CN1608349A - 处理快寻呼信道发射的寻呼指示符位的方法与设备 - Google Patents

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Abstract

在无线通信***中处理在指定时间零星发射的数据如cdma2000中快寻呼信道上寻呼指示符(PI)位等的技术。这些技术支持的睡眠循环，几乎可在任何时间开始，睡眠时间根据精细的时间增量选择，选择的增量容易使扫视接收机的指针处理器与组符器在睡醒后移到正确的位置。必要时，这些技术还将组符器时序对准接收信号里特定的多径。运用这些技术，终端可在一对指定的PI位之间睡眠，再醒来处理单个PI位。

Description

处理快寻呼信道发射的寻呼指示符位的方法与设备
相关申请
本申请要求2000年9月26日提交的题为“Method of Processing Quick PagingChannel(QPCH)Paging Indicator(PI)Bits”的美国临时申请连续号60/235,416的利益，该申请通过引用包括在这里。
背景
领域
本发明涉及数据通信，尤其涉及处理在代码信道上以指定时间零星发射的数据(如有的话)，诸如快寻呼信道上的寻呼指示符位的技术。
背景
无线(如蜂窝)通信***里的终端一般设计成在指定瞬间工作于若干模式之一，如活动与备用。在活动模式中，终端能与一个或多个基站主动交换数据(如对于话音或数据呼叫)。在备用模式(也称空闲模式)中，终端通常监视向其发送消息的寻呼信道，这类消息包括通知终端有进入呼叫(即寻呼消息)和更新该终端***参数(即内务操作消息)的消息。
在空闲模式期间，终端继续要耗电以维持电路监视基站发射的信号。许多终端(如蜂窝电话)都是携带的，由内部电池供电。终端处于空闲模式的功耗减少了有效电池资源，因而缩短了电池再充电之间的“备用”时间和呼叫或接收时的“交谈”时间。因此，为延长电池寿命，十分希望将终端在空闲模式中的功耗减至最小。
在降低空闲模式功耗的一种技术中，寻呼信道上的消息以指定时间送到终端(有的话)。对IS-95和cdma2000***，寻呼信道分成编号的“槽”，基站对终端分配一条或多条先前已用以建立通信的槽。在这种槽式寻呼信道中，终端定期而不是连续地监视基站送出消息的寻呼信道。终端在其分配的槽之前从“不活动”态醒来，进入“活动”态并处理消息寻呼信道，若不要求其它通信，就返回不活动态。若接收的消息要求终端执行其它动作，终端就保持活动态(也称为“唤醒”态)。在连续出现活动态之间的时段内，终端处于不活动态，基站对其不送消息。
在进一步减少空闲模式功耗的另一技术中，用快寻呼信道(QPCH)指示是否在该寻呼信道上对终端发射寻呼消息。快寻呼信道包括若干作为二进制通/断位发射的寻呼指示符位。对于每个(80毫秒)QPCH槽，向各终端分配两个寻呼指示符位，分配的寻呼指示符位的位置按散列函数确定。寻呼指示符位可更迅速地检测，若这些位表示在该寻呼信道上不对终端发射消息，则终端不必处理该寻呼信道，可以入眠。
在不活动态中，尽可能多的电路通常减少供电而节能，这样可对有些模拟电路(如RF电路)取消供电并关闭某些数字电路的时钟。在睡眠期间，只有精密振荡器、睡眠定时器和某些其它必要的电路保持活动。
为处理活动态的寻呼信道，终端要捕获发射基站的时序并与之同步。在活动态初始部分的再采集期间，终端通常在接收信号中搜索强信号情况(或多径)，并获取找到的每条强度足够的多径的时序与频率，时序一般从用于在基站扩展数据的(复合)伪随机数(PN)序列的相位得到。
全面搜索强多径的整个PN码空间通常要求很长时间，但若终端从睡眠中醒来时不知道多径的时序，就要求作全面搜索。为了减轻全面搜索的要求，通常将数字电路关闭一段精密的时间，在把时钟以后选通为唤醒时，使该电路的时序基本上对准***时序。
对于IS-95和cdma2000***，数据帧在20毫秒内交织，PN序列的持续时间为26.67毫秒。(20毫秒)帧时序与(26.67毫秒)PN时序共同的最短周期为80毫秒，可覆盖四个帧和三个PN序列。若把睡眠持续时间选为80毫秒的整数倍，则在终端从睡眠醒来时，其时序近似对准***时序，自终端入眠以来只过去了若干整数个帧和PN序列。运用近似正确的唤醒时序，只需有限的搜索就可查获多径，因而通常把睡眠持续时间选为80毫秒的整数倍或帧与PN时序的最小公倍数。
对睡眠持续时间粗略增加80毫秒，限制了终端迅速转入与转出睡眠的能力，因而处理要求的信道就必须花更多的活动态时间。因活动态通常比不活动态多耗许多倍的电力，故减少活动态花的时间量可直接而明显改善备用时间。
因此，本领域对更有效地处理零星发射的数据(如快寻呼信道上的寻呼指示符位)以减少功耗的技术提出了要求。
发明内容
本发明诸方面提出的技术，可在无线通信***中处理在指定时间零星发射的(有的话)数据，如快寻呼信道(QPCH)上的寻呼指示符(PI)位和cdma2000中寻呼信道(PCH)上的寻呼消息。本文描述的诸技术支持随时开始且其睡眠持续时间可按精细时间增量(或“睡眠时限”)选择的睡眠循环。如对下述的一例设计，睡眠时限可选为512个PN片(cdma2000中为416.6微秒)。
本文描述的诸技术，保证对一般在CDMA***中用于解调接收信号的扫视接收机的指针处理器与组符器保持正常的时序。在一个方面，可把睡眠时限选为用于组符器的符号缓冲器大小的整数倍和可通过“掩蔽”得到的PN相移的整数倍。该睡眠时限保证指针处理器和组符器从睡眠醒来后便于移到正确的位置。本文还提供了各种必要的技术，以在需要时将组符器时序对准接收信号中某特定多径的时序。
在一特定应用中，本文描述的诸技术有利于检测QPCH上发射的PI位。由于能以相对精细的增量(如512PN片的整数倍)选择睡眠持续时间而且在任何时刻开始入睡和醒来，所以终端可在同一QPCH槽内的一对指定PI位之间或指定PI位与PCH槽开始之间入睡。运用唤醒并处理单个PI位的能力，可减小功耗，延长备用时间。
本文描述的诸技术可用于各种CDMA与无线通信***，如IS-95、cdma2000与W-CDMA等。
如下面详述的那样，本发明还提供可实施本发明各个方面、实施例与特征的方法、设备(如终端)和其它元件。
附图简介
通过以下结合附图所作的详细描述，本发明的特征、特性与优点将更清楚了，图中用相同的字符表示相应的物件，其中：
图1是有多个基站与终端的无线通信***示图；
图2是基站与终端实施例的简化框图；
图3是扫视接收机与睡眠电路实施例框图；
图4是cdma2000规定的快寻呼信道(QPCH)与寻呼信道(PCH)的示图；
图5A～5C是PN圆图，分别示出睡眠前、从睡眠唤醒后和醒后再采集之后接收的信号；
图6示出扫视接收机内符号缓冲器的读写时序；
图7是本发明一实施例中处理QPCH与PCH的等时线示图；
图8是睡眠循环示图；
图9是睡眠的过程流程图；和
图10是本发明一实施例检测QPCH上PI位的过程流程图。
详细描述
图1是可实施本发明各个方面与实施例的无线通信***100的示图。***100包括若干基站104，可覆盖若干地区102。基站也称作基本收发机***(BTS)或进入点，基站和/或它的覆盖区也常叫小区。***100设计成贯彻一种或多种CDMA标准，如IS-95、cdma2000、IS-856与W-CDMA和/或某些其它标准。
如图1所示，各种终端106散布整个***。在一实施例中，根据终端是否活动和是否处于软切换，各终端106可在正、逆链路上以任一指定时刻与一个或多个基站104通信。正链路(即下行)指基站到终端的传输，逆链路(即上行)指终端到基站的传输。
在图1的例中，基站104a在正链路上对终端106a发射，基站104b对终端106b、106c与106i发射，基站104c对终端106d和106f发射，其余依次类推。图1中，带箭头实线表示基站到终端的用户专用数据传输，带箭头虚线表示终端正在接收来自基站的导频与其它发信(如寻呼指示符位、寻呼消息)，但没有用户专用数据传输。出于简化，图1未示出逆链路通信。
图2是基站104和终端106一实施例的简化框图，能实施本发明各个方面与实施例。在正链路上，在基站104，发射(Tx)数据处理器214接收来自数据源212的用户专用数据等不同类业务和来自控制器230的消息(如寻呼消息、寻呼指示符位)等等，然后按一种或多种编码方法对数据与消息作格式化和编码，提供编码的数据。各种编码方法包括循环冗余检验(CRC)、卷积、Turbo、字块和其它编码法的任意组合，或者根本不编码。不同类业务一般用不同编码方法编码。
然后，调制器(MOD)216接收来自Tx数据处理器214的导频数据与编码数据，对接收的数据作进一步处理而产生调制的数据。对于IS-95和cdma2000***，调制器216的处理包括(I)用Walsh码包覆编码与导频数据，把用户专用数据、消息和导频数据信道化到它们各自的代码信道上，和(2)用特定PN偏差分配给该基站的(复合)伪随机数(PN)序列扩展该信道化数据。接着，将调制数据送到发射机单元(TMTR)218作调节(如转换成一个或多个模拟信号、放大、滤波与正交调制)，产生正向调制信号，再经天线220并通过无线链路发射到终端。
在终端106，正向调制信号被天线250接收后送到接收机单元(RCVR)252，后者处理(如滤波、放大、下变频与数字化)接收的信号并提供数据样本。然后，解调器(DEMOD)254接收和处理该数据样本，提供复原的符号。对于IS-95和cdma2000***，解调器254的处理包括(1)运用基站用于扩展数据的同一PN序列解展数据样本，(2)解开解展样本而将接收的数据与消息信道化到它们各自的代码信道上，和(3)用由接收的信号复原的导频对信道化数据作相干解调。解调器254可以构制一种能处理接收信号中多种信号情况的扫视接收机，如下面所述。
接着，接收(Rx)数据处理器256接收和译码来自解调器254的符号，恢复在正链路上发射的用户专用数据与消息。对于不编码数据，如快寻呼信道上的寻呼指示符位，来自解调器254的恢复的符号包括恢复的数据。解调器254和Rx数据处理器256的处理，分别与基站104的调制器216和Tx数据处理器214的处理互补。
图3是扫视接收机254a一实施例的框图，能接收和解调一个或多个基站发射的正向调制信号。扫视接收机254a包括若干指针处理器310、一搜索器312和一组符器330，可实施图2的解调器254。
由于是多径环境，基站发射的正向调制信号经若干信号路径到达终端，因而该终端接收的信号包括来自每个发射基站的正向调制信号的多种情况。接收信号中每种情况(或多径)一般与特定的幅值、相位和到达时间有关。
接收单元252调节(如滤波与放大)接收信号，对调节的信号作正交下变频，并对下变频信号数字化而提供数据样本，再把数据样本送到若干指针处理器310和搜索器312。
搜索器312同于搜索接收信号里的强多径，指示每条找到的多径符合一组判据的强度与时序。搜索器312可以设计成有一个或多个搜索单元，各搜索单元设计成对各自的代码空间或搜索窗搜索多径。为加快搜索操作，这些搜索单元可以并联操作。然后，指定各指针处理器310处理各自有关的多径(如主控制器260根据搜索器312提供的信号强度信息而确定的强度足够的多径)。
在各指定的指针处理器310内，将数据样本送到PN解展器322，后者还接收来自PN发生器326的(复合-共轭)PN序列，该序列对应于基站使用的PN序列，其时差ti对应于该指针处理器正在处理的第I条多径的到达时间。接着，PN解展器322用本地产生的PN序列解展数据样本，提供解展的样本。
为恢复特定代码信道上的数据，解开器/数据解调器324首先用同样用于该代码信道的Walsh码解开(即倍增)解展的样本，然后在Walsh码长度内累积解开的数据样本，提供数据符。为恢复导频，利用同样用于导频信道化的Walsh码解开解展的样本，并在特定的累积时间间隔内累积和滤波，提供导频估值。接着，解开器/数据解调器324用导频估值解调数据符而产生解调符，再把它送到与该指针处理器有关的符缓冲器332。
各指针处理器310内的指针计数器328，用作有关符缓冲器332的写地址发生器。指针计数器328可实施为一种绕圈计数器，可以统计PN序列长度(对IS-95和cdma2000为215)，然后“翻转”或“绕圈”每个到达PN序列结束的时间。指针计数器328用送给PN发生器326同样的PN片偏差(对应于指定多径的PN片偏差)复位，对各PN片增1。指针计数器328的输出用作有关符缓冲器332的写标引或地址。
各符缓冲器332接收并暂存来自有关指针处理器310的解调符，其大小根据各种因素选择，如最早与最晚到达多径之间预期的不利延迟扩展。在一特定实施方法中，各缓冲器332设计成能存贮8个符号的循环缓冲器，虽然也可使用其它缓冲器尺寸且符合本发明范围。若通过对64PN片累积解开的数据样本而产生各数据符，则8符缓冲器尺寸就有效地覆盖512PN片的时间周期。
由于各多径具有不同的传播延迟与到达时间，所以来自指定指针处理器310的同标引符在不同时间写到有关符缓冲器332。在每个片时间，把来自指定指针处理器310所有缓冲器332的同标引符送到加法器334组合，因而还将缓冲器332称为“deskew”缓冲器。
组合计数器336被用作符缓冲器332的读地址发生器，它还实施为一种卷绕计数器，可统计帧与PN时序(如80毫秒)二者的整数倍，然后卷绕一圈。组合计数器328被来自特定指针计数器328(如指定给最早到达多径的一个指针处理器)的特定PN片数(如256或384PN片)延迟。组合计数器336的输出用作缓冲器332的读标引或地址。
加法器334接收和组合各片时间来自符缓冲器332的时间对准的同标引符，提供复原符。然后，Rx数据处理器256接收来自加法器334的复原符并对其解织和译码，提供译码的数据与消息。导频解调与符号组合如美国专利NO.5,764,687所述，该专利内容通过引用包括在这里。
组符器330一般还对终端维持***时间。组符器时序由组合计数器336求出，后者根据指定指针处理器310的时序调成缓慢或突然“关上”(即复位)，如下所述。
主控制器260设计成指导解调与译码处理并控制硬件睡眠。若代码信道不要求处理，则主控制器260可向睡眠控制器364送一入眠命令，并相应地对睡眠计数器362送一指示睡眠持续时间的值。然后，睡眠控制器364起动睡眠计数器362，还产生各种令各种硬件元件入眠的控制信号。例如，睡眠控制器364可向时钟发生器366送一禁止信号，命令关闭时钟，还可对接收单元252内的一些模拟元件送一减少耗电信号。把振荡器368用作精密时钟源，睡眠计数器362对睡眠持续时间递减计数，到达递减计数值后就送出唤醒信号。睡眠控制器364和时钟发生器366接收该唤醒信号，对模拟电路上电，分别重新启动诸时钟。
本文描述的发明技术，一般可以处理无线通信***中任一类零星发射的数据。为清楚起见，具体针对cdma2000内的快寻呼信道和寻呼信道描述本发明的各个方面和实施例。
图4是cdma2000规定的快寻呼信道(QPCH)和寻呼信道(PCH)的示图。PCH用于向处于备用模式的终端发射寻呼消息，由于寻呼相对长，可随时出现，连续监视寻呼消息的PCH会明显消耗备用模式的电池功率。因此把QPCH与PCH设计成使终端仅在一部分接收寻呼消息时才活动。
在cdma2000中，寻呼信道分成若干PCH槽，各槽的持续时间为80毫秒，还进一步分成四个20毫秒帧。对每条PCH槽指定一组终端，指定基于终端的某种标识信息，例如各终端独特的国际移动用户ID(IMSI)、移动标识编号(MIN)、电子连续号(ESN)或临时移动用户ID(TMSI)。寻呼信道用于向“空闲“终端(即对***登录但处于备用模式的终端)发射编码的消息。
在cdma2000中，快寻呼信道分成若干QPCH槽，各槽的持续时间也是80毫秒，并进一步分成四个标为A、B、A’与B’的帧，而各帧包括96或192寻呼指示符(PI)位，具体取决于QPCH使用的速率是9.6kbps还是19.2kbps。各PI位都是通/断键控位(即0或1位值，0＝断，1＝通)。对每个登录的终端指定各条分配QPCH槽的两个PI位，分配的QPCH槽是在分配的PCH槽之前100毫秒开始的槽。各指定PI位的位置按规定的散列函数确定，在各位之间变化。各分配QPCH槽的成对指定PI位，一个PI位以帧A发射，第二PI位在帧A’中发射，或者一个PI位在帧B中发射，第二PI位在帧B’中发射。这种传输方法可保证两个PI位至少分开20毫秒，而且第二和后面的PI位至少先于与QPCH槽有关的PCH才开始20毫秒到达。终端的PI位可被视为一类在指定时间零星发射的数据。
QPCH与PCH一起使用，功能像PCH的控制信道。各条QPCH槽与对应的PCH槽有关，但先于有关的PCH槽100毫秒发射。QPCH上的PI位是快寻呼信号，告诉终端准备在PCH上以有关PCH槽发射的编码寻呼消息。
当基站在PCH上向终端发送寻呼时(或要求该终端醒来接收新配置信息)，基站就接“通”指定给该QPCH槽终端的两个PI位。由于一个以上的终端可以散列和指定任一指定的PI位，因而将指定的PI位检测为“通”并不保证该终端将实际接收有关PCH槽中的寻呼消息(或配置信息)。然而，被检测为“断”位的PI位可以解释成表示该终端不要求处理有关的寻呼PCH槽或其它信息，由于寻呼消息编码后很长，故能明显减少功耗。
为了正确地处理传输前都经PN序列扩展的QPCH、PCH或任何其它代码信道，终端要求获取被处理多径的时序。一般的实现方法是使接收信号的数据样本与本地以各种片或亚片偏差产生的PN序列相关。若本地产生的PN序列在时间上对准多径的序列，就可得到高度相关值。可以指定一指针处理器处理该多径，然后跟踪该多径随时间而偏移的时序(如因改变链路条件而引起)。
如上所述，终端睡眠时，解调器和译码器硬件的时钟一般都关闭。当终端醒来后再用时钟时，若不注意选择睡眠持续时间，则解调器和译码器硬件的时序可能与多径的时序不对准。例如，当舍弃译码器与解调器硬件时，指针处理器(即PN发生器与指针计数器)、搜索器、组符器(即组合计数器)和解织器会失准。而且，若睡眠持续时间不是PN序列长度的整数倍，则数据样本与本地产生的PN序列的相关性导致时序失准而造成的低值。
睡眠循环通常也起始于严格规定的边界，如组符器中出现的PN滚动。传输前用于扩展数据的PN序列有着固定的长度(如32,768片)，但是不断地重复而生成连续扩展的序列。“PN滚动”指出现的重复PN序列(即PN序列在碰到最后一个PN片标引32,767后，在第一PN片标引0再开始)。对IS-95和cdma2000而言，每隔26.67毫秒出现一次PN滚动。本领域常用“睡眠循环”指整个睡眠步骤，包括能定期醒来而不必接通接收机、解调器与译码器硬件，以便检查外部事件，如按键、与汽车配套件、头戴式耳机、计算机等的连接与断开等。
通常把睡眠持续时间选为帧时序与PN时序二者的整数倍。对cdma2000，它为80毫秒，是四个数据帧或三个PN序列的时间。运用80毫秒整数倍的睡眠时间，解调器和译码器硬件就不受关闭时钟的影响，保持与PN序列和解织器成帧对准而不管在睡眠时被关闭。具体而言，对于这种睡眠时间，计数器328与336和PN发生器326的值同从睡眠中醒来后立即收到的信号时序近似相符。然而，睡眠时间的这种80毫秒粗增量限制了终端有效睡眠的能力。该睡眠时间增量也称为“睡眠时限”。
最近拓展的“1/4滚动等时线”可将四个指针处理器分配给相互偏差1/4PN序列长度(即6.67)毫秒)的诸PN序列，导致其中一个指针处理器每6.67毫秒在其PN序列上滚动。于是，组符器可对指针处理器之一的PN滚动“关门”，然后将组符器时序对准该指针处理器的时序。再者，当对指针处理器的PN滚动“关门”生效时，可将睡眠控制器364置成开始睡眠。这种“关门一睡眠”技术将睡眠时限减至6.67毫秒。然而，仍然要求在严格规定的边界上，诸如组符器的PN滚动上启动睡眠循环。
本发明的诸方面提供处理任何信道的技术，由此可在已知的时间零星地(有的话)发射数据。这些技术有利于在cdma2000中处理QPCH上的PI位和PCH上的寻呼消息。本文描述的诸技术支持可在几乎任何时间开始而且睡眠时间可按精细睡眠时限选择的睡眠循环，如可对下述设计实例将睡眠时限选为512PN片(在cdma2000中为416.6微秒)，或对某些其它设计选为甚至更小的值。
如上所述，指定给某个终端的两个PI位在80毫秒QPCH槽内分开至少20毫秒发射，第二PI位在有关PCH槽开始前20～60毫秒发射。而且，依据对该QPCH使用19.2kbps还是9.6kbps的速率，这两个PI位各自长度仅为104.2或208.3微秒。若对睡眠时间使用80毫秒的睡眠时限，则终端为了译码两种PI位，要求在整个QPCH槽都醒着。若对睡眠时间使用26.67或6.67毫秒的睡眠时限，时间周期相对于PI位的短周期仍然很长。若使用甚至更短的睡眠时限，如终端能醒得长得足以检测PI位，就可节省大量电池电力。
为支持小的睡眠时限，提出了各种时序设想。首先，选择的睡眠时限在终端从睡眠醒来时，能将指针处理器和搜索器迅速移到正确的PN相位。其次，选择的睡眠时限也可将组符器迅速地移到正确位置。下面详述这两个方面。
搜索器与指针时序
图5A是PN序列整个代码空间的圆图。PN序列有一特定数据图案和固定的32,768片长度，其每一片分配给各自的PN片标引。PN序列的开始分配给PN片标引0，其最后一片分配给PN片标引32,767。可将PN序列看作置于圆周510上，其开始对准圆顶(即PN标引0位于直线512所指的位置)。虽然图5A中未示出，但是圆周510被分为32,768等间距点，各点对应于各自的PN片标引。沿圆周510以顺时针方向绕PN圆移动，可穿过PN序列的长度。
如图5A所示，接收的信号520包括若干在信号中表示为峰的多径，每个多径与各自在终端的到达时间有关。为找出特定的多径，接收信号的数据样本以各种片或亚片偏差与本地产生的PN序列相关。鉴于PN序列的伪随机特征，数据样本与PN序列的相关度很低，除非本地产生的PN序列的相位对准多径的相位，此时的相关度可得出高值。要搜索的片偏差范围形成一搜索窗。在图5A的例中，在接收信号中发现四个多径，分配了四个指针处理器来处理这些多径。通常把最早到达多径的时序用作终端的***时间。
同样如图5A所示，组符器位置与最早到达多径的位置偏离特定数量的PN片，由箭头514表示。组符器位置与最早到达多径的这种偏差可以是例如256或384PN片，图5A中未示出这一标度。
图5B是从睡眠中醒来后的PN圆图。当睡眠时间不是PN序列长度的整数倍时(即非成倍PN滚动)，则相对于指针处理器的时序，多径绕PN圆的偏移正比于睡眠时间的分数PN滚动部分。在图5B的例中，睡眠时间为(L+1/4)PN次滚动，L是整数。因此，多径偏移了1/4次PN滚动(即分数部分)，为PN圆上的1/4逆时针。
图5C是指针处理器从睡眠中醒来后为补偿睡眠时间的分数PN滚动部分而移到其正确PN相位之后的PN圆图。为以分数PN滚动补偿多径因睡眠时间造成的偏移，搜索器和指针处理器中的PN发生器可以偏移与该分数PN滚动同样的量和方向(如对图5B的实例，在PN圆上转1/4逆时针)。这种PN相移可通过“旋转”、“掩蔽”或二者相结合实现。
运用旋转法时，通过操纵应用于LSSR的时钟，以正向或逆向移动用来产生PN序列的线性序列移位寄存器(LSSR)。例如，若LSSR以片速率工作，则LSSR可跳过一时钟脉冲而向后转一个PN片，通过***一附加时钟脉冲而向前转一个PN片(即对LSSR加倍计时一次)。在一实施例中，终端设计成能在特定时段内(如约2毫秒)将指针处理器转到PN圆上的任何位置，在相对短的时段内把指针处理器转到正确的位置，然后合理地定位PN滚动。
运用掩蔽法时，向同时接收N位掩码的掩蔽电路提供LSSR产生的“主”PN序列，对于IS-95和cdma2000，N＝15。然后，掩蔽电路产生一移位的PN序列，其相位相对于接收PN序列的相位作了偏移，相移量由应用的掩码值决定。这样，可用掩蔽法使主PN序列的相位有效地“跳”到新相位。LSSR和掩蔽电路可按美国专利NO.5,228,054所描述的方法实施，其内容通过引用包括在这里。
产生的掩码可提供任意增量的PN相移。然而，由于在cdma2000***中分配给基站的PN序列相互在相位上偏差64PN片的整数倍，所以存贮的能产生被64PN片分开的PN序列的掩码，一般用于把该PN序列移到所需的相位。另还存贮了能以小于64PN片(如32、16或8PN片)的增量偏移PN序列的掩码。然而，增量大小每次减半(如从64片减到32PN片)，就要求二倍的掩码，存贮要求几乎加倍。
为了以较少时间提供任何所需相位的PN序列，可组合使用掩蔽与旋转法，可用掩蔽法以粗增量(如64PN片增量)调节PN片序列相位，后用旋转法以细增量(如1/8PN片增量)将PN相位调到所需的相位。因此，掩蔽法有利于补偿大的相位调节，否则用旋转法会花更多时间。
在一实施例中，为避免从睡眠中醒来后将PN发生器旋转到正确的PN片偏差，将睡眠时间选为掩蔽增量的整数倍(如64PN片的倍数)。
在一实施例中，为获得下述好处，可对指针处理器应用旋转法，对搜索器应用掩蔽法。
组符器时序
如上所述，组符器可对终端提供***时间，其时序一般由最早到达多径导出。组合计数器可提供组符器时序，并根据该时序或特定的指针处理器调节成缓慢或突然关闭。这里的“关闭”是组符器时序(一般为80毫秒)对已知参考时间的复位(至零或某个其它规定值)，而参考时间通常由指定指针处理器(如分配成处理最早到达多径的处理器)上的PN滚动事件触发。
主控制器对关闭使能或禁止，还选择关闭的特定指针处理器。除了因关闭而造成时序速变外，若有的话，一般规定组符器时序平滑地改变(如组符器时序每160毫秒变化1/8片)。本文提供的技术在非整数倍PN滚动睡眠后得到正确的组符器时序。
带分数PN滚动的睡眠时间影响了组符器时序。在一实施例中，组合计数器在从睡眠中醒来后不作校正，而是把睡眠的分数PN滚动部分加到“虚拟组符器”偏差里。然后，把虚拟组符器偏差加到来自组合计数器的值，得到***时间。在2000年3月31日提交的题为“Symbol Combiner Synchronization after aJump to a New Time Alignment”的美国专利申请连续号09/540,302中，详细描述了该技术。该申请已转让给本申请的受让人，通过引用包括在这里。若要求将组符器时序对准接收信息时序，可对最早到达多径关闭指针处理器，保证正确地设置该指针处理器的PN滚动位置(如通过旋转和/或掩蔽)。
图6示出符缓冲器的读写时序。如上所述，一般把符缓冲器构成循环缓冲器，对每次读写，它们的读写指针分别沿同一方向进动(如图6右侧)。组符器深度是最早到达多径的写位置与所有缓冲器的读位置的距离，读位置也称组符器读位置，或简称组符器位置。
有分数PN滚动的睡眠时间还影响了符缓冲器读写指针。符缓冲器的读写位置(即地址)分别由组合计数器与指针计数器提供，如图3所示。当指针计数器从睡眠中醒来后移到正确的PN相位时(如绕PN圆把指针处理器的PN发生器转到其正确的PN相位)，符缓冲器里的写位置也被相应移动，这样就影响了组符器深度。根据各种方法，从睡眠中醒来后可维持正确的组符器深度。
在第一方法中，绕PN圆以符缓冲器大小的整数倍旋转指针处理器中的PN发生器。若各符缓冲器构成循环缓冲器(如8符)，则512PN片整数倍的旋转导致与以前同样的写位置。若读位置在睡眠后不变，则组符器深度保持不变。
在第二方法中，强制组符器关闭指针处理器分配给最早到达多径的PN滚动，可将组符器读位置移到正确的组符器深度。其实现方法是把指针处理器的PN发生器移到触发PN滚动的位置，然后用于组符器关闭。掩蔽该(旋转的)PN序列，可得到该指针处理器处理分配的多径所需的正确PN相位。
在第三方法中，把睡眠时限选为符缓冲器大小的整数倍，并将睡眠时间相应地量化为符缓冲器大小的整数倍。对这种方法，从睡眠中醒来后，读写位置不变，还保持了组符器深度。该法无须在睡眠后为得到期望的组符器深度而关闭该组符器。对上述8符大小的符缓冲器设计例而言，可将睡眠时限选为512PN片，即416.7微秒。
根据小睡眠时限和随时开始睡眠循环的能力，可执行“即时”入睡，减少了要求终端醒来处理QPCH与PCH的时间量，从而减少了功耗，增加了备用时间。
处理QPCH上的PI位
可用各种方法处理QPCH上的PI位和PCH上的寻呼消息，有些方法在下面描述，其它方法也可试用并在本发明范围内。
在第一种方法中，终端处理指定QPCH槽上的两个PI位，判断是否处理有关的PCH槽。对于该方法，若两个PI位被检测为“断”位，表示不对终端发射寻呼消息，就不处理该PCH。反之，若任一PI位被检测为消除位或“通”位，表示对终端发射寻呼消息，则处理该HCH。对不可靠地检出的PI位，表示消除，该状态表示为(1)对该PI位检出的能量低于指示“通”位的第一能量阈值但大于指示“断”位的第二能量阈值，和/或(2)对接收导频检出的能量低于第三能量阈值。该法减少了遗失寻呼消息的似然性，但耗电更多。
在第二种方法中，若任一检出的PI位都指明不对终端发射寻呼消息，该终端就跳过PCH处理。对该方法而言，若第一PI位检出为“断”位，终端就不处理第二PI位。
在第三种方法中，终端用第一个可靠地检出的PI位判断是否处理PCH。对该方法，只有在第一PI位被检测为消除，终端才处理第二PI位。
在第四种方法中，终端只处理估计能可靠地检出的某个PI位，估计基于QPCH信道、导频信道或另一信道。若这两个PI位既不处理又不被检测为消除，或其中一个PI位被检测为“通”位，则终端处理该PCH。
在第五种方法中，终端检测单个PI位(第一或第二PI位)，再按检出的PI位相应处理PCH。
在第六种方法中，终端不理会QPCH上的PI位，醒来后处理随便哪个PCH。
总之，若检出/不检出的PI位不足以判断是否在即将到来的PCH槽中向终端发射寻呼消息，都可把终端设计成处理PCH。
图7是本发明一实施例的等时线示图，用于处理QPCH与PCH。该例中，终端能几乎在任一时间点开始入睡(即在时间上比1/4PN滚动、26.67毫秒或80毫秒时序的边界更精细的分离点)，并还能睡眠根据小的睡眠时限(如512PN片)决定的持续时间。这使终端在指定QPCH槽中的成对指定PI位之间睡眠，还能在第二PI位与有关PCH槽开始之间睡眠，如下所述。
在时刻T1，终端对其QPCH上的第一PI位醒来，准备再获取多径。这种准备可以掩蔽搜索器的PN发生器，而且根据最后睡眠周期的分数PN滚动部分，把指针处理器的PN发生器转到正确的PN相位。若掩蔽达不到设计目的，可对指针处理器应用旋转法，使它以后在适当时间产生PN滚动。由于指针处理器(但非搜索器)的PN滚动可用于组符器关闭，所以旋转法有利于用于指针处理器，而掩蔽法可用于搜索器。在任何情况下，接着在时刻T2，由指针处理器处理QPCH，并检测指定给终端的第一PI位。然后，终端准备睡眠直到下一次要求的唤醒时刻，并在时刻T3入眠。
对上述第二种方法，只有在第一PI位被检测为“通”位或消除，终端才醒来处理第二PI位。反之，若终端把第一PI位检测为“断”位(表示在下一条PCH槽中对终端不发射寻呼消息)，则在分配给终端的下一条QPCH槽中的第一PI位之前，终端一直睡眠到时刻T1。
若终端要处理第二PI位，它就在时刻T4醒来，准备再获取多径。该准备仍可掩蔽搜索器PN发生器，并根据时刻T3与T4之间最后睡眠周期的分数PN滚动部分，把指针处理器PN发生器转换的正确的PN相位。然后在时刻T5，指针处理器处理QPCH，并检测指定给终端的第二PI位。接着，终端准备睡眠，直到下一次要求的唤醒时刻，并在时刻T6入眠。
对上述第二种方法，只有在第二PI位被检测为“通”位或消除，终端才醒来处理PCH，否则一直睡到下一分配QPCH槽中的第一PI位。
若终端要处理PCH，它就在时刻T7醒来，准备再获取多径。这种准备还是掩蔽搜索器PN发生器，并根据时刻T6与T7之间最后睡眠周期的分数PN滚动部分，把指针处理器PN发生器转到正确的PN相位。然后把指针处理器分配给多径，并在时刻T8准备把PCH时序、帧时序与PN时序复位到接收PCH的时序。
在时刻T9，根据指针处理器对最早到达多径的时序，使(80毫秒)PCH时序、(20毫秒)帧时序与(26.67毫秒)PN时序全部复位(或关闭)，译码器也初始化到正常态(如Viterbi译码器初始化到合适的开始态)。然后处理该PCH，恢复在该信道上发射的寻呼消息。寻呼消息的第一帧译码后，终端能判断是否向它发送消息和/或是否需要额外处理。若终端不要继续处理PCH或执行其它操作，它就准备睡眠，直到下一次要求的唤醒时刻(为下一指定QPCH槽中的第一PI位)，并在时刻T10入睡。
可用各种方法处理零星发射的数据，如在QPCH与PCH上的数据。作为举例，下面描述在时刻T2与T5检测QPCH上PI位的若干方法。还可实施处理零星发射数据的其它方法并包括在本发明范围内。
在第一种方法中(也称为“在线”方法)，起初搜索寻找强多径，然后对找出的多径分配指针处理器。为了正确地检测PI位的信号强度，分配应该远早于期望的PI位。由于各PI位作为通/断键控位发射，所以要通过测定该PI位的能量(如应用接收信号强度指示器(RSSI)，本领域已知)并将其与特定能量阈值作比较来检测发射的PI位值。
在第二种方法中(也称为“离线”法)，捕获围绕所需PI位的小时间窗内的数据样本并存到样本缓冲器里，然后根据存在样本缓冲器里的数据样本，搜索多径、分配指针处理器和检测PI位。利用样本缓存器还可减少要求接通模拟电路(如RF电路)的时间量，如可以缩短时刻T1与T3和T4与T5之间的间隔，从而增加睡眠时间，减少功耗，并且增加备用时间。
对短时睡眠，可切断的电路量取决于睡眠时间与电路要求，如有些RF电路可能要求相对长的正常预热时段(如超过10毫秒)。若睡眠时间短于特定电路的预热要求，则该电路可能停留于睡眠时间，如若两个PI位靠近在一起，或者第二PI位接近有关PCH槽的开始，则可能睡眠时间不足，RF电路被切断。此时可不管RF电路。只切断解调器与译码硬件以便省电。或者，也可以不管解调器与译码器硬件，此时不应要求执行旋转或掩蔽。
睡眠循环
图8是本发明一实施例的睡眠循环图。在睡眠控制器进入睡眠循环前，先根据当前时刻与终端要求唤醒的时刻(如下一个PI位时刻或即将到来的PCH槽的开始)，确定睡眠时间。准备睡眠通常要求特定的时间量(如为了确定睡眠时间，对硬件产生控制信号等)，该准备时间是一可变的时间量，可以估算。于是可把估算的睡眠开始时间确定为当前时刻加上估算的准备时间。睡眠时间可确定为期望的唤醒时刻减去估算的睡眠开始时刻。
在整个睡眠时间，禁止对解调器与译码器硬件计时。若在估算的睡眠开始时刻以后仍对解调器与译码器硬件计时(如因实际准备时间比估算的更长)，则在实际与估算的睡眠开始时刻之间造成误差，于是实际硬件时序(在计时被实际禁止时)将先于期望的硬件时序(假定在估算的睡眠开始时刻禁止计时)。醒来时会出现互补现象，直到稍在期望的唤醒时刻之后才对硬件计时，从而造成实际与期望的唤醒时刻的误差。因“将要睡眠”误差等于“从睡眠中醒来”误差，故在重新计时时可期望硬件时序。
为避免比期望更迟唤醒来，如图8所示，对所有预期的操作情况，都将准备时间估算为最差准备时间。
若出现相反的情况，而且实际睡眠开始时刻早于估算睡眠开始时刻(如因实际准备时间短于估算时间)，则实际硬件时序(计时禁止时)将滞后于预期硬件时序。但醒来时出现的互补现象，抵消了“将要睡”误差。由于这两个误差一样，在重新计时时可期望硬件时序。
从即时睡眠中醒来
有些任务一般从睡眠中醒来时执行。可对主控制器送一中断信号，指示从睡眠中醒来，于是主控制器就把该中断信号用作启动再采集过程的指示。对有些终端硬件设计，该中断信号在组符器中出现PN滚动时产生，可能比最早到达指针延迟四个或六个符号。
若像平常那样使终端工作成在PN滚动上睡眠，则由于舍弃了计时，上述硬件将在醒来时产生PN滚动中断信号。该信号将通知主控制器，由于计时被舍弃，可以开始再采集过程。
运用“即时”睡眠，终端就不必PN滚动上睡眠了。对上述硬件设计而言，若不发生PN滚动，则在舍弃计时时就不产生PN滚动中断信号。尤其是硬件时序在进入睡眠时是一从PN滚动开始的特定时段(如5毫秒)。当醒来时对硬件重新计时时，则在该特定时段(如5毫秒)之后将出现PN滚动，而PN滚动中断信号直到出现该PN滚动才产生。为了不浪费这一等待下一次PN滚动的时段，可用不同的信号通知控制器控制器主控制器醒来时开始再采集。
在第一种方法中，在醒来时舍弃计时时，设置附加硬件产生中断信号，如可用时钟发生器366产生该中断信号并把它直接送给图3的控制器260。该方法可在新的硬件设计中实施，但不适用于原有的硬件设计。
在第二种方法中，把下一次PN滚动之前的额外时间吸纳入RF电路的预热时间。例如，若该RF电路的预热时间为30毫秒，而硬件将在PN滚动之前20毫秒入睡，则把编程的预热时间减至10毫秒(即30毫秒-20毫秒)。这样，在醒后10毫秒，睡眠控制器会启动时钟，于是解调器硬件工作。20毫秒后，PN滚动中断信号由解调器硬件产生，几乎与RF预热时间的结束相符。主控制器在该点开始再采集，RF电路也作好准备。若RF预热时间超过“等下一次PN滚动”时间，可用此法。
在第三种方法中，搜索器经编程，从睡眠中醒来后立即产生中断。在临睡前，搜索器被编程执行小搜索。睡眠控制器接着切断时钟，使搜索器状态冻结。当睡眠控制器再启动时钟时，搜索器继续工作，完成最后睡眠前原来编程的小搜索，并产生一清除中断。主控制器将不顾搜索结果而根据搜索清除中断说明已舍弃时钟。该小搜索应长得足以保证睡眠控制器在搜索完成之前关闭时钟(并禁止搜索器)，但要尽量短得在醒后立即通知主控制器再启动时钟。
图9是本发明一实施例睡眠过程900的流程图。起初在步骤912，识别睡眠条件。睡眠由各种条件与事件触发，如当前时刻与下次处理时刻的时差等于或长于特定的时间阈值。在一个方面，该时间阈值可能小于1/4PN滚动(即小于1/4PN序列长度)。
若识别了睡眠条件，然后在步骤914确定睡眠时间和睡眠开始时刻。睡眠时间可以是PN滚动的非整数倍，而睡眠时间的分数部分可以小于1/4PN滚动。按上述方法确定睡眠时间和睡眠开始时刻。在步骤916，终端再执行确定了时间的睡眠，并在接近确定的开始时刻开始执行。
本文描述的诸技术有利于检测在QPCH上发射的PI位。由于能以相对精细的增量(如512PN片的整数倍)选择睡眠时间，而且能在任何时刻入睡与醒来，故终端能在同一QOCH槽上指定的一对PI位之间或在指定的PI位与PCH槽开始之间作睡眠。利用唤醒并处理单个PI位的能力，减少了功耗，延长了备用时间。
图10是本发明一实施例在QPCH上检测PI位过程1000的流程图，过程1000一般符合图7的等时线。起初在步骤1012，终端醒来处理第一PI位。如步骤1014确定的那样，若第一PI位被检测为“断“位，过程就进到步骤1028，否则终端在步骤1016执行睡眠，直到同一QPCH槽上的第二PI位。这种短时睡眠可用本文描述的诸技术实现。
在步骤1018，终端醒来处理第二PI位。如步骤1020确定，若第二PI位被检测为“断“位，过程就进到步骤1028，否则终端在步骤1022执行睡眠，直到有关的PCH槽开始。在步骤1024，终端醒来处理有关PCH槽上的寻呼消息。如步骤1026确定的，若接收的消息表明要求执行其它动作，终端就留在步骤1026继续处理该寻呼信道和/或执行要求的动作，否则终端在步骤1028执行另一次睡眠，直到下一分配的QPCH槽中的第一PI位，再终止过程。
本文描述的诸技术可用于从一个PI位到另一PI位、从PI位到PCH槽开始以及从PCH槽到PI位的睡眠。在终端监视PCH时，这些技术可用于QPCH操作。如上所述，这些技术还可用于其它类零星发射的数据，如终端也可监视广播消息，这些消息出现在至80毫秒边界上开始的广播槽内(像PCH槽)。然而，广播槽(当前)在该广播槽之前100毫秒开始的QPCH里没有指示符位。运用本文描述的技术，若PI位被检测为零，则进入终端可以睡眠某特定时段，被广播槽唤醒。
为便于说明，专门针对IS-95和cdma2000描述了本发明各个方法和诸实施例。本文描述的技术也可用于其它CDMA和无线通信***，如可用于W-CDMA***，该***也支持向终端(在W-CDMA中称为用户设备(UE))发射寻呼指示符的寻呼指示符信道(PICH)。Cdma2000与W-CDMA之间存在各种差异，而本文描述的技术可修改用于W-CDMA，如W-CDMA使用长38，640片的扰动序列(代替PN序列)，用于传输前扩展数据。
本文描述的技术可用各种方式实施，如可用硬件，软件或它们的组合实施诸技术。对硬件实施，可将用于睡眠和处理各类零星发射数据的元件实施在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理装置(DSPD)、可编程逻辑装置(PLD)、控制器、微控制器、微处理器、设计成执行本文所述功能的其它电子单元及它们的组合件内。
对软件实施，用于睡眠和处理各类零星发射数据的元件可用执行本文描述功能的模块(如操作步骤、功能等)实施。软件代码可存入存贮单元(如图2的存储器262)并由处理器(如主控制器260和/或睡眠控制器364)执行。存贮单元可在处理器内或在处理器外部实施，可通过本领域已知的各种方法以通信方式耦接至处理器。
上面揭示的诸实施例可让本领域的技术人员应用本发明，他们显然明白这些实施例的各种修正，本文限定的一般原理适用于其它实施例而不违背本发明的精神或范围。因此，本发明并不限于本文示出的诸实施例。而是符合与本文揭示的原理与新特征一致的最广泛的范围。

Claims (31)

1.一种在CDMA通信***中处理QPCH寻呼指示符位以节省电力并扩展备用的方法，其特征在于包括：
识别某种睡眠条件；和
以小于1/4非倍数的PN滚动触发睡眠开始周期。
2.一种在CDMA通信***中处理QPCH寻呼指示符位以节省电力并扩展备用的方法，其特征在于包括：
识别某种睡眠条件；和
在任意瞬间触发睡眠开始，从而取消用指针滚动在组符器中促成一滚动事件。
3.在无线通信***中，一种处理在特定代码信道上以指定时间发射的数据的方法，其特征在于包括：
识别某种睡眠条件；和
睡眠一般用于传输前扩展数据的PN序列长度非整数倍的时间，其中睡眠时间的分数部分小于1/4PN序列长度。
4.权项3的方法，其中所述数据对应于快寻呼信道(QPCH)上发射的寻呼指示符位。
5.权项4的方法，其中所述睡眠在特定QPCH槽内一对寻呼指示符位之间执行。
6.权项3的方法，其中所述数据对应于在寻呼信道(PCH)上发射的寻呼消息。
7.权项3的方法，其中所述数据对应于在广播信道上发射的广播消息。
8.权项3的方法，其中把睡眠时间造成一时间增量的整数倍，所述时间增量小于1/4PN序列到长度。
9.权项8的方法，其中根据用于掩蔽PN序列的掩码选择所示时间增量。
10.权项8的方法，其中根据用于存贮符号的缓冲器大小选择所述时间增量。
11.权项8的方法，其中所述时间增量选成64PN片的整数倍。
12.权项11的方法，其中时间增量选为512PN片。
13.权项3的方法，其中执行睡眠包括：
对睡眠时间取消解调器大于译码器硬件的时钟。
14.权项3的方法，其中执行睡眠包括：
对睡眠时间禁止选择的其中一个RF电路。
15.权项3的方法，其特征在于还包括：
从睡眠中醒来后产生一次中断。
16.权项15的方法，其中在醒来再启动时钟时，由硬件产生所述中断。
17.权项15的方法，其中根据醒来后完成信号搜索而产生所述中断。
18.权项17的方法，其中所示信号搜索在入睡前编程。
19.权项3的方法，其中若当前时刻与下次处理时刻之间的时段超过特定时间阈值，就识别出睡眠条件。
20.权项3的方法，其中通信***是CDMA***。
21.权项20的方法，其中CDMA***实施IS-95或cdma2000标准。
22.一种以通信方式耦接数字信号处理装置(DSPD)的存储器，其特征在于，所述数字信号处理装置能解释数字信息，以便：
识别某种睡眠条件；和
启动一段时间为用于传输前扩展数据的PN序列长度非整数倍的睡眠，其中，睡眠时间的分数部分小于1/4PN序列长度。
23.在CDMA通信***中，一种处理在快寻呼信道(QPCH)上发射的寻呼指示符(PI)位的方法，其特征在于包括：
从第一次睡眠中醒来处理第一PI位；
执行第二次睡眠，直到第二PI位；
从第二次睡眠中醒来处理第二PI位；和
执行第三次睡眠，直到下次处理时刻。
24.权项23的方法，其中若第一PI位被检测为“断“位，表明对即将来临的槽没有寻呼消息，就不醒来处理第二PI位。
25.权项23的方法，其特征在于还包括：
从的三次睡眠中醒来处理寻呼消息。
26.权项25的方法，其中若第二PUI位被检测为“断“位而表明即将来临的槽没有寻呼消息，就不醒来处理寻呼消息。
27.权项23的方法，其中第一和第二PI位均位于同一QPCH槽内。
28.一种无线通信***中的终端，其特征在于包括：
工作成识别睡眠条件的第一控制器；和
工作成启动时间为用于传输前扩展数据的PN序列长度非整数倍的睡眠的睡眠控制器，其中睡眠时间的分数部分小于PN序列长度的1/4。
29.权项28的接收单元，其特征在于还包括：
工作成对终端内选择的电路禁止计时睡眠时间的时钟发生器。
30.权项28的接收单元，其特征在于还包括：
工作成从睡眠中醒来后提供中断的搜索元件。
31.权项28的接收单元，其特征在于还包括：
至少一个工作成提供从中可对终端复位***时间的PN滚动事件的指针处理器。
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