СНИЖЕНИЕ МОЩНОСТИ В РАДИОТЕЛЕФОНЕ СОТОВОЙ СИСТЕМЫ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 1999 года по МПК H04B7/26 

Настоящее изобретение относится к области радиосвязи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к радиотелефонам аналоговой сотовой системы радиосвязи.

Аналоговая сотовая система радиотелефонной связи использует множество антенн, распределенных в некотором географическом регионе. Каждая антенна в типовом случае находится в центре ячейки сотовой системы, которая разделена на шесть секторов по 60^o. Каждый сектор имеет группу частот, сигналы на которых передаются с низким уровнем мощности для обеспечения связи с подвижными или портативными радиотелефонами, находящимися в пределах данного сектора. Когда радиотелефон перемещается из одного сектора в другой или из одной ячейки в другую, используемая частота автоматически переключается, обеспечивая соединение по телефонному вызову без прерываний. Это позволяет пользователю радиотелефона сохранять контакт с базовой станцией ячейки и тем самым с наземной системой телефонной связи в любое время, когда радиотелефон находится в пределах дальности действия сотовой системы радиотелефонной связи.

При функционировании сотовой системы радиотелефонной связи информационные сообщения непрерывно передаются между радиотелефоном и базовой станцией. Эти сообщения включают в себя команды запроса приемопередатчику радиотелефона изменить передаваемый уровень мощности, изменить распределение каналов, прекратить соединение по вызову или иные подобные запросы. Некоторые из этих сообщений передаются по прямому каналу от базовой станции к радиотелефону, а другие сообщения передаются по обратному каналу от радиотелефона к базовой станции.

Когда на радиотелефон подается питание и он входит в синхронизм с системой, не обрабатывая вызова, то считается, что он находится в режиме ожидания. В этом состоянии радиотелефон ожидает действий пользователя или команд базовой станции. В режиме ожидания радиотелефон непрерывно обрабатывает сообщения сигнализации, приходящие от базовой станции. Имеется три типа сообщений сигнализации: управляющие сообщения для подвижных станций, служебные сообщения непроизводительного характера и управляющие сообщения-заполнители. Эти типы сообщений подробно описаны во Временном Стандарте-95 Ассоциации телекоммуникационной промышленности и Ассоциации отраслей электронной промышленности (TIA/EIA IS-95).

Управляющее сообщение для подвижных станций передается в широковещательном режиме по прямому каналу на радиотелефоны. Если сообщение содержит идентификационный номер подвижного радиотелефона (MIN), в типовом случае номер телефона, то абонент радиотелефона знает, что данное сообщение предназначается для данного конкретного блока. Затем радиотелефон обрабатывает полученное сообщение, чтобы определить, какое действие необходимо предпринять. Формат управляющего сообщения для подвижных станций показан на фиг.2а и в. Различные поля этого управляющего сообщения подробно обсуждены в Разделе 3 Стандарта IS-95. Такое сообщение может состоять как из Слова 1 и Слова 2, так и в некоторых случаях только из Слова 1.

На фиг. 2a,в поле T₁T₂ Слова 2 представляет собой поле типа в представленном примере "10". Поле SCC указывает SAT-цветовой код. Поле MIN2 соответствует части кода зоны номера телефона (абонентского номера) радиотелефона. Поле EF является индикатором расширенного протокола. Поле LOCAL/MSG_TYPE представляет собой поле типа сообщения, ORDQ - поле классификатора команды, ORDER - поле команды и P - поле проверки четности.

Служебные сообщения передаются всем радиотелефонам в системе. Эти сообщения информируют радиотелефон о системных параметрах и изменениях в системных параметрах. Служебные сообщения передаются базовой станцией каждые 0,8 с. Системные параметры, однако, изменяются редко. Формат служебного сообщения представлен на фиг.3a и в. Различные поля этого сообщения подробно обсуждены в Разделе 3 Стандарта IS-95. Это сообщение состоит из двух слов.

Как показано на фиг. 3а,в, поле DCC представляет собой цифровой цветовой код, а поле SIDI - часть идентификации системы. Поле ЕР является индикатором возможности использования расширенного протокола, поле AUTH представляет собой поле поддержки процедуры аутентификации, поле PCI является полем поддержки двойного режима, поле NAWC указывает число дополнительных входящих слов и поле OHD является полем типа служебного сообщения.

Управляющие сообщения-заполнители передаются базовой станцией, когда никакие другие сообщения не передаются по прямому каналу управления. Эти сообщения могут быть введены между сообщениями, а также между блоками слов сообщения, состоящего из нескольких слов. Эти сообщения не используются радиотелефоном в режиме ожидания. Поэтому радиотелефону нет необходимости обрабатывать эти сообщения в режиме ожидания. Формат управляющего сообщения-заполнителя показан на фиг.4. Различные поля этого сообщения подробно обсуждены в Разделе 3 Стандарта IS-95.

На фиг. 4 поле CMAC представляет собой поле управления ослаблением подвижного блока. Поля SDCC1 и SDCC2 представляют собой дополнительные цифровые цветовые коды. Поле WFOM является полем ожидания служебного сообщения.

Радиотелефон, находящийся в режиме ожидания, должен обрабатывать каждое из этих сообщений при ожидании для того, чтобы иметь возможность определить, что полученное сообщение предназначается для этого конкретного блока или что полученное сообщение требует от радиотелефона выполнения какого-либо задания. Такая обработка требует осуществления обработки главным процессором радиотелефона, что приводит к расходованию ресурса батареи питания и к сокращению продолжительности времени резервного и рабочего состояний для батареи.

Задачей изобретения является создание способа обработки сообщений в телефоне, обеспечивающего более эффективную обработку сообщений сигнализации с точки зрения потребления энергии.

Указанный результат, согласно изобретению, достигается тем, что в способе обработки сообщений в радиотелефоне, содержащем процессор и фильтр, причем сообщения включают в себя сообщения первого типа и второго типа, имеющие поле идентификатора сообщения, и передаются базовой станцией, принимают радиотелефоном первое сообщение сигнализации от базовой станции, определяют с помощью фильтра тип принятого сообщения сигнализации в соответствии с полем идентификатора сообщения, если принятое сообщение сигнализации представляет собой сообщение второго типа, то пересылают принятое сообщение сигнализации в процессор, а если принятое сообщение сигнализации представляет собой сообщение первого типа, то игнорируют первое сообщение сигнализации.

Кроме того, в способе фильтрации сообщений сигнализации в радиотелефоне, содержащем процессор и фильтр и имеющем идентификационный номер, причем передаваемые базовой станцией сообщения включают в себя сообщения первого и второго типа, в частности обязательного и необязательного типа, имеющие поле идентификатора сообщения, а радиотелефон имеет множество режимов, включая режим перемещения по зонам обслуживания и режим ожидания, пeредают из процессора в фильтр информацию о множестве режимов, принимают радиотелефоном сообщение сигнализации, определяют с помощью фильтра тип принятого сообщения сигнализации в соответствии с полем идентификатора сообщения, если принятое сообщение сигнализации является сообщением необязательного типа, то игнорируют принятое сообщение сигнализации, если определено, что принятое сообщение сигнализации является сообщением обязательного типа, то фильтром осуществляют процедуру прерывания процессора, пересылают принятое сообщение сигнализации из фильтра в процессор и выполняют процессором операцию в ответ на принятое сообщение сигнализации, причем дополнительно процессором передают в фильтр идентификационный номер.

Указанный результат достигается также тем, что в способе фильтрации сообщений сигнализации в радиотелефоне, содержащем процессор и фильтр, причем передаваемые базовой станцией сообщения сигнализации включают в себя сообщения первого и второго типа, в частности сообщения обязательного и необязательного типа, имеющие поле идентификатора сообщения, радиотелефон имеет множество режимов, включая режим перемещения по зонам обслуживания и режим ожидания, а процессор имеет активный и неактивный режим, из процессора в фильтр передают информацию о множестве режимов, переводят процессор в неактивный режим, принимают радиотелефоном сообщение сигнализации, определяют с помощью фильтра тип принятого сообщения сигнализации в соответствии с полем идентификатора сообщения, если принятое сообщение сигнализации является сообщением необязательного типа, то игнорируют принятое сообщение сигнализации, если принятое сообщение сигнализации является сообщением обязательного типа, то с помощью фильтра переводят процессор в активный режим, пересылают принятое сообщение сигнализации из фильтра в процессор и выполняют процессором операцию в ответ на принятое сообщение сигнализации.

Кроме того, в способе фильтрации сообщений сигнализации в радиотелефоне, содержащем процессор и фильтр, причем передаваемые базовой станцией сообщения сигнализации включают в себя сообщения первого и второго типа, в частности сообщения обязательного типа и необязательного типа, имеющие поле идентификатора сообщения, радиотелефон имеет множество режимов, включая режим перемещения по зонам обслуживания и режим ожидания, а процессор имеет активный и неактивный режим, из процессора в фильтр передают информацию о множестве режимов, переводят процессор в неактивный режим, принимают радиотелефоном сообщение сигнализации, определяют с помощью фильтра тип принятого сообщения сигнализации в соответствии с полем идентификатора сообщения, если принятое сообщение сигнализации является сообщением необязательного типа, то игнорируют принятое сообщение сигнализации, если принятое сообщение сигнализации является сообщением обязательного типа, то с помощью фильтра переводят процессор в активный режим, блокируют фильтр процессором и выполняют процессором операцию в ответ на принятое сообщение сигнализации.

Изобретение поясняется на примерах осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - блок-схема последовательности операций способа фильтрации, соответствующего настоящему изобретению;
фиг.2а и в - формат типового управляющего сообщения для подвижной станции;
фиг. 3а и в - формат типового служебного сообщения;
фиг. 4 - формат типового управляющего сообщения-заполнителя.

Способ, соответствующий настоящему изобретению, иллюстрируется с помощью фиг. 1. Способ предусматривает фильтрацию приходящих сообщений, когда радиотелефон находится в режиме ожидания. За счет отфильтровывания сообщений, обычным образом обрабатываемых главным процессором радиотелефона, главный процессор может продолжать оставаться в своем неактивном состоянии, за счет чего обеспечивается экономия потребляемой мощности. Фильтр сигнализирует процессору только в случае сообщений, требующих его внимания.

Способ начинается с того, что главный процессор направляет фильтру информацию, относящуюся к идентификационному номеру радиотелефона (MIN), к состоянию в процессе перемещения (роумингу) и индикации включения/выключения режима ожидания. Состояние роуминга указывает на то, работает ли радиотелефон в своей исходной системе или он работает в другой системе.

В варианте осуществления изобретения информация, относящаяся к идентификационному номеру (MIN), может быть заменена или дополнена другой идентификационной информацией. Данный номер может включать Международный Идентификатор подвижной станции (IMSI), который в настоящее время вводится в Европе и планируется для последующих пересмотров стандартов аналоговых сотовых систем.

Для экономии ширины полосы в исходной системе, базовая станция может передавать на радиотелефон только MIN1, т.е. семизначный телефонный номер. Поскольку для фильтра известно, что радиотелефон работает в исходной системе и что система передает только MIN1, то фильтр должен обнаруживать только MIN1, но не MIN2, представляющий собой код зоны действия радиотелефона. Если радиотелефон перемещается из исходной зоны в другую зону, то базовая станция должна передавать как MIN1, так и MIN2, чтобы надлежащим образом идентифицировать радиотелефон. Поэтому в данном случае фильтр должен осуществлять поиск MIN2 в дополнение к MIN1.

Индикация включения/выключения режима ожидания обеспечивает радиотелефону информацию о том, когда радиотелефон находится в режиме ожидания. Если радиотелефон не находится в режиме ожидания, то главный процессор осуществляет обработку принимаемых сообщений. В этом случае фильтр не требуется. Если же радиотелефон находится в режиме ожидания, то главный процессор находится в режиме низкого потребления питающей мощности, и фильтр выполняет предварительную обработку принимаемых сообщений сигнализации.

Как показано на фиг. 1, при приеме сообщения фильтр сначала определяет тип сообщения. Это выполняется проверкой битов T₁T₂ слова. Если эти биты представляют собой двоичное число "00" (101), то сообщение определяется как управляющее сообщение для подвижной станции с передачей только Слова 1.

Если состояние роуминга показывает, что радиотелефон находится в процессе роуминга (102), то сообщение сигнализации не требуется передавать на обработку в процессор. В этом случае сообщение отбрасывается (103). Если состояние роуминга показывает, что радиотелефон не находится в процессе роуминга (102), то фильтр затем проверяет поле MIN1 (104). Если поле MIN1 не содержит номера радиотелефона, то принимается решение, что данное сообщение не предназначается для данного конкретного радиотелефона и отбрасывается (103). Если поле MIN1 согласуется с номером радиотелефона, то принимается решение, что сообщение предназначается для данного конкретного радиотелефона и оно направляется в процессор (106) для последующей обработки в соответствии с типом сообщения.

Если поле T₁T₂ представляет собой двоичное число "01" (110), то это означает, что базовая станция передала по прямому каналу управления управляющее сообщение для подвижных станций, содержащее два слова. В этом случае фильтр затем проверяет поле MIN1 (111) Слова 1 для нахождения соответствующего номера радиотелефона. Если содержимое поля MIN1 не согласуется с номером радиотелефона, то принимается решение, что это сообщение не предназначается для данного конкретного радиотелефона и поэтому оно отбрасывается (103).

Если поле MIN1 соответствует номеру радиотелефона, то фильтр ожидает следующего слова (112) в данной последовательности. Если следующее слово не содержит двоичного слова "10" в поле T₁T₁ (113), то слово проверяется в смысле возможности отнесения его к управляющему сообщению-заполнителю (135 и 140). Управляющее сообщение-заполнитель пропускается, пока не будет принято неуправляющее сообщение-заполнитель. Если проверяемое слово не является управляющим сообщением-заполнителем или вторым словом управляющего сообщения для подвижной станции, то это слово отбрасывается (103).

Если проверяемое слово является управляющим сообщением для подвижной станции, то проверяется поле MIN2 (114) для определения того, присутствует ли надлежащий код зоны. Если нет, то принимается решение, что сообщение не предназначается для данного конкретного радиотелефона и это сообщение отбрасывается (103). Если содержимое поля MIN2 согласуется с кодом зоны радиотелефона, то принимается решение, что сообщение предназначается для данного конкретного радиотелефона, и оно направляется в процессор для последующей обработки (106).

Если первоначально принятое сообщение содержит двоичное число "11" в поле Т₁Т₂ (120), то принимается решение, что данное слово является служебным сообщением. Затем фильтр проверяет поле OHD (121) принятого сообщения для определения типа служебного сообщения. Если поле OHD содержит двоичное число "110", то сообщение представляет собой служебное сообщение о параметрах системы. В этом случае сообщение передается на процессор для последующей обработки (106), поскольку это слово необходимо для обновления системных параметров. Если поле OHD содержит еще что-либо, то сообщение не представляет важности и поэтому отбрасывается (103).

Если поле Т₁Т₂ содержит двоичное число "10" (130), то сообщение представляет собой "несвоевременное" сообщение (не является первым словом сообщения) и поэтому не представляет важности для процессора. Это сообщение отбрасывается без дальнейшей обработки (130).

Для вышеописанного фильтра в случае, когда сообщение пересылается в процессор для последующей обработки, для перевода процессора в активное состояние может быть использована любая хорошо известная процедура прерывания, в том числе с использованием аппаратной шины прерывания с выхода фильтра к процессору для перевода последнего в активное состояние и считывания принятого сообщения.

Работа фильтра в соответствии с настоящим изобретением инициируется процессором после перевода его в состояние ожидания. При деблокировании фильтра он функционирует в соответствии с настоящим изобретением, как показано на фиг. 1. Когда фильтр сигнализирует процессору, что принято сообщение, требующее последующей обработки, то фильтр блокируется для обеспечения процессору возможности приема последующих слов. После того как процессор принял полное сообщение, он затем вновь активирует фильтр для продолжения процедуры обработки в соответствии с настоящим изобретением.

В предпочтительном варианте осуществления заявленного способа не обеспечивается фильтрация служебных сообщений, переданных от базовой станции. Фильтрация служебных сообщений требует более сложной процедуры. Служебные сообщения передаются при более низкой частоте передачи (0,8 с), чем частота регулярных слов (46,3 мс), так что экономия потребляемой мощности в случае фильтрации таких сообщений была бы пренебрежимо малой. В других вариантах осуществления изобретения может быть также предусмотрена фильтрация и служебных сообщений.

В одном из вариантов осуществления изобретения фильтр может хранить полное служебное сообщение и осуществлять сравнение входящих служебных сообщений с запомненными для определения необходимости передачи такого сообщения в процессор для последующей обработки.

Из описанного выше очевидно, что заявленный способ фильтрации значительно снижает время нахождения процессора в активном состоянии, когда радиотелефон находится в режиме ожидания. Путем определения типов принимаемых сообщений фильтр может обеспечить отбрасывание ненужных сообщений и передачу на процессор для последующей обработки сообщений, представляющих важность для данного радиотелефона. Поскольку процессор потребляет существенно больше питающей мощности, чем фильтр, то в результате обеспечивается экономия потребляемой мощности питания.

Фильтр, соответствующий настоящему изобретению, осуществляет предварительную обработку сообщений сигнализации, передаваемых базовой станцией, при нахождении радиотелефона в режиме ожидания. Радиотелефон передает в фильтр информацию о состоянии роуминга и состоянии ожидания и информацию идентификации радиотелефона. Затем фильтр принимает входящие сообщения сигнализации, в то время как процессор находится в неактивном режиме, обеспечивая экономию потребляемой мощности. Когда фильтр обнаруживает сообщение, требующее последующей обработки его процессором, фильтр осуществляет процедуру прерывания процессора для обеспечения обработки упомянутого сообщения. Техническим результатом является экономия энергии батареи питания. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ обработки сообщений в радиотелефоне, содержащем процессор и фильтр, причем сообщения включают в себя сообщения первого типа и второго типа, имеющие поле идентификатора сообщения, и передаются базовой станцией, при котором принимают радиотелефоном первое сообщение сигнализации от базовой станции, определяют с помощью фильтра тип первого сообщения сигнализации в соответствии с полем идентификатора сообщения принятого сообщения сигнализации, если первое сообщение сигнализации представляет собой сообщение второго типа, то пересылают первое сообщение сигнализации в процессор, отличающийся тем, что если первое сообщение сигнализации представляет собой сообщение первого типа, то игнорируют первое сообщение сигнализации. 2. Способ фильтрации сообщений сигнализации в радиотелефоне, содержащем процессор и фильтр и имеющем идентификационный номер, отличающийся тем, что сообщения сигнализации, передаваемые базовой станцией, включают в себя сообщения обязательного типа и сообщения необязательного типа, имеющие поле идентификатора сообщения, радиотелефон имеет множество режимов, включая режим перемещения по зонам обслуживания и режим ожидания, при этом передают из процессора в фильтр информацию о множестве режимов, принимают радиотелефоном сообщение сигнализации и определяют с помощью фильтра тип принятого сообщения сигнализации в соответствии с полем идентификатора сообщения, если определено, что принятое сообщение является сообщением необязательного типа, то игнорируют принятое сообщение сигнализации, если определено, что принятое сообщение сигнализации является сообщением обязательного типа, то фильтром осуществляют процедуру прерывания процессора, пересылают принятое сообщение сигнализации из фильтра в процессор и выполняют процессором операцию в ответ на принятое сообщение сигнализации. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно передают из процессора в фильтр упомянутый идентификационный номер. 4. Способ фильтрации сообщений сигнализации в радиотелефоне, содержащем процессор и фильтр, отличающийся тем, что сообщения сигнализации, передаваемые базовой станцией, включают в себя сообщения обязательного типа и сообщения необязательного типа, имеющие поле идентификатора сообщения, радиотелефон имеет множество режимов, включая режим перемещения по зонам обслуживания и режим ожидания, а процессор имеет неактивный режим и активный режим, при этом передают из процессора в фильтр информацию о множестве режимов, переводят процессор в неактивный режим, принимают радиотелефоном сообщение сигнализации и определяют с помощью фильтра тип принятого сообщения сигнализации в соответствии с полем идентификатора сообщения, если определено, что принятое сообщение является сообщением необязательного типа, то игнорируют принятое сообщение сигнализации, если определено, что принятое сообщение сигнализации является сообщением обязательного типа, то фильтром осуществляют перевод процессора в активный режим, пересылают принятое сообщение сигнализации из фильтра в процессор и выполняют процессором операцию в ответ на принятое сообщение сигнализации.