CN108055696B - 控制通信装置的操作的方法、相应操作的收发器和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是控制通信装置的操作的方法、相应操作的收发器和计算机程序。一种控制通信装置的操作的方法，通信装置被布置成在采用寻呼信号以允许对于通信装置的不连续接收的蜂窝通信网络中操作。通信装置被布置成用于三种主要通信状态：分离状态，其中通信装置未注册到蜂窝通信网络；空闲状态，其中通信装置注册到蜂窝通信网络并且通过不连续接收来接收寻呼信号；以及活动状态，其中通信装置注册到蜂窝通信网络并且基本上连续执行与蜂窝通信网络的通信。通信装置进一步被布置成用于能量节省模式并且所述方法包括执行调度操作以及当活动状态下的活动不是即将来临时进入能量节省模式。能量节省模式的进入包括将分离请求发送到蜂窝通信网络以及使通信装置断电。

Description

控制通信装置的操作的方法、相应操作的收发器和计算机可 读介质

技术领域

本发明大体上涉及控制通信装置操作的方法、相应操作的收发器和用于实现控制的计算机程序。

背景技术

蜂窝通信网络中的机器型通信（MTC）日益获得关注。连接的传感器、警报、远程控制装置等可以在蜂窝通信网络中与例如移动电话或无线广域网装置等更多常规通信装置同存。用于MTC的装置由于它们通常不多的比特率要求和稀疏通信而大体上具有与常规通信装置不同的要求。另一方面，MTC装置在许多情况下对低功耗具有严格要求。

寻呼信道（PCH）是下行链路传输信道。PCH在整个小区上传送。PCH的传送与物理层生成的寻呼指示符的传送关联来支持高效睡眠模式过程。

通信装置在空闲模式可使用不连续接收（DRX）以便减少功耗。当使用DRX时，通信装置仅需要在每DRX周期的一个寻呼时机中监视一个寻呼指示符。

寻呼过程用于使用寻呼控制信道（PCCH）将寻呼信息传送到选择的处于空闲模式的通信装置。网络中的上层可请求寻呼例如来建立信令连接。网络可发起对通信装置的寻呼来触发小区更新过程。另外，网络可发起对处于空闲模式的通信装置的寻呼来触发更新系统信息的读取。

例如GPRS、WCDMA和LTE等蜂窝通信系统为具有未知和/或不定期传送/接收模式的服务而隐式设计。即，在常规通信中，假设将出现后续呼叫或分组传送的时间是未知的，并且在系统中提供低延迟，寻呼间隔是相当短的。例如，对于LTE和WCDMA/HS的最长DRX周期是2.56s。

采用DRX但实际上根据MTC装置的应用可仅应例如每15分钟、每小时或每天一次地接收和/或传送数据的MTC装置的收发器将在监听寻呼信号上花费它能量的大部分，尽管采用DRX也如此。因此期望进一步减少在这样的条件下工作的收发器的能耗。

发明内容

本发明的目的是至少减轻上文陈述的问题。本发明基于收发器可以通过一旦已经进行传送/接收数据信息则收发器确定数据信息的后续传送/接收的时刻而节省能量这一认识。该确定基于要由MTC装置进行的应用并且因此基于比物理层定时更长的时间标度上的时刻而做出。收发器然后可以发起分离过程，即进行从网络注销并且断电。接近后续时刻，装置通电，并且起动小区搜索和初始附着过程（即网络注册）。收发器从而在它分离且断电的时间期间在监听寻呼上不花费任何能量。

通过独立权利要求提供了本发明的多个方面。通过从属权利要求提供了其中的实施例。

根据第一示例，提供有控制通信装置的操作的方法，该通信装置设置成在采用寻呼信号以允许对于通信装置的不连续接收的蜂窝通信网络中操作。通信装置设置成用于三个主要通信状态：分离状态，其中通信装置未注册到蜂窝通信网络；空闲状态，其中通信装置注册到蜂窝通信网络，并且通过不连续接收来接收寻呼信号；和活动状态，其中通信装置注册到蜂窝通信网络并且基本上连续进行与蜂窝通信网络的通信。方法包括i）连接到蜂窝通信网络使得进行从分离状态到空闲状态或活动状态中的任一个的转变；ii）在活动状态或空闲状态中进行调度操作；iii）在出现从活动状态到空闲状态的转变时确定活动状态中后续操作的时刻；iv）从蜂窝通信网络断开使得进行到分离状态的转变；以及v）在接近活动状态中的后续操作的时间时，使过程回到步骤i）。

步骤iv）可仅在直到活动状态中后续操作的时间的时间在时间阈值以上时进行，而如果直到活动状态中后续操作的时间的时间在时间阈值以下，保持在空闲状态直到活动状态中后续操作的时间并且然后进行根据步骤iii）和iv）的过程。时间阈值可以是不连续接收周期的至少10倍，优选地不连续接收周期的至少100倍。

方法可进一步包括在进行步骤v）之前向蜂窝通信网络发送关于下一次进行步骤i）的时间的指示。备选地，未对蜂窝通信网络进行关于在步骤iv）中进行的从蜂窝网络断开的信令。后面的备选方案的优势是蜂窝通信系统不需要特定自适应并且信令的缺乏由蜂窝通信系统作为普通的通信丢失来处理。

步骤iii）可进一步包括从在步骤ii）中接收的数据信息提取关于活动状态中的后续操作或空闲状态中的调度操作的时间的信息。

根据第二示例，提供有收发器，其设置成在采用寻呼信号以允许对于通信装置的不连续接收的蜂窝通信网络中操作。收发器设置成用于三个主要通信状态：分离状态，其中收发器未注册到蜂窝通信网络；空闲状态，其中收发器注册到蜂窝通信网络，并且通过不连续接收来接收寻呼信号；和活动状态，其中收发器注册到蜂窝通信网络并且基本上连续进行与蜂窝通信网络的通信。收发器包括控制器，其设置成控制收发器的操作使得收发器i）连接到蜂窝通信网络使得进行从分离状态到空闲状态或活动状态中的任一个的转变；ii）在活动状态或空闲状态中进行调度操作；iii）在出现从活动状态到空闲状态的转变时确定活动状态中后续操作的时间；iv）从蜂窝通信网络断开使得进行到分离状态的转变，其中控制器的定时器电路提供信号使得在接近活动状态中后续操作的时间时收发器根据i）的过程重新连接并且然后进行过程ii）至iv）。

控制器可设置成仅在直到活动状态中后续操作的时间的时间在时间阈值以上时进行根据iv）的过程，而如果直到活动状态中后续操作的时间的时间在时间阈值以下，保持在空闲状态直到活动状态中后续操作的时间并且然后进行根据步骤iii）和iv）的过程。时间阈值可以是不连续接收周期的至少10倍，优选地不连续接收周期的至少100倍。

收发器可进一步设置成在进行根据v）的过程之前向蜂窝通信网络发送关于下一次进行根据步骤i）的重新连接的时间的指示。备选地，未对蜂窝通信网络进行关于在根据iv）的过程中进行的从蜂窝网络断开的信令。

收发器可进一步设置成在收发器进行根据iii）的确定时从在进行根据ii）的操作时接收的数据信息提取关于活动状态中的后续操作或空闲状态中的调度操作的时间的信息。

根据第三示例，提供有计算机程序，其包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令在被下载并且在收发器的处理器上执行时促使收发器根据第一示例的方法来操作。

本发明的另外的目的、特征和优势将从下面的详细公开、从附上的从属权利要求以及从图变得明显。大体上，在权利要求中使用的所有术语要根据它们在技术领域内的普通含义来解释，除非在本文另外明确定义。对“一/一个/该[元件、装置、部件、工具、步骤等]”的所有引用要公开地解释为指所述元件、设备、部件、工具、步骤等中的至少一个实例，除非另外明确规定。本文公开的任何方法的步骤不必按所公开的确切顺序执行，除非明确规定。

附图说明

本发明的上面以及另外的目的、特征和优势将参考附图通过本发明的优选实施例的下列说明性而非限制性的详细描述而更好理解。

图1是图示根据实施例的方法的流程图。

图2是示意地图示根据实施例的收发器的框图。

图3示意地图示寻呼和主动传送以及对应的收发器能耗。

图4示意地图示根据实施例的寻呼和主动传送以及对应的收发器能耗。

图5示意地图示根据实施例的对应的收发器能耗。

图6示意地图示根据实施例的持有计算机程序的计算机可读介质。

具体实施方式

本发明的基本概念是装置一旦传送/接收数据信息则确定数据信息的后续传送/接收的时刻。该确定可以在更高层并且因此在比物理层定时更长的时间标度上的时刻上做出，并且时刻可以例如包括在数据分组/信息中。一旦确定后续传送和/或接收的时刻（其可以以近似秒左右的准确度给出），收发器可以确定到后续传送/接收的时间是否大于阈值（其可以例如是几分钟），则装置发起分离过程，即进行从网络的注销并且断电。接近后续时刻，装置通电，并且起动小区搜索和初始附着过程，即网络注册。在到数据的后续接收/传送的时间小于阈值的情况下，装置根据接收的网络参数（在例如连接设置过程期间接收的）遵循到网络的推荐连接状态。在这里，优选地设置阈值使得无疑将存在能量节省；重新连接过程当然将花费一些能量，其需要在断电时间期间通过节省来补偿，这将确定适合的阈值。对于大部分情景和蜂窝系统，将阈值设置成不连续接收周期的10倍将涵盖这样花费的能耗来提供净能量节省。将阈值设置成不连续接收周期的100倍将涵盖对于所有合理情景和蜂窝系统的这样花费的能耗来提供净能量节省。

在另一个实施例中，可以在稍后的某一时间T通知网络分离过程和唤醒。然后网络知道装置将再次进行连接设置，并且可存储重要的验证信息使得装置和网络不必又一次进行验证过程装置唤醒并且进行初始附着。如果网络相应地具有验证信息，则附着过程可以更短，这将消耗更少的能量。此外，这还可以改进定时（即减少在略微在装置需要起动附着过程时的T之前的时间与传送开始时的时间T之间的时间），用于再次起动能耗。

图1是图示根据实施例的方法的流程图。通信装置设置成用于三个主要通信状态：

分离状态，其中通信装置未注册到蜂窝通信网络；

空闲状态，其中通信状态注册到蜂窝通信网络，并且通过不连续接收来接收寻呼信号；和

活动状态，其中通信装置注册到蜂窝通信网络并且基本上连续进行与蜂窝通信网络的通信。

在通信装置与蜂窝通信网络之间的任何通信时，通信装置连接100到蜂窝通信网络。这从而是从分离状态到空闲状态或活动状态中的任一个的转变。在连接时，通信装置进行102活动或空闲状态中的一个或多个调度操作，即包括与蜂窝通信网络的通信的操作。当完成这个或这些操作（一个或多个）时，通信装置例如基于它的应用和/或通过从接收的数据信息提取103的和/或连接到它的通信装置或用户设备的程序、小程序或软件应用的控制来确定104迫使通信装置进入活动状态的后续调度操作的时间T。这从而在出现从活动状态到空闲状态的转变时进行。当确定时间T时，可以再次针对阈值检查它，即来看看从能量的角度是否值得从网络断开，其中如果到T的时间小于阈值，过程返回以在时间T处进行调度操作并且通信装置进入空闲状态直到那时。如果直到T的时间大于阈值，通信可可选地向蜂窝通信网络发送107关于时间的信息，从而在装置稍后将重新连接到蜂窝通信网络时促进验证过程，该信息可能包括用于促进的额外信息。备选地，未对蜂窝通信网络进行关于此的信令。通信装置然后从蜂窝通信网络分离108。从而，通信装置进入分离状态并且用于通信的能耗因为通信装置甚至不监听寻呼而大大减少。在接近110后续操作的时间（即时间T）时，通信装置重新连接100到蜂窝通信网络，并且过程如上文阐明的那样重复。时间阈值优选地是不连续接收周期的至少10倍，优选地不连续接收周期的至少100倍。阈值的大小从而暗指通过进入分离状态的能量节省无疑涵盖由重新连接到蜂窝通信网络所暗指的任何附加能耗。从而，对于大部分情景和蜂窝系统，将阈值设置成不连续接收周期的10倍将涵盖这样的附加能耗来提供净能量节省。将阈值设置成不连续接收周期的100倍将涵盖对于所有合理情景和蜂窝系统的这样的附加能耗来提供净能量节省。

如由图1中的虚线指示的，可选步骤103、105和107中的任一个或全部可以省略，并且通信装置可以例如总是进入分离状态并且未对蜂窝通信网络进行关于它的通信。前者可以提供在应用总是需要长久分离状态（例如测量设备仅每小时或每天一次地发送数据）时提供不太复杂的技术方案这一优势。后者提供例如蜂窝通信系统不必更改并且将在通信装置有时失去与蜂窝通信网络的联系时处理通信装置的优势。

图2是示意地图示根据实施例的通信装置200的框图。该通信装置200包括收发器202，其包括收发器电路204、控制器206和电力供应电路208。图示的用于从收发器电路204切断电力供应208的工具应在功能上解释，并且用于将通信装置200置于分离状态的工具可采用另一个适合的方式实现，例如根据在对装置断电时要遵循的任何遗留信令过程。然而，置于分离状态中的控制（如由散列线指示的）由控制器206提供用于转变到分离状态，并且其通过它的定时器210使收发器电路在接近通信操作的时间时准备重新连接。

收发器电路204也连接到另外的电路212用于处理接收的传送并且提供要传送的数据。另外的电路可以连接到一个或多个接口213，例如到通信装置200的其他设备和/或用户界面的输入和输出接口。

图3示意地图示寻呼和主动传送以及仅在活动状态与空闲状态之间反复时对应的收发器能耗。从而，在寻呼接收期间消耗的能量与在活动状态传送处消耗的能量相比当然是小的，但如果处于空闲状态的时期与活动状态传送相比非常长，处于空闲状态的能耗将形成总消耗能量的大部分。

图4示意地图示根据实施例的寻呼和主动传送以及对应的收发器能耗。在这里，通信装置进入活动状态传送之间的分离状态。重新连接以及用于在分离之前调度后续活动状态的处理消耗一些能量，但在那些时期之间，收发器消耗可忽略量的能量。

图5示意地图示根据实施例的对应的收发器能耗。与图3和4相比，图5中时间具有另一个标度。最左边的两个活动状态传送指示时间何时在阈值以下，并且通信装置在它们之间保持在空闲状态，其中指示要在不连续接收周期DRX期间进行寻呼接收并且从而消耗能量，而直到最左边的活动状态传送的时间对于通信装置进入分离状态是足够长的，其中可忽略量的能量指示为在该时间期间消耗的。

根据本发明的方法适合于借助于处理工具（例如计算机和/或处理器）的实现，尤其适合于其中通信装置由处理器控制用于分配合适的状态的情况。因此，提供有计算机程序，其包括指令，这些指令设置成促使处理工具、处理器或计算机进行根据参考图1描述的实施例中的任一个的方法中的任一个的步骤。计算机程序优选地包括程序代码，其存储在计算机可读介质600（如在图6中图示的）上，其可以由处理工具、处理器或计算机602加载并执行来促使它分别进行根据本发明的实施例的方法，优选地如参考图1描述的实施例中的任一个。计算机602和计算机可读介质600可以设置成相继执行程序代码，其中逐步进行方法中的任一个的动作。处理工具、处理器或计算机602优选地是通常称为嵌入式系统的事物。从而，图6中描绘的计算机可读介质600和计算机602应仅为了说明目的而解释来提供对原理的理解，而不解释为元件的任何直接说明。

本发明在上文主要参照几个实施例描述。然而，如容易被本领域内技术人员意识到的，除上文公开的那些之外的其他实施例在本发明的范围内同样是可能的，如由附上的专利权利要求限定的。

Claims (15)

1.一种控制通信装置的操作的方法，所述通信装置被布置成在采用寻呼信号以允许对于通信装置的不连续接收的蜂窝通信网络中操作，其中所述通信装置被布置成用于三种主要通信状态：

分离状态，其中所述通信装置未注册到所述蜂窝通信网络；

空闲状态，其中所述通信装置注册到所述蜂窝通信网络并且通过不连续接收来接收寻呼信号；和

活动状态，其中所述通信装置注册到所述蜂窝通信网络并且连续执行与所述蜂窝通信网络的通信，

其中所述通信装置进一步被布置成用于能量节省模式并且所述方法包括：

执行调度操作；

从当执行所述调度操作时接收的数据信息中提取关于所述活动状态下的下一操作或者所述空闲状态下的调度操作的时间的信息；以及

当所述活动状态下的活动不是即将来临时进入所述能量节省模式，其中所述能量节省模式的进入包括：

将分离请求发送到所述蜂窝通信网络；以及

使所述通信装置断电。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述能量节省模式的进入包括：在分离请求的所述发送之后以及在所述断电之前，从所述蜂窝通信网络接收分离接受。

3.如权利要求1或2所述的方法，包括当在所述分离状态下并且所述活动状态下的下一操作的时间即将来临时，连接到所述蜂窝通信网络，使得进行从所述分离状态到空闲状态或活动状态中的任何一个的过渡。

4.如权利要求1或2所述的方法，其中只有当直到所述活动状态下的下一操作的时间的时间在时间阈值之上时执行所述能量节省模式的进入，而如果直到所述活动状态下的下一操作的时间的所述时间在所述时间阈值之下的话，则保持在所述空闲状态下。

5.如权利要求4所述的方法，其中所述时间阈值是所述不连续接收的周期的至少10倍。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述时间阈值是所述不连续接收的周期的至少100倍。

7.如权利要求1或2所述的方法，其中分离请求的所述发送伴随着将关于下次重新连接的时间的指示发送到所述蜂窝通信网络。

8.一种收发器，被布置成在采用寻呼信号以允许对于通信装置的不连续接收的蜂窝通信网络中操作，其中所述收发器被布置成用于三种主要通信状态：

分离状态，其中所述收发器未注册到所述蜂窝通信网络；

空闲状态，其中所述收发器注册到所述蜂窝通信网络并且通过不连续接收来接收寻呼信号；和

活动状态，其中所述收发器注册到蜂窝通信网络并且连续进行与所述蜂窝通信网络的通信，

其中所述通信装置进一步被布置成用于能量节省模式并且所述收发器包括控制器，所述控制器被布置成控制所述收发器的操作使得所述收发器

执行调度操作；

从当执行所述调度操作时接收的数据信息中提取关于所述活动状态下的下一操作或者所述空闲状态下的调度操作的时间的信息；以及

当所述活动状态下的活动不是即将来临时通过将分离请求发送到所述蜂窝通信网络并且使所述通信装置断电来进入所述能量节省模式。

9.如权利要求8所述的收发器，被布置成在分离请求的所述发送之后，在所述断电之前从所述蜂窝通信网络接收分离接受。

10.如权利要求8或9所述的收发器，被布置成当在所述分离状态下并且所述活动状态下的下一操作的时间即将来临时连接到所述蜂窝通信网络使得进行从所述分离状态到空闲状态或活动状态中的任何一个的过渡。

11.如权利要求8或9所述的收发器，其中所述控制器被布置成只有当直到所述活动状态下的下一操作的时间的时间在时间阈值之上时进入所述能量节省模式，而如果直到所述活动状态下的下一操作的时间的所述时间在所述时间阈值之下的话则保持在所述空闲状态下。

12.如权利要求11所述的收发器，其中所述时间阈值是所述不连续接收的周期的至少10倍。

13.如权利要求11所述的收发器，其中所述时间阈值是所述不连续接收的周期的至少100倍。

14.如权利要求8或9所述的收发器，进一步被布置成将关于下次重新连接的时间的指示连同分离请求一起发送到所述蜂窝通信网络。

15.一种计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令在收发器的处理器上被执行时促使所述收发器根据如权利要求1至7中的任何一项所述的方法来操作。

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