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I. Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf Hochfrequenz-
bzw. Radioverbindungen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung
auf analoge Zellen-Funktelefone.
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II. Beschreibung verwandter
Technik
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Ein analoges Zellen-Funktelefonsystem
verwendet zahlreiche Antennen, die über ein geographisches Gebiet
hinweg angeordnet sind. Jede Antenne befindet sich typischerweise
am Mittelpunkt einer Zelle, die in sechs 60°-Sektoren unterteilt ist. Jeder Sektor
besitzt eine Gruppe von Frequenzen, die mit niedriger Leistung übertragen
werden, um mit den mobilen übertragbaren
Funktelefonen, die sich innerhalb des Sektors befinden, in Nachrichtenverbindung zu
treten. Wenn sich das Funktelefon aus einem Sektor in einen anderen
Sektor oder von einer Zelle in eine andere Zelle bewegt, so wird
die verwendete Frequenz automatisch umgeschaltet, was gestattet, dass
der Telefonanruf ununterbrochen durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht es
dem Funktelefonbenutzer in Kontakt mit der Basisstation der Zelle
zu bleiben, und daher befindet sich bei landbasierten Telefonsystemen
das Radiotelefon jederzeit innerhalb des Bereichs eines Zellen-Funktelefonsystems.
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Während
des Betriebs eines Zellen-Funktelefonsystems werden Datennachrichten
kontinuierlich zwischen dem Funktelefon und der Basisstation übertragen.
Zu diesen Nachrichten gehören
Befehle, die anfordern, dass der Funktelefontransceiver seinen Sendeleistungspegel ändert, dass
die Kanalzuweisung oder das Kanalassignment zur Freigabe des Anrufs
geändert
wird, oder aber auch ähnliche
Anforderungen bzw. Befehle. Einige dieser Nachrichten werden auf
dem Vorwärtskanal
von der Basisstation zum Funktelefon übersandt und andere Nachrichten werden
auf dem Rückwärtskanal
vom Funktelefon zur Basisstation gesendet.
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Wenn das Funktelefon eingeschaltet
wird und das System erfasst hat und noch keinen Anruf verarbeitet,
so wird es als in dem Leerlaufzustand befindlich angesehen. In diesem
Zustand wartet das Funktelefon auf eine Benutzereingabe oder auf
Befehle von der Basisstation. Im Leerlaufzustand verarbeitet das
Funktelefon fortlaufend ankommende Signal bzw. Signalisierungsnachrichten
von der Basisstation. Es gibt drei Arten von Signalnachrichten:
Mobilstationsteuernachrichten, „overhead" Organisationsnachrichten und Steuerfüllnachrichten.
Diese Nachrichten sind im Einzelnen in der folgenden Literaturstelle
diskutiert: Telecommunications Industry Association/Electronic Industries
Association Interim Specification –95 (TIA/EIA IS-95).
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Die Mobilstation-Steuernachricht
wird über den
Vorwärtskanal
zu den Funktelefonen übertragen. Wenn
die Nachricht die Mobilidentifikationsnummer (MIN = mobile identification
number) des Funktelefons enthält,
typischerweise die Telefonnummer dann weiß das Funktelefon, dass die
Nachricht diese spezielle Einheit betrifft. Das Funktelefon verarbeitet dann
die Nachricht um zu bestimmen, was für eine Tätigkeit ergriffen werden muss.
Das Format einer Mobilstation-Steuernachricht ist in 2A und 2B dargestellt. Die unterschiedlichen
Felder bzw. Gebiete dieser Steuernachricht werden im Einzelnen in IS-95,
Abschnitt 3, diskutiert. Diese Nachricht kann sowohl aus Wort 1
und Wort 2 bestehen und in einigen Fällen nur aus Wort 1.
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In dieser Figur ist T1T2 des Wortes 2 das Typenfeld, in diesem Falle '10'. SCC ist der SAT
Farbcode. MIN2 ist der Gebietscodeteil (Vorwahlnummer) der Telefonnummer
des Radio- oder Funktelefons. EF ist der erweiterte Protokollindikator.
LOCAL/MSG_TYPE ist das Nachrichtentypfeld, ORDQ ist das Order- oder
Befehlsqualifizierfeld, ORDER ist das Order- oder Befehlsfeld und P ist das Parity
oder Paritätsfeld.
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Die Overheadnachrichten werden zu
sämtlichen
Funktelefonen im System gesendet. Diese Nachrichten informieren
das Funktelefon über
die Sys temparameter und die Änderungen
in den Systemparametern. Die Overheadnachrichten werden alle 0,8
Sekunden durch die Basisstation übertragen. Die
Systemparameter ändern
sich jedoch nur selten. Das Format einer Overheadnachricht ist in
den 3A und B dargestellt. Die unterschiedlichen Felder
dieser Nachricht werden im Einzelnen in IS-95, Abschnitt 3, diskutiert.
Diese Nachricht besteht aus zwei Worten.
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In dieser Figur ist DCC der digitale
Farbcode und SID1 ist Teil der Systemidentifikation. EP ist der erweiterte
Protokollfähigkeits-
oder Kapabilitätsindikator,
AUTH ist das Authentisierungsverfahrens– Unterstützungsfeld (authentication
procedure support field), PCI ist das Dualmode-Unterstützungsfeld, NAWC
ist die Anzahl der zusätzlichen
kommenden Worte und OHD ist das Overheadnachrichten-Typfeld.
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Steuerfüllnachrichten werden durch
die Basisstation übertragen,
wenn keine anderen Nachrichten über
den Vorwärtssteuerkanal übertragen
werden. Diese Nachrichten können
zwischen Nachrichten eingesetzt werden und auch zwischen Wortblöcken einer
Mehrfachwortnachricht. Diese Nachrichten werden nicht durch das
Funktelefon, wenn es sich im Leerlaufzustand befindet, verwendet.
Es ist daher nicht notwendig, dass das Funktelefon diese Nachrichten
im Leerlaufzustand verarbeitet. Das Format einer Steuerfüllnachricht
ist in 4 dargestellt. Die
unterschiedlichen Felder dieser Nachricht werden im Einzelnen in
IS-95, Abschnitt 3, diskutiert.
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In dieser Figur ist CMAC das Steuermobildämpfungsfeld.
SDCC1 und 2 sind ergänzende
Digitalfarbcodes. WFOM bezeichnet das Warten für das Overheadnachrichten-Feld.
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Ein leerlaufendes Funktelefon muss
während
des Leerlaufs jede der obigen Nachrichten verarbeiten, um zu bestimmen,
ob die Nachricht für
diese spezielle Einheit bestimmt ist, oder ob die Nachricht vom
Funktelefon verlangt, irgendeine Aufgabe auszuführen. Diese Verarbeitung macht
es er forderlich, dass der Hauptprozessor des Funktelefons diese
Verarbeitung ausführt.
Dies verschwendet Batterieleistung, was die Standbyzeit und die
Sprechzeit der Batterie verringert. Es ergibt sich somit ein Bedürfnis für eine energieeffizientere
Verarbeitung der Signalnachrichten.
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EP-A-O 315 260 beschreibt eine Zellen-Funktelefonvorrichtung,
in der mehrere Funktionen durch einen von einem CMOS-Mikrocontroller gesondert
vorhandenen CMOS-Datenprozess ausgeführt werden, wie beispielsweise
die Folgenden: Decodieren und Codieren von Datensignalen, Detektieren
des Besetzt-Leerlaufbits und Übertragen
des überwachenden
Audio-Tonsignals. Der Datenprozessor kann mit einer niedrigeren
Taktfrequenz betrieben werden, als der Mikrocontroller, was es ermöglicht,
dass Strom gespart wird und zwar verglichen mit der Verarbeitung
dieser Funktionen in dem Software verwendenden Mikrocontroller.
Auf diese Weise werden die in die Zellen-Funktelefonvorrichtung
eingegebenen Signale anfangs verarbeitet, um den Datenprozessor
zu versorgen, der dann eine Datenausgabe vorsieht, wenn ein Signal
gesendet werden soll und eine „mute" Ausgangsgröße, wenn
Daten sich auf einem Sprachkanal befinden. Der Mikrocontroller ist
mit einer Tastatur verbunden und eine Zweiwege-Datenverbindung zwischen
dem Datenprozessor und dem Mikrocontroller vorgesehen. Der Datenprozessor
erledigt die mondänen
Aufgaben, die mit Daten in Beziehung stehen, die in den Vorwärt- und Rückwärtssignalen
vorhanden sind. Der Mikrocontroller arbeitet mit der höheren Taktfrequenz
und führt nur
diejenigen Aufgaben aus, die am Besten für die Verarbeitung in Software
geeignet sind. Zu diesen Aufgaben gehört das Erkennen, ob die Adresse,
die in einem Vorwärtssignal
enthalten ist, diejenige der Vorrichtung ist. Wenn der Mikrocontroller
nicht tatsächlich
Daten verarbeitet, so kann er in eine Ruhebetriebsart zurückkehren,
in der der Stromverbrauch minimal ist.
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Es sei auch auf EP-A-O 655 872 hingewiesen,
die nach dem Prioritätstag
der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht
wurde und daher den Vorschriften des Artikels 54 (3) EPC unterliegt.
Hier ist eine Mobilstation beschrieben, wie beispielsweise ein Mobiltelefon
und zwar umfasst in schrieben, wie beispielsweise ein Mobiltelefon
und zwar umfasst in einem Zellentelefonsystem, welches Paging-Nachrichten
verarbeitet unter Verwendung eines Dualanschluss-RAM-Speichers,
verbunden zwischen einem Signalprozessor und einem Mikroprozessor.
Eine empfangene Paging-Nachricht, und zwar codiert durch den Signalprozessor
wird zu dem RAM-Memory oder Speicher übertragen. Die in der Paging-Nachricht
enthaltene Identitätsnummer
wird mit der Identitätsnummer
des Mikroprozessors durch den Signalprozessor verglichen. Nur dann,
wenn zwei Identitätsnummern
oder -zahlen kongruent sind, wird der Mikroprozessor durch eine
gesonderte Unterbrechungsleitung aktiviert. Da die meisten der Paging-Nachrichten
entweder leere Nachrichten sind oder aber für andere Mobilstationen beabsichtigt sind,
kann der Mikroprozessor einen Leistungspegel verwenden, der so niedrig
wie möglich
ist, während des
Paging-Betriebs von Nachrichten, während die Mobilstation in einem
Standbyzustand sich befindet.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung sieht ein
Verfahren nach Anspruch 1 vor, und zwar zur Handhabung von Nachrichten
in einem Funktelefon. Das Funktelefon besitzt einen Prozessor und
geeigneter Weise auch ein Filter. Die Nachrichten umfassen Nachrichten
eines ersten Typs und Nachrichten eines zweiten Typs und werden
durch eine Basisstation übertragen. Das
Verfahren beginnt mit dem Empfang einer Signalisierungsnachricht
von der Basisstation durch das Funktelefon. Das Filter bestimmt
die Art oder den Typ dieser Signalisierungsnachricht. Wenn die Signalisierungsnachricht
zum ersten Typ gehört,
wird diese Nachricht ignoriert. Wenn die erste Signalisierungsnachricht
zum zweiten Typ gehört,
so wird diese Signalisierungsnachricht zum Prozessor geleitet.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Filterverfahrens.
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2A und 2B zeigen das Format einer
typischen Mobilstations– Steuernachricht.
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3A und 3B zeigen das Format einer
typischen Overhead– Nachricht.
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4 zeigt
das Format einer typischen Steuerfüllnachricht.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist in 1 dargestellt. Dieses Verfahren
sieht das Filtern der ankommenden Nachrichten vor, während sich das
Funktelefon sich in dem Leerlaufzustand befindet. Durch Herausfiltern
der Nachrichten, die normalerweise durch den Hauptprozessor des
Funktelefons verarbeitet werden, kann der Hauptprozessor in seinem
Schlafzustand verbleiben, wodurch Leistung eingespart wird. Das
Filter macht den Prozessor nur auf die Nachrichten aufmerksam, die
dessen Aufmerksamkeit erforderlich machen.
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Das Verfahren beginnt damit, dass
der Hauptprozessor zum Filter Information schickt, und zwar betreffend
die MIN des Funktelefons, den „Roam" Status und die Leerlauf
Ein/Aus-Anzeige. Der Roam-Status betrifft den Zustand, ob das Funktelefon
in seinem eigenen System arbeitet oder ob es in einem anderen System
arbeitet, was auch als „Roaming" bekannt ist.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann
die MIN entweder ersetzt oder ergänzt werden durch eine andere
Identifikationsnummer oder -zahl. Diese Nummer kann den internationalen
Mobilstations-Identifizierer (IMSI = International Mobile Station Identifier)
umfassen, der derzeit in Europa implementiert ist und der für zukünftige Revisionen
des analogen Zellstandards geplant ist.
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Um im Heimatsystem Bandbreite einzusparen,
kann der Träger
nur mit MIN1 senden, die sieben Ziffern aufweisende Telefonnummer
des Funktelefons und zwar zur Übertragung
zum Funktelefon, da das Filter weiß, dass das Funktelefon im
Heimatsystem arbeitet und dass das System nur MIN1 sendet, so muss
das Filter nur nach MIN1 und nicht nach MIN2 Ausschau halten, der Vorwahlnummer
des Radiotelefons. Wenn das Funktelefon in der „Roaming"– Betriebsart
ist, so muss der Träger
sowohl MIN1 als auch MIN2 aussenden, um das Funktelefon richtig
zu initiieren. Daher muss das Filter sowohl nach MIN2 zusätzlich zu
MIN 1 suchen.
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Die Leerlauf Ein/Aus-Anzeige informiert
das Filter wann sich das Funktelefon in einem Leerlaufzustand befindet.
Wenn sich das Funktelefon nicht in dem Leerlaufzustand befindet,
so handhabt der Hauptprozessor die Verarbeitung der empfangenen Nachrichten.
In diesem Fall ist das Filter nicht erforderlich. Wenn sich das
Funktelefon in dem Leerlaufzustand befindet, so ist der Hauptprozessor
in einem Niedrigleistungsschlaf-Zustand und das Filter führt die
Vorverarbeitung der empfangenen Signalisierungs- oder Signalnachrichten
durch.
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Wenn – vgl. 1 – eine
Nachricht empfangen wird, bestimmt das Filter als erstes den Nachrichtentyp.
Dies wird dadurch erreicht, dass man die T1T2 Bits des Wortes überprüft. Wenn diese Bits eine binäre „00" (101) sind,
so ist die Nachricht eine Mobilstations-Steuernachricht, wobei nur
Wort 1 gesendet wird.
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Wenn der Roam-Status YES anzeigt,
d. h. dass das Funktelefon sich im Roaming-Zustand (ROAM STATUS
ON 102) befindet, so braucht die Signalisierungsnachricht
nicht durch den Prozessor berücksichtigt
werden. In diesem Falle wird die Nachricht beseitigt (DISCARD 103).
Wenn der Roam-Status NO anzeigt, d. h. dass das Funktelefon sich
nicht im Roaming-Zustand befindet (102), so prüft das Filter
als nächstes
das MIN1-Feld (MIN1 CHECK 104). Wenn MIN1 nicht die Nummer
des Funktelefons enthält,
ist die Nachricht nicht für
dieses spezielle Funktelefon vorgesehen und sie wird beseitigt (103). Wenn
MIN1 mit der Nummer des Funktelefons übereinstimmt (YES), ist die
Nachricht für
dieses spezielle Funktelefon vorgesehen und sie wird an den Prozessor
(SIGNAL PROCESSOR 106) weitergegeben, und zwar zur weiteren
Verarbeitung entsprechend dem Nachrichtentyp.
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Wenn T1T2 eine binäre „01" (110) ist, so hat die Basisstation
eine Zweiwort– Mobilstationssteuernachricht über den
Vorwärtssteuerkanal
gesendet. Wenn dies der Fall ist, so prüft das Filter als nächstes das
MIN1-Feld (MIN1 CHECK 111) des Wort 1 (WORD 1) für die richtige
Funktelefonnummer. Wenn die MIN1-Feldinhalte nicht mit der Funktelefonnummer übereinstimmen,
so ist diese Nachricht nicht für dieses
spezielle Funktelefon vorgesehen und die Nachricht wird beseitigt
(DISCARD 103).
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Wenn MIN1 gleich der Nummer des Funktelefons
ist, so wartet das Filter auf das nächste Wort (WAIT FOR NEXT WORD 112)
in der Folge oder Sequenz. Wenn das nächste Wort keine binäre „10" in dem T1T2-Feld (113)
besitzt, so wird das Wort (WORD) dahingehend geprüft, ob möglicherweise eine
Steuerfüllnachricht
(control filler message) (135 und 140) vorliegt. Eine Steuerfüllnachricht
wird übersprungen,
bis eine Nicht-Steuerfüllnachricht
empfangen wird. Wenn es keine Steuerfüllnachricht oder ein zweites
Wort einer Mobilstationssteuernachricht ist, so wird das Wort (WORD)
beseitigt (DISCARD 103).
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Wenn das Wort eine Mobilstations-Steuernachricht
ist, so wird das MIN2-Feld überprüft (MIN2 CHECK 114)
um zu bestimmen, ob die richtige Vorwahlnummer vorhanden ist. Wenn
dies nicht der Fall ist, so ist die Nachricht nicht für dieses
spezielle Funktelefon bestimmt und die Nachricht wird beseitigt
(DIS- CARD 103). Wenn die Inhalte des MIN2-Feldes mit der
Vorwahlnummer (area code) des Funktelefons übereinstimmen, so war diese Nachricht
für dieses
spezielle Funktelefon bestimmt und die Nachricht wird zu dem Prozessor
zur weiteren Verarbeitung (SIGNAL PROCESSOR 106) weitergeleitet.
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Wenn die anfangs empfangene Nachricht eine
binäre „11" in dem T1T2-Feld (120)
enthält,
so ist das Wort eine „Overhead"-Nachricht. Als nächstes prüft das Filter
das OHD-Feld (121) der empfangenen Nachricht um den Typ
oder die Art der Overhead-Nachricht zu bestimmen. Wenn das OHD-Feld eine
binäre „110" enthält, so ist
die Nachricht eine Systemparameter-Overhead-Nachricht. In diesem Falle wird die
Nachricht zu dem Prozessor zur weiteren Verarbeitung (106)
gesandt, da dieses Wort erforderlich ist, um die Systempa rameter
auf den neuesten Stand zu bringen. Wenn das OHD-Feld irgendetwas
anderes enthält,
so ist die Nachricht nicht wichtig und wird beseitigt (DIS- CARD 103).
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Wenn das T1T2-Feld eine binäre „10" (130) enthält, so ist die Nachricht außer Reihe
oder Sequenz (nicht das erste Wort einer Nachricht) und ist daher
nicht von Wichtigkeit für
den Prozessor. Diese Nachricht wird ohne weitere Verarbeitung (DISCARD 103)
beseitigt.
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In dem oben beschriebenen Filter
kann, wenn eine Nachricht zu dem Prozessor zur weiteren Verarbeitung
gesendet wird irgendein bekanntes Unterbrechungsschema verwendet
werden, um den Prozessor aufzuwecken. Dies kann eine verdrahtete Unterbrechungsleitung
vom Filter zum Prozessor sein, um den Prozessor aus dem Schlafzustand
herauszubringen und die empfangene Nachricht zu lesen.
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Der Betrieb des Filters der vorliegenden
Erfindung wird durch den Prozessor beim Eintritt in den Leerlaufzustand
in Gang gesetzt. Wenn das Filter in Gang gesetzt oder eingeschaltet
ist, führt
es das erfindungsgemäß in 1 dargestellte Verfahren
aus. Wenn das Filter dem Prozessor signalisiert, dass eine Nachricht
empfangen wurde, die die weitere Verarbeitung erfordert, so wird
das Filter abgeschaltet, um den Prozessor den Empfang darauffolgender Worte
zu gestatten. Wenn der Prozessor eine volle Nachricht empfangen
hat, so schaltet er das Filter wieder ein, um den Prozess der vorliegenden
Erfindung fortzusetzen.
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Das bevorzugte Ausführungsbeispiel
des Prozesses der vorliegenden Erfindung sieht kein Filtern der
Overhead-Nachrichten vor, die von der Basisstation übertragen
werden. Das Filtern der Overhead-Nachrichten erfordert einen komplizierteren Prozess.
Auch werden die Overhead-Nachrichten mit einer geringeren Rate (0,8
s) als der regulären
Wortrate (46,3 ms) gesandt, so dass die Leistungseinsparungen aus
dem Filtern dieser Nachrichten vernachlässig bar sind. Alternative Ausführungsbeispiele könnten die
Overhead-Nachrichten ebenfalls filtern.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann
das Filter die gesamte Overhead-Nachricht speichern und die ankommenden
Overhead-Nachrichten mit der gespeicherten Nachricht vergleichen, um
zu bestimmen, ob die Nachricht zum Prozessor weitergeleitet werden
soll.
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Man erkennt, dass das oben beschriebene Filterverfahren
diejenige Zeit beträchtlich
vermindert, während
der Prozessor wach sein muss während sich
das Funktelefon im Leerlaufzustand befindet. Durch die Bestimmung
der Typen oder Arten von empfangenen Nachrichten, kann das Filter
nicht benötigte
Nachrichten beseitigen und die wichtigen Nachrichten zum Prozessor
weiterleiten. Da der Prozessor eine größere Leistung als das Filter
verbraucht, spart das Filter in der Tat Leistung ein.