JP2005516565A - スロットされたページングモードにおいて動作している移動局内における低周波数スリープクロックエラー補正 - Google Patents

スロットされたページングモードにおいて動作している移動局内における低周波数スリープクロックエラー補正 Download PDF

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Abstract

【課題】無線通信デバイスの電力消費を低減すること。
【解決手段】この技術は、第１のスリープ期間の間、無線通信デバイスにおける電力を低減することと、その後、スリープクロックのエラーを推定するために、第１のスリープ期間後、中間ウェイク期間の間、無線通信デバイスにおける電力を増加させることとを含む。更に、中間ウェイク期間の後、第２のスリープ期間の間、無線通信デバイスにおける電力を低減させることを含む。中間期間の間に実行された中間ウェイクモードは、復調のように、アウェイクモードに関連した１つ以上のタスクを実行することなく、スリープモードのエラーを推定するために使用することができる。この技術は、比較的長いスロットサイクルがスロットされたページングシステム内で定義された場合であっても、スリープモードのために、低周波数で低電力の効率的な使用を容易にすることができる。

Description

本発明は一般に無線通信デバイスに関し、更に詳しくは、無線通信デバイスのスリープモード動作に関する。
周波数分割多元アクセス（ＦＤＭＡ）、時分割多元アクセス（ＴＤＭＡ）及び様々な拡散スペクトル技術を含む多くの異なる無線通信技術が開発されている。無線通信に使用されるある共通の拡散スペクトル技術は、コード分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）信号変調である。ここでは、複数の通信が、拡散スペクトル無線周波数（ＲＦ）信号上で同時に送信される。具体的に、１つ又は複数の無線通信技術を組み込んでいる無線通信デバイスには、携帯無線電話、ポータブルコンピュータに組み込まれたＰＣＭＣＩＡカード、無線通信能力を備えたＰＤＡ等を含むものもある。
無線通信デバイスにおいて電力を浪費しないことは最も関心のあることである。電力を保存するために、無線通信デバイスは、スリープモードと称される低出力モードで定期的に動作しうる。スリープモードで動作している場合には、無線通信デバイスは、選択された内部要素への電力を断ち切ることによって、電力消費を低減することができる。例えば、スロットされたページング技術が開発されている。この技術では、ページング信号が、予め定めた時間間隔によって分離されて割り当てられたページングスロット内に、基地局から無線通信デバイスに送られる。スロットされたページングによって、無線通信デバイスは、ページング信号を見失うことなく、連続的なページングスロット間の時間期間の間、スリープモードで動作することが可能となる。
スロットサイクルは、スロットされたページングシステムにおける特定の無線通信デバイスによって検出される連続的なページングスロット間の時間量に相当する。スロットサイクルは、一般に、１〜２０秒のオーダであるが、任意の時間長さの場合もある。例えば、データ転送モードで動作している無線通信デバイスのスロットサイクルは、リアルタイム無線電話呼出に対応するスロットサイクルよりもはるかに長い。なぜならば、無線通信デバイスの応答時間は、無線データ送信ほど迅速である必要はないからである。
スロットサイクルのスリープ期間の間、無線通信デバイスは、ページング信号の受信のためにウェイクアップする適切な時間を決定するために、経過時間量を追跡する。従って、スリープモードの間でさえも、無線通信デバイスはいくらかの電力、すなわち、経過時間量の追跡に必要な電力を消費する。無線通信デバイスのシステムクロックは一般に、電圧制御された温度補償型水晶発信機（ＶＣＴＣＸＯ：a voltage controlled temperature compensated crystal oscillator）のような比較的高周波で、かつ高出力のクロックである。あいにく、ＶＣＴＣＸＯあるいは他の高周波数で高品質なクロックは、極端に電力を消費する。
スリープモード中における消費電力を更に低減するために、無線通信デバイスは、比較的低周波で、かつ低出力のクロックを用いている。これは、スリープモードの間に特別に動作することによって、スリープモードの間にある無線通信デバイスの他の内部要素とともに、高出力クロックの電力を低減する。しかしながら、低周波かつ低出力のクロック信号は、一般に、かなりの変化及び／又はドリフトを被っており、これによって、スリープモードの間の経過時間量を正確に追跡することをより困難にしている。
米国特許仮出願 ６０／３５３，４７５号 「第３世代パートナシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）文献番号3G TS 25.211 「第３世代パートナシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）文献番号3G TS 25.212 「第３世代パートナシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）文献番号3G TS 25.213 「第３世代パートナシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）文献番号3G TS 25.214 ＣＤＭＡ２０００規格 "TR-45. 5 Physical Layer Standard forcdma2000 Spread Spectrum Systems" ＣＤＭＡ２０００規格 "C.S0005-A Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for dma2000 Spread Spectrum Systems" ＣＤＭＡ２０００規格 "C.S0024 CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification" TIA/EIA-IS-856 "CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"
この出願は、”INTERMEDIATE WAKE MODE TO TRACK SLEEP CLOCK FREQUENCY IN A WIRELESS COMMUNICATION DEVICE,”と題され、２００２年１月３１日に出願された米国特許仮出願６０／３５３，４７５号（特許文献１）の優先権を主張する。これは、どの点から見てもその全体が参考文献として組み込まれている。
一般に、本願は、無線通信デバイスにおいて実施可能な種々のスリープモード技術を開示する。この技術は、スリープモードの間、比較的低周波数かつ低出力であるクロックの利用を容易にすることによって、無線通信デバイスの電力消費を低減することができる。例えば、電力は、第１のスリープ期間にある無線通信デバイスでは低減することができ、その後、第１のスリープ期間後の中間期間においては、スリープクロックにおけるエラーの推定を可能にするために、増加する。スリープクロックエラーは、しばしば、スルー（ｓｌｅｗ）と称される。中間期間の間、ページング信号の復調は、電力を節約するために避けられる。中間期間の後、電力は、第２のスリープ期間のために、無線通信デバイスにおいて低減される。１つ又は複数のスリープ期間及び中間期間の後、無線通信デバイスは、ページング信号の検出および復調のためのフルアウェイクモードのために電力が上昇される。
この技術は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせによって実施される。ソフトウェアで実施される場合には、この技術は、実施されると以下に示す技術のうちの１つ又は複数を実行するプログラムコードを保持するコンピュータ読み取り可能な媒体に向けられる。その場合、この技術は、コンピュータ読み取り可能な命令によって具体化される。メモリは、この命令を格納し、このメモリに接続されたプロセッサは、本技術の１つ又は複数を実施するための命令を実行する。
これら及びその他の実施例の更なる詳細説明は、添付図面及び後述する記載で明らかになる。他の特徴、目的、及び利点もまた、この記載、図面、及び特許請求の範囲から明らかになろう。
図１は、典型的な無線通信システム１０を示すブロック図である。例えば、システム１０は、ＣＤＭＡ、ＦＤＭＡ、ＴＤＭＡ、１つ又は複数の高速無線データ規格、あるいは他の無線通信規格のような一つ以上の無線通信規格をサポートするように設計されている。図１に示すように、システム１０は、１つ又は複数の経路を経由して、無線通信デバイス（ＷＣＤ）１６と信号を送受信する基地局１２を含む。ＷＣＤ１６は、例えば、異なる経路を介して伝播することによって、恐らくは異なる時間に受信されるような複数経路信号を追跡するためにレーキ受信機を用いる。例えば、ＷＣＤは、第１の経路を経由して基地局１２から信号１４Ａを受信する。同様に、信号１４Ｃの反射によってもたらされた第２の経路を経由して障害物１８から信号１４Ｂを受信する。障害物１８は、例えばビル、橋、車、あるいは人のように、加入者ユニット１６に対して最も近い構造物でありうる。
一例として、システム１０がサポートするように設定されているＣＤＭＡ規格は、以下に示す（１）〜（６）のうちの１つ又は複数を含む。（１）"TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System"（ＩＳ−９５規格）。（２）"TIA/EIA-98-C Recommended Minimum Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Mobile Station"（ＩＳ−９８規格）。（３）「第３世代パートナシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）と命名されたコンソーシアムによって提案された規格。これらは、文献番号3G TS 25.211（非特許文献１）、3G TS 25.212（非特許文献２）、3G TS 25.213（非特許文献３）、及び3G TS 25.214（非特許文献４）からなる１セットのドキュメントに具体化されている（Ｗ−ＣＤＭＡ規格）。（４）「第３世代パートナシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）と命名されたコンソーシアムによって提案された規格。これらは、"TR-45. 5 Physical Layer Standard forcdma2000 Spread Spectrum Systems"（非特許文献５）、"C.S0005-A Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for dma2000 Spread Spectrum Systems"（非特許文献６）、"C.S0024 CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"（非特許文献７）からなる１セットのドキュメントに具体化されている（ＣＤＭＡ２０００規格）。（５）TIA/EIA-IS-856"CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"（非特許文献８）にドキュメント化されたＨＤＲシステム。（６）その他の規格。
更に、システム１０は、ＧＳＭ規格、又は例えばＤＣＳ１８００及びＰＣＳ１９００規格のような関連した規格をサポートするように設計されている。ＧＳＭシステムは、ＦＤＭＡ及びＴＤＭＡ変調技術を組み合わせて使用している。システム１０は、他のＦＤＭＡ及びＴＤＭＡ規格もサポートする。ある実施例では、ＷＣＤ１６は、多数の規格をサポートするハイブリッドアクセス端末（ＨＡＴ：hybrid access terminal）として実現される。例えば、ＷＣＤ１６は、音声通信に対しては１ｘ−ＣＤＭＡ２０００規格を、高速データ通信に対してはＩＳ８５６規格をサポートしている。ＩＳ８５６準拠システムは、高められた高速データサービスを提供するために、１ｘ−ＣＤＭＡ２０００ネットワークを用いた他の方法によってコロケートまたはオーバレイされる。
ＷＣＤ１６は、携帯無線電話、衛星無線電話、ポータブルコンピュータ内に組み込まれたＰＣＭＣＩＡカード、無線通信能力を備えたＰＤＡ等の形態をとる。基地局１２（しばしば、基地局トランシーバシステムＢＴＳと称される）は、基地局１２と公衆切換電話ネットワークとの間のインタフェースを提供する基地局コントローラ（図示せず）を含む。システム１０は、任意の数のＷＣＤと基地局とを含む。
システム１０は、スロットされたページングを実行する。ここでは、基地局１２が、予め定めた時間期間で分離され割り当てられたページングスロット内に、ＷＣＤ１６にページング信号を送る。スロットされたページングによって、ＷＣＤ１６は、ページングされた信号を見失うことなく、連続的なページングスロットの間の時間期間に、スリープモードで動作することができるようになる。言い換えれば、ＷＣＤ１６は、ページング信号が予定されるときに、その時間に対応した時間に定期的にウェイクアップする。受信されたページング信号は、ＷＣＤ１６に情報か、又はデータが送られるべきかを識別するために、復調することができる。もしそうなら、ＷＣＤ１６は、この情報を受信するためにアウェイクモードを維持する。例えば、もしもＷＣＤ１６が無線電話であれば、無線リンク等が呼出人とＷＣＤ１６のユーザとの間の無線通信を実現するために確立される時において、ページング信号は、ＷＣＤ１６に、到来する呼出を通知することができる。
ＷＣＤ１６は、上記に概説したように、ページングチャンネル上でページング信号を受信し、また、パイロットチャンネル上でパイロットチャンネルを受信する。パイロット信号は一般に、様々な同期目的に使用される反復擬似ノイズ（ＰＮ：pseudo-noise）シーケンスからなる信号と称している。場合によっては、パイロット信号は、ＷＣＤ１６のスリープクロックにおけるエラーを推定するために使用される。例えば、パイロット信号が受信される時間は、スリープクロックにおけるエラーを定義するために、予定された時間と比較される。スリープクロックのエラーの推定は、アウェイクモードと、以下に概説する中間ウェイクモードとを含むＷＣＤ１６の様々な動作モードにおいて起きうる。しかしながら、中間ウェイクアップモードでは、ページングチャンネルの復調のような様々なタスクが、電力保存のために特に回避される。
特に、以下に更に詳細に示すように、ＷＣＤ１６は、ここで中間ウェイクモードと称される動作モードを定期的に実行する。中間ウェイクモードは、ＷＣＤ１６の動作モードであって、通常のアウェイクモードとは異なっている（通常のアウェイクモードは、ここではフルアウェイクモードまたは単にウェイクモードとも称される）。中間ウェイクモードの間、ＷＣＤ１６は、十分長くウェイクアップし、スリープクロックに対応するエラーを推定するのに十分な電力を持っている。例えば、述べたように、ＷＣＤ１６は、パイロット信号が受信された時間を、スリープクロックのエラーを推定するために予定される時間と比較することができる。しかしながら、中間ウェイクアップモードの間、ＷＣＤは、ページング信号の復調のように、通常のアウェイクモードに対応した１つ又は複数のタスクを必ずしも実行する必要はない。代わりに、スリープクロックに関連するエラーを推定し、このエラーを補正した後は、ＷＣＤ１６は、低電力スリープモード、すなわち第２のスリープ期間に戻る。
中間ウェイクモードで定期的に動作する能力は、ＷＣＤ１６に多くの利点をもたらすことができる。例えば、中間ウェイクアップモードは、通常のアウェイクモードよりも有意に少ない電力しか消費しない。電力消費量の減少は、１つ又は複数の多くの要因によるものかもしれない。例えば、中間ウェイクアップモードは、通常のアウェイクモードよりも短い時間しか続かない。更に、中間ウェイクモードの間、復調がなされないので、例えば多くのレーキ受信機フィンガのような復調器は、中間ウェイクモードの間は、無電力または低電力状態を維持する。この方法では、中間ウェイクモードの間、電力が保存される。
中間ウェイクモードはまた、特に、比較的長いスロットサイクルが定義された場合に、低コストスリープクロックの使用を容易にする。スロットサイクルは、スロットページングシステムにおけるＷＣＤ１６によって検出される連続したページングスロットの間の時間に相当している。スロットサイクルのサイズが増大すると、スリープクロックの周波数エラーは、より問題が大きくなる。特に、スロットサイクルが大きい場合、スリープクロックの周波数エラーによって、ＷＣＤ１６は、誤った時間にウェイクアップするようになる。すなわち、早くウェイクアップしすぎたり、遅くウェイクアップしすぎたりするようになる。どちらの場合においても、ＷＣＤ１６は、ページング信号を受信せず、次のページング信号が受信されたことを確認するために、延長された時間（おそらくは、次のフルスロットサイクル）までアウェイク状態であり続ける必要がある。しかしながら、延長されたアウェイクモードは、電力使用が非効率的になるという結果になる。
スロットサイクルのコース上で１つ又は複数の中間ウェイク期間を実施することによって、ＷＣＤ１６がスリープクロックの周波数エラーを適切に説明していることを確証することができる。これによって、ページング信号が予定される場合にはＷＣＤ１６はアウェイクするであろうことを確証することができる。
このように、中間ウェイクモードの実施は、低コストスリープクロックの使用と、より長いサイクルの実施とを容易にする。
図２は、１つ又は複数のＣＤＭＡ規格をサポートするように構成されたＷＣＤ１６の典型的なブロック図である。図示するように、ＷＣＤ１６は、無線周波数送信機／受信機２０と、無線周波数アンテナ２２と、コントローラ２４と、サーチモジュール２６と、復調器２８とを含む。ＷＣＤ１６は、システムクロック３１とスリープクロック３２のような１つ又は複数のクロックをも含む。場合によっては、１つのクロックが、システムクロック３１及びスリープクロック３２の両方として動作することができる。しかしながら、低出力かつ低周波数のスリープクロック３２を実装することによって、スリープモードの間、高周波数システムクロック３１の電源をオフすることによって、電力を保存することができる。一例として、システムクロック３１は、これに限定される訳ではないが、約１９．６８メガヘルツの周波数で動作しているＶＣＴＣＸＯを備えうる。また、一例として、スリープクロック３１は、これに限定される訳ではないが、３０キロヘルツから６０キロヘルツの範囲、または１．９２メガヘルツから３．８４メガヘルツの範囲の周波数で動作する低出力発振器を備えうる。
ＷＣＤ１６は、例えばコントローラ２４内で、プロセッサによって実行されるコンピュータ読み取り可能な命令を格納するための１つ又は複数のメモリデバイス３４を含む。その場合、プロセッサは、メモリデバイス３４に直接的に結合することができる。復調器２８、サーチモジュール２６、及びコントローラ２４の機能は、１つ又は複数のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、ディスクリートハードウェア回路、ファームウェア、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、例えばＤＳＰのようなプログラマブルプロセッサ上で実行するソフトウェア、又は上記何れかの組み合わせによって実装されうる。
アウェイクモードの動作の間、アンテナ２２は、基地局１２から送信されたパイロット信号及びページング信号のような到来する信号を受信する。送信機／受信機２０は、受信信号及び出力デジタル値を処理するための回路を含む。送信機／受信機２０は、低ノイズ増幅器（ＬＮＡ）、ＲＦミキサ、及び対応するデジタル値を生成するためにアナログデジタル変換器（図２には図示せず）を使って受信信号を処理する。デジタル値は、しばしば「チップ」と称されるパルス列からなる。
ＷＣＤ１６は、サーチモジュール２６を使って時間ドメイン内の到来する拡散スペクトル信号を連続的にスキャンすることによって、種々の受信経路の存在、時間オフセット、及び信号強度を決定する。サーチモジュール２６は、経路情報を記録し、サーチ結果としてコントローラ２４へ報告する。受信経路を表すローカル最大エネルギーピークは、時間オフセットに対して現れる。この結果、受信信号は回復する。一方、別の時間オフセットは一般に、ほとんどあるいは全く信号エネルギーが生じない。複数経路環境では、信号反射又はエコーは、複数のエネルギーピークの発生をもたらす。
ＷＣＤ１６は、複数経路環境の信号を追跡するためにレーキ受信機フィンガを実装することができる。例えば、図３に示すように、復調器２８は、複数経路信号を追跡するために多くの復調要素３０（フィンガと称する）を含む。その場合、コントローラ２４は、サーチモジュール２６によって生成されたサーチ結果を使って、復調器２８内に復調要素３０を割り当てる。復調要素３０は、１つ及び複数の信号経路に関連した信号を追跡し、復調する。
再び図２に示すように、コントローラ２４は、受信したチップを、復調と称される処理のために、復調器２８に転送することができる。復調は、擬似ノイズ（ＰＮ）コードを逆拡散することと、各チップに対する直交コードのデカバすること（しばしば「Ｗａｌｓｈ」デカバと称される）とを含む。復調の結果は、その後、集められ、シンボルにグループ化される。例えば、個々のシンボルは、２５６の復調チップのストリームから生成される。もしもＷＣＤ１６が、図３に示すようなレーキ受信機構成を実装する場合には、復調は、各復調要素３０において起こる。その場合、複数経路のうちの各経路からの復調結果は、結合器３８によって結合することができる。
ＷＣＤ１６は、スロットされたページング技術にしたがって動作するように構成することができる。上述したように、スロットされたページングでは、ＷＣＤ１６は、ページング信号を受信し復調するために電力をアップする。しかしながら、ページング信号は、ＷＣＤ１６にいつも送信されるわけではない。むしろ、ページング信号は、テンポラリに定義されたスロットの間に送信される。従って、スロットの間の期間、ＷＣＤ１６は、ページング信号を見失うことなくスリープモードに入ることができる。スリープモードの間、コントローラ２４は、例えば送信機／受信機２０、サーチモジュール２６、復調器２８、
及びシステムクロック３２を含むＷＣＤ１６の種々の内部要素の電力消費を低減又は除去する。
ページング信号が予定される直前の時間において、コントローラ２４は、種々の内部要素の電力アップをもたらす。これによって、ページング信号と、パイロット信号のような他の信号が受信できるようになる。
例えば、電力をアップすると、以下に詳しく述べるようなオープンループフィードバック調整を与えるために、ＷＣＤは、パイロットチャンネル上で受信したパイロット信号を使用し、スリープクロック３２内のエラーを推定する。そして、スリープクロックエラーを調整した後、ＷＣＤ１６が無線通信のためにページングされているかを判定するために、ページング信号を復調することができる。ページングされているならば、ＷＣＤ１６は、アクティブ状態を維持することができ、例えば音声又はデータ信号のような情報を含む信号をＷＣＤ１６に送信することができる。しかしながら、情報がＷＣＤ１６に送られるべきであるとページング信号が示していない場合には、コントローラ２４は、ＷＣＤ１６を、ある期間の間スリープモードに戻すことができる。
スリープ期間の間、システムクロック３１は、ＷＣＤ３１の他の内部要素の数にしたがって電力をダウンすることができる。この場合、スリープクロック３２は、経過時間の長さを追跡するために用いることができる。この処理は、ＷＣＤ１６がページング信号を受信するために定期的にアウェイクモードに入り、その後、情報がＷＣＤ１６に送られるべきであるとページング信号が示さない場合にスリープモードに戻ることによって、任意数のスロットサイクルにわたって継続することができる。
スリープクロック３２に関連するエラーは、周波数ドリフトによって引き起こされる。または、他の周波数エラーも、温度変動のようなものの結果としてスリープクロック３２において起こりうる。さらに、ＷＣＤ１６の内部要素は、熱を発生するので、スリープクロック３２に関連した周波数エラーは、比較的短い時間期間にわたる場合でさえも比較的重要になる。スリープクロック３２に関連するエラーは、一般に、１００万あたりのパート（ＰＰＭ）として定量化される。スロットサイクルが長くなると、ＰＰＭ毎のエラーが等しくても、スリープクロックのスロットサイクルあたりの実質的なエラーは、増加する。
ＷＣＤ１６がアウェイクモードに入るときは毎回、スリープクロック３２に関連するエラーは、オープンループフィードバック調整を与えるために計算することができる。例えば、スリープクロックに関連するエラーは、信号が受信されるべき予定された時間（スリープクロック３２で定義される）を、実際に受信された時間と比較することによって、スロットサイクルについて計算することができる。特に、ＷＣＤ１６は、例えば、信号の始まりを意味するメッセージプレアンブルのようなページング信号又はパイロット信号内で１つ又は複数のユニークなワードを検出することができる。スリープクロック３２のエラーを測定するために、ユニークなワードが受信された時間を、予定された時間と比較することができる。この測定したエラーは、例えば、オフセット値をスリープ期間に加えることによって、次のスリープ期間のためのスリープ時間量（スリープクロック３２によって定義される）を調整するために使用することができる。
たとえスリープクロック３２の周波数ドリフトが、ＷＣＤ１６を僅かに早すぎて、あるいは僅かに遅すぎてアウェイクさせたにせよ、ページング信号を受信できることを確認するために、ＷＣＤ１６は、一般にページング信号が予定される時間の周りの時間のウィンドウにわたってアウェイクモードを保つ。しかしながら、もしもスリープクロック３２のＰＰＭが大きすぎるか、または、スロットサイクルの長さが長すぎる場合には、問題が発生しうる。特に、スリープクロック３２に関連するエラーは、誤った時間にＷＣＤ１６をアウェイクさせる。これによって、ページング信号が全く失われる。その場合、ＷＣＤ１６は、次のページング信号も失わないことを確実にするために、次のフルスロットサイクルをカバーする時間期間にわたってアウェイクモードであり続ける必要がある。これは、更なる電力消費をもたらす結果になる。
この問題に対するある可能な解決策は、特に、もしもスロットサイクルが比較的大きいと定義された場合には、ＷＣＤ１６内により高周波数のスリープクロックを実装することである。しかしながら、より高周波数のスリープクロックは、値段が高く、一般に、低周波数のスリープクロックよりもより電力を消費する。
別の可能な解決策は、ＷＣＤ１６がアウェイクモードを続ける時間のウィンドウのサイズを、ページング信号が失われることのないことを確認するのに十分な量まで増大させることである。しかしながら、ＷＣＤ１６は、より長い時間の期間にわたってアウェイクモードを維持するので、より電力を消費する。さらに、スロットサイクルの長さは、時間にわたって変化し、ウィンドウのサイズを最適化することを困難にしている。
ある実施例に従って、ＷＣＤ１６は、スロットサイクル内の一つ又は複数の中間的な時間間隔に対して中間的なウェイクモードで定期的に動作する。中間的なウェイクモードで動作する能力によって、たとえ長いスロットサイクルが定義されたとしても、ＷＣＤ１６は、低い電力で低い周波数のスリープクロックを利用することが可能となる。ＷＣＤ１６は、スリープクロック３２におけるエラーを推定し、説明するために、中間的なウェイクモードで定期的に動作する。しかしながら、復調のような付加的なタスクは、中間的なウェイクモードに関連した時間期間の間、回避される。
図４は、ある実施例に従ったフロー図である。特に、図４は、コントローラ２４内に実装され、スロットサイクルのコースにわたってＷＣＤ１６の動作のモードを制御する処理を示している。スロットサイクルのコースにわたって、ＷＣＤ１６は、以下に示す一つ又は複数のモード、すなわち、スリープモード、アウェイクモード、及び中間ウェイクモードで動作する。図示するように、スロットサイクルの初めでは、コントローラ２４は、ＷＣＤ１６内でスリープ期間の間、電力を低減する（４１）。例えば、コントローラ２４は、様々な内部要素をパワーダウンさせるか、そうでなければ、低い電力状態に入れる。スリープクロック３２は、スリープモードの間電力が供給されるが、経過した時間の量の指標を与える。コントローラ２４は、前のスロットサイクルのために推定されたエラーに基づいてスリープクロック３２に対して調整値を与える。定義された長さの時間の後、コントローラ２４は、ＷＣＤ１６の内部要素の幾つか又は全てがパワーアップされるようにする。電力がアップされた具体的な要素と、それらが電力が供給され続けた時間の長さとは、ＷＣＤ１６がアウェイクモードか、又は中間ウェイクモードに入ったかに依存する（判定ボックス４２に示すように）。
もしもＷＣＤ１６が、直ちにウェイクモードに入る場合（４２）には、コントローラ２４は、中間アウェイク期間の間、ＷＣＤの電力を増加させる（４３）。中間ウェイクモードでは、全てではないが、内部要素の幾つかがパワーアップされる。例えば、復調器２８は、中間期間の間、低電力状態を維持する。ＷＣＤ１６は、到来するパイロット信号を受信することができる（４４）。そして、この受信したパイロット信号は、スリープクロックエラーを推定するために使用することができる（４５）。例えば、コントローラ２４は、パイロット信号が受信されるべき予期された時間（スリープクロック３２によって定義される）と、それが受信された実際の時間とを比較することができる。特に、ＷＣＤ１６は、パイロット信号が受信されるべきである時間のウィンドウを定義する。パイロット信号が期待される時間は、この信号を送っている基地局に対応した疑似ノイズ（ＰＮ）オフセット値によって定義される。ＷＣＤ１６は、スリープモードに入る前に、このＰＮオフセット値を格納する。そして、ＷＣＤ１６が中間ウェイクモードに入る時、パイロット信号のための期待された時間を定義するために、格納されたＰＮオフセットを使用することができる。パイロット信号が実際に受信された時間は、スリープクロック３２のエラーを測定するために、期待された時間と比較することができる。
コントローラ２４は、その後、例えばフィードバックループを実行することによって、次のスリープ期間の間、スリープクロック３２内のエラーを補正する（４６）。言い換えると、この測定されたエラーは、例えば、スリープクロック３２によって定義されたスリープ期間にオフセットを加えることによって、次のスリープ期間のタイミングを調整するのに使用することができる。コントローラ２４がスリープクロックにおけるエラーのための補正を行った後、それは、ＷＣＤを、スリープモードに再び入れさせる（４１）。すなわち、そのスロットサイクルの間、第２のスリープ期間の電力を低減させる。言い換えると、中間ウェイクモードの間、ＷＣＤ１６は、復調を実行しない。少なくともこの理由のため、中間ウェイクモードは、フルアウェイクモードよりも有意に低い電力しか消費しない。
ＷＣＤ１６は、スロットサイクルのコースに沿って、任意の数の中間ウェイク期間を実施する。この方法によって、スリープクロック３２に関連したエラーは、たとえスロットサイクルが非常に大きくても、説明することができる。結局、ＷＣＤ１６は、フルアウェイクモードに入る（４２）。その場合、コントローラ２４は、ＷＣＤ１６に、アウェイク期間の間、電力を増加させる（４７）。アウェイクモードでは、実質的に、復調器２８を含む内部要素の全ての電力がアップされる。
アウェイクモードの間、ＷＣＤ１６は、例えば次のスリープ期間のタイミングを補償するためにフィードバックループを実行することによって、パイロット信号を受信すること（４８）、スリープクロックエラーを推定すること（４９）、及びスリープクロックにおけるエラーを補正すること（５０）のような中間ウェイクモードの間に実施される全てのタスクを実施する。更に、アウェイクモードの間、ＷＣＤ１６は、中間ウェイクモードの間に実行されていない付加的なタスクを実行する。特に、アウェイクモードの間、ＷＣＤ１６は、ページング信号の復調を実行する。例えば、コントロールユニット２４は、レーキ受信機フィンガを割り当てる（５１）。これは、例えば疑似ノイズ（ＰＮ）コードを逆拡散し、直交コードのＷａｌｓｈデカバすることによって、ページング信号を復調することができる（５２）。その後、復調されたシンボルは、ページングシグナルの内容を判定するために翻訳することができる。
もしも、ページング信号の内容が、この情報はＷＣＤ１６に送られるべきであることを表している場合には、ＷＣＤ１６は、この情報を受信するためにアウェイクモードを維持することができる。しかしながら、ページング信号の内容が、何れの情報もＷＣＤ１６に送られるべきではないことを表している場合には、コントローラ２４は、ＷＣＤ１６を、次のスロットサイクルの間、スリープ期間に入れることができる。
また、スロットサイクルのコースに亘って、一つ又は複数の中間ウェイク期間の間、中間ウェイクモードで動作することによって、仮に非常に低電力で低周波数のスリープクロックが実装され、そして、仮に長いスロットサイクルが定義された場合であっても、スリープクロック３２に関連するエラーを十分に説明することが達成される。スロット周期のコースにわたって実行された中間ウェイク期間の数は、スリープクロックの精度と、スロットサイクルの長さとの両方に依存する。ほとんどの場合において、中間ウェイクモードは、スリープクロックエラーを説明するのに十分に行使されるべきである。これによって、ページング信号の受信に対して割り当てられた時間のウィンドウの間、ページング信号が受信することができたことを確証する。
ある場合では、ＷＣＤ１６は、スロットサイクルの長さに基づいて多くの中間ウェイク期間の数を動的に制御する。例えば、ＷＣＤ１６は、テレスコーピングアルゴリズムと称されるものを適用して、スロットページングシステムにおける動作のコースにわたってスロットサイクルの長さを調整する。ある例では、スロットサイクルの長さは、スロットサイクルインデクス（ＳＣＩ）によって定義される。例えば、スロットサイクルの長さは、おおよそ １．２８＊２（ＳＣＩ）秒 である。
従って、もしもＳＣＩ＝０であれば、スロットサイクルの長さはおおよそ１．２８秒となり、もしもＳＣＩ＝１であれば、スロットサイクルの長さはおおよそ２．５６秒となる。もしもＳＣＩ＝２であるならば、スロットサイクルの長さはおおよそ５．１２秒となる。
ＷＣＤ１６は、スロットサイクルの長さを動的に制御するためにテレスコーピングアルゴリズムを適用する。テレスコーピングアルゴリズムは、コントロールユニット２４内で動作し、ＷＣＤ１６の性能を向上するために、時間のコースにわたってＳＣＩを調整する。例えば、ある実施例では、テレスコーピングアルゴリズムは、ＳＣＩ＝０で始まり、適切な場合に次のスロットサイクルのためにＳＣＩをインクリメントする。このアルゴリズムの効果は、一般に、スロットサイクルの長さを適切な場合に、時間にわたって増加させる。特に、テレスコーピングアルゴリズムは、スリープクロックにおけるエラーが比較的安定した状態に落ち着いた後にのみスロットサイクルインデクスをインクリメントさせる。テレスコーピングアルゴリズムは、スリープクロックにおけるエラーの適切な説明がなされたとの判定後、ＷＣＤ１６をますます長い時間期間にわたってスリープさせる。あるポイント、すなわち、スロットサイクルインデクスに対するインクリメントが無くなるポイントにおいて、テレスコーピングアルゴリズムは、望ましいスロットサイクルに到達すべきである。この望ましいスロットサイクルインデクスは、ＷＣＤ１６と基地局１２にプログラムされうる。言い換えると、このテレスコーピングアルゴリズムは、ステップワイズの方法で望ましいスロットサイクルインデクスに到達するための許容できる方法を提供することができる。その一方で、スリープクロックにおける起こりうるエラーに対する説明を行う。
ある実施例に従うと、コントロールユニット２４は、調整されたスロットサイクル長さに基づいて、テレスコーピングアルゴリズムによって動的に定義されたように、中間ウェイク期間の数の動的な調整も行う。例えば、もしも低精度のスリープクロックが用いられた場合には、定義されたスロットサイクルの長さに関わらず、おおよそ１．２８秒毎に、スリープクロックのエラーを調整することが望ましい。その場合、もしも、テレスコーピングアルゴリズムが、ＳＣＩ＝０であるならば、いかなる中間ウェイク期間も、そのスロットサイクルにわたって必要ではない。しかしながら、もしもＳＣＩ＝１に調整された場合には、コントロールユニット２４は、スロットサイクルの一つの中間期間の間、中間ウェイクモードをもたらす。同様に、もしもＳＣＩ＝２に調整された場合には、コントロールユニット２４は、スロットサイクルの３つの異なる期間の間、中間ウェイクモードをもたらす。このようにして、定義されたスロットサイクルの長さに関わらず、スリープクロック内のエラーは、おおよそ１．２８秒毎に調整されることを保証することができる。これは、スロットサイクルの長さに関わらず、スリープクロックに関連したエラーが適切に説明されることを保証することができる。
様々な実施例が説明された。例えば、無線通信デバイスの動作の中間ウェイクモードが記載された。上記に概説したように、中間ウェイクモードを適用することによって、特にスロットページングシステム内で使用された場合における無線通信デバイスの性能を向上することができる。それにも関わらず、本開示の思想及び範囲から逸脱すること無く部分補正を行うことも可能である。例えば、スリープクロックの周波数エラーの推定を向上するために、付加的な周波数エラー推定技術を適用することができる。ある例では、スリープモードが次に続くシステムクロック３１の早期再起動が、エラー推定を改善するために、スリープクロック３２の実際の周波数の測定を提供する。これら及び他の実施例は、特許請求の範囲内にある。
図１は、無線通信システムを示すブロック図である。 図２は、典型的な無線通信デバイスを示すブロック図である。 図３は、無線通信デバイス内の復調器の典型的なレーキ受信機フィンガを示すブロック図である。 図４は、無線通信デバイス内の中間的なウェイクモードの概念を実施している技術を示すフロー図である。
符号の説明
１０…無線通信システム、１２…基地局、１６…無線通信デバイス、１８…障害物、２０…送信機／受信機、２２…無線周波数アンテナ、２４…コントローラ、２６…サーチモジュール、２８…復調器、３０…復調要素、３１…システムクロック、３２…スリープクロック、３４…メモリデバイス、３８…結合器

Claims (23)

  1. スリープクロックを持つ無線通信デバイス内で使用されるコントローラであって、
    第１のスリープ期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を低減する手段と、
    信号の復調をもたらすことなく、前記スリープクロックのエラーを推定するために、前記第１のスリープ期間後、中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させる手段と、
    前記中間ウェイク期間後、第２のスリープ期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を低減する手段とを備えたコントローラ。
  2. 請求項１に記載のコントローラにおいて、
    前記第２のスリープ期間後、アウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させるようにしたコントローラ。
  3. 請求項１に記載のコントローラにおいて、
    前記中間ウェイク期間は、第１の中間ウェイク期間であり、前記コントローラは、復調を実行することなく、前記スリープクロックの別のエラーを推定するために、前記第２のスリープ期間後、第２の中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させるようにしたコントローラ。
  4. 請求項１に記載のコントローラにおいて、
    前記中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスはパイロット信号を受信し、
    前記コントローラは、前記スリープクロックにおける前記エラーを推定し、前記スリープクロックにおける前記エラーを補正し、ページング信号が復調されないようにしたコントローラ。
  5. 請求項２に記載のコントローラにおいて、
    前記アウェイク期間の間、前記無線通信デバイスは、パイロット信号とページング信号とを受信し、
    前記コントローラは、前記スリープクロックにおける前記エラーを推定し、前記スリープクロックにおける前記エラーを補正し、前記ページング信号が復調されないようにしたコントローラ。
  6. 請求項５に記載のコントローラにおいて、
    前記コントローラは、レーキ受信機フィンガを割り当てることによって前記ページング信号が復調されるようにして前記ページング信号を復調するようにしたコントローラ。
  7. 請求項１に記載のコントローラにおいて、
    前記コントローラは、スロットサイクルの長さを動的に定義し、前記スロットサイクルの長さに基づいて、スロットサイクル内に発生する中間ウェイク期間の数を調整するようにしたコントローラ。
  8. 実行可能な命令を格納したメモリと、前記メモリに接続されたプロセッサとを備え、
    前記プロセッサは、第１のスリープ期間の間、無線通信デバイス内の電力を低減し、信号を復調することなくスリープクロックのエラーを推定するために、前記第１のスリープ期間後、中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイス内の電力を増加させ、前記中間ウェイク期間後、第２のスリープ期間の間、前記無線通信デバイス内の電力を低減するために前記命令を実行する装置。
  9. 請求項８に記載の装置において、
    前記プロセッサは、スロットサイクルの長さを動的に定義し、前記スロットサイクルの長さに基づいて、スロットサイクル内に発生する中間ウェイク期間の数を調整するために前記命令を実行するようにした装置。
  10. 請求項８に記載の装置において、
    前記プロセッサは、前記第２のスリープ期間後、アウェイク期間の間、前記無線通信デバイス内の電力を増加させるために前記命令を実行するようにした装置。
  11. 請求項８に記載の装置において、
    前記中間ウェイク期間は、第１の中間ウェイク期間であり、前記プロセッサは、復調を実行することなく、前記スリープクロック内の別のエラーを推定するために、前記第２のスリープ期間後、第２の中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させるために前記命令を実行するようにした装置。
  12. 第１のスリープ期間の間、無線通信デバイスにおける電力を低減する手段と、
    信号を復調することなく、スリープクロックのエラーを推定するために、前記第１のスリープ期間後、中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させる手段と、
    前記中間ウェイク期間後、第２のスリープ期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を低減する手段とを備えた装置。
  13. 請求項１２に記載の装置において、
    前記第２のスリープ期間後、アウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させる手段を更に備えた装置。
  14. 請求項１２に記載の装置において、
    前記中間ウェイク期間は、第１の中間ウェイク期間であり、前記装置は更に、復調を実行することなく、前記スリープクロック内の別のエラーを推定するために、前記第２のスリープ期間後、第２の中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させる手段を備えた装置。
  15. 請求項１２に記載の装置において更に、
    前記中間ウェイク期間の間、パイロット信号を受信する手段と、
    前記中間ウェイク期間の間、前記スリープクロック内の前記エラーを推定する手段と、
    前記スリープクロック内の前記エラーを補正する手段と、
    前記中間ウェイク期間の間、ページング信号を復調しないようにする手段とを備えた装置。
  16. 請求項１３に記載の装置において更に、
    前記アウェイク期間の間、パイロット信号を受信する手段と、
    前記アウェイク期間の間、前記スリープクロック内の前記エラーを推定する手段と、
    前記スリープクロック内の前記エラーを補正する手段と、
    前記アウェイク期間の間、ページング信号を復調しないようにする手段とを備えた装置。
  17. 請求項１２に記載の装置において更に、
    スロットサイクルの長さを動的に定義し、前記スロットサイクルの長さに基づいて、スロットサイクル内に発生する中間ウェイク期間の数を調整する手段を備えた装置。
  18. 第１のスリープ期間の間、無線通信デバイスにおける電力を低減することと、
    信号を復調することなく、スリープクロックのエラーを推定するために、前記第１のスリープ期間後、中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させることと、
    前記中間ウェイク期間後、第２のスリープ期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を低減することとを備えた方法。
  19. 請求項１８に記載の方法において更に、
    前記第２のスリープ期間後、アウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させることを備えた方法。
  20. 請求項１８に記載の方法において、
    前記中間ウェイク期間は、第１の中間ウェイク期間であり、前記方法は更に、復調を実行することなく、前記スリープクロック内の別のエラーを推定するために、前記第２のスリープ期間後、第２の中間ウェイク期間の間、前記無線通信デバイスにおける電力を増加させることを備えた方法。
  21. 請求項１８に記載の方法において、前記中間ウェイク期間の間、更に、
    パイロット信号が受信された時間に基づいて、前記スリープクロック内の前記エラーを推定することと、
    前記スリープクロック内の前記エラーを補正することと、
    ページング信号を復調しないようにすることとを備えた方法。
  22. 請求項１９に記載の方法において、前記アウェイク期間の間、更に、
    パイロット信号が受信された時間に基づいて、前記スリープクロック内の前記エラーを推定することと、
    前記スリープクロック内の前記エラーを補正することと、
    ページング信号を復調することとを備えた方法。
  23. 請求項１８に記載の方法において更に、
    スロットサイクルの長さを動的に定義することと、前記スロットサイクルの長さに基づいて、スロットサイクル内に発生する中間ウェイク期間の数を調整することとを備えた方法。
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