СПОСОБ ЭКОНОМИИ МОЩНОСТИ БАТАРЕЙКИ В СИСТЕМЕ СОТОВОЙ СВЯЗИ (ВАРИАНТЫ) И СОТОВАЯ СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ПРОДЛЕННЫМ СРОКОМ СЛУЖБЫ БАТАРЕЙКИ Российский патент 1999 года по МПК H04B7/26 

Настоящее изобретение относится в целом к сотовой радиосвязи и, более конкретно, к способу и устройству для максимального увеличения срока службы переносных сотовых радиотелефонов, применяемых в цифровых системах сотовой связи.

Сотовые системы связи хорошо известны. Аналоговые сотовые системы, такие как обозначенные сокращенно AMPS, ETACS, NMT-450 и NMT-900, были с успехом развернуты по всему миру. Не так давно были внедрены цифровые сотовые системы, такие как система, обозначенная IS-54B в Северной Америке и всеевропейская система GSM. Эти и другие системы описаны, например, в книге Balston, et al., Cellular Radio Systems (Белстон и др., Сотовые радиосистемы), опубликованной издательством Artech House, Norwood, MA., 1993.

В спецификации IS-54B, озаглавленной Cellular System Dual Mode Mobile Station Base Station Compatibility Standard (Стандарт на совместимость подвижной и главной станций двухрежимной сотовой системы, которую можно получить в Ассоциации индустрии телекоммуникаций по адресу: 2001 Пенсильвания Авеню, Н. В., Вашингтон, окр. Колумбия, 20006) предусмотрено увеличение пропускной способности системы за счет применения многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA) при одновременном сохранении совместимости с существующими аналоговыми системами. Подвижные станции, отвечающие требованиям спецификации IS-54B, способны функционировать как с новыми системами TDMA, так и с существующими аналоговыми системами AMPC. По тексту этой спецификации термины "подвижная станция", "сотовый телефон", "сотовый телефонный аппарат", "подвижной телефон и сотовый радиотелефон" используются как взаимозаменяемые для обозначения одного и того же устройства. Один из недостатков указанной спецификации заключается в том, что и цифровая, и аналоговая системы используют существующие аналоговые каналы управления AMPC. По этой причине возможности пригодных для применения TDMA подвижных станций ограничиваются старыми аналоговыми протоколами, не позволяя полностью использовать все особенности цифровой связи.

В настоящее время срок службы подвижных радиотелефонов ограничен сроком службы батареек режима ожидания, поскольку они должны постоянно проверять аналоговый канал управления на наличие сообщений персонального вызова, указывающих на поступление вызова, даже при наличии батареек большой емкости редко удается достичь времени ожидания, превышающего приблизительно 24 ч. В этом отношении от них резко отличаются приемники пейджинговой связи или "биперы", у которых за счет цикличности работы достигается срок службы приблизительно 100-200 часов от единственной "AA" батарейки. Необходимость продления срока службы батарейки в сотовых радиотелефонах становится из всего сказанного самоочевидной.

В недавнее время Ассоциации индустрии телекоммуникаций (TIA) был предложен цифровой канал управления (DCC). Спецификация на DCC обозначается как PN 3011-1 и PN 3011-2 и может быть получена в TIA по указанному выше адресу. После принятия DCC станет частью новой спецификации IS-54C. Спецификации PN 3011-1 и PN 3011-2 полностью включаются сюда в качестве аналогов.

Один из отличительных признаков DCC называют режимом кратких сообщений (SMS). При использовании SMS станет возможным посылать буквенно-цифровые сообщения на совместимые подвижные станции способом, сходным с тем, который применяется в настоящее время на пейджинговых приемниках. Этот отличительный признак открывает возможности для создания многих новых вариантов сотовой связи.

В отличие от передачи речевых сообщений, при которой сторона, посылающая вызов, ждет ответа от вызванной стороны, буквенно-цифровые сообщения не требуют немедленного ответа и могут храниться в запоминающем устройстве с последующей передачей на подвижную станцию через определенный период времени после их возникновения. Это позволяет применить на подвижном телефоне то, что далее обозначается как "исключительно пейджинговый режим" работы.

Исключительно пейджинговый режим работы подвижной станции позволит пользователю принимать сообщения SMS, но не принимать поступающие вызовы разговорного типа. Возможности отправки вызовов сохраняются, позволяя пользователю отправлять вызовы, не выходя из исключительно пейджингового режима. Исключительно пейджинговый режим дает пользователю много преимуществ, не последним из которых является значительное продление срока службы батарейки. Исключительно пейджинговый режим работы функционирует также как не создающий помех режим работы для деловых совещаний, позволяя пользователю подвижной станции отображать на экране поступающие вызовы. В отличие от известного пейджингового приемника со звуковой сигнализацией (т.е. "бипера") подвижный телефон сразу готов к отправке вызова отправителю сообщения.

Исходя из всего сказанного, целью настоящего изобретения является предложение способа увеличения срока службы батарейки в сотовом радиотелефоне с питанием от батарейки.

Кроме того, целью настоящего изобретения является применение в сотовом радиотелефоне исключительно пейджингового режима работы, что позволяет пользователю переносного радиотелефона принимать короткие сообщения, передаваемые с центральной станции сотовой связи.

Эти и другие цели, преимущества и особенности настоящего изобретения образуют способ экономии мощности батарейки в системе сотовой радиосвязи, включающей центральную станцию с управляющим сигналом центральной станции и подвижную станцию, настроенную на применение исключительно пейджингового режима работы, при котором подвижная станция периодически передает на центральную станцию первый сигнал, указывающий, что подвижная станция не может принимать сообщения с центральной станции. После передачи первого сигнала подвижная станция настраивается далее на отключение определенных схем в своей системе на заданный период времени и затем на автоматическое включение определенных схем после истечения заданного периода времени, и передачу на центральную станцию второго сигнала, указывающего, что подвижная станция готова к приему сообщений.

В другом варианте реализации первый и второй сигналы, передающиеся подвижной станцией, включают сообщения регистрации выключения и включения электропитания.

Еще в одном варианте реализации устройство подвижной станции позволяет пользователю устанавливать и отменять исключительно пейджинговый режим.

Еще один вариант реализации изобретения представляет собой систему сотовой связи, включающую подвижную станцию, настроенную на передачу на центральную станцию первого сигнала для извещения центральной станции о том, когда подвижная станция не может принимать сообщения. Подвижная станция включает контроллер, предназначенный для отключения определенных схем в подвижной станции на некоторый период времени и для автоматического повторного включения определенных схем после истечения указанного периода времени. Подвижная станция настроена далее на передачу после истечения некоторого периода времени второго сигнала для извещения центральной станции о том, что подвижная станция готова к приему сообщений. Подвижная станция настроена на повторение этой последовательности операций до тех пор, пока не будет переключена пользователем на работу в другом режиме. Контроллер приспособлен к тому, чтобы обеспечить работу других определенных не отключенных схем при пониженном расходе энергии с целью дополнительного продления срока службы батарейки. Заданный период времени можно отрегулировать для того, чтобы дополнительно увеличить срок службы батарейки.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается способ экономии мощности батарейки в системе сотовой радиосвязи, включающей центральную станцию с управляющим сигналом центральной станции, за счет передачи с подвижной станции на центральную станцию первого сигнала, указывающего, что подвижная станция не может принимать сообщения с центральной станции, отключения определенных схем подвижной станции на заданный период времени, автоматического повторного включения указанных определенных схем после истечения заданного периода времени, передачи с подвижной станции на центральную станцию второго сигнала, указывающего, что подвижная станция может принимать сообщения.

Эти и другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут вполне очевидны для любого специалиста в данной области из приведенного ниже описания, составленного со ссылками на чертежи, на которых одинаковыми цифровыми позициями обозначены одинаковые элементы.

На фиг. 1 показано схематическое изображение двух соединяющихся между собой сотовых систем; на фиг. 2A показана блок-схема, иллюстрирующая, каким образом сообщения SMS вводятся в сотовую систему; на фиг. 2B показана блок-схема, иллюстрирующая, каким образом сообщения SMS передаются на подвижную станцию; на фиг. 3 показано частичное схематическое изображение блок-схемы подвижной станции, иллюстрирующее элементы, имеющие отношение к настоящему изобретению; на фиг. 4A показано схематическое изображение восходящей и нисходящей линий связи DCC; на фиг. 4B показано схематическое изображение структуры цикла нисходящей линии связи DCC; на фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая способ, который используется в подвижной станции для отслеживания DCC; на фиг. 6A показана блок-схема, иллюстрирующая способ, который используется для перевода подвижной станции в исключительно пейджинговый режим работы; на фиг. 6B иллюстрируется пример радиотелефона, с указанием клавиш, которые требуются для перевода подвижной станции в исключительно пейджинговый режим работы; на фиг. 7 показана блок-схема, иллюстрирующая работу подвижной станции, действующей в исключительно пейджинговом режиме; на фиг. 8 показана временная диаграмма, иллюстрирующая работу подвижной станции, действующей в исключительно пейджинговом режиме.

В приведенном ниже описании, в целях разъяснения, но не ограничения объема изобретения, приведены конкретные детали, такие как конкретные схемы, компоненты схем, технические решения и т.п., предназначенные для того, чтобы обеспечить полное понимание изобретения. Однако любому специалисту в данной области техники должно быть ясно, что настоящее изобретение может быть осуществлено в других вариантах реализации, имеющих отличия по указанным конкретным деталям. В других примерах подробные описания хорошо известных способов, устройств и схем опущены, чтобы не затемнять описание настоящего изобретения ненужными деталями.

На фиг. 1 показана типичная сотовая сеть 100, демонстрирующая взаимосвязь двух региональных систем 101A и 101B. Показанные компоненты систем приведены в качестве примера и любому специалисту в данной области техники должно быть ясно, что не все сотовые системы ограничиваются или включают эти компоненты; возможны также и другие компоновки. Региональная система 101A включает, например, коммутатор подвижных телефонов (MTS 0) 107, соединенный с каждой из множества центральных станций 110 каналом связи 113. Центральная станция 110 обеспечивает радиосвязь 114 с каждой подвижной станцией 109. Пользователи стационарных телефонов 103 и пользователи информационных сетей 102 соединяются с коммутатором телефонной сети общего пользования (PSTN) 105 каналом связи 105. PSTN, в свою очередь, связан с MTSO 107 каналом связи 116. MTSO 107 соединен также с регистром приемного/исходного положения (VLR/HLR) 106 и узлом коммутации сообщений 104. Взаимосвязь между сетями 101A и 101B осуществляется между MTSO 107 через посредство канала связи IS-41, в данном случае радиорелейной линии 108, с использованием СВЧ-антенн 108A и 108B или, в другом варианте, через посредство междугородных линий телефонной связи общего пользования 117. Как можно видеть, возможно установление связи между пользователем стационарного телефонного аппарата 103 или пользователями информационной сети 102 и подвижными станциями 109. Когда полная взаимосвязь обеспечена в границах 101A или 101B, подвижная станция 109 считается находящейся в своей "домашней" системе. В случае соединения между собой систем 101A и 101B подвижная станция 109 считается "странствующей". Термины "домашняя система" и странствование" хорошо известны любому специалисту в данной области техники.

Как показано на фиг. 1, возможно установление связи между подвижными станциями 109 одной и той же системы или подвижными станциями различных систем. Аналогичным образом возможно установление связи между пользователем стационарного телефонного аппарата 103 или пользователем информационной сети 102 и подвижной станцией 109. Можно утверждать далее, что подвижная станция 109 может быть сотовым радиотелефоном, радиомодемом или персональным цифровым помощником (PDA).

Типичное выполнение процедуры SMS описано на блок-схеме на фиг. 2A. В одном случае, например, пользователь стационарного телефонного аппарата или вызывающий 103 пытается направить через посредство коммутаторов PSTN 105 и MTSO 107 вызов на подвижную станцию 109, как обозначено в блоке 201. Если подвижная станция 109 отвечает (т.е. отвечает на персональный вызов с одной из центральных станций 110), то в соответствии с известными способами производится соединение, как показано в блоке 203. С другой стороны, если подвижная станция 109 не отвечает, вызывающий 103 переводится через коммутатор MTSO 107 на узел коммутации сообщений 104, как обозначено в блоке 204.

Существует несколько путей, по которым сообщение в блоке 206 может быть принято узлом коммутации сообщений 104. Рекомендацию в блоке 205 может, в одном примере, давать человек-оператор, который отвечает на вызов и вводит сообщение через компьютер или пульт в узел коммутации сообщений 104. В другом примере пользователю рекомендуется, как показало в блоке 205, ввести сообщение через клавиатуру телефона способом, сходным с известными процедурами, которые применяются для того, чтобы оставить сообщение, предназначенное для передачи на пейджинговый приемник. Еще в одном примере пользователь может непосредственно передать сообщение с персонального цифрового помощника или персонального компьютера 105, и в этом случае рекомендацией в блоке 205 является тональность компьютера, сходная с сигнализацией о готовности к работе факса. Вне зависимости от используемого способа краткое буквенно-цифровое сообщение хранится в узле коммутации сообщений 104 для последующей передачи на подвижную станцию 109.

Описание того, каким образом хранящееся в запоминающем устройстве сообщение передается на подвижную станцию 109, показано на блок-схеме на фиг. 2B. Когда подвижная станция включается в первый раз или иным образом стремится вступить в контакт с системой, как будет описано более подробно ниже, подвижная станция 109 выполняет совмещение с системой согласно разделу 6.3.7 Спецификации PN 3011-1, как показано в блоке 209. Основываясь на информации, содержащейся в сигнале совмещения подвижной станции, система 101A, например, определяет, находится ли подвижная станция 109 в своей домашней системе 101A или же она странствует в системе 101B, как показано в блоке 210. Если подвижная станция находится в домашней системе 101A, сообщение SMS, хранящееся в узле коммутации сообщений 104 передается так, как показано в блоке 214, на подвижную станцию 109 через протоколы DCC, которые будут описаны ниже. Если, с другой стороны, подвижная станция 109 "странствует", например, в системе 101B, сообщение совмещения направляется в домашнюю систему 101A подвижной станции 109 через канал IS-41 108, как показано в блоке 212. После получения сообщения о совмещении узел коммутации сообщений 104 домашней системы 101A передает сообщение SMS, хранившееся до этого в системы странствования 101B через канал IS-41 108, как показано в блоке 213. При отсутствии в запоминающем устройстве сообщений SMS происходит передача извещения об этом. После получения сообщения SMS передаются через центральную станцию 110 на подвижную станцию 109 в соответствии со спецификацией DCC.

Полное и всестороннее описание DCC приведено в спецификациях PN 3011-1 и PN 3011-2, включенных ранее в данное описание в качестве аналогов. Ниже приведено сводное описание DCC в объеме, необходимом для того, чтобы прояснить действие настоящего изобретения.

DCC 420 состоит из логических каналов, показанных на фиг. 4A, которая составлена из фиг. 2 - 3 Спецификации 3011-1. Восходящих канал 414, идущий от подвижной станции 109 к центральной станции 110, состоит из канала произвольного доступа (RACH) 413. Нисходящий канал 415, идущий от центральной станции 110 к подвижной станции 109, состоит из канала контроля передачи (BCCH) 416 и канала коротких сообщений, персонального вызова и контроля доступа (SPACH) 407.

На фиг. 4B показана структура цикла нисходящей линии связи DCC 415 в соответствии со спецификацией PN 3011-1 Для того, чтобы обеспечить совместимость с существующим оборудованием, DCC использует современную структуру цикла IS-54B многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA). Цикл TDMA 400 определяется как три смежных временных интервала 401, 402 и 403. Как указано в IN-54B, подвижная станция будет принимать сигналы, передающиеся с центральной станции 110 на каждом заданном третьем интервале, например подвижная станция 109 может непрерывно отслеживать интервал 1 401 и интервал 4 401A, интервал 2 402 и интервал 5 402A, или иначе интервал 3 403 и интервал 6 403A. Поэтому в течение каждого цикла TDMA 400 приемник подвижной станции 303 (фиг. 3), который будет описан ниже, должен работать только в течение 1/3 всего времени.

Суперцикл DCC 408 определяют как ряд последовательных циклов TDMA 400. В примере, показанном на фиг. 4B, суперцикл 408 включает информацию, передающуюся последовательно на каждый третий интервал цикла IS-54B. В пределах суперцикла DCC 408 содержатся различные информационные интервалы FBCCH 404, EBCCH 405 и SBCCH 406 являются каналами управления передачей, передающими всю глобальную для всех подвижных станций. FBCCH 404, EBCCH 405 и SBCCH 406 могут распространяться на несколько интервалов, обозначенных точками в соседних интервалах суперцикла DCC 408. Более подробно FBCCH 404, EBCCH 405 и SBCCH 406 описаны в разделе 2,3.2 PN 3011-1.

В интервале 407 содержится информация, направляемая на определенные подвижные станции 109 и включающая канал управления персональным вызовом (PCH) 410, канал управления доступом (ARCH) 411 и канал управления режимом коротких сообщений (SMSCH) 412.

Два суперцикла DCC 408 скомпонованы последовательно в первичный и вторичный суперциклы, которые вместе известны как гиперцикл 409. Сообщения SMS могут быть развернуты в интервале SPACH 407 по нескольким гиперциклам.

Нормальное отслеживание нисходящего канала связи DCC 415 подвижной станцией 109 включает проверку, например, каждого интервала SPACH 407 в суперцикле DCC 408, как показано на фиг. 4B. Для отслеживания каждого интервала подвижная станция выполняет последовательность операций, показанных на блок-схеме на фиг. 5. Сначала подвижная станция 109 включает электропитание, как показано в блоке 501. Включение питания может быть осуществлено пользователем, переключившим подвижную станцию 109 из состояния полного отключения, или же может быть "пробуждением" из состояния, которое называют "состоянием глубокого сна", как будет более подробно описано ниже. После включения питания подвижная станция 109 сканирует, в соответствии с известными способами, определенную группу нисходящих каналов связи DCC 415 и синхронизирует свой приемник с одним из DCC 415, как показано в блоке 502. Будучи синхронизирована с DCC 415, подвижная станция 109 принимает и декодирует гиперцикл DCC 409, как показано в блоке 503. В интервале FBCCH 404 содержится информация, идентифицирующая интервал персонального вызова SPACH и метку класса персонального вызова, что будет более подробно описано ниже, для использования подвижной станцией 109. Как показано блоком 504, подвижная станция 109 передает через RACH 414 на центральную станцию 110 извещение о включении электропитания и получает от центральной станции 110 через нисходящий канал связи DCC 415 подтверждение о приеме этого извещения. Подтверждение может содержать дополнительную информацию с указанием для подвижной станции 109 отслеживать другой DCC 420 или иным образом заместить информацию FBCCH. В случае, если с центральной станции 110 получено подтверждение без инструкций, подвижная станция 109 принимает в блоке 505 класс персонального вызова, соответствующий метке класса персонального вызова в интервале FBCCH 404, принятой в блоке 503. Метка класса персонального вызова описана более подробно в разделе 4.5.5 спецификации PN 3011-1.

Существуют 8 классов персонального вызова, обозначенные позициями 1 - 8, которые указывают частоту, с которой подвижная станция 109 прослушивает интервал SPACH 407 на наличие сообщения SMS, как показано в блоке 506. Первая подвижная станция 109, отнесенная к классу персонального вызова 1, отслеживает один интервал SPACH 407 в каждом гиперцикле 409, вторая подвижная станция 109, отнесенная к классу персонального вызова 2, отслеживает один интервал SPACH 407 в каждом втором гиперцикле 409, третья подвижная станция 109, отнесенная к классу персонального вызова 3, отслеживает один интервал SPACH 407 в каждом третьем гиперцикле 409 и так далее. Например, при классе персонального вызова 8 подвижная станция 109 может отслеживать интервал SPACH 407 на наличие сообщений SMS только каждые 2 минуты. Эта процедура позволяет оператору системы распределять так называемые режимы ожидания. Эта процедура известна и более подробно описана в спецификациях PN 3011-1 и PN 3011-2.

Обратимся теперь к фиг. 3, на которой частично показана функциональная блок-схема подвижной станции 109. В течение интервала SPACH 407 питание должно подаваться на приемник 303, демодулятор 302, контроллер 304, синхрогенератор 305 и генератор развертки/автоматической подстройки частоты (AFC) 306. Генератором развертки 306 может быть управляемый температурой кварцевый генератор (TCXO). Однако между интервалами SPACH 407 требуется, чтобы питание поступало только на синхрогенератор 305 и генератор развертки/автоматической подстройки частоты 306, чтобы следить за тем, когда наступит следующий интервал SPACH 407. Однако, если следующий интервал SPACH 407 требуется правильно декодировать, любому специалисту в данной области должно быть очевидно, что точность синхронизации должна достигать периодов в пределах пары знаков. Для этого требуется точная работа синхрогенератора 305 и генератора развертки/автоматической подстройки частоты 306, при которой питание должно также подаваться на контроллер 304 для контроля работы синхрогенератора 305 и AFC 306. Во время интервалов между интервалами SPACH 407 синхрогенератор 305 и контроллер 304 могут работать при значительно пониженной интенсивности поступления команд и иметь пониженные потребности в электропитании. Однако для того, чтобы поддержать требующуюся точность синхронизации, генератор развертки/AFC 306 должен оставаться между интервалами SPACH 407 полностью активным. Необходимость сохранения полной активности генератора развертки/AFC 306 устанавливает нижний предел значения силы тока, потребляемой от батарейки 310 и ограничивает таким образом абсолютное значение срока службы батарейки.

Когда пользователь подвижной станции 109 хочет отправлять вызовы, не принимая при этом поступающих вызовов, он может просто отключить телефонный аппарат до того момента, когда сам решит послать вызов. Поступив таким образом, пользователь может максимально продлить срок службы батарейки 310, поскольку при отключенной подвижной станции 109 схемы, показанные на фиг. 3, потребляют мало или совсем не потребляют электропитания. Однако, если подвижная станция 109 отключена от питания, подвижная станция 109 не может принимать поступающие сообщения.

Если, с другой стороны, пользователь подвижной станции 109 желает посылать вызовы и в то же время принимать сообщения SMS, максимально продлевая при этом срок службы батарейки, пользователь подвижной станции 109 может предпочесть перевести свой телефон на работу в т.н. "исключительно пейджинговом режиме". Один из способов, которым пользователь может перевести подвижную станцию 109 в исключительно пейджинговый режим, описан на фиг. 6A. Любому специалисту в данной области должно быть понятно, что существует много способов для пользователя установить/выбрать работу сотового телефона в исключительно пейджинговом режиме. Пример, приведенный на фиг. 6A и 6B, остается, таким образом, только примером и не ограничивает объема изобретения. Сначала, как показано в блоке 601, производится обычное включение подвижной станции 109. Затем, как показано на фиг. 6B, пользователь последовательно нажимает на клавиатуре подвижной станции 109 функциональную клавишу 607, клавишу '1' 608 и в заключение клавишу '5' 609, как показано в блоках 602 - 603. Выполнение такой последовательности действий переключит подвижную станцию в исключительно пейджинговый режим. Повторение последовательности вернет подвижную станцию в обычный режим ожидания, при котором подвижная станция 109 отслеживает DCC в соответствии с присвоенным ей классом персонального вызова. Другой способ перевода подвижной станции 109 в исключительно пейджинговый режим требует от пользователя входа в режим меню и, используя клавиши со стрелками 610, обычно имеющиеся на подвижных станциях, пользователь может просмотреть существующие варианты, чтобы выбрать или отменить исключительный пейджинговый режим. Для подтверждения того, что подвижная станция 109 находится в исключительно пейджинговом режиме, на дисплее 606 подвижной станции 109 появится краткое сообщение, как показано в блоке 604. По истечении короткого периода времени дисплей 606 очистится до того момента, когда будет получено сообщение SMS.

На фиг. 7 описана работа подвижной станции 109 в исключительно пейджинговом режиме. Сразу после того, как подвижная станция 109 будет переведена в исключительно пейджинговый режим, как показано в блоке 701, при котором все схемы, не являющиеся необходимыми для работы подвижной станции 109 при нахождении в исключительно пейджинговом режиме, отключаются, как будет описано ниже. Это состояние обозначают как состояние "глубокого сна". Если возвратиться к фиг. 3, то в состоянии "глубокого сна" отключаются аналоговый декодер 301, демодулятор 302, приемник 303, аналоговый кодер 307, модулятор 308 и передающее устройство 309. Генератор развертки/AFC продолжает работать, однако на значительно пониженном уровне, поскольку можно допустить значительное смещение его точности. Синхрогенератор 305 также может оставаться включенным, но при чрезвычайно низком уровне активности, достаточном только для подсчета числа колебаний, генерируемых генератором развертки/AFC 306. В этом состоянии потребности подвижной станции 109 в электроэнергии чрезвычайно низки и поэтому потребление мощности от батарейки 310 значительно снижается.

После истечения определенного периода времени (например, 10 мин) или эквивалентно определенного количества колебаний синхрогенератор 305 переводит контроллер 304 на "пробуждение" и включает приемник 303, демодулятор 302 и повышает активность и, следовательно, точность генератора развертки/AFC 306. Для любого специалиста в данной области очевидно, что определенный период времени может быть задан или пользователем, или при изготовлении телефона. Контроллер 304 и синхрогенератор 305 также повышают уровень своей активности в достаточной степени для того, чтобы выполнять функции, необходимые для отслеживания DCC 415. Эта последовательность операций называется "пробуждение", как показано в блоке 702. И вновь подобно изображению на фиг. 5 подвижная станция начинает сканировать DCC 415 и синхронизировать свой приемник 303 с одним из суперциклов DCC 408, как показано в блоке 703. Как показано в блоке 704, подвижная станция 109 передает через RACH 413 на центральную станцию 110 регистрационное сообщение о включении с целью извещения через MTSO 107 узла коммутации сообщений 104 о том, что подвижная станция находится в активном состоянии и готова к приему сообщений SMS. Подвижная станция 109 начинает отслеживать интервал SPACH в соответствии со своим пейджинговым классом, как было описано выше, в поисках сообщений SMS, как показано в блоке 705. Если, как показано в блоке 706, через SPACH 407 показано отсутствие сообщений SMS, ожидающих передачи с центральной станции 110 и приема подвижной станцией 109, подвижная станция 109 передает через RACH 413 извещение об отключении питания или понижении интенсивности питания, как показано в блоке 707. Регистрационные сообщения о повышении интенсивности питания или включении питания и отключении питания или понижении интенсивности питания передаются с подвижной станции 109 на центральную станцию 110 через восходящий канал DCC 414 или RACH 413, как описано более подробно в спецификации PN 3011-1. Формат сообщения идентичен за исключением поля разряда, которое указывает, является ли регистрационное сообщение регистрацией повышения или понижения интенсивности питания. Сразу после завершения передачи подвижная станция 109 автоматически возвращается в состояние "глубокого сна" и отключает все не имеющие ключевого значения схемы, как было ранее описано и показано в блоке 708. Подвижная станция 109 остается в состоянии "глубокого сна" до повторного истечения заданного периода времени (например, 10 мин), после чего цикл повторяется. Это продолжается до тех пор, пока пользователь не выйдет из исключительно пейджингового режима, как описано выше.

Если, с другой стороны, в блоке 706 подвижная станция получит сообщение SMS с центральной станции 110, она принимает класс персонального вызова, установленный FBCCH 404 и постоянно отслеживает DCC 415 до тех пор, пока сообщение SMS не будет принято полностью, как показано в блоке 711. Сообщение SMS передается с центральной станции 110 на подвижную станцию 109 через последовательное возникновение SPACH 407 согласно известным протоколам DCC. После получения сообщения оно сохраняется электронными средствами в подвижной станции 109 для последующего считывания пользователем. В блоке 713 подвижная станция привлекает внимание пользователя визуальными, звуковыми или механическими (например, вибрация) средствами, указывающими на получение сообщения SMS. В этот момент пользователь может решить прочесть сообщение SMS. После выдачи сигнала пользователю и вне зависимости от того, просматривает ли пользователь сообщения или нет, подвижная станция возвращается в состояние ожидания через блок 707, как было описано выше.

На фиг. 8 показаны преимущества в области экономии энергии, которые обеспечивает настоящее изобретение. Отметим, что экономия энергии в равной мере относится к уменьшению силы электрического тока, поступившего от батарейки 310. Что касается фиг. 8, то относительное потребление тока подвижной станцией 109, мера потребления мощности и, соответственно, относительный срок службы батарейки откладываются на оси ординат 810. Время откладывается на оси абсцисс 811. В сочетании с блок-схемой на фиг. 7 будет описано значение графика на фиг. 8. После "пробуждения" в блоке 702 подвижная станция 109 начинает сканировать каналы управления, как показано на участке 802 графика. Во время сканирования канала требуется умеренное количество тока, как показано I_scan 807 на оси ординат. Как только приемник 303 синхронизируется с каналом управления 415, как показано в блоке 703, подвижная станция 109 передает извещение о включении, как показано в блоке 704. Во время фазы передачи 803 подвижная станция отбирает у батарейки 310 максимальное количество тока, как показано I_transmit 806. После передачи регистрационного сообщения о включении питания подвижная станция 109 периодически сканирует на участке 804 SPACH 407, чтобы выяснить, присутствуют ли какие-либо сообщения SMS, как показано в блоке 705. В связи с периодическим отслеживанием SPACH 407 потребности в электроэнергии I_receive 808 оказываются ниже, чем в том случае, когда приемник 303 периодически просматривает каналы управления, как на участке 802. После приема сообщений SMS, если это имеет место, подвижная станция 109 передает регистрационное сообщение понижения интенсивности питания, как показано в блоке 707. И в этом случае, поскольку подвижная станция 109 ведет передачу на участке 805, потребности в энергии I_transmit 806 высоки. После передачи регистрационного сообщения об отключении энергии подвижная станция переходит в состояние "глубокого сна", как показано в блоке 708. В течение этого интервала 801 питание поступает только на минимальное количество имеющих ключевое значение схем, а потребление мощности и тока I_idle 809 значительно уменьшается. Подвижная станция 109 остается в этом состоянии в течение определенного периода времени T_idle после чего процесс повторяется в блоке 702. При такой циклической работе среднее потребление электротока можно рассчитать следующим образом:

С помощью формулы 1 среднее количество тока, полученного от батарейки 310, I_laverage, может быть сопоставлено со средним количеством тока, полученным от батарейки 310 при непрерывном отслеживании DCC 415 так, как это делается в настоящее время. Для типичных подвижных станций среднее количество тока, отбираемого от батарейки 310 при непрерывном отслеживании DCC 415 составило, как оказалось, приблизительно 15 мА. При батарейке емкостью 500 мА-час время ожидания оказывается равным приблизительно 33 часам.

Типичные значения переменных из формулы 1 приведены ниже в таблице.

Подстановка этих значений в формулу 1 дает среднее количество тока I_laverage, равное 3,95 мА. Таким образом подвижная станция, на которой применяется настоящее изобретение, оборудованная такой же батарейкой емкостью 500 мА-час обеспечивает срок службы батарейки порядка 126 часов. Это означает значительное улучшение по сравнению с существующим уровнем и представляет собой заметное преимущество для пользователя цифрового радиотелефона, который желает отправлять, но временами не принимать, вызовы и использовать отличительные признаки SMS, имеющие место при DCC 415. Любому специалисту в данной области техники ясно, что срок службы батарейки можно значительно увеличить, продлив время ожидания на период более тех 10 минут, которые использованы в настоящем примере.

Пользователь пользуется преимуществами более длительного срока службы батарейки до того момента, когда пользователь выполняет действия, подтверждающие выход из исключительно пейджингового режима, например, путем повторения действий, показанных на фиг. 6A. Конечно, вызов по телефону может быть выполнен в любое время, в течение которого исключительно пейджинговый режим временно отменяется на период вызова.

В то время как настоящее изобретение описано для конкретной цифровой системы сотовой связи, специалисты в данной области должны признать, что настоящее изобретение применимо также к другим системам связи и что поэтому настоящее изобретение не ограничивается конкретными вариантами реализации, описанными и проиллюстрированными выше. Иные, кроме показанных и описанных, варианты реализации и адаптации, так же как и многочисленные варианты, модификации и эквивалентные компоновки, могут быть обоснованно предложены на основании предшествующего описания и чертежей без отклонения от существа и объема настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение детально описано здесь в отношении предпочтительных вариантов реализации, следует понимать, что приведенное описание служит только иллюстрацией и наглядным примером настоящего изобретения и предназначено просто для выполнения полного и обеспечивающего возможности описания изобретения. В соответствии с этим намечено, чтобы изобретение ограничивалось только сущностью и объемом прилагаемой формулы изобретения.

Предложены способ и устройство для продления срока службы батарейки в сотовом радиотелефоне. Сотовый радиотелефон настраивается на работу в исключительно пейджинговом режиме, при котором радиотелефон может получать краткие сообщения с центральной станции, обеспечивая продление срока службы батарейки за счет периодического перехода в состояние "глубокого сна". Центральная станция извещается радиотелефоном перед переходом радиотелефона в состояние "глубокого сна" о том, что радиотелефон не может принимать сообщений. После определенного периода времени радиотелефон "пробуждается", восстанавливает контакт с центральной станцией и извещает центральную станцию о том, что радиотелефон готов к приему сообщений. После приема любых сообщений радиотелефон повторяет процесс. Техническим результатом является увеличение срока службы батарейки. 4 с. и 18 з.п.ф-лы, 9 ил.

1. Способ экономии мощности батарейки в системе сотовой радиосвязи, включающей центральную станцию с управляющим сигналом центральной станции, отличающийся тем, что включает операции: (а) передачи с подвижной станции на центральную станцию первого сигнала, указывающего, что подвижная станция не может принимать сообщения с центральной станции; (б) отключения определенных схем подвижной станции на заданный период времени; (в) автоматического включения указанных определенных схем подвижной станции после истечения указанного заданного периода времени; (г) передачи с подвижной станции на центральную станцию второго сигнала, указывающего, что подвижная станция может принимать сообщения, и (д) повторения операций от (а) до (г). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные сообщения состоят из буквенно-цифровых данных. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подвижная станция является сотовым радиотелефоном с питанием от батарейки. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный заданный период устанавливается подвижной станцией. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый сигнал содержит регистрационное сообщение о понижении интенсивности питания. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второй сигнал содержит регистрационное сообщение о повышении интенсивности питания. 7. Способ экономии мощности батарейки в системе сотовой радиосвязи, включающей центральную станцию с управляющим сигналом центральной станции, отличающийся тем, что включает операции: (а) передачи с подвижной станции на центральную станцию первого сигнала, указывающего, что подвижная станция не может принимать сообщения с центральной станции; (б) отключения определенных схем подвижной станции на заданный период времени; (в) автоматического включения указанных определенных схем подвижной станции после истечения указанного заданного периода времени; (г) приема управляющего сигнала центральной станции и передачи с подвижной станции на центральную станцию второго сигнала, указывающего, что подвижная станция может принимать сообщения, причем управляющий сигнал центральной станции разделен на множество временных интервалов, и (д) повторения операций от (а) до (г). 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанные сообщения состоят из буквенно-цифровых данных. 9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что подвижная станция является сотовым радиотелефоном с питанием от батарейки. 10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанный заданный период устанавливается подвижной станцией. 11. Способ по п. 7, отличающийся тем, что первый сигнал содержит регистрационное сообщение о понижении интенсивности питания. 12. Способ по п. 7, отличающийся тем, что второй сигнал содержит регистрационное сообщение о повышении интенсивности питания. 13. Способ экономии мощности батарейки в системе сотовой радиосвязи, включающей центральную станцию с управляющим сигналом центральной станции, включающий операцию: (a) перевода подвижной станции в исключительно пейджинговый режим работы, отличающийся тем, что содержит операции; (б) передачи с подвижной станции на центральную станцию первого сигнала, указывающего, что подвижная станция не может принимать сообщения с центральной станции; (в) отключения определенных схем подвижной станции на заданный период времени; (г) автоматического включения указанных определенных схем подвижной станции после истечения указанного заданного периода времени; (д) приема подвижной станцией управляющего сигнала центральной станции и передачи с подвижной станции второго сигнала, указывающего, что подвижная станция может принимать сообщения, причем управляющий сигнал центральной станции разделен на множество временных интервалов; (е) передачи с центральной станции указанных сообщений на группу из множества временных интервалов управляющего сигнала центральной станции; (ж) отслеживания подвижной станцией этих сообщений на указанной группе из множества временных интервалов управляющего сигнала центральной станции, и (з) повторение операций от (б) до (ж) до тех пор, пока подвижная станция не будет выведена из исключительно пейджингового режима. 14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанные сообщения состоят из буквенно-цифровых данных. 15. Способ по п. 13, отличающийся тем, что подвижная станция является сотовым радиотелефоном с питанием от батарейки. 16. Способ по п.13, отличающийся тем, что исключительно пейджинговый режим работы снижает среднее потребление тока от батарейки. 17. Способ по п. 13, отличающийся тем, что указанный заданный период устанавливается подвижной станцией. 18. Способ по п. 13, отличающийся тем, что первый сигнал содержит регистрационное сообщение о понижении интенсивности питания. 19. Способ по п. 13, отличающийся тем, что второй сигнал содержит регистрационное сообщение о повышении интенсивности питания. 20. Сотовая система радиосвязи с продленным сроком службы батарейки, включающая подвижную станцию и контроллер, отличающаяся тем, что подвижная станция выполнена с возможностью настраивания на передачу первого сигнала на центральную станцию для оповещения центральной станции о том, что указанная подвижная станция не может принимать сообщение, а контроллер предназначен для отключения определенных схем в подвижной станции, после настройки, на заданный период времени для сохранения мощности батарейки и для повторного включения определенных схем после истечения указанного заданного периода времени, чтобы обеспечить передачу настроенной подвижной станцией второго сигнала на центральную станцию для извещения центральной станции о том, что подвижная станция может принимать сообщения, причем указанная подвижная станция передает другой первый сигнал после получения любых сообщений, причем указанный контроллер выключает и повторно включает определенные схемы и настроенная подвижная станция передает другой второй сигнал после получения любых сообщений, с регулярным повторением процедуры до тех пор, пока подвижная станция не будет переведена в другой режим работы. 21. Система по п. 20, отличающаяся тем, что контроллер обеспечивает перевод других определенных схем на работу с пониженной интенсивностью питания в течение заданного периода времени. 22. Система по п. 20, отличающаяся тем, что указанный заданный период времени может регулироваться.