(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択呼出トランシーバと信号を交換する非同期通信システムにおける、前記選択呼出トランシーバ内に電力節約状態を設定する方法であって：
ａ）前記選択呼出トランシーバと前記通信システムとの間に通信リンクを確立する段階；
ｂ）前記選択呼出トランシーバから前記通信システムに対して、所定の電力節約期間の間前記選択呼出トランシーバが電力節約状態に入ることが許可されることを要求する信号を送付する段階；
ｃ）段階ｂ）において送付された前記信号の受信に応答して、前記通信システムが前記要求を承認した場合に、前記通信システムから前記選択呼出トランシーバに対して肯定応答信号を送付する段階；
ｄ）前記選択呼出トランシーバが前記要求の承認を示す肯定応答信号を受信した場合に、前記選択呼出トランシーバを前記電力節約状態に入れる段階；および
ｅ）前記電力節約期間の間に、前記通信システムにおいて前記選択呼出トランシーバに向けられたメッセージを記憶する段階；
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記選択呼出トランシーバにおいて前記電力節約期間に関して継続時間を選択する段階を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記通信システムから前記選択呼出トランシーバに対して、前記電力節約期間に関する最大継続時間を示す信号を送信する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記電力節約状態が、最大継続時間が前記通信システムにより制御される期間の間継続することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記選択呼出トランシーバが前記非同期通信システムと双方向ＲＦ通信を行うことができ、前記方法は前記選択呼出トランシーバにおいて：
前記通信システムから、前記電力節約状態に入るための要求を承認する前記肯定応答信号を受信する段階；および
前記肯定応答信号を受信した場合に前記電力節約状態に入る段階；
を具備することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記電力節約期間が可変であり、前記選択呼出トランシーバを用いて前記電力節約期間の継続時間を選択する段階を含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記電力節約期間の終点を検出する段階と、前記選択呼出トランシーバの電力節約状態が終了したことを示す信号を前記通信システムに送付する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記選択呼出トランシーバを前記電力節約状態から能動状態に手動でリセットする段階を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、一般にRF（無線周波数）通信の分野に関し、特に双方向通信用途に関する。
発明の背景
通信技術における最近の進歩により、ページャなど、バッテリにより電力を供給されるメッセージ受信機のバッテリ寿命が改善された。特に、同期信号化プロトコルを採用する加入通信システムにおいて著しい。これは、このようなシステムにおける各加入メッセージ受信機に、それに宛てられるメッセージを捜すための短い時間スロットが割り当てられるためである。平素は、受信機は、バッテリの寿命を延ばすために低電力動作モードに入る。それでも、バッテリ寿命における更なる改善が、すべての動作モードに関して望まれる。
最近では、CDPD（Cellular Digital Packet Data：セルラ・デジタル・パケット・データ）および他のパケット準拠データ通信システムが普及しつつある。これらのシステムは、非同期対称パケット送信を用いるが、これはある種の形態のメッセージ通信に従来用いられる送信形態である。非同期システムにおいてバッテリにより電力を供給されるメッセージ受信機を用いる際に起こる問題は、バッテリにおける電力流出が継続することである。メッセージ受信機は非同期システム内で動作するので、そのメッセージはいつでも着信する可能性がある。その結果、メッセージ受信機は、常に「オン」になっていなければならず、そのためにバッテリ寿命が大幅に短くなる。システムが同期的に動作しようが非同期的に動作しようが、メッセージ受信機がバッテリ寿命を大幅に改善することができるシステムがはるかに好ましい。
【図面の簡単な説明】
第１図は、無線通信システムと、それに関して、本発明により動作する選択呼出トランシーバを示すブロック図である。
第２図は、トランシーバ内に電力節約状態を実行するために、選択呼出トランシーバが通信システムに送る、またその逆の信号の形式を示す。
第３図は、本発明の種々の局面により構築される選択呼出トランシーバのブロック図である。
第４図は、通信システムおよび選択呼出トランシーバが本発明により動作するために好適にプログラミングされる方法を示す流れ図である。
好適な実施例の説明
本発明を用いる通信システム１０を第１図に示す。図示されるシステムは、RF送信機１２，RF受信機１４およびシステム・コントローラ１６を備える。データ，メッセージなどは、システム・コントローラの入力／出力リンク１８において受信され、システムが用いる信号化プロトコルおよびメッセージ・タイプによりコントローラ１６によりフォーマットされ、送信機１２に送られる。送信機１２は、データまたはメッセージを、１つ以上の選択呼出トランシーバ２０，２２に送信する。
選択呼出トランシーバは、バッテリにより電力を供給されるRF送信機／受信機であり、送信機１２により送付されるメッセージを受信する一意的アドレスを有する（あるいは、１つのグループ・アドレスを共有するトランシーバ群の１つである）。
選択呼出トランシーバは、システム受信機１４に肯定応答信号を返信することにより、メッセージの受信を承認する。このような肯定応答は、メッセージの受信により自動的に行われるか、あるいは選択呼出トランシーバのユーザにより開始される。用途によっては、選択呼出トランシーバが受信機１４に送付されるメッセージを開始することもある。システム・コントローラは、メッセージを適切に解読させ、入力／出力リンク１８を介して指示されたアドレスに転送する。
システム１０は、非同期的に送受信されるデータ・パケットにより選択呼出トランシーバ２０，２２と通信を行ういわゆるCDPD（セルラ・デジタル・データ・パケット）システムである。CDPDシステムの仕様は、CDPD Forum社により発行されるCellular Digital Packet Data Implementor Guidelines（セルラ・デジタル・パケット・データ実行者ガイドライン）に記述され、この教義は本明細書に参考文献として含まれる。
システム１０は、同期的または非同期的にメッセージを送受信するいわゆるページング・システムでもよい。他の形態のRF通信システムも用いることができる。本発明は、電力節約状態またはモードに入れられることにより利益を被ることのできる選択呼出トランシーバと通信する任意の種類のRF通信システムと共に用いることができると述べれば充分である。以下の説明においては、本発明は例としてのCPDPシステムおよびそのシステムと動作する選択呼出トランシーバに関して論じられる。
選択呼出トランシーバ２０，２２は、通常は、CPU（中央処理ユニット），受信回路構成，デコーダ，クロックなどのいくつかの機能的ブロックを備える。選択呼出トランシーバにおいて電力を節約しバッテリ寿命を延ばすためには、通常１つ以上のブロックに供給される電力を定期的に排除する（あるいは実質的に削減する）ことが望ましい。これにより選択呼出トランシーバが電力節約状態に入ると、１つ以上の機能ブロックにより消費される電力を削減することにより、バッテリ上の電流流出が削減される。（選択呼出トランシーバが電力節約状態にある時間を、ここでは電力節約期間と呼ぶ）。たとえば、一部の受信機回路構成およびデコーダが遮断されるか、あるいは電力を下げられ、なおかつCPUとそのクロックには充分な電力が供給されて、電力節約期間が終了すると選択呼出トランシーバは自動的に完全能動状態を再開するようになっている。
選択呼出トランシーバを本発明により電力節約状態にするために、通信リンクが選択呼出トランシーバと通信システムとの間にまず開設される。たとえば、選択呼出トランシーバ２０は、システム１０に対して、選択呼出トランシーバを識別する従来の「登録」信号を送付することによりシステム１０との通信を開設する。
選択呼出トランシーバ２０がシステム１０に「登録」すると、選択呼出トランシーバ２０は、すぐにでもあるいは後になっても、通信システム１０に対して、選択呼出トランシーバ２０が電力節約状態に入ることを要求する信号を送ることができる。通信システム１０は、選択呼出トランシーバ２０に対して要求の受信を通知する肯定応答信号と、選択呼出トランシーバが電力節約状態に入ることの承認とを送付することにより応答する。肯定応答信号を受信すると、選択呼出トランシーバは電力節約状態に入り、選択された電力節約期間の間その状態に留まる。
選択呼出トランシーバが電力節約状態にある間は、着信メッセージの受信および解読はできない。その結果、電力節約期間の間、システム１０は選択呼出トランシーバ２０に宛てられるメッセージを格納する。電力節約期間が終了すると、選択呼出トランシーバは好ましくは、その電力節約期間終了を検出し、通信システム１０に対して、選択呼出トランシーバの電力節約状態が終了したことと、メッセージを受信および解読することのできる完全能動状態にあることとを知らせる信号を送る。これで、システム１０は、格納されたすべてのメッセージの選択呼出トランシーバ２０に対する送付を開始することができる。
好ましくは、電力節約期間の継続時間は、選択呼出トランシーバ２０を用いて選択することができる。さらに、電力節約期間の継続時間は、選択呼出トランシーバが短期電力節約期間またはより長期の電力節約期間を選択することができるように可変であることが好ましい。長期の電力節約期間を選択すると、待ち時間は犠牲になるが、選択呼出トランシーバのバッテリ寿命を延ばすことになるのは言うまでもない。待ち時間とは、システム１０がメッセージを受信してから、目的の選択呼出トランシーバに送信するまでに経過する時間量である。このため、ユーザが長い待ち時間間隔を認める場合は、長い電力節約期間を選択することができる。逆にユーザが短い待ち時間を要求する場合は、必然的に短い電力節約期間を選ぶことになる。場合によって、ユーザは選択呼出トランシーバを電力節約状態に入れずに、直ちに緊急メッセージを受信することができるようにすることを選ぶことができる。
選択呼出トランシーバを電力節約状態に入れることは、通信システムの動作に影響を与えることが理解頂けよう。多くの選択呼出トランシーバが比較的長い電力節約期間を持つように選択されると、システム１０に与える影響は、後で送信するために多くのメッセージを格納することが求められるということである。従って、システム１０のオペレータは、電力節約期間について最大継続時間を設定することを選ぶ。この最大継続時間は、好ましくは、システム１０が選択呼出トランシーバに対して、電力節約期間の許容される最大継続時間を指示するメッセージを送ることで、選択呼出トランシーバに知らされる。
ユーザの選択呼出トランシーバが着信メッセージの受信および解読が不可能な電力節約状態にある間、ユーザは、電力節約期間が自動的に終了するのを待たずに、直ちに選択呼出受信機を能動状態に入れる必要があるか否かを決定することができる。好適な実施例においては、選択呼出トランシーバはユーザの動作によって、電力節約状態から能動状態に手動でリセットすることができる。
第２図を参照して、システム１０から選択呼出トランシーバに情報を送り、選択呼出トランシーバからシステム１０に情報を送り返すために用いることのできる種類のデータ・パケットを示す。図示されるデータ・パケット２４は、ヘッダ２６，情報部分２８およびトレーラ３０を備える。ヘッダ２６は、メッセージ始点，発信源アドレス，宛先アドレス，配列番号，配信情報および課金情報などの情報を備える。情報部分２８はユーザ・メッセージ３２と電力節約メッセージ３４とを含む。電力節約メッセージは、システムが選択呼出トランシーバに対して、選択することのできる電力節約期間の最大継続時間を通知するために用いられる。データ・パケットのこの部分は、選択呼出トランシーバが電力節約状態に入りたいことと、その状態または期間の継続時間を通信システムに知らせるために、選択呼出トランシーバが用いることもある。
第３図を参照して、選択呼出トランシーバ２０の電気ブロック図を示す。第３図の全ブロックは、以下に述べる電力節約状態のセットおよびリセットを特に扱うブロックを除き従来のものである。
アンテナ３６が、ダイプレクサ（DIP）３８に結合され、アンテナを送信機４０または受信機４２に従来の方法で接続する。送信機４０の入力と受信機４２の出力とは、リンク・レベル・コントローラ４４に結合される。トランシーバが送信モードにあるときは、リンク・レベル・コントローラ４４は、データ・パケットを送信機４０による送信のためのフレーム・フォーマットに入れる。トランシーバ２０が受信モードにあるときは、逆の動作が起こる。すなわち、フレーム・フォーマットが着信データ・パケットから取り出される。
コントローラ４４は、パケット・アセンブラ／ディスアセンブラ（PAD）４６に結合される。PAD４６の機能は、送信モードにおいてはヘッダとトレーラを情報パケットに付けることであり、受信モードにおいては情報パケットからヘッダおよびトレーラを分解することである。プロセッサまたはCPU４８とメモリ５０は、いずれもPAD４６に接続される。CPU４８の制御下で動作するメモリ５０は、PAD４６により分解されたデータ・パケットを受信および格納する。メモリ５０は、CPU４８の制御下で動作し、再組立された形式のデータ・パケットを格納して、メッセージを形成することも行う。CPUのための動作命令もメモリ５０に格納されるか、あるいはCPU４８と一体のメモリ内に格納される。
バッテリ５１と、クロックおよびシステム・タイミング・ブロック５２と、I/Oおよびソース・コード／デコーダ５４にもCPU４８は結合される。バッテリ５１がCPUとトランシーバ内のすべての機能ブロックに電力を供給する。ただしバッテリ５１は、CPU４８のみに直接結合された図示される。
ブロック５２は、従来の方法でCPU４８の動作に関するタイミング情報を提供するクロックを具備する。トランシーバ２０が受信モードにあるとき、ブロック５４はメモリ５０に格納されるメッセージを解読し、これらのメッセージをディスプレイ，発話装置（図示せず）またはその他の任意の種類の出力装置に、データ出力ポート５６を介して結合する。トランシーバ２０が送信モードにあるときは、データ入力ポート５８を介して受信される情報はブロック５４にバッファされ、CPU４８の制御下で適切にコード化および組み立てられて、メモリ５０に格納され、その後で送信機４０により送信されるデータ・パケット内に組み立ておよびフォーマットされる。ポート５８内のデータは、キーボード，コンピュータ，トランシーバ２０上に位置するボタンまたは他の任意の適切な入力装置からの受信データである。
従来のものではない、第３図の２つのブロックは、ブロック６０（電力節約手動リセット）と、トランシーバ２０の電力節約期間の継続時間を選択するユーザ制御部であるブロック６２である。これらのブロックは両方とも第４図に示される流れ図に関連して説明される。この流れ図は、トランシーバの動作の電力節約部分を実行するためにメモリ５０に格納され、さらに選択呼出トランシーバの電力節約動作に関連して通信システム１０の動作を制御するためにシステム・コントローラ１６（第１図）に格納されるプログラミングを行う命令を表す。
ここで第４図を参照して、電力節約の実行は、開始命令６４で始まり、選択呼出トランシーバ（SCT）２０が通信システム１０に登録する段階６６が続く。この時点で、第３図に示されるすべてのブロックは完全な電力供給状態にあり、選択呼出トランシーバ２０は完全能動状態にある。すなわち、メッセージの送信および／または受信が可能である。この登録は、選択呼出トランシーバ２０が従来のCDPD登録信号を通信システム１０に送ることで実行される。
次の段階６８において、選択呼出トランシーバ（SCT）２０は、段階６６で送付された登録信号の肯定応答と、システムにより許される最大スリープ時間期間（電力節約期間）の指示値とをシステム１０から受信する。通信システム１０から受信されるこの信号は、第２図に図示されるフォーマットを有し、システムが許容する最大電力節約すなわちスリープ時間期間は、電力節約メッセージ３４に含まれる。
次の段階７０により、選択呼出トランシーバは完全能動状態に入り、システム１０との完全な通信が可能になる。第３図に示されるすべての機能ブロックの電源がオンになる。もちろん、トランシーバが段階６６，６８を経て段階７０に到達した場合は（このプログラムの第１パスを通じてそうするように）、すでに能動状態にある。段階７０は異なる経路を介して（段階８４から）段階７０に到達するトランシーバを能動状態にする。
この時点で、選択呼出トランシーバ２０のユーザがトランシーバを電力節約状態に入れたいとする。第３図に戻り、これはブロック６２により実行される。ブロック６２において、連続的にあるいは非連続的に回転可能なノブ７２の形態で図示されるユーザ制御部を用いて可変電力節約期間が選択される。この可変電力節約期間は、最小電力節約期間（ゼロでもよい）と最大電力節約期間またはその間の任意の期間とすることができる。このようにして選択された期間の継続時間は、従来の方法でコード化され、CPU４８に結合され、CPU４８はそれをメモリ５０に格納する。
前述の如く、ユーザが電力節約期間について最大継続時間を選択すると、トランシーバ２０は最大バッテリ寿命を有するが、待ち時間も最大になる。逆に最小電力節約期間を選択するとバッテリ寿命の延長期間は短くなるが、待ち時間も短くなる。
電力節約期間をユーザが選択することに応答して、CPU４８は段階７４（第４図）を実行する。これによりトランシーバ２０は、通信システム１０に対して、この特定の選択呼出トランシーバ２０が電力節約状態に入ろうとすることを通知する信号を送信する。この信号には、トランシーバ２０がその状態に留まろうとする期間が含まれる。通信システム１０がこの信号を受信すると、そのメモリ（システム・コントローラ１６内の）内に、要求するトランシーバの識別子とその電力節約状態の要求される継続時間の指示値を格納する。次に段階７６により、選択呼出トランシーバはシステム１０から電力節約肯定応答信号を受信する。
次の段階７８により、選択呼出トランシーバは段階６８でシステムが許可した最大電力節約期間（スリーブ時間）あるいはユーザが選択し、段階７４でシステムに送信された電力節約期間のいずれかのうち最小値である時間期間の間、電力節約状態に入る。この時点で、トランシーバのCPU４８はトランシーバ２０の全機能ブロックを、CPU４８と、メモリ５０と、クロックおよびシステム・タイミング・ブロック５２とを除いてオフにする。システム１０は、電力節約期間が終了するまで、この特定の選択呼出トランシーバにはメッセージを送らない。
次の段階８０において、CPU４８は電力節約タイマが時間切れになったか否か、すなわち電力節約期間が終了したか否かを判断する。この問いに対する答えが「イエス」の場合は、プロセスは段階８２に進み、トランシーバ２０はシステム１０に対して、トランシーバが再び能動状態になり、システムと通信できることを通知するメッセージを送る。CPU４８は、第３図に図示される全ブロックに電力を供給する。システム１０が段階８２で送付されたメッセージを受信すると、肯定応答システムをトランシーバ２０に送り返す。段階８４で、トランシーバは、システムから肯定応答を受信したか否かを問い合わせる。この答えが「イエス」の場合、プロセスは段階７０に戻り、トランシーバ２０は完全能動状態に入って、システム１０と完全に通信を行い、電力節約期間中に格納されたすべてのメッセージを受信することができる。段階８４の実行が「ノー」で終わると、プロセスは段階６６の戻り、再びシステムに登録して、図示される残りの段階を実行する。
段階８０に戻り、電力節約期間が終了していない場合は、プロセスは段階８６に進み、手動リセットが起動されたか否かを判断する。言い換えると、ユーザがトランシーバ２０をその電力節約状態から完全能動状態に手動でリセットすることを選択したか否かである。簡単に第３図を参照して、ブロック６０はユーザがトランシーバの電力節約状態を意のままに終了するために起動することのできるユーザ制御部（押しボタンなど）である。ユーザが手動リセットを用いることを選択しなかった場合は、プロセスは電力節約期間が終了するまで段階８０と８６とをループ状に進む。一方、ユーザが手動リセットを作動することを選択すると、プロセスは段階８６から直接段階８２に進み、トランシーバ２０はシステムに対して、それが能動状態であることを通知するメッセージを送付する
上記の説明から、本発明は選択呼出トランシーバに関してより長いバッテリ寿命を提供し、特にユーザが待ち時間とバッテリ寿命とを秤にかけて、適切な電力節約を選択することができることが理解頂けよう。システム・オペレータが通信システムに不当に負荷をかけないように電力節約期間の最大持続期間を設定することができるようにしながら、これらの利点を得られる。
本発明は好適な実施例に関して説明されたが、本発明から逸脱せずに多くの改変および変更が可能であることは当業者には明白であろう。従って、このような変更および改変は、添付の請求項に定義される本発明の精神および範囲内に入るものと見なされる。
【図１】
0003886535.tif 000002
【図２】
0003886535.tif 000003
【図３】
0003886535.tif 000004
【図４】
0003886535.tif 000005