CN1613270A - 无线通信设备中执行空闲模式切换 - Google Patents

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Abstract

无线通信设备(WCD)与码分多址(CDMA)通信系统互操作。WCD运行在空闲模式，其中WCD在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间转换。WCD尝试再次获取与先前正被解调的第一个寻呼信号相关的第一个导频信号，以及先前正被追踪的第二个导频信号。当再次获取第一个导频信号的尝试失败而且再次获取第二个导频信号的尝试成功时，WCD执行从第一个寻呼信号至第二个导频信号的切换。

Description

无线通信设备中执行空闲模式切换
                          发明背景
相关申请
本申请要求标题为“无线通信设备中执行空闲模式切换的方法和系统”、序列号为60/332,492、2001年11月16日提出的美国专利申请的优先权，本申请通过完全引用被结合于此。
发明领域
本发明一般涉及无线通信设备(WCD)，尤其涉及在寻呼环境中运行时能够执行不同寻呼信号之间的切换的无线通信设备(WCD)。
相关领域
在陆地通信环境中，WCD可以从多个地理分散的基站接收通信信号。在基于卫星的通信系统中，WCD可以接收与一个或多个卫星的多个不同卫星波束相关的通信信号。WCD与参加呼叫的基站和/或卫星交换称为话务信道信号的信号，维持通信链路。当参加呼叫时，WCD能够使用已知技术在不同基站和/或卫星波束之间切换，从而当WCD相对于基站和/或卫星波束移动时维持无缝的呼叫覆盖。
当WCD不参加呼叫或活动的通信链路时，WCD可以在空闲状态/或模式中运行，以节省资源。当在那个模式中时，WCD可以在寻呼模式中运行。在寻呼模式中，WCD可以在相对长的时间周期期间选择进入然后维持功率节省睡眠状态。WCD周期性地在相对短的时间周期期间从睡眠态转至唤醒态，以监视从基站发送的或与卫星波束相关的寻呼信号。
通常，WCD不能够接收与基站或卫星波束相关的寻呼信号，因为信号阻塞，或因为WCD已经移出与基站或者一个或多个卫星波束相关的覆盖区域(经常称为小区)的范围。在任何一种情况下，都期望WCD维持无缝寻呼覆盖。
当WCD空闲时，寻呼模式提供通过寻呼信道将消息传送至WCD同时使WCD使用睡眠状态以降低功率消耗的机制。一般需要使用改进的技术，用于进一步降低WCD空闲时以及在寻呼模式中运行时WCD内的功率消耗。
                         发明概述
本发明的特征是提供无缝寻呼覆盖，用于或伴随WCD在寻呼模式运行。WCD能够同时监视/处理与多个基站和/或卫星波束相关的可选的寻呼信号，从而WCD能够在降级信号条件下提供无缝寻呼覆盖。WCD通过使用在WCD内从与第一个基站和/或卫星波束相关的第一个寻呼信号切换至与第二个基站和/或第二个卫星波束相关的第二个寻呼信号获得无缝寻呼覆盖。
本发明的另一个特征是提供这样的无缝寻呼覆盖同时降低WCD内的功率消耗。
本发明的一实施例是在通信系统中运行的WCD内执行切换操作的方法。WCD在空闲模式中运行，其中WCD在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间转换。此方法包括尝试再次获取与前一个唤醒态期间正被调制的第一个寻呼信号相关的第一个导频信号，以及尝试再次获取在先前唤醒态被追踪的第二个导频信号。当再次获取第一个导频信号的尝试失败并且再次获取第二个导频信号的尝试成功时，此方法还包括执行从第一个寻呼信号到与第二个导频信号相关的第二个寻呼信号的切换。此方法还包括解调当前唤醒态期间的第二个寻呼信号，作为切换操作的结果。装置被提供用于执行上述实施例的方法步骤。
在本发明的其他方面，在尝试再次获取第一个导频信号前，WCD从先前唤醒态转至先前睡眠态。WCD包括配置用于解调先前唤醒态期间的第一个寻呼信号的接收机，此接收机被适当地再次配置用于解调第二个寻呼信号。一般，第一个和第二个寻呼信号是与预定时隙周期相关的分时隙的寻呼信号，而且从先前睡眠态转至当前唤醒态的步骤包括转至当前唤醒态，从而当前唤醒态及时地与配给WCD的时隙周期的时隙相交。
当通信系统是CDMA通信系统时，第一个和第二个导频信号使用第一个和第二个码扩展，第二个码或者是不同于第一个码的码或者是第一个码的时间移位版本。这种情况下，再次获取第一个导频包括再次尝试获得使用第一个码的第一个导频信号；以及再次获取第二个导频包括再次尝试获得使用第二个码的第二个导频信号。或者，第二个寻呼信号使用与第二个码相关的第三个码扩展，而且执行从第一个寻呼信号至第二个寻呼信号的切换包括解调使用第三个码的第二个寻呼信号。
提供一设备用于WCD中的切换操作，此WCD能够在空闲模式下运行以及从节省功率的睡眠态转至接收一个或多个寻呼信号的唤醒态。此设备包括第一装置，用于尝试再次获取与前一个唤醒态期间正被调制的第一个寻呼信号相关的第一个导频信号；以及第二装置，用于尝试再次获取在先前唤醒态被追踪的第二个导频信号；第三装置，当再次获取第一个导频信号的尝试失败并且再次获取第二个导频信号的尝试成功时，用于执行从第一个寻呼信号到与第二个导频信号相关的第二个寻呼信号的切换；第四装置，用于解调当前唤醒态期间的第二个寻呼信号，作为切换操作的结果。第一、第二以及第三装置执行它们各自的功能，同时WCD从先前睡眠态转至当前唤醒态。
在本设备的其他方面，第一个和第二个寻呼信号是与预定时隙周期相关的分时隙寻呼信号，而且WCD从先前睡眠态转至当前唤醒态，从而当前唤醒态及时地与配给WCD的时隙周期的时隙相交。
当通信系统是CDMA通信系统时，第一个导频信号使用第一个码扩展以及第二个导频信号使用第二个码扩展，第二个码或者是不同于第一个码的码或者是第一个码的时间移位版本，而且第一个装置包括用于再次获取使用第一个码的第一个导频的装置，而第二个装置包括用于再次尝试获得使用第二个码的第二个导频信号的装置。另外，第二个寻呼信号使用与第二个码相关的第三个码扩展，以及第四个装置包括用于解调使用第三个码的第二个寻呼信号的装置。
按照第二个实施例在空闲模式下运行的WCD中执行切换操作的方法包括在唤醒期间确定是否需要寻呼信号至第二个寻呼信号的切换，例如当第二个功率电平大于第一个功率电平预定量时；在唤醒状态确定是否延迟切换直至下一个唤醒状态；以及档确定要延迟切换时，从唤醒态转至睡眠状态而不执行所需要的切换。本方法还包括当WCD从睡眠状态转至下一个唤醒状态时，执行从第一个寻呼信号到第二个寻呼信号的需要的切换。还提供设备用于执行第二个实施例的方法步骤。
在其他方面，此方法包括在WCD从睡眠态装置下一个唤醒态后执行所需的从第一个寻呼至第二个寻呼信号的切换；以及在下一个唤醒态解调第二个寻呼信号作为次操作的结果。在一CDMA系统中，第二个寻呼信号是扩频信号，而且解调包括解扩展使用一码的第二个寻呼信号。而且，可以确定是否与寻呼信号相关的寻呼时隙消息已经被解调；当确定与寻呼信号相关的寻呼时隙消息已经被解调时，从唤醒态转至睡眠态而不执行需要的切换。在确定是否需要从第一个寻呼信号切换至第二个寻呼信号前，与第一个寻呼信号相关的第一个导频信号的第一个功率电平以及与第二个寻呼信号相关的第二个导频信号的第二个功率电平可能被监视，根据第一个和第二个功率电平确定是否需要此切换。
在其他实施例中，WCD被预定在预定时间从唤醒态转至睡眠态，而且在唤醒态期间确定需要切换的时间；确定第一个时间是否先于预定时间少于预定时间周期；以及当确定第一个时间先于预定时间少于预定时间周期时，在预定时间从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换。一般，预定时间周期少于执行所需切换需要的时间周期。
用于在空闲模式下运行的WCD中执行切换操作以及在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态间转换的设备，包括第一装置，用于在唤醒态确定是否需要从第一个寻呼信号切换至第二个寻呼信号；第二装置，用于在唤醒态确定是否延迟切换直至下一个唤醒态；以及第三装置，当确定延迟切换时用于从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换。
在其他实施例中，此设备包括第四装置，用于在WCD从睡眠态转至下一个唤醒态后执行所需的从第一个寻呼信号至第二个寻呼信号的切换，以及第五装置，用于在下一个唤醒态解调第二个寻呼信号。当通信系统是CDMA通信系统并且第二个寻呼信号是扩频信号时，第五装置包括用于解扩展使用一码的第二个寻呼信号的装置。此设备还可以包括用于监视与第一个寻呼信号相关的第一个导频信号的第一个功率电平和与第二个寻呼信号相关的第二个导频信号的第二个功率电平的装置，以及第一装置包括用于根据第一个和第二个电平确定是否需要切换的装置。第一装置还包括当第二个功率电平大于第一个功率电平预定量时用于确定是否需要切换的装置。
在一些实施例中，WCD被预定在预定时间从唤醒态转至睡眠态，而且第一装置包括用于在唤醒态期间第一个时间上是否需要切换的装置；第二装置包括用于确定第一个时间是否先于预定时间少于预定时间周期的装置；以及第三装置包括当确定第一个时间先于预定时间少于预定时间周期时用于从唤醒态转至睡眠态而不执行切换的装置。而且，预定时间周期小于执行所需切换需要的时间周期。第二装置可能具有用于确定与寻呼信号相关的寻呼时隙消息是否已经被解调的装置，而第三装置包括当确定与寻呼信号相关的寻呼时隙消息已经被解调时用于从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换的装置。
在另一实施例中，一设备用于在空闲模式运行的WCD中执行切换操作以便在睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间转换，此设备包括解调器、第一个指、第二个指、搜索器、以及控制器。控制器对应于搜索器，并且当搜索器指示再次获取第一个导频信号的尝试已经失败且再次获取第二个导频信号的尝试已经成功时适合再次配置解调器以解调第二个寻呼信号。此搜索器适合尝试再次获取与解调器正解调的和在WCD的先前唤醒态期间使用第一个指追踪的第一个寻呼信号相关的第一个导频信号，以及尝试再次获取在先前唤醒态期间第二个指正追踪的第二个导频信号。
                       附图的简要描述
通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质和优点将变得更加明显，附图中相同的符号具有相同的标识，其中：
图1是示例无线通信系统的说明。
图2是传送至图1的WCD的前向链路信号示例性集合的说明。
图3是图1的WCD的示例接收机的框图，用于处理图1的系统中使用的码分多址(CDMA)信号。
图4是在描述图1的WCD的示例性操作中有用的几个示例时间线的说明。
图5是示例方法的流程图，此方法可以由图3的接收机执行，作为获得与系统连接的通信链路的部分，或者在时隙模式运行期间。
图6是一方法的流程图，此方法在图1的WCD中的信号之间执行空闲模式切换，而WCD按照本实施例空闲和在时隙寻呼模式下运行。
图7是一方法的流程图，此方法在图1的WCD中执行空闲模式些还，而WCD按照另一实施例空闲和在时隙寻呼模式中运行。
                   优选实施例的详细描述
多种多址接入通信系统和技术已经被开发用于在大量系统用户间传送信息。然而，扩频调制技术，如在码分多址(CDMA)通信系统中使用的那些，尤其当向大量通信用户提供服务时，优于其他通信系统用户。这些技术在专利号为4901307、发表于1990年2月13日、标题为“使用卫星或陆地转发器的多址接入通信系统(Spread Spectrum Multiple Access Communication SystemUsing Satellite or Terrestrial Repeaters)”的美国专利的原理中被揭示，此专利通过引用被结合与此。
在美国，电信工业联盟在一般称为IS-95的TIA/EIA-95标准中标准化了基本CDMA移动通信技术，其他通信系统在IMT-2000/UM或国际移动电信系统2000/通用移动电信系统中被描述，标准覆盖了：CDMA(WCDMA)、cdma2000(如cdma20001x或3x标准)或TD-SCDMA。
I.示例通信环境
图1是按照本发明的实施例构建和运行的无线通信系统的示例。通信系统100使用扩频调制技术与WCD126和128通信(也称为移动站和终端)。通信系统100能使用如上面提到的专利号为4901307的美国专利所提出的频谱调制技术。在陆地系统中，通信系统100使用基站与WCD126和128通信(示出为基站114和116)。
在基于卫星的系统中，通信系统100使用卫星转发器(示出为卫星118和120)和系统网关(示出为网关122和124)与WCD126和128通信。网关122和124通过卫星118和120将通信信号发送至WCD126和128。
移动站或WCD126和128每个具有或包括无线通信组件/设备，例如但不受限于蜂窝电话、无线手机、数据收发机、寻呼或位置确定接收机、或者传送设备(如，计算机、个人数字助理、传真)。通常，这些单元按照需要或者是手持的或者是车内安装可携带的。这些WCD作为移动的而被讨论，然而也可以理解本发明的原理适用于需要远程无线服务的固定单元或其他类型的终端。后种类型的服务尤其适合使用卫星转发器以便在世界的许多远程区域内许多建立通信链路。WCD有时候也称为订户单元、移动站、用户终端、无线单元，或按照喜好在一些通信系统中简单称为“用户”、“移动端”、“订户”、或“终端”。
对于此示例，卫星118和120会提供“覆盖面积(footprint)”内的多个波束，此覆盖面积被指示分别覆盖一般非重叠的地理区域。一般，不同频率的多个波束，也称为CDMA信道、“子波束”或频分复用(FDM)信号、频率时隙或信道能被指示覆盖同样的区域。然而，可以方便地理解，不同的卫星，此波束覆盖或服务区域、或陆地小区地址的天线模式可以根据通信系统设计和提供的服务类型在给定区域完全地或部分地重叠。也可以在任何这些通信区域或设备之间获得空间分集。例如，每个可以在不同的频率上使用不同的频率特征向不同的用户集合提供服务，或者给定移动单元可以使用多个频率和/或多个服务提供商，每个具有重叠的地理覆盖。
如图1所说明，在陆地系统和(地面)指挥和卫星系统的控制中心(GOCC)中，通信系统100一般使用系统控制器和交换网络112，也称为移动电话交换局(MTSO)，所述卫星系统也与卫星通信。这样的控制器通常包括接口和处理电路，用于向基站114和116或网关122和124提供系统范围的控制，此控制通过某些操作包括伪噪声(PN)码生成、分配和同步。控制器112也控制通信链路或电话呼叫在公共开关电话网(PSTN)、基站114和116或网关122和124、以及WCD126和128之间的路由。PSTN接口一般形成每个网关的部分，用于至这些通信网络或链路的直接连接。
将控制器112耦合至多个系统基站114和116或网关122和124的通信链路能使用已知技术被建立，这些技术例如但不受限于专用电话线、光纤链路、以及微波或专用卫星通信链路。
虽然中只示出了两个卫星，通信系统一般使用经过不同轨道平面的多个卫星118和120。多种多卫星通信系统已经被提出，包括使用近地轨道(LEO)卫星的星座服务于大量WCD的那些卫星系统。然而，本领域的技术人员将方便地理解本发明的原理适用于多种陆地和卫星通信配置。
在图1中，基站114和116与WCD126和128之间的通信链路的一些可能的信号路径被示出为线130、132、134以及136。这些线上的箭头说明了链路的示例性信号方向，或为前向链路或为反向链路，示例仅为了说明清楚而非对实际信号模式的任何限制。
以同样的方式，网关122和124、卫星转发器118和120、以及WCD126和128之间的通信链路的信号路径被示出，线146、148、150以及152说明网关到卫星的链路，而线140、142以及144说明卫星到用户的链路。在一些配置中，也可能且期望建立线154示例的直接的卫星到卫星的链路。
对于本领域的技术人员显而易见，本发明适用于基于陆地的系统或基于卫星的系统。在本领域内，术语基站和网关有时候可以互换使用，网关被认为是通过卫星直接通信的专用基站。同样，卫星118和120被总称为卫星118，而WCD126和128被总称为WCD128。
II.信号链路
图1中描绘的信号路径或链路130-152通常包括前向链路和反向链路。每个前向链路将基站和网关114、116、122和124发送的前向链路信号集合传送至WCD126和128。相反，每个反向链路将WCD126和128发送的反向链路信号集合传送至基站和网关114、116、122和124。在陆地环境中，每个基站114、116发送一个前向链路信号集合。
在卫星环境下，每个网关122、124发送多个前向链路信号集合。即，前向链路被分为多个(如8或16)波束，其中每个波束又被分为多个(如13)子波束。每个前向链路信号集合与上面提到的多个子波束中不同的一个相关，或者每个子波束与一个前向链路信号集合相关。因此，卫星118、120每个均将多个子波束(即，多个前向链路集合)传送至地球表面。
图2是传输至WCD128的前向链路信号200的示例性集合的说明。在此陆地环境中，前向链路信号200从一基站(如基站114或116)被发送。在卫星环境下，前向链路信号200通过某个子波束被发送上卫星(如卫星118或120)，然后从卫星下到WCD(如WCD126或128)。前向链路信号200包括一个或多个下列信号：导频信号204、与导频信号相关的同步(sync)信号206、以及与导频信号相关的寻呼信号208。前向链路也包括其他信号，如话务信号，由于话务信号不形成实施例的要求部分，所以下面不进一步讨论。导频信号204、同步信号206、寻呼信号208、以及话务信号在本领域内也分别称为导频信道信号204、同步信道信号206、寻呼信道信号208、以及话务信道信号。
在陆地环境下，每个基站发送各自的导频信号(如导频信号204)。WCD(如WCD128)使用导频信号获取初始的系统同步并提供基站发送的其他前向链路信号的健壮的时间、频率和相位追踪。每个基站发送的导频信号使用公共的扩展码如PN序列，但不同的码相位偏移(如不同的时间偏移)，从而使WCD在各个基站发送的导频信号之间不同。
同样，在卫星环境下，每个卫星和/或每个网关能与如PN序列的预定码相关，PN序列可以同于或不同于与其他卫星(网关)相关的码。于给定卫星相关的每个波束包括使用给定卫星的预定码扩展的导频信号，但是具有与其他波束不同的相位码偏移。因此，WCD在与给定卫星相关的波束之间不同，也在不同卫星之间不同。
同步信号206使经调制的扩频信号，包括系统同步消息，WCD128使用此消息获得与通信系统100相关的整个通信系统时间。同步信号206使用一码扩展，如PN码，它与用于扩展相关导频信号204的码相关。一旦WCD128已经获得导频信号206，则WCD获得同步信号206，从而允许WCD将WCD内部的定时与整个系统时间同步。或者，定时误差能被存储，并用于校正随后的处理，如编码或信号传输同步。
寻呼信号208是用于将消息传送至WCD的调制扩频信号。寻呼信号208使用一码扩展，如PN码，它与用于扩展相关导频信号204的码相关。为了描述方便，以上讨论仅将一码与同步、导频和寻呼信号中的每一个相关。然而，可以理解，一个或多个码(如码集合)通常用于扩展和/或信道化这些信号的每一个，而且与每个信号相关的码集合也用于同步、解扩展以及去信道化此信号。一旦WCD128与系统时间同步，则它可以监视寻呼信号208。通信系统100和WCD128能在使用寻呼信号208的分时隙寻呼模式下运行，下面进一步详细描述。
III.WCD接收机
图3是WCD128的示例性接收机300的框图，此WCD用于处理系统100中使用的CDMA信号的。接收机300包括天线系统302，用于接收前向链路射频(RF)信号(如导频、同步和寻呼信号204、206和208)，以及用于将信号传送至RF/中频(IF)系统304。RF/IF系统304对RF信号滤波、下变频以及数字化，然后将得到的数字化信号306传送至搜索器单元308和多个接收机指或指单元310a……310n。搜索器308搜索并检测/获取包括在数字信号306中的导频信号，然后将搜索结果发送至耦合到搜索器和指单元310的控制器312。通常，控制器312包括软件控制的处理器，而且此控制器被耦合到存储器314。控制器312也被耦合到用于维持接收机300中的时间的计数器或计时器316。
根据搜索器308报告的搜索/信号获取结果，控制器312配置指单元310的每个追踪和至少部分地扩展多个前向链路信号(如一个或多个寻呼信号)，这些信号很可能在给定时间由接收机300接收。控制器312能配置指以追踪信号，通过向指提供该指用来扩展将被追踪的信号(也称为指定信号)的码以及此指定信号的码偏移。指定码在网关处被用于初始扩展指定信号。
指单元310传送各自的扩展信号320a-320n(如扩展寻呼信号)至控制器312控制的选择器/复用器322。按照子控制器312的命令325，选择器322将所选的一个扩展信号320(在图3中被指定为信号324)路由至解调器326。控制器312配置解调器326以解调指定信号，如通过向解调器提供与信号相关的码，以及与将被解调的信号码相位偏移相关的同步信息。作为响应，解调器326解调所选的扩展信号324，以产生解调信号328(如解调的寻呼信号)。解调器326将解调信号328提供至控制器312。
在接收机300的一个可选排列中，每个指310包括解调器功能，从而每个指能追踪和解调各自的信号。在这种排列中，个别解调器326被忽略，选择器322被修改以选择性地将一个指输出320路由至控制器312。在接收机300的另一个可选排列中，搜索器308包括追踪和受限的解调容量。
IV.分时隙寻呼操作
如上面提到的，当运行在分时隙寻呼环境中时通信系统100能使用寻呼信号208。在分时隙寻呼环境中，WCD128在分时隙寻呼模式下运行，如上面所提。使用分时隙寻呼的示例在专利号为6101173、标题为“AdaptiveReacquisition Time In A Slotted Paging Environment”的美国专利和专利号为6167056、标题为“Access Channel Slot Sharing”的美国专利中被示出，上述两专利被授权给本发明的受益人，并且通过引用被结合与此。
图4是在描述处于分时隙寻呼模式下的WCD 128的示例性运行中有用的几个示例时间线说明。图4中被描绘了表示一部分寻呼信号208的示例时间线402。图4中也描绘了对应于时间线402的示例时间线403。时间线代表对应于分时隙寻址模式期间WCD 128的多种运行状态的时间周期。寻呼信号208(也称为分时隙寻呼信号208)被时分成时隙404的重复周期，如图4中所描绘的。寻呼信号208的收听范围内的每个WCD被分配监视通常每个时隙周期中的一个时隙。网关能够在分配给WCD的时隙期间将消息发送至预期的WCD。在图4中，示例时隙A表示第一个时隙周期期间这样的一个分配时隙，而示例时隙B表示第二个(当前)时隙周期期间的分配时隙。
WCD128监视寻呼信号208的分配或指定时隙(如时隙A和B)，同时WCD处于“空闲”模式。当WCD获得一通信系统时，被认为处于空闲模式，它与通信系统内的系统时间同步，从而能够建立与基站或网关的呼叫，但这样的呼叫不在进行中。WCD128空闲及在分时隙寻呼模式下运行时，在寻呼信号208的分所有非分配时隙期间进入并保持“睡眠”态(也称为睡眠周期)。
参考图4，在对应于不是分配给WCD128的寻呼信号208的时隙(即，对应于非分配时隙)的时间周期406a、406b及406c期间，WCD128处于睡眠态。睡眠态通过进入功率节省模式而减小WCD内的功率消耗，功率节省模式可以包括从WCD的一个或多个组件除去功率，组件如用于将信号发送至网关和从网关接收信号的那些组件。WCD处于睡眠态时，既不接收导频信号，也不解调寻呼信号。然而，为了保持时间同步，WCD内部的时钟或计时器(如计时器316)保持时间。
应该监视分配时隙(如时隙A或B)时，WCD128从睡眠态转至“唤醒”态(也称为唤醒周期)，以便在分配时隙期间接收和解调寻呼信号(如包括在寻呼信号内的寻呼消息)。参考图4，WCD在分别对应于分配时隙A和B的时间周期410a和410b期间，WCD处于唤醒态。当对应于分配时隙的时间周期已经过去时，WCD从唤醒态转至睡眠态。这样，WCD在分时隙循环模式运行时，在睡眠态和唤醒态之间重复循环。
V.方法
图5是示例方法500的流程图，此方法可以由接收机300执行，作为获取通信系统的部分。当接收机300处于唤醒态并且简直分配时隙(如时隙A)时，方法500也可以被执行。接收机300可以执行方法500，作为执行本发明的两种方法中任何一个的先驱，下面结合图6和7描述。
在方法500的第一步，搜索器308获得正被WCD128接收的一个或多个导频信号。搜索器308在导频获取过程期间确定每个获得导频信号的功率电平。为了获得(再次获取)导频信号，搜索器308按照预定的搜索窗在信号306内搜索导频信号。搜索窗定义如用于扩展将获得的导频信号、一定范围的将被搜索的码相位偏移、以及一定范围的将被搜索的频率偏移(如多普勒偏移)。每个这样的窗口有时候被称为包括每个正被搜索的参数的假定。使用搜索窗获得导频信号包括下列示例性步骤：
(a)在不同的PN码相位偏移上，相关运算信号306和与将获得的导频信号(即用来扩展导频信号)相关的码；
(b)对于每个不同的码相位偏移，积分由相关运算产生的能量；以及
(c)对于每个码偏移确定积分的能量是否超过预定门限，以便识别(或至少开始识别)最优，或最有希望或可能的码相位偏移。
上述步骤使搜索器308识别(或至少开始识别)导频信号的最有希望或可能的码相位偏移，从而初始将接收机300同步到用于扩展导频信号的码。
假定步骤505中获得至少两个导频信号，在下一步510中搜索器308按照功率电平排列至少两个导频信号。即，搜索器308确定在获得的导频信号中具有最高功率电平的最佳或最优导频信号，以及在获得的导频信号中具有第二高的功率电平的次佳导频信号，等等。搜索器308报告步骤505和510的结果，如报告导频信号功率电平和/或排列至控制器312。
在下一步515中，控制器312按照搜索器308报告的结果，配置接收机300以追踪和解调某些信号。例如，控制器312配置第一个指310(如指310a)以追踪和部分扩展与最优导频信号相关的寻呼信号。作为响应，第一个和第二个指分别追踪和部分解调最优寻呼信号和次优寻呼信号，分别产生第一个和第二个指输出信号(如信号320a和320b)。指使用指定码追踪和部分解扩展指定信号，如寻呼信号，这些信号使用指定码被扩展。指最总执行信号的码相位偏移、指定信号的频率偏移(如多普勒频率偏移)、以及指定信号的同步偏移。
在步骤505，控制器312也配置选择器322以将第一个指产生的输出信号(如信号320a)路由至解调器326，因为第一个指追踪与最优导频信号相关寻呼信号。控制器312也配置解调器326以解调第一个寻呼信号。
在下一步520，解调器326解调第一个指的输出信号，以产生解调信号(如解调的寻呼信号)。解调器326可以使用与将被解调的信号相关的指定码，以执行指定信号的进一步解扩展。例如PN码或正交信道化或覆盖码。
图6是示例方法600的流程图，方法600执行WCD128的接收机300内的信号之间的空闲模式切换，同时WCD空闲或在分时隙寻呼模式中运行。由于切换在接收机300中执行，同时WCD128空闲，所以此切换称为空闲模式切换。
假定下面的条件在方法600被初始化前存在。第一，假定在方法600被初始化前的唤醒周期期间，接收机300已经获得最优导频信号和次优导频信号，而且已经把自身配置用于解调与最优导频信号相关的寻呼信号，以及追踪与次优导频信号相关的寻呼信号。方法600被初始化前发生的唤醒周期称为先前唤醒周期，从而先前唤醒周期期间获得的最优导频信号和次优导频信号同样称为先前最优的和先前次优的导频信号。方法500可以在WCD128中被执行，以建立上述条件。第二，假定在方法600被初始化前WCD128恰处于睡眠态。
在方法600的初始步骤605中，搜索器308尝试再次获取先前最优的导频信号。换言之，搜索器308尝试再次获取与寻呼信号相关的导频信号，WCD在先前唤醒态期间解调。
如果搜索器308成功地再次获取先前最优的导频信号，则此过程或方法继续到步骤610。在步骤610，控制器312保持与先前唤醒态期间使用的接收机相同的接收机配置，从而使接收机继续追踪和解调与先前最优导频信号相关的寻呼信号。
在下一步615中，搜索器308尝试再次获取先前次优导频信号(也称为先前拷贝的导频信号)。
在下一步602，解调器316解调先前最优的导频信号。
再次返回初始步骤605，如果再次获取先前最优的导频信号地尝试不成功，即先前最优的导频信号不能被再次获取，此方法的处理继续到步骤625。再次获取先前最优的导频信号失败可以由信号阻塞导致，或者因为WCD不再在与先前最优的导频信号相关的覆盖区域内。在步骤625，搜索器308尝试再次获取先前拷贝的导频信号，如果先前拷贝的导频信号不能被再次获取，则这表示先前最优的导频信号和先前拷贝的导频信号都不能被再次获取，而且过程继续到步骤630，用于初始的系统再次获取。
另一方面，如果先前最优的导频信号在步骤625被成功地获取，则处理继续至步骤635。在步骤635，空闲模式切换操作在WCD128中被执行。为了使空闲模式切换有效，控制器312再次配置接收机300，以追踪和解调先前最优的导频信号(即与先前拷贝的导频信号相关的导频信号)。例如，控制器308再次配置322和解调器326，从而先前拷贝的寻呼信号能被解调代替与先前最优的导频信号相关的寻呼信号。
在下一步640，先前拷贝的寻呼信号被解调。WCD128使用闲置模式切换以便在信号相对于第一个寻呼信号发生阻塞或当WCD移出第一个寻呼信号的范围时获得无缝寻呼覆盖。
通过下面的示例进一步说明方法600。再次参考图4，在本示例中假定：
1.在唤醒循环周期410a(代表先前唤醒周期)期间，WCD128从第一个卫星S1接收与第一个波束B1相关的第一个前向链路信号集合，以及从第二个卫星S2接收与第二个波束B2相关的第二个前向链路信号集合；
2.在唤醒循环周期410a期间，WCD128执行方法500，以建立与第一个信号(波束B1)集合相关的导频信号作为最优导频信号，以及与第二个信号(波束B2)集合相关的导频信号作为次优(即，拷贝)导频信号，从而第一个信号集合被指定为最优信号集合，而第二个信号集合被指定为次优(即，拷贝)信号集合。
3.在唤醒循环周期410a结束时，指310a被配置以在第一个信号集合内追踪信号，指310b被配置以在第二个信号集合内追踪信号，而选择器322被选择以将信号320a从指单元310a路由指解调器326，从而解调器326解调第一个信号集合内的信号。
4.WCD128从对应于时间周期410a的唤醒周期转至对应于时间周期410b的睡眠周期；以及
5.WCD128执行方法600，同时从对应于时间周期410b的睡眠周期转至对应于时间周期410b(代表当前唤醒周期)的唤醒周期。
假定在初始步骤605，搜索器308不能再次获得与第一个信号(波束B1)集合相关的导频信号。而且，假定在步骤625，搜索器308获取与波束B2相关的导频信号。在这样的环境下，WCD128执行从第一个信号(波束B1)集合至第二个信号(波束B2)集合的空闲模式切换，从而使解调器解调与波束B2相关的寻呼信号。
图7是示例方法700的流程图，方法700按照本发明的另一个实施例在WCD128内执行空闲模式切换。例如，如上面结合图6所说明，空闲模式切换操作需要有限时间量来执行。按照方法700，只当预定条件应用时，空闲模式唤醒周期期间被初始化。然而，切换被推迟，即延迟直至下一个唤醒周期的开始。同样，此方法能组织从干扰或可能扩展唤醒周期的预定结尾切换，从而节省功率。
方法700跨越至少两个WCD128的唤醒周期，从而步骤705、710、715和720在当前唤醒周期被执行，而步骤730在下一个唤醒周期被执行。假定在方法700被初始化之前，最优导频信号和拷贝导频信号已经被建立。
在初始步骤705，搜索器308监视最优的导频信号的第一个功率电平和拷贝的导频信号的第二个功率电平。在下一步710，搜索器/控制器312根据步骤705的第一个和第二个功率电平确定是否需要从与第一个导频信号的第一个前向链路信号集合切换至与第二个导频信号的第二个前向链路信号集合。例如，接收机300能确定当拷贝信号的功率电平超过最优导频信号的功率电平预定量时是否需要切换。
在下一步判决步骤715，控制器312确定所需切换是否能被延迟直至下一个唤醒周期。如果切换能被延迟，则处理继续到步骤725。在步骤725，WCD128从唤醒态转至睡眠态，而不执行所需切换。
在下一步730，WCD从睡眠态转至唤醒态，并且在转换期间或转换后执行所需切换。例如，WCD128能从睡眠态转至唤醒态，而且然后在转换之后立即执行所需切换。步骤725和730中提到的切换与在步骤635中执行的切换相似，因为WCD128的接收机300被再配置以解调与第二个导频信号相关的寻呼信号。在本实施例的排列中，第二个寻呼信号，象第一个寻呼信号，是与分配给WCD的时隙周期相关的分时隙寻呼信号，而WCD从睡眠态转至下一个唤醒态，从而当前唤醒态及时地与配给WCD的时隙周期的时隙相交。
上面的步骤715(即，确定所需切换是否能被延迟的步骤)能按照本发明的不同排列或实施例被执行。在第一个示例排列中，假定在步骤710中，确定需要在时刻tH切换。还假定WCD128被预定在预定时刻tS进入睡眠(从当前唤醒态)。在这些假定下运行，步骤715包括确定是否第一个时刻tH(自步骤710)先于预定时刻tS(当WCD128将要进入睡眠)少于预定时间期间。预定时间期间被选择小于或等于需要执行此切换的时间期间(即，需要有限时间量执行此切换)。如果第一个时刻tH先于预定时刻tS少于预定时间期间，则切换被延迟，而且处理继续到步骤725。这阻止从可能影响和可能扩展当前唤醒周期的预定末尾切换。在第二个示例排列中，步骤715包括在当前唤醒周期期间确定在当前唤醒周期正被接收的寻呼信号相关的寻呼时隙消息是否已经被完全解调。如果此寻呼时隙消息已经被完全解调，且由WCD128捕获，则WCD不再需要维持在唤醒态。从而，处理继续到步骤725，而WCD128从唤醒态转至睡眠态，而不执行所需切换，因为寻呼时隙消息已经被捕获。
VI.WCD计算机控制器
本发明的特性能由处理器/控制器312处理和/或控制，312实际上包括一计算机系统。这样的计算机系统包括，如一个或多个处理器和/或电路或者逻辑元件，它们被连至通信总线。尽管电信专用硬件能用于实现本发明的实现，为了完整性提供了通用类型的计算机系统的下列描述。
计算机系统还包括主存储器，最好是随机访问存储器(RAM)，而且还能包括第二存储器和/或其他存储器。第二存储器能包括，如硬盘驱动和/或可移动存储驱动。可移动存储驱动以已知的方式从可移动存储中读取数据和/或向其中写数据。可移动存储单元代表软盘、磁带、光盘等等，可以由可移动存储驱动读写。可移动存储单元包括计算机可用存储媒质，其中存储计算机软件和/或数据。
第二存储器能包括其他相似的方式，用于使计算机程序或其他指令载入计算机系统。这样的装置能包括，如可移动存储单元和接口。它们的示例能包括程序模块和模块接口(如在视频游戏设备中发现的)、可移动存储器芯片(如EPROM或PROM)和相关插座、以及其他可移动存储单元和接口，它们使软件和数据从可移动存储单元被传送至计算机系统。第二存储器也可以包括固定存储器，如闪存存储器。
此计算机系统也能包括通信接口。通信接口使软件和数据在计算机系统和外围设备之间被传送。通过通信接口传送的软件和数据使用通信接口能接收的信号形式：电、磁、光或其他信号。如图3中所描述，处理器312与用于存储信息的存储器314通信。处理器312，连同结合图3讨论的接收机300的其他组件，一起执行本发明的方法。
在本文中，术语“计算机程序媒质”和“计算机可用媒质”一般用于标称媒质，如可移动存储设备、WCD128内的可移动存储芯片(如EPROM或PROM)、以及信号。计算机程序产品使用于向计算机系统提供软件的装置。
计算机程序(也称为计算机控制逻辑)被存储在主存储器和/或第二存储器。计算机程序也能通过通信接口被接收。当被执行时，这样的计算机程序使计算机系统执行本发明的某些特征，如这里所讨论的。例如，图5、6和7中描绘的流程图的特征能在这样的计算机程序中被实现。尤其，当被执行时，这样的计算机程序使处理器312执行和/或产生本发明的特征的性能。从而，这样的计算机程序代表WCD128的计算机系统的控制器，从而也是WCD的控制器。因此，这样的计算机程序控制，如WCD128的空闲模式切换操作，如上所述。
本发明使用软件被实现，所述软件能被存储在计算机程序产品中并被下载到使用可移动存储驱动、存储器芯片或通信接口的计算机系统中。当由控制器312执行时，控制逻辑(软件)使处理器312执行本发明的某些特征，如这里所描述的。
本发明的特征可以也或可选地主要用硬件实现，例如使用如专用集成电路(ASIC)的硬件。为了执行这里描述的功能实现硬件状态机对于本领于的技术人员而言显而易见。
提供优选实施例的前面的描述，以使本领于的任何技术人员能够制造或使用本发明。本发明已经结合它的优选实施例被部分地示出和描述，本领于的技术人员将理解，可以进行多种形式和细节上的改变，而不违背本发明的原理和范围。
VII.结论
已经借助功能构建模块描述了本发明，所述模块说明了它们的特定功能和关系的性能。这些功能构建模块的边界已经在这里被任意定义，只要它们的特定功能和关系被准确执行。因此这些可选边界在权利要求发明的范围和原理范围内。本领域的技术人员将明白，这些功能构建模块能够由离散组件、专用组合电路、执行适当软件的处理器等等或它们的任意组合实现。因此，本发明的广度和范围不应该受限于任何上述示例性实施例，而应该只按照权利要求书和它们的等价物而定。

Claims (28)

1.在通信系统中运行的无线通信设备(WCD)内执行切换操作的方法，WCD在空闲模式下运行，其中WCD在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间切换，该方法包括：
a.尝试再次获取与先前唤醒态期间正被调制的第一个寻呼信号相关的第一个导频信号；
b.尝试再次获取与先前唤醒态期间正被追踪的第二个导频信号；
c.当再次获取第一个导频信号的尝试失败并且再次获取第二个导频信号的尝试成功时，执行从第一个寻呼信号到与第二个导频信号相关的第二个寻呼信号的切换。
d.解调当前唤醒态期间的第二个寻呼信号，作为切换操作的结果。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
在步骤(a)之前从先前唤醒态转至先前睡眠态；以及
执行步骤(a)、(b)以及(c)，同时从先前睡眠态转至当前唤醒态。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一个和第二个寻呼信号是与预定时隙周期相关的分时隙寻呼信号，以及从先前睡眠态转至当前唤醒态的所述步骤包括转至当前唤醒态，从而当前唤醒态及时地与配给WCD的时隙周期的时隙相交。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通信系统是码分多址(CDMA)通信系统，以及其中第一个导频信号使用第一个码扩展，而第二个导频信号使用第二个码扩展，第二个码或者是不同于第一个码的码或者是第一个码的时间移位版本。
步骤(a)包括尝试再次获取使用第一个码的第一个导频信号；以及
步骤(b)包括尝试再次获取使用第二个码的第二个导频信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，第二个寻呼信号使用与第二个码相关的第三个码扩展，以及其中步骤(c)包括解调使用第三个码的第二个寻呼信号。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，WCD包括配置用于解调先前唤醒态的第一个寻呼信号的接收机，以及其中步骤(c)包括再配置WCD以解调第二个寻呼信号。
7.在通信系统中运行的无线通信设备(WCD)内执行切换操作的方法，WCD在空闲模式下运行，其中WCD在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间切换，运行包括：
a.在唤醒态期间确定是否需要从第一个寻呼信号切换至第二个寻呼信号；
b.在唤醒态期间确定是否延迟切换直至下一个唤醒状态；以及
c.当确定延迟切换时，从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换。
8.如权利要求7所述的方法，还包括：
d.在WCD从睡眠态转至唤醒态之后，执行所需的从第一个寻呼信号至第二个寻呼信号的切换；以及
e.解调下一唤醒态期间的第二个寻呼信号，作为步骤d的结果。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，通信系统是码分多址(CDMA)通信系统，而且寻呼信号是扩频信号，以及步骤(e)包括扩展使用一码的第二个寻呼信号。
10.如权利要求7所述的方法，还包括：
在步骤(a)之前，监视与第一个寻呼信号相关的第一个导频信号的第一个功率电平以及与第二个寻呼信号相关的第二个导频信号的第二个功率电平；以及
其中步骤(a)根据第一个和第二个功率电平确定是否需要切换。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，步骤(a)还包括当第二个功率电平大于第一个功率电平预定量时确定是否需要切换。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，WCD被预定在预定时间从唤醒态转至睡眠态，以及其中：
步骤(a)包括在唤醒态确定第一个时间上是否需要切换；
步骤(b)包括确定第一个时间先于预定时间是否少于预定时间周期；以及
步骤(c)包括当确定第一个时间先于预定时间少于预定时间周期时，在预定时间从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，预定时间周期少于执行所需切换需要的时间周期。
14.如权利要求7所述的方法，其特征在于：
步骤(b)包括确定与寻呼信号相关的寻呼时隙消息是否已经被解调；以及
步骤(c)包括当确定与寻呼信号相关的寻呼时隙消息已经被解调时用于从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换的装置。
15.用于在通信系统中运行的无线通信设备(WCD)内执行切换操作的设备，WCD在空闲模式下运行，其中WCD在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间切换，该设备包括：
第一装置，用于尝试再次获取与前一个唤醒态期间正被调制的第一个寻呼信号相关的第一个导频信号；
第二装置，用于尝试再次获取在先前唤醒态被追踪的第二个导频信号；
第三装置，当再次获取第一个导频信号的尝试失败并且再次获取第二个导频信号的尝试成功时，用于执行从第一个寻呼信号到与第二个导频信号相关的第二个寻呼信号的切换；以及
第四装置，用于解调当前唤醒态期间的第二个寻呼信号，作为切换操作的结果。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，第一、第二以及第三装置执行它们各自的功能，同时WCD从先前睡眠态转至当前唤醒态。
17.如权利要求16所述的设备，其特征在于，第一和第二寻呼信号是与预定时隙周期相关的分时隙寻呼信号，而且WCD从先前睡眠态转至当前唤醒态，从而当前唤醒态及时地与配给WCD的时隙周期的时隙相交。
18.如权利要求15所述的设备，其特征在于，通信系统是码分多址(CDMA)通信系统，第一个导频信号使用第一个码扩展而第二个导频信号使用第二个码扩展，第二个码或者是不同于第一个码的码或者是第一个码的时间移位版本，以及其中：
第一装置包括用于再次获取使用第一个码的第一个导频的装置；以及
第二装置包括用于再次尝试获得使用第二个码的第二个导频信号的装置。
19.如权利要求18所述的设备，其特征在于，第二个寻呼信号使用与第二个码相关的第三个码扩展，以及第四装置包括用于解调使用第三个码的第二个寻呼信号的装置。
20.用于在通信系统中运行的无线通信设备(WCD)内执行切换操作的设备，WCD在空闲模式下运行，其中WCD在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间切换，该设备包括：
a.第一装置，用于在唤醒态期间确定是否需要从第一个寻呼信号切换至第二个寻呼信号；
b.第二装置，用于在唤醒态期间确定是否延迟切换直至下一个唤醒状态；以及
c.第三装置，当确定延迟切换时，用于从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换。
21.如权利要求20所述的设备，还包括：
第四装置，用于在WCD从睡眠态转至下一个唤醒态后执行所需的从第一个寻呼信号至第二个寻呼信号的切换；以及
以及第五装置，用于在下一个唤醒态解调第二个寻呼信号。
22.如权利要求20所述的设备，其特征在于，通信系统是码分多址(CDMA)通信系统而且第二个寻呼信号是扩频信号，第五装置包括用于解扩展使用一码的第二个寻呼信号的装置。
23.如权利要求20所述的设备，其特征在于，包括：
第五装置用于监视与第一个寻呼信号相关的第一个导频信号的第一个功率电平和与第二个寻呼信号相关的第二个导频信号的第二个功率电平的装置；以及
其中第一装置包括用于根据第一个和第二个电平确定是否需要切换的装置。
24.如权利要求23所述的设备，其特征在于，第一装置还包括当第二个功率电平大于第一个功率电平预定量时用于确定是否需要切换的装置。
25.如权利要求20所述的设备，其特征在于，其中WCD被预定在预定时间从唤醒态转至睡眠态，而且其中：
第一装置包括用于在唤醒态期间第一个时间上是否需要切换的装置；
第二装置包括用于确定第一个时间是否先于预定时间少于预定时间周期的装置；以及
第三装置包括当确定第一个时间先于预定时间少于预定时间周期时用于从唤醒态转至睡眠态而不执行切换的装置。
26.如权利要求25所述的设备，其特征在于，预定时间周期小于执行所需切换需要的时间周期。
27.如权利要求20所述的设备，其特征在于：
第二装置可能具有用于确定与寻呼信号相关的寻呼时隙消息是否已经被解调的装置；以及
第三装置包括当确定与寻呼信号相关的寻呼时隙消息已经被解调时用于从唤醒态转至睡眠态而不执行所需切换的装置。
28.用于在通信系统中运行的无线通信设备(WCD)内执行切换操作的设备，WCD在空闲模式下运行，其中WCD在节省功率的睡眠态和接收一个或多个寻呼信号的唤醒态之间切换，该设备包括：
解调器；
第一个指；
第二个指；
搜索器，适合
尝试再次获取与解调器正解调的和在WCD的先前唤醒态期间使用第一个指追踪的第一个寻呼信号相关的第一个导频信号，以及
尝试再次获取在先前唤醒态期间第二个指正追踪的第二个导频信号。
控制器，对应于搜索器，并且当搜索器指示再次获取第一个导频信号的尝试已经失败且再次获取第二个导频信号的尝试已经成功时适合再次配置解调器以解调第二个寻呼信号。
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