CN1946199B - 一种移动通信设备及其节能操作方法 - Google Patents

一种移动通信设备及其节能操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带有低功率信号检测器的移动通信设备以及一种在移动通信设备中使用低信号功率检测器的方法。本发明包括：第一模块，用于接收通信信号；第二模块，用于在多种操作模式下进行操作，包括第一模式和第二模式。例如，第一模式可包括睡眠模式。在第二模式下，第二模块处理接收到的通信信号(如确认由接收到的通信信号所传输的信息)。本发明还包括第三模块，用于至少部分地基于接收到的通信信号的非信息特征确定是以第一模式或第二模式操作第二模块。

Description

一种移动通信设备及其节能操作方法
技术领域
本发明涉及通信设备，更具体地说，涉及一种带有低功率信号检测器的移动通信设备以及在移动通信设备中利用低功率信号检测器的方法。
背景技术
移动通信设备正处于不断普及的时期。例如但不限于，移动通信设备包括蜂窝电话、寻呼机、便携式电子邮件设备和个人数字助理。当用户在各种环境中移动时，移动通信设备为用户提供了连通通信的能力。
移动通信设备一般使用便携式、有限电量的电源供电。目前已开发了各种方法和机制，以在节能方式下操作移动通信设备，例如，移动通信设备可操作在各种睡眠模式下。在一个典型例子中，移动通信设备(或其中的一部分)可以操作在睡眠模式，在该模式中，移动通信设备偶而醒来以确定是否能接收到网络信号和/或当前是否有信息等待传送到移动通信设备。在这种典型的睡眠模式操作中，移动通信设备醒来并完全地接收和处理通信信号(例如通过移动通信设备的全部接收路径)。这种完全的接收和处理耗费了有限的电能资源，即便是在移动通信设备接收不到网络信号的情况下。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述耗电的缺陷，提供一种带有低功率信号检测器的移动通信设备以及在移动通信设备中利用低功率信号检测器的方法。
根据本发明的一方面，提供一种移动通信设备，包括：
第一模块，用于接收通信信号；
第二模块，用于在多种操作模式下进行操作，所述多种操作模式包括：
第一模式，其以睡眠模式为特征；和
第二模式，在该模式下，第二模块处理接收到的通信信号；和
第三模块，用于至少部分地基于接收到的通信信号的非信息特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，在第一模式下，第二模块对接收到的通信信号不做处理。
优选地，在第二模式下，第二模块确定接收到的通信信号所携带的信息。
优选地，第三模块在RF频段确定接收到的通信信号的非信息特征。
优选地，第三模块在基带频段确定接收到的通信信号的非信息特征。
优选地，第三模块用于：
确定与接收到的通信信号相关的能量大小；和
至少部分地基于所确定的能量大小确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，第三模块用于：
确定接收到的通信信号的频率特征；及
至少部分地基于所确定的频率特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，第三模块用于：
确定与接收到的通信信号相关的时间特征；及
至少部分地基于所确定的时间特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，第三模块用于：
确定与接收到的通信信号相关的调制特征；及
至少部分地基于所确定的调制特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，第三模块用于：
确定与接收到的通信信号相关的通信协议特征；及
至少部分地基于所确定的通信协议特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，至少有一个模块用于：
确定接收到的通信信号所传输的信息；及
至少部分地基于所确定的信息确定是否将其它电路从睡眠模式唤醒。
优选地，第一和第二模块集成为单个集成电路。
优选地，第一、第二和第三模块集成为单个集成电路。
根据本发明的一方面，提供一种以节能方式操作移动通信设备的方法，所述移动通信设备包括用于操作在以睡眠模式为特征的第一模式下以及处理接收的通信信号的第二模式下的第一模块，所述方法包括：
在第一模式下操作第一模块；
接收通信信号；
分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征，以确定是否在第二模式下操作第一模块以处理接收到的通信信号；及
如果确定在第二模式下操作第一模块，则在第二模式下操作第一模块以处理接收到的通信信号。
优选地，在第一模式下操作第一模块包括第一模块对接收到的通信信号不做处理。
优选地，在第二模式下操作第一模块以处理接收到的通信信号包括确定接收到的通信信号所携带的信息。
优选地，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括在RF频段确定接收到的通信信号的至少一个非信息特征。
优选地，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括在基带频段确定接收到的通信信号的至少一个非信息特征。
优选地，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括：
确定与接收到的通信信号相关的能量大小；和
至少部分地基于所确定的能量大小确定是否在第二模式下操作第二模块。优选地，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括：
确定接收到的通信信号的频率特征；及
至少部分地基于所确定的频率特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括：
确定与接收到的通信信号相关的时间特征；及
至少部分地基于所确定的时间特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括：
确定与接收到的通信信号相关的调制特征；及
至少部分地基于所确定的调制特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括：
确定与接收到的通信信号相关的通信协议特征；及
至少部分地基于所确定的通信协议特征确定是否在第二模式下操作第二模块。
优选地，所述方法还包括：
确定接收到的通信信号所传输的信息；及
至少部分地基于所确定的信息确定是否将其它电路从睡眠模式唤醒。
从以下的描述和附图中，可以得到对本发明的各种优点、各个方面、创新特征、及其实施例细节的更深入的理解。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是根据本发明实施例的移动通信设备的一部分的示意图；
图2是根据本发明另一实施例的移动通信设备的一部分的示意图；
图3是根据本发明实施例在移动通信设备中以节能方式操作移动通信设备的方法的示意图；
图4是本根据发明另一实施例在移动通信设备中以节能方式操作移动通信设备的方法的示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明实施例的移动通信设备100的一部分的示意图。移动通信设备100可包括任何一种移动通信设备类型的特征。例如但不限于，移动通信设备100可包括蜂窝电话、寻呼机、便携式电子邮件设备、个人数字助理、具有移动通信功能的便携式计算机等等。
移动通信设备100可包括用于接收至少一个通信信号115的接收模块110。在以下的讨论中，一般将接收到的通信信号115作为无线信号(如RF信号)来讨论。但是，通信信号115可以包括与各种通信媒介相关联的各种信号的特征(如有线信号、RF信号、有缆光信号、无缆光信号等)。因此，接收模块110可包括与这些信号相关联的任何一种接收机的特征。
接收模块110可接收按照任何一种通信协议通信的至少一种通信信号115。例如但不限于，接收模块110可接收按照GSM/EDGE、GPRS、CDMA、WCDMA、TDMA、PDC、DVB-H、IEEE802.11、IEEE802.15、蓝牙、Zigbee、超宽带、以太网、令牌环等通信的通信信号。
在一个非限制性的示例方案中，接收模块110可包括天线和低噪声放大器。在这一方案中，接收模块110通过天线和低噪声放大器接收RF信号，并将接收和放大后的RF信号118输出给其它电路。在另一个非限制性的示例方案中，接收模块110可包括天线、低噪声放大器和混频器。在这种方案中，接收模块110通过天线和低噪声放大器接收RF信号，将接收到的RF信号与本振信号混频以将接收到的RF信号转换到基带，并将接收、放大和转换后的基带信号118输出给其它电路。
以下的讨论将包括对接收到的通信信号进行分析的各种不同的实施例。一些例子可应用到RF通信信号、一些可应用到基带通信信号，还有一些例子即可应用到RF信号又可应用到基带信号。另外，一些例子还可应用到各种IF通信信号。这样，根据不同的方案，从接收模块110输出的信号118可包括RF信号、IF信号或基带信号的特征。
移动通信设备100可包括通信信号处理模块(以下简称“CSPM”)120。例如，CSPM 120可在一种或多种睡眠模式下操作。例如，CSPM 120还可以在以各种方式处理接收到的通信信号的一种或多种模式下操作。
例如，在一个非限制性的示例方案中，CSPM 120可将接收模块110接收到的RF信号转换成基带信号以进行进一步处理。例如，CSPM 120可包括向混频器提供混频信号的频率合成器(本振、锁相环等)。混频器(例如及其它电路)然后将接收到的RF信号转换成中频信号或基带信号。在另一个非限制性的示例方案中，CSPM 120可从接收模块110接收基带信号，因此不必再转换成基带信号。
例如，CSPM 120可包括任何一种解调和或解码电路，用于确定接收到的通信信号所传送的信息。例如但不限于，这些信息包括音频、视频、图像、图片、文本、数字、程序、操作、协议、地址、源/目标或一般数据信息。在一个非限制性的示例方案中，这些信息可包括鉴别特定通信网络和或鉴别该通信网络是否有信息等待传送到移动设备100的信息。例如但不限于，这些信息可以在数据包中传送，或在帧报头和或有效负载中传送。以下讨论将时常提及通信信号的特征，其直接与作为接收的通信信号的“信息特征”的具体传送的信息相关。
如前所述，CSPM 120可在一种或多种节能(或睡眠)模式下操作。一般认为，相对于苏醒(或正常)模式而言，睡眠模式是一种能够降低功耗的操作模式。例如但不限于，当操作在睡眠模式下时，CSPM 120可对接收到的通信信号118不进行处理或进行相对少量的处理。又例如，当操作在睡眠模式下时，相比起非睡眠模式，CSPM 120可以较低速度和或较低的精确度操作。
再例如，当操作在睡眠模式下时，相对于在非睡眠模式下而言，CSPM 120可以较低的时钟速度、较低的电流和或电压电平操作。又例如，当操作在睡眠模式下时，相对于在非睡眠模式下而言，CSPM 120可在减少一些功能的情况下操作。还例如，当操作在睡眠模式下时，相对于在非睡眠模式下而言，CSPM120可在降低服务质量(QoS)的情况下操作。
总之，CSPM 120可以操作在一种或多种睡眠模式下，这些睡眠模式可以具有与睡眠模式(或节能模式)操作相关的任何特征。因此，本发明的范围不局限于特定睡眠模式的特征。
移动通信设备100包括信号特征检测和分析模块130(以下简称“SCDAM”)，用于确定(或检测)接收信号的各种信号特征。例如，这些信号特征包括非信息信号特征(也就是与通信信号所传送的具体信息没有直接关系的通信信号的特征)。然后基于接收到的通信信号的一个或多个信号特征，SCDAM 130可确定是在一种或多种睡眠模式操作CSPM 120，还是操作在使CSPM 120处理接收到的通信信号(例如确定接收到的通信信号所传送的信息)的模式。以下的讨论中将包括一组检测这些信号特征和确定操作模式的非限制性的方案。
在第一个非限制性的方案中，SCDAM 130可用于确定与接收到的通信信号118相关的能量的大小。SCDAM 130可利用各种硬件和或软件(例如包络检波器或接收信号强度指示器)来确定这一能量的大小(或信号强度)。之后，SCDAM 130可以至少部分地基于所确定的能量大小(或信号强度)来确定是使CSPM 120操作在睡眠模式下还是在非睡眠模式下。例如但不限于，SCDAM130在确定将CSPM 120从睡眠模式唤醒之前，SCDAM 130可要求接收到的通信信号118与至少一个能量阈值相关。
在第二个非限制性的方案中，SCDAM 130可确定接收到的通信信号118的频率特征。例如，这些频率特征包括在特定频率上、一组特定的频率上或特定的频率范围上的信号出现(和/或电平)。例如，这些频率特征可包括频谱信号或覆盖区(footprint)的特征。例如，这些频率特征还可包括拍频或跳频序列的特征。例如，这些频率特征还可包括与特定的扩频技术相关的特征，如直接序列扩频或跳频扩频。SCDAM 130可使用各种硬件和或软件(例如各种类型的滤波器)来确定频率特征。接下来，SCDAM 130可以至少部分地基于所确定的频率特征来确定使CSPM 120操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在SCDAM 130确定将CSPM 120从睡眠模式唤醒之前，SCDAM 130可要求接收到的通信信号118是在特定的频率范围内。
在第三个非限制性的方案中，SCDAM 130可确定接收到的通信信号118的定时特征。例如，这些定时特征包括与接收到的通信信号118相关的时间模式(例如信号持续时间、间隔时间等)，如信标信号或轮询信号定时、同步信号定时、报头/有效负载定时等。SCDAM 130可利用各种类型的电路(例如各种时钟或信号监控电路或软件)来确定定时特征。之后，SCDAM 130可以至少部分地基于所确定的定时特征来确定使CSPM 120操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在SCDAM 130确定将CSPM 120从睡眠模式唤醒之前，SCDAM 130可要求接收到的通信信号118具有与特定类型的通信网络的信标相关的定时特征。
在第四个非限制性的方案中，SCDAM 130可确定接收到的通信信号118的调制特征。例如，这些调制特征可包括与特定调制技术相关的各种信号特征。例如但不限于，这些调制特征可包括与频率调制、相位调制、n-QAM调制、振幅调制、编码调制、FSK调制、PSK/QPSK调制等相关的特征。SCDAM 130可使用各种硬件和或软件(例如频率、相位和或振幅调制测量电路)来检测和或确定接收到的通信信号118的调制特征。之后，SCDAM 130可以至少部分地基于所确定的调制特征来确定使CSPM 120操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在SCDAM 130确定将CSPM 120从睡眠模式唤醒之前，SCDAM 130可要求接收到的通信信号118是与16-QAM调制相关的。
在第五个非限制性的方案中，SCDAM 130可确定接收到的通信信号118的协议特征。该协议特征可包括与各种通信协议(例如标准或专用协议)相关的信号特征。例如但不限于，该协议特征可对应于同步信号特征、信标信号特征、前同步码特征、报头/有效负载特征、持续时间特征等。再例如，该协议特征可与特定的PHY层或MAC层相关联。SCDAM 130可使用各种硬件和或软件(例如定时器、频率/振幅检测器、计数器等)来检测或确定协议特征。之后，SCDAM 130可以至少部分地基于所确定的协议特征来确定使CSPM 120操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在SCDAM 130确定将CSPM 120从睡眠模式唤醒之前，SCDAM 130可要求接收到的通信信号118具有特定的前同步码持续时间或模式(例如与特定的通信协议相关，该通信协议又与所关心的特定通信网络相关)。
虽然前述例子讨论的是单个通信信号特征的确定和分析，应当理解各种信号特征可以组合起来。例如但不限于，SCDAM 130在将CSPM 120从睡眠模式唤醒之前，可要求接收到的通信信号118具有特定的频率、信标定时和调制特征。再例如，SCDAM 130在将CSPM 120从睡眠模式唤醒之前，可要求接收到的通信信号118的强度要超过一定的阈值且与特定的信标定时模式匹配。
还应当理解的是，前述方案是非限制性的例子。还可以确定和或分析许多其它信号特征。因此，本发明的范围不局限于特定的信号特征(例如非信息信号特征)、特定数量的信号特征、或确定和分析这些信号特征的硬件和或软件。
图2是根据本发明另一实施例的移动通信设备200的一部分的示意图。例如但不限于，移动通信设备200可与图1所示及前面所讨论的移动通信设备100共有任意或全部特征。
移动通信设备200包括接收模块210，用于接收至少一个通信信号215。例如但不限于，接收模块210可与图1所示及前面所讨论的移动通信设备100的接收模块110共有任意或全部特征。
例如，接收模块210包括RF接收机的特征，通信信号215可包括RF信号的特征。以下的讨论中一般将接收到的通信信号215作为无线信号(例如RF信号)来讨论。但是，通信信号215可以包括与各种通信媒介相关联的各种信号的特征(如有线信号、RF信号、有缆光信号、无缆光信号等)。另外，通信信号215可遵循各种通信协议。因此，接收模块210可包括与这些信号相关联的任何一种接收机的特征。
接收模块210包括天线211和低噪声放大器212。接收模块210可通过天线211和低噪声放大器212接收RF通信信号215。在图2所示的非限制性的配置中，接收模块210还包括至少一个本振213和混频模块214。本振213包括各种振荡器、频率发生器、锁相环等的特征。混频模块214包括各种混频器的特征。
在这种配置中，混频模块214可从本振213接收混频(或参考)信号，从低噪声放大器212接收放大的RF信号219。然后，混频模块214输出由接收到的RF通信信号215形成的基带信号218。
应当理解的是，此处所讨论的本振213和混频模块214只是示例，不是限制性的。接收模块210的配置可包括各种无线收发装置的特征。例如，接收模块210可包括多个混频级，每一混频级都设有混频器和频率合成器。本发明的范围不局限于任何特定的接收模块配置。
还应当理解的是，所示的本振213和混频模块214是接收模块210的一部分。在各种替代配置中，本振213、混频模块214及相关的电路可以是通信信号处理模块220或其它模块的一部分。因此，本发明的范围不局限于各种功能模块之间边界划分。
以下讨论中将涉及对接收到的通信信号进行分析的各种例子。一些例子可应用到RF通信信号、一些可应用到基带通信信号，还有一些例子即可应用到RF信号又可应用到基带信号。另外，一些例子还可应用到各种IF通信信号。
移动通信设备200包括通信信号处理模块220(以下简称“CSPM”)。例如但不限于，CSPM 220可与图1所示及前面所讨论的移动通信设备100的CSPM120共有任意或全部特征。
例如，CSPM 220包括睡眠模式控制模块221可使CSPM 220或其中部分操作在一种或多种睡眠模式。例如，CSPM 220还可以各种方式处理接收到的通信信号。例如，CSPM 220包括用于处理基带信号218的基带处理器222。例如，CSPM 220可以确定基带信号218所传送的信息。如前面图1中所讨论的，这种信息可包括各种类型的通信信息的特征。还是如前面所讨论的，以下讨论将时常提及通信信号(例如基带信号218或放大的RF信号219)的特征，其直接与具体传送的信息即通信信号的“信息特征”相关。
这一基带处理器222包括各种基带处理器或其中部件的特征。例如，基带处理器包括各种符号检测器、解码器/编码器和解密/加密电路的特征。例如，基带处理器222包括各种信号处理部件的特征，例如包括用于确定和使用基带信号所传送的信息的硬件和或软件。
如前面所讨论的，睡眠模式控制模块221可使CSPM 220(或其中的部分例如基带处理器222)操作在一种或多种节能(或睡眠)模式。又如前面所讨论的，一般认为，相对于苏醒(或正常)模式而言，睡眠模式是一种能够降低功耗的操作模式。例如但不限于，当CSPM 220操作在睡眠模式下时，睡眠模式控制模块221可使CSPM 220(例如基带处理器222或其部分)对基带信号218不进行处理或进行相对少量的处理。又例如，当CSPM 220操作在睡眠模式下时，相比起操作在非睡眠模式，睡眠模式控制模块221使CSPM 220可以较低速度和或较低的精确度操作。
再例如，当CSPM 220操作在睡眠模式下时，相对于在非睡眠模式下而言，睡眠模式控制模块221可使CSPM 220(例如基带处理器222或其中部分)操作在较低的时钟速度、较低的电流和或电压电平。又例如，当CSPM 220操作在睡眠模式下时，相对于在非睡眠模式下而言，睡眠模式控制模块221可使CSPM220(例如基带处理器222或其部分)在减少一些功能的情况下操作。再例如，当CSPM 220操作在睡眠模式下时，相对于在非睡眠模式下而言，睡眠模式控制模块221可使CSPM 220(例如基带处理器222或其部分)可在降低服务质量(QoS)的情况下操作。
总之，睡眠模式控制模块221可使CSPM 220或其一部分操作在一种或多种睡眠模式下，这些睡眠模式可以具有与睡眠模式(或节能模式)操作相关的任何特征。因此，本发明的范围不局限于特定睡眠模式的特征。
如前所提及，作为选择，本振213和或混频模块214可以是CSPM 220的一部分。在这种方案中，睡眠模式控制模块221还可控制本振213、混频模块214或任何相关电路的睡眠模式特征。例如，睡眠模式控制模块221可用于控制振荡器(或频率合成器)电路的操作。例如，睡眠模式控制模块221可用于控制锁相环电路的操作(例如在睡眠模式下将该电路关掉或在较低的性能水平下操作该电路)。
如前关于图1的SCDAM 130所进行的讨论，SCDAM 230可用于分析接收到的通信信号219、IF通信信号或基带通信信号218的信号特征，这在后面将会讨论。这样，根据正在由SCDAM 230分析的特定信号特征，频率发生、锁定和混频电路可以必需或不必执行这些分析。因而，当SCDAM 230正在分析第一组信号特征(如放大RF通信信号219特征)中的一种特征时，睡眠模式控制模块221可正在使本振213、混频模块214或相关电路操作在睡眠模式下。另一种情况，当SCDAM 230正在分析第二组信号特征(如基带通信信号218特征)中的一种特征时，睡眠模式控制模块221可正在使本振213、混频模块214或相关电路操作在正常模式下。
移动通信设备200可包括信号特征检测和分析模块(SCDAM)230，该模块用于确定(或检测)接收到的通信信号的各种信号特征(如RF、IF或基带通信信号)。SCDAM 230可包括各种子模块(有关这点的非限制性例子将在后面介绍)以执行这种确定/检测。例如，这些信号特征包括非信息信号特征(即与通信信号所传送的信息无直接关系的通信信号的特征)。
SCDAM 230还可包括模式确定模块260，基于接收到的通信信号的一个或多个信号特征，确定是使CSPM 220(或其中的一部分如基带处理器222)操作在一种或多种睡眠模式，还是使CSPM 220操作在处理接收到的通信信号的模式(例如确定基带通信信号218所传输的信息)。模式确定模块260可以各种方式进行这一确定，这取决于正被分析的信号特征。例如但不限于，模式确定模块260可执行阈值比较、平均、加权平均、可变性确定、模式(pattern)比较、频谱匹配等。例如，模式确定模块260可将所检测或确定的信号特征与特定的信号特征进行比较，所述特定的信号特征是已经与正常操作CSPM 220相关的信号特征。例如，模式确定模块260接下来通过模式控制信号232与睡眠模式控制模块221通信，以使CSPM 220操作在所需的模式。
以下讨论将涉及有关CSPM 220模块执行这种信号特征检测/确定和操作模式确定的一组非限制性的例子。
SCDAM 230可包括一般信号特征检测器232，用于确定各种一般信号特征。一般信号特征检测器232可包括用于检测或确定一般信号特征(如非信息信号特征)的各种硬件和或软件。特别信号特征的检测/确定的非限制性例子将在后面介绍。然后，模式确定模块260可至少部分地基于所确定的一般信号特征，确定是使CSPM 220操作在睡眠模式还是在非睡眠模式。
例如，SCDAM 230可包括信号能量/功率检测器234，用于确定与通信信号(例如放大RF通信信号219或基带通信信号218)相关的能量的大小。信号能量/功率检测器234可以利用各种硬件和或软件(例如包络检测器236或接收信号强度指示器238)来确定这一能量的大小(或信号强度)。之后，模式确定模块260可以至少部分地基于所确定的能量大小(或信号强度)来确定是使CSPM 220操作在睡眠模式下还是在非睡眠模式下。例如但不限于，模式确定模块260在确定将CSPM 220从睡眠模式唤醒之前，可要求接收到的通信信号与至少一个能量阈值相关。
例如，SCDAM 230还可包括信号频率检测器240和/或信号频谱检测器242，用于确定接收到的通信信号(例如放大RF通信信号219或基带通信信号218)的频率特征。例如，该频率特征包括在特定频率上、一组特定的频率上或特定的频率范围上的信号出现(和/或电平)。例如，该频率特征可包括频谱信号或覆盖区(footprint)的特征。例如，这些频率特征还可包括拍频或跳频序列。例如，这些频率特征还可包括与特定的扩频技术相关的特征，如直接序列扩频或跳频扩频。信号频率检测器240和/或信号频谱检测器242可使用各种硬件和或软件(例如各种类型的滤波器)来确定频率特征。接下来，模式确定模块260可以至少部分地基于所确定的频率特征来确定使CSPM 220(或其中一部分)操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在模式确定模块260确定将CSPM 220从睡眠模式唤醒之前，模式确定模块260可要求接收到的通信信号是在特定的频率范围内。
SCDAM 230还可包括信号定时检测器244、信号时间模式检测器246和/或信号变化检测器248，用于确定接收到的通信信号(例如放大RF通信信号219或基带通信信号218)的定时特征。例如，这一定时特征包括与接收到的通信信号相关的时间模式(例如信号持续时间、间隔时间等)，如信标信号或轮询信号定时、同步信号定时、报头/有效负载定时等。信号定时检测器244、信号时间模式检测器246和/或信号变化检测器248可利用各种电路(例如各种时钟或信号监控电路或软件)来确定定时特征。之后，模式确定模块260可以至少部分地基于所确定的定时特征来确定使CSPM 220(或其中的一部分)操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在模式确定模块260确定将CSPM220从睡眠模式唤醒之前，模式确定模块260可要求接收到的通信信号具有与特定类型的通信网络的信标相关的定时特征。
例如，SCDAM 230还可包括信号调制类型检测器250，用于确定接收到的通信信号(例如放大RF通信信号219或基带通信信号218)的调制特征。例如，这些调制特征可包括与特定调制技术相关的各种信号特征。例如但不限于，这些调制特征可包括与频率调制、相位调制、n-QAM调制、振幅调制、编码调制、FSK调制、PSK/QPSK调制等相关的特征。信号调制类型检测器250可使用各种电路和或软件(例如频率、相位和或振幅测量电路)来检测和或确定接收到的通信信号的调制特征。之后，模式确定模块260可以至少部分地基于所确定的调制特征来确定使CSPM 220(或其中的一部分)操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在模式确定模块260确定将CSPM 220从睡眠模式唤醒之前，模式确定模块260可要求接收到的通信信号是与16-QAM调制(例如与特定的通信网络相关)相关的。
例如，SCDAM 230还可包括信号协议特征检测器252，用于确定接收到的通信信号(例如放大RF通信信号219或基带通信信号218)的协议特征。这一协议特征可包括与各种通信协议(例如标准或专用协议)相关的信号特征。例如但不限于，该协议特征可对应于同步信号特征、信标信号特征、前同步码特征、报头/有效负载特征、持续时间特征等。再例如，该协议特征可与特定的PHY层或MAC层相关联。信号协议特征检测器252可使用各种硬件和或软件(例如定时器、频率/振幅检测器、计数器等)来检测或确定通信信号的协议特征。之后，模式确定模块260可以至少部分地基于所确定的协议特征来确定使CSPM 220(或其中的一部分)操作在睡眠模式还是操作在非睡眠模式。例如但不限于，在模式确定模块260确定将CSPM 220从睡眠模式唤醒之前，模式确定模块260可要求接收到的通信信号具有特定的前同步码持续时间或模式(例如与特定的通信协议相关，该通信协议又与所关心的特定通信网络相关)。
虽然前述例子讨论的是单个通信信号特征的确定和分析，应当理解各种信号特征可以组合起来。例如但不限于，模式确定模块260在将CSPM 220从睡眠模式唤醒之前，可要求接收到的通信信号具有特定的频率、信标定时和调制特征。再例如，模式确定模块260在将CSPM 220从睡眠模式唤醒之前，可要求接收到的通信信号的强度要超过一定的阈值且与特定的信标定时模式匹配。
还应当理解的是，前述方案是非限制性的例子。SCDAM 230可包括各种模块用于检测或确定各种其它的信号特征(例如非信息信号特征)。因此，本发明的范围不局限于特定的信号特征(例如非信息信号特征)、特定数量的信号特征、或确定和分析这些信号特征的硬件和或软件。
图1、2中所示例的移动通信设备100、200可利用各种部件(例如硬件和或硬件和软件的组合)来实现。另外，通信设备100、200的各个部分可以实现在独立的集成电路上和/或集成为单个集成电路。例如但不限于，SCDAM 130、230和CSPM 120、220可集成为单个集成电路。再例如，接收模块110、210和CSPM 120、220可集成为单个集成电路。本发明的范围不局限于任何特定的硬件和或软件实施方式或特定的集成度。
图3是根据本发明实施例在移动通信设备中以节能方式操作移动通信设备的方法300的示意图。例如但不限于，方法300可与图1-2所示及前面所讨论的移动通信设备100、200共有任意或全部功能特征。例如，移动通信设备可包括可操作在各种操作模式下的第一模块(例如硬件和或软件)。例如，这些模式包括一种或多种睡眠模式和正常操作模式。
方法300在步骤305开始执行。方法300(和本文所讨论的其它方法)可以因各种原因而开始执行。例如但不限于，方法300可以响应一个外部开始命令而开始执行，或者按照操作规程(operating profile)而开始执行。又例如，当检测到移动通信设备静止时间超过一特定时间周期时，方法300可以开始执行。再例如，方法300可以响应所确定的在有限供电电源中剩余电量的大小而开始执行。本发明的范围不局限于任何特定的启动原因或条件。
在步骤310，方法300可以包括使移动通信设备的第一模块操作在第一模式。例如，第一模块可具有各种睡眠模式的特征。前面已讨论过睡眠模式的各种特征，如讨论图1中的CSPM 120时。例如但不限于，各种睡眠模式特征可以包括(例如相对于正常操作模式)操作在不进行处理或进行相对少量的处理、较低速度、较低精确度、较低时钟率、较低电流电平、较低电压电平、少功能、低QoS等。各种睡眠模式特征还可包括关闭特定的电路(例如频率合成、锁相环、处理器、解码器、用户界面等)。
在步骤320，方法300可以包括接收通信信号。例如但不限于，步骤320可与图1-2所示的接收模块110、210共有各种功能特征。以下讨论中一般是讨论接收无线通信信号(例如RF通信信号)。然而，接收到的通信信号可包括与各种通信媒体(例如有线信号、RF信号、有缆光信号、无缆光信号等)相关的各种信号特征。
例如，步骤320可包括按照任何一种通信协议(例如GSM/EDGE、GPRS、CDMA、WCDMA、TDMA、PDC、DVB-H、IEEE 802.11、IEEE 802.15、蓝牙、超宽带、以太网、令牌环等)接收通信信号。
例如，步骤320可利用各种模块、部件或器件来接收通信信号。例如，步骤320可通过天线和低噪声放大器接收RF通信信号。又例如，步骤320可通过天线、低噪声放大器和混频电路(例如利用本振、频率合成电路、锁相环等)接收基带通信信号。
以下讨论将包括分析通信信号的各种例子。一些例子可应用到RF通信信号，一些例子可应用到基带通信信号，还有一些例子即可应用到RF又可应用到基带通信信号。另外，许多例子还可应用到IF通信信号。因此，步骤320接收任何一种类型的通信信号。
在步骤330，方法300可包括确定步骤320所接收到的信号的一种或多种特征。例如但不限于，步骤330可与图1-2所示及前面所讨论的SCDAM 130、230(例如各种模块232-252)共有任意或全部的功能特征。
例如，这些信号特征可以包括非信息信号特征，如前面讨论过的。例如，这些特征包括在RF、IF或基带的信号特征。例如但不限于，这些信号特征可包括能量特征、频率/频谱特征、定时特征、调制特征、协议特征等。
步骤330可包括利用移动通信设备的各种硬件和或软件来检测或确定各种信号特征。这些硬件和或软件的特征取决于被检测或确定的特定的信号特征。
在步骤340，方法300包括分析在步骤330中所确定的一种或多种信号特征，以确定是否使第一模块操作在与第一模式(例如第一模块在步骤310中被设定的模式)不相同的操作模式。例如但不限于，步骤340可共享图1-2所示和前面所讨论的SCDAM 130、230(例如模式确定模块260)的任意或全部功能特征。
基于步骤330中所确定的一种或多种信号特征，步骤340可包括确定是使第一模块操作在第一模式，还是使第一模块操作在，例如处理接收到的通信信号的模式。例如在正常操作(清醒)时，第一模块可以任何一种方式处理接收到的通信信号。例如，第一模块可以确定接收到的通信信号所传输的各种类型的信息。如前面所讨论的CSPM 120、220，第一模块可以确定接收到的通信信号的各种信息特征。
步骤340可包括以各种方式进行这样的确定。例如但不限于，步骤340可包括进行阈值比较、平均、加权平均、可变性确定、模式(pattern)比较、频谱匹配等。步骤340可包括将所检测或确定的信号特征与特定的信号特征进行比较，所述特定的信号特征是已经与正常操作第一模块相关的信号特征。
在步骤345，方法300包括至少部分地基于步骤340中所作出的确定来控制方法300的执行流程。例如，如果步骤340中确定将第一模块保持在第一模式(例如睡眠模式)，则步骤345将方法300的执行流程转至步骤395以进行后续处理。例如，如果步骤340中确定使第一模块操作在与第一模式不相同的模式(例如正常通信信号处理模式)，则步骤345将方法300的执行流程转至步骤350。
在步骤350，方法300包括使第一模块操作在与第一模式不相同的模式(例如正常或清醒模式)。例如，步骤350可以各种方式改变第一模块的操作模式，其中有些已在前面有关图2中的睡眠模式控制模块221进行了讨论。
在步骤395，方法300包括执行各种后续处理。例如但不限于，步骤395可包括将方法300的执行流程返回到步骤320，继续接收和分析通信信号。又例如，步骤395可包括在继续操作前等待一段时间。在一种示例性方案中，方法300包括在步骤350改变第一模块的操作模式，步骤395可包括在新的操作模式(如非睡眠模式)下操作第一模块，以处理接收到的通信信号。例如，这样的处理可包括确定接收到的通信信号的信息特征以及分析和/或利用所确定的信息特征。
方法300只是为本发明的一般较宽范围的特征提供一个示例。因而，本发明的范围不局限于方法300的特定特征。
图4是本根据发明另一实施例，在移动通信设备中以节能方式操作移动通信设备的方法400的示意图。例如但不限于，方法400可与图3所示及前面所讨论的方法300共有各种特征。
在步骤410，方法400包括使第一模块(例如信息确定电路)操作在睡眠模式下。例如但不限于，步骤410可与图3所示的方法300的步骤310共有任意或全部特征。
在步骤415，方法400可包括使第二模块(例如通信信号检测器)操作在睡眠模式下。例如但不限于，第二模块可与图1-2所示及前面所讨论的SCDAM130、230共有任意或全部的功能特征。如前面所讨论，睡眠模式可包括与睡眠模式操作相关的各种操作特征。例如但不限于，步骤415可包括完全关掉第二模块或很大程度上减少第二模块所执行的处理操作。又例如，步骤415可包括使第二模块操作在降低速度、功耗、电源、电压电平、电流电平、精确度、功能等的情况下。
在步骤420，方法400包括唤醒第二模块(例如通信信号检测器)并接收一个或多个通信信号(如果有的话)。步骤420包括响应各种原因或条件(例如定时器到点或接收到的命令)来唤醒第二模块。例如但不限于，步骤420可与前面所讨论的图2中的睡眠模式控制模块221共有各种特征。
在步骤430，方法400包括确定步骤420中所接收的通信信号的一种或多种特征(例如非信息信号特征)。例如但不限于，步骤430可与图3所示的方法300中步骤330共有任意或全部特征。
在步骤440，方法400包括分析在步骤430中所确定的一种或多种信号特征，以确定是否使第一模块(例如信息确定电路)操作在与第一模式(例如第一模块在步骤410中被设定的睡眠模式)不相同的模式。例如但不限于，步骤440与图3所示的方法300中步骤340共有任意或全部特征。
在步骤445，方法400包括至少部分地基于步骤440中作出的确定来控制方法400的执行流程。例如，如果步骤440中确定将第一模块保持在第一模式(例如睡眠模式)，则步骤445将方法400的执行流程返回到步骤415以继续接收和分析通信信号。例如，如果步骤440中确定使第一模块操作在与第一模式不相同的模式(例如正常通信信号处理模式)，则步骤445将方法300的执行流程转至步骤450。
在步骤450，方法400包括唤醒第一模块(例如信息确定电路)。步骤450可包括以各种方式唤醒第一模块，这取决于在步骤410中第一模块被设定的睡眠模式的特征。作为非限制性的例子，当在步骤410中减慢或停止向第一模块发送时钟信号的情况下，步骤450可包括加速或恢复向第一模块发送时钟信号。又例如，当在步骤410中降低或关掉向第一模块提供的电压，则步骤450可包括提高或打开向第一模块提供的电压。
在步骤460，方法400包括确定接收到的通信信号所传输的信息。例如但不限于，步骤460可与SCDAM 130、230(或其中的任何模块，如模块232-252)共有任意或全部的功能特征。如前面所讨论，该信息可包括各种特征。例如，这样的信息可包括音频、视频、图像、图片、文本、数字、程序、操作、协议、地址、源/目标或一般数据信息。在一个非限制性的示例方案中，这些信息可包括用于鉴别特定通信网络和或鉴别该通信网络是否有信息等待传送到移动设备的信息。
在步骤470，方法400包括分析接收到的通信信号的信息特征(例如步骤460中所确定的信息)，以确定是否唤醒其它电路。例如，这些其它电路可包括用于管理与网络接入点或另一个移动通信设备的全部通信的电路。例如，所述其它电路还可包括移动通信设备的全部电路。
步骤470可包括分析各种类型的信息，前面已举例。例如但不限于，步骤470可包括分析网络ID的指示信息，以确定是否唤醒其它电路。在另一例子中，当步骤470确定接收到的通信信号是对应于特定的通信网络或网络组时，步骤470仅确定唤醒其它电路。
在另一例子中，步骤470可包括分析地址信息(例如源或目标信息)，以确定是否唤醒其它电路。例如，当步骤470确定通信信号是来自特定的源或是发送给移动通信设备时，步骤470可仅确定唤醒其它电路。在又一个例子中，步骤470可包括分析是否有通信网络有消息等待发送给移动通信设备的信息指示。例如，当步骤470确定通信网络(例如接收到的通信信号的来源处)有消息等待发送给移动通信设备时，步骤470可仅确定唤醒其它电路。总之，步骤470包括分析可能由接收到的通信信号所传输的各种信息。因此，本发明的范围不局限于方任何特定类型信息的特征。
在步骤475，方法400包括至少部分地基于步骤470中作出的确定来控制方法400的执行流程。例如，如果在步骤470中确定要唤醒其它电路(例如要进行正常通信)，则步骤475可包括将方法400的执行流程转至步骤480以唤醒其它电路。例如，如果在步骤470中确定不需要唤醒其它电路，则步骤475可包括将方法400的执行流程返回到步骤410，在该步骤第一模块可能返回睡眠模式，并将接收和分析其它的通信信号。
在步骤480，方法400包括唤醒其它电路(例如进行正常通信)。如前面所讨论的步骤450，步骤480可包括以任何方式唤醒其它电路，这取决于之前其它电路被设定的睡眠模式的特征。作为非限制性的例子，当其它电路设定在减慢或停止向其它电路发送时钟信号的睡眠模式下，步骤480可包括加速或恢复向第一模块发送时钟信号。又例如，当其它电路设定在降低或关掉向其它电路提供的电压的睡眠模式下，则步骤480可包括提高或打开向其它电路提供的电压。
在步骤495，方法400包括执行其它处理。步骤495可包括执行各种类型的其它处理操作。例如但不限于，步骤495可包括利用被唤醒的其它电路来进行该移动通信设备与另一移动通信设备(例如另一移动通信设备或网络接入点)之间的正常通信。一旦这一通信结束，步骤495可包括使其它电路回到睡眠状态。又例如，步骤495可包括唤醒或利用移动通信设备的用户界面部件，以使移动通信设备的用户能够处理正在进行的通信中。
方法400只是为本发明的一般较宽范围的特征提供一个示例。因而，本发明的范围不局限于方法400的特征。
总之，本发明的各个方面提供了一种具有低功率信号检测器的移动通信设备，以及在移动通信设备中利用低功率信号检测器的方法。本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明的保护范围。
本申请要求申请号为60/723,994、申请日2005年10月6日、发明名称为“Mobile Communication Device with Low Power Signal Detector”的美国临时专利申请的优先权，本申请参考并结合其全部内容。本申请还参考并结合了发明名称为“System and Method Providing Lower Operation in a MultimodeCommunication Device”(代理案号为16677US02)及“Mobile CommunicationDevice with Low Power Receiver for Signal Detection”(代理案号为16867US02)的美国专利申请的的全部内容。

Claims (8)

1.一种移动通信设备，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收通信信号；
通信信号处理模块，用于在多种操作模式下进行操作，所述多种操作模式包括：
第一模式，其以睡眠模式为特征；
第二模式，在该模式下，通信信号处理模块处理接收到的通信信号，确定接收到的通信信号所携带的信息；所述处理包括确定接收到的通信信号的信息特征以及分析和/或利用所确定的信息特征；和
至少部分基于第二模式下所确定的信息，确定是否唤醒额外的电路，进行通信；和
信号特征检测和分析模块，用于确定接收到的通信信号的频率特征、时间特征、调制特征、通信协议特征中的至少一个；至少部分地基于通信信号的频率特征、时间特征、调制特征、通信协议特征中的至少一个确定是否在第二模式下操作通信信号处理模块；
所述信息特征包括音频、视频、图像、图片、文本、数字、程序、操作、协议、地址、源/目标或一般数据信息；
所述通信信号处理模块进一步包括睡眠模式控制模块，当所述通信信号处理模块操作在睡眠模式下时，相对于在非睡眠模式下而言，所述睡眠模式控制模块可使所述通信信号处理模块操作在较低的时钟速度、较低的电流和/或电压电平；所述睡眠模式控制模块可使所述通信信号处理模块或其一部分操作在一种或多种睡眠模式下。
2.根据权利要求1所述的移动通信设备，其特征在于，在第一模式下，所述通信信号处理模块对接收到的通信信号不做处理。
3.根据权利要求1所述的移动通信设备，其特征在于，所述信号特征检测和分析模块在RF频段确定接收到的通信信号的非信息特征。
4.根据权利要求1所述的移动通信设备，其特征在于，所述信号特征检测和分析模块在基带频段确定接收到的通信信号的非信息特征。
5.根据权利要求1所述的移动通信设备，其特征在于，所述信号特征检测和分析模块用于：
确定与接收到的通信信号相关的能量大小；和
至少部分地基于所确定的能量大小确定是否在第二模式下操作所述通信信号处理模块。
6.一种以节能方式操作移动通信设备的方法，所述移动通信设备包括
用于操作在以睡眠模式为特征的第一模式下以及处理接收的通信信号、确定接收到的通信信号所携带的信息的第二模式下以及通过至少部分基于第二模式下的所确定的信息确定是否唤醒额外电路的第一模块，其特征在于，所述方法包括：
在第一模式下操作第一模块；
接收通信信号；
确定接收到的通信信号的频率特征、时间特征、调制特征、通信协议特征中的至少一个；
至少部分地基于通信信号的频率特征、时间特征、调制特征、通信协议特征中的至少一个确定是否在第二模式下操作第一模块；
在第二模式下，确定接收到的通信信号所传输的信息，并分析接收到的通信信号的信息特征；
至少部分基于第二模式下的所确定的信息确定是否操作通信信号处理模块唤醒额外的电路，进行通信；
所述信息特征包括音频、视频、图像、图片、文本、数字、程序、操作、协议、地址、源/目标或一般数据信息；及
如果确定在第二模式下操作第一模块，则在第二模式下操作第一模块以处理接收到的通信信号；
如果确定在第一模式下操作第一模块，通过第一模块包括的睡眠模式控制模块可使所述第一模块操作在较低的时钟速度、较低的电流和/或电压电平；所述睡眠模式控制模块可使所述第一模块或其一部分操作在一种或多种睡眠模式下；
如果至少部分基于第二模式下所确定的信息，确定需要唤醒额外的电路以建立通信，则操作第一模块以唤醒额外的电路。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在第一模式下操作第一模块包括第一模块对接收到的通信信号不做处理。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，分析接收到的通信信号的至少一个非信息特征包括在RF频段确定接收到的通信信号的至少一个非信息特征。
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