KR100304239B1 - 디지털 셀룰러 통신 시스템에서 배터리 수명을 연장시키는 방법 및 장치 - Google Patents

디지털 셀룰러 통신 시스템에서 배터리 수명을 연장시키는 방법 및 장치 Download PDF

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맨스 에케로프
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Abstract

본 발명은 셀 무선전화의 밧데리 수명을 연장시키는 방법 및 장치에 관한 것이다. 셀 전화는 무선 전화기 디프 슬립 상태를 주기적으로 채택함으로서 밧데리 수명을 보존하면서 기지국에서 짧은 메세지를 수신하는 페이저-전용 모우드로 작동하게 되어 있다. 기지국은 무선 전화기가 메세지를 수신할 수 없는 디프 슬립상태에 들어가기 전에 무선전화기에 의해 확인된다. 시간주기 후, 무선전화는 웨이크업되고 기지국과의 접촉을 재설정하고 무선전화기가 메세지를 수신할 준비가 된 기지국을 확인한다. 메세지를 수신한 후 모선전화기가 처리를 되풀이 한다.

Description

[발명의 명칭]
디지털 셀룰러 통신 시스템에서 배터리 수명을 연장시키는 방법 및 장치
[발명의 분야]
본 발은 셀룰러 무선 통신에 관한 것으로서, 특히, 디지털 셀룰러 통신 시스템에 이용되는 휴대용 셀룰러 무선 전화기의 배터리 수명을 최대화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
[발명의 배경]
셀룰러 통신 시스템은 널리 공지되어 있다. AMPS, ETACS, NMT-450 및 NMT-900과 같은 아날로그 셀룰러 시스템은 세계 전역에 걸쳐 성공적으로 사용되고 있다. 최근에, 북아메리카의 IS-54B 및 범유럽 GSM 시스템과 같은 디지털 셀룰러 시스템이 도입되었다. 이러한 시스템은 예컨대, 문헌 [Cellular Radio Systems by Balston, et al., published by Artech House, Norwood, MA., 1993]에 개시되어 있다.
상기 IS-54B 명세 [Cellular system Dual-Mode Mobile Station Compatibility standard (available from the Telecomunications Industry Association, 2001 Pennsylvania Avenue, N.W., Washington, D.C., 20006)]는 기존 아날로그 시스템과 호환 가능하게 하면서 디지털 시분할 다중 액세스(TDMA)를 통하여 증가된 시스템용량을 제공한다. IS-54B 명세를 충족시키도록 설계된 이동국은 신규 TDMA 시스템 및 기존의 AMPS 아날로그 시스템과 함께 작용할 수 있다. 이 명세를 통해, 이동국, 셀룰러 전화기, 셀룰러 폰, 이동 전화기 및 셀룰러 무선전화기란 용어는 동일한 장치를 칭하는 것으로 상호 교환 가능하게 이용된다. 현재 명세의 한가지 결점은 디지털 및 아날로그 시스템이 기존의 AMPS 아날로그 제어 채널을 이용한다는 것이다. 따라서, TDMA 가능 이동국은 구(舊) 아날로그 프로토콜에 의해 제한되고, 디지털 통신으로 가능한 모든 특징을 완전하게 이용할 수 없다.
현재, 셀룰러 이동 무선 전화기는 착신 호출을 나타내는 메시지를 페이징 하기 위해 아날로그 제어 채널을 연속적으로 감시해야 하기 때문에 대기 중인 배터리 수명이 제한된다. 고용량 배터리를 이용할지라도, 약 24시간을 초과하는 대기 시간은 드물다. 이것은 주기적인 동작에 의해 달성되는 단일 AA 배터리로부터 약 100 ~ 200 시간의 배터리 수명을 갖는 페이징 수신기 또는 비퍼(beeper)와 대조된다. 따라서, 셀룰러 무선 전화기의 배터리 수명을 연장시킬 필요성은 자명하다.
디지털 제어 채널(DCC)전기 통신 공업 협회(TIA)에 최근에 제안되었다. 상기 DCC 명세는 PN 3011-1 및 PN 3011-2로서 식별되며, 상기 주소에 있는 TIA로부터 입수할 수 있다. DCC를 채택하는 경우, DCC는 새로운 IS-54C 명세의 일부분이 될 것이다. 명세 PN 30011-1 및 PN 3011-2는 참고로 그 내용이 본 명세서에 포함된다.
상기 DCC의 한가지 특징은 단문 메시지 서비스(short message service)(SMS)라 칭해진다. SMS를 이용하면, 현재 페이징 수신기로 행하는 것과 동일한 방법으로 숫자문자 메시지를 호환 가능한 이동국으로 전송하는 것이 가능하게 될 것이다. 이러한 특징은 다수의 새로운 셀룰러 전화기 선택권에 대하여 문호를 개방한다.
호출자가 피호출자로부터 응답을 대기하는 음성 통신과 달리, 숫자문자 메시지는 즉시 응답할 필요 없이 발신 후 약간의 시간 동안 기억된 다음 이동국으로 전송될 수 있다. 이것은 이동 전화기가 페이저 전용 모드(pager-only mode)의 동작이라고 칭해지는 것을 채택할 수 있게 한다.
이동국의 페이저 전용 모드는 사용자가 SMS 메시지를 수신하지만 착신 대화형 호출은 수신하지 않는다. 상기 호출 발신 능력이 남아 있음으로써 사용자가 페이저 전용 모드 없이도 호출을 행할 수 있게 한다. 상기 페이저 전용 모드는 다수의 장점을 사용자에게 제공하며, 그 최소한의 이점이 배터리 수명을 더욱 연장시키는 것이다. 또한, 패이저 전용 모드는 사업사의 미팅을 위해 무외란 모드(do-not disturb mode)로서 기능을 하고, 이동국 사용자가 착신 호출의 "호출 스크리닝(cell screening)"을 실행할 수 있게 한다. 공지도니 방송(broadcast) 페이지 수신기(즉, "비퍼")와 달리, 이동전화는 메시지 발신자에게 호출을 즉시 행하는데 이용할 수 있다.
[발명의 상세한 설명]
전술한 발명의 배경을 고려하면, 본 발명의 목적은 따라서, 배터리 전력 공급 셀룰러 무선 전화의 배터리 수명을 연장시키는 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 셀룰러 무선 전화기에 페이저 전용 모드를 제공하여 휴대용 셀룰러 무선 전화기의 사용자가 셀룰러 기지국으로부터의 단문 메시지 통신을 수신할 수 있게 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적, 장점 및 특징은 기지국 제어 신호를 갖는 기지국 및 페이저 전용 모드를 채택하도록 조절된 이동국을 갖는 셀룰러 무선 통신 시스템에서 배터리 전력을 절약하는 방법이 제공되며, 여기에서 이동국은 이 이동국이 기지국으로부터 메시지를 수신할 수 없다는 것을 나타내는 제1 신호를 기지국에 송신한다. 제1 신호를 송신한 후에, 이동국은 소정의 시간 주기동안 자체내의 선택 회로를 작동 중지시킨 다음, 소정의 시간 주기가 경과한 후에 선택 회로를 자동으로 재작동시켜, 이동국이 메시지를 수신할 수 있다는 것을 나타내는 제2 신호를 기지국으로 송신하도록 조절된다.
또 다른 실시예에서, 이동국에 의해 송신된 제1 및 제2 신호는 파워 다운(power-down) 및 파워 업(power-up) 등록 메시지를 포함한다.
또한, 다른 실시예에서, 이동국은 사용자가 페이저 전용 모드를 세트 및 리세트할 수 있도록 채택된다.
본 발명의 또 다른 실시예는 이동국이 메시지를 수신할 수 없을 때 기지국에 통지하기 위해 제1 신호를 기지국에 전송하는 이동국을 구비한 셀룰러 통신 시스템을 포함한다. 상기 이동국은 시간 주기동안 이동국내에서 선택된 회로를 작동 중지 시키고 시간 주기가 종료한 후에 선택된 회로를 자동으로 재작동시키는 제어기를 포함한다. 또한, 이동국은 시간 주기가 경과한 후 제2 신호를 전송하여 상기 이동국이 메시지를 수신할 준비가 되어 있다는 것을 통지하도록 조절된다. 상기 이동국은 사용자에 의해 다른 모드로 설정될 때까지 이러한 동작의 시퀸스를 반복하도록 조절된다. 상기 제어기는 작동되는 다른 선택 회로가 전력 소비가 감소된 레벨에서 동작하도록 하여 배터리 수명을 더 연장시킨다. 상기 소정의 시간 주기는 배터리 수명을 더 연장시키도록 조정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 기지국 제어 신호에 의해 기지국을 갖는 셀룰러 무선통신시스템의 배터리 전력을 절약하는 방법에 있어서, 이동국에서 기지국에 이동국이 기지국으로부터 메시지를 수신할 수 없다는 것을 나타내는 제1 신호를 송신하는 단계와, 소정의 시간 주기동안 이동국내의 선택된 회로를 작동 중지시키는 단계와, 상기 소정의 시간 주기 후에 이동국내의 상기 선택된 회로를 자동으로 재작동시키는 단계와, 이동국에서 기지국으로 이동국이 메시지를 수신할 수 있다는 것을 나타내는 제2 신호를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 이러한 및 다른 특징과 장점은 동일한 참조 번호가 동일한 구성요소를 나타내는 도면과 관련하여 볼 때 아래의 상세한 설명으로부터 당업자라면 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
[도면의 간단한 설명]
제1도는 2개의 상호 접속 가능한 셀룰러의 시스템의 개략도.
제2a도는 SMS 메시지가 셀룰러 시스템에 수신되는 방법을 도시하는 흐름도.
제2b도는 SMS 메시지가 이동국에 전송되는 방법을 도시하는 흐름도.
제3도는 본 발명에 관하여 이들 부분을 도시하는 이동국의 부분 개략 블록도.
도4a도는 업링크 및 다운링크 DCC의 개략도.
도4b도는 다운링크 DCC 프레임 구조의 개략도.
제5도는 DCC를 감지하기 위해 이동국이 이용한 방법의 흐름도.
제6a도는 이동국을 페이저 전용 모드로 설정하는데 이용되는 방법의 흐름도.
제6b도는 이동국을 페이저 전용 모드로 설정하는데 필요한 키를 나타내는 셀룰러 무선 전화기를 도시하는 도면.
제7도는 페이저 전용 모드로 동작하는 이동국의 동작을 도시하는 흐름도.
제8도는 페이저 전용 모드에서 동작하는 이동국의 동작을 도시하는 타이밍도.
[실시예]
이하의 설명에서는, 본 발명의 완전한 이해를 위해 제한하고자 하는 것이 아니라 예시할 목적으로 특정 회로, 회로 소자, 기술 등과 같은 특정 상세를 설명할 것이다. 그러나, 본 발명이 특정 상세와 별개의 다른 실시예로 실시될 수 있다는 것은 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 다른 예에서는, 공지된 방법, 장치 및 회로의 상세한 설명은 본 발명을 명확히 하기 위해 생략된다.
[시스템 동작]
먼저, 제1도를 참조하면, 2개의 지역 시스템(101A 및 101B)의 상호 접속을 도시하는 일반적인 셀룰러망(100)이 도시되어 있다. 도시되어 있는 시스템 소자는 예시적이고 당업자라면 알 수 있는 바와 같이, 모든 셀룰러 시스템은 이러한 소자에 한정되거나 이들 소자를 포함하는 것이 아니라, 다른 배치도 또한 가능하다. 지역 시스템(101A)은 예컨대, 통신 링크(113)에 의해 복수의 기지국(110)에 각각 접속되는 이동 전화 교환국(MTSO)(107)을 포함한다. 기지국(110)은 무선 링크(11)를 각각의 이동국(109)에 제공한다. 육상선 전화 사용자(103) 및 데이터 사용자(102)는 통신 링크(115)에 의해 공중 전화 교환망(PSTN)(105)에 접속된다. PSTN은 이어서 통신 링크(116)에 의해 MTSO(107)에 접속된다. 또한, MTSO(107)는 방문자/홈 위치 레지스터(VLR/HLR)(106) 및 메시지 센터(104)에 접속된다. 네트워크(101A 및 101B) 사이의 상호 접속은 IS-41 통신 링크, 이 경우에는 마이크로웨이브 안테나(108A 및 108B)를 사용하는 마이크로웨이브 링크(108)를 통하여, 또는 다른 방법으로는 원거리 PSTN 라인(117)을 통하여 MTSO(107) 사이에서 행해진다. 도시된 바와 같이, 통신 접속은 육상선 전화 사용자(103) 또는 데이터 사용자(102)와 이동국(109) 사이에 설정될 수 있다. 경계(101A 및 101B)내에서 완전한 접속이 이루어질 때, 이동국(109)은 자신의 '홈 시스템'에 있다고 한다. 시스템(101A 및 101B) 양단에 접속이 이루어질 때, 이동국(109)은 "로밍(roaming)"된다고 말한다. 용어 '홈 시스템' 및 '로밍'은 당업자에게 널리 공지되어 있다.
제1도에 도시되어 있는 바와 같이, 동일한 시스템의 이동국(109) 또는 다른 시스템의 이동국 사이에서 접속이 이루어질 수 있다. 이와 유사하게, 통신 접속은 육상선 전화 사용자(103) 또는 데이터 사용자(102)와 이동국(109) 사이에서 발생할 수 있다. 또한, 이동국(109)은 셀룰러 무선 전화기, 무선 모뎀 또는 개인 휴대용 정보 단말기(personal digital assistant)(PDA)일 수 있다.
SMS 절차의 일반적인 동작은 제2a도의 흐름도에 의해 설명된다. 일 예로서, 예컨대, 육상선 전화 사용자 또는 호출자(103)는 블록(201)에 나타내는 바와 같이 PSTN(105)과 MTSO(107)를 통해 이동국(107)에 호출을 행하려고 시도한다. 이동국(109)이 응답하면, (즉, 기지국(110)중 하나로부터의 페이지 방송에 응답하면,)접속은 블록(203)에 의해 나타내는 바와 같이 공지된 방식으로 이루어진다. 또한, 이동국(109)이 응답하지 않으면, 호출자(103)는 블록(204)에 의해 나타내는 바와 같이 MTSO(107)를 통해 메시지 센터(104)에 경로 지정된다.
블록(206)의 메시지가 메시지 센터(104)에 의해 수신될 수 있는 몇 가지 방법이 있다. 일 예로서, 블록(205)의 프롬프트는 호출에 응답하고 메시지를 컴퓨터나 콘솔을 통해 메지시 센터(104)에 입력하는 인간 운용자일 수 있다. 다른 예에서, 사용자(103)는 방송 페이징 수신기로 전송될 메시지를 전달하는데 이용되는 공지된 절차와 유사한 방법으로 전화기 키패드를 통하여 메시지를 입력하기 위하여 블록(205)에 나타내는 바와 같이 프롬프트된다. 또 다른 예에서, 사용자는 개인 휴대용 정보 단말기 또는 개인용 컴퓨터(102)로부터 메시지를 직접 전송할 수 있다. 이 경우에, 블록(205)내의 프롬프트는 팩스 머신의 설정 신호와 유사한 컴퓨터 톤(tone)이다. 사용되는 방법과 무관하게, 이동국(109)에 이후에 전송하기 위해 간단한 문자 숫자 메시지가 메시지 센터(104)에 기억된다.
기억된 메시지가 이동국(109)으로 전송되는 방법의 설명은 제2b도의 흐름도에 도시되어 있다. 이동국(109)이 초기에 파워 온 되거나, 그렇지 않으면 이후에 상세히 기술되는 바와 같은 시스템과 접촉하길 원할 때, 이동국(109)은 블록(209)에 나타내는 바와 같은 명세 PN 3011-1의 섹션 6.3.7에 따르는 시스템으로의 등록을 수행한다. 이동국의 등록 신호 내에 포함되는 정보에 기초하여, 시스템(101A)은 예컨대, 이동국(109)이 자신의 홈 시스템(101A)내에 있는지 또는 블록(210)에 나타내는 바와 같이 시스템(101B)에서 로밍하는 지를 결정한다. 상기 이동국이 홈 시스템(101A)내에 있으면, 메시지 센터(101A)에 기억된 SMS 메시지는 블록(214)에 나타내는 바와 같이 이후에 설명되는 DCC 프로토콜을 통하여 이동국(109)으로 방송된다. 이와 달리, 이동국(109)이 예컨대, 시스템(101B)내에서 로밍하면, 등록 메시지는 블록(212)에 나타내는 바와 같은 IS-41 링크(108)를 통하여 이동국(109)의 홈시스템(101A)으로 전송된다. 상기 등록 메시지를 수신할 때, 홈 시스템(101A)의 메시지 센터(104)는 블록(213)에 나타내는 바와 같은 IS-41 링크(108)를 통하여 로밍시스템(101B)에 이전에 기억된 SMS 메시지를 전송한다. 기억된 SMS 메시지가 없는 경우, 그 표시가 대신 통신된다. SMS 메시지는 수신되면, DCC 명세에 따라서 기지국(110)을 통하여 이동국(109)으로 방송된다.
[DCC의 설명]
DCC의 완전한 전체적인 설명은 앞서 참고로 본 명세서에 포함된 명세 PN 3011-1 및 3011-2에 제공되어 있다. 이하에는, 상기 DCC의 요약 설명이 본 발명의 동작을 명확히 하기 위해 제공된다.
DCC(420)는 명세 3011-1의 제2도 내지 제3도에 적용되는 제4a도에 도시된 논리 채널을 포함한다. 이동국(109)으로부터 기지국(110)으로 송신되는 업링크 채널(414)은 랜덤 액세스 채널(RACH)(413)로 이루어진다. 기지국(110)으로부터 이동국(109)으로 송신되는 다운링크 채널(415)은 방송 제어 채널(BCCH)(416) 및 단문 메시지, 페이징 및 액세스 제어 채널(Short message, paging, and access control channel)(SPACH)(407)로 이루어진다.
제4b도는 명세 PN 3011-1에 특정되어 있는 바와 같이 다운링크 DCC(415)의 프레임 구조를 도시한다. 기존의 장치와 호환 가능하게 하기 위해, 상기 DCC는 현재의 IS-54B TDMA 프레임 구조를 이용한다. TDMA 프레임(400)은 3개의 인접한 타임 슬롯(401, 402, 403)으로 형성된다. IS-54B에 특정되어 있는 바와 같이, 이동국(109)은 특정된 세 번째 슬롯마다 기지국(110)으로부터 방송되는 신호를 수신하고, 예컨대, 이동국(109)은 슬롯 1(401) 및 슬롯 4(401A), 슬롯 2(402) 및 슬롯 5(402A) 또는 슬롯 3(403) 및 슬롯 6(403A)을 연속적으로 모니터할 수 있다. 따라서, 각각의 TDMA 프레임(400)동안, 이후에 더 자세히 설명할 이동국 수신기(303)는 시간의 1/3만 작동하는데 필요하다.
DCC 슈퍼프레임(408)은 다수의 순차 TDMA 프레임(400)으로 형성된다. 제4b도에 도시되어 있는 바와 같이, DCC 슈퍼프레임(408)은 IS-54B 프레임의 3 번째 슬롯 마다 순차적으로 송신되는 정보를 포함한다. 상기 DCC 슈퍼프레임(408)에는 상이한 정보 슬롯이 포함된다. 상기 FBCCH(404), EBCCH(405) 및 SBCCH(406)는 글로벌 정보를 모든 이동국에 송신하는 방송 제어 채널이다. FBCCH(404), EBCCH(405) 및 SBCCH(406)는 DCC 슈퍼프레임(408)의 인접 슬롯내에 점으로 표시된 바와 같이 여러 슬롯 상으로 확장될 수 있다. 상기 FBCCH(404), EBCCH(405) 및 SBCCH(406)는 PN 3011-1의 섹션 2.3.2에 상세히 설명되어 있다.
슬롯(407)은 페이징 제어 채널(PCH)(410), 엑세스 제어 채널(ARCH)(411) 및 단문 메시지 서비스 제어 채널(SMSCH)(412)을 포함하는 특정 이동국(109)으로 전송되는 정보를 포함한다.
2개의 DCC 슈퍼프레임(408)은 합쳐서 하이퍼프레임(409)으로 공지되어 있는 1차 및 2차 슈퍼프레임에 순차적으로 배열된다. SMS 메시지는 복수의 하이퍼프레임에 걸쳐서 SPACH 슬롯(407)에 인터리브(interleaved)될 수 있다.
[이동국 동작]
이동국(109)에 의한 DCC 다운링크(415)의 정상적인 모니터링은 예컨대, 제4b도에 도시되어 있는 바와 같은 DCC 슈퍼프레임(408)상의 각각의 SPACH 슬롯(407)을 점검하는 것을 포함한다. 각각의 슬롯을 모니터하기 위해, 상기 이동국은 제5도의 흐름도에 도시된 동작의 시퀸스를 실행한다. 이동국(109)은 먼저 블록(501)에 나타내는 바와 같이 "파워 업"된다. 파워 업은 사용자에 의해 완전히 오프되어 있는 상태로부터 이동국(109)을 턴 온 시킴으로써 행해질 수 있거나, 이후에 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 "깊은 휴지 상태(deep sleep state)"로 칭해지는 상태로부터 시동될 수도 있다. 파워 업한 후에, 이동국(109)은 공지된 방법에 따라 소정 세트의 DCC 다운 링크 채널(415)을 스캔하고, 자신의 수신기를 블록(502)에 나타내는 바와 같은 DCC(415)중 하나에 로크(lock)한다. DCC(415)에 로크되면, 이동국(109)은 블록(503)에 나타내는 바와 같은 DCC 하이퍼프레임(409)을 수신하여 디코드한다. FBCCH에서, 슬롯(404)에는 이후 상세히 설명되는 이동국(109)에 의해 사용되는 SPACH 페이징 슬롯 및 페이징 클래스 마크를 식별하는 정보가 포함된다. 블록(504)에 나타내는 바와 같이, 이동국(109)은 RACH(414)를 통해 파워 업 등록을 기지국(110)으로 전송하고, 다운링크 DCC(415)를 통해 기지국(140)으로부터 되돌아오는 긍정 응답(acknowledgement)을 수신한다. 상기 긍정 응답은 이동국(109)에 따른 DCC(420)를 감시하거나 상기 FBCCH 정보를 무시(override)하도록 명령하는 부가적인 정보를 포함한다. 기지국(110)으로부터 긍정 응답이 수신되고 명령이 수신되지 않는다고 가정하면, 이동국(109)은 블록(503)에서 수신된 FBCCH 슬롯(404)내의 페이징 클래스 마크에 대응하는 페이징 클레스를 블록(505)에서 취한다. 페이징 클래스 마크는 명세 PN 3011-1의 섹션 4.5.5에 상세히 설명되어 있다.
블록(506)에 나타내는 바와 같은 SMS 메시지에 대한 SPACH 슬롯(407)을 이동국(109)이 청취하는 주파수를 특정하는 1-8로 지정된 8 페이징 그룹이 존재한다. 페이징 클래스 1에 할당된 제1 이동국(109)은 각각의 하이퍼프레임(409)에 대한 하나의 SPACH 슬롯(407)을 모니터하고, 페이징 클레스 2에 할당된 제2 이동국(109)은 다른 하이퍼프레임(409)마다 하나의 SPACH 슬롯(407)을 모니터하며, 페이징 클래스 3에 할당된 제3 이동국(109)은 세번째 하이퍼프레임(409)마다 하나의 SPACH 슬롯(407)을 모니터한다. 페이징 클래스 8에서, 예컨대, 이동국(109)은 SMS 메시지에 대해 2분마다 SPACH 슬롯(407)만을 모니터할 수 있다. 이러한 절차에 의해 시스템 운용자가 소위 휴지 모드(sleep-modes)를 할당할 수 있다. 이러한 절차는 공지되어 있고, 명세 PN 3011-1 및 PN 3011-2에 상세히 설명되어 있다.
제3도는 이동국(109)의 부분적인 기능 블록도를 도시한다. SPACH 슬롯(407)동안, 전력이 수신기(303), 복조기(302), 제어기(304), 타이밍 발생기(305) 및 타임 베이스/자동 주파수 제어(AFC)(306)에 인가되어야 한다. 상기 타임 베이스(time base)(306)는 온도 제어 수정 발진기(TCXO)일 수 있다. 그러나, SPACH 슬롯(407)사이에는, 작동시키는데 필요한 모든 것은 후속 SPACH 슬롯(407)이 발생할 때의 트랙을 유지하는 타이밍 발생기(305) 및 타임 베이스/AFC(306)이다. 그러나, 후속 SPACH 슬롯(407)이 정확히 디코딩되면, 당업자에게는 명백한 바와 같이, 타이밍 정확도는 한 쌍의 부호 주기 내까지 정확하게 되어야 한다. 이것은 타이밍 발생기(305) 및 AFC(306)의 동작을 제어하기 위해 상기 제어기(304)에 전력이 인가되어야 하는 정확한 방법으로 타이밍 발생기(305) 및 타임 베이스/AFC(306)가 동작하는 것이 필요하다. SPACH 슬롯(407) 사이의 간격동안, 타이밍 발생기(305) 및 제어기(304)는 크게 감소한 명령 속도로 작동하여 필요한 전류를 감소시킬 수 있다. 그러나, 필요한 타임 정확도를 유지하기 위해, 타임 베이스/AFC(306)는 SPACH 슬롯(407) 사이에 완전히 활성 상태로 유지되어야 한다. 타임 베이스/AFC(306)를 완전히 활성 상태로 해야 하는 필요성은 배터리(310)에서 나오는 전류의 양을 더 적게 제한하여 절대적인 배터리 수명을 제한한다.
[페이지 전용 모드의 동작]
이동국(109)의 사용자가 호출을 원하지만 입력 호출을 수신하길 원하지 않을때, 사용자는 사용자가 호출을 설정하는 시간까지 전화기를 턴 오프할 수 있다. 이렇게 함으로써, 사용자는 이동국(109)이 작동 중지될 때 제3도에 도시된 회로에 의해 전류가 흐르지 않기 때문에 배터리(310)의 수명을 최대로 할 수 있다. 그러나, 이동국(109)이 작동 중지되면 이동국(109)은 입력 SMS 메시지를 수신할 수 없다.
대안적으로, 이동국(109)의 사용자는 호출을 원함과 동시에 배터리 수명을 최대로 하면서 SMS 메시지를 수신하기를 원하는 경우, 이동국(109)의 사용자는 '페이저 전용 모드(pager-only mode)'라고 하는 전화를 선택한다. 사용자가 이동국(109)을 페이저 전용 모드로 위치시킬 수 있는 한가지 방법은 제6a도에 도시되어 있다. 사용자가 셀룰러 전화기의 페이저 전용 기능을 설정/선택하는 방법이 많다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 제6a도 및 제6b도에 제시된 예는 설명하기 위한 것이지 제한하려는 것은 아니다. 먼저, 블록(601)에 나타내는 바와 같이, 상기 이동국(109)은 일반적인 방법으로 턴 온된다. 이어서, 제6b도에 도시된 바와 같이, 사용자는 블록(602~603)으로 나타내는 바와 같이 이동국(109)의 키패드 상의 기능 키(607) 및 "1" 키(608), 최종적으로 "5" 키(609)를 순차적으로 누른다. 이러한 순서로 실행함으로써, 이동국이 페이저 전용 모드로 토글(toggle)된다. 이러한 순서를 반복함으로써, 이동국(109)이 할당된 페이징 클래스에 따라 DCC를 모니터 하는 일반 대기 모드로 리세트 된다. 이동국(109)을 페이저 전용 모드로 위치시키는 또 다른 방법은 사용자가 메뉴 모드로 들어가야 하고, 이동국에 통상 있는 화살표 키(610)를 사용하여, 사용자는 페이저 전용 모드를 선택하거나 선택하지 않기 위해 이용할 수 있는 옵션을 통하여 연속적으로 할 수 있다. 이동국(109)이 페이저 전용 모드에 있다는 것을 확인하기 위해, 간단한 표시는 블록(604)으로 나타내는 바와 같이 이동국(109)의 디스플레이(606)상에 나타난다. 짧은 기간후에, 디스플레이(606)는 SMS 메시지가 수신되는 시간까지 비어 있는 상태로 된다.
제7도는 페이저 전용 모드에서 이동국(109)의 동작을 성명한다. 이동국(109)이 블록(701)에 나타내는 바와 같이, 페이저 전용 모드로 들어갈 때, 그러한 페이저 전용 모드에서 작동 중지되는 이동국(109)의 동작에 필요 없는 모든 회로가 설명될 것이다. 이것을 깊은 휴지 상태(deep-sleep state)라고 한다. 제3도를 다시 참조하면, 깊은 휴지 상태에서, 아날로그 디코더(301), 복조기(302), 수신기(303), 아날로그 엔코더(307), 변조기(308) 및 전송기(309)는 작동 중지된다. 타임 베이스/AFC(306)는 정확도가 변하기 때문에 상당히 감소된 레벨에서 지속적으로 구동한다. 또한, 타이밍 발생기(305)는 타임 베이스/AFC(306)에 의해 발생된 발생된 발진수를 카운터 하기에 충분한 활성의 매우 낮은 레벨에서만 작동되어야 한다. 이 상태에서, 이동국(109)의 전류 조건이 매우 낮아서 배터리(310)로부터 유도되는 전류는 크게 감소한다.
소정의 시간 주기(예 : 10분) 또는 소정수의 발진 후에, 타이밍 발생기(305)는 제어기(304)에 시동(wake-up)하도록 경보를 발하여, 수신기(303), 복조기(302)를 재작동시킨 후 활성도를 증가시킴으로써, 타임 베이스/AFC(306)의 정확도를 증가시킨다. 소정의 시간 주기는 사용자나 제조 시간에 의해 조절될 수 있다는 것을 당업자라면 알 수 있들 것이다. 또한, 제어기(304) 및 타이밍 발생기(305)는 DCC(415)를 모니터하는데 필요한 기능을 수행하기에 충분한 활성 레벨로 증가시킨다. 이러한 동작의 순서는 블록(702)에 지시된 바와 같이 시동(waking-up) 기간이다. 제5도와 유사하게, 이동국은 DCC(415)를 스캔하기 시작하고 블록(703)에 지시된 바와 같이 수신기(303)를 DCC 슈퍼프레임(408)중 하나에 로크시킨다. 블록(704)에 나타내는 바와 같이, 이동국(109)은 RACH(413)를 통해 파워 업 등록 메시지를 기지국(110)에 전송하여 이동국(109)이 작동되고, MTSO(107)를 통해 SMS 메시지를 수신하기 위해 준비된 메시지 센터(104)를 변경한다. 이동국(109)은 전술한 바와 같이 페이징 클래스에 따라 블록(705)에 나타내는 바와 같은 SMS 메시지에 대한 SPACH 슬롯을 모니터하기 시작한다. 블록(706)에 도시된 바와 같이, 기지국(110)에서 전송되어 이동국(109)에 의해 수신될 대기 SMS 메시지가 없다는 것을 SPACH (407)를 통해 나타내면, 이동국(109)은 블록(707)에 나타내는 바와 같이, 파워 오프, 파워 다운, 등록을 RACH(413)를 통해 전송한다. 파워 업 또는 파워 온 및 파워 오프 또는 파워 다운 등록 메시지는 명세 PN 3011-1에 상세히 설명된 바와 같이 업링크 DCC(414) 또는 RACH(413)를 통해 이동국(109)에서 기지국(110)으로 전송된다. 상기 메시지 포맷은 등록 메시지가 파워 업 또는 파워 다운 등록인지를 표시하는 비트 필드를 제외하고 동일하다. 전송이 완료될 때, 상기 이동국(109)은 깊은 휴지 상태로 자동으로 다시 들어가고, 블록(708)에 나타내는 바와 같이 모든 필요없는 회로를 작동 중지시킨다. 이동국(109)은 주기가 반복되는 시간에 소정의 시간 주기가 경과(즉 10 초)할 때까지 깊은 휴지 상태로 유지된다. 이것은 사용자가 상기 설명된 페이저 전용 모드를 다시 설정할 때까지 계속한다.
선택적으로, 블록(706)에서, 이동국이 기지국(110)으로부터 SMS 메시지를 수신하면, FACCH(404)에 의해 설정된 페이징 클래스를 가지고 완전한 SMS 메시지가 블록(711)에 나타내는 바와 같이 수신될 때까지 DCC(415)를 연속적으로 모니터한다. 상기 SMS 메시지는 공지된 DCC 프로토콜에 따라 SPACH (407)의 순차적인 발생을 통해 기지국(110)에서 이동국(109)으로 전송된다. 메시지가 수신될 때, 사용자가 검색한 순서로 이동국(109)내에 전기적으로 기억된다. 블록(712)에서 이동국(109)은 시각적, 청각적 또는 기계적(예컨대, 진동)으로 SMS 메시지가 수신되는 것에 의해 사용자에게 경보를 발한다. 이 점에서, 사용자는 SMS 메시지를 판독하기 위해 선택될 수 있다. 경보를 발한 후에, 사용자가 메시지를 검토했는지 여부에 관계없이, 이동국은 전술한 바와 같이 블록(707)을 통해 휴지 모드로 다시 들어간다.
제8도는 본 발명에 의해 제공되는 전력을 절약하는 장점을 도시한다. 전력 절약이 배터리(310)에서 나오는 전류의 감소와 같다는 것에 주목해라. 제8도를 참조하면, 이동국(109)의 상대 전류 소비, 전력 소비의 측정 및 상대 배터리 수명은 세로축(810)에 디스플레이되고, 시간은 가로축(811)에 디스플레이된다. 제7도의 흐름도와 관련하여 판독할 때, 제8도의 그래프의 중요성이 설명될 것이다. 블록(702)에서 시동(waking-up)한 후에, 이동국(109)은 그래프의 섹션(802)에 표시된 바와 같이 제어 채널을 검색하기 시작한다. 채널을 검색하는 동안, 적정한 전류량이 세로축에 Iscan(807)에 의해 표시된 바와 같이 필요하다. 수신기(303)가 블록(703)에 나타내는 바와 같이 제어 채널에 로크될 때, 이동국(109)은 블록(704)에 나타내는 바와 같이 파워 업 등록을 전송한다. 전송 위상(803) 중에, 이동국(109)은 Itransmit(806)에 의해 나타내는 바와 같이 배터리(310)로부터 최대량의 전류를 유도한다. 상기 파워 업 등록을 전송한 후, 블록(705)에 표시된 바와 같은 SMS 메시지가 존재하는지를 알기 위해 이동국(109)은 섹션(804)에서 SPACH(407)를 주기적으로 스캔한다. 상기 SPACH(407)의 주기적인 모니터에 의해 전류 요구 Ireceive(808)는 수신기(303)가 섹션(808)에서와 같이 제어 채널을 연속적으로 스캔할 때보다 낮다. 어째든, 상기 SMS 메시지의 수신 후에, 이동국(109)은 블록(707)에서와 같이 파워 다운 등록을 전송한다. 다시, 이동국(109)이 섹션(805)에서 전송되기 때문에, 전력 요구 Itransmit(806)는 크다. 상기 파워 오프 등록을 전송한 후, 상기 이동국은 블록(708)에서와 같이 깊은 휴지 상태로 들어간다. 이 간격(801)동안, 최소 근본 회로에만 전압이 가히지고, 전력 및 전류 소비 Iidle(809)는 크게 감소된다. 이동국(109)은 소정의 기간(Tidle)동안 이 상태로 유지한 다음 블록(702)에서 그 과정을 반복한다. 이러한 주기적 동작에 대해, 평균 전류 소비는 다음과 같이 산출된다.
[식 1]
식 1을 이용하면, 본 발명의 배터리(310)로부터 유도된 평균 전류는 현재 행하고 있는 DCC(415)를 연속적으로 모니터하는 동안, 배터리(310)로부터 유도된 평균 전류와 비교될 수 있다. 일반적인 이동국의 경우에, DCC(415)를 연속적으로 모니터하는 동안 배터리(310)로부터 유도된 평균 전류는 약 15mA로 되는 것을 알았다. 500mA-시간(hour) 배터리를 이용하는 경우, 약 33 시간의 대기 시간을 제공한다.
식 1의 변수의 대표적인 값은 아래의 표 1에 제시된다.
[표 1]
이들 값을 식 1에 적용함으로써 3.95 mA의 평균 전류 Iaverage가 얻어진다. 따라서, 500mA-Hour 배터리가 설치된 본 발명의 이동국은 배터리 수명이 약 128 시간이 된다. 이것은 선행 기술에 비해 크게 개선된 점이고, 호출은 원하지만, 종종 호출을 수신하지 않기를 원하고, DCC(415)하에 이용할 수 있는 SMS 특징을 이용하길 원하는 디지털 무선 전화기의 사용자에게 현저한 장점을 제공한다. 당업자에게는 명백한 바와 같이, 배터리 수명의 연장은 위의 예에서 이용된 10분 이상의 휴지 시간을 증가시킴으로써 유용하게 된다.
사용자는 제6a도에 도시된 단계를 반복함으로써 페이저 전용 모드를 벗어나기 위해 사용자가 긍정적 행동을 취할 때까지 배터리의 수명을 연장시킬 수 있다. 물론, 전화기 호출은 페이저 전용 모드가 긴 호출동안 일시적으로 중단되는 시간에 이루어진다.
본 발명의 특정 디지털 통신 시스템과 관련해서 설명했을지라도, 본 발명이 다른 통신 시스템에 적용될 수 있고, 본원에서 설명되고 도시된 특정 실시예에 한정되지 않는다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 여기에 도시되고 설명된 것 이외에 다른 실시예 및 적용뿐만 아니라 다양한 수정 및 변경은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 명세서 및 도면에 합리적으로 제안될 것이다. 본 발명을 양호한 실시예에 상세히 설명하는 동안, 그 설명이 본 발명에 대한 예시이고 본 발명을 완전히 공개할 목적이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 단지 첨부된 청구 범위에 국한된다.

Claims (12)

  1. 페이징 정보가 방송(broadcast)되는 페이징 타임 슬롯을 포함하는 타임 슬롯 제어 신호를 송신하는 기지국과, 페이징 타임 슬롯 중에 기지국에 의해 방송되는 페이징 정보를 수신하고 제1 세트의 선택 회로가 작동 중지되는 정상 휴지 모드 및 제2 세트의 선택 회로가 작동 중지되는 깊은 휴지 모드를 갖는 적어도 하나의 이동국을 포함하는 셀룰러 무선 통신 시스템에서, 이동국에 의해 실행되는 배터리 전력을 절약하는 방법에 있어서: (a) 페이지 전용 모드로 들어가는 단계와; (b) 이동국이 기지국으로부터 메시지를 수신할 수 없다는 것을 나타내는 제1 신호를 기지국으로 전송하는 단계와; (c) 소정의 시간 주기 후에, 상기 제1 및 제2 세트의 선택 회로를 작동 중지 시킴으로써 깊은 휴지 모드로 들어가는 단계와; (d) 상기 소정의 시간 주기 후에 제2 세트의 선택 회로를 자동으로 재작동시키고 기지국으로부터 타임 슬롯 제어 신호를 수신하는 정상 휴지 모드로 들어가는 단계와; (e) 상기 제1 세트의 선택 회로를 재작동 시킴으로써 정상 전력 모드로 들어가는 단계와; (f) 상기 이동국이 기지국으로부터 메시지를 수신할 수 있다는 것을 나타내는 제2 신호를 전송하는 단계와; (g) 상기 기지국 제어 신호의 페이징 타임 슬롯 상의 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계와; (h) 상기 기지국 제어 신호의 페이징 타임 슬롯 상의 메시지를 모니터하는 단계와; (i) 상기 이동국이 페이지 전용 모드로부터 벗어날 때까지 단계 (b) 내지 단계 (h)를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국의 배터리 전력 절약 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 메시지는 숫자문자 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절약 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이동국은 배터리 전력 공급 셀룰러 무선 전화기인 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절약 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 페이지 전용 모드는 배터시 상의 평균 전류 드레인을 감소시키는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절약 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 소정의 시간 주기는 이동국에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절약 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 신호는 파워 다운 등록 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절약 방법.
  7. 상기 제2 신호는 파워 업 등록 메시지를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절약 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 메시지는 페이징 정보가 기지국으로부터 전송되는 페이징 타임 슬롯 사이의 시간 길이에 각각 대응하는 복수의 페이징 클래스가 존재하고, 상기 이동국은 이동국에 할당된 복수의 페이징 클래스 중 하나의 대응하는 페이징 정보 방송을 수신하는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절약 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 메시지 중 하나가 이동국으로 전송되는지를 결정하는 단계와, 상기 메시지 중 하나가 이동국으로 전송될 때, 상기 하나의 메시지가 수신될 때까지 기지국 제어 신호에 의해 표시되는 페이징 타임 슬롯을 모니터하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 전력 절감 방법.
  10. 페이징 정보가 방송되는 페이징 타임 슬롯을 갖는 타임 슬롯 무선 주파수 제어 신호를 전송하는 기지국 수신기를 포함하는 셀룰러 무선 통신 시스템에 사용되는 이동국에 있어서: 무선 수신기 회로와; 무선 송신기 회로와; 타이밍 회로와; 상기 무선 수신기 회로, 무선 송신기 회로 및 타이밍 회로를 제어하는 제어기와; 상기 이동국의 동작 모드에 따라서 상기 제어기, 무선 수신기 회로, 무선 송신기 회로 및 타이밍 회로에 전력을 선택적으로 공급하는 배터리를 포함하고; 상기 이동국이 페이지 전용 모드에 있을 때, 상기 제어기는 (a) 상기 이동국이 기지국으로부터 메시지를 수신할 수 없는 것을 나타내는 제1 신호를 기지국에 송신하도록 상기 송신기 회로를 제어하는 작업과; (b) 상기 무선 송신기 회로 및 무선 수신 회로를 소정의 시간 주기 동안 작동 중지시킴으로써 깊은 휴지 모드로 들어가는 작업과; (c) 상기 소정의 시간 주기 후에 무선 수신기 회로를 자동으로 재작동시킴으로써 정상 휴지 모드로 들어가는 작업과; (d) 상기 무선 수신기 회로에서 기지국으로부터 타임 슬롯 제어 정보를 수신하는 작업과; (e) 상기 무선 송신기 회로를 재작동시키고 상기 이동국이 기지국으로부터의 메시지를 수신할 수 있는 것을 나타내는 제2 신호를 송신하도록 송신기를 제어함으로써 정상 모드로 들어가는 작업과; (f) 상기 기지국으로부터 기지국 제어 신호의 페이징 타임 슬롯 상의 메시지를 수신 회로에서 수신하는 작업과; (g) 상기 기지국 제어 신호의 페이징 타임 슬롯 상에서 수신된 메시지를 분석하는 작업과; (h) 상기 이동국이 페이지 전용 모드를 벗어날 때까지 작업(b) 내지 (h)를 반복하는 작업을 실행하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 무선 통신 시스템에 사용되는 이동국.
  11. 제10항에 있어서, 상기 깊은 휴지 모드에서, 상기 타이밍 회로는 감소된 레벨에서 전력 공급되는 것을 특징으로 하는 셀룰러 무선 통신 시스템에 사용되는 이동국.
  12. 제10항에 있어서, 상기 깊은 휴지 모드에서, 상기 제어기는 감소된 전력 레벨에서 동작하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 무선 통신 시스템에 사용되는 이동국.
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