JP2004529517A - 無線通信デバイスにおいて平均電力消費を低減するための技術 - Google Patents
無線通信デバイスにおいて平均電力消費を低減するための技術 Download PDFInfo
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Abstract
Description
関連特許
本発明は共通の譲請人の次の特許出願:スロット化ページングを利用する無線通信デバイスにおける立上げ時間の低減のための技術(1998年7月17日出願の特許出願第09/118,750号)に関係する。’750特許出願は引用文献としてその全体がここに組込まれる。
【0002】
発明の背景
I.発明の分野
本発明は一般に無線通信システムに関する。さらには、本発明は無線通信デバイスにおいて電力消費を低減するために方法及びシステムに関する。
【0003】
関連技術の説明
無線通信デバイス (WCD) は一般的に稼働状態か待機状態のいずれかで動作する。稼働状態(時々、呼出状態ともいう)では、WCDは音声及び/またはデータ呼出に使用される無線周波数(RF)チャネルなどの有料交信チャネル上でユーザー情報を交換する。しかしながら、ユーザー情報が交換されていないときは、WCDは待機状態で動作する。待機状態では、WCDは基地局、衛星、及び/または他のWCDなどの無線通信システム(WCS)中の他のノードによって送信されるページング・チャネル・メッセージについてページング・チャネルを監視する。ページング・チャネル・メッセージの例は呼出開始(即ち、稼働状態動作)に対する先駆けであるリング・メッセージ及びWCDの動作パラメータを更新するメッセージを含む。
【0004】
ページング・チャネルの1つの型式はスロット化ページング・チャネルである。スロット化ページング・チャネルは複数の周期的時間スロットを含み、WCS中の各WCDは複数の時間スロットに割当てられる。WCDは割当てられたその時間スロット間にページング・チャネル伝送を監視する。さらに、特定のWCDへのメッセージはその特定のWCDに割当てられた時間スロットの間にだけ送信される。WCDはその割当時間スロットの間にページング・チャネル・メッセージを受信できるので、このスロットの間は「立上げ」モードにある。立上げモード間には、WCD内の構成要素はページング・チャネル・メッセージ受信のために設定される。WCDは一般的にその割当ページング・チャネル時間スロットの前に立上げモード動作を開始する。さらに、追加の送信を受信するといった、追加の動作を実行するために受信ページング・チャネル・メッセージがWCDを必要とすれば、WCDはその割当時間スロットの後この立上げモードで動作を続ける。
【0005】
一旦、実行されるべき追加の稼働モード動作がなければ、WCDはその割当時間スロットの連続発生の間の区間においては「休眠」モードで動作する。休眠モード動作の間、WCDはその構成要素の幾つかへの電力を止めることによりエネルギーを節約する。例えば、WCDはその特定のWCDへ情報が送られない時間区間には必要でない受信や処理に使用される幾つかの構成要素の動作を停止できる。この停止はカウンタ及び系列発生器といった、内部処理を一般的に「凍結する」。さらに、この停止はまた他の幾つかの構成要素の電力消費を低減する。
【0006】
IS−95A及びIS−95B(ここではIS−95システムとして引用される)といったCDMA規格に従って動作するWCSにおいて、ページング・チャネル・トラフィックといった、情報はシンボル系列の形式で送信ノード(送信器)及び受信ノード(受信器)間で送信される。この情報は疑似雑音(PN)系列に従ってインタリーブ、符号化、拡散され、そして携帯電話などのWCDによって受信されるよう送信される無線周波数(RF)信号の中に変調される。受信の際、これらの信号はベースバンド信号に変換され、逆拡散、逆インタリーブされ、そして元の送信情報シンボル系列に復号される。
【0007】
CDMAシステムにおける送信器及び受信器の間の伝送は送信器においてPN系列により拡散され、受信器において同じPN系列に逆拡散される。IS−95システムにおいて、これらのPN系列は215のシンボル(チップ)の長さを持っており、1.228MHzのチップ率を持つ。従って、PN系列の期間は26.667ミリ秒である。情報の適切な受信のために、送信器におけるPN系列生成処理は受信WCDにおけるPN系列生成処理と合わなければならない。
【0008】
そのようなシステムにおいて、インタリーブはIS−95システムにおける20ミリ秒といったようなインタリーブ時間フレームに基づいている。WCDにおける情報の適切な受信のために、送信器のインタリーブ処理と受信WCDにおける逆インタリーブ処理の双方は、また互いに同期しなければならない。
【0009】
さらに、WCDはそのPN系列逆拡散処理とその逆インタリーブ処理の間に内部同期を維持する必要がある。即ち、WCDが休眠モードから立上げモードへ移行するとき、そのPN系列逆拡散処理とその逆インタリーブ処理はWCDが介在休眠モード区間に立上げられたかのように動作を再開しなければならない。本質的に、WCDはビートを決して逸しなかったかのように動作し続けなければならない。
【0010】
そのような内部同期の発生を保証する1つの技術はインタリーブ時間フレームとPN系列期間の双方の整数倍数に時間が等しい休眠モード区間を用いることを含む。この手法によれば、WCDが休眠モードから立上げモードへ移行するとき、その処理は前回休眠モードへの移行が発生したとき動作していたPN系列及びインタリーブ・フレームにおける同じ点で動作を再開する。さらに、この移行はインタリーブ時間フレーム及びPN系列期間の双方の整数倍数で発生するから、これらの処理は内部で同期される。
【0011】
インタリーブ時間フレーム及びPN系列期間の双方の最小整数倍数はそれらの最小公倍数である。IS−95システムの場合、この最小公倍数は80ミリ秒(即ち、26.667ミリ秒のPN系列期間の3倍及び20ミリ秒のインタリーブ時間フレームの4倍)に等しい。休眠及び立上げモードのタイミングに対する従来の手法はこの最小公倍数の手法を用いる。従って、IS−95システムでは、この手法による休眠モード区間は80ミリ秒の粗い密度(granularity)に制約される。
【0012】
電池または固定エネルギー源によって電力を供給されたWCDについて、待機状態にある時間はデバイスの平均電流消費を低減することによって増加する。この低減を達成する1つの方法は立上げモード区間の期間を減らしながら休眠モード区間の期間を増加することである。一般に、立上げモードにおいて費やされる時間の一部は休眠モードにおいて費やされる時間量よりはるかに小さい。しかしながら、立上げモードにおいて消費される電流は一般に休眠モードにおいて消費される電流より数倍も大きいから、立上げモードにおいて費やされる時間量のあらゆる低減は電流消費及び待機時間にかなりの改善をもたらすことができる。
【0013】
従って、必要なことはWCDが立上げモードにおいて費やす時間量を低減する技術であり、それによってデバイスの動作時間を増加することである。
【0014】
発明の要約
本発明はWCDの動作時間を延長するためのシステム及び方法に関するもので、そこではWCDはスロット化ページング・チャネルを監視しながら休眠モードで動作することができる。本発明の方法は各カウンタが別の各カウンタに関して所定のオフセットで巡回するように複数のカウンタを分配するステップ;複数のカウンタについて時間にわたる巡回において発生する複数のタイミング点を準備するステップ;及び複数のタイミング点の1つの発生において休眠及び立上げモード動作の間を移行するステップを含む。
【0015】
分配ステップはおおよそPN系列期間に実質的に等しい時間増分で複数の各カウンタの間隔を置くステップを含む。このステップはまた複数の各カウンタを対応する疑似雑音(PN)系列発生器に同期させるステップを含む。そのような同期は対応する各PN系列をオフセット分だけ移動させることを含み、それによって対応するマルチパス伝送成分の復調を可能にする。
【0016】
移行ステップはWCDに割当てられたページング・チャネル・スロットの始りの前に所定数のタイミング点で立上げモード動作を開始するステップを含む。例えば、このステップはそのようなページング・チャネル・スロットの始りの前に2つのタイミング点で立上げモード動作を開始することを含む。
【0017】
さらに、移行ステップはWCDに割当てられるページング・チャネル・スロットの始まりの後で所定数のタイミング点で休眠モード動作を開始するステップを含む。さらに、このステップはWCDがそのようなページング・チャネル・スロットの間に復号すべきページング・トラフィックがないことを判定した後に最初に発生するタイミング点で休眠モード動作を開始するステップを含む。
【0018】
本発明はさらに細かな密度の休眠モード区間期間を達成するのに有利であり、 それによって休眠モード区間の長さを延長し、そしてWCDの動作時間を増加させる 。
【0019】
本発明はまた受信信号の品質を維持するのに有利である。いくつかの手法はWCDの復調処理から復調フィンガを取除くことによって休眠モード区間期間をある程度まで拡張する。そのような復調フィンガの除去は受信信号の品質を低下させる。これに対して、本発明は復調処理において全ての復調フィンガを保持することによって信号品質を維持する。
【0020】
本発明は付属の図を参照して記述される。これらの図では、同様な参照番号(数字)は一般に同一の、機能的に同様の、及び/または構造的に同様の要素を示す。要素が最初に現れる図は参照番号における最左の数字で示される。
【0021】
好ましい実施例の詳細な説明
I.序論
本発明は従来の技術に対してさらに細かな密度の休眠モード区間期間を達成するための技術を指向する。このさらに細かな密度は休眠と立上げモード動作間の移行に対してさらに頻繁な機会をWCDに提供するタイミング点の使用によって達成される。この細かな密度の結果として、WCDは休眠モード区間の長さを拡張し、それによってその動作時間を増加する。これらのタイミング点は復調フィンガ・カウンタ及び結合器カウンタといった、カウンタに基づいており、典型的なWCDを参照してここで記述される。
【0022】
II.無線通信システム
図1は典型的な無線通信システム(WCS)100の図である。典型的なWCS100は第1及び第2の基地局102a及び102b、無線通信デバイス (WCD)106、及びシステム制御器108を含む。
【0023】
多くのWCSでは、マルチパス伝送が発生する。マルチパス伝送は個々のRF波面であり、ここでは単一のRF送信器による伝送から生じるマルチパス成分として引用される。マルチパス伝送は他の物理的現象と同様に波面反射によって引き起こされる。WCD106といった受信デバイスに対して、明らかな時間ずれや、通常は異なる信号強度であることを除けば、各マルチパス成分は同一であるように見える。CDMAシステムでは、これらのマルチパス成分の時間ずれが1PNチップの期間より大きければ、個々のマルチパス成分は独立に区別でき、そして単一の情報ストリームに結合できる。そのような結合技術は全体の信号対雑音比を増加させ、それによってシンボル誤りの確率を低減する。
【0024】
IS−95システムでは、符号化、インタリーブ、且つ変調され、そして基地局102によりWCD106に送信される信号をページング・チャネルは搬送する。
【0025】
ページング・チャネルは固定の期間を有する複数のスロットに分割される繰返しフレームを含む。図2は典型的なページング・チャネル・フレーム200の図である。ページング・チャネル・フレーム200は複数のページング・チャネル・スロット202を含む。各ページング・チャネル・スロット202はページング・チャネル期間206を持つ。IS−95システムでは、ページング・チャネル・スロット期間206は80ミリ秒である。ページング・チャネル・フレーム200はページング・チャネル・フレーム期間204を持つ。図2で示したように、複数のWCD106は特定のページング・チャネル・スロットに各々個々に割当てられる。例えば、WCD106a、106b、及び106eはページング・チャネル・スロット202aに割当てられる;WCD106cはページング・チャネル202bに割当てられる;WCD106d及び106gはページング・チャネル・スロット202cに割当てられる;等々。
【0026】
III.無線通信デバイス
図3AはWCD106の典型的なスロット化ページング・チャネル受信部の機能的ブロック図である。図3Aに示されたように、WCD106はアンテナ部302、アナログ受信モジュール304、復調モジュール306、逆インタリーブ・モジュール308、復号モジュール310、及び制御器312を含む。
【0027】
アンテナ部302は基地局102a及び/または102bからの無線周波数(RF)伝送を受信する。アンテナ部302は電気信号としてのこれらの伝送をアナログ受信モジュール304に送る。さらに、アンテナ部302はWCD106中の伝送電力増幅器(図示せず)から無線伝送の電気信号を受信する。従って、アンテナ部302中の単一アンテナによってRF信号の同時伝送及び受信を可能にするために、当該技術者には明らかなように、アンテナ部302はダイプレクサを含む。
【0028】
アナログ受信モジュール304はRF周波数帯の中でアンテナ部302から電気信号を受信する。さらに、アナログ受信モジュール304はこれらのRF信号を中間周波数(IF)帯にダウンコンバートする。このダウンコンバージョンは当該技術者には明らかな周波数ダウンコンバージョン技術によって実行される。実施例では、アナログ受信モジュール304はまた特定の帯域幅によってこれらのIF信号を濾過(フィルタ)する。
【0029】
さらに、当該技術者には明らかなように、アナログ受信モジュール304はアナログ・ディジタル(A/D)変換技術を用いてIF信号を対応するディジタル信号に変換する。このA/D変換はWCS100で用いられる疑似雑音(PN)チップ率の整数倍数である標本化率で行われる。しかしながら、別の標本化率もまた使用できる。A/D変換が行われた後で、得られたディジタル化IF信号は復調モジュール306に転送される。
【0030】
復調モジュール306はアナログ受信モジュール304からディジタル化IF信号を受信し、これらのディジタル化IF信号を1以上のベースバンド情報シンボル系列に変換する。復調モジュール306は各情報シンボル系列が特定のマルチパス伝送成分に対応する複数のベースバンド情報シンボル系列を生成する。復調モジュール306はシンボル誤りの確率を低減するためにこの複数の系列を単一情報系列に結合する。これらの系列は当該技術者に既知の信号結合技術によって結合される。復調モジュール306の動作特性及び機能性に関するさらなる詳細は図3Bを参照して記述される。一旦これらの系列が結合されると、復調モジュール306は1つの情報シンボル系列を逆インタリーブ・モジュール308に転送する。
【0031】
逆インタリーブ・モジュール308は復調器モジュール306からベースバンド情報シンボル系列を受信し、そしてこのシンボル系列の部分(segment)を各逆インタリーブ・フレームが所定の期間を有する逆インタリーブ・フレームとして知られる複数の部分に分割する。IS−95システムは期間が20ミリ秒である逆インタリーブ・フレームを用いる。逆インタリーブ・モジュール308はWCS100によって使用されるインタリーブ/逆インタリーブ方式に従ってこれらのフレームを配列し、それによって逆インタリーブされた情報シンボル系列を生成する。特に、逆インタリーブ・モジュール308はWCS100中の1以上の送信器によって行われたインタリーブ機能の逆を実行する。インタリーブ及び逆インタリーブに関するさらなる詳細はIS−95A及びIS−95Bに含まれる。逆インタリーブ・モジュール308はこの逆インタリーブされたシンボル系列を復号モジュール310に転送する。
【0032】
復号モジュール310は逆インタリーブ・モジュール308から逆インタリーブされたシンボル系列を受信し、そしてこの系列を復号する。復号モジュール310はWCS100によって使用される順方向誤り訂正符号化(FEC)方式によって復号する。復号モジュール310はビタビ(Vitabi)復号器を含む。ビタビ符号化及び復号化に関するさらなる詳細はIS−95A及びIS−95Bに含まれる。しかしながら、復号モジュール310は当該技術者に既知の他の符号化方式(例えば、循環及び/またはブロック誤り訂正符号化方式)によって復号する。
【0033】
復号モジュール310は復号されたシンボル系列を制御器312に転送する。しかしながら、復号モジュール310は代りに、または追加して、WCD106内の他の構成要素(図示されない)に復号されたシンボル系列を転送する。
【0034】
制御器312はアナログ受信モジュール304、復調モジュール306、逆インタリーブ・モジュール308、及び復号モジュール310に接続されて動作する。制御器312は復号モジュール310から復号された情報シンボル系列を受信する。これらの復号された情報シンボル系列はWCS100から受信された1以上のページング・メッセージを含む。制御器312はこれらのページング・メッセージに応答し、そしてアンテナ部302によってこれらの応答をWCS100に伝送するWCD106の伝送部(図示されず)にそれらを送信する。
【0035】
制御器312はWCD106内の様々な構成要素の動作を推進するプロセッサ、メモリ、発振器、クロック、及び/またはカウンタ(図示されず)を含む。例えば、制御器312はアナログ受信モジュール304中のダウンコンバージョン機能を調節する発振器、及びWCD106が遊休状態で動作しているとき休眠及び立上げモード区間のタイミング及び期間を制御するカウンタを含む。さらに、制御器312は復調モジュール306、逆インタリーブ・モジュール308、及び復号モジュール310によって実行される逆インタリーブ、結合、及び復号機能に同期するカウンタを含む。
【0036】
図3Bはさらに詳細な復調モジュール306の説明図である。復調モジュール306は探索器330、複数の復調フィンガ332、対応する複数のバッファ334、結合器336、及び結合器カウンタ338を含む。ここに記述されたように、復調モジュール306はアナログ受信モジュール304から信号320を受信する。信号320は複数のマルチパス成分を含むディジタル化IF信号である。復調モジュール306は1以上のこれらのマルチパス成分を抜出し、対応するシンボル系列を生成するためにそれらをPN系列と逆拡散する。さらに、復調モジュール306は結合器336で結合するこれらのシンボル系列を時間整列するためにバッファ334を用いる。結合器336は逆インタリーブ・モジュール308に送信される結合されたシンボル系列を生成する。
【0037】
探索器330は1以上の複数のマルチパス成分に関するタイミング基準を得るために複数のPN系列オフセットで信号320の標本を相関させる。これらのタイミング基準が得られた後で、1以上のマルチパス成分の各々は対応する復調フィンガ332に割当てられる。図3Bは4個の復調フィンガ332a〜332dを示す。しかしながら、あらゆる数の復調フィンガ332が使用できることは当該技術者には明白であろう。
【0038】
各復調フィンガ332はディジタル受信要素340、フィンガ・カウンタ342 、PN系列発生器344及び乗算器346を含む。ディジタル受信要素340は信号320をベースバンド・シンボル系列に変換する。PN系列発生器344は対応するマルチパス成分のPN系列と同期するPN系列を生成する。乗算器346で、この同期されたPN系列は逆拡散シンボル系列を生成するためにディジタル受信成分によってベースバンド・シンボル系列と乗算、または相関される。
【0039】
特定の各復調フィンガ332中で、フィンガ・カウンタはPNチップがPN系列発生器344によって発生するたびに増加(increment)する。フィンガ・カウンタ342はPN系列発生器344によって使用されるPN系列の長さを持つ巡回カウンタである。このように、対応するPN系列発生器344がPN系列期間を終了するたびにフィンガ・カウンタ342は「巡回する」。図3Bで示されたように、フィンガ・カウンタ342及びPN系列発生器344は探索器330からの同期命令及び/または信号を受信することが示される。さらなる実施例では、図3Aで示されるように、これらの命令及び/または信号は制御器312から受信される。
【0040】
各復調フィンガ332のために、対応するバッファ334がある。各バッファ334はその対応する復調フィンガ332から逆拡散シンボル系列360を受信する。フィンガ・カウンタ342の出力は対応するバッファ334の書込み指数362として使用される。各バッファ334ははっきりしたマルチパス成分に対応する逆拡散シンボル系列を受信する。各マルチパス成分は異なる伝搬遅延を持っているから、復調フィンガ332の各々からの同様な指数の付いたシンボルは対応するバッファ334に別々の時間に書込まれる。
【0041】
各々のバッファ334は時間整列された同様な指数の付いたシンボルを出力する。この時間整列を達成するために、各バッファ334はバッファ深さを有する。時間整列に必要な遅延が受けられて、このバッファ深さはシンボルの収集を可能にする。このバッファ深さは8シンボルである。当該技術者には明らかなように、あらゆる数のシンボルのバッファ深さが用いられる。
【0042】
バッファ334からのシンボル出力は結合器カウンタ338によって制御され、それは、各バッファ334への読込み指数として機能する。結合器カウンタ338は、各フィンガ・カウンタ342のように、各PN系列発生器344によって用いられるPN系列の長さを持つ巡回カウンタである。結合器カウンタ338は特定のフィンガ・カウンタ342から幾つかのPNチップだけ遅れる(この数は、決まった一定値になる傾向であるが、一定ではない。定常状態では、その数は一定である) 。この特定のフィンガ・カウンタ342は最小伝搬遅延(即ち、最も早く到着するマルチパス)を持つマルチパス成分を追跡する復調フィンガ332に対応する。
【0043】
各バッファ334からの出力に関して、時間整列されたシンボル系列は結合器で加算され、それによって単一のシンボル系列364を生成する。結合器336による加算の前に、個々の各時間整列された系列は、当該技術者には明らかなように、結合されたシンボル系列364の品質を最適化するように重み付け及び/または処理される。
【0044】
IV.フィンガ・タイミング方式
ここに記述されたように、PN系列発生器344によって生成された系列は周期的な繰返し系列である。このように、これらの系列の間のタイミング関係はフェーザー図を使用して図示される。そのようなものとして、図4A及び4Bは2つの異なるフィンガ・タイミング方式によりPN系列発生器344a−dによって生成された系列間のタイミング関係を図示する時計回り(右回り)回転様式を用いたフェーザー図である。ここに記述されたように、各PN系列発生器344はWCD106からアンテナ部302によって受信された特定のマルチパス成分に同期される。図4A及び4Bのフェーザー図は同じマルチパス成分を追跡する2つの異なる手法を図示する。図4Aに図示された手法は共にぎっしりと密集する位相をもつPN系列を包含する。これに対して、図4Bに図示された手法はさらに大きな位相分布を有するPN系列を包含する。
【0045】
図4Aは第一の手法によるPN系列のタイミング関係を図示する第一のフェーザー図400である。フェーザー図400はPN循環402及び複数のPN系列フェーザー404a−dを含む。PN循環402はPN系列の連続サイクルを表す。各フェーザー404a−dは対応するPN系列発生器344によって生成されるPN系列を表す。PN系列期間時間窓の中のフェーザー404a−dの間のタイミング関係は特定の順序に従う。特に、フェーザー404aはフェーザー404bを導く。次いで、フェーザー404bはフェーザー404cを導き、フェーザー404cはフェーザー404dを導く。従って、フェーザー404aで表されたPN系列は主要なPN系列としてここに参照される。各PN系列は特定のマルチパス成分と同期させられるから、主要なPN系列は最小伝搬遅延(即ち、最も早く到着するマルチパス)をもつマルチパス成分と同期される。
【0046】
図4Bは第二の手法によるPN系列のタイミング関係を図示する第二のフェーザー図450である。フェーザー図450はPN循環452及び複数のPN系列フェーザー454a−dを含む。PN循環452はPN系列の連続サイクルを表す。各フェーザー454a−dは対応するPN系列発生器344によって生成されるPN系列を表す。
【0047】
共に密集するフェーザー404とは異なり、各フェーザー454a−dは実質的に90度(即ち、PN系列期間の4分の1)だけ分離される。このさらに大きい位相分離にもかかわらず、フェーザー454a−dで表されたPN系列はまた図4Aについて上で記述された手法で追跡される同じマルチパス成分を追跡することができる。この90度位相分離にもかかわらずマルチパス成分のこの追跡はPN系列移動技術によって可能になる。
【0048】
PN系列移動技術は所望の数のPNチップによってPN系列が移動されることを可能にする。PN系列発生器344は移動マスクの入力に対して移動を瞬時に生成する。PN系列移動技術及び移動マスクに関するさらなる詳細は本発明の譲請人に譲渡された(引用文献としてその全てがここに組み込まれた)、1993年7月13日に発行された、「高速オフセット調整をもつ二乗長さの疑似雑音系列発生器(Power− of−Two Length Pseudo−Noise Sequence Generator with Fast Offset Adjustment)」と題する米国特許第5,228,054号に記述されている。特定のPN系列発生器344について、対応するフィンガ・カウンタ342が巡回するとき、対応するPN系列を移動することは影響しない。従って、フェーザー454はPN系列移動にもかかわらずそれらの位相分離を維持する。
【0049】
結合器カウンタ338はフィンガ・カウンタ342に同期される。例えば、図4A及び4Bについて記述されたように、結合器カウンタ338は主要なPN系列に対応するフィンガ・カウンタ342から所定の数のPNチップだけ遅延する。結合器カウンタ338はPN系列期間毎に一度(例えば、IS−95システムでは26.667ミリ秒毎に一度)巡回する。
【0050】
ある瞬間に、結合器カウンタ338は別のフィンガ・カウンタ342に再同期される。PN系列期間毎に一度なお巡回しながら、再同期された結合器カウンタ338はある量だけ時間が移動される瞬間に巡回するであろう。
【0051】
従って、 WCD106が図4Aを参照してここで記述されたフィンガ・タイミング方式によって動作するとき、結合器カウンタ338の再同期はその巡回時間に移動を与えるであろう。この移動はマルチパス成分の遅延と同量の大きさをもつであろう。これらの大きさはPN循環402上で共に密集するフィンガ・カウンタ342に起因する。
【0052】
これに対して、WCD106が図4Bを参照してここで記述されたフィンガ・タイミングに従って動くとき、結合器カウンタ338の再同期はその巡回時間にさらに大きな移動を与えるであろう。そのような本質的な移動は、フィンガ・カウンタ342がPN循環452を横断して位相が分配されるために発生する。例えば、PN循環452を横断して実質的に等しい時間増分で分配される4個のはっきりしたフィンガ・カウンタ342をフェーザー454が表す図4Bにおいて、フィンガ・カウンタ342はPN系列期間の4分の1毎に凡そ一度(例えば、IS−95システムでは6.667ミリ秒毎に一度)巡回する。
【0053】
V.休眠及び立上げモードの移行
WCD106は図4Bを参照して記述されたフィンガ・タイミング方式を用いる。従って、複数のフェーザーはPN循環452を横断して実質的に等しい態様で分配される。各フェーザーは対応フィンガ・カウンタ342によって生成されるPN系列を表す。このタイミング方式の特定の実施では、4個のフィンガ・カウンタ342はPN循環452を横断して実質的に等しい態様で位相分配される。このように、この実施によれば、フィンガ・カウンタ342はPN系列期間の4分の1毎に凡そ一度(例えば、IS−95システムでは6.667ミリ秒毎に一度)巡回する。
【0054】
結合器カウンタ338は特定のフィンガ・カウンタ342に同期される。結合器カウンタ338は特定のフィンガ・カウンタ342から幾つかのPNチップだけ遅れる。この特定のフィンガ・カウンタ342は主要PN系列を生成するPN系列発生器344に対応する。
【0055】
図5は遊休期間におけるWCD106の動作を図示するフローチャートである。この動作はステップ502で始まる。このステップでは、WCD106は電力を供給される。WCD106は電池などの有限のエネルギー源によって電力を供給される。
【0056】
次に、ステップ504では、アナログ受信モジュール304が初期化される。このステップはダウンコンバージョン、ロック利得調整回路、及びロックDCバイアス回路に使用される周波数シンセサイザをロックするステップを含む。これらのステップはアナログ受信モジュール304がアンテナ部302によって受信されたRF信号から有効なベースバンド信号を生成することを可能にする。ステップ504の実行は初期化時間を必要とする。
【0057】
ステップ506がステップ504の実行の後に続く。ステップ506では、探索器330がマルチパス伝送成分を見つけるためにPNオフセットを探索する。ステップ506はマルチパス成分が存在するか否かを各PN系列オフセットで判定するステップを含む。このステップは当該技術者には明らかである信号処理技術によって実行される。
【0058】
ステップ508では、WCD106はステップ506において識別された最も強い各マルチパス成分を対応する復調フィンガ332に割当てる。実施例では、ステップ508は、各復調フィンガ332について、割当てられたマルチパス成分の逆拡散を可能にするためPN系列発生器344及びフィンガ・カウンタ342を同期させるステップを含む。
【0059】
基地局102はWCD106がシステム同期を達成できる同期チャンネルを伝送する。このように、ステップ510では、WCD106は同期チャンネルを獲得し、且つ復号し、それによってWCS100との同期を達成する。
【0060】
ステップ512では、WCD106は結合器カウンタ338を初期化する。ステップ512は結合器カウンタ338をいくつかのPN系列チップに等しい所定の遅れでフィンガ・カウンタ342を同期的に追跡するように設定するステップを含む。この所定の遅れはバッファ334の深さに等しくなるように設定される。
【0061】
ステップ514はステップ512の実行の後に続く。ステップ514では、WCD106はPN系列発生器344によって生成された系列を移動させる。この移動は図4Bを参照してここに記述されたタイミング方式によって行われる。ステップ514は制御器312と接続された復調モジュール306によって実行される。
【0062】
次に、ステップ516では、WCD106はページング・チャネルを復号する。このステップは複数のシンボルを含む基地局発のメッセージを受信するステップを構成する。これらのメッセージの受信は信号をアンテナ部302によって獲得すること、及びアナログ受信モジュール304、復調モジュール306、 逆インタリーブ・モジュール308、及び復号モジュール310の動作によってこれらの信号をシンボル・ストリームに変換することを含む。ステップ516は制御器312がこのシンボル・ストリームを受信し、そしてあらゆる構成要素のページング・チャネル・メッセージを識別するステップをさらに含む。
【0063】
ステップ516の実行の後で、WCD106はあらゆる受信ページング・チャネル・メッセージの処理を進める。ステップ518では、WCD106は受信したページング・メッセージが稼働状態への移行を必要とするかどうかを判定する。そうであれば、動作は稼働状態処理のステップ540に進む。他の場合は、動作はさらなる遊休状態処理のステップ520に続く。入来する呼出しをWCD106に通告するリング・メッセージはそのような稼働状態への移行を必要とするページング・チャネル・メッセージの一例である。ステップ518は制御器312によって実行される。
【0064】
ステップ520はステップ518の実行の後に続く。ステップ520では、WCD106は復号すべき追加のページング・トラフィックがあるかどうかを判定する。このように、ステップ520はさらなるメッセージが受信されるべきことを受信ページング・チャネル・メッセージが示すかどうかを判定するステップを含む。受信すべき追加のページング・メッセージがあれば、ステップ516から520が再び実行される。他の場合は、動作はステップ522に進む。
【0065】
ステップ522では、WCD106は特定の時間区間の休眠モードに入る。この特定の時間区間は従来のWCDによって用いられる休眠区間より大きい。これは電池の浪費を低減し、そしてWCD106の動作時間を拡張するのに有利である。ステップ522の実行は図6を参照してここにさらに詳細に記述される。
【0066】
ステップ522の実行の後に、ステップ524が続く。ステップ524では、WCD106は立上げモード動作に移行する。ステップ524は図7を参照してここにさらに詳細に記述される。この立上げモード動作への移行が一旦終了すると、ステップ516から524が繰返される。このサイクルはWCD106が稼働状態に移行するか、または電力供給の低下まで継続する。
【0067】
VI.休眠モード区間タイミング
結合器カウンタ338はそれが同期されるフィンガ・カウンタ342を変えることができる。図4Bを参照してここに記述されたフィンガ・タイミングをもつこの同期特性を用いることによって、WCD106の休眠モード区間の期間は従来の手法よりさらに大きい精度で制御される。このさらに大きい精度はWCD106がさらに長い休眠モード区間で動作することを可能にし、それによってその動作時間を拡張する。
【0068】
WCD106がPN系列期間の非整数倍数の間休眠するとき、各フェーザー454は休眠区間の期間有効に「凍結される」。立上げモードへの次の再入の際、各フェーザー454はPN循環452の回りを有効に「回転する」。例えば、復調モジュール306が4個の復調フィンガ332を用い、各々がPN系列の4分の1で分離されている実施例において、WCD106が各PN系列の4分の1の間休眠モードに入れば、PN系列発生器344及びフィンガ・カウンタ342はPN系列期間の4分の1の間凍結されるであろう。WCD106が立上げモードへ再入の際、PN系列発生器344及びフィンガ・カウンタ342はPN系列期間の4分の1「後方に回転」されるであろう。
【0069】
一手法によれば、前の立上げモードの間で用いられたフィンガ・カウンタ342への結合器カウンタ338の同期による連続動作はPN系列期間の4分の1だけ進ませるためにフィンガ・カウンタ342及び対応するPN系列発生器344を必要とするであろう。しかしながら、結合器カウンタ338はそれが同期されるフィンガ・カウンタ342を変更するから、本発明は稼働モードへ移行の際PN系列発生器344及びフィンガ・カウンタ342を進ませる必要性を取除く。
【0070】
図6はさらに詳細にステップ522の動作を図示するフローチャートである。図5を参照してここに記述されたように、ステップ522では、WCD106は特定の時間区間の休眠モードに入る。
【0071】
ステップ602では、WCD106はPN系列発生器344、フィンガカウンタ342、及び結合器カウンタ338の動作を停止させる。一度停止されると、これらの構成要素の状態は次の立上げモードに移行するまで凍結される。このステップは制御器312によって実行される。この停止はフィンガ・カウンタ342の巡回の次の発生で起こる。図4Bを参照してここに記述されたタイミング方式を用いる実施例では、この停止は1以上の逆インタリーブ・フレームの受信の後PN系列の4分の1の期間実行される。IS−95システムでは、逆インタリーブ・フレームは20ミリ秒であり、そしてPN系列期間の4分の1は6.667ミリ秒である。
【0072】
次に、ステップ604では、WCD106に割当てられた次のページング・チャネル・スロット202の始まり前の所定時間まで続く休眠モード区間にWCD106は或る電子構成要素の電源を低下させる。この所定時間は復号モジュール310など、構成要素に情報シンボルを供給することにより適切な動作状態にそれらを初期化するために必要である。この所定時間はフィンガ・カウンタ342の巡回で発生する。図4Bを参照してここに記述されたタイミング方式を用いる実施例では、この巡回はWCD106に割当てられた次のページング・チャネル・スロット202の始まり前のPN系列期間の半分(IS−95システムでは13.333ミリ秒)で発生する。
【0073】
図7はさらに詳細にステップ524の動作を図示するフローチャートである。図5を参照してここに記述されたように、ステップ524では、WCD106は立上げモードに移行する。ステップ524はステップ702で始まる。ステップ702では、WCD106はアナログ受信モジュール304を作動させる。このステップはダウンコンバージョン、ロック利得調整回路、及びロックDCバイアス回路に使用される周波数シンセサイザをロックするステップを含む。これらのステップによってアナログ受信モジュール304はアンテナ部302から受信されたRF信号から有効なベースバンド信号を生成することが可能になる。
【0074】
次に、ステップ704では、WCD106はアナログ受信モジュール304によってマルチパス成分を識別するために供給される信号ストリームを探索する。ステップ704は復調モジュール306の探索器によって実行される。マルチパス伝搬遅延は一般的に急速に変わらないから、ステップ704の実行は各PNオフセットを探索することを必要としない。その代りに、ステップ704は以前に用いられたPNオフセットから所定の範囲内で複数のPNオフセットを探索することを含む。
【0075】
ステップ706では、WCD106はステップ704で識別されたマルチパス成分を復調フィンガ332に割当てる。
【0076】
ステップ706の実行が終了した後で、ステップ708で図示されたように、WCD106は立上げモード動作に入る。立上げモード動作708は別の復調フィンガ332のフィンガ・カウンタ342へ結合器カウンタ338を再同期させるステップ710を含む。
【0077】
図6を参照してここに記述されたように、立上げモード動作708はWCD106に割当てられたページング・チャネル・スロット202の始まり前のPN系列期間の半分を始める。図4Bを参照してここに記述されたタイミング方式によってこれを達成するために、ステップ710はPN系列期間の半分(IS−95システムでは13.333ミリ秒)だけ位相を異にするフィンガ・カウンタ342に結合器カウンタ338を再同期させるステップを含む。
【0078】
VII.動作時間拡張の方法
ここに記述されたように、本発明によって休眠モード区間期間はさらに細かな密度によって制御されることが可能になる。このさらに細かな密度の結果として、これらの期間は増加し、それによってWCDの動作時間を拡張する。
【0079】
図8はWCD106のようなWCDの動作時間を拡張する方法を図示するフローチャートである。この方法はステップ802で始まる。ステップ802では、フィンガ・カウンタ342など複数のカウンタは各カウンタが他の各カウンタに対して所定のオフセットで巡回するように分配される。ステップ802はPN系列期間の周りに実質的に等しい時間増分で複数の各カウンタを配置する(並べる)ステップを含む。例えば、図4Bを参照してここに記述されたように、4個のカウンタはPN系列期間増分の4分の1で配置される。
【0080】
ステップ802は、図4Bを参照してここに記述されたように、PN系列発生器344といった対応する系列発生器に複数の各カウンタを同期させるステップを含む。この同期ステップは対応する各系列発生器をそれぞれオフセット分だけ移動させるステップを含む。図4Bを参照してここに記述されたように、この移動ステップによって系列発生器は対応するマルチパス伝送成分を復調することが可能になる。
【0081】
ステップ804では、ステップ802で分配される複数のカウンタの巡回時間で発生する複数のタイミング点が提供される。
【0082】
ステップ806では、WCD106はステップ804で提供された複数のタイミング点の1つの発生で休眠と立上げモード動作の間を移行する。
【0083】
ステップ806はWCD106に割当てられた次のページング・チャネル・スロット202の始まり前の所定数のタイミング点で立上げモード動作を始めるステップを含む。
【0084】
さらなる実施例では、ステップ806はWCD106に割当てられた次のページング・チャネル・スロット202の始まり前の所定数のタイミング点で休眠モード動作を始めるステップを含む。このタイミング点はWCD106がそれに割当てられたページング・チャネル・スロットの間復号すべきページング・トラフィックがないことを判定した後で、最初に発生するタイミング点である。
【0085】
VIII.実施
ここに記述された機能性はハードウェア、ソフトウェア、またはその組合せを用いて実施され、そしてコンピュータ・システムまたは他の処理システムで実施される。実際、一実施例では、本発明はここに記述された機能性を実行することが可能なコンピュータシステムに対応する。典型的なコンピュータ・システム901は図9に示される。コンピュータ・システム901はプロセッサ904のような1以上のプロセッサを含む。プロセッサ904は通信バス902に接続される。様々なソフトウェアの実施例はこの例のコンピュータ・システムに関して示される。この記述を読取った後で、他のコンピュータ・システム及び/またはコンピュータ・アーキテクチャを使用して本発明を実行する方法は当該技術者には明白になるであろう。
【0086】
コンピュータシステム902はまた主記憶装置(メモリ)906 、好ましくはランダム・アクセス・メモリ(RAM)及び二次記憶装置908を含む。二次記憶装置908はハードディスク・ドライブ910及び/または、例えばフロッピーディスク・ドライブ、磁気テープ・ドライブ、光ディスク・ドライブ等の移動可能な記憶装置912を含む。移動可能な記憶装置912は周知の方法で移動可能な記憶ユニット914から読出し、且つ/または移動可能な記憶ユニット914へ書込む。移動可能な記憶ユニット914はフロッピーディスク、磁気テープ、光ディスク等を表し、それらは移動可能な記憶装置912によって読出され、且つ書込まれる。
【0087】
明らかなように、移動可能な記憶ユニット914はその中にコンピュータ・ソフトウェア及び/またはデータが記憶されたコンピュータ使用可能な記憶媒体を含む。
【0088】
代りの実施例では、二次記憶装置908はコンピュータ・プログラムまたは他の命令がコンピュータ・システム901に装荷できる他の同様な手段を含めることができる。例えば、そのような手段は移動可能な記憶ユニット922及びインタフェース920を含む。そのような例は、ソフトウェア及びデータが移動可能な記憶ユニット922からコンピュータ・システム901に転送できるプログラム・カートリッジ及びカートリッジ・インタフェース(テレビゲーム・デバイスに見られるような)、移動可能な記憶チップ(EPROMまたはPROMなど)及び関連するソケット、及び他の移動可能な記憶ユニット922及びインタフェース920を含む。
【0089】
コンピュータ・システム901はまた通信インタフェース924を含む。通信インタフェース924はコンピュータ・システム901及び外部デバイスの間でソフトウェア及びデータが転送されることを可能にする。通信インタフェース924の例はモデム、ネットワーク・インタフェース(イーサネット・カードのような)、通信ポート、PCMCIAスロット及びカード等を含む。通信インタフェース924を経由して転送されたソフトウェア及びデータは通信インタフェース924によって受信が可能な電気、電磁気、光または他の信号である信号形式である。これらの信号926はチャンネル928を経由しての通信インタフェースに供給される。このチャンネル928は信号926を搬送し、そしてワイヤまたはケーブル、光ファイバ、電話回線、携帯電話回線、RF回線及び他の通信チャンネルを使用して実施される。
【0090】
この文書では、術語「コンピュータ・プログラム媒体」及び「コンピュータ使用可能媒体」は移動可能な記憶デバイス912などの媒体、ハードディスク・ドライブ912に取付けられたハードディスク、及び信号926を一般に引用するために使用される。これらのコンピュータ・プログラム製品はソフトウェアをコンピュータ・システム901に供給する手段である。
【0091】
コンピュータ・プログラム(またコンピュータ制御論理と呼ばれる)は主記憶装置及び/または二次記憶装置908に記憶される。コンピュータ・プログラムはまた通信インタフェース924を経由して受信できる。そのようなコンピュータ・プログラムは、実行されたとき、ここで論じたように本発明の特徴をコンピュータ・システムが実行することを可能にする。特に、コンピュータ・プログラムは、実行されたとき、本発明の特徴をプロセッサ904が実行することを可能にする。従って、そのようなコンピュータ・プログラムはコンピュータ・システム901の制御器を表す。
【0092】
本発明がソフトウェアを使用して実施される実施例では、ソフトウェアはコンピュータ・プログラム製品に記憶され、そして移動可能な記憶ドライブ912、ハードディスク・ドライブ910または通信インタフェース924を使用してコンピュータ・システム901に搭載される。制御論理(ソフトウェア)は、プロセッサ904によって実行されたとき、ここで記述されたようにプロセッサ904が本発明の機能を実行させるものである。
【0093】
別の実施例では、本発明は、例えば特定用途向け集積回路(ASIC)のようなハードウェア部品を使するハードウェアで主に実施される。ここに示された機能を実行するためのハードウェア状態の機械の実施は当該技術者には明白であろう。
【0094】
さらに別の実施例では、本発明はハードウェアとソフトウェアの双方の組合せを使用して実施される。そのような組合せの例はマイクロコントローラを含むが、それに限定されない。
【0095】
IX.結論
本発明の様々な実施例が上で記述されたけれども、それらは例に挙げたものに過ぎず、限定ではないことを理解すべきである。このように、本発明の幅及び範囲は上述の典型的な実施例のいかなるものにも限定されるべきものではなく、本発明の請求項及びそれらの等価物によってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】典型的な無線通信システム(WCS)の図である。
【図2】典型的なページング・チャネル・フレームの図である。
【図3A】WCDの典型的なスロット化ページング・チャネル受信部の機能ブロック図である。
【図3B】復調モジュールの図である。
【図4A】フィンガ・タイミング様式によるタイミング関係を示すフェーザーの図である。
【図4B】フィンガ・タイミング様式によるタイミング関係を示すフェーザーの図である。
【図5】WCDの遊休状態の動作を図示するフローチャートである。
【図6】休眠モード動作への入り動作を図示するフローチャートである。
【図7】立上げ動作への移行の動作を図示するフローチャートである。
【図8】WCDの動作時間を拡張する方法を図示するフローチャートである。
【図9】典型的なコンピュータ・システムのブロック図である。
【符号の説明】
100…通信システム 102…基地局 106…無線通信デバイス 108…システム制御器
Claims (22)
- スロット化ページング・チャネルの監視の間に休眠及び立上げモードで動作する無線通信デバイス(WCD)において平均電力消費を低減させる方法であって、
複数のカウンタを用意すること、
各カウンタに関する巡回点を他の各カウンタに対する所定のオフセットで確立すること、
少なくとも1つの巡回点に関するタイミング点を識別すること、及び
識別されたタイミング点の発生の間に休眠及び立上げモードの間を移行すること、を含む方法。 - 巡回点を確立することがPN系列期間の周りに実質的に等しい時間増分で複数の各カウンタを配置することを含む、請求項1の方法。
- 巡回点を確立することが複数の各カウンタを対応する疑似雑音(PN)発生器に同期させることを含む、請求項1の方法。
- 複数の各カウンタを対応する疑似雑音(PN)発生器に同期させることが対応する各PN発生器をオフセット分だけ移動させ、それによって対応するマルチパス伝送成分の復調を可能にすることを含む、請求項3の方法。
- 休眠及び立上げモードの間を移行することがWCDに割当てられたページング・チャネル・スロットの始まり前の所定数のタイミング点で立上げモード動作を始めることを含む、請求項1の方法。
- 休眠及び立上げモードの間を移行することがWCDに割当てられたページング・チャネル・スロットの始まり前の所定数のタイミング点で休眠モード動作を始めることを含む、請求項1の方法。
- 休眠及び立上げモードの間を移行することがWCDに割当てられたページング・チャネル・スロットの始まり前の2つのタイミング点で立上げモード動作を始めることを含む、請求項1の方法。
- 休眠及び立上げモードの間を移行することがWCDに割当てられたページング・チャネル・スロット間に復号すべきページング・トラフィックがないことをWCDが判定した後で最初に発生するタイミング点で休眠モード動作を始めることを含む、請求項1の方法。
- スロット化ページング・チャネルが符号分割多元接続(CDMA)信号を搬送する、請求項1の方法。
- スロット化ページング・チャネルがIS−95によって動作する、請求項9の方法。
- ページング・チャネルの監視の間に休眠及び立上げモードで動作する、電力消費を低減された無線通信デバイス(WCD)であって、
各カウンタが別の各カウンタに対して所定のオフセットで巡回点をもつ複数のカウンタと、
複数のカウンタに関する巡回点で発生する複数のタイミング点と、
複数のタイミング点の1つの発生で休眠及び立上げモード動作の間でWCDを移行する制御器とを含むデバイス。 - 各カウンタがPN系列期間の周りに実質的に等しい時間増分で分配される、請求項11のデバイス。
- 各カウンタが対応する疑似雑音(PN)系列発生器に同期される、請求項11のデバイス。
- 対応するPN系列発生器がオフセットによって移動され、それによって対応するマルチパス伝送成分の復調を可能にする、請求項13のデバイス。
- 割当てられたページング・チャネル・スロットの始まり前の所定数のタイミング点で制御器が立上げモード動作を始める、請求項11のデバイス。
- 割当てられたページング・チャネル・スロットの始まり前の所定数のタイミング点で制御器が休眠モード動作を始める、請求項11のデバイス。
- 割当てられたページング・チャネル・スロットの始まり前の2つのタイミング点で制御器が立上げモード動作を始める、請求項11のデバイス。
- WCDに割当てられたページング・チャネル・スロット間に復号すべきページング・トラフィックがないことをWCDが判定した後で最初に発生するタイミング点で制御器が休眠モード動作を始める、請求項11のデバイス。
- スロット化ページング・チャネルが符号分割多元接続(CDMA)信号を搬送する、請求項11のデバイス。
- スロット化ページング・チャネルがIS−95によって動作する、請求項19のデバイス。
- ページング・チャネルの監視の間に休眠及び立上げモードで動作する、電力消費を低減された無線通信デバイス(WCD)であって、
複数のカウンタを提供する手段;
各カウンタに関する巡回点を他の各カウンタに対する所定のオフセットで確立する手段;
少なくとも1つの巡回点に関するタイミング点を識別する手段;及び
識別されたタイミング点の発生の間に休眠及び立上げモードの間で移行する手段を含むデバイス。 - コンピュータ・システムのプロセッサがページング・チャネルの監視の間に休眠及び立上げモードで動作する、無線通信デバイス(WCD)の平均電力消費を低減することを可能にするコンピュータ・プログラム論理を含むコンピュータ・プログラム製品であって、
プロセッサが複数のカウンタを提供することを可能にする手段;
プロセッサが各カウンタに関する巡回点を他の各カウンタに対する所定のオフセットで確立することを可能にする手段;
プロセッサが少なくとも1つの巡回点に関するタイミング点を識別することを可能にする手段;及び
プロセッサが識別されたタイミング点の発生の間に休眠及び立上げモードの間で移行することを可能にする手段を含むコンピュータ・プログラム製品。
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