CN1036687C - 选呼接收机中前置电池节省的方法与装置 - Google Patents

Abstract

选呼接收机接收内含前置信号(410)的选呼信号(400)。该机包括接收机电路(102)用于接收并解调选呼信号。前置检测器(105)耦合到该接收机电路的用于检测前置信号；以及响应处理器(114)的信号有选择地启动和不启动接收机电路的电池节省器电路(126)。处理器响应该前置检测器将信号送到电池节省器电路，并在检测了前置信号的一部分之后，在接收前置信号(410)期间不启动和启动该接收机电路。

Description

选呼接收机中前置电池节省的方法与装置

本发明涉及选呼接收机，尤其涉及选呼接收机中节电的方法及装置。

选呼接收机，例如寻呼机，是由电池供电的袖珍电子装置，接收选呼信号并将其解调和解码以获取以该选呼接收机编址的选呼消息。选呼接收机的电路在设计上力图包括低能耗的元件，但由于所期望的工作特性使这种射频接收机电路的元件仍为典型的高能耗元件，因而希望对接收机有选择地通电(源)加断电(源)，这种作法称为“电池节省”。可靠的电池节省方法是在选呼信号的适当部分接收期间使接收机电路得电，以确保该选呼接收机编址的选呼消息被接收。

选呼信号通常利用二进制频移键控(FSK)异步调制信令协议，例如POCSAG信令协议，它是由英国电信业首先提出来的(POCSAG是邮政总局寻呼码标准化咨询组的协议)。传统上的异步协议包含有一个长度前置信号，随后是一个同步码字(同步码)。该同步码包括一个用于帧同步化的预定的二进制序列。该协议在前置信号和同步码的检测之后作为一个同步协议而操作，它包括多个信息字，这些信息字包括伴随以规则间隔而被重复的同步码的地址字和数据字，以便维持同步通信直到信号丢失时为止。在同步通信时，该选呼接收机按照传统的电池节省例行程序使接收机电路得电和断电。

对于从非同步操作转换成同步操作来说，由于对前置信号和随后的同步码的检测是关键，因此该接收机电路通常都是长期得电，以搜索前置信号，而且一旦已检测到该前置信号，该接收机电路就维持得电状态，直到同步码被检测到为止。

为此，需要一种可靠的电池节省方法及其装置，能够在异步选呼接机操作期间提供附加的电池节省。

据此，本发明提供了一种在选呼接收机中用于电池节省的方法。该选呼接收机包括用于接收和解调选呼信号的接收机电路。该方法包括以下步骤：使接收机电路得电；检测选呼信号内前置信号；响应该前置信号的检测，在该前置信号接收期间进行电池节省。

根据本发明的另一方面，接收选呼信号的选呼接收机包括：接收装置，用于接收和解调该选呼信号；前置检测装置，与接收装置耦合，用以从选呼信号内检测一个前置信号；电池节省装置，耦合到接收装置，用于有选择地对该接收装置进行通电和断电；以及控制装置，耦合到前置检测装置和电池节省装置，响应前置检测装置检测到该前置信号的至少一部分，控制该电池节省装置在该前置信号的接收期间执行电池节省。

图1是示出本发明实施例的选呼接收机的方框图。

图1和图3示出图1所示本发明实施例的选呼接收机和处理器操作的流程图。

图4示出本发明实施例的选呼接收机电池节省操作的定时图与传统的选呼接收机电池节省操作的比较。

图5示出本发明选呼接收机电池节省操作的另一方面的定时图。

参考图1，该图示出本发明的选呼接收机的一个实施例。在天线100处，该选呼接收机收到非同步选呼信号。该信号送到接收机电路102由该电路解调该信号。接收机电路102向微控制器104提供已解调的信号以进行下一步处理，还将该解调信号提供给波特率检测器110，用以检测是否有一信号出现。在处理器104中，该解调信号送到前置检测器105、同步码检测器106、地址相关器107和解码器108。

波特率检测器110一确定选呼信号正被接收就发信号给处理器114，以控制该接收机操作。该处理器114将起始信号提供到前置检测器105，以开始对前置码的偿试检测。前置检测器105通过将一个已知前置比特码形与该已解调的信号相关试图检测该已解调信号中的前置信号。根据本发明的最佳实施例，该选呼信号是根据P0CSAG信令协议定由格式的，该前置信号包括至少576个0至1的跳变(transition)。在使一确定比特误差计数(例如2)之内的前置信号的多个交替0和1比特相关时，该前置检测器105就将一个信号提供给处理器114。

同步码检测器106利用来自处理器114的信号一启动就检测该已解调的信号，以检测一预定同步码字(同步码)的出现。该预定同步码存储在一个非易失性存储器112中，并可由同步码检测器106从中提取，以与所接收的信号作比较。同步码检测器106响应在一个确定误差计数中的同步码的检测，向处理器114提供一个信号。

从处理器114一收到起始信号，地址相关器107就试图将解调信号的信息与指定给该接收机并存储在非易失存储器112中的一个或多个预定地址相关。同样，地址相关器107一确定地址的相关性或地址的非相关性就提供给处理器114一个信号。

处理器114根据来自在微控制器104中的定时控制器124的定时信号产生一定时信号。该定时信号被送到波特率检测器110并利用它通过检验比特沿或跳变，以确定信号的波特率或符号率。美国专利5，095498公开了这种波特率检测器，且共同受让于本发明的受让人。波特率检测器110向处理器114提供一指示该信号的符号率的信号，分别供前置检测器105、同步码检测器106、地址相关器107和解码器108使用，在分别检测前置信号和同步码时协助前置码检测器10和同步码检测器106，在使选呼接收机的地址相关时协助地址相关器107，在对来自该信号的信息进行解码时协助解码器108。此外，由波特率检测器110提供给处理器114的信号使处理器114与同步操作中判定已接收的信号是否是噪声(即，是否在所收的信号中发现噪声信号并引起比特沿或跳变从它们期望出现位置偏离)。

处理器114还执行选呼接收机的其它的传统的功能，例如它一接收到选呼信号就启动报警器116；通过控制器115接收用户的输入并执行该输入；把诸如选呼信号之类的信息提供给显示器120以供使用者观看；以及把选呼信号信息提供给诸如一个随机存取存储器(RAM)的存储器122，并从该存储器122中存取选呼消息信息，存储或调用它们。处理器114还存取存放在非易失存储器122中使选呼接收机操作的信息。

根据本发明，电池节省电路126提供给接收机电路102一个信号，以使该电路得电和断电以节省电池电能和延长电池寿命。处理器114向电池节省电路126提供一个得电信号，以在出现了由处理器114所测量的一个事件之后使接收机电路得电或被启动。根据本发明，处理器114响应来自前置检测器105、同步码检测器106、地址相关器107和波特率检测器110的信号，向电池节省电路126提供一个信号，使接收机电路102断电(不启动)。

图2和图3示出非同步期间处理器114(图1)操作的流程图，根据本发明的最佳实施例谋求对前置信号和同步码的检测。该操作在步骤200开始。在电池节省步骤202，512比特时间减去接收机电路102(图1)的加热时间。每个接收机电路102都具有已知的加热时间。尽管晶体经、合成化、及零IF技术使趋于有更短的接收机电路加热时间，但目前接收机的加热时间一般在10毫秒的范围内。处理器114按接收机电路102的加热地间被事先编程，因此使处理器114把信号送到电池节省器126，从而向接收器电路102提供一个信号，以使接收机电路在512比特的时间减去接收机加热时间不启动。

在电池节省时间步骤202完成之后，处理器114给电池节省器126发信号以提供一个用以启动接收机电路102的信号。在电池节省过程的下一步骤204步骤，接收机在加热时间内加热。在接收机加热时间结束时，在步骤206和理器114向波特率检测器110发信号而使其启动，以检验来自接收机电路102的解调信号，以偿试波特率的检测。假如在步骤208其波特率检测器110没有检测波特率，则通过向电池节省器126发信号以向接收机电路102提供一个“不启动”信号使处理过程返回到电节省步骤202。

如果在步骤208从波特率检测器110收到信号，它表明检测到波特率，则处理器114响应该信号，向波特率检测器110发信号，以在步骤210检测比特沿或跳变。在步骤212，有随后的32比特被接收，在步骤214，处理器114向前置检测器105和同步码检测器106发信号而使其被启动。

在步骤216，波特率检测器110的输出被检验以确定该已接收的信号是否是噪声。如果在该步骤确定该信号不是噪声，而且在步骤218中前置检测器105在32比特中检测前置信号为无误差被检测到的情况，则在步骤220将一个比特计数器CNT置位成576(在POCSAG前置信号中的最小数目)，且依照本发明的电池节省按图3所示来执行。如果正在解调及解码的信号不属POCSAG的格式，则计数器CNT在步骤220中被置位成在该信令协议前置信号中的比特数。

如果在步骤216中的信号是噪声，而且在步骤222中该前置检测器105在32个被检验比特中检测少于3个误差，则CNT在步骤224中被初始比而等于576，而过程返回到步骤212，以接收下一个32比特并作相似的检验。同样，若在步骤216该信号不是噪声，且在步骤222中被检测属少于3个误差，则在步骤212中接收下一个32比特并作相似地检验。

如果在步骤222中有三个或更多的误差被检测到，则在步骤226中处理器114检验来自同步码检测器106的输出信号以确定是否在该被检验的32比特中的同步码具有两个或更少的误差。假如被检测的同步码不具有两个或更少的误差，则在步骤228中，比特计数器CNT递减32，以表示32比特检验过。假如在步骤230中CNT还没有被递减到零，则流程返到步骤212，接收下一个32比特并检验这些比特，以在步骤216、218和222中确定是否有前置信号被检测到。如果在步骤230中CNT被递减到零以表明在576比特内没有发现前置信号，则流程返回到步骤206以启动波特率检测器110，以便在步骤208搜寻信号的波特率。

假如在步骤226中该32比特同步码的检测属于具有或少于两个误差，则在步骤232的选呼接收机的操作变为同步，且本发明的非同步电池节省过程在步骤234结束。

参考图3，根据本发明的前置电池节省例行程序，在步骤216和218中在前置信号被检测无噪声且无误差时，进入步骤240。另外，如果前置信号被检测，表明在该信令协议的同步码字段或地址字段内无误差，该程序可以进入步骤240。因此，在整个由同步检测器106执行的同步码检测和由地址相关器107执行的地址相关期间，处理器114都保持前置检测器处于启动状态。一旦从前置检测器105已经检测到前置信号，则处理器114就能进入前置电池节省例行程序的步骤240。

根据本发明，前置电池节省例行程序步骤240以电池节省步骤242开始，用22比特的(时间)减去接收机电路102加热所需的时间。选择22比特的时间是为了在电池节省间隔期内在不丢失同步码的情况下实现前置电池节省，如下文参考图5所做的说明。

随后，处理器114向电池节省器126发信号，以在步骤244启动接收机电路102，并使该电路加热。在步骤246，接收随后的8比特，并且处理器114检验波特率检测器110的输出，以在步骤248确定接收的信号是否是噪声。如果不是噪声，则在步骤250该处理器对前置检测器105的输出进行检验，在前置信号无误差时，确定该8比特是否已收到。只要步骤248的信号不是噪声而且在步骤250中被检测的作为前置信号的8比特无误差，根据本发明，电池节省就在步骤242、244、246、248和250发生。

如果在步骤248中信号是噪声，或者在步骤250中，在前置信号检测期间，前置检测器105向处理器114发信号表明这8比特具有至少一个误差，则在步骤252比特计数器CNT被递减8比特，且在步骤256接收下一个32比特。然后在步骤258中打开一个32比特的窗口，以检验所接收的40比特中的32比特部分，开始将所接收40比特的前32比特输入给该42比特窗口中。在步骤260中将一个窗口计数器K初始化为零，并且检查所接收的40比特中的前32比特。

在窗口中的每一个32位被检查时，就在步骤262中检查前置检波器105的输出，以查看前置信号的32比特是否发现小于3个误差，并且在步骤264，检查同步码检测器106的输出，以查看同步码的32比特是否小于3个误差。如果在步骤264检测同步码的32比特具有3个以内的误差，则在步骤266选呼接收机操作变为同步，且本发明的异步电池节省例行程序在步骤268结束。如果在步骤262前置信号的32比特被发现少于3个误差，则在步骤224处理器114(图1)前置比特计数器CNT再次初始化为576，并在步骤212接收下一个32比特，以检查这些比特，在步骤216、218和222确定中是否检测到前置信号。

如果在步骤262既没检测到前置信号32比特小于3个误差，在步骤264也没检测到同步码32比特小于3个误差，则在步骤270查看同步码检测器106的输出，以确定该同步码的第10个字节是否被检测到。如果在步骤270同步码的第四个字节已被检测，该选呼接收机操作在步骤266变为同步，且本发明的非同步电池节省例行程序在步骤268结束。

如果在步骤262该32比特被确定不属于的前置信号、在步骤264中不是同步码，在步骤270也不是同步码的第四字节，而且在步骤272该窗口计数器K不等于8，则在步骤274该32比特窗口被移位1比特，以在步骤276检查另一个32比特且使K递增1。本流程然后在步骤262中检查该窗口中的新的32比特，以确定前置信号的32比特(其中少于3个误差)是否找到，或在步骤270中确定同步码的第四字节是否找到。

在40个比特取样中，该32比特窗口可被移位8次，使得该40比特的9个32比特部分的最大值被检验。因此，当窗口计数器K等于8时，流程在步骤228使比特计数器CNT递减32，以表示在步骤256所接收的32比特已被检查过。在步骤230，如果CNT未被递减到零，则流程返回步骤212，接收下一个32比特并在步骤216、218、222检查这些比特，确定前置信号是否已被检测。在步骤230CNT被递减至零时，表明在576比特中没找到前置信号，流程返回步骤206，启动波特率检测器110，并在步骤208搜寻该信号的波特率。

参考图4，POCSAG协议400的定时图使一般传统的电池节省方案402与本发明的电池节省方案404相对照。如前述的那样，POCSAG信号400包括有一个前置信号410和由四个同步码字节S1(412)、S2(414)、S3(416)和S4(418)构成的同步码的32比特。传统的电池节方案402将启动接收机电路102(图1)持续一加热期420，该期之后，偿试检测前置信号。前置信号410被检测到而且接收机电路102在时段422保持启动状态直到同步码的四个字节412、414、416、418已被检测到为止。

根据本发明，接收机电路102被启动一个加热期430且随后在时段432检查8比特样值。如果前置信号被检测到，则接收机电路102不被启动，而电池节省发生在时段434，该时段等于22比特时间减去用于接收机加热期436的时间。如果在下一个8比特样值438中该前置信号被检测到，则根据本发明在时段434、436、438被执行电池节省直到同步码被检测到为止，而且接收机电路102在时段440保持被启动状态，直到同步码418的第四个字被检测到为止。时段404所执行的电池节省是由本发明所实现的最高的电池节省，并假设不存在噪声而且在所接收的前置信号中没检测到误差。既使在一个噪声环境中，本发明的电池节省也不会有多于传统电池节省方案402的电池能耗。

参考图5，本发明最佳实施例的操作的最糟情况的分析说明了电池节省期最好为22比特的原因。在POCSAG信令协议500中，该前置信号410包括576比特的交替的0和1。同步码包含四个字节(字)412、414、416、418，每一个字都为预定的且存储在非易失存储器112中。如果在接收机加热时段504之后，根据本发明的电池节省例行程序502检测不含误差的前置信号的8个比特506，其中至少有两个比特是第一同步码字412的实际部分，前置电池节省程序使接收机电路102不22比特减去接收机加热时间508不启动。接收机电路102随即在时段510被再被启动并加热，在此之后，在时段512检查下一个8比特并被确定它是同步码418的第四个字。因此，22比特的最佳选择补偿了24同步码字比特减去第一同步码的两比特，它被错误地读作前置信号。因此，本发明的实践确保了接收机将被加热且准备好对同步418的最后字节解码。

因而可以看到，在检查前置信号的32比特无噪声和无误差以后，由于只检查每32比特中的8比特，在本发明的实践中得到附加的电池节省。POCSAG信令协议一般是以每秒钟512比特(bps)或1200bps进行接收的。以典型的10ms加热时间的因素作分析，以512bps接收在电池节省效果上有56％的改进。而在给定的10ms的接收机电路102的加热时间的条件下，以1200bps可实现33％的电池节省。随着接收机电路设计的改进，例如通过零IF技术或合成化或晶体化的接收机部件，接收机电路102的加热时间将会减少。随着接收机电路加热时间的减少，本发明的电池节省将提高，以实际上的电池节省能够发生在以512bps、1200bps、2400bps以及更高的数据速率的前置信号检测期间。

现在应当理解，这里已经提供了一种可靠的电池节省的方法和装置，在异步选呼操作期间，特别是在前置信号检测期间以及在前置信号检测之后但在同步码被检测之前的期间，在当选呼接收机操作从异步向同步操作转换时本方法及装置提供了附加的电池节省。

Claims (9)

1.一种选择呼叫接收机电池节省方法，该接收机包括接收电路，用以接收和解调选择呼叫信号，其特征在于，该方法包括以下步骤：

使接收机电路通电；

从选择呼叫信号中检测出前置信号；以及

响应前置信号的检测，在该前置信号接收期间进行电池节省。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在通电步骤之后确定该选择呼叫信号是否包括噪声信号的步骤；并且电池节省步骤包括：在前置信号接收期间如果选择呼叫信号不含噪声信号则进行电池节省的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的前置信号含有多个比特，其中检测前置信号的步骤包括检测多个比特的一部分的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，电池节省步骤包括以下步骤：

使接收机电路断电一个第一预定时间；和

随后使该接收电路通电。

5.根据权利要求4的方法，其特征在于，在第二次通电步骤之后还包括以下步骤：

确定是否从选择呼叫信号中检测到一个同步码信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括重复断电的步骤、随后通电的步骤和几个确定步骤，直到该确定步骤确定出已在选择呼叫信号中检测出同步码信号的至少一部分时为止。

7.一种选择呼叫接收机，用于接收选择呼叫信号，该选择呼叫信号包括一个前置信号，其特征在于，该选择呼叫接收机包括：

接收电路，用于接收和解调选择呼叫信号；

一个前置检测器，耦合到接收电路，用以检测该前置信号；

一个电池节省器电路，用于有选择性地使该接收电路起动和不起动；和

一个控制器，耦合到前置检测器和电池节省器电路，响应前置检测器检测该前置信号和在此之后在接收该前置信号的至少一部分期间控制该电池节省器电路使该接收电路起动和不起动。

8.根据权利要求7所述的选择呼叫接收机，其特征在于，该前置检测器包括：

一个前置相关器，用于将该选择呼叫信号与一个预定的前置比特码形相关；

一个误差计数器，耦合到该前置相关器，用于累积发生在选择呼叫信号与该预定的前置比特码形之间的许多比特误差；和

一个信号产生器，响应该选择呼叫信号的预定的比特数与该预定的前置比特码型的相应的预定比特数相关，将累积的比特误差数提供给该控制器。

9.根据权利要求7所述的选择呼叫接收机，其特征在于，该控制器控制电池节省器电路，以响应该比特误差的累积数小于一个第二预定比特误差数，在前置信号的接收期间执行电池节省。

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