JP4276661B2 - 携帯通信デバイスにおけるディープ・スリープ・モード - Google Patents

Description

本発明は携帯通信デバイスの電力節約に関する。より詳細には、本発明は、ＣＤＭＡ系通信路と１つ以上の他の通信路とを有する携帯通信デバイスの電力節約に関する。

携帯通信デバイスにおいて重要な設計パラメータは電力節約である。電力節約手法においては、バッテリ電力の節約の必要を他の設計パラメータと平衡させる。そのような設計パラメータの１つは、ユーザが「緊急電話番号（９１１）」をダイヤルするとき等、緊急通報の送出である。携帯通信デバイスが１つ以上の通信路にて動作可能であり、その携帯通信デバイスが動作可能な通信路のうちの１つがＣＤＭＡ２０００通信路等のセルラー通信路であるとき、一般に、緊急通報をセルラー通信路に送出（ｐｌａｃｅ）することが必要である。これは、セルラーネットワーク（ＣＤＭＡネットワーク等）が緊急ディスパッチ・システムへの、より優れた接続性を有するためである。これには、携帯通信デバイスが非セルラー通信路にて動作している場合、迅速にセルラー通信路へ遷移して緊急通報を送出することが必要である。また、非セルラー通信路のカバレッジの境界に到達したとき等、他の状況においては、非セルラー通信路からセルラー通信路への遷移も必要である。したがって、より少ない電力しか消費しない第２の通信路にて通信するときであっても、携帯通信デバイスはセルラー通信路における通信を維持する必要がある。両通信路にて通信を維持することにより、移動局において許容不可能な量の電力が消費される。

したがって、非ＣＤＭＡ系通信路を利用して電力を節約するとともに、ユーザの緊急通報又はアイドル・ハンドオフの場合に迅速に応答し、緊急通報をＣＤＭＡ系通信路に送出する電力節約方法及び装置が必要である。

携帯通信デバイスは、第１の通信路にて信号を送信及び受信するための第１のトランシーバ回路と、第２の通信路にて信号を送信及び受信するための第２のトランシーバ回路とを備える。また、この携帯通信デバイスは、第１のトランシーバ回路及び第２のトランシーバ回路に接続されたコントローラも備える。このコントローラは、携帯通信デバイスが第１の通信路の信号カバレッジ内に存在することの判定に応答して第２のトランシーバ回路からの送信のために第２のトランシーバ回路に対し登録抹消メッセージを出力するため、第１のトランシーバ回路を有効化して第１の通信路にて信号を送信及び受信するため、第２のトランシーバ回路を無効化するため、並びに、所定の時間間隔だけ離れた時に第２のトランシーバ回路を有効化して第２の通信路の１つ以上のハウスキーピング・チャネルを監視するためのコントローラである。

また、第１の通信路又は第２の通信路にて通信可能な携帯通信デバイスにおける電力節約方法も提供する。この方法には、第１の通信路の信号を検出する工程と、第１の通信路にて第１の通信モードで動作する工程と、第２の通信路から登録を抹消する工程と、第２の通信路からの登録抹消期間において、所定の時間間隔だけ離れた時に第２の通信路の１つ以上のハウスキーピング・チャネルを監視する工程と、所定のイベントに応答して、第１の通信モードから第２の通信路の第２の通信モードに動作を切り替える工程とが含まれる。

図１には、本発明の好適な実施形態による、セルラー電話等、携帯通信デバイス１００のブロック図を示す。携帯通信デバイス１００は第１のアンテナ１０２を備える。第１のアンテナ１０２は、第１の通信路にて無線周波数（ＲＦ）信号を受信及び送信するための第１のトランシーバ回路１０４に接続されている。第１のトランシーバ回路１０４は受信／送信スイッチ１０６を備える。受信／送信スイッチ１０６は、当業者には周知の手法により、第１のアンテナ１０２を受信回路１０８及び送信回路１１０に選択的に接続する。受信回路１０８はＲＦ信号を復調及び復号してＲＦ信号から情報を導出するとともに、携帯通信デバイス１００の機能によりコントローラ１１２が利用するようにコントローラ１１２に対し復号した情報を出力するために、コントローラ１１２に接続されている。また、コントローラ１１２は、アンテナ１０２から送信するＲＦ信号へ情報を符号化及び変調するために、送信回路１１０に対し情報を出力する。加えて、コントローラ１１２は受信／送信スイッチ１０６に対し信号を出力し、受信／送信スイッチ１０６の動作を制御する。

本発明においては、携帯通信デバイス１００は２つ以上の通信路にて動作可能である。したがって、第２の通信路における通信のため、携帯通信デバイス１００は第２のアンテナ１１４を備える。第２のアンテナ１１４は、第２の通信路にて無線周波数（ＲＦ）信号を受信及び送信するための第２のトランシーバ回路１１６に接続されている。第２のトランシーバ回路１１６は受信／送信スイッチ１１８を備える。受信／送信スイッチ１１８は当業者には周知の手法により、第２のアンテナ１１６を、第２の通信路にて受信したＲＦ信号を復調及び復号するために受信回路１２０に、及び符号化及び変調したＲＦ信号を第２の通信路にて送信するために送信回路１２２に選択的に接続する。受信回路１２０は、携帯通信デバイス１００の機能によりコントローラ１１２が利用するようにコントローラ１１２に対し復号した情報を出力するために、コントローラ１１２に接続されている。また、コントローラ１１２は、アンテナ１１４から送信するＲＦ信号へ情報を符号化及び変調するために、送信回路１２２に対し情報を出力する。

当該技術分野において周知のように、通常、コントローラ１１２は、携帯電子デバイス１００の動作の情報を記憶及び読出するために、メモリ・デバイス１２４に接続されている。加えて、コントローラ１１２は、ユーザ入力を受信し携帯電子デバイス１００の機能を実行するため、かつ、情報をユーザに対し出力するために、ユーザ・インタフェース１２６に接続されている。電力制御回路１２８はバッテリ等の携帯電力供給部１３０に接続されており、コントローラ１１２の制御下で動作する。電力制御回路１２８から、コントローラ１１２、第１のトランシーバ回路１０４、第２のトランシーバ回路１１６、及びユーザ・インタフェース１２６等、携帯通信デバイス１００の構成要素に対し電力が供給されることにより、それらの構成要素に対し適切な動作電圧及び電流が与えられる。ユーザ・インタフェース１２６は、マイクロホン１３２、スピーカー１３４、及び１つ以上のキー入力部１３６のうちの１つ以上を備えてもよい。また、ユーザ・インタフェース１２６はディスプレイ１３８を備えてもよい。このディスプレイ１３８はタッチ・スクリーン入力部を備え得る。

本発明の好適な実施形態においては、第１の通信路は無線ローカルエリアネットワーク又は都市型ネットワーク（ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信路であり、携帯通信デバイス１００は第１の通信路にて第１の通信モードで動作する。第２の通信路は、デジタルビデオ放送通信路（ＤＶＢ−Ｈ）又はＣＤＭＡ系通信路、詳細にはＣＤＭＡ通信路等、広域ネットワーク（ｗｉｄｅ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ）であり、携帯通信デバイス１００は第２の通信路にて第２の通信モードで動作する。当業者には理解されるように、無線ローカルエリアネットワーク通信路における通信はＣＤＭＡ系通信路における通信よりも消費する電力が少ない。しかしながら、無線ローカルエリアネットワークの信号カバレッジ領域は、ＣＤＭＡセルラー電話ネットワークの信号カバレッ
ジ領域より小さい。信号カバレッジ限界検出器１４０は、無線ローカルエリアネットワークの信号カバレッジの限界を検出することにより、携帯通信デバイス１００が無線ローカルエリアネットワークの信号カバレッジ領域内に存在するとき、又は携帯通信デバイス１００が無線ローカルエリアネットワークの信号カバレッジの限界に到達し、無線ローカルエリアネットワークの信号カバレッジ領域を離れると想定されるときを検出するために、第１のトランシーバ回路１０４の受信回路１０８に接続されている。

一実施例においては、信号カバレッジ限界検出器１４０は、受信回路１０８に接続された受信信号強度検出器を備える。この受信信号強度検出器は、第１の通信路にて受信した信号の信号強度が所定の信号強度閾値を上回ること又は下回ることに応答し、限界検出信号を出力する。電力を節約するため、コントローラ１１２は、信号カバレッジ限界検出器１４０により出力される限界検出信号に応答して、ＣＤＭＡネットワークにおける第２の通信モードから無線ローカルエリアネットワークにおける第１の通信モードに動作を切り替える。別の実施例においては、コントローラは第２の通信路から回復する信号を第１の受信回路１０８の出力において監視し、第１の通信路の信号カバレッジの境界を判定することにより、信号カバレッジ限界検出器１４０の余分な回路の必要を除くことが可能である。

ＣＤＭＡ通信路の信号カバレッジは広い領域を覆うように設計されている。しかしながら、第２のトランシーバ回路１１６はＣＤＭＡ通信路にて信号の受信及び送信を行うため、無線ローカルエリアネットワークにて動作する第１のトランシーバ回路よりも多くの電力を必要とする。当業者には周知のように、ＣＤＭＡ通信路は多重のチャネル又は周波数にて動作するように規定されている。チャネルのうちの一部は制御チャネルであり、ＣＤＭＡ通信路にて通信するために必要な情報を供給する。他のチャネルは、ＣＤＭＡ通信路における通信用に携帯通信デバイス１００に対し、一時的に割り当てられる。制御チャネルのうちの一部は、パイロット・チャネル又はクイック・ページング・チャネル等、ハウスキーピング・チャネルである。ハウスキーピング・チャネルは、携帯通信デバイス１００がＣＤＭＡ通信路との同期を維持するために必要な制御信号と、第２の通信モードにおいて携帯通信デバイス１００の動作を制御するためにメモリ１２４に記憶され、コントローラ１１２により利用されるオーバヘッド情報を更新するための構成変更インジケータとを供給する。ＣＤＭＡ通信路は同期通信システムであり、情報は所定長のスロットにおけるデジタル信号として種々のチャネルにて出力されるとともに、所定の符号分割多重方式により符号化されている。したがって、ＣＤＭＡ通信路の所定の動作パラメータには複数のスロット・サイクル・インデックスが含まれる。ここで、スロット・サイクルの継続時間とスロット・サイクル・インデックス（ＳＣＩ）との関係は、Ｔ＝１．２８×２^ＳＣＩ、と定義される。ＣＤＭＡ２０００システムにおいて、スロット・サイクル・インデックスが２であることは、約５．１２秒の時間に相当し、スロット・サイクル・インデックスが３であることは約１０．２８秒の時間に相当する。有利には、本発明により、無線ローカルエリアネットワークに存在し、かつ、ＣＤＭＡ２０００システムから登録を抹消したとき、第２の通信路の通常動作において用いられるスロット・サイクル・インデックスより大きなスロット・サイクル・インデックスによる動作を可能とすることにより、ＣＤＭＡ２０００システムに対する同期を維持しつつ、より多くの電力が節約される。

図２には、ＣＤＭＡ通信路２００にて第２の通信モードにおけるコントローラ１１２の制御下の携帯通信デバイス１００の動作を示す。ＣＤＭＡ通信路２００では、関連する動作電力を各々有する幾つかの状態が生じる。初期化状態２０２において、携帯通信デバイス１００は当業者には周知の手法によりＣＤＭＡ通信路に登録する。初期化状態２０２における全ての必要な動作の完了後、携帯通信デバイス１００はアイドル状態２０４に切り替わり、電力を節約する。アイドル状態２０４から、動作はＣＤＭＡ通信路の再初期化のために初期化状態へ戻るか、又は登録のためＣＤＭＡシステムに若しくは他の通信に接続
するためにシステム接続状態２０６切り替わる。ＣＤＭＡシステムへの接続後には、トラフィック・チャネル状態２０８にて通信が生じ得るが、通信が開始されない場合、動作は電力を節約するアイドル状態２０４へ戻る。トラフィック・チャネル状態２０８において通信が完了又は中断したとき、動作は初期化状態２０２へ戻り、ＣＤＭＡ通信路において通信を再び開始する。

本発明においては、有利には、ＣＤＭＡシステムから登録を抹消することと、登録抹消期間において、比較的大きな時間間隔だけ離れた時に１つ以上のハウスキーピング・チャネルを監視することとにより、さらに電力を節約するように、ディープ・スリープ（ｄｅｅｐ ｓｌｅｅｐ）状態２１０が規定される。１つ以上のハウスキーピング・チャネルは、クイック・ページング・チャネル及びパイロット・チャネル、又はクイック・ページング・チャネルのみ等である。例えば、ディープ・スリープ状態２１０は非常に大きなスロット・サイクル・インデックスにて動作する。このことは、ディープ・スリープ状態２１０における動作にて、携帯通信デバイスがアイドル状態２０４よりも充分に低い頻度でしかクイック・ページング・チャネルを監視しないことを意味する。本発明の好適な実施形態においては、ディープ・スリープ状態２１０における動作にて、所定の時間間隔だけ離れた時にハウスキーピング・チャネルが監視される。この所定の時間間隔が第２の通信路の通常動作において利用されるよりも大きなスロット・サイクル・インデックスに相当することにより、より多くの電力が節約される。

図３には、ディープ・スリープ状態２１０に入るための処理のフローチャート３００を示す。３１０において、携帯通信デバイス１００が第２の通信モードにてＣＤＭＡアイドル状態２０４（図２）で動作しているとき、３１２にて、コントローラ１１２も無線ローカルエリア通信路の信号カバレッジを探査する。信号カバレッジ限界検出器１４０の限界検出信号に応答して、３１４にて、コントローラ１１２は携帯通信デバイス１００が無線ローカルエリア通信路の信号カバレッジ内に存在することを判定し、３１６にて、第２の通信モードに切り替える。これにより、無線ローカルエリアネットワーク通信路にて信号を送信及び受信するように第１のトランシーバを有効化し、無線ローカルエリア通信路にて携帯通信デバイス１００を登録及び認証する。３１６にて、無線ローカルエリアネットワーク通信路にてセルラー通信の実行を登録した後、３１８にて、コントローラ１１２は第２のトランシーバ回路１１６に対し登録抹消メッセージを出力し、ＣＤＭＡ通信路から携帯通信デバイス１００の登録を抹消し、ディープ・スリープ状態２１０に入る。これにより、第２のトランシーバ回路１１６が無効化される。

ディープ・スリープ状態２１０の期間、３２０にて、コントローラ１１２は、より大きなスロット・サイクル・インデックスに、即ち、所定の時間間隔だけ離れた時に、第２のトランシーバ回路１１６を有効化することにより、ＣＤＭＡ通信路のクイック・ページング・チャネル及びパイロット・チャネルのうちの少なくとも一方を監視する。本発明において、この所定の時間間隔は、２以上であるスロット・サイクル・インデックスに相当する。本発明の好適な実施形態においては、３２０において、クイック・ページング・チャネルにて受信される構成変更インジケータを検出するため、コントローラ１１２はクイック・ページング・チャネルを監視する。構成変更インジケータの検出に応答して、コントローラ１１２はメモリ１２４（図１）のオーバヘッド情報を更新する。本発明の代替の一実施形態では、構成変更インジケータはサポートされず、コントローラはディープ・スリープ・モード２１０に切り替わる前に監視していたクイック・ページング・チャネルのインジケータのビットを監視する。クイック・ページング・チャネルの監視には、上述の手法による監視では非常に少ない電力しか利用されないという利点が存在する。クイック・ページング・チャネルの代わりに、ページング・チャネル又は任意の他の制御チャネルを用いて監視を行うことが可能である。

次に図４には、本発明の第１の態様によるディープ・スリープ状態２１０から出ることのフローチャート４００を示す。４１０にてディープ・スリープ状態２１０で動作しており、４１２において携帯通信デバイス１００が無線ローカルエリア通信路にて第１の通信モードで動作しているとき、第１の通信モードによりサポートされない通信種類の要求を示す所定のユーザ入力等、所定のイベントに応答して、コントローラ１１２は携帯通信デバイス１００の動作を第１の通信モードから第２の通信モードに切り替える。そのような所定のイベントの１つは、４１４におけるユーザによる緊急通報の送出である。緊急通報はＣＤＭＡ通信路において生じ、無線ローカルエリアネットワーク通信路において生じることはない。したがって、４１４にて緊急通報を示す所定のユーザ入力がユーザ・インタフェース１２６により受信されたとき、４１６にて、コントローラ１１２は第２のトランシーバ回路を有効化するとともに、システム接続状態２０６に入り、トランシーバ回路１１６からの送信のためにトランシーバ回路１１６に対し登録メッセージを出力することにより、第１の通信モードから第２の通信モードに動作を切り替える。

図５には、本発明の第２の態様によるディープ・スリープ状態２１０から出ることのフローチャート５００を示す。５１０にてディープ・スリープ状態２１０で動作しており、５１２において携帯通信デバイス１００が無線ローカルエリア通信路にて第１の通信モードで動作しているとき、無線ローカルエリア通信路の信号カバレッジの境界又は限界の検出を示す信号カバレッジ限界検出器１４０からの限界検出信号に応答して、コントローラ１１２は携帯通信デバイス１００の動作を第１の通信モードから第２の通信モードに切り替える。したがって、５１４にて所定の限界検出信号が受信されたとき、５１６にて、コントローラ１１２は第２のトランシーバ回路を有効化するとともに、システム接続状態２０６に入り、トランシーバ回路１１６からの送信のためにトランシーバ回路１１６に対し登録メッセージを出力することにより、第１の通信モードから第２の通信モードに動作を切り替える。

上述の発明の詳細な説明において少なくとも１つの実施形態を示したが、多数の変形形態が存在することは明らかである。なお、例示的な実施形態ではＣＤＭＡに関連して述べたが、ＨＲＰＤ及びＷＣＤＭＡ等、他の広域無線ネットワークに対しても本発明は適用される。

本発明の好適な実施形態による携帯通信デバイスのブロック図。 本発明の好適な実施形態によるＣＤＭＡ２０００通信路にあるときの携帯通信デバイスの動作の状態図。 本発明の好適な実施形態によるディープ・スリープ状態に入る携帯通信デバイスの動作のフローチャート。 本発明の第１の態様の好適な実施形態によるディープ・スリープ状態から出る携帯通信デバイスの動作のフローチャート。 本発明の第２の態様の好適な実施形態によるディープ・スリープ状態から出る携帯通信デバイスの動作のフローチャート。

Claims (12)

1. 第１の通信路又は第２の通信路にて通信可能な携帯通信デバイスにおける電力節約方法であって、
   第１の通信路の信号を検出する信号検出工程と、
   第１の通信路にて第１の通信モードで動作する第１通信モード動作工程と、
   所定の時間間隔毎に第２の通信路にて１つ以上のハウスキーピング・チャネルを監視するチャネル監視工程と、チャネル監視工程は、第１の通信路にて第１の通信モードで動作しているとき、第２の通信路から携帯通信デバイスの登録を抹消する工程と、第２の通信路から携帯通信デバイスの登録が抹消されているときに、所定の時間間隔毎に第２の通信路にて１つ以上のハウスキーピング・チャネルを監視する工程とを含むことと、
   所定のイベントに応答して、第１の通信モードから第２の通信路の第２の通信モードに動作を切り替える通信モード切替工程とからなる方法。
2. 通信モード切替工程は、緊急通報を示す所定のユーザ入力に応答して、第１の通信モードから第２の通信モードに動作を切り替える工程を含む請求項１に記載の方法。
3. 通信モード切替工程は、第１の通信モードによりサポートされない通信種類の要求を示す所定のユーザ入力に応答して、第１の通信モードから第２の通信モードに動作を切り替える工程を含む請求項１に記載の方法。
4. 通信モード切替工程は、第１の通信路の信号カバレッジの限界の検出に応答して、第１の通信モードから第２の通信モードに動作を切り替える工程を含む請求項１に記載の方法。
5. 通信モード切替工程は第２の通信路に携帯通信デバイスを登録する工程を含む請求項１に記載の方法。
6. 第１の通信路にて信号を送信及び受信するための第１のトランシーバ回路と、
   第２の通信路にて信号を送信及び受信するための第２のトランシーバ回路と、
   第１のトランシーバ回路及び第２のトランシーバ回路に接続されたコントローラと、
   コントローラが、携帯通信デバイスが第１の通信路の信号カバレッジ内に存在することの判定に応答して第２のトランシーバ回路からの送信のために第２のトランシーバ回路に対し携帯通信デバイスの登録抹消メッセージを出力するため、第１のトランシーバ回路を有効化して第１の通信路にて信号を送信及び受信するため、第２のトランシーバ回路を無効化するため並びに所定の時間間隔毎に第２のトランシーバ回路を有効化して第２の通信路の１つ以上のハウスキーピング・チャネルを監視するためのコントローラであることとを含む携帯通信デバイス。
7. コントローラに接続されており、かつ、ユーザ入力を受信するためのユーザ・インタフェースと、
   ユーザ・インタフェースから受信した所定のユーザ入力に応答して、コントローラが第２のトランシーバ回路を有効化し、第２のトランシーバ回路に対しメッセージを出力することとを含む請求項６に記載の携帯通信デバイス。
8. メッセージは携帯通信デバイスの登録メッセージである請求項７に記載の携帯通信デバイス。
9. 所定のユーザ入力は緊急通報を示すユーザ入力を含む請求項７に記載の携帯通信デバイス。
10. 第１のトランシーバ回路及びコントローラに接続された信号カバレッジ限界検出器と、
    信号カバレッジ限界検出器は、携帯通信デバイスが第１の通信路の信号カバレッジ領域の限界に存在することを検出し、コントローラに対し限界検出信号を出力するための信号カバレッジ限界検出器であることと、
    限界検出信号に応答して、コントローラは携帯通信デバイスが第１の通信路の信号カバレッジ内に存在すると判定することとを含む請求項６に記載の携帯通信デバイス。
11. 限界検出信号に応答して、コントローラは第２のトランシーバ回路を有効化し、第２のトランシーバ回路に対し携帯通信デバイスの登録メッセージを出力することを含む請求項１０に記載の携帯通信デバイス。
12. 無線ローカルエリアネットワーク通信路にて第１の通信モードで動作し、かつ、クイック・ページング・チャネル及びパイロット・チャネルを含むＣＤＭＡ通信路にて第２の通信モードで動作するための携帯通信デバイスであって、
    無線ローカルエリアネットワーク通信路にて信号を送信及び受信するための第１のトランシーバ回路と、
    ＣＤＭＡ通信路にて信号を送信及び受信するための第２のトランシーバ回路と、
    緊急通報の送出を示すユーザ入力を受信し、受信に応答して緊急通報信号を出力するためのユーザ・インタフェースと、
    携帯通信デバイスが無線ローカルエリアネットワーク通信路の信号カバレッジ領域の限界に存在するか否かを検出し、コントローラに対し限界検出信号を出力するための手段と、
    第１のトランシーバ回路、第２のトランシーバ回路、ユーザ・インタフェース、及び信号カバレッジ限界検出器に接続されたコントローラと、
    コントローラが、（ａ）限界検出信号に応答して、携帯通信デバイスが無線ローカルエリアネットワーク通信路の信号カバレッジ内に存在するか否かを検出するため、（ｂ）第１のトランシーバ回路を有効化して無線ローカルエリアネットワーク通信路にて信号を送信及び受信するため、（ｃ）携帯通信デバイスが無線ローカルエリアネットワーク通信路の信号カバレッジ内に存在することの検出に応答して、第２のトランシーバ回路からの送信のために第２のトランシーバ回路に対し携帯通信デバイスの登録抹消メッセージを出力するため、（ｄ）第２のトランシーバ回路を無効化するため、（ｅ）ＣＤＭＡに登録されたとき携帯通信デバイスにより用いられるスロット・サイクル・インデックス以上のＣＤＭＡ通信路のスロット・サイクル・インデックスに相当する所定の時間間隔毎に第２のトランシーバ回路を有効化してＣＤＭＡ通信路のクイック・ページング・チャネル及びパイロット・チャネルのうちの少なくとも一方を監視するため、並びに（ｆ）限界検出信号及び緊急通報信号のうちの一方に応答して、第２のトランシーバ回路を有効化し第２のモードで動作するためのコントローラであることとを含む携帯通信デバイス。

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