專利名稱：數(shù)字移動無線系統(tǒng)中降低功耗的方法和移動無線站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及權(quán)利要求1的前序部分中定義的數(shù)字移動無線系統(tǒng)中降低功耗的方法。
本發(fā)明還涉及移動無線站。
這種降低功耗的方法在ETSI于1997年3月公布的Draft EuropeanTelecommunication Standard(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)草案)ETS 300 578 NinthEdition(第9版)“GSM Digital cellular telecommunicationssystem(phase 2)；Radio subsystem link control(GSM數(shù)字蜂窩電信系統(tǒng)(第2階段)；無線子系統(tǒng)鏈路控制)(GSM 05.08)”6.6和6.6.1章中描述。通常，在數(shù)字移動無線系統(tǒng)中，例如GSM系統(tǒng)，使用RF功率控制使移動站或基站子系統(tǒng)所需的發(fā)射功率最小，同時(shí)保持無線鏈路的質(zhì)量。通過最小化發(fā)射功率電平，降低了同頻用戶的干擾。此外，在移動站，重要的是節(jié)省功率，因?yàn)樵黾与姵貕勖脱娱L了通話時(shí)間和待機(jī)時(shí)間。對于后一個(gè)原因，移動站的制造商正在不斷努力降低移動站的功耗。在所述ETSI文件的6.6章中，規(guī)定了移動站處于空閑模式時(shí)，當(dāng)完成了服務(wù)小區(qū)選擇而且當(dāng)開始服務(wù)小區(qū)重選擇任務(wù)時(shí)，應(yīng)該盡可能快地同步到6個(gè)最強(qiáng)的非服務(wù)載波上并讀取BCCH信息。這種非服務(wù)載波通常分配給相鄰服務(wù)小區(qū)，但是也可以分配給正服務(wù)的服務(wù)小區(qū)。對于多頻移動站，最強(qiáng)的非服務(wù)載波可以屬于不同的頻段。這種BCCH信息通過BCCH載波廣播。在GSM中，定義了無線頻道，對系統(tǒng)可用的所有無線頻道分配了號碼。每個(gè)服務(wù)小區(qū)分配這些信道的一個(gè)子集，定義為服務(wù)小區(qū)分配。BCCH載波是服務(wù)小區(qū)分配中的特殊無線頻道，用于傳輸同步信息和所述一般信息，其中包括所謂公共控制信道的組織，例如用于在移動站和GSM網(wǎng)絡(luò)之間建立無線鏈路的尋呼信道、隨機(jī)接入信道、以及接入授權(quán)信道。在6.6.1章中，更詳細(xì)地描述了移動站處于空閑模式時(shí)這種非服務(wù)的服務(wù)小區(qū)BCCH載波的監(jiān)視。為了使功耗最少，使用DRX(不連續(xù)接收)(即，當(dāng)沒有尋呼塊時(shí)省電)的移動站應(yīng)該在要求它們偵聽的尋呼塊的幀中監(jiān)視非服務(wù)的服務(wù)小區(qū)BCCH載波的信號強(qiáng)度。移動站應(yīng)該在這個(gè)測量程序中包括當(dāng)前服務(wù)的服務(wù)小區(qū)(移動站預(yù)占的服務(wù)小區(qū))的BCCH載波。因此，在每個(gè)尋呼塊中，接收電平測量抽樣可以在幾個(gè)非服務(wù)的服務(wù)小區(qū)BCCH載波上以及在服務(wù)載波上取得。因此，在所描述的系統(tǒng)中，使用DRX的移動站應(yīng)該尋呼塊至少執(zhí)行7次功率測量。一般，一個(gè)尋呼塊包括4幀，而且移動站通?？梢栽诜欠?wù)載波上每幀進(jìn)行2次測量。在所給出的例子中，移動終端可以在第4幀之后采取省電模式。
本發(fā)明的一個(gè)目的是在移動無線系統(tǒng)中提供當(dāng)移動無線站處于空閑模式并且正在執(zhí)行非服務(wù)的服務(wù)小區(qū)的載波監(jiān)視時(shí)降低功耗的方法，其中加速了在尋呼塊中的功率測量。
為了這個(gè)目的，權(quán)利要求的前序部分中定義的降低功耗方法具有權(quán)利要求1的特征部分中要求的特征特性。因此，避免了在尋呼塊的最后幀中進(jìn)行功率測量，以便移動站可以在盡可能最短的時(shí)間內(nèi)采取省電狀態(tài)。因此，在這個(gè)階段中，實(shí)現(xiàn)了最佳功耗降低。
本發(fā)明基于這樣的見解當(dāng)進(jìn)行載波測量時(shí)，與諸如均衡這樣的任務(wù)相比對綜合器穩(wěn)定性的要求不太嚴(yán)格，由于這個(gè)事實(shí)可以得到很大的好處。因此，更多的載波測量可以擠在一幀中進(jìn)行。此外，認(rèn)識到無論如何最后的尋呼塊應(yīng)該被讀取，但是應(yīng)該避免在尋呼塊的最后幀中進(jìn)行載波測量。
一個(gè)實(shí)施例在權(quán)利要求2中被提出。附加測量或多次測量因此可以在尋呼塊的最后幀之前的各幀中分布。
現(xiàn)在以舉例的方式，參考所附的圖描述本發(fā)明，其中

圖1示意性地表示了根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字移動無線系統(tǒng)，圖2表示根據(jù)本發(fā)明的移動無線站的框圖，圖3表示無線基站的框圖，圖4表示TDMA幀，圖5表示通過物理信道傳輸?shù)倪壿嬓诺澜M合，圖6表示實(shí)現(xiàn)功率測量的現(xiàn)有技術(shù)定時(shí)圖，以及圖7表示一個(gè)說明根據(jù)本發(fā)明的降低功耗方法的定時(shí)圖。
所有圖中，相同的參照號用于相同的特性。
圖1示意性地表示根據(jù)本發(fā)明的數(shù)字移動無線系統(tǒng)1，包括多個(gè)基站BS1、BS2、BS3、BS4、BS5、BS6和BS7，為它們所覆蓋的無線服務(wù)小區(qū)或地帶中的移動無線站服務(wù)。服務(wù)小區(qū)被表示為六角形的結(jié)構(gòu)。移動無線站MS1和MS2在圖1中表示。移動無線站靠近無線基站BS1，使得BS1是其最可能的服務(wù)基站，BS2到BS7是相鄰的基站或最可能的非服務(wù)基站。自移動無線站MS1的虛線表示移動無線站MS1可以在整個(gè)移動無線系統(tǒng)1中漫游。當(dāng)移動無線站MS1漫游時(shí)，另一個(gè)基站可能變成服務(wù)基站。還表示的是一個(gè)基站控制器BSC，它連接到多個(gè)基站，在所給出的例子中是無線基站BS1、BS5和BS6?；究刂破鰾SC連接到移動交換中心MSC，其它基站控制器也可以連接到該MSC。一些移動交換中心具有到固定網(wǎng)絡(luò)用戶(例如有線電話WPH)的公共交換電話網(wǎng)PSTN的關(guān)口。其它移動電話系統(tǒng)也可以連接到固定網(wǎng)絡(luò)PSTN。不同運(yùn)營商經(jīng)營的移動電話系統(tǒng)可以覆蓋地理上分離或重疊的區(qū)域，而且可以共享相同的頻段或在不同頻段中操作。頻率被分配給不同的運(yùn)營商，以便各個(gè)系統(tǒng)基本上不互相干擾。這種數(shù)字移動無線系統(tǒng)1可以是在900MHz頻段中操作的GSM系統(tǒng)及/或在1800MHz頻段中操作的DCS 1800系統(tǒng)，或者相同或不同運(yùn)營商操作的系統(tǒng)的任意組合。在所給的例子中，移動無線系統(tǒng)是GSM及/或DCS 1800系統(tǒng)及/或PCS系統(tǒng)(在1900MHz頻段中工作的DCS 1800的US派生物)，這樣，系統(tǒng)可以是單、雙或三頻系統(tǒng)。另一種組合是E-GSM(擴(kuò)展GSM)+DCS 1800+PCS。由ETSI(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)委員會)標(biāo)準(zhǔn)化的GSM系統(tǒng)是具有兩個(gè)25MHz頻段的數(shù)字移動無線系統(tǒng)由移動站向網(wǎng)絡(luò)發(fā)射的890-915MHz上行鏈路頻段，以及由基站向移動站發(fā)射的935-960下行鏈路頻段，這些頻段內(nèi)的頻道具有200kHz帶寬。移動站和基站之間的無線通信是具有45MHz雙工間隔的全雙工方式。GSM系統(tǒng)具有124個(gè)激活頻道，已經(jīng)給定了絕對的無線頻道號ARFCN。因此，上行鏈路和下行鏈路頻段中的頻率分別被定義為890MHz+0.2MHz*n和上行鏈路信道的頻率+45MHz。無線服務(wù)小區(qū)通常具有1到16個(gè)頻率，可以基于FDMA(頻分多址)分配給服務(wù)小區(qū)中的移動站。在所謂E-GSM(擴(kuò)展GSM)中，有174個(gè)頻道。在DCS 1800中，上行鏈路占據(jù)1710-1785MHz頻段，下行鏈路占據(jù)1805-1880頻段，雙工間隔是95MHz。頻道帶寬是200MHz，DCS 1800具有374個(gè)頻道。為了與E-GSM和GSM區(qū)分，DCS 1800的ARFCN在512到885的范圍中。在所有這些系統(tǒng)中，物理無線信道資源基于FDMA和TDMA(時(shí)分多址)來分配。在TDMA中，每個(gè)頻率還細(xì)分為八個(gè)不同的時(shí)隙，編號為從0到7，其每個(gè)可以分配給一個(gè)移動電話訂戶或用戶。一組八個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)物理幀，在GSM中持續(xù)時(shí)間為4.615毫秒。GSM系統(tǒng)的更詳細(xì)描述，參考手冊“An Introduction to GSM(GSM簡介)”S.M.Redl等，Artech House，Inc，1995，pp.71-77，86-100，111，及163-165。
圖2表示了根據(jù)本發(fā)明的移動無線站MS1的框圖。移動無線站MS1包括天線20，通過雙工器21連接到接收路徑和發(fā)射路徑。接收路徑包括RF放大器和濾波器22、下變頻器23以及解調(diào)器24，發(fā)射路徑包括調(diào)制器25、上變頻器26、功率放大器27。解調(diào)器和調(diào)制器24和25連接到基帶及話音處理和控制單元28，后者包括例如數(shù)字信號處理器、可編程存儲器以及隨機(jī)訪問存儲器、輸入/輸出端口這樣的組件，后者控制移動無線站MS1中的組件以及其它本領(lǐng)域熟知的處理功能。另外表示的是接收信號強(qiáng)度指示器29，它用于測量接收無線信道的場強(qiáng)，該指示器29被連接在無線部分和控制單元28之間，以及用于調(diào)節(jié)所需無線信道的可控頻率綜合器30、麥克風(fēng)31和揚(yáng)聲器32。對于其它的接收和發(fā)射路徑33和34，具有與所描述的接收和發(fā)射路徑相似的結(jié)構(gòu)，移動無線站可以是多頻段站，例如能夠接收GSM和DCS 1800信號的雙頻站或能夠接收來自三個(gè)不同系統(tǒng)信號的三頻站。在移動站MS1中，包括所示模塊的集成電路和其它電路可以由單元28來實(shí)行省電以便降低功耗。在最后，將描述根據(jù)本發(fā)明的功耗降低。
圖3表示了無線基站BS1的框圖，其中包括多個(gè)收發(fā)機(jī)，其中一個(gè)收發(fā)機(jī)被更詳細(xì)地表示。所示的收發(fā)機(jī)包括一條接收路徑，其中包括RF放大器/濾波器40以及下變頻器41；并包括一條發(fā)射路徑，其中包括上變頻器42和功率放大器43，該放大器/濾波器以及功率放大器被連接到雙工器44，再連接到天線45。其它的變頻器47以及變頻器之間的虛線表示相同收發(fā)機(jī)結(jié)構(gòu)的重復(fù)。所有變頻器通過解調(diào)器和調(diào)制器(未詳細(xì)表示)連接到可編程的計(jì)算機(jī)設(shè)備48，設(shè)備48被編程為能夠?qū)崿F(xiàn)GSM系統(tǒng)中熟知的信令任務(wù)，以及基站內(nèi)部的控制任務(wù)。
圖4表示TDMA幀F(xiàn)R。在所給出例子中，編號為1的時(shí)隙分配給一個(gè)移動無線站。為了節(jié)省功率，移動站至少在編號為2到7和0的中間時(shí)隙中關(guān)掉它的發(fā)射機(jī)。在GSM中，上行鏈路和下行鏈路時(shí)隙偏移三個(gè)時(shí)隙。因此，全雙工操作基于TDD(時(shí)分雙工)而被實(shí)現(xiàn)。所描述的頻率和時(shí)隙的物理FDMA/TDMA信道結(jié)構(gòu)是傳輸邏輯業(yè)務(wù)和控制數(shù)據(jù)的手段。
圖5表示通過物理信道傳輸?shù)倪壿嬓诺澜M合。邏輯信道、業(yè)務(wù)和控制信道被映射到所示的物理信道。所示的是邏輯信道組合的51幀復(fù)幀信令幀，在下行鏈路方向的物理信道上傳輸。為了移動站對于移動無線網(wǎng)的最初同步，51-復(fù)幀包括編號0幀中的頻率校正信道F以及緊接的幀中的同步信道。幀2-5傳輸BCCH數(shù)據(jù)、從無線基站向移動站廣播的系統(tǒng)消息，幀6-9傳輸公共控制信道，例如用于尋呼移動站的尋呼信道PCH、以及當(dāng)被請求時(shí)授給移動站一個(gè)專用信號的接入授權(quán)信道。在對網(wǎng)絡(luò)達(dá)到頻率和時(shí)間同步之后，移動站從BCCH讀取系統(tǒng)和服務(wù)小區(qū)數(shù)據(jù)。所示的51-復(fù)幀可以在服務(wù)小區(qū)可用的任何頻率上發(fā)射，但是總是在編號為0的時(shí)隙中發(fā)射。因此，移動站總是可以容易地找到同步信息和系統(tǒng)廣播消息。用以發(fā)射這種組合的頻率在相鄰服務(wù)小區(qū)中用做參照，以便將它標(biāo)志為相鄰服務(wù)小區(qū)。
圖6表示實(shí)現(xiàn)功率測量的現(xiàn)有技術(shù)定時(shí)圖。在所述Draft EuropeanTelecommunication Standard(歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)草案)ETS 300 578的6.6和6.6.1章中，規(guī)定了移動站應(yīng)該如何在空閑模式中監(jiān)視相鄰BCCH載波。在所給出的例子中，無線基站BS1所服務(wù)的移動無線站MS1已經(jīng)進(jìn)行了最初的服務(wù)小區(qū)選擇并處于空閑模式。因此它應(yīng)該監(jiān)視它的各相鄰基站。在GSM中，尋呼塊是四幀。在6.6.1章中，規(guī)定移動站應(yīng)該至少執(zhí)行7次功率測量。通常，每幀實(shí)現(xiàn)兩次這樣的功率測量，在各幀間均勻分布。在圖6中，接收尋呼消息用“R”表示，由RSSI 29在單元28控制之下進(jìn)行的測量用“M”表示。對于現(xiàn)有技術(shù)的測量方案，移動無線站只能在t＝t1時(shí)采取省電模式。
圖7表示了一個(gè)定時(shí)圖，說明根據(jù)本發(fā)明的降低功耗方法。更多的測量被擠在較早的各幀中，而不是尋呼塊的最后幀中，在頻率綜合器30的穩(wěn)定能力之內(nèi)同時(shí)避免在尋呼信道PCH中收到的尋呼塊的最后幀中來進(jìn)行。這樣做是因?yàn)楫?dāng)進(jìn)行功率測量時(shí)比執(zhí)行均衡任務(wù)時(shí)對綜合器穩(wěn)定性的要求不太嚴(yán)格，即為了進(jìn)行功率測量的目的，綜合器更快地處于穩(wěn)定情況，而仍然可以進(jìn)行有意義的測量。移動無線站因此可以較早地采取省電模式，即在t＝t1’時(shí)刻。移動無線站也可以在尋呼塊的幀之間、在沒有完全用測量填充的幀中采取省電模式。這些幀是否將被完全填充是可選的，只要安排尋呼塊的最后幀不實(shí)行測量即可。
考慮到上述，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以在所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)進(jìn)行各種修改，因此本發(fā)明不限于所提供的例子。
權(quán)利要求
1.在包括頻分和時(shí)分無線資源的數(shù)字移動無線系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)無線基站和多個(gè)移動無線站，當(dāng)移動無線站處于空閑模式中時(shí)降低功耗的方法包括如下步驟a)向移動無線站廣播系統(tǒng)消息，通知移動無線站有關(guān)包括尋呼信道在內(nèi)的控制信道的結(jié)構(gòu)，b)移動無線站在要為它提供的尋呼信道塊開始時(shí)被上電，該塊在一個(gè)以上的時(shí)分多址幀中提供，而且該塊是一個(gè)包括至少兩個(gè)尋呼信道塊的多幀結(jié)構(gòu)的一部分，這至少兩個(gè)尋呼信道塊對于同一移動無線站在時(shí)間上是分開的，以及c)移動無線站通過測量接收場強(qiáng)來監(jiān)視它的服務(wù)服務(wù)小區(qū)的廣播信道載波以及非服務(wù)相鄰服務(wù)小區(qū)的多個(gè)廣播信道載波，其特征在于，降低功耗方法還包括如下步驟d)在要為該移動站提供的尋呼塊的最后幀之前的各幀中，實(shí)行非均勻分布的場強(qiáng)測量，并且e)與使測量在要為該移動站提供的尋呼塊上均勻分布情況下所需的相比，至少提早一個(gè)時(shí)隙對移動無線站實(shí)行省電。
2.權(quán)利要求1中要求的降低功耗方法，其特征在于，在要為該移動站提供的尋呼塊的最后幀之前的給定幀中，實(shí)行比最后幀之前的其它幀更多的場強(qiáng)測量。
3.應(yīng)用權(quán)利要求1中要求的方法的移動無線站。
全文摘要
建議了在數(shù)字移動無線系統(tǒng)中為移動無線站降低功耗的方法。通過將測量擠塞在尋呼塊的較早幀中,避免了在尋呼塊的最后幀中進(jìn)行相鄰服務(wù)小區(qū)BCCH載波的測量。因此,移動無線站可以在較早時(shí)刻采取省電模式。
文檔編號H04B7/26GK1256818SQ99800157
公開日2000年6月14日 申請日期1999年2月4日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月20日
發(fā)明者E·勞倫特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司