月26日
发明者理查德·奥姆森, 理查德 奥姆森 申请人:日本电气株式会社