BR112016021568B1 - METHOD FOR EFFECTIVE AUTOMATIC CHANGING FOR LOW EARTH ORBIT (LEO) SATELLITE SYSTEMS AND ACCESS NODE IN A MOBILE WIRELESS COMMUNICATIONS NETWORK - Google Patents

METHOD FOR EFFECTIVE AUTOMATIC CHANGING FOR LOW EARTH ORBIT (LEO) SATELLITE SYSTEMS AND ACCESS NODE IN A MOBILE WIRELESS COMMUNICATIONS NETWORK Download PDF

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Abstract

APARELHO E MÉTODO PARA MUDANÇA AUTOMÁTICA EFICAZ PARA SISTEMAS DE SATÉLITE DE ÓRBITA TERRESTRE BAIXA (LEO). Trata-se de abordagens para processos de mudança automática contínuos, dinâmicos e eficazes, o que a brange a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário móvel (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel. Um conjunto de fatores de trajetória é determinado em relação a cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações para o UT. Uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada, em que a PSM para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações. É tomada uma decisão para determinar a possibilidade de realizar uma mudança automática do UT a partir de uma primeira dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda dentre as trajetórias de comunicações, em que a determinação tem por base uma avaliação realizada com base pelo menos em parte na PSM.APPARATUS AND METHOD FOR EFFECTIVE AUTOMATIC CHANGING FOR LOW EARTH ORBITAL (LEO) SATELLITE SYSTEMS. These are approaches to continuous, dynamic, and effective auto-changing processes, which encompasses the selection of an optimal trajectory (consisting of a satellite, a carrier frequency set, and a satellite beam) over which a mobile user terminal (UT) communicates with the radio access network in a mobile satellite communications system. A set of path factors is determined with respect to each of a plurality of communications paths for the UT. A path selection metric (PSM) for each communications path is determined, where the PSM for each communications path is determined through a weighted calculation based on the respective set of path factors for the communications path. A decision is made to determine whether to perform an automatic change of the UT from a first among the communications paths to a second among the communications paths, the determination being based on an assessment carried out based at least in part on the PSM.

Description

ANTECEDENTESBACKGROUND

[001] Em um sistema de comunicações sem fio celular, uma mudança automática ou entrega de um terminal de usuário (UT) ou fone é um processo de transferência de uma sessão de dados ou chamada em curso a partir de um canal conectado à rede de núcleo para outro canal (por exemplo, a partir de uma célula atendida por uma torre de célula para outra célula atendida por outra torre de célula). Em um sistema de comunicações de satélite móvel, a mudança automática é a reatribuição ou a reconfiguração de enlaces de rádio entre o UT e um satélite, um feixe de satélite e conjunto de frequência de tripleto ou portadora. Os critérios para realizar a mudança automática podem variar de sistema para sistema, mas, em geral, as mudanças automáticas são disparadas para selecionar trajetórias com melhores condições de canal.[001] In a cellular wireless communications system, an automatic change or handover of a user terminal (UT) or handset is a process of transferring an ongoing call or data session from a channel connected to the core network to another channel (e.g., from a cell serviced by a cell tower to another cell served by another cell tower). In a mobile satellite communications system, automatic switching is the reassignment or reconfiguration of radio links between the UT and a satellite, a satellite beam and triplet or carrier frequency set. The criteria for performing the automatic shift may vary from system to system, but in general, automatic shifts are triggered to select trajectories with better channel conditions.

[002] Entre os diferentes tipos de sistemas de comunicações de satélite móveis, os satélites que orbitam em níveis diferentes acima da Terra podem ser empregados, como os satélites de órbita terrestre baixa (LEO), satélites de órbita terrestre média (MEO) e satélites de órbita terrestre geossíncrona (GEO). Um satélite GEO orbita a Terra voando em uma órbita terrestre geossíncrona, com um período orbital igual ao período de rotação da Terra. Uma órbita geossíncrona está em uma altitude de cerca de 35.786 km (22.236 milhas) acima da Terra e, tipicamente, está diretamente acima do Equador. Um satélite LEO voa tipicamente em uma órbita ao redor da Terra em uma altitude entre 160 quilômetros ou 99 entre 160 quilômetros ou 99 milhas (com um período orbital de cerca de 88 minutos) e 2.000 quilômetros ou 1.200 milhas (com um período orbital de cerca de 127 minutos). Adicionalmente, em um sistema de satélite GEO, a área de projeção do feixe na Terra é, em geral, fixa com base na configuração da antena de satélite. Ao contrário de um satélite GEO, uma constelação de satélite LEO fornece um modo exclusivo de operação e desafios associados, em que a área de projeção de cada feixe de satélite na Terra está constantemente em movimento. Consequentemente, os sistemas de satélite móveis que empregam satélites LEO exigem mudanças automáticas frequentes devido ao movimento do feixe através da Terra (mesmo que não exista movimento do terminal e a condição do canal seja constante). Além disso, a linha de visão entre o terminal e o satélite pode alterar devido ao movimento do satélite.[002] Among the different types of mobile satellite communications systems, satellites orbiting at different levels above the Earth can be employed, such as low earth orbit (LEO) satellites, medium earth orbit (MEO) satellites, and geosynchronous earth orbit (GEO) satellites. A GEO satellite orbits the Earth by flying in a geosynchronous Earth orbit, with an orbital period equal to the Earth's rotation period. A geosynchronous orbit is at an altitude of about 35,786 km (22,236 miles) above the Earth and is typically directly above the Equator. A LEO satellite typically flies in an orbit around the Earth at an altitude between 160 kilometers or 99 between 160 kilometers or 99 miles (with an orbital period of about 88 minutes) and 2,000 kilometers or 1,200 miles (with an orbital period of about 127 minutes). Additionally, in a GEO satellite system, the beam projection area on Earth is generally fixed based on the satellite antenna configuration. Unlike a GEO satellite, a LEO satellite constellation provides a unique mode of operation and associated challenges, where the projection area of each satellite beam on Earth is constantly in motion. Consequently, mobile satellite systems employing LEO satellites require frequent automatic shifts due to beam movement across the Earth (even if there is no terminal movement and the channel condition is constant). In addition, the line of sight between the terminal and the satellite may change due to the movement of the satellite.

[003] Portanto, são necessárias abordagens para processos de mudança automática contínua, dinâmica e eficaz, que abrangem a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel.[003] Therefore, approaches are needed for continuous, dynamic and effective automatic switching processes, which encompass the selection of an optimal trajectory (consisting of a satellite, a carrier frequency set and satellite beam) over which a user terminal (UT) communicates with the radio access network in a mobile satellite communications system.

ALGUMAS MODALIDADES EXEMPLIFICADORASSOME EXEMPLIFIER MODALITIES

[004] A presente invenção trata vantajosamente das necessidades e exigências mencionadas anteriormente, bem como outras, mediante o fornecimento de abordagens para processos de mudança automática contínua, dinâmica e eficaz, que abrangem a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel. O satélite, feixe de satélite e conjunto de frequências de portadora para as direções de enlace de encaminhamento e de retorno não precisam ser iguais e nenhuma simetria é presumida em padrões de feixe de direção de enlace de encaminhamento e de retorno. As abordagens fornecidas empregam um conjunto de métricas para selecionar uma trajetória ideal, equilibrar múltiplos parâmetros, como razão entre sinal e ruído, duração esperada de cobertura de feixe e outros parâmetros, descritos em detalhes adicionais abaixo. A abordagem fornece, adicionalmente, a mudança automática contínua a partir de trajetórias atuais para trajetórias alternativas consideradas mais ideais, em que nenhuma perda de dados de transmissão é experimentada, exceto quando uma mudança automática envolve uma mudança automática de frequência de portadora.[004] The present invention advantageously addresses the previously mentioned needs and requirements, as well as others, by providing approaches for continuous, dynamic and effective automatic switching processes, which encompass the selection of an ideal trajectory (consisting of a satellite, a set of carrier frequency and satellite beam) over which a user terminal (UT) communicates with the radio access network in a mobile satellite communications system. The satellite, satellite beam, and carrier frequency set for the forward and reverse link directions do not need to be the same, and no symmetry is assumed in forward and reverse link direction beam patterns. The approaches provided employ a set of metrics to select an optimal trajectory, balance multiple parameters such as signal-to-noise ratio, expected duration of beam coverage, and other parameters, described in further detail below. The approach additionally provides continuous automatic switching from current trajectories to alternative trajectories considered more ideal, in which no loss of transmission data is experienced, except when an automatic change involves an automatic change of carrier frequency.

[005] De acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção, é fornecido um método para avaliar a probabilidade de realizar uma mudança automática de um UT a partir de uma primeira trajetória de comunicações para uma segunda trajetória de comunicações de um sistema de comunicações de satélite móvel. Um conjunto de fatores de trajetória é determinado em relação a cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações para o UT. Uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada, em que a PSM para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações. É tomada uma decisão para determinar a possibilidade de realizar uma mudança automática do UT a partir de uma primeira dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda dentre as trajetórias de comunicações, em que a determinação tem por base uma avaliação realizada com base pelo menos em parte na PSM. De acordo com as modalidades exemplificadoras adicionais, uma métrica de trajetória combinada (CPM) é determinada para cada uma dentre um conjunto de trajetórias de comunicações candidatas para as quais o UT pode ser submetido à mudança rápida, em que a CPM para cada conjunto de trajetórias de comunicações candidatas é determinada com base pelo menos em parte na PSM para cada trajetória de comunicações no conjunto. Adicionalmente, cada CPM é computada para servir como um indicador que reflete uma qualidade de diversidade de trajetória em relação ao conjunto de trajetórias de comunicações.[005] In accordance with exemplary embodiments of the present invention, a method is provided for evaluating the probability of performing an automatic switch of a UT from a first communications path to a second communications path of a mobile satellite communications system. A set of path factors is determined with respect to each of a plurality of communications paths for the UT. A path selection metric (PSM) for each communications path is determined, where the PSM for each communications path is determined through a weighted calculation based on the respective set of path factors for the communications path. A decision is made to determine whether to perform an automatic change of the UT from a first among the communications paths to a second among the communications paths, the determination being based on an assessment carried out based at least in part on the PSM. In accordance with additional exemplary embodiments, a combined path metric (CPM) is determined for each of a set of candidate communications paths for which the UT may undergo rapid change, wherein the CPM for each set of candidate communications paths is determined based at least in part on the PSM for each communications path in the set. Additionally, each CPM is computed to serve as an indicator reflecting a quality of path diversity over the set of communications paths.

[006] A título de exemplo, o conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma das trajetórias de comunicações compreende dois ou mais aspectos da trajetória de comunicações, em que os aspectos compreendem um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações, uma vida útil esperada da trajetória de comunicações, uma tendência de mudança automática e um fator de capacidade. A título de exemplo adicional, um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações compreendem uma intensidade piloto relativa para a trajetória, a vida útil esperada da trajetória de comunicações compreende uma vida útil esperada de um subfeixe da trajetória de comunicações, a tendência de mudança automática se refere à temporização da mudança automática, e o fator de capacidade reflete um potencial de capacidade de transmissão da trajetória de comunicações. A título de exemplo adicional, o cálculo ponderado para a determinação da PSM para cada uma das trajetórias de comunicações é computado com base em um respectivo fator de ponderação diferente aplicado a cada fator de trajetória para a trajetória de comunicações, e cada ponderação diferente é definida para ajustar um nível de efeito do respectivo fator de trajetória na PSM para endereçar trocas entre as características operacionais do sistema.[006] As an example, the set of path factors in relation to each of the communications paths comprises two or more aspects of the communications path, where the aspects comprise one or more indicators that each reflect a quality of the communications path, an expected service life of the communications path, a trend of automatic change and a capacity factor. By way of further example, one or more indicators that each reflect a quality of the communications path comprise a relative pilot strength for the path, the expected lifetime of the communications path comprises an expected lifetime of a subbeam of the communications path, the autoshift bias refers to the timing of the autochange, and the capacity factor reflects a potential transmission capacity of the communications path. By way of further example, the weighted calculation for determining the PSM for each of the communications paths is computed based on a respective different weighting factor applied to each path factor for the communications path, and each different weighting is set to adjust a level of effect of the respective path factor on the PSM to address trade-offs between system operating characteristics.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[007] As modalidades exemplificadoras da presente invenção são ilustradas a título de exemplo e não com propósitos limitadores nas Figuras dos desenhos anexos e em que os números de referência similares se referem aos elementos similares, e em que: A Figura 1 ilustra um diagrama de um sistema de comunicações capaz de fornecer abordagens para a mudança automática de terminal dinâmica e eficaz em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 2 ilustra um diagrama que representa padrões de feixe de exemplo de dois respectivos satélites se movendo em direções diferentes, com um terminal de usuário (UT) situado em uma seção sobreposta dos dois padrões de feixe, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 3 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 4 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 5 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno e de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 6 ilustra um diagrama de temporização de alocação de enlace ascendente para transmissões em relação a posições nominais, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 7 ilustra um diagrama que representa atrasos de propagação de transmissão, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 8 ilustra um diagrama de temporização de sinal para um processo de mudança automática intersatélite, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 9 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática inter-RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; e A Figura 10 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática intersatélite e inter-RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção.[007] The exemplary embodiments of the present invention are illustrated by way of example and not for limiting purposes in the Figures of the attached drawings and in which the similar reference numerals refer to the similar elements, and in which: Figure 1 illustrates a diagram of a communication system capable of providing approaches for dynamic and effective automatic terminal switching in a wireless communication system, in accordance with the exemplary embodiments of the present invention; Figure 2 illustrates a diagram representing sample beam patterns of two respective satellites moving in different directions, with a user terminal (UT) situated in an overlapping section of the two beam patterns, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; Figure 3 illustrates a signal timing diagram representing a process for physical channel reconfiguration of frequencies or forwarding paths, for an automatic user terminal (UT) change situation in a CDMA wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; Figure 4 illustrates a signal timing diagram that represents a process for physical channel reconfiguration of frequencies or return paths, for an automatic user terminal (UT) change situation in a CDMA wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; Figure 5 illustrates a signal timing diagram that represents a process for physical channel reconfiguration of frequencies or return and forwarding paths, for an automatic user terminal (UT) change situation in a TDMA wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; Figure 6 illustrates an uplink allocation timing diagram for transmissions relative to nominal positions, for an automatic user terminal (UT) switch situation in a TDMA wireless communications system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; Figure 7 illustrates a diagram representing transmission propagation delays for an automatic user terminal (UT) switching situation in a TDMA wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; Figure 8 illustrates a signal timing diagram for an intersatellite auto switch process for a user terminal (UT) auto switch situation in a TDMA wireless communications system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; Figure 9 illustrates a signal timing diagram representing an inter-RNC auto-switching process, for a user terminal (UT) auto-switching situation in a wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention; and Figure 10 illustrates a signal timing diagram representing an intersatellite and inter-RNC automatic switching process, for an automatic user terminal (UT) switching situation in a wireless communications system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[008] São descritas abordagens para processos de mudança automática contínua, dinâmica e eficaz, que abrangem a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel. Na descrição a seguir, para os propósitos de explicação, diversos detalhes específicos são apresentados a fim de fornecer um entendimento completo das modalidades exemplificadoras da invenção. Será evidente para um elemento versado na técnica, entretanto, que modalidades adicionais podem ser praticadas sem esses detalhes específicos ou com uma disposição equivalente. Em outros exemplos, estruturas e dispositivos bem conhecidos são mostrados em forma de diagrama de blocos a fim de evitar a falta de clareza desnecessária das modalidades da invenção. Adicionalmente, conforme será observado, um módulo ou componente (conforme mencionado no presente documento) pode ser composto de componente(s) de software, que são armazenados em uma memória ou outro meio de armazenamento legível por computador, e executados por um ou mais processadores ou CPUs dos respectivos dispositivos. Conforme será também observado, entretanto, um módulo pode ser, alternativamente, composto de componente(s) de hardware ou componente(s) de firmware, ou uma combinação de componentes de hardware, firmware e/ou software. Adicionalmente, em relação às diversas modalidades exemplificadoras descritas no presente documento, embora determinadas funções sejam descritas como sendo realizadas por determinados componentes ou módulos (ou combinações dos mesmos), tais descrições são fornecidas como exemplos e não são, dessa forma, destinadas a serem limitadoras. Consequentemente, quaisquer tais funções podem ser previstas como sendo realizadas por outros componentes ou módulos (ou combinações dos mesmos), sem que se desvie do espírito e escopo geral da presente invenção.[008] Approaches to continuous, dynamic and effective automatic switching processes are described, which cover the selection of an ideal trajectory (consisting of a satellite, a set of carrier frequency and satellite beam) over which a user terminal (UT) communicates with the radio access network in a mobile satellite communications system. In the description that follows, for purposes of explanation, several specific details are presented in order to provide a complete understanding of the exemplary embodiments of the invention. It will be apparent to one skilled in the art, however, that additional modalities can be practiced without these specific details or with an equivalent disposition. In other examples, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to avoid unnecessary blurring of embodiments of the invention. Additionally, as will be noted, a module or component (as mentioned herein) may be composed of software component(s), which are stored in memory or other computer-readable storage medium, and executed by one or more processors or CPUs of the respective devices. As will also be noted, however, a module may alternatively be composed of hardware component(s) or firmware component(s), or a combination of hardware, firmware, and/or software components. Additionally, with respect to the various exemplary embodiments described herein, while certain functions are described as being performed by certain components or modules (or combinations thereof), such descriptions are provided as examples and are therefore not intended to be limiting. Consequently, any such functions can be envisioned to be performed by other components or modules (or combinations thereof), without deviating from the general spirit and scope of the present invention.

[009] Adicionalmente, diversas formas de meios legíveis por computador podem estar envolvidas no fornecimento de instruções para um processador para execução. Por exemplo, as instruções para a realização de pelo menos parte da presente invenção podem inicialmente ser suportadas em um disco magnético de um computador remoto. Em tal cenário, o computador remoto carrega as instruções na memória principal e envia as instruções em uma linha telefônica com o uso de um modem. Um modem de um sistema de computador local recebe os dados na linha telefônica e usa um transmissor infravermelho para converter os dados para um sinal infravermelho e transmitir o sinal infravermelho para um dispositivo de computação portátil, como um assistente digital pessoal (PDA) e um computador do tipo laptop. Um detector infravermelho no dispositivo de computação portátil recebe as informações e instruções suportadas pelo sinal infravermelho e coloca os dados em um barramento. O barramento transporta os dados para a memória principal, a partir da qual um processador recupera e executa as instruções. As instruções recebidas pela memória principal podem ser opcionalmente armazenadas no dispositivo de armazenamento antes ou após a execução pelo processador.[009] Additionally, various forms of computer-readable media may be involved in providing instructions to a processor for execution. For example, instructions for carrying out at least part of the present invention may initially be supported on a magnetic disk of a remote computer. In such a scenario, the remote computer loads the instructions into main memory and sends the instructions over a telephone line using a modem. A modem on a local computer system receives the data on the telephone line and uses an infrared transmitter to convert the data to an infrared signal and transmit the infrared signal to a portable computing device such as a personal digital assistant (PDA) and a laptop computer. An infrared detector on the handheld computing device receives the information and instructions supported by the infrared signal and places the data onto a bus. The bus carries data to main memory, from which a processor retrieves and executes instructions. Instructions received by main memory can optionally be stored on the storage device before or after execution by the processor.

[010] A Figura 1 ilustra um diagrama de um sistema de comunicações capaz de fornecer abordagens para a mudança automática de terminal dinâmica e eficaz em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A rede de acesso de rádio terrestre (RAN) 113 controla, em geral, todas as mudanças automáticas. A RAN é o elemento em uma rede de comunicações móvel que implanta a tecnologia de acesso de rádio dos métodos de conexão física subjacente para uma rede de comunicações à base de rádio. A RAN fornece, em geral, a conexão entre o terminal de usuário (UT) 111/114 (por exemplo, um telefone móvel) e a rede de núcleo (CN) 101. A CN compreende a parte central de uma rede de telecomunicações, que fornece, em geral, serviços (por exemplo, encaminhamento de chamadas através de uma rede de telefonia de serviço público (PSTN) 105 para usuários finais que utilizam a rede de telecomunicações através de uma rede de acesso 103). As modalidades exemplificadoras fornecem, adicionalmente, abordagens para a aproximação de fatores de mudança automática para avaliar trajetórias disponíveis e tomar decisões de mudança automática, quando a rede de acesso de rádio (RAN) não pode adquirir informações completas necessárias para avaliar todos os fatores. Ademais, de acordo com as modalidades exemplificadoras, as mudanças automáticas de enlace de encaminhamento e enlace de retorno são avaliadas independentemente, e nenhuma simetria é presumida entre os padrões de feixe de trajetória de encaminhamento e de retorno e a avaliação de métricas de trajetória.[010] Figure 1 illustrates a diagram of a communications system capable of providing approaches for dynamic and effective automatic terminal switching in a wireless communications system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. The terrestrial radio access network (RAN) 113 generally handles all automatic switches. The RAN is the element in a mobile communications network that deploys radio access technology from the underlying physical connection methods to a radio-based communications network. The RAN generally provides the connection between the user terminal (UT) 111/114 (e.g., a mobile telephone) and the core network (CN) 101. The CN comprises the central part of a telecommunications network, which generally provides services (for example, call forwarding via a public service telephone network (PSTN) 105 to end users using the telecommunications network via an access network 103). The exemplary embodiments additionally provide approaches for approximating auto-change factors to evaluate available trajectories and make auto-change decisions when the radio access network (RAN) cannot acquire complete information needed to evaluate all factors. Furthermore, in accordance with the exemplary embodiments, automatic forward and reverse link changes are evaluated independently, and no symmetry is assumed between the forward and reverse path beam patterns and the evaluation of path metrics.

[011] Com referência adicional à Figura 1, o sistema 100 possibilita que os procedimentos de mudança automática entre a estação-base terrestre e o SBSS 107 sejam executados através de uma rede de núcleo 101 com procedimentos padrão definidos em sistemas terrestres. No sistema exemplificador 100, o UT 111/114 tem a capacidade para comunicar sobre um enlace de satélite (através do satélite 109 e subsistema de estação-base de satélite (SBSS) ou satélite gateway (GW) 107) para a rede de núcleo sem fio (CN) 101, ou comunicar sobre uma torre ou estação de célula sem fio terrestre 110 com uma rede de acesso de rádio terrestre (RAN) 113 para a rede de núcleo sem fio (CN) 101. A RAN compreende um controlador de rede de rádio (RNC) 125, que é responsável pelas funções de gerenciamento de recurso de rádio e determinadas funções de gerenciamento de mobilidade da rede. A título de exemplo, a rede de dados 103 é configurada como um IP/IMS (subsistema de multimídia IP) com múltiplos servidores de aplicações 115 que suprem conteúdo de multimídia. A rede de dados 103 acopla à PSTN 105 através de uma porta de comunicação de mídia 117; a PSTN pode servir um ou mais terminais de voz 119.[011] With further reference to Figure 1, the system 100 enables automatic switching procedures between the ground base station and the SBSS 107 to be performed through a core network 101 with standard procedures defined in ground systems. In the example system 100, the UT 111/114 has the capability to communicate over a satellite link (via satellite 109 and satellite base station subsystem (SBSS) or satellite gateway (GW) 107) to wireless core network (CN) 101, or communicate over a terrestrial wireless cell station or tower 110 with a terrestrial radio access network (RAN) 113 to wireless core network (CN) 101. The RAN comprises a radio network controller (RNC) 125, which is responsible for radio resource management functions and certain network mobility management functions. By way of example, data network 103 is configured as an IP/IMS (IP Multimedia Subsystem) with multiple application servers 115 that supply multimedia content. Data network 103 couples to PSTN 105 through a media gateway 117; the PSTN can serve one or more 119 voice terminals.

[012] Um portador de acesso de rádio (RAB) está associado ao contexto de protocolo de dados de pacote (PDP) mantido entre o terminal de usuário (UT) 111/114 e a rede de núcleo (CN) 101. Por exemplo, um RAB pode ser estabelecido para a sinalização de chamada de protocolo de iniciação de sessão (SIP) e ser mantido enquanto o usuário deseja fazer e receber chamadas. Um outro RAB é estabelecido sob demanda para o transporte da mídia de voz enquanto uma chamada está em sessão. A rede de acesso de rádio de satélite estabelece e mantém portadores de rádio (RBs) entre o UT e o SBSS 107 necessários para satisfazer, por exemplo, os requisitos de qualidade de serviço (QoS) da sinalização de chamada de SIP e RABs de plano de usuário de voz sobre IP (VoIP). O portador de rádio de sinalização suporta a conectividade de sinalização entre o UT e a rede de acesso de rádio de satélite.[012] A Radio Access Bearer (RAB) is associated with the packet data protocol (PDP) context maintained between the User Terminal (UT) 111/114 and the Core Network (CN) 101. For example, a RAB can be established for Session Initiation Protocol (SIP) call signaling and be maintained as long as the user wants to make and receive calls. Another RAB is established on demand to transport voice media while a call is in session. The satellite radio access network establishes and maintains radio bearers (RBs) between the UT and the SBSS 107 necessary to satisfy, for example, the quality of service (QoS) requirements of SIP call signaling and Voice over IP (VoIP) user plane RABs. The signaling radio bearer supports the signaling connectivity between the UT and the satellite radio access network.

[013] O protocolo SIP é tipicamente usado para estabelecer a iniciação e o gerenciamento de uma sessão. Uma mensagem SIP contém, principalmente, três seções que detalham a sessão, temporização e descrições de mídia. Um contexto de protocolo de dados de pacote (PDP) é criado para cada sessão iniciada, que contém as características desejadas da sessão específica, incluindo o tipo de PDP e a QoS exigida entre outros parâmetros. Um contexto de PDP pode ser visto como um conjunto de informações mantido por UT, GGSN e SGSN. O mesmo contém um tipo de PDP que identifica o tipo de rede de dados de pacote (PDN), o endereço de PDP, informações de QoS e outras informações de sessão. A ativação de um contexto de PDP se refere à criação do contexto de PDP no UT, SGSN e GGSN, de modo que o UT possa se comunicar com uma entidade em PDN com o uso do endereço de PDP mantido no contexto de PDP. Adicionalmente, uma ativação de contexto de PDP secundária permite que o assinante estabeleça um contexto de PDP com um perfil de QoS diferente para a mesma PDN.[013] The SIP protocol is typically used to establish session initiation and management. A SIP message mainly contains three sections that detail the session, timing, and media descriptions. A packet data protocol (PDP) context is created for each initiated session, which contains the desired characteristics of the specific session, including the type of PDP and the required QoS among other parameters. A PDP context can be seen as a set of information maintained by UT, GGSN and SGSN. It contains a PDP type that identifies the packet data network (PDN) type, the PDP address, QoS information and other session information. Enabling a PDP context refers to creating the PDP context in the UT, SGSN and GGSN such that the UT can communicate with an entity in PDN using the PDP address held in the PDP context. Additionally, a secondary PDP context activation allows the subscriber to establish a PDP context with a different QoS profile for the same PDN.

[014] A rede de núcleo (CN) 101 pode incluir uma função de controle de sessão de chamada de proxy (P-CSCF), uma função de controle de sessão de chamada de serviço (S- CSCF), uma função de controle de sessão de chamada de interrogação (l-CSCF), um controlador de função de recurso de mídia (MRFC), um processador de função de recurso de mídia (MRFP), uma porta de comunicação de mídia (MGW), uma função de controlador de porta de comunicação de mídia (MGCF) e uma porta de comunicação de sinalização (SGW). Observe que esses componentes são os componentes que se referem ao protocolo de iniciação de sessão (SIP). Para outras aplicações, entretanto, a CN 101 pode incluir componentes diferentes. Adicionalmente, todos tais componentes associados à sinalização de SIP são conhecidos na técnica e, dessa forma, não são mostrados nas Figuras e sua funcionalidade não é discutida em detalhes na presente invenção. Ademais, conforme será observado, o sistema 100 pode incorporar muitas formas e incluir múltiplos componentes e instalações e/ou componentes e instalações alternativas.[014] The core network (CN) 101 may include a proxy call session control function (P-CSCF), a service call session control function (S-CSCF), an interrogation call session control function (l-CSCF), a media resource function controller (MRFC), a media resource function processor (MRFP), a media communication port (MGW), a media communication port controller (MGCF) function, and a signaling communication port (SGW). Note that these components are the components that refer to the Session Initiation Protocol (SIP). For other applications, however, the CN 101 may include different components. Additionally, all such components associated with SIP signaling are known in the art and, therefore, are not shown in the Figures and their functionality is not discussed in detail in the present invention. Furthermore, as will be appreciated, the system 100 can take many forms and include multiple components and facilities and/or alternative components and facilities.

[015] De acordo com as modalidades exemplificadoras, são fornecidas abordagens para realizar uma mudança automática de terminal, levando em conta uma multiplicidade de fatores para a seleção do melhor conjunto de trajetórias disponível. A título de exemplo, um conjunto de um satélite, um feixe de satélite e frequência para as direções de enlace de encaminhamento e de retorno não precisa ser igual e nenhuma simetria é presumida em padrões de feixe de direção de enlace de encaminhamento e de retorno. Os algoritmos exemplificadores, de acordo com as modalidades da invenção, podem combinar um conjunto de métricas para selecionar uma trajetória ideal, equilibrar múltiplos parâmetros, como razão entre sinal e ruído, duração esperada de cobertura de feixe e outros parâmetros, descritos em detalhes adicionais abaixo. As abordagens fornecem, adicionalmente, a mudança automática contínua a partir de trajetórias atuais para trajetórias alternativas consideradas mais ideais, em que nenhuma perda de dados de transmissão é experimentada, exceto quando uma mudança automática envolve uma mudança automática de frequência. A título de exemplo adicional, ao invés de apenas considerar a condição de canal como o fator primário para a tomada de decisões de mudança automática, as modalidades exemplificadoras fornecem a consideração de diversos fatores relevantes e um método flexível para a ponderação de tais fatores com base, por exemplo, nas características do sistema e objetivos de projeto de sistema. Em sistemas de comunicações de satélite, a mudança automática compreende a reatribuição ou a reconfiguração de enlaces de rádio entre um terminal e um satélite, um feixe de satélite e conjunto ou tripleto de frequência de portadora. Os critérios para a realização de mudança automática variam de sistema para sistema, mas, em geral, as mudanças automáticas são disparadas para selecionar trajetórias com melhores condições de canal e, dessa forma, consideram apenas as condições de canal tanto nas trajetórias atuais como em trajetórias disponíveis potenciais como os fatores para a tomada de uma decisão de mudança automática. Adicionalmente, para uso na presente invenção, uma "trajetória" compreende um satélite, um feixe de satélite e tripleto de frequência de portadora, e um "subfeixe" se refere a um par de feixe de satélite e sub-banda de portadora. De acordo com as modalidades exemplificadoras adicionais, tais abordagens fornecem a consideração de um conjunto expandido de fatores para alcançar um processo de mudança automática mais eficaz e aperfeiçoado. Tais fatores expandidos, por exemplo, são amplamente acionados pelas características do sistema (por exemplo, em um sistema LEO, a órbita em velocidade dos satélites, níveis de potência de transmissão atuais e disponíveis e frequências disponíveis). Adicionalmente, de acordo com tais modalidades, múltiplas trajetórias podem ser selecionadas para fornecer ganho de processamento e/ou ganho de diversidade.[015] According to the exemplary embodiments, approaches are provided to perform an automatic terminal change, taking into account a multitude of factors for the selection of the best set of available trajectories. By way of example, a set of a satellite, satellite beam, and frequency for forward and reverse link directions need not be the same, and no symmetry is assumed in forward and reverse link direction beam patterns. Exemplary algorithms, in accordance with embodiments of the invention, can combine a set of metrics to select an optimal trajectory, balance multiple parameters such as signal-to-noise ratio, expected duration of beam coverage, and other parameters, described in further detail below. The approaches additionally provide continuous automatic switching from current trajectories to alternative trajectories considered more ideal, in which no loss of transmission data is experienced, except when an automatic change involves an automatic frequency change. As an additional example, rather than just considering channel condition as the primary factor in making automatic switching decisions, the example embodiments provide consideration of several relevant factors and a flexible method for weighting such factors based on, for example, system characteristics and system design objectives. In satellite communications systems, automatic switching comprises the reassignment or reconfiguration of radio links between a terminal and a satellite, a satellite beam and carrier frequency set or triplet. The criteria for performing an automatic switch vary from system to system, but in general, the automatic switches are triggered to select paths with better channel conditions and, therefore, only consider the channel conditions on both the current paths and potential available paths as the factors for making an automatic switch decision. Additionally, for use in the present invention, a "path" comprises a satellite, a satellite beam and carrier frequency triplet, and a "subbeam" refers to a pair of satellite beam and carrier subband. In line with additional exemplary embodiments, such approaches provide for consideration of an expanded set of factors to achieve a more effective and improved automatic change process. Such expanded factors, for example, are largely driven by system characteristics (eg, in a LEO system, the orbiting speed of the satellites, current and available transmit power levels, and available frequencies). Additionally, according to such embodiments, multiple paths can be selected to provide processing gain and/or diversity gain.

[016] A Figura 2 ilustra um diagrama que representa padrões de feixe exemplificadores de dois respectivos satélites, satélite 1 (SAT-1) e satélite 2 (SAT-2), que se movem em direções diferentes, conforme refletido pelas linhas de trajetória 201, 203. Cada feixe é identificado com uma letra do alfabeto e cada feixe pode compreender múltiplas frequências de portadora. É mostrado um terminal de usuário (UT) 205 situado em uma seção sobreposta dos dois padrões de feixe. O UT está situado na área de sobreposição dos feixes de satélite de satélite 1, feixe H e satélite 2, feixe C, e, por exemplo, pode ser atendido com o uso de múltiplas (por exemplo, duas) trajetórias para fornecer ganho de processamento e diversidade de trajetória, entretanto, os feixes precisam ter a mesma frequência de portadora de operação. Alternativamente (não representado na Figura), feixes adjacentes de um satélite podem sobrepor, e um terminal dentro da porção sobreposta de dois feixes pode ser atendido por ambos os feixes simultaneamente. Em um sistema de comunicações de satélite GEO, em que a área de projeção de satélite na Terra é fixa, o UT pode exigir mudança automática devido a sua mobilidade, mudança de suas condições de canal e cobertura de subfeixe.[016] Figure 2 illustrates a diagram representing exemplary beam patterns of two respective satellites, satellite 1 (SAT-1) and satellite 2 (SAT-2), which move in different directions, as reflected by the trajectory lines 201, 203. Each beam is identified with a letter of the alphabet and each beam can comprise multiple carrier frequencies. Shown is a user terminal (UT) 205 located in an overlapping section of the two beam patterns. The UT is situated in the overlapping area of satellite beams from Satellite 1, H-beam and Satellite 2, C-beam, and, for example, can be serviced using multiple (e.g., two) paths to provide processing gain and path diversity, however, the beams need to have the same operating carrier frequency. Alternatively (not shown in the Figure), adjacent beams from one satellite may overlap, and a terminal within the overlapping portion of two beams may be serviced by both beams simultaneously. In a GEO satellite communications system, where the satellite projection area on Earth is fixed, the UT may require automatic switching due to its mobility, changing channel conditions and underbeam coverage.

[017] De acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção, em um sistema de comunicações de satélite móvel, diversos tipos de mudanças automáticas diferentes podem ser realizados. De acordo com um exemplo, uma mudança automática de enlace de encaminhamento pode ser iniciada pela RAN, de modo que comande o UT para comutar uma ou mais de suas trajetórias de recebimento de enlace descendente (trajetórias de enlace de encaminhamento), e reconfigure as trajetórias de transmissão de enlace descendente associadas, consequentemente. A título de exemplo, um tipo de mudança automática de enlace de encaminhamento consiste em uma mudança automática móvel assistida. Em uma mudança automática móvel assistida, a RAN pode usar procedimentos de relatório de medição de trajetória de encaminhamento para obter retroalimentação sobre a qualidade dos enlaces de encaminhamento alvo. As mudanças automáticas móveis assistidas são sempre intrafrequência (mudanças automáticas que envolvem trajetórias de frequência de portadora comuns), mas podem envolver mudança automática de trajetória interfeixe ou intersatélite. Uma mudança automática móvel assistida pode compreender uma mudança automática "suave" - em que uma mudança de uma ou mais trajetórias ativas é realizada enquanto pelo menos uma trajetória ativa permanece constante (quando a diversidade de trajetória está em vigor), ou uma mudança automática "dura", que envolve uma reconfiguração de todas as trajetórias ativas ao mesmo tempo. A título de exemplo adicional, um outro tipo de mudança automática de enlace de encaminhamento consiste em uma mudança automática oculta. Em uma mudança automática oculta, nenhuma medição de trajetória é usada. As mudanças automáticas ocultas podem ser realizadas em situações quando medições estão indisponíveis ou são impossíveis de obter (por exemplo, em mudanças automáticas interfrequências). As mudanças automáticas ocultas são normalmente (se não sempre) mudanças automáticas duras.[017] According to exemplary embodiments of the present invention, in a mobile satellite communications system, several different types of automatic changes can be performed. According to one example, an automatic forward link switch can be initiated by the RAN such that it commands the UT to switch one or more of its downlink receive paths (forward link paths), and reconfigure the associated downlink transmission paths accordingly. By way of example, one type of automatic forward link switching is an assisted mobile automatic switching. In a mobile-assisted automatic switchover, the RAN can use forward path measurement reporting procedures to obtain feedback on the quality of target forward links. Assisted mobile automatic changes are always intra-frequency (automatic changes involving common carrier frequency paths), but may involve automatic inter-beam or inter-satellite path changes. An assisted mobile autochange can comprise a "soft" autochange - where a change of one or more active trajectories is performed while at least one active trajectory remains constant (when trajectory diversity is in effect), or a "hard" autochange, which involves a reconfiguration of all active trajectories at the same time. By way of further example, another type of automatic forwarding link switching is a hidden automatic switching. In a hidden automatic shift, no trajectory measurement is used. Hidden automatic shifts can be performed in situations when measurements are unavailable or impossible to obtain (for example, in interfrequency automatic shifts). Hidden autoshifts are usually (if not always) hard autoshifts.

[018] De acordo com um exemplo adicional, uma mudança automática de enlace de retorno pode ser iniciada pela RAN, de modo que a mesma selecione um conjunto diferente de trajetórias de recebimento de enlace ascendente (trajetórias de enlace de retorno). A título de exemplo, um tipo de mudança automática de enlace de retorno consiste em uma mudança automática intrafrequência (uma mudança automática que envolve trajetórias de frequência de portadora comuns). As mudanças automáticas de enlace de retorno intrafrequência são transparentes para o UT, e não exigem troca de mensagens entre a RAN e o terminal. As mudanças automáticas de enlace de retorno intrafrequência podem ser suaves ou duras. A título de exemplo adicional, um outro tipo de mudança automática de enlace de retorno consiste em uma mudança automática interfrequência (uma mudança automática que envolve alteração em trajetórias de frequência de portadora). Em uma mudança automática de enlace de retorno interfrequência, a RAN comanda o UT para comutar sua respectiva frequência de enlace ascendente.[018] According to a further example, an automatic return link switch can be initiated by the RAN, so that it selects a different set of uplink receive paths (return link paths). By way of example, one type of reverse link automatic switching is an intra-frequency automatic switching (an automatic switching involving common carrier frequency paths). Automatic intra-frequency return link changes are transparent to the UT, and do not require message exchange between the RAN and the terminal. Automatic intra-frequency return link changes can be soft or hard. By way of further example, another type of automatic reverse link switching is an automatic inter-frequency switching (an automatic switching that involves changing carrier frequency paths). In an automatic inter-frequency reverse link switch, the RAN commands the UT to switch its respective uplink frequency.

[019] De acordo com as abordagens exemplificadoras de mudança automática fornecidas no presente documento, as métricas de trajetória são utilizadas para avaliar as opções de trajetória para diferentes cenários de mudança automática. Por exemplo, uma métrica de seleção de trajetória (PSM) é uma métrica para uma trajetória e uma métrica de trajetória combinada (CPM) é uma métrica para um conjunto de trajetórias. Tais métricas são usadas para avaliar os enlaces de rádio existentes e para tomar decisões sobre a probabilidade de realizar uma mudança automática e sobre a seleção do conjunto adequado de trajetórias para a mudança automática.[019] In line with the exemplary autoshift approaches provided in this document, trajectory metrics are used to evaluate trajectory options for different autochange scenarios. For example, a path selection metric (PSM) is a metric for a path, and a combined path metric (CPM) is a metric for a set of paths. Such metrics are used to evaluate existing radio links and to make decisions about the likelihood of performing an automatic switchover and the selection of the appropriate set of paths for the automatic switchover.

Métrica de Seleção de Trajetória (PSM):Path Selection Metric (PSM):

[020] De acordo com as modalidades exemplificadoras, a métrica de seleção de trajetória (PSM) é usada na seleção da melhor trajetória candidata, e procura combinar diversos fatores para a avaliação de um subfeixe em relação a outros.[020] According to the exemplary modalities, the trajectory selection metric (PSM) is used in the selection of the best candidate trajectory, and seeks to combine several factors for the evaluation of a subbeam in relation to others.

[021] A título de exemplo, um tipo de PSM consiste em uma métrica de qualidade/intensidade piloto relativa normalizada (S). Com PSM de intensidade-qualidade piloto, quando as medições piloto de enlace de encaminhamento estão disponíveis (por exemplo, quando o UT é ajustado em um canal e é capaz de medir determinadas características daquele canal), a métrica de qualidade/intensidade piloto relativa utiliza a medição de uma razão entre sinal e interferência piloto (SIR) ou razão entre sinal e ruído (S/N), mais uma correção para diferenças em potência de transmissão piloto real entre os feixes de enlace de encaminhamento que são medidos. O piloto é um sinal de referência transmitido pela RAN, que está sempre sendo transmitido em uma potência de transmissão consistente. Por exemplo, o UT pode medir a SIR para os canais ou trajetórias de enlace de encaminhamento atuais para as quais o UT é ajustado e transmitir aquelas medições de volta para a RAN. Tais medições podem ser realizadas com o uso de qualquer método geralmente conhecido para a medição de razão entre sinal e interferência em tal trajetória ou canal de comunicação de satélite móvel. Com base nas medições de SIR recebidas a partir do UT, a RAN pode, então, determinar a qualidade/intensidade piloto relativa (S), conforme exposto a seguir: [021] As an example, one type of PSM consists of a normalized relative pilot quality/intensity metric (S). With pilot strength-quality PSM, when forward link pilot measurements are available (for example, when the UT is tuned on a channel and is able to measure certain characteristics of that channel), the relative pilot quality/strength metric uses a measurement of a pilot signal-to-interference ratio (SIR) or signal-to-noise ratio (S/N), plus a correction for differences in actual pilot transmit power between the forward link beams that are measured. The pilot is a reference signal transmitted by the RAN, which is always being transmitted at a consistent transmit power. For example, the UT can measure the SIR for the current channels or forwarding link paths for which the UT is tuned and transmit those measurements back to the RAN. Such measurements may be performed using any generally known method for measuring signal-to-interference ratios on such a mobile satellite communication path or channel. Based on the SIR measurements received from the UT, the RAN can then determine the relative pilot quality/intensity (S) as follows:

[022] Para pilotos de enlace de retorno, a qualidade/intensidade piloto relativa (S) consiste na SIR piloto medida (sem a correção), normalizada. Para as medições de SIR de enlace de retorno, a RAN realiza tais medições diretamente com base nas transmissões de enlace de retorno recebidas a partir do UT. Tais medições podem ser realizadas em relação às trajetórias de enlace de retorno ativo do UT e/ou outras trajetórias da mesma frequência dentro de feixes (a partir do mesmo satélite ou a partir de um satélite diferente) que cobrem a posição atual do UT. Embora a RAN possa não estar decodificando tais outras trajetórias inativas, a RAN pode receber as transmissões do UT, e se uma mudança automática for iniciada, então, uma ou mais dentre tais trajetórias inativas podem se tornar ativas. Para pilotos de enlace de retorno, a qualidade/intensidade piloto relativa (S), pode ser determinada conforme exposto a seguir: [022] For return link pilots, the relative pilot quality/intensity (S) is the measured pilot SIR (without correction), normalized. For the return link SIR measurements, the RAN performs such measurements directly based on the return link transmissions received from the UT. Such measurements may be performed relative to the UT's active return link paths and/or other paths of the same frequency within beams (from the same satellite or from a different satellite) covering the current position of the UT. Although the RAN may not be decoding such other inactive paths, the RAN can receive transmissions from the UT, and if an automatic switchover is initiated, then one or more of these inactive paths can become active. For return link pilots, the relative pilot quality/intensity (S) can be determined as follows:

[023] Quando as medições de SIR de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um subfeixe candidato, mas as medições estão disponíveis para um subfeixe diferente no mesmo feixe de satélite (por exemplo, em uma mudança automática interfrequência - dentro do mesmo feixe, mas para uma trajetória de frequência diferente - o UT seria incapaz de realizar medições de SIR para uma trajetória de uma frequência diferente), as medições disponíveis para o subfeixe diferente podem ser usadas como uma aproximação para as medições de subfeixe desejadas. De modo similar, quando as medições de SIR de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um feixe candidato, mas as medições estão disponíveis para um feixe diferente (por exemplo, um feixe diferente do mesmo satélite, mas potencialmente para uma trajetória de frequência diferente), então, as medições de subfeixe disponíveis podem ser usadas como uma aproximação para as medições de subfeixe desejadas. As aproximações, entretanto, precisam ser ajustadas para ganhos de feixe e potências de transmissão pilotos - por exemplo, as aproximações podem ser determinadas conforme exposto a seguir: [023] When forward or reverse link SIR measurements are not available for a candidate subbeam, but measurements are available for a different subbeam on the same satellite beam (e.g. in an automatic interfrequency shift - within the same beam but for a different frequency path - the UT would be unable to perform SIR measurements for a path of a different frequency), the measurements available for the different subbeam can be used as an approximation to the desired subbeam measurements. Similarly, when forward or backlink SIR measurements are not available for a candidate beam, but measurements are available for a different beam (e.g., a different beam from the same satellite, but potentially for a different frequency path), then the available underbeam measurements can be used as an approximation for the desired underbeam measurements. The approximations, however, need to be adjusted for beam gains and pilot transmit powers - for example, approximations can be determined as follows:

[024] Essas situações, em que as medições de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis, podem ocorrer em mudanças automáticas interfrequência e outras mudanças automáticas ocultas.[024] Those situations, where forward or return link measurements are not available, may occur in automatic interfrequency changes and other hidden automatic changes.

[025] Quando as medições de SIR de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um satélite candidato (novamente, por exemplo, quando as medições não podem ser feitas devido a frequências diferentes), mas as medições estão disponíveis para um feixe em um satélite diferente, então, as medições de subfeixe disponíveis podem ser novamente usadas como uma aproximação para as medições de subfeixe desejadas (por exemplo, após adicionar uma compensação de ganho de feixe e trajetória devido às distâncias diferentes entre o UT e os dois satélites, e (por exemplo) uma deficiência configurável - Consulte, por exemplo, a Figura 7) - por exemplo, conforme exposto a seguir: [025] When return or forward SIR measurements are not available for a candidate satellite (again, for example, when measurements cannot be made due to different frequencies), but measurements are available for a beam on a different satellite, then the available underbeam measurements can again be used as an approximation for the desired underbeam measurements (for example, after adding a beam and path gain compensation due to the different distances between the UT and the two satellites, and (for example) a configurable deficiency - See , for example, Figure 7) - for example, as shown below:

[026] Essas situações, em que as medições de SIR de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um satélite candidato, podem ocorrer em mudanças automáticas interfrequência e outras mudanças automáticas ocultas. A deficiência configurável compreende uma variável flexível que fornece controle adicional sobre a iniciação de mudanças automáticas (por exemplo, a deficiência pode ser manipulada com base na experiência passada, resultados da simulação e objetivos operacionais e do sistema desejados em relação as mudança automáticas, como frequência de mudanças automáticas versus qualidade de sinal e QoS resultante).[026] Those situations, where forward or return link SIR measurements are not available for a candidate satellite, may occur in automatic inter-frequency changes and other hidden automatic changes. The configurable disability comprises a flexible variable that provides additional control over the initiation of automatic changes (e.g., the disability can be manipulated based on past experience, simulation results, and desired operational and system objectives regarding automatic changes, such as frequency of automatic changes versus signal quality and resulting QoS).

[027] Nas equações acima (1) a (6): PPilot,beam,J é a potência de transmissão piloto de RAN em feixe J (dBW), Gbeam,J é o ganho de antena de feixe de banda de serviço na localização do UT para o feixe J (dB), Gpath,J = 147,55 — 20 log(F x d) — 240, que é a perda de trajetória de espaço livre no enlace móvel para o feixe J F é a frequência de portadora de banda de serviço (GHz), d é a faixa de inclinação (km), Smin é o mínimo esperado Sadj é um fator de ajuste configurável para responder pelas perdas e para servir como uma deficiência ajustável (por exemplo, -3 dB). A deficiência reflete um parâmetro ajustável para ajustar as estimativas, por exemplo, que podem ser determinadas com base na experiência passada com o mesmo sistema, simulações, objetivos de projeto em relação à frequência de mudanças automáticas ou similares (por exemplo, agressividade em relação à tomada de decisão de mudança automática), etc.[027] In the above equations (1) to (6): PPilot,beam,J is the J-beam RAN pilot transmit power (dBW), Gbeam,J is the serviceband beam antenna gain at the UT location for the J-beam (dB), Gpath,J = 147.55 — 20 log(F x d) — 240, which is the path loss of free space on the mobile link for the J-beam F is the carrier frequency service band (GHz), d is the slope range (km), Smin is the expected minimum Sadj is a configurable adjustment factor to account for losses and to serve as an adjustable handicap (eg -3 dB). Deficiency reflects an adjustable parameter to adjust estimates, for example, which can be determined based on past experience with the same system, simulations, design objectives in relation to frequency of automatic or similar changes (e.g., aggressiveness in relation to automatic change decision making), etc.

[028] A título de exemplo adicional, um outro tipo de PSM consiste em uma métrica de tempo de vida de subfeixe (L). O tempo de vida de subfeixe, em relação a um UT, é a duração de tempo durante a qual o subfeixe está propenso a permanecer uma trajetória física viável para o UT, que é derivada com base na trajetória do satélite e da respectiva cobertura do feixe em relação à posição do terminal. Por exemplo: [028] As an additional example, another type of PSM consists of a subbeam lifetime (L) metric. The subbeam lifetime, relative to a UT, is the length of time that the subbeam is likely to remain a physically viable trajectory for the UT, which is derived based on the satellite trajectory and its beam coverage relative to the terminal position. For example:

[029] O valor de Llow e Lhigh pode ser escolhido para refletir a duração de cobertura de feixe com base no sistema de satélite particular (por exemplo, para um sistema LEO, 10 e 30 segundos, respectivamente). Por exemplo, com base no projeto de sistema (por exemplo, órbita e velocidade dos satélites, e padrões de feixe), Llow e Lhigh podem ser estimados e, adicionalmente, tais estimativas podem ser adaptadas para afetar a frequência de mudança automática (por exemplo, empurrando as estimativas mais em direção aos limites do sistema irá reduzir a frequência de mudança automática, enquanto que estimativas mais conservadoras irão resultar em uma frequência de mudança automática maior). Ademais, Llow e Lhigh normalizam o tempo de cobertura de feixe antecipado através do sistema.[029] The value of Llow and Lhigh can be chosen to reflect the duration of beam coverage based on the particular satellite system (eg, for a LEO system, 10 and 30 seconds, respectively). For example, based on the system design (e.g. orbit and velocity of the satellites, and beam patterns), Llow and Lhigh can be estimated and additionally such estimates can be adapted to affect the auto-change frequency (e.g. pushing the estimates further towards the system limits will reduce the auto-change frequency, while more conservative estimates will result in a higher auto-change frequency). Furthermore, Llow and Lhigh normalize the anticipated beam coverage time across the system.

[030] A título de exemplo adicional, um outro tipo de PSM consiste em uma métrica de tendência de mudança automática (H). A tendência de mudança automática pode ser usada para retardar a mudança automática até que uma trajetória adequada (por exemplo, suficientemente melhor) seja encontrada. Por exemplo, se o subfeixe é uma trajetória ativa atual, então, H = 1, ou se o subfeixe for uma trajetória candidata, então, H = 0.[030] As an additional example, another type of PSM consists of an auto-changing trend metric (H). The autoshift bias can be used to delay the autochange until a suitable (eg sufficiently better) trajectory is found. For example, if the subbeam is a current active trajectory, then H = 1, or if the subbeam is a candidate trajectory, then H = 0.

[031] A título de exemplo adicional, um outro tipo de PSM consiste em uma métrica que reflete um fator de capacidade disponível (ou fator de carga inversa) para o subfeixe (A). Um fator de capacidade disponível (ou fator de carga inversa) para o subfeixe de enlace de encaminhamento, por exemplo, pode ser conforme exposto a seguir: em que Pcommitted reflete a potência comprometida atual e Pmax é a potência máxima permitida em um subfeixe. Consequentemente, quando maior a potência comprometida em relação à potência máxima, mais limitada se torna a capacidade - até Pcommitted = Pmax, e, então, A se torna zero. Adicionalmente, um fator de capacidade disponível (ou fator de carga inversa) para o subfeixe de enlace de retorno, por exemplo, pode compreender o fato de A ter por base a razão entre alocação de enlace ascendente/fluxos existentes e os canais permissíveis máximos, em que mais transmissões ou fluxos de enlace ascendente aumentam a interferência.[031] As an additional example, another type of PSM consists of a metric that reflects an available capacity factor (or inverse load factor) for the subbeam (A). An available capacity factor (or reverse load factor) for the forward link subbeam, for example, might be as follows: where Pcommitted reflects the current committed power and Pmax is the maximum power allowed in a subbeam. Consequently, the greater the committed power relative to the maximum power, the more limited the capacity becomes - until Pcommitted = Pmax, and then A becomes zero. Additionally, an available capacity factor (or reverse load factor) for the reverse link subbeam, for example, may comprise that A is based on the uplink allocation/existing flows ratio and the maximum allowable channels, where more uplink transmissions or flows increase interference.

[032] De acordo com uma modalidade, com base nas métricas de seleção de trajetória exemplificadoras mencionadas anteriormente, a PSM pode, então, ser calculada conforme exposto a seguir: em que Ks, KL, KH e KA fornecem diferentes ponderações para as diversas métricas e flexibilidade de operação do sistema. A título de exemplo, as ponderações podem ser, cada uma, definidas de acordo com uma ponderação a ser atribuída à respectiva métrica para endereçar as diversas trocas de sistema (como, a ponderação das medições piloto versus o tempo de vida de subfeixe). Sob esse aspecto, uma ponderação maior aplicada à qualidade/intensidade piloto relativa (S) pode levar a uma frequência maior de mudanças automáticas (por exemplo, uma trajetória de qualidade melhor pode, então, disparar uma mudança automática mesmo que exista um tempo de vida relativamente longo para o subfeixe), enquanto que uma ponderação maior aplicada ao tempo de vida de subfeixe (por exemplo, uma trajetória de qualidade melhor pode, então, não disparar uma mudança automática quando existe um tempo de vida relativamente longo para o subfeixe). Consequentemente, em relação à determinação de PSM, as modalidades da presente invenção fornecem uma abordagem genérica que pode ser facilmente adaptada para realizar diferentes objetivos do sistema e projeto e as eficiências (por exemplo, com base nas diversas trocas operacionais do sistema - como a minimização de mudanças automáticas sacrificando a qualidade de sinal nas margens versus a maximização da qualidade de sinal em uma base consistente sacrificando a sobrecarga associada a uma frequência maior de mudanças automáticas).[032] According to one modality, based on the exemplifying trajectory selection metrics mentioned above, the PSM can then be calculated as follows: where Ks, KL, KH and KA provide different weights for different metrics and flexibility of system operation. As an example, the weights can each be defined according to a weight to be assigned to the respective metric to address the various system tradeoffs (such as weighting of pilot measurements versus underbeam lifetime). In this regard, a larger weight applied to the relative pilot quality/intensity (S) may lead to a higher frequency of automatic changes (e.g. a better quality trajectory may then trigger an automatic change even though there is a relatively long subbeam lifetime), whereas a larger weight applied to the subbeam lifetime (e.g. a better quality trajectory may then not trigger an automatic change when there is a relatively long subbeam lifetime). Consequently, with respect to PSM determination, the embodiments of the present invention provide a generic approach that can be easily adapted to realize different system and design goals and efficiencies (e.g., based on the various operational tradeoffs of the system - such as minimizing automatic changes by sacrificing signal quality at the margins versus maximizing signal quality on a consistent basis by sacrificing the overhead associated with a higher frequency of automatic changes).

Métrica de trajetória combinada (CPM):Combined Path Metric (CPM):

[033] De acordo com as modalidades exemplificadoras, a métrica de trajetória combinada (CPM) é usada na seleção de um conjunto de trajetórias candidatas que fornece boa diversidade de trajetória. Um conjunto de trajetórias cuja CPM é maior que aquela de um outro conjunto é considerado como uma melhor escolha para um conjunto de trajetórias de diversidade. A título de exemplo, uma CPM pode ser determinada conforme exposto a seguir. Primeiramente, a PSM(i) = a PSM das trajetórias i, i = 1, ... , n (a PSM de cada trajetória individual i) é calculada conforme descrito acima. Em seguida, um parâmetro de diversidade de trajetória D (1, ... , n) para o conjunto de trajetórias 1, ... , n é selecionado com base no nível de diversidade de cada trajetória (por exemplo, em que os parâmetros de diversidade favorecem um alto grau de diversidade de trajetória - por exemplo, quatro satélites são melhores que 3, 2 ou 1, por exemplo, devido às opções de linha de visão aumentadas). Os parâmetros de diversidade de trajetória, por exemplo, podem ser selecionados conforme exposto a seguir: 0,0 se n = 1, 0,1 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em um satélite, 0,5 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em dois satélites, 0,8 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em três satélites, 1,0 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em quatro satélites.[033] According to the exemplary embodiments, the combined trajectory metric (CPM) is used in selecting a set of candidate trajectories that provide good trajectory diversity. A set of trajectories whose CPM is greater than that of another set is considered as a better choice for a set of diversity trajectories. As an example, a CPM can be determined as follows. First, the PSM(i) = the PSM of paths i, i = 1, ... , n (the PSM of each individual path i) is calculated as described above. Then, a trajectory diversity parameter D(1, ... , n) for the set of trajectories 1, ... , n is selected based on the diversity level of each trajectory (e.g., where the diversity parameters favor a high degree of trajectory diversity - e.g., four satellites are better than 3, 2, or 1, for example, due to increased line-of-sight options). The path diversity parameters, for example, can be selected as follows: 0.0 if n = 1, 0.1 if n > 1 and paths 1, ..., n are on one satellite, 0.5 if n > 1 and paths 1, ..., n are on two satellites, 0.8 if n > 1 and paths 1, ..., n are on three satellites, 1.0 if n > 1 and paths 1, ..., n are on four satellites .

[034] Então, a CPM do conjunto de trajetórias 1, n pode ser determinada conforme exposto a seguir: em que KD é um "coeficiente de diversidade" (por exemplo, 3 dB) e, dessa forma, (KD * D (1, ... , n)) cria uma tendência que favorece a diversidade de satélite aumentada. O fator de diversidade D (l, ... , n) reflete, assim, um fator flexível que pode ser definido para atender os objetivos de projeto do sistema.[034] Then, the CPM of the set of trajectories 1, n can be determined as follows: where KD is a "diversity coefficient" (eg 3 dB) and thus (KD * D (1, ... , n)) creates a bias that favors increased satellite diversity. The diversity factor D (l, ... , n) thus reflects a flexible factor that can be defined to meet the system design objectives.

Seleção de trajetórias com o uso de CPM:Selection of trajectories using CPM:

[035] De acordo com as modalidades exemplificadoras, o seguinte algoritmo pode ser usado para selecionar o melhor conjunto de trajetórias a partir de um conjunto candidato de subfeixes com o uso de CPM, dado um número alvo de trajetórias NP e satélites NS de diversidade. Opcionalmente, a frequência alvo TF pode ser suprida. Primeiramente, classifica-se a lista de candidatos de subfeixes mediante a diminuição de PSM. Então, separa-se os conjuntos de trajetórias candidatas para a avaliação e seleciona-se o conjunto ideal com base no resultado da avaliação, por exemplo, conforme exposto a seguir: (1) Separar os primeiros subfeixes N < NP de modo que (a) cada frequência de subfeixe seja TF, (b) o SIR Si de cada subfeixe (conforme usado na computação de PSM) esteja dentro de ΔSmax daquele da trajetória primária e (c) a lista de candidatos abranja diferentes satélites NS. Solicitar esse conjunto candidato C(NS) e computar CPM(C(NS)) - se os satélites NS não forem encontrados, o conjunto candidato C(NS) será, dessa forma, vazio e não será considerado; (2) Diminuir NS e repetir (1) até que os conjuntos candidatos C(NS), C(NS— 1), ... , C(l) tenham sido gerados; e (3) selecionar o conjunto candidato ideal como o conjunto C(i) com o valor de CPM maior.[035] According to the exemplary embodiments, the following algorithm can be used to select the best set of trajectories from a candidate set of subbeams using CPM, given a target number of NP trajectories and NS satellites of diversity. Optionally, the TF target frequency can be suppressed. First, the candidate list of subbeams is sorted by decreasing PSM. Then, separate the sets of candidate trajectories for evaluation and select the optimal set based on the result of the evaluation, for example, as follows: (1) Separate the first subbeams N < NP so that (a) each subbeam frequency is TF, (b) the SIR Si of each subbeam (as used in the PSM computation) is within ΔSmax of that of the primary trajectory, and (c) the candidate list spans different NS satellites. Request this candidate set C(NS) and compute CPM(C(NS)) - if the NS satellites are not found, the candidate set C(NS) is therefore empty and not considered; (2) Decrease NS and repeat (1) until candidate sets C(NS), C(NS— 1), ... , C(l) have been generated; and (3) select the ideal candidate set as the set C(i) with the highest CPM value.

Seleção de trajetória de encaminhamento em mudança automática:Auto-changing forward path selection:

[036] De acordo com as modalidades exemplificadoras, a RAN reavalia periodicamente o conjunto de candidatos de trajetória de encaminhamento e trajetórias ativas. A título de exemplo, a RAN pode reavaliar o conjunto de candidatos de trajetória de encaminhamento e trajetórias ativas com base em uma periodicidade predeterminada (por exemplo, em que a periodicidade reflete um outro fator flexível utilizado para alcançar o desempenho e operação de sistema desejado - por exemplo, a cada 10 segundos). A título de exemplo adicional, a RAN pode reavaliar o conjunto de candidatos de trajetória de encaminhamento e trajetórias ativas quando ocorrem determinados eventos que podem disparar uma mudança automática (por exemplo, tais eventos incluem atualizações de posição de UT, relatórios de medição e determinados eventos de gerenciamento de recurso - como uma ação de gerenciamento de recurso que tornará um feixe não mais disponível para um UT particular).[036] According to the exemplary modalities, the RAN periodically re-evaluates the set of forward path candidates and active paths. For example, the RAN may re-evaluate the set of forward path candidates and active paths based on a predetermined periodicity (e.g., where the periodicity reflects another flexible factor used to achieve desired system performance and operation - e.g. every 10 seconds). As a further example, the RAN may re-evaluate the set of forward path candidates and active paths when certain events occur that may trigger an automatic switch (for example, such events include UT position updates, measurement reports, and certain resource management events - such as a resource management action that will make a beam no longer available for a particular UT).

[037] De acordo com as modalidades exemplificadoras adicionais, podem se aplicar critérios especiais quando determinadas mudanças automáticas de trajetória estão sendo consideradas. A título de exemplo, um tal critério pode ser o fato de que a frequência de portadora selecionada precisa ser igual a outras trajetórias no conjunto de diversidade que não estão sendo entregues. No caso de uma mudança automática interfrequência, todas as trajetórias de diversidade são entregues juntamente. A título de exemplo adicional, um outro tal critério para uma mudança automática interfrequência pode ser o fato de que (se for razoavelmente possível) a trajetória alvo precisa estar no mesmo satélite que a trajetória existente, o que permitiria que o UT usasse aproximações com base em medições atuais para adquirir os pilotos alvo. A título de exemplo adicional, tal critério adicional para uma mudança automática intersatélite pode ser o fato de que a frequência de portadora alvo precisa ser igual àquela atual, se for possível. Isso permite que o UT realize medições dos pilotos alvo antes da mudança automática.[037] According to the additional exemplary arrangements, special criteria may apply when certain automatic trajectory changes are being considered. By way of example, one such criterion might be the fact that the selected carrier frequency needs to be equal to other paths in the diversity set that are not being delivered. In the case of an automatic interfrequency change, all diversity paths are delivered together. By way of further example, another such criterion for an automatic inter-frequency change could be the fact that (if reasonably possible) the target trajectory needs to be on the same satellite as the existing trajectory, which would allow the UT to use approximations based on current measurements to acquire the target pilots. As an additional example, such an additional criterion for an automatic intersatellite switch could be the fact that the target carrier frequency needs to be the same as the current one, if possible. This allows the UT to take measurements of the target pilots before the automatic switch.

[038] De acordo com uma modalidade, o processo de mudança automática de trajetória de encaminhamento é conforme exposto a seguir:[038] According to one embodiment, the process of automatically changing the forwarding path is as follows:

[039] ETAPA I: O processo de mudança automática tenta manter as trajetórias ativas na mesma frequência F1. Com base nesse objetivo de manter as trajetórias ativas na mesma frequência F1, primeiramente, determina-se a lista de candidatos na frequência ativa atual F1 com base nas últimas medições piloto relatadas pelo UT e PSMs computadas resultantes para todas as trajetórias. Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = F1 (a frequência atual); Número alvo de trajetórias NP = 2 e Número alvo de satélites NS = 2. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 2, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados - por exemplo, se nenhuma diversidade fosse desejada ou exigida devido às restrições do sistema ou número de receptores no terminal, o NP e NS poderiam ser definidos para 1. Adicionalmente, os valores de NP e NS podem ser restringidos pelas características do sistema (por exemplo, limitações no número de transmissões de trajetória independentes que um UT pode ser tecnicamente capaz de receber). Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se os vencedores forem iguais às trajetórias ativas atuais, nenhuma mudança automática é exigida nessa frequência; (2) Se os vencedores não forem iguais às trajetórias ativas atuais, então, examina-se a métrica de trajetória combinada (CPM) dos vencedores; (3) Se a CPM dos vencedores for maior que a CPM das trajetórias ativas atuais, então, dispara-se a mudança automática (isto é, isso pode ser uma mudança automática suave intrafrequência se um vencedor for uma trajetória ativa, ou uma mudança automática dura intrafrequência se nenhum vencedor foi uma trajetória ativa); e (4) Se a CPM do conjunto vencedor for menor que aquela do conjunto ativo, nenhuma mudança automática é exigida.[039] STEP I: The automatic switching process tries to keep the active paths at the same F1 frequency. Based on this goal of keeping the active trajectories at the same F1 frequency, first determine the list of candidates at the current active F1 frequency based on the last pilot measurements reported by the UT and resulting computed PSMs for all trajectories. Then, the algorithm described above in the section entitled "Selecting trajectories using CPM" is applied to select the optimal set of trajectories, for example, using certain options in the algorithm, as follows: Target frequency TF = F1 (the current frequency); Target number of paths NP = 2 and Target number of satellites NS = 2. The number of paths and number of satellites in this example are each 2, however (as would be evident) other values could be used - for example, if no diversity was desired or required due to system constraints or number of receivers at the terminal, the NP and NS could be set to 1. independent data that a UT may technically be able to receive). Finally, the determined ideal set is examined, such that: (1) If the winners are equal to the current active trajectories, no automatic change is required in that frequency; (2) If the winners are not equal to the current active trajectories, then the combined trajectory metric (CPM) of the winners is examined; (3) If the CPM of the winners is greater than the CPM of the current active trajectories, then automatic switching is triggered (i.e., this can be an automatic smooth intra-frequency change if a winner is an active trajectory, or an automatic hard intra-frequency change if no winner was an active trajectory); and (4) If the CPM of the winning set is less than that of the active set, no automatic change is required.

[040] ETAPA 11: Nos casos em que a etapa anterior não recomendou uma mudança automática na frequência atual (exames (1) e (4), a partir da ETAPA I, imediatamente acima), as trajetórias ativas deveriam ser examinadas para ver se uma mudança automática de frequência é exigida, conforme exposto a seguir. Se o tempo de vida de cada uma das trajetórias ativas atuais L > Lhigh segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida. De outro modo, cria- se uma lista de todos os subfeixes em estado de "liberação pendente" ou "ativo" no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual apenas, e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista). Em que nenhuma medição está disponível para as outras frequências, as aproximações podem ser usadas nos cálculos de PSM. Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = não especificada - o algoritmo separa a frequência do candidato de topo; Número alvo de trajetórias NP = 1; e Número alvo de satélites NS = 1. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 1, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados. Adicionalmente, os valores de NP e NS podem ser restringidos pelas características do sistema (por exemplo, limitações no número de transmissões de trajetória independentes que um UT pode ser tecnicamente capaz de transmitir). Adicionalmente, nesse exemplo, o UT pode apenas ser capaz de transmitir em uma trajetória, mas a RAN pode receber essa transmissão em todas as trajetórias da mesma frequência e de feixes que cobrem a posição do UT. Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se os vencedores tiverem uma CPM maior que a CPM das trajetórias ativas atuais, então, realiza-se uma mudança automática interfrequência no mesmo satélite (ou satélites); (2) Se um conjunto de trajetórias melhor não foi encontrado e o tempo de vida de cada uma das trajetórias ativas atuais for L > Llow segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida; (3) De outro modo, uma mudança automática intersatélite deveria ser considerada - repetem-se as etapas acima de criar uma lista de todos os subfeixes em estado "ativo" ou de "liberação pendente" no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual, e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista), mas incluindo subfeixes a partir de outros satélites na lista; (4) Se um conjunto de trajetórias melhor for encontrado, então, realiza-se uma mudança automática interfrequência para um satélite diferente; e (5) Se nenhuma trajetória melhor for encontrada, então, nenhuma mudança automática é realizada.[040] STEP 11: In cases where the previous step did not recommend an automatic change in the current frequency (exams (1) and (4), from STEP I, immediately above), the active trajectories should be examined to see if an automatic change of frequency is required, as explained below. If the lifetime of each of the current active trajectories L > Lhigh seconds, then no automatic changes are required. Otherwise, a list is created of all subbeams in "release pending" or "active" state on the current active trajectory only satellite (or satellites), and their PSMs are computed (including the current active trajectories in that list). Where no measurements are available for the other frequencies, approximations can be used in PSM calculations. Then, apply the algorithm described above in the section entitled "Selecting trajectories using CPM" to select the optimal set of trajectories, for example, using certain options in the algorithm, as follows: Target frequency TF = unspecified - the algorithm separates the frequency of the top candidate; Target number of trajectories NP = 1; and Target number of satellites NS = 1. The number of tracks and the number of satellites in this example are each 1, however (as would be evident) other values can be used. Additionally, the values of NP and NS may be constrained by system characteristics (for example, limitations on the number of independent path transmissions that a UT may technically be capable of transmitting). Additionally, in this example, the UT may only be able to transmit on one path, but the RAN may receive that transmission on all paths of the same frequency and beams covering the UT's position. Finally, the determined ideal set is examined, so that: (1) If the winners have a CPM greater than the CPM of the current active trajectories, then an automatic interfrequency change is performed on the same satellite (or satellites); (2) If a better set of trajectories has not been found and the lifetime of each of the current active trajectories is L > Llow seconds, then no automatic change is required; (3) Otherwise, an automatic intersatellite switch should be considered - repeat the above steps of creating a list of all subbeams in "active" or "release pending" state on the current active track satellite (or satellites), and compute their PSMs (including the current active tracks in that list), but including subbeams from other satellites in the list; (4) If a better set of trajectories is found, then an automatic interfrequency switch to a different satellite is performed; and (5) If no better trajectory is found, then no automatic change is performed.

Seleção de trajetória de retorno em mudança automática:Automatic shifting return path selection:

[041] De acordo com as modalidades exemplificadoras, no momento da mudança automática, a RAN tem, em geral, medições de múltiplas trajetórias candidatas fornecidas por pesquisas pilotos durante o curso da respectiva sessão de dados ou chamada ativa. Adicionalmente, com uma sessão de dados ou chamada ativa, uma frequência de canal de tráfego ativa tem sido estabelecida, assim, a RAN tenta manter o UT na mesma frequência de retorno durante as mudanças automáticas.[041] According to the exemplary embodiments, at the time of automatic switching, the RAN generally has measurements of multiple candidate paths provided by pilot surveys during the course of the respective data session or active call. Additionally, with an active call or data session, an active traffic channel frequency has been established, so the RAN tries to keep the UT on the same return frequency during automatic changes.

[042] De acordo com uma modalidade, a RAN usa o seguinte algoritmo para escolher as trajetórias de retorno em mudança automática:[042] According to one embodiment, the RAN uses the following algorithm to choose the auto-changing return paths:

[043] ETAPA I: Na seleção de trajetória de retorno, o processo de mudança automática tenta novamente manter a frequência de tráfego ativa atual F1. Com base nesse objetivo de manter a mesma frequência ativa F1, primeiramente, determina-se a lista de candidatos de todos os subfeixes de retorno na trajetória de feixe de UT e classifica-se os mesmos mediante a diminuição de PSM (em que os SIRs pilotos medidos reais são usados para calcular as PSMs). Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = F1 (a frequência atual); Número alvo de trajetórias NP = 2; e Número alvo de satélites NS = 2. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 2, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados - por exemplo, se diversidade adicional fosse exigida ou desejada para aperfeiçoar o ganho de diversidade ou ganho de processamento, então, o NP e NS poderiam ser definidos para 4. Esse número pode também depender do número de satélites visíveis para o UT e do tamanho da constelação de satélites. Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se o conjunto de vencedores for igual ao conjunto ativo atual de trajetórias de retorno, então, nenhuma mudança automática é exigida nessa frequência; (2) Se o conjunto de vencedores se diferir do conjunto ativo atual, então, realiza-se uma reconfiguração de trajetória de retorno intrafrequência, que pode envolver a adição, substituição ou remoção de uma ou mais trajetórias ativas.[043] STEP I: On return path selection, the auto changeover process tries again to maintain the current active traffic frequency F1. Based on this goal of maintaining the same F1 active frequency, first determine the candidate list of all return subbeams in the UT beam path and rank them by decreasing PSM (where the actual measured pilot SIRs are used to calculate the PSMs). Then, the algorithm described above in the section entitled "Selecting trajectories using CPM" is applied to select the optimal set of trajectories, for example, using certain options in the algorithm, as follows: Target frequency TF = F1 (the current frequency); Target number of trajectories NP = 2; and Target number of satellites NS = 2. The number of tracks and number of satellites in this example are each 2, however (as would be evident) other values could be used - for example, if additional diversity was required or desired to optimize diversity gain or processing gain, then the NP and NS could be set to 4. This number could also depend on the number of satellites visible to the UT and the size of the satellite constellation. Finally, the determined ideal set is examined, such that: (1) If the set of winners equals the current active set of return paths, then no automatic change is required at that frequency; (2) If the set of winners differs from the current active set, then an intra-frequency backtrack reconfiguration is performed, which may involve adding, replacing, or removing one or more active tracks.

[044] ETAPA 11: Nos casos em que a etapa anterior não recomendou uma mudança automática na frequência atual F1(exame (1), a partir da ETAPA I, imediatamente acima), as trajetórias ativas deveriam ser examinadas para ver se uma mudança automática de frequência é exigida, conforme exposto a seguir. Se o tempo de vida de pelo menos duas dentre as trajetórias ativas atuais for L > Lhigh segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida. Isso é feito devido ao fato de que a seleção de trajetória pode ser tentada novamente, por exemplo, após 10 segundos, em tal momento, os candidatos melhores poderiam se tornar disponíveis. De outro modo, cria-se uma lista de todos os subfeixes no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual apenas e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista). Em que nenhuma medição está disponível para as outras frequências, as medições na frequência ativa atual podem ser usadas como uma aproximação nos cálculos de PSM. Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = não especificada - o algoritmo separa a frequência do candidato de topo; Número alvo de trajetórias NP = 2; e Número alvo de satélites NS = 2. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 2, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados - por exemplo, se diversidade adicional fosse exigida ou desejada para aperfeiçoar o ganho de diversidade ou ganho de processamento, então, o NP e NS poderiam ser definidos para 4. Esse número pode também depender do número de satélites visíveis para o terminal e do tamanho da constelação de satélites. Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se os vencedores tiverem uma CPM maior que a CPM das trajetórias ativas atuais, então, realiza-se uma mudança automática de retorno interfrequência no mesmo satélite (ou satélites); (2) Se um conjunto de trajetórias melhor não foi encontrado e o tempo de vida de pelo menos duas dentre as trajetórias ativas atuais for L > Llow segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida nesse momento; (3) De outro modo, uma mudança automática intersatélite deveria ser considerada - repetem-se as etapas acima de criar uma lista de todos os subfeixes no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista), mas incluindo subfeixes a partir de outros satélites na lista; (4) Se um conjunto de trajetórias melhor for encontrado, então, realiza-se uma mudança automática de retorno interfrequência para um satélite diferente; e (5) Se nenhuma trajetória melhor for encontrada, então, nenhuma mudança automática é realizada.[044] STEP 11: In cases where the previous step did not recommend an automatic change in the current frequency F1(exam (1), from STEP I, immediately above), the active paths should be examined to see if an automatic change of frequency is required, as explained below. If the lifetime of at least two of the current active trajectories is L > Lhigh seconds, then no automatic change is required. This is done due to the fact that the path selection can be tried again, for example after 10 seconds, at which time better candidates could become available. Otherwise, a list is created of all subbeams on the current active track only satellite (or satellites) and computed their PSMs (including the current active tracks in that list). Where no measurements are available for the other frequencies, measurements at the current active frequency can be used as an approximation in PSM calculations. Then, apply the algorithm described above in the section entitled "Selecting trajectories using CPM" to select the optimal set of trajectories, for example, using certain options in the algorithm, as follows: Target frequency TF = unspecified - the algorithm separates the frequency of the top candidate; Target number of trajectories NP = 2; and Target number of satellites NS = 2. The number of tracks and number of satellites in this example are each 2, however (as would be evident) other values could be used - for example, if additional diversity was required or desired to optimize diversity gain or processing gain, then the NP and NS could be set to 4. This number could also depend on the number of satellites visible to the terminal and the size of the satellite constellation. Finally, the determined ideal set is examined, so that: (1) If the winners have a CPM greater than the CPM of the current active trajectories, then an automatic interfrequency return switch is performed on the same satellite (or satellites); (2) If a better set of trajectories has not been found and the lifetime of at least two of the currently active trajectories is L > Llow seconds, then no automatic change is required at that time; (3) Otherwise, an automatic intersatellite switch should be considered - repeat the above steps of creating a list of all subbeams on the current active track satellite (or satellites) and compute their PSMs (including the current active tracks in that list), but including subbeams from other satellites in the list; (4) If a better set of trajectories is found, then an automatic inter-frequency return switch to a different satellite is performed; and (5) If no better trajectory is found, then no automatic change is performed.

Procedimento de mudança automática em CDMA:Automatic switching procedure in CDMA:

[045] De acordo com modalidades exemplificadoras adicionais, são fornecidos processos para mudança automática em um sistema CDMA. A Figura 3 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A título de exemplo, para uma mudança automática de enlace de encaminhamento, a RAN fornece determinadas informações para instruir o UT para realizar a mudança automática (S301), incluindo a identificação do satélite, feixe e frequência de portadora, os códigos Walsh, e o tempo de alternância (por exemplo, especificação do número de quadro de encaminhamento no qual a RAN e o terminal comutam para as novas trajetórias). As informações de satélite e feixe fornecem o mapeamento adequado para um código de ruído pseudo-aleatório (PN) a ser usado pelo terminal. Quando a diversidade de trajetória de encaminhamento está sendo usada, a reconfiguração pode incluir informações de múltiplas trajetórias. A frequência é, em geral, a mesma para todas as trajetórias. Com a diversidade em uso, uma mudança automática suave envolve a reconfiguração de algumas trajetórias enquanto que mantém pelo menos uma trajetória ativa, enquanto que a mudança automática dura envolve a reconfiguração de todas as trajetórias ativas. A RAN continua a transmitir dados nas trajetórias antigas até o quadro de alternância alvo (S303). O UT reconfigura o receptor (S305) e a RAN reconfigura o transmissor (S307). Dependendo do tipo de reconfiguração (por exemplo, alteração de frequência de enlace descendente), a RAN pode pausar o tráfego de enlace descendente durante um curto período durante a transição para permitir que a reconfiguração de UT seja ativada. Então, no quadro de alternância, o UT ativa a nova configuração (S309) e a RAN ativa a nova configuração (S311). O UT, então, envia uma mensagem para a RAN que indica que a reconfiguração do canal físico foi concluída (S313), e a RAN continua a enviar os dados (após o quadro de alternância) com base na nova configuração (S315).[045] According to additional exemplary embodiments, processes for automatic switching in a CDMA system are provided. Figure 3 illustrates a signal timing diagram representing a process for physical channel reconfiguration of frequencies or forwarding paths, for an automatic user terminal (UT) change situation in a CDMA wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. By way of example, for an automatic forward link switch, the RAN provides certain information to instruct the UT to perform the automatic switch (S301), including the satellite identification, beam and carrier frequency, the Walsh codes, and the switch time (e.g., specifying the forward frame number at which the RAN and terminal switch to the new paths). The satellite and beam information provides the proper mapping for a pseudo-random noise (PN) code to be used by the terminal. When forward path diversity is being used, the reconfiguration can include multipath information. The frequency is, in general, the same for all trajectories. With diversity in use, a soft autoshift involves reconfiguring some trajectories while keeping at least one trajectory active, whereas a hard autoshift involves reconfiguring all trajectories active. The RAN continues to transmit data on the old paths until the target toggle frame (S303). The UT reconfigures the receiver (S305) and the RAN reconfigures the transmitter (S307). Depending on the type of reconfiguration (for example, downlink frequency change), the RAN may pause downlink traffic for a short period during the transition to allow the UT reconfiguration to be activated. Then, in the toggle frame, the UT activates the new configuration (S309) and the RAN activates the new configuration (S311). The UT then sends a message to the RAN indicating that the physical channel reconfiguration is complete (S313), and the RAN continues to send data (after the toggle frame) based on the new configuration (S315).

[046] A Figura 4 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A título de exemplo adicional, para uma mudança automática de enlace de retorno, a RAN fornece informações para instruir o UT a realizar a mudança automática (S401). As transmissões de UT na frequência de retorno atribuída são recebidas pela RAN através de diversas trajetórias (satélites e feixes). Os receptores de RAN ativos e diversidade de trajetória são transparentes para o usuário. Adicionalmente, os códigos Walsh a serem usados em canais físicos de retorno podem estar incluídos na mensagem PCR/RBR, se os mesmos precisarem ser alterados. Normalmente, não há necessidade de alterar atribuições de código Walsh de canal de retorno devido ao fato de que as mesmas são independentes do subfeixe de retorno. O UT continua a transmitir dados nas trajetórias antigas até o quadro alvo (S403). O UT reconfigura o transmissor (S405) e a RAN reconfigura o receptor (S407). Então, no quadro de alternância, o UT ativa a nova configuração (S409) e a RAN ativa a nova configuração (S411). O UT, então, envia uma transmissão de apenas piloto inicial (S413) e, então, envia uma mensagem para a RAN que indica que a reconfiguração de canal físico foi concluída (S315). O UT, então, continua a enviar os dados (após o quadro de alternância) com base na nova configuração (S417).[046] Figure 4 illustrates a signal timing diagram that represents a process for reconfiguration of the physical channel of frequencies or return paths, for an automatic change of user terminal (UT) situation in a CDMA wireless communication system, according to the exemplary embodiments of the present invention. By way of further example, for an automatic switchback, the RAN provides information to instruct the UT to perform the automatic switchover (S401). UT transmissions on the assigned return frequency are received by the RAN through several paths (satellites and beams). Active RAN receivers and path diversity are transparent to the user. Additionally, Walsh codes to be used on physical return channels can be included in the PCR/RBR message, if they need to be changed. There is normally no need to change return channel Walsh code assignments due to the fact that they are independent of the return subbeam. The UT continues to transmit data on the old paths until the target frame (S403). The UT reconfigures the transmitter (S405) and the RAN reconfigures the receiver (S407). Then, in the toggle frame, the UT activates the new configuration (S409) and the RAN activates the new configuration (S411). The UT then sends an initial pilot only transmission (S413) and then sends a message to the RAN indicating that the physical channel reconfiguration is complete (S315). The UT then continues to send data (after the toggle frame) based on the new setting (S417).

Procedimento de mudança automática de sistema TDMATDMA System Automatic Switching Procedure

[047] De acordo com modalidades exemplificadoras adicionais, são fornecidos processos para mudança automática em um sistema TDMA. Em um sistema TDMA, os padrões de feixe de retorno e de encaminhamento são presumidos como idênticos e sobrepostos. A Figura 5 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno e de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. Para a operação do sistema, cada subfeixe de encaminhamento tem um subfeixe de enlace ascendente correspondente e, dessa forma, a mudança automática se aplica às frequências de retorno e de encaminhamento simultaneamente. A título de exemplo, para instruir o UT a realizar uma mudança automática, a RAN fornece determinadas informações para o UT através da mensagem de reconfiguração de portador de rádio (RB) (S503), incluindo a frequência de portadora de encaminhamento, frequência de portadora de retorno e o tempo de alternância (por exemplo, especificação do número de quadro de enlace de encaminhamento no qual a RAN e o UT comutam para as novas trajetórias). Antes da mensagem de reconfiguração de RB, a RAN computa um tempo de comutação (por exemplo, um tempo de ativação de enlace descendente = N) para a reconfiguração (S501). Isso estabelece um ponto no tempo de referência à base de número de quadro de enlace descendente. Por exemplo, o número de quadro de enlace descendente alvo N é escolhido de modo que seja permitido tempo suficiente para a RAN retransmitir a mensagem de reconfiguração de RB, e o quadro de ativação de enlace ascendente tem por base o atraso de salto de satélite. A RAN continua a transmitir e receber pacotes de voz nos canais antigos até que o quadro de enlace descendente (DL) N seja alcançado, mas (S501) a RAN interrompe a transmissão e recebimento de tráfego de dados para todos os outros fluxos que dependem das informações de segmentação e número de sequência para reconstruir unidades de dados de pacote de camada superior (PDUs). Os últimos números de sequência recebidos com sucesso que resultaram em uma montagem de pacote de camada superior completa são também enviados para o UT na mensagem de reconfiguração a fim de manter os estados de segmentação/remontagem de RAN e UT em sincronização. Quando o UT recebe o comando de reconfiguração de RB, o mesmo valida a configuração e interrompe todos os fluxos de tráfego de dados até o N de quadro DL (exceto o fluxo de voz, se estiver presente) (S505). Quando o N de quadro DL é reduzido na RAN, a mesma reconfigura o canal físico de enlace descendente de acordo com a nova configuração e inicia a transmissão de intermitências no novo canal DL (S507). Nesse ponto, a RAN pode começar a transmitir pacotes de voz no novo canal de enlace descendente (S509), espaço e reconfigura o canal de enlace ascendente (S511). De modo similar no N de quadro DL, o UT reconfigura tanto os canais físicos de enlace descendente como de enlace ascendente e inicia a transmissão no novo canal físico de enlace ascendente (S513). Nesse ponto, o UT continua a transmissão de pacotes de voz (se presentes) no novo canal de enlace ascendente (S515). O UT, então, transmite uma mensagem de conclusão de reconfiguração de RB para a RAN, com o uso do novo canal de enlace ascendente (S517). Quando a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB é recebida na RAN, a RAN confirma a mensagem (S519) e restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados (S521). Finalmente, o UT restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados (S523).[047] According to additional exemplary embodiments, processes for automatic switching in a TDMA system are provided. In a TDMA system, the return and forward beam patterns are assumed to be identical and overlapping. Figure 5 illustrates a signal timing diagram that represents a process for physical channel reconfiguration of frequencies or return and forwarding paths, for an automatic user terminal (UT) change situation in a TDMA wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. For system operation, each forwarding sub-beam has a corresponding uplink sub-beam, so the automatic switching applies to both the return and forwarding frequencies simultaneously. As an example, to instruct the UT to perform an automatic switchover, the RAN provides certain information to the UT via the radio bearer (RB) reconfiguration message (S503), including the forward carrier frequency, return carrier frequency, and switch time (e.g., specifying the forward link frame number on which the RAN and UT switch to the new paths). Prior to the RB reconfiguration message, the RAN computes a switching time (eg downlink activation time = N) for the reconfiguration (S501). This establishes a point in time reference to the downlink frame number base. For example, the target downlink frame number N is chosen such that sufficient time is allowed for the RAN to retransmit the RB reconfiguration message, and the uplink activation frame is based on the satellite hop delay. The RAN continues to transmit and receive voice packets on the old channels until downlink (DL) frame N is reached, but (S501) the RAN stops transmitting and receiving data traffic for all other flows that rely on segmentation information and sequence number to reconstruct upper layer packet data units (PDUs). The last successfully received sequence numbers that resulted in a complete upper layer packet assembly are also sent to the UT in the reconfiguration message in order to keep the RAN and UT segmentation/reassembly states in sync. When the UT receives the reconfiguration command from the RB, it validates the configuration and stops all data traffic flows up to the DL frame N (except the voice flow, if present) (S505). When the DL frame N is reduced in the RAN, it reconfigures the physical downlink channel according to the new configuration and starts transmitting bursts on the new DL channel (S507). At that point, the RAN can start transmitting voice packets on the new downlink channel (S509), space and reconfigure the uplink channel (S511). Similarly in DL frame N, the UT reconfigures both the downlink and uplink physical channels and starts transmission on the new uplink physical channel (S513). At that point, the UT continues transmission of voice packets (if present) on the new uplink channel (S515). The UT then transmits an RB reconfiguration completion message to the RAN using the new uplink channel (S517). When the RB reconfiguration completion message is received at the RAN, the RAN acknowledges the message (S519) and resets all other data traffic flows (S521). Finally, the UT re-establishes all other data traffic flows (S523).

Mudança automática de satélite de sistema TDMATDMA system automatic satellite switching

[048] Em sistemas TDMA, todos os UTs precisam ser sincronizados de modo que suas transmissões sejam adequadamente alinhadas no satélite e não sobreponham em tempo. Em uma modalidade exemplificadora, a sincronização tem por base um ponto nominal sobre a superfície da Terra, por exemplo, o centro do feixe. A Figura 6 ilustra um diagrama de temporização de alocação de enlace ascendente para transmissões em relação a posições nominais, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A Figura 7 ilustra um diagrama que representa atrasos de propagação de transmissão, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. Em referência à Figura 6, a temporização prossegue de modo que todas as transmissões a partir dos UTs cheguem alinhadas ao satélite. A título de exemplo, presume-se que TNominalProp seja o tempo de propagação de transmissão entre o satélite e o ponto nominal e que AllocationToTxDelay seja o tempo entre o recebimento de uma alocação de enlace ascendente e a transmissão de enlace ascendente para um UT no ponto nominal. Dessa forma, um UT em uma posição P1, com atraso de propagação de transmissão de TUTProp para o satélite, definirá seu AllocationToTxDelay(UT1) como AllocationToTxDelay(UT1) = AllocationToTxDelay — 2 * ( TUTProp — TNominalProp).[048] In TDMA systems, all UTs need to be synchronized so that their transmissions are properly aligned on the satellite and do not overlap in time. In an exemplary embodiment, the synchronization is based on a nominal point on the Earth's surface, for example, the center of the beam. Figure 6 illustrates an uplink allocation timing diagram for transmissions relative to nominal positions, for an automatic user terminal (UT) switch situation in a TDMA wireless communications system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. Figure 7 illustrates a diagram representing transmission propagation delays for an automatic user terminal (UT) switching situation in a TDMA wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. Referring to Figure 6, timing proceeds so that all transmissions from the UTs arrive aligned to the satellite. As an example, assume that TNominalProp is the transmission propagation time between the satellite and the nominal point and that AllocationToTxDelay is the time between the receipt of an uplink allocation and the uplink transmission to a UT at the nominal point. Thus, a UT at a P1 position, with transmission propagation delay from TUTProp to the satellite, will define its AllocationToTxDelay(UT1) as AllocationToTxDelay(UT1) = AllocationToTxDelay — 2 * ( TUTProp — TNominalProp).

[049] Tanto AllocationToTxDelay e (TUTProp — TNominalProp) são normalmente fornecidos pela RAN para o UT durante o acesso de sistema inicial com o uso do procedimento RACH, em que (TUTProp - TNominalProp) é calculado com o uso da localização de UT enviada em RACH ou com o uso do tempo de chegada de RACH e comparando com o tempo de chegada de RACH esperado a partir da localização nominal. Quando um UT precisa de uma mudança automática para um satélite diferente, a sincronização no UT precisa ser atualizada para refletir o UT para o atraso de propagação de satélite alvo, o ponto nominal de satélite alvo na Terra e seu valor de AllocationToTxDelay. O parâmetro AllocationToTxDelay é normalmente diferente para cada conjunto de satélites/feixes. Com a finalidade de alcançar isso, a RAN usa uma posição de UT e os dados de efeméride de satélite para calcular os seguintes parâmetros, que são enviados em uma mensagem de mudança automática juntamente com as novas frequências de retorno e de encaminhamento: •TxPropagationDelayUpdate = TxPropagationDelay(Alvo) — TxPropagationDelay(Origem) e (13) •PropagationDelayDiffWithNominal(Alvo)= TxPropagationDelay(Alvo) — NominalPropagationDelay(Alvo) (14)[049] Both AllocationToTxDelay and (TUTProp — TNominalProp) are normally provided by the RAN to the UT during the initial system access using the RACH procedure, where (TUTProp - TNominalProp) is calculated using the UT location sent in the RACH or using the RACH arrival time and comparing with the expected RACH arrival time from the nominal location. When a UT needs an automatic switch to a different satellite, the timing on the UT needs to be updated to reflect the UT to target satellite propagation delay, the target satellite's nominal point on Earth, and its AllocationToTxDelay value. The AllocationToTxDelay parameter is normally different for each set of satellites/beams. In order to achieve this, the RAN uses a UT position and the satellite ephemeris data to calculate the following parameters, which are sent in an autochange message along with the new return and forward frequencies: minalPropagationDelay(Target) (14)

[050] Com base em TxPropagationDelayUpdate, o UT pode sincronizar com o novo canal de tráfego de enlace descendente sem usar o canal de frequência de enlace descendente, e com base em PropagationDelayDiffWithNominal(Alvo), o UT pode atualizar seus valor AllocationToTxDelay para AllocationToTxDelay (Alvo) - 2 * PropagationDelayDiffWithNominal(Alvo) - Consulte, por exemplo, a Figura 7.[050] Based on TxPropagationDelayUpdate, UT can synchronize with new downlink traffic channel without using downlink frequency channel, and based on PropagationDelayDiffWithNominal(Target), UT can update its AllocationToTxDelay value to AllocationToTxDelay(Target) - 2 * PropagationDelayDiffWithNominal(Target) - See for example Figure 7.

[051] A Figura 8 ilustra um diagrama de temporização de sinal para um processo de mudança automática intersatélite, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. Em referência à Figura 8, o fluxo reflete uma mudança automática entre dois satélites (mudança automática a partir do satélite 1 para o satélite 2). A título de exemplo, após a instrução de mudança automática inicial (S801), o UT reconfigura seu receptor (comutando para as novas frequências) e decodifica o canal de tráfego de enlace descendente na nova frequência (S803). Com o uso da correção de temporização recém-ajustada (por exemplo, AllocationToTxDelay), o UT transmite um PRACH de enlace ascendente para acessar o sistema com o uso do canal de tráfego (S805). As alocações de PRACH são sinalizadas na transmissão de enlace descendente similares à alocação de transmissão de dados de enlace ascendente. O acesso inicial com PRACH permite que a RAN instrua o UT a fazer ajuste de temporização adicional para corrigir erros de temporização residuais. O PRACH transporta também um número de referência de instrução de mensagem de mudança automática para auxiliar a RAN a localizar o contexto de UT. Depois que o UT recebe a atribuição de fluxo a partir da RAN (S807), o UT envia uma mensagem de conclusão de canal físico e reativa todos os fluxos que foram submetidos à mudança automática (S809). O uso de PRACH tem um requisito de sincronização e temporização menos rigoroso do que o uso de canal de tráfego. Se, entretanto, a RAN considerar que a exatidão de temporização é suficiente para o UT usar o canal de tráfego imediatamente, então, a RAN irá instruir o UT a não enviar PRACH primeiro e a usar imediatamente o canal de tráfego e escutar a alocação de enlace ascendente para transmitir mensagem de conclusão de canal físico. Então, as transmissões de dados continuam no enlace descendente e enlace ascendente sobre o satélite 2 (S811).[051] Figure 8 illustrates a signal timing diagram for an intersatellite automatic switching process, for an automatic user terminal (UT) switching situation in a TDMA wireless communications system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. Referring to Figure 8, the flow reflects an automatic change between two satellites (automatic change from satellite 1 to satellite 2). For example, after the initial auto switch instruction (S801), the UT reconfigures its receiver (switching to the new frequencies) and decodes the downlink traffic channel on the new frequency (S803). Using the newly adjusted timing correction (eg, AllocationToTxDelay), the UT transmits an uplink PRACH to access the system using the traffic channel (S805). PRACH allocations are signaled in downlink transmission similar to the allocation of uplink data transmission. The initial access with PRACH allows the RAN to instruct the UT to do additional timing adjustment to correct residual timing errors. The PRACH also carries an auto-change message instruction reference number to assist the RAN in locating the UT context. After the UT receives the flow assignment from the RAN (S807), the UT sends a physical channel completion message and reactivates all flows that have undergone automatic switching (S809). Using PRACH has a less stringent synchronization and timing requirement than using a traffic channel. If, however, the RAN deems that the timing accuracy is sufficient for the UT to use the traffic channel immediately, then the RAN will instruct the UT not to send a PRACH first and to immediately use the traffic channel and listen to the uplink allocation to transmit the physical channel completion message. Then, data transmissions continue on the downlink and uplink over satellite 2 (S811).

Mudança automática com realocação de controlador de rede de rádio (RNC):Auto changeover with radio network controller (RNC) relocation:

[052] De acordo com as modalidades exemplificadoras, uma mudança automática com o processo de realocação de RNC é usada para realizar a mudança automática contínua de um UT e das sessões ativas de UT a partir de um controlador de rede de rádio (RNC) para outro. A Figura 9 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática inter-RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. O RNC é um elemento governante em uma rede de acesso de rádio do sistema de telecomunicações móveis universais (UMTS) e é, em geral, responsável pelo controle do conectado para atender os respectivos UTs. O RNC realiza, em geral, funções de gerenciamento de recurso de rádio, algumas funções de gerenciamento de mobilidade e é o ponto de criptografia para o tráfego de dados de usuário. A título de exemplo, a mudança automática inter-RNC é disparada pelo conhecimento de posição de UT fixo ou por atualizações de posição ou medições de feixe vizinho enviadas pelo UT a partir das quais a RAN determina que o UT tem cruzado no feixe alvo.[052] According to the exemplary embodiments, an automatic switching with RNC relocation process is used to perform continuous automatic switching of a UT and active UT sessions from one radio network controller (RNC) to another. Figure 9 illustrates a signal timing diagram representing an inter-RNC automatic switching process, for a user terminal (UT) automatic switching situation in a wireless communication system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. The RNC is a governing element in a Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) radio access network and is generally responsible for controlling the connected to serve the respective UTs. The RNC generally performs radio resource management functions, some mobility management functions, and is the encryption point for user data traffic. By way of example, automatic inter-RNC switching is triggered by fixed UT position knowledge or by position updates or neighboring beam measurements sent by the UT from which the RAN determines that the UT has crossed into the target beam.

[053] De acordo com uma modalidade exemplificadora, o processo é realizado conforme exposto a seguir:[053] According to an exemplary modality, the process is carried out as follows:

[054] Primeiramente, a preparação de realocação é realizada. A título de exemplo, para a preparação de realocação, o RNC de origem envia uma mensagem de realocação exigida de parte de aplicativo de rede de acesso de rádio (RANAP) para a SGSN contendo as informações de contexto necessárias para todas as camadas de protocolo a partir das informações de portador de acesso de rádio (RAB) até a camada física (S901). A SGSN aumenta isso com as informações de RAB disponíveis na rede de núcleo e envia as mesmas na mensagem de solicitação de realocação para o RNC alvo (S903), por exemplo, que pode incluir: identificação de UT, informações de roteamento e mobilidade de estrato de acesso de rede (NAS) e parâmetros de RAB (por exemplo, informações de QoS e GTP-U). A mensagem de realocação exigida gerada pelo RNC de origem contém um "contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo", que deveria ser suficiente para o RNC alvo alocar os recursos de camada física e reconstruir o estado e configuração de camada superior para a mudança automática. O contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo, por exemplo, inclui: um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de proteção de integridade, um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de cifragem, capacidades de acesso de rádio de UT e tipo de UT, posição de UT, e informações de portador de rádio (RB) e RAB (RAB Id, RB Id, informações de configuração de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP), configuração de controle de enlace de rádio (RLC)). Com o recebimento da mensagem de solicitação de realocação de RANAP, o RNC alvo realiza o controle de admissão e alocação de recurso para os RABs que são entregues (estabelece os RABs), e envia uma mensagem de confirmação de solicitação de realocação de volta para a SGSN (S905). Com os canais físicos atribuídos para o UT na mudança automática, a porta de comunicação alvo (GW) constrói uma mensagem de reconfiguração de RB que contém a configuração completa exigida para executar a mudança automática, e embute a mesma dentro de um "contêiner transparente de RNC alvo para RNC de origem" na confirmação de solicitação de realocação enviada para a SGSN, que, por exemplo, inclui: o número de quadro de enlace descendente N, nova configuração de canal físico de retorno e de encaminhamento juntamente com qualquer parâmetro de sincronização exigido, configuração de RB, informações de PDCP, novas informações de mobilidade de NAS e AS e identificadores (GRA, RA, U-RNTI), e parâmetros principais de BCCH SI para o feixe alvo. A SGSN encaminha o comando de mudança automática a partir do RNC alvo até o RNC de origem, embutindo o mesmo na mensagem de comando de realocação (S907).[054] First, the relocation preparation is carried out. By way of example, for relocation preparation, the originating RNC sends a Radio Access Network Application Part (RANAP) Relocation Required message to the SGSN containing the necessary context information for all protocol layers from the Radio Access Bearer (RAB) information to the physical layer (S901). The SGSN augments this with the RAB information available in the core network and sends this in the relocation request message to the target RNC (S903), for example, which may include: UT identification, access network (NAS) stratum mobility and routing information, and RAB parameters (e.g., QoS and GTP-U information). The relocation required message generated by the source RNC contains a "transparent container from source RNC to target RNC", which should be sufficient for the target RNC to allocate the physical layer resources and reconstruct the upper layer state and configuration for automatic changeover. The transparent container from source RNC to target RNC, for example, includes: a chosen algorithm, integrity protection key and state information, a chosen algorithm, encryption state and key information, UT radio access capabilities and UT type, UT position, and radio bearer (RB) and RAB information (RAB Id, RB Id, packet data convergence protocol (PDCP) configuration information, radio link control (RLC) configuration). Upon receipt of the RANAP relocation request message, the target RNC performs admission control and resource allocation for the RABs that are delivered (sets the RABs), and sends a relocation request acknowledgment message back to the SGSN (S905). With the physical channels assigned to the UT in the autoswitch, the target gateway (GW) constructs an RB reconfiguration message that contains the complete configuration required to perform the autoswitch, and embeds it within a "transparent container from target RNC to source RNC" in the relocation request acknowledgment sent to the SGSN, which, for example, includes: RB, PDCP information, new NAS and AS mobility information and identifiers (GRA, RA, U-RNTI), and main BCCH SI parameters for the target beam. The SGSN forwards the autochange command from the target RNC to the source RNC, embedding it in the relocation command message (S907).

[055] Em segundo lugar, a execução de mudança automática é realizada. A título de exemplo, para a execução da mudança automática, o RNC de origem dispara o processo de mudança automática mediante a interrupção de todos os fluxos de tráfego diferentes de voz e o envio do comando de mudança automática (a mensagem de reconfiguração de RB recebida a partir do RNC alvo através da CN) para o UT (S909). O fluxo de tráfego de voz continua até que o número de quadro de enlace descendente alvo (DL) N seja alcançado. O RNC de origem computa um tempo de comutação (por exemplo, tempo de ativação de enlace descendente = N) para a reconfiguração, que estabelece um ponto no tempo de referência à base de número de quadro DL. O número N de quadro DL alvo é escolhido de modo que tempo suficiente seja permitido para a RAN retransmitir a mensagem de reconfiguração de RB. O quadro de ativação de enlace ascendente (UL) tem por base o atraso de salto de satélite. O RNC continua a transmitir e receber pacotes de voz nos canais antigos até que o N de quadro DL seja alcançado. O RNC interrompe a transmissão e recebimento de tráfego de dados para todos os outros fluxos que dependem de informações de segmentação e número de sequência para reconstruir unidades de dados de pacote de camada superior (PDUs). Os últimos números de sequência recebidos com sucesso que resultaram em uma montagem de pacote de camada superior completa são também enviados para o UT na mensagem de reconfiguração a fim de manter os estados de segmentação/remontagem de RAN e UT em sincronização. Quando o UT recebe o comando de reconfiguração de RB, o mesmo interrompe todos os fluxos de tráfego de dados até o N de quadro de enlace descendente, exceto o fluxo de voz, se estiver presente. Os dados diferentes de voz que estão em fila e são recebidos são encaminhados em direção ao RNC alvo (S911). Esses dados estarão em fila no RNC alvo até o restabelecimento de fluxos diferentes de voz (por exemplo, o final do procedimento de reconfiguração). No quadro de ativação N, os pacotes de voz são também encaminhados para o RNC alvo (S913) para serem enviados no canal recém- configurado. A CN inicia o encaminhamento de dados para o RNCS alvo em um estágio posterior, quando a realocação é detectada e concluída. Dessa forma, mediante o encaminhamento de tráfego de voz no quadro de ativação também, a interrupção de tráfego de voz mínima é experimentada pelo UT.[055] Second, the automatic changeover execution is performed. By way of example, for performing the autoswitch, the originating RNC triggers the autoswitching process by stopping all non-voice traffic flows and sending the autoswitching command (the RB reconfiguration message received from the target RNC via the CN) to the UT (S909). Voice traffic flow continues until the target downlink (DL) frame number N is reached. The originating RNC computes a switching time (eg, downlink activation time = N) for the reconfiguration, which establishes a reference time point based on the DL frame number. The target DL frame number N is chosen so that sufficient time is allowed for the RAN to retransmit the RB reconfiguration message. The Uplink Activation (UL) frame is based on the satellite hop delay. The RNC continues to transmit and receive voice packets on the old channels until the DL frame N is reached. The RNC stops transmitting and receiving data traffic for all other flows that rely on segmentation and sequence number information to reconstruct upper layer packet data units (PDUs). The last successfully received sequence numbers that resulted in a complete upper layer packet assembly are also sent to the UT in the reconfiguration message in order to keep the RAN and UT segmentation/reassembly states in sync. When the UT receives the reconfiguration command from the RB, it stops all data traffic flows up to the downlink frame N, except the voice flow, if present. Queued non-voice data that is received is forwarded towards the target RNC (S911). This data will be queued at the target RNC until different voice streams are re-established (for example, the end of the reconfiguration procedure). In the N activation frame, the voice packets are also forwarded to the target RNC (S913) to be sent on the newly configured channel. The CN starts forwarding data to the target RNCS at a later stage, when the reallocation is detected and completed. Thus, by forwarding voice traffic in the wake-up frame as well, minimal voice traffic interruption is experienced by the UT.

[056] Quando o N de quadro DL é alcançado no RNC alvo, o mesmo reconfigura o canal físico de enlace descendente de acordo com a nova configuração e inicia a transmissão de tráfego de voz no novo canal de enlace descendente para o UT. Nesse ponto, os pacotes de voz são transmitidos no novo canal DL (S915). De modo similar no N de quadro DL, o UT reconfigura tanto os canais físicos de enlace descendente como de enlace ascendente e inicia a transmissão no novo canal físico de enlace ascendente (S917). Nesse ponto, o UT continua a transmissão de pacotes de voz, se presentes, no novo canal de enlace ascendente para o RNC alvo. Com base no quadro de ativação de enlace descendente e no tempo de ativação de enlace ascendente no UT, o RNC alvo configura o novo canal físico de enlace ascendente e começa a adquirir a transmissão de pacotes de voz de enlace ascendente de UT. O UT, então, transmite uma mensagem de conclusão de reconfiguração de RB para o RNC alvo, com o uso do novo canal de enlace ascendente (S919). Quando a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB é recebida no RNC alvo, o mesmo confirma a mensagem e restabelece todos os fluxos de tráfego de dados ativos no enlace descendente (S921). Quando o RNC alvo recebe a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB a partir do UT, o mesmo confirma e restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no DL. O RNC alvo envia as mensagens de conclusão de realocação (S925) e detecção de realocação (S923) para a SGSN, e a SGSN, então, comuta o tráfego de GTP de plano de dados de usuário para o RNC alvo. Quando o UT recebe a confirmação de camada 2 da mensagem de conclusão de reconfiguração de RB, o UT restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no enlace ascendente.[056] When the DL frame N is reached at the target RNC, it reconfigures the downlink physical channel according to the new configuration and starts transmitting voice traffic on the new downlink channel to the UT. At that point, the voice packets are transmitted on the new DL channel (S915). Similarly in DL frame N, the UT reconfigures both the downlink and uplink physical channels and starts transmission on the new uplink physical channel (S917). At that point, the UT continues to transmit voice packets, if present, on the new uplink channel to the target RNC. Based on the downlink activation frame and the uplink activation time in the UT, the target RNC configures the new uplink physical channel and starts acquiring the transmission of uplink voice packets from the UT. The UT then transmits an RB reconfiguration completion message to the target RNC using the new uplink channel (S919). When the RB reconfiguration completion message is received at the target RNC, the target RNC acknowledges the message and re-establishes all downlink active data traffic flows (S921). When the target RNC receives the RB reconfiguration completion message from the UT, the UT acknowledges and resets all other data traffic flows on the DL. The target RNC sends the relocation completion (S925) and relocation detection (S923) messages to the SGSN, and the SGSN then switches user data plane GTP traffic to the target RNC. When the UT receives Layer 2 acknowledgment of the RB reconfiguration completion message, the UT re-establishes all other data traffic flows on the uplink.

Mudança automática intersatélite com realocação de controlador de rede de rádio (RNC):Automatic intersatellite switching with radio network controller (RNC) relocation:

[057] De acordo com as modalidades exemplificadoras, uma mudança automática intersatélite com o processo de realocação de RNC é usada para a mudança automática de um UT a partir de um satélite atual (satélite de origem) para um novo satélite (satélite alvo), e a mudança automática do UT e as sessões ativas de UT a partir de um RNC atual (RNC de origem) para um outro RNS (RNC alvo). A Figura 10 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática intersatélite e inter- RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A Figura mostra a interação entre as diversas entidades e sobre qual satélite as mensagens são trocadas. Esse processo de mudança automática opera virtualmente igual ao processo detalhado acima para uma mudança automática com realocação de controlador de rede de rádio (RNC), em relação à Figura 9, exceto pelo fato de que determinadas transmissões de dados e mensagem são retransmitidas no satélite de origem ou no satélite alvo, tais retransmissões de satélite são refletidas pelas setas de sinal na Figura 10 (isto é, em que uma seta de sinal de transmissão de dados ou mensagem aponta para um dentre os satélites e, então, continua até o destino, aquele sinal de transmissão de dados ou mensagem está sendo retransmitido no respectivo satélite).[057] According to the exemplary embodiments, an intersatellite automatic switch with the RNC relocation process is used for the automatic switch of a UT from a current satellite (source satellite) to a new satellite (target satellite), and the automatic switch of the UT and active UT sessions from a current RNC (source RNC) to another RNS (target RNC). Figure 10 illustrates a signal timing diagram representing an intersatellite and inter-RNC automatic switching process, for an automatic user terminal (UT) switching situation in a wireless communications system, in accordance with exemplary embodiments of the present invention. The Figure shows the interaction between the various entities and over which satellite the messages are exchanged. This automatic switching process operates virtually the same as the process detailed above for an automatic switching with radio network controller (RNC) relocation, with respect to Figure 9, except that certain data and message transmissions are retransmitted either on the source satellite or on the target satellite, such satellite retransmissions are reflected by the signal arrows in Figure 10 (i.e., where a data transmission signal or message arrow points to one of the satellites and then continues to the destination, that data transmission signal or message message is being retransmitted on the respective satellite).

[058] De acordo com uma modalidade exemplificadora, o processo é realizado conforme exposto a seguir:[058] According to an exemplary modality, the process is carried out as follows:

[059] Primeiramente, a preparação de realocação é realizada. A título de exemplo, para a preparação de realocação, o RNC de origem envia uma mensagem de realocação exigida de parte de aplicativo de rede de acesso de rádio (RANAP) para a SGSN contendo as informações de contexto necessárias para todas as camadas de protocolo a partir das informações de portador de acesso de rádio (RAB) até a camada física (S1001). A SGSN aumenta isso com as informações de RAB disponíveis na rede de núcleo e envia as mesmas na mensagem de solicitação de realocação para o RNC alvo (S1003), por exemplo, que pode incluir: identificação de UT, informações de roteamento e mobilidade de estrato de acesso de rede (NAS) e parâmetros de RAB (por exemplo, informações de QoS e GTP-U). A mensagem de realocação exigida gerada pelo RNC de origem contém um "contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo", que deveria ser suficiente para o RNC alvo alocar os recursos de camada física e reconstruir o estado e configuração de camada superior para a mudança automática. O contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo, por exemplo, inclui: um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de proteção de integridade, um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de cifragem, capacidades de acesso de rádio de UT e tipo de UT, posição de UT, e informações de portador de rádio (RB) e RAB (RAB Id, RB Id, informações de configuração de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP), configuração de controle de enlace de rádio (RLC)). Com o recebimento da mensagem de solicitação de realocação de RANAP, o RNC alvo realiza o controle de admissão e alocação de recurso para os RABs que são entregues (estabelece os RABs), e envia uma mensagem de confirmação de solicitação de realocação de volta para a SGSN (S1005). Com os canais físicos atribuídos para o UT na mudança automática, a porta de comunicação alvo (GW) constrói uma mensagem de reconfiguração de RB que contém a configuração completa exigida para executar a mudança automática, e embute a mesma dentro de um "contêiner transparente de RNC alvo para RNC de origem" na confirmação de solicitação de realocação enviada para a SGSN, que, por exemplo, inclui: o número de quadro de enlace descendente N, nova configuração de canal físico de retorno e de encaminhamento juntamente com qualquer parâmetro de sincronização exigido, configuração de RB, informações de PDCP, novas informações de mobilidade de NAS e AS e identificadores (GRA, RA, U-RNTI), e parâmetros principais de BCCH SI para o feixe alvo. A SGSN encaminha o comando de mudança automática a partir do RNC alvo até o RNC de origem, embutindo o mesmo na mensagem de comando de realocação (S1007).[059] First, the relocation preparation is carried out. By way of example, for relocation preparation, the originating RNC sends a Radio Access Network Application Part (RANAP) Relocation Required message to the SGSN containing the context information needed for all protocol layers from the Radio Access Bearer (RAB) information to the physical layer (S1001). The SGSN augments this with the RAB information available in the core network and sends this in the relocation request message to the target RNC (S1003), for example, which may include: UT identification, access network (NAS) stratum mobility and routing information, and RAB parameters (e.g., QoS and GTP-U information). The relocation required message generated by the source RNC contains a "transparent container from source RNC to target RNC", which should be sufficient for the target RNC to allocate the physical layer resources and reconstruct the upper layer state and configuration for automatic changeover. The transparent container from source RNC to target RNC, for example, includes: a chosen algorithm, integrity protection key and state information, a chosen algorithm, encryption state and key information, UT radio access capabilities and UT type, UT position, and radio bearer (RB) and RAB information (RAB Id, RB Id, packet data convergence protocol (PDCP) configuration information, radio link control (RLC) configuration). Upon receipt of the RANAP relocation request message, the target RNC performs admission control and resource allocation for the RABs that are delivered (sets the RABs), and sends a relocation request acknowledgment message back to the SGSN (S1005). With the physical channels assigned to the UT in the autoswitch, the target gateway (GW) constructs an RB reconfiguration message that contains the complete configuration required to perform the autoswitch, and embeds it within a "transparent container from target RNC to source RNC" in the relocation request acknowledgment sent to the SGSN, which, for example, includes: RB, PDCP information, new NAS and AS mobility information and identifiers (GRA, RA, U-RNTI), and main BCCH SI parameters for the target beam. The SGSN forwards the autochange command from the target RNC to the source RNC, embedding it in the relocation command message (S1007).

[060] Em segundo lugar, a execução de mudança automática é realizada. A título de exemplo, para a execução da mudança automática, o RNC de origem dispara o processo de mudança automática mediante a interrupção de todos os fluxos de tráfego diferentes de voz e o envio do comando de mudança automática (a mensagem de reconfiguração de RB recebida a partir do RNC alvo através da CN) para o UT (S1009) - que é retransmitido através do satélite de origem. O fluxo de tráfego de voz continua até que o número de quadro de enlace descendente alvo (DL) N seja alcançado. O RNC de origem computa um tempo de comutação (por exemplo, tempo de ativação de enlace descendente = N) para a reconfiguração, que estabelece um ponto no tempo de referência à base de número de quadro DL. O número N de quadro DL alvo é escolhido de modo que tempo suficiente seja permitido para a RAN retransmitir a mensagem de reconfiguração de RB. O quadro de ativação de enlace ascendente (UL) tem por base o atraso de salto de satélite. O RNC continua a transmitir e receber pacotes de voz nos canais antigos até que o N de quadro DL seja alcançado. O RNC interrompe a transmissão e recebimento de tráfego de dados para todos os outros fluxos que dependem de informações de segmentação e número de sequência para reconstruir unidades de dados de pacote de camada superior (PDUs). Os últimos números de sequência recebidos com sucesso que resultaram em uma montagem de pacote de camada superior completa são também enviados para o UT na mensagem de reconfiguração a fim de manter os estados de segmentação/remontagem de RAN e UT em sincronização. Quando o UT recebe o comando de reconfiguração de RB, o mesmo interrompe todos os fluxos de tráfego de dados até o N de quadro de enlace descendente, exceto o fluxo de voz, se estiver presente. Os dados diferentes de voz que estão em fila e são recebidos são encaminhados em direção ao RNC alvo (S1011). Esses dados estarão em fila no RNC alvo até o restabelecimento de fluxos diferentes de voz (por exemplo, o final do procedimento de reconfiguração). No N de quadro de ativação, os pacotes de voz são também encaminhados para o RNC alvo (S1013) para serem enviados no canal recém- configurado. A CN inicia o encaminhamento de dados para o RNCS alvo em um estágio posterior, quando a realocação é detectada e concluída. Dessa forma, mediante o encaminhamento de tráfego de voz no quadro de ativação também, a interrupção de tráfego de voz mínima é experimentada pelo UT.[060] Second, the automatic changeover execution is performed. By way of example, for performing the autoswitch, the originating RNC triggers the autoswitching process by stopping all non-voice traffic flows and sending the autoswitching command (the RB reconfiguration message received from the target RNC via the CN) to the UT (S1009) - which is relayed via the originating satellite. Voice traffic flow continues until the target downlink (DL) frame number N is reached. The originating RNC computes a switching time (eg, downlink activation time = N) for the reconfiguration, which establishes a reference time point based on the DL frame number. The target DL frame number N is chosen so that sufficient time is allowed for the RAN to retransmit the RB reconfiguration message. The Uplink Activation (UL) frame is based on the satellite hop delay. The RNC continues to transmit and receive voice packets on the old channels until the DL frame N is reached. The RNC stops transmitting and receiving data traffic for all other flows that rely on segmentation and sequence number information to reconstruct upper layer packet data units (PDUs). The last successfully received sequence numbers that resulted in a complete upper layer packet assembly are also sent to the UT in the reconfiguration message in order to keep the RAN and UT segmentation/reassembly states in sync. When the UT receives the reconfiguration command from the RB, it stops all data traffic flows up to the downlink frame N, except the voice flow, if present. Queued non-voice data that is received is forwarded towards the target RNC (S1011). This data will be queued at the target RNC until different voice streams are re-established (for example, the end of the reconfiguration procedure). In the activation frame N, the voice packets are also forwarded to the target RNC (S1013) to be sent on the newly configured channel. The CN starts forwarding data to the target RNCS at a later stage, when the reallocation is detected and completed. Thus, by forwarding voice traffic in the wake-up frame as well, minimal voice traffic interruption is experienced by the UT.

[061] Quando o N de quadro DL é alcançado no RNC alvo, o mesmo reconfigura o canal físico de enlace descendente de acordo com a nova configuração e inicia a transmissão de tráfego de voz no novo canal de enlace descendente para o UT. Nesse ponto, os pacotes de voz são transmitidos no novo canal DL (S1015) - que são retransmitidos no satélite alvo. De modo similar no N de quadro DL, o UT reconfigura tanto os canais físicos de enlace descendente como de enlace ascendente e inicia a transmissão no novo canal físico de enlace ascendente (S1017) - que é retransmitido no satélite alvo. Nesse ponto, o UT continua a transmissão de pacotes de voz, se presentes, no novo canal de enlace ascendente para o RNC alvo. Com base no quadro de ativação de enlace descendente e no tempo de ativação de enlace ascendente no UT, o RNC alvo configura o novo canal físico de enlace ascendente e começa a adquirir a transmissão de pacotes de voz de enlace ascendente de UT. O UT, então, transmite uma mensagem de conclusão de reconfiguração de RB para o RNC alvo, com o uso do novo canal de enlace ascendente (S1019), retransmitido no satélite alvo. Quando a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB é recebida no RNC alvo, o mesmo confirma a mensagem e restabelece todos os fluxos de tráfego de dados ativos no enlace descendente (S1021) - que é retransmitido no satélite alvo. Quando o RNC alvo recebe a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB a partir do UT, o mesmo confirma e restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no DL. O RNC alvo envia as mensagens de conclusão de realocação (S1025) e detecção de realocação (S1023) para a SGSN, e a SGSN, então, comuta o tráfego de GTP de plano de dados de usuário para o RNC alvo. Quando o UT recebe a confirmação de camada 2 da mensagem de conclusão de reconfiguração de RB, o UT restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no enlace ascendente.[061] When the DL frame N is reached at the target RNC, it reconfigures the downlink physical channel according to the new configuration and starts transmitting voice traffic on the new downlink channel to the UT. At that point, voice packets are transmitted on the new DL channel (S1015) - which are retransmitted on the target satellite. Similarly in DL frame N, the UT reconfigures both the downlink and uplink physical channels and starts transmission on the new uplink physical channel (S1017) - which is retransmitted on the target satellite. At that point, the UT continues to transmit voice packets, if present, on the new uplink channel to the target RNC. Based on the downlink activation frame and the uplink activation time in the UT, the target RNC configures the new uplink physical channel and starts acquiring the transmission of uplink voice packets from the UT. The UT then transmits an RB reconfiguration completion message to the target RNC, using the new uplink channel (S1019), retransmitted on the target satellite. When the RB reconfiguration completion message is received at the target RNC, it acknowledges the message and re-establishes all active data traffic flows on the downlink (S1021) - which is retransmitted on the target satellite. When the target RNC receives the RB reconfiguration completion message from the UT, the UT acknowledges and resets all other data traffic flows on the DL. The target RNC sends the relocation completion (S1025) and relocation detection (S1023) messages to the SGSN, and the SGSN then switches user data plane GTP traffic to the target RNC. When the UT receives Layer 2 acknowledgment of the RB reconfiguration completion message, the UT re-establishes all other data traffic flows on the uplink.

[062] No relatório descritivo mencionado anteriormente, foram descritas diversas modalidades com referência aos desenhos anexos. Será evidente, entretanto, que diversas modificações podem ser feitas no mesmo, e modalidades adicionais podem ser implantadas, sem se afastar do escopo mais amplo da invenção, conforme apresentado nas reivindicações a seguir. O relatório descritivo e os desenhos devem ser, consequentemente, considerados em um senso ilustrativo em vez de restritivo.[062] In the descriptive report mentioned above, several modalities were described with reference to the attached drawings. It will be evident, however, that several modifications can be made therein, and additional modalities can be implemented, without departing from the broader scope of the invention, as presented in the following claims. The specification and drawings should therefore be considered in an illustrative rather than a restrictive sense.

Claims (10)

1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: determinar um conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações compreendendo um satélite (109), um feixe de satélite e frequência de portadora para um terminal de usuário móvel (UT)(111, 114) em um sistema de comunicações de satélite móvel por um controlador de rede de rádio (125); determinar uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações pelo controlador de rede de rádio (125), em que a métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações; e determinar a possibilidade de realizar uma mudança automática do terminal de usuário (UT) (111, 114) a partir de uma primeira trajetória dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda trajetória dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações pelo controlador de rede de rádio (125), em que a determinação tem por base uma avaliação realizada com base pelo menos em parte nas métricas de seleção de trajetória (PSM) determinadas para cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações, em que as mudanças de enlace de encaminhamento e de retorno são avaliadas de forma independente, e em que o conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma das trajetórias de comunicações compreende dois ou mais aspectos da trajetória de comunicações.1. Method, characterized in that it comprises: determining a set of path factors with respect to each of a plurality of communications paths comprising a satellite (109), a satellite beam and carrier frequency for a mobile user terminal (UT) (111, 114) in a mobile satellite communications system by a radio network controller (125); determining a path selection metric (PSM) for each communications path by the radio network controller (125), wherein the path selection metric (PSM) for each communications path is determined through a weighted calculation based on the respective set of path factors for the communications path; and determining whether to perform an automatic change of the user terminal (UT) (111, 114) from a first path among the communications paths to a second path among a plurality of communications paths by the radio network controller (125), wherein the determination is based on an evaluation performed based at least in part on the path selection metrics (PSM) determined for each of the plurality of communications paths, wherein the forward and return link changes are evaluated independently, and wherein the set of path factors with respect to each of the communications paths comprises two or more aspects of the communications path. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os aspectos das trajetórias de comunicações compreendem um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações, uma vida útil esperada da trajetória de comunicações, uma tendência de mudança automática e um fator de capacidade.2. Method, according to claim 1, characterized in that the aspects of the communications path comprise one or more indicators that each reflect a quality of the communications path, an expected lifetime of the communications path, an automatic change trend and a capacity factor. 3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações compreendem uma intensidade piloto relativa para a trajetória, a vida útil esperada da trajetória de comunicações compreende uma vida útil esperada de um subfeixe da trajetória de comunicações, a tendência de mudança automática se refere à temporização da mudança automática, e o fator de capacidade reflete um potencial de capacidade de transmissão da trajetória de comunicações.3. Method, according to claim 2, characterized in that the one or more indicators that each reflect a quality of the communications path comprise a pilot intensity relative to the path, the expected service life of the communications path comprises an expected service life of a subbeam of the communications path, the automatic switching trend refers to the timing of the automatic switching, and the capacity factor reflects a potential transmission capacity of the communications path. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cálculo ponderado para a determinação da métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada uma das trajetórias de comunicações é computado com base em um respectivo fator de ponderação diferente aplicado a cada fator de trajetória para a trajetória de comunicações, e cada ponderação diferente é definida com base em características do sistema e objetivos do projeto do sistema.4. Method, according to claim 1, characterized in that the weighted calculation for determining the path selection metric (PSM) for each of the communications paths is computed based on a respective different weighting factor applied to each path factor for the communications path, and each different weighting is defined based on system characteristics and system design objectives. 5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente: determinar uma métrica de trajetória combinada (CPM) para cada uma dentre um conjunto de trajetórias de comunicações, em que o conjunto de trajetórias de comunicações compreende trajetórias de comunicações da pluralidade de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário (111, 114) pode ser entregue, em que a métrica de trajetória combinada (CPM) é determinada com base pelo menos em parte na métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações no conjunto de trajetórias de comunicações; e em que cada métrica de trajetória combinada (CPM) é computada para servir como um indicador que reflete uma qualidade de diversidade de trajetória em relação ao conjunto de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário pode ser entregue.5. Method according to claim 1, further comprising: determining a combined path metric (CPM) for each of a set of communications paths, wherein the set of communications paths comprises communications paths from the plurality of communications paths to which the user terminal (111, 114) can be delivered, wherein the combined path metric (CPM) is determined based at least in part on the path selection metric (PSM) for each communications path in the set of communications paths; and wherein each combined path metric (CPM) is computed to serve as an indicator reflecting a quality of path diversity with respect to the set of communications paths over which the user terminal can be delivered. 6. Nó de acesso (113) em uma rede de comunicações sem fio móvel, sendo o nó de acesso (113) caracterizado pelo fato de compreender: uma interface de recebimento configurada para receber comunicações de dados a partir de um terminal móvel (111, 114) através de uma pluralidade de trajetórias de comunicações da rede; uma interface de transmissão configurada para fornecer comunicações de dados para transmissão para o terminal móvel através da pluralidade de trajetórias de comunicações da rede; e um controlador de rede de rádio (125) configurado para (i) determinar um conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma dentre a pluralidade de trajetórias de comunicações, (ii) determinar uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações, em que a métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações, e (iii) determinar a probabilidade de realizar uma mudança automática do terminal móvel a partir de uma primeira trajetória dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda trajetória dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações, em que a determinação tem por base, pelo menos em parte, na métrica de seleção de trajetória (PSM) determinada para cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações, em que as mudanças de enlace de encaminhamento e de retorno são avaliadas de forma independente, em que cada uma dentre a pluralidade de trajetórias de comunicações compreende um satélite (109), um feixe de satélite e frequência de portadora, e em que o conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma das trajetórias de comunicações compreende dois ou mais aspectos da trajetória de comunicações.6. Access node (113) in a mobile wireless communications network, the access node (113) characterized in that it comprises: a receive interface configured to receive data communications from a mobile terminal (111, 114) over a plurality of network communications paths; a transmission interface configured to provide data communications for transmission to the mobile terminal over the network's plurality of communications paths; and a radio network controller (125) configured to (i) determine a set of path factors with respect to each of the plurality of communications paths, (ii) determine a path selection metric (PSM) for each communications path, wherein the path selection metric (PSM) for each communications path is determined through a weighted calculation based on the respective set of path factors for the communications path, and (iii) determine the probability of performing an automatic mobile terminal switch from a first path wherein the determination is based, at least in part, on the path selection metric (PSM) determined for each of the plurality of communications paths, wherein the forward and reverse link changes are evaluated independently, wherein each of the plurality of communications paths comprises a satellite (109), a satellite beam, and carrier frequency, and wherein the set of path factors with respect to each of the Communications Path comprises two or more aspects of the Communications Path. 7. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os aspectos das trajetórias de comunicações compreendem um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações, uma vida útil esperada da trajetória de comunicações, uma tendência de mudança automática e um fator de capacidade.7. Access node, according to claim 6, characterized in that the aspects of the communications paths comprise one or more indicators that each reflect a quality of the communications path, an expected lifetime of the communications path, an automatic change trend and a capacity factor. 8. Nó de acesso, de acordo com as reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações compreendem uma intensidade piloto relativa para a trajetória, a vida útil esperada da trajetória de comunicações compreende uma vida útil esperada de um subfeixe da trajetória de comunicações, a tendência de mudança automática se refere à temporização da mudança automática, e o fator de capacidade reflete um potencial de capacidade de transmissão da trajetória de comunicações.8. Access node, according to claims 6 or 7, characterized in that the one or more indicators that each reflect a quality of the communications path comprise a pilot intensity relative to the path, the expected service life of the communications path comprises an expected service life of a subbeam of the communications path, the automatic changeover trend refers to the timing of the automatic changeover, and the capacity factor reflects a potential transmission capacity of the communications path. 9. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o cálculo ponderado para a determinação da métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada uma das trajetórias de comunicações é computado com base em um respectivo fator de ponderação diferente aplicado a cada fator de trajetória para a trajetória de comunicações, e cada ponderação diferente é definida com base em características do sistema e objetivos do projeto do sistema.9. Access node, according to any one of claims 6 to 8, characterized in that the weighted calculation for determining the path selection metric (PSM) for each of the communications paths is computed based on a respective different weighting factor applied to each path factor for the communications path, and each different weighting is defined based on system characteristics and system design objectives. 10. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que o controlador de rede de rádio é adicionalmente configurado para: determinar uma métrica de trajetória combinada (CPM) para cada uma dentre um conjunto de trajetórias de comunicações, em que o conjunto de trajetórias de comunicações compreende trajetórias de comunicações da pluralidade de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário (111, 114) pode ser entregue, em que a métrica de trajetória combinada (CPM) é determinada com base pelo menos em parte na métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações do conjunto de trajetórias de comunicações; e em que cada métrica de trajetória combinada (CPM) é computada para servir como um indicador que reflete uma qualidade de diversidade de trajetória em relação ao conjunto de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário pode ser entregue.10. Access node according to any one of claims 6 to 9, characterized in that the radio network controller is further configured to: determine a combined path metric (CPM) for each of a set of communications paths, wherein the set of communications paths comprises communications paths from the plurality of communications paths for which the user terminal (111, 114) can be delivered, wherein the combined path metric (CPM) is determined based on the least in part on the path selection metric (PSM) for each communications path in the set of communications paths; and wherein each combined path metric (CPM) is computed to serve as an indicator reflecting a quality of path diversity with respect to the set of communications paths over which the user terminal can be delivered.
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