ОПТИМИЗИРОВАННАЯ ПРОЦЕДУРА СИНХРОНИЗАЦИИ ДЛЯ УДЛИНЕННЫХ ПЕРИОДОВ ОЖИДАНИЯ
OPTIMIZED SYNCHRONIZATION PROCEDURE FOR EXTENDED STANDBY PERIODS

ЗАЯВЛЕНИЕ ПРАВА НА ПРИОРИТЕТ
Эта заявка на патент испрашивает преимущество приоритета по заявке на патент Индии №1349/DEL/2014, зарегистрированной 22 мая 2014, и предварительной заявке на патент США №62/021,967, зарегистрированной 8 июля 2014.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение связано, в общем смысле, с процедурами синхронизации в беспроводных устройствах и, более конкретно, с методиками реализации энергосбережения при процедурах синхронизации в беспроводных устройствах, которые действуют, используя режим удлиненного ожидания (prolonged sleep mode).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение связано, в общем смысле, с процедурами синхронизации в беспроводных устройствах и, более конкретно, с методиками реализации энергосбережения при процедурах синхронизации в беспроводных устройствах, которые действуют, используя режим удлиненного ожидания (prolonged sleep mode).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Следующие сокращения, в качестве приложения, определяются, и, по меньшей мере, некоторые из них упоминаются в пределах последующего описания уровня техники и настоящего изобретения.
3GPP - международный партнерский проект третьего поколения.
ВСС - цветовой код базовой станции.
ВССН - широковещательный канал управления.
BSIC - идентификационный код базовой станции.
СССН - общий канал управления.
DB - фиктивный пакет.
DRX - прерывистый прием.
FB - частотный пакет.
FCCH - канал частотной коррекции.
FDMA - множественный доступ с частотным разделением.
FO - смещение частот.
GERAN - сеть GSM EDGE радиодоступа.
GSM - глобальная система мобильной связи.
ID - идентификатор.
М2М - межмашинный.
MS - мобильная станция.
МТС - информационное взаимодействие машинного типа.
N - количества пакетов.
NB - нормальный пакет.
PSM - режим энергосбережения.
RACH - канал произвольного доступа.
RAU - обновление области маршрутизации.
RSSI - индикатор мощности принимаемого сигнала.
SB - пакет синхронизации.
SCH - канал синхронизации.
TBF - поток кратковременных блоков.
TDMA - множественный доступ с временным разделением.
TSC - код тренировочной последовательности.
В случае беспроводных устройств, особенно мобильных устройств или мобильных станций (MS, mobile station), емкость электрической батареи, возможно, является жестко ограниченной, вследствие ограничений на размер и вес устройства. Так как емкость электрической батареи лимитируется, обеспечение оптимальной схемы управления электропитанием для этих устройств является крайне важным, в особенности для случая таких устройств, как устройства информационного взаимодействия машинного типа (МТС), предназначенные для межмашинного информационного взаимодействия (М2М) без внешнего источника питания. С первоочередной целью исследования различных возможностей для реализации энергосбережения в случае устройств МТС, новый предмет изучения "Энергосбережение для устройств МТС" ("Power Saving for МТС Devices") был согласован на рабочей встрече GERAN #60 Группы технических спецификаций (TSG) 3GPP (3GPP Technical Specification Group (TSG) GERAN Meeting #60).
Поскольку сети и беспроводные устройства управляются независимыми временными устройствами, размещенными в соответствующих компонентах, надлежащая синхронизация является необходимой для организации эффективного информационного взаимодействия между компонентами. Глобальная система мобильной связи (GSM) является основанной на множественном доступе с временным разделением (TDMA) и на множественном доступе с частотным разделением (FDMA), и, в результате, синхронизация времени и частот является необходимой для надлежащей передачи и надлежащего приема информации беспроводными устройствами, действующими на GSM. В дополнение к этому, в связи с внедрением устройств МТС в беспроводных сетях, вообще говоря, существенно снизилась потребность в том, насколько часто таким устройствам МТС следует быть достижимыми для информационных взаимодействий в нисходящем канале. Иначе говоря, устройства МТС не поддерживают унаследованную операцию внутреннего вызова (paging operation), в которой беспроводные устройства могут вызываться настолько часто, как каждые несколько секунд. Это существенное сокращение в частоте достижимости для устройств МТС предоставляет благоприятную возможность для значительных энерго-сбережений, поскольку эти типы беспроводных устройств могут претерпевать удлиненный период ожидания (prolonged period of sleep) между любыми двумя, следующими друг за другом, моментами достижимости. Несколько способов для реализации удлиненных периодов ожидания рассматриваются, в настоящий момент, в пределах 3GPP, такие как:
длительный цикл (long cycle) внутренних вызовов (длительный прием DRX),
режим энергосбережения (PSM, Power Saving Mode),
мобильное отключение питания.
Однако использование таких удлиненных периодов ожидания увеличивает риск того, что беспроводное устройство (например, устройство МТС) потеряет синхронизацию с сетью из-за того, что, чем большее время беспроводное устройство остается в режиме ожидания, тем больше накапливаются погрешности синхронизации (то есть, беспроводное устройство прекращает выполнять многократную проверку синхронизации, после входа в режим ожидания). По этой причине, выявление новых способов того, как беспроводные устройства (например, устройства МТС) будут, быстро и эффективно, заново устанавливать синхронизацию с сетью, как только беспроводные устройства приближаются к периоду достижимости (period of reachability) (который начинается с первого пакета (burst) блока внутреннего вызова (paging block), сопутствующего с номинальным циклом DRX беспроводного устройства), будет представлять собой важный аспект схемы управления электропитанием, необходимой для этих устройств. Унаследованные способы для того, чтобы заново устанавливать синхронизацию, считаются излишне энергетически интенсивными, и они должны быть объектом существенной оптимизации, принимая во внимание сниженную мобильность, предусмотренную для многих устройств МТС.
Общеупотребительный способ для того, чтобы устанавливать синхронизацию в течение времени, которое известно как цикл синхронизации, когда беспроводное устройство пробуждается после цикла ожидания (sleep cycle), перед тем как войти в период достижимости, известный как цикл достижимости (то есть, перед тем как войти в порцию своего цикла DRX, в течение которого беспроводное устройство может принимать сообщение внутреннего вызова (paging message)), может упоминаться как "длительная синхронизация (long sync)", и способ включает в себя следующее:
Выполняют полную процедуру синхронизации (sync up procedure), в которой сначала беспроводное устройство будет считывать канал частотной коррекции (FCCH), корректировать базу частот (и границу сегментов (slot boundary)), и затем считывать канал синхронизации (SCH) для номера временных кадров и правильной идентификации соты.
- Считывают сообщения широковещательного канала управления (ВССН) или общего канала управления (СССН). Однако, из-за того, что пакеты (bursts) каналов FCCH и SCH появляются весьма нечасто в 51-мультикадре GSM (то есть, один раз на каждые 10 кадров TDMA), беспроводное устройство будет проводить много времени, разыскивая FCCH и SCH и, затем, используя FCCH и SCH, чтобы регулировать/проверять синхронизацию.
Однако этот общеупотребительный способ синхронизации является слишком сложным, интенсивным по времени обработки, и энерго-потребляющим, принимая во внимание ограниченную мобильности, ожидаемую для большого количества устройств МТС, и, в результате, этот общеупотребительный способ синхронизации может рассматриваться как не оптимизированный. Более того, если беспроводное устройство (например, устройство МТС) находилось в состоянии ожидания в течение долгого времени, смещение частот (FO) может оказаться слишком значительным (например, >10 кГц), чтобы позволять успешно принимать блок внутреннего вызова беспроводного устройства, как это определяется согласно номинальному циклу DRX беспроводного устройства. В этом случае, беспроводное устройство вынуждено делать несколько приемов FCCH, прежде чем беспроводное устройство сможет принимать FCCH надлежащим образом, если FO приближается к <100 Гц, что является необходимым для того, чтобы впоследствии выполнять надлежащее декодирование SCH. Если беспроводное устройство не способно завершать процедуру синхронизации, перед приемом блока внутреннего вызова беспроводного устройства, как это определяется согласно номинальному циклу DRX беспроводного устройства, тогда беспроводное устройство упустит возможность приема блока внутреннего вызова, для которого беспроводное устройство пробуждалось.
Заявка на патент США 2013.0301501 А1 раскрывает устройство информационного взаимодействия машинного типа (МТС) для обращения с удлиненными циклами прерывистого приема (DRX) и/или удлиненными длительностями ожидания. Устройство МТС использует период окна согласования и/или длительность окна приема в качестве времени, которое требуется устройству МТС для того, чтобы пробуждаться и синхронизироваться с сетью, и оно может заканчиваться, когда устройство сможет получить внутренний вызов или может заканчиваться после некоторого периода времени (такого как длительность окна приема). Устройство МТС может генерировать период окна согласования, используя удлиненную длительность ожидания, скорость дрейфа временного устройства и время пробуждения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Беспроводное устройство и способ, которые справляются с проблемами, сопутствующими общеупотребительному способу синхронизации, описываются в настоящей патентной заявке. Представляющие интерес варианты воплощения беспроводного устройства и способа, в дальнейшем, описываются в настоящей заявке.
W
d
W
W
S
S
W
В одном аспекте, беспроводное устройство выполняется с возможностью цикла DRX, который содержит цикл достижимости (reachability cycle), цикл ожидания (sleep cycle), и цикл синхронизации (synchronization cycle). Беспроводное устройство содержит процессор, и запоминающее устройство, которое сохраняет исполняемые процессором предписания, при этом процессор взаимодействует с запоминающим устройством, чтобы исполнять исполняемые процессором предписания, посредством которых беспроводное устройство становится задействованным так, чтобы осуществлять операцию вычисления (compute operation) и операцию настройки (set operation). При операции вычисления, беспроводное устройство вычисляет, в течение цикла достижимости, время (T) для цикла синхронизации, в течение которого должна выполняться процедура синхронизации. При операции настройки, беспроводное устройство настраивает таймер, с помощью времени (T), на основе вычисляемого времени (T), чтобы пробуждаться от цикла ожидания и выполнять процедуру синхронизации. Цикл достижимости происходит перед циклом ожидания, и цикл ожидания происходит перед циклом синхронизации. В одном варианте осуществления, то, что беспроводное устройство становится задействованным так, чтобы вычислять время (T) для цикла синхронизации, включает в себя то, что его задействуют так, чтобы: (1) оценивать совокупный накапливаемый дрейф частоты цикла ожидания, при этом совокупный накапливаемый дрейф частоты равен Δf*T при этом Δf представляет собой дрейф частоты, на единицу времени, локального генератора колебаний в беспроводном устройстве, и, при этом T представляет собой оцениваемую продолжительность цикла ожидания; (2) вычислять количества пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты; и (3) вычислять время (T) для цикла синхронизации на основе (i) известной структуры кадра, которая указывает, сколько пакетов FB, SB, и NB ожидается в течение некоторого периода времени, (ii) известного объема дрейфа частоты, который может корректироваться при каждом приеме пакета FB, SB, и NB, и (iii) вычисляемых количеств пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты. Беспроводное устройство, действующее в такой манере, обладает преимуществом сокращения потребления энергии электрической батареи беспроводного устройства.
W
d
W
W
S
S
W
В другом аспекте, способ осуществляется в беспроводном устройстве, выполненном с возможностью цикла DRX, который содержит цикл достижимости, цикл ожидания, и цикл синхронизации. Способ содержит этап вычислений и этап настроек. На этапе вычислений, беспроводное устройство вычисляет, в течение цикла достижимости, время (T) для цикла синхронизации, в течение которого должна выполняться процедура синхронизации. На этапе настроек, беспроводное устройство настраивает таймер, с помощью времени (T), на основе вычисляемого времени (T), чтобы пробуждаться от цикла ожидания и выполнять процедуру синхронизации. Цикл достижимости происходит перед циклом ожидания, и цикл ожидания происходит перед циклом синхронизации. В одном варианте осуществления, вычисление времени (T) для цикла синхронизации, дополнительно, содержит: (1) оценивают совокупный накапливаемый дрейф частоты цикла ожидания, при этом совокупный накапливаемый дрейф частоты равен Δf*T, при этом Δf представляет собой дрейф частоты, на единицу времени, локального генератора колебаний в беспроводном устройстве, и, при этом T представляет собой оцениваемую продолжительность цикла ожидания; (2) вычисляют количества пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты; и (3) вычисляют время (T) для цикла синхронизации на основе (i) известной структуры кадра, которая указывает, сколько пакетов FB, SB, и NB ожидается в течение некоторого периода времени, (ii) известного объема дрейфа частоты, который может корректироваться при каждом приеме пакета FB, SB, и NB, и (iii) вычисляемых количеств пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты. Способ обладает преимуществом сокращения потребления энергии электрической батареи беспроводного устройства.
Дополнительные аспекты изобретения будут изложены, частично, в подробном описании, чертежах и в любом из пунктов формулы изобретения, которые последуют, и частично будут выводиться из подробного описания, или могут быть поняты из практического применения изобретения. Должно предполагаться, что как вышеупомянутое общее описание, так и последующее подробное описание являются, всего лишь, образцовыми и объяснительными и они не являются ограничительными для изобретения, как оно раскрыто.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Более полное понимание настоящего изобретения может быть получено посредством ссылки на последующее подробное описание, когда оно используется в сочетании с сопроводительными чертежами:
Фиг. 1 представляет собой схему образцовой сети беспроводного информационного взаимодействия, в соответствии с настоящим изобретением;
Фиг. 2 представляет собой схему последовательных действий способа, осуществляемого беспроводным устройством, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 3 представляет собой блок-схему, демонстрирующую структуры образцового беспроводного устройства, выполненного с возможностями в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 4 представляет собой схему, демонстрирующую периодичность DRX, продолжительность ожидания, и динамический интервал сокращенной синхронизации (short sync up interval), сопутствующий с беспроводным устройством, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг. 5А и 5В представляют собой схему последовательных действий другого способа, осуществляемого беспроводным устройством, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
int
s
Фиг. 6 представляет собой схему, демонстрирующую процедуру промежуточной сокращенной синхронизации (в момент времени T), которая осуществляется, когда совокупное накапливаемое смещение F0, за время продолжительности ожидания T, больше, чем пороговая величина "X", для каждого способа, демонстрирующегося на чертежах, от Фиг. 5А до Фиг. 5В, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения; и,
W
Фиг. 7 представляет собой схему, демонстрирующую сокращенную синхронизацию (short sync), перед приемом СССН, использующую пакеты FB, пакеты SB, или пакеты NB, за временной промежуток T, для каждого способа, демонстрирующегося на чертежах, от Фиг. 5А до Фиг. 5В, в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
Чтобы объяснить технические признаки настоящего изобретения, сначала предоставляется обсуждение для того, чтобы описать образцовую сеть 100 беспроводного информационного взаимодействия, которая включает в себя разнообразные беспроводные устройства 104, 104, 104 … 104, каждое из которых выполняется с возможностями в соответствии с настоящим раскрытием (смотрите Фиг. 1). Затем, обсуждение предоставляется для того, чтобы объяснить функциональные возможности и конфигурацию беспроводных устройств 104, 104, 104 … 104, в соответствии с настоящим раскрытием (смотрите чертежи, от Фиг. 2 до Фиг. 3). После этого, обсуждение предоставляется для того, чтобы объяснить, более подробно, различные концепции, сопутствующие с функциональными возможностями и конфигурацией беспроводных устройств 104, 104, 104 … 104 настоящего раскрытия (смотрите чертежи, от Фиг. 4 до Фиг. 7).
Образцовая сеть 100 беспроводного информационного взаимодействия
1
2
1
2
3
n
Со ссылкой на Фиг. 1, там демонстрируется образцовая сеть 100 беспроводного информационного взаимодействия, в соответствии с настоящим изобретением. Сеть 100 беспроводного информационного взаимодействия включает в себя разнообразные узлы, 102 и 102, беспроводного доступа (только два демонстрируются), разнообразные беспроводные устройства 104, 104, 104 … 104, и базовую сеть 106 (например, базовая сеть 106 EGPRS). Сеть 100 беспроводного информационного взаимодействия, и ее сопутствующие компоненты, также включают в себя много хорошо известных компонент, но, для ясности изложения, только компоненты, необходимые для того, чтобы описывать признаки настоящего изобретения, описываются в настоящем документе. В дальнейшем, сеть 100 беспроводного информационного взаимодействия описывается, в настоящем документе, как представляющая собой сеть 100 GSM/EGPRS беспроводного информационного взаимодействия, которая также известна как сеть 100 EDGE беспроводного информационного взаимодействия. Однако специалисты в данной области техники без труда оценят по достоинству то, что методики настоящего изобретения, которые применяются к сети 100 GSM/EGPRS беспроводного информационного взаимодействия, вообще говоря, являются приспособляемыми и к другим типам систем беспроводного информационного взаимодействия, включающие в себя, например, WCDMA, LTE, и системы WiMAX.
1
2
1
2
3
n
1
1
2
2
3
n
1
2
1
2
3
n
Сеть 100 беспроводного информационного взаимодействия включает в себя узлы, 101 и 102, беспроводного доступа (только два демонстрируются), которые предоставляют сетевой доступ к беспроводным устройствам 104, 104, 104 … 104. В этом примере, узел 102 беспроводного доступа предоставляет сетевой доступ к беспроводному устройству 104, в то время как узел беспроводного доступа 102 предоставляет сетевой доступ к беспроводным устройствам 104, 104 … 104. Узлы, 102 и 102, беспроводного доступа соединяются с базовой сетью 106 (например, базовая сеть 106 EGPRS). Базовая сеть 106 соединяется с внешней сетью 108 передачи пакетных данных (PDN), такой как сеть Интернет, и сервером 110 (только один демонстрируется). Беспроводные устройства 104, 104, 104 … 104 могут информационно взаимодействовать с одним, или больше серверов 110 (только один демонстрируется), соединенных с базовой сетью 106 и/или PDN 108.
1
2
3
n
Беспроводные устройства 104, 104, 104 … 104 могут относиться, в общем смысле, к оконечному терминалу (пользователю), который присоединяется к сети беспроводного информационного взаимодействия 100, и могут относиться либо к устройству МТС, либо к устройству без МТС. В дальнейшем, термин "беспроводное устройство", в общем смысле, предназначается, чтобы быть синонимическим с термином "устройство пользователя", или UE, так как этот термин используется международным партнерским проектом 3его поколения (3GPP), и включает в себя автономные беспроводные устройства, такие как терминалы, сотовые телефоны, смартфоны, планшеты, и цифровые персональные секретари с беспроводным оснащением, так же как и платы беспроводной связи или модули беспроводной связи, которые разрабатываются для присоединения к другому электронному устройству (или для вставки в него), такому как персональный компьютер, электроизмерительный прибор, и т.д.
1
2
1
2
Аналогичным образом, узлы, 102 и 102, беспроводного доступа могут относиться, в общем смысле, к базовой станции, или к центральному узлу, в сети 100 беспроводного информационного взаимодействия, и могут относиться к узлам, 102 и 102, беспроводного доступа, которыми управляет физически обособленный контроллер радиосети, так же как и к более автономным точкам доступа, таким как, так называемые, развитые узлы В (eNodeBs) в сети долгосрочного развития (LTE).
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
1
2
3
n
Каждое беспроводное устройство 104, 104, 104 … 104 может включать в себя контур приемопередатчиков 110, 110, 110 … 110, для того, чтобы информационно взаимодействовать с узлами, 102 и 102, беспроводного доступа, и контур обработки данных 112, 112, 112 … 112, для того, чтобы обрабатывать сигналы, принимаемые контуром приемопередатчиков 110, 110, 110 … 110(и передаваемые от него), для того, чтобы управлять деятельностью соответствующего беспроводного устройства 104, 104, 104 … 104. Контур приемопередатчиков 110, 110, 110 … 110 может включать в себя передатчик 114, 114, 114 … 114 и приемник 116, 116, 116 … 116, которые могут действовать согласно любому стандарту, например, стандарту GSM/EDGE. Контур обработки данных 112, 112, 112 … 112 может включать в себя процессор 118, 118, 118 … 118 и запоминающее устройство 120, 120, 120 … 120, для того, чтобы сохранять программную инструкцию для того, чтобы управлять деятельностью соответствующего беспроводного устройства 104, 104, 104 … 104. Программная инструкция может включать в себя инструкцию, для того, чтобы выполнять процедуры (например, вычисление интервала сокращенной синхронизации (short sync up interval), прогнозирование отклонения локального временного устройства, определение того, имеются ли в наличии пакеты FCCH или SCH, выявление ожидаемой частотной коррекции, определение того, превышает ли накапливаемый дрейф частоты пороговую величину, и определение того, выполнять ли промежуточную сокращенную синхронизацию (несколько синхронизаций) или расширенную сокращенную синхронизацию) как это описывается в настоящем документе в дальнейшем (например, смотрите Фиг. 2).
1
2
1
2
1
2
3
n
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Каждый узел беспроводного доступа, 102 и 102, может включать в себя контур приемопередатчиков, 122 и 122, для того, чтобы информационно взаимодействовать с беспроводными устройствами 104, 104, 104 … 104, контур обработки данных, 124 и 124, для того, чтобы обрабатывать сигналы, принимаемые контуром приемопередатчиков, 122 и 122 (и передаваемые от него) и для того, чтобы управлять деятельностью соответствующего узла беспроводного доступа, 102 и 102, и сетевой интерфейс, 126 и 126, для того, чтобы информационно взаимодействовать с базовой сетью 106. Контур приемопередатчиков, 122 и 122, может включать в себя передатчик, 128 и 128, и приемник 130 и 130, которые могут действовать на основании любого стандарта, например, стандарта GSM/EDGE. Контур обработки данных, 124 и 124, может включать в себя процессор, 132 и 132, и запоминающее устройство, 134 и 134, для того, чтобы сохранять программную инструкцию, для того, чтобы управлять эксплуатацией соответствующего узла беспроводного доступа, 102 и 102Программная инструкция может включать в себя инструкцию для того, чтобы выполнять, одну, или больше, из процедур, как описано в настоящем документе.
1
2
3
n
Функциональные возможности и конфигурация беспроводных устройств 104, 104, 104 … 104
1
1
W
W
1
S
1
S
S
1
W
1
1
W
Со ссылкой на Фиг. 2, там представлена схема последовательных действий способа 200 в беспроводном устройстве 104 (например), которое выполняется с возможностью цикла 400 прерывистого приема (DRX), который содержит цикл 402 достижимости, цикл 404 ожидания, и цикл 406 синхронизации, в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия (смотрите Фиг. 4, для графической демонстрации цикла 400 DRX, содержащего цикл 402 достижимости, цикл 404 ожидания, и цикл 406 синхронизации). Начиная с этапа 202, беспроводное устройство 104, в течение цикла 402 достижимости, вычисляет время (T) (например, количество времени T, необходимого) для цикла 406 синхронизации, в течение которого должна выполняться процедура 201 синхронизации (также упоминаемая в настоящем документе как сокращенная синхронизация (short syncup, short sync, short synch, и/или short sync). В одном примере, этап 202 вычисления содержит этапы 202а, 202b, и 202с, хотя другие примеры процедуры 201 синхронизации могут содержать подмножество или надмножество этих этапов, возможно, в комбинации с другими этапами. На этапе 202а, беспроводное устройство 104 оценивает совокупный накапливаемый дрейф частоты цикла 404 ожидания (например, совокупный накапливаемый дрейф частоты, который происходит в течение цикла 404 ожидания), при этом совокупный накапливаемый дрейф частоты равен Δf*T, при этом Δf представляет собой дрейф частоты, на единицу времени, локального генератора 205 колебаний (LO) (например, дрейф частоты, свойственный эксплуатационным показателям генератора 205 колебаний) в беспроводном устройстве 104, и при этом T представляет собой оцениваемую продолжительность цикла 404 ожидания. Дрейф частоты также упоминается в настоящем документе как "смещение частот", "FO", "погрешность частот", и/или "отклонение частот". Продолжительность времени также упоминается в настоящем документе как "временное окно", "временной период" и/или "временной интервал". Следует обратить внимание, что значение, оцениваемое для T, может регулироваться для следующей итерации способа 200, на основе того, что, как беспроводное устройство 104 определяет, как являющееся номинальным количеством времени T, требующимся для цикла 406 синхронизации. На этапе 202b, беспроводное устройство 104 вычисляет количества пакетов FB, SB, и NB (например, количества пакетов FB, SB, и NB, которые необходимо), которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты. На этапе 202 с, беспроводное устройство 104 вычисляет время (T) для цикла 406 синхронизации на основе (1) известной структуры кадра, которая указывает, сколько пакетов FB, SB, и NB ожидается (например, количество, которое, как можно ожидать, произойдет, появится, или следует принимать) в течение некоторого периода времени, (2) известного объема дрейфа частоты, который может корректироваться при каждом приеме пакета FB, SB, и NB, и (3) вычисляемых количеств пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты. Цикл 402 достижимости происходит перед циклом 404 ожидания, который происходит перед циклом 406 синхронизации. Этап 202 вычисления обсуждается более подробно ниже, по отношению к чертежам, от Фиг. 4 до Фиг. 7.
1
d
w
1
1
1
1
1
1
1
1
На этапе 204, беспроводное устройство 104 настраивает таймер, с помощью времени (T), на основе вычисляемого времени T, чтобы пробуждаться от цикла 404 ожидания и выполнять процедуру 201 синхронизации. В одном примере, процедура 201 синхронизации содержит этапы 204а, 204b, 204с, 204d, 204е, и 204f, хотя другие примеры процедуры 201 синхронизации могут содержать подмножество или надмножество этих этапов, возможно, в комбинации с другими этапами. На этапе 204а, беспроводное устройство 104 синхронизирует частоту и время с сотой дислокации (например, узел беспроводного доступа 102 на Фиг. 1). На этапе 204b, беспроводное устройство 104 определяет, принимает ли беспроводное устройство 104 сигнал, сопутствующий с сотой предшествующей дислокации или с сотой новой дислокации, проверяя SB (то есть, более определенно, проверяя значение порции цветового кода базовой станции (ВСС) идентификационного кода Базовой станции (BSIC) пакета SB, которое указывает номер кода тренировочной последовательности (TSC)), или проверяя номер TSC в любом принимаемом пакете NB. На этапе 204с, беспроводное устройство 104 принимает синфазно-квадратурную (I, Q) выборку. На этапе 204d, беспроводное устройство 104 оценивает значение индикатора мощности принимаемого сигнала (RSSI), используя принимаемую синфазно-квадратурную выборку (I, Q). На этапе 204е, беспроводное устройство 104 проверяет, удовлетворяется ли критерий С1/С2, используя оцениваемое значение RSSI. На этапе 204f, беспроводное устройство 104 регламентирует считывание общего канала управления (СССН) или обновление области маршрутизации (RAU), в течение следующего цикла 402 достижимости, если критерий С1/С2 будет удовлетворен. С1 является параметром потерь в тракте передачи, являющимся критерием для выбора соты, и С2 является параметром потерь в тракте передачи, являющимся критерием для повторного выбора соты, параметры получаются путем исчисления уровня приема и некоторого количества параметров. Критерий С1/С2 представляет собой потери в тракте передачи для критерия выбора/повторного выбора соты. С1 и С2 обсуждаются, например, в технических спецификациях (TS) 3GPP 43.022 V11.0.0, с названием "Функциональные возможности, относящиеся к мобильной станции (MS) в нерабочем режиме и в режиме группового приема" (Выпуск 11) (3GPP Technical Specification (TS) 43.022 V11.0.0, entitled "Functions related to Mobile Station (MS) in idle mode and group receive mode (Release 11)"). Процедура 201 синхронизации обсуждается ниже, более подробно, по отношению к чертежам, от Фиг. 4 до Фиг. 7.
1
1
1
На этапе 206, беспроводное устройство 104 пробуждается один, или больше, раз в течение цикла 404 ожидания, чтобы выполнять, одну, или больше, из процедур 203 промежуточных синхронизаций (также упоминаемых в настоящем документе как "intermediate short sync up", "intermediate short synch" и/или "intermediate short sync"), когда оцениваемый совокупный накапливаемый дрейф частоты, определенный на этапе 202а, превышает заранее определяемую пороговую величину "X". В одном случае, на этапе 206а, беспроводное устройство 104 может определять, когда выполнять каждую, из одной, или больше процедур 203 промежуточных синхронизаций, на основе мобильности беспроводного устройства 104. Определение того, когда пробуждаться, чтобы выполнять процедуру 203 промежуточных синхронизаций, обсуждается ниже, более подробно, по отношению к чертежам, от Фиг. 4 до Фиг. 7.
1
1
W
d
W
W
W
W
S
1
S
W
d
d
W
W
W
int
S
W
1
Со ссылкой на Фиг. 3, там представлена блок-схема, демонстрирующая структуры образцового беспроводного устройства 104 (например), которое выполняется с возможностями в соответствии с вариантом воплощения настоящего раскрытия. В варианте воплощения, беспроводное устройство 104 может содержать модуль 302 вычисления T, модуль 304 настройки таймера с помощью времени T, и модуль 306 промежуточных пробуждений. Модуль 302 вычисления T может выполняться с возможностью вычислять, в течение цикла 402 достижимости, время (T) (например, количество времени T, необходимое) для цикла 406 синхронизации, в течение которого должна выполняться процедура 201 синхронизации. В одном примере, модуль 302 вычисления T может выполняться с возможностью (1), оценивать совокупный накапливаемый дрейф частоты цикла 404 ожидания (например, совокупный накапливаемый дрейф частоты, который происходит в течение цикла 404 ожидания), при этом совокупный накапливаемый дрейф частоты равен Δf*T, при этом Δf представляет собой дрейф частоты, на единицу времени, генератора 205 колебаний (например, дрейф частоты, свойственный эксплуатационным показателям генератора 205 колебаний) в беспроводном устройстве 104, и при этом T представляет собой оцениваемую продолжительность цикла 404 ожидания; (2) вычислять количества пакетов FB, SB, и NB (например, количества пакетов FB, SB и NB, которые необходимо), которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты; и (3) вычислять время (T) для цикла 406 синхронизации на основе (i) известной структуры кадра, которая указывает, сколько пакетов FB, SB, и NB ожидается (например, количество, которое, как можно ожидать, происходит, появляется, или следует принимать) в течение некоторого периода времени, (ii) известного объема дрейфа частоты, который может корректироваться при каждом приеме пакета FB, SB, и NB, и (iii) вычисляемых количеств пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты. Модуль 304 настройки таймера, с помощью времени T, может выполняться с возможностью настраивать таймер, с помощью времени (T), на основе вычисляемого времени (T), чтобы пробуждаться от цикла 404 ожидания и выполнять процедуру 201 синхронизации. Следует обратить внимание, что длительность T определяется на основе потребности того, чтобы процедура 201 синхронизации в течение T, с высокой вероятностью, достигала успеха, избегая обращения к использованию процедуры длительной синхронизации (long sync procedure) (то есть, к общеупотребительному способу для того, чтобы устанавливать синхронизацию). Модуль 306 промежуточных пробуждений может конфигурировать таймер, с помощью времени T, чтобы пробуждаться один, или больше, раз в течение цикла 404 ожидания, чтобы выполнять, одну, или больше, из процедур 203 промежуточных синхронизаций, когда оцениваемый совокупный накапливаемый дрейф частоты, претерпеваемый в течение T, превышает заранее определяемую пороговую величину "X". Это затем поможет обеспечивать то, что, с высокой вероятностью, совокупный накапливаемый дрейф частоты, который существует в конце цикла 404 ожидания, может успешно корректироваться в течение T, избегая того, что беспроводное устройство 104, будет вынуждено обращаться к использованию процедуры длительной синхронизации.
1
1
1
1
1
1
1
1
2
3
n
Как оценят по достоинству специалисты в данной области техники, вышеописанные модули 302, 304, и 306 из беспроводного устройства 104 (например) могут осуществляться, по отдельности, как подходящие специализированные контуры. Дополнительно, модули, 302, 304 и 306, могут также осуществляться, используя любое количество специализированных контуров, с помощью функционального комбинирования или разделения. В некоторых вариантах воплощения, модули, 302, 304 и 306, могут даже объединяться в единственной специализированной интегральной микросхеме (ASIC). В качестве альтернативного, основанного на программном обеспечении, варианта осуществления, беспроводное устройство 104 (например) может содержать запоминающее устройство 120 и процессор 118 (включающие в себя, и, не ограничиваясь этим, микропроцессор, микроконтроллер или процессор обработки цифровых сигналов (DSP, digital signal processor), и т.д.), и приемопередатчик 110. Запоминающее устройство 120 сохраняет машиночитаемую программную инструкцию, исполняемую процессором 118, чтобы побуждать беспроводное устройство 104 (например) выполнять вышеописанный способ 200. Следует оценивать по достоинству то, что другое беспроводное устройство 104, 104 … 104 может также выполняться с подобными возможностями и выполнять вышеописанный способ 200.
1
2
3
n
Подробные функциональные возможности и конфигурация беспроводных устройств 104, 104, 104 … 104
1
Оптимизированный способ 200 для беспроводного устройства 104, чтобы быстро устанавливать синхронизацию, в точности до того, как оно войдет в период достижимости, упоминаемый в настоящем документе как "short sync", был описан выше, по отношению к Фиг. 2. Этот способ 200 может, в общем смысле, включать в себя следующие этапы:
1
1
- Вычисляют количество времени (упоминаемое в настоящем документе как "интервал сокращенной синхронизации" (интервал short sync up), непосредственно предшествующее входу в следующий период достижимости, которое является необходимым для того, чтобы выполнять синхронизацию частоты и времени (например, этап 202 на Фиг. 2). Иначе говоря, перед тем, как входить в период удлиненного ожидания, беспроводное устройство 104 вычисляет свое следующее время пробуждения, и таким образом определяет количество пакетов интервала сокращенной синхронизации, в течение которого беспроводное устройство 104 попытается устанавливать синхронизацию.
S
1
S
1
Прогнозируют отклонение частот (Δf*T) генератора 205 колебаний (то есть, локального временного устройства) беспроводного устройства 104, согласно продолжительности оцениваемого удлиненного периода ожидания (T), сопутствующего с циклом 404 ожидания, где Δf представляет собой дрейф частоты, на единицу времени (например, дрейф частоты, который является свойственным эксплуатационным показателям) генератора 205 колебаний, в беспроводном устройстве 104 (например, этап 202а на Фиг. 2).
- Определяют, будут ли, или нет, иметься в наличии пакеты FCCH или SCH в пределах порции 51-мультикадра из СССН, принимаемой в течение интервала сокращенной синхронизации. Это происходит из-за того, что количество пакетов FCCH/SCH, происходящих в пределах интервала сокращенной синхронизации, является переменным.
- Выявляют ожидаемую частотную коррекцию, приспособляемую к приему частотного пакета (FB), пакета синхронизации (SB), и нормального пакета (NB), на основе прогнозируемого отклонения частот генератора 2 05 колебаний, и применяют ожидаемую частотную коррекцию, при этом пытаясь устанавливать синхронизацию, используя пакеты FB, пакеты SB, и/или пакеты NB (например, этапы 202а, 202b и 202с на Фиг. 2).
S
1
- Определяют, когда отклонение частот генератора 205 колебаний, происходящее за время T превышает пороговую величину "X" (например, это максимальный дрейф), в таком случае, возникнет существенно увеличенная вероятность того, что беспроводное устройство 104, не будет способно успешно устанавливать синхронизацию, в течение интервала сокращенной синхронизации (интервала short sync up) (например, цикла 406 синхронизации) (например, этап 506 на Фиг. 5А, обсуждаемый ниже).
S
S
1
1
S
- Для случая, в котором отклонение частот генератора 205 колебаний, происходящее за время T, превышает пороговую величину "X", находят оптимальное соотношение между (а) выполнением одной, или больше, из промежуточных сокращенных синхронизаций (intermediate short sync), в течение цикла 404 ожидания (T) (например, этапы 508, 510 и 512 на Фиг. 5В и Фиг. 6), и (b), использованием расширенной версии интервала сокращенной синхронизации (short sync up interval), при этом, беспроводное устройство 104 может принимать один, или больше, из экземпляров пакетов FCCH и SCH, в пределах порции 51-мультикадра канала СССН, принимаемого в течение этого расширенного интервала сокращенной синхронизации (например, этап 206 на Фиг. 2, где беспроводное устройство 104 выбирает возможность (а) выполняя одну, или больше, из процедур 203 промежуточных синхронизаций, в течение цикла 404 ожидания (T)).
1
L
1
1
L
1
1
1
W
1
d
W
1
1
1
R
1
W
R
1
1
S
L
W
R
W
S
1
1
Как это демонстрируется на Фиг. 4 и чертежах, от Фиг. 5А до Фиг. 5В, беспроводное устройство 104 (например, MS, или устройство МТС) выполняются с возможностью цикла 400 DRX, обладающего длительностью = T, которая означает, что беспроводное устройство 104 должно будет принимать первый пакет блока СССН (то есть, первый пакет номинального блока внутреннего вызова беспроводного устройства 104), в начале каждого временного периода T, упоминающегося в настоящем документе, как цикл 402 достижимости (например, этап 502 на Фиг. 5А). Однако чтобы завершить деятельность по синхронизации (sine up activities) перед этим считыванием блока СССН (поскольку это будет необходимо, чтобы помочь максимизировать вероятность успешного приема блока СССН), беспроводное устройство 104 должно пробуждаться достаточно рано, до того, как оно примет первый пакет номинального блока внутреннего вызова беспроводного устройства 104, чтобы выполнять процедуру 201 синхронизации, в течение цикла 406 синхронизации. Для успешного выполнения этого, беспроводное устройство 104 динамически вычисляет, в течение предшествующего цикла 402 достижимости, интервал сокращенной синхронизации (обозначаемый как T), который представляет собой необходимую длительность или продолжительность времени следующего интервала сокращенной синхронизации (цикла 406 синхронизации), и настраивает таймер (например, таймер 207 беспроводного устройства 104 на Фиг. 1) с помощью времени (T), чтобы пробуждаться в начале временного периода T (например, этапы 202 и 204 на Фиг. 2, и этап 504 на Фиг. 5А). В дополнение к этому, как только беспроводное устройство 104 начинает считывать первый пакет номинального блока внутреннего вызова беспроводного устройства 104, беспроводное устройство 104входит в период достижимости, обозначенный как T (цикл 402 достижимости), в конце которого беспроводное устройство 104вычисляет следующий интервал сокращенной синхронизации (обозначенный как T) и затем еще раз входит в период ожидания (цикл 404 ожидания). В этот момент, продолжительность оперативного времени после синхронизации (post sync up, также упоминается как "post syncup") обозначается как T (цикл 402 достижимости), в течение времени которой беспроводное устройство 104 выполняет ряд других задач, в зависимости от обстоятельств, включающих в себя считывание блока СССН и/или обновление области маршрутизации (RAU). Фактически, беспроводное устройство 104пребывает в цикле ожидания 404 в течение продолжительности T=T-T-T. Чем короче интервал сокращенной синхронизации (T), и больше длительность T, тем выше энергосбережение электрической батареи. Это происходит из-за того, что беспроводное устройство 104 проводит большее время в режиме ожидания, в котором беспроводное устройство 104 может прерывать величины напряжения и временные устройства для различных действующих модулей с тем, чтобы достигать оптимального энергосбережения.
1
1
d
S
W
W
W
1
1
1
L
1
L
1
1
Цикл 400 DRX включает в себя лимитированный период достижимости (цикл 402 достижимости), за ним следует удлиненный период ожидания (цикл 404 ожидания) и затем интервал сокращенной синхронизации (цикл 406 синхронизации). В точности перед переходом к режиму ожидания, беспроводное устройство 104 настроит таймер (например, таймер 207 из беспроводного устройства 104 на Фиг. 1) с помощью времени (T), чтобы пробуждаться после момента времени T, который опережает, на количество времени T, начало следующего цикла DRX, который начинается в конце интервала сокращенной синхронизации (цикла 406 синхронизации). В интервале сокращенной синхронизации (T) будет N пакетов (то есть, T включает в себя целое число, следующих друг за другом, 577 μs пакетов). В результате, как правило, беспроводное устройство 104 должно будет принимать количество N пакетов до того, как оно примет первый пакет номинального блока внутреннего вызова беспроводного устройства 104 (на канале СССН) в начале цикла DRX беспроводного устройства 104 с длительностью T. Соответствующим образом, N представляет собой общее количество пакетов (сегментов, slots), которое беспроводное устройство 104 примет на частоте радиовещательного диапазона настроенной соты (то есть, соты дислокации), например, все сегменты (от сегмента-0 до сегмента-7) по кадрам TDMA, а не только сегмент-0. В этот момент, способ 200 сокращенной синхронизации помогает динамически принимать решение, за сколько пакетов перед началом следующей длительности T цикла DRX беспроводного устройства 104, беспроводное устройство 104 должно пробуждаться, чтобы выполнять синхронизацию частоты и времени.
1
1
1
1
1
W
Поскольку GSM представляет собой систему на основе TDMA и FDMA, синхронизации времени и частоты являются необходимыми для надлежащей передачи и надлежащего приема пользовательской плоскости и сигнальной информации. В течение цикла 404 ожидания DRX, беспроводное устройство 104 не передает, или не принимает пакеты, поэтому, локальное время (счетчик времени) беспроводного устройства 104 и база частот постепенно дрейфуют, и соответствующие погрешности накапливаются со временем. По этой причине, непосредственно после пробуждения, чтобы выполнять процедуру 201 синхронизации, беспроводное устройство 104 должно оценивать и корректировать накапливаемую ошибку (наилучшим возможным образом) перед приведением в действие информационного взаимодействия (считывания первого пакета блока внутреннего вызова или выполнения передачи в восходящем канале) (например, этап 202а на Фиг. 2, этап 504а на Фиг. 5А). Соответствующим образом, беспроводное устройство 104 пробудится, опережая на несколько сегментов (скажем на "N" сегментов) регламентированное время начала приема блока внутреннего вызова, которое определяется согласно номинальному циклу 400 DRX беспроводного устройства 104 (то есть, эти несколько сегментов упоминаются в настоящем документе, как интервал сокращенной синхронизации T).
W
1
l
1
1
1
Этот интервал сокращенной синхронизации T (цикл 406 синхронизации), с продолжительностью N*577 μsec, будет динамически вычисляться беспроводным устройством 104, на основе времени начала следующего цикла 400 DRX, и ожидаемого наличия пакетов FB, SB, NB в порции структуры 51-мультикадра TDMA, происходя в точности перед временем начала следующего цикла 400 DRX на частоте радиовещательного диапазона соты в текущей дислокации. К тому же, беспроводное устройство 104, в общем смысле, знает, или может устанавливать или определять, дрейф генератора 205 колебаний беспроводного устройства 104 с течением времени, так что беспроводное устройство 104 может прогнозировать и оценивать ориентировочную величину смещения частоты (FO) за интервал времени ожидания (также упоминаемый, в настоящем документе, как accumulated_FO_over_sleep) (например, этап 202а на Фиг. 2, этап 504а на Фиг. 5А). Соответствующим образом, беспроводное устройство 104 может выполнять следующее:
1
S
S
S
(a) Оценивать accumulated_FO_over_sleep -- беспроводное устройство 104 знает скорость линейного дрейфа частоты генератора 205 колебаний с течением времени (то есть, Δf). Если оцениваемая продолжительность ожидания равна T, тогда совокупный накапливаемый дрейф частоты за время продолжительности ожидания будет равен T*Δf. Итак, accumulated_FO_over_sleep=T*Δf (например, этап 202а на Фиг. 2 и этап 504а на Фиг. 5А).
W
W
1
1
(b) Вычислять количество FB, SB, и NB (например, N1, N2, и N3, соответственно) ожидаемое среди "N" пакетов (сегментов), происходящих в точности перед фактическим началом следующего цикла 400 DRX. Это означает, что во временном интервале T, будет количество N1 пакетов FB, и количество N2 пакетов SB, и количество N3 пакетов NB, имеющихся в наличии/появляющихся/происходящих. Это количество "N" пакетов подсчитывается, используя пакеты из всех временных сегментов, происходящих от начала T и до первого пакета номинального блока внутреннего вызова беспроводного устройства 104 (то есть, не только пакеты, происходящие во временном сегменте 0). Это возможно, так как беспроводное устройство 104 знает структуру кадра TDMA, которая указывает, сколько пакетов FB, SB, и NB, как можно ожидать, должно будет приниматься (например, они появляются в структуре кадра TDMA), в течение некоторого периода времени (например, этап 202с (i) на Фиг. 2 и этап 504 с (i) на Фиг. 5А).
W
W
W
1
1
1
1
W
W
1
W
1
(с) Вычислять количества пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты (accumulated_FO_over_sleep) (например, этап 202b на Фиг. 2 и этап 504b на Фиг. 5А). Это является возможным, потому что известно, что, если FB регистрируется в интервале сокращенной синхронизации (T), тогда объем дрейфа частоты, который может корректироваться для одного пакета FB=Δf1. Аналогично, если SB регистрируется в интервале сокращенной синхронизации (T), тогда объем дрейфа частоты, который может корректироваться для одного пакета SB=Δf2, и если NB регистрируется в интервале сокращенной синхронизации (short sync up) (T), то объем дрейфа частоты, который может корректироваться для одного пакета NB=Δf3 (например, этап 202с (ii) на Фиг. 2 и этап 504с (ii) на Фиг. 5А). Следовательно, беспроводное устройство 104 может определять то, что необходимо принимать беспроводному устройству 104, чтобы удовлетворять потребностям синхронизации, корректируя оцениваемый показатель accumulated_FO_over_sleep. В частности беспроводное устройство 104 может осуществлять следующее определение: N1*(Δf1)+N2*(Δf2)+N3*(Δf3) ≥ оцениваемый показатель accumulated_FO_over_sleep, где N1 представляет собой количество пакетов FB, N2 представляет собой количество SB, и N3 представляет собой количество NB, ожидаемых среди "N" пакетов, в течение интервала сокращенной синхронизации (цикла 406 синхронизации) непосредственно предшествующему первому пакету блока внутреннего вызова, сопутствующему с номинальным циклом 400 DRX беспроводного устройства 104 (например, N1+N2+N3=N). В общем смысле, Δf1>Δf2>Δf3, поэтому, чем больше пакетов FB или SB появится за продолжительность времени T, тем меньшие количества совокупных пакетов, по необходимости, следует принимать (например, N будет меньше по величине). Меньшая величина N является предпочтительной, потому что это сократит продолжительность T. В результате, беспроводное устройство 104 будет динамически регулировать значение T, на основе появления/возникновения пакетов FB, SB, в точности перед фактическим началом следующего цикла 400 DRX, чтобы оптимизировать потребление энергии беспроводного устройства 104 и, одновременно, соответствовать потребностям синхронизации.
W
(d) Вычислять время (T) для цикла 406 синхронизации и когда пробуждаться после цикла 404 ожидания, чтобы выполнять процедуру 201 синхронизации на основе (i) известной структуры кадра (например, структуры кадра TDMA), которая указывает, сколько пакетов FB, SB, и NB ожидается (например, количество, которое, как ожидается, происходит, появляется, или следует принимать) в течение некоторого промежутка времени, (ii) известного объема дрейфа частоты, который может корректироваться при каждом приеме пакета FB, SB, и NB, и (iii) вычисляемых количеств пакетов FB, SB, и NB, которые следует принимать для того, чтобы сделать возможной коррекцию оцениваемого совокупного накапливаемого дрейфа частоты (например, этап 202с на Фиг. 2 и этап 504с на Фиг. 5А).
S
1
1
1
1
S
1
int
1
int
1
(e) Если показатель "accumulated_FO_over_sleep", за время продолжительности ожидания T, больше, чем пороговое значение "X" (например, это максимальное значение FO, которое может выдержать беспроводное устройство, и ниже такого предельного ограничения беспроводное устройство 104 будет способно достоверно оценивать структуру кадра TDMA, не выполняя процедуру длительной синхронизации (long sync)), тогда это указывает на то, что беспроводное устройство 104, не будет способно синхронизироваться повторно к соте дислокации, если беспроводное устройство 104 пробудится после такого длительного интервала (продолжительности ожидания) (например, этап 506 на Фиг. 5А). В таком случае, процедура длительной синхронизации будет требоваться при пробуждении, что означает большее потребление энергии. Чтобы избежать необходимости выполнения процедуры длительной синхронизации, беспроводное устройство 104 может принимать решение пробуждаться один, или больше, раз, в течение периода ожидания, определенного T, и выполнять процедуру 203 промежуточных синхронизаций, принимая FCCH или SCH (например, этап 508 на Фиг. 5В). Чтобы успешно выполнять это, беспроводное устройство 104 вычисляет значение таймера T, когда FB, или SB, будут появляться/совершаться в структуре кадра TDMA (например, этап 510 на Фиг. 5В). Затем, беспроводное устройство 104 пробудится в T и примет FB, или SB, как это регламентируется, и оно синхронизируется и затем опять впадет в ожидание, после того, как оценит следующий момент пробуждения (например, этап 512 на Фиг. 5В). Периодичность выполнения процедуры 203 промежуточных синхронизаций, в течение продолжительности ожидания (цикла 404 ожидания), обеспечивает то, что синхронизация структуры кадра TDMA будет продолжать оставаться достоверно известной, потому что беспроводное устройство 104 знает, когда FB, или SB, появится. Этот процесс также демонстрируется на Фиг. 6.
S
1
W
L
W
(f) Если показатель "accumulated_FO_over_sleep", за время продолжительности ожидания T, не превосходит порогового значения "X", тогда беспроводное устройство 104 не должно выполнять процедуру 203 промежуточных синхронизаций, и оно может пробуждаться в момент времени T перед T, и выполнять процедуру 201 синхронизации, в течение продолжительности T перед приемом СССН (например, этапы 506, 514, и 516 на Фиг. 5В). Этот процесс также демонстрируется на Фиг. 7.
1
(g) Беспроводное устройство 104 выполнит способ 500 демонстрирующийся на чертежах, от Фиг. 5А до Фиг. 5В, в течение каждого цикла 400 DRX.
1
1
1
1
1
1
W
Как часть процедуры 201 синхронизации, беспроводное устройство 104 выполняет оценку смещения частоты, коррекцию, и граничную коррекцию пакетов (например, этап 204а на Фиг. 2). Беспроводное устройство 104 может использовать FB, SB, и NB с этой целью. В связи с этим, пакет FB имеет все известные последовательности, пакет SB имеет 64-разрядные известные последовательности (то есть, все пакеты FB в системе GSM используют одну и ту же 64-разрядную тренировочную последовательность), и пакет NB имеет 26-разрядные известные последовательности (то есть, там имеется 8 возможных 26-разрядных тренировочных последовательностей в NB). В пакете NB, из восьми возможных кодов тренировочных последовательностей (TSC) (то есть, 26-разрядных тренировочных последовательностей), какой один код используется, может определяться на основе ID соты в предшествующей дислокации (то есть, на основе обслуживающей соты, которая использовалась в течение предшествующей процедуры 201 синхронизации), как это обсуждалось, например, в 3GPP TS 45.002 V12.1.0, с названием "Мультиплексирование и множественный доступ на трассе радиосвязи (Выпуск 12)" (3GPP TS 45.002 v12.1.0, entitled "Multiplexing and multiple access on the radio path (Release 12)").". В общем смысле, беспроводное устройство может использовать любой стандартный алгоритм оценивания погрешностей частот, для оценки погрешности частот из известных битов принимаемого пакета (например, подробные данные примеров могут быть найдены в ссылках: (1) Патентная публикация США №2014/0226647 to Das et al. (U.S. Patent Publication No. 2014/0226647 to Das et al.); (2) P.J. Kootsookos, "Обзор проблем оценивания и отслеживания частот," 21 февраля 1999 ("A Review of the Frequency Estimation and Tracking Problems") (доступная по адресу http://espace.library.uq.edu.au/view/UQ:10626/comparison-1.pdf); и (3) Sajal Kumar Das, "Конструирование Мобильного телефона," издательство WILEY, 2010, раздел 10.8.3 ("Mobile Handset Design," WILEY, 2010, section 10.8.3) (доступная по адресу <https://books.google.co.in/books?isbn=1118684575>). Беспроводное устройство 104 уже знает ID соты и частоту радиовещательного диапазона соты в предшествующей дислокации, и имеется прямое сопоставление между ID соты (то есть, идентификационным кодом базовой станции (BSIC)) и кодом тренировочной последовательности (TSC), используемое в пакете NB канала управления, как это определено в спецификациях 3GPP TS 45.002 V12.1.0, упомянутых выше. Вследствие этого, зная номер BSIC соты, беспроводное устройство 104 может определять, какой номер кода тренировочной последовательности, из восьми возможных тренировочных последовательностей (как это упомянуто выше), появится в принимаемом пакете NB, в предположении, что обслуживающая сота представляет собой соту в предшествующей дислокации. Существует возможность того, что беспроводное устройство 104, возможно, принимает фиктивный пакет (DB) вместо NB. Следовательно, беспроводное устройство 104 должно принимать во внимание такую возможность, во время динамического вычисления интервала сокращенной синхронизации T, выраженного в количествах пакетов (N). В свете сказанного выше, следующие этапы могут быть прослежены в процедуре 201 синхронизации:
1
d
1
d
1
int
1
(1) Прежде чем перейти в режим ожидания, беспроводное устройство 104 планирует (например, определяет/и/или настраивает), следующее время пробуждения T, на основе динамически вычисляемого значения N. В результате, после перехода к режиму ожидания (то есть, входя в состояние энергосбережения), беспроводное устройство 104 будет либо (а) пробуждаться в момент времени T, которое опережает на N пакетов (N*577 μsec = интервал сокращенной синхронизации (short sync up interval)) первый пакет следующего блока внутреннего вызова, сопутствующего с номинальным циклом 400 DRX беспроводного устройства 104 (например, этапы, 506, 514, и 516 на чертежах, от Фиг. 5А до Фиг. 5В), либо (b) пробуждаться в момент времени "T" после перехода к режиму ожидания, если оцениваемый показатель 'accumulated_FO_over_sleep' за время продолжительности ожидания (то есть, определенный номинальным циклом DRX беспроводного устройства 104) превышает пороговое значение "X" (например, этапы 506, 508, 510 и 512 на чертежах, от Фиг. 5А до Фиг. 5В).
1
int
- Беспроводному устройству 104, возможно, понадобится пробуждаться, согласно времени "T", один, или больше, раз в течение периода ожидания, если оцениваемый показатель 'accumulated_FO_over_sleep', за время продолжительности ожидания, превышает пороговое значение "X".
1
int
int
int
1
int
int
int
1
int
int
1
int
1
- Например, если пороговое значение "Х"=40% от длительности номинального цикла 400 DRX, тогда (а) в точности до того, как оно перейдет к режиму ожидания, беспроводное устройство 104 настраивает таймер, с помощью времени = "T1", где значение "T1" определяется пороговым значением "X", (b) непосредственно после истечения "T1" беспроводное устройство 104 выполняет первую процедуру 203 промежуточных синхронизаций и затем приводит в действие таймер, с помощью времени = "T2", где значение "T2" определяется пороговым значением "X", (b) после истечения T2, беспроводное устройство 104 выполняет вторую процедуру 203 промежуточных синхронизаций и затем приводит в действие таймер, с помощью времени = "T3", где значение "T3" определяется как время, остающееся до начала N пакетов, непосредственно предшествующих первому пакету блока внутреннего вызова, сопутствующему с номинальным циклом 400 DRX беспроводного устройства 104, и (d) после истечения "T3" беспроводное устройство 104 выполняет третью процедуру 203 промежуточных синхронизаций.
1
1
int
1
d
(2) При пробуждении, беспроводное устройство 104 может применять предварительно оцениваемое смещение частот, накапливаемое в течение ожидания, и затем принимать N пакетов, в течение интервала сокращенной синхронизации (short sync up), и пытаться скорректировать любую остающуюся погрешность частот и погрешность времени, как это описано выше (например, этап 204а на Фиг. 2). Следует обратить внимание, что беспроводное устройство 104 могло выполнять те же самые этапы, осуществляя процедуру 203 промежуточных синхронизаций, по истечению времени T, как беспроводное устройство 104 делало, выполняя процедуру 201 синхронизации по истечению времени T.
1
1
(3) В течение интервала сокращенной синхронизации (short sync up) беспроводное устройство 104 также подтверждает, принимает ли беспроводное устройство 104 сигнал соты предшествующей дислокации или сигнал соты новой дислокации, проверяя SB (если SB появляется/происходит во множестве пакетов N), или проверяя номер TSC на любом принимаемом NB на этой частоте радиовещательного диапазона соты, как это описано выше (например, этап 204b на Фиг. 2).
1
1
(4) В течение интервала сокращенной синхронизации беспроводное устройство 104 также принимает синфазно квадратурные (I, Q) выборки из частоты соты дислокации и использует их, чтобы оценивать значение индикатора мощности принимаемого сигнала (RSSI), и, используя это, беспроводное устройство 104 также проверяет критерий С1/С2 (например, этапы 204с, 204d, и 204е на Фиг. 2).
1
1
1
1
(5) Если критерий С1/С2 удовлетворяется, сота подтверждается через номер TSC пакета NB или через BSIC пакета SB, и выполняется необходимая синхронизация частоты и времени, и в такой момент беспроводное устройство 104 будет регламентировать считывание канала СССН (то есть, беспроводное устройство 104 регламентирует считывание блока внутреннего вызова беспроводного устройства 104, определенного согласно номинальному циклу 400 DRX беспроводного устройства 104), или обновление области маршрутизации (RAU) (например, этап 204f на Фиг. 2).
1
Идеально, синхронизация, проверка критерия С1/С2, и идентификация соты выполняются в пределах интервала сокращенной синхронизации (short sync up) (цикла 406 синхронизации), содержащего N пакетов, которые имеют место за N*577 μsec перед первым пакетом следующего блока внутреннего вызова, сопутствующего с номинальным циклом 400 DRX беспроводного устройства 104.
1
1
В общем смысле, интервал сокращенной синхронизации (цикл 406 синхронизации) может быть очень лимитированным по времени (например, изменяясь между 3-10 ms) и он расходует очень немного энергии электрической батареи. Дополнительно, последняя используемая обслуживающая сота, возможно, не является лучшей сотой, чтобы пребывать, для дислокации. Однако если беспроводному устройству 104 будет указано синхронизироваться с этой последней используемой обслуживающей сотой, и критерий С1/С2 удовлетворяется, эта последняя используемая обслуживающая сота может быть принята во внимание, как достаточно хорошая сота для пребывания в дислокации, чтобы принимать сообщения внутреннего вызова или приводить в действие передачу в восходящем канале произвольного доступа (RACH). Коль скоро линия информационного взаимодействия организовывается (то есть, поток кратковременных блоков (TBF) настраивается), беспроводное устройство 104 имеет, впоследствии, возможность перемещаться в лучшую подходящую соту, на основании унаследованной процедуры повторного выбора соты.
1
1
1
1
1
1
1
1
Вследствие мобильности, беспроводное устройство 104 имеет возможность, время от времени, заменять соту. Как это обсуждено выше, в течение процедуры 201 синхронизации, беспроводное устройство 104 пытается определять, заменило ли беспроводное устройство 104 соту или все еще остается в той же самой соте (например, этап 204b на Фиг. 2). Чтобы успешно выполнять это, беспроводное устройство 104 проверяет номер TSC в пакете NB или номер TSC, указываемый BSIC пакета SB частоты ВССН. Как это упомянуто выше, в течение процедуры 201 синхронизации, беспроводное устройство 104 принимает несколько пакетов NB и, в течение этого времени, беспроводное устройство 104 регистрирует, является ли номер TSC, имеющийся в наличии в NB, тем же самым, как и, зарегистрированный в предшествующий раз, номер TSC в NB (или отличается от него). Если номер TSC является тем самым, какой ожидался, тогда это указывает на то, что беспроводное устройство 104 все еще наблюдает сигнал той же самой соты и, наряду с этим, критерий С1/С2 подтверждает, в дальнейшем, что беспроводное устройство 104 находится все еще в соединенной перед этим соте, и мощность сигнала (RSSI) этой соты является достаточно хорошей для дислокации, чтобы наблюдать СССН или выполнять RAU.
int
1
1
1
1
1
1
1
1
d
Длительность интервала промежуточной сокращенной синхронизации (приводимой в действие по истечению времени T) также определяется мобильностью беспроводного устройства 104. Могут быть представлены несколько путей, которыми беспроводное устройство 104 может определять или устанавливать критерии мобильности беспроводного устройства 104 или степень мобильности. Например, беспроводное устройство 104 может быть разработано, чтобы являться стационарным. В этом случае, у беспроводных устройств 104 может иметься предварительно программируемая пометка в конфигурации устройства, которая указывает на это, и в течение динамической оценки интервала сокращенной синхронизации, ничего специфического для мобильности не должно приниматься во внимание. С другой стороны, если беспроводное устройство 104 помечается, как являющееся мобильным устройством (например, беспроводное устройство 104, не является предварительно программируемым как стационарное устройство), тогда на основе известной степени мобильности беспроводного устройства 104 (например, регистрируемой как Низкая, Средняя, или Высокая), время T, в момент которого можно приводить в действие интервал сокращенной синхронизации (short sync up), может определяться, принимая во внимание потребность в синхронизации времени/частоты при выполнении процедуры длительной синхронизации (long sync) (вследствие увеличенной вероятность того, что процедура 201 синхронизации, потерпит неудачу вследствие мобильности устройства) и, возможно, также оцениваемое время, чтобы считывать ВССН и выполнять RAU (например, для сценария высокой мобильности).
1
1
1
В течение процедуры 203 промежуточных синхронизаций, если беспроводное устройство 104 определяет, что беспроводное устройство 104 изменяет местоположение (например, в результате исследования TSC), тогда безотлагательно (например, без задержки), процедура длительной синхронизации и, когда это необходимо, также RAU могут выполняться и затем сопровождаться процедурой 201 синхронизации, в течение следующей процедуры синхронизации, чтобы всегда содержать беспроводное устройство 104 в синхронизации (in sync) и, надлежащим образом, сцепленным с приемлемо хорошей сотой, в любой момент времени.
d
W
1
1
1
1
d
W
S
d
W
1
1
Кроме того, если настройка таймера с помощью времени Tявляется такой, что она приводит к циклу 406 синхронизации (T), который не является достаточно длительным для того, чтобы выполнять процедуру длительной синхронизации (long sync), и процедура 201 синхронизации приводит к тому, что беспроводное устройство 104, определяет, что произошла замена соты, тогда беспроводное устройство 104, возможно, не готово заблаговременно считывать блок внутреннего вызова, в течение цикла 402 достижимости, в соответствии с номинальным циклом 400 DRX беспроводного устройства 104. Чтобы справиться с этой ситуацией, вариант осуществления беспроводного устройства 104 может также позволять регистрировать периоды мобильности, перемежающиеся с периодами отсутствия (или низкой) мобильности, и регулировать настройку таймера с помощью времени T, соответствующим образом. Например, в течение периодов высокой мобильности, длительность Tбудет увеличиваться, что приводит к (а) более короткой продолжительности ожидания T, и (b) большему обширному множеству задач, выполняемых, при пробуждении в момент времени = T, с конечным результатом в сниженных энергосбережениях, в течение этих периодов. В сценариях высокой мобильности, цикл 406 синхронизации (T), по необходимости, является более длительным, поэтому беспроводное устройство 104 может, в случае сбоя процедуры 201 синхронизации, все еще иметь достаточно времени, чтобы выполнять процедуру длительной синхронизации и последующее сигнализирование RAU, чтобы обеспечивать то, что базовая сеть 106 передаст внутренний вызов к беспроводному устройству 104 в корректной области маршрутизации.
Некоторые преимущества раскрываемых методик
1
1
Раскрываемые оптимизированные способы 200 и 500 (то есть, сокращенная синхронизация (short sync), и процедура 201 синхронизации), используемые для того, чтобы устанавливать синхронизацию, позволяют значительно снижать объем обработки в беспроводном устройстве 104, и, вследствие этого, значительно сокращать потребление энергии, по сравнению с общеупотребительными способами синхронизации. Раскрытые оптимизированные способы 200 и 500 могут также являться чрезвычайно важными для случаев, в которых беспроводное устройство 104 использует удлиненные периоды ожидания (например, устройства МТС, для которых нисходящая достижимость может являться достаточно нечастой и/или длительность цикла DRX колеблется от нескольких минут до часов), так как экономия энергии, получаемая только посредством удлинения периода ожидания, возможно, не является достаточной для реализации намеченных сроков службы электрической батареи для этих устройств (например, от месяцев до нескольких лет).
Специалисты в данной области техники оценят по достоинству то, что использование термина "образцовый" используется в настоящем документе для того, чтобы означать "демонстрационный", или "служащий в качестве примера" и не предназначается, чтобы подразумевать, что конкретный вариант воплощения является более предпочтительным, чем другой или что конкретный признак является существенным. Аналогично, термины "первый" и "второй", и подобные термины, используются просто, чтобы различать один конкретный экземпляр отдельного элемента или признака от другого, и не указывают на конкретный порядок или компоновку, если только контекст ясно не указывает на противоположное. Дополнительно, термин "этап", как это используется в данном документе, предназначается как синонимичный с терминами "операция" или "действие". Любое описание в настоящем документе последовательности этапов не подразумевает, что эти операции должны быть проведены в конкретном порядке, или даже то, что эти операции выполняются абсолютно в произвольном порядке, если контекст или подробные данные описанной операции ясно не указывают на противоположное.
Конечно, настоящее раскрытие может быть проведено другими специфическими путями, чем то, как оно изложено в настоящем документе, не отступая от области действия и существенных характеристик изобретения. Один, или больше, из специфических процессов, обсужденных выше, могут быть проведены в сотовом телефоне или в другом приемопередатчике информационных взаимодействий, содержащем один или больше надлежащим образом выполненных контуров обработки данных, которые могут в некоторых вариантах воплощения воплощаться в одной, или больше, из, зависящих от типа приложения, интегральных микросхем (ASIC). В некоторых вариантах воплощения, эти контуры обработки данных могут содержать один, или больше, из микропроцессоров, микроконтроллеров и/или процессоров обработки цифровых сигналов, программируемых с подходящим программным обеспечением и/или аппаратно-реализованным программным обеспечением, чтобы выполнять одну, или больше, из операций, описанных выше, или разновидностей этого. В некоторых вариантах воплощения, эти контуры обработки данных могут содержать индивидуально изготовляемое аппаратное обеспечение, чтобы выполнять одну, или больше, из функциональных возможностей, описанных выше. Настоящие варианты воплощения, вследствие этого, следует рассматривать, во всех отношениях, как демонстрационные и не ограничительные.
Хотя разнообразные варианты воплощения настоящего изобретения были продемонстрированы на сопроводительных чертежах и описывались в вышеупомянутом подробном описании, следует полагать, что изобретение не ограничивается этими раскрытыми вариантами воплощения, но, вместо этого, является способным к многочисленным перегруппировкам, модификациям и замещениям, не отступая от настоящего изобретения, которое таково, как изложено, и определяется в пределах следующей формулы изобретения.