專利名稱：在通信終端中省電的制作方法
背景本發(fā)明涉及通信終端、如蜂窩電話和尋呼機(jī)，具體地說，涉及由通信終端對消息進(jìn)行接收和解碼的方法。
對發(fā)送給蜂窩電話的消息進(jìn)行編碼，以便減少噪聲破壞消息的可能性。消息包含多個或者為‘0’或者為‘1’的比特。消息的編碼通常包括增加冗余度(也就是使編碼消息比原始消息長)、引入碼元相關(guān)性(也就是使編碼消息中的每個碼元的值是原始消息中多個比特的函數(shù))以及對消息進(jìn)行交織(也就是混合編碼消息中的碼元的順序)。
接收消息中的每個碼元一般在解碼前在接收機(jī)中由字來表示，它表示碼元為邏輯‘1’的可能性。字的高正值表示碼元為具有高置信度的邏輯‘1’，而具有高絕對值的負(fù)值則表示碼元為具有高置信度的邏輯‘0’。具有零值的字表示碼元為具有相等概率的‘0’或‘1’。這種表示在本文中稱作軟數(shù)據(jù)。
消息的解碼通常通過求出原始消息來執(zhí)行，它通常產(chǎn)生具有最高概率的接收編碼消息。由于編碼消息的碼元的交織和相關(guān)性，通常只有接收了整個消息或預(yù)定長度的整個幀之后，才會開始解碼過程。如果沒有對消息進(jìn)行交織，則一些解碼方案會允許解碼在接收整個消息之前開始，并在接收到整個消息時結(jié)束。但是，這類方案通常具有降低的性能，即在對消息正確解碼時，尤其是在實際經(jīng)常遇到的衰落信道中，會有較高的故障率。
消息通常包含用于確定是否對消息正確解碼的檢錯碼。一種這樣的代碼是循環(huán)冗余碼(CRC)。
大部分蜂窩電話依靠可再充電電池工作。一些蜂窩系統(tǒng)在蜂窩電話開機(jī)以便接收呼叫但沒有發(fā)射或接收數(shù)據(jù)時使它們以空閑模式工作，從而降低蜂窩電話消耗電池電力的速度。一般來講，在空閑模式中，蜂窩電話使其大部分組件去活，從而降低其電流消耗。蜂窩電話在空閑模式中在短的喚醒期間定期地、例如每兩秒一次激活其全部組件。系統(tǒng)的基站在尋呼信道上向蜂窩電話發(fā)送廣播或?qū)ず粝?，通知它們保持在空閑模式或者改為接收模式，例如以便接收呼入。
蜂窩電話的喚醒期包括預(yù)熱期、接收期、解碼期以及關(guān)閉期。在喚醒期，蜂窩電話激活它的所有組件以便接收消息。如果消息通知蜂窩電話保持空閑模式，則蜂窩電話在關(guān)閉期關(guān)閉它的大部分組件。喚醒期的長度的任何減少使蜂窩電話在不重新充電或不更換電池的情況下可使用的時間增加。
因此，需要更好的方式來限制接收交織尋呼消息期間的功耗量。
附圖簡介

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的接收機(jī)的簡化示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的流程圖；圖4是說明靜態(tài)信道的接收時隙的平均數(shù)對信噪比(SNR)的模擬結(jié)果的曲線圖；以及圖5是說明多個衰落信道的接收時隙的平均數(shù)對信噪比(SNR)的模擬結(jié)果的曲線圖。
詳細(xì)說明參照圖1，接收機(jī)20包括經(jīng)由天線24接收所發(fā)送的消息的各幀的解調(diào)器22以及存儲輸入幀的去交織器26。解碼器28對來自去交織器26的輸入幀進(jìn)行解碼。在積累了可包含多幀、單幀或小于單幀的整個消息之后，CRC校驗器30校驗來自解碼器28的已解碼消息，確定解碼是否成功。
接收機(jī)20還包括控制電路44，它例如通過數(shù)字信號處理器(DSP)與適當(dāng)?shù)能浖韺崿F(xiàn)，它指示解碼器28開始對接收幀進(jìn)行解碼的時間。為了節(jié)省時間，可在解調(diào)器22接收完整幀之前對接收機(jī)20接收的至少一部分幀進(jìn)行解碼，可在沒有該幀的至少一部分碼元的接收值的條件下執(zhí)行解碼。此外，在一個實施例中，解碼可在接收到完整幀之前完成。
控制電路44可指示哪個數(shù)據(jù)從去交織器26傳遞到解碼器28進(jìn)行解碼?？刂齐娐?4可根據(jù)來自時鐘32的輸入確定執(zhí)行解碼的時間。
圖1所示的接收機(jī)20的組件可通過多個子組件來實現(xiàn)，或者可以是包括其它組件的單一物理組件的組成部分。例如，在本發(fā)明的一些實施例中，填充單元27是解碼器28和/或去交織器26的組成部分。
在空閑模式中，接收機(jī)20在預(yù)定時間定期醒來，以便接收來自基站的控制消息。控制消息通知接收機(jī)20關(guān)于接收機(jī)20是否要接收呼入消息或返回睡眠狀態(tài)?？刂葡⑼ǔＰ∮趩螏L度，并包含在單幀中。在空閑模式中，尋呼消息的處理是接收機(jī)20的大部分功耗的主要原因。因此，在一些實施例中，當(dāng)接收機(jī)20遇到增加的空閑模式功耗時減少該期間的平均長度可能是有利的。
從基站到接收機(jī)20的消息到達(dá)時，控制接收機(jī)20的時鐘32或不同的時鐘喚醒接收機(jī)20。解調(diào)器22開始接收一幀，并將它存儲在去交織器26中。
在本發(fā)明的一個實施例中，解碼器28采用維特比解碼器對卷積碼進(jìn)行解碼，如G.C.Clark和J.Bibb Cain的“數(shù)字通信的糾錯編碼”的第6.2章節(jié)(Plenum Press，1988年3月)和Fomey，G.D.，Jr.(1972)的“出現(xiàn)碼元間干擾時的數(shù)字序列的最大似然序列估算”(IEEE Trans.Inform.Theory，Vol.IT-18，第363-378頁)中所述。
例如，在基站的發(fā)送側(cè)，數(shù)據(jù)塊可在四個時隙上發(fā)送。在本發(fā)明的一個實施例中，可利用全球移動通信系統(tǒng)(GSM)協(xié)議。參見可從歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(06921 Sophia Antipolis，F(xiàn)rance)獲取的GSM規(guī)范TS101220(2000-5-26)8.00版“數(shù)字蜂窩電信系統(tǒng)(階段2+)”。在這種實施例中，尋呼信息可包含184比特，校驗和可包含40比特，以及四個零值可包含4比特，使228比特的消息用于卷積編碼。在這種實施例中，在發(fā)射機(jī)中，228比特通過二分之一碼率卷積碼傳遞，從而對于信息的每比特，從編碼器中產(chǎn)生兩個碼元。這樣，在一個實施例中，456個碼元被交織并在四個時隙中發(fā)送。在該實施例中，每個時隙包含114個碼元位置。
解調(diào)器22提取所傳送的碼元。在一個實施例中，去交織器26接收456個碼元。在交織過程中，碼元可放置在多個不同時隙、如四個時隙中。例如，456個碼元中的第一碼元可以放置在第一時隙，第二碼元放置在第二時隙，第三碼元放置在第三時隙，第四碼元放置在第四時隙，第五碼元放置在第一時隙，第六碼元放置在第二時隙，第七碼元放置在第三時隙，以及第八碼元放置在第四時隙，依此類推。這樣，四個碼元的連續(xù)集合依次放置在四個時隙中。
相鄰碼元分散在不同時隙上。通過在時隙上分散碼元，更可能恢復(fù)這些碼元。去交織器26可按照正確順序從不同時隙中恢復(fù)碼元。然后，解碼器28計算校驗和，檢驗器30校驗解碼器28所計算的校驗和以確定它是否正確。
在一些實施例中可能不使用填充單元27。每當(dāng)碼元因其無法被解調(diào)而丟失時，零值可由填充單元27插入到原本有碼元的位置。
參照圖2，接收機(jī)20以預(yù)定間隔自行醒來。在一些實施例中，接收機(jī)20知道它將要接收尋呼碼元的時間，并在充足的時間內(nèi)自動地自行喚醒以接收消息。例如，網(wǎng)絡(luò)可通知接收機(jī)20發(fā)送尋呼消息的時間。接收機(jī)20對第一組兩個時隙中的碼元進(jìn)行解調(diào)，如框10所示。如果碼元經(jīng)過解碼并且經(jīng)菱形框12確定為正確，則接收機(jī)20可返回睡眠狀態(tài)，如框14所示，假定沒有其它呼入消息。如果數(shù)據(jù)不正確，則接收機(jī)可繼續(xù)對下一個后續(xù)時隙解調(diào)，如框16所示。因此，如果消息極為清晰，則可能不需要對所有時隙中的全部碼元進(jìn)行解調(diào)，從而減少了接收尋呼消息所涉及的時間量。因此，空閑狀態(tài)中消耗的功率量可以減少。
接下來看圖3，在一個實施例中，省電軟件46可以例如結(jié)合控制電路44來存儲。軟件46可通過確定尋呼消息時間是否已到達(dá)來開始，如菱形框48所示。如果是，則接收機(jī)20可被喚醒，如框50所示，從而接收消息。接收機(jī)20可對第一和第二時隙的碼元進(jìn)行接收和解調(diào)，如框52和54所示。
在框56，可獲得時隙質(zhì)量數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的一個實施例中，噪聲數(shù)據(jù)可以是載波干擾比(CIR)數(shù)據(jù)。如果信號中的噪聲足夠低，則可對第一組兩個時隙解碼，如框60所示。隨后，可檢驗檢錯碼，如框62所示。如果接收數(shù)據(jù)可接受，如菱形框64所確定，則菱形框66上的校驗確定是否存在另一個呼入消息、如電話呼叫。如果是，則處理該呼叫，如框68所示。如果不是，則接收機(jī)20可返回睡眠模式，如框70所示，在這種模式下可節(jié)省電力。
如果在菱形框58確定信號的噪聲太大，則框60和62的操作可以省略，該流程可繼續(xù)對下一個時隙進(jìn)行解調(diào)，如框72所示。在這種情況下，已經(jīng)確定信號的噪聲過大，因而在成功的可能性極低時繼續(xù)進(jìn)行解碼是浪費電力。因此，通過避免不必要的數(shù)學(xué)解碼運算可以節(jié)省功耗。
同樣，如果解碼的結(jié)果確定來自第一和第二時隙的數(shù)據(jù)不充分，則流程進(jìn)行對后續(xù)時隙的解調(diào)。在這種情況下，對后續(xù)時隙的解碼增加了功耗，但是在這種情況下，必需以這種方式進(jìn)行。
例如，如圖4和圖5所示，根據(jù)模擬來看，一般，在靜態(tài)信道(圖4)和衰落信道(圖5)環(huán)境中都能夠節(jié)省電力。例如，圖4說明根據(jù)GSM規(guī)范配置的靜態(tài)信道。對于合理的信噪比，常常有可能接收和解調(diào)比全部四個可用時隙要少的時隙。這必然對應(yīng)于顯著減少的功耗。同樣，在圖5中，對于衰落信道，時隙的平均數(shù)仍然明顯低于四，表明在一定的信噪比范圍內(nèi)，可以避免對全部四個時隙解調(diào)的必要，從而產(chǎn)生省電效果。
在圖5中，說明了移動臺在非跳頻模式中以每小時50英里移動的典型城區(qū)信號(TU50MH)、在非跳頻模式中以每小時250公里移動的鄉(xiāng)村地區(qū)移動臺(RA250NH)以及在非跳頻模式中以每小時100公里移動的丘陵地帶移動臺(HT100NH)。因此，圖5表明，在各種衰落信道環(huán)境中，通過利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的技術(shù)，可以節(jié)省電力。
雖然已經(jīng)結(jié)合GSM蜂窩電話描述了實施例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，本發(fā)明的實施例可應(yīng)用于各種通信網(wǎng)絡(luò)，包括采用交織的無線和有線通信網(wǎng)絡(luò)。例如，本發(fā)明可與例如尋呼機(jī)、光網(wǎng)以及包括射頻和紅外線網(wǎng)絡(luò)的無線網(wǎng)絡(luò)配合使用。
在本發(fā)明的一些實施例中，除了采用CRC校驗之外或者取代它而采用不同于CRC的方法來確定是否對消息成功解碼。例如，這些方法包括諸如奇偶校驗和分組碼校驗之類的其它檢錯碼以及接收代碼與可能的消息的限定群體的比較。
應(yīng)當(dāng)指出，在本發(fā)明的一些實施例中，除檢測錯誤之外，CRC還用于糾錯。在這些實施例中，只有CRC無法糾錯，解碼才視為已經(jīng)失敗。也就是說，如果CRC校驗失敗但糾正了錯誤，則解碼視為成功。
雖然在以上說明中給出了解碼器28根據(jù)維特比代碼工作的示例，但解碼器28可根據(jù)基本上任何其它代碼、如特播碼、線性和/或非線性分組碼進(jìn)行工作。
在本發(fā)明的一個實施例中，圖2的方法對于在減少消息的接收時間方面存在優(yōu)勢的那些消息來實現(xiàn)。在本發(fā)明的一個實施例中，圖2的方法在接收機(jī)處于空閑模式時執(zhí)行。作為替代或附加方式，圖2的方法對于存在接收機(jī)20應(yīng)當(dāng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)的充分可能性的消息來實現(xiàn)。另外，圖2的方法也可對于存在接收機(jī)在接收消息之后、即使在消息沒有涉及接收機(jī)20的操作時也進(jìn)入睡眠狀態(tài)的充分可能性的消息來實現(xiàn)。
在本發(fā)明的一個實施例中，接收機(jī)20是蜂窩電話的一部分。在這個實施例中，圖2的方法可以對于在尋呼信道上接收的消息來實現(xiàn)。或者，圖2的方法可以對所有非音頻消息來實現(xiàn)。
雖然結(jié)合數(shù)量有限的實施例對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道其中的大量修改及變更。所附權(quán)利要求書意在涵蓋落入本發(fā)明的真實精神和范圍中的所有這類修改及變更。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括接收交織的消息；只對所述消息的一部分進(jìn)行解調(diào)；以及至少部分根據(jù)所述消息的所述解調(diào)部分中的信息來確定是否要對所述消息的其余部分進(jìn)行解調(diào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括接收具有多個時隙的消息并且只對所述時隙中的一部分時隙進(jìn)行解調(diào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于包括接收包含四個時隙的尋呼消息，并且在對兩個時隙進(jìn)行解調(diào)之后確定是否要對一個或多個后續(xù)時隙進(jìn)行解調(diào)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括喚醒接收機(jī)以接收交織的消息。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于包括在對所述接收消息的一部分進(jìn)行解調(diào)之后使所述接收機(jī)返回到睡眠模式。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括在對消息的一部分進(jìn)行解調(diào)之后獲取噪聲數(shù)據(jù)，并且評估所述接收消息的信號質(zhì)量。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于包括根據(jù)所述接收信號的所述質(zhì)量來確定是否要對消息的初始部分進(jìn)行解碼。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于包括對第一對時隙進(jìn)行解調(diào)，獲取噪聲數(shù)據(jù)，以及根據(jù)所述噪聲數(shù)據(jù)確定是否還要對其它時隙進(jìn)行解調(diào)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括對所述已解調(diào)的消息部分進(jìn)行解碼以及采用校驗碼檢驗所述已解調(diào)信息是否準(zhǔn)確。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于包括對第一對時隙進(jìn)行解調(diào)，確定是否需要其它信息，如果是，則對第三時隙進(jìn)行解調(diào)，確定是否還需要其它信息，如果是，則對第四時隙進(jìn)行解調(diào)。
11.一種產(chǎn)品，包括存儲指令的媒體，這些指令使基于處理器的系統(tǒng)能夠接收交織的消息；只對所述消息的一部分進(jìn)行解調(diào)；以及至少部分根據(jù)所述消息的所述解調(diào)部分中的信息來確定是否要對所述消息的其余部分進(jìn)行解調(diào)。
12.如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使基于處理器的系統(tǒng)能夠接收具有多個時隙的消息并且對所述時隙的一部分進(jìn)行解調(diào)。
13.如權(quán)利要求12所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使基于處理器的系統(tǒng)能夠接收包含四個時隙的尋呼消息并且在對兩個時隙進(jìn)行解調(diào)之后確定是否要對一個或多個后續(xù)時隙進(jìn)行解調(diào)。
14.如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使所述基于處理器的系統(tǒng)能夠喚醒接收機(jī)以接收交織的消息。
15.如權(quán)利要求14所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使所述基于處理器的系統(tǒng)能夠讓所述接收機(jī)在對所述接收消息的一部分進(jìn)行解調(diào)之后返回到睡眠模式。
16.如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使所述基于處理器的系統(tǒng)能夠在對所述消息的一部分進(jìn)行解調(diào)之后獲取時隙質(zhì)量數(shù)據(jù)并且評估所述接收消息的所述信號質(zhì)量。
17.如權(quán)利要求16所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使所述基于處理器的系統(tǒng)能夠根據(jù)所述接收信號的所述質(zhì)量來確定是否要對消息的初始部分進(jìn)行解碼。
18.如權(quán)利要求17所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使所述基于處理器的系統(tǒng)能夠?qū)Φ谝粚r隙進(jìn)行解調(diào)、獲取噪聲數(shù)據(jù)以及根據(jù)所述噪聲數(shù)據(jù)確定是否要對其它時隙進(jìn)行解調(diào)。
19.如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使所述基于處理器的系統(tǒng)能夠?qū)λ鲆呀庹{(diào)的消息部分進(jìn)行解碼并且采用校驗碼檢驗所述已解碼的解調(diào)信息是否準(zhǔn)確。
20.如權(quán)利要求11所述的產(chǎn)品，其特征在于還存儲一些指令，這些指令使所述基于處理器的系統(tǒng)能夠?qū)Φ谝粚r隙進(jìn)行解調(diào)，確定是否需要其它信息，如果是，則對第三時隙進(jìn)行解調(diào)，確定是否還需要其它信息，如果是，則對第四時隙進(jìn)行解調(diào)。
21.一種通信終端，包括解調(diào)器；連接到所述解調(diào)器的去交織器；連接到所述去交織器的解碼器；以及連接到所述解調(diào)器的控制電路，使所述解調(diào)器能夠只對交織消息的一部分進(jìn)行解調(diào)并且至少部分根據(jù)所述消息的所述已解調(diào)部分中的信息來確定是否要對所述消息的其余部分進(jìn)行解調(diào)。
22.如權(quán)利要求21所述的終端，其特征在于所述終端是蜂窩電話。
23.如權(quán)利要求22所述的終端，其特征在于所述終端是具有GSM工作模式的電話。
24.如權(quán)利要求21所述的終端，其特征在于所述控制電路使所述解調(diào)器能夠?qū)Χ鄠€時隙之中的一部分時隙進(jìn)行解調(diào)。
25.如權(quán)利要求24所述的終端，其特征在于所述解調(diào)器接收包含四個時隙的尋呼消息，以及所述控制電路在兩個時隙解調(diào)之后確定是否對一個或多個后續(xù)時隙進(jìn)行解調(diào)。
26.如權(quán)利要求21所述的終端，其特征在于所述控制電路喚醒接收機(jī)以接收交織的消息。
27.如權(quán)利要求26所述的終端，其特征在于所述控制電路使所述接收機(jī)在對所述接收消息的一部分進(jìn)行解調(diào)之后返回到睡眠模式。
28.如權(quán)利要求21所述的終端，其特征在于所述控制電路獲取噪聲數(shù)據(jù)并且評估所述接收消息的信號質(zhì)量。
29.如權(quán)利要求28所述的終端，其特征在于所述控制電路根據(jù)所述接收信號的所述質(zhì)量來確定是否對消息的初始部分進(jìn)行解碼。
30.如權(quán)利要求29所述的終端，其特征在于所述控制電路使第一對時隙能夠被解調(diào)，獲取噪聲數(shù)據(jù)，以及根據(jù)所述噪聲數(shù)據(jù)確定是否對其它時隙進(jìn)行解調(diào)。
全文摘要
利用交織的通信終端(20)可以在一定時間被喚醒。尋呼消息確定終端是否將保持喚醒狀態(tài)或者能夠返回睡眠狀態(tài)。通過確定是否需要對全部可用時隙進(jìn)行解調(diào)，可減少喚醒通信終端(20)的時間量。在許多情況下，能夠根據(jù)終端(20)查找自身的環(huán)境及其所接收信號的質(zhì)量來獲取必要信息，而不需要對來自傳送消息的碼元的全部時隙的碼元進(jìn)行解調(diào)。因此，可以減少接收尋呼消息的時段，并且同樣可減少功耗。
文檔編號H04L1/00GK1557053SQ02818604
公開日2004年12月22日 申請日期2002年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者R·麥倫克, D·賴尼斯, P·斯潘塞, R 麥倫克, 崴, 巳 申請人:英特爾公司