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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Mobilkommunikationseinrichtungen
zur Verwendung in analog- und
digitalbasierten Zellularkommunikationssysteme, und insbesondere
ein Verfahren zum Energiesparen in solchen Mobilkommunikationseinrichtungen,
die zwei Empfänger
verwenden für
verbesserten Diversity-Empfang.
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Mobilkommunikationseinrichtungen
oder Endgeräte
werden in der modernen Gesellschaft unvermeidbar. Typische Mobilkommunikationseinrichtungen
schließen
Pager ein, persönliche
digitale Assistenten bzw. PDAs, Mobiltelefone und ähnliches, jedoch
all diese Einrichtungen sollten hier als Mobilendgeräte bezeichnet
werden. Eine der Hauptsorgen der Benutzer richtet sich auf die Größe und das Gewicht
der Mobilendgeräte.
Viele Menschen tragen zwei oder mehr Mobilkommunikationseinrichtungen wie
z.B. Pager und Telefone mit sich. Wenn sie ein Mobilendgerät mit sich
führen
müssen,
wünschen sie,
dass es so klein und unauffällig
wie möglich
ist. Dies führt
dazu, dass es einen zunehmenden Druck in Hinblick auf das Verkleinern
der Mobilendgeräte und
ihrer inneren Bestandteile gibt.
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Eine
zweite Sorge existiert über
die Batteriekapazität
der Mobilendgeräte
und speziell die Betriebszeit, die die Batterie bereitstellt bevor
sie neu aufgeladen werden muss. Jedoch steht diese Sorge in direktem
Widerstreit mit dem Wunsch nach Miniaturisierung des Mobilendgerätes. Batterien
versorgen die Myriaden von Funktionen, die in einem Mobilendgerät verfügbar sind
mit Energie und sind kritisch für deren
Betriebsablauf. Während
bei der Größe und dem
Gewicht der Batterie Fortschritte gemacht worden sind, hat der Druck,
die Mobilendgeräte
kleiner und leichter zu machen regelmäßig die Möglichkeit der Batterieentwickler überstiegen,
eine Batterie zu produzieren, die die erforderliche Leistung für das gewünschte lange
Intervall zwischen Neuaufladevorgängen erforderliche Energie
bereitzustellen wenn sie in das verkleinerte Mobilendgerät passt.
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Daher
wird es zunehmend zwingend, dass die Hersteller der Mobilendgeräte die Wege,
in den Mobilendgeräten
Energie zu sparen, verbessern. Ein Verfahren zum Sparen von Batterieenergie
ist, das Mobilendgerät
in einen "Schlummer"-Modus zu versetzen. Während des
Schlummermodus ist das Mobilendgerät effektiv im Bereitschaftsmodus
und wartet auf kommende Kommunikation. Während einer Schlummerzeitperiode
wird der Empfänger
des Mobilendgerätes
nicht mit Energie versorgt, so dass weniger aus der Batterie abgezogen
wird. Ein energiesparender Timer bzw. Zeitgeber in dem Mobilendgerät "weckt" den Empfänger periodisch "auf", um den Steuerkanal
von der zugeordneten Basisstation zu verarbeiten, um zu bestimmen,
ob es irgendeine kommende Meldung für das Mobilendgerät gibt. Wenn
nicht, kehrt das Mobilendgerät
in den Schlummermodus zurück.
Ist dies der Fall, dann verbleibt das Mobilendgerät im aufgeweckten
Zustand und verarbeitet die kommende Nachricht in Übereinstimmung
mit den Anweisungen des Steuerkanals von der zugeordneten Basisstation.
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Der
Schlummermodus unterscheidet sich vom bloßen Abschalten der Energie
in einem Mobilendgerät
dahingehend, dass der Schlummermodus ein periodisches Aufwecken
zum Prüfen
des Steuerkanals vorsieht. Demgegenüber mag das Ausschalten ein
Neueinschalten der Energieversorgung ermöglichen aber es sieht nicht
das periodische Zurückkehren
in einen aktiven Zustand zum Prüfen
des Steuerkanals vor. Zwei Beispiele der Schlummertechniken sind
in US-Patent 5,224,152 und 5,568,513 zu sehen.
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Eine
dritte Sorge ist die Empfangsqualität. Ein gemeinsames Problem,
das beim Funkübertragen
von Signalen auftritt, ist, dass die Signale manchmal verloren gehen
oder als ein Ergebnis von Mehrpfadschwund (multipath fading) und
Interferenz gestört
werden. Ein bekanntes Verfahren zum Reduzieren von Interferenz und
Mehrpfad-Fading ist, eine Vielzahl von Antennen zu verwenden und
vorzugsweise eine Vielzahl von Empfängern. D.h., das Mobilendgerät schließt zwei
Empfängerschaltungen
ein, die dann gemeinsam verwendet werden, Interferenzauslöschung verwendend
oder andere bekannte, die Performance verbessernde Techniken zum
Bereitstellen eines klaren Audiosignals für den Benutzer in dem Fall
eines Sprachrufs und eines verbesserten Datendurchsatzes in dem
Fall eines Datenrufs. Diese beiden Empfängermethoden stehen auch in
direktem Widerstreit sowohl mit der Größereduzierung als auch der
Batterieersparnis. Die zusätzliche
Schaltung fügt
der Batterie eine zusätzliche
Energiesenke hinzu, hierdurch die Häufigkeit des Wiederaufladens erhöhend.
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Patent
Abstracts of Japan Band 015, Nr. 029 (E-1026), 23. Januar 1991 (1991-01-23) &
JP 02271724 A (NEC CORP),
6. November 1990 (1990-11-06) offenbart eine Schaltung zum Einsparen
von Energieverbrauch, die zwei Empfänger umfasst. Der Empfänger mit
einem schwachen Empfangssignal wird deaktiviert, was zu einem geringeren
Energieverbrauch führt.
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US 4,769,825 offenbart ein
Kommunikationsübertragungssystem
für elektromagnetische
Wellen, das einen ersten und einen zweiten Empfänger umfasst. Das System stellt
einen Schwund- bzw.
Fading-Detektor in den Empfänger
bereit für
schnelles Erkennen von Fading, welches Signale entsprechend gewichteten
Schaltungsschwellwerten erzeugt, die hergeleitet werden zum Verbinden
des zweiten Empfängers,
der getrennt sein kann zum Reduzieren des Energieverbrauchs.
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US 6,009,310 offenbart einen
Funkempfänger,
der zwei Zeit-Diversity-Abschnitte
einschließt, wobei
einer der beiden Verarbeitungsabschnitte mit der Empfangseinheit
zu einem Zeitpunkt verbunden ist. Welcher der beiden Verarbeitungsabschnitte
der Verbundene ist, hängt
von der Feldstärke
des empfangenen Signals ab.
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In
Kenntnis der obigen Sorgen gibt es einen Bedarf in der Mobilkommunikationsindustrie,
eine Mobilkommunikationseinrichtung bereitzustellen, die den Vorteil
der verbesserten Energieeinsparung hat und der Zwei-Empfänger-Diversity.
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RESÜMEE DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung erfüllt
diese Bedürfnisse
durch Bereitstellen einer Mobilkommunikationseinrichtung mit mindestens
zwei Empfängern und
einem Speicher. Der Energieverbrauch der Mobilkommunikationseinrichtung
wird durch selektives Aufwecken und Schlummerlassen des Empfängers nach
Bedarf gesteuert zum Sicherstellen der gewünschten Empfangsqualität zum Prüfen des
Steuerkanals auf Nachrichten von einer zugeordneten Basisstation
und zum Behandeln kommender Kommunikationen. Eine Vielzahl von Diversity-Kombiniertechniken
wird verwendet zum Verbessern der Performance in der Mobilkommunikationseinrichtung. Die
Performance der Empfänger
wird unter Verwendung des Signal zu Rauschverhältnisses (Carrier-to-Interference-ratio
bzw. C/I), des Bitfehlerverhältnisses
(Bit-Error-Ratio bzw. BER), der Rahmenlöschrate (Frame Erasure Rate
bzw. FER), des Empfangssignalstärkeindikators
(Received Signal Strength Indicator bzw. RSSI), des Softinformations-Vertrauens,
der Sprachqualität
oder einem zugehörigen
Performance-Maß oder irgendeiner
Kombination dieser Performance-Maßnahmen evaluiert.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
prüft die
Kommunikationseinrichtung während
der periodischen Aufweckzeitdauern die individuellen Empfänger, um
zu sehen, ob sie adäquaten
Empfang bereitstellen können
vor dem sich Verlassen auf beide Empfänger und einen der Vielzahl
von Diversity-Kombiniertechniken. Die Einrichtung inkrementiert durch
die Diversity-Kobniniertechniken in der Reihenfolge des Energieverbrauchs
bis eine gewünschte
Empfangsqualität
erzielt wird. Demgegenüber, wenn
der Empfang adäquat
ist, prüft
die Einrichtung, um zu sehen ob ein niedriger Pegel des Leistungsverbrauchs
möglich
ist während
der periodischen Aufweckzeitdauern. Dies wird erzielt durch Bestimmen,
ob denn die Diversity-Kombiniertechnik dekrementiert werden kann
oder reduziert werden kann auf einen Einzelempfänger.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm eines Mobilendgerätes
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ein
Zustandsdiagramm der verschiedenen Betriebsmodi des Mobilengerätes der 1;
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3 ein
Ablaufdiagramm des Betriebs des Mobilendgerätes der 1;
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4 und 5 Ablaufdiagramme
der Prozedur zum Auswählen
eines Betriebsmodus für
das Mobilendgerät
der 1;
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6 ein
Ablaufdiagramm einer alternativen Prozedur zum Auswählen eines
Betriebsmodus für das
Mobilendgerät
der 1; und
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7 ein
Ablaufdiagramm einer Prozedur zum Überwachen der Performance des
Mobilendgerätes
der 1 während
der Dauer eines Rufs und des Änderns
des Betriebsmodus.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Während sie
anpassbar ist an eine Vielzahl von Mobilkommunikationseinrichtungen
oder Endgeräten
wie z.B. Pager, persönliche
digitale Assistenten und ähnliches,
ist die vorliegende Erfindung besonders gut geeignet zur Verwendung
in einem Zellulartelefon.
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Mobilendgerätes 10, das gemäß der vorliegenden
Erfindung erstellt ist. Das Mobilendgerät 10 schließt eine Steuerlogik 12 ein,
einen Speicher 14, einen Sende-Empfangsabschnitt 16,
einen Basisbandverarbeitungsabschnitt 18, ein Paar Diversity-Antennen 20, 22 und
eine Schalteinheit 30. Die Steuerlogik 12 steuert
den Betrieb des Mobilendgerätes 10 in Übereinstimmung
mit Programmanweisungen, die im Speicher 14 gespeichert
sind. Die Steuerlogik 12 kann einen einzelnen dedizierten
Prozessor umfassen oder alternativ kann sie mehrere Prozessoren umfassen,
wobei jeder unterschiedliche Steuerfunktionen ausführt. Der
Speicher 14 repräsentiert
die Hierarchie des Speichers, der normalerweise in einem Mobilendgerät 10 vorliegt.
Der Speicher 14 speichert die Betriebssystemprogramme und
Daten, die von dem Mobilendgerät 10 verwendet
werden zum Steuern des Betriebs des Mobilendgerätes 10. Der Speicher 14 kann
auch Anwendungsprogramme und Benutzerdaten speichern.
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Der
Sender-Empfänger-Abschnitt 16 umfasst
einen ersten Empfänger 24,
einen zweiten Empfänger 26 und
einen Sender 28. Die Empfänger 24, 26 sind über die
Schalteinheit 30 mit jeweiligen Antennen 20, 22 verbunden.
Die Empfänger 24, 26 können unabhängig voneinander
im Einzelempfangsmodus betrieben werden oder alternativ können sie
gemeinsam in einem Doppelempfänger-Diversitymodus
betrieben werden. Die Empfänger 24, 26 empfangen
elektromagnetische Wellen, die ein Signal eines Steuerkanals repräsentieren über die
Antennen 20, 22. Die Empfänger 24, 26 verarbeiten
die empfangenen elektromagnetischen Wellen und extrahieren die Signale
in konventioneller Weise. In dem Doppelempfänger-Diversitymodus verarbeiten die
Empfänger 24, 26 die
empfangen elektromagnetischen Wellen gleichzeitig und extrahieren
das Signal in redundanter Weise derart, dass das zweite Signal separat
von jedem Empfänger 24, 26 extrahiert wird.
Es wird Fachleuten klar werden, dass das Signal irgendwelche gewünschte Information
wie z.B. eine Sprach- oder Dateninformation umfassen kann. Der Sender 28 ist
betriebsmäßig mit
der Antenne 20 verbunden und arbeitet in konventioneller
Weise.
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Der
Basisbandabschnitt 18 spricht an auf Verarbeitungssignale
zum Senden durch den Sender 28 und zum Verarbeiten von
Signalen, die von dem Empfänger 24, 26 empfangen
werden. Der Basisbandabschnitt 18 spricht auch an auf irgendwelches Diversity-Kombinieren,
das von dem Mobilendgerät 10 ausgeführt wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik wird der Basisbandabschnitt 18 programmiert
zum Verwenden einer Vielzahl von Diversity-Kombiniertechniken und
kann zwischen unterschiedlichen Diversity-Techniken umschalten,
wenn zum Sicherstellen einer annehmbaren Signalqualität erforderlich
während
des Verbrauchens der geringst möglichen
Energiemenge.
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Die
Schalteinheit 30 verbindet jeweils betriebsmäßig die
Empfänger 24, 26 mit
Antennen 20, 22. Die Schalteinheit 30 umfasst
zwei Schalter 32, 34. Die Steuerlogik 12 betätigt selektiv
die Schalter 32, 34 und die Empfänger 24, 26 zum
Auswählen
des gewünschten
Betriebsmodus, wie nachstehend detaillierter beschrieben werden
wird. Im allgemeinen wählt
die Steuerlogik 12 den Betriebsmodus, der am geringsten
Energie verbrauchend ist und stellt einen minimalen Empfangsqualitätsstandard
sicher.
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Es
gibt derzeit einige Techniken, durch welche zwei Empfänger zum
Bereitstellen besseren Empfangs kombiniert werden können. Diese
werden alle leichthin Diversity-Kombiniertechniken genannt und schließen Techniken
ein wie Gleichverstärkungs-Kombinieren Equal-Gain-Combining
bzw. (EGC), Maximalverhältnis-Kombinieren
bzw. Maximal-Ratio-Combining (MRC), Störunterdrückungskombinieren bzw. Interference-Rejection-Combining (IRC)
und ähnliches.
MRC bezieht mehr Rechenaufwand ein als EGC und ist demnach in höherem Maße energieverbrauchend.
IRC ist eine Verfeinerung der MRC-Technik. Während des Ermöglichens
einer besseren Empfangsqualität
ist IRC stärker
energieverbrauchend als MRC. Ein Mobilendgerät, das IRC verwendet, wird
in US-patent 5,680,419 beschrieben, welches hier durch Bezugnahme
aufgenommen ist.
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Derzeit
werden Mobilendgeräte
nur zur Verwendung einer Diversity-Kombiniertechnik programmiert
und können
nicht wenn zum Sparen von Energie erforderlich oder gewünscht zwischen
ihnen umschalten. In der vorliegenden Erfindung ist das Mobilendgerät 10 in
der Lage, zwischen Einzelempfangsmodus und Doppelempfänger-Diversitymodus
bedarfsweise umzuschalten. Ferner kann in dem Doppelempfänger-Diversitymodus
das Mobilendgerät 10 zwischen
einer Vielzahl unterschiedlicher Diversity-Kombinationstechniken
auswählen
abhängig
von der Qualität
des empfangenen Signals. Die Empfänger 24, 26 sind
aufgebaut zum Messen der Signalqualität der elektromagnetische Welle
und erzeugen jeweilige Signalqualitätsindikatoren, die repräsentativ sind
für die Signalqualität der elektromagnetische Welle,
und demnach des Signals, das von jedem Empfänger 24, 26 empfangen
wird.
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Der
spezielle durch die Steuerlogik 12 ausgewählte Betriebsmodus
basiert auf Signalqualitätsmessungen.
Geeignete Signalqualitätsmessungen schließen Träger-Stör-Verhältnis bzw.
Carrier-to-Interference Ratio (C/I), Bitfehlerverhältnis bzw.
Bit-Error-Ratio (BER), Rahmenauslöschrate bzw. Frame-Erasure Rate (FER),
einen Empfangssignalstärkenindikator
(RSSI), einige andere ähnliche
Performance-Maßnahmen
oder irgendeine Kombination von diesen Faktoren ein. Basierend auf
irgendwelchen vorbestimmten Entscheidungskriterien wählt die
Steuerlogik 12 entweder Einzelempfängermodus oder Doppelempfänger-Diversitymodus
aus. Im wesentlichen wählt
das Mobilendgerät 10 Einzelempfängermodus
aus, wenn das gewünschte
Signalqualitätskriterium
unter Verwendung irgendeines der Empfänger 24, 26 erreicht
werden kann. Wenn keiner der Empfänger 24, 26 die
gewünschte
Signalqualität bereitstellt,
wird der Doppelempfänger-Diversitymodus
ausgewählt.
Im Doppelempfänger-Diversitymodus
kann die Steuerlogik 12 zwischen einer Vielzahl unterschiedlicher
Diversity-Kombinationstechniken auswählen. Anfangs wählt das
Mobilendgerät 10 die Diversitytechnik
aus, die am wenigsten verbraucht vom Standpunkt der Energie. Während eines
Rufs führt
das Mobilendgerät 10 fortgesetzt
die Überwachung
der Signalqualität
durch und kann die Betriebsmodi ändern
oder die benutze Diversitytechnik ändern, um den Energieverbrauch
zu minimieren.
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Der
Prozess des Änderns
der Betriebsmodi oder Diversitytechniken ist in 2 zu
sehenden Zustandsdiagramm gezeigt. In 2 repräsentieren Kreise
die unterschiedlichen Betriebsmodi. Der Modus mit dem geringsten
Energieverbrauch, der repräsentiert
wird durch das Bezugszeichen S, ist der Einzelempfangsmodus. Der
am meisten energieverbrauchende Modus, der die beste Qualität erzielt
und durch das Bezugszeichen I gekennzeichnet ist, ist der Diversity-Kombinationsmodus
unter Verwendung von IRC. Der Zwischenzustand, der durch das Bezugszeichen
D repräsentiert
wird, ist der Diversity-Kombinationsmodus unter Verwendung von EGC oder
MRC.
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Im
Betrieb geht das Mobilendgerät 10 in
den Schlummermodus über
oder in den Bereitschaftsmodus, wenn es nicht aktiv in einen Ruf
einbezogen ist. Im Schlummermodus sind sowohl die Empfänger 24, 26 als
auch der Sender 28 energiefrei geschaltet. Das Mobilendgerät 10 wacht
periodisch auf und überwacht
den Steuerkanal zum Bestimmen, ob es einen Funkrundruf bzw. Paging
erhalten hat oder irgendeine andere Aufgabe ausführen soll. Wenn das Mobilendgerät 10 aufwacht,
schaltet es einen oder beide Empfänger 24, 26 ein,
wie vollständiger
nachstehend beschrieben wird. Das Mobilendgerät 10 wählt anfangs
den Betriebsmodus aus, der zuletzt verwendet worden ist und beginnt,
den Steuerkanal zu verarbeiten. Das Mobilendgerät 10 wird dann basierend
auf Messungen des Empfangssignals bestimmen, ob ein abweichender
Betriebsmodus erforderlich ist. Im allgemeinen wird das Mobilendgerät 10 zu
einem anderen Energieverbrauchsmodus wechseln, wenn die Empfangssignalqualität unbefriedigend
ist und zu einem weniger energieverbrauchenden Modus wechselt, wenn
es möglich
ist, Energie zu sparen unter der Voraussetzung, dass ein vorbestimmter
minimaler Signalqualitätsstandard
eingehalten werden kann. Den Großteil der Zeit wird das Mobilendgerät 10 den Steuerkanal
verarbeiten und herausfinden, dass es keine kommenden Rufe oder
andere Aufgaben gibt, die auszuführen
sind und in den Schlummermodus zurückkehren. Gelegentlich jedoch
wird es irgendeinen kommenden Ruf geben oder irgendeine andere auszuführende Aufgabe.
Das Mobilendgerät 10 wird den
Ruf unter Verwendung des Betriebsmodus empfangen, der erforderlich
war zum Verarbeiten des Steuerkanals. Am Ende des Rufs speichert
das Mobilendgerät 10 die
zuletzt verwendeten Einstellungen und kehrt in den Schlummermodus
zurück.
Insbesondere wird ein Flag bzw. Merker "mode" bzw.
Modus im Speicher 14 gesetzt, um den zuletzt von dem Mobilendgerät verwendeten
Modus anzugeben (z.B., Doppelempfänger-Diversity- im Gegensatz
zu Einzelempfänger-Modus). Auch wird
ein Primärempfänger-Flag
im Speicher 14 gesetzt, um anzugeben, welcher der Empfänger 24, 26 als
primärer
Empfänger designiert
ist.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm zum Zeigen des Betriebs des Mobilendgerätes 10.
Es wird angenommen, dass das Mobilendgerät anfangs im Schlummermodus
ist, was bedeutet, dass beide Empfänger 24, 26 deaktiviert
sind. Während
das Mobilendgerät 10 sich
im Schlummermodus befindet, prüft
es periodisch, um zu Bestimmen, ob es Zeit ist, aufzuwachen (Block 105).
Wenn nicht, verbleibt das Mobilendgerät 10 im Schlummermodus.
Ein interner Zeitgeber bzw. Timer kann angeben, dass es Zeit ist, aufzuwachen.
Wenn es Zeit ist, aufzuwachen, aktiviert das Mobilendgerät 10 einen
oder beide Empfänger 24, 26 und
empfängt
den Steuerkanal. Der Anfangsbetriebsmodus wird der zuletzt verwendete
Modus sein, wie durch das Modus-Flag im Speicher 14 angegeben.
Während
des Empfangens des Steuerkanals wird das Mobilendgerät 10 einen
Betriebsmodus basierend auf dem empfangenen Signal auf dem Steuerkanal
auswählen
(Block 110). Die möglichen Betriebsmodi
schließen
Einzelempfängermodus
und Doppelempfänger-Diversitymodus
ein.
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Im
Einzelempfängermodus
kann das Mobilendgerät 10 Signale
auf einem seiner beiden Empfänger 24, 26 empfangen.
Im Doppelempfänger-Diversitymodus
hat das Mobilendgerät 10 vorzugsweise
eine Wahl aus zwei oder mehr Diversity-Kombinationstechniken wie z.B. EGC,
MRC und IRC. Der Anfangsbetriebsmodus ist entweder Einzelempfangsmodus
oder Doppelempfänger-Diversitymodus,
wobei die am wenigsten energieverbrauchende Technik bevorzugt wird.
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Die
meiste Zeit wird das Mobilendgerät 10 den
Steuerkanal unter Verwendung des ausgewählten Betriebsmodus verarbeiten
und entdecken, dass es keine kommenden Rufe (Block 115)
oder andere auszuführende
Aufgaben gibt, und in den Schlummermodus zurückkehren. In diesem Fall speichert das
Mobilendgerät 10 den
zuletzt verwendeten Modus im Speicher und kehrt in den Schlummermodus zurück (Block 125).
Das Mobilendgerät 10 bemerkt auch
welcher der Empfänger 24, 26 als
Primärempfänger designiert
ist durch Einstellen des Primärempfänger-Flag
bzw. Merkers. Gelegentlich wird jedoch ein kommender Ruf oder irgendeine
andere auszuführende
Aufgabe vorliegen wie z.B. "Nachbarschaftslisten
Abtasten". Ist dies
der Fall, beginnt das Mobilendgerät 10 mit dem Empfangen
des Rufs (Block 120) unter Verwendung des während des Empfangs
des Steuerkanals ausgewählten
Betriebsmodus. Am Ende des Rufs speichert das Mobilendgerät 10 die
zuletzt verwendeten Einstellungen und kehrt in den Schlummermodus
zurück
(Block 125).
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Während eines
Rufs kann das Mobilendgerät 10 gegebenenfalls
kontinuierlich empfangene Signalqualität überwachen und bestimmen, ob
ein anderer Betriebsmodus erforderlich basierend auf den Messungen
des empfangenen Signals. Im allgemeinen, wenn das Mobilendgerät 10 bestimmt,
dass die Signalqualität
unzufriedenstellend ist, kann das Mobilendgerät 10 gegebenenfalls
eine Bewegung zu einem mehr Energie verbrauchenden Betriebsmodus vornehmen.
Wenn das Mobilendgerät 10 bestimmt, dass
die Empfangssignalqualität
zufriedenstellend ist und ein Modus geringeren Verbrauchs möglich ist, um
Energie zu sparen, kann das Mobilendgerät 10 gegebenenfalls
in einen weniger energieverbrauchenden Betriebsmodus umschalten,
vorausgesetzt, dass vorbestimmte minimale Signalqualitätsstandards
in dem neuen Modus erfüllt
werden können.
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4 und 5 zeigen
eine beispielhafte Prozedur zum Auswählen des Betriebsmodus. Die
in den 4 und 5 gezeigte Prozedur entspricht Block 110 der 3.
Wenn das Mobilendgerät 10 aufwacht,
prüft das
Mobilendgerät 10 das
Modusflag im Speicher 14, um zu sehen, ob Empfänger 24, 26 beim
vorangehenden Aufwachzyklus benötigt
wurden (Block 205). Als eine Grundeinstellung, wenn das
Mobilendgerät 10 zum
ersten mal eingeschaltet wird, wird das Modusflag eingestellt, um
Einzelempfängermodus
anzugeben und der erste Empfänger 24 ist
als der Primärempfänger eingestellt.
Wenn nur ein Empfänger
beim letzten Aufweckzyklus verwendet worden ist, weckt das Mobilendgerät 10 den
Primärempfänger auf
und empfängt
den Steuerkanal (Block 210). Der Primärempfänger kann entweder der erste
Empfänger 24 oder
der zweite Empfänger 26 sein,
wie durch das Primärempfängerflag
im Speicher 14 angegeben. Während des Empfangs des Steuerkanals
prüft das
Mobilendgerät 10,
um zu sehen, ob die Performance des Primärempfängers allein angemessen ist,
um die gewünschte
Empfangsqualität
sicherzustellen (Block 215). Wenn die Performance annehmbar
ist, verbleibt das Mobilendgerät 10 im
Einzelempfängermodus,
den Primärempfänger zum
Empfangen des Steuerkanals verwendend (Block 235). Die
Steuerinformation wird konventionell im Einzelempfängermodus
verarbeitet (Block 240). Der Sekundärempfänger, welcher in ähnlicher
Weise entweder der erste Empfänger 24 oder
der zweite Empfänger 26 sein
kann, wird im Schlummermodus belassen, d.h., ausgeschaltet.
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Wenn
die Signalqualität
des momentan designierten Primärempfängers nicht
ausreichend ist (Block 215), weckt das Mobilendgerät 10 (d.h.
schaltet ein) den Sekundärempfänger und
empfängt
mit beiden Empfängern
den Steuerkanal (Block 220). Während des Empfangs des Steuerkanals
bestimmt das Mobilendgerät 10,
ob die Performance des zweiten Empfängers alleine ausreichend ist,
um die gewünscht
Empfangsqualität
bereitzustellen (Block 225). Wenn der Sekundärempfänger die
gewünschte Signalqualität bereitstellen
kann, deaktiviert das Mobilendgerät 10 den Primärempfänger und
der frühere Sekundärempfänger wird
als neuer Primärempfänger designiert
(Block 230). Der ursprüngliche
Primärempfänger (nun
im Schlummermodus) wird als Sekundärempfänger designiert. Der als Primärempfänger benutzte
Flag wird im Speicher 14 eingestellt, um diese Umkehr der
Designation anzugeben. Nach dem Umschalten der Designationen wird
der Steuerkanal mit dem neuen Primärempfänger empfangen (Block 235)
und der Steuerkanal wird konventionell für Mobilendgeräte mit einem
einzelnen Empfänger verarbeitet
(Block 240). Wenn der Sekundärempfänger selbst nicht die gewünschte Signalqualität bereitstellen
kann, empfängt
das Mobilendgerät 10 den Steuerkanal
mit beiden Empfängern
und schaltet in den Dual-Empfänger-Diversitymodus
um (Block 245). Die empfangenen Signale werden dann (Block 290)
unter Verwendung von Diversity-Kombinationstechniken verarbeitet.
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Wenden
wir uns nun 5 zu, wenn der zuletzt verwendete
Modus während
des Mobilendgerät aufweckt
der Doppelempfänger-Diversitymodus ist, weckt
das Mobilendgerät 10 anfangs
beide Empfänger
auf (Block 250) und empfängt den Steuerkanal auf beiden
Empfängern
(Block 255). Während
des Empfangs des Steuerkanals auf beiden Empfängern bestimmt das Mobilendgerät 10,
ob einer der Empfänger 24, 26 alleine
ausreichend ist (Block 260, 270). Vorzugsweise
prüft das
Mobilendgerät 10 den Primärempfänger zuerst
(Block 260). Wenn der Primärempfänger alleine ausreicht, deaktiviert
das Mobilendgerät 10 den
Sekundärempfänger und ändert das
Modus-Flag um zu bemerken, dass der Doppelempfänger-Diversitymodus nicht erforderlich
ist (Block 265). Der Steuerkanal wird dann konventionell unter
Verwendung gerade des Primärempfängers empfangen
und verarbeitet (Blöcke 235, 240 in 4).
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Wenn
der Primärempfänger keine
adäquate Signalqualität bereitstellt,
bestimmt das Mobilendgerät 10,
ob der Sekundärempfänger alleine
ausreicht (Block 270). Wenn nicht, setzt das Mobeilendgerät 10 den
Empfang des Rufs im Diversity-Modus
unter Verwendung beider Empfänger 24, 26 fort
(Block 245, 4). In der bevorzugten Ausführungsform
wird der Steuerkanal unter Verwendung von MRC-Technik verarbeitet,
jedoch könnten
auch andere Diversity-Kombinationstechniken wie z.B. IRC verwendet werden.
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Wenn
der Sekundärempfänger ausreicht zum
Bereitstellen der gewünschten
Signalqualität, wird
der Primärempfänge deaktiviert
und das Mobilendgerät 10 ändert das
Primär-Empfängerflag
im Speicher 14 (Block 275). Der ursprüngliche
Sekundärempfänger wird
der neue Primärempfänge und der
ursprüngliche
Primärempfänger (der
nun bereits im Schlummermodus ist) wird der neue Sekundärempfänger. Das
Mobilendgerät 10 setzt
das Primärflag
so, dass der geeignete Empfänger 24 oder 26 als Primärempfänger designiert
wird. Das Mobilendgerät 10 ändert auch
das Modus-Flag, um zu bemerken, dass nicht beide Empfänger erforderlich
sind. Das Mobilendgerät 10 empfängt dann
den Steuerkanal mit dem neuen Primärempfänger in konventioneller Weise
(Block 235, 4) und verarbeitet den Steuerkanal
im Einzelempfängermodus
(Block 240, 4).
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Eine
zweite Implementierung der vorliegenden Erfindung ist in 6 zu
sehen. Im Gegensatz zu dem Verfahren der 4 und 5,
bei denen das Mobilendgerät 10 den
bzw. die Empfänger,
der bzw. die zuletzt benötigt
worden sind, weckt die zweite Implementierung routinemäßig beide
Empfänger auf
und deaktiviert einen wenn möglich.
Dies verbessert die Wahrscheinlichkeit, dass der Steuerkanal erfolgreich
verarbeitet wird, aber auf Kosten größeren Anfangs-Energieverbrauchs.
Speziell bestimmt das Mobilendgerät 10, ob es Zeit ist
aufzuwachen (Block 305). Wenn nicht, prüft das Mobilendgerät periodisch bis
es Zeit ist aufzuwacken. Dies kann durch die Verwendung eines internen
Zeitgebers erreicht werden. Wenn es Zeit ist, aufzuwecken, aktiviert
das Mobilendgerät 10 beide
Empfänger
und beginnt, den Steuerkanal zu empfangen (Block 310) unter
Verwendung einer der zuvor diskutierten Diversity-Kombinationstechniken.
Während
das Mobilendgerät 10 mit
beiden Empfängern
empfängt,
prüft das
Mobilendgerät 10 simultan,
um zu sehen, ob ein Empfänger
alleine ausreichend wäre.
Speziell prüft
das Mobilendgerät 10 zuerst,
ob der Primärempfänger alleine
ausreichend ist (Block 315). Ist dies der Fall, deaktiviert
das Mobilendgerät 10 den Sekundärempfänger und ändert das
Modus-Flag (Block 320). Das Mobilendgerät 10 empfängt dann
den Steuerkanal mit nur dem Primärempfänger (Block 325).
Die Steuerinformation wird konventionell verarbeitet (Block 345)
und das Mobilendgerät 10 kehrt
nach Abschluss der Verarbeitung in den Schlummermodus zurück (Block 350).
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Wenn
der Primärempfänger selbst
nicht adäquat
ist, bestimmt das Mobilendgerät 10,
ob die Performance des Sekundärempfängers alleine
adäquat ist
bzw. ausreicht (Block 330). Ist dies der Fall, versetzt
das Mobilendgerät 10 den
Primärempfänger in den
Schlummermodus (Block 335). Das Mobilendgerät 10 kehrt
dann die Designierung des Primärempfängers und
Sekundärempfängers um
und setzt das Primärempfängerflag,
um anzugeben, welcher Empfänger
der Primärempfänger ist.
Der neue Primärempfänger setzt
das Empfangen des Steuerkanals fort (Block 325) und verarbeitet
die Information konventionell (Block 345). Nach dem Abschluss
der Verarbeitung kehr das Mobilendgerät 10 in den Schlummermodus
zurück
(Block 350), um den Prozess neu zu starten.
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Wenn
keiner der Empfänger 24, 26 alleine adäquat ist,
setzt das Mobilendgerät 10 den
Empfang des Steuerkanals mit beiden Empfängern im Doppelempfänger-Diversitymodus
fort (Block 340). Nachdem der Steuerkanal verarbeitet worden
ist (Block 345), kehrt das Mobilendgerät 10 in den Schlummermodus
zurück
(Block 350).
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Wie
bereits bemerkt, kann das Mobilendgerät 10, wenn ein Ruf
empfangen wird, das Überwachen
der Performance beider Empfänger 24, 26 fortsetzen
während
es den Ruf empfängt.
Insbesondere während
des Betriebs im Doppelempfänger-Diversitymodus überwacht
das Mobilendgerät 10 kontinuierlich
das Empfangssignal zum Bestimmen, ob der Einzelempfängermodus
akzeptabel ist. Ist dies der Fall, schaltet das Mobilendgerät 10 vom
Doppelempfänger-Diversitymodus
in den Einzelempfängermodus um.
Diese Überwachungsprozedur
ist in 7 dargestellt. Das Mobilendgerät 10 wird als anfänglich im Doppelempfänger-Diversitymodus
empfangend angenommen (Block 400). Die Performance der
Primär- und
Sekundärempfänger wird
periodisch überprüft (Blöcke 410, 425).
Anfangs wird die Performance des Primärempfängers alleine geprüft, um zu
sehen, ob der Primärempfänger alleine
ausreicht (Block 410). Ist dies der Fall, dann wird der
Sekundärempfänger in den
Schlummermodus versetzt (Block 415) und der Empfang wird
unter Verwendung nur des Primärempfängers fortgesetzt
(Block 420). Wenn nicht, wird die Performance des Sekundärempfängers geprüft, um zu
sehen, ob sie adäquat
ist (Block 425). Ist dies der Fall, dann wird der Primärempfänger in
den Schlummermodus versetzt (Block 430) und der Empfang wird
mit dem Sekundärempfänger fortgesetzt
(Block 435). Wie oben beschrieben werden die Designationen
ausgetauscht und der Empfang wird fortgesetzt bis der Schlummermodus
wieder eingenommen wird. Wenn keiner der Empfänger 24, 26 ausreicht,
wird der Empfang unter Verwendung einer einfachen Diversitykombinationstechnik
wie z.B. MRC oder EGC fortgesetzt (Block 440). Jedoch wird
im Gegenzug zu den zuvor beschriebenen Systemen die Performance des
Zweiempfängerempfangs
evaluiert (Block 445). Wenn die Performance adäquat ist,
dann versucht der Prozess erneut zyklisch fortgesetzt, einen Empfänger in
den Schlummermodus zu versetzen, um Energie zu sparen wie oben beschrieben,
in der Hoffnung, dass der Empfang besser wird. Jedoch, wenn die
Performance nicht adäquat
ist, dann inkrementiert die Steuerfunktion zu einer mehr energieverbrauchenden
Diversitytechnik wie z.B. Störunterdrückungskombinieren
(IRC) (Block 460), um das kommende Signal zu verarbeiten.
Das Umschreiten zu IRC ist eine Aktivität der letzten Zuflucht zum
Verbessern der Performance, weil IRC-Technik einen erhöhten Berechnungsaufwand
erfordert und Berechnungen zu einem schnelleren Batterieverbrauch
führen. Wenn
die Performance adäquat
ist, kann gegebenenfalls das Mobilendgerät 10 ebenfalls bestimmten, ob
eine weniger energieverbrauchende Diversitytechnik verwendet werden
kann (Block 455). Ist dies der Fall, dekrementiert das
Mobilendgerät 10 die
Diversitytechnik (Block 455).
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Der
Prozess, der oben beschrieben worden ist wird kontinuierlich wiederholt
während
nach einer Möglichkeit
geschaut wird, zu dekrementieren zu einer Technik geringeren Energieverbrauchs,
entweder durch Deaktivieren eines der Empfänger oder durch Zurückführen zu
EGC oder MRC. Zudem wird geglaubt, dass EGC weniger Energie verbraucht
als MRC, obwohl auf Kosten geringerer Anpassbarkeit an Führung durch
Pfadänderung,
was zu einer weniger robusten Performance führt. Demnach liegt es innerhalb
des Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung, EGC anfangs als Diversity-Kombinationstechnik
zu verwenden und auf die Entdeckung hin, dass die Performance nicht
adäquat
ist, die Verarbeitungstechnik zu MRC zu inkrementieren. Wenn MRC
als nicht adäquat
bestimmt worden ist, dann wird IRC implementiert.
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Die
vorliegende Erfindung kann selbstverständlich auf andere spezifische
Weisen ausgeführt werden
als jene hier dargelegten ohne von der wesentlichen Charakteristik
der Erfindung abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen werden demnach
in jeder Hinsicht als erläuternd
und nicht einschränkend
betrachtet und alle Änderungen,
die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich
der beiliegenden Patentansprüche
fallen, sind als darin eingeschlossen zu betrachten.