DE69925606T2

DE69925606T2 - Verfahren zur energieeinsparung in einem mobilfunkgerät mit bestehender verbindung

Info

Publication number: DE69925606T2
Application number: DE69925606T
Authority: DE
Inventors: Mikael Larsson; Peter Larsson
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1998-08-14
Filing date: 1999-07-27
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2019-07-28
Also published as: KR20010072459A; EP1104638A1; JP2003517741A; EP1104638B1; CN1119055C; DE69925606D1; CA2339969A1; AU754690B2; KR100626788B1; WO2000010353A1; AU5661599A; JP3933871B2; US6463307B1; CN1323495A; CA2339969C

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsnetzwerk mit mobilen, drahtlosen Datenendgeräten (Terminals). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung das Energie-Verbrauchs-Management von mobilen, drahtlosen Terminals, die eine aktive Kommunikationsverbindung haben.
Hintergrund der Erfindung
In öffentlichen, asynchron betriebenen Netzwerken (ATM = asynchronous transfer mode) basiert die Bezahlung von nicht spezifizierter Bitrate (UBR = unspecified bit rate) und möglicherweise auch von verfügbaren Bitraten (ABR = available bit rate) wahrscheinlich entweder auf dem Verkehrsvolumen der Verbindung oder auf einem fixen Subskriptionspreis anstatt der traditionellen Berechnung, die derzeit auf der Dauer der Session oder der Verbindung beruht. Volumenbasierte Bezahlung wie auch feste Subskriptionspreise liefern Anreize für die Nutzer ihr Verhalten zu ändern. Anstelle von kurzen und prägnanten Anrufen können Nutzer beispielsweise Telekommunikationsverbindungen über eine lange Zeit aufrechterhalten und dabei selten Daten senden und empfangen, so dass die durchschnittliche Bandbreitennutzung gering ist. Viele neue Typen von Anwendungen können sich entwickeln, die es Anwendern erlauben, die Möglichkeiten einer permanenten Verbindung zu erkunden, das heißt, einer kontinuierlichen Verbindung, die kostenfrei ist und die der Nutzer nur bezahlt, wenn Daten über die Verbindung übertragen werden. Für solche Verbindungen, bei denen die Nutzer eine geringe durchschnittliche Auslastung benötigen, können größere Zeitperioden zwischen aufeinander folgende Datenpaketübertragungen auflaufen.
Ein privates ATM-Netz kann Nutzern auch die Möglichkeit zur Verfügung stellen, Verbindungen zu verschiedenen Servern über einen langen Zeitraum herzustellen. Nachdem die initiale Verbindung hergestellt ist, kann ein Nutzer eine konstante Verbindung zu einem File-Server, Mail-Server usw. haben. Ein Mail-Tool kann dann den POP-Account im Auftrag des Nutzers in Intervallen – wie alle 10 bis 15 Minuten – abfragen, ohne dass jedes Mal eine Verbindung wieder hergestellt werden muss. Somit kann die Wiederholung des Anwahlprozesses wie bei einer Kommunikation über Modem verhindert werden. In ähnlicher Weise kann ein Textverarbeitungsprogramm eines Nutzers in regelmäßigen Intervallen eine automatische Sicherung des aktuellen Dokumentes (zum Beispiel alle 10 Minuten) auf einem File-Server ablegen, ohne die Verbindung jedes Mal wieder herstellen zu müssen. In solchen Fällen können ATM-Verbindungen über längere Zeiträume – auch wenn die durchschnittliche Nutzung solcher Verbindungen niedrig ist – aufrechterhalten werden.
Weil TCP/IP einen verbindungslosen Transport-Service zur Verfügung stellt, nehmen die meisten Netzwerkapplikationen (LAN applications) die Verbindung zu verschiedenen Servern ohne vorangehende Anwahl-Services als selbstverständlich an. Um Netzwerkanwendungen und ATM-Anwendungen (in Folgendem werden die Begriffe und Anwendung und Applikation als Synonyme benutzt) denselben Transport-Service in einem drahtlosen LAN (WLAN) oder drahtlosen ATM- (WATM-) Netzwerk anzubieten, sollte ein mobiles Terminal im Netzwerk seine Kommunikationsverbindungen) über einen langen Zeitraum aufrechterhalten. Dabei entsteht die Tendenz zur erhöhten Leistungsaufnahme des mobilen Terminals, das über eine endliche und damit zeitbegrenzte Stromversorgungen wie eine Batterie verfügt. Dementsprechend ist es wichtig sicherzustellen, dass das mobile Terminal Energie spart, wenn immer es keine Daten zu empfangen oder zu übertragen hat. 1 zeigt ein beispielhaftes System mit einer Basisstation (BS) und mehreren mobilen Terminals (MT) 102 – 112 (in folgendem werden die Begriffe Terminal, Datenendgerät, Datenstation und mobile Station als Synonyme verwendet).
Herkömmliche Mobiltelefonsysteme unterstützen normalerweise einige Mechanismen oder Verfahren, die es mobilen Terminals ermöglichen, etwas Batterieenergie zu sparen. Zum Beispiel ermöglicht ein Paging-Mechanismus dem mobilen Terminal in einen Energiesparmodus zu wechseln, wenn es inaktiv ist, das heißt, wenn keine Kommunikationsverbindung hergestellt ist. Ein inaktives mobiles Terminal achtet regelmäßig zu festgelegten Zeitintervallen auf einen Paging-Kanal, dazwischen aber schaltet sich der Empfänger ab und schläft oder geht in einen Hibernation-Status (in folgendem auch Tiefschlaf-Status).
Paging in einem WLAN- oder WATM-System kann auf einer fixen Rahmenbasis (frame) oder einer Superrahmenbasis (super frames), der aus mehreren Rahmen besteht, gesendet werden. Zu Beginn jedes Superrahmens hat die Basisstation die Möglichkeit, ein oder mehrere mobile Terminals anzurufen. Die mobilen Terminals können in Paging-Gruppen aufgeteilt sein, um ihnen zu ermöglichen, für einen längeren Zeitraum als die Dauer eines Superrahmens im Schlafzustand oder Hibernation-Status zu verbleiben. Wie in 2 dargestellt hat eine beispielhafte Abwärtskanalrahmenstruktur (DLC = downlink channel frame structure) einen Superrahmen 200, der Paging-Nachrichten in seinem Header 202 transportiert. In dem Hauptteil des Superrahmens 200 sind individuelle Rahmen (frames) wie MAC-Frames (MAC = media access control) 204, von denen jeder ein Übertragungsfeld (broadcast field) 206 hat, das Informationen über den Inhalt der individuellen Rahmen 204 enthält. Ein Terminal im Tiefschlaf kann jeden n.ten Superrahmen zur Überwachung einer Paging-Nachricht erwachen. Dort, wo mobile Terminals in Gruppen organisiert sind, können die mobilen Terminals in jeder Gruppe so organisiert sein, dass sie beim gleichen Superrahmen und unterschiedliche Gruppen bei unterschiedlichen Superrahmen erwachen. Die DLC- Rahmenstruktur erlaubt es, dass mobile Terminals für kurze Zeitperioden während der Übertragung von bestimmten Anteilen der Rahmen in den Schlafzustand wechseln, so dass ein aktives Terminal nur im Wachzustand bleiben muss, um verschiedene Header und Übertragungsfelder des DLC-Rahmens sowie an das aktive Terminal gerichtete Pakete zu empfangen, und um Pakete zu übertragen.
Obwohl herkömmliche Mobilfunksysteme Paging-Mechanismen, wie sie oben beschrieben sind, bereitstellen können, um Batterieenergie bei inaktiven, mobilen Terminals zu sparen, und obwohl es Verfahren gibt, die es ermöglichen, dass aktive Terminals für kurze Intervalle in den Schlafzustand wechseln (z.B. während Anteilen eines Superrahmens), lassen diese Verfahren Lösungen vermissen, die es ermöglichen, das aktive Terminals mit hergestellten Verbindungen für längere Zeitperioden in den Schlafzustand oder den Tiefschlafzustand versetzt werden.
In der IEEE 802.11 Spezifikation gibt es ein Energiesparverfahren für aktive Terminals (das heißt, Terminals mit hergestellten Verbindungen). Wenn immer ein Terminal entscheidet, den Energiesparmodus zu beginnen oder zu beenden, informiert es die Basisstation. Wenn ein Terminal im Energiesparmodus ist, puffert die Basisstation alle eingehenden für das Terminal bestimmte Pakete. Wenn der Puffer in der Basisstation überläuft, gehen die überzähligen Pakete verloren. Die maximale Dauer für den Energiesparmous (oder Schlafzustand/Tiefschlafzustand) wird durch das Terminal selbst bestimmt.
In der "Magic Wand" Spezifikation gibt es ein Energiesparverfahren für Terminals mit bestehenden Verbindungen. Das Terminal selbst entscheidet, wann und für wie lange es schläft oder in den Tiefschlafzustand übergeht. Das Terminal kann die Schlafdauer basierend auf der Servicequalität (QOS = Quality of Service) seiner bestehenden Verbindung festlegen. Wenn immer ein Terminal in den Energiesparmodus, in dem es schläft, wechselt, informiert es die Basisstation über die Dauer des Schlafzustandes.
Sowohl die IEEE-802.11- als auch die Magic-Wand-Spezifikation erlauben einem aktiven Terminal in den Energiesparmodus zu wechseln. Wenn ein Terminal im Energiesparmodus ist, puffert die Basisstation Pakete, die für das Terminal bestimmt sind, solange bis das Terminal den Energiesparmodus verlässt. Auf diese Weise hängt die optimale Schlafzustandszeit für das Terminal in gewisser Weise auch von der Pufferkapazität der Basisstation ab. Weil die Basisstation seine Pufferkapazität kennt, aber das Terminal anstelle der Basisstation über die Dauer seines Schlafzustands entscheidet, ist die Terminalschlafzeitdauer wahrscheinlich suboptimal.
Darüber hinaus erfordern die Energiesparverfahren der IEEE-802.11- und der Magic-Wand-Spezifikationen, dass jedes Terminal für jede Schlafperiode eine Nachricht an die Basisstation sendet. Entsprechend der Magic-Wand-Spezifikation zum Beispiel weist das Terminal die Basisstation darauf hin, dass es für "X" Millisekunden schlafen wird. Wenn die X Millisekunden-Zeitperiode abläuft, muss das Terminal in den Wachzustand zurückkehren, um festzustellen, ob es Pakete zu empfangen gibt. In den meisten Fällen wird das Terminal feststellen, dass es keine zu empfangenen Pakete gibt, und es wird dann entscheiden, wieder in den Energiesparschlafzustand einzutreten. Trotzdem muss das Terminal, bevor es in den Energiesparzustand zurückkehrt, die Basisstation informieren wie lange es schlafen wird. Die Übertragung der "Schlaf-" Nachricht und das Empfang als der Antwort der Basisstation wird Batterieenergie verbrauchen.
In der US-A-5710975 ist ein batteriebetriebener Transceiver für selektive Anrufe, der in einer Zweiwegekommunikation mit einem HF-Kommunikationssystem arbeitet, und der in einen Energiesparstatus gebracht werden kann, beschrieben. Eine Benutzer kontrollierte Einstellung am Transceiver erlaubt es einem Benutzer, die Länge des Energiesparintervals festzulegen. Der Transceiver sendet ein Anfragesignal an das Kommunikationssystem, dass der Transceiver für das ausgewählte Intervall in den Energiesparstatus wechselt. Nach dem Empfang eines Bestätigungssignals vom System geht der Transceiver in den Energiesparstatus.
In WO 10987A ist ein Energiesparprotokoll für ein Kommunikationssystem beschrieben. Eine Kommunikationssystemsteuerung mist und speichert den historischen Verlauf der Kommunikationsaktivitäten jeder Abonnenteneinheit. Durch Auswertung des historischen Verlaufs voraussagt die Steuerung über ein zukünftiges Zeitintervall die Kommunikationsaktivität einer Abonnenteneinheit. Eine Signalkombination diese Voraussage wird an die Abonnenteneinheit gesendet, welche bewirkt, dass es in den Energiesparmodus wechselt und nicht notwendige Schaltkreise für die Zeitperiode, die durch die Signalkombination bestimmt ist, deaktiviert. Auf diese Weise kann das "Schlaf-"Interval optimal basierend auf der Kommunikationshistorie der Abonnenteneinheit variiert werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Reduzierung des Energieverbrauchs in einem ersten mobilen Terminal beschrieben, das eine bestehende drahtlose Kommunikationsverbindung mit einer Basisstation hat und die folgenden Schritte enthält: Senden einer Tiefschlafanfrage von dem ersten mobilen Terminal an die Basisstation; Festlegung einer Tiefschlafanfrage-Antwort inklusive einer Länge einer Zeitperiode; Senden der Tiefschlafanfrage-Antwort von der Basisstation an das mobile Terminal; Wechsel des ersten mobilen Terminals von einem Wachzustand in einen Tiefschlafzustand in Übereinstimmung mit Parametern der Tiefschlafanfrage-Antwort; beginnende Zeitperiode mit dem Beginn des Tiefschlafstatus; Beobachten von Paging-Nachrichten von der Basisstation am Ende jeder Zeitperiode; und Belassen des ersten mobilen Terminals im Tiefschlafzustand, wenn feststeht, dass keine Paging-Nachrichten vorliegen und die Zeitperiode abgelaufen ist und erneuter Start der Zeitperiode.
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann der Leistungsverbrauch eines mobilen Terminals dadurch weiter reduziert werden, dass ein mobiles Terminal im Tiefschlafzustand in einem Tiefschlafzustand bleibt, bis entweder a) es eine Paging-Nachricht von einer Basisstation hört oder b) es feststellt, dass es ein Datenpaket an die Basisstation zu senden hat. Am Ende des Zeitintervalls oder der Zeitperiode, welche durch die Basisstation festgelegt ist, achtet das sich im Tiefschlaf befindende Terminal auf Paging-Nachrichten. Während der Zeitperiode wird das mobile Terminal nicht auf ein Paging-Nachricht achten. Mit anderen Worten spezifiziert die Basisstation, wie oft das sich im Tiefschlafzustand befindende mobile Terminal auf Paging-Nachrichten achtet. Zum Beispiel kann das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten alle „N" Superrahmen achten, wobei N eine ganze Zahl ungleich Null ist. Wenn es keine Paging-Nachricht gibt, wenn das mobile Terminal darauf achtet, und wenn das mobile Terminal keine Pakete an die Basisstation zu senden hat, dann startet das mobile Terminal die Zeitperiode erneut und fährt in seinem Tiefschlaf fort.
Entsprechend einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Basisstation Paging-Nachrichten an das mobile Terminal senden und dann nachdem das mobile Terminal erwacht ist, vom Tiefschlafzustand in den Wachzustand gewechselt ist und die Paging-Nachricht bestätigt hat, kann die Basisstation ein Paket senden, das Tiefschlafzustandsanweisungen und eine neue spezifizierte Zeitperiode oder Frequenz enthält, entsprechend der auf Paging-Nachrichten geachtet werden soll. Mit anderen Worten kann das System so konfiguriert werden, dass das mobile Terminal mit seinem Verhalten in der spezifizierten Art fortfährt bis die Basisstation Anweisungen sendet, dass sich das Verhalten des mobilen Terminals ändern soll.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das mobile Terminal, wenn es im Wachzustand ist, eine Tiefschlafzustandsanfrage an die Basisstation senden, welche daraufhin mit spezifischen Anweisungen antworten wird, die ein Zeitintervall oder eine Frequenz enthalten, bei welchem/welcher das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten von der Basisstation achten soll. Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das mobile Terminal in den Wachzustand wechseln, wenn es im Tiefschlaf im Energiesparzustand (das heißt Tiefschlafzustand) feststellt, dass es ein Paket an die Basisstation zu senden hat, wobei es seine eigene Entscheidungskraft einsetzt, um von dem Tiefschlafzustand in den Wachzustand zu wechseln, und ein Kapazitätsanforderungssignal an die Basisstation sendet, um die Übertragung eines Paketes von dem mobilen Terminal an die Basisstation zu initiieren.
Entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann in Systemen, die eine häufige Testverbindung erfordern, ein Agentenprogramm in der Basisstation verfügbar gemacht werden, um Verbindungstestanfragen anstelle des mobilen Terminals zu beantworten. Das mobile Terminal kann periodisch mit der Basisstation kommunizieren, um das Agentenprogramm mit neuen Informationen zu versorgen, damit es auf die Testanfragen antworten kann, während es im Tiefschlafzustand verbleibt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann anhand der detaillierten Beschreibung und der bevorzugten Ausführungsbeispiele offenbar, wenn sie zusammen mit dem beigefügten Zeichnungen gelesen wird. Gleiche Elemente wurden in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kommunikationssystem mit einer Basisstation und mehreren mobilen Terminals (MTs), die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung enthalten können.
2 zeigt eine DLC-Rahmenstruktur inklusive eines Superrahmens.
3 zeigt ein Flussdiagramm von Basisstationsfunktionen entsprechend eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
4 zeigt ein Flussdiagramm von Funktionen eines mobilen Terminals entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
5 zeigt ein Diagramm, dass eine Interaktionssequenz zwischen einer Basisstation und einem mobilen Terminal entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
6 zeigt ein Diagramm, das eine Interaktionssequenz zwischen einer Basisstation und einem mobilen Terminal entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
7 zeigt ein Diagramm, das eine Interaktionssequenz zwischen einer Basisstation und einem mobilen Terminal entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
8 zeigt ein Flussdiagramm von Basisstationsfunktionen entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
9 zeigt am Flussdiagramm von Funktionen eines mobilen Terminals entsprechend eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
10 zeigt ein Flussdiagramm von Funktionen eines mobilen Terminals entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
11 zeigt ein Diagramm, das eine Interaktionsequenz zwischen einer Basisstation und einem mobilen Terminal entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.
12 zeigt ein Blockdiagramm eines ILMI-Agentenprogramms, welches sich in einer Basisstation befindet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Basisstation Paging-Nachrichten weniger häufig als jeden MAC-Rahmen sendet – zum Beispiel alle „X" Superrahmen, bei dem X eine ganze Zahl ungleich Null ist – können die Paging-Nachrichten genutzt werden, ein mobiles Terminal darauf hinzuweisen, dass die Basisstation Pakete an das mobile Terminal zu senden hat. So kann das mobile Terminal in einen Energiesparschlaf- oder Tiefschlafzustand für eine ausgedehnte Zeitperiode entsprechend einer definierten Prozedur eintreten, wenn immer das mobile Terminal keine Daten zu empfangen oder zu übertragen hat, wobei die Kommunikationsverbindung aber aufrecht erhalten wird. Nachdem eine spezifizierte Zeitperiode abgelaufen ist, achtet das sich im Tiefschlafzustand befindende Terminal auf Paging-Nachrichten von der Basisstation. Wenn Paging-Nachrichten vorliegen, erwacht das mobile Terminal, wechselt in den Wachzustand, bestätigt die Paging-Nachricht und beginnt mit dem Empfang von Daten von der Basisstation. Die Basisstation nimmt an, dass das mobile Terminal erwacht und von dem Tiefschlafzustand in den Wachzustand gewechselt ist, wenn es ein Paging-Nachricht-Bestätigungssignal von dem mobilen Terminal empfängt. Somit kann die Basisstation Datenpakete für das mobile Terminal puffern, wenn das mobile Terminal im Tiefschlafzustand ist, und dann eine Paging Nachricht während der Zeit, in der das mobile Terminal darauf achtet, senden, so dass die Paging-Nachricht bewirkt, dass das mobile Terminal erwacht und das Datenpaket empfängt. Falls das mobile Terminal bereits im Wachzustand ist, wenn die Basisstation ein Datenpaket zur Übertragung an das mobile Terminal empfängt oder generiert, dann kann die Basisstation das Datenpaket direkt ohne eine Paging-Nachricht und ohne den Empfang eines Paging-Nachricht-Bestätigungssignals senden.
Wenn das mobile Terminal im Wachzustand ist, kann es eine Tiefschlafanfrage auf eigene Initiative hin an die Basisstation senden oder es kann eine Tiefschlafanfrage an die Basisstation in Antwort auf einen Tiefschlafvorschlag von der Basisstation senden. In Antwort auf eine Tiefschlafanfrage kann die Basisstation eine Antwort senden, die insbesondere das mobile Terminal instruiert, den Tiefschlaf zu beginnen, das heißt von dem Wachzustand in den Tiefschlafzustand zu wechseln. Die Antwort kann Tiefschlafparameter zur Befolgung durch das mobile Terminal enthalten. Die Parameter können z.B. eine Zeitperiode enthalten, an dessen Ende das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten achten sollte, genauso wie sie Anweisungen darüber enthalten können, wie das Terminal am Ende der Zeitperiode verfahren sollte. Beispielsweise kann die Basisstation das mobile Terminal anweisen, mit dem Tiefschlaf fortzufahren und die Zeitperiode erneut zu starten, wenn keine Paging-Nachrichten vorliegen, wenn das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten achtet. Dieser Zyklus kann sich wiederholen bis das mobile Terminal feststellt, dass es ein Datenpaket an die Basisstation zu senden hat oder bis es eine Paging-Nachricht von der Basisstation hört. Die Basisstation kann – wenn sie darauf achtet – an das mobile Terminal neue Tiefschlafanweisungen durch das Senden einer Paging-Nachricht und durch das Senden eines nachfolgenden Datenpaketes senden, welches neue Anweisungen an das mobile Terminal enthält. Zum Beispiel können die neuen Instruktionen eine unterschiedliche Zeitperiode beinhalten, welches das mobile Terminal nutzen soll, während es im Tiefschlaf ist. Als weitere Alternative kann das mobile Terminal entweder unmittelbar erwachen, ein Kapazitätsanfragesignal an die Basisstation senden und den Prozess der Übertragung des Datenpaketes an die Basisstation beginnen, wenn es feststellt, dass es ein Datenpaket an die Basisstation zu übertragen hat, während es im Tiefschlafzustand ist. Oder es kann warten, bis die Tiefschlafzeitperiode worüber ist, um es zu tun. Die Basisstation wird annehmen, dass das mobile Terminal im Wachzustand ist, wenn es ein Kapazitätsanfragesignal von dem mobilen Terminal empfängt.
Grundsätzlich kann das Terminal verschiedene Tätigkeiten ausführen, solange die Basisstation annimmt, dass das Terminal in dem "Tiefschlaf-"Zustand ist, wie das achten auf Paging-Nachrichten, das Senden von Berichtsnachrichten wie ein ILMI-Spiegel-Update (ILMI = interim local management interface) an die Basisstation oder ähnliches ohne eine vorangegangenen Interaktion mit der Basisstation. In einen ILMI-System muss das mobile Terminal häufig auf Verbindungsnachrichten antworten. In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in größerem Detail weiter unten beschrieben ist, kann ein ILMI-Agentenprogramm in der Basisstation bereitgestellt werden, um anstelle des mobilen Terminals die Verbindungsnachrichten zu beantworten, und um periodisch Update-Status-Informationen bezüglich des mobilen Terminals via ILMA-Spiegel-Update-Nachrichten zu empfangen.
Natürlich muss das mobile Terminal generell seinen Empfänger zum Empfang und seinen Sender zur Sendung von Berichtsnachrichten einschalten; aber solange die Basisstation annimmt, dass das Terminal in den Tiefschlafzustand ist, kann das Terminal unmittelbar wieder in den Schlafzustand – das heißt, in eine Ruheebene innerhalb des Tiefschlafzustandes – wechseln. Generell wird jede Kommunikation mit der Basisstation, die vermieden werden kann, die Leistungsaufnahme des mobilen Terminals reduzieren. Darüber hinaus ist der neue Status, wenn das mobile Terminal von einem Zustand in einem anderen Zustand wechselt, nicht funktional oder operative bis die Basisstation nicht feststellt, dass das mobile Terminal in dem neuen Zustand ist. Der Grund dafür ist der, dass der Status des mobilen Terminals festlegt, wie das mobile Terminal und die Basisstation interagieren; das mobile Terminal und die Basisstation können nicht entsprechend den Regeln eines neuen Zustandes des mobilen Terminals interagieren, solange die Basisstation nicht realisiert hat, dass das mobile Terminal in einem neuen Zustand ist. Spezielle Arten von Signalen von dem mobilen Terminal können die Basisstation darauf aufmerksam machen, dass das mobile Terminal in einem neuen Zustand ist. Zum Beispiel kann ein Paging-Bestätigungssignals oder ein Kapazitätsanfragesignal von dem mobilen Terminal die Basisstation darauf hinweisen, dass das mobile Terminal in einem Wachzustand ist. Die Basisstation kann auch annehmen, dass das mobile Terminal in dem Tiefschlafzustand ist, nachdem es eine Tiefschlafanfrage vom mobilen Terminal empfangen hat und eine Antwort auf die Tiefschlafanfrage gesendet hat.
Insbesondere stellt 3 einen Satz von Aktionen der Basisstation mit Blick auf ein spezifisches mobiles Terminal für ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Wie in 3 dargestellt beginnt die Basisstation mit Schritt 300 und fährt mit Schritt 302 fort, wobei sie feststellt, ob das mobile Terminal im Tiefschlafzustand ist. Wenn das mobile Terminal nicht im Tiefschlafzustand ist, fährt die Basisstation mit Schritt 304 fort, bei dem sie feststellt, ob dem mobilen Terminal ein Tiefschlaf vorgeschlagen werden soll. Wenn die Basisstation entscheidet, einen Tiefschlafvorschlag an das mobile Terminal zu senden, fährt sie mit Schritt 306 fort, wobei sie einen Tiefschlafvorschlag an das mobile Terminal sendet. Nach dem Senden des Tiefschlafvorschlages geht die Basisstation weiter zu Schritt 308. Wenn die Basisstation im Schritt 304 entscheidet, keinen Tiefschlafvorschlag zu senden, fährt sie mit Schritt 308 fort. Im Schritt 308 stellt die Basisstation fest, ob eine Tiefschlafanfrage von dem mobilen Terminal empfangen wurde. Wenn eine Tiefschlafanfrage empfangen wurde, geht die Basisstation von Schritt 308 zu Schritt 310, wo sie eine Antwort auf die Tiefschlafanfrage festlegt.
Die festgelegte Antwort in Schritt 310 kann z.B. eine Zeitperiode enthalten, die darauf hinweist, wie oft das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten achten soll. Die Zeitperiode kann so gewählt sein, dass ein Terminal auf Paging-Nachrichten jeden N-ten Superrahmen achtet, wobei N eine ganze Zahl ungleich Null ist. Die Basisstation kann die Antwort auf die Tiefschlafanfrage festlegen zum Beispiel auf der Basis von der Verkehrsvereinbarung von bestehenden Verbindungen, einer festgestellten Verkehrsbelastung, der gesamten Anzahl der sich im Tiefschlafzustand befindenden Terminals, für deren Kommunikation die Basisstation verantwortlich ist, und einer verfügbaren Pufferkapazität in der Basisstation. Darüber hinaus kann die Zeitperiode auf der Basis der Servicequalität (QOS = quality of service) ausgewählt werden, so dass wenn ein erstes mobiles Terminal eine bestehende Verbindung mit einer ersten Servicequalität hat, die unterschiedlich zu einer zweiten Servicequalität eines zweiten mobilen Terminals ist die Zeitperiode für das erste mobile Terminal-basierend auf einer Differenz der Servicequalitäten – unterschiedlich zu der Zeitperiode für ein zweites mobiles Terminal sein kann. Wenn ein mobiles Terminal mehrerer bestehende Verbindungen hat, wobei jede eine unterschiedliche Servicequalität hat, kann die Zeitperiode entsprechend der besten Servicequalität gewählt werden. Es kann auch Aktualitäts- und Energiespar-Kompromisse geben; wenn zum Beispiel das mobile Terminal selten auf Paging-Nachrichten achtet, wäre die Energieersparnis größer. Andererseits wäre die Zeit zwischen Kontakten länger, was in erhöhten Übertragungsverzögerungen für abwärts gerichtete Pakete und/oder in erhöhten Pufferkapazitätserfordernissen der Basisstation resultiert. Somit kann die Basisstation also Tiefschlafparameter wählen, die auf einem angemessenen Kompromiss zwischen Energiesparen auf der einen Seite und akzeptablen Übertragungsverzögerungen und/oder einem Minimum an benötigten Pufferkapazität auf der anderen Seite basieren. Die Tiefschlafparameter können Informationen enthalten, die dem mobilen Terminal sagen, wann die Zeitperiode beginnen soll, und sie können eine Länge der Zeitperiode enthalten. Die Tiefschlafparameter können zum Beispiel Informationen über einen "initialen Rahmen" enthalten (das heißt eine Zeitperiode oder ein Intervall, an dessen Ende das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten achten soll). Der initiale Rahmen weist auf die Sequenznummer des ersten Superrahmens hin, so dass das mobile Terminal am Ende des Superrahmens auf Paging-Nachrichten achtet. Der Abstand weist darauf hin, wie häufig das Terminal erwachen und auf Paging-Nachrichten achten wird. Der Abstand kann in einer Anzahl von Rahmen ausgedrückt werden – zum Beispiel eine ganze Zahl von Superrahmen – oder er kann z.B. durch die direkte Eingabe einer Zeitspanne ausgedrückt werden – zum Beispiel in einer Anzahl Millisekunden. Ein Zeitwert kann also anstelle des initialen Rahmens genutzt werden. Zum Beispiel kann eine initiale Wartezeitperiode angegeben sein, welche zu einer spezifizierten Zeit beginnt. Die spezifizierte Zeit kann beispielsweise die Zeit sein, zu welcher das mobile Terminal die Tiefschlafparameter empfängt. Am Ende der initialen Wartezeitperiode kann die Zeitperiode beginnen, in der auf Paging-Nachrichten geachtet wird (das heißt die spezifizierte Zeit, die darauf hinweist, wie oft das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten achten soll). Alternativ kann der Zeitwert eine bekannte Zeit sein, die sowohl dem mobilen Terminal als auch der Basisstation als die Zeit bekannt ist, zu welcher das Achten auf Paging-Nachrichten beginnt. Der Fachmann wird erkennen, dass die Tiefschlafparameter in unterschiedlicher Art ausgedrückt werden kann, die das oben genannte enthält aber nicht darauf beschränkt ist. Als weitere Alternative kann die Basisstation über die Tiefschlafparameter auf eine bestimmte Paging-Nachrichten-Gruppe hinweisen, zu welcher das mobile Terminal gehört.
Nach dem Schritt 310 fährt die Basisstation mit Schritt 312 fort, bei dem es die Antwort an das mobile Terminal schickt. Nach Schritt 312 fährt die Basisstation mit Schritt 314 fort. Wenn die Basisstation im Schritt 302 feststellt, dass das mobile Terminal tatsächlich im Tiefschlaf ist, dann fährt sie mit Schritt 314 fort. Wenn die Basisstation im Schritt 308 keine Tiefschlafanfrage vom dem mobilen Terminal empfängt, dann fährt die Basisstation mit Schritt 314 fort.
Im Schritt 314 stellt die Basisstation fest, ob sie eine Kapazitätsanfrage von dem mobilen Terminal empfangen hat. Wenn die Basisstation keine Kapazitätsanfrage von dem mobilen Terminal empfangen hat, dann fährt die Basisstation mit Schritt 322 fort, wo sie feststellt, ob sie ein Paket hat, das für die Übertragung an das mobile Terminal bestimmt ist. Das Paket kann beispielsweise durch die Basisstation von einem Netzwerk empfangen sein, an das die Basisstation angeschlossen ist, oder es kann ein Paket sein das von der Basisstation für das mobile Terminal erzeugt wurde. Wenn die Basisstation kein Paket für das mobile Terminal hat, fährt sie nach dem Schritt 322 mit Schritt 300 fort, wo sie den Zyklus von neuem beginnt. Wenn die Basisstation ein Paket vom Netzwerk für das mobile Terminal empfangen hat, fährt die Basisstation nach Schritt 322 mit Schritt 324 fort, wo sie feststellt, ob sich das mobile Terminal im Tiefschlaf befindet. Wenn das mobile Terminal nicht im Tiefschlaf ist, fährt sie mit Schritt 336 fort, bei dem sie das Paket an das mobile Terminal sendet, und macht dann nach Schritt 336 mit Schritt 300 weiter, um den Zyklus von neuem zu beginnen. Wenn das mobile Terminal im Tiefschlaf ist, dann fährt die Basisstation nach Schritt 324 mit Schritt 326 fort, bei dem sie das Paket im Puffer speichert. Nach Schritt 326 fährt die Basisstation mit Schritt 328 fort, bei dem die Basisstation feststellt, ob es an der Zeit ist, dass das mobile Terminal auf Paging-Nachrichten achten sollte, das heißt, ob die für das mobile Terminal spezifizierte Zeit abgelaufen ist. Wenn die Zeitperiode nicht abgelaufen ist, dann verbleibt die Basisstation im Schritt 328 bis die Zeitperiode abgelaufen ist. Wenn die Zeitperiode abgelaufen ist, geht die Basisstation von Schritt 328 zu Schritt 330, bei der sie eine Paging-Nachricht an das mobile Terminal sendet. Nach Schritt 330 geht die Basisstation zu Schritt 332, bei dem sie ein Paging-Bestätigungssignal von dem mobilen Terminal empfängt und geht dann zu Schritt 334, bei dem sie das in Schritt 326 gepufferte Paket an das mobile Terminal sendet. Vom Schritt 334 geht die Basisstation zu Schritt 300, womit der Zyklus von neuem beginnt.
Wenn beispielsweise das mobile Terminal im Falle des Betriebes mit bestehenden Anweisungen mit den gleichen Tiefschlafparametern fortfährt bis es andere Anweisungen gibt, und die Basisstation jetzt wünscht, die Tiefschlafparameter zu ändern, und wenn das an das mobile Terminal übertragende Paket in Schritt 334 ein Tiefschlafvorschlag ist, dann würde die Basisstation nach Schritt 334 mit Schritt 302 fortfahren, von Schritt 302 zu Schritt 304 gehen (wo sie nicht erneut einen Tiefschlafvorschlag machen würde, weil sie ist gerade gemacht hat) und von Schritt 304 zu Schritt 308 gehen, wo sie eine Tiefschlafanfrage vom mobilen Terminal in Antwort auf einen an das mobile Terminal im Schritt 304 gesendeten Tiefschlafvorschlag empfangen würde. Die Basisstation kann dann neue Tiefschlafparameter in den Schritten 310 und 312 bereitstellen.
Wenn die Basisstation im Schritt 314 feststellt, dass sie eine Kapazitätsanfrage von dem mobilen Terminal empfangen hat, geht das mobile Terminal von Schritt 314 zu Schritt 116, bei dem die Basisstation dem mobilen Terminal ein Uplink-Slot zuweist. Nach Schritt 316 fährt die Basisstation mit Schritt 300 fort, bei dem die Basisstation die Uplink-Slot-Terminal-Zuweisung an das mobile Terminal sendet. Nach Schritt 318 fährt die Basisstation mit Schritt 320 fort, bei dem die Basisstation das Paket von dem mobilen Terminal empfängt. Nachdem Empfang des Paketes fährt die Basisstation mit Schritt 321 fort, wobei sie das empfangene Paket durch Weiterleiten an das Netzwerk verarbeitet oder es in passender Weise nutzt; das ist abhängig von der spezifischen Absicht und Zieladresse des Paketes. Nach dem Schritt 321 fährt die Basisstation mit Schritt 300 fort, wobei der Zyklus von neuem beginnt.
4 zeigt einen Satz von Aktionen des mobilen Terminals, die das entsprechende Gegenstücke zu dem in 3 Gezeigten darstellen. Nach dem Start bei Schritt 400 geht das mobile Terminal zu Schritt 402, bei dem das mobile Terminal wach ist. Vom Schritt 402 geht das mobile Terminal weiter zu Schritt 403, wo es feststellt, ob es ein Datenpaket an die Basisstation zu senden hat. Wenn das mobile Terminal kein Datenpaket an die Basisstation zu senden hat, dann geht es von Schritt 403 zu Schritt 404. In Schritt 404 stellt das mobile Terminal fest, ob es einen Tiefschlafvorschlag von der Basisstation empfangen hat. Wenn das mobile Terminal eine Tiefschlafanfrage von der Basisstation empfangen hat, dann fährt das mobile Terminal mit Schritt 408 fort. Wenn das mobile Terminal keinen Tiefschlafvorschlag von der Basisstation empfangen hat, dann fährt es mit Schritt 406 fort, bei dem es feststellt, ob es an der Zeit ist, eine Tiefschlafanfrage zu stellen. Wenn es nicht an der Zeit ist, eine Tiefschlafanfrage zu stellen, dann fährt das mobile Terminal nach Schritt 406 mit Schritt 402 fort, und der Zyklus beginnt von neuem. Wenn es an der Zeit ist, eine Tiefschlafanfrage zu stellen, dann fährt das mobile Terminal mit Schritt 408 fort.
In Schritt 408 sendet das mobile Terminal eine Tiefschlafanfrage an die Basisstation. Nach Schritt 408 fährt das mobile Terminal mit Schritt 410 fort, bei dem es eine Antwort von der Basisstation empfängt. Nach Schritt 410 fährt das mobile Terminal mit Schritt 412 fort, bei dem das mobile Terminal in den Tiefschlaf entsprechend der Antwort, die es im Schritt 410 von der Basisstation empfangen hat, geht. Nach Schritt 412 fährt das sich im Tiefschlaf befindende mobile Terminal mit Schritt 414 fort, bei dem es feststellt, ob die spezifizierte Zeitperiode (an dessen Ende es auf Paging-Nachrichten achten wird) abgelaufen ist, und ob es Zeit ist, auf Paging-Nachrichten von der Basisstation zu achten. Wenn es an der Zeit ist auf Paging-Nachrichten zu achten, fährt das mobile Terminal nach dem Schritt 414 mit Schritt 426 fort, bei dem es auf Paging-Nachrichten achtet. Nach Schritt 426 fährt das mobile Terminal mit Schritt 428 fort, wo das mobile Terminal feststellt, ob eine Paging-Nachricht vorliegt. Wenn keine Paging-Nachricht vorliegt, dann fährt das mobile Terminal nach Schritt 428 mit Schritt 412 fort, wo es die spezifizierte Zeitperiode erneut startet und mit dem Tiefschlaf fortfährt.
Wenn das mobile Terminal in Schritt 428 feststellt, dass es eine Paging-Nachricht gibt, dann fährt das mobile Terminal nach Schritt 428 mit Schritt 430 fort, bei dem es die Paging-Nachricht empfängt. Nach dem Empfang der Paging-Nachricht im Schritt 430 geht das mobile Terminal weiter zu Schritt 432, wo es erwacht und die Paging-Nachricht durch z.B. eine Rücknachricht an die Basisstation bestätigt. Wenn die Basisstation dass Paging-Nachricht-Bestätigungssignals von dem mobilen Terminal empfängt, nimmt sie an, dass das mobile Terminal im Wachzustand ist. Nach Schritt 432 fährt das mobile Terminal mit Schritt 434 fort, bei dem es ein Paket von der Basisstation empfängt. Nach Schritt 434 fährt es mobile Terminal mit Schritt 402 fort, wobei der Prozess von neuem beginnt.
Wenn das mobile Terminal im Schritt 440 feststellt, dass es noch nicht an der Zeit ist, auf Paging-Nachrichten von der Basisstation zu achten, dann fährt das mobile Terminal nach Schritt 440 mit Schritt 416 fort, bei dem es feststellt, ob es selbst ein Paket an die Basisstation zu senden hat. Wenn das mobile Terminal kein Paket zu senden hat, fährt es mit dem Tiefschlaf fort und kehrt zu Schritt 440 zurück, um zu überprüfen, ob es an der Zeit ist auf Paging-Nachrichten zu achten. Wenn das mobile Terminal keine Pakete an die Basisstation zu senden hat, fährt das mobile Terminal nach Schritt 416 mit Schritt 418 fort, bei dem es erwacht. Nach Schritt 418 fährt das mobile Terminal mit Schritt 420 fort. Wenn das mobile Terminal im Schritt 403 feststellt, dass es ein Datenpaket an die Basisstation zu senden hat, dann fährt es mit Schritt 420 fort. Im Schritt 420 sendet das mobile Terminal eine Kapazitätsanfrage an die Basisstation. Die Basisstation nimmt an, dass das mobile Terminal sich im Wachzustand befindet, wenn es ein Kapazitätsanfragesignal von dem mobilen Terminal empfängt. Nach Schritt 420 fährt das mobile Terminal mit Schritt 422 fort, bei dem es ein Uplink-Slot von der Basisstation empfängt. Nach Schritt 422 fährt das mobile Terminal mit Schritt 424 fort, bei dem es das Paket an die Basisstation überträgt. Nach Schritt 424 fährt das mobile Terminal mit Schritt 402 fort, um den Zyklus erneut zu beginnen. Alternativ – wie durch die gestrichelte Linie dargestellt – kann das mobile Terminal – abhängig von den aktuellsten von der Basisstation empfangenen Satz von Tiefschlafanweisungen (z.B. in Schritt 410) – direkt nach Schritt 412 zu Schritt 424 zurückkehren und erneut mit dem aktuellsten Satz von Tiefschlafanweisungen in den Tiefschlafzustand eintreten.
Wenn das in Schritt 434 von der Basisstation empfangenen Paket einen Tiefschlafvorschlag ist, dann wird das mobile Terminal nach Schritt 434 mit Schritt 402 fortfahren, und danach von Schritt 402 zu Schritt 404, sowie von Schritt 404 zu Schritt 408 gehen (weil das mobile Terminal einen Tiefschlafvorschlag in Schritt 434 empfangen hat), bei dem das mobile Terminal eine Tiefschlafanfrage in Antwort auf den in Schritt 434 empfangenen Tiefschlafvorschlag sendet. Nach Schritt 408 fährt das mobile Terminal mit Schritt 410 fort, bei dem es die Tiefschlafparameter empfängt. Somit kann das mobile Terminal beispielsweise neue Tiefschlafanweisungen und Parameter von der Basisstation erhalten, wenn es dieses Verfahren nutzt. Das gilt beispielsweise für den Fall, bei dem das mobile Terminal mit bestehenden Anweisungen arbeitet und fortfährt, die gleichen Tiefschlafparameter zu nutzen bis neue Anweisungen vorliegen.
Die 5 – 7 illustrieren zusätzlich die Funktionen, die in den 3–4 dargestellt und oben beschrieben wurden. Insbesondere zeigt 5 Interaktionen zwischen dem mobilen Terminal und der Basisstation, wenn das mobile Terminal entschieden hat, in den Tiefschlaf zu gehen und anschließend, wenn die Basisstation ein Paket an das mobile Terminal zu senden hat. 6 zeigt Interaktionen zwischen dem mobilen Terminal und der Basisstation, wenn das mobile Terminal entschieden hat, in den Tiefschlaf zu gehen, und daran anschließend, wenn das mobile Terminal während des Tiefschlafes entscheidet, zu erwachen und das Paket an die Basisstation zu senden. 7 zeigt Interaktionen zwischen dem mobilen Terminal und der Basisstation, wenn die Basisstation den Prozess eines Wechsels des mobilen Terminals von einem Wachzustand in einen Tiefschlafzustand initiiert, und daran anschließend, wenn die Basisstation ein Paket an das mobile Terminal zu senden hat.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das mobile Terminal ein ATM-Terminal mit einer ATM-Verbindung (bei dem zum Beispiel ein virtueller Kanalidentifizierer (VCI = virtual channel identifier = 16) hergestellt zu einem ATM-Netzwerk mit dem Ziel der Übertragung von ILMI-Nachrichten (ILMI = interim local management interface) sein. Entsprechend den ILMI-Spezifikationen 4.0 (afilmi-0065.000) soll eine ILMI-Verbindungsnachricht alle 5 Sekunden (als Standardwert) gesendet werden, und die Antwortnachrichtszeit sollte dann in 95% der Nachrichten 1 Sekunde betragen. Um mit diesen Anforderungen übereinzustimmen, muss das Terminal relativ häufig aus dem Tiefschlafzustand erwachen, um auf Paging-Nachrichten zu antworten.
Um die Zeitperiode auszudehnen, in welcher das sich im Tiefschlafzustand befindende mobile Terminal mit einer bestehenden ILMI-Verbindung nicht gefordert ist, aufzuwachen, um mit der Basisstation zu kommunizieren, kann in diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ein ILMI-Agentenprogramm an der Basisstation verfügbar sein. Dieses ist zum Beispiel in 12 dargestellt, bei dem sich ein ILMI-Agentenprogramm 1202 in der Basisstation (BS) 1200 befindet. Dieses ILMI-Agentenprogramm kann ein Spiegelbild der verwalteten Informationsbasis (MIB = managed information base) haben, und es kann anstelle des Terminals auf ILMI-Nachrichten, die durch ein Netzwerk an das mobile Terminal gesandt wurden, antworten. Hinsichtlich des Netzwerks entspricht das ILMI-Agentenprogramm den Antwortszeiten den ILMI-Spezifikationen 4.0. Das ILMI-Agentenprogramm kann seine Spiegelinformationen seltener als alle 5 Sekunden auf den neuesten Stand bringen und eine Antwortzeit größer als 1 Sekunde haben. Dies erlaubt es dem mobilen Terminal für eine Zeitperiode, die länger ist als die Zeitperiode zwischen aufeinander folgenden ILMI-Verbindungsnachrichten, im Tiefschlaf zu bleiben.
11 zeigt verschiedene Interaktion zwischen dem mobilen Terminal, dem ILMI-Agentenprogramm, der Basisstation und dem Netzwerk. Insbesondere zeigt 11 wie das ILMI-Agentenprogramm ILMI-Nachrichten mit dem Netzwerk austauscht, während das mobile Terminal im Tiefschlaf ist. 11 zeigt auch, wie das ILMI-Agentenprogramm auf den neuesten Stand gebrachte Informationen für die MIB von dem mobilen Terminal erhalten kann. Entsprechende Funktionen der Basisstation werden in dem Flussdiagramm der Figur 8-dargestellt.
Die in 8 dargestellte Flussdiagrammsequenz kann beispielsweise in die Flussdiagrammsequenz von 3 zwischen den Schritten 300 und 302 eingefügt werden, so dass die Schritte 800 und 822 in 8 den Schritten 300 und 302 in 3 entsprechen. In Schritt 802 stellt die Basisstation, die ein ILMI-Agentenprogramm hat, fest, ob eine ILMI-Nachricht vom Netzwerk empfangen wurde. Falls ja, fährt die Basisstation mit Schritt 408 fort, bei dem die Basisstation das ILMI-Agentenprogramm benutzend eine entsprechende ILMI-Antwort an das Netzwerk schickt. Nach Schritt 804 und fährt die Basisstation mit Schritt 806 fort. In Schritt 802 stellt die Basisstation fest, dass keine ILMI-Nachricht empfangen wurde; dann fährt die Basisstation mit Schritt 806 fort.
In Schritt 806 stellt die Basisstation fest, ob es an der Zeit ist, die ILMI-Spiegelinformationen auf den neuesten Stand zu bringen (das heißt, das ILMI-Spiegelabbild des MIB für das mobile Terminal). Wenn es an der Zeit ist, die Spiegelinformation auf den neuesten Stand zu bringen, fährt die Basisstation mit Schritt 808 fort, bei dem die Basisstation feststellt, ob das mobile Terminal im Tiefschlaf ist. Wenn das mobile Terminal im Tiefschlaf ist, dann fährt die Basisstation nach Schritt 808 mit Schritt 810 fort, bei dem die Basisstation feststellt, ob es an der Zeit, das mobile Terminal aufzuwecken. Wenn es nicht an der Zeit ist, das mobile Terminal aufzudecken, dann fährt die Basisstation erneut mit dem Schritt 810 fort bis es Zeit ist, das mobile Terminal aufzuwecken. Wenn die Basisstation feststellt, dass das mobile Terminal im Wachzustand ist, fährt sie nach Schritt 810 mit Schritt 812 fort, bei dem sie eine Paging-Nachricht an das mobile Terminal sendet. Nach Schritt 812 fährt die Basisstation mit Schritt 814 fort, bei dem die Basisstation eine Paging-Nachrichtbestätigung von dem mobilen Terminal empfängt. Nach Schritt 814 fährt die Basisstation mit Schritt 816 fort. Wenn die Basisstation im Schritt 808 feststellt, dass das mobile Terminal nicht im Tiefschlaf ist, dann fährt die Basisstation direkt nach dem Schritt 808 mit Schritt 816 fort.
In Schritt 816 sendet die Basisstation eine Aufforderung an das mobile Terminal, die ILMI-Spiegelinformation auf den neuesten Stand zu bringen. Nach Schritt 816 fährt die Basisstation mit Schritt 818 fort, bei dem die Basisstation eine Antwort vom mobilen Terminal bezüglich der Aufforderung der Basisstation, die ILMI-Spiegelinformation auf den neuesten Stand zu bringen, empfängt. Nach Schritt 818 fährt die Basisstation mit Schritt 820 fort, bei dem sie der ILMI-Spiegelinformation entsprechend der Information, die vom mobilen Terminal in Schritt 818 empfangen wurde, auf den neuesten Stand bringt. Nach Schritt 820 fährt die Basisstation mit Schritt 822 fort. Wenn die Basisstation im Schritt 806 feststellt, dass es nicht an der Zeit ist, die ILMI-Spiegelinformation zu aktualisieren, geht die Basisstation direkt von Schritt 806 zu Schritt 822.
Grundsätzlich kann eine ILMI-Antwort, die die ILMI-Spiegelinformation nutzt, nur gesendet werden, wenn das mobile Terminal im Tiefschlaf ist, so dass, wenn das mobile Terminal nicht im Tiefschlaf ist, die Basisstation eine ILMI-Nachricht direkt vom Netzwerk zum mobilen Terminal senden wird. Die Nachricht vom mobilen Terminal kann auch genutzt werden, die ILMI-Spiegelinformationen zu aktualisieren.
Alternativ kann die ILMI-Spiegelinformation immer sowohl genutzt werden, wenn das mobile Terminal im Wachzustand ist, als auch dann, wenn es im Tiefschlafzustand ist, und sie kann periodisch aktualisiert werden, wie es oben entsprechend 8 beschrieben ist.
9 zeigt einen Satz von Aktionen des mobilen Terminals, die die Gegenstücke zu denen aus 8 sind. Die in 9 dargestellte Flussdiagrammsequenz kann beispielsweise in die Flussdiagrammsequenz von 4 zwischen den Schritten 434 und 400 eingefügt werden, so dass die Schritte 900 und 906 in 9 den Schritten 434 und 400 in 4 entsprechen. In Schritt 902 stellt das mobile Terminal fest, ob das Paket, das es von der Basisstation empfangen hat, eine ILMI-Spiegelinformationsanfrage ist. Falls ja, fährt das mobile Terminal mit Schritt 904 fort, bei dem es eine Antwort zurück an die Basisstation mit aktualisierten Informationen für den ILMI-Spiegel sendet. Nach dem Schritt 904 fährt das mobile Terminal mit Schritt 906 fort. Wenn das mobile Terminal im Schritt 902 feststellt, dass das empfangenen Paket nicht eine ILMI-Spiegelinformationsanfrage ist, dann fährt das mobile Terminal direkt nach Schritt 902 mit Schritt 906 fort.
Anstatt die Basisstation nach einer ILMI-Spiegelaktualisierung fragen zu müssen, kann das sich im Tiefschlaf befindende mobile Terminal automatisch aktualisierte Informationen oder einen Aktualisierungsbericht an das ILMI-Agentenprogramm zu spezifizierten Zeitintervallen senden. Die Zeitintervalle können beispielsweise Teile der Tiefschlafanweisungen sein, die ursprünglich von dem mobilen Terminal von der Basisstation empfangen wurden. Insbesondere kann das Verfahren, das in 10 dargestellt ist, dort benutzt werden, wo das mobile Terminal in Schritt 1002 feststellt, ob es Zeit ist, einen Aktualisierungsbericht an das ILMI-Agentenprogramm zu senden. Wenn es an der Zeit ist, einen Aktualisierungsbericht zu senden, fährt das mobile Terminal mit Schritt 1004 fort, bei dem es einen Aktualisierungsbericht an das ILMI-Agentenprogramm sendet. Die Sequenz, die in 10 dargestellt ist, kann die Sequenz, die in 9 dargestellt ist, und in 8 die Schritte 806 – 818 ersetzen.
Der Fachmann wird erkennen, dass die Verbesserungen beim Energiesparen durch die Nutzung eines ILMI-Agentenprogramms in der Basisstation auch seine Gültigkeit für andere Arten von regelmäßigen Verbindungstestmechanismen oder -verfahren hat. Wenn beispielsweise und ein Netzwerk regelmäßige Ping-Nachrichten (Herzschlag) nutzt, kann ein Ping-Rgentenprogramm in der Basisstation genutzt werden, um das mobile Terminal von der Anforderung zu befreien, auf die Ping-Nachricht antworten zu müssen.
Der Fachmann wird auch erkennen, dass die oben beschriebenen Flussdiagramme eine erfolgreiche Kommunikation zwischen dem mobilen Terminal und der Basisstation annehmen und keine Ausnahmefälle zur Handhabung von unterschiedlichen Fehlerarten, die auftreten können, zeigen. Derartige Fehlerfälle können festgestellt und in die zahlreichen oben beschriebenen Ausführungsbeispiele entsprechend den Prinzipien und Techniken, die dem Fachmann unbekannt sind, integriert werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung es einem mobilen Terminal ermöglichen, für lange Zeitperioden in den Schlafzustand zu wechseln, das heißt, mit bestehenden Verbindungen in den Tiefschlaf zu wechseln. In den Fällen von Verbindungen mit stoßartiger Verkehrscharakteristik oder niedriger Bandbreite (z.B. lange Zeitperioden zwischen Datenpaketaustauschen) kann das mobile Terminal in einen Energiespar-Tiefschlafzustand eintreten, um die Batterieleistung zu schonen. Entsprechend einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung definiert die Basisstation eine Zeitperiode, an dessen Ende ein sich im Tiefschlaf befindliches mobiles Terminal auf Paging- Nachrichten von der Basisstation achten wird. Es der Basisstation zu erlauben, eine Zeitperiode zu spezifizieren, ermöglicht es dem System, die vorhandenen Ressourcen wie die Pufferkapazität der Basisstation zu nutzen, während gleichzeitig eine akkurate Kommunikation mit minimalen Datenverlust und minimaler Zeitverzögerung aufrechterhalten wird, wie sie bei spezifischen Anwendungen oder Situationen entsprechend ihren unterschiedlichen Anforderungen angetroffen werden. Darüber hinaus kann ein ILMI-Agentenprogramm die Leistungsaufnahme von mobilen Terminals in Systemen, die häufige Testverbindungen benötigen, weiter reduzieren.
Dem Fachmann ist bekannt, dass die vorliegende Erfindung in anderen Formen ausführbar ist, ohne von den essenziellen Charakteristiken abzuweichen, und dass die Erfindung nicht auf die speziellen Ausführungsformen, die hier beschrieben sind, beschränkt ist. Die vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele sind deshalb auch zur Illustration und nicht restriktiv anzusehen. Der Umfang der Erfindung wird durch die ebenfalls beigefügten Ansprüche und nicht durch die vorangegangene Beschreibung beschrieben. Alle darin vorkommenden Änderungen, Bedeutungen und Umfang sollen von den Ansprüchen erfasst sein.

Claims

Verfahren zur Reduzierung des Energieverbrauches bei einer ersten mobilen Datenstation (102) mit einer aufgebauten drahtlosen Kommunikationsverbindung zu einer Basisstation (100), mit den folgenden Schritten: Senden (408) einer Schlafzustandsanfrage von der ersten mobilen Datenstation an die Basisstation; Festlegen (310) einer Schlafzustandsanfrageantwort, inklusive einer Länge einer Zeitperiode; Senden (312) der Schlafzustandsanfrageantwort von der Basisstation an die mobile Datenstation; Ändern (412) eines Wachzustandes der ersten mobilen Datenstation in einen Schlafzustand in Übereinstimmung mit den Parametern in der Schlafzustandsanfrageantwort; Beginnen der Zeitperiode beim Wechsel in den Schlafzustand; Überwachen (414,426) von Funkrufnachrichten von der Basisstation am Ende der Zeitperiode; und Belassen (428,412) der ersten mobilen Datenstation in einem Schlafzustand, wenn es feststeht, dass keine Funksignalnachrichten vorliegen und dass die Zeitperiode abgelaufen ist, und Neustart der Zeitperiode.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Basisstation die Zeitperiode festlegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitperiodenlänge gleich der Zeitdauer von N Superrahmen ist, wobei N eine ganze Zahl ungleich Null ist.
Verfahren von Anspruch 1, wobei die Zeitperiodenlänge gegenüber der ersten mobilen Datenstation als eine ganze Zahl von Superrahmen ausgedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitperiodenlänge gegenüber der ersten mobilen Datenstation in Millisekunden ausgedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeitperiodenlänge auf der Basis von mindestens einem der Folgenden festgelegt wird: einem Verkehrsvertrag von aufgebauten Verbindungen zwischen der Basisstation und mindestens einer mobilen Datenstation, wobei die mindestens eine mobile Datenstation die erste mobile Datenstation beinhaltet; einer durch die Basisstation festgestellten Verkehrsbelastung; einer Gesamtzahl von mobilen Datenstationen im Schlafzustand, die eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Basisstation haben; und einer verfügbaren Pufferkapazität in der Basisstation.
Verfahren nach Anspruch 6, mit dem zusätzlichen Schritt der Festlegung einer Zeitperiode für jede mindestens eine mobile Datenstation (102–112) basierend auf der Servicequalität, die an eine aufgebaute Verbindung einer mobilen Datenstation gebunden ist, wobei jede der mindestens einen mobile Datenstation, während sie im am Ende der entsprechenden Zeitperiode im Schlafzustand ist, Funknachrichten von der Basisstation (100) überwacht.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zeitperiode und die Servicequalität, die an einer der mindestens einen mobilen Datenstation gebunden ist, sich von einer anderen Zeitperiode und Servicequalität, die an eine der anderen mindestens einen mobilen Datenstation gebunden ist, unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei, falls eine der mindestens einen mobilen Datenstation eine Vielzahl von aufgebauten Verbindungen hat, von denen jede eine unterschiedliche Servicequalität hat, die Zeitperiode für eine der mindestens einen mobile Datenstation auf der Basis der höchsten Servicequalität festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner die folgenden Schritte enthaltend Festlegen (324) wann die erste mobile Datenstation im Schlafzustand ist; Puffern (326) von mindestens einem Datenpaket in der Basisstation zum späteren Übertragen an die erste mobile Datenstation, während die erste mobile Datenstation im Schlafzustand ist; Empfangen (430) einer Funknachricht durch die erste mobile Datenstation von der Basisstation, wenn die ersten mobile Datenstation Funknachrichten überwacht; Wechseln (432) der ersten mobilen Datenstation vom Schlafzustand in den Wachzustand, wenn die Funknachricht empfangen wird; Empfangen (332) eines Funkbestätigungssignals von der ersten mobilen Datenstation in der Basisstation; Feststellen, in Antwort auf das Empfangen eines Funkbestätigungssignals durch die Basisstation, dass die erste mobile Datenstation in den Wachzustand gewechselt hat; Übertragen (334) des gepufferten mindestens einen Datenpaketes von der Basisstation an die erste mobile Datenstation in Antwort auf das Funkbestätigungssignal.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner die folgenden Schritte enthaltend Senden (420) einer Kapazitätsanfrage von der ersten mobilen Datenstation an die Basisstation; automatisches (418) Wechseln der ersten mobilen Datenstation vom Schlafzustand in den Wachzustand wenn die Kapazitätsanfrage gesendet wird; Erkennen, dass die erste Datenstation vom Schafzustand in den Wachszustand gewechselt hat, wenn die Kapazitätsanfrage von der Basisstation empfangen wird (314); Empfangen (422) einer Aufwärtsverbindung-Zeitfenster-Zuweisung von der Basisstation durch die erste mobile Datenstation; und Senden (424) eines Datenpaketes von der ersten mobilen Datenstation über das zugewiesene Aufwärtsverbindungs-Zeitfenster.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner die folgenden Schritte enthaltend: Feststellen (414), wann die Zeitperiode abgelaufen ist; Feststellen (428), ob eine Funknachricht von der Basisstation vorliegt; Empfangen (430) der Funknachricht durch die erste mobile Datenstation, wenn festgestellt wurde, dass die Funknachricht vorliegt; Bestätigen (432) der Funknachricht mit einen Bestätigungssignal; Wechseln der ersten mobilen Datenstation vom Schlafzustand in den Wachzustand, während der Bestätigung der Funknachricht; Erkennen (332), dass die ersten mobile Datenstation in den Wachzustand gewechselt hat, wenn das Bestätigungssignal an der Basisstation empfangen wird; und Empfangen (434) von mindestens einem Datenpaket von der Basisstation.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner den Schritt des periodischen Sendens eines Berichtes von der mobilen Datenstation an die Basisstation enthaltend, während die mobile Datenstation im Schlafzustand bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Basisstation (1200) an ein Netzwerk angeschlossen ist, das periodisch Verbindungstestnachrichten an die erste mobile Datenstation (102) sendet, und die Basisstation ein Agentenprogramm (1202) enthält, das eine Datenbank hat, die eine verwaltete Informationsbasis der ersten mobilen Datenstation widerspiegelt, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte enthält Empfangen (082) einer Verbindungstestnachricht vom Netzwerk; Antworten (804) auf die Verbindungstestnachricht, wobei das Agentenprogramm genutzt wird; Anfordern (816) von aktualisierten Informationen bezüglich der ersten mobilen Datenstation; Empfangen (818) von aktualisierten Informationen von der ersten mobilen Datenstation; und Aktualisieren (820) der Agentenprogrammdatenbank, wobei die empfangenen aktualisierten Daten verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Aktualisierens der Agentenprogrammdatenbank weniger oft ausgeführt wird als der Schritt des Empfangens der Verbindungstestnachricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Basisstation (1200) an ein Netzwerk angeschlossen ist, das periodisch Verbindungstestnachrichten an die erste mobile Datenstation (102) sendet, und die Basisstation ein Agentenprogramm (1202) enthält, das eine Datenbank hat, die eine verwaltete Informationsbasis der ersten mobilen Datenstation widerspiegelt, wobei das Verfahren ferner die folgenden Schritte enthält: Empfangen (802) einer Verbindungstestnachricht vom Netzwerk; Antworten (804) auf die Verbindungstestnachricht, wobei das Agentenprogramm benutzt wird; Feststellen (1002), ob es Zeit ist, um aktualisierte Information bezüglich der ersten mobilen Datenstation an das Agentenprogramm zu senden; Automatischen Senden (1004) der aktualisierten Information von der mobilen Datenstation an das Agentenprogramm, wenn es Zeit ist, aktualisierte Information bezügliche der ersten mobilen Datenstation an das Agentenprogramm zu senden; und Aktualisieren (820) der Agentenprogrammdatenbank, wobei die empfangenen Informationen benutzt werden.
Verfahren von Anspruch 16, wobei der Schritt des automatischen Sendens weniger oft ausgeführt wird als der Schritt des Empfangens der Verbindungstestnachricht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die mobile Datenstation während der Zeitperiode nicht auf Funknachrichten von der Basisstation achtet.