Способ устранения неоправданно высокого энергопотребления в подвижных станциях мобильной телефонной системы

 

Предлагается способ устранения неоправданно высокого энергопотребления подвижными станциями, входящими в состав цифровой мобильной телефонной системы с временным мультиплексированием. В холостом режиме каждая из подвижных станций обычно прослуживает лишь каждый N-й временной интервал канала, который, помимо прочего, предназначен для передачи сообщений поискового вызова, таков, например, канал общего управления в режиме разделения групп. Технический результат состоит в уменьшении времени на установление связи в системе. Для этого может применяться так называемый режим расширенного поискового вызова, при котором допустим временной интервал N, содержащий информацию, предписывающую подвижным станциям прослушивать также дополнительный временной интервал, например временной интервал N + 2. В соответствии с изобретением режим расширенного поискового вызова может быть широко применен при выигрыше во времени и соответственно увеличений энергопотребления, если его использовать следующим образом: задается доля, соответствующая максимальному значению части сообщений поискового вызова, которые могут быть переданы в режиме расширенного поискового вызова, затем принимается решение об использовании режима расширенного поискового вызова, которое в каждом отдельном случае зависит от того, необходим ли режим расширенного поискового вызова, имеется ли в дополнительном временном интервале свободное место, превышена ли доля сообщений с расширенным поисковым вызовом. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к способу устранения неоправданно высокого энергопотребления подвижных станций, которые входят в состав цифровой мобильной телефонной системы с временным мультиплексированием, у которых каждая подвижная станция в [холостом] режиме обычно прослушивается лишь только каждый N-й временной интервал канала, который по меньшей мере частично предназначен для передачи сообщений поискового вызова подвижным станциям, примером чего может служить канал общего управнения в режиме разделения групп, и в котором имеется возможность допустить, чтобы на каждом такое временном интервале содержалась информация, которая предписывала бы подвижным станциям прослушать следующий временной интервал, т.е. дополнительный временной интервал упомянутого канала, причем этот дополнительный временной интервал появляется после заранее предопределенного количества временных интервалов.

Предшествующий уровень техники.

Очень часто оказывается крайне необходимым поддерживать энергопотребление подвижных станций, входящих в состав телефонных систем, как можно ниже. Это в особенности касается регионов, в которых располагается относительно большое количество ручных станций, например, так называемых карманных телефонов, поскольку станции такого типа имеют ограниченную емкость элементов питания. Крупные города являются классическим примером регионов, в которых располагается большое количество ручных станций. В цифровых системах, работающих в режиме разделения групп, группа подвижных станций при нахождении в [холостом] режиме будет например прослушивать исключительно 18-й временной интервал канала общего управления. По этому каналу передаются сообщения, предназначенные для проведения поискового вызова подвижных станций (сообщения системы персонального вызова), а также сообщения, касающиеся назначения каналов (сообщения о мгновенном назначении). Тип приема, применяемый в холостом режиме, описанном выше, обычно называется DRX, что означает прерывистый прием.

Каждое сообщение, передаваемое по каналу общего управления группе подвижных станций, содержит информационный раздел, называемый "режимом поискового вызова". Этот информационный раздел содержит информацию по управлению, которая сообщает подвижной станции, находящейся в холостом режиме, каким образом она должна прослушивать канал общего управления. Под "режимом нормального поискового вызова" понимается описанный выше режим прерывистого приема, т. е. должен прослушиваться лишь каждый N-й временной интервал, например временной интервал с номером N. Под "режимом расширенного поискового вызова" понимается режим, когда за каждым прослушиваемым временным интервалом надо прослушивать следующий чередующийся временной интервал, т.е. например временной интервал с номером N + 2.

При применении режима расширенного поискового вызова иногда оказывается возможным передать сообщения поискового вызова, которым не нашлось места в стандартном временном интервале, на протяжении следующего чередующегося временного интервала. Если это оказывается возможным, то лишь благодаря наличию в этом временном интервале стоящих в очереди на передачу сообщений о назначении канала и стандартных сообщений поискового вызова. Более того, сообщениям о назначении канала очень часто отдается приоритет по отношению к сообщениям поискового вызова. Режим расширенного поискового вызова обычно сокращает время на установление соединения, в особенности, когда количество сообщений поискового вызова неравномерно распределено между различными временными интервалами. Это сокращение времени, тем не менее, достигается ценой повышения энергопотребления подвижных станций, поскольку возникает необходимость прослушивать в два раза больше временных интервалов, чем в режиме нормального поискового вызова. Когда обмен по каналу общего управления высокоинтенсивен почти на всех временных интервалах, то время нахождения в очереди при применении режима расширенного поискового вызова сократится незначительно, несмотря на повышение энергопотребления.

Раскрытие изобретения.

Объектом настоящего изобретения является способ, который позволит избежать неоправданно высокого энергопотребления подвижных станций, которые входят в состав мобильной телефонной системы описанного выше типа. Это достигается принятием решения по каждому отдельному случаю в отношении того, применять ли режим расширенного поискового вызова, учитывая выигрыш во времени при установлении связи, и рост энергопотребления. Это достигается, во-первых, принятием решения о доле, которая соответствует максимальной доле сообщений поискового вызова, которые могут быть переданы в режиме расширенного поискового вызова. Эта доля главным образом зависит от географического региона, в котором расположены подвижные станции, Затем решение в каждом отдельном случае принимается на основании того, если ли необходимость в режиме расширенного поискового вызова, имеется или нет свободное место в дополнительном временном интервале, и была или не была превышена упомянутая выше доля. Отличительные особенности изобретения излагаются ниже в формуле изобретения.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых фиг. 1 и фиг. 3 изображают временной кадр, в котором обозначены различные временные интервалы, а фиг. 2 и фиг. 4 - алгоритмы, соответствующие первому и второму вариантам заявленного способа.

Лучший вариант осуществления изобретения.

Ниже приводится подробное описание двух возможных вариантов выполнения на примере системы, работающей в режиме разделения групп. Из вышеизложенного очевидно, что время, необходимое для установления связи с подвижной станцией, иногда может быть сокращено применением режима расширенного поискового вызова. Это, однако, вызовет рост энергопотреблений этой станцией, а также группой подвижных станций, которые находятся в холостом режиме и также прослушивают тот же временной интервал. Следует отметить, что изобретение может быть включено в программное обеспечение базовых станций.

Ниже дается описание первого из возможных вариантов выполнения со ссылкой на фиг. 1 и 2. На фиг. 1 показан временной кадр в мобильной телефонной системе с временным мультиплексированием. Временной кадр разделен на временные интервалы и на чертеже показан временные интервалы 1, 2, 3, N и N + 2. Приводимый пример реализации изобретения предназначен для того, чтобы объяснить, как достигается принятие решения о применении или неприменении режима расширенного поискового вызова по отношению к временному интервалу с номером N.

Далее с учетом алгоритма, представленного на фиг. 2, рассматривается процедура, предусмотренная в тех случаях, когда должен быть использован режим расширенного поискового вызова.

Первым шагом процедуры (см. блок 11) является принятие решения о доле, которая определяет максимальное значение части сообщений поискового вызова, которые могут быть переданы в режиме расширенного поискового вызова. От размера этой доли зависит энергопотребление подвижных станций и соответственно в разных географических регионах она может быть различной. Желательно выбирать эту долю таким образом, чтобы режим низкого потребления тока был бы более приоритетен по отношению к скорости установления связи, например в крупных и средних городах, в которых вероятно относительно большое количество станций с ручным управлением. В то же время и регионах с невысокой плотностью жителей, где предположительно расположено относительно мало станций с ручным управлением, приоритет следует отдавать режиму с повышенной скоростью установления связи по сравнению с режимом низкого токопотребления. Таким образом, эта доля должна быть выше в регионах с малой плотностью населения по сравнению с крупными и средними городами.

На практике решение о величине этой доли может быть принято оператором, контролирующим мобильную телефонную систему, либо может быть реализовано в форме параметра, заранее установленного в системе для различных географических регионов.

Следующий шаг процедуры состоит в том, что устанавливается, необходим ли режим расширенного поискового вызова (см. блок 12). Эта необходимость будет зависеть от количества сообщений поискового вызова и количества сообщений о назначении каналов, которые стоят в очереди на передачу в рассматриваемом временном интервале, т.е. временном интервале с номером N. В случае наличия сообщений поискового вызова в каждом временном интервале устанавливается очередность, в то время как сообщения о назначении каналов размещаются в отдельной очереди, которая является общей для всех подвижных станций. Как уже было упомянуто ранее, сообщения о назначении канала очень часто имеют приоритет над сообщениями поискового вызова.

На третьем шаге процедуры устанавливается, имеется или нет свободное место в следующем, чередующемся временном интервале, т.е. интервале с номером N + 2 (см. фиг. 1 и блок 13 на фиг. 2). Это, конечно же, будет зависеть от того, сколько сообщений поискового вызова и сообщений о назначении канала стоят в очереди на передачу в этом временном интервале.

На четвертом шаге процедуры устанавливается, была ли превышена доля сообщений с расширенным поисковым вызовом (см. блок 14). Это может быть достигнуто несколькими путями. Например, для применения режима расширенного поискового вызова может подсчитываться так называемое скользящее среднее, когда среднее значение подсчитывается для заранее установленного количества последних состоявшихся сообщений по рассматриваемому временному интервалу. Затем среднее значение сравнивается с принятым значением и вырабатывается решение о том, превышено это значение или нет.

В качестве варианта принятие решение о превышении доли сообщений с расширенным поисковым вызовом может проводиться по так называемому методу "дырявого ведра". Каждый раз, когда появляется заданный временной интервал, счетное значение, принадлежащее этому временному интервалу, будет либо возрастать, либо уменьшаться в зависимости от того, применяется или нет режим расширенного поискового вызова. Счетное значение сравнивается с пороговым значением для того, чтобы выработать решение, превышалась эта доля или нет. Каждый временной интервал имеет свое собственное счетное значение. Для того чтобы метод был применим для различных значений принятых долей, размер шага, с которым происходит изменение счетного значения в одном направлении зависит от значения принятой доли. Это позволяет использовать одно и то же пороговое значение для всех возможных принятых долей сообщений с расширенным поисковым вызовом.

Как видно из алгоритма (см. блок 15), решение о применении режима расширенного поискового вызова для временного интервала с номером N принимается в случае, когда одновременно выполняются следующие условия: - имеется необходимость в применении режима с расширенным поисковым вызовом (шаг два в описанной выше процедуре); - на временном интервале с номером N + 2 должно сократиться свободное место (шаг три в описанной выше процедуре); - принятая доля сообщений с расширенным поисковым вызовом не должна быть превышена (шаг четыре в описанной выше процедуре).

Как следует из алгоритма (см. блок 16), режим нормального поискового вызова применяется в случае, когда на любой из вопросов, заданных в блоках 12 и 13, получен отрицательный ответ либо когда на вопрос, сформулированный в блоке 14, получен положительный ответ.

Подвижные станции, которые осуществляют прослушивание в дополнительных временных интервалах, например временных интервалах с номером N + 2, при режиме расширенного поискового вызова не должны принимать во внимание информационный раздел "режим поискового вызова" в этом дополнительном временном интервале, поскольку этот информационный раздел предназначен для тех станций, которые прослушивают временной интервал в режиме нормального поискового вызова.

Далее приводится описание второго примера реализации предложенного изобретения с использованием фиг. 3 и 4. Фиг. 3 отображает временной кадр, который подобен временному кадру, показанному на фиг. 1, за исключением того, что здесь показан также временной интервал с номером N + 4. На фиг. 4 представлен алгоритм, который в целом соответствует алгоритму, показанному на фиг. 2, но который, однако, содержит также два дополнительных функциональных блока. Те блоки на фиг. 4, которые имеются и на фиг. 2, идентифицируются как и раньше. Второй вариант реализации изобретения основывается на допущении того, что иногда имеет смысл использовать режим расширенного поискового вызова даже тогда, когда в дополнительном временном интервале, т.е. интервале с номером N + 2, нет свободного места.

Первоначально выполняются три процедурных шага (см. блоки 11 - 13), которые совпадают с процедурными шагами с первого по третий, описанные выше, т. е. шаги, устанавливающие долю сообщений с расширенным поисковым вызовом, устанавливающие, необходим ли режим с расширенным поисковым вызовом, а также устанавливающие, имеется ли на временном интервале с номером N + 2 свободное место.

Когда на третьем процедурном шаге выявляется, что на временном интервале с номером N + 2 нет свободного места, то на четвертом процедурном шаге (см. блок 17) устанавливается, имеется или не имеется свободное место на временном интервале, который появляется два временных интервала спустя, т.е. на временном интервале с номером N + 4 (см. также фиг. 3).

Если на временном интервале N + 4 имеется свободное место, то сообщение, для которого не нашлось место во временном интервале с номером N, может быть переслано во временной интервал N + 2 с учетом того, что сообщение, которое стоит в очереди на передачу во временном интервале с номером N + 2 может быть перемещено во временной интервал с номером N + 4.

Для того чтобы сообщение было передвинуто из временного интервала с номером N + 2 во временной интервал с номером N + 4, необходимо, чтобы не все сообщения, которые должны быть переданы во временном интервале с номером N + 2, были приоритетными, например, сообщениями о назначении канала. Соответственно, на пятом процедурном шаге выявляется, приоритетное или неприоритетное сообщение обнаруживается в очереди к временному интервалу с номером N + 2 (см. блок 18).

В соответствии с данным вариантом реализации на шестом процедурном шаге устанавливается, была или не была превышена принятая доля сообщений с расширенным поисковым вызовом аналогично тому, как это производилось на четвертом шаге (см. блок 14) первого варианта реализации данного изобретения.

В рассматриваемом варианте реализации решение о применении режима расширенного поискового вызова достигается, если одновременно выполняются следующие условия: имеется необходимость в применении режима с расширенным поисковым вызовом (шаг в описанной выше процедуре); на временном интервале с номером N + 4 имеется свободное место (шаг четыре в процедуре, соответствующей второму варианту реализации); в очереди к временному интервалу с номером N + 2 обнаружено неприоритетное сообщение (шаг пять в процедуре, соответствующей второму варианту реализации); принятая доля сообщений с расширенным поисковым вызовом не была превышена (шаг шесть в процедуре, соответствующей второму варианту применения).

Как следует из алгоритма (см. блок 16), режим нормального поискового вызова применяется тогда, когда на один из вопросов, сформулированных в блоках 12, 17 и 18, был получен отрицательный ответ, или когда на вопрос, сформулированный в блоке 14, был получен положительный ответ.

Следует понимать, что изобретение не ограничено лишь описанными выше двумя вариантами его реализации и что в пределах формулы изобретения возможны различные модификации. Например, порядок следования шагов процедуры может быть изменен различными способами. Обычно для того, чтобы подготовить место для сообщения, которое не может получить место во временном интервале с номером N, возможно также осуществить проверку, имеется или нет свободное место не только во временных интервалах N + 2 и N + 4, но также и во временном интервале N + 6 и т.д. Применение изобретения не ограничено также использованием в системах с групповым разделением, но может быть применено в других мобильных телефонных системах.

Фиг. 2: 11 - Принять решение о доле сообщений с расширенным поисковым вызовом; 12 - Есть ли необходимость в режиме с расширенным поисковым вызовом? 13 - Есть ли свободное место на временном интервале с номером N + 2? 14 - Превышена ли принятая доля сообщений с расширенным поисковым вызовом? 15 - Выберите режим с расширенным поисковым вызовом.

16 - Выберите режим с нормальным поисковым вызовом.

Фиг. 4: 11 - Принять решение о доле сообщений с расширенным поисковым вызовом;
12 - Есть ли необходимость в режиме с расширенным поисковым вызовом?
13 - Есть ли свободное место на временном интервале с номером N + 2?
14 - Превышена ли принятая доля сообщений с расширенным поисковым вызовом?
15 - Выберите режим с расширенным поисковым вызовом.

16 - Выберите режим с нормальным поисковым вызовом.

17 - Есть ли свободное место на временном интервале с номером N + 2?
18 - Имеется ли неприоритетное сообщение во временной интервал с номером N + 2?

Формула изобретения

1. Способ устранения неоправданно высокого энергопотребления у подвижных станций мобильной цифровой телефонной системы с временным мультиплексированием, заключающийся в том, что каждая подвижная станция в холостом режиме прослушивает каждый N-й временной интервал канала, выполненный в виде канала общего управления в режиме разделения групп, предназначенный по крайней мере частично для передачи сообщений поискового вызова подвижных станций, и в котором допускается, чтобы в каждом временном интервале N содержалась управляющая информация, предписывающая подвижным станциям прослушивать какой-либо следующий временной интервал N+2 упомянутого канала, появляющийся после заданного количества временных интервалов, отличающийся тем, что решение, позволяющее данному временному интервалу N содержать управляющую информацию, принимается после того, как выбирается доля сообщения, соответствующая максимальному значению для части сообщений, содержащих управляющую информацию, определяется необходимость содержания во временном интервале N упомянутой управляющей информации, и определяется, что в дополнительном временном интервале N+2 имеется свободный временной интервал, определяют, была ли превышена доля сообщения с управляющей информацией для временного интервала N, и принимают решение от том, что во временном интервале должна содержаться управляющая информация после того, как обнаруживается необходимость в этом, выявляется свободное место во временном интервале N+2 и определяют, что доля сообщения с управляющей информацией не была превышена.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что факт установления превышения доли сообщения определяют путем подсчета значения скользящей средней величины количества сообщений и сравнения средней величины с заданной долей.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что установление превышения доли определяют путем подсчета по методу "дырявого ведра" и сравнения подсчитанного значения с данной долей.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что когда в дополнительном временном интервале N+2 не обнаруживается свободное место дополнительно при принятии решения о необходимости во временном интервале иметь управляющую информацию определяют, найдено ли свободное место в еще одном временном интервале N+4 канала, причем второй дополнительный интервал появляется после предварительно определенного количества временных интервалов относительно первого дополнительного временного интервала N+2, определяют, содержит ли первый дополнительный временной интервал N+2 неприоритетное сообщение, и принимают решение о том, что на временном интервале N должна содержаться управляющая информация в случае, когда при установлении необходимости содержания во временном интервале управляющей информации выявляется свободное место во втором дополнительном временном интервале N+2 и когда одновременно во временном интервале N+2 найдено одно неприоритетное сообщение и когда одновременно наблюдается превышение принятой доли сообщения с управляющей информацией.

5. Способ по любому одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что принятая доля сообщений с управляющей информацией определяется географическим регионом, в котором располагаются портативные подвижные станции, причем доля сообщений выше в тех регионах, где вероятно размещение относительно небольшого количества портативных подвижных станций по сравнению с регионами, в которых много портативных подвижных станций.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4