專利名稱：在便攜式數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中降低功耗的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信裝置。尤其涉及控制無線用戶站的掃描操作以限制對此無線用戶站供電的功率消耗和延長電池壽命。
本發(fā)明的背景技術(shù)被稱為“高級移動電話服務(wù)”(AMPS)的用戶移動無線雙工聲音傳輸?shù)慕M蜂窩系統(tǒng)采用FCC指定的載波頻率，其范圍為800～900MHz。車載蜂窩電話機以最高1瓦的功率發(fā)送話音信號至一給定網(wǎng)元內(nèi)的蜂窩基地臺。電池供電的手持式蜂窩話機利用最高1/4瓦的發(fā)送功率向一給定網(wǎng)元內(nèi)的蜂窩基地臺發(fā)送話音信號。
人類的模擬話音是高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)最先設(shè)計用于通信的信號。高級移動電話服務(wù)被優(yōu)化，得以在一給定信道的帶寬內(nèi)能傳送盡可能多的模擬話音信號。采用低功率移動話機、FM調(diào)制、和較高載波頻率范圍(800～900MHz)的蜂窩式電話的機動性能是通過基地臺的蜂窩狀配置來實現(xiàn)的。在當(dāng)用戶移動出當(dāng)前的網(wǎng)元區(qū)時，他的信號即傳送到下一網(wǎng)元側(cè)。這種蜂窩式的傳遞可能導(dǎo)致發(fā)送或接收中的暫時丟失。話音信號的暫時丟失是無關(guān)緊要的，因為用戶知道這里有信號丟失和話音信息可被再發(fā)送，然而對于數(shù)字數(shù)據(jù)發(fā)送，信號丟失即使是暫時的，也會產(chǎn)生特殊問題。話音信號發(fā)送中丟失的其它原因有信號強度降低，反射，瑞利衰減，和蜂窩盲點。
便攜式計算機的可利用性很自然引發(fā)了從遙遠地點進行無線發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)的希望。目前，高級移動電話服務(wù)話音蜂窩系統(tǒng)被用于以電路轉(zhuǎn)換的蜂窩式數(shù)據(jù)的形式通過高級移動電話服務(wù)載波信道發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)。原始(基帶)數(shù)字數(shù)據(jù)必須經(jīng)過變換以使之能通過模擬高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)發(fā)送和接收。高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€缺點在于，信道帶寬窄小和傳輸誤差限制了發(fā)送和接收數(shù)字數(shù)據(jù)的波特率。而且高級移動電話服務(wù)移動蜂窩系統(tǒng)的其它因素也可能造成原始數(shù)字數(shù)據(jù)的丟失。
因此，在集成組件中的話音和數(shù)據(jù)信號的有效無線通信一直很困難。而且也難以將高級移動電話服務(wù)話音傳輸特點與如數(shù)據(jù)傳輸、電子郵件、和雙工尋呼之類的應(yīng)用相結(jié)合，同時難以將能提供如無線傳真調(diào)制解調(diào)器那樣的電路轉(zhuǎn)換式蜂窩數(shù)據(jù)接口結(jié)合進一單個的手持電池操作式無線話機。這方面已部分地由CDPD系統(tǒng)1.1版本中描述的蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)系統(tǒng)(這里被結(jié)合應(yīng)用作為背景材料)，該發(fā)明的共同受讓人的美國專利申請第08/117,913(1993年9月8日提交)和第08/152,005號(1993年11月12日提交)專利申請中揭示的系統(tǒng)實現(xiàn)。CDPD通信系統(tǒng)共用于CDPD規(guī)范(CDPD規(guī)范被用作參考)1.1版本405節(jié)中所述分配到高級移動電話服務(wù)信道的相同載波頻率。
CDPD系統(tǒng)的典型基地臺或移動數(shù)字基地臺(MDBS1，在此如

圖1中所示)利用高級移動電話服務(wù)網(wǎng)元中的一信道來建立鏈路并與用戶的無線專用臺進行通信。MDBS可以利用服務(wù)提供者所提供的可利用的高級移動電話服務(wù)之外的其它頻率。無線專用臺(M-ES2)為一便攜式計算機，手機或者其它包含專用通信臺的便攜式電子裝置。MDBS用作為無線臺專用臺M-ES2的用戶和一有線線路、微波通信線路、衛(wèi)星通信線路、高級移動電話服務(wù)蜂窩通信線路、或其它CDPD鏈路(例如移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)MD-IS3和中介系統(tǒng)4、5、6)的服務(wù)提供者網(wǎng)絡(luò)之間的通信鏈路，以傳送數(shù)據(jù)到其它的無線專用臺、計算機網(wǎng)絡(luò)、或非移動式或固定終端用戶系統(tǒng)(F-ES7，8)。
CDPD網(wǎng)絡(luò)被設(shè)計作為現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)，如高級移動電話服務(wù)網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)的擴充運行。從移動用戶方面看，CDPD網(wǎng)絡(luò)僅僅是傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的無線移動式擴展。CDPD網(wǎng)絡(luò)共用現(xiàn)在高級移動電話服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的傳輸設(shè)施，并提供不沖擊高級移動電話服務(wù)服務(wù)的非侵入式包轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。事實上，CDPD網(wǎng)絡(luò)對高級移動電話服務(wù)網(wǎng)絡(luò)是完全透明的，它“不了解”CDPD功能。
CDPD系統(tǒng)采用根據(jù)數(shù)據(jù)包中所載的目標地址和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)布局的信息而由網(wǎng)絡(luò)個別地確定各數(shù)據(jù)包的路徑的無連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(CLNS)。M-ES2的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆职匦允沟迷S多CDPD用戶能共享公共信道，僅在他們有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才訪問信道，否則即讓其能由其它CDPD用戶應(yīng)用。系統(tǒng)的多路訪問性質(zhì)使得它能在一給定地區(qū)(一標準高級移動電話服務(wù)基地臺收發(fā)信機的發(fā)送范圍和區(qū)域)僅安裝有一個CDPD臺的條件下同時提供給許多用戶相當(dāng)大的CDPD覆蓋面積。
CDPD網(wǎng)絡(luò)的廣播通信線路接口部分由一組網(wǎng)元組成。一個網(wǎng)元以一固定的發(fā)射臺例如MDBS1的RF發(fā)射范圍之內(nèi)的地理邊界確定，它可以能接收的信號強度電平被移動用戶如M-ES2接收。支持此網(wǎng)元的發(fā)射機可被定位于網(wǎng)元的中央，通過全向輻射天線進行發(fā)射，或者將發(fā)射機定位于一網(wǎng)元的邊緣。并通過定向天線發(fā)射來覆蓋網(wǎng)元的僅一部分，稱之為一扇區(qū)。典型的結(jié)構(gòu)中，共同安裝有用于若干扇區(qū)的發(fā)射機。由一組網(wǎng)元作用的面積具有某些區(qū)域重疊，以使得一漫游無線用戶臺能以大致類似于高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)中的標準傳送的方式由一網(wǎng)元轉(zhuǎn)接到一鄰接網(wǎng)元的方式保持連續(xù)的服務(wù)。如果M-ES能由從一網(wǎng)元到另一網(wǎng)元的轉(zhuǎn)換保持連接的服務(wù)，就認為此二網(wǎng)元是相鄰接的。這種被稱之為網(wǎng)元轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換處理與正常高級移動電話服務(wù)傳送過程無關(guān)。圖1中，無線專用臺2與MDBS1間的接口(A)為由采用標準高級移動電話服務(wù)頻率的射頻頻率鏈路所構(gòu)成的“廣播接口”。MDBS1通過移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)(MD-IS)3連接到其它的移動數(shù)據(jù)基地臺。數(shù)個移動數(shù)據(jù)基地臺可受一單個移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)的控制。移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)通過如圖1中的4和5的中介系統(tǒng)相互連接。
中介系統(tǒng)由至少一個連接到不只一個子網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點組成(如中介系統(tǒng)MD-IS 3)。中介系統(tǒng)的主要作用是將數(shù)據(jù)由一子網(wǎng)絡(luò)傳送到另一個。移動數(shù)據(jù)MD-IS 3根據(jù)在MD-IS控制下的移動數(shù)據(jù)基地臺的范圍之內(nèi)的各無線專用臺的當(dāng)前地點的情況，確定數(shù)據(jù)包的路由。MD-IS是“覺察到”任一無線專用臺的地點的唯一網(wǎng)絡(luò)實體。但在某些情況下(如CDPD規(guī)范1.1版本所定義的)，某一移動數(shù)據(jù)基地臺將始終監(jiān)視特定無線專用臺的狀況。一CDPD專用移動網(wǎng)絡(luò)定位協(xié)義(MNLP)在各MD-IS之間操作(通過中介系統(tǒng))以便交換有關(guān)無線專用站的定位信息。
整個CDPD網(wǎng)絡(luò)由一具有與至少一個移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)3的接口的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)加以控制。利用一專用協(xié)議，可在適當(dāng)?shù)臈l件下將編程指令由NMS 10通過MD-IS 3發(fā)送給任意數(shù)量的移動數(shù)據(jù)基地臺。
這樣的編程指令可被用于傳送有用的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到MDBS，以及針對象維持信道隊列這樣的關(guān)鍵特點來組構(gòu)MDBS的操作。NMS還控制其它的CDPD系統(tǒng)特性，例如對尋呼消息的定時以符合M-ES手機的非固定的周期。CDPD的一個優(yōu)點是由NMS 10通過MD-IS 3，或者依靠到MDBS的直接連接，對移動數(shù)據(jù)基地臺提供操作指令的能力，如CDPD規(guī)范1.1版本，節(jié)402和403中所作的MDBS體系結(jié)構(gòu)說明中所概述的。
圖2說明圖1的CDPD網(wǎng)絡(luò)與一標準高級移動電話服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之間的比較。MDBS 1為高級移動電話服務(wù)基地臺21的CDPD等效體，兩者均用作為移動用戶的鏈路，2、2’和2”用于CDPD系統(tǒng)，22、22’和22”用于高級移動電話服務(wù)用戶。高級移動電話服務(wù)和CDPD二者的功能均能由相同的手機或終端系統(tǒng)設(shè)備控制。MDBS1最好以高級移動電話服務(wù)基地臺21定位，如后面更詳細說明的那樣。
作為對連接到它的CDPD移動數(shù)據(jù)基地臺的本地控制器，MD-IS 3通常相當(dāng)于用來控制多個高級移動電話服務(wù)基地臺21、21’、和21”的移動電話交換局(MTSO)23。在高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)中，MTSO 23可通過通信線路經(jīng)由專用的陸上通訊線路或通過公共電話交換網(wǎng)絡(luò)(PSTN)連接到各個不同的基地臺21、21’、和21”。同樣，MD-IS 3與由其控制的不同的移動數(shù)據(jù)基地臺1、1’、和1”之間也以相同方式進行連接。不過與高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)采用不同的信令協(xié)議。
與高級移動電話服務(wù)相比，CDPD的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)需求非常小。CDPD基地臺設(shè)備最好位于現(xiàn)存高級移動電話服務(wù)基地臺蜂窩設(shè)備的蜂窩載體的網(wǎng)元側(cè)。CDPD系統(tǒng)的多路訪問特性使得它能在一給定區(qū)域中僅裝置一臺CDPD無線設(shè)備的情況下同時對許多用戶提供相當(dāng)大的CDPD覆蓋面積。這種多路訪問是一移動終端系統(tǒng)僅在有數(shù)據(jù)要發(fā)送時才訪問CDPD信道的結(jié)果。
如果高級移動電話服務(wù)基地臺與MDBS被置于同一地點，二者可利用相同的RF設(shè)備。相反，為了共用RF通信鏈路，高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)的MTSO和CDPD系統(tǒng)的MD-IS則不必要置在一起。在高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)中，MTSO 23具有通過PSTN 24連接高級移動電話服務(wù)基地臺和移動臺到其它部分的責(zé)任。CDPD的中介系統(tǒng)4對應(yīng)于PSTN為高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用。象高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)那樣，為通過電話系統(tǒng)終端網(wǎng)絡(luò)28實現(xiàn)對遠地用戶或系統(tǒng)的呼叫，CDPD系統(tǒng)還必須利用公共電話交換網(wǎng)絡(luò)或另外的陸路通訊網(wǎng)絡(luò)。但為通過PSTN完成呼叫，CDPD系統(tǒng)采用與高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)所用不同的協(xié)議。
MDBS維持許多(最多到MDBS傳送能力)通過廣播通信線路接口的信道流，如由控制該MDBS的MD-IS所指定的。在需要時，例如當(dāng)在CDPD信道上對高級移動電話服務(wù)通信進行檢測時，MDBS指示所有的無線專用臺改變信道。各無線專用臺的終端流每次承載在一信道流上，通常是由移動用戶多半根據(jù)由有關(guān)為CDPD應(yīng)用的最佳信道的MDBS接收的數(shù)據(jù)所選定的。一給定網(wǎng)元中的來往業(yè)務(wù)(MDBS的終端流)承載在MDBS與MD-IS之間的單個DSO中繼線上。MDBS與MD-IS間通過此DSO中繼線的通信遵循標準格式，如T1。
在CDPD網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，數(shù)字數(shù)據(jù)在MDBS與M-ES間采用高斯最小位移鍵控(GMSK)調(diào)制傳送。自基地臺至無線專用臺M-ES的傳送是連續(xù)的。這些由無線專用臺M-ES到MDBS的傳送采用猝發(fā)方式，此時無線專用臺M-ES僅在它有數(shù)據(jù)要發(fā)送且信道未被其它移動無線專用臺占用時才訪問該信道。這使多個移動無線專用臺能共用一單個信道，而對于具有相對很小數(shù)據(jù)量的單歇性事務(wù)特點的數(shù)據(jù)傳送，與通過普通的電路轉(zhuǎn)換蜂窩式調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)字數(shù)據(jù)相比，能大大減少連接時間。
與普通蜂窩式調(diào)制解調(diào)器中所用的信號方案(它是根據(jù)必須在現(xiàn)有的話音信號系統(tǒng)的限制內(nèi)需要的運行所選擇的)不同，用于CDPD通信的GMSK調(diào)制技術(shù)是明確地針對為取得在蜂窩式信道中非常高的位傳輸率和良好的差錯性能兩者所選擇的。選擇調(diào)制不為先前存在的信號結(jié)構(gòu)所限這一事實使得CDPD系統(tǒng)與普通的蜂窩式調(diào)制解調(diào)器中的相比能在非常低的接收信號電平時獲得大得多的瞬時位速率。這就意味著，CDPD通信系統(tǒng)在許多信號質(zhì)量不能適應(yīng)良好的蜂窩調(diào)制解調(diào)性能的地區(qū)提供可靠的高速數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)前，通過CDPD傳送的原始(基帶)數(shù)字數(shù)據(jù)包括有電子郵件消息，數(shù)字傳真數(shù)據(jù)，或者其它的表明網(wǎng)絡(luò)連接以使文件可以象正連接到一局域網(wǎng)那樣傳送的數(shù)字數(shù)據(jù)。
移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)MD-IS 3為其服務(wù)區(qū)內(nèi)的所有訪問無線專用臺處理數(shù)據(jù)包路由。MD-IS進行二種服務(wù)保存各當(dāng)前寄存在一特定服務(wù)地點的M-ES信息庫的登記服務(wù)；和重新尋址服務(wù)，去封裝所傳送的數(shù)字包并確定它們?nèi)サ秸_網(wǎng)元的路由。服務(wù)中的MD-IS還為網(wǎng)絡(luò)支持服務(wù)應(yīng)用受理鑒別、授權(quán)、和統(tǒng)計服務(wù)。
CDPD通信系統(tǒng)可利用在蜂窩話音信道組合之外設(shè)置的并保留為CDPD應(yīng)用的專用信道運行。在此替代方案中，較典型的運行方式是，CDPD通信系統(tǒng)可以利用也可被高級移動電話服務(wù)通信采用的信道上的空閑時間。在此第二種情況下，移動數(shù)據(jù)基地臺可執(zhí)行“RF取樣”來確定可用信道和檢測當(dāng)前正用于CDPD通信中的信道上話音通信業(yè)務(wù)的起始。如果一高級移動電話服務(wù)蜂窩式單元開始在一為CDPD通信所占用的信道上傳送，CDPD單元即中止該信道上的傳送并轉(zhuǎn)換到另外的可用的信道(稱為“信道跳越”的處理)，或如果無其它信道可用，則中止傳送直至一信道可用于CDPD。
盡管CDPD系統(tǒng)共用現(xiàn)有的高級移動電話服務(wù)射頻信道，高級移動電話服務(wù)呼叫總被給予最先的優(yōu)先權(quán)，而且它們始終能搶占任何正被CDPD應(yīng)用中的信道。不過，蜂窩式服務(wù)提供者有可能選定專用于CDPD的一個或多個信道。在這種情況下，高級移動電話服務(wù)呼叫將永不能企圖搶先占用專用于CDPD的信道。
正常運行中，MDBS將執(zhí)行信道跳越來避開要為高級移動電話服務(wù)通信所用的信道。為這樣，MDBS執(zhí)行對高級移動電話服務(wù)信道的監(jiān)視器作業(yè)，并保存網(wǎng)元中可為CDPD應(yīng)用的各信道的狀態(tài)(被話音占用或未被應(yīng)用)表。MDBS根據(jù)準則(CDPD標準中未指定)的組合由表中未被應(yīng)用信道中選取供CDPD應(yīng)用的信道。這些可能要包括可能發(fā)生的以下情況信道將在最近的未來為許音系統(tǒng)所需要，對信道所發(fā)生的干擾量，CDPD通信可能對不同網(wǎng)元中的其它語音用戶或?qū)ζ渌葏^(qū)造成的干擾量，以及其它因素。MDBS傳送一所有可能供CDPD使用的信道(當(dāng)前有未被語音通信占用)的表給無線專用臺。MDBS如果確定另外的信道更合適的話，它可在信道被高級移動電話服務(wù)通信先占用之前執(zhí)行信道跳越。在這樣的情況下，MDBS發(fā)送一消息到無線專用臺，命令它們改變到所選擇的特殊信道，而后MDBS執(zhí)行跳越。這類跳越比意外的跳越要有秩序和有效得多，因為無線專用臺無需搜索下一信道。
如果現(xiàn)有CDPD信道為高級移動電話服務(wù)預(yù)先占用，MDBS由那些未被高級移動電話服務(wù)通信利用的信道中選擇另外的信道并立即向其跳越而無需通知無線專用臺(意外跳越)。而后無線專用臺確定CDPD信號不再出現(xiàn)在當(dāng)前信道上而且搜索表中的其它信道以確定CDPD通信已跳越到的信道(如果存在的話)。
CDPD具有易于與現(xiàn)有高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)接口和與其共用某些前端設(shè)備的能力。為利用種能力，MDBS必須具有實際與現(xiàn)有高級移動電話服務(wù)基地臺接口的能力。因而，MDBS應(yīng)當(dāng)很小、無障礙、并能不必中斷現(xiàn)有高級移動電話服務(wù)設(shè)備即可易于進行訪問。MDBS必須被組構(gòu)得能易于連接到正常與高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)共用的MDBS之外的設(shè)備。這種存在于高級移動電話服務(wù)基地臺中的外部設(shè)備包括天線系統(tǒng)，RF功率放大器(特別是能與現(xiàn)有高級移動電話服務(wù)共用的線性放大器)，RF多路耦合器，功率分離器，天線共用器，和可選設(shè)備。由于MDBS共享高級移動電話服務(wù)基地臺的環(huán)境，MDBS應(yīng)當(dāng)不對象環(huán)境控制和維護這樣的支持系統(tǒng)構(gòu)成太大的額外負擔(dān)。因此，MDBS必須緊湊和靈活，僅構(gòu)成執(zhí)行網(wǎng)元方所需的MDBS功能所需的部件。
圖3為一便攜通信終端手機100的方框圖。大體上此便攜通信終端類似于具有至少一個射頻收發(fā)信機的射頻組件102的通常的便攜式無線電話手機。射頻收發(fā)信機利用一主天線104來接收和發(fā)送被便攜終端所處理的各種形式的信號，例如高級移動電話服務(wù)數(shù)據(jù)(電路轉(zhuǎn)換蜂窩數(shù)據(jù))通信，高級移動電話服務(wù)話音通信，和CDPD通信。分集式天線106被用作為后備，以保證某些不利情況下的接收。電話式手機112被用來作高級移動電話服務(wù)話音通信。
便攜終端也可借助一連接到無線控制處理器108的數(shù)據(jù)/模擬訪問接口(DAA)而插入本地公用電話交換網(wǎng)絡(luò)(PSTN)。這一處理器連同控制處理器和調(diào)制解調(diào)器109共享便攜終端的各種控制功能，包括呼叫建立、高級協(xié)議、低級協(xié)議、功率調(diào)節(jié)、調(diào)制解調(diào)操作和與外部主計算機的數(shù)據(jù)傳送。為便于用戶應(yīng)用，主計算機可以是一個人機(PC)或家用數(shù)據(jù)助理設(shè)備(PDA)或者其它電子裝置。便攜終端的連接件是通常與PC外接插件結(jié)合應(yīng)用的標準型式。
圖3說明的便攜數(shù)據(jù)終端手機和無線專用臺可被組構(gòu)得以實現(xiàn)在圖4中表明和在美國專利申請第08/117,913號中描述的所有運行模式。圖4中200所指定的模式表示由便攜數(shù)據(jù)終端手機的操作人員或程序員選擇的菜單模式。二種模式(高級移動電話服務(wù)或CDPD)之一可由操作員利用手機上的鍵盤加以選擇。如果一主計算機正在將數(shù)據(jù)輸入進便攜終端(手機)100中，則可選擇被選定的模式或一預(yù)定的缺省設(shè)置作為數(shù)據(jù)傳送的部分。
系統(tǒng)最好通常處于低功率的睡眠模式。這種睡眠即靜止模式促成最小的功率消耗。通常，睡眠模式將每10～255秒被中斷一次，以檢查例如輸入的尋呼信號之類的消息。如果沒有收到任何消息，CDPD保持為空閑模式。CDPD可因接收到尋呼信號或者來自主計算機或手機用戶為啟動CDPD模式中的數(shù)據(jù)傳送的命令而成為激活狀態(tài)。保持在CDPD模式的優(yōu)點在于電池不致有沉重負擔(dān)，從而按照當(dāng)前的電池工藝，滿發(fā)送功率下的對話時間可長于1小時而同時監(jiān)視高級移動電話服務(wù)控制信道的等待時間可長于12小時。
睡眠模式過程被用來將手機置于睡眠模式，這被定義作為在數(shù)據(jù)鏈路建立過程(無線專用臺與移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)間的通信)期間，無線專用臺M-ES可能要求的可選操作模式。睡眠模式的目的是要有助于無線專用臺中儲備功率。睡眠模式的總體動行使M-ES能禁止或切斷其接收機和相關(guān)電路的電源。這一模式是CDPD運行的主要優(yōu)點。
睡眠模式過程在“多幀建立狀態(tài)”中運行。在此運行中，如果在由參數(shù)T203所規(guī)定的時間周期之后一特定無線專用臺M-ES與MDBS間的數(shù)據(jù)鏈路連接上無任何幀交換，此數(shù)據(jù)鏈路連接即可被置于手機的臨時設(shè)備標識符(臨時設(shè)備標識符)睡眠狀態(tài)。在此狀態(tài)期間，整個網(wǎng)絡(luò)均將不會傳送為該M-ES指定的信息。如果在進入睡眠狀態(tài)之后新的幀成為突出的并等待開始發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)就將以周期的間隔廣播一預(yù)定的消息。此消息含有一對信道數(shù)據(jù)未定的臨時設(shè)備標識符的表，無線專用臺預(yù)期會以周期間隔被喚醒，以確定來自它們的數(shù)據(jù)是否是未定的，并通知網(wǎng)絡(luò)它們愿意接收此未定的數(shù)據(jù)。通常，M-ES可在任何時間退出睡眠狀態(tài)。
參數(shù)T203表示在M-ES被期望進入CDPD睡眠模式之前容許數(shù)據(jù)鏈路連接上無幀交換的最大時間。在用戶/專用(M-ES)側(cè)，參數(shù)T203的定時按反向信道(自M-ES至MDBS)上的任何型式的數(shù)據(jù)鏈路層幀的傳送起動或再起動。在網(wǎng)絡(luò)側(cè)，對一特定M-ES的參數(shù)T203按CDPD信道上數(shù)據(jù)鏈路層幀(任何型式)的接收起動或再起動。如果參數(shù)T203的值失效，數(shù)據(jù)鏈路實體將進入臨時設(shè)備標識符睡眠狀態(tài)，并從用戶側(cè)發(fā)出這一狀態(tài)的標記。層管理實體可采取節(jié)能措施，例如斷開用戶無線接收機或其電路的其他非主要部分。
第二參數(shù)T204表示網(wǎng)絡(luò)側(cè)對一睡眠M-ES廣播未定數(shù)據(jù)的臨時設(shè)備標識符通報的時間間隔。對一信道流保持參數(shù)T204的單個定時操作，所有用戶側(cè)管理實體通過CDPD規(guī)范的403章6.8.8節(jié)中說明的臨時設(shè)備標識符通報過程顯現(xiàn)并同步到特定信道流T204。在網(wǎng)絡(luò)著手通報臨時設(shè)備標識符睡眠狀態(tài)中的M-ES的最大時間內(nèi)排隊的幀的數(shù)量與執(zhí)行過程相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)釋放數(shù)據(jù)鏈路連接并廢棄因之使臨時設(shè)備標識符睡眠通報過程中斷的所有被排列的幀。期圖通報未定網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)呐R時設(shè)備標識符睡眠狀態(tài)中的M-ES的最大次數(shù)被指定為系統(tǒng)參數(shù)N204。網(wǎng)絡(luò)正常地中止對來自M-ES沒有響應(yīng)的逐次的臨時設(shè)備標識符通報消息的包括作為參數(shù)N204的臨時設(shè)備標識符的臨時設(shè)備標識符睡眠通報過程。結(jié)果，M-ES將由CDPD系統(tǒng)撤消登記。
前述操作的完整說明見CDPD規(guī)范403章6.8節(jié)。M-ES和MD-IS的并行操作在圖5的流程中說明。二者識別M-ES特定用戶所作最后的CDPD通信已在何時進行。在這方面，M-ES與MD-IS雙方能相互同步。利用內(nèi)部時鐘，二單元跟蹤M-ES與MD-IS之間最近的CDPD通信過去之后的時間流逝，如步驟702中指明的。這樣，在按照CDPD規(guī)范這一部分的操作中，如果在一定時間長度(參數(shù)T203)內(nèi)沒有數(shù)據(jù)通過廣播通信線路在任一方向上發(fā)送，M-ES將進入睡眠模式而網(wǎng)絡(luò)將認為M-ES入睡，如步驟703所指明的。一旦M-ES進入睡眠模式，M-ES和MD-IS雙方中進行另一定時操作。
這一周期的總長度由前述的參數(shù)T204與N204的乘積確定。如果網(wǎng)絡(luò)有數(shù)據(jù)要傳送到被認為是睡眠中的M-ES，網(wǎng)絡(luò)將該M-ES的臨時設(shè)備標識符加到具有數(shù)據(jù)等待它們的一特定信道流上的睡眠單元表。不過，網(wǎng)絡(luò)將不發(fā)送該數(shù)據(jù)(步驟704)。當(dāng)每次幀被參數(shù)T204測量時，網(wǎng)絡(luò)將發(fā)送對一特定無線專用臺M-ES的臨時設(shè)備標識符標志，指示有數(shù)據(jù)在等待該無線專用臺。這樣，此無線專用臺在由T204所確定的時間幀期間的某時刻必須監(jiān)視CDPD信道，以便能確定是否有消息等待該無線專用臺。
具有等待消息的無線專用臺的表是在臨時設(shè)備標識符通報消息中在該信道流上向所有臺周期地廣播。這樣的通報間的時間由參數(shù)T204指定。這一參數(shù)確定在對此消息醒來之前期望M-ES睡眠的時間長度。當(dāng)M-ES醒來時，它等待直至接收到一通報消息。如果該M-ES的臨時設(shè)備標識符在此表上，它通報網(wǎng)絡(luò)它已準備好接收數(shù)據(jù)。如果一特定的M-ES的臨時設(shè)備標識符不在該表上，M-ES回到通常由參數(shù)T204指定的另一睡眠時間周期。如果對一臨時設(shè)備標識符已作多個連續(xù)通報(由參數(shù)N204指定)而沒有表明它已準備好接收數(shù)據(jù)的主體M-ES，網(wǎng)絡(luò)將認為此M-ES不再存在于CDPD系統(tǒng)上并丟棄對該M-ES待定中的數(shù)據(jù)，如步驟705所指明的。
如果此特定M-ES正在比參數(shù)N204與T204的乘積所包括的時間更長的時間內(nèi)處理正常的高級移動電話服務(wù)通信，則對該M-ES保存的數(shù)據(jù)被網(wǎng)元廢棄。這樣，CDPD通信即因高級移動電話服務(wù)通信的正常運行而丟失。從而，需要此專用臺M-ES維持與CDPD信道一致以足夠監(jiān)視其臨時設(shè)備標識符的長度。這要求喚醒狀態(tài)中的附加時間，結(jié)果是額外的電池消耗。
由于高級移動電話服務(wù)模式運行被認為具有超過CDPD模式運行的優(yōu)先級，因此手機最好花費其大部分時間監(jiān)視高級移動電話服務(wù)通信并且在CDPD模式上僅只需足以檢取無線專用臺的指定消息并免除去登記。運行無線專用臺M-ES的一種模式是保持以高級移動電話服務(wù)模式監(jiān)視高級移動電話服務(wù)控制信道，同時周期地中斷來查詢CDPD網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)高級移動電話服務(wù)模式中斷時，無線專用臺M-ES發(fā)送一查詢信號至CDPD網(wǎng)絡(luò)，以喚醒應(yīng)答和確定CDPD網(wǎng)絡(luò)上是否有任何數(shù)據(jù)在等待發(fā)送往該無線專用臺。在對來自CDPD網(wǎng)絡(luò)的返回消息應(yīng)答后等著聽一適當(dāng)時間長(通常為T203)之后，無線專用臺轉(zhuǎn)換模式并回到高級移動電話服務(wù)信道。這種轉(zhuǎn)變最好發(fā)生在任何當(dāng)無線專用臺處于CDPD模式時期可能丟失的任何有關(guān)高級移動電話服務(wù)頁面重新傳送之前。
前述運行的預(yù)期結(jié)果需要無線專用臺維持在相對高的功率狀態(tài)以便能接受前面提到的消息。因而，無線專用臺中的功率消耗將十分大，從而縮短電池的壽命。這是無線專用臺運行的關(guān)鍵因素。
為彌補這一缺點，必須使得無線專用臺要聽等其臨時設(shè)備標識符(TEI)、或由MD-IS或MDBS發(fā)送的為控制無線專用臺的任何其他控制消息的時間最少。
對無線專用臺為接受臨時設(shè)備標識符消息而必須保持為高功率狀態(tài)的時間起作用的一個重大因素是缺乏(在無線專用臺部分)對臨時設(shè)備標識符信號的廣播時間的可預(yù)測性。結(jié)果，無線專用臺必然會為等待臨時設(shè)備標識符的發(fā)送而在很長的通訊周期內(nèi)浪費時間和功率。這在為其他所需控制信號時也是如此。雖然臨時設(shè)備標識符信號的定時在移動數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(MDLP)層是規(guī)則的和可預(yù)測的，如蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)規(guī)范版本1.1的章3中說明的，但這樣的可預(yù)測性沒有轉(zhuǎn)換成蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)規(guī)范的章3中說明的媒體訪問控制(MAC)層。這是很關(guān)鍵的，因為正是MAC層最終控制MDBS與無線專用臺之間的定時。
對這種不確定性起作用的因素包括(i)通過處理元件的傳播延遲；(ii)回程網(wǎng)絡(luò)上的排隊延遲(等待延遲)；和(iii)基地臺處的排隊延遲。
雖然這些因素?zé)o法直接評估，但CDPD系統(tǒng)中的操作經(jīng)驗表明這些延遲產(chǎn)生的±3秒的不確定性。結(jié)果，無線專用臺必須對約60個信息組或消息流的幀的時間(這里每一信息組約為50msec)以及在臨時設(shè)備標識符出現(xiàn)時為處理適當(dāng)?shù)呐R時設(shè)備標識符通報所需的額外3個信息組的時間處于喚醒狀態(tài)。這在任何無線裝置的運行中均是一相當(dāng)長的時間，特別是考慮到在臨時設(shè)備標識符出現(xiàn)時僅需要3幀來處理適當(dāng)?shù)呐R時設(shè)備標識符通報。從而，傳統(tǒng)的高功率喚醒模式要求大于實際需要的2100％(63/3×100)的時間。
CDPD系統(tǒng)的傳統(tǒng)應(yīng)用中的另一個問題是，為接收除臨時設(shè)備標識符消息外的控制消息，無線專用臺需要額外的監(jiān)視。它們包括(i) 信道組構(gòu)消息，由該相臨網(wǎng)元所利用的信道提供為進行網(wǎng)元傳遞所需的信息；(ii) 信道識別消息，它提供定時信息、為控制MAC層的參數(shù)、和其他關(guān)于用戶作多路傳輸用的識別參數(shù)；(iii)信道訪問參數(shù)；(iv) 轉(zhuǎn)換信道消息，它用于控制用戶轉(zhuǎn)換到另一信道；和(v) 替換的服務(wù)提供者消息，它通知用戶其他可用的服務(wù)提供者。
通常，這些消息以擬正則的間隔分布，并在MDLP級有排隊延遲。還存在有MDBS的內(nèi)部傳播延遲。用于無線專用臺的額外監(jiān)視時間是必須的，因為在移動用戶臺進入一新的網(wǎng)元時為能進行網(wǎng)絡(luò)訪問就需要這些消息。這樣，無線專用臺就必須連續(xù)地監(jiān)聽在到它接收到所有上面提到的控制消息。一般所需時間長度約為5～10秒。因此，監(jiān)視這些控制消息所花費的時間遠遠長于為接收和處理控制消息所需的時間(一般的字塊約為50msec)。
為了能增加無線移動專用臺中電池的壽命，必須大大降低無線專用臺為接收臨時設(shè)備標識符和其他所需控制消息而必須監(jiān)視CDPD信道的時間。然而，主要問題在于上面提到的所有控制消息均為無線專用臺在CDPD模式中運行所需要的。
本發(fā)明概述本發(fā)明的第一個優(yōu)點是預(yù)測向CDPD系統(tǒng)傳輸控制消息所用時間的能力。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是借助在CDPD系統(tǒng)上運行的無線用戶臺減少處于睡眠模式的時間。
本發(fā)明的第三個優(yōu)點是在MAC層預(yù)測MDLP定時，并且在兩個協(xié)議層之間不提供本質(zhì)上的轉(zhuǎn)譯。
本發(fā)明的第四個優(yōu)點是增加監(jiān)視控制消息的可靠性。
本發(fā)明的這些優(yōu)點和其它優(yōu)點是借助在有與無線用戶臺通信的基地臺的無線通信系統(tǒng)中預(yù)測控制消息傳輸?shù)姆椒ê陀糜诠芾砘嘏_運行的控制器得以實現(xiàn)的。這種方法包括用第一定時數(shù)據(jù)給基地臺編程，將第二定時數(shù)據(jù)從控制器傳輸給基地臺。該方法包括從基地臺向各無線用戶臺播發(fā)第一和第二兩個定時數(shù)據(jù)的步驟。最后，無線用戶臺從第二定時數(shù)據(jù)指定的外部來源獲得第三定時數(shù)據(jù)，并且利用第一、第二、和第三定時數(shù)據(jù)預(yù)測向無線用戶臺播發(fā)控制消息的時間。
本發(fā)明的另一方面是一種在有與無線用戶臺通信的基地臺的無線通信系統(tǒng)中安排通信消息塊的方法和用于管理基地臺運行的控制器。這種方法包括用第一定時數(shù)據(jù)給基地臺編程的步驟，將第二定時數(shù)據(jù)從控制器傳輸給基地臺的步驟，和從基地臺向各無線用戶臺播發(fā)第一和第二兩個定時數(shù)據(jù)的步驟。無線用戶臺從第二定時數(shù)據(jù)指定的外部來源獲得第三定時數(shù)據(jù)，并且利用第一、第二、和第三定時數(shù)據(jù)以及從第二定時數(shù)據(jù)推演出來的第一參考幀預(yù)測向無線用戶臺播發(fā)控制消息的時間。確定用于當(dāng)前傳輸消息的第一消息長度，并用第一消息長度與借助預(yù)定的下一個參考幀的發(fā)生所確定的得到的第二消息長度進行比較。
本發(fā)明還有一個方面是在為了控制有關(guān)的無線用戶臺的睡眠周期而安排的通信系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的。這種系統(tǒng)包括至少一個用第一定時數(shù)據(jù)編程的基地臺，其中基地臺有用于將第一定時數(shù)據(jù)嵌入準備向各無線用戶臺播發(fā)的信道標識消息的裝置。該系統(tǒng)還包括用第二定時數(shù)據(jù)編程且備有用于按臨時設(shè)備標識符消息向基地臺傳輸?shù)诙〞r數(shù)據(jù)的裝置的系統(tǒng)控制器。無線用戶臺具有用于從第二定時數(shù)據(jù)指定的外部來源獲得第三定時數(shù)據(jù)和利用第一、第二、和第三定時數(shù)據(jù)以及從第二定時數(shù)據(jù)推演出來的第一參考幀預(yù)測基地臺播發(fā)的控制消息和時間的裝置。還有用于將無線用戶臺從睡眠模式調(diào)整到喚醒模式的裝置，以便僅僅在預(yù)測將要傳送控制消息時才監(jiān)視控制消息。
附圖的簡要說明圖1為一常規(guī)的CDPD系統(tǒng)的方框圖；圖2為CDPD系統(tǒng)相關(guān)到常規(guī)的高級移動電話服務(wù)系統(tǒng)的方框圖；圖3為便攜式無線電話手機的方框圖；圖4為MDBS體系結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5為說明無線專用臺與一相關(guān)的MD-IS間并行操作的流程圖；圖6是說明本發(fā)明的消息塊排列的示意圖。
圖7為說明采用圖6的數(shù)據(jù)配置的系統(tǒng)的操作程序的流程圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述圖6為說明根據(jù)本發(fā)明通過減少功率應(yīng)用促使電池壽命增加的消息塊配置的時間流圖。如利用大部分CDPD功能那樣，圖6中表明的定時配置是利用CDPD規(guī)范版本1.1的403節(jié)中說明的移動數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議(MDLP)在MD-IS中產(chǎn)生的。如先前討論的，在MDLP級的操作和時間調(diào)整由于在媒體訪問控制(MAC)級的變異而不足以實現(xiàn)滿意的可靠性(如CDPD規(guī)范版本1.1的節(jié)402中說明的)。從而采用下面描述的辦法來克服這一缺點。
本發(fā)明可應(yīng)用于CDPD系統(tǒng)的雙向?qū)ず糇凅w以及常規(guī)的方案。此雙向?qū)ず糇凅w基本上與標準的CDPD系統(tǒng)相同，但帶有許多改變來使得能進行雙向?qū)ず?，如下面所述。CDPD的雙向?qū)ず糇凅w象標準的CDPD系統(tǒng)那樣能與高級移動電話服務(wù)共用信道。但此雙向?qū)ず糇凅w并不限于共用高級移動電話服務(wù)信道，也能被用于高級移動電話服務(wù)波段范圍之外的專用信道。
在此雙向?qū)ず糇凅w的運行中，專用臺必須在它能啟動通常按CDPD規(guī)范節(jié)407中所規(guī)定執(zhí)行的登記過程之前取得信道識別消息。這一點由專用臺作不確定時間長的監(jiān)視來完成。而且，專用臺還必須如正常CDPD運行中那樣在完成網(wǎng)元轉(zhuǎn)移之后獲得通道識別消息(雖然在一定的環(huán)境下可在接收到信道識別消息之前在一新的信道上進行傳送)。這種獲取最好及時完成，以使得專用臺能采取步驟來防止MD-IS(圖1中的3)利用MDLP在以前的信道流上開始重新傳送。
還由于信道識別消息含有信號出現(xiàn)時間或當(dāng)前出現(xiàn)時間的分段長，在初始獲取后，專用臺必須利用信道識別消息來對RF網(wǎng)絡(luò)以及對正取得的網(wǎng)元提供出現(xiàn)時間結(jié)構(gòu)的定長。通常，臨時設(shè)備標識符數(shù)據(jù)通報消息在專用于臨時設(shè)備標識符通報消息定時的計數(shù)器(N210指定的)到期之后即開始在前向信道時隙的第一數(shù)據(jù)承載塊中傳送。所有的網(wǎng)元組構(gòu)、網(wǎng)元訪問參數(shù)、和替換標識符消息在各臨時設(shè)備標識符通報消息傳送后立即以前而提到的次序發(fā)送。如果需要，基地臺(圖1中的MDBS 1)可在信道訪問參數(shù)和替換服務(wù)標識符消息被發(fā)送前發(fā)送多路網(wǎng)元組構(gòu)消息。當(dāng)需要被轉(zhuǎn)換的信道消息時，它們即在臨時設(shè)備標識符通報消息之后和網(wǎng)元組構(gòu)消息之前立即發(fā)送。臨時設(shè)備標識符和其它控制消息的這種安排簡化本發(fā)明的一個方面，如下面說明的。
圖6中表明的定時配置使得不管MAC層排隊和定時中怎樣變化均能準確定時。這是通過使MAC層和無線專用臺預(yù)測整個消息流中臨時設(shè)備標識符和其它控制消息的位置來達到的。為產(chǎn)生這樣的可預(yù)測性，必須將通信消息流劃分為數(shù)個段60，如圖6中所示那樣。每一個的出現(xiàn)時間將具有一基準塊61以標識此出現(xiàn)時間的開始。這樣，消息流被分成為一系列的出現(xiàn)時間，例如60，每一個以基準塊61、61’、61”……開始。各出現(xiàn)時間最好由統(tǒng)一數(shù)量的塊來構(gòu)成。如下面說明的，出現(xiàn)時間的持續(xù)時間必須為數(shù)整的里德-所羅門塊(此里德-所羅門塊如CDPD規(guī)范中所定義的)。這一數(shù)量可由CDPD系統(tǒng)提供者根據(jù)通信量和其它系統(tǒng)要求加以調(diào)整。
正常情況下，MAC層不讀取MDLP實體的消息。因而，按照本發(fā)明，要確定一標準使MAC層識別對N個消息塊的每一出現(xiàn)時間60定義的基準幀61。各基準幀的位置被選擇以便與一外部時間標準，例如全球定位系統(tǒng)(GPS)相一致，當(dāng)然也可以采用其它定時標準。重要的是，無線專用臺能與這一定時標準協(xié)調(diào)動作移動進入喚醒模式來接收臨時設(shè)備標識符消息和任何其它必要的控制消息，而如果未發(fā)現(xiàn)針對該無線專用臺的臨時設(shè)備標識符消息，則立即回到睡眠模式。
為由無線專用臺與一標準進行協(xié)調(diào)的定時信息經(jīng)由信道標識消息幀66傳送到無線專用臺。此信道標識含有順序基準塊出現(xiàn)的日期。這一幀提供定時信息，用于控制MAC層的參數(shù)，和其它有關(guān)應(yīng)用中信道的識別參數(shù)，如CDPD規(guī)范版本1.1的節(jié)402中所說明的。
為了準確預(yù)測通信流中將出現(xiàn)的臨時設(shè)備標識符消息以及其它控制消息的時間，還必須確實知道相對基準塊1的主體消息的出現(xiàn)。根據(jù)在“啟動”(在無線專用臺最初以CDPD系統(tǒng)登記時)時組構(gòu)的一組參數(shù)，對MAC層和無線專用臺雙方來說，臨時設(shè)備標識符消息62和其它必須的控制消息63的定位是已知的。
為使本發(fā)明保持其必須的預(yù)測性能，本地定時標準或基準必須保持相對于外部絕對時間基準具有±20msec的準確度。如果MDBS不能保證本地時間基準在外部絕對基準±20msec的范圍內(nèi)，此移動數(shù)據(jù)基地臺一般將中止發(fā)送。
移動數(shù)據(jù)基地臺可采用二個來源作為外部絕對時間基準GPS接收器，或基于GPS基準的NTP時間服務(wù)器。如果后者被使用，必須采取一些步驟保證與NTP協(xié)議的兼容性，該協(xié)議提供20×10-12秒的精度并且參照1900零時(網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議，第3版，網(wǎng)絡(luò)工作組TP-RFC 305，或它的等價文件)。為了預(yù)測臨時設(shè)備標識符信息傳輸?shù)钠瘘c，有必要確定信號出現(xiàn)時間的持續(xù)時間(即圖6中的出現(xiàn)時間)和信號出現(xiàn)時間的起始時間。參數(shù)N212用于定義信號出現(xiàn)時間的持續(xù)時間。N212的值最好是預(yù)先確定的，并且由NMS指定。為預(yù)測臨時設(shè)備標識符消息傳送的開始，必須弄清一出現(xiàn)時間的持續(xù)時間(例如圖6的出現(xiàn)時間60)和此出現(xiàn)時間的起始時間。被指定為N212的參數(shù)用來定義出現(xiàn)時間的持續(xù)時間。N212的值最好由NMS預(yù)先規(guī)定和指派。同時也是基準塊(如基準塊61)的開始時間的出現(xiàn)時間的開始時間由基地臺通過計算自某一絕對起始基準(如1995零時)以來已發(fā)生的出現(xiàn)時間的數(shù)量來確定。出現(xiàn)時間的開始時間和持續(xù)時間兩者通過位于當(dāng)前被專用臺所接收的出現(xiàn)時間的末尾的信道標識消息專傳送給專用臺。
移動數(shù)據(jù)基地臺和專用臺最好可利用N212計數(shù)器與前向信道傳輸窗保持同步。N212計數(shù)器被設(shè)置到以8倍里德-所羅門塊時間為單位的前向傳輸窗的持續(xù)期間。前向信道傳輸幀的持續(xù)期間由NMS(圖1中的10)定義，并被送往移動數(shù)據(jù)基地臺。此參數(shù)也如前述通過信道標識消息被送到專用臺。移動數(shù)據(jù)基地臺傳輸窗必須與本地移動數(shù)據(jù)基地臺時鐘保持嚴格的時間校準。否則它就不能維持臨時設(shè)備標識符消息傳送的可預(yù)測性。
圖7說明CDPD系統(tǒng)和專用臺兩者的運行。在步驟711 MDBS進入聯(lián)機時，臨時設(shè)備標識符和其它控制消息的位置即被編程進移動數(shù)據(jù)基地臺(圖1中的MDBS 1)。在步驟712，CDPD系統(tǒng)(圖1中的MD-IS)發(fā)送應(yīng)發(fā)送的臨時設(shè)備標識符通報消息的準確的間隔。此第二定時數(shù)據(jù)被包含在由MD-IS發(fā)往MDBS的臨時設(shè)備標識符消息中。在步驟713，MDBS讀取臨時設(shè)備標識符消息以得到此第二定時數(shù)據(jù)。第一定時數(shù)據(jù)的信息(包括發(fā)送時間或段長度和控制消息定位數(shù)據(jù))被包含在信道標識消息66中，如步驟714所指明的)。(注第二定時數(shù)據(jù)在臨時設(shè)備標識符輔助消息中傳送到專用臺)。這一數(shù)據(jù)根據(jù)顯現(xiàn)在圖6的消息塊序列中的定時被廣播給專用臺(圖1中的M-ES 2)。
為用戶能取得要在一新網(wǎng)元之內(nèi)運行所需的全部控制消息以及臨時設(shè)備標識符定時數(shù)據(jù)，專用臺監(jiān)視喚醒模式中的CDPD信道直至接收到全部的控制消息(步驟720)。此專用臺在這一步驟中也與外部時間標準相協(xié)調(diào)。這一般將需要約5～10秒。一旦有關(guān)基準塊的定時標準和對此定時標準的臨時設(shè)備標識符消息已被一專用臺接收，此專用臺即可進入睡眠模式直至預(yù)測的臨時設(shè)備標識符消息傳送前大約一個信息組(塊)、即時間幀。盡管這一定時數(shù)據(jù)的收集需要連續(xù)地監(jiān)視，但不管用戶移動到哪一個網(wǎng)元，這僅需一次。由將緊隨臨時設(shè)備標識符消息后的所有其它控制消息加以組合所節(jié)省的時間約5秒。這是專用臺不必消耗在喚醒模式中的時間，而在專用臺的壽命時間上加上了電池壽命的可觀的保留。
專用臺(圖1中的M-ES 2)必須根據(jù)第一和第二定時數(shù)據(jù)以及來自外定時標準(如GPS)的輸入確定下一基準塊的到達時間(步驟721)。因此，即使專用臺已處于睡眠模式，它也必須隨基準塊61的出現(xiàn)同步地進入喚醒模式，如步驟722所指明的。在步驟723，專用臺通過檢測操作來確定指定到該專用臺的臨時設(shè)備標識符是否在廣播中。如果是，專用臺即在步驟724開始通信操作。但如果未檢測到指定到該專用臺的臨時設(shè)備標識符，則進行下一處理步驟(725)。這一步確定專用臺操作是否需要另外的控制消息。通常這樣的探測僅需進行一次，而是在專用臺最初以MDBS登記的時刻完成。但在一定的環(huán)境下，有可能專用臺需要重新取得某些控制消息。如存在有這樣的需要，如步驟726指出的，專用臺保持喚醒運行來監(jiān)視控制消息63。另一方面，如果不必再取得另外的控制消息，專用臺即可在收到臨時設(shè)備標識符消息62后立即移進睡眠模式，如步驟727所示。步驟721所說明的定時處理對下一段或長度與段60相同的出現(xiàn)時間預(yù)測下次的基準塊的出現(xiàn)。
一旦無線專用臺與一外部定時裝置取得一致而使得能了解基準塊61的精確傳送時間，無線專用臺將僅在這些所需的控制消息被發(fā)送的期間維持在喚醒模式以監(jiān)視臨時設(shè)備標識符消息的出現(xiàn)。然后如果沒有接收到針對這些無線專用臺的臨時設(shè)備標識符消息62，無線專用臺即立即返回睡眠模式。使這成為可能的基礎(chǔ)是這樣一個事實，即無線用戶臺已經(jīng)“知道”在臨時設(shè)備標識符息消發(fā)送期間準確的塊數(shù)。
這種可預(yù)測的控制消息塊的級別的另一優(yōu)點在于無線專用臺能接收到其它控制消息63(信道組構(gòu)，被轉(zhuǎn)換信道，替換服務(wù)提供者，等等)而不會在喚醒模式中過度損失時間。這在可預(yù)測的基礎(chǔ)上將所有的控制消息塊排列到一起來完成。如圖6中說明的，其它的控制消息63被排列在緊接臨時設(shè)備標識符消息之后。但也可對臨時設(shè)備標識符消息作其它排列。
信道標識消息66必然安置于不同位置。但因為本發(fā)明的精確的幀配置，這種定位可易于被MAC層和無線專用臺所預(yù)測。因為無線專用臺無需浪費時間在等待出現(xiàn)信道標識塊66的喚醒模式中。信道標識塊66的位置特別重要，因為定時信息(相對于外部時間標準)被包含在信道標識消息中。
為保持由本發(fā)明所得的可預(yù)測性，正常消息流64被控制以便保持段或出現(xiàn)時間長度60的均勻性。進行恒定的測量處理(步驟715)來測量當(dāng)前消息流塊64與下一基準塊61’之間的時間。在步驟717處，將此值與欲發(fā)送的消息長度(在步驟716量度)相比較。如果欲發(fā)送的消息大于現(xiàn)有段中剩余的時間，消息即被擱置并插入偽數(shù)據(jù)65直至在步驟718指明隨后來的信道標識幀66。在臨時設(shè)備標識符消息62’和其它控制消息63’發(fā)送之后，此消息再將在正常消息流64’中重新開始。另一方面，如果正常消息流64的剩余部分符合下一基準塊61’出現(xiàn)前存在的空間，則如步驟719指明的，執(zhí)行正常的消息流。這一實時操作對由MDBS 3處理的正常消息流的各部分進行。從而，任一被認為對段或出現(xiàn)時間如60中的剩余空間太長的正常的通信消息將被擱置并在下一段中重新發(fā)送。
本發(fā)明的一個變型提供指定到由特定MDBS服務(wù)的各專用臺的特殊塊或幀。這是通過MD-IS在專用臺進入睡眠模式之前發(fā)送給各專用臺一消息的方式來完成的。此消息包含對該用戶的臨時設(shè)備標識符消息的精確定位。因為在任何給定時刻，很大量的專用臺或?qū)ず魴C并不正在被尋呼，對一特定用戶的通報消息被插入有許多“假”值來填滿其它臨時設(shè)備標識符消息之間的空間。
雖然本發(fā)明已經(jīng)用實施例的方式做了陳述，但本發(fā)明并不受此限制。例如，本發(fā)明可以經(jīng)過修改，用于控制信號的其它排列方式，該排列方式不同于圖6描述的信息排列方式。因此，應(yīng)當(dāng)將本發(fā)明看成包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的各種方式、及其各種組態(tài)、改進型、變型、組合和等價方式。
權(quán)利要求
1.一種在無線通信系統(tǒng)中預(yù)測處理控制消息傳輸?shù)姆椒?，其中所述通信系統(tǒng)有用于與無線用戶臺通信的基地臺和管理所述基地臺運行的控制器，所述方法的特征在于包括下述步驟a)用第一定時數(shù)據(jù)為所述基地臺編程；b)將來自所述控制器的第二定時(數(shù)據(jù))傳送給所述基地臺；c)將所述第一和第二定時數(shù)據(jù)從所述基地臺發(fā)送給無線用戶臺；d)借助所述無線用戶臺獲得來自所述第二定時數(shù)據(jù)指定的外部源的第三定時數(shù)據(jù)，并且利用所述的第一、第二、和第三定時數(shù)據(jù)預(yù)測向所述的各無線用戶臺播發(fā)所述控制消息的時間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無線通信系統(tǒng)包括蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)(CDPD)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述無線通信系統(tǒng)進一步包括高級移動電話系統(tǒng)(AMPS)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)是在臨時設(shè)備標識符(TEI)消息中從所述控制器發(fā)送給所述基地臺的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述控制中心包括移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)(MD-IS)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述第一定時數(shù)據(jù)包括部分通信消息流的段長和所述控制消息相對所述段中的基準幀的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述控制消息幀包括臨時設(shè)備標識符的消息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)是在所述控制器處編程的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)利用媒體訪問控制(MAC)協(xié)議從基地臺播發(fā)給無線用戶臺。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)包括在基準幀與外部計時源之間的計時關(guān)系。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)是CDPD信道標識標準消息的一部分。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述外部時間標準包括全球定位系統(tǒng)(GPS)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中傳輸數(shù)據(jù)流被分成一系列所述段，每個所述段的長度是一致的。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述控制消息幀包括信道組態(tài)消息、信道訪問參數(shù)、網(wǎng)元組態(tài)消息、信道切換消息、和變更服務(wù)供應(yīng)商消息。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述臨時設(shè)備標識符消息安排在每個所述段中緊接著所述基準幀之后。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述其它控制消息安排在每個所述段中緊接著所述臨時設(shè)備標識符消息之后。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括下述步驟e)僅僅在預(yù)計控制消息被預(yù)測要發(fā)送的時候，將所述無線用戶臺從睡眠模式調(diào)整到喚醒模式，以便監(jiān)視所述控制消息。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述無線用戶臺還監(jiān)視與包含所述控制消息的諸幀分開的信道標識消息。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中有關(guān)所述信道標識消息定位的數(shù)據(jù)是在所述無線用戶臺登記加入CDPD系統(tǒng)時提供給所述無線用戶臺的。
20.一種在無線通信系統(tǒng)中排列通信消息塊的方法，其中所述通信系統(tǒng)有用于與無線用戶臺通信的基地臺和用于管理所述基地臺操作的控制器，所述方法包括下述步驟a)用第一定時數(shù)據(jù)給所述基地臺編程；b)將來自所述控制器第二定時數(shù)據(jù)傳送給所述基地臺；c)將所述第一和第二定時數(shù)據(jù)從所述基地臺播發(fā)給所述的各無線用戶臺；d)借助所述無線用戶臺從所述第二定時數(shù)據(jù)指定的外部源獲得第三定時數(shù)據(jù)，并且利用所述的第一、第二、和第三定時數(shù)據(jù)以及根據(jù)所述第二定時數(shù)據(jù)推演的第一基準幀預(yù)測何時向所述各無線用戶臺播發(fā)所述的各種控制消息；以及e)確定正在發(fā)送的消息的第一消息長度，并且將所述第一消息長度與根據(jù)后續(xù)基準幀出現(xiàn)的第二消息長度進行比較。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進一步包括f)在所述第一消息長度超過所述第二消息長度時中止所述當(dāng)前消息的傳輸。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，進一步包括g)在中止所述當(dāng)前消息的傳輸之后，傳送虛擬數(shù)據(jù)，直至所述的后續(xù)基準幀出現(xiàn)為止。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，進一步包括h)在傳輸后續(xù)的控制消息之后，在后續(xù)段中繼續(xù)傳送當(dāng)前消息。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，進一步包括i)將信道標識消息放在所述段的末端。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述無線通信系統(tǒng)包括蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述無線通信系統(tǒng)進一步包括高級移動電話系統(tǒng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一和第二定時數(shù)據(jù)從控制中心傳送給至少一個無線用戶臺。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其中所述控制中心包括移動數(shù)據(jù)中介系統(tǒng)。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述第一和第二定時數(shù)據(jù)包括通信消息流的段長和所述的控制消息相對所述第一基準幀的位置。
30. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述各種控制消息幀包括臨時設(shè)備標識符消息。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)從移動數(shù)據(jù)基地臺傳送給至少一個無線用戶臺。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)利用媒體訪問控制協(xié)議傳送。
33.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)包括基準塊與外部計時源之間的計時關(guān)系。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中所述第二定時數(shù)據(jù)是CDPD信道標識消息的一部分。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述外部時間標準包括全球定位系統(tǒng)。
36.一種用于控制與之相關(guān)的無線用戶臺的睡眠周期的通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)的特征在于包括a)至少一個用第一定時數(shù)據(jù)編程的基地臺，所述基地臺有用于將第一定時數(shù)據(jù)嵌入播發(fā)給所述無線用戶臺的信道標識消息的裝置；b)用第二定時數(shù)據(jù)編程的系統(tǒng)控制器，并且有用于將所述第二定時數(shù)據(jù)在臨時設(shè)備標識符消息中發(fā)送給所述基地臺的裝置；c)所述無線用戶臺有用于從第二定時數(shù)據(jù)指定的外部源獲得第三定時數(shù)據(jù)的裝置和利用第一、第二、和第三定時數(shù)據(jù)以及根據(jù)第二定時數(shù)據(jù)推演的第一基準幀預(yù)測所述的至少一個基地臺何時播發(fā)控制消息的裝置；以及d)所述無線用戶臺進一步包括用于僅僅在預(yù)計所述控制消息即將播發(fā)時將所述無線用戶臺從睡眠模式調(diào)整到喚醒模式，以便監(jiān)視所述控制消息的裝置。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中所述無線通信系統(tǒng)包括附近的蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)系統(tǒng)。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其中進一步包括e)用于確定正在傳輸?shù)南⒌牡谝幌⒍伍L的裝置，以及用于上將所述第一消息段長與根據(jù)后續(xù)基準幀的出現(xiàn)判斷的第二消息段長進行比較的裝置。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其中進一步包括f)用于在所述第一消息段長超過所述第二消息段長時中止傳輸所述當(dāng)前消息的裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中進一步包括g)用于在中止傳輸所述當(dāng)前消息之后傳輸虛擬數(shù)據(jù)直至所述后續(xù)基準幀出現(xiàn)為止的裝置。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中進一步包括h)用于在傳輸后續(xù)的控制消息之后在后續(xù)段中繼續(xù)傳輸?shù)乃霎?dāng)前消息的裝置。
全文摘要
根據(jù)外部計時標準,借助發(fā)送數(shù)據(jù),預(yù)測(721)在蜂窩式數(shù)字包數(shù)據(jù)(CDPD)系統(tǒng)中傳輸臨時設(shè)備標識符(TEI)消息(723)和其它控制消息(725)的時間安排,其中所述數(shù)據(jù)是關(guān)于外部計時標準與發(fā)送給無線用戶臺(714)的消息段中控制消息的位置之間關(guān)系的數(shù)據(jù)。為了保持可預(yù)測性,如果消息流比由基準幀和信道標識幀的布局規(guī)定的當(dāng)前消息段中的保留空間長,正常的消息流可能被中斷。
文檔編號H04B1/16GK1199528SQ96197180
公開日1998年11月18日 申請日期1996年9月24日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月25日
發(fā)明者卡爾·托馬斯·哈汀, 詹姆斯·E·潘特拉諾維奇, 杰弗里·莫芮茲·約翰遜, 庫馬·巴拉喬君 申請人:太平洋通訊科學(xué)有限公司