DE69721166T2 - Tragbares Funk-Endgerät - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein tragbares Funk-Endgerät und insbesondere auf ein tragbares Nicht-Echt- bzw. Realzeit-Übertragung-Funkendgerät mit Mitteln zum Einsparen des Energieverbrauches.
  • EP-A-0 586 170 offenbart ein mobiles Telefon mit einem vom Benutzer aktivierten Batteriesparmodus. Wenn dieser Modus aktiviert und kein Netzwerk erkannt wird, wird mindestens der Sender des Telefons für eine vorgeschriebene oder für eine variable Zeitspanne abgeschaltet, wonach das Telefon Frequenzen scannt, in denen das Netzwerk gefunden werden kann, und wenn möglich, wird die Verbindung zum Netzwerk wieder hergestellt. Zusätzlich kann der Benutzer durch Drücken irgendeiner Taste an dem Telefon zeitweilig den Batteriesparzustand verlassen.
  • Als weiteres Beispiel des Standes der Technik für Mittel zu Einsparungen im Energieverbrauch eines tragbaren Funk-Endgeräts ist eine Vorrichtung in einer japanischen offengelegten Patentanmeldung als vorläufige Veröffentlichung Nr. 148920/'90 offenbart.
  • Bei dem tragbaren Endgerät des Standes der Technik ist die Energieübermittlung beschränkt, wenn die empfangende Feldstärke für das Einsparen des Energieverbrauchs durch Reduzieren der Energiezufuhr an die Sendeeinheit dauerhaft ist. Dauerhafte Empfangsfeldstärke bedeutet, daß in der Nähe eine Basisstation besteht, und folglich kann die Basisstation die von dem tragbaren Funk-Endgerät gesendeten Signale mit genügender Zuverlässigkeit empfangen, selbst wenn die Übertragungsenergie beschränkt ist.
  • Obwohl diese Offenbarung ein Gerät betrifft, das bei einem tragbaren Echtzeit-Funksende-Kommunikationssystem eingesetzt wird, ist es auch bei einem tragbaren Nicht-Realzeit-Funksende-Endgerät anwendbar, um Energieverbrauch durch Reduzieren der Energieversorgung an die Sendeeinheit einzusparen.
  • Dennoch bleibt beim Stand der Technik das folgende Problem, wenn eine Anwendung bei dem tragbaren Nicht-Realzeit-Funksende-Endgerät erfolgt.
  • Wenn die Empfangsfeldstärke schwach ist, d. h. wenn die Basisstation fern ist, ist eine hohe Sendeenergie und demgemäß eine starke Energiezufuhr an die Sendeeinheit erforderlich. Deshalb resultiert dieses, wenn das Übertragungsenergieniveau für Fernkommunikation als genügend eingestellt wird, in einer ungenügenden Energieersparnis, selbst wenn die Energiezufuhr nur für in der Nähe erfolgende Kommunikation reduziert wird. Andererseits wird, wenn das Übertragungsenergieniveau niedrig eingestellt ist, die Übertragungsqualität für Fernkommunikation unzureichend.
  • Deshalb ist es ein primäres Ziel der Erfindung, ein tragbares Funk-Endgerät zu schaffen, bei dem der Energieverbrauch in einem genügenden Maß wirtschaftlich ist, ohne die Übertragungsqualität zu beeinträchtigen.
  • Um dieses Ziel zu erreichen, umfaßt ein tragbares Funk-Endgerät nach der Erfindung:
    einen Feldstärkedetektor zum Erkennen der Stärke eines Empfangsfeldes;
    eine Sendeeinheit zum Übertragen von Funksignalen an eine Basisstation;
    einen Schalter zum Zuschalten oder Abschalten einer Strom- bzw. Energieversorgung für die Sendeeinheit;
    einen Speicher zum Speichern von an die Basisstation zu sendenden Signalen; und
    eine Steuereinheit zum Steuern des Schalters zwecks Unterbrechens der Stromversorgung für die Sendeeinheit, wenn die Stärke des Empfangsfeldes niedriger als ein erster Schwellenwert wird, und zum Zuschalten der Stromversorgung an die Sendeeinheit, wenn die Stärke/Intensität des Empfangsfeldes höher als ein zweiter Schwellenwert wird, wobei die Steuereinheit weiter den Speicher zum Speichern der zu sendenden Signale während eines Zeitraumes steuert, wenn die Stromversorgung abgeschaltet ist, und wobei die Steuereinheit weiter die Sendeeinheit zum Senden der in dem Speicher gespeicherten Signale steuert, wenn die Stromversorgung für die Sendeeinheit zugeschaltet ist.
  • Deshalb kann bei der Erfindung das normale Senden auf ein geringes Niveau beschränkt werden, das ausreicht, um mit der Basisstation auf kurze Entfernung zu kommunizieren, was wirkungsvolle Einsparungen im Energieverbrauch in der Sendeeinheit ermöglicht.
  • Aus dem Vorangegangenen werden weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung, der beigefügten Ansprüche und der begleitenden Zeichnungen offenbart, wobei gleiche Ziffern gleiche oder entsprechende Teile andeuten.
  • In den Zeichnungen ist:
  • 1 ein Blockschaubild, das ein tragbares Funk-Endgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
  • 2 ein Flußschaubild, das den Steuerfluß darstellt, der bei der Steuereinheit 4 der 1 im normalen Modus erfolgt; und
  • 3 ein Flußschaubild, das den Steuerfluß darstellt, der bei der Steuereinheit 4 der 1 in einem ökonomischen Energiemodus erfolgt.
  • Nunmehr werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben.
  • 1 ist ein Blockschaubild, das ein tragbares Funk-Endgerät gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • Auf 1 Bezug nehmend, werden übertragene Funksignale von einer Basisstation (nicht in den Zeichnungen gezeigt) von einer Empfangsantenne 1 empfangen und an eine Empfängereinheit 2 weitergeleitet. Die Empfängereinheit 2 ist eine Einrichtung zum Verstärken und Demodulieren der empfangenen Signale und zum Abgeben der demodulierten Signale an eine Steuereinheit 4. Von der Empfängereinheit 2 verstärkte empfangene Signale werden an einen Feldstärkedetektor 3 abgegeben. Der Feldstärkedetektor 3 ist eine Einrichtung zum Erkennen der Empfangsfeldstärke RSSI, mit der ebenfalls die Steuereinheit 4, auf die empfangenen Signale Bezug nehmend, gespeist wird.
  • Die Steuerprogramme zum Steuern des tragbaren Funk-Endgeräts werden in einem Speicher 5 gespeichert. Der Speicher 5 wird ebenfalls zum Speichern von Steuerinformationen, die zusammen mit verschiedenen Operationen des tragbaren Funk-Endgeräts erzeugt werden, und zum zeitweiligen Speichern der Signale, die an die Basisstation übermittelt werden sollen, verwendet.
  • Die Sendeeinheit 6 ist eine Einrichtung zum Modulieren und Verstärken der Sendesignale, die an die Basisstation über eine Sendeantenne 9 gesendet werden sollen. Die Sendeeinheit 6 wird mittels eines Stromes aktiv geschaltet, der von einer Stromzufuhr 7 zugeführt wird, die einen Schalter 8 zum Ein-Aus-Steuern der Stromzufuhr an die Sendeeinheit 6 aufweist.
  • Eine Tastatur 10 ist eine Eingabeeinrichtung, die für einen Benutzer zum Eingeben von Steuerinformationen, Befehlen, zu übermittelnden Nachrichten usw. vorgesehen ist.
  • Es sind eine LED (Leuchtdiode) 12, ein Vibrator 13 und ein Alarmgeber/-hörer 14 vorgesehen, um das Auftreten von Ereignissen wie Empfang einer neuen Nachricht bekanntzugeben.
  • Es wird ein Modusschalter 15 verwendet, um an die Steuereinheit 4 einen Befehl zu geben, das tragbare Funk-Endgerät zum Betrieb in einem ökonomischen Energiemodus zu steuern, was ein kennzeichnendes Merkmal der Erfindung ist.
  • Die Steuereinheit ist ein Steuerzentrum des tragbaren Funk-Endgeräts, und elektrische Schaltungen in der Steuereinheit 4 steuern den Betrieb der vorerwähnten Teile gemäß den in dem Speicher 5 gesteuerten Programmen. Die Hauptoperationen, die von der Steuereinheit 4 gesteuert werden, sind wie folgt:
    • a. Bearbeiten der von der Empfängereinheit 2 zugeführten demodulierten Signale zum demgemäßen Antreiben der LED 12, des Vibrators 13 oder des Alarmgebers 14 zum Bekanntgeben des Auftretens von Ereignissen wie Empfang einer neuen Nachricht,
    • b. Speichern von Nachrichten, die in den demodulierten, von der Empfängereinheit 2 zugeführten Signalen in dem Speicher 5enthalten sind, und Wiedergeben der notwendigen Information auf einem Display 11,
    • c. Empfangen von über die Tastatur 10 eingegebenen Nachrichten, Speichern der Nachrichten in dem Speicher 5, wenn nötig, und Übermitteln der Nachrichten an die Basisstation über die Sendeeinheit 6, und
    • d. Steuern des Operationsmodus des tragbaren Funk-Endgeräts, um beispielsweise im ökonomischen Energiemodus zu arbeiten.
  • Im einzelnen umfaßt der obige Betrieb des Steuerns des Operationsmodus folgende Verfahren:
    • (1) Auswählen des ökonomischen Energiemodus in Reaktion auf den Betrieb des Modusschalters 15,
    • (2) Speichern von Schwellenwerten V1 und V2 in dem Speicher 5, wobei die Schwellenwerte V1 und V2 über die Tastatur 10 eingegeben und bei der Steuerung des Operationsmodus verwendet werden,
    • (3) Vergleichen der Empfangsfeldstärke RSSI mit den Schwellenwerten V1 und V2 und Steuern des Ein-Aus-Zustands des Schalters 8 gemäß dem Ergebnis des Vergleiches, und
    • (4) im Speicher 5 Speichern suspendierter bzw. in der Schwebe gehaltener Sendesignale, was Sendesignale meint, die in einem Intervall bereitet werden, wenn der Schalter 8 in den Aus-Zustand gesteuert ist, und die noch nicht übertragen sind, und Übertragen der suspendierten Sendesignale, die in dem Speicher 5 gespeichert sind, wenn der Schalter 8 über die Sendeeinheit 6 in den Ein-Zustand gesteuert wird.
  • Nunmehr wird ein detaillierter Betrieb der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Flußschaubilder der 2 und 3 beschrieben, die den Steuerfluß, der in der Steuereinheit 4 erfolgt, darstellen.
  • Wenn ein Sendesignal bereitet wird, prüft die Steuereinheit 4 zuerst (in Schritt 2-1 der 2), ob der ökonomische Energiemodus von dem Modusschalter 15 ausgewählt ist oder nicht. Wenn das ökonomische Leistungsniveau ausgewählt ist, verläuft der Steuerfluß zu Steuerschritten entsprechend dem ökonomischen Leistungsniveau, wie in 3 gezeigt.
  • Anderenfalls wird das Sendesignal in einem normalen Prozeß (in Schritt 2-2) behandelt, und die Steuereinheit 4 erwartet ein weiteres Sendesignal, um zu Schritt 2-1 zurückzukehren.
  • Hier bedeutet normaler Prozeß (in Schritt 2-2) Betrieb im Normalmodus, wobei Senden und Empfangen von Signalen unabhängig von der Empfangsfeldstärke RSSI ausgeführt werden, und es werden, falls solche vorhanden sind, Sendesignale über die Sendeeinheit 6 sofort in Echtzeit gesendet.
  • Unter Bezugnahme auf 3 vergleicht nunmehr in den Steuerschritten des ökonomischen Energiemodus die Steuereinheit 4 (in Schritt 3-1) die von dem Feldstärkedetektor 3 eingespeiste Empfangsfeldstärke RSSI mit dem Schwellenwert V1, der in dem Speicher 5 registriert ist. Wenn die Empfangsfeldstärke RSSI höher als der Schwellenwert V1 ist, kehrt der Steuerfluß zu dem Normalprozeß (in Schritt 2-2 der 2) zurück.
  • Andererseits wird, wenn die Empfangsfeldstärke RSSI schwächer als der Schwellenwert V1 ist, ein Bericht an die Basisstation ausgesandt, um bekanntzugeben, daß das Senden von dem tragbaren Funk-Endgerät suspendiert werden soll (in Schritt 3-2), und der Schalter 8 wird in den Aus-Zustand (in Schritt 3-3) gesteuert, wobei die Stromzufuhr an die Sendeeinheit 6 unterbrochen wird.
  • Es sei hier bemerkt, daß die Empfängereinheit 2, selbst wenn der Schalter 8 in seinen Aus-Zustand gesteuert ist, normal tätig bleibt, um von der Basisstation gesendete Signale zu empfangen.
  • Deshalb prüft, wenn ein Signal von der Empfängereinheit 2 empfangen wird, die Steuereinheit 4, ob das empfangene Signal ein Reaktions- oder Antworterfordernis oder nicht enthält (in Schritt 3-4). Wenn das Antworterfordernis enthalten ist, erzeugt die Steuereinheit 4 ein Anerkenntnissignal ACK (in Schritt 3-5), indem Information aus dem Speicher 5 ausgelesen oder über die Tastatur 10 empfangen wird, die in dem Speicher 5 gespeichert ist (in Schritt 3-6). Wenn es eine durch die Tastatur 10 eingegebene Sendenachricht gibt, wird sie von der Steuereinheit 4 (in Schritt 3-7) erkannt und in dem Speicher 5 in der gleichen Weise (in Schritt 3-8) gespeichert.
  • Wenn die Schritte 3-4 bis 3-7 ausgeführt werden, prüft die Steuereinheit 4, ob der ökonomische Energiemodus von dem Modusschalter 15 (in Schritt 3-9) freigegeben ist. Wenn der ökonomische Energiemodus freigegeben ist, kehrt der Steuerfluß zum Normalprozeß (in Schritt 2-2 der 2) zurück. Wenn der ökonomische Ernergiemodus nicht freigegeben ist, vergleicht die Steuereinheit 4 die Empfangsfeldstärke RSSI zu dieser Zeit mit dem Schwellenwert V2, der in dem Speicher 5 registriert ist (in Schritt 3-10).
  • Wenn die Empfangsfeldstärke RSSI niedriger als der Schwellenwert V2 ist, kehrt der Steuerfluß zu Schritt 3-4 zum Wiederholen der Schritte 3-4 bis 3-10 zurück. Somit werden jegliches Bestätigungs- oder Quittungssignal ACK, das von der Basisstation angefordert wird, oder Sendenachrichten, die zum Senden an die Basisstation während des Intervalls eingegeben werden, wenn sich der Schalter 8 im Aus-Zustand befindet, zuverlässig in dem Speicher 5 gespeichert.
  • Wenn die Empfangsfeldstärke RSSI stärker als der Schwellenwert V2 in Schritt 3-10 ist, steuert die Steuereinheit 4 den Schalter 8 in den Ein-Zustand zum erneuten Zuschalten der Stromversorgung von der Energieversorgung 7 an die Sendeeinheit 6 (in Schritt 3-11), und sie sendet einen Bericht (in Schritt 3-12), der das Wiedereröffnen des Signalsendens bekanntgibt. Sodann werden alle ACK-Signale und die Sendenachrichten, die in dem Speicher 5 in den Schritten 3-6 und 3-8 gespeichert sind, durch die Sendeeinheit 6 (in Schritt 3-13) gesendet. Nach Senden der gespeicherten Nachrichten kehrt der Steuerfluß zu Schritt 3-1 zum Vergleichen der Empfangsfeldstärke RSSI mit dem Schwellenwert V1 zurück, und der Betrieb im ökonomischen Energiemodus wird fortgesetzt.
  • Im allgemeinen ist, wenn der Abstand zwischen dem tragbaren Funk-Endgerät und einer Basisstation weit ist, die Empfangsfeldstärke schwach, und sie ist stark, wenn der Abstand kurz ist.
  • In der Ausführungsform wird der Schalter 8 in den Aus-Zustand zum Trennen der Stromzufuhr von der Energiezufuhr 7 an die Sendeeinheit 6 gesteuert, wenn die Empfangsfeldstärke RSSI schwach ist, das heißt wenn der Abstand zwischen dem tragbaren Funk-Endgerät und der Basisstation weit ist, wobei die Signalübertragung von dem tragbaren Funk-Endgerät suspendiert wird, die nur dann wieder eröffnet wird, wenn die Empfangsfeldstärke RSSI höher als der Schwellenwert V2 wird, d. h. wenn es eine nahegelegene Basisstation gibt.
  • Deshalb kann die normale Übertragungsenergie auf ein niedriges Niveau beschränkt werden, das ausreicht, um mit einer Basisstation im kurzen Abstand zu kommunizieren, was bei der Ausführungsform ein wirkungsvolles Einsparen im Energieverbrauch in der Sendeeinheit 6 ermöglicht.
  • Weiter weist das tragbare Funk-Endgerät der Ausführungsform den Vorteil auf, daß der Benutzer den ökonomischen Energiemodus durch den Modusschalter 15 gemäß seinen eigenen Wünschen auswählen kann. Für den Benutzer besteht noch die weitere Annehmlichkeit, daß die zwei Schwellenwerte V1 und V2 über die Tastatur 10 auf gewünschte Niveaus gesetzt werden können, was es dem Benutzer ermöglicht, das ökonomische Leistungsniveau gemäß seiner Nutzung(sweise) einzustellen.
  • Weiterhin können bei der Ausführungsform das Bestätigungssignal ACK und die Sendenachrichten sicher übertragen werden, da sie zuverlässig in dem Speicher während eines Zeitraumes gespeichert werden, wenn der Schalter in den Aus-Zustand gesteuert und die Signalübertragung suspendiert ist, und sie werden, von dem Speicher 5 ausgelesen, übertragen, wenn der Schalter 8 sich im Ein-Zustand befindet, d. h. wenn die Empfangsfeldstärke hinreichend hoch ist.
  • Wie zuvor beschrieben, kann die Übertragungsenergie bei der Ausführungsform ohne Beeinträchtigen der Sendequalität genügend eingeschränkt werden, was ein wirkungsvolles wirtschaftliches Einsparen im Energieverbrauch des tragbaren Funk-Endgeräts ermöglicht.

Claims (3)

  1. Ein tragbares Funk-Endgerät umfassend: einen Feldstärkedetektor (3) zum Erfassen der Stärke eines Empfangsfeldes; eine Sendeeinheit (6) zur Übertragung von Funksignalen an eine Basisstation; einen Schalter (8) zum Zu- oder Abschalten einer Strom- bzw. Energieversorgung für die Sendeeinheit (6); einen Speicher (5) zum Speichern von an die Basisstation zu sendenden Signalen; und eine Steuereinheit (4) zum Steuern des Schalters (8) zum Abschalten der Stromversorgung für die Sendeeinheit (6), wenn die Intensität des Empfangsfeldes niedriger als ein erster Schwellenwert (V1) ist, und zum Einschalten der Stromversorgung für die Sendeeinheit (6), wenn die Intensität des Empfangsfeldes höher als ein zweiter Schwellenwert (V2) ist, wobei die Steuereinheit weiter den Speicher (5) zum Speichern der zu sendenden Signale während eines Zeitraumes steuert, wenn die Stromversorgung abgeschaltet ist, und wobei die Steuereinheit weiter die Sendeeinheit (6) zum Senden der in dem Speicher (5) gespeicherten Signale steuert, wenn die Stromversorgung für die Sendeeinheit (6) eingeschaltet ist.
  2. Ein tragbares Funk-Endgerät nach Anspruch 1, umfassend: Mittel (15) zum Einstellen des tragbaren Funk-Endgeräts zum Betrieb in einem ökonomischen Leistungszustand; wobei die Steuereinheit (4) den Schalter (8), den Speicher (5) und die Sendeeinheit (6) steuert, wenn das tragbare Funk-Endgerät auf den Betrieb im ökonomischen Leistungszustand eingestellt ist.
  3. Das tragbare Funk-Endgerät nach Anspruch 1 oder 2, weiter umfassend eine Eingabeeinrichtung (10) zum Einstellen der Niveaus des ersten Schwellenwertes (V1) und des zweiten Schwellenwertes (V2) von außen her.
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