CN101288329A - 漫游无线终端的自适应苏醒周期 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于控制在苏醒模式与休眠模式之间交替的休眠循环中操作的无线终端的方法，其包括在具有第一持续时间的第一苏醒周期期间与第一无线网络通信，且在所述第一苏醒周期随后的第二苏醒周期期间与第二无线网络通信。响应于检测到所述第二无线网络不同于所述第一无线网络，将所述第二苏醒周期延长到大于所述第一持续时间的第二持续时间。在所述第二苏醒周期期间，接收与所述第二无线网络有关的网络信息。

Description

漫游无线终端的自适应苏醒周期

相关申请案

本申请案主张2005年8月15日申请的第60/708,649号美国临时申请案和2005年12月8日申请的第60/748,731号美国临时申请案的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及无线通信，且明确地说，涉及用于控制使用休眠协议的无线终端的苏醒周期的方法和系统。

背景技术

在一些无线通信应用中，移动无线终端在休眠模式与苏醒模式之间交替。在一个典型实例中，休眠模式比苏醒模式长得多。因此，支持此类装置的网络被称为低占空比(LDC)网络，且在此类网络中操作的移动终端被称为LDC终端。LDC终端是在多种位置追踪、标记、遥测和类似应用中使用的小型通信装置。LDC终端这样进行操作，其中每一终端仅在较小百分比的时间中苏醒以接收和发射数据。这种低占空比操作使得空中接口的利用率和来自终端电源的能量消耗减到最小。

发明内容

在一些应用中，无线终端能够在不同无线网络之间移动(漫游)。明确地说，在休眠循环中操作的无线终端有时苏醒、向网络注册且开始与不同于其在前一苏醒周期中与之通信的网络的无线网络进行通信。

在一些实施例中，向不同于最近使用的网络的网络注册会触发从新网络向无线终端传输额外的网络信息，所述信息不会在连续注册程序中在同一网络内传输。将此信息添加到终端与网络之间的通信需要额外时间。为了使得终端能够接收此网络信息，有时需要延长终端的苏醒周期的长度。

所揭示方法和装置的实施例控制从一个无线网络漫游到另一无线网络的无线终端。在一些实施例中，终端中的控制模块检测到当前网络不同于所述终端在前一苏醒周期中与之通信的网络。如果确定终端在当前苏醒模式中与之通信的网络不是终端在前一苏醒模式中与之通信的同一网络，那么控制模块延长苏醒模式的长度，以确保可在苏醒模式结束之前传送所有所需数据。

在一些实施例中，终端监视由无线网络广播的开销消息。所述开销消息通常包含网络识别(NTD)编号和/或服务器识别(SID)编号。在这些实施例中，终端将NID和/或SID编号与先前存储的值进行比较，以确定网络是否已经改变。

在一些实施例中，终端可在延长的苏醒周期期间接收关于其已经加入的新网络的网络信息，例如终端将与之通信的应用服务器的地址。

本发明还揭示实施这些控制方法的无线终端和无线通信系统。

因此，揭示一种用于控制在苏醒模式与休眠模式之间交替的休眠循环中操作的无线终端的方法，其包括：在具有第一持续时间的第一苏醒周期期间，与第一无线网络通信；在第一苏醒周期随后的第二苏醒周期期间，与第二无线网络通信；响应于检测到第二无线网络不同于第一无线网络，将第二苏醒周期延长到大于第一持续时间的第二持续时间；以及在第二苏醒周期期间接收与第二无线网络有关的网络信息。

在一个实施例中，无线终端包括处于LDC网络中的低占空比(LDC)终端，且与第一和第二无线网络通信包括应用LDC服务。

在另一实施例中，所述第一和第二无线网络中的一者包括无线终端的归属网络(homenetwork)，且所述第一和第二网络中的另一者包括相对于无线终端的外地网络(foreignnetwork)。在替代实施例中，第一和第二无线网络包括相对于无线终端的外地网络。

在又一实施例中，与第一和第二无线网络通信包括向相应的无线网络注册。

在再一实施例中，检测第二无线网络不同于第一无线网络包括：在第一苏醒周期期间，从第一无线网络接收第一识别(ID)编号；在第二苏醒周期期间，从第二无线网络接收第二ID编号；以及检测第一ID编号不同于第二ID编号。

在一个实施例中，接收网络信息包括接收专用消息，所述专用消息包括终端将与之通信的第二无线网络中的地址。

本发明还揭示一种无线终端，其包括：发射器，其经配置以向第一和第二无线网络发射信息；接收器，其经配置以从第一和第二无线网络接收信息；以及控制模块，其经配置以控制处于在苏醒模式与休眠模式之间交替的休眠循环中的发射器和接收器，以便在具有第一持续时间的第一苏醒周期期间与第一无线网络通信，在第一苏醒周期随后的第二苏醒周期期间与第二无线网络通信，响应于检测到第二无线网络不同于第一无线网络而将第二苏醒周期延长到大于第一持续时间的第二持续时间，且在第二苏醒周期期间接收与第二无线网络有关的网络信息。

结合附图阅读以下对本发明实施例的详细描述内容，将更全面了解所揭示的方法和设备。

附图说明

图1是根据所揭示的方法和设备的实施例示意性说明无线通信系统的框图；以及

图2是根据所揭示的方法和设备的实施例示意性说明用于控制无线终端的苏醒周期的方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据所揭示的方法和设备的实施例示意性说明无线低占空比(LDC)通信系统20的框图。LDC系统20可作为常规无线网络的一部分进行操作，所述常规无线网络包含(例如)蜂窝式网络、个人通信系统(PCS)或任何其它合适的公用或私用无线网络。LDC系统20的不同实施例可适于使用常规无线网络所使用的任何无线标准、协议或空中接口，例如cdmaOne、CDMA2000、lxEVDO、UMTS、GSM或任何其它合适的标准。因而，LDC系统20可适于在常规无线网络正使用的任何频带上进行操作。

在图1的实施例中，系统20包含两个无线网络24(标注为24A和24B)。所述两个网络由广域网(WAN)28(例如因特网)互连。每一无线网络24与无线终端32通信。在本实例中，两个终端被标注为32A和32B。经由无线基站42执行通信，所述无线基站42充当每一网络24的无线接入点。在一些实施例中，每一无线网络24覆盖某一地理区域，所述地理区域可以或可以不与其它无线网络(未图示)的覆盖区域重叠。

使用从基站42传输到终端32的无线电信号传输的下行链路消息由接收器44进行接收、降频转换、滤波、解调制和以其它方式处理。从终端32传输到基站42的上行链路消息由发射器46进行调制、升频转换、滤波和放大，以产生上行链路信号。接着将上行链路信号传输到基站42。

一些LDC应用(例如用于追踪人、宠物和财物的追踪应用)利用LDC终端的位置。在一些实施例中，终端32使用位置传感器(例如全球定位系统(GPS)接收器48)来确定终端32的位置。终端32将此信息传输到基站42。在一些情况下，终端32在离开一个无线网络24的服务区域并进入另一网络24的服务区域之后接收和/或传输信息，如下文将描述。

终端32中的控制模块50执行LDC终端32的所有控制和管理功能。根据所揭示的方法和设备的一个实施例，终端32在半双工模式下进行操作。因此，终端32不能同时进行发射和接收。因此，除其它功能之外，控制模块50还致使终端32在发射模式与接收模式之间交替。根据在终端32与终端32正与之通信的基站42之间同步的休眠循环，控制模块50还致使终端32在苏醒模式与休眠模式之间交替。应注意，发射模式和接收模式两者均在苏醒模式期间发生。根据所揭示的方法和设备的一个实施例，在休眠模式期间不发生发射或接收。

一般来说，当处于休眠模式下时，终端的大多数硬件功能被关闭以节约电池能量。在一些实施例中，还可在休眠模式期间关闭一些硬件本身，只留下用于计时和用于在下一苏醒周期唤醒所述终端所必需的硬件。连续苏醒周期之间的时间(即，休眠模式的持续时间)通常可采取从几分钟(或更少)到几周(或甚至更长)的任何值，视应用而定。

明确地说，控制模块50响应于终端32的漫游状态来调适其间终端32苏醒的持续时间(称为“苏醒周期”)。调适方法在下文中详细解释。可使用硬件来实施控制模块50，所述硬件例如是使用离散组件实施或在集成电路(IC)内实施的数字电路。或者，可使用在微处理器上运行的软件或使用硬件与软件元件的组合来实施控制模块50。

在图1的实施例中，每一无线网络24包含LDC服务器34。LDC服务器34执行与网络24中所使用的终端32相关联的各种管理功能。应用服务器35(与LDC服务器34分离且相异)运行具体LDC应用。举例来说，应用服务器35可包含web服务器(webserver)，web服务器在地图上显示终端32的位置，且/或向所述应用的用户提供对终端32的某些控制功能。应用服务器35可位于无线网络24内部或外部。通常，应用服务器35是在无线网络24中传输到终端32的下行链路消息的来源，且是从终端32传输到无线网络24的上行链路消息的目的地。

通过移动交换中心(MSC)36管理每一无线网络24与其终端32的通信。每一MSC执行其无线网络中去往和来自终端32的消息的所有交换和路由功能。通常，当终端32加入一个无线网络24时，所述终端32执行向此网络24的MSC的注册程序。对于每一终端32，一个无线网络24被定义为其归属网络，尽管终端32通常可向系统20中的任何无线网络注册并与之通信。与不同于其归属网络的无线网络(有时被称为“外地网络”)通信的终端被称为“漫游”或“访问”终端。与其归属网络通信的终端被称为“本地”终端。

根据一个实施例，每一无线网络24包括两个数据库，即归属位置寄存器(homelocation register，HLR)38和访客位置检测器(visitor location register，VLR)40。每一HLR 38保存与将特定无线网络24作为归属网络的所有终端32有关的信息。在任何给定时间，这些终端32中的一些终端可向归属网络注册，一些终端可被断开，且其它终端可以漫游(即，向外地无线网络注册)。每一VLR 40保存与当前向其无线网络24注册的漫游终端有关的信息。当终端32从一个无线网络24移动到另一个无线网络时，将相关路由信息发送到所述终端的归属网络的HLR，以便使得能够将下行链路消息路由到所述终端。当终端向外地网络注册时，用关于归属网络的路由信息来更新外地网络的VLR。

虽然图1的示范性配置展示两个无线网络24A和24B，但系统20通常可包含任何数目的无线网络。另外或替代地，每一无线网络通常包含多个基站，且可包含一个以上MSC。

在其中向目的地终端32A发送下行链路消息的典型交易中，目的地终端的归属网络24A中的应用服务器35A发送寻址到终端32A的消息。目的地终端32A可向其归属网络24A注册，或可漫游。在目的地终端32A不在漫游的情况下，应用服务器35A向LDC服务器34A提供下行链路消息，LDC服务器34A又将所述下行链路消息发送到其无线网络24A内的MSC 36A。MSC 36A通过询问其HLR来确定恰当的路由信息，并将下行链路消息路由到目的地终端32A。然而，如果目的地终端32A在网络24A中漫游，那么路由路径穿过本地MSC 36B(假定网络24B是目的地终端32A的归属网络)，经由WAN 28到达外地MAC 36A，并从那里到达目的地终端32A。

在典型的上行链路交易中，来源终端32A起始寻址到其归属网络应用服务器35A的未经请求的上行链路消息(假定来源终端32A不在漫游)。如果来源终端32A当前向其归属网络注册，那么将上行链路消息经由本地MSC 36A和LDC服务器34A路由到应用服务器35A。另一方面，如果来源终端32A向外地网络24A注册，那么外地网络24A的MSC 36A接收上行链路消息，向其VLR 40A询问(例如)对来源终端的归属网络24B的恰当路由信息，且经由WAN 28将来自外地MSC 36A的上行链路消息路由到所述终端的归属网络24B的MSC 36B，且经由归属网络的LDC服务器34B将所述消息从MSC 36B路由到应用服务器35B。

一般来说，当终端32A起始与无线网络24A的通信时，其首先执行向此网络24A注册的程序。在一些实施例中，根据预定注册超时(registration time-out)，终端32A周期性地更新其向无线网络24A的注册。在此类情况下，当终端32A从休眠中苏醒时，其检查注册超时是否已经期满。如果期满，那么终端32A重新向网络24A注册，且使超时复位。出于使注册超时复位的目的，有时将被称为“隐式注册”的特定事件视为注册。举例来说，如果终端32A设置与无线网络24A的业务信道，那么此事件被视为隐式注册。经由共用信道进行的通信(例如使用短消息服务(SMS)消息)通常不被视为注册。在替代实施例中，每当终端32A从休眠中苏醒时，便向无线网络24A注册。

在一些实施例中，在终端32A苏醒之后，其监视由其希望与之通信的无线网络24A广播的开销消息。所述开销消息通常包含识别无线网络的网络识别(NUD)编号和/或识别MSC 36A的系统识别(SID)编号。

当终端在从一个无线网络24B移动到另一网络24A之后第一次苏醒时，终端32A对来自开销消息的NID和/或SID编号进行解码，且将它们与先前存储的SID和/或NID值进行比较。如果在这些参数中检测到变化，那么终端32A意识到其移动到新的网络24A，并起始向新网络24A的注册程序。向新网络24A的注册通常忽视上述注册超时的状态。

在一些实施例中，在NID与SID之间存在分级结构，使得NID是SID的子集。在这些情况下，当SID已经改变(不管NID值如何)时或当NID和SID两者均已经改变时，终端32A断定其处于新的网络24A中。

在一些实施例中，响应于向新网络24A的注册程序，应用服务器35A向终端32A发送关于其已经加入的LDC网络24A的网络信息。举例来说，在一些实施例中，网络信息包含专用下行链路消息，其包含用于发送上行链路LDC消息的新地址，例如相关应用服务器35A的地址。另外或替代地，应用服务器35A和/或LDC服务器34A可在向新网络24A注册后立即向终端32A发送任何其它网络信息。

因为从应用服务器35A发送额外的网络信息，所以向新近加入的网络24A的注册程序通常涉及传送比在同一网络24B内进行连续注册程序的情况更多的数据。为此，当终端32A苏醒并向新的无线网络24A(即，不同于其在前一苏醒周期中向之注册的网络24B的网络24A)注册时，控制模块50A延长终端32A的苏醒周期的长度，以允许传送额外数据。

在典型应用中，苏醒周期的额定持续时间大约为10ms到30ms。当加入新的网络时，通常需要将苏醒周期的持续时间增至两倍或三倍。

图2是根据所揭示的方法和装置的实施例示意性说明用于控制终端32的苏醒周期的方法的流程图。所述方法以终端32A在经同步的休眠循环中操作来开始，如上文所述。在恰当时间时，在唤醒步骤60处，控制模块50A唤醒接收器44A、发射器46A和/或终端32A的其它组件。

在唤醒之后，控制模块50检查终端32A希望与之通信的当前无线网络24A与其在前一苏醒周期中与之通信的无线网络24B相同还是不同。这在网络变化检查步骤62处发生。在一些实施例中，终端32A监视由无线网络24A广播的开销消息，并对来自这些开销消息的SID和/或NID编号进行解码。控制模块50A接着将所述经解码的SID和/或NID识别编号与在前一苏醒周期中接收到的识别编号进行比较。这些编号中的变化可指示网络的变化。或者，出于此目的，终端32A可使用任何其它合适的机制。

如果控制模块50A断定当前无线网络24A与在前一苏醒周期中检测到的网络相同，那么在正常休眠步骤70处其继续进行正常唤醒/休眠循环。作为正常休眠循环的一部分，终端32A可更新其向无线网络24A的注册，如上文所阐释。控制模块50A在下一唤醒周期中唤醒终端32A，且方法返回到以上唤醒步骤60。

另一方面，如果控制模块50A断定当前无线网络24A不同于先前在前一苏醒周期中检测到的网络24B，那么在新的注册步骤64处，终端32A向新的网络24A注册。

响应于向新网络24A的注册，应用服务器35A向终端32A发送专用下行链路消息，如上文所述。为了实现用于接收此消息所需要的额外数据传送，在延长步骤66处，控制模块50A延长苏醒周期的长度。

在延长的苏醒周期期间，在通信步骤68处，终端32A的接收器44A接收从基站42A发送到其的下行链路数据。在一些实施例中，下行链路数据包含专用下行链路消息，其携带关于新的LDC网络24A的额外网络信息。除了接收下行链路数据之外，终端32A可在延长的苏醒周期期间，通过基站42A与新的网络24A执行任何额外通信。这些额外通信功能通常取决于系统20所实行的LDC服务的具体功能性，且在本专利申请案的范围之外。

在完成了本苏醒周期的通信功能之后，在休眠步骤70处，终端32A根据正常休眠循环返回到休眠模式。假定没有网络变化，那么使苏醒周期的长度复位到默认值。当到了终端再次苏醒的时间时，方法返回到以上唤醒步骤60。

虽然本文描述的方法和系统主要涉及控制LDC终端的苏醒周期，但这些方法和系统也可用于控制在休眠循环中操作的其它类型的无线终端中的苏醒周期。此类终端可包括(例如)寻呼机、蜂窝式电话、遥测应答机(telemetry transponder)和射频识别(RPTD)应答机。

因此将了解到，以实例方式引用上文所述的实施例，且本发明不限于上文已经明确展示和描述的内容。相反，本发明的范围包括上文描述的各种特征的组合和子组合，以及所属领域的技术人员在阅读前述描述内容后会想到的且未在现有技术中揭示的其改变和修改。

Claims (12)

1.一种方法，其包含：

a)在第一苏醒周期期间与第一无线网络通信；

b)在所述第一苏醒周期随后的第二苏醒周期期间与第二无线网络通信；以及

c)响应于检测到所述第二无线网络不同于所述第一无线网络，延长所述第二苏醒周期。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述第二苏醒周期期间，接收与所述第二无线网络有关的网络信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线终端包含低占空比(LDC)网络中的LDC终端，且其中与所述第一和第二无线网络通信包含应用LDC服务。

4.根据权利要求1所述的方法，其中与所述第一和第二无线网络通信包含向相应的无线网络注册。

5.根据权利要求1所述的方法，其中检测所述第二无线网络不同于所述第一无线网络包含：

a)在所述第一苏醒周期期间，从所述第一无线网络接收第一识别(ID)编号；

b)在所述第二苏醒周期期间，从所述第二无线网络接收第二ID编号；以及

c)检测所述第一ID不同于所述第二ID编号。

6.根据权利要求2所述的方法，其中接收所述网络信息包含接收专用消息，所述专用消息包含所述终端将与之通信的所述第二无线网络中的地址。

7.一种无线终端，其包含：

a)发射器，其经配置以将向第一和第二无线网络发射信息；

b)接收器，其经配置以从所述第一和第二无线网络接收信息；以及

c)控制模块，其经配置以控制所述发射器和接收器，以便：

i)在苏醒模式与休眠模式之间交替，以便在具有第一持续时间的第一苏醒周期期间与所述第一无线网络通信；

ii)在所述第一苏醒周期随后的第二苏醒周期期间与所述第二无线网络通信；

以及

iii)响应于检测到所述第二无线网络不同于所述第一无线网络，将所述第二苏醒周期延长到大于所述第一持续时间的第二持续时间。

8.根据权利要求7所述的无线终端，其中所述控制器进一步经配置以在所述第二苏醒周期期间接收与所述第二无线网络有关的网络信息。

9.根据权利要求7所述的终端，其中所述无线终端和所述第一和第二无线网络包含低占空比(LDC)网络。

10.根据权利要求7所述的终端，其中所述控制模块布置以操作传输和接收电路，以便分别向所述第一和第二无线网络注册以与所述第一和第二无线网络通信。

11.根据权利要求7所述的终端，其中所述控制模块经布置以：

a)在所述第一苏醒周期期间，通过所述接收器从所述第一无线网络接收第一识别(ID)编号；

b)在所述第二苏醒周期期间，通过所述接收器从所述第二无线网络接收第二ID编号；以及

c)通过检测所述第一ID编号不同于所述第二ID编号，检测所述第二无线网络不同于所述第一无线网络。

12.根据权利要求7所述的终端，其中所述网络信息包含专用下行链路消息，所述专用下行链路消息包含所述终端将与之通信的所述第二无线网络中的地址。

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