专利名称：用于使用超帧提供节能的方法和设备的制作方法
用于使用超帧提供节能的方法和设备
背景技术：
诸如无线数据网络(例如，WiMAX(微波存取全球互通)系统、DVB (数字视频 广播)-H (手持)系统以及扩频系统(诸如码分多址(CDMA)网络)、时分多址(TDMA) 网络等)的无线电通信系统为用户提供移动性的便利性以及服务和特征的丰富集合。该 便利性由日益增长的消费者大量采用作为针对商业和个人用途的可接受通信模式。为了 更大地提升采用量，从制造者到服务提供者的电信行业已经就付出经费和努力来开发作 为各种服务和特征之基础的通信协议标准达成一致。努力的一个领域涉及以考虑系统资 源(例如，带宽和终端的功率)节省的方式来优化数据的传输。
发明内容
因此，需要一种用于提供减少移动设备的功耗的方法。根据本发明的一个实施方式，一种方法，包括检测包括多个帧的超帧，其中将 所述帧的每个划分为子帧。该方法还包括基于帧的数量确定监听窗口的长度。该方法还 包括基于所述超帧确定休眠窗口的长度。休眠窗口长度指定了非活跃操作模式的持续时 间，并且所述监听窗口指定了活跃操作模式的持续时间。根据本发明的另一实施方式，一种设备，包括配置用于检测包括多个帧的超帧 的逻辑。将所述帧的每个划分为子帧，并且所述逻辑还配置用于基于帧的数量确定监听 窗口的长度，以及基于所述超帧确定休眠窗口的长度。休眠窗口长度指定了非活跃操作 模式的持续时间，并且所述监听窗口指定了活跃操作模式的持续时间。根据本发明的另一实施方式，一种方法，包括生成包括多个帧的超帧。将所述 帧的每个划分为子帧。所述超帧包括涉及终端操作的唤醒状态的子帧连结模式。根据本发明的另一实施方式，一种设备，包括用于生成包括多个帧的超帧的装 置。将所述帧的每个划分为子帧。所述超帧包括涉及终端操作的唤醒状态的子帧连结模 式。根据本发明的另一实施方式，一种方法，包括生成包括多个帧的超帧，以便向 终端传输。将所述帧的每个划分为子帧。该方法还包括生成管理消息，所述管理消息 指定了在与所述终端的活跃操作模式相关联的监听窗口的每个帧期间携带业务的特定子 帧。根据又一示例性实施方式，一种设备，包括用于生成包括多个帧的超帧以便向 终端传输的装置。将所述帧的每个划分为子帧。该设备还包括用于生成管理消息的装 置，所述管理消息指定了在与所述终端的活跃操作模式相关联的监听窗口的每个帧期间 携带业务的特定子帧。仅通过示出多个包括用于执行本发明而构思的最佳模式的特定实施方式和实 现，本发明的其他方面、特征和优势容易从以下的详细描述中理解。本发明还能够是其 他和不同实施方式，并且其多个细节可以在各种显见的方面中修改，而所有这些都不脱 离本发明的精神和范围。因而，将附图和描述视为本质是说明性的，而非限制性的。
在附图的多个图中借助示例而非限制的方式示出了本发明，在附图中，同样的 参考标号表示类似的元素，在附图中图1A和图1B是根据本发明示例性实施方式的、能够为移动台提供节能的通信 系统的图示；图2是根据本发明示例性实施方式的、在图1的系统中使用的超帧结构的图 示；图3是根据本发明实施方式的、用于确定监听窗口和休眠窗口的长度的过程的 流程图；图4是根据本发明示例性实施方式的监听窗口的图示；图5是根据本发明实施方式的、用于通过检验下一监听窗口来获取配置信息的 过程的流程图；图6A和图6B是根据本发明实施方式的、用于通过基于超帧报头的唤醒来获取 配置信息的过程的流程图；图7是根据本发明实施方式的、用于获取超帧同步的过程的流程图；图8A和图8B是根据本发明实施方式的、用于基于子帧结构来提供节能的过程 的流程图；图9是可以用于实现本发明实施方式的硬件图示；以及图10A和图10B是根据本发明各种示例性实施方式的、示例性WiMAX(微波存 取全球互通)架构的图示，图1A和图1B的系统可以在该架构中操作。
具体实施例方式公开了用于在移动设备内提供节能的设备、方法和软件。在以下描述中，出于 解释的目的，阐述了多个具体细节，从而提供对本发明实施方式的透彻理解。然而，本 领域的技术人员应该清楚，可以在没有这些具体细节或具有等同布置的情况下实现本发 明的实施方式。在其他情况中，以框图形式示出了公知的结构和设备，从而避免不必要 地模糊本发明的实施方式。尽管关于WiMAX(微波存取全球互通)技术讨论了本发明的实施方式，本领域 的技术人员应该认识到，本发明的实施方式可应用于任何类型的通信服务和等同技术。图1A和图1B是根据本发明示例性实施方式的、能够为移动台提供节能的通信 系统的图示。如图1A所示，通信系统100包括一个或多个移动台(或订户台)101和 用于服务于这些订户台101的一个或多个基站103。订户台101可以是任何类型的移动 台(MS)或用户设备，诸如手持机、终端、台、单元、设备、或到用户的任何类型的接口 (诸如“可佩带”电路等)。MS 101包括收发器105和耦合至收发器105的天线系统107 以接收或传输到基站103的信号。天线系统107可以包括一个或多个天线(仅示出了其 中一个)。因而，基站103可以将一个或多个天线109用于传输并接收电磁信号。如与 MS 101那样，基站103采用收发器111，其通过到MS 101的下行链路(DL)传输信息。系统100提供增强的节能功能以针对系统100的服务和应用来帮助减少移动台101中的功耗。因而，移动台101采用逻辑113来从唤醒(或活跃)状态切换到休眠(或 非活跃、空闲)状态。在休眠模式中，MS 101相对于服务基站103的空中接口有效地缺 席；因此，不利用空中接口资源。监听窗口 115和休眠窗口 117触发这些状态转变。基 站103包括节能逻辑119，其可以指令移动台101进入节能模式，即，经由休眠窗口的信 令进入休眠模式。节能逻辑119可以设置监听窗口 115和休眠窗口 117的长度，并且与 帧生成逻辑121交互以通过各种帧结构实现窗口 115、117(如图2所示)。按照图1B，根据一个实施方式，基站103是接入网(例如，3GPPLTE(或 E-UTRAN或3.9G)、WiMAX(微波存取全球互通)等)的一部分；此类接入网123在图 10A和图10B中进一步详述。接入网123提供WIMAX接入服务，该接入网123包括配 置用于与移动台lOla-lOln通信的一个或多个基站(BS) 103a-103m。如图所示，接入网 123与多播-广播数据网络125进行通信。WIMAX接入服务可以包括数据广播服务，诸 如基于分组的电视服务或其他音频或视频流式传输服务。多播技术允许因特网协议电视 (IPTV)提供者选择性地向目标订户组无线传输分组化的IPTV数据，而不是进行广播(这 可能不必要地消耗网络资源)。即，从服务提供者的角度来看，多播特别有吸引力，可以 节省宝贵的带宽。在WiMAX中，休眠模式(例如，非活跃模式或状态)可以最小化MS功率使用 以及减少服务BS空中接口资源的使用。对于每个涉及的MS 101，BS 103可以维持该操 作模式的一个或多个上下文，例如，每个操作模式都涉及某些节能类(PSC)。PSC是具 有公共需求属性的连接组。借助于示例，定义了多个类型的PSC，并且由于参数集、激 活/解激活的过程以及数据传输的MS可用性的策略而不同。图2是根据本发明示例性实施方式的、在图1的系统中使用的超帧结构的图示。 高级超帧/帧/子帧(SFS)结构200定义了包含一个或多个帧203的超帧201，例如4个 帧可以组成一个超帧。在示例性实施方式中，该SFS结构200符合电气和电子工程师协 会(IEEE)802.16e帧结构。然后，将这些帧划分为子帧205。子帧205例如包括正交频 分复用(OFDM)符号；应该指出可以利用其他传输方案。在示例性实施方式中，超帧报头207可以在每个超帧201的开始或在超帧201内 的任何其他固定位置处传输；报头207可以包括配置信息。如所示，帧203包括一个或 多个子帧205。例如，在MAP(介质访问协议)消息的情况中，该MAP消息用于传递资 源分配信息，可以针对每个无线电帧203传输一次这些消息，或这些消息可以在每个子 帧205中或多个连结的子帧205的第一子帧中进行传输以支持快速调度和反馈。根据一个实施方式，“子帧连结”定义为多个连结的相邻子帧205。MAP消息 可以在子帧连结中的第一子帧中传输。所有连结的子帧的资源分配信息将在MAP消息中 传输。休眠模式操作的传统方法(例如，IEEE 802.16e)不能支持SFS帧结构200。特 别地，使用该SFS帧结构200可能有问题。例如，如果MS 101在新监听窗口中唤醒， 则MS 101可能错失超帧系统配置信息。而且，MS 101可能必须对监听窗口的每个帧中 的多个子帧中的MAP消息进行解码，这降低了节能效率。而且，传统方法无法解决涉及 休眠窗口和监听窗口的长度的问题。图3是根据本发明实施方式的、用于确定监听窗口和休眠窗口的长度的过程的流程图。根据上述讨论，应该认识到，确定休眠窗口 117和监听窗口 115的长度引起的 挑战在于不知道应该将超帧、帧还是子帧用作基本单元。在802.16e中，休眠窗口 117和 监听窗口 115的长度基于帧的数量进行计算。监听窗口 115定义MS 101处于活跃操作模 式(或唤醒状态)的持续时间，由此MS 101可以接收业务。相反，休眠窗口 117指定 MS 101处于非活跃(或休眠模式)的持续时间。仅将超帧或子帧用作对窗口进行计算的基本单元存在多个缺点。假设，一个超 帧包含4个帧，窗口的粒度可能太大，尤其是对于监听窗口而言。即，一个监听窗口将 是至少4个帧，这意味着在每个监听窗口中，MS 101必须在至少4个帧中保持唤醒，这 在很多情况中可能是不必要的长。应该指出，监听窗口主要用于MS 101以唤醒并检查是 否存在已经在最近休眠窗口时段期间到达的新业务。基于子帧计算窗口长度具有以下缺点，控制消息(MAP消息)可能不在每个子帧 中传输(例如，当存在子帧连结时)。因此，当MS 101在一个子帧中唤醒时，可能没有 传输MAP消息。在该情况中，需要定义并开发相关过程以确保BS 103可以与MS 101相 对于将向MS 101传输信息的时间而同步。例如，MS 101必须保持唤醒直到下一子帧， 其包括MAP消息。另一缺点在于该方法不能在以下情况中工作，一个帧包含可变数量的 子帧并且帧/子帧配置逐帧(或逐个超帧)地改变。同样，当MS 101将休眠多个帧/超 帧时，MS 101可能在子帧号方面丢失与BS 103的同步。鉴于上述缺点，引入图3的过程以提供可以解决此类缺点并且考虑向后兼容问 题的方法。根据一个实施方式，与IEEE802.16e系统的向后兼容可以实现；IEEE802.16e 利用作为计算监听窗口和休眠窗口的基本单元的帧。如图3所示，如果不希望向后兼容 (如步骤301中确定)，该过程可以基于超帧的数量确定休眠窗口的长度，如步骤303。 在步骤305中，基于帧的数量确定监听窗口的长度(如利用IEEE802.16e)。然而，如果保留与较旧系统的兼容性(诸如IEEE 802.16e)，则该过程仅使用帧 的数量确定监听窗口长度和休眠窗口长度，如步骤307。图4是根据本发明示例性实施方式的监听窗口的图示。借助于示例，监听窗口 401包含两个超帧403a、403b。超帧403a、403b中的每个都包括报头405。如更全面地 描述，报头405的内容可以包括系统配置信息和/或其他控制信息；例如，系统配置信息 可以包括超帧号、下行链路信道描述符(DCD)/上行链路信道描述符(UCD)配置改变计 数、子帧连结模式等。而且，根据一个实施方式，可以将前导(未示出)用于同步。如图所示，超帧报头405和/或同步前导可以在每个超帧的开始或在超帧403内 的任何其他固定位置处传输。如果MS 101不能获取报头405或前导，MS 101可能不能 够对业务适当地解码。例如，在没有子帧连结信息的情况下，将不通知MS 101传输哪个 子帧MAP消息。该场景可以在监听窗口与超帧重叠时发生，并且该重叠不包含超帧报头 405和/或同步前导。现在关于图5-图7描述系统配置信息和/或前导同步的获取。图5是根据本发明实施方式的、用于通过检验下一监听窗口来获取配置信息的 过程的流程图。该过程确保MS 101可以在MS 101从非活跃状态转变到活跃状态(即， 唤醒)时获取系统配置信息和前导同步。在步骤501中，MS接收超帧。MS 101继而确 定下一监听窗口是否包含超帧报头，如步骤503。如果MS 101确定下一监听窗口中的第一帧不包含超帧报头信息(即，在超帧报头在第一帧中传输的情况中，不是超帧的第一 帧)，MS 101首先在超帧的开始出唤醒，如步骤505。通常，MS 101在传输超帧报头的 点处唤醒。在步骤507中，过程对该超帧报头进行解码，并且继而恢复休眠模式(步骤 509)。在步骤511中，MS 101稍后可以在监听窗口的第一帧处再次唤醒以获得系统配置 信息和/或前导。在备选中，MS 101可以在超帧内的特定帧处被唤醒，如下面所述。图6A和图6B是根据本发明实施方式的、用于通过基于超帧报头的唤醒来获取 配置信息的过程的流程图。对于其分组到达周期可与一个超帧时间相比的某类业务(例 如，IP语音(VoIP))(例如，每个超帧时间一个VoIP分组)，MS 101很可能在每个超帧 的第n帧中唤醒，其中nfeO)是小于(或等于)每个超帧中帧数量的整数。图6A和图 6B的过程允许MS 101仅按需在超帧报头处进入活跃状态。如图6A所示，基站103指示在下一超帧报头中系统配置是否将改变。在示例性 实施方式中，因而设置标志(例如，长度为1比特)；例如，值为“1”指示系统配置将 改变，而“0”指示不改变(步骤601)。MS 101检验该标志以确定是否将发生改变，如 步骤603。如果指示了改变，则MS 101试图在重新进入休眠模式之前获取(如步骤605) 超帧报头；否则，MS 101是非活跃的(步骤607)。该机制仅在系统配置改变时唤醒MS 101以解码超帧报头。图6B示出了备选过程，由此基站103使用每个帧/子帧的控制消息(诸如MAP 消息)内的字段(例如，超帧配置计数器，或S计数器)来向MS指示与之前的超帧 相比较，超帧配置是否改变，如步骤611。在示例性实施方式中，如果MS 101无法接收 1比特标志(如图6A的过程)或当休眠窗口跨越多个超帧(例如，3个超帧)时，该字 段是有用的。在此类情况中，MS 101没有认识到BS 103是否在MS 101唤醒的下一超 帧中将改变超帧配置。因而，当MS 101在特定帧(其不包含超帧报头)处唤醒时，MS 101也将核实S计数器(步骤613和615)。如果S计数器没有改变(如步骤617中所确 定的)，那么MS 101将正常运转；否则，MS 101将获取下一超帧中的超帧报头，如步骤 619。图7是根据本发明实施方式的、用于获取超帧同步的过程的流程图。在该示例 中，MS 101接收超帧，如步骤701。如果MS 101发现下一监听窗口中的第一帧不包含 同步前导(如步骤703)，则MS 101在传输监听窗口之前的最近前导的点处唤醒(步骤 705)。在步骤707中，MS 101获取该前导。在接收前导之后，MS 101恢复休眠模式 (步骤709)并且在之前的规则发生时(即，接收超帧报头)或在调度的监听窗口开始时再 次唤醒。在某些实施方式中，通常在每个超帧的开始处传输超帧报头和同步前导。当将 超帧用作计算休眠窗口长度的单元时，MS可以容易地获取超帧报头，因为MS将在超帧 的开始处唤醒。图8A和图8B是根据本发明实施方式的、用于基于子帧结构来提供节能的过程 的流程图。根据传统方法(例如，IEEE 802.16e规范)，期望MS 101来接收所有下行链 路(DL)传输，该接收使用与监听窗口期间的常规操作状态(即，未休眠)相同的方式进行。借助于示例，描述了 MAP消息的传输。同样，在每个子帧连结的开始处存在一个 MAP消息；S卩，在帧的多个子帧中可以存在MAP消息。因此，MS 101必须在每个子 帧连结的开始处对MAP消息进行解码，这意味着MS101必须在一帧期间唤醒多次。通 常，MS 101必须对无线电帧内传输的所有MAP消息进行解码，其中MS处于唤醒状态。 这对于节能是无效的。因此，图8A和图8B的过程可以解决此类缺点。按照图8A，基站103可以生成超帧，该超帧包括用于特定移动台101的子帧连 结模式，如步骤801。换言之，基站103可以通知MS 101 基站103将在监听窗口中的 每帧期间仅在第n个“子帧连结”中传输涉及MS 101的业务。在相关节能类(PSC)的 定义期间，可以由BS指派参数n。根据一个实施方式，定义字段(例如3比特长度)来 指定参数n。因而，在其他子帧中不存在用于MS 101的业务，而MS 101处于休眠模式中。 应该指出，可能存在异常，由此对于某些帧而言，“子帧连结”的总数量m<n。在该 情况中，MS 101可以选择以在第一 “子帧连结”或第m个“子帧连结”处唤醒，这也 可以在PSC的定义期间由B S确定。在一个实施方式中，以逐个超帧的方式在超帧报头中定义“子帧连结”模式。 因此，MS 101可以通过使用图5-图7的过程获取此类信息(例如，m)。在步骤803 中，移动台101根据子帧连结模式进入活跃状态。如果“子帧连结”模式逐帧改变，则 MS 101可以在传输“帧报头”的点处唤醒。除了在特定子帧连结处唤醒之外，MS 101 还可以对相关信息进行解码。例如，基于对MOB_SLP_RSP消息的修改在下面提供实现示例。
权利要求
1.一种方法，包括检测包括多个帧的超帧，其中将所述帧的每个划分为子帧； 基于帧的数量确定监听窗口的长度；以及基于所述超帧确定休眠窗口的长度，其中休眠窗口长度指定了非活跃操作模式的持 续时间，并且所述监听窗口指定了活跃操作模式的持续时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中备选地基于所述帧的数量确定所述休眠窗口的长 度以便向后兼容。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括 从所述超帧的报头获取配置信息；以及 基于所述超帧的前导获取同步。
4.根据权利要求3所述的方法，其中获取配置信息的步骤包括 确定在下一监听窗口期间是否接收到所述报头；如果接收到所述报头则对所述报头进行解码；以及 进入所述非活跃操作模式。
5.根据权利要求3所述的方法，其中获取配置信息的步骤包括确定所述配置信息是否改变，其中在进入所述非活跃操作模式之前获取新配置信信息
6.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述超帧的报头内接收信息，所述信息指定在所述监听窗口的每个帧期间携带业 务的特定子帧。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括接收管理消息，所述管理消息指定在所述监听窗口内的每个帧中携带业务的特定子帧。
8.一种携带一个或多个指令的一个或多个序列的计算机可读存储介质，当所述指令 由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器来执行根据权利要求1所述的 方法。
9.一种设备，包括配置用于检测包括多个帧的超帧的逻辑，其中将所述帧的每个划分为子帧； 其中所述逻辑还配置用于基于帧的数量确定监听窗口的长度，以及基于所述超帧确 定休眠窗口的长度，其中休眠窗口长度指定了非活跃操作模式的持续时间，并且所述监听窗口指定了活 跃操作模式的持续时间。
10.根据权利要求9所述的设备，其中备选地基于所述帧的数量确定所述休眠窗口的 长度以便向后兼容。
11.根据权利要求9所述的设备，其中所述逻辑还配置用于从所述超帧的报头获取配 置信息，以及基于所述超帧的前导获取同步。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述逻辑还配置用于确定在下一监听窗口期间 是否接收到所述报头，如果接收到所述报头则对所述报头进行解码，以及进入所述非活 跃操作模式。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述逻辑还配置用于确定所述配置信息是否改 变，其中在进入所述非活跃操作模式之前获取新配置信息。
14.根据权利要求9所述的设备，其中所述逻辑还配置用于在所述超帧的报头内接收 信息，所述信息指定在所述监听窗口的每个帧期间携带业务的特定子帧。
15.根据权利要求9所述的设备，其中所述逻辑还配置用于接收管理消息，所述管理 消息指定在所述监听窗口内的每个帧中携带业务的特定子帧。
16.—种方法，包括生成包括多个帧的超帧，其中将所述帧的每个划分为子帧；其中所述超帧包括涉及终端操作的唤醒状态的子帧连结模式。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述超帧的报头中定义子帧连结模式。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括在逐帧的基础上修改所述子帧连结模式。
19.一种携带一个或多个指令的一个或多个序列的计算机可读存储介质，当所述指令 由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器来执行根据权利要求16所述的 方法。
20.—种设备，包括用于生成包括多个帧的超帧的装置，其中将所述帧的每个划分为子帧；其中所述超帧包括涉及终端操作的唤醒状态的子帧连结模式。
21.根据权利要求20所述的设备，其中在所述超帧的报头中定义子帧连结模式。
22.根据权利要求20所述的设备，还包括用于在逐帧的基础上修改所述子帧连结模式的装置。
23.—种方法，包括生成包括多个帧的超帧，以便向终端传输，其中将所述帧的每个划分为子帧；以及生成管理消息，所述管理消息指定了在与所述终端的活跃操作模式相关联的监听窗 口的每个帧期间携带业务的特定子帧。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括通过无线网络向所述终端传输所述管理消息。
25.—种携带一个或多个指令的一个或多个序列的计算机可读存储介质，当所述指令 由一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器来执行根据权利要求23所述的 方法。
26.—种设备，包括用于生成包括多个帧的超帧以便向终端传输的装置，其中将所述帧的每个划分为子 帧；以及用于生成管理消息的装置，所述管理消息指定了在与所述终端的活跃操作模式相关 联的监听窗口的每个帧期间携带业务的特定子帧。
27.根据权利要求26所述的设备，还包括收发器，配置用于通过无线网络向所述终端传输所述管理消息。
全文摘要
提供一种方法，用于提供与资源帧结构相关联的休眠模式。检测包括多个帧的超帧，其中该帧被划分为子帧。基于帧的数量确定监听窗口(115)的长度。基于超帧确定休眠窗口(117)，并且休眠窗口长度指定了非活跃操作模式的持续时间，并且监听窗口(115)指定了活跃操作模式的持续时间。
文档编号H04L27/26GK102017725SQ200880128916
公开日2011年4月13日 申请日期2008年4月28日 优先权日2008年4月28日
发明者A·巴西奥科拉, S·玛赫施瓦里, 李泽宪, 齐心 申请人:诺基亚公司