РАДИОТЕЛЕФОН И СПОСОБ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ РАДИОТЕЛЕФОНА В ПРЕРЫВИСТОМ РЕЖИМЕ ПОИСКОВЫХ ВЫЗОВОВ Российский патент 2003 года по МПК H04Q7/18 

Изобретение направлено на снижение потребления мощности в портативных устройствах радиосвязи, таких как радиотелефоны. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу функционирования радиотелефона в прерывистом режиме поисковых вызовов в радиотелефонной системе множественного доступа с кодовым разделением каналов.

Предшествующий уровень техники
Прерывистый режим поисковых вызовов представляет собой некоторую форму режима прерывистого приема для мобильного устройства радиосвязи с батарейным питанием. Мобильное устройство радиосвязи проектируется для осуществления радиосвязи с использованием одной или более удаленных базовых станций в радиотелефонной системе. В прерывистом режиме поисковых вызовов, когда радиотелефон (также называемый мобильной станцией) находится в режиме ожидания (т. е. не участвует в вызове), радиотелефон не контролирует непрерывно канал поисковых вызовов (пейджинговый канал), а в общем случае остается в состоянии низкого уровня потребления мощности.

Прерывистый режим поисковых вызовов критичен с точки зрения срока службы батареи питания. Целью прерывистого режима работы является сокращение времени радиосвязи до минимума и снижение потребления мощности в максимально возможной степени на интервалах перерывов в работе. Находясь в состоянии ожидания, радиотелефон включается для работы только на интервалах, предварительно выделенных радиотелефонной системой, или для отработки некоторых других состояний, например, для осуществления пользовательского ввода.

При возвращении из неактивного состояния устройство радиосвязи должно повторно обнаруживать радиочастотный канал связи с базовой станцией в радиотелефонной системе. Обнаружение канала радиосвязи и другие операции, включая протокол связи для такой системы, определяются в технических требованиях на эфирный интерфейс. Примером таких технических требований является Временный Стандарт Ассоциации отраслей телекоммуникаций и Ассоциации отраслей электронной промышленности (TIA/EIA) IS-95 "Стандарт совместимости мобильной станции и базовой станции для двухрежимной широкополосной системы сотовой связи с расширенным спектром" (IS-95). Стандарт IS-95 определяет радиотелефонную систему множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) с непосредственным использованием последовательностей или систему МДКР.

Для повторного использования радиочастотного канала радиотелефон в системе МДКР должен быть синхронизирован с системным временем, причем такая синхронизация поддерживается базовыми станциями и сетевым контроллером в системе МДКР. Синхронизация для прямого канала (от базовой станции к мобильной станции) должна поддерживаться радиотелефоном для того, чтобы, когда появится выделенный временной интервал, устройство радиосвязи могло быстро перейти в рабочий режим, осуществить коррекции, связанные с неточностями синхронизации, и подготовиться к приему и обработке сигнала канала поисковых вызовов (пейджингового канала).

Синхронизация с прямым каналом связи предусматривает совмещение локально генерируемых псевдослучайных шумовых последовательностей с псевдослучайными шумовыми последовательностями, передаваемыми базовой станцией по каналу пилот-сигнала. Передаваемые последовательности включают "короткие псевдошумовые последовательности", которые повторяются каждые 26-2/3 мс, и "длинные псевдошумовые последовательности", которые повторяются один раз в каждые 41 сутки. Радиотелефон содержит генераторы последовательностей, которые генерируют короткие псевдошумовые последовательности и длинные псевдошумовые последовательности, идентичные тем, которые используются базовой станцией. Радиотелефон использует поисковый приемник или иной механизм для обеспечения совмещения короткой псевдошумовой последовательности с последовательностями, принимаемыми от базовой станции. Как только канал пилот-сигнала обнаружен, радиотелефон обнаруживает канал синхронизации и пейджинговый канал. Затем радиотелефон имеет возможность корректно демодулировать каналы графика и устанавливать дуплексный канал связи с базовой станцией.

При включении в рабочее состояние после интервала времени нерабочего состояния, радиотелефон должен синхронизироваться с длинной псевдошумовой последовательностью и с короткой псевдошумовой последовательностью. Короткая псевдошумовая последовательность и границы кадра повторяются с обоснованно выбранной частотой в системе, соответствующей стандарту IS-95. Границы кадра появляются соответственно границе развертки каждой третьей псевдошумовой последовательности. Граница развертки псевдошумовой последовательности определяется, когда короткая псевдошумовая последовательность разворачивается относительно ее исходного значения. В мобильной станции короткая псевдошумовая последовательность и длинная псевдошумовая последовательность генерируются с использованием линейного генератора последовательностей. Линейные генераторы последовательностей описываются полиномами и реализуются с использованием сдвиговых регистров и логических схем Исключающее ИЛИ. Поскольку короткая псевдошумовая последовательность повторяется один раз на каждые 26-2/3 мс, то при возникновении нерабочего состояния линейный генератор последовательностей может быть остановлен на любом конкретном значении фазы в последовательности, пока фаза не будет коррелирована с фазой псевдошумового сигнала системы. Затем линейный генератор короткой псевдощумовой последовательности повторно запускается, синхронно с синхросигналом системы.

Длинная псевдошумовая последовательность, однако, повторяется только на каждые 41 сутки. Было бы непрактичным остановить генератор длинной псевдошумовой последовательности радиотелефона (например, когда наступает момент перехода в нерабочее состояние), и затем быстро тактировать его для захвата длинной псевдошумовой последовательности системы, когда наступает момент перехода в рабочее состояние.

Поскольку короткая псевдошумовая последовательность и длинная псевдошумовая последовательность, передаваемые системой, изменяются во времени предсказуемым образом, вхождение в синхронизм с псевдошумовыми последовательностями требует, чтобы в течение нерабочего состояния (состояния бездействия) в мобильной станции поддерживался точный опорный сигнал времени. Соответствующие псевдошумовые последовательности могут быть определены для коррелирования с системными псевдошумовыми последовательностями после выхода из состояния бездействия. Однако поддержание высокоточного временного эталона требует относительно высокого расхода мощности, что несовместимо с требованиями низкого потребления энергии в состоянии бездействия.

В дополнение к выходу из состояния бездействия в течение назначенных временных интервалов, радиотелефон также должен приводиться в действующее состояние для обработки или ответа на другие события, происходящие асинхронно в устройстве радиосвязи. Примером такого события является пользовательский ввод, например нажатие клавиш на клавишной панели радиотелефона. Ответ на такой ввод должен осуществляться с высоким быстродействием, без ощутимой задержки для пользователя.

Соответственно существует потребность в способе и устройстве для управления вводом в прерывистый режим поисковых вызовов и выходом из такого режима в мобильной станции, например в радиотелефоне. Также имеется потребность в способе и устройстве с низким потреблением мощности для поддержания точного времени в мобильной станции, такой как радиотелефон.

Краткое описание чертежей
Признаки настоящего изобретения, характеризующие его новизну, детально изложены в формуле изобретения. Собственно изобретение, его дополнительные задачи и преимущества поясняются в нижеследующем описании, иллюстрируемом чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы и на которых представлено следующее:
фиг.1 - блок-схема радиотелефонной системы;
фиг.2 - блок-схема части радиотелефона по фиг.1;
фиг. 3А и 3В - блок-схемы последовательности операций, иллюстрирующие работу радиотелефона по фиг.1;
фиг.4А и 4В - временные диаграммы для радиотелефона по фиг.1;
фиг. 5 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая работу радиотелефона по фиг.1.

Детальное описание предпочтительного варианта осуществления
Как показано на фиг.1, радиотелефонная система 100 содержит множество базовых станций, таких как базовая станция 102, выполненная с возможностью осуществления радиосвязи с одной или более мобильных станций, включая радиотелефон системы МДКР, такой как радиотелефон 104. Радиотелефон 104 выполнен с возможностью приема и передачи сигналов МДКР с непосредственным использованием последовательности для осуществления связи с множеством базовых станций, включая станцию 102. В показанном варианте радиотелефонная система 100 представляет собой радиотелефонную МДКР систему, работающую в соответствии с Временным Стандартом TIA/EIA IS-95, называемым "Стандартом совместимости мобильной станции и базовой станции для двухрежимной широкополосной сотовой системы с расширенным спектром", на частоте 800 МГц. В альтернативном варианте радиотелефонная система 100 может работать в соответствии с другими системами МДКР, включая системы персональной связи на частоте 1800 МГц или любые другие подходящие цифровые радиотелефонные системы.

Базовая станция 102 передает сигналы с расширенным спектром к радиотелефону 104. Символы канала трафика расширяются за счет использования кода Уолша согласно процедуре "накрытия" кодами Уолша. Базовая станция 102 присваивает каждой мобильной станции 104 уникальный код Уолша, так чтобы передачи в канале трафика к каждой мобильной станции были ортогональны передачам к любой другой мобильной станции. Символы расширяются с использованием короткой псевдошумовой последовательности (или кода), повторяемой каждые 26-2/3 мс, и длинной псевдошумовой последовательности (кода), повторяемой каждые 41 сутки. Передачи в радиочастотном канале между базовой станцией и радиотелефоном 104 осуществляются с использованием кодовых элементов, имеющих частоту следования 1,2288 мегаэлементов в секунду (Мэ/с). Кодовый элемент представляет собой бит данных.

Радиотелефон 104 содержит антенну 106, аналоговый входной каскад 108, модем 110, процессор вызовов 112, контроллер синхронизации 114, генератор 116, пользовательский интерфейс 118 и батарею питания 150. Батарея 150 обеспечивает рабочую мощность для других компонентов радиотелефона 104.

Антенна 106 принимает радиочастотные сигналы от базовой станции 102 и от других станций, находящихся поблизости. Принятые радиочастотные сигналы преобразуются в электрические сигналы антенной 106 и подаются в аналоговый входной каскад 108. Аналоговый каскад содержит радиочастотный блок 109, включающий в себя такие схемы, как приемник и передатчик, которые могут запитываться в прерывистом режиме. Аналоговый входной каскад 108 осуществляет фильтрацию сигналов и их преобразование в сигналы полосы модулирующих частот.

Аналоговые сигналы полосы модулирующих частот подаются на модем 110, в котором они преобразуются в потоки цифровых данных для дальнейшей обработки. Модем 110 в общем случае содержит многоотводный приемник и поисковый приемник. Поисковый приемник обнаруживает пилот-сигналы, принимаемые радиотелефоном 104 от множества базовых станций, таких как базовые станции 102. Поисковый приемник сжимает пилот-сигналы с помощью коррелятора с использованием псевдошумовых кодов системы, генерируемых в радиотелефоне 104 с использованием тактирования локального опорного сигнала. Поисковый приемник содержит один или более генераторов последовательностей, таких как линейный генератор последовательностей 120 для формирования псевдошумовых кодов. Модем 110 коррелирует локально генерируемые псевдошумовые коды с принятыми сигналами МДКР. Модем 110 обнаруживает указатели системной синхронизации, передаваемые радиотелефонной системой 100. Более конкретно, модем 110 обнаруживает границы перехода псевдошумовой последовательности в сигнале МДКР и обеспечивает указание на эти границы контроллеру синхронизации 114. Модем также содержит схемы для передачи данных от радиотелефона 104 к базовьм станциям, таким как базовая станция 102. Модем 110 может быть выполнен с использованием обычных известных элементов.

Процессор вызовов 112 управляет функциями радиотелефона 104. Процессор вызовов 112 функционирует в соответствии с запомненными программными командами и содержит память для хранения таких команд и иных данных. Процессор вызовов 112 имеет тактовый вход 122 для приема тактового сигнала и вход прерывания 124, связанный с контроллером синхронизации 114 для приема сигналов запроса прерывания. Процессор вызовов 112 принимает от базовой станции 102 указание об интервале, в котором радиотелефон должен ожидать приема поисковых вызовов. На этом интервале радиотелефон контролирует канал поисковых вызовов в течение времени до 160 мс, а остальное время может находиться в бездействии. Процессор вызовов 112 координирует события, происходящие в радиотелефоне 104, требуемые для вхождения в режим бездействия и выхода из этого режима. К таким событиям относятся поддерживание отслеживания системного времени, продвижение состояний линейного генератора последовательности, перезапуск генератора 116, подача мощности на радиочастотный блок 109 и на аналоговый входной каскад 108, а также перезапуск тактового сигнала от контроллера синхронизации 114 на модем 110. Процессор вызовов 112 связан с другими элементами радиотелефона 104. Такие соединения не показаны на фиг.1, во избежание ненужного усложнения чертежа.

Пользовательский интерфейс 118 обеспечивает пользовательское управление операциями радиотелефона 104. Пользовательский интерфейс 118 в типовом случае включает устройство отображения, клавишную панель, микрофон и наушники. Пользовательский интерфейс 118 связан с процессором вызовов 112 посредством шины 152.

Контроллер синхронизации 114 управляет синхронизацией радиотелефона 104. В частности, контроллер синхронизации 114 управляет вводом в прерывистый режим поисковых вызовов и выходом из этого режима, осуществляемыми радиотелефоном 104, а также синхронизацией локального тактирования радиотелефона 104 и системного тактирования радиотелефонной системы 100. Контроллер синхронизации 114 имеет тактовый вход 130 для приема тактового сигнала от генератора 116, вход прерывания 131 для приема запросов прерывания от пользовательского интерфейса 118 и вход прерывания 132 для приема запросов прерывания от других компонентов радиотелефона 104.

Контроллер синхронизации 114 имеет вход синхронизации 134 для приема тактовых сигналов от модема 110 и выход синхронизации 136 для выдачи тактовых сигналов на модем 110. Тактовые сигналы (на фиг.1 обозначены как PNSTROBE), принимаемые от модема 110, соответствуют границам развертки псевдослучайного шума короткой псевдошумовой последовательности радиотелефона, синхронизированной с базовой станцией. Граница развертки псевдослучайного шума определяется возвратом короткой псевдошумовой последовательности к ее первоначальному значению. Сигнал PNSTROBE представляет собой последовательность импульсов, следующих через каждые 26-2/3 мс, синхронизированных с границей развертки псевдослучайного шума. Тактовые сигналы (на фиг.1 обозначены как СHIРХ8), выдаваемые на модем 110, представляют собой тактовые сигналы с частотой следования, восьмикратной частоте следования кодовых элементов или 8•1,2288 Мэ/с. Могут быть использованы и другие приемлемые значения частоты следования тактовых сигналов. Когда этот тактовый сигнал снимается с модема 110, модем 110 переходит в режим низкого уровня потребляемой мощности, и все внутренние состояния остаются "замороженными".

Генератор 116 является опорным генератором для генерирования опорного тактового сигнала с первой частотой. В рассматриваемом примере генератор 116 представляет собой генератор тактового сигнала высокого разрешения, который формирует высокоточный тактовый сигнал с высоким разрешением, такой как тактовый сигнал с частотой 16,8 МГц. Контроллер синхронизации 114 имеет выход управления 138 для выдачи управляющего сигнала на генератор 116. В ответ на управляющий сигнал генератор 116 селективно включается и отключается. При включении генератор входит в режим низкого уровня потребляемой мощности. Контроллер синхронизации 114 также обеспечивает управляющий сигнал (обозначенный на фиг.1 как RXCTRLB) для аналогового входного каскада. В ответ на этот управляющий сигнал селективно запитывается часть аналогового входного каскада 108.

Как показано на фиг.2, контроллер времени бездействия 200 контроллера синхронизации 114 содержит синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов, программируемый делитель 203, генератор 205 тактового сигнала режима бездействия, опорный таймер 204, регистр-фиксатор 206 опорного сигнала, регистр-фиксатор 208 смещения, таймер 210 режима бездействия, регистр-фиксатор 212 состояния бездействия, компаратор 214, регистры 216 и логический блок выбора 218. При управлении со стороны процессора вызовов 112 контроллер времени бездействия 200 устанавливает радиотелефон 104 в режим бездействия с низким потреблением мощности, имеющий длительность, основанную на точности тактирования генератора 205 тактового сигнала режима бездействия. В режиме бездействия контроллер времени бездействия 200 моделирует тактирование системы до конца интервала времени бездействия, определяемого процессором вызовов 112 (фиг.1).

Процессор вызовов 112 определяет временные характеристики одного или более событий для повторной активизации радиотелефона после режима бездействия. В рассматриваемом варианте процессор вызовов вычисляет время запуска генератора для повторного запуска генератора 116, время прогрева для повторной активизации части радиочастотного блока 109 аналогового входного каскада 108 и время перед запуском для перезапуска таймера опорного сигнала для получения разрешения, соответствующего точной синхронизации, необходимого для перезапуска тактового сигнала СHIРХ8 для модема.

Генератор 205 тактового сигнала режима бездействия генерирует тактовый сигнал режима бездействия. Генератор 205 тактового сигнала режима бездействия представляет собой тактовый генератор грубого разрешения, который генерирует тактовый сигнал грубого разрешения, т.е. тактовый сигнал режима бездействия. Генератор 205 формирует тактовый сигнал режима бездействия с второй тактовой частотой, которая отличается от первой тактовой частоты генератора 116. В рассматриваемом примере тактовый сигнал режима бездействия представляет собой сигнал частоты 32 кГц, но может быть использована любая подходящая частота. Программируемый делитель делит частоту тактового сигнала режима бездействия, например, на степень числа 2 в диапазоне 1, 2,..., 128.

Синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов имеет первый тактовый вход 220 для приема высокоточного тактового сигнала от генератора 116 (фиг.1), вход 222 тактового сигнала режима бездействия для приема тактового сигнала режима бездействия, который был разделен программируемым делителем 203, и вход 223 для приема сигнала развертки псевдослучайного шума PNSTROBE с модема 110 (фиг.1).

Синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов вырабатывает два тактовых сигнала. На первый выход 224 синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов выдает тактовый сигнал режима бездействия. В рассматриваемом примере тактовый сигнал режима бездействия представляет собой низкоскоростной тактовый сигнал грубого разрешения, имеющий частоту 32 кГц, разделенную программируемым делителем 203. На второй выход 226 синхронизатор фронтов тактовых сигналов 202 выдает опорный тактовый сигнал. В рассматриваемом примере опорный тактовый сигнал представляет собой высокоскоростной (например, с частотой 16,8 МГц) тактовый сигнал высокого разрешения. Опорный тактовый сигнал отключается на длительность режима бездействия, чтобы сэкономить ресурс батареи питания радиотелефона. Синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов синхронизирует фронты различных асинхронных тактовых сигналов, чтобы обеспечить соответствующие тактовые сигналы и сигналы, инициирующие запись в регистры-фиксаторы.

Кроме того, контроллер синхронизации 114 переводит часть схемы радиотелефона 104 системы МДКР, включающую генератор 116, в режим бездействия, характеризуемый низким уровнем потребления энергии. Контроллер синхронизации 114 тактирует интервал режима бездействия с низким уровнем потребления мощности с использованием тактового сигнала грубого разрешения. Синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов синхронизирует тактирование МДКР радиотелефона с системным тактированием радиотелефонной системы МДКР с использованием тактового сигнала точного разрешения. Синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов переводит радиотелефон системы МДКР из режима бездействия с низким уровнем потребления энергии по существу синхронно с системным тактированием
В одном из режимов работы контроллер синхронизации 114 измеряет продолжительность одного или более периодов тактового сигнала грубого разрешения или режима бездействия с использованием тактового сигнала точного разрешения с генератора 116. Это выполняется путем отсчета числа полных периодов опорного тактового сигнала на длительности целого числа периодов тактового сигнала режима бездействия.

Радиотелефон 104 переходит в режим бездействия с низким уровнем потребления энергии в интервале времени, длительность которого определяется периодами тактового сигнала режима бездействия. Точное измерение тактового периода тактового сигнала режима бездействия может быть обеспечено отсчетом большого числа периодов тактового сигнала режима бездействия и периодов опорного тактового сигнала. Чем выше точность измерений, тем в большей степени может быть увеличена продолжительность режима бездействия при обеспечении возможности выхода из режима бездействия по существу синхронно с границами развертки псевдослучайного шума.

В целях управления синхронизацией процессор вызовов 112 также поддерживает отслеживание границ развертки псевдослучайного шума и использует их для определения системного времени. Для того чтобы знать значения таймера режима бездействия 210 и опорного таймера 204 в будущий момент активного состояния, процессор вызовов должен иметь четыре типа информации. Первый из них - длительность одного периода тактового сигнала режима бездействия. Второй - системное время в момент последней границы развертки псевдослучайного шума. Третий - содержимое таймера 210 режима бездействия в момент, соответствующий последней границе развертки псевдослучайного шума. И четвертый - разница между моментом, соответствующим границе развертки псевдослучайного шума, и следующим нарастающим фронтом тактового сигнала режима бездействия. Эти четыре типа информации необходимы для обеспечения точного тактирования с разрешением по времени с точностью, соответствующей периоду опорного тактового сигнала. Для обеспечения этой информации таймер режима бездействия 210 отсчитывает периоды тактового сигнала режима бездействия, а опорный таймер 204 отсчитывает периоды опорного тактового сигнала.

Регистр-фиксатор 212 связан с таймером 210 режима бездействия для запоминания содержимого таймера 210 режима бездействия в первый предварительно определенный момент времени. В моменты, совпадающие с нарастающими фронтами тактового сигнала режима бездействия, когда радиотелефон 104 подготавливается к переходу в режим бездействия, текущее значение таймера 210 режима бездействия запоминается в регистре-фиксаторе 212 режима бездействия. Это значение регистрируется непосредственно после нарастающего фронта тактового сигнала режима бездействия, следующего за границей развертки псевдослучайного шума, индицируемого сигналом PNSTROBE на входе 223. Это значение используется процессором вызовов 112 для вычисления моментов времени выхода из режима бездействия путем запоминания копии системного времени. В рассматриваемом варианте осуществления таймер 210 режима бездействия и регистр-фиксатор 212 режима бездействия оба имеют объем, соответствующий 16 битам.

Регистр-фиксатор 206 опорного значения связан с опорным таймером 204 для запоминания содержимого опорного таймера в первый предварительно определенный момент времени или в какой-либо иной подходящий момент времени. Текущее значение опорного таймера 204 запоминается в регистре-фиксаторе 206 непосредственно после нарастающего фронта тактового сигнала режима бездействия, следующего за границей развертки псевдослучайного шума, индицируемого сигналом PNSTROBE на входе 223. Регистр-фиксатор 206 опорного значения отсчитывает число периодов опорного тактового сигнала для числа периодов тактового сигнала режима бездействия, индицируемого значением, запомненным в регистре-фиксаторе 212 режима бездействия. В рассматриваемом варианте осуществления опорный таймер 214 и регистр-фиксатор 206 опорного значения оба имеют объем, соответствующий 24 битам.

Регистр-фиксатор 208 связан с опорным таймером 204 для хранения содержимого опорного таймера 204 во второй предварительно определенный момент времени. Это значение регистрируется непосредственно после границы развертки псевдослучайного шума, индицируемой сигналом PNSTROBE на входе 223. Текущее значение опорного таймера 204 запоминается в регистре-фиксаторе 208 смещения непосредственно после первого нарастающего фронта тактового сигнала режима бездействия, следующего за границей развертки псевдослучайного шума, индицируемого сигналом PNSTROBE на входе 223. Значение, запомненное в регистре-фиксаторе 208 смещения, вычитается из содержимого регистра-фиксатора 206 опорного значения для получения значения времени от последней границы развертки псевдослучайного шума. Таким образом, регистр-фиксатор смещения запоминает время от последнего принятого системного опорного тактового сигнала до первого предварительно определенного момента времени. В рассматриваемом примере регистр-фиксатор смещения имеет размер 24 бита.

Компаратор 214 сравнивает содержимое таймера 210 режима бездействия с содержимым одного из регистров 216. Компаратор 214 выдает сигнал совпадения на логический блок выбора 218. Регистры 216 хранят данные, соответствующие одному или более предварительно определенным моментам времени, причем предварительно определенные моменты времени соответствуют моментам выхода из режима бездействия. В рассматриваемом примере первый регистр 230 запоминает время запуска генератора, соответствующее отсчету режима бездействия, когда должен быть запущен генератор 116. Второй регистр 232 запоминает время прогрева, соответствующее отсчету таймера режима бездействия, когда должна быть активизирована часть аналогового входного каскада 108. Третий регистр 234 запоминает момент перед выходом из режима бездействия, соответствующий отсчету тактового сигнала режима бездействия, когда должен быть повторно активизирован опорный таймер 204.

На фиг. 3А и 3В показана блок-схема последовательности операций радиотелефона 104 по фиг.1 для входа в прерывистый режим поисковых вызовов и выхода из этого режима. Фиг.3А и 3В будут описаны во взаимосвязи с фиг.4А и 4В, где представлены временные диаграммы, иллюстрирующие соотношения тактирования сигналов в радиотелефоне 104, работающем в соответствии с настоящим изобретением. Способ начинается с этапа 302.

На этапе 304 радиотелефон 104 принимает МДКР сигнал от базовой станции и контролирует пейджинговый канал на наличие поисковых вызовов, направляемых базовой станцией, например базовой станцией 102, к радиотелефону 104. Первоначально синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов обеспечивает тактовый сигнал 402 режима бездействия с предварительно определенной частотой, например 32 кГц, таймер 210 режима бездействия отключен (404) и регистр-фиксатор 212 режима бездействия не содержит действительного значения (406). Аналогичным образом, в начале осуществления способа, когда радиотелефон 104 находится в активном режиме, тактовый сигнал 408 CIPX8 действует (точка 410), радиочастотная часть 109 аналогового входного каскада 108 запитывается (точка 412) и генератор 116 также запитывается (точка 414). На этапе 306 базовая станция 102 информирует радиотелефон 104 об интервале времени, когда радиотелефон 104 должен выйти из режима бездействия и осуществлять прием поисковых вызовов.

На этапе 308 радиотелефон входит в прерывистый режим поисковых вызовов. На этапе 310 процессор вызовов 112 включает логический блок прерывистого режима контроллера 200 времени бездействия. На этапе 312 радиотелефон 104 осуществляет сброс таймера 210 режима бездействия и опорного таймера 204 и начинает осуществлять контроль за выделенным ему временным интервалом. Таймер 210 режима бездействия начинает отсчет числа фронтов тактового сигнала 402 режима бездействия. Как показано на фиг.4А и 4В, число, показанное рядом с фронтами таймера режима бездействия, соответствует содержимому таймера 210 режима бездействия, начинающемуся со значения, соответствующего сбросу (0), и получающему приращения на единицу на каждый нарастающий фронт тактового сигнала 402 режима бездействия. Опорный тактовый сигнал и опорный таймер 204 действуют аналогичным образом.

На этапе 314 обнаруживается индикатор тактирования системы, такой как граница 420 развертки псевдослучайного шума. Граница 420 развертки псевдослучайного шума и последующая граница развертки псевдослучайного шума соответствуют границам развертки псевдослучайного шума тактирования системы. Могут использоваться и другие индикаторы тактирования системы, однако границы развертки псевдослучайного шума являются наиболее удобными для использования, так как они появляются регулярно с короткими периодами (26-2/3 мс). В момент границы 420 развертки псевдослучайного шума текущее значение опорного таймера 204 фиксируется в регистре-фиксаторе 208. На этапе 315 первый нарастающий фронт, следующий за границей развертки псевдослучайного шума, обуславливает то, что значение таймера режима бездействия регистрируется в регистре-фиксаторе 212, а значение опорного таймера - в регистре-фиксаторе опорного значения 206. Радиотелефон 104 работает в цикловом режиме, включающем этап 314 и 316, осуществляя контроль пейджингового канала, пока на этапе 316 радиотелефон 104 не окажется готовым к переходу в режим бездействия.

На этапе 316 процессор вызовов 112 определяет, что наступил момент перехода радиотелефона 104 в режим бездействия. На этапе 318 процессор вызовов 112 отключает опорный таймер 204 и модем 110. В радиочастотной части 109 аналогового входного каскада 108 также отключается питание (точка 432). Таймер 210 режима бездействия остается в действующем состоянии. На этапе 320 процессор вызовов 112 считывает значение регистра-фиксатора 212 режима бездействия. Процессор вызовов 112 также считывает значения в регистре-фиксаторе 208 и в опорном таймере 204. Эти значения дают время предыдущей границы 424 развертки псевдослучайного шума. Процессор вызовов 112 затем определяет время выхода из состояния бездействия. Процессор вызовов 112 вычисляет один или несколько моментов времени выхода из состояния бездействия для выхода из режима бездействия. Процессор вызовов 112 вычисляет моменты времени, когда контроллер 200 синхронизации должен вывести из состояния бездействия различные части устройства радиосвязи, и записывает данные, соответствующие этим моментам времени, в регистры 216.

На этапе 322 отключается тактовый сигнал СHIРХ8, поступающий на модем 110. Процессор вызовов 112 использует содержимое таймера 210 режима бездействия, опорного таймера 204 и регистра-фиксатора 208 смещения для вычисления времени, прошедшего от последней границы развертки псевдослучайного шума. Также процессор вызовов 112 обеспечивает продвижение линейного генератора 120 модема 110 с опережением по времени, при повторном запуске тактового сигнала СHIРХ8.

В момент 324 процессор вызовов 112 вычисляет момент времени включения генератора 116, радиочастотного блока 109 аналогового входного каскада 108 и модема 110. Процессор вызовов 112 выполняет вычисления временного режима следующим образом:
Время выхода из бездействия = системное время, когда модем 110 должен выходить из состояния бездействия и пытаться осуществить вход в синхронизм.

Зафиксированное время псевдослучайного шума = системное время развертки псевдослучайного шума, когда содержимое двух таймеров было зафиксировано перед переходом в состояние бездействия.

Время прогрева генератора = время, требуемое генератору 116 для включения, прежде чем его выходной сигнал станет синхронным и стабильным.

Время прогрева радиочастотного блока = время, требуемое радиочастотному блоку 109 аналогового входного каскада для включения, прежде чем он будет вырабатывать полезный выходной сигнал.

Оценка тактовой частоты режима бездействия: f_sleep=f_ref* (зафиксированное значение состояния бездействия/зафиксированное опорное значение).

Временное смещение тактового сигнала режима бездействия от зафиксированного времени псевдослучайного шума до первого фронта тактового сигнала режима бездействия: t_offset= зафиксированное значение смещения * f_ref.

Значение для программирования в регистр опорного таймера: REFTIMER = (2²³-1) - Целая часть [(f_rеf(время выхода из бездействия - (время перед выходом из бездействия/f_sleep)))].

Значение для программирования в регистр времени перед выходом из состояния бездействия: PREWAKETIME = Целая часть [(время выхода из бездействия - (зафиксированное время псевдослучайного шума + t_offset))*f_sleep].

Значение для программирования в регистр времени прогрева:
WARMUPTIME = PREWAKETIME - целая часть [(время прогрева радиочастотного блока * f_sleep)].

Значение для программирования в регистр времени включения генератора:
ENOSCTIME = WARMUPTIME - целая часть [(время прогрева генератора * f_sleep)]-
С использованием временной диаграммы по фиг.4А и 4В, можно определить:
ENOSCTIME = М + A; WARMUPTIME = М + В; PREWAKETIME = М + С, где А> (Р-М)+1, В>А, C>В.

На этапе 326 радиотелефон 104 входит в режим бездействия с низким уровнем мощности. Генератор 116 переходит в режим пониженного питания путем снятия питания с генератора 116 (точка 428). Тактовый сигнал СHIРХ8 с контроллера синхронизации 114 на модем 110 снимается (точка 430). В режиме бездействия (этап 328) любые другие части радиотелефона 104 выключаются в соответствии с целями прерывистого режима работы для уменьшения времени включения радиотелефона 104 до минимума и режима пониженного уровня питания радиотелефона 104 в максимальной степени на интервалах бездействия.

Контроллер 200 времени бездействия тактирует длительность времени бездействия с использованием тактового сигнала грубого разрешения. В режиме бездействия тактирование выполняется с помощью таймера 210 бездействия в ответ на тактовый сигнал режима бездействия. Таким образом, в режиме бездействия контроллер 200 времени бездействия моделирует системное тактирование до конца интервала бездействия, определяемого моментами времени, запомненными в регистрах 216. Когда радиотелефон 104 находится в режиме бездействия, он не принимает никакую информацию о развертке псевдослучайного шума в виде границ (точка 434), поскольку радиочастотная часть 109 аналогового входного каскада 108 и модем 110 запитываются с пониженным уровнем мощности.

На протяжении времени бездействия содержимое таймера 210 режима бездействия и содержимое первого регистра 230 подается на компаратор 214 (этап 329). Способ реализуется циклически, причем цикл включает этапы 328 и 329. Когда содержимое таймера 210 режима бездействия становится равным содержимому первого регистра 230 (ENOSCTIME), вырабатывается сигнал совпадения, поступающий на вход 250 логического блока выбора 218. В ответ на этапе 330 логический блок выбора 218 обеспечивает сигнал (обозначенный ENOSC на фиг.2) для повторного запуска генератора 116 (точка 436). Радиотелефон 104 продолжает находиться в режиме бездействия (этап 332).

После этого содержимое таймера 210 режима бездействия и содержимое второго регистра 232 сравниваются в компараторе 214 (этап 334). Способ реализуется циклически, причем цикл включает этапы 332 и 334. Когда значение в таймере 210 режима бездействия становится равным времени WARMUPTIME, выдается сигнал, обеспечивающий выдачу тактовых сигналов на вход 122 процессора вызовов 112 (фиг. 1), и (на этапе 336) включение радиочастотного блока 109 аналогового входного каскада 108 (точка 438). Радиотелефон продолжает находиться в режиме бездействия (этап 338).

После этого содержимое таймера 210 режима бездействия и содержимое третьего регистра 234 сравниваются в компараторе 214 на этапе 340. Способ реализуется циклически, причем цикл включает этап 338 и этап 340. Когда значение в таймере 210 режима бездействия становится равным значению PREWAKETIME, логическим блоком выбора выдается сигнал, соответствующий состоянию перед выходом из состояния бездействия. Это указывает момент, когда радиотелефон 104 ожидает прием своих данных прерывистого режима поискового вызова. Этот предварительный сигнал подается на синхронизатор 202 фронтов тактовых сигналов, обеспечивая повторный запуск опорного тактового сигнала и запуск опорного таймера 204. Это осуществляется синхронно с системным тактированием за счет синхронизации с принимаемой границей 440 развертки псевдослучайного шума, которая поступает на вход 223 PNSTROBE. Опорный таймер 204 необходим для получения точного разрешения для перезапуска тактового сигнала CHIPX8.

Опорный таймер 204 принимает опорный тактовый сигнал и отсчитывает время между моментом перед переходом из режима бездействия и моментом перехода из режима бездействия. После того как опорный таймер 204 отсчитает указанный интервал и укажет момент перехода в активное состояние, опорный таймер 204 выдает сигнал (на фиг. 2 обозначен как REFROLL) на логический блок выбора 218. В ответ на этот сигнал логический блок выбора 218 выдает на модем сигнал CHIPX8. Этот сигнал выдается по существу синхронно с принятой границей развертки псевдослучайного шума. Таким образом, контроллер 200 времени бездействия обеспечивает синхронизацию тактирования радиотелефона 104 с системным тактированием за счет использования тактового сигнала точного разрешения, и опорный тактовый сигнал подается на опорный таймер 204.

В ответ на сигнал опорного таймера тактовый сигнал СHIРХ8 подается на модем (этап 342). Поскольку генераторы псевдошумовых последовательностей для короткой псевдошумовой последовательности и для длинной псевдошумовой последовательности, т. е. состояния линейных генераторов последовательностей 120 были ранее продвинуты вперед, модем 110 может осуществлять поиск в узком окне неопределенности по времени, чтобы повторно войти в синхронизм с системой и начать декодирование пейджингового канала. Радиотелефон принимает свою пейджинговую информацию на длительности выделенного временного интервала (этап 344) и затем повторяет процедуру, соответствующую способу (этап 346).

На фиг.5 представлена блок-схема последовательности операций для способа, соответствующего изобретению, относящегося к обработке прерываний в радиотелефоне по фиг. 1, не связанных с входом в состояние бездействия и выходом из него в прерывистом режиме поисковых вызовов. Как показано на фиг. 5 (этап 502), прерывания обнаруживаются и обрабатываются на любом из этапов 306, 328 или 332 (фиг.3А и фиг.3В).

В показанном варианте осуществления контроллер синхронизации 114 (фиг.1) обеспечивает прием сигналов прерывания на входе прерывания 132. На этапе 504 сигнал прерывания принимается на входе прерывания 132. В ответ на сигнал прерывания контроллер синхронизации 114 активизирует процессор вызовов 112, например, путем подачи тактовых сигналов на вход 122 и запроса прерывания на вход прерывания 124 для обработки прерывания.

На этапе 508 процессор вызовов 112 определяет, требуется ли осуществить выход радиотелефона из состояния бездействия для обработки прерывания. Радиотелефон 104 должен выходить из состояния бездействия, например, для обработки прерывания, которое требует, чтобы радиотелефон 104 осуществил вызов или изменил режимы работы. Если не требуется, чтобы радиотелефон осуществил выход из состояния бездействия, то на этапе 510 процессор 112 выполняет необходимые операции и сбрасывает запрос прерывания, принятый на входе прерывания 124 (этап 510). На этапе 512 процессор вызовов 112 возвращается в режим бездействия с низким уровнем потребления мощности. На этапе 514 способ продолжает осуществляться в соответствии с прерывистым режимом работы, описанным выше со ссылками на фиг.3А и 3В.

Если на этапе 508 процессор вызовов 112 определяет, что радиотелефон 104 должен выйти из состояния бездействия для обработки прерывания, то на этапе 516 процессор вызовов 112 определяет будущий момент, когда модем 110 должен начать контроль канала. Процессор вызовов 112 программирует таймер 210 режима бездействия и опорный таймер 204 для осуществления выхода радиотелефона 104 из режима бездействия в этот будущий момент времени. На этапе 518 процессор вызовов программирует линейный генератор последовательностей 120 в модеме 110 в соответствии с тем же самым моментом времени. На этапе 520 радиотелефон 104 продолжает обработку режима бездействия, как показано на фиг. 3А, 3В, но использует значения моментов времени и границы развертки псевдослучайного шума, полученные на этапе 516 и 518.

Как следует из вышеизложенного, настоящее изобретение обеспечивает радиотелефон и способ функционирования радиотелефона в прерывистом режиме поискового вызова. Перед входом в состояние бездействия с низким уровнем потребляемой мощности радиотелефон вычисляет время для выхода из режима бездействия и другие промежуточные моменты времени, соответствующие событиям в связи с выходом из состояния бездействия. К ним относятся момент перезапуска генератора, момент запуска радиочастотных схем, момент запуска тактирования модема. Кроме того, перед входом в состояние бездействия радиотелефон определяет состояние линейного генератора последовательностей, требуемое для момента времени выхода из состояния бездействия, и продвигает генератор последовательностей вперед к данному значению. В состоянии бездействия таймер режима бездействия моделирует тактирование системы для выработки указания для выхода из состояния бездействия. В конце режима бездействия локальное тактирование точно совпадает с системным тактированием за счет использования тактового сигнала точного разрешения. Кроме того, радиотелефон и соответствующий способ обеспечивают обработку для прерываний, не связанных с входом в состояние бездействия и выходом из этого состояния. Таким образом, радиотелефон снижает время его включения в прерывистом режиме поисковых вызовов до абсолютного минимума и уменьшает уровень потребляемой мощности радиотелефона в максимально возможной степени на протяжении интервалов бездействия.

Хотя были описаны и проиллюстрированы конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, ясно, что могут быть сделаны различные изменения. Поэтому предполагается, что пункты формулы изобретения перекрывают все такие изменения и модификации, которые не изменяют объем и сущность настоящего изобретения.

Изобретение относится к способу функционирования радиотелефона в прерывистом режиме поисковых вызовов в радиотелефонной системе множественного доступа с кодовым разделением каналов. Технический результат: снижение потребления мощности в радиотелефоне - достигается тем, что перед входом в режим бездействия с низким уровнем потребления энергии радиотелефон в радиотелефонной системе вычисляет заранее тактирование, требуемое для активизации отдельных блоков радиотелефона, и запоминает вычисленные моменты времени активизации в регистрах. Также перед входом в режим бездействия локальное тактирование радиотелефона синхронизируется с принятыми границами развертки псевдослучайного шума от радиотелефонной системы. В режиме бездействия радиотелефон использует таймер режима бездействия для моделирования системного тактирования. Когда таймер режима бездействия совпадает с запомненными моментами времени активизации, радиотелефон повторно активизирует выбранные блоки радиотелефона, такие как генератор и радиочастотный блок аналогового входного каскада, для выхода из режима бездействия и вхождения в синхронизм с системой связи. Это также позволяет осуществить ранний выход из режима бездействия, например, для обслуживания прерываний, при сохранении системного тактирования. 2 с. и 8 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Способ функционирования радиотелефона (104) множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) в прерывистом режиме поисковых вызовов, причем радиотелефон МДКР работает в радиотелефонной системе (100) МДКР, отличающийся тем, что (a) определяют момент выхода (324) из состояния бездействия и будущее состояние линейного генератора последовательностей (ЛГП) (120), (b) синхронизируют тактовый сигнал режима бездействия в радиотелефоне (104) с принятой границей развертки псевдослучайного шума от радиотелефонной системы (100), синхронизируя тем самым тактовый сигнал режима бездействия с системным временем радиотелефонной системы, и запоминают (322) системное время и будущее состояние ЛГП (120) в радиотелефоне (104), (c) переходят в режим бездействия в радиотелефоне, прерывая осуществление связи для снижения потребления мощности для увеличения срока службы батареи питания (326), (d) в режиме бездействия моделируют системное тактирование в радиотелефоне до конца момента выхода (328) из состояния бездействия, причем системное тактирование моделируется контроллером (200) режима бездействия в соответствии с тактовым сигналом режима бездействия от генератора (205) тактового сигнала режима бездействия для снижения потери системного времени, и (e) возобновляют осуществление связи с использованием упомянутого будущего состояния (344) ЛГП. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на этапе (b) (b1) определяют системное время, соответствующее последней границе развертки псевдослучайного шума, и (b2) вычисляют время, предшествующее выходу из состояния бездействия, когда радиотелефон должен принимать данные прерывистого режима поисковых вызовов от радиотелефонной системы. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что на этапе (b) дополнительно (b3) определяют в качестве будущего состояния ЛГП последовательность псевдошумового кода, соответствующую времени, предшествующему выходу из состояния бездействия, причем последовательность псевдошумового кода предназначена для синхронизации тактирования радиотелефона и радиотелефонной системы, и (b4) перед входом в режим бездействия сдвигают состояние генератора псевдошумового кода радиотелефона в упомянутое будущее состояние ЛГП для осуществления связи с радиотелефонной системой. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что на этапе (е) (el) определяют время (340), предшествующее выходу из состояния бездействия, (е2) определяют следующую границу развертки псевдослучайного шума и (е3) в ответ на следующую границу развертки псевдослучайного шума подают тактовые сигналы на генератор псевдошумового кода для немедленного осуществления декодирования канала связи от радиотелефонной системы к радиотелефону. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что осуществляют приращение таймера режима бездействия с использованием тактового сигнала режима бездействия, если таймер режима бездействия соответствует первому предварительно определенному времени, повторно активизируют генератор радиотелефона (330), если таймер режима бездействия соответствует второму предварительно определенному времени, повторно активизируют приемник радиотелефона (336), и если таймер режима бездействия соответствует третьему предварительно определенному времени, то декодируют канал связи, обнаруженный приемником, для возобновления связи с радиотелефонной системой (344). 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в режиме бездействия принимают сигнал прерывания (504), определяют следующую границу развертки псевдослучайного шума, определяют момент времени обслуживания прерывания, соответствующий следующей границе развертки псевдослучайного шума (516), определяют новое будущее состояние ЛГП, соответствующее следующей границе развертки псевдослучайного шума (518), возвращаются в режим бездействия (520) и в момент времени обслуживания прерывания возобновляют связь с использованием будущего состояния ЛГП. 7. Радиотелефон (104), имеющий возможность работы в прерывистом режиме поисковых вызовов, содержащий модем (110) для ввода сигналов, используемых для обнаружения границ развертки псевдослучайного шума в системном тактировании, отличающийся тем, что содержит процессор вызовов (112), предназначенный для управления входом радиотелефона в режим бездействия, причем процессор вызовов выполнен с возможностью вычисления одного или более моментов времени прерывания состояния бездействия для выхода из режима бездействия, контроллер синхронизации (114), связанный с процессором вызовов, причем контроллер синхронизации имеет контроллер времени бездействия (200), включающий в себя регистры (216) для запоминания одного или более моментов времени прерывания состояния бездействия, таймер (210) режима бездействия для генерирования локального тактирования, причем таймер режима бездействия обнаруживает границы развертки псевдослучайного шума и синхронизирует локальное тактирование с системным тактированием с использованием границ развертки псевдослучайного шума, компаратор (214) для сравнения локального тактирования и одного или более моментов времени прерывания состояния бездействия, и логический блок выбора (218) для перезапуска блоков радиотелефона при совпадении локального тактирования с моментами времени прерывания состояния бездействия. 8. Радиотелефон по п. 7, отличающийся тем, что содержит радиочастотный блок (109), связанный с модемом и процессором вызовов, при этом процессор вызовов осуществляет вычисление (334) времени радиочастотного прогрева для повторной активизации радиочастотного блока. 9. Радиотелефон по п. 7, отличающийся тем, что содержит генератор (116), связанный с процессором вызовов, при этом процессор вызовов осуществляет вычисление (329) времени включения генератора для осуществления перезапуска генератора. 10. Радиотелефон по п. 7, отличающийся тем, что модем содержит ЛГП (120) для генерирования локальной псевдошумовой последовательности, при этом процессор вызовов осуществляет сдвиг состояния ЛГП в состояние, соответствующее моменту времени активного состояния перед входом в режим бездействия.