专利名称：基站和移动设备之间的无线通信的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信，更具体地，涉及用于基站和移动设备之间的无线 通信的系统和方法。
背景技术：
近来，无线通信已经变得日益广泛。具体地，例如蜂窝电话机的移动设
备的使用已经变得无所不在。典型的蜂窝网络包括用于便于移动设备之间的
通信的宏基站或蜂窝塔台。作为各种无线通信标准和技术中的一部分，宏基 站和移动设备之间的通信典型地包括从宏基站向移动设备发送配置及其它
开销信息。典型地，这些开销消息以预定间隔周期性地被一起发送，以便保 持移动设备和宏基站之间的最新通信链路。移动设备可以在时隙之间工作在
"分隙(slotted)模式，，或"睡眠模式"，在该模式中，预期这些开销消息以 便节省电池，以及工作在"唤醒，，模式以便在预期开销消息的时隙中接收开 销消息。由于许多开销消息可能是移动设备接收寻呼(例如，呼入呼叫)和 /或建立呼出通信所必需的，因此接收开销消息的时间段通常相对较短。
同时，由于技术已经发展并且标准已经成熟，因此开销信息的数目已经 增加以允许附加的可能性以及满足各种配置要求。例如，在蜂窝网络中接入 点基站或毫微微蜂窝小区(femtocell)的发展和使用可能需要附加消息从基 站发送到移动设备。但是，发送更多的开销消息增加了每个激活或唤醒时隙 的配置时间，这二者都会降低电池寿命(即，较少的时间可以被花在节省电 池的睡眠模式中)，以及增加了移动设备可以接入蜂窝网络(例如，以建立 呼出呼叫)之前的时间量。因而，期望本领域的改善。
发明内容
提出了用于基站和移动设备之间的无线通信的系统和方法的实施例。所 提出的实施例包括用于从基站向移动设备发送消息的方法以及实现该方法 的基站装置。所述实施例还包括用于操作移动设备的方法以及实现该方法的移动设备。
用于从基站向移动设备发送消息的方法可以包括基站向移动设备无线地发送第——个或多个开销或配置消息。该第——个或多个开销(或配置)消息可以对基站和移动设备之间的通信是关键的。第一开销消息可以包括至少一个参数。
基站可以根据基于该至少一个参数的进度表(schedule)来向移动设备无线地发送第二一个或多个消息。该第二一个或多个消息可以对基站和移动设备之间的通信是不关键的。第二消息可以比第 一消息较为不频繁地被发送。
第二消息可以通知移动设备毫微微蜂窝小区(或接入点基站)是否在移动设备的范围之内，例如，可以包括"接入点标识符消息"和"接入点导频信息消息，，；第二消息也可以或可替换地包括其它消息，包括与毫樣W效蜂窝小区无关的消息。移动设备可以基于该至少一个参数来调度它的分隙模式操作或睡眠循环；这可以减小移动设备的电池消耗。
这里描述的系统和方法的几个优点在于下述事实第二消息与第一开销消息被分开发送，并且比第一开销消息较为不频繁地被发送，而在现有技术系统中，所有的消息作为单个消息块(例如第一消息)被发送，并且将被相对频繁地发送。通过将消息分成对通信关^:的消息(或者可替换地，相对频繁地发送是有利的消息)和对通信不关4定的消息(或者可替换地，可以4皮相对不频繁地发送的消息)，以及将非关键消息与关键消息分开发送且比关键消息较为不频繁地发送，移动设备花费较少的时间来主动接收开销消息和更新配置信息。换句话说，较为不频繁地发送不关键的消息导致较少的总开销消息。
因此，移动设备可以能够花费更多的时间在"睡眠"模式(节省电池)并且也可以能够更快地发送消息(提高性能)。
用于从基站向移动设备发送消息的方法可以由基站装置来实现。例如，在一个实施例中，该基站装置可以包括至少一个天线以及耦接到该天线的逻辑电路。该逻辑电路可以实现如上所述的方法。
用于操作移动设备的方法可以包括该移动设备从基站无线地接收第一一个或多个开销或者配置消息。该第——个或多个开销(或配置)消息可以对基站和移动设备之间的通信是关键的。第一开销消息可以包括至少一个参数。该移动设备也可以根据基于该至少一个参数的进度表来无线地接收第二一个或多个消息。该第二一个或多个消,息可以对基站和移动设备之间的通信是不关键的。第二消息可以比第一消息较为不频繁地祐发送。
第二消息可以通知移动设备毫微微蜂窝小区(或接入点基站)是否在移
动设备的范围之内，例如，可以包括"接入点标识符消息"和"接入点导频
信息消息"；第二消息也可以或可替换地包括其它消息，包括与毫微微蜂窝小区无关的消息。移动设备可以基于该至少一个参数来调度它的分隙模式操作或睡眠循环；这可以减小移动设备的电池消耗。
该方法可以包括与上述方法类似的优点。换句话说，通过与第一消息分开接收第二消息并且比第一消息较为不频繁地接收第二消息，移动设备可以能够花费更多的它的分隙模式在"睡眠"时隙(节省电池)中，并且也可以能够更快地发送消息(提高性能)。
用于操作移动设备的方法可以由移动设备装置来实现。例如，在一个实施例中，该移动设备装置可以包括至少 一个天线以及耦接到该天线的逻辑电路。该逻辑电路可以实现如上所述的方法。
当结合附图详细描述优选实施例时，可以获得对本发明更好的理解，其
中
图1示出根据一个实施例的示范性通信系统；
图2是示出根据一个实施例的从基站向移动设备发送消息的方法的流程
图3是示出根据一个实施例的用于操作移动设备的方法的流程图；图4示出根据一个实施例的从基站向移动设备发送的消息的时序。虽然很容易对本发明做出各种修改以及可替换形式，但是在附图中举例示出了其特定实施例并且这里将对其进行详细描述。但是，应该理解，这里的附图和描述不应将本发明限制为所公开的具体形式，相反地，本发明将覆盖落入所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等价物和替换方式。
具体实施例方式
6术语
下面是本申请所用术语表
存储介质-多种类型的存储设备或储存设备中的任何一种。术语"存储介质"意欲包括安装介质，例如，CD-ROM、软盘、或》兹带设备；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如DRAM、 DDR RAM、 SRAM、 EDO RAM、RambusRAM等；或非易失性务賭器，诸如例如硬盘驱动器的磁介质、或光储存。存储介质还可以包括其他类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于执行程序的第 一计算机中，或可以位于经由诸如因特网的网络连接到第一计算机的不同的第二计算机中。在后一情况中，第二计算机可以向第一计算机提供用于执行的程序指令。术语"存储介质"可以包括两个或多个可位于不同位置的存储介质，例如位于通过网络连接的不同的计算机中。
可编程硬件元件-包括各种硬件设备，该硬件设备包括通过可编程互连而连接的多个可编程功能块。示例包括现场可编程门阵列(FPGA， FieldProgrammable Gate Arrays)、可编程逻辑电路器件(PLD, Programmable LogicDevice)、现场可编程目标阵列(FPOA, Field Programmable Object Array)、以及复杂可编程逻辑电路器件(CPLD， Complex Programmable Logic Device)。可编程功能模块可以从例如组合逻辑电路或者查找表等细颗粒到算术逻辑单元或者处理器核等粗颗粒不等。也可以将可编程硬件元件称为"可重构逻辑电路"。
计算机系统-多种类型的计算或处理系统中的任何一种，包括个人计算机系统(PC)、大型计算机系统、工作站、网络设备、因特网设备、个人数字助理(PDA)、电视系统、网格计算系统、或其它设备或设备的组合。通常，可以将术语"计算机系统"宽泛地限定为涵盖具有至少一个执行来自存储介质的指令的处理器的任何设备或设备的组合
图l-示范性通信系统
图1示出了示范性通信系统，包括在宏区域105中提供服务的宏基站100、在局部区域175中提供服务的多个接入点基站170、和多个移动设备150(也称为"移动站"或"接入终端")。
术语"接入点基站"意欲包括本领域技术人员理解的对于毫微微蜂窝小区、家用基站、个人接入点(PAP， personal access point)和个人第二代誦第三代或第n代基站等等的典型定义。类似地，术语"宏基站，，意欲包括本领域技术人员理解的对于在宏区域中提供服务的蜂窝电话塔台和基站的典型定义。术语"基站"依照要求意欲包括其它种类的基站当中的接入点基站和宏基站二者。因而，基站可以包括用于发送和/或接收无线信号的至少一个天线，以及用于执行各种信号相关功能(例如下面参照图2和3所述的)的逻辑(例如，处理器和存储介质、专用集成电路(ASIC)、或可编程硬件元件，以及其它形式的模拟或数字逻辑)。
移动设备(也称为接入终端)150可以包括可以用于如射频通信的蜂窝网络中的任何类型的设备。移动设备可以包括蜂窝电话机(包括智能电话机)、具有移动通信能力的个人数字助理(PDA)、具有移动通信组件的膝上型计算机或者计算机系统、和/或其它任何可以与虫奪窝网络进行通信的设备。移动设备也可以包括用于发送和/或接收无线信号的至少一个天线，以及用于执行各种信号相关功能(例如下面参照图2和3所述的)的逻辑电路(例如，处理器和存储介质、专用集成电路(ASIC)、或可编程硬件元件，以及其它形式的模拟或数字逻辑电路)，其与上述基站类似(尽管通常不相同)。该移动设备可以使用各种不同的协议，如CDMA 2000 (第一代RTT和EV-DO )、UMB、 UMTS、 LTE、 WiMax或其它协议。相应地，基站100和170可以支持移动设备所用的协议的任意一种或这些协议的至少一个子集而不用修改支持现有移动设备的这些标准或协议。
图2和3 _用于从基站向移动设备发送消息的方法以及用于搡作移动设备的方法
图2示出根据一个实施例的从基站向移动设备发送消息的方法。图3是示出根据一个实施例的用于操作移动设备的方法的流程图。用在图2和3中的方法在一些实施例中可以被结合使用，如下所述。基站和移动设备可以无线地通信，例如基站使用天线来向另 一个移动设备发送信号或从另 一个移动设备接收信号。参考图l注意到，基站和移动设备二者可以包括用于发送和/或接收信号的至少一个天线以及用于执行各种信号相关功能的逻辑电路，如下所述。根据移动设备的位置和移动设备的范围内的任意基站的相对信号强度，该基站可以是宏基站或接入点基站。可替换地，该基站可以是任何类型的基站。在一些实施例中，移动设备的正常工作可以包括"分隙模式"。在分隙模式中，移动设备可以将不同的特定时隙用于不同的活动。例如，可以有一个或多个指定时隙用于接收某些消息和/或用于发送某些消息。当移动设备不处于这些激活的时隙中的一个时，可以能够进入"睡眠才莫式"或循环以节省电池。在一些实施例中，时隙可以基于系统时钟，例如，同步在移动设备和与之通信的基站和/或它所属的蜂窝网络之间的操作的时钟。
在步骤202，基站向移动设备发送第——个或多个开销消息，包括至少一个参数。在步骤302,移动设备从基站接收第一一个或多个开销消息，包括至少一个参数。在一些实施例中，由基站发送的第——个或多个开销消息可以是由移动设备接收到的相同的一个或多个开销消息，例如，包括相同的至少一个参tt。
第——个或多个开销消息可以包括从基站到移动设备的配置消息。这些开销或配置消息可以包括对基站和移动设备之间的通信关键的信息，例如，根据正使用的通信协议。如果没有这些通信关键的信息，基站和移动设备之间可能无法建立通信。在一些实施例中，第——个或多个开销消息还可以包括寻呼信息，例如，可以通知移动i殳备呼入通信，例如呼入电话呼叫。因而，
第--个或多个开销消息可以被相对频繁地发送(例如，每L25秒一次)，
以使得移动设备不会错过呼入呼叫。根据一个协议，第一一个或多个开销消息可以包括下列中的一个或多个"系统参数消息"，包括例如基站的识别信息(例如基站ID)、基站的经绵度等等；"CDMA信道列表"，包括例如移动设备可以使用的码分多址(CDMA)信道的列表;"邻居列表消息"，包括例如也处于移动设备的范围内的相邻基站的列表；和"扩展的系统参数消息"，包括例如附加泉统参数，例如可用于调度比第一开销消息较为不频繁地被接收的第二一个或多个消息的至少一个参数。除上述消息之外或者代替上述任何消息，许多其它消息也是可能的；也应注意，上述消息中的任何一个还可以包括除上述信息之外或者代替上述信息的其它信息。
在步骤204，基站根据基于该至少一个参数的进度表来向移动设备发送第二一个或多个消息。在步骤304,移动设备根据基于该至少一个参数的进度表来从基站接收第二一个或多个消息。与在步骤202和302中相同，在步骤204和304中的第二一个或多个消息可以是相同的消息。因而，基站可以基于第一消息中发送的参数来调度发送第二消息，同时移动设备可以基于第
9一消息中接收到的参数来计算第二消息被调度到达的时间。
在一些实施例中，该第二一个或多个消息可以对基站和移动设备之间的通信是不关键的。如果没有这些通信关键的信息，基站和移动设备之间仍然可以建立通信。但是，在其它实施例中，第二一个或多个消息也可以对基站和移动设备之间的通信是关键的，但是可以简单地不需要像第一一个或多个开销消息那么频繁地被发送(例如，更新)。 一般说来，如果第二一个或多个消息从基站向移动设备的发送不像第一一个或多个开销消息从基站到移动设备的发送那么频繁，则发送第二一个或多个消息将得到一些益处。
如果第二一个或多个消息不像第 一一个或多个开销消息那么频繁地发
送，则移动设备可以不需要花费与主动接收第一""~个或多个开销消息同样多的时间，好像第二一个或多个消息包括在第——个或多个开销消息中 一样。这将允许移动设备不久后就开始将信息(例如，用以建立呼出电话呼叫或其它呼出通信)发送回基站(例如，在移动设备需要将被更新的或在它可以被发送之前的当前的第——个或多个开销消息的实施例中)。这也将允许移动设备在被调度用于接收第 一一个或多个开销消息的下一个时隙之前，花费较长的时间在睡眠模式。具体地，如果根据基于已知参数(例如，包括在第一开销消息中的参数)的进度表发送和接收第二一个或多个消息，则移动设备可以至少部分基于该参数来调度睡眠循环(它的分隙模式操作)。这可以允许移动设备分配最大的时间给睡眠模式，同时仍然从基站接收所有的消息和寻呼。因而，较为不频繁地发送第二一个或多个消息，具体地根据基于利用第一消息发送的调度参数的进度表来发送第二一个或多个消息，可以提高移动设备的电池寿命和性 能。
在一些实施例中，第二一个或多个消息可以是与接入点基站有关的消息。例如，在一个实施例中，第二一个或多个消息可以包括识别移动设备的范围内是否存在接入点基站的消息(这里称为"接入点导频信息消息")，和识别移动设备的范围内的接入点基站(如果存在的话)的消息(这里称为"接入点标识符消息，，)。因而这样的消息可以支持作为蜂窝网络的一部分的接入点基站的使用，潜在地提高蜂窝网络内的移动设备的信号和/或增大移动设备的范围。但是，它可以不必像发送配置消息(例如第——个或多个开销消息)那样频繁地向移动设备发送这些消息，因而，它们可以适合于包括在第二一个或多个消息中。其它消息(例如，包括不一定与接入点基站有关的消息)也可以作为第二一个或多个消息的一部分或者可替换地^H送。 一个这样的
消息的例子是"OtherTechnologyNeighborList"邻近的其它通信技术基站清单消息，其例如可以包括与移动设备的范围内的移动设备不同的协议的基站和/或服务有关的信息。因而，例如，如果移动设备根据CDMA2000 lxRTT工作，则此消息可以通知移动设备，在移动设备的范围内存在GSM基站。
在一些其中第二消息仅与某些移动设备(例如，如果它们涉及可选或限制性的服务)有关的实施例中，分开第二消息还可以对不能或不使用第二消息的那些移动设备有利。例如，如果第二消息与接入点基站有关，则未配置使用接入点基站的任何移动设备可以能够完全忽略第二消息，从而提供比现有技术情况(其中所有开销消息在单个消息块中被一起发送)进一步的电池节省。
如上所述，第二一个或多个消息可以根据基于至少一个参数的进度表由基站发送。在一些实施例中，进度表也可以基于系统时钟，例如移动设备和基站可以根据公共系统时间来工作，其中以特定间隔发送信息的帧，例如每20ms、 80ms或其它的间隔。在一个示范性实施例中，用于确定发送第二一个或多个消息的时间的公式是
T mod (APM一Period) = 0
在此例子中，T是以系统时间为单位的时间，以及APM—Period = 2扁-Pe鐘由x 16
其中APM_PeriodIndex包括在第——个或多个开销消息中，例如在上述扩展的系统参数消息中。在一个特定实施例中，APM—Periodlndex可以是4,而T可以是80 ms。因而在此例子中，在每20.48秒之后，基站可以向移动设备发送第二一个或多个消息。如前所述，这与用于第一一个或多个消息的典型的周期1.25秒(尽管其它周期也是可能的)相比较；因而，可见在此特定实施例中，第二消息比第一消息较为不频繁地净皮发送。但是，应当注意，尽管用于调度第二一个或多个消息的此特定公式是一种实现此步骤的方式，但是基于至少一个参数调度第二一个或多个消息的其它方式也是可以预见的。
图4-消息时序图
图4示出根据一个实施例的第 一一个或多个开销消息和第二一个或多个消息的相对时序。移动设备可以工作在"分隙模式"，其中，它仅仅在被指定用于发送或接收消息的某些时隙期间是激活的(以及处于高能使用状态)。在剩余时隙中，移动设备可以处于低能使用状态(例如，处于睡眠循环)。因而，移动设备可以在被指定用于第一一个或多个(开销)消息的时隙期间"醒来"，并且当所有第一 (开销)消息被接收到时返回到睡眠循环。(可以基于第一消息中发送的参数被确定的)稍后时间，移动设备可以再次"醒来，，以接收第二一个或多个消息。可替换地，如果第二消息不与移动设备有关，
则移动设备可以能够在第二消息的时隙期间继续它的睡眠循环，从而提供电池寿命的附加的增大。例如，在一个实施例中，第二一个或多个消息可以是接入点基站相关消息。在这种情况下，仅仅被配置为利用接入点基站的移动
设备将需要接收第二消息；任何其它移动设备将不能够使用第二消息。除了接入点基站相关消息之外(或取而代之)，第二消息也可以包括任何种类的消息；换句话说，它们不局限于是接入点基站相关消息。
每种消息(例如，第一消息和第二消息)可以根据各自的周期被周期地发送(并且接收)。第一和第二消息的周期可以是相关的，例如，它们可以都基于共用参数。在一些实施例中，第二消息可以比第一消息较为不频繁地被发送；例如，如图所示，第二消息的发送频率可以是第一消息的发送频率的一半。在其它实施例中，第二消息可以在第一消息的发送的每4、 8、 10、16、或任意倍被发送一次。在可替换实施例中，第二消息可以与第一消息同样频繁地^H送。也应注意，尽管第二消息被示出为根据第一消息的周期的整数倍被发送，但是第 一 消息的周期和第二消息的周期之间的其它关系也是可能的。还应注意，尽管在一些实施例中，第二消息在数量上和/或持续时间上比第 一 消息小，但是存在比第 一 消息更多的第二消息和/或第二消息的持续时间可以比第 一 消息长也是可能的。
尽管上面已经非常详细地描述了实施例，但是一旦上述公开被完全理解，则对本领域技术人员来说，许多变化和修改将变得明显。意欲以下权利要求书被理解为涵盖所有这样的变化和修改。
权利要求
1.一种用于从基站向移动设备发送消息的方法，该方法包括由该基站向该移动设备以无线方式发送第一开销消息，其中该第一开销消息包括至少一个参数；以及由该基站向该移动设备以无线方式发送第二消息，其中所述发送第二消息的步骤是根据基于该至少一个参数确定的进度表执行的；其中该第二消息比第一开销消息较为不频繁地被发送。
2. —种被配置为向移动设备无线地发送消息的基站，其中该基站包括 天线，用于无线地向移动设备发送无线消息；和第一逻辑电路，耦接到该天线，其中该第一逻辑电路被配置为向该移动设备无线地发送第一开销消息，其中该第一开销消息包 括至少一个参数；以及根据基于该至少 一个参数确定的进度表，向该移动设备无线地发送 第二消息，其中该第 一逻辑电鴻4皮配置为比第 一开销消息较为不频繁地发送 第二消息。
3. —种用于操作移动设备的方法，该方法包括由该移动设备以无线方式接收第一开销消息，其中该第一开销消息包括 至少一个参数，其中该第一消息是从基站接收到的；由该移动设备根据基于该至少 一 个参数确定的进度表以无线方式接收 第二消息，其中第二消息比第一开销消息较为不频繁地净皮接收，其中第二消 息是从基站接收到的；以及由该移动设备基于该至少一个参数调度睡眠循环，/人而减小电池消耗。
4. 如权利要求3所述的方法，其中该第二消息通知该移动设备关于一毫微微蜂窝小区是否在该移动设备的范围之内，其中该第二消息包括l)接入点标识符消息，指示该毫 微微蜂窝小区的标识符；和2)接入点导频信息消息，指示该毫微微蜂窝小 区的导频信息。
5. 如权利要求3所述的方法，其中该睡眠循环与系统时间和包括在该至少 一 个参数中的 APM Periodlndex有关。
6. 如权利要求5所述的方法，其中该睡眠循环被确定为T mod (APM_Period) = 0以及 APM_Period = 2濯，0(11由x 16 其中T是以系统时间为单位的时间。
7. 如权利要求3所述的方法，其中该第 一开销消息包括对基站和移动设备之间的通信关键的开销消 以及其中该第二消息包括对基站和移动设备之间的通信不关键的消息。
8. —种被配置为从基站无线地接收消息的移动设备，其中该移动设备包天线，用于从基站无线地接收消息；和第一逻辑电路，耦接到该天线，其中该第一逻辑电路被配置为从该基站无线地接收第一开销消息，其中该第一开销消息包括至少 一个参数；根据基于该至少 一 个参数确定的进度表从该基站无线地接收第二 消息，其中第二消息比第一开销消息较为不频繁地被接收；以及 基于该至少一个参数调度睡眠循环，从而减小电池消耗。
9. 如权利要求8所述的移动设备， 其中该第二消息通知该移动设备关于一毫微微蜂窝小区是否在该移动设备的范围之内，其中该第二消息包括l)接入点标识符消息，指示该 毫微微蜂窝小区的标识符；和2)接入点导频信息消息，指示该毫微微蜂窝 小区的导频传息。
10. 如权利要求8所述的移动设备，其中该睡眠循环与系统时间和包括在该至少 一 个参数中的 APM—Periodlndex有关，其中该睡眠循环被确定为T mod (APM—Period) = 0以及APM—Period-S^M-Pe^^dexx 16,其中T是以系统时间为单位的时间。
11. 如权利要求8所述的移动设备，其中该第 一开销消息包括对基站和移动设备之间的通信关键的开销消 息，以及其中该第二消息包括对基站和移动设备之间的通信不关键的消息。
全文摘要
用于在基站和移动设备之间无线地通信的系统和方法。该基站向移动设备无线地发送第一一个或多个开销消息。第一一个或多个开销消息可以包括至少一个参数。该移动设备可以从该基站无线地接收包括至少一个参数的第一一个或多个开销消息。基站可以根据基于该至少一个参数的进度表来向移动设备无线地发送第二一个或多个消息。该移动设备也可以根据基于该至少一个参数的进度表来无线地接收第二一个或多个消息。该移动设备可以基于该至少一个参数调度睡眠循环，这可以减小移动设备中的电池消耗。该第二一个或多个消息可以比第一一个或多个开销消息较为不频繁地可以发送。
文档编号H04W52/02GK101600244SQ20091014588
公开日2009年12月9日 申请日期2009年6月17日 优先权日2009年1月21日
发明者安东尼·李 申请人:美商威睿电通公司