DE602005001396T2

DE602005001396T2 - Verfahren und Vorrichtung für CDMA Zeitgeber-basierte Registrierung in einem Mobilgerät

Info

Publication number: DE602005001396T2
Application number: DE602005001396T
Authority: DE
Inventors: Qingzhong Nepean Jiao; Wen Kanata Zhao
Original assignee: Research in Motion Ltd
Current assignee: BlackBerry Ltd
Priority date: 2005-04-25
Filing date: 2005-04-25
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2025-04-26
Also published as: CA2544436C; EP1718092A1; CA2544436A1; ATE364977T1; EP1718092B1; DE602005001396D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Zeitgeber-basierte Registrierung eines Mobilgeräts in einem CDMA-Netzwerk, und insbesondere auf ein Verfahren und ein Gerät zur Reduzierung der Anzahl von Interrupts, die gegenwärtig erforderlich sind, um die Registrierung in einem CDMA-Netzwerk aufrechtzuerhalten.
Im aktuellen "Upper Lager (Lager 3) Signalling Standard for CDMA2000 Spread Spectrum Systems, Release 0" (3GPP2 CS0005-0 Version 3.0), Abschnitt 2.6.5.1.3 ist spezifiziert, dass eine Mobilstation einen Zeitgeber-basierten Registrierungszähler einmal alle 80 ms inkrementieren muss, wann immer eine Variable mit der Bezeichnung COUNTER_ENABLED auf YES gesetzt ist. Wenn die Mobilstation im Slotted-Mode betrieben wird, kann sie den Zeitgeber-basierten Registrierungszähler inkrementieren, wenn sie beginnt, den Paging-Channel zu überwachen, und sie sollte ihren Zähler inkrementieren, als wäre sie im Non-Slotted-Mode.
Derselbe Standard erfordert, dass die Registrierungsperiode mit der Formel T = 2^PRD/ ⁴× 80 berechnet wird, wobei PRD im Bereich zwischen 29 bis 85 liegt. Bei der längsten Periode für die Neuregistrierung erfordert der oben erwähnte Standard daher, dass eine Mobilstation mehr als 2,4 Millionen Interrupts benötigt, bevor das Mobilgerät eine Registrierung durchführt. Bei der kürzesten Zeitperiode beträgt die Anzahl der erforderlichen Interrupts 152.
Wenn ein Mobilgerät in einen Slotted-Mode übergeht, wird davon ausgegangen, dass das Mobilgerät von der oben beschriebenen Last befreit wird, da es keine Interrupts während der Schlafperiode geben sollte, weil die CPU heruntergefahren ist. Allerdings ist dies in der Realität noch immer undurchführbar. Viele Mobilgeräte schließen PDA- und Spielfunktionalität ein, und daher ist die CPU weiterhin beschäftigt, während die CDMA-Funktion schläft. Die Anzahl der Interrupts wirkt sich sowohl auf die Batterielebensdauer als auch auf die Leistung der CPU aus, und es wird daher eine Lösung benötigt, die zu einer Reduzierung der Anzahl der Interrupts in der CPU führen würde.
Es wurden verschiedene Lösungen zur Verwendung der Zeitgeberbasierten Registrierung präsentiert. Ein Beispiel ist das US-Patent Nr. 6,385,448 für Beckmann et al. Allerdings wird in diesem Fall ein einzelner Zeitgeberwert für die Registrierungsperiode eingestellt, und dieser Zeitgeberwert kommt nicht unbedingt einem Paging-Slot nahe.
ALLGEMEINES
Das vorliegende Verfahren und Gerät stellt einen Zeitgeber bereit, vorzugsweise in Form von Hardware, der die Stelle der Interrupts einnimmt. Der Zeitgeber wird beim Empfangen einer Systemparameternachricht eingestellt, welche die Notwendigkeit der Zeitgeber-basierten Registrierung und die Frequenz der Zeitgeber-basierten Registrierung übermittelt. Sobald die Mobilstation eine Registrierungsnachricht an die Basisstation sendet, wird der Zeitgeber zurückgesetzt und darf für dessen Dauer ausgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Zeitgeberwert auf ein Vielfaches des Standardwerts eingestellt. Damit könnte beispielsweise beim aktuellen Standard, welcher 80-ms-Interrupts erfordert, der Zeitgeber auf ein Vielfaches von 80 ms eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Zeitgeberwert auf die minimale Zeitperiode eingestellt, in der die Neuregistrierung auftreten kann, oder im Fall der obigen Spezifikationen auf 152 × 80 ms. Der Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird erkennen, dass nicht alle Zeitgeberwerte durch den Basiswert teilbar sein werden, und das vorliegende Verfahren und Gerät zieht deshalb die Fähigkeit in Betracht, den Zeitgeber auf einen Restwert einzustellen, wenn der Zeitgeber für ein letztes Mal vor der Registrierung initiiert wird. Damit wird T beispielsweise 362, wenn PRD auf 34 eingestellt ist. Ein Zeitgeber könnte zweimal mit einem 152·80-ms-Zyklus ausgeführt werden, wobei nach jedem Zyklus ein Interrupt gesendet wird, und könnte dann für den Rest (362-2·152) oder 58·80 ms ausgeführt werden. Die Anzahl der Interrupts würde in diesem Fall drei betragen. In einer anderen Ausführungsform wird der Rest des Zeitgebers auf einen 80-ms-Zyklus eingestellt. In diesem Fäll gäbe es insgesamt (2 + 58) Interrupts. Verglichen mit 362 Interrupts beim Stand der Technik wird damit die Anzahl der Interrupts in beiden Fällen reduziert.
Der Zeitgeber wird vorzugsweise in der Hardware implementiert und muss deshalb die CPU nicht unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist. Die CPU kann den aus der Systemparameternachricht empfangenen Wert für die Frequenz-Neuregistrierung speichern, und es könnte ein Software-Zähler implementiert werden, um jedes Mal einen Countdown durchzuführen, wenn der Zeitgeber abläuft, und um einen Restwert für den Zeitgeber für den letzten Zyklus vor dem Senden der Registrierungsnachricht einzustellen. Das würde, was dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik einleuchten wird, die Anzahl der in der CPU empfangenen Interrupts erheblich reduzieren und damit eine Optimierung der CPU-Leistung ermöglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wartet die Mobilstation nach dem Ablaufen des Zeitgebers darauf, dass der nächste Paging-Slot verfügbar wird, und sendet die Registrierungsnachricht in diesem nächsten Paging-Slot. Da das Ablaufen des Zeitgebers in der Nähe eines Vielfachen von 80 ms liegen sollte, sollte es nahe zum Start des Paging-Slots auftreten.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zur verbesserten Zeitgeber-basierten Registrierung eines Mobilgeräts in einem Netzwerk bereit, wobei das Netzwerk eine Standard-Zykluszeit für Interrupts hat und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Empfangen am Mobilgerät einer Systemparameternachricht vom Netzwerk, wobei die Nachricht einen Wert enthält, der eine Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt; das Einstellen eines Zeitgeberwerts in einem Zeitgeber, der die Stelle der Interrupts einnimmt, d. h. der Zeitgeber muss die CPU des Mobilgeräts nicht unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist, in dem Mobilgerät, wobei der Zeitgeberwert größer ist als die Standard-Zykluszeit und geringer ist als die Frequenz für die periodische Registrierung; das Einstellen eines Zählers zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers, wobei das Mobilgerät den Zeitgeber und den Zähler auf der Basis des Werts einstellt, der die Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt; das Starten des Zeitgebers; beim Ablaufen des Zeitgebers das Dekrementieren des Zählers; beim Ablaufen des Zählers das Einstellen eines zweiten Zeitgeberwerts in dem Zeitgeber, das Einstellen des Zählers zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers; das Starten des Zeitgebers; beim Ablaufen des Zeitgebers das Dekrementieren des Zählers; beim Ablaufen des Zählers das Warten auf einen Paging-Slot zum Kommunizieren mit dem Netzwerk; und das Senden einer Registrierungsnachricht zum Netzwerk in dem Paging-Slot; wobei der zweite Zeitgeberwert ein Restwert ist: a) dieser Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, oder b) dieser Restwert eingestellt ist auf ein Intervall, das der Standard-Zykluszeit entspricht, und wobei in diesem Fall der Zähler zum Zählen der Abläufe des Zeitgebers mit dem Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, geteilt durch die Standard-Zykluszeit.
Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren ein Mobilgerät mit verbesserter Zeitgeber-basierter Registrierung in einem Netzwerk bereit, das über Paging-Slots verfügt, wobei das Netzwerk eine Standard-Zykluszeit für Interrupts erfordert, das Mobilgerät umfassend: einen Empfänger zum Empfangen einer Systemparameternachricht vom Netzwerk, wobei die Nachricht einen Wert enthält, der eine Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt; einen Zeitgeber mit einem einstellbaren Zeitgeberwert, der die Stelle der die Stelle der Interrupts einnimmt, d. h. der Zeitgeber muss die CPU des Mobilgeräts nicht unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist; Mittel zum Einstellen des Zeigeberwerts auf einen Wert, der größer ist als die Standard-Zykluszeit; einen Zähler zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers; und einen Sender zum Senden einer Registrierungsnachricht zum Netzwerk, wobei das Mobilgerät eingerichtet ist zum Einstellen des Zeitgebers und des Zählers auf der Basis des Werts, der die Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt, zum Starten des Zeitgebers, zum Dekrementieren des Zählers, wenn der Zeitgeber den Zeitgeberwert erreicht, zum Einstellen eines zweiten Zeitgeberwerts in dem Zeitgeber, wenn der Zähler null erreicht, zum Dekrementieren des Zählers, wenn der Zeitgeber den Zeitgeberwert erreicht, zum Starten des Zeitgebers, zum Warten auf den nächsten Paging-Slot, wenn der Zähler null erreicht, und zum Senden der Registrierungsnachricht in dem Paging-Slot; wobei der zweite Zeitgeberwert ein Restwert ist: a) dieser Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, oder b) dieser Restwert eingestellt ist auf ein Intervall, das der Standard-Zykluszeit entspricht, und wobei in diesem Fall der Zähler zum Zählen der Abläufe des Zeitgebers mit dem Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, geteilt durch die Standard-Zykluszeit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Anmeldung wird besser verständlich unter Bezug auf die Zeichnungen, welche folgende Bedeutung haben:
1 zeigt eine Lösung zur periodischen Registrierung der Mobilstation bei einer Basisstation;
2 zeigt die Signalisierung zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation gemäß dem Verfahren und dem Gerät der vorliegenden Anmeldung;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Registrierungsszenarios gemäß der vorliegenden Anmeldung; und
4 ist ein Blockdiagramm eines exemplarischen Mobilgeräts, das mit der vorliegenden Anmeldung verwendet werden könnte.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Gerät und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf ein CDMA-Netzwerk beschrieben. Dies ist jedoch nicht einschränkend gemeint, und das Verfahren und das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung könnten mit jedem Broadcast-Paging-System verwendet werden, das die periodische Registrierung erfordert. CDMA wird hier lediglich als ein exemplarisches System verwendet.
Es wird jetzt Bezug auf 1 genommen. 1 zeigt eine Lösung für die Registrierung von Nachrichten. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik einleuchten dürfte, muss sich eine Mobilstation periodisch bei einer Basisstation registrieren, um die Basisstation wissen zu lassen, dass sich die Mobilstation weiterhin innerhalb des Netzwerks befindet. Gemäß den CDMA-Standards müssen diese Registrierungen innerhalb eines Fensters erfolgen, das aktuell zwischen ungefähr 12 Sekunden und 15 Tagen festgelegt wird.
Beim Einschalten empfängt die Mobilstation 10 von der Basisstation 15 eine Systemparameternachricht 20, welche die Anforderung enthält, dass die Mobilstation die Zeitgeber-basierte Registrierung verwenden soll, und welche weiterhin die Frequenz dieser Zeitgeber-basierten Registrierung enthält. Die Mobilstation 10 vermerkt diese Frequenz und stellt einen Zähler ein. Die Mobilstation stellt auch einen Zeitgeber zum Unterbrechen der CPU mit einer definierten Frequenz ein. Gegenwärtig erfordert die Spezifikation, dass alle 80 ms ein Interrupt gesendet wird.
Die Mobilstation 10 zählt die Interrupts, und sobald die erforderliche Anzahl von Interrupts aufgetreten ist, sendet die Mobilstation eine Registrierungsnachricht 25 an die Basisstation 15, setzt den Zähler zurück und startet das Zählen der Anzahl der Interrupts erneut, bis die nächste Registrierungsnachricht gesendet werden muss.
Wie oben angedeutet wurde, kann ein Interrupt alle 80 ms akzeptabel sein, wenn es sich um eine im Leerlauf befindliche Mobilstation in einem Slotted-Mode handelt und die Mobilstation nur für die Kommunikation verwendet wird. Allerdings werden heute viele Mobilstationen auch für alternative Zwecke verwendet, wozu persönliche digitale Systeme (PDAs), Spiele oder viele andere Funktionen zählen, die ausgeführt werden, ohne dass dabei eine Kommunikation erfolgt. Der 80-ms-Interrupt beeinträchtigt die Leistung dieser kommunikationslosen Funktionen in der Mobilstation und ist damit unerwünscht.
Es wird nun Bezug genommen auf 2. Gemäß einem Aspekt des Verfahrens und des Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Zeitgeber 30 eingestellt werden, wenn eine Mobilstation 10 die Systemparameternachricht 20 von der Basisstation 15 empfängt. Der Zeitgeber 30 ist vorzugsweise ein in Form von Hardware implementierter Zeitgeber, der keine CPU-Zeit beanspruchen würde. In einer bevorzugten Ausführungsform läuft der Zeitgeber 30 in einer Periode ab, die ein Vielfaches der Interrupt-Periode ist, die für das Broadcast-Paging-System definiert ist. Anders ausgedrückt und unter Verwendung der Zahlen von oben: Der Zeitgeberwert sollte auf ein Vielfaches von 80 ms eingestellt sein. Dies führt dazu, dass der Zeitgeber nahe dem Paging-Slot für die Mobilstation abläuft. Beim Ablaufen 35 des Zeitgebers kann dann die Mobilstation 10 auf den nächsten Paging-Slot 40 warten, und beim Start des Paging-Slots kann sie eine Registrierungsnachricht 25 an die Basisstation 15 senden.
In einer bevorzugten Ausführungsform läuft der Zeitgeberwert nahe zum Paging-Slot ab, der für die nächste Registrierung benötigt wird. Wenn jedoch die Registrierung selten erfolgt, dann kann es unmöglich sein, den Zeitgeberwert auf einen ausreichend großen Wert einzustellen, um diese seltene Registrierung zu berücksichtigen. In diesem Fall könnte beim Ablaufen des Zeitgebers ein Interrupt an die CPU gesendet werden, die einen Interrupt-Zähler wie beim Stand der Technik enthalten könnte, und der Interrupt-Zähler könnte einen Countdown durchführen, bis die Registrierungsnachricht erneut gesendet werden muss. Allerdings ist im Gegensatz zum Stand der Technik die Auflösung der Interrupts im vorliegenden Fall sehr viel seltener, wodurch eine nur minimale Beeinträchtigung der CPU-Funktionalität ermöglicht wird.
Wenn beispielsweise der Zeitgeberwert innerhalb einer Zweiwort-Auflösung liegen muss, dann kann das bedeuten, dass der maximale Zeitgeberwert in Abhängigkeit von der Frequenz des bei der Zeitgeberinkrementierung verwendeten Kristalls auf 15 Stunden gesetzt werden könnte. Damit könnte, wenn die Registrierungsperiode 45 Stunden beträgt, eine CPU einen Interrupt-Zähler haben, der auf 3 eingestellt ist, und wenn der Zeitgeber drei Mal abgelaufen ist, würde die Registrierungsnachricht gesendet werden. Dies würde im Gegensatz stehen zu den über 2 Millionen Interrupts, die beim Stand der Technik zur CPU gesendet werden.
Alternativ, also selbst wenn das Ablaufen des Zeitgebers auf die minimal zulässige Registrierungsfrequenz eingestellt ist, was im obigen Beispiel 152 × 80 ms bzw. 12,16 Sekunden entspricht, würde dies immer noch nur 13.300 Interrupts im Vergleich zu den über 2 Millionen Interrupts bedeuten. Und wiederum würde die CPU-Leistung durch diese Anzahl von Interrupts nicht stark reduziert werden. Außerdem würde durch das Auftreten von weniger Interrupts in der CPU auch Energieleistung gespart werden.
Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik einleuchten wird, muss der Zeitgeber, um in die Nähe des Starts eines Paging-Channel-Slots für die Registrierung zu kommen, in der Lage sein, einen Restwert für die letzte Iteration des Zeitgebers zu berücksichtigen, da nicht alle Werte für die Registrierung durch die minimale Registrierungsfrequenz teilbar sind. Wie oben bereits umrissen wurde, sollte – wenn die Systemparameternachricht die Neuregistrierung erfordert, wo PRD auf 34 gesetzt ist – die Neuregistrierung dann entsprechend der Formel T = 2^PDR/4·80 ms alle 362·80 ms erfolgen. Wenn der Zeitgeber auf 152·80 ms eingestellt ist, dann muss ein Zeitgeberzähler auf 2 eingestellt werden, um einen Countdown des Ablaufens der Zeit durchzuführen. Der Zeitgeber müsste dann auf den Rest bzw. auf 362-2·152 = 58 Iterationen eingestellt werden, was einer Dauer von 58·80 ms entspricht. Beim Ablaufen der Restzählung kann eine Neuregistrierungsnachricht sofort oder im nächsten Paging-Slot gesendet werden.
Es stehen auch andere Verfahren zur Verfügung, um das oben Ausgeführte zu implementieren. Der Zähler könnte auf den Wert der Neuregistrierungsperiode, geteilt durch die minimale Neuregistrierungsfrequenz und nach oben gerundet zum nächsten ganzzahligen Wert eingestellt werden. Dann, wenn der Zähler 1 ist, könnte der Zeitgeber auf den Rest eingestellt werden. Andere Verfahren zur Umsetzung des oben Ausgeführten wären ebenfalls bekannt.
Es wird nun Bezug genommen auf 3. 3 zeigt ein exemplarisches Verfahren gemäß der vorliegenden Anmeldung. Wie aus 3 hervorgeht, empfängt eine Mobilstation 10 nach dem Starten eine Systemparameternachricht (System Parameter Message – SPM), welche die Frequenz enthält, mit der sich die Mobilstation bei der Basisstation registrieren muss. Diese wird in Schritt 310 empfangen.
Die Mobilstation fährt dann mit Schritt 312 fort, wo ein Zähler eingestellt wird, und dann mit Schritt 313, wo ein Zeitgeber eingestellt wird. Wie oben angedeutet wurde, ist der definierte Interrupt-Zyklus in den gegenwärtigen CDMA-Netzwerken auf 80 ms festgelegt, und der Zeitgeber könnte auf ein Vielfaches von diesem Zyklus eingestellt werden. In einer Ausführungsform könnte das Vielfache die minimale Registrierungsperiode sein. Das könnten beispielsweise die minimalen 152 × 80 ms-Perioden sein bzw. 12,16 Sekunden. Damit könnte der Zähler auf ein Vielfaches von 12,16 Sekunden eingestellt werden, um die Frequenz zu erreichen, die mit der Systemparameternachricht in Schritt 310 empfangen wurde. In einer Ausführungsform könnte der Zähler auf die in Schritt 310 empfangene Frequenz, geteilt durch das Zyklusvielfache und auf- oder abgerundet zur nächstliegenden Ganzzahl eingestellt werden. Bei Abrundung könnte der Zeitgeber wie unten definiert auf einen Restwert eingestellt werden, wenn der Zähler 0 erreicht, oder bei Aufrundung könnte der Zeitgeber auf einen Restwert eingestellt werden, wenn der Zähler 1 erreicht.
Die Mobilstation fährt dann mit Schritt 314 fort, wo die CPU auf einen Interrupt wartet. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik verständlich sein dürfte, wartet die CPU nicht wirklich auf einen Interrupt, aber aus Gründen der Anschaulichkeit ist in 3 ein Warteprozess dargestellt. Wenn noch kein Interrupt empfangen wurde, verbleibt die Mobilstation bei Schritt 314. Sobald ein Interrupt empfangen wurde, fährt die Mobilstation 10 mit Schritt 316 fort, wo der in Schritt 312 eingestellte Zähler dekrementiert wird. In Schritt 318 überprüft die Mobilstation, ob der Zähler abgelaufen ist, und wenn das der Fall ist, sendet die Mobilstation in Schritt 326 eine Registrierungsnachricht an die Basisstation und setzt dann in Schritt 328 den Zähler auf seinen vorherigen Wert zurück. Nach Schritt 328 kehrt die Mobilstation zu Schritt 312 zurück und wartet in Schritt 314 auf Interrupts, um in Schritt 316 den Zähler erneut zu dekrementieren.
Die Abbildung von 3 zeigt, dass das Mobilgerät in Schritt 318 eine Überprüfung durchführt, um festzustellen, ob der Zähler 1 erreicht hat. Dabei wird angenommen, dass der Zählerwert auf die nächste Ganzzahl aufgerundet wurde, als die Division der Registrierungsperiode durch das Zyklusvielfache erfolgte. Wie oben angedeutet wurde, könnte dies auch ein Wert von null sein, wenn die Ganzzahl durch Abrunden berechnet wurde.
Wenn der Zähler in Schritt 318 noch nicht den Wert 1 erreicht hat, dann kehrt die Mobilstation wieder zu Schritt 313 zurück, wo der Zeitgeber eingestellt wird, und zu Schritt 314, wo die Mobilstation auf einen Interrupt wartet, um mit der Dekrementierung des Zählers fortfahren zu können.
Wenn in Schritt 318 festgestellt wird, dass der Zähler den Wert 1 hat, dann fährt die Mobilstation mit Schritt 320 fort, wo der Zeitgeberwert auf den Rest der Neuregistrierungsperiode eingestellt wird. Die Mobilstation fährt als nächstes mit Schritt 322 fort, wo sie auf einen Interrupt wartet, der signalisiert, dass der Zeitgeber abgelaufen ist. Damit wird angezeigt, dass die Mobilstation mit den Schritten 324 und 326 fortfahren sollte, um die Neuregistrierungsnachricht im nächsten Paging-Channel-Slot zu senden.
Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik einleuchten dürfte, könnte das Diagramm von 3 vereinfacht werden, wenn die Mobilstation die Zeitgeberlänge kennt und diese Zeitgeberlänge nicht größer ist als der Wert, auf den ein Zeitgeber eingestellt werden kann. Wenn beispielsweise die Registrierung alle 15 Minuten erfolgen muss, könnte der Zähler auf einen 15-Minuten-Zeitgeber eingestellt werden, so dass in diesem Fall die Schritte 316 und 318 nicht notwendig sind und der einzige Zeitpunkt, zu dem ein Interrupt auftritt, beim Ablaufen des Zeitgebers liegt, wodurch angezeigt wird, dass eine Registrierung in Schritt 326 gesendet werden sollte, und die Mobilstation dann auf das Ablaufen der nächsten Zeit wartet, um diese Registrierungsnachricht erneut zu senden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wartet die Mobilstation 10 in Schritt 324 auf einen Paging-Channel, bevor sie in 326 die Registrierung sendet. Da der Zeitgeber nicht unbedingt beim Start eines Paging-Channel-Slots abläuft, sollte die Mobilstation in der bevorzugten Ausführungsform auf diesen Paging-Channel-Slot warten.
Das oben Ausgeführte beschreibt daher ein Verfahren und ein Gerät, bei dem die Anzahl der an eine CPU gesendeten Interrupts erheblich reduziert ist, um die CPU-Leistung zu gewährleisten. Beim Empfang der Frequenz der Registrierung kann ein Zeitgeber eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform könnte der Zeitgeber auf ein Vielfaches eines vordefinierten Zyklus eingestellt werden, um die Synchronisierung mit dem Netzwerk aufrechtzuerhalten, und könnte eine letzte Einstellung auf einen Restwert erhalten, falls das Ablaufen eines Zeitgebers nahe zum Start eines Paging-Channel-Slots erfolgt.
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird einleuchten, dass zur Implementierung des oben Ausgeführten viele Mobilstationen verwendet werden können. 4 zeigt eine exemplarische Mobilstation, die mit dem obigen Verfahren verwendet werden könnte. Die Mobilstation 1100 ist vorzugsweise ein drahtloses Zweiwegekommunikationsgerät, das mindestens über Sprach- und Datenkommunikationsfähigkeiten verfügt. Die Mobilstation 1100 verfügt vorzugsweise über die Fähigkeit zur Kommunikation mit anderen Computersystemen im Internet. In Abhängigkeit von der konkret bereitgestellten Funktionalität kann das Drahtlosgerät zum Beispiel als Daten- und Nachrichtenübertragungsgerät, als Zweiwege-Pager, als drahtloses E-Mail-Gerät, als Mobiltelefon mit Möglichkeit zur Daten- und Nachrichtenübertragung, als drahtloses Internet-Gerät oder als Datenkommunikationsgerät bezeichnet werden.
Wenn das Mobilgerät 1100 zur Zweiwegekommunikation eingerichtet ist, verfügt es über ein Kommunikationssubsystem 1111, das sowohl einen Empfänger 1112 als auch einen Sender 1114 einschließt, sowie die zugehörigen Komponenten wie beispielsweise ein oder mehrere vorzugsweise eingebettete oder interne Antennenelemente 1116 und 1118 und Lokaloszillatoren (LOs) 1113 sowie ein Verarbeitungsmodul wie beispielsweise einen digitalen Signalprozessor (DSP) 1120. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik deutlich wird, richtet sich der konkrete Aufbau des Kommunikationssubsystems 1111 nach dem Kommunikationsnetzwerk, in dem das Gerät betrieben werden soll. Beispielsweise kann die Mobilstation 1100 ein Kommunikationssubsystem 1111 enthalten, das speziell entwickelt wurde für den Betrieb im mobilen Kommunikationssystem Mobitex^TM, im mobilen Kommunikationssystem DataTAC^TM, im GPRS-Netzwerk, im UMTS-Netzwerk, im EDGE-Netzwerk oder im CDMA-Netzwerk.
Auch die Anforderungen an den Netzwerkzugriff richten sich nach dem Typ des Netzwerks 1119. In den Netzwerken Mobitex und DataTAC erfolgt die Registrierung der Mobilstation 1100 im Netzwerk beispielsweise mithilfe einer eindeutigen Identifizierungsnummer, die jeder Mobilstation zugeordnet ist. In den UMTS- und GPRS-Netzen und in einigen CDMA-Netzen ist der Netzwerkzugriff dagegen einem Teilnehmer oder Benutzer der Mobilstation 1100 zugeordnet. Eine GPRS-Mobilstation benötigt deshalb zum Betrieb in einem GPRS-Netz ein Teilnehmererkennungsmodul (Subscriber Identity Module – SIM) bzw. eine SIM-Karte und zum Betrieb in einigen CDMA-Netzen eine RUIM-Karte. Ohne eine gültige SIM/RUIM-Karte ist eine GPRS/UMTS/CDMA-Mobilstation eventuell nicht voll funktionsfähig. Lokale oder nicht an das Netzwerk gebundene Kommunikationsfunktionen sowie gesetzlich vorgeschriebene Funktionen (sofern vorhanden) wie z. B. eine Notruffunktion sind dann zwar eventuell verfügbar, die Mobilstation 1100 ist jedoch nicht in der Lage, irgendwelche anderen Funktionen zu nutzen, die eine Kommunikation über das Netzwerk 1100 voraussetzen. Die SIM/RUIM-Schnittstelle 1144 ist normalerweise ähnlich einem Kartensteckplatz, der das Einführen und Entfernen einer SIM/RUIM-Karte ähnlich einer Diskette oder PCMCIA-Karte ermöglicht. Die SIM/RUIM-Karte kann eine Speicherkapazität von ungefähr 64 K haben und viele Schlüsselkonfigurationsdaten 1151 sowie sonstige Informationen 1153 wie identifikations- und teilnehmerbezogene Informationen enthalten.
Wenn die erforderlichen Netzwerkregistrierungs- oder Aktivierungsprozeduren abgeschlossen sind, kann die Mobilstation 1100 Kommunikationssignale über das Netzwerk 1119 senden und empfangen. Die durch die Antenne 1116 über das Kommunikationsnetzwerk 1119 empfangenen Signale werden dem Empfänger 1112 zugeführt, der solche üblichen Empfängerfunktionen wie die Signalverstärkung; die Frequenzabwärtsmischung, die Filterung, die Kanalauswahl und dergleichen und in dem in 4 gezeigten Beispiel auch die Analog-Digital-(A/D)-Wandlung durchführen kann. Die A/D-Wandlung eines empfangenen Signals ermöglicht die Durchführung komplexerer Kommunikationsfunktionen wie Demodulation und Decodierung im DSP 1120. In einer ähnlichen Weise werden die zu übertragenden Signale durch den DSP 1120 verarbeitet, einschließlich beispielsweise Modulation und Codierung, und in den Sender 1114 eingespeist, wo die Digital-Analog-(D/A)-Wandlung, die Frequenzaufwärtsmischung, die Filterung, die Verstärkung und die Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk 1119 mit der Antenne 1118 erfolgt. Der DSP 1120 verarbeitet nicht nur die Kommunikationssignale, sondern übernimmt auch die Empfänger- und Sendersteuerung. Beispielsweise können die im Empfänger 1112 und im Sender 1114 auf die Kommunikationssignale angewendeten Verstärkungsgrade adaptiv durch automatische Verstärkungsregelungsalgorithmen gesteuert werden, die im DSP 1120 implementiert sind.
Das Netzwerk 1119 kann außerdem mit mehreren Systemen kommunizieren, wozu ein Server 1160 und andere Elemente (nicht dargestellt) zählen. Beispielsweise kann das Netzwerk 1119 sowohl mit einem Enterprise-System als auch mit einem Webclient-System kommunizieren, um verschiedene Clients mit verschiedenen Service-Levels zu berücksichtigen.
Die Mobilstation 1100 enthält vorzugsweise einen Mikroprozessor 1138, der den Gesamtbetrieb des Geräts steuert. Die Kommunikationsfunktionen, zu denen mindestens Daten- und Sprachkommunikation gehören, werden durch das Kommunikationssubsystem 1111 ausgeführt. Der Mikroprozessor 1138 interagiert auch mit zusätzlichen Subsystemen wie dem Display 1122, dem Flash-Speicher 1124, dem Random Access Memory (RAM) 1126, den zusätzlichen Ein-/Ausgabe-(E/A)-Subsystemen 1128, dem seriellen Anschluss 1130, der Tastatur 1132, dem Lautsprecher 1134, dem Mikrofon 1136, einem Nahbereichs-Kommunikationssubsystem 1140 und sonstigen Gerätesubsystemen, die allgemein mit 1142 bezeichnet sind.
Einige der in 4 gezeigten Subsysteme führen kommunikationsbezogene Funktionen aus, während andere Subsysteme für "residente" oder gerätespezifische Funktionen verantwortlich sind. Beispielsweise können die Tastatur 1132 und das Display 1122 sowohl für kommunikationsbezogene Funktionen wie das Eingeben einer Textnachricht zur Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk als auch für geräteresidente Funktionen wie einen Kalender oder eine Aufgabenliste verwendet werden.
Die vom Mikroprozessor 1138 verwendete Betriebssystemsoftware ist typischerweise in einem Dauerspeicher wie einem Flash-Speicher 1124 gespeichert, bei dem es sich alternativ auch um einen Festwertspeicher (Read-Only Memory, ROM) oder um ein ähnliches Speicherelement (nicht dargestellt) handeln kann. Dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird einleuchten, dass das Betriebssystem, spezifische Geräteanwendungen oder Teile davon temporär in einen flüchtigen Speicher wie den RAM 1126 geladen werden können. Auch die empfangenen Kommunikationssignale können im RAM 1126 gespeichert werden. Außerdem ist im schreibgeschützten Speicher vorzugsweise eine eindeutige Kennung gespeichert.
Wie gezeigt wird, kann der Flash-Speicher 1124 in verschiedene Bereiche für sowohl Computerprogramme 1158 als auch für die Speicherung von Programmdaten 1150, 1152, 1154 und 1156 unterteilt sein. Diese verschiedenen Speichertypen zeigen an, dass jedes Programm einen Teil des Flash-Speichers 1124 für seine eigenen Datenspeicheranforderungen zuweisen kann. Der Mikroprozessor 1138 ermöglicht vorzugsweise zusätzlich zu seinen Betriebssystemfunktionen die Ausführung von Softwareanwendungen auf der Mobilstation. Eine bestimmte Anzahl von Anwendungen zur Steuerung der grundlegenden Funktionen, einschließlich z. B. mindestens der Anwendungen zur Daten- und Sprachkommunikation, sind normalerweise bereits herstellerseitig auf der Mobilstation 1100 installiert. Eine bevorzugte Softwareanwendung kann eine PIM-Anwendung (Personal Information Manager) sein, die über Funktionen zum Organisieren und Verwalten von Datenobjekten verfügt, die zu dem Benutzer der Mobilstation gehören, was beispielsweise unter anderem E-Mails, Kalenderereignisse, Sprachnachrichten, Termine und Aufgabenobjekte sein können. Natürlich würden auf der Mobilstation auch ein oder mehrere Speicherbereiche verfügbar sein, um die Speicherung von PIM-Datenobjekten zu ermöglichen. Eine solche PIM-Anwendung wäre vorzugsweise in der Lage, Datenobjekten über das Drahtlosnetzwerk 1119 zu senden und zu empfangen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die PIM-Datenelemente über das Drahtlosnetzwerk 1119 nahtlos mit den zum Benutzer der Mobilstation gehörenden Datenelementen integriert, synchronisiert und aktualisiert, die auf einem Host-Computersystem gespeichert oder diesem zugehörig sind. Weitere Anwendungen können auch über das Netzwerk 1119, über ein zusätzliches I/O-Subsystem 1128, über den seriellen Anschluss 1130, über das Nahbereichs-Kommunikationssubsystem 1140 oder über jedes andere geeignete Subsystem 1142 auf die Mobilstation 1100 geladen und durch einen Benutzer im RAM 1126 oder vorzugsweise in einem nichtflüchtigen Speicher (nicht dargestellt) installiert werden, so dass sie durch den Mikroprozessor 1138 ausgeführt werden können. Eine derartige Flexibilität bei der Anwendungsinstallation erhöht die Funktionalität des Geräts und kann erweiterte geräteeigene Funktionen, kommunikationsbezogene Funktionen oder beides ermöglichen. Zum Beispiel können durch sichere Kommunikationsanwendungen elektronische kommerzielle Funktionen und andere gleichartige finanzielle Transaktionen auf der Mobilstation 1100 ermöglicht werden. Diese Anwendungen müssen in vielen Fällen jedoch gemäß der obigen Ausführungen von einem Betreiber genehmigt werden.
In einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal wie z. B. eine Textnachricht oder ein Webseitendownload durch das Kommunikationssubsystem 1111 verarbeitet und in den Mikroprozessor 1138 eingespeist, der das empfangene Signal vorzugsweise weiterverarbeitet zur Ausgabe an das Display 1122 oder alternativ an ein zusätzliches E/A-Gerät 1128. Ein Benutzer der Mobilstation 1100 kann auch Datenobjekte wie beispielsweise E-Mail-Nachrichten erstellen, wozu die Tastatur 1132, bei der es sich vorzugsweise um eine vollständige alphanumerische Tastatur oder um eine für Telefone typische Tastatur handelt, in Verbindung mit dem Display 1122 und möglicherweise einem zusätzlichen E/A-Gerät 1128 verwendet wird. Die so erstellten Objekte können durch das Kommunikationssubsystem 1111 über ein Kommunikationsnetzwerk übertragen werden.
Für die Sprachkommunikation ist der allgemeine Betrieb der Mobilstation 1100 gleich, außer dass die empfangenen Signale vorzugsweise zum Lautsprecher 1134 ausgegeben werden, und die Signale für die Übertragung würden durch ein Mikrofon 1136 erzeugt werden. Alternative Sprach- oder Audio-E/A-Subsysteme, wie z. B. ein Aufzeichnungssystem für Sprachnachrichten, können auch auf der Mobilstation 1100 implementiert sein. Obwohl die Sprach- oder Audiosignalausgabe in erster Linie durch den Lautsprecher 1134 erreicht wird, kann auch das Display 1122 verwendet werden, um beispielsweise eine Anzeige zur Identität des Anrufers, zur Dauer eines Sprachanrufs oder zu anderen auf Sprachanrufe bezogene Informationen bereitzustellen.
Der serielle Anschluss 1130 aus 4 wäre normalerweise in einer Mobilstation des Typs PDA (Personal Digital Assistent) implementiert, für die eine Synchronisierung mit einem Desktopcomputer des Benutzers (nicht dargestellt) erwünscht ist. Ein solcher Anschluss 1130 würde es einem Benutzer ermöglichen, über ein externes Gerät oder eine Softwareanwendung Voreinstellungen festzulegen, und würde die Fähigkeiten der Mobilstation 1100 durch das Bereitstellen von Informationen oder Softwaredownloads zur Mobilstation 1100 erweitern, das nicht über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk erfolgt. Der alternative Downloadpfad kann beispielsweise verwendet werden, um über eine direkte und damit zuverlässige und vertrauenswürdige Verbindung einen Verschlüsselungsschlüssel auf das Gerät zu laden, um eine sichere Gerätekommunikation zu ermöglichen.
Sonstige Kommunikationssubsysteme 1140, wie beispielsweise ein Nahbereichs-Kommunikationssubsystem, sind weitere optionale Komponenten, die die Kommunikation zwischen der Mobilstation 1100 und verschiedenen Systemen oder Geräten ermöglichen, bei denen es sich nicht unbedingt um gleichartige Geräte handeln muss. Beispielsweise kann das Subsystem 1140 ein Infrarotgerät sowie die zugehörigen Schaltungen und Komponenten oder ein Bluetooth^TM-Kommunikationsmodul enthalten, um die Kommunikation mit Systemen und Geräten zu ermöglichen, die über die gleichen Funktionen verfügen.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind Beispiele für Strukturen, Systeme oder Verfahren, die über Elemente verfügen, die den Elementen der Techniken dieser Anmeldung entsprechen. Die vorliegende schriftliche Beschreibung kann den Fachmann auf dem Gebiet der Technik in die Lage versetzen, Ausführungsformen herzustellen und zu verwenden, die über alternative Elemente verfügen, welche jedoch in gleicher Weise den Elementen der Techniken dieser Anmeldung entsprechen. Der vorgesehene Umfang der Techniken dieser Anmeldung schließt somit auch andere Strukturen, Systeme oder Verfahren ein, die nicht von den hier beschriebenen Techniken dieser Anmeldung abweichen, und schließt ferner andere Strukturen, Systeme oder Verfahren mit unwesentlichen Abweichungen von den hier beschriebenen Techniken dieser Anmeldung ein.

Claims

Ein Verfahren zur verbesserten Zeitgeber-basierten Registrierung eines Mobilgeräts (10, 1100) in einem Netzwerk (1119), wobei das Netzwerk eine Standard-Zykluszeit für Interrupts hat und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: das Empfangen (310) am Mobilgerät einer Systemparameternachricht (20) vom Netzwerk, wobei die Nachricht einen Wert enthält, der eine Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt; das Einstellen eines Zeitgeberwerts (313) in einem Zeitgeber, der die Stelle der Interrupts einnimmt, d. h. der Zeitgeber muss die CPU des Mobilgeräts nicht unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist, in dem Mobilgerät, wobei der Zeitgeberwert größer ist als die Standard-Zykluszeit und geringer ist als die Frequenz für die periodische Registrierung; das Einstellen (312) eines Zählers zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers, wobei das Mobilgerät den Zeitgeber und den Zähler auf der Basis des Werts einstellt, der die Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt; das Starten des Zeitgebers; beim Ablaufen des Zeitgebers das Dekrementieren (316) des Zählers; beim Ablaufen des Zählers das Einstellen eines zweiten Zeitgeberwerts in dem Zeitgeber, das Einstellen des Zählers zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers; das Starten des Zeitgebers; beim Ablaufen des Zeitgebers das Dekrementieren des Zählers; beim Ablaufen des Zählers das Warten (324) auf einen Paging-Slot zum Kommunizieren mit dem Netzwerk; und das Senden (326) einer Registrierungsnachricht zum Netzwerk in dem Paging-Slot; wobei der zweite Zeitgeberwert ein Restwert ist: a) dieser Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, oder b) dieser Restwert eingestellt ist auf ein Intervall, das der Standard-Zykluszeit entspricht, und wobei in diesem Fall der Zähler zum Zählen der Abläufe des Zeitgebers mit dem Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, geteilt durch die Standard-Zykluszeit.
Das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Zeitgeberwert auf ein Vielfaches der Standard-Zykluszeit eingestellt ist.
Das Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei das Vielfache der Standard-Zykluszeit die kürzeste Registrierungszeit repräsentiert, die in dem Netzwerk (1119) zulässig ist.
Das Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Netzwerk (1119) ein CDMA-Netzwerk ist.
Das Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Zeitgeber in Form von Hardware implementiert ist.
Das Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 5, des Weiteren umfassend die Schritte des Zurücksetzens (328) des Zählers und des Neustartens des Zeitgebers nach dem Schritt des Sendens.
Ein Mobilgerät (10, 1100) mit verbesserter Zeitgeber-basierter Registrierung in einem Netzwerk (1119), das über Paging-Slots verfügt, wobei das Netzwerk eine Standard-Zykluszeit für Interrupts erfordert, und das Mobilgerät umfasst: einen Empfänger (1112) zum Empfangen einer Systemparameternachricht vom Netzwerk, wobei die Nachricht einen Wert enthält, der eine Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt; einen Zeitgeber mit einem einstellbaren Zeitgeberwert, der die Stelle der Interrupts einnimmt, d. h. der Zeitgeber muss die CPU des Mobilgeräts nicht unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist; Mittel (1138) zum Einstellen des Zeigeberwerts auf einen Wert, der größer ist als die Standard-Zykluszeit; einen Zähler zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers; und einen Sender (1114) zum Senden einer Registrierungsnachricht zum Netzwerk, wobei das Mobilgerät eingerichtet ist zum Einstellen des Zeitgebers und des Zählers auf der Basis des Werts, der die Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt, zum Starten des Zeitgebers, zum Dekrementieren des Zählers, wenn der Zeitgeber den Zeitgeberwert erreicht, zum Einstellen eines zweiten Zeitgeberwerts in dem Zeitgeber, wenn der Zähler null erreicht, zum Dekrementieren des Zählers, wenn der Zeitgeber den Zeitgeberwert erreicht, zum Starten des Zeitgebers, zum Warten auf den nächsten Paging-Slot, wenn der Zähler null erreicht, und zum Senden der Registrierungsnachricht in dem Paging-Slot; wobei der zweite Zeitgeberwert ein Restwert ist: a) dieser Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, oder b) dieser Restwert eingestellt ist auf ein Intervall, das der Standard-Zykluszeit entspricht, und wobei in diesem Fall der Zähler zum Zählen der Abläufe des Zeitgebers mit dem Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, geteilt durch die Standard-Zykluszeit.
Das Mobilgerät (10, 1100) gemäß Anspruch 7, wobei die Mittel (1138) zum Einstellen des Zeitgeberwerts eingerichtet sind zum Einstellen des Zeitgeberwerts auf ein Vielfaches der Standard-Zykluszeit.
Das Mobilgerät (10, 1100) gemäß Anspruch 8, wobei das Vielfache der Standard-Zykluszeit die kürzeste Registrierungszeit repräsentiert, die in dem Netzwerk zulässig ist.
Das Mobilgerät (10, 1100) gemäß jedem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das Netzwerk (1119) ein CDMA-Netzwerk ist.
Das Mobilgerät (10, 1100) gemäß jedem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Zeitgeber in Form von Hardware implementiert ist.
Das Mobilgerät (10, 1100) gemäß jedem der Ansprüche 7 bis 11, wobei das Mobilgerät Mittel zum Zurücksetzen des Zählers und zum Neustarten des Zeitgebers nach dem Senden einer Registrierungsnachricht umfasst.
in Computerprogrammprodukt zur verbesserten Zeitgeber-basierten Registrierung eines Mobilgeräts (10, 1100) in einem Netzwerk (1119), wobei das Netzwerk über eine Standard-Zykluszeit für Interrupts verfügt und das Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Medium (1124) umfasst, das Programmcodemittel enthält, die durch einen Prozessor (1138) eines Computergeräts, -systems oder -apparats ausgeführt werden kann, um das Verfahren gemäß jedem der Ansprüche 1 bis 8 zu implementieren.
Ein Drahtlos-Kommunikationssystem, umfassend ein Drahtlosnetzwerk (1119) und mindestens ein Mobilgerät (10, 1100) gemäß jedem der Ansprüche 7 bis 12.