JP2008508810A - 無線装置を目覚めさせる方法 - Google Patents

Abstract

無線装置の固有の識別子をハッシュすることに基づいて無線装置を目覚めさせることにより電力消費を低減する方法が開示される。ハッシュ関数は固有の識別子に適用される。ウエークアップ時間はハッシュされた固有の識別子に基づいて決定される。無線装置は、ウエークアップ時間に目覚めさせられる。

Description

この発明は一般に無線通信装置に関し、特に無線装置を目覚めさせることに関する。

通信の分野は、例えば、ページング、無線ローカルループ、インターネットテレフォニーおよび衛星通信システムを含む多くのアプリケーションを有する。例示的なアプリケーションは移動加入者のための携帯電話システムである。(ここに使用されるように、「セルラー」システムという用語は、セルラーおよびパーソナル通信サービス（ＰＣＳ）システム周波数を含む。）複数のユーザーが共通の通信媒体をアクセス可能にするように設計された近代の通信システムがそのようなセルラシステムのために開発された。これらの近代の通信システムは、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割同期符号分割多重アクセス（ＴＤ−ＳＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、空間分割多重アクセス（ＳＤＭＡ）、分極分割多重アクセス（ＰＤＭＡ）、または技術的に知られている他の変調技術に基づいていてもよい。これらの変調技術は共通のシステムの複数のユーザーから受信された信号を復調し、それにより通信システムの容量の増大を可能にする。それに関連して、例えば、アドバンストモバイルフォーンサービス（ＡＭＰＳ）、モバイル通信のためのグローバルシステム（ＧＳＭ）、およびその他の無線システムを含む種々の無線システムが開発された。他の無線システムはウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）システムを含む。

従来の無線通信システムにおいて、アクセスネットワークは一般的に多数の装置のための通信をサポートするために採用されている。アクセスネットワークは、典型的に地理的領域の至るところに分散された複数の固定のサイトの基地局で実施される。地理的領域は一般的にセルとして知られるより小さな領域に細分される。各基地局はそれぞれのセル内の装置にサービスするように構成されてもよい。異なるセル領域にわたって変化するトラヒック需要があるときアクセスネットワークは容易に再構成されないかもしれない。

従来のアクセスネットワークとは対照的に、アドホックネットワークはダイナミックである。アドホックネットワークは、しばしば端末と呼ばれる多数の無線通信装置が結合してネットワークを形成するとき形成されてもよい。アドホックネットワーク内の端末はホストまたはルーターとして動作することができる。従って、アドホックネットワークは、より効率的な態様で既存のトラヒック需要を満足させるために容易に再構成されてもよい。さらに、アドホックネットワークは、従来のアクセスネットワークにより必要とされるインフラストラクチャを必要とせず、アドホックネットワークを将来の魅力的な選択にさせる。

ウルトラワイドバンド（ＵＷＢ）は、アドホックネットワークを用いて実施してもよい通信技術の一例である。ＵＷＢは広い周波数帯域幅に対して高速通信を提供する。同時に、ＵＷＢ信号は電力をほとんど消費しない非常に短いパルスで送信される。ＵＷＢ信号の出力電力は非常に低いので、他のＲＦ技術に対して雑音のように見え、干渉をより少なくさせる。

例えば、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタンツまたはラップトップコンピューターというような多数の異なる装置は、ＵＷＢ使用可能であることができる。そのような各装置には、受信機と送信機を含むＵＷＢコンポーネントが備えられ、ケーブルまたは他の物理的な接続を使用せずに、隣接する他の同様に装備された装置との通信を可能にする。

一例として、無線符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）携帯電話は、ＵＷＢ使用可能であることができ、携帯電話は、ＣＤＭＡネットワークとＵＷＢネットワークの両方と通信することができるであろうことを意味する。そのようなＵＷＢ使用可能なＣＤＭＡ携帯電話は、ＵＷＢコンポーネントとＣＤＭＡコンポーネントの両方を含んでいてもよい。

ＵＷＢ使用可能な装置は、ＣＤＭＡ以外の無線ネットワークと通信するように構成されていてもよい。従って、ＵＷＢ使用可能な装置は、ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、Ｗ−ＣＤＭＡ、または任意の他の技術的に知られたネットワークと通信するように構成されていてもよい。

ＵＷＢ使用可能な装置は、複数の異なるタイプのネットワークと通信するように構成されていてもよい。従って、ＵＷＢ使用可能な装置は、ＵＷＢネットワークに加えてＣＤＭＡネットワークおよびＧＳＭネットワークと通信するように構成されていてもよい。

無駄な電力消費または過度の電力消費は、無線装置において関心事である。なぜなら、それが装置の動作を妨害し、その有用性を損なう可能性があるからである。無駄な電力消費または過度の電力消費は、マルチモード装置において特に関心事である。なぜなら電力は複数のネットワークと通信するのに必要な複数のコンポーネントにより消費する可能性があるからである。

それゆえ、無線装置により消費される電力量を低減するための方法および関連するシステムのための技術的必要性がある。

発明の概要

ここに開示される実施形態は無線装置により消費される電力量を低減することにより上述した必要性の問題を解決する。

１つの観点において、無線装置を目覚めさせる方法は、ハッシュ関数を固有の識別番号に適用することと、ハッシュされた固有の識別番号に基づいてウエークアップタイムを決定することと、ウエークアップタイムに無線装置を目覚めさせることとを備える。

１つの観点において、ハッシュ関数は、整数ｉ（１≦ｉ≦ｋ、１≦ｋ≦ｎ、但しｋはシステムパラメーターであり、ｎはネットワーク内の端末の数である。）
１つの観点において、無線端末は、ハッシュ関数を固有の識別番号に適用する手段と、ハッシュされた固有の識別番号に基づいてウエークアップタイムを決定する手段と、ウエークアップタイムに無線装置を目覚めさせる手段とを備える。

１つの観点において、コンピュータープログラムにより実行可能な命令のプログラムを具現化するコンピューター読み取り可能媒体は、ハッシュ関数を固有の識別子に適用するコンピューター読み取り可能プログラムコード手段と、ハッシュされた固有の識別子に基づいてウエークアップタイムを決定するためのコンピューター読み取り可能プログラムコード手段と、ウエークアップタイムに無線装置を目覚めさせるコンピューター読み取り可能プログラムコード手段とを備える。

この発明は無線装置において電力消費を低減することに向けられている。この発明は特定の実施形態に対して記載されるけれども、ここに添付されたクレームにより定義されるこの発明の原理は、ここに特に記載された記述の実施形態を超えて適用できることは明白である。さらに、ある詳細は、この発明のインベンティブアスペクトを不明瞭にさせないために省略された。この出願に記載されない特定の詳細は当業者の知識の範囲内にある。

この出願における図面および添付された詳細な記述は単にこの発明の例示実施形態に向けられている。簡潔さを維持するために、この発明の原理を使用する他の実施形態は、この出願において特に記載されず、添付された図面により特に図解されていない。「例示」という用語は、ここでは、例、インスタンス、または例証として機能することを意味する。「例示」としてここに記載された任意の実施形態は必ずしも他の実施形態に対して好適であるとか利点があると解釈されるべきでない。

一実施形態において、無線装置が他の無線装置とアクティブに通信していないとき、すなわち、無線装置がネットワークに参加していないとき、無線装置はスタンバイモードと見なされる。スタンバイモードにいる間、無線装置はウエークアッププロセスを周期的に実行することにより他の無線装置を探す。このプロセスの期間に無線装置は他の無線装置のために周囲の環境をスキャンする。無線装置がスキャンプロセスの期間に他の無線装置に遭遇し、接続が必要であると決定するなら、無線装置は電話とそのような他の装置との間に短距離の無線接続を確立するためにあるプロトコルを実行することができる。そうでなければ、走査タスクは次のウエークアッププロセスまでオフになる。

例えば、ＣＤＭＡ携帯電話（「電話」）において、ウエークアップのスタンバイサイクル、スキャンおよびオフにすることは、スタンバイ期間の間、１．２８秒毎に典型的に１回、２回、または４回反復する。しかしながら、ある仕様は、プロセスが１．２８秒間連続的に実行されることを要求して、または１．２８秒毎にプロセスを１６回反復して、サイクルのタイミングとパターンを変化させてもよいことは理解される。さらに、ある仕様は、ウエークアッププロセスが例えば１．２８秒毎に、２．５６秒毎に、または特定の仕様が要求してもよい任意の他の間隔毎に少なくとも１回反復されることを要求してもよい。

ＣＤＭＡは電話と基地局との間に正確な時間同期を要求するので、ＣＤＭＡコンポーネントが実行しなければならない１つのタスクは基地局と同期することである。アイドルモードにいる間基地局と同期するためにＣＤＭＡコンポーネントは割り当てられたタイムスロットの期間周期的に「ウエークアップ」し、ＣＤＭＡページングチャネル上の基地局からのパイロット信号を受信し処理する。ＣＤＭＡコンポーネントは、パイロット信号を処理することにより基地局と同期することができる。例えば、システム時間は、パイロット信号に埋め込まれた情報から決定することができる。

ＣＤＭＡにおいて、端末は、スロットサイクルインデックスおよびスロットサイクルインデックスからのオフセットに基づいて目覚めさせられる。ＣＤＭＡコンポーネントがどのくらいの頻度で目を覚ますかはスロットサイクルインデックスにより支配される。スロットサイクルインデックスは技術的に知られているように電話または基地局により設定することができる。スロットサイクルインデックスがゼロなら、ＣＤＭＡコンポーネントは１．２８秒毎にウエークアッププロセスを実行する。すなわちその割り当てられたタイムスロットは約１．２８秒毎に来る。あるいは、スロットサイクルインデックスは例えば１に設定することができる。その場合、ウエークアッププロセスは２．５６秒毎に実行される。または、２に設定される。その場合、ウエークアッププロセスは５．１２秒毎に実行される。従って、スロットサイクルインデックスが低ければ低いほどより頻繁にウエークアッププロセスが反復され消費される電力はより大きくなる。

アドホックネットワークでは、一実施形態に従って受信端末の固有の識別子をハッシュすることにより電力消費が低減される。例えば、送信端末は受信端末の電話番号のハッシュに基づいてウエークアップ信号を受信機に送信する。一実施形態において、固有の識別子はインターナショナルモバイルサブスクライバーアイデンティティ（ＥＶＩＳＩ）である。固有の識別子はデータのサブフィールドになり得るまたはいくつかのデータのフィールドを結合しおよび／または処理する結果であり得ることは当業者には明白であろう。

固有の識別子はハッシュ関数への入力である。使用することができる当業者に明白である多くの関数がある。ハッシュ関数は設計の検討に基づいて選択することができる。ハッシュ関数はデザイン面の配慮に基づいて選ぶことができます。

ハッシュ関数は整数ｉを出力する（１≦ｉ≦ｋ、１≦ｋ≦ｎ、但しｎは端末の数である）。一実施形態に従ってｋはスタティックである。ｋはすべての端末にプログラムされるシステムパラメーターである。ｋはネットワークの設計の検討に基づいて決定される。ｋが高いほど、電力を節約する端末スリープタイムは長くなり、ウエークアップタイム間の待ち時間は長くなる。待ち時間は大きさｋｍの次数の関数である。但し、ｋｍはウエークアップタイム間の反応時間であり、ｍは粒度の細かい期間である。それゆえ、ｋｍは粒度の期間のｋの倍数である。

ハッシュ関数手続はシステム時間から整数オフセットｉを出力する。システム時間は、地理的なものであってもよいし、全地球測位システム（ＧＰＳ）であってよいし、またはインスタンスのためのあるローカルタイムであってもよい。システム時間はＣＤＭＡベースのシステム時間のようなセルラベースのシステム時間であり得る。

図１はこの発明の実施形態に従う例示無線端末を図解する。端末はアンテナ１０４に接続されたフロントエンドトランシーバー１０２を用いて実施されてもよい。ベースバンドプロセッサー１０６はトランシーバー１０２に接続されていてもよい。ベースバンドプロセッサーはハッシュ関数を実行する。

ベースバンドプロセッサー１０６はソフトウエアベースアーキテクチャまたは他のタイプのアーキテクチャを用いて実施されてもよい。マイクロプロセッサーは、とりわけ端末をマスター端末またはメンバー端末として可能にする制御と全体のシステム管理機能を提供するソフトウエアプログラムを実行するためにプラットフォームとして使用されてもよい。デジタルシグナルプロセッサー（ＤＳＰ）は、マイクロプロセッサーに関する処理要求を低減するためのアプリケーション特有のアルゴリズムを実行する埋め込まれた通信ソフトウエア層を用いて実施してもよい。ＤＳＰは、パイロット信号獲得、時間同期、周波数トラッキング、スペクトル拡散処理、変調および復調機能、およびフォワードエラー訂正のような種々の信号処理を提供するために使用されてもよい。

ベースバンドプロセッサー１０６はクロック１０８に接続される。一実施形態において、クロックはＧＰＳクロックである。また、端末はベースバンドプロセッサー１０６に接続された種々のユーザーインターフェース１１０を含んでいてもよい。ユーザーインターフェースは、キーパッド、マウス、タッチスクリーン、ディスプレイ、リンガー、バイブレーター、オーディオスピーカー、マイクロフォン、カメラ及び／又は他の入力／出力装置を含んでいてもよい。

図２Ａ、２Ｂ、および２Ｃは一実施形態に従うウエークアップスケジュールを示す。

グラフ２００、３００、および４００は一実施形態に従って異なるハッシュ値ｉのためのウエークアップスケジュールを図解する。

グラフ２００は無線端末のためのウエークアップスケジュールのタイムシーケンスを図解する。グラフ２００において、軸２０２はオン／オフ状態を示し、軸２０４は時間に相当する。基準時間はベース２０６として示される。基準時間２０６はシステム時間に基づいて計算される。例えば、システム時間は、２０００年１月１日のように時代時間であり得る。

端末は基準時間２０６においてアイドルモードにあり、ウエークアッププロセスを実行していない。すなわち、端末はスタンバイモードにあり「オフ」である。

しかしながら、ウエーク時間２０８において端末はオンになりウエークアッププロセス２１４を開始する。ベース時間２０６とウエーク時間２０８との間の時間間隔は、間隔２１０としてグラフ２００に示されるオフセットである。従って、間隔２１０は現在の時間と、次のウエークアッププロセスが実行される時間との間の時間間隔を表す。間隔２１２は、ウエークアッププロセス２１４の開始とウエークアッププロセス２１６の開始との間の時間を表す。間隔２１２は、例えば１．２８秒であり得、端末は１．２８秒毎にウエークアッププロセスを実行するように設定されることを意味する。

次のスケジュールされたウエークアッププロセスのための時間が上述した方法で確立されると、その次のスケジュールされたウエークアッププロセスまでどれくらいの時間が残されているかを、ベースタイムとその次のスケジュールされたウエークアッププロセスとの間の時間差を計算することにより決定することができる。従って、ベースバンドプロセッサー１０６は次のスケジュールされたウエークアッププロセスまでどれくらいの時間が残されているかを決定することができる。

グラフ２００は間隔２１０を示す。間隔２１０はｉ＊ｍに等しい。但しｉ＝２である。グラフ３００は間隔３１０を示す。間隔３１０はｉ＊ｍに等しい。但しｉ＝２である。間隔３１０は間隔２１０の２倍の長さである。グラフ４００は間隔４１０を示す。間隔４１０はｉ＊ｍに等しい。但し、ｉ＝３である。間隔４１０は間隔２１０の３倍の長さである。

図３は無線装置の固有の識別子のハッシュに基づいて無線装置をウエークアップさせるための例示プロセスを記載するフローチャート５００を示す。ステップ５０２においてハッシュ関数は無線装置の固有識別子に適用される。ステップ５０４において、ウエークアップタイムはステップ５０２からのハッシュされた固有の識別子に基づいて決定される。ステップ５０６において、無線装置はステップ５０４において決定されたウエークアップタイムにおいて目覚めさせられる。

当業者は、情報および信号は、さまざまな異なる科学技術および技法を用いて表してもよいことを理解するであろう。例えば、上述した記述全体を通して参照してもよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界、磁性粒子、光学界、または光学粒子またはそれらの任意の組合せにより表してもよい。

当業者はさらに、ここに開示した実施の形態に関連して記載した種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエアまたは両方の組合せで実施してもよいことを理解するであろう。

このハードウエアとソフトウエアの互換性を明瞭に説明するために、種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが一般にそれらの機能性の観点から上に記載された。そのような機能性がハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかは特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられた設計制約に依存する。熟達した職人は、各特定のアプリケーションに対して記載した機能性を変形した方法で実施することができるが、そのような実施の判断は、この発明の範囲を逸脱するものとして解釈されるべきでない。

ここに開示された実施の形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサー、デジタルシグナルプロセッサー（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、またはここに記載した機能を実行するように設計されたいずれかの組合せを用いて実施または実行してもよい。汎用プロセッサーは、マイクロプロセッサーであってよいが、別の方法では、プロセッサーは、いずれかの一般的なプロセッサー、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってよい。プロセッサーはまた、計算装置の組合せとしても実施できる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサーの組合せ、複数のマイクロプロセッサー、ＤＳＰコアと協力した１つ以上のマイクロプロセッサーまたはいずれかの他のそのような構成として実施してもよい。ここに開示された実施の形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエアにおいて、プロセッサーにより実行されるソフトウエアモジュールにおいて、または両者の組合せにおいて直接具現化してもよい。ソフトウエアモジュールはRAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、CD-ROM、または技術的に既知である任意の他の形式の記憶媒体に常駐してよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサーが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサーに結合される。代替策では、記憶媒体はプロセッサーに一体化してよい。プロセッサー及び記憶媒体はASICに常駐してよい。ＡＳＩＣはユーザー端末に常駐してもよい。別の方法では、プロセッサーと記憶媒体はユーザー端末内のディスクリートコンポーネントとして存在してもよい。

好適実施の形態の上述の記載は当業者がこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施の形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であろう、そしてここに定義される包括的原理は発明力の使用なしに他の実施の形態に適用可能である。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。

図１はこの発明の一実施形態に従う例示無線通信システムのブロック図である。 図２Ａはこの発明の一実施形態に従って、３つの異なるハッシュ値のためのウエークアップスケジュールを図解するグラフを示す。 図２Ｂはこの発明の一実施形態に従って、３つの異なるハッシュ値のためのウエークアップスケジュールを図解するグラフを示す。 図２Ｃはこの発明の一実施形態に従って、３つの異なるハッシュ値のためのウエークアップスケジュールを図解するグラフを示す。 図３は無線装置の固有識別子のハッシュに基づいて無線装置をウエークアップさせるための例示プロセスを記載するフローチャートを示す。

Claims (9)

1. 無線装置を目覚めさせる方法において、
   ハッシュ関数を固有の識別子に適用することと、
   前記ハッシュされた固有の識別子に基づいてウエークアップタイムを決定することと、
   前記ウエークアップタイムに前記無線装置を目覚めさせることと、
   を備えた方法。
2. 前記固有の識別子はインターナショナルモバイルサブスクライバーアイデンティティ（ＩＭＳＩ）である、請求項１の方法。
3. 前記固有識別子は電話番号である、請求項１の方法。
4. 前記ハッシュ関数は整数ｉを出力する（１≦ｉ≦ｋ；１≦ｋ≦、但しｋは同期パラメーターであり、ｎはネットワーク内の端末の数である）、請求項１の方法。
5. 無線端末において、
   ハッシュ関数を固有の識別子に適用する手段と、
   前記ハッシュされた固有の識別子にもとづいてウエークアップタイムを決定する手段と、
   前記ウエークアップタイムに前記無線装置を目覚めさせる手段と、
   を備えた無線端末。
6. 前記固有識別子は、インターナショナルモバイルサブスクライバーアイデンティティ（ＩＭＳＩ）である、請求項５の無線端末。
7. 前記固有識別子は電話番号である、請求項５の無線端末。
8. 前記ハッシュ関数は整数ｉを出力する（１≦ｉ≦ｋ；１≦ｋ≦、但しｋは同期パラメーターであり、ｎはネットワーク内の端末の数である）、請求項５の無線端末。
9. コンピュータープログラムにより実行可能な命令のプログラムを具現化したコンピューター読み取り可能媒体において、
   ハッシュ関数を固有の識別子に適用するコンピューター読み取り可能プログラムコード手段と、
   前記ハッシュされた固有の識別子に基づいてウエークアップタイムを決定するコンピューター読み取り可能プログラムコード手段と、
   前記ウエークアップタイムに前記無線装置を目覚めさせるコンピューター読み取り可能媒体。

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