CN101385258B - 用于在移动通信***中通过分配的时隙的有效处理来实现用户设备的等待时间增益的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
公开的是一种用于通过分配的时隙的有效处理来增加用户设备(UE)的等待时间的方法和设备。所述方法包括:当处理分配的时隙时,首先处理所述分配的时隙的第一10ms半帧;标识位于所述第一半帧中的通用寻呼消息;以及当所述通用寻呼消息对应于没有将要更新的寻呼信息和控制信息的空的通用寻呼消息时,执行到休眠状态的转变操作。
Description
技术领域
本发明一般涉及同步移动通信***(例如,CDMA1、CDMA20001x),且更具体地,涉及一种用于通过分配的时隙的有效处理来增加用户设备(UE)的电池等待时间的方法和设备。
背景技术
在同步移动通信***中,UE通常在等待状态中搜索寻呼信道,并接收和处理寻呼和控制信息。在这个情况下,UE操作在划分时隙(slotted)或未划分时隙(non-slotted)模式中。在划分时隙模式中,完整的寻呼信道被划分为80ms的时隙,并且UE仅搜索在UE和节点B之间约定的(promised)时隙。在未划分时隙模式中,搜索所有时隙。时隙包括4帧,每个帧具有20ms的数据处理单位。当移动通信***操作在划分时隙模式中时,UE仅仅在分配的时隙期间转变为活动(active)状态并搜索寻呼信道,而在未分配的时隙期间进入休眠状态而不搜索寻呼信道。在休眠状态中,射频(RF)调制解调器、中央处理单元(CPU)和其它硬件装置的操作停止,从而减少了电池功耗。
在这个情况下,节点B和UE可使用接下来的等式(1)计算约定的时隙。
在等式1中,“t”表示具有20ms单位的***时间,“PGSLOT”表示节点B和UE通过UE的唯一电话号码而公知的值、并根据UE而具有在0到2047范围内的值。此外,“i”指的是表示寻呼信道搜索时间段的时隙循环索引(slot cycle index),并具有0到7范围内的值。随着时隙循环索引的值增加,寻呼信道搜索时间段增加,从而UE停留在休眠状态中的时间段也延长。例如,当“i”具有值“0”时,每隔1.28秒搜索一次分配的时隙,而当“i”具有值“2”时,每隔5.12秒搜索一次分配的时隙。在等待状态中,UE通常操作在划分时隙模式中。
现在,将参考图2中示出的寻呼消息字段来描述其中UE操作在未划分时隙模式中的情况。
1.当控制信息改变时(即,当UE具有的当前控制信息不可用时),UE操作在未划分时隙模式中。
控制信息包括节点B配置信息和接入参数信息。当节点B配置信息改变时,它可通过检查在节点B配置消息和寻呼消息中包括的CONFIG_MSG_SEQ字段来识别。由于当节点B配置信息改变时UE必须再次接收所有节点B配置消息,所以UE操作在未划分时隙模式以便尽快更新节点B配置信息。此外,当接入参数信息改变时,它可通过检查在接入参数消息和寻呼消息中包括的ACC_MSG_SEQ字段来识别。类似地,当接入参数信息改变时,UE操作在未划分时隙模式以便更新接入参数信息。
2.当UE通过接入信道“ACH”向节点B传送消息并等待该消息的确收时,UE操作在未划分时隙模式中。
由于通过接入信道进行的消息传送是通过无连接通信执行的,而没有连接到节点B的逻辑路径,所以UE需要接收传递确认。在这个情况下,尽管分配的时隙已经过去,但是UE在接收消息的响应之前不能进入休眠状态。
3.当UE被建立为操作在未划分时隙模式中时它如此操作。
在除了上面的三种情况之外的情况下,UE也可以进入划分时隙模式以节省功率。
图1图示了在传统的移动通信***中的时隙配置,在该时隙中根据预定的规则来排列各种类型的消息。在图1中,寻呼信道被示出为具有20ms帧的单位,其中示出了分配的时隙的配置。
在寻呼信道中,将要从节点B向特定UE传送的诸如命令消息(ORDM)和增强型信道分配消息(ECAM)的移动寻址消息通常位于寻呼信道的前面部分。当没有消息要从节点B向UE传送时,对应的部分为空。在所述前面部分之后的部分中,***当节点B寻呼特定的UE时使用的通用寻呼消息(GPM),并且时隙的剩余部分填充有包括配置和接入信息的开销消息(OVHD),所述开销消息一般被传送到在节点B中注册的所有UE。图1示出了在分配的时隙中UE可转变为休眠状态的最早点。
当操作在划分时隙模式中时,UE搜索分配的时隙。当确定没有关于UE的寻呼信息、并且存储在UE中的配置信息可用时,UE进入休眠状态。相反,当在分配的时隙期间存在寻呼信息时、或者当配置信息改变时,UE必须执行对于呼叫连接所必须的操作、或接收已改变的配置信息,而不进入休眠状态。然而,在这个情况下,UE不必搜索所有的分配的时隙。这是因为当仅检查在分配的时隙中初始接收的寻呼消息的内容的部分时,UE可进入休眠状态而不必检查在分配的时隙中的接下来的消息的内容。
例如,在CDMA20001x中,通用寻呼消息(GPM)包含:表示节点B配置信息是否改变的CONFIG_MSG_SEQ字段;表示接入参数信息是否改变的ACC_MSG_REQ字段;表示UE所属于的每个组的寻呼消息是否存在于根据每个对应组分配的时隙中的CLASS_0_DONE字段、CLASS_1_DONE字段、TMSI_DONE字段和BROADCAST_DONE字段(下文中的DONE字段);以及表示实际被寻呼的UE的唯一编号的PAGE_RECODR字段。在这些字段中,当CONFIG_MSG_SEQ字段或ACC_MSG_REQ字段的值改变为不同于存储在UE中的值之外的值时,需要更新节点B配置信息或接入参数信息。
这里,通过在UE中注册的DONE字段,UE可确定是否需要接收在当前接收的通用寻呼消息之后的消息。例如,当DONE字段具有值“1”时,UE不需要接收在分配的时隙中的接下来的消息,但是当DONE字段具有值“0”时,UE必须继续接收接下来的消息。也就是说,在检查通用寻呼消息的字段之后,当UE确定没有要更新的配置信息和/或接入信息时,并且不必检查接下来的消息时,UE可转变为休眠状态。尽管在CDMA20001x***中处理通用寻呼消息方面给出了上面的描述,但是可以以检查寻呼消息(PM)字段的方式将所述操作应用到CDMA1***。
如上所述,处于划分时隙模式的UE可转变为休眠状态以便节省功率。
由于UE通常操作在划分时隙模式,所以当UE较快速地转变为休眠状态时功耗降低。因此,需要迅速的休眠状态进入方法。
图3图示了其中UE在时隙边界开始操作、接收并处理消息、并然后转变为休眠状态的传统寻呼信道处理操作。
滚动边界(roll boundary)表示在同步移动通信***中使用的具有26.666ms时间段的短PN码的开始点。
当UE处于休眠状态时,PN码的状态没有被更新。在这个情况下,由于节点B的PN码的状态被连续更新,所以当UE从休眠状态苏醒时,UE必须执行操作来调整它自己的PN码的状态以匹配节点B的状态。为此,将现有技术设计为仅仅在滚动边界使能休眠状态进入和活动状态进入。
其间,UE一般使用维特比解码器(未示出)来对寻呼信道数据进行解码。所述维特比解码器基于时隙边界通过每20ms的中断来向处理器报告解码结果。这里,“处理器”可以是UE的典型的处理单元、控制器的应用、或软件。
因此,如图3所示,传统的在活动状态处理寻呼信道的UE由于维特比解码器而导致解码延迟。也就是说,当20ms的中断发生时,从解码器向处理器报告的数据包括前一帧的部分和当前帧的部分,因为传统的寻呼信道处理方法以20ms帧为单位处理寻呼信道数据。
结果,为了UE进入休眠状态,维特比解码器必须等待直到第二解码器中断#2发生,从而处理器可在分配的时隙中处理第一帧的数据,并然后UE可在第二滚动边界进入休眠状态。
也就是说,以20ms帧为单位来处理从第一帧的解码器中断#1获得的数据#1和由于解码延迟而从第二帧的解码器中断#2获得的数据#2的部分,并然后基于处理后的数据的结果来确定是否进入休眠状态。
在这个情况下,在处理器执行关于寻呼信道数据的第一处理操作之前,处理器实际上必须在时隙开始之后等待40ms。
当第一帧数据包括没有寻呼和控制信息要更新的通用寻呼消息时,UE可在第一帧数据之后的滚动边界处转变为休眠状态。相反,当不满足上面的条件时,必须使用第二帧来确定是否转变为休眠状态,从而进一步延迟了到休眠状态的实际转变。
如上所述,根据在时隙边界开始、接收并处理消息、并且执行到休眠状态的转变操作的传统过程,存在的问题在于UE可转变为休眠状态的最早时间在第二滚动边界处。
这导致UE的休眠状态转变时间点的延迟,从而不必要地延长了RF接收机处于开启状态的时间。
因此,考虑到该解码延迟,需要开发一种有效的休眠状态进入方法。
发明内容
因此,已经作出本发明来解决上面的在现有技术中发生的问题,并且本发明公开了一种用于在移动通信***中通过分配的时隙的可变处理来增加UE的电池等待时间的方法和设备。
本发明还公开了一种用于通过逐半帧地处理分配的时隙的帧数据以便尽可能多地减少处理器的处理延迟、来使得即使在第一滚动边界UE也能够进入休眠状态的方法和设备。
此外,本发明公开了一种方法和设备,其中传输到解码器的数据在时隙开始之后首先逐半帧地进行处理,然后逐全帧地进行处理,以便实现转变到休眠状态的快速确定,从而较快转变到休眠状态的一次滚动(26.666ms)可防止在现有技术中发生的在一次滚动时间期间的电功率浪费。
此外,本发明公开了一种用于以如下方式迅速确定是否进入休眠状态的方法和设备,即在移动通信***中处理器不向上层上载数据以处理该数据、并且仅直接检查下层中的期望字段,以便减少在处理分配的时隙中的处理延迟。
根据本发明的一方面,提供了一种用于在移动通信***中通过分配的时隙的有效处理来增加UE的等待时间的方法,所述方法包括如下步骤:当处理分配的时隙时,首先处理所述分配的时隙的第一10ms半帧;标识位于所述第一半帧中的通用寻呼消息;以及当所述通用寻呼消息对应于没有要更新的寻呼信息和控制信息的空的通用寻呼消息时,执行到休眠状态的转变操作。
根据本发明的又一方面,提供了一种用于在移动通信***中通过分配的时隙的有效处理来增加UE的等待时间的设备,所述设备包括:休眠驱动器,用于对接收的信号进行交织和解码,并驱动休眠状态;数据输出控制器,用于确定帧是否对应于分配的时隙中的第一帧,并且当所述帧对应于所述第一帧时,仅允许输出10ms的半帧,并允许逐全帧地输出在所述半帧之后的帧,从而通过所述休眠驱动器的解码处理来对输出帧进行解码;以及休眠状态控制器,用于接收所述半帧的数据,检查通用寻呼消息的字段,并确定是否进入休眠状态。
附图说明
根据接下来结合附图的详细描述,本发明的上面和其它方面、特征和优点将更明显,其中:
图1图示了在传统的移动通信***中的时隙配置;
图2图示了通用寻呼消息的字段;
图3图示了传统的寻呼信道处理操作;
图4图示了根据本发明实施例的寻呼信道处理操作;
图5图示了根据本发明实施例的用于迅速转变为休眠状态的过程;和
图6图示了根据本发明实施例的用户设备的配置。
具体实施方式
下文中,将参考附图描述本发明的优选实施例。在接下来的描述中,为了清楚和简明,将省略合并到这里的已知功能和配置的详细描述。此外,在描述中使用的术语是考虑在本发明中使用的对应器件的功能来定义的,并可以根据用户、操作者的意图或实践而变化。因此,必须基于在描述中公开的整体内容来解释所述定义。
本发明公开了一种用于通过使得分配的时隙的帧数据能被逐半帧地处理并尽可能多地减少处理器的处理延迟、来使UE即使在第一滚动边界也能进入休眠状态的方法和设备。
根据本发明,首先逐半帧地处理分配的时隙的帧数据,从而使UE能够更迅速地转变为休眠状态。因此,本发明具有显著地增加了UE的等待时间的优点。
换言之,根据现有技术,由于逐帧地处理寻呼信道的数据,所以存在的问题在于UE可转变为休眠状态的最早时间是在时隙边界之后的第二滚动边界。相反,本发明通过逐半帧地处理分配的时隙的第一帧的数据,使得UE即使在时隙边界之后的一个滚动时间点也能够进入休眠状态。
当在相等的同步移动通信***中存在许多操作在划分时隙模式中的UE时,可向多个UE分配相同的时隙。因此,节点B可使用一个时隙来寻呼多个UE。
当节点B不需要寻呼任何UE并且在特定时隙中没有要更新的任何控制信息时,半帧#1410包括与没有寻呼信息的空GPM对应的GPM。
图4图示了根据本发明实施例的寻呼信道处理操作。
当时隙的第一半帧包括没有要更新的寻呼和控制信息的空通用寻呼消息时,UE可在仅检查第一半帧#1410之后迅速地转变为休眠状态。当第一半帧的数据内容不符合迅速休眠状态转变条件时,UE可使用包括半帧#2420和#3430的下一个20ms帧,来再一次检查数据内容是否符合迅速休眠状态转变条件。当通过第二解码器中断包含的帧数据之中的半帧#3430满足休眠状态转变条件时,本发明使UE能够在滚动边界#2处进入休眠状态,而不像现有技术那样允许UE在滚动边界#3进入休眠状态。
当图2中图示的通用寻呼消息对应于其中寻呼相关信息字段没有内容的空通用寻呼消息时,通用寻呼消息不包括PAGE_RECORD字段和ADD_PFIELD字段,并具有包括2比特PDU_PADDING字段、不包括1比特的消息开始(SOM)的总共72比特。因此,通用寻呼消息可包括在其10ms半帧中包括CRC比特的一个完整消息。为了使UE能够在第一帧转变为休眠状态,如上所述,接下来的四个条件必须都满足。
1.第一帧的内容的第一消息是否对应于通用寻呼消息?
2.当它为通用寻呼消息时,是否不存在到UE本身的寻呼信息?
3.是否在当前存储在UE中的控制信息中没有改变?
4.在通用寻呼消息后面的、表示消息接收的必要性的DONE字段是否具有值“1”?
此外,当处理器处理寻呼信道数据时,处理器导致处理延迟。当使用低速处理器作为UE中的处理器时,处理器导致更大的处理延迟。因此,为了使处理延迟最小化,在已经生成解码器中断之后,处理器必须一收到解调后的数据就处理该解调后的数据。尽管在滚动边界#1和解码器中断#1之间的时间差是6.666ms,但需要时间裕度(time margin)以将硬件转变为休眠状态。当处理器导致的处理延迟超过该时间裕度时,UE只能在26.666ms之后的滚动边界#2而不是在滚动边界#1转变为休眠状态,因此最小化处理延迟十分重要。
为了检查同步移动通信***中的通用寻呼消息的字段,需要在物理层解调帧数据,在链路接入控制层中创建一个消息,并然后向信令层传输所述消息。尽管已经参考其中处理CDMA20001x***的通用寻呼消息的示例给出了上面的描述,但是即使在检查CDMA1***的寻呼消息的字段的情况下也可以执行与前述操作类似的操作。当通过前述的过程来检查消息内容时,由处理器导致的处理延迟显著增加。
根据本发明的方法和设备预先在下层中处理通用寻呼消息,而没有经过前述的过程,这样就最小化了由处理器导致的处理延迟,从而确保了用于将硬件转变为休眠状态的时间裕度。
图5图示了根据本发明实施例的用于迅速转变为休眠状态的过程。
在步骤505中,生成对于20ms数据的第一解码器中断。当在步骤510中确定在步骤505之后获得的数据对应于在从休眠状态苏醒之后在分配的时隙的开始点首先解码的数据,则执行步骤515以首先处理半帧#1,并然后执行步骤525。相反,当步骤510中确定数据不对应于解码的数据时,执行步骤520以通过连接前一解码器中断的剩余半帧和当前解码器中断的前面半帧来组成全帧,并然后执行步骤525。
在步骤525中,确定在第一帧的内容之中的第一消息是否指的是通用寻呼消息。也就是说,首先确定在寻呼消息中的消息开始(SOM)字段是否具有值“1”。因此,当新的消息开始时,SOM字段必须一直具有值“1”。当在分配的时隙期间没有寻呼信息时,将半帧#1构建为空的通用寻呼消息。当确定SOM字段具有值“1”时,执行步骤530。在SOM字段之后的8个比特对应于表示字节单位的消息长度“MSG_LEN”的字段,其中空通用寻呼消息具有9个字节的长度。因此,在步骤530中确定在消息长度字段中记录的消息长度是9个字节,并然后执行步骤535。
在步骤535中,当确定在消息长度字段之后的8比特消息类型“MSG_TYPE”字段具有作为通用寻呼消息的唯一代码的代码“0x11”时,确定对应的消息是具有5字节长度的空通用寻呼消息,并执行步骤540。在步骤540中,检查依次跟在MSG_TYPE字段后面的6比特的CONFIG_MSG_SEQ字段和6比特的ACC_MSG_SEQ字段,以便确定是否更新配置信息。当确定不必更新配置信息时,执行步骤545以最终检查DONE字段。当DONE字段具有值“1”时,它指明在空通用寻呼消息之后的当前值满足所有条件,从而可能立即转变为休眠状态(步骤550)。此外,当半帧#1满足所述条件时,下层可执行转变为休眠状态的确定,而无需信令层(上层)的确定,从而使由处理器导致的处理延迟最小化,从而使UE能够迅速地转变为休眠状态。
相反,当不满足在步骤525到545的条件之中的任一个条件时,在步骤555中执行传输消息到链路接入控制层和信令层的正常处理操作,以处理消息,并然后过程返回到步骤505。
尽管已经参考其中处理CDMA20001x***中的通用寻呼消息的示例而给出了上面的描述,但是即使当处理CDMA1***中的寻呼消息时,也可能通过执行与前述操作类似的操作来进行到休眠状态的迅速转变。
图6图示了根据本发明实施例的UE的配置。
传送的信号由接收机610接收,通过去交织器620而经受去交织处理,并然后被输入到解码器630。解码器630执行关于去交织的信号的解码操作,并根据从数据输出控制器输入的控制信号,而将解码的信号传输到消息分析器660或传输到休眠状态控制器680。
数据输出控制器650确定对应的帧是否是分配的时隙中的第一帧。然后,当对应的帧是第一帧时,数据输出控制器650仅促使将解码器630的输出数据之中的半帧传输到消息分析器660和休眠状态控制器680,并且当对应的帧是第二或再后面的帧时,数据输出控制器650促使将全帧传输到消息分析器660和休眠状态控制器680。消息分析器660分析从解码器630接收的数据,并然后将分析后的数据传输到消息处理器670。休眠状态控制器680通过处理从解码器630接收的半帧或基于从消息处理器670接收的处理结果来确定是否进入休眠状态。
详细地,当从解码器630收到半帧时,休眠状态控制器680也可检查GPM字段,从而甚至在从处理上层的消息处理器670收到处理后的信号之前,休眠状态控制器680就可确定是否进入休眠状态。当休眠状态控制器680确定当前时间对应于可能转变到休眠状态的时间点时,休眠状态控制器680将用于转变到休眠状态的控制信号传送到休眠驱动器640,从而导致UE被移动到休眠状态。
由于本发明与现有技术相比使UE能够更迅速地转变为休眠状态,所以UE可能获得等待时间增益。作为在CDMA20001x/CDMA1商用网络中通过测试检查等待时间增益的结果,确定操作在划分时隙模式中的大多数UE的第一半帧满足时隙状态转变条件,并且特别是在传送许多空通用寻呼消息的晚上,几乎所有操作在划分时隙模式中的UE的第一半帧都满足时隙状态转变条件。
因此,当第一半帧满足时隙状态转变条件时,当假设根据传统方法的UE的活动状态维持时间是100ms、以便处理每个周期的分配的时隙时,根据本发明的UE的活动状态维持时间被减少到73.33ms。结果,当没有生成通信和切换时,没有控制信息的更新,并且在每个分配的时隙的第一半帧满足时隙状态转变条件,与现有技术相比,功耗减少了26.66%。
此外,当所有分配的时隙的50%对应于其中第二半帧满足时隙状态转变条件的情况,并且剩余的50%对应于其中第一半帧满足时隙状态转变条件的情况时,与现有技术相比,功耗减少了13.33%。
尽管已经参考本发明的特定优选实施例而示出并描述了本发明,但是本领域的技术人员将理解,可以在本发明中进行形式和细节上的各种改变,而不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。相应地,本发明的范围不限于上面的实施例而是由权利要求和它们的等效物限定。
Claims (7)
1.一种用于在移动通信***中通过分配的时隙的有效处理来增加用户设备UE的等待时间的方法,所述方法包括如下步骤:
确定帧是否对应于分配的时隙中的第一帧,
当所述帧对应于所述第一帧时,首先处理所述分配的时隙的第一半帧;
标识位于所述第一半帧中的通用寻呼消息;以及
当所述通用寻呼消息没有要更新的寻呼信息和控制信息时,执行UE到休眠状态的转变操作,
当所述帧不对应于所述第一帧时,处理全帧。
2.根据权利要求1的方法,其中当处理分配的时隙时,通过在处理器中检查下层中的期望被处理的通用寻呼消息的字段,来确定是否进入休眠状态。
3.根据权利要求1的方法,还包括:当所述第一半帧不包括通用寻呼消息时,执行用于通过逐全帧地处理在所述第一半帧之后的帧、来确定转变为休眠状态的操作。
4.根据权利要求1的方法,其中,如果在通用寻呼消息中,消息开始“SOM”字段具有值“1”,消息长度“MSG_LEN”字段具有值“9”,消息类型“MSG_TYPE”字段具有表示通用寻呼消息的值,不必要更新配置信息“CONFIG_MSG_SEQ”字段和接入参数信息“ACC_MSG_SEQ”字段,以及包括CLASS_0_DONE、CLASS_1_DONE、TMSI_DONE、和BROADCAST_DONE并表示是否需要接收在当前接收的通用寻呼消息之后的消息的DONE字段具有值“1”,则将所述通用寻呼消息确定为没有要更新的寻呼信息和控制信息的空的通用寻呼消息。
5.一种用于在移动通信***中通过分配的时隙的有效处理来增加用户设备UE的等待时间的设备,所述设备包括:
休眠驱动器,用于对接收的信号进行交织和解码,并驱动休眠状态;
数据输出控制器,用于确定帧是否对应于分配的时隙中的第一帧,并且当所述帧对应于所述第一帧时,仅允许输出第一半帧,并允许逐全帧地输出在所述半帧之后的帧,从而通过所述休眠驱动器的解码处理来对输出帧进行解码;以及
休眠状态控制器,用于接收所述半帧的数据,当所述半帧中的通用寻呼消息没有要更新的寻呼信息和控制信息时,执行UE到休眠状态的转变操作。
6.根据权利要求5的设备,还包括:
消息分析器,用于当从所述休眠驱动器接收到全帧数据时,分析所接收的信号并输出所分析的信号;以及
消息处理器,用于检查从消息分析器接收的所分析的信号,并且当位于全帧中的通用寻呼消息对应于没有要更新的寻呼信息和控制信息的空的通用寻呼消息时,向所述休眠状态控制器通知所述通用寻呼消息对应于所述空的通用寻呼消息。
7.根据权利要求5的设备,其中,如果在通用寻呼消息中,消息开始“SOM”字段具有值“1”,消息长度“MSG_LEN”字段具有值“9”,消息类型“MSG_TYPE”字段具有表示通用寻呼消息的值,配置信息“CONFIG_MSG_SEQ”字段和接入参数信息“ACC_MSG_SEQ”字段的更新不必要,以及包括CLASS_0_DONE、CLASS_1_DONE、TMSI_DONE、和BROADCAST_DONE字段并表示是否需要接收在当前接收的通用寻呼消息之后的消息的DONE字段具有值“1”,则所述休眠状态控制器将所述通用寻呼消息确定为所述没有要更新的寻呼信息和控制信息的空的通用寻呼消息。
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