CZ9904262A3

CZ9904262A3 - Způsob a zařízení pro paging bezdrátových koncových stanic v bezdrátovém telekomunikačním systému

Info

Publication number: CZ9904262A3
Application number: CZ19994262A
Authority: CZ
Inventors: Brian K. Butler; Klein S. Gilhousen
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2000-10-11
Also published as: US20070135142A1; US7983695B2; US20080090594A1; CN1262854A; EP1811803A2; US20020123358A1; CA2291744A1; FI121841B; US8046005B2; FI121448B; JP2007181211A; US20070142066A1; EP1811802B1; FI20060275A; FI19992562A; FI20070895A; HU228602B1; EP1471761A2; JP2004328772A; US20050064880A1

Description

ZPŮSOB A ZAŘÍZENÍ PRO PAGING BEZDRÁTOVÝCH KONCOVÝCH STANIC V BEZDRÁTOVÉM TELEKOMUNIKAČNÍM SYSTÉMU

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení pro paging bezdrátových koncových stanic v bezdrátovém telekomunikačním systému. Podrobněji se vynález týká nového a vylepšeného způsobu a zařízení pro paging mobilního telefonu nebo jiného bezdrátového komunikačního přístroje. Paging může být ovlivněn použitím rychlého pagingového kanálu a úplného pagingového kanálu.

Dosavadní stav techniky

Standard pro mobilní telefony IS-95 (a jeho odvození jako například IS-95A a ANSI J-STD-008, na které se budeme souhrnně odkazovat jako na IS-95) používá vyspělých technik zpracování signálu k zajištění efektivních a vysoce kvalitních služeb pro mobilní telefony. Například systém mobilních telefonů vyhovující IS-95 používá vocoding, detekci chyb, samoopravné kódování (FEC), prokládání a modulaci s rozšířením spektra k efektivnějšímu využití dostupného VF pásma a k zajištění robustnějších spojení. Obecně zahrnují výhody zajištěné IS-95 delší dobu hovorů, vyšší kapacitu a méně přerušených spojení ve srovnání s jinými typy systémů mobilních telefonů.

K uspořádané komunikaci zajišťuje IS-95 řadu vysoce

78 950

	• · · 0 · · · · ·«·«·· • · ·· ·	• · · · · · i • · · ····· , · « · · · · » » ·· ·
kódovaných kanálů,	kterými	jsou přenášena	data různých
funkcí. Mezi tyto	vysoce	kódované kanály	patří kanál

pagingu, kterým jsou přenášeny zprávy pagingu upozorňující mobilní telefony nebo jiné typy bezdrátových koncových stanic, že přichází nevyřízená žádost o komunikaci. Podle standardu IS-95 jsou zprávy pagingu přenášeny nízkými až středními datovými rychlostmi (4800 nebo 9600 b/s) během časových slotů, které jsou předem určeny pro skupiny mobilních telefonů. V tab. 1 jsou uvedena data zahrnutá v obecné zprávě pagingu jako příklad typické zprávy pagingu vytvářené v podstatě podle standardu IS-95A

Pole zprávy	Délka (v bitech)
MSG_TYPE (Typ zprávy)	8
CONFIG_MSG_SEQ	6
ACC_MSG_SEQ	6
CLASS_0_DONE	1
CLASS_1_DONE	1
RESERVED	2
BROADCAST_DONE	1
RESERVED	4
ADD_LENGHT	3
ADD PFIELD	8xADD LENGTH

a nula nebo více výskytů následujícího záznamu pagingu:

PAGE_CLASS	2
PAGESUBCLASS	2
Zvláštní pole třídy pagingu	Typicky 2 -12 bajtů
Tabulka

Tabukla 1 je uvedena ke znázornění délky typické pagingové zprávy, takže tu není uveden podrobný popis funkce » » »

4 4 4 · • 4 4444 · ·

4 4 ·

4

4 · · · «4 · 4 4 « · · *

44 každého pole. Tento podrobný popis se však může získat z dobře známého a veřejně přístupného standardu IS-95 {podrobně standardu IS-95A). Vyhledávací zprávy také začínají osmibitovým polem délky zprávy (MSG_LEN), které udává délku zprávy, a končí třicetibitovým polem cyklidcké kontroly s redundancí (CRC, není ukázáno).

Při čekání na pagingovou zprávu mobilní telefon periodicky sleduje pagingový kanál během určených pagingových slotů. Mobilní telefon zejména periodicky aktivuje spolupracující VF obvody a obvody zpracování digitálního signálu po tak dlouhou dobu, jak to vyžaduje úspěšné zpracování zprávy pagingu. Jelikož je typická zpráva pagingu poměrně dlouhá a přenášená přes vysoce zakódovaný kanál nízkou až střední rychlostí, tak odpovídající zpracování během každého pagingového slotu vyžaduje odpovídající množství času a prostředků na zpracování signálu, a k dokončení se tudíž vyžaduje odpovídající množství energie. To snižuje dobu, po kterou může mobilní telefon podle IS-95 při použití baterie dané kapacity zůstat ve vyčkávacím režimu, což je velice nežádoucí.

Podstata vynálezu

V jednom ohledu vynález zajišťuje způsob pro paging bezdrátových koncových stanic v bezdrátovém telekomunikačním systému, který obsahuje: přenos zprávy rychlého pagingu méně zakódovaným kanálem a generování zprávy úplného pagingu více zakódovaným kanálem.

V jiném ohledu vynález zajišťuje způsob pro paging bezdrátové koncové stanice z množiny bezdrátových koncových stanic, který obsahuje: a) přenos zprávy rychlého pagingu určené pro podmnožinu množiny bezdrátových koncových stanic, která obsahuje onu bezdrátovou koncovou stanici; a b) generováni zprávy úplného pagingu identifikující onu bezdrátovou koncovou stanici.

Vynález také zajišťuje způsob pro paging bezdrátové koncové stanice a obsahuje: a) generování zprávy rychlého pagingu; a b) generování zprávy úplného pagingu, kde zpráva rychlého pagingu obsahuje podstatně méně dat než zpráva úplného pagingu.

Vynález dále zajišťuje způsob příjmu zprávy pagingu a obsahuje kroky: a) sledování kanálu rychlého pagingu pro zprávy rychlého pagingu; a b) sledování kanálu úplného pagingu, když je přijatá zpráva rychlého pagingu.

Vynález dále zajišťuje zařízení pro paging bezdrátové koncové stanice v bezdrátovém telekomunikačním systému, přičemž zařízení obsahuje: prostředky pro přenos zprávy rychlého pagingu přes méně zakódovaný kanál a prostředky pro generování zprávy úplného pagingu přes více zakódovaný kanál.

Tento vynález je proveden novým a vylepšeným způsobem a systémem pro paging mobilního telefonu nebo jiné bezdrátové koncové stanice, který snižuje spotřebu energie ve vyčkávacím režimu. Mohou být použity dva kanály pagingu. Podle jednoho provedení vynálezu je založen minimálně kódovaný kanál rychlého pagingu, kterým jsou přenášeny krátké zprávy rychlého pagingu během jedné z řady slotů pro rychlý paging. Zpráva rychlého pagingu udává, že byla přijata žádost o komunikaci a že přijímající komunikační *

* · « · · • · · · • ···* · · • · * • · * • · ♦ · ·* ·· koncové stanice by měly zpracovat vysoce zakódovaný kanál úplného pagíngu přenášený během dalšího slotu pro úplný paging pro podrobnější zprávu úplného pagíngu. Komunikační koncová stanice sleduje kanál úplného pagíngu po přijetí zprávy rychlého pagíngu na kanálu rychlého pagíngu.

Pro paging komunikační koncové stanice nejdříve řadič základny vygeneruje zprávu rychlého pagíngu během slotu pro rychlý paging určeného pro množinu komunikačních koncových stanic, která obsahuje konkrétní komunikační koncové stanice, pro které je paging určen. Následuje zpráva úplného pagingu identifikující konkrétní komunikační koncovou stanici. Komunikační koncová stanice periodicky sleduje slot pro rychlý paging a po detekci rychlého pagingu aktivuje dekódovací obvody pro zpracování kanálu úplného pagingu. Po zpracování kanálu úplného pagingu komunikační koncová stanice rozhodne, jestli je zpráva úplného pagingu určena pro ní, a pokud ne, deaktivuje dekódovací obvody a vrátí se ke zpracovávání kanálu rychlého pagingu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 obr. 2 obr. 3 blokové schéma systému mobilních telefonů; časovači diagram znázorňující časové sloty v kanálu rychlého pagingu a kanálu úplného pagingu;

vývojový digram znázorňující kroky prováděné během pagingu bezdrátové koncové stanice;

9

I · « · • «99« · · obr blokové schéma znázorňující kódování provedené na kanálu úplného pagingu a kanálu rychlého pagingu;

obr vývojový diagram znázorňující kroky provedené bezdrátovou koncovou stanicí během vyčkávacího režimu; a obr blokové schéma koncové stanice uspořádané podle jednoho provedení vynálezu

Příklady provedení vynálezu

Je popsán způsob a systém pro paging mobilního telefonu nebo jiné bezdrátové koncové stanice, která snižuje spotřebu energie během vyčkávacího režimu. Mohou být použity dva kanály pagingu. V následujícím popisu je ukázáno provedení vynálezu v souvislosti se systémem mobilních telefonů fungujících v podstatě podle standardu IS-95. I když je vynález myšlen především pro provoz v tomto prostředí, z použití tohoto vynálezu může mít prospěch řada dalších systémů digitální komunikace, včetně bezdrátových komunikačních systémů založených na TDMA, satelitních komunikačních systémů a kabelových systémů, které přenášejí kódované signály.

Obr. 1 je blokové schéma velmi zjednodušeného systému mobilních telefonů uspořádaného pro použití s použitím tohoto vynálezu. Bezdrátové koncové stanice 10 (typicky mobilní telefony) se nacházejí mezi základnami 12. Bezdrátové koncové stanice 10a a 10b jsou v aktivním režimu a tedy jsou ve spojení s jednou nebo více základnami 12 použitím vysokofrekvenčních signálů (VF) modulovaných podle technik zpracování signálu CDMA standardu IS-95. Systém a způsob zpracování VF signálů v podstatě podle použití

9 9

9 «9 ·· 9

9 9 9

9* · nazvaném in CDMA stejnému • 9 9 · · · »9 9 ·· · standardu IS-95 je popsána v patentu USA 5 103 459 „System and Method fo Generating Signál Waveforms Cellular Telephone System patřícímu přihlašovateli jako je tento vynález a je zde začleněna odkazem (patent '459). Ostatní bezdrátové koncové stanice 10 jsou ve vyčkávacím režimu a tedy čekají na zprávu pagingu udávající žádost o komunikaci.

V upřednostňovaném provedení vynálezu generuje každá základna prvotní spojovací signály obsahující skupinu prvotních spojovacích kanálů. Kanály jsou založeny množinou ortogonálních 64 čipových (nebo bitových) Walshových kódů, ze které je každý použit k modulaci dat spojených s jednotlivým kanálem. Kanály jsou roztříděny podle funkce a zahrnují zaváděcí kanál, kterým je opakovaně přenášen vzor fázového posuvu, synchronizační kanál, kterým jsou přenášena synchronizační data včetně absolutního systémového času a fázového posuvu odpovídajícího zaváděcího kanálu, a provozní kanály, kterými jsou přenášena data směřovaná na koncové stanice. Provozní kanály jsou obvykle určeny k přenosu dat do určité bezdrátové koncové stanice 10 po dobu trvání spojení s onou určitou základnou.

Dále je podle jednoho provedení vynálezu jeden nebo více Walshových kanálů vyhrazen jako kanál rychlého pagingu a jeden nebo více Walshových kanálů jako kanál úplného pagingu. Vyhrazení a provoz kanálů úplného pagingu je přednostně prováděn podle kanálu pagingu specifikovaného standardem IS-95. Některé způsoby a zařízení k provádění pagingu v podstatě podle standardu IS-95 jsou popsány v US patentech 5 392 287 (patent '287) nazvaným „Apparatus and method for reducing power consumption in a mobile Communications receiver a 5 509 015 (patent Ό15) nazvaném • · ·

• 9

»9 ♦ · · • ♦ 9 ♦ • 9 ·* „Method and apparatus for scheduling Communications between transceivers, které jsou oba podány stejným přihlašovatelem jako tento vynález a jsou zde zahrnuty odkazem.

Jak popisují patenty '287 a '015 a jak upřesňuje standard IS-95, kanál úplného pagingu je čas rozdělený do časových „slotů. Sloty jsou zase přiděleny skupinám bezdrátových koncových stanic, kde přidělení je provedeno na základě ID mezinárodního mobilního účastníka (IMSI), které je jedinečné pro každou bezdrátovou koncovou stanici 10, nebo na základě jiné identifikační informace koncové stanice jako například jednom nebo více Identifikačních čísel mobilu (MIN). V alternativních provedeních vynálezu mohou být použity také jiné identifikační informace včetně elektronického sériového čísla (ESN) bezdrátové koncové stanice nebo dočasného ID mobilního účastníka (TMSI). Lze najít i další způsoby, které lze použít. Různé možné typy identifikačních informaci, které lze použít, budeme dále společně nazývat ID mobilu. Kanály rychlého pagingu jsou také rozděleny na časové sloty.

Obr. 2 je časový diagram znázorňující časové sloty kanálu úplného pagingu a kanálu rychlého pagingu, když byly nastaveny podle jednoho provedení vynálezu. Kanál rychlého pagingu je rozdělen na sloty 30 pro rychlý paging a kanál úplného pagingu je rozdělen na sloty 32 pro úplný paging, které mají přednostně delší trvání než sloty pro rychlý paging. Množiny nebo skupiny slotů 30 pro rychlý paging jsou přiděleny jednotlivým slotům 32 pro úplný paging, jak znázorňují šikmé šipky, přestože použití vztahu jedna k jedné mezi sloty pro rychlý paging a sloty pro úplný paging nebo jiných poměrů je v souladu s použitím vynálezu. Přiřazení slotů 30 pro rychlý paging ke konkrétní množině bezdrátových koncových stanic je přednostně uskutečněno použitím hashovací funkce na ID mobilu bezdrátové koncové stanice 10.

K pagingu konkrétní koncové stanice 10 je zpráva rychlého pagingu přenesena během slotu pro rychlý paging a zpráva úplného pagingu je přenesena během slotu pro úplný paging přidělené oné bezdrátové koncové stanici. Slot pro rychlý paging a sloty pro úplný paging nastávají způsobem periodického opakování, což zajistí, že slot spojený s jednotlivou koncovou stanicí nastane po nějaké omezené době. Jak znázorňuje obr. 2, sloty 32 pro úplný paging nastanou o prodlevu 34 později po odpovídajících slotech 30 pro rychlý paging, aby se umožnilo bezdrátové koncové stanici zpracovat zprávu rychlého pagingu a aktivovat přídavné dekódovací obvody před dalším slotem pro úplný paging.

Obr. 3 je blokové schéma kroků vykonaných BSC 14 během zpracovávání pagingu. Zpracování pagingu začíná v kroku 36 a v kroku 38 je zjištěno, zda byla přijata žádost o komunikaci. Pokud ne, krok 38 se provede znovu.

Pokud byla přijata žádost o komunikaci, pak je vypočten slot pro úplný paging a slot pro rychlý paging spojený s bezdrátovou koncovou stanicí, které je směrována žádost o komunikaci, v kroku 40 na základě ID mobilu nebo jiné identifikační informace bezdrátové koncové stanice 10. V jednom provedení vynálezu je slot pro rychlý paging vypočten použitím první hashovací funkce a slot pro úplný paging je vypočten použitím druhé hashovací funkce, kde druhá hashovací funkce je odlišná od první hashovací funkce. Navíc sloty pro úplný paging přicházejí po 80 ms, zatímco sloty pro rychlý paging přicházejí po 5 ms. Bezdrátová koncová stanice 10 může být nucena zpracovat celý nebo jen část kanálu úplného pagingu v závislosti na obsahu zprávy pagingu přijaté podle IS-95. BSC 14 přednostně vykonává nezbytné zpracování s použitím jednoho nebo více mikroprocesorů ovládaných softwarem uloženým v paměti (není ukázáno).

Ve vzorovém provedení vynálezu je slot pro úplný paging určen podle výše uvedených patentů '287 a '015 a slot pro rychlý paging je určen s použitím jiné hashovací funkce na ID mobilu, přestože tomuto vynálezu vyhovuje použití jiných způsobů přidělování slotů pro paging bezdrátovým koncovým stanicím. Podrobně slot pro úplný paging závisí na systémovém čase t, uvedeném v rámcích o 20 ms, kde platí následující rovnice;

(floor (t/4) - PGSLOT) mod (16*T)=0, (1) kde T je délka cyklu slotů v jednotkách 1,28 sekundy daných T=2^X, kde i je index cyklu slotů (SCI) . PGSLOT je určen použitím následující hashovací funkce:

PGSLOT = floor (N x ((40505 x (L θ Η Φ DECORR) ) mod mod 2^Λ16) / 2^Λ16) , (2] kde L je 16 nejméně významných bitů 32-bitového HASH_KEY a H je 16 nejvýznamnějších bitů HASH_KEY, N je 2048. HASH_KEY je přednostně ID mobilu nebo nějaká jeho odvozenina jako IMSI. Funkce floor(x) vrací největší celé číslo menší nebo rovné x. Např. výsledek floor(2,99), floor(2,01) a floor(2,00) je 2 a výsledek floor(-2,5) je -3. Hodnota dekorelace DECORR se vypočte následovně:

* • · • · · • · · • · *·· ·· ·· ··

DECORR = 6 X HASH_KEY[0..11] kde HASH_KEY[0..11] je jedenáct 32-bitové hodnoty HASH_KEY.

(3), nejméně významných bitů

Hashovací funkce používaná k určení slotu pro rychlý paging je v upřednostňovaném provedení vynálezu počítána stejným způsobem jako slot pro úplný paging, kromě toho, že slot pro rychlý paging nastává mezi 40 a 120 ms před slotem pro úplný paging, a množina bezdrátových koncových stanic přiřazená ke slotu pro rychlý paging se mění s časem, aby se dosáhlo toho, že každá bezdrátová koncová stanice 10 je přiřazená k jiné množině ostatních bezdrátových koncových stanic 10 během každého slotu pro rychlý paging. Obměňováním množiny koncových stanic 10, ke které je každá bezdrátová koncová stanice 10 přiřazena během každého slotu pro paging, pomáhá zajistit, že méně aktivní bezdrátové koncové stanice nebudou nastálo přiřazeny k aktivnější bezdrátové koncové stanici 10 a tím nebudou muset zbytečně čekat na velký objem zpráv pro úplný paging, které jim nejsou určeny.

Ve vzorovém provedení vynálezu se objevují sloty pro rychlý paging pro bezdrátovou koncovou stanici 10 během periody 80 ms rychlého pagingu, která začíná 120 ms před začátkem slotu pro úplný paging, podle následující rovnice:

(floor((t-6)/4)-PGSLOT) mod (16*T) = 0, (4) kde PGSLOT je stejné jako u slotu úplného pagingu. Délka trvání periody rychlého pagingu je přednostně 80 ms. Perioda rychlého pagingu je rozdělena na sloty pro rychlý paging, během kterých jsou přeneseny zprávy rychlého pagingu, což je podrobněji popsáno níže. Přednostně jsou sloty pro rychlý paging a odpovídající zprávy rychlého

• ft * · · * ♦ · ·

99 pagingu jednobitové co do trvání. Tedy počet slotů pro rychlý paging za periodu rychlého pagingu je funkcí datového toku kanálu rychlého pagingu.

Je zřejmé, že rovnice (4) je stejná jako rovnice (1) s tím rozdílem, že systémový čas je zpožděn o šest rámců, což způsobí, že začátek periody rychlého pagingu začne 120 ms před slotem pro úplný paging. Zajištěním zpoždění 120 ms zaručíme, že existuje nejméně 40 ms času (s danou periodou rychlého pagingu 80 ms) mezi libovolným daným slotem pro rychlý paging a slotem pro úplný paging, což dává bezdrátovým koncovým stanicím dostatek času k přípravě na zpracování zprávy úplného pagingu po přijetí zprávy rychlého pagingu.

Během 80 ms periody rychlého pagingu je slot pro rychlý paging (trvající jeden bit) přiřazená ke konkrétní bezdrátové koncové stanici 10 určena použitím následující rovnice

QUICK_PGSLOT = 1 + floor(N x ({40505 x (L φ Η Φ DECORR)) mod 2^Λ16) /

2^Λ16) kde N je hodnota datového toku kanálu rychlého pagingu (QPAGE_RATE) v počtu bitů na 80 ms slot. Pokud je například datový tok kanálu rychlého pagingu 9600 bitů/sekundu, hodnota QPAGE_RATE je rovna 768 bitů/rámec. Navíc dekorelační hodnota je získána následovně:

DECORR = floor ((t - 6) / 64) mod 2^Λ16. (6)

Tedy rovnice (5) vrací hodnotu mezi 1 a 768, což odpovídá slotu pro rychlý paging (nebo umístění bitů) v 80 ms periodě rychlého pagingu, která začíná 120 ms před odpovídajícím slotem pro úplný paging. Bezdrátová koncová stanice sleduje kanál rychlého pagingu během tohoto slotu pro rychlý paging a pokud je přijata zpráva rychlého pagingu, bude bezdrátová koncová stanice sledovat na kanále úplného pagingu zprávu úplného pagingu.

Z rovnice (6) by mělo být zřejmé, že hodnota dekorelace DECORR pro kanál rychlého pagingu je počítána jako funkce systémového času, a tedy výsledná hodnota QUICK_PGSLOT pro danou množinu bezdrátových koncových stanic 10 se bude s postupem času měnit. To způsobí, že množina bezdrátových koncových stanic 10 přiřazená k určitému slotu pro úplný paging bude mít v průběhu času různé sloty pro rychlý paging (přestože stále mohou být vyhledány pagingem během stejné periody rychlého pagingu), což pomůže zajistit, že méně aktivní bezdrátová koncová stanice 10 nebude svázána s aktivnější bezdrátovou koncovou stanicí 10, což by způsobilo, že by musela sledovat kanál úplného pagingu zbytečně často a tím pádem by zbytečně spotřebovávala energii.

Když není ID mobilu přímo obsaženo v žádosti o komunikaci, lze je získat vyhledáním v databázi použitím jakýchkoli jiných identifikačních informací obsažených v žádosti, jako je telefonní číslo nebo identifikační číslo mobilu (MIN) bezdrátové koncové stanice 10.

Jakmile byl určen slot pro rychlý paging a slot pro úplný paging, BSC 14 přenese zprávu rychlého pagingu v kroku 42 kanálem rychlého pagingu a zprávu úplného pagingu v kroku 44 kanálem úplného pagingu jednou nebo více základnami 12. Základny 12 kódují a modulují kanály pagingu, jak je podrobněji popsáno níže, a přenos dvou zpráv pagingu nastane

9 9 9 · • 99« • 9 9« během odpovídajícího slotu pro rychlý paging a slotu pro úplný paging.

Po přenosu zprávy rychlého pagingu a zprávy úplného pagingu se BSC 14 dožaduje v kroku 46 odpovědi udávající přijetí pagingu. Pokud byla odpověď přijata, v kroku 50 začíná komunikace.

Pokud nebyla přijata žádná odpověď po čekací době, je přenesena druhá zpráva rychlého pagingu v kroku 52 a druhá zpráva úplného pagingu je přenesena v kroku 54. V kroku 56 se BSC 14 dožaduje odpovědi od bezdrátové koncové stanice 10 a v kroku 58 určí, zda byla odpověď přijata. Pokud byla odpověď přijata, komunikace začíná krokem 50. Pokud je v kroku 58 zjištěno, že nebyla přijata žádná odpověď, paging v kroku 60 selže. V alternativním provedení vynálezu jsou při každém pagingu generovány dvě či více zpráv rychlého pagingu a dvě či více odpovídajících zpráv úplného pagingu. Druhá zpráva rychlého pagingu a zpráva úplného pagingu zvyšuje pravděpodobnost příjmu pagingu bez vytváření prodlevy potřebné k určení toho, zda byla přijata potvrzující zpráva od bezdrátové koncové stanice 10.

V upřednostňovaném provedení vynálezu je zpráva rychlého pagingu tvořena bitem INCOMMING_PAGE. Bit INCOMMING_PAGE v prvním stavu (jako například logická jednička) udává, že byla přijata Žádost o komunikaci pro jednu z bezdrátových koncových stanic 10 přiřazených k tomuto slotu pro rychlý paging, a tedy že by tyto bezdrátové koncové stanice měly zpracovávat kanál úplného pagingu během dalšího vyhrazeného slotu pro úplný paging. Bit INCOMMING_PAGE ve druhém stavu (jako například logická • · · « ·4 · • 4 44

4 4··* * • 4 * • 4 ·

4

4 · · ·

4« · nula) znamená, že pro tyto bezdrátové koncové stanice 10 nebyla přijata žádná žádost o komunikaci, a že by tedy kanál úplného pagingu neměl být zpracováván během dalšího vyhrazeného slotu pro úplný paging. Takže zpráva rychlého pagingu je více zakódována než zpráva úplného pagingu, jelikož paging představuje pouhý jeden bit spíše než podstatně větší počet bitů, a tedy může být zpracován s méně prostředky. Takové kódování „zpráv by se nemělo zaměňovat s kódováním „kanálu popsaným níže, kde větší množství kódování vyžaduje více prostředků pro zpracování dat, a je tedy méně přijatelné ve smyslu spotřeby energie.

V upřednostňovaném provedení vynálezu obsahuje zpráva rychlého pagingu informace specifikované standardem IS-95 pro normální zprávu pagingu, která umožňuje každé koncové stanici 10 určit, zda je paging určen pro ni. Příklad pagingu generovaného ve shodě se standardem IS-95A je k dispozici ve výše uvedené tabulce 1. Jak ukazuje tabulka 1, zpráva úplného pagingu obsahuje podstatně více informací než zpráva rychlého pagingu, která je přednostně tvořena jedním bitem. Proto může být zpráva rychlého pagingu zpracována každou koncovou stanicí 10 snadněji a s nižší spotřebou, než zpráva úplného pagingu.

V alternativních provedeních vynálezu jsou použity vícebitové zprávy rychlého pagingu. Tyto vícebitové zprávy rychlého pagingu jsou použity k zakódování a přenášení dalších informací kromě prostého uvedení, že by bezdrátová koncová stanice 10 měla sledovat kanál úplného pagingu během dalšího přiděleného slotu pro úplný paging 32. Vícebitová zpráva rychlého pagingu může být například použita ke konkrétnějšímu označení toho, na kterou bezdrátovou koncovou stanici 10 se vztahuje paging z podmnožiny bezdrátových « e · · • · M « ♦ · ♦ ♦ t» *· • « * * : · *··· · • · koncových stanic přidělených k odpovídajícímu slotu pro rychlý paging 30. Vícebitová zpráva rychlého pagingu by také mohla být použita k udání toho, že by měl být kanál úplného pagingu sledován po delší dobu, aby změny systémových parametrů mohly být vysílány všem bezdrátovým koncovým stanicím 10. Odborníci poznají různé užitečné druhy informací, které mohou být přenášeny za použití vícebitové zprávy rychlého pagingu. Dále je v jiném alternativním provedení vynálezu uplatněno omezeně samoopravné kódování zpráv rychlého pagingu.

Kromě přenášení méně informací ve zprávě rychlého pagingu než ve zprávě úplného pagingu zahrnuje upřednostňované provedení vynálezu ve srovnání s kanálem úplného pagingu minimální schéma kódování pro kanál rychlého pagingu. Obr. 4 znázorňuje schémata kódování použitá pro kanál úplného pagingu a kanál rychlého pagingu podle jednoho provedení vynálezu.

Jak ukazuje obr. 4, data přenášená kanálem úplného pagingu jsou konvolučne zakódována konvolučním kodérem 60 a výsledné kódové symboly jsou zopakovány opakovačem 61 symbolů, aby se generovaly symboly předurčenou frekvencí. Zopakované kódové symboly jsou potom blokově prokládány blokovým prokládačem 62. Data z blokového prokládače jsou potom zpracována funkcí XOR s decimovaným dlouhým kódem generovaným generátorem 64 dlouhého kódu a decimátorem 66. Dlouhý kód je dvojkový kód generovaný předem určeným způsobem jako funkce základního čísla (seed) a je znám všem bezdrátovým koncovým stanicím 10. Sloučená data jsou modulována Walshovým kanálovým kódem vyhrazeným pro kanál úplného pagingu a data modulovaná Walshův kanálovým kódem jsou rozšířena způsobem QPSK použitím kódu pseudonáhodného r * * · » · * ·

II t · * ···· · · · · • · · · : ·♦ · kanálů a převedena podle standardu IS• · • · v « »· šumu (PN kódu), sečtena s daty z jiných do vyšších pásem pro přenos, přednostně (rozšíření, sečtení a konverze do vyšších pásem nejsou ukázány).

Stále s odkazem na obr. 4, na data přenášená přes kanál rychlého pagingu se použije přímo Walshův kanálový kód určený pro kanál rychlého pagingu a pak jsou rozšířena, sečtena a konvertována, jak bylo popsáno výše. Přednostně je jeden bit dat přenesený kanálem rychlého pagingu modulován vícekrát stejným Walshovým kódem za efektivního opakovaného přenosu bitu. Datový bit se také může přenést opakovaně za použití opakovače symbolů jako je opakovač symbolů 61 použitý pro kanál rychlého pagingu. V dalším provedení vynálezu může být kanál rychlého pagingu zakódován pomocí dlouhého kódu, jako se to provedlo s kanálem úplného pagingu.

Z obr. 4 by mělo být zřejmé, že zpracování spojené s přenosem informací kanálem rychlého pagingu je jak podstatně kratší, tak jednodušší, než zpracování spojené s kanálem úplného pagingu. A tedy množství zpracovávání potřebné k provedení zpracování příjmu kanálu rychlého pagingu je také podstatně menší a tedy vyžaduje méně energie, než zpracování potřebné pro kanál úplného pagingu. Jelikož méně zpracování prováděného s kanálem rychlého pagingu zvyšuje pravděpodobnost chyby během zpracovávání jakéhokoliv konkrétního bitu, lze použít jiné způsoby ke snížení zvýšeného výskytu chyb bez podstatného zvýšení složitosti. Způsoby obsahují přenos stejného bitu vícekrát nebo interpretaci přenosů nízké kvality jako kladných zpráv pagingu, jak je popsáno níže.

- 18 • ΦΦΦ

Obr. 5 je vývojový diagram zpracování provedeného bezdrátovou koncovou stanicí 10 ve vyčkávacím režimu podle jednoho provedení vynálezu. Zpracování je přednostně provedeno použitím mikroprocesorového řadiče programovými instrukcemi uloženými v pamětí dalšími integrovanými obvody a systémy, které jsou v oboru dobře známy (nejsou ukázány). Zpracování začíná krokem 80 a v kroku 84 je určeno, zda nadešel vyhrazený slot pro rychlý paging, a pokud ne, tak je krok 82 proveden znovu.

• Φ Φ φφφφφ φ φ

I Φ Φ « | Φ φ « φ· ·· ovládaného spojené s

Pokud nadešel vyhrazený slot pro rychlý paging, bezdrátová koncová stanice 10 zpracuje v kroku 86 kanál rychlého pagingu. Přednostně je zpracování provedeno použitím podstatně menší skupiny obvodů zpracování signálu obsažené v bezdrátové koncové stanici než je skupina použitá ke zpracování zpráv úplného pagingu. Podle zpracování přenosu provedeného na kanálu rychlého pagingu ukázaného na obr. 4 obsahuje zpracování příjmu přednostně převod do nižšího pásma přijaté VF energie, zkrácení rozšiřujícím kódem PN a demodulaci vyhrazeným Walshovým kódem. Výsledná lehce rozhodnutelná data jsou zpracována přímo, aby se určila přenesená logická úroveň.

Znovu podle obr. 5 se na základě logické úrovně detekovaných dat v kroku 88 určuje, zda byla v kroku 86 přijata zpráva rychlého pagingu. Pokud byla objevena zpráva rychlého pagingu, zpracování pokračuje krokem 90, jak je popsáno níže. Pokud nebyla objevena zpráva rychlého pagingu, určí se dále v kroku 89, zda byla během zpracovávání kanálu rychlého pagingu přijatelná kvalita signálu. Pokud ano, bezdrátová koncová stanice 10 se vrátí ke kroku 82. Pokud nebyla kvalita signálu přijatelná, zpracování pokračuje krokem 90, jak je popsáno níže.

φ · φ φ φ φ· ·

ΦΦΦ · • φφφφ φ φ

Kvalita přijatého signálu může být určena řadou dobře známých způsobů včetně určování, kdy síla přijatého signálu přeneseného z vysílače 50 nedosahuje prahové hodnoty nebo určování, kdy odstup signálu od šumu zaváděcího kanálu nedosáhne předem určené prahové hodnoty. Čekáním na zprávu úplného pagingu, když je kvalita přijatého signálu nepřijatelná, se minimalizuje počet zpráv úplného pagingu promeškaných díky neobjevení zpráv rychlého pagingu plynoucího z nepřijatelné kvality signálu.

Pokud byla objevena zpráva rychlého pagingu nebo byla nepřijatelná kvalita přijatého signálu, bezdrátová koncová stanice 10 aktivuje v kroku 90 přídavné dekódovací obvody a v kroku 92 zpracuje kanál úplného pagingu během vyhrazeného slotu pro úplný paging s použitím aktivovaných obvodů. Doba mezi slotem pro rychlý paging a slotem pro úplný paging vyhrazená pro určitou koncovou stanici musí stačit k aktivaci přídavných dekódovacích obvodů v bezdrátové koncové stanici 10 po detekci zprávy rychlého pagingu, než nastane slot pro úplný paging.

V kroku 94 určí bezdrátová koncová stanice na základě adresy obsažené ve zprávě, zda byla tato zpráva úplného pagingu zpracována v kroku 92, určena pro ni, a pokud ne, přídavné dekódovací obvody v bezdrátové koncové stanici 10 se v kroku 82 deaktivují a krok 84 se provede znovu. Pokud byla zpráva úplného pagingu směrována bezdrátové koncové stanici 10, v bezdrátové koncové stanici začne krokem 96 zpracování odpovídající komunikace a krokem 98 vstoupí bezdrátová koncová stanice do aktivního režimu.

Obr. 7 je velmi zjednodušené blokové schéma bezdrátové • · ♦ *9 · • · ♦ ·

9 9 · «9 ·· koncové stanice 10 nastavené podle jednoho provedení vynálezu. Digitální demodulátor 302, blokový prokládač 304, mřížový dekodér 306 a řídící systém 308 jsou spojeny digitální sběrnicí a VF přijímač 300 je připojen k digitálnímu demodulátoru 302.

Během vyčkávacího režimu řídící systém periodicky aktivuje VF přijímač 300 a digitální demodulátor 302 pro zpracování zaváděcího kanálu a kanálu rychlého pagingu. VF přijímač 300 konvertuje do nižšího pásma a digitalizuje VF signály a digitální demodulátor 302 provádí po první dobu digitální demodulaci generováním lehce rozhodnutelných dat pro zpracovávané kanály. Řídící systém 308 prohlíží lehce rozhodnutelná data zaváděcího kanálu, aby určil kvalitu signálu, a prohlíží kanál rychlého pagingu, aby určil, zda byla přijata zpráva rychlého pagingu.

Pokud zpráva rychlého pagingu byla přijata nebo byl signál přijat v nízké kvalitě, řídící systém 308 aktivuje inverzní blokový prokládač 304 a mřížkový dekodér 306 a nastavený digitální demodulátor na začátek zpracování kanálu úplného pagingu, které nemá dobu delší, než je první doba. Řídící systém 308 potom sleduje v datech přijatáých kanálem úplného pagingu zprávu úplného pagingu určenou jemu a pokud žádnou neobjeví, seaktivuje inverzní blokový prokládač 304 a mřížkový dekodér 306 a pokračuje ve vyčkávacím režimu. Pokud objeví zprávu úplného pagingu, řídící systém 308 uvede bezdrátovou koncovou stanici do aktivního režimu, během kterého se přenáší odpovídající.

V dalším provedení vynálezu jsou kanál rychlého pagingu a kanál úplného pagingu zkombinovány na stejném kódovém kanálu. To znamená, že kanál rychlého pagingu a kanál úplného pagingu jsou modulovány stejným Walshovým kódem. V rámci stejného kódového kanálu jsou kanál rychlého pagingu a kanál úplného pagingu logicky rozlišeny předem určeným schématem rozdělení času. Například během zhruba 80 ms jsou přenášeny sloty pro rychlý paging, zatímco během dalších 80 ms jsou přenášeny sloty pro úplný paging podle předem určeného schématu přidělování slotů. Tato implementace o něco zjednodušuje zpracování příjmu a přenosu požadavkem pouze modulace a demodulace jediného kódového kanálu, ale vyžadovala by podstatnější změny stávajícího standardu IS-95 a je tedy méně slučitelná s existujícími bezdrátovými komunikačními systémy vyhovujícími IS-95.

Jak by mělo být zřejmé z výše uvedeného popisu, při pagingu používajícím zprávu rychlého pagingu s minimálním počtem bitů přenášenou přes minimálně zakódovaný kanál, umožňuje vynález bezdrátové koncové stanici nižší spotřebu energie při sledování zpráv pagingu během vyčkávacího režimu. Nižší spotřeba energie ve vyčkávacím režimu umožňuje bezdrátové koncové stanici vydržet s danou baterií déle v provozu, a tedy prodlužuje vyčkávací režim dané bezdrátové koncové stanice. Protože jsou bezdrátové koncové stanice používány zejména v mobilní telekomunikaci, je často potřeba pracovat delší dobu bez dobíjení nebo výměny baterie bezdrátové koncové stanice. Tedy ve snaze zvýšit pohodlnost a snížit pravděpodobnost promeškání zpráv pagingu vlivem vybití baterie je velice žádané zvýšení doby vyčkávacího režimu baterie dané velikosti.

Navíc, protože jsou zprávy rychlého pagingu přenášeny během velmi omezené doby, čekání na zprávu rychlého pagingu může být prováděno během aktivního režimu, když se vedle vyčkávacího režimu ještě zpracovává telefonní hovor nebo · · · • ··*· • · · • · · · • · · · ·· ♦· jiná komunikace. Takové čekání se může provádět krátkým přerušením zpracovávání provozního kanálu, aby se umožnilo zpracování kanálu rychlého pagingu během slotu rychlého pagingu. Jelikož je slot pro rychlý paging řádově 5 ms, většinou se nezmeškají ani neobjeví žádná ztracená data a často budou zachráněna použitím samoopravných kódů. Po přijetí zprávy rychlého pagingu, může být přijata zpráva úplného pagingu dalším přerušením zpracovávání provozního kanálu přenosem signalizační zprávy pro řadič základny, následovaným zpracováním kanálu úplného pagingu. Tedy schopnost přijímat zprávy pagingu během aktivního režimu je rozšířena použitím zde popsaného schématu pagingu se dvěma událostmi.

Byl tudíž popsán způsob podvojného kanálu a systém pro paging mobilních telefonů a jiných bezdrátových koncových stanic, který snižuje spotřebu energie během vyčkávacího režimu. Předchozí popis upřednostňovaných provedení je k dispozici proto, aby odborníci mohli vynález vyrobit nebo použít. Různé obměny těchto provedení se odborníkům snadno ozřejmí a obecné principy zde definované lze použít na jiná provedení bez použití vynalézavých schopností. Tento vynález nemá být tudíž omezen na zde ukázaná provedení, ale vyhovuje co neširšímu rozsahu odpovídajícímu zde uvedeným principům a novým znakům.

Zastupuje:

Dr. Pavel Zelený v.r.

juur. raveizeleny - 23 - ϊ Jí.:. · ϊ ί · · ; ;· advokát ·..· : ’··’ ^: ·· ·'

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob pro paging bezdrátové koncové stanice v bezdrátovém telekomunikačním systému, vyznačující se tím, že obsahuje:

přenos zprávy rychlého pagingu méně zakódovaným kanálem; a generování zprávy úplného pagingu více zakódovaným kanálem.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zpráva rychlého pagingu obsahuje méně informací než zpráva úplného pagingu.
3. Způsob podle nároku tím, že zpráva rychlého bezdrátové koncové stanice, úplného pagingu.

1 nebo 2, vyznačující se pagingu je pro upozornění aby začala zpracovávat zprávu
4. Způsob podle některého z nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že zpráva rychlého pagingu je tvořena jedním datovým bitem.
5. Způsob pro paging bezdrátové koncové stanice z množiny bezdrátových koncových stanic, vyznačující se tím, že obsahuje:

a) přenos zprávy rychlého pagingu směřované na podmnožinu množiny bezdrátových koncových stanic, která obsahuje bezdrátovou koncovou stanici; a

b) generování zprávy úplného pagingu identifikující bezdrátovou koncovou stanici.

09 78 960 • · · e ···· ♦

» » · ’ • I ♦ · I «* ·*
6. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že krok a) je tvořen krokem přenosu zprávy rychlého pagingu méně zakódovaným kanálem během časového slotu přiřazeného bezdrátové koncové stanici.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že krok b) je tvořen krokem přenosu zprávy úplného pagingu během druhého časového slotu přiřazeného bezdrátové koncové stanici, který nastává po prvním časovém slotu.
8. Způsob podle některého z nároků 5, 6 nebo 7, vyznačující se tím, že zpráva rychlého pagingu je přenesena méně zakódovaným kanálem a zpráva úplného pagingu je přenesena více zakódovaným kanálem.
9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že první kanál je založen přímou sekvenční modulací s kódem prvního kanálu a druhý kanál je založen přímou sekvenční modulací s kódem druhého kanálu.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že kód prvního kanálu je první Walshův kód a kód druhého kanálu je druhý Walshův kód.
11. Způsob podle kteréhokoli z nároků 5 až 10, vyznačující se tím, že zpráva rychlého pagingu má méně informací než zpráva úplného pagingu.
12. Způsob pro paging bezdrátové koncové stanice, ryznačující se tím, že obsahuje:

a) generování zprávy rychlého pagingu; a b} generování zprávy úplného pagingu, kde zpráva » • · · • · · ·« · • · * · » ····· · « · · ♦· ·

9 9 9 9 * • · · · ·· ·· rychlého pagingu obsahuje podstatně méně dat než zpráva úplného pagingu.
13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že zpráva rychlého pagingu je přenášena na méně zakódovaném kanálu a zpráva úplného pagingu je přenášena na více zakódovaném kanálu.
14. Způsob podle některého z nároků 12 nebo 13, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky:

konvolučního zakódování zprávy úplného pagingu; přímého rozšíření sekvence zprávy úplného pagingu; a přímé rozšíření sekvence zprávy rychlého pagingu.
15. Způsob podle některého z nároků 12, 13 nebo 14, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky:

přidání informací k detekci chyb ke zprávě úplného pagingu;

přímé rozšíření sekvence zprávy úplného pagingu; a přímé rozšíření sekvence zprávy rychlého pagingu.
16. Způsob podle některého z nároků 12, 13 nebo 14, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky:

prokládání zprávy úplného pagingu;

přímé rozšíření sekvence zprávy úplného pagingu; a přímé rozšíření sekvence zprávy rychlého pagingu.
17. Způsob podle kteréhokoli z nároků 12 až 16, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky přidávání časové prodlevy mezi okamžik, kdy je přenesena zpráva rychlého pagingu a okamžik, kdy je přenesena zpráva úplného pagingu.

• φ · * • · ·»·· • · í ·· · • φ * • φ φ φ φ φ φφ ·»
18. Způsob podle kteréhokoli z nároků 12 až 17, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky:

přijetí zprávy rychlého pagingu; aktivace obvodů zpracování signálu; a zpracování kanálu úplného pagingu za použití obvodů zpracování signálu.
19. Způsob podle nároku 18, vyznačující se tím, že obvody zpracování signálu jsou tvořeny podpůrným dekódovacím systémem.
20. Způsob podle některého z nároků 18 nebo 19, vyznačující se tím, že obvody zpracování signálu jsou tvořeny inverzním prokládačem.
21. Způsob podle některého z nároků 18, 19 nebo 20, vyznačující se tím, že obvody zpracování signálu obsahují obvod CRC kontroly.
22. Způsob podle kteréhokoli z nároků 12 až 21, vyznačující se tím, že zpráva rychlého pagingu je přenesena během slotu pro rychlý paging v kanálu pagingu a zpráva úplného pagingu je přenesena během slotu pro úplný paging v kanálu pagingu.
23. Způsob podle kteréhokoli z nároků 12 až 22, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky:

c) počítání slotu pro rychlý paging použitím první hashovací funkce na ID mobilu bezdrátové koncové stanice;

d) počítání slotu pro úplný paging použitím druhé hashovací funkce na ID mobilu, kde zpráva rychlého pagingu je přenesena během slotu pro rychlý paging a zpráva úplného pagingu je přenesena během » · * « • 9 «

• « • 9

I » 9 · * * »999 * · 9 • · » slotu pro úplný paging.
24. Způsob podle nároku 23, vyznačující se tím, že na ID mobilu je uplatněno XOR s funkcí systémového času.
25. Způsob podle některého z nároků 23 nebo 24, vyznačující se tím, že krok c) je proveden za použití první hashovací funkce na systémovém čase stejně jako na ID mobilu.
26. Způsob příjmu zprávy pagingu, vyznačující se tím, že obsahuje kroky:

a) sledování v kanálu rychlého pagingu zprávy rychlého pagingu; a

b) sledování kanálu úplného pagingu, když byla přijata zpráva rychlého pagingu.
27. Způsob podle nároku 26, vyznačující se tím, že trvání zprávy rychlého pagingu je kratší než zprávy úplného pagingu.
28. Způsob podle některého z nároků 26 nebo 27, vyznačující se tím, že kanál rychlého pagingu je méně zakódován než kanál úplného pagingu.
29. Způsob podle některého z nároků 26, 27 nebo 28, vyznačující se tím, že kanál úplného pagingu je modulačně zpracován kódem prvního kanálu a kanál rychlého pagingu je modulačně zpracován s kódem druhého kanálu.
30. Způsob podle nároku 29, vyznačující se tím, že zpráva rychlého pagingu je očekávána na kanálu pagingu během slotu pro rychlý paging a zpráva úplného pagingu je ♦ · • * ί i * * *

2 · ···· · · • » · · očekávána na kanálu pagingu během slotu pro úplný paging.
31. Způsob podle kteréhokoli z nároků 26 až 30, vyznačující se tím, že dále obsahuje kroky:

aktivace obvodů zpracování signálu, když byla přijata zpráva rychlého pagingu, kde krok b) je proveden s použitím obvodů zpracování signálu.
32. Zařízení pro paging bezdrátové koncové stanice v bezdrátovém telekomunikačním systému, vyznačující se tím, že zařízení obsahuje:

prostředky pro přenos zprávy rychlého pagingu méně zakódovaným kanálem; a prostředky pro generování zprávy úplného pagingu více zakódovaným kanálem.