寻呼机中的节能方法和装置 对相关申请的交叉参考 本申请声明对1997年12月4日提交的美国临时申请60/067,465号的权益要求。发明领域
本发明涉及寻呼系统，更具体地说，涉及寻呼系统中使用的寻呼机。再具体地说，本发明涉及在这种寻呼机中的节能方法和装置。背景
寻呼服务提供者(下称“提供者”)实现寻呼系统以向寻呼服务用户(下称“用户”)提供简短消息。图1是说明寻呼系统10的简图。通常，希望与用户接触的某人(即呼叫者)可以使用电话11呼叫用户寻呼机电话号码并发起一个包含简短消息的寻呼，它被广播给用户。电话呼叫通过公共交换电话网(BSTN)12路由到寻呼终端(PT)13。然后呼叫者能发起一个寻呼，然后PT13以广播方式把它提供给若干个寻呼台(PS)141-14N。寻呼系统通常有一个服务区，在此区中用户能准确地收到这一寻呼。然后，用户通过便携式远程接收器单元(寻呼机)15接收这一寻呼，它接收寻呼并在一收到寻呼时便立即通知该用户。通常，寻呼机有一个唯一地址，该寻呼机在被广播的寻呼中寻找这一地址以发现欲发给该用户的寻呼。于是，在用户希望收到寻呼的时间里他通常把寻呼机放在近处。
图2是说明寻呼机15的方框图。通常，寻呼机15包括一个电池20或其他能量存储装置，以提供操作寻呼机15电路的电能。寻呼机通常包括一个中央处理单元(CPU)21以在操作寻呼机时执行软件或固件，一个时钟发生器(CG)22用于产生CPU21及其他电路使用地准确时钟信号，一个存储器23用于存储信息，一个显示器24(例如LCD)用于显示字母数字信息，例如电话号码或筒短的书写消息，以及一个接收器25用于接收由寻呼系统广播的寻呼。双向寻呼机可以包括一个输入/输出(I/O)装置26(例如字母数字按钮，用于输入字母数字消息)和发送器27用于向PT13发回消息。数字语音寻呼机可以包括语音合成器28或其他转换装置，用于把收到的语音寻呼转换成用户能听到的模拟声音信号。双向语音寻呼机可以包括一个送话器用于输入要发送回PT的语音消息。因为电池20提供寻呼机15使用的全部能源，所以节能成为一个重要问题。
图3说明一个示例寻呼协议中的周期分解。一个寻呼协议通常分解成若干周期。如图4所示，每个周期分解成若干帧。通常，一帧中会包含其地址指向大量寻呼机的一批寻呼。一帧将分解成若干段，如图5中所示。一帧可能以头同步(HS)段开始，后跟系统信息(SI)段，后再跟地址和数据。具体地说，第一地址(A1)和第一数据(D1)部分将构成第一寻呼，而第二地址(A2)和第二数据(D2)部分将构成第二寻呼，等等。在这类分解中，一个寻呼机通常将接收一帧的大部分，以确定是否有任何地址匹配于该特定寻呼机的地址。如果该寻呼机在一组收到的地址中发现了它的地址，它则接收相应的数据部分。应该理解，该寻呼机消耗大量电能去接收和处理这些寻呼。
如前面提到的那样，降低寻呼机中的能耗是一个重要的令人关切的问题，因为寻呼机通常是电池供电的，因此其电源有限。除了消耗在接收和处理寻呼中的电能外，在寻呼机中的另一个重要的耗能根源是在初始“获得”一个信道和该信道中的时隙(time slot)之中。在获取过程中，一个寻呼机通常得要扫描一个或多个该寻呼机能识别的传输信道，然后检测其地址指向该特定寻呼机的寻呼。该过程使寻呼机消耗相对大量的电源。此外，在单个信道中使用多个协议和/或有多个信道支持一特定协议的寻呼系统中，这一过程会被恶化。再有，用户可能会走出该服务区，这使该寻呼机不能检测到任何可识别的信道。因此，需要一个能减少寻呼机在处理寻呼和获取信道过程中的能耗的寻呼系统。概要
根据本发明，提供了寻呼机中的节能方法和装置。发送被分解成周期，周期被分解成帧，帧被分解成段。再有，某些段被分解成地址块和数据块。地址块包括若干地址，数据块包括若干数据部分。一个地址和相应的数据部分构成一个寻呼。此外，寻呼机可被配置成在几个信道上接收发送。
在本发明的一个方面中，寻呼机包括检测头同步(HS)段的电路，该段指出发送的其余部分的协议。更精细的改进是，所产生的HS段包括频率不变信号，从而使寻呼机无需进行频率同步处理，从而节省电能。频率不变信号可以是线性调频脉冲(chirp)信号，它们在所有预期频偏状态(例如信道中的多普勒漂移和寻呼机接收器中的本机振荡器自由振荡不准确性)下在感兴趣范围内基本上是频率不变的。结果，如果HS段不匹配于该寻呼机的协议，则寻呼机能迅速确定这一状态和不接收该发送的其余部分，这也节省了电源。
在本发明的另一方面中，该寻呼机接收一个系统信息(SI)段，它包含的信息以与SI段协议相同的协议指出发送的时间表或时隙。然后该寻呼机能在预期的发送时隙之间进入低功率方式以节省电源。
在本发明的又一方面中，一旦接通电源，寻呼机便被配置成搜索该寻呼机被关掉之前所用的最后一个信道和时隙。这一方案节省电源，因为该寻呼系统多半会使用这同一信道向一特定寻呼机发送寻呼。如果未检测到匹配的发送，则寻呼机进行正常的信道获取过程。
在本发明的又一方面中，寻呼机被配置成检测有效信道(即具有根据该寻呼机的协议进行发送的信道)并将其存储在存储器中。在其后的获取过程中，寻呼机将只搜索被存储的信道。如果所存储的信道不再有效，则寻呼机将发起正常的初始获取过程。
在本发明的再一个方面中，寻呼系统被配置成按递减顺序发送寻呼地址，以在其中传送地址的段的段号代表地址的较低阶位。这样，以较少位传送地址，并在寻呼机一边需要较少的处理。此外，因为地址的顺序已知，一旦所收到的一个地址低于该寻呼机的地址，则该寻呼机能停止接收地址。再在更精细的改进中，每个段能包括该段中传输的地址的范围。如果该寻呼机的地址不在此范围内，该寻呼机能立即进入低功率方式而不再从那段中接收任何地址。在再精细地改进中，每段可包括在该段中传送的地址个数。如果该个数为零，则寻呼机能立即进入低功率方式。如果该个数为1或2，寻呼机能跳过接收地址范围而只接收实际地址。
在本发明的又一方面中，与接收和处理所收到的地址相反，寻呼机被配置成接收和处理整个地址块。然后寻呼机对所存储的地址进行折半检索，以检测该寻呼机的地址是否在该块中。因为折半检索平均比检索每个地址效率高得多，所以该寻呼机节省电源。再更细一点的改进中，寻呼机的电路可按顺序加电以减小所用峰值功率。这样，在接收和存储地址和/或数据之后接收器电路便被关电。然后处理电路被加电以处理所存储的地址和/或数据。然后，在给下一个子系统加电之前该处理电路被关电，如此等等。减小所用峰值功率有助于保持电池寿命。更细的改进中，寻呼系统将提供随机数据从而实现连续发送。以这种方式，寻呼机在再获取过程中总能检测到一个有效信道(如果在服务区内的话)，从而避免了需要进行更耗能的初始获取过程。
在本发明的又一方面中，寻呼机被配置成在一次搜索的结果是没有检测到有效信道之后增大低功率方式的持续时间。在这种情况中假定该寻呼机处在服务区之外，于是将不能检测到任何有效信道，直至该寻呼机返回该服务区。这样，通过增大搜索之间的低功率方式持续时间，在给定时间段内寻呼机将进行较少搜索，而在功率提升之前给使用者时间以返回服务区，从而节省了电源。
再有，在本发明的另一方面中，寻呼系统被配置成以偏移方式在各信道之间同步一特定协议的发送。具体地说，这些发送是定时的，从而在一寻呼机扫描一个信道(例如接收HS段)之后，该寻呼机能切换到下一个信道并立即接收一帧的HS段而无需等待。这一方案减少了寻呼机处于正常接收方式以在各信道之间接收一组特定信息的时间，从而节省电源。
此外，在本发明的另一方面中，寻呼机首先进行窄范围搜索过程，从而以最小搜索频率和搜索持续时间只检测和监视有效信道。如果未检测到有效信道，则寻呼机开始按阶段扩展搜索以包括其他信道，更长的搜索持续时间和/或更频繁的时间间隔。然后，如果没有检测到有效信道，则寻呼机被认为是在服务区之外，于是搜索过程被减慢。
本发明的另一方面是针对通信量少的寻呼机的。该寻呼机监视有效信道并记录其地址指向该特定寻呼机的每个所收到寻呼的时间。如果在一预先确定的时间段之后该寻呼机没有收到一个寻呼，则寻呼机把低功率方式的持续时间增加一个预先确定的时间量。这一方案使那些不收到很多寻呼的寻呼机节省电源。寻呼系统还跟踪到达每个寻呼机的最后一个寻呼，从而跟踪每个寻呼机在工作时间段之间将进入低功率方式多长时间。于是寻呼系统能对每个寻呼机安排适当的寻呼时间表。附图简述
通过参考结合附图所作的下列详细描述，将会更容易地理解本发明的前述各方面和许多附带的优点，这些附图如下。
图1是寻呼系统的简图。
图2是一个寻呼机的方框图。
图3是一个寻呼协议中的周期分解图。
图4是一个周期的帧分解图。
图5是一帧的地址和数据分解。
图6是根据本发明的一个实施例，在一帧中的段排序。
图7显示一个信号，根据本发明的一个实施例，用于指示一个头同步(HS)段。
图8是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一个寻呼机在信道获取中使用所收到的HS段。
图9显示根据本发明的一个实施例的系统信息(SI)分解。
图10是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一个寻呼机在信道获取中使用所收到的SI段。
图11是一流程图，说明根据本发明的另一实施例，在信道获取过程中一寻呼机的操作。
图12是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，在再获取过程中一寻呼机的操作。
图13是一流程图，说明根据本发明的另一实施例，在再获取过程中一寻呼机的操作。
图14显示根据本发明一个实施例的寻呼机地址。
图15是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机接收一地址块。
图16是一流程图，说明根据本发明的另一实施例，一寻呼机接收一地址块。
图17是一流程图，说明根据本发明的又一实施例，一寻呼机接收一地址块。
图18是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机处理地址。
图19是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机进行顺序供电。
图20是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机安排搜索时间。
图21是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一个连续发送的寻呼系统。
图22是一计时图，说明根据本发明的一个实施例，在一寻呼系统中的信道同步。
图23显示根据本发明的一个实施例，一个寻呼机的搜索过程。
图24是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，用于低通信量寻呼机的一种延长的低功率方式。详细描述
图6说明根据本发明的一个实施例，在一帧中的段顺序。在这一实施例中，一帧被分成头同步(HS)段、系统信息(SI)段、及段S1-SY。段S1-SY的每段Si有一地址块Ai和一数据块Di，这里Y代表一个大于或等于1的整数，i代表1和Y之间的整数。再有每对块Ai和Di有多达N个寻呼(即N个地址及N个相应的数据部分或子段)，这里N代表一个大于或等于1的整数。段S1-SY在这里有时称作寻呼段S1-SY。
在一个实施例中，段Si可能由具有地址Ai1-AiN(每个有32位)的地址块Ai后跟具有数据部分Di1-DiN(每个可达217位)的数据块Di来构成。再有，在这一实施例中，一帧可能有16个段Si，每段中有16个寻呼(即1≤Si，N≤16)。这样，在本实施例中的一帧可能包含256个寻呼。把这些地址组合到一段Si的开头，可使寻呼机节能，因为该寻呼机能检验该段地址块中的所有地址而不必还接收在相应数据块Di中的相应数据部分。如果寻呼机没有检测到它的地址，该寻呼机便不需要接收数据部分，于是能进入低功率方式以节能。可理解，在其他实施例中，地址和数据段的寻呼数可以不同于上述这一实施例具有的寻呼数。类似地，在其他实施例中对地址和数据部分可以使用不同的位数。
图7说明根据本发明的一个实施例在一个HS段中使用的信号。理想情况是，在前述对典型寻呼应用所预期的频偏状况下在感兴趣的频率范围内，HS段中使用的信号是频率不变的。在这一实施例中，所产生的HS信号具有其频率作为时间函数扫变(有时称作线性调频脉冲(chirp))的信号模式。图7中的曲线71显示的线性调频脉冲在HS段的起始处(即ths)开始，其频率从频率fc-Δ到频率fc+Δ近似线性增加，这里fc是一信道的中心频率。在一个实施例中，Δ约等于8900Hz，从而该线性调频脉冲停留在政府条例设定的信道外噪声限制之内。在线性调频脉冲71之后，以基本相同的方式开始下一个线性调频脉冲72。在一个实施例中，HS段包括50个线性调频脉冲。在其他实施例中，可以使用不同数量的线性调频脉冲来产生HS段，或者可以使用不同的线性调频脉冲格式(例如非线性频率扫变或降频扫变)或使用几种调频脉冲格式组合来产生HS段。这类头同步可能不是正常调制符号构象(symbol constellation)(例如16QAM等)的一部分，而且是相对于该信道中由多普勒漂移引起的频偏及寻呼机接收器中本地振荡器的自由振荡不准确性而言看起来是不变的。
在另一实施例中，可以选择其他符号模式，它使用复数域中的构象点(可以是调制方案的构象点，但并不必须这样)，以实现与线性调频脉冲模式相同的频率不变特性。就是说，可以使用与线性调频脉冲不同的模式，只要它们相对于信道或接收器本机振荡器中的频偏而言基本上是频率不变的。于是，寻呼机不需要与PS(见图1)的载波频率同步。因为频率同步过程需要时间和处理，所以这种线性调频脉冲HS技术允许寻呼机节能。在未决和一般转让的题为“头同步检测器”的美国专利申请(系列号No.09/086,794)中对这一HS检测的一个实施例作了更详细的说明。
图8是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一个寻呼机(未画出)使用所接收的HS去获取一信道。借助本说明，寻呼机技术领域的技术人员能实现一个由寻呼机执行的计算机程序以进行图8所示过程，无需进行过分的试验。在这一实施例中，该寻呼机类似于图2的寻呼机15，只是该寻呼机被配置成接收和处理HS线性调频脉冲。
在步骤81中，寻呼机监视一信道以找到协议的HS部分。一旦检测到含有线性调频脉冲的HS部分，则在步骤83中该寻呼机确定所收到的HS是否对应于该寻呼机被配置成要接收的那个寻呼协议。如果所收到的HS匹配于该寻呼机的协议，则寻呼机进行步骤85，在此步骤中寻呼机接收该帧的其余部分。然而，如果在步骤83中所收到的HS不匹配于该寻呼机的协议，则寻呼机不解调该帧。由于不解调该帧，该寻呼机免于操作其接收器的同步和解调电路，从而使该寻呼机节能。然后该寻呼机返回步骤81去监视下一帧。
回到步骤81，如果寻呼机未检测到匹配该寻呼机协议的HS，则在步骤88该寻呼机检验是否已监测了整个周期但没有检测到匹配的HS。如果在该信道的一个完整周期内未曾检测到匹配的HS，则该寻呼机可从未来再获取过程中消掉该信道，因为在正常操作中，如果该信道被配置成支持包括该寻呼机协议的多重协议的话，则该寻呼系统会在每个周期发送该协议的至少一帧。
图9显示根据本发明一个实施例的系统信息(SI)分解。在这一实施例中，SI段含有关于该特定信道支持的一个或一些协议的信息，以及关于每个周期内每个协议的发送被排定的一个或一些时间的信息。可以通过列举根据一给定协议将被发送的帧或帧范围，来间接地提供发送的时间。
在另一实施例中，SI段包括关于当前周期、帧号、日期和时间的信息。例如，在一个实施例中：SI段的头4位指出当前周期号；接下来的7位指出帧号；接下来的4位代表月份；接下来的6位代表日；以及接下来的6位代表小时。分和秒可由周期和帧之值确定。在SI段中包含的信息可由下文中结合图10描述的寻呼机使用。除了所描述的信息外，SI段中还包括其他信息，但为了清楚，略去了这其他信息，因为与本发明没有密切关系。当然，在其他实施例中，可以使用不同的位数来提供周期、帧、日期或时间信息。
图10是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机在信道获取中使用所收到的SI段。在步骤101中，该寻呼机开始监视一个指定的发送信道。在确定该信道支持按该寻呼机协议的发送(例如使用SI段)时，该寻呼机进行频率同步过程。然后，在步骤103中，该寻呼机接收和处理SI段以提取系统信息。在下一步骤105中，该寻呼机在与存储器23(图2)对应的存储器中存储为匹配协议发送而排定的时间。因为现在该寻呼机“知道”何时预计得到按该寻呼机协议的发送，所以该寻呼机能进行步骤107并只在排定的时间加电以接收那些发送。这一方案有助于使寻呼机实际给其接收器电路加电的时间减至最少，从而节能。
再有，在本实施例的进一步改进中，发送时间的排定可以包括对整个小时的发送时间表。在这一改进中，寻呼机可在每小时的开始时接收一个SI段，并更新所存储的发送时间表。双向寻呼机可能需要在即将检验发送之前检验SI段，以保证该寻呼机已更新了系统计时，这将有助于寻呼机避免与其他双向寻呼机发送的干扰。
在又一精细改进中，SI段可以包括信息以指出该寻呼系统可以用来以当前收到的SI段相同的协议发送寻呼的其他信道。然后，寻呼机将存储这些信道，并把未来的信道获取和再获取限定于这些被存储的信道，这允许寻呼机免于把电源消耗在搜索该寻呼系统的不用该寻呼机的协议发送寻呼的那些信道。
图11是一流程图，说明根据本发明的另一实施例，一寻呼机进行信道获取过程。在这另一实施例中，当接通时，寻呼机被配置成按预先确定时间间隔从低功率方式中“醒来”，并试图获取信道。更具体地说，该寻呼机至少有一个正常功率方式和一个低功率方式。在正常功率方式，寻呼机向接收、处理和发送(在双向寻呼机中)寻呼信号等活动所需要的全部操作电路供电。相反，在低功率方式中寻呼机关掉大部分寻呼机电路。通常情况是，寻呼机计时和控制电路(例如时钟发生器)保持供电，而其他电路，如接收器、易失性存储器、发送器等被关掉。在这一实施例中，CPU包括一个可从日立(Hitachi)买到的H8型处理器，它也有低功率方式。当然，在其他实施例中可以使用任何适当的微处理器或微控制器。
参考图11，在寻呼机在步骤110进入低功率方式之后，寻呼机在步骤113以预先确定的时间使唤醒计时器复位。寻呼机包括一个连续时钟发生器，从而在寻呼机处于低功率方式时唤醒计时器仍在操作。最好是，时钟发生器的准确性为3ppm左右。然后，在步骤115，计时器的终止使寻呼机的CPU在预定时间进入正常功率方式。在步骤117，寻呼机确定使用者是否已关掉寻呼机。如果寻呼机被关掉，则寻呼机返回步骤113并使唤醒计时器复位而不对寻呼机接收器电路加电。然而，如果寻呼机尚未被关掉，则寻呼机在步骤119进行信道获取过程。另一作法是寻呼机可能试图进行信道再获取过程，如下文中结合图12和13所述。
图12是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，在寻呼机被关掉之后寻呼机在再获取过程中的操作。在由用户或使用者关掉之后，寻呼机进入关掉状态120。例如，当用户将不携带寻呼机或不希望受寻呼打扰时，该用户可能关掉寻呼机。在这一实施例中，寻呼机包括一个非易失存储器(例如一个EEPROM)，寻呼机在其中存储该寻呼机最后一次接收时的信道和时隙。
当在下一步骤121中用户又希望接收寻呼时，用户打开寻呼机。在步骤113，寻呼机试图使用最后一次接收一个发送时所用的信道和时隙来接收发送。该寻呼机从非易失存储器中提取信道和时隙信息。然而，如果寻呼机没有检测到任何匹配的发送(即使用该寻呼机协议的发送)，则该寻呼机进行一个初始的信道获取过程，如前文中结合图8所述。另一种作法是，该寻呼机在进行步骤125之前可以尝试预先确定的次数来检测匹配的发送。在寻呼机暂时位于接收差的区域(例如由于地理、建筑等原因)时，这另一个实施例是有用的。然后，当用户改变位置时，寻呼机可能在后来的尝试之一中收到发送。
图13是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机进行的初始获取。这一实施例能有利地用于那些在若干信道上发送单一协议寻呼的寻呼系统中。在步骤131中，寻呼机调谐和扫描一信道，以检测是否存在任何有该寻呼机协议的发送。在一个实施例中，寻呼机监视一信道的一帧长度。在这一方案中，如前文结合图6所述，该寻呼机被保证接收至少一个HS和一个SI段。这样，该寻呼机将收到所用协议的信息。在HS和SI段不提供这种信息的实施例中，寻呼机可以在整个周期监视该信道，以检测在那个信道上是否使用该寻呼机的协议。
在下一步骤132中，如果在一个发送中检测到了该协议，则寻呼机把标识该信道的信息存入存储器。最好是，该寻呼机把这一信息存入一个非易失存储器，从而当寻呼机被关掉或进入低功率方式时，能保持该信道信息。然而，如果在该信道中未检测到该协议，则寻呼机不存储信道信息。
在下一步骤135中，寻呼机则确定是否已扫描了该寻呼机能收到的所有信道。如果不是，则寻呼机进行步骤137以改变到下一个尚未被扫描的信道。然后寻呼机返回步骤131。以这种方式，该寻呼机能收到的所有信道被扫描，而用于以该寻呼机的协议发送寻呼的各特定信道被存储。然后，如步骤139中所示，在其后的再获取过程中，该寻呼机只搜索被记录的信道，从而通过不搜索“不使用的”信道而节能。
图14说明根据本发明的一个实施例的一寻呼机的地址。在这一实施例中，寻呼系统对每个寻呼机使用一个唯一的Z位地址，这里Z代表一个大于4的整数。然而，这低4位不包括在发送的地址中，因为该帧的段(例如图6中的S1至SY)定义这些低阶位。就是说，当Y是16时，在其中发送地址的段隐含着每个地址的低4位。于是，一寻呼机可被配置成只在与该寻呼机地址低4位相对应的段期间进行接收。这样，由于不接收或不处理在非对应段中发送的地址，从而使该寻呼机能节能。
另一作法是，可使用段号(即在其中发送地址的段)来隐含任何位组。例如，段号可用于定义在那一特定段中各地址的最高有效M位，这里Y等效于2M。再有，本领域技术人员会理解，Y不需要一定是2的方幂，只要选择M使Y能以M位表示成二进制形式就可以。
图15是流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机在接收一段的地址块。在这一实施例中，寻呼系统在一段内以下降顺序发送地址。在步骤151中寻呼机收到一地址。然后在下一步骤153中，寻呼机将所收到的地址与该寻呼机的地址比较。因为该寻呼系统以下降顺序发送地址，所以如果所收到的地址小于该寻呼机的地址，在在该段和帧中其后的地址中没有任何一个能对应于这一特定寻呼机。于是，如果所收到的地址小于该寻呼机地址，则该寻呼机进行步骤155，其间该寻呼机进入低功率方式。在这一实施例中，该寻呼机被配置成存储其后各段在该寻呼机协议下将被发送(前面结合图10描述的)的时间。寻呼机停留在低功率方式，直至具有该寻呼机协议的下一段将被发送时为止，从而使该寻呼机节能。在进行步骤155之后，寻呼机返回步骤151以接收下一个地址段。
另一方面，如果所收到的地址不小于该寻呼机的地址，则寻呼机在步骤157中确定所收到的地址是否等于该寻呼机的地址。如果该地址不等于该寻呼机的地址，则所收到的地址将大于该寻呼机的地址。于是，下一个地址可能与该寻呼机地址匹配，于是寻呼机返回步骤151。
如果所收到的地址与该寻呼机的地址匹配，则该寻呼机进行步骤159，其间该寻呼机进入低功率状态，直至相应的数据块被发送，从而节能。更具体地说，在一个实施例中，该地址块包括的信息指出何时将发送相应的数据。然后，该寻呼机在适当的时候醒来以接收相应的数据。在收到相应的数据之后，该寻呼机进行步骤155，以进入低功率状态，直至收到下一个排定时间的段为止。
图16是一流程图，说明根据本发明的另一实施例，一寻呼机接收一地址段。这一实施例基本上类似于图15的实施例，但包括另加的步骤161和163。在进行前文结合图15描述的步骤151之前，在步骤161中该寻呼机接收地址范围，它包括在地址段中。特别是在这一实施例中，在地址段的范围部分中提供当前帧中要发送的各寻呼的最小地址和最大地址。
在步骤163中，该寻呼机确定该寻呼机的地址是否在该地址范围内。如果不是，则寻呼机进入步骤155。在进行步骤155之后，该寻呼机返回步骤161(替代图15实施例中的步骤151)。否则，在这一实施例中寻呼机进行步骤151-159(奇数)，如前文结合图15所示。
图17是一流程图，说明根据本发明的又一实施例，一寻呼机在接收一段的地址块。这一实施例基本上类似于图16的实施例，但包括另加步骤171、173和175。在进行步骤161(如前文结合图16所述)之前，该寻呼机进行步骤171，其间寻呼机接收在当前段中发送的地址数。在这一实施例中，该段发送的地址个数包括在该段的地址块中。
在步骤173中，寻呼机确定地址数是否为零。如果没有地址，则寻呼机进行步骤155(如前述)。在进行步骤155之后，寻呼机返回步骤171(代替图16实施例中的步骤161)。然而，如果地址数不为零，则在步骤175该寻呼机确定该地址数是否大于或等于2。如果不(即为1或2)，则寻呼机进行步骤151-159(奇数)以接收和处理地址。更具体地说，寻呼机跳过接收该范围，因为接收一个或二个地址的效率与接收该地址范围大致相同。再有，为节能，寻呼系统可能免去发送地址范围，如果只有一、二个地址要发送的话。
如果地址数大于2，则寻呼机进入步骤161。除了从步骤155返回步骤171外，该寻呼机进行步骤161、163和151-159(奇数)，如前文结合图16描述的那样。虽然图15-17的实施例是针对降序发送的寻呼系统地址，但考虑本说明，寻呼系统领域的技术人员不需太多试验便能把这些实施例修改成适用于以升序广播地址的寻呼系统中。
图18是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机在处理地址。在这一实施例中，对于每段，寻呼系统广播一地址块，后跟一相应的数据块(例如见图6)。在地址块中的地址是按降序排列的。在步骤181中，寻呼机接收整个地址块并将该块存入存储器。在下一步骤183中，寻呼机确定该寻呼机的地址是否在所收到块的地址范围内。地址范围可由(ⅰ)在地址块中的第一和最后地址的信息或(ⅱ)将该寻呼机地址与实际收到的地址块的第一和最后地址比较这二种作法之一来确定。如果该寻呼机地址不在这地址范围内，则寻呼机跳到步骤155(如前文结合图15所述)。
然而，如果该寻呼机的地址在这地址范围内，则寻呼机在下一步骤183中执行折半检索算法。例如，寻呼机将首先把寻呼机地址与处在所收到地址块中间的地址进行比较。如果该寻呼机地址较低，则该寻呼机地址将在所收到地址块的低半部，如果那个特定寻呼机确实被编址的话。该寻呼机把寻呼机地址与这低半部的中间地址比较，从而再切掉剩余地址块的一半。这一过程继续下去，直至该寻呼机地址匹配于所收到地址之一或在剩余块的范围之外为止。折半检索保证地址比较的最大次数限于n，这里n代表一个大于1的整数，而且地址个数在2n-1和2n之间。由于地址块被有效地检索，故这一方案节能。
图19是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机进行顺序供电。在这一实施例中，所实现的寻呼机中的电路能独立地供电和断电。例如，一寻呼机的接收器、发送器、易失存储器或声音合成器可以被独立地接通或断开。以这种方式，寻呼机能有选择地只接通正在使用的那些电路。这一方案减小了使用功率峰值，从而延长了寻呼机电池的寿命。更具体地说，如本领域众所周知，降低使用功率峰值会延长电池寿命。
参考图19，在步骤191中，寻呼机在准备接收一地址块(如结合图18所述)时对寻呼机接收子系统供电。在步骤192中，寻呼机接收该地址块并把这些地址存入存储器。在步骤193中，寻呼机开始对步骤192中收到的地址块解码。在这一实施例中，解码是指处理该地址块以提取出地址块中的地址及数据指针。步骤193是与步骤192中的接收地址块并发进行的，尽管在其他实施例中可以在整个地址块已被接收之后进行解码。
在收到整个块之后，寻呼机停止对接收器子系统供电(在步骤195中)，而同时继续对所存储的地址块进行解码。通过把使用功率“分散开”，从而减小了使用功率峰值或最大值的持续时间和/或水平，从而保持电池寿命。当解码过程完成时，寻呼机在步骤197中停止对解码子系统供电。然后，在步骤199中，寻呼机对通知子系统(即产生如声音或振动之类信号或指示的电路)供电，并向用户发信号告知该用户已收到一个寻呼。
类似地，双向寻呼机可以在发送一个消息的过程中顺序地对各子系统供电。例如，寻呼机可以首先对输入子系统(例如小键盘)加电，它允许使用者把数字或字母数字数据打入存储器。然后寻呼机可以停止对输入子系统供电而对消息处理子系统供电，它把输入数据处理成适于传输的格式和协议。然后寻呼机可以停止对消息处理子系统供电而对发送器子系统供电以广播该消息。通过对寻呼机的各子系统顺序地加电和断电，使使用功率峰值降低，从而延长电池寿命。
图20是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机安排搜索时间表。对寻呼机可能发生的情况之一是寻呼机暂时移到了寻呼系统的复盖区域之外。在这种情况中，该寻呼机一般将不能检测到具有该寻呼机协议的任何发送。然而，传统的寻呼机被配置成继续搜索“有效”信道(即按该寻呼机协议发送的信道)，即使该寻呼机位于服务区之外，从而不必要地消耗了能量。
参考图20，该寻呼机进行步骤131-137(前文结合图13描述的)，通过监视根据该寻呼机协议发送的信道，来确定该寻呼机被配置成要接收的那些信道中哪些是有效的。如果该寻呼机确实检测到这种发送，则该寻呼机是在该寻呼系统服务区内，因而无需改变搜索过程。于是该寻呼机按正常方式处理检测到的发送。反之，如果没检测到具有该寻呼机协议的发送，则该信道被认为是无效的，于是寻呼机进入步骤135(如前文结合图13所述)以确定是否该寻呼机的所有信道都已被扫描过。如果没有，则寻呼机返回步骤131。否则，寻呼机进入步骤203。
在步骤203，寻呼机确定在搜索中是否有任何信道是有效的。如果没有，则寻呼机进行步骤205，在此步骤该寻呼机进入低功率方式，而且还增大寻呼机在醒来并开始新的搜索之前停留在低功率方式的时间。例如，寻呼机可被配置成每次寻呼机进行搜索而又未检测到有效信道时其持续时间便扩大为原来的2倍。然后寻呼机返回步骤131以开始一次新的搜索。在更精细的改进中，图13的实施例能与本实施例组合，从而若该寻呼机在服务区内则寻呼机存储这些有效信道，然后在再获取过程中只搜索这些有效信道。然而，如果在步骤203中检测到有效信道，则在步骤207中，寻呼机在醒并前返回步骤131之前以正常持续时间进入低功率方式。
图21是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，一个连续发送的寻呼系统。这一实施例的目标是减小一寻呼机在获取过程中的功耗。如前所述，可能要求一寻呼机在获取过程中搜索若干信道，这消耗了较大量的电能。再有，在某些情况中，该寻呼系统可能变为无效。例如，在清晨的几个小时中，可能几乎很少甚至没有寻呼活动。这样，该寻呼系统可能在一显著的时间段内没有发送任何寻呼，使寻呼机发起获取过程和无端消耗电池能量。
参考图21，在这一实施例中寻呼系统被配置成在一信道中提供连续发送。具体地说，在步骤211中，发送器试图提取一寻呼中要发送的消息。在步骤213中，如果存在一消息，则该消息被格式化成一寻呼，并在步骤215中添加到要发送的一批中。当一批被足够填满时，在步骤217中将这一批广播出去。回来参考步骤213，如果在那个信道中在一寻呼中没有任何消息要发送，则寻呼系统在步骤219中产生随机或伪随机数据。此外，寻呼系统产生一无效的或无用的寻呼机地址，从而使一寻呼机将不试图接收此随机化的数据。然后，系统中的寻呼机能通过接收HS或SI段从而较快地再获取该信道，从而免于需要发起获取过程。在更精细的改进中，这一实施例能与结合图17描述的实施例组合，以允许寻呼机在再获取该信道之后迅速进入低功率状态。例如，当要发送随机数据时，寻呼系统可把寻呼数设为零。
图22是一计时图，说明根据本发明的一个实施例，在使用多重信道广播寻呼的寻呼系统中的信道同步。这样，在一个使用3个信道(这里称作信道CH1-CH3)的寻呼系统中，一寻呼机得要监视至少这些信道中的全部3个信道。根据本发明，寻呼系统在各信道之间以一偏移方式同步各帧的相对起始时刻。例如，在信道CH1中，寻呼系统可能在时刻t发送HS段221(指出一帧的起始)。在信道CH2，可能在时刻t+Δt发送HS段222。类似地，在信道CH3寻呼系统可能在时刻t+2Δt发送HS段223。最好是，将持续时间Δt设成一旦该寻呼机在一信道中收到一HS段，该寻呼机能改变到下一信道并立即接收一HS段，如此等等。例如，Δt可以是50ms左右。这一排序方案有助于使寻呼机搜遍各信道以确定有效信道所需要的时间减至最小。在另一实施例中，Δt可设置成一寻呼机接收SI段和变到下一信道所需的时间。在这一实施例中Δt可以为50ms左右。
图23说明根据本发明的一个实施例，一寻呼机的搜索过程。首先该搜索是在窄范围进行的，从而使寻呼机能通过搜索该寻呼机能接收的信道中的较少一部分信道来节能。如果该寻呼机未检测到有效信道，则该寻呼机开始加宽搜索。然而，如果该寻呼机仍未能检测到有效信道，则认为该寻呼机在服务区之外，于是该寻呼机进入低功率方式的时间段延长，以节能。
在一个实施例中，在步骤230中该寻呼机初始被设置成只搜索该寻呼机能搜索的全部信道中的一些指定信道。通过初始时只搜索有限个信道，该寻呼机能节能。通过只在预先确定的时间间隔进行搜索，如前文结合图11描述的那样，则搜索过程能进一步变窄。在步骤231中，寻呼机搜索这些被配置的信道并存储有效信道的信息。于是，在其后的搜索中该寻呼机将只搜索这些有效信道。在这一实施例中，按前文结合图13所述进行步骤231。结果，搜索过程进一步变窄以节省寻呼机能源。
然而，如果在预先确定的时间段内没有检测到有效信道，则寻呼机可进行步骤233以扩展搜索过程。在这一实施例中，寻呼机通过搜索初始时在步骤230中配置的信道来开始扩展搜索过程。如果该寻呼机仍未检测到有效信道，则寻呼机可进行下一步骤235，在此步骤中增大在一信道中每次搜索的持续时间。此外，还可以增大搜索频度。例如，可以减小在步骤230中预先设定的搜索之间的时间间隔，从而能更频繁地进行搜索。如果在第二个预先确定的时间段之后仍未检测到有效信道，则寻呼机可进行下一步骤237，以进一步扩展或加宽搜索。在步骤237中，寻呼机开始搜索该寻呼机能接收的所有信道。
然而，如果在另一个这预先确定的时间段之后该寻呼机仍未检测到任何有效信道，则寻呼机进行步骤239。在这种情况中，认为该寻呼机不再在服务区中，从而将不能接收寻呼。这样，为节能，该寻呼机显著地增大搜索之间的时间并在步骤239进入低功率方式。在这一实施例中，步骤239基本上类似于前文结合图20描述的过程。
图24是一流程图，说明根据本发明的一个实施例，用于低通信量寻呼机的一种延长的低功率方式。在这一实施例中，寻呼机和寻呼系统能被配置成跟踪最后一次向每个寻呼机发送的时间。这一方案有利地用于寻呼机收到寻呼不多的情况中。寻呼机将被配置成在一预先确定的时间段内没收到寻呼之后进入低功率方式。这样，当寻呼系统在一较长时间内未向一特定寻呼机发送寻呼时，该寻呼系统便知道该寻呼机已在一延长的持续时间内进入低功率方式。因为该寻呼系统知道这一寻呼机“逆转”时间表和最后一次向该寻呼机发送的时间，所以当有一新的寻呼要发送给一特定寻呼机时，该寻呼系统能确定该寻呼机下一次进行搜索的时间并把这寻呼安排在那个时间。
具体而言，在一个实施例中，寻呼机进行步骤240，在此步骤寻呼机监视有效信道以得到地址指向该特定寻呼机的寻呼。在步骤241，寻呼机确定只否已收到一寻呼。如果收到一寻呼，则寻呼机进入步骤243，在此步骤寻呼机存储该寻呼被收到的时间。该寻呼机还复位一计时器，它设定在各搜索之间该寻呼机将有多长时间停留在低功率方式。在这一实施例中，该计时器被复位为一初始的系统设定时间。当然，该寻呼机还以正常方式处理该寻呼。
然而，如果在步骤240中未收到寻呼，则寻呼机进行步骤245。在步骤245中，该寻呼机把自最后一次收到寻呼(或自搜索开始而若尚未收到寻呼)的时间与一预先确定的时间段进行比较。这一预先确定的时间段能包括该寻呼机完成几个搜索周期所需的时间。例如，这个时间段初始时可设为1.875秒，然后每次该时间段终止时便以因子2来增大。如果自最后一次寻呼的时间未超过该预先确定的时间段，则寻呼机返回步骤240去监视有效信道。如果自最后一次寻呼的时间超过了这预先确定的时间段，则寻呼机进入步骤247，在此步骤中寻呼机对低功率方式计时器的持续时间增加一个预先确定量并进入低功率方式。如果在下一个搜索周期中该寻呼机未收到任何寻呼，则寻呼机再次增大低功率方式计时器的时间段，从而使寻呼机在两次搜索之间的更长时间内停留在低功率方式。
上面描述的节省电池技术实施例说明了本发明的原理，但不意味把本发明限定于所描述的特定实施例。例如，根据本说明，寻呼系统领域的技术人员能使用不同于所述实施例的处理器、协议和时序设计出其他寻呼机。因此，尽管显示和描述了本发明的最佳实施例，但应该理解，能在其中进行各种改变而不背离本发明的精神的范围。