[发明专利]移动电话机备用时的电源节省

说明书

发明的领域

本发明涉及在例如移动电话机的便携式无线通信系统中在备用状态下减少电源消耗以便增加电池必需的充电和再充电的时间间隔的方法和装置。

背景技术

蜂窝式移动电话系统包括多个基站组成的一个网络，这些基站覆盖一特定的地理区域或蜂窝单元，各基站和多个移动或便携式手机(以下通称“移动电话机”)通信。这些系统都含有这样的措施以使得每个移动电话机都尽可能地和最邻近的基站通信，从而最大限度地减少移动电话机所需的发射功率。

当移动电话机处于备用状态时，即它既不发出也不接收呼叫时，它必须监听最近的一个基站有无呼叫。在这种备用方式下并不是所有的接收器部分都需要处于工作状态，而对于处在备用方式下不进行发送的移动电话机来说其全部发送部分都不必处于工作状态。这导致较长的电池寿命，一般情况下可达八小时左右；对比之下，当移动电话机在频繁对话而使发送器和接收器都在工作的情况下，电池寿命仅为一到二个小时。

希望得到更为长的电池工作寿命的要求是十分明确的。授给哈特(Harte)的欧洲专利No.EP 0473465叙述了一种减少备用电流消耗的方法。这个方法是基于基站所用的呼叫通道发送格式和英国ETACS标准或美国EIA-553蜂窝通讯标准相一致。在后一种系统中，由基站向处于备用方式下的移动电话机发送40位(比特)的呼叫消息，其格式包括五次重复的40位的块。呼叫消息通过在其消息中包含被叫移动电话机的电话号码来识别该电话机，这个号码也叫做移动识别号(MIN)。每个消息还包括一个循环冗余校验(CRC)码，其值取决于数据位，这个校验码可用来验证正确的译码，甚至可以纠正消息中的错误的单个数据位。每个40位的消息包括28个数据位和12个CRC位。由于MIN的长度是34位，所以需要两个这样的呼叫消息来唯一地识别一个电话机。每一次所传送的40位的块被改名为“控制字”或仅叫做“字”，一个呼叫消息包括两个这样的字。任何消息每当包括多于一个字的时候，则除了最后一个字外的每个字都设置一个继续位以表明后面还跟随着别的字。

在上述的欧洲专利中，哈特提出一种移动电话机，它能独立地把所收到的每个消息重复进行译码，用CRC进行校验以验证译码是否正确，如果CRC校验表明译码是正确的，则再查验接收的移动电话机的MIN是否包含在所接收的字中。按照该欧洲专利的办法，如果MIN不在所接收的字中(这是绝大多数消息的情况)，则移动电话机就进入省电(power down)，直到下一组5个重复消息到达时为止。这样，根据该欧洲专利，每当已经认为第一个重复消息中不包含该电话的MIN时，在剩下的4次消息重复时移动电话机就可以进入减少供电的方式，这表示在备用方式下电池电能的消耗至少可以有80％的潜在节约能力。此外，当移动电话机已判定消息内两个控制字中的第一个与接收的移动电话机MIN不匹配，则移动电话机就不必再去处理第二个字，也就可以在第二字的全部五次重复时都进行省电。这样可在备用方式下得到潜在的90％的节电能力。

另一方面，该欧洲专利所说明的设备的一个缺点在于，如果移动电话机处在最远距离时(例如在蜂窝单元的边缘)，该处的信号电平很可能是最低的，则当有消息要发送给该移动电话机时，正确地检测到消息的可能性将会减小。其原因是，在所公开的系统中所用的译码方法要求五个消息重复中的三个必须被正确译码。节约电源的方法只用了五个消息重复中的一个被译码的消息，从而导致了对所需消息较低的译码概率。事实上，在该欧洲专利中公开的方法与不实施这种方法的移动电话机相比会降低正确译出所需消息的概率。因此，当使用该欧洲专利所公开的方法时，要在接收所需消息的可靠性和在备用方式下的电源消耗之间作出折衷。

性能降低的一个原因是：按照美国EIA-553蜂窝通讯标准发送的五个消息重复的结构对于按上述的欧洲专利所公开的方式进行译码并不是最佳设计。在美国EIA-553蜂窝系统中，正常的消息译码需要把全部五个消息重复都接收下来以便实现按位择多表决译码，因此，按照该欧洲专利所公开的节约电源的方法的实施范围就不明朗了。

当使用冗余编码时(例如带择多表决译码的重复编码时)，希望把重复的各位在时间上尽可能地相隔得较远，从而使它们经受到的是非相关的衰减。这被称做位交替。在理论上每个重复可由位交替所间隔开的最远距离是一个完整消息的全长。因此，最大位交替的重复编码导致了相继五次的消息重复发送。但是，最佳的译码并不像已有技术所使用的那种对每个消息重复进行独立的译码，而是在对择多译码位进行CRC校验之前通过5次择多表决处理而对每一位进行译码。