ES2273466T3 - Procedimiento para ahorrar bateria de telefonos moviles durante comunicaciones verbales. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de recepción de señales de palabra en un teléfono móvil (1), estando el citado teléfono móvil en comunicación con uno correspondiente distante, estando las señales de palabra emitidas por el correspondiente distante repartidas en ventanas de tiempo situadas en tramas sucesivas, que comprende las etapas ordenadas siguientes: - se reciben (56) primeras señales de palabra correspondientes a una primera ventana de tiempo, - se mide (58) una información de calidad de las señales de palabra recibidas comparativamente con un primer umbral (S1) y, caracterizado porque - se configura el teléfono móvil para recibir o no segundas señales de palabra correspondientes a una segunda ventana de tiempo, según que la citada información de calidad sea respectivamente superior o inferior al citado primer umbral.

Description

Procedimiento para ahorrar batería de teléfonos móviles durante comunicaciones verbales.

La presente invención tiene por objeto un procedimiento de recepción de señales de palabra o voz transmitidas por una estación de base a un teléfono móvil, principalmente de tipo GSM. Se dirige sobre todo a reducir el consumo de los teléfonos móviles, cuando están en comunicación pero cuando el correspondiente permanece en silencio.

En el dominio de la telefonía móvil, la aptitud de un puesto telefónico para permanecer en espera, o disponible durante mucho tiempo, está esencialmente ligada a la energía almacenada en su batería, por una parte y, a su consumo, por otra parte. Siendo la energía almacenable en la batería limitada, lo esencial de un ahorro de consumo se realiza eligiendo, por una parte, componentes poco disipativos y, por otra parte, poniendo en espera, lo más a menudo posible, el teléfono móvil. La puesta en espera, cuando es posible, comprende la parada de la alimentación de circuitos anexos del teléfono móvil. Entre estos circuitos anexos se distinguen el teclado, la pantalla, el emisor y el receptor, esencialmente. En lo que concierne al microprocesador que organiza el funcionamiento del teléfono móvil se prevé, por otra parte, reducir la frecuencia de su reloj de cadencia. Típicamente, la frecuencia de éste puede pasar de algunos MHz a algunas decenas de KHz. Esto induce una reducción significativa del consumo de energía. Sin embargo, esto no es suficiente.

En efecto, los teléfonos móviles disponibles actualmente tienen una autonomía comprendida entre una sesentena y una centena de horas en espera fija. Es decir, que la autonomía es mucho menor cuando el teléfono móvil está en emisión y en desplazamiento para asegurar una comunicación. En los dos casos el teléfono móvil debe, no obstante, estar disponible para recibir señales de palabra o de señalización. Cuando el teléfono móvil está en espera (cuando no está en comunicación), debe recibir señales de señalización que son susceptibles de señalarle la irrupción de una llamada entrante: cuando alguien busca entrar en comunicación con él desde una estación de base. El teléfono móvil debe, por consiguiente, recibir regularmente señales de señalización que le señalan por una parte en qué momento, en qué cita temporal, le será comunicada una próxima información de una eventual conexión y, por otra parte, se está actualmente solicitado por un interlocutor para entrar inmediatamente en comunicación. El consumo eléctrico ocasionado por estas recepciones limita la autonomía de la duración de espera citada
anteriormente.

Tal problema es resuelto por la solución técnica propuesta, por ejemplo, en la solicitud de patente WO 98/13949, en la cual se utiliza la fuerte redundancia de las señales de señalización para permitirse no recibir más que una parte en el caso favorable y, haciendo esto, poder poner el teléfono móvil en espera durante un tiempo importante.

En la fase de comunicación, puede suceder que el teléfono no vaya a emitir. Sin embargo, emita o no emita, el teléfono móvil debe escuchar permanentemente las señales de palabra provenientes del interlocutor distante. Es entonces posible que este interlocutor distante esté en silencio durante algunos instantes. Se estima así que, en una comunicación normal, el usuario de un teléfono móvil no utiliza su teléfono móvil para emitir más que durante la mitad del tiempo. Por el contrario, durante todo el tiempo de la comunicación el teléfono móvil debe escuchar. Si durante esta escucha y, eventualmente, también mientras que el propio teléfono móvil emite, el otro interlocutor está en silencio, conviene limitar el consumo ligado a la escucha mientras que el interlocutor distante está en silencio.

Se conoce a este efecto una técnica llamada de DTX para Discontinuous Transmission (Transmisión Discontinua) según la cual la estación de base que está en relación con el teléfono móvil emite señales de señalización llamadas señales de SID, SID significa Silence Identification Data, correspondientes a tal situación. Podría considerarse utilizar señales llamadas de SID para poner el teléfono móvil en espera, en bajo consumo en el modo de recepción, hasta que una próxima recepción de señales de SID. Sin embargo, tal trámite no se puede llevar a la práctica porque el interlocutor distante es susceptible de retomar la conversación con el teléfono móvil en cualquier momento. Es, por consiguiente, necesario en definitiva escuchar, entre las fechas de recepción de estas señales de SID, si este interlocutor no ha comenzado de nuevo a hablar. Esto lleva a un consumo suplementario de energía.

En la invención, partiendo del hecho de que la reducción de consumo era insuficiente, se ha buscado incluso reducirla. Se ha llegado entonces a constatar que las informaciones que se van a enviar a un teléfono móvil estaban por una parte codificadas en bloques de bits de longitud dada. Los bits de estos bloques de bits son así repartidos en varias ventanas en varias tramas sucesivas para ser encaminadas hasta su destinatario.

En la invención en estas condiciones, se elige recibir en el curso de una primera trama las señales de palabra emitida en una primera ventana de tiempo en el curso de esta primera trama. Su recepción comprende su desmodulación y eventualmente su descodificación y, por consiguiente, en este caso, la puesta en servicio de cualquier cadena de recepción. Ésta comprende uno o varios osciladores controlados en tensión para la recepción y la desmodulación de las señales recibidas en banda de base. La cadena de recepción comprende también un procesador de tratamiento para la descodificación de los bits recibidos, principalmente una descodificación de Viterbi. En la invención no se hará intervenir la descodificación más que si la desmodulación es correcta. Llegado el caso, se realiza un ahorro de energía no despreciable para activar el procesador de tratamiento. Una vez que esto se realiza para señales de señalización de una primera ventana de tiempo al menos, se mira su significado. Antes de que se presente una próxima ventana de tiempo, en principio con un mismo intervalo en una trama siguiente, se configura el teléfono móvil para recibir o no las segundas señales de señalización y de palabra que le corresponden.

Se ha de entender que cuando no se las recibe, no se activa ni desmodulación ni el tratamiento de tal manera que se obtiene un ahorro de energía substancial.

Más precisamente, la invención tiene por objeto un procedimiento de recepción de señales de palabras en un teléfono móvil, tal como el definido en la reivindicación 1.

Dado el caso, se lleva a cabo de nuevo el mismo tratamiento para una ventana de tiempo siguiente.

La invención se comprenderá mejor con la lectura de la descripción que sigue y con el examen de las figuras que la acompañan. Éstas no están presentadas más que a título indicativo y en absoluto limitativo de la invención. Las figuras muestran:

- Figura 1: un teléfono móvil provisto de los medios para poner en práctica el procedimiento de la invención;

- Figuras 2: diagrama de tiempos de señales de palabra intercambiadas entre una estación de base y un teléfono móvil y que son tenidas en cuenta en la invención;

- Figura 3: un organigrama de etapas de acuerdo con el procedimiento de la invención.

La figura 1 muestra un teléfono móvil 1 utilizable para poner en práctica el procedimiento de la invención. Éste comprende esencialmente, en una caja, de una manera conocida, una pantalla 2 y un teclado 3 con botones de mando 4 para utilizar el teléfono móvil en función de la necesidad. En el plano funcional, el teléfono móvil comprende un circuito electrónico provisto de un microprocesador 5 unido por un bus 6 de datos, de direcciones y de órdenes en la pantalla 2, en los botones 3, en una memoria de programa 7 y en un conjunto de circuitos de emisión 8 y de recepción 9. En el plano práctico el bus 6 está además unido a un reloj 10 y a una memoria de trabajo 11, por ejemplo del tipo estático o dinámico. Una alimentación 12 alimenta eléctricamente a los diferentes circuitos. Está constituida por la batería del teléfono móvil. Es ella quien limita la autonomía de este último.

En emisión o en recepción los circuitos 8 y 9 están en relación, principalmente por mediación de un duplexador 13 con una antena de emisión-recepción 14. Los circuitos de emisión reciben las señales que se van a emitir desde un micrófono 15. Los circuitos de recepción están en relación con un descodificador 16 de recepción, a su vez en relación con un altavoz 17. La representación del micrófono 15 y del altavoz 17 es aquí simbólica. El teléfono móvil puede, en efecto, servir para enviar las telecopias o incluso datos si está unido a un micro-ordenador. En este caso el micrófono 15 y el altavoz 17 serán reemplazados por un interfaz, no representado, del teléfono móvil este micro-ordenador. Este interfaz está también bajo el control del microprocesador 5 por mediación del bus 6. Esta descripción no es más que un ejemplo de arquitectura funcional de un teléfono móvil. Otras realizaciones pueden considerarse, principalmente no todos los teléfonos móviles tienen duplexador sino filtros, en su lugar.

El teléfono móvil 1 está en relación con una estación de base 18 de una red de teléfono móvil administrada por un operador. La estación de base 18 envía, por lo que se refiere a la invención, señales de palabra y/o de señalización 19 al teléfono móvil. En la invención, es la recepción de estas señales 19 la que es tratada de manera particular con el fin de reducir el consumo de energía.

La figura 2 muestra, cuando el teléfono móvil está en comunicación, el protocolo adoptado para tener en cuenta silencios. Señales, transmitidas por un canal llamado de BCCH (Broadcast Control Channel), han atribuido previamente a la relación entre un teléfono móvil 1 y una estación de base 18, una ventana de tiempo 45 en el curso de cada trama para que el teléfono móvil reciba señales de palabra (u otra) provenientes de la estación de base. Una ventana de tiempo 46, desfasada (en una misma trama que la de la ventana de tiempo 45) de dos ventanas de tiempo, permite al teléfono móvil emitir señales de palabra (u otra) con destino a la estación de base.

La figura 2 muestra a trazos discontinuos las señales recibidas durante la ventana 45 mientras que muestra en trazo lleno las señales emitidas durante la ventana 46 en una misma trama. El ahorro de energía tiene lugar inmediatamente, en emisión, si el portador del teléfono móvil no habla. En este caso las ventanas de tiempo no dan lugar a ninguna emisión.

Por el contrario, para las ventanas de tiempo 45 correspondientes a la recepción, incluso si el interlocutor distante no habla, el teléfono móvil debe activarse y ponerse en escucha de las ventanas 45, en cada trama, para aprovechar la eventualidad de una reanudación del dialogo por el interlocutor distante.

Esta escucha durante las ventanas de tiempo 45 es, asimismo, también costosa en energía, incluso si el gasto en este caso es inferior a la constatada durante la espera permanente.

En la invención se sirve del hecho de que las señales de palabra emitidas están codificadas en bloques y están repartidas en cuatro ventanas de tiempo en cuatro tramas sucesivas. Así, es conocido cuando el interlocutor distante está en silencio, constituir un protocolo llamado de DTX en el cual se adopta una periodicidad de 104 tramas divididas en cuatro grupos de 26 tramas cada uno. Cada grupo comprende un subgrupo 47 de ocho tramas sucesivas utilizadas para enviar señales del tipo de SID que permiten al teléfono móvil (que está obligado a recibirlas) ponerse en un modo de funcionamiento correspondiente, es decir, principalmente con ahorro de energía. Este protocolo comprende incluso un subgrupo 48 de cuatro tramas sucesivas apropiadas para transportar señales de palabras, pero que en la práctica no transporten nada si el enlace está en silencio del lado del emisor. El subgrupo 48 está seguido de una ventana de tiempo en una trama llamada de SACCH cuyo significado es Show Associated Control Channel, es decir, Canal de Mando Asociado a un Tráfico Lento. Durante esta ventana de tiempo, la estación de base da al teléfono móvil la lista de las estaciones de base cercanas, 28, que el teléfono móvil debe vigilar. Durante esta ventana de tiempo igualmente el teléfono móvil sube hasta la estación de base informaciones de medición relativas a estas estaciones de base cercanas y que ha efectuado previamente. Estas mediciones son esencialmente mediciones de nivel de señal recibida.

Después de la ventana de tiempo 49 de tipo de SACCH, siguen tres subgrupos de tramas 50 a 52 del mismo tipo que el subgrupo 48. La invención se preocupa de lo que pasa durante la recepción de las ventanas de tiempo de los subgrupos de tramas 48, 50, 51 y 52. Un grupo de 26 tramas es, por otra parte, terminado por una ventana de tiempo en una trama 53 llamada de IDLE, que significa inactivo. Durante la ventana de tiempo de la trama 53, el teléfono móvil se encarga de efectuar búsquedas de FCH, SCH en estaciones de base cercanas y desde las cuales debe subir los resultados durante la ventana de tiempo 49.

La figura 3 muestra la puesta en práctica particular del procedimiento de la invención en el caso en el que el teléfono móvil está en comunicación, pero en el que el interlocutor distante que emite a partir de la estación de base 18 no edita señales. En el procedimiento de la invención, en el curso de una primera prueba 54, se busca saber si se reciben señales de tipo SID. Si no se reciben, es que la comunicación está en funcionamiento. En este caso, en una etapa 55, se activa la desmodulación y la descodificación, principalmente se cierran los interruptores simbólicos correspondientes 32 y 33. Por el contrario, si se reciben señales de SID, el teléfono móvil busca recibir en cada subgrupo 48, 50, 51 y 52 de ventanas de tiempo las señales codificadas representativas de las palabras emitidas, pero solamente si estas señales codificadas tienen un significado. Con este objeto, en el curso de una primera etapa 56, el teléfono móvil recibe y, eventualmente desmodula y descodifica, las señales de una primera ventana 57 (subgrupo 48). La calidad de la señal recibida es entonces comparada en una prueba 58 con un primer umbral S1. Si la calidad es inferior al umbral S1, esto significa que se está en presencia de ruido. En el curso de una etapa 59 se mantienen entonces las condiciones de silencio: es decir, esencialmente las condiciones de ahorro de energía con los interruptores 32 y 33. En este caso, el interruptor 32 está abierto (mientras que el interruptor 33 no ha sido eventualmente cerrado y, permanece abierto). Además, teniendo en cuenta que el nivel de la señal ha sido insuficiente, mediante una acción 60 se decide fijar una cita de tiempo cuatro ventanas de tiempo más tarde. En la práctica, esto no sucederá más que para pasar del subgrupo 50 al subgrupo 51 y del subgrupo 51 al subgrupo 52. Por el contrario, del subgrupo 48 al subgrupo 50, la cita será fijada cinco tramas más tarde, mientras que del subgrupo 52 al subgrupo 48 será fijada trece tramas más tarde.

Por el contrario, si la calidad de señal no es tan mala, no se está seguro de estar en presencia de ruido. En estas condiciones, es necesario organizar la recepción de una segunda ventana 61 en el mismo subgrupo (subgrupo 48) que el de la ventana 57. Las señales de esta ventana 61 son recibidas y, eventualmente desmoduladas y descodificadas y, su calidad es comparada con un segundo umbral S2 en el curso de una prueba 63. En las mismas condiciones que precedentemente, de acuerdo con el resultado de la prueba 63, o bien se decide pasar a la etapa 59 y a la etapa 60 (siendo esta última modificada en cuanto al retardo de espera de la cita), o bien, de otro modo, se decide pasar si la calidad de la señal es superior al umbral S2 a la recepción en una etapa 64 de recepción la tercera ventana 65. Igual que precedentemente, las señales resultantes de esta tercera ventana son comparadas en una prueba 66 con un umbral S3 y se toma una decisión de recibir, o de no recibir, en una etapa 67, las señales correspondientes a la cuarta ventana del bloque considerado.

Esta manera de hacer tiene como consecuencia que, si el interlocutor distante no emite, la señal recibida es del ruido y las etapas 59 y 60 ponen al teléfono móvil en estado durmiente hasta la recepción del grupo siguiente. En estas condiciones se efectúa un ahorro de energía importante puesto que se puede no consumir más que la cuarta parte de una energía de vigilancia (debida al modo de escucha) durante la comunicación del teléfono móvil.

Una determinación de los umbrales de comparación S1, S2, S3, así como de los umbrales de las etapas 36 y 42, puede ser efectuada de diferentes formas. De una manera preferida, se cuantificarán las señales recibidas, en el momento de su desmodulación, en más de dos bits, típicamente en una dinámica de ocho bits. Aunque lo lógico es que tales señales representen sólo símbolos binarios, se introducen de esta forma de una manera particularmente eficaz los rendimientos del algoritmo de Viterbi para llevar a una descodificación exacta de las señales recibidas. El algoritmo de Viterbi proporciona naturalmente una tasa de errores de bits que se puede utilizar como elemento de medición de la calidad de la señal recibida si se elige descodificar. Se puede, a continuación, comparar esta tasa de error de bits con una tasa de umbral S1, de umbral S2 o de umbral S3. Se puede igualmente efectuar una comparación entre una descodificación de Viterbi según una cuantificación de los símbolos recibidos en ocho bits y según una cuantificación en dos bits. Se efectúa la comparación entre los resultados de dos descodificaciones. En consecuencia, se determina la calidad de la señal. Se conocen igualmente otros métodos en el estado de la técnica.

En lo que concierne al modo de comunicación, preferentemente se elegirá un umbral S1 inferior o igual al umbral S2, asimismo inferior o igual al umbral S3. En efecto, si los resultados de la primera ventana 57 son muy malos, se trata ciertamente de ruido y no es necesario escuchar una ventana de tiempo siguiente. Por el contrario, si los resultados no han sido suficientes para llevar a una descodificación correcta y son, sin embargo, superiores al umbral, se les combinará con los resultados de la descodificación de la ventana de tiempo 61. En este caso, dado que con el algoritmo de Viterbi se puede acceder a una medición combinada (puesto que el tren de los bits recibidos es mucho más importante) más precisa, se podrá mostrar más exigente para determinar si es preciso continuar o no recibiendo y descodificar las ventanas de tiempo siguientes. Se ha de entender lo mismo para la tercera ventana de tiempo 65, para la cual el umbral S3 no será sólo un umbral relativo a la calidad de la señal de esta tercera ventana, sino la calidad de la señal resultante del conjunto de las tres ventanas 57, 61 y 65 juntas.

Con el fin de medir la calidad de la señal es igualmente posible comparar la tasa de error de bits resultante de la recepción de las señales de SID, que son obligatoriamente recibidas y descodificadas, con la calidad de las señales recibidas durante la ventana de tiempo 57. Se podrá principalmente, si la recepción de las señales de SID ha sido difícil, considerar que el canal es asimismo ruidoso y en este caso bajar el valor del umbral S1, y de los umbrales S2 y S3, para tenerlo en cuenta. Por el contrario, si la recepción de las señales de SID ha sido perfecta, el canal no es ruidoso, y en estas condiciones los umbrales S1, S2 y S3 podrán ser más elevados. En la práctica estos umbrales son, por consiguiente, determinados en función de la calidad de recepción de las señales de
SID.

Actuando así se está seguro de que el teléfono móvil va, por una parte, a ahorrar energía y, por otra parte, a ser susceptible de no utilizar la energía de descodificación más que cuando el interlocutor distante haya tomado la palabra, es decir, aleatoriamente, puesto que esto depende de su propia iniciativa.

En otro ejemplo, para medir la calidad de recepción de la señal, si no se quiere comenzar a hacer la descodificación, se podrá considerar el número de pasos por cero de la señal cuantificada. Si es superior en una proporción dada, por ejemplo al doble, del número de bits susceptibles de ser recibidos, se podrá estimar que se trata manifiestamente de ruido. En este caso no se está obligado a descodificar. Se puede, por consiguiente, activar la recepción mediante el interruptor 32 sin poner en práctica la descodificación mediante el interruptor 33 lo que ahorra incluso más energía.

Todas las operaciones de medición, en la práctica, son efectuadas por un programa puesto en práctica por el microprocesador 15 y, previamente registrado en la memoria 7.

Claims (5)

1. Procedimiento de recepción de señales de palabra en un teléfono móvil (1), estando el citado teléfono móvil en comunicación con uno correspondiente distante, estando las señales de palabra emitidas por el correspondiente distante repartidas en ventanas de tiempo situadas en tramas sucesivas, que comprende las etapas ordenadas siguientes:

- se reciben (56) primeras señales de palabra correspondientes a una primera ventana de tiempo,

- se mide (58) una información de calidad de las señales de palabra recibidas comparativamente con un primer umbral (S1) y, caracterizado porque

- se configura el teléfono móvil para recibir o no segundas señales de palabra correspondientes a una segunda ventana de tiempo, según que la citada información de calidad sea respectivamente superior o inferior al citado primer umbral.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las citadas señales de palabra son descodificadas por un descodificador de Viterbi y porque la citada información de calidad es determinada por el citado descodificador de Viterbi.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque el citado primer umbral es obtenido por comparación de una descodificación de Viterbi con cuantificación en una dinámica mayor de dos en un descodificador de Viterbi con una dinámica de dos.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a la recepción de las citadas segundas señales de palabras,

- se mide una segunda información de calidad de las señales de palabra recibidas, comparativamente con un segundo umbral (S2), y,

- se configura el teléfono móvil para recibir o no terceras señales de palabras correspondientes a una tercera ventana de tiempo, en función de esta comparación.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación precedente, caracterizado porque el citado segundo umbral es un umbral combinado y es superior al citado primer umbral.