Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Zeitgeber-basierte
Registrierung eines Mobilgeräts in einem CDMA-Netzwerk, und insbesondere auf
ein Verfahren und ein Gerät zur Reduzierung der Anzahl von Interrupts, die
gegenwärtig erforderlich sind, um die Registrierung in einem CDMA-Netzwerk
aufrechtzuerhalten.
Im aktuellen "Upper Lager (Lager 3) Signalling Standard for CDMA2000
Spread Spectrum Systems, Release 0" (3GPP2 CS0005-0 Version 3.0), Abschnitt 2.6.5.1.3
ist spezifiziert, dass eine Mobilstation einen Zeitgeber-basierten Registrierungszähler
einmal alle 80 ms inkrementieren muss, wann immer eine Variable mit der Bezeichnung
COUNTER_ENABLED auf YES gesetzt ist. Wenn die Mobilstation im Slotted-Mode betrieben
wird, kann sie den Zeitgeber-basierten Registrierungszähler inkrementieren,
wenn sie beginnt, den Paging-Channel zu überwachen, und sie sollte ihren Zähler
inkrementieren, als wäre sie im Non-Slotted-Mode.
Derselbe Standard erfordert, dass die Registrierungsperiode mit der
Formel T = 2PRD/
4 × 80 berechnet wird, wobei PRD im Bereich zwischen 29 bis 85 liegt.
Bei der längsten Periode für die Neuregistrierung erfordert der oben erwähnte
Standard daher, dass eine Mobilstation mehr als 2,4 Millionen Interrupts benötigt,
bevor das Mobilgerät eine Registrierung durchführt. Bei der kürzesten
Zeitperiode beträgt die Anzahl der erforderlichen Interrupts 152.
Wenn ein Mobilgerät in einen Slotted-Mode übergeht, wird
davon ausgegangen, dass das Mobilgerät von der oben beschriebenen Last befreit
wird, da es keine Interrupts während der Schlafperiode geben sollte, weil die
CPU heruntergefahren ist. Allerdings ist dies in der Realität noch immer undurchführbar.
Viele Mobilgeräte schließen PDA- und Spielfunktionalität ein, und
daher ist die CPU weiterhin beschäftigt, während die CDMA-Funktion schläft.
Die Anzahl der Interrupts wirkt sich sowohl auf die Batterielebensdauer als auch
auf die Leistung der CPU aus, und es wird daher eine Lösung benötigt,
die zu einer Reduzierung der Anzahl der Interrupts in der CPU führen würde.
Es wurden verschiedene Lösungen zur Verwendung der Zeitgeberbasierten
Registrierung präsentiert. Ein Beispiel ist das US-Patent
Nr. 6,385,448 für Beckmann et al. Allerdings wird in diesem Fall ein
einzelner Zeitgeberwert für die Registrierungsperiode eingestellt, und dieser
Zeitgeberwert kommt nicht unbedingt einem Paging-Slot nahe.
ALLGEMEINES
Das vorliegende Verfahren und Gerät stellt einen Zeitgeber bereit,
vorzugsweise in Form von Hardware, der die Stelle der Interrupts einnimmt. Der Zeitgeber
wird beim Empfangen einer Systemparameternachricht eingestellt, welche die Notwendigkeit
der Zeitgeber-basierten Registrierung und die Frequenz der Zeitgeber-basierten Registrierung
übermittelt. Sobald die Mobilstation eine Registrierungsnachricht an die Basisstation
sendet, wird der Zeitgeber zurückgesetzt und darf für dessen Dauer ausgeführt
werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Zeitgeberwert auf
ein Vielfaches des Standardwerts eingestellt. Damit könnte beispielsweise beim
aktuellen Standard, welcher 80-ms-Interrupts erfordert, der Zeitgeber auf ein Vielfaches
von 80 ms eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der
Zeitgeberwert auf die minimale Zeitperiode eingestellt, in der die Neuregistrierung
auftreten kann, oder im Fall der obigen Spezifikationen auf 152 × 80 ms. Der
Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird erkennen, dass nicht alle Zeitgeberwerte
durch den Basiswert teilbar sein werden, und das vorliegende Verfahren und Gerät
zieht deshalb die Fähigkeit in Betracht, den Zeitgeber auf einen Restwert einzustellen,
wenn der Zeitgeber für ein letztes Mal vor der Registrierung initiiert wird.
Damit wird T beispielsweise 362, wenn PRD auf 34 eingestellt ist. Ein Zeitgeber
könnte zweimal mit einem 152·80-ms-Zyklus ausgeführt werden, wobei
nach jedem Zyklus ein Interrupt gesendet wird, und könnte dann für den
Rest (362-2·152) oder 58·80 ms ausgeführt werden. Die Anzahl der
Interrupts würde in diesem Fall drei betragen. In einer anderen Ausführungsform
wird der Rest des Zeitgebers auf einen 80-ms-Zyklus eingestellt. In diesem Fäll
gäbe es insgesamt (2 + 58) Interrupts. Verglichen mit 362 Interrupts beim Stand
der Technik wird damit die Anzahl der Interrupts in beiden Fällen reduziert.
Der Zeitgeber wird vorzugsweise in der Hardware implementiert und
muss deshalb die CPU nicht unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist. Die CPU
kann den aus der Systemparameternachricht empfangenen Wert für die Frequenz-Neuregistrierung
speichern, und es könnte ein Software-Zähler implementiert werden, um
jedes Mal einen Countdown durchzuführen, wenn der Zeitgeber abläuft, und
um einen Restwert für den Zeitgeber für den letzten Zyklus vor dem Senden
der Registrierungsnachricht einzustellen. Das würde, was dem Fachmann auf dem
Gebiet der Technik einleuchten wird, die Anzahl der in der CPU empfangenen Interrupts
erheblich reduzieren und damit eine Optimierung der CPU-Leistung ermöglichen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wartet die Mobilstation
nach dem Ablaufen des Zeitgebers darauf, dass der nächste Paging-Slot verfügbar
wird, und sendet die Registrierungsnachricht in diesem nächsten
Paging-Slot. Da das Ablaufen des Zeitgebers in der Nähe eines Vielfachen von
80 ms liegen sollte, sollte es nahe zum Start des Paging-Slots auftreten.
Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zur verbesserten
Zeitgeber-basierten Registrierung eines Mobilgeräts in einem Netzwerk bereit,
wobei das Netzwerk eine Standard-Zykluszeit für Interrupts hat und das Verfahren
die folgenden Schritte umfasst: das Empfangen am Mobilgerät einer Systemparameternachricht
vom Netzwerk, wobei die Nachricht einen Wert enthält, der eine Frequenz für
die periodische Registrierung anzeigt; das Einstellen eines Zeitgeberwerts in einem
Zeitgeber, der die Stelle der Interrupts einnimmt, d. h. der Zeitgeber muss die
CPU des Mobilgeräts nicht unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist, in
dem Mobilgerät, wobei der Zeitgeberwert größer ist als die Standard-Zykluszeit
und geringer ist als die Frequenz für die periodische Registrierung; das Einstellen
eines Zählers zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers, wobei das Mobilgerät
den Zeitgeber und den Zähler auf der Basis des Werts einstellt, der die Frequenz
für die periodische Registrierung anzeigt; das Starten des Zeitgebers; beim
Ablaufen des Zeitgebers das Dekrementieren des Zählers; beim Ablaufen des Zählers
das Einstellen eines zweiten Zeitgeberwerts in dem Zeitgeber, das Einstellen des
Zählers zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers; das Starten des Zeitgebers;
beim Ablaufen des Zeitgebers das Dekrementieren des Zählers; beim Ablaufen
des Zählers das Warten auf einen Paging-Slot zum Kommunizieren mit dem Netzwerk;
und das Senden einer Registrierungsnachricht zum Netzwerk in dem Paging-Slot; wobei
der zweite Zeitgeberwert ein Restwert ist: a) dieser Restwert eingestellt ist auf
die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden
einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, oder b) dieser Restwert
eingestellt ist auf ein Intervall, das der Standard-Zykluszeit entspricht, und wobei
in diesem Fall der Zähler zum Zählen der Abläufe des Zeitgebers mit
dem Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus
der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen
ist, geteilt durch die Standard-Zykluszeit.
Die vorliegende Erfindung stellt des Weiteren ein Mobilgerät
mit verbesserter Zeitgeber-basierter Registrierung in einem Netzwerk bereit, das
über Paging-Slots verfügt, wobei das Netzwerk eine Standard-Zykluszeit
für Interrupts erfordert, das Mobilgerät umfassend: einen Empfänger
zum Empfangen einer Systemparameternachricht vom Netzwerk, wobei die Nachricht einen
Wert enthält, der eine Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt;
einen Zeitgeber mit einem einstellbaren Zeitgeberwert, der die Stelle der die Stelle
der Interrupts einnimmt, d. h. der Zeitgeber muss die CPU des Mobilgeräts nicht
unterbrechen, bis der Zeitgeber abgelaufen ist; Mittel zum Einstellen des Zeigeberwerts
auf einen Wert, der größer ist als die Standard-Zykluszeit; einen Zähler
zum Zählen des Ablaufens des Zeitgebers; und einen Sender zum Senden einer
Registrierungsnachricht zum Netzwerk, wobei das Mobilgerät eingerichtet ist
zum Einstellen des Zeitgebers und des Zählers auf der Basis des Werts, der
die Frequenz für die periodische Registrierung anzeigt, zum Starten des Zeitgebers,
zum Dekrementieren des Zählers, wenn der Zeitgeber den Zeitgeberwert erreicht,
zum Einstellen eines zweiten Zeitgeberwerts in dem Zeitgeber, wenn der Zähler
null erreicht, zum Dekrementieren des Zählers, wenn der Zeitgeber den Zeitgeberwert
erreicht, zum Starten des Zeitgebers, zum Warten auf den nächsten Paging-Slot,
wenn der Zähler null erreicht, und zum Senden der Registrierungsnachricht in
dem Paging-Slot; wobei der zweite Zeitgeberwert ein Restwert ist: a) dieser Restwert
eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen Registrierung minus der Zeit,
die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht vergangen ist, oder
b) dieser Restwert eingestellt ist auf ein Intervall, das der Standard-Zykluszeit
entspricht, und wobei in diesem Fall der Zähler zum Zählen der Abläufe
des Zeitgebers mit dem Restwert eingestellt ist auf die Frequenz der periodischen
Registrierung minus der Zeit, die seit dem Senden einer vorherigen Registrierungsnachricht
vergangen ist, geteilt durch die Standard-Zykluszeit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Anmeldung wird besser verständlich unter Bezug
auf die Zeichnungen, welche folgende Bedeutung haben:
1 zeigt eine Lösung zur periodischen Registrierung
der Mobilstation bei einer Basisstation;
2 zeigt die Signalisierung zwischen einer Mobilstation
und einer Basisstation gemäß dem Verfahren und dem Gerät der vorliegenden
Anmeldung;
3 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Registrierungsszenarios
gemäß der vorliegenden Anmeldung; und
4 ist ein Blockdiagramm eines exemplarischen Mobilgeräts,
das mit der vorliegenden Anmeldung verwendet werden könnte.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Gerät und das Verfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf ein CDMA-Netzwerk beschrieben. Dies
ist jedoch nicht einschränkend gemeint, und das Verfahren
und das Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung könnten mit jedem
Broadcast-Paging-System verwendet werden, das die periodische Registrierung erfordert.
CDMA wird hier lediglich als ein exemplarisches System verwendet.
Es wird jetzt Bezug auf 1 genommen.
1 zeigt eine Lösung für die Registrierung
von Nachrichten. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik einleuchten dürfte,
muss sich eine Mobilstation periodisch bei einer Basisstation registrieren, um die
Basisstation wissen zu lassen, dass sich die Mobilstation weiterhin innerhalb des
Netzwerks befindet. Gemäß den CDMA-Standards müssen diese Registrierungen
innerhalb eines Fensters erfolgen, das aktuell zwischen ungefähr 12 Sekunden
und 15 Tagen festgelegt wird.
Beim Einschalten empfängt die Mobilstation 10 von der
Basisstation 15 eine Systemparameternachricht 20, welche die Anforderung
enthält, dass die Mobilstation die Zeitgeber-basierte Registrierung verwenden
soll, und welche weiterhin die Frequenz dieser Zeitgeber-basierten Registrierung
enthält. Die Mobilstation 10 vermerkt diese Frequenz und stellt einen
Zähler ein. Die Mobilstation stellt auch einen Zeitgeber zum Unterbrechen der
CPU mit einer definierten Frequenz ein. Gegenwärtig erfordert die Spezifikation,
dass alle 80 ms ein Interrupt gesendet wird.
Die Mobilstation 10 zählt die Interrupts, und sobald
die erforderliche Anzahl von Interrupts aufgetreten ist, sendet die Mobilstation
eine Registrierungsnachricht 25 an die Basisstation 15, setzt
den Zähler zurück und startet das Zählen der Anzahl der Interrupts
erneut, bis die nächste Registrierungsnachricht gesendet werden muss.
Wie oben angedeutet wurde, kann ein Interrupt alle 80 ms akzeptabel
sein, wenn es sich um eine im Leerlauf befindliche Mobilstation in einem Slotted-Mode
handelt und die Mobilstation nur für die Kommunikation verwendet wird. Allerdings
werden heute viele Mobilstationen auch für alternative Zwecke verwendet, wozu
persönliche digitale Systeme (PDAs), Spiele oder viele andere Funktionen zählen,
die ausgeführt werden, ohne dass dabei eine Kommunikation erfolgt. Der 80-ms-Interrupt
beeinträchtigt die Leistung dieser kommunikationslosen Funktionen in der Mobilstation
und ist damit unerwünscht.
Es wird nun Bezug genommen auf 2. Gemäß
einem Aspekt des Verfahrens und des Geräts gemäß der vorliegenden
Erfindung kann ein Zeitgeber 30 eingestellt werden, wenn eine Mobilstation
10 die Systemparameternachricht 20 von der Basisstation
15 empfängt. Der Zeitgeber 30 ist vorzugsweise ein in Form
von Hardware implementierter Zeitgeber, der keine CPU-Zeit beanspruchen würde.
In einer bevorzugten Ausführungsform läuft der Zeitgeber 30 in
einer Periode ab, die ein Vielfaches der Interrupt-Periode ist, die für das
Broadcast-Paging-System definiert ist. Anders ausgedrückt und unter Verwendung
der Zahlen von oben: Der Zeitgeberwert sollte auf ein Vielfaches von 80 ms eingestellt
sein. Dies führt dazu, dass der Zeitgeber nahe dem Paging-Slot für die
Mobilstation abläuft. Beim Ablaufen 35 des Zeitgebers kann dann die
Mobilstation 10 auf den nächsten Paging-Slot 40 warten, und
beim Start des Paging-Slots kann sie eine Registrierungsnachricht 25 an
die Basisstation 15 senden.
In einer bevorzugten Ausführungsform läuft der Zeitgeberwert
nahe zum Paging-Slot ab, der für die nächste Registrierung benötigt
wird. Wenn jedoch die Registrierung selten erfolgt, dann kann es unmöglich
sein, den Zeitgeberwert auf einen ausreichend großen Wert einzustellen, um
diese seltene Registrierung zu berücksichtigen. In diesem Fall könnte
beim Ablaufen des Zeitgebers ein Interrupt an die CPU gesendet werden, die einen
Interrupt-Zähler wie beim Stand der Technik enthalten könnte, und der
Interrupt-Zähler könnte einen Countdown durchführen, bis die Registrierungsnachricht
erneut gesendet werden muss. Allerdings ist im Gegensatz zum Stand der Technik die
Auflösung der Interrupts im vorliegenden Fall sehr viel seltener, wodurch eine
nur minimale Beeinträchtigung der CPU-Funktionalität ermöglicht wird.
Wenn beispielsweise der Zeitgeberwert innerhalb einer Zweiwort-Auflösung
liegen muss, dann kann das bedeuten, dass der maximale Zeitgeberwert in Abhängigkeit
von der Frequenz des bei der Zeitgeberinkrementierung verwendeten Kristalls auf
15 Stunden gesetzt werden könnte. Damit könnte, wenn die Registrierungsperiode
45 Stunden beträgt, eine CPU einen Interrupt-Zähler haben, der auf 3 eingestellt
ist, und wenn der Zeitgeber drei Mal abgelaufen ist, würde die Registrierungsnachricht
gesendet werden. Dies würde im Gegensatz stehen zu den über 2 Millionen
Interrupts, die beim Stand der Technik zur CPU gesendet werden.
Alternativ, also selbst wenn das Ablaufen des Zeitgebers auf die minimal
zulässige Registrierungsfrequenz eingestellt ist, was im obigen Beispiel 152
× 80 ms bzw. 12,16 Sekunden entspricht, würde dies immer noch nur 13.300
Interrupts im Vergleich zu den über 2 Millionen Interrupts bedeuten. Und wiederum
würde die CPU-Leistung durch diese Anzahl von Interrupts nicht stark reduziert
werden. Außerdem würde durch das Auftreten von weniger Interrupts in der
CPU auch Energieleistung gespart werden.
Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik einleuchten wird, muss
der Zeitgeber, um in die Nähe des Starts eines Paging-Channel-Slots für
die Registrierung zu kommen, in der Lage sein, einen Restwert für
die letzte Iteration des Zeitgebers zu berücksichtigen, da nicht alle Werte
für die Registrierung durch die minimale Registrierungsfrequenz teilbar sind.
Wie oben bereits umrissen wurde, sollte – wenn die Systemparameternachricht
die Neuregistrierung erfordert, wo PRD auf 34 gesetzt ist – die Neuregistrierung
dann entsprechend der Formel T = 2PDR/4·80 ms alle 362·80 ms
erfolgen. Wenn der Zeitgeber auf 152·80 ms eingestellt ist, dann muss ein Zeitgeberzähler
auf 2 eingestellt werden, um einen Countdown des Ablaufens der Zeit durchzuführen.
Der Zeitgeber müsste dann auf den Rest bzw. auf 362-2·152 = 58 Iterationen
eingestellt werden, was einer Dauer von 58·80 ms entspricht. Beim Ablaufen
der Restzählung kann eine Neuregistrierungsnachricht sofort oder im nächsten
Paging-Slot gesendet werden.
Es stehen auch andere Verfahren zur Verfügung, um das oben Ausgeführte
zu implementieren. Der Zähler könnte auf den Wert der Neuregistrierungsperiode,
geteilt durch die minimale Neuregistrierungsfrequenz und nach oben gerundet zum
nächsten ganzzahligen Wert eingestellt werden. Dann, wenn der Zähler 1
ist, könnte der Zeitgeber auf den Rest eingestellt werden. Andere Verfahren
zur Umsetzung des oben Ausgeführten wären ebenfalls bekannt.
Es wird nun Bezug genommen auf 3.
3 zeigt ein exemplarisches Verfahren gemäß
der vorliegenden Anmeldung. Wie aus 3 hervorgeht, empfängt
eine Mobilstation 10 nach dem Starten eine Systemparameternachricht (System
Parameter Message – SPM), welche die Frequenz enthält, mit der sich
die Mobilstation bei der Basisstation registrieren muss. Diese wird in Schritt
310 empfangen.
Die Mobilstation fährt dann mit Schritt 312 fort, wo
ein Zähler eingestellt wird, und dann mit Schritt 313, wo ein Zeitgeber
eingestellt wird. Wie oben angedeutet wurde, ist der definierte Interrupt-Zyklus
in den gegenwärtigen CDMA-Netzwerken auf 80 ms festgelegt, und der Zeitgeber
könnte auf ein Vielfaches von diesem Zyklus eingestellt werden. In einer Ausführungsform
könnte das Vielfache die minimale Registrierungsperiode sein. Das könnten
beispielsweise die minimalen 152 × 80 ms-Perioden sein bzw. 12,16 Sekunden.
Damit könnte der Zähler auf ein Vielfaches von 12,16 Sekunden eingestellt
werden, um die Frequenz zu erreichen, die mit der Systemparameternachricht in Schritt
310 empfangen wurde. In einer Ausführungsform könnte der Zähler
auf die in Schritt 310 empfangene Frequenz, geteilt durch das Zyklusvielfache
und auf- oder abgerundet zur nächstliegenden Ganzzahl eingestellt werden. Bei
Abrundung könnte der Zeitgeber wie unten definiert auf einen Restwert eingestellt
werden, wenn der Zähler 0 erreicht, oder bei Aufrundung könnte der Zeitgeber
auf einen Restwert eingestellt werden, wenn der Zähler 1 erreicht.
Die Mobilstation fährt dann mit Schritt 314 fort, wo
die CPU auf einen Interrupt wartet. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik
verständlich sein dürfte, wartet die CPU nicht wirklich auf einen Interrupt,
aber aus Gründen der Anschaulichkeit ist in 3
ein Warteprozess dargestellt. Wenn noch kein Interrupt empfangen wurde, verbleibt
die Mobilstation bei Schritt 314. Sobald ein Interrupt empfangen wurde,
fährt die Mobilstation 10 mit Schritt 316 fort, wo der in
Schritt 312 eingestellte Zähler dekrementiert wird. In Schritt
318 überprüft die Mobilstation, ob der Zähler abgelaufen
ist, und wenn das der Fall ist, sendet die Mobilstation in Schritt 326
eine Registrierungsnachricht an die Basisstation und setzt dann in Schritt
328 den Zähler auf seinen vorherigen Wert zurück. Nach Schritt
328 kehrt die Mobilstation zu Schritt 312 zurück und wartet
in Schritt 314 auf Interrupts, um in Schritt 316 den Zähler
erneut zu dekrementieren.
Die Abbildung von 3 zeigt, dass das Mobilgerät
in Schritt 318 eine Überprüfung durchführt, um festzustellen,
ob der Zähler 1 erreicht hat. Dabei wird angenommen, dass der Zählerwert
auf die nächste Ganzzahl aufgerundet wurde, als die Division der Registrierungsperiode
durch das Zyklusvielfache erfolgte. Wie oben angedeutet wurde, könnte dies
auch ein Wert von null sein, wenn die Ganzzahl durch Abrunden berechnet wurde.
Wenn der Zähler in Schritt 318 noch nicht den Wert 1
erreicht hat, dann kehrt die Mobilstation wieder zu Schritt 313 zurück,
wo der Zeitgeber eingestellt wird, und zu Schritt 314, wo die Mobilstation
auf einen Interrupt wartet, um mit der Dekrementierung des Zählers fortfahren
zu können.
Wenn in Schritt 318 festgestellt wird, dass der Zähler
den Wert 1 hat, dann fährt die Mobilstation mit Schritt 320 fort,
wo der Zeitgeberwert auf den Rest der Neuregistrierungsperiode eingestellt wird.
Die Mobilstation fährt als nächstes mit Schritt 322 fort, wo
sie auf einen Interrupt wartet, der signalisiert, dass der Zeitgeber abgelaufen
ist. Damit wird angezeigt, dass die Mobilstation mit den Schritten 324
und 326 fortfahren sollte, um die Neuregistrierungsnachricht im nächsten
Paging-Channel-Slot zu senden.
Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik einleuchten dürfte,
könnte das Diagramm von 3 vereinfacht werden,
wenn die Mobilstation die Zeitgeberlänge kennt und diese Zeitgeberlänge
nicht größer ist als der Wert, auf den ein Zeitgeber eingestellt werden
kann. Wenn beispielsweise die Registrierung alle 15 Minuten erfolgen muss, könnte
der Zähler auf einen 15-Minuten-Zeitgeber eingestellt werden, so dass in diesem
Fall die Schritte 316 und 318 nicht notwendig sind und der einzige
Zeitpunkt, zu dem ein Interrupt auftritt, beim Ablaufen des Zeitgebers
liegt, wodurch angezeigt wird, dass eine Registrierung in Schritt 326 gesendet
werden sollte, und die Mobilstation dann auf das Ablaufen der nächsten Zeit
wartet, um diese Registrierungsnachricht erneut zu senden.
In einer bevorzugten Ausführungsform wartet die Mobilstation
10 in Schritt 324 auf einen Paging-Channel, bevor sie in
326 die Registrierung sendet. Da der Zeitgeber nicht unbedingt beim Start
eines Paging-Channel-Slots abläuft, sollte die Mobilstation in der bevorzugten
Ausführungsform auf diesen Paging-Channel-Slot warten.
Das oben Ausgeführte beschreibt daher ein Verfahren und ein Gerät,
bei dem die Anzahl der an eine CPU gesendeten Interrupts erheblich reduziert ist,
um die CPU-Leistung zu gewährleisten. Beim Empfang der Frequenz der Registrierung
kann ein Zeitgeber eingestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform
könnte der Zeitgeber auf ein Vielfaches eines vordefinierten Zyklus eingestellt
werden, um die Synchronisierung mit dem Netzwerk aufrechtzuerhalten, und könnte
eine letzte Einstellung auf einen Restwert erhalten, falls das Ablaufen eines Zeitgebers
nahe zum Start eines Paging-Channel-Slots erfolgt.
Dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird einleuchten, dass zur
Implementierung des oben Ausgeführten viele Mobilstationen verwendet werden
können. 4 zeigt eine exemplarische Mobilstation,
die mit dem obigen Verfahren verwendet werden könnte. Die Mobilstation
1100 ist vorzugsweise ein drahtloses Zweiwegekommunikationsgerät,
das mindestens über Sprach- und Datenkommunikationsfähigkeiten verfügt.
Die Mobilstation 1100 verfügt vorzugsweise über die Fähigkeit
zur Kommunikation mit anderen Computersystemen im Internet. In Abhängigkeit
von der konkret bereitgestellten Funktionalität kann das Drahtlosgerät
zum Beispiel als Daten- und Nachrichtenübertragungsgerät, als Zweiwege-Pager,
als drahtloses E-Mail-Gerät, als Mobiltelefon mit Möglichkeit zur Daten-
und Nachrichtenübertragung, als drahtloses Internet-Gerät oder als Datenkommunikationsgerät
bezeichnet werden.
Wenn das Mobilgerät 1100 zur Zweiwegekommunikation eingerichtet
ist, verfügt es über ein Kommunikationssubsystem 1111, das sowohl
einen Empfänger 1112 als auch einen Sender 1114 einschließt,
sowie die zugehörigen Komponenten wie beispielsweise ein oder mehrere vorzugsweise
eingebettete oder interne Antennenelemente 1116 und 1118 und Lokaloszillatoren
(LOs) 1113 sowie ein Verarbeitungsmodul wie beispielsweise einen digitalen
Signalprozessor (DSP) 1120. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet der Kommunikationstechnik
deutlich wird, richtet sich der konkrete Aufbau des Kommunikationssubsystems
1111 nach dem Kommunikationsnetzwerk, in dem das Gerät betrieben werden
soll. Beispielsweise kann die Mobilstation 1100 ein Kommunikationssubsystem
1111 enthalten, das speziell entwickelt wurde für den Betrieb im mobilen
Kommunikationssystem MobitexTM, im mobilen Kommunikationssystem DataTACTM,
im GPRS-Netzwerk, im UMTS-Netzwerk, im EDGE-Netzwerk oder im CDMA-Netzwerk.
Auch die Anforderungen an den Netzwerkzugriff richten sich nach dem
Typ des Netzwerks 1119. In den Netzwerken Mobitex und DataTAC erfolgt die
Registrierung der Mobilstation 1100 im Netzwerk beispielsweise mithilfe
einer eindeutigen Identifizierungsnummer, die jeder Mobilstation zugeordnet ist.
In den UMTS- und GPRS-Netzen und in einigen CDMA-Netzen ist der Netzwerkzugriff
dagegen einem Teilnehmer oder Benutzer der Mobilstation 1100 zugeordnet.
Eine GPRS-Mobilstation benötigt deshalb zum Betrieb in einem GPRS-Netz ein
Teilnehmererkennungsmodul (Subscriber Identity Module – SIM) bzw. eine SIM-Karte
und zum Betrieb in einigen CDMA-Netzen eine RUIM-Karte. Ohne eine gültige SIM/RUIM-Karte
ist eine GPRS/UMTS/CDMA-Mobilstation eventuell nicht voll funktionsfähig. Lokale
oder nicht an das Netzwerk gebundene Kommunikationsfunktionen sowie gesetzlich vorgeschriebene
Funktionen (sofern vorhanden) wie z. B. eine Notruffunktion sind dann zwar eventuell
verfügbar, die Mobilstation 1100 ist jedoch nicht in der Lage, irgendwelche
anderen Funktionen zu nutzen, die eine Kommunikation über das Netzwerk
1100 voraussetzen. Die SIM/RUIM-Schnittstelle 1144 ist normalerweise
ähnlich einem Kartensteckplatz, der das Einführen und Entfernen einer
SIM/RUIM-Karte ähnlich einer Diskette oder PCMCIA-Karte ermöglicht. Die
SIM/RUIM-Karte kann eine Speicherkapazität von ungefähr 64 K haben und
viele Schlüsselkonfigurationsdaten 1151 sowie sonstige Informationen
1153 wie identifikations- und teilnehmerbezogene Informationen enthalten.
Wenn die erforderlichen Netzwerkregistrierungs- oder Aktivierungsprozeduren
abgeschlossen sind, kann die Mobilstation 1100 Kommunikationssignale über
das Netzwerk 1119 senden und empfangen. Die durch die Antenne
1116 über das Kommunikationsnetzwerk 1119 empfangenen Signale
werden dem Empfänger 1112 zugeführt, der solche üblichen
Empfängerfunktionen wie die Signalverstärkung; die Frequenzabwärtsmischung,
die Filterung, die Kanalauswahl und dergleichen und in dem in 4
gezeigten Beispiel auch die Analog-Digital-(A/D)-Wandlung durchführen kann.
Die A/D-Wandlung eines empfangenen Signals ermöglicht die Durchführung
komplexerer Kommunikationsfunktionen wie Demodulation und Decodierung im DSP
1120. In einer ähnlichen Weise werden die zu übertragenden Signale
durch den DSP 1120 verarbeitet, einschließlich beispielsweise Modulation
und Codierung, und in den Sender 1114 eingespeist, wo
die Digital-Analog-(D/A)-Wandlung, die Frequenzaufwärtsmischung, die Filterung,
die Verstärkung und die Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk
1119 mit der Antenne 1118 erfolgt. Der DSP 1120 verarbeitet
nicht nur die Kommunikationssignale, sondern übernimmt auch die Empfänger-
und Sendersteuerung. Beispielsweise können die im Empfänger
1112 und im Sender 1114 auf die Kommunikationssignale angewendeten
Verstärkungsgrade adaptiv durch automatische Verstärkungsregelungsalgorithmen
gesteuert werden, die im DSP 1120 implementiert sind.
Das Netzwerk 1119 kann außerdem mit mehreren Systemen
kommunizieren, wozu ein Server 1160 und andere Elemente (nicht dargestellt)
zählen. Beispielsweise kann das Netzwerk 1119 sowohl mit einem Enterprise-System
als auch mit einem Webclient-System kommunizieren, um verschiedene Clients mit verschiedenen
Service-Levels zu berücksichtigen.
Die Mobilstation 1100 enthält vorzugsweise einen Mikroprozessor
1138, der den Gesamtbetrieb des Geräts steuert. Die Kommunikationsfunktionen,
zu denen mindestens Daten- und Sprachkommunikation gehören, werden durch das
Kommunikationssubsystem 1111 ausgeführt. Der Mikroprozessor
1138 interagiert auch mit zusätzlichen Subsystemen wie dem Display
1122, dem Flash-Speicher 1124, dem Random Access Memory (RAM)
1126, den zusätzlichen Ein-/Ausgabe-(E/A)-Subsystemen 1128,
dem seriellen Anschluss 1130, der Tastatur 1132, dem Lautsprecher
1134, dem Mikrofon 1136, einem Nahbereichs-Kommunikationssubsystem
1140 und sonstigen Gerätesubsystemen, die allgemein mit
1142 bezeichnet sind.
Einige der in 4 gezeigten Subsysteme
führen kommunikationsbezogene Funktionen aus, während andere Subsysteme
für "residente" oder gerätespezifische Funktionen verantwortlich sind.
Beispielsweise können die Tastatur 1132 und das Display
1122 sowohl für kommunikationsbezogene Funktionen wie das Eingeben
einer Textnachricht zur Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk als
auch für geräteresidente Funktionen wie einen Kalender oder eine Aufgabenliste
verwendet werden.
Die vom Mikroprozessor 1138 verwendete Betriebssystemsoftware
ist typischerweise in einem Dauerspeicher wie einem Flash-Speicher 1124
gespeichert, bei dem es sich alternativ auch um einen Festwertspeicher (Read-Only
Memory, ROM) oder um ein ähnliches Speicherelement (nicht dargestellt) handeln
kann. Dem Fachmann auf dem Gebiet der Technik wird einleuchten, dass das Betriebssystem,
spezifische Geräteanwendungen oder Teile davon temporär in einen flüchtigen
Speicher wie den RAM 1126 geladen werden können. Auch die empfangenen
Kommunikationssignale können im RAM 1126 gespeichert werden. Außerdem
ist im schreibgeschützten Speicher vorzugsweise eine eindeutige Kennung gespeichert.
Wie gezeigt wird, kann der Flash-Speicher 1124 in verschiedene
Bereiche für sowohl Computerprogramme 1158 als auch für die Speicherung
von Programmdaten 1150, 1152, 1154 und 1156
unterteilt sein. Diese verschiedenen Speichertypen zeigen an, dass jedes Programm
einen Teil des Flash-Speichers 1124 für seine eigenen Datenspeicheranforderungen
zuweisen kann. Der Mikroprozessor 1138 ermöglicht vorzugsweise zusätzlich
zu seinen Betriebssystemfunktionen die Ausführung von Softwareanwendungen auf
der Mobilstation. Eine bestimmte Anzahl von Anwendungen zur Steuerung der grundlegenden
Funktionen, einschließlich z. B. mindestens der Anwendungen zur Daten- und
Sprachkommunikation, sind normalerweise bereits herstellerseitig auf der Mobilstation
1100 installiert. Eine bevorzugte Softwareanwendung kann eine PIM-Anwendung
(Personal Information Manager) sein, die über Funktionen zum Organisieren und
Verwalten von Datenobjekten verfügt, die zu dem Benutzer der Mobilstation gehören,
was beispielsweise unter anderem E-Mails, Kalenderereignisse, Sprachnachrichten,
Termine und Aufgabenobjekte sein können. Natürlich würden auf der
Mobilstation auch ein oder mehrere Speicherbereiche verfügbar sein, um die
Speicherung von PIM-Datenobjekten zu ermöglichen. Eine solche PIM-Anwendung
wäre vorzugsweise in der Lage, Datenobjekten über das Drahtlosnetzwerk
1119 zu senden und zu empfangen. In einer bevorzugten Ausführungsform
werden die PIM-Datenelemente über das Drahtlosnetzwerk 1119 nahtlos
mit den zum Benutzer der Mobilstation gehörenden Datenelementen integriert,
synchronisiert und aktualisiert, die auf einem Host-Computersystem gespeichert oder
diesem zugehörig sind. Weitere Anwendungen können auch über das Netzwerk
1119, über ein zusätzliches I/O-Subsystem 1128, über
den seriellen Anschluss 1130, über das Nahbereichs-Kommunikationssubsystem
1140 oder über jedes andere geeignete Subsystem 1142 auf
die Mobilstation 1100 geladen und durch einen Benutzer im RAM
1126 oder vorzugsweise in einem nichtflüchtigen Speicher (nicht dargestellt)
installiert werden, so dass sie durch den Mikroprozessor 1138 ausgeführt
werden können. Eine derartige Flexibilität bei der Anwendungsinstallation
erhöht die Funktionalität des Geräts und kann erweiterte geräteeigene
Funktionen, kommunikationsbezogene Funktionen oder beides ermöglichen. Zum
Beispiel können durch sichere Kommunikationsanwendungen elektronische kommerzielle
Funktionen und andere gleichartige finanzielle Transaktionen auf der Mobilstation
1100 ermöglicht werden. Diese Anwendungen müssen in vielen Fällen
jedoch gemäß der obigen Ausführungen von einem Betreiber genehmigt
werden.
In einem Datenkommunikationsmodus wird ein empfangenes Signal wie
z. B. eine Textnachricht oder ein Webseitendownload durch das Kommunikationssubsystem
1111 verarbeitet und in den Mikroprozessor 1138 eingespeist, der
das empfangene Signal vorzugsweise weiterverarbeitet zur Ausgabe an das Display
1122 oder alternativ an ein zusätzliches E/A-Gerät
1128. Ein Benutzer der Mobilstation 1100 kann auch Datenobjekte
wie beispielsweise E-Mail-Nachrichten erstellen, wozu die Tastatur 1132,
bei der es sich vorzugsweise um eine vollständige alphanumerische Tastatur
oder um eine für Telefone typische Tastatur handelt, in Verbindung mit dem
Display 1122 und möglicherweise einem zusätzlichen E/A-Gerät
1128 verwendet wird. Die so erstellten Objekte können durch das Kommunikationssubsystem
1111 über ein Kommunikationsnetzwerk übertragen werden.
Für die Sprachkommunikation ist der allgemeine Betrieb der Mobilstation
1100 gleich, außer dass die empfangenen Signale vorzugsweise zum Lautsprecher
1134 ausgegeben werden, und die Signale für die Übertragung würden
durch ein Mikrofon 1136 erzeugt werden. Alternative Sprach- oder Audio-E/A-Subsysteme,
wie z. B. ein Aufzeichnungssystem für Sprachnachrichten, können auch auf
der Mobilstation 1100 implementiert sein. Obwohl die Sprach- oder Audiosignalausgabe
in erster Linie durch den Lautsprecher 1134 erreicht wird, kann auch das
Display 1122 verwendet werden, um beispielsweise eine Anzeige zur Identität
des Anrufers, zur Dauer eines Sprachanrufs oder zu anderen auf Sprachanrufe bezogene
Informationen bereitzustellen.
Der serielle Anschluss 1130 aus 4
wäre normalerweise in einer Mobilstation des Typs PDA (Personal Digital Assistent)
implementiert, für die eine Synchronisierung mit einem Desktopcomputer des
Benutzers (nicht dargestellt) erwünscht ist. Ein solcher Anschluss
1130 würde es einem Benutzer ermöglichen, über ein externes
Gerät oder eine Softwareanwendung Voreinstellungen festzulegen, und würde
die Fähigkeiten der Mobilstation 1100 durch das Bereitstellen von
Informationen oder Softwaredownloads zur Mobilstation 1100 erweitern, das
nicht über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk erfolgt. Der alternative Downloadpfad
kann beispielsweise verwendet werden, um über eine direkte und damit zuverlässige
und vertrauenswürdige Verbindung einen Verschlüsselungsschlüssel
auf das Gerät zu laden, um eine sichere Gerätekommunikation zu ermöglichen.
Sonstige Kommunikationssubsysteme 1140, wie beispielsweise
ein Nahbereichs-Kommunikationssubsystem, sind weitere optionale Komponenten, die
die Kommunikation zwischen der Mobilstation 1100 und verschiedenen Systemen
oder Geräten ermöglichen, bei denen es sich nicht unbedingt um gleichartige
Geräte handeln muss. Beispielsweise kann das Subsystem 1140 ein Infrarotgerät
sowie die zugehörigen Schaltungen und Komponenten oder ein BluetoothTM-Kommunikationsmodul
enthalten, um die Kommunikation mit Systemen und Geräten zu ermöglichen,
die über die gleichen Funktionen verfügen.
Die hier beschriebenen Ausführungsformen sind Beispiele für
Strukturen, Systeme oder Verfahren, die über Elemente verfügen, die den
Elementen der Techniken dieser Anmeldung entsprechen. Die vorliegende schriftliche
Beschreibung kann den Fachmann auf dem Gebiet der Technik in die Lage versetzen,
Ausführungsformen herzustellen und zu verwenden, die über alternative
Elemente verfügen, welche jedoch in gleicher Weise den Elementen der Techniken
dieser Anmeldung entsprechen. Der vorgesehene Umfang der Techniken dieser Anmeldung
schließt somit auch andere Strukturen, Systeme oder Verfahren ein, die nicht
von den hier beschriebenen Techniken dieser Anmeldung abweichen, und schließt
ferner andere Strukturen, Systeme oder Verfahren mit unwesentlichen Abweichungen
von den hier beschriebenen Techniken dieser Anmeldung ein.