BR9816362B1 - Equipamento para alertar um terminal sem fio em um sistema de telecomunicações sem fio - Google Patents

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Description

"EQUIPAMENTO PARA ALERTAR UM TERMINAL SEM FIO EM UM SISTEMA DE TELECOMUNICAçÕES SEM FIO."- DIVIDIDO DO PI 9809888-8, DEPOSITADO EM 29/05/1998.
Campo da Invenção A presente invenção refere-se a um método e um equipamento para alertar (paging) um terminal sem fio em um sistema de telecomunicação sem fio. Mais especificamente, a presente invenção é relacionada a um método e a um equipamento novos e aperfeiçoados para alertar um telefone celular ou outro dispositivo de comunicação sem fio. 0 alerta pode ser efetuado usando um canal de busca rápido e um canal de busca completo.
Descrição da Técnica Anterior A norma de telefonia celular IS-95 (e suas derivadas, tais como a IS-95A e a ANSI J-STD-008, aqui denominadas coletivamente como IS-95) utiliza técnicas de processamento de sinal avançadas para prover serviços de telefonia celular eficientes e de alta qualidade. Como exemplo, um sistema de telefonia celular de acordo com a IS-95 utiliza vocodificação, detecção de erros, correção antecipada de erros (FEC - Forward Error Correction), intercalação e modulação de espectro de dispersão de modo a fazer uso mais eficiente da largura de banda de RF disponível, e para prover conexões mais robustas. De um modo geral, os benefícios providos pela IS-95 incluem tempo de conversação mais longo, maior capacidade, e menor número de chamadas interrompidas em comparação a outros tipos de sistemas de telefonia celular.
Para conduzir as comunicações de modo ordenado, a IS-95 propicia um conjunto de canais altamente codificados através dos quais dados possuindo diferentes funções são transmitidos. Tais canais altamente codificados incluem um canal de alerta através do qual mensagens de alerta são transmitidas, notificando os telefones celulares ou outros tipos de terminais sem fio de que está pendente uma solicitação entrante para comunicação. De acordo com a norma IS-95, as mensagens de alerta são transmitidas a taxas de dados baixas a altas (4800 ou 9600 bps) durante intervalos de tempo que são pré-designados a grupos de telefones celulares. A Tabela I apresenta os dados incluídos em uma Mensagem de Alerta Geral, como um exemplo de uma mensagem de alerta típico, gerada substancialmente de acordo com a norma IS-95A. E zero ou mais ocorrências do seguinte registro de alerta: Tabela I A Tabela I é apresentada simplesmente para ilustrar o comprimento de uma mensagem de alerta típico, de modo que uma descrição detalhada da função de cada campo não será incluída aqui. No entanto, tal descrição detalhada pode ser obtida, referindo a norma IS-95 bem conhecida, e disponível para o público (em particular à norma IS-95A).
As mensagens de alerta também principiam com um campo de comprimento de mensagem de oito bits (MSG_LEN), que indica o comprimento da mensagem, e terminam com um campo de verificação de redundância cíclica (CRC) de 30 bits (não mostrado).
Para monitorar mensagens de alerta, um telefone celular periodicamente monitora o canal de alerta durante o intervalo de alerta atribuído. Em particular, o telefone celular periodicamente ativa circuitos complexos de processamento de RF e de sinal digital durante o tempo que for necessário para processar com sucesso a mensagem de alerta. Uma vez que a mensagem de alerta típico é relativamente longa, e transmitida através de um canal altamente codificado de taxa baixa a média, o processamento associado durante cada intervalo de alerta requer uma quantidade de tempo e recursos de processamento de sinal significativos, exigindo portanto uma quantidade significativa de energia para concluir. Isto reduz a quantidade de tempo em que um telefone celular de acordo com a IS-95 pode permanecer no modo de espera (standby) , usando uma batería de uma dada capacidade, sendo portanto altamente indesejável.
Resumo da Invenção Em um de seus aspectos a invenção proporciona um método para alertar um terminal sem fio em um sistema de telecomunicação sem fio compreendendo: transmitir uma mensagem de alerta rápido através de um canal menos codificado; e gerar uma mensagem de alerta completo através de um canal mais codificado.
Em outro de seus aspectos a invenção propicia um método para alertar um terminal sem fio dentre um conjunto de terminais sem fio, compreendendo: a) transmitir uma mensagem de alerta rápido direcionada a um subconjunto do conjunto de terminais sem fio que inclui o terminal sem fio; e b) gerar uma mensagem de alerta completo identificando o terminal sem fio. A invenção proporciona também um método para alertar um terminal sem fio, compreendendo: a) gerar uma mensagem de alerta rápido; e b) gerar uma mensagem de alerta completo, em que a mensagem de alerta rápido contém substancialmente menos dados que a mensagem de alerta completo. A invenção proporciona também um método para receber uma mensagem de alerta, compreendendo as etapas de: a) monitorar um canal de busca rápido quanto a uma mensagem de alerta rápido; e b) monitorar um canal de busca completo quando uma mensagem de alerta rápido é recebida.
Além disso, a invenção proporciona um equipamento para alertar um terminal sem fio em um sistema de telecomunicações sem fio, o equipamento compreendendo: mecanismos para transmitir uma mensagem de alerta rápido através de um canal menos codificado; e mecanismos para gerar uma mensagem de alerta completo através de um canal mais codificado. A presente invenção constitui um método e um sistema novos e aperfeiçoados para alertar um telefone celular ou outro terminal sem fio que reduz o consumo de energia no modo de espera. Dois canais de busca podem ser usados. De acordo com uma modalidade da invenção, um canal de busca rápido minimamente codificado é estabelecido, através do qual mensagens de alerta curtos e rápidos são transmitidas durante uma dentre um conjunto de intervalos de alerta rápido. A mensagem de alerta rápido indica que uma requisição de comunicação foi recebida e que os terminais de recepção de comunicação devem processar um canal de busca completo altamente codificado transmitido durante o próximo intervalo de alerta completo para uma mensagem de alerta completo mais detalhada. Um terminal de comunicação monitora o canal de busca completo após uma mensagem de alerta rápido ter sido recebida no canal de busca rápido.
Para alertar o terminal de comunicação, um controlador de estação base inicialmente gera a mensagem de alerta rápido durante um intervalo de alerta rápido atribuído a um conjunto de terminais de comunicação que inclui o terminal de comunicação específico que está sendo alertado. Isto é seguido por uma mensagem de alerta completo que identifica o terminal de comunicação específico. 0 terminal de comunicação monitora periodicamente o intervalo de alerta rápido e, ao detectar o alerta rápido, ativa circuitos de decodificação para o processamento do canal de busca completo. Ao processar o canal de busca completo, o terminal de comunicação determina se a mensagem de alerta completo é direcionada a este e, se não for, desativa os circuitos de decodificação e retorna ao processamento do canal de busca rápido.
Breve Descrição das Figuras As características, objetivos e vantagens da presente invenção ficarão mais claros através da descrição detalhada apresentada a seguir, quando lida em conjunto com os desenhos, nos quais referências numéricas similares identificam itens correspondentes e nos quais: Figura 1 - é um diagrama em blocos de um sistema de telefonia celular;
Figura 2 - é um diagrama de temporização ilustrando os intervalos de temporização em um canal de busca rápido e em um canal de busca completo;
Figura 3 - é um fluxograma ilustrando etapas efetuadas durante o alerta de um terminal sem fio;
Figura 4 - é um diagrama em blocos ilustrando a codificação efetuada no canal de busca completo e no canal de busca rápido;
Figura 5 - é um fluxograma ilustrando as etapas efetuadas por um terminal sem fio durante o modo de espera (standby); e Figura 6 - é um diagrama em blocos de um receptor configurado de acordo com uma modalidade da invenção.
Descrição Detalhada da Invenção Método e sistema para alertar um telefone celular ou outro terminal sem fio gue reduza o consumo de energia em modo de espera são descritos. Dois canais de busca podem ser usados. Na descrição que se segue, uma modalidade da invenção é apresentada no contexto de um sistema de telefonia celular que opera substancialmente de acordo com a norma IS-95. Apesar da invenção ser particularmente adequada para operação em tal tipo de ambiente, vários outros sistemas de comunicação digital podem se beneficiar do uso da presente invenção, incluindo sistemas de comunicação sem fio baseados em TDMA, sistemas de comunicação baseados em satélites, e sistemas a cabos através dos quais a sinalização codificada é transmitida. A Figura 1 é um diagrama em blocos de um sistema de telefonia celular altamente simplificado configurado para uso com a presente invenção. Os terminais sem fio 10 (tipicamente telefones celulares) estão localizados entre estações base 12. Os terminais sem fio 10a e 10b estão no modo ativo e portanto estão em interface com uma ou mais estações base 12 utilizando sinais de RF (rádio freqüência) modulados de acordo com as técnicas de processamento de sinais CDMA da norma IS-95. Um sistema e método para o processamento de sinais de RF substancialmente de acordo com o uso da norma IS-95 estão descritos na Patente U.S. N- 5,103,459, entitulada "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System", em nome da Requerente da presente invenção e aqui incorporada por referência (a patente M59) . Os outros terminais sem fio 10 estão no modo de espera e portanto monitorando as mensagens de alerta indicando uma solicitação para comunicar.
Na modalidade preferida da invenção, cada estação base gera sinais de enlace direto compreendendo um conjunto de canais de enlace direto. Os canais são estabelecidos por um conjunto de códigos Walsh ortogonais de 64 chips (ou bits), cada qual é usado para modular os dados associados com um canal especifico. Os canais são categorizados por função e incluem um canal piloto, através do qual um padrão de deslocamento de fase é repetidamente transmitido, um canal de sincronização através do qual dados de sincronização são transmitidos, incluindo o tempo absoluto do sistema e o deslocamento de fase do canal piloto associado, e canais de tráfego através dos quais os dados direcionados aos terminais são transmitidos. Os canais de tráfego são normalmente encarregados da transmissão de dados para um terminal sem fio 10 especifico por toda a duração da interface com esta estação base especifica.
Assim, de acordo com uma modalidade da invenção, um ou mais dos canais Walsh são designados como canais de busca rápido, e um ou mais dos canais Walsh como canais de busca completo. A designação e operação dos canais de busca completo são de preferência efetuadas de acordo com o canal de alerta especificado pela norma IS-95. Alguns métodos e equipamentos para efetuar o alerta substancialmente de acordo com a norma IS-95 estão descritos nas Patentes U.S.
N— 5,392,287 (a patente '287), entitulada "APPARATUS AND
METHOD FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN A MOBILE COMMUNICATIONS RECEIVER" e 5,509,015 (a patente Ό15) entitulada "METHOD AND APPARATUS FOR SCHEDULING COMMUNICATIONS BETWEEN TRANSCEIVERS", ambas em nome da Requerente da presente invenção e aqui incorporadas por referência.
Como descrito nas patentes '287 e '015, e como especificado pela norma IS-95, o canal de busca completo é dividido no tempo em "intervalos" de tempo. Os intervalos por sua vez são atribuídos a grupos de terminais sem fio, onde a atribuição é efetuada com base na identificação internacional de assinante móvel (IMSI - International Mobile Subscriber ID) , que é única para cada terminal sem fio 10, ou outra informação de identificação de terminal, tal como um ou mais Números de Identificação Móveis (MIN - Mobile Identification Numbers). Em modalidades alternativas da invenção, outras informações de identificação podem ser também usadas, incluindo o número de série eletrônico (ESN) do terminal sem fio, ou a identificação temporária de assinante móvel (TMSI - Temporary Mobile Subscriber ID). Os técnicos na área reconhecerão que outros valores adicionais podem ser usados. Os diversos tipos possíveis de informações de identificação que podem ser usados serão a seguir designados coletivamente como MOBILE_ID. Os canais de busca rápido são também divididos em intervalos de tempo. A Figura 2 é um diagrama de temporização ilustrando os intervalos de tempo de um canal de busca completo e um canal de busca rápido quando configurados de acordo com uma modalidade da invenção. O canal de busca rápido é dividido em intervalos de alerta rápido 30 e o canal de busca completo é dividido em intervalos de alerta completo 32, os quais são de preferência de duração mais longa que os intervalos de alerta rápido. Conjuntos ou grupos de intervalos de alerta rápido 30 são atribuídos a intervalos únicos de alerta completo 32 tal como ilustrado pelas setas diagonais, apesar do uso de uma correspondência de um-para-um entre os intervalos de alerta rápido e intervalos de alerta completo, ou outras proporções, ser consistente com o uso da invenção. A atribuição dos intervalos de alerta rápido 30 a um conjunto específico de terminais sem fio é de preferência efetuada através da aplicação de uma função hash à MOBILE_ID do terminal sem fio 10.
Para alertar um terminal sem fio 10 especifico, uma mensagem de alerta rápido é transmitida durante o intervalo de alerta rápido e uma mensagem de alerta completo é transmitida durante o intervalo de alerta completo atribuído a este terminal sem fio. O intervalo de alerta rápido e os intervalos de alerta completo ocorrem de uma forma que se repete periodicamente, o que assegura que um intervalo associado com um terminal específico ocorre após um certo período de tempo limitado. Como ilustrado na Figura 2, os intervalos de alerta completo 32 ocorrem com um retardo 34 após os intervalos de alerta rápido 30 associados para permitir que o terminal sem fio processe a mensagem de alerta rápido e ative circuitos adicionais de decodificação antes do próximo intervalo de alerta completo. A Figura 3 é um diagrama em blocos das etapas efetuadas pelo BSC 14 durante o processo de alerta. 0 processo de alerta inicia na etapa 36 e, na etapa 38 é determinado se uma solicitação de comunicação foi recebida.
Caso negativo a etapa 38 é efetuada novamente.
Caso tenha sido recebida uma solicitação de comunicação, o intervalo de alerta completo e o intervalo de alerta rápido associados com o terminal sem fio para o qual é direcionada a solicitação de comunicação são calculados na etapa 40 com base na MOBILE_ID ou outra informação de identificação deste terminal sem fio 10. Em uma modalidade da invenção, o intervalo de alerta rápido é calculado usando uma primeira função hash, e o intervalo de alerta completo é calculado usando uma segunda função hash, em que a segunda função hash é diferente da primeira função hash. Adicionalmente, os intervalos de alerta completo são da ordem de 80 ms, enquanto que os intervalos de alerta rápido são da ordem de 5 ms. O terminal sem fio 10 pode ter que processar a totalidade ou parte do canal de busca completo dependendo do conteúdo da mensagem de alerta que está sendo recebida de acordo com a IS-95. 0 BSC 14 de preferência efetua o necessário processamento usando um ou mais microprocessadores que rodam programas armazenados na memória (não mostrado).
Em uma modalidade exemplar da invenção, o intervalo de alerta completo é determinado de acordo com as patentes '287 e '015 acima mencionadas, e o intervalo de alerta rápido é determinado pela aplicação de outra função hash a MOBILE_ID, apesar do uso de outros métodos para atribuir intervalos de alerta para terminais sem fio ser consistente com o uso da presente invenção. Em particular, o intervalo de alerta completo corresponde ao tempo do sistema t, provido em quadros de 20 ms, onde a equação a seguir é verdadeira: (floor(t/4) - PGSLOT)mod(16.T) = 0 (1) em que T é um comprimento de ciclo de intervalo em unidades de 1,28 segundos dado por 1=21 em que i é o indice do ciclo do intervalo (SCI). PGSLOT é determinado usando a função hash a seguir: PGSLOT = floor (Nx ( (40505x (L+H+DECORR) ) mod216) /216 (2) em que L consiste dos 16 bits menos significativos de um HASH_KEY de 32 bits e H consiste dos 16 bits mais significativos do HASH_KEY, e N é 2048. O HASH_KEY é de preferência a M0BILE_ID ou algum derivado da mesma tal como o IMSI. A função floor(x) retorna o maior inteiro menor ou igual a x. Como exemplo, o resultado de floor(2,99), floor(2,01) e floor(2,00) é 2 e o resultado de floor(-2,5) é -3. O valor da decorrelação DECORR é calculado da seguinte forma: DECORR = 6 x HASH_KEY[0 ... 11] (3) em que HASH_KEY[0 ... 11] é o décimo primeiro bit menos significativo do valor HASH_KEY de 32 bits. A função hash usada para determinar o intervalo de alerta rápido em uma modalidade preferida da invenção é calculada de forma similar ao intervalo de alerta completo, exceto que o intervalo de alerta rápido ocorre entre 40 e 120 ms antes do intervalo de alerta completo, e o conjunto de terminais sem fio atribuídos a um intervalo de alerta rápido se modifica com o tempo para assegurar que cada terminal sem fio 10 seja associado com um conjunto diferente de outros terminais sem fio 10 durante cada intervalo de alerta rápido. A variação do conjunto de terminais 10 com os quais cada terminal sem fio 10 está associado durante cada intervalo de alerta ajuda a assegurar que os terminais sem fio menos ativos não fiquem permanentemente associados com um terminal sem fio 10 mais ativo, e portanto, tenha que monitorar desnecessariamente um grande número de mensagens de alerta que não estão direcionadas para ele.
Em uma modalidade exemplar da invenção, o intervalo de alerta rápido para um terminal sem fio 10 ocorre dentro de um período de 80 ms de alerta rápido que inicia 120 ms antes do início do intervalo de alerta completo, tal como calculado pela seguinte equação: (floor((t — 6)/4)-PGSLOT)mod(16.T) =0 (4) em que PGSLOT é o mesmo usado para o intervalo de alerta completo. A duração do período de alerta rápido é de preferência de 80 ms. O período de alerta rápido é dividido em intervalos de alerta rápido durante os quais as mensagens de alerta rápido são transmitidas, que é descrito em maiores detalhes mais adiante. De preferência, os intervalos de alerta rápido e as mensagens de alerta rápido associadas possuem um único bit de duração.
Portanto, o número de intervalos de alerta rápido por período de alerta rápido é uma função da taxa de dados do canal de busca rápido.
Como deve estar claro, a equação (4) é igual à equação (1), exceto pelo tempo do sistema que é deslocado em seis quadros, o que leva o início do período de alerta rápido a começar 120 ms antes do intervalo de alerta completo. Prover um deslocamento de 120 ms assegura que haja pelo menos 40 ms de tempo (dado o período de alerta rápido de 80 ms) entre qualquer intervalo de alerta rápido específico e o intervalo de alerta completo, o que dá ao terminal sem fio tempo suficiente para preparar para processar a mensagem de alerta completo após receber uma mensagem de alerta rápido.
Dentro do período de alerta rápido de 8 0 ms, o intervalo de alerta rápido (possuindo uma duração de um bit) atribuído para um terminal sem fio 10 específico, é determinado usando a seguinte equação: QUICK_PGSLOT = 1 + f loor (Nx ( (40505x (L+H+DECORR) ) mod216)/216) (5) com o valor N ajustado para a taxa de dados do canal de busca rápido (QPAGE_RATE) em número de bits por intervalo de 80 ms. Como exemplo, se a taxa de dados do canal de busca rápido for 9600 bits/segundo o valor QPAGE_RATE é igual a 768 bits/quadro. Adicionalmente, o valor de decorrelação é ajustado da seguinte forma: DECORR = floor ( (t — 6) /64 ) mod2A16 (6) Dessa forma, a equação (5) retorna um valor entre 1 e 768, correspondendo ao intervalo de alerta rápido (ou localização de bit) dentro de um período de alerta rápido de 80 ms que inicia 120 ms antes do intervalo de alerta completo correspondente. 0 terminal sem fio monitora o canal de busca rápido durante este intervalo de alerta rápido e, caso uma mensagem de alerta rápido seja recebida, o terminal sem fio irá então monitorar o canal de busca completo para uma mensagem de alerta completo.
Como deve estar claro pela equação (6), o valor de decorrelação DECORR para o canal de busca rápido é calculado como uma função do tempo do sistema, e portanto o valor resultante QUICK_PGSLOT para um dado conjunto de terminais sem fio 10 irá diferir a medida que passa o tempo. Isto leva o conjunto de terminais sem fio 10 associado com um intervalo de alerta completo especifico a possuir diferentes intervalos de alerta rápido ao longo do tempo (apesar de que eles podem ainda ser chamados durante o mesmo período de alerta rápido), o que irá ajudar a assegurar que um terminal sem fio 10 menos ativo não fique preso a um terminal sem fio 10 mais ativo, o que o levaria a monitorar o canal de busca completo com freqüência desnecessária, e portanto a um desnecessário consumo de energia.
Caso a MOBILE_ID não esteja contida diretamente na solicitação de comunicação, esta pode ser obtida através de consulta a uma base de dados usando qualquer outra informação de identificação contida na solicitação, tais como o número do telefone ou número de identificação do móvel (MIN) do terminal sem fio 10.
Uma vez determinado os intervalos de alerta rápido e alerta completo, o BSC 14 transmite uma mensagem de alerta rápido na etapa 42 através de um canal de busca rápido e uma mensagem de alerta completo na etapa 44 através de um canal de busca completo, através de uma ou mais estações base 12. As estações base 12 codificam e modulam os canais de busca, tal como descrito em maiores detalhes a seguir, e a transmissão das duas mensagens de alerta ocorre durante o intervalo de alerta rápido correspondente e o intervalo de alerta completo.
Após a transmissão da mensagem de alerta rápido e da mensagem de alerta completo, o BSC 14 procura uma resposta na etapa 46 indicando que o alerta foi recebido.
Caso uma resposta tenha sido recebida, a comunicação inicia na etapa 50.
Caso nenhuma resposta seja recebida após um período de tempo de expiração, uma segunda mensagem de alerta rápido é transmitida na etapa 52, e uma segunda mensagem de alerta completo é transmitida na etapa 54. Na etapa 56, o BSC 14 procura uma resposta proveniente do terminal sem fio 10 e determina na etapa 58 se uma resposta foi recebida. Caso uma resposta tenha sido recebida, a comunicação inicia na etapa 50. Se for determinado na etapa 58 que nenhuma resposta foi recebida, o alerta falha na etapa 60. Em uma modalidade alternativa da invenção, duas ou mais mensagens de alerta rápido e duas ou mais mensagens de alerta completo correspondentes são geradas para cada alerta. A segunda mensagem de alerta rápido e a mensagem de alerta completo aumentam a probabilidade de recepção do alerta, sem introduzir o retardo necessário para determinar se uma mensagem de confirmação foi recebida do terminal sem fio 10.
Na modalidade preferida da invenção, a mensagem de alerta rápido é constituída por um bit de INCOMMING_PAGE. Um bit de INCOMMING_PAGE em um primeiro estado (tal como lógico alto) indica que uma solicitação de comunicação foi recebida para um dos terminais sem fio 10 associados com este intervalo de alerta rápido, e portanto tais terminais devem processar o canal de busca completo durante o próximo intervalo de alerta completo designado.
Um bit de INCOMIVIING_PAGE em um segundo estado (tal como lógico baixo) indica que nenhuma solicitação de comunicação foi recebida para estes terminais sem fio 10, e portanto o canal de busca completo não deve ser processado durante o próximo intervalo de alerta completo designado. Portanto, a mensagem de alerta rápido é mais altamente codificada que a mensagem de alerta completo, uma vez que o alerta é representado por um único bit, em lugar de um número substancialmente mais elevado de bits, e portanto pode ser processada com menos recursos. Tal codificação de "mensagem" não deve ser confundida com a codificação de "canal" descrita a seguir, em que uma maior quantidade de codificação requer mais recursos de processamento de dados, e portanto é menos desejável em termos de consumo de energia.
Na modalidade preferida da invenção, a mensagem de alerta completo contém a informação especificada na norma IS-95 para uma mensagem de alerta normal que permite que cada terminal sem fio 10 determine se o alerta é direcionado a este. Um exemplo de um alerta gerado de acordo com a norma IS-95 é apresentado na Tabela I acima.
Como ilustrado na Tabela I, a mensagem de alerta completo contém um número significativamente maior de informações que a mensagem de alerta rápido, a qual é de preferência constituída por um único bit. Portanto, a mensagem de alerta rápido pode ser processada mais facilmente por cada terminal sem fio 10, e com menos energia, que uma mensagem de alerta completo.
Em modalidades alternativas da invenção, são usadas mensagens de alerta rápido de múltiplos bits. Tais mensagens de alerta rápido de múltiplos bits são usadas para codificar e enviar informações adicionais além da simples indicação de que o terminal sem fio 10 deve monitorar o canal de busca completo durante o próximo intervalo de alerta completo 32 determinado. Como exemplo, a mensagem de alerta rápido de múltiplos bits podería ser usada para indicar mais especificamente qual terminal sem fio 10 está sendo alertado dentre o subconjunto de terminais sem fio atribuídos ao intervalo de alerta rápido 30 correspondente. A mensagem de alerta rápido de múltiplos bits poderia também ser usada para indicar que o canal de busca completo deveria ser monitorado por um tempo mais longo para que modificações de parâmetros do sistema possam ser difundidas para todos os terminais sem fio 10. Os técnicos na área notarão que vários tipos de informações úteis podem ser transmitidos usando uma mensagem de alerta rápido de múltiplos bits. Além disso, em outra modalidade alternativa da invenção, a codificação de correção antecipada de erros reduzida é realizada através da mensagem de alerta rápido.
Além de transmitir menos informações em uma mensagem de alerta rápido que em uma mensagem de alerta completo, a modalidade preferida da invenção incorpora um esquema de codificação mínimo para o canal de busca rápido quando comparado ao canal de busca completo. A Figura 4 apresenta uma ilustração dos esquemas de codificação empregados para o canal de busca completo e o canal de busca rápido de acordo com uma modalidade da invenção.
Como mostrado na Figura 4, os dados transmitidos através do canal de busca completo são convolucionalmente codificados pelo codificador convolucional 60 e os símbolos de código resultantes repetidos pelo repetidor de símbolos 61 de modo a gerar símbolos a uma taxa predeterminada. Os símbolos de código repetidos são a seguir intercalados em blocos pelo intercalador de blocos 62. Os dados do intercalador de blocos são embaralhados através do EXCLUSIVE_OR (XOR) com um código longo decimalizado gerado pelo gerador de código longo 64 e decimalizador 66. O código longo é um código binário gerado de forma predeterminada como uma função de um número semente, e é conhecido por todos os terminais sem fio 10. Os dados embaralhados são os modulados com um código de canal Walsh designado para um canal de busca completo, e os dados modulados pelo código de canal Walsh são dispersos por QPSK usando um código de ruído pseudo-aleatório (código PN) , somados com os dados provenientes dos outros canais, e convertidos ascendentemente para transmissão, de preferência de acordo com a norma IS-95 (dispersão, soma e conversão ascendente não mostrados).
Fazendo ainda referência à Figura 4, os dados transmitidos através do canal de busca rápido são aplicados diretamente a um código de canal Walsh designado para um canal de busca rápido, e a seguir dispersos, somados e convertidos ascendentemente tal como acima descrito. De preferência, um único bit de dados transmitido através do canal rápido é modulado múltiplas vezes pelo mesmo código Walsh, efetivamente transmitindo o bit múltiplas vezes.
Seria também possível transmitir o bit de dados repetidamente usando um repetidor de símbolos como o repetidor de símbolos 61 usado para o canal de busca completo. Em ainda outra modalidade da invenção, o canal de busca rápido poderia ser embaralhado usando o código longo, tal como efetuado para o canal de busca completo.
Como deve ficar claro da Figura 4, o processamento associado com a transmissão de informações através do canal de busca rápido é substancialmente menor tanto em duração quanto em complexidade que este associou com o canal de busca completo. Portanto a quantidade de processamento necessária para efetuar o processamento de recepção do canal de busca rápido é também substancialmente menor, e portanto requer menos energia que a necessária para o canal de busca completo. Apesar da quantidade reduzida de processamento efetuado para o canal de busca rápido aumentar a probabilidade de erro durante o processamento de qualquer bit específico, outros métodos para reduzir o efeito de tal taxa de erros aumentada, sem aumentar substancialmente a complexidade, podem ser empregados. Os métodos incluem transmitir o mesmo bit múltiplas vezes, ou a interpretação de transmissões de baixa qualidade como mensagens de alerta positivas tal como é descrito a seguir. A Figura 5 é um fluxograma do processamento efetuado por um terminal sem fio 10 em um modo de espera, quando efetuado de acordo com uma modalidade da invenção. O processamento é de preferência efetuado usando um controlador de microprocessador, por instruções de programa armazenadas na memória acoplada a outros circuitos integrados e sistemas que são bem conhecidos pelos técnicos na área (não mostrados). O processamento inicia na etapa 80 e, na etapa 84 é determinado se o intervalo de alerta rápido atribuido chegou e, caso negativo, a etapa 82 é novamente efetuada.
Caso o intervalo de alerta rápido atribuido tenha chegado, o terminal sem fio 10 processa o canal de busca rápido na etapa 86. De preferência, o processamento é efetuado usando um subconjunto significativamente menor dos circuitos de processamento de sinais contidos no terminal sem fio que o usado para processar as mensagens de alerta completo. De acordo com o processamento de transmissão efetuado para o canal de busca rápido apresentado na Figura 4, o processamento de recepção é de preferência constituído pela conversão descendente da energia de RF recebida, dês- dispersão com o código de dispersão PN, e demodulação com o código Walsh designado. Os dados de decisão suave (soft) resultantes são processados imediatamente para determinar o nível lógico transmitido.
Fazendo novamente referência à Figura 5, na etapa 88 é determinado se uma mensagem de alerta rápido foi recebida na etapa 8 6 com base no nível lógico dos dados detectados. Caso uma mensagem de alerta rápido tenha sido detectada o processamento continua na etapa 90, tal como descrito a seguir. Se não foi detectada uma mensagem de alerta rápido, é novamente determinado na etapa 89 se a qualidade do sinal durante o processamento do canal de busca rápido foi aceitável. Caso positivo, o terminal sem fio 10 retorna à etapa 82. Se a qualidade do sinal não foi aceitável, o processamento continua na etapa 90 tal como descrito a seguir. A qualidade do sinal recebido pode ser determinada por vários métodos bem conhecidos, incluindo a determinação de quando a potência de recepção do sinal transmitido do transmissor 50 cai abaixo de um limite, ou pela determinação de quando a razão de sinal para ruido do canal piloto cai abaixo de um limite predeterminado. Pelo monitoramento de uma mensagem de alerta completo quando a qualidade do sinal recebido é inaceitável, o número de mensagens de alerta completo perdidas devido a mensagens de alerta rápido não detectadas resultantes da qualidade inaceitável do sinal é minimizado.
Caso uma mensagem de alerta rápido seja detectada, ou a qualidade do sinal recebido não seja aceitável, o terminal sem fio 10 ativa circuitos adicionais de decodificação na etapa 90 e, na etapa 92, processa o canal de busca completo durante o intervalo de alerta completo atribuído usando os circuitos ativados. O tempo entre o intervalo de alerta rápido e o intervalo de alerta completo atribuídos a um terminal específico deve ser suficiente para permitir a ativação dos circuitos adicionais de decodificação dentro do terminal sem fio 10 após a detecção da mensagem de alerta rápido antes que ocorra o intervalo de alerta completo.
Na etapa 94, o terminal sem fio 10 determina se a mensagem de alerta completo processada na etapa 92 foi direcionada a este com base no endereço contido em tal mensagem e, caso contrário, os circuitos de decodificação dentro do terminal sem fio 10 são desativados na etapa 82 e a etapa 84 é novamente efetuada. Caso a mensagem de alerta completo seja endereçada ao terminal sem fio 10, o processamento da comunicação correspondente inicia dentro do terminal sem fio na etapa 96, e o terminal sem fio entra no modo ativo na etapa 98. A Figura 7 é um diagrama em blocos que provê uma ilustração altamente simplificada do terminal sem fio 10 quando configurado de acordo com uma modalidade da invenção. O demodulador digital 302, o intercalador de blocos 304, o decodificador de treliça 306 e o sistema de controle 308 são acoplados através de um barramento digital, e o receptor de RF 300 é acoplado ao demodulador digital 302.
Durante o modo em espera, o sistema de controle ativa periodicamente o receptor de RF 300 e o demodulador digital 302 para processar os canais de busca rápido e piloto. O receptor de RF 300 converte descendentemente e digitaliza os sinais de RF e o demodulador digital 302 efetua a demodulação digital para uma primeira duração, gerando dados de decisão suave para os canais sendo processados. O sistema de controle 308 examina os dados de decisão suave do canal piloto para determinar a qualidade do sinal e examina o canal de busca rápido para determinar se uma mensagem de alerta rápido foi recebida.
Caso uma mensagem de alerta rápido tenha sido recebida, ou o sinal tenha sido recebido com baixa qualidade, o sistema de controle 308 ativa o deintercalador de blocos 304 e o decodificador de treliça 306 e o demodulador digital configurado para iniciar o processamento do canal de busca completo para uma segunda duração que é mais longa que a primeira duração. O sistema de controle 308 a seguir monitora os dados recebidos através do canal de busca completo quanto a uma mensagem de alerta completo destinada a este e, caso nenhuma seja detectada, desativa o deintercalador de blocos 304 e o decodificador de treliça 306 e continua no modo em espera.
Caso seja detectada uma mensagem de alerta completo, o sistema de controle 308 coloca o terminal sem fio no modo ativo, durante o qual a comunicação associada é conduzida.
Em ainda outra modalidade da invenção, o canal de busca rápido e o canal de busca completo são combinados no mesmo canal de código. Isto é, o canal de busca rápido e o canal de busca completo são modulados com o mesmo código Walsh. Dentro do mesmo canal de código, o canal de busca rápido e o canal de busca completo são logicamente diferenciados por um esquema de divisão de tempo predeterminado. Como exemplo, durante alguns intervalos de 80 ms, mensagens de alerta rápido são transmitidas, enquanto que durante outros intervalos de 80 ms, mensagens de alerta rápido são transmitidas, de acordo com um esquema de alocação de intervalo predeterminado. Tal implementação simplifica o processamento de recepção e transmissão ao requerer somente a modulação e demodulação de um único canal de código, porém irá requerer modificações mais significativas para a norma IS-95 existente e então provê menos compatibilidade com os sistemas de comunicação sem fio de acordo com a norma IS-95 existente.
Como deve ter ficado claro pela descrição acima apresentada, ao alertar utilizando uma mensagem de alerta rápido com um número mínimo de bits, e que é transmitida através de um canal minimamente codificado, a presente invenção permite que um terminal sem fio consuma menos energia ao monitorar mensagens de alerta durante o modo em espera. 0 consumo de menos energia no modo em espera permite que um terminal sem fio opere por mais tempo com uma dada bateria, e portanto prolonga o tempo em espera de tal terminal sem fio. Uma vez que os terminais sem fio são tipicamente usados em telecomunicações móveis, é amiúde necessário se passar por longos períodos de tempo sem recarregar ou substituir a batería do terminal sem fio.
Dessa forma, para propiciar maior conveniência e para reduzir a probabilidade de perda de mensagens de alerta devido ao consumo(depletion) da batería, é altamente desejável estender o tempo em espera para um dado tamanho de batería.
Adicionalmente, uma vez que as mensagens de alerta rápido são transmitidas dentro de um período de tempo altamente reduzido, o monitoramento da mensagem de alerta rápido pode ser efetuado durante o modo ativo quando uma chamada telefônica ou outra comunicação estiver sendo processada além de no modo em espera. Tal monitoramento pode ser efetuado ao suspender brevemente o processamento do canal de tráfego para permitir o processamento do canal de busca rápido durante o intervalo de alerta rápido. Uma vez que o intervalo de alerta rápido é da ordem de 5 ms, não será dada falta de, ou detectados, quaisquer dados perdidos podendo estes ser amiúde recuperados usando a codificação de correção antecipada de erros (FEC). Uma vez que a mensagem de alerta rápido é recebida, a mensagem de alerta completo pode ser recebida pela suspensão adicional do processamento do canal de tráfego pela transmissão de uma mensagem de sinalização para o controlador da estação base, seguida pelo processamento do canal de busca completo. Dessa forma, a capacidade de receber a mensagem de alerta durante o modo ativo é aumentada pelo uso do esquema de evento de alerta dual aqui descrito.
Dessa forma, método e sistema de canal dual para alertar telefones celulares e outros terminais sem fio que reduzem o consumo de energia em espera foram descritos. A descrição acima das modalidades preferidas é provida para permitir que os técnicos na área efetivem ou façam uso da presente invenção. As diferentes modificações a estas modalidades ficarão prontamente claras para os técnicos na área e os princípios genéricos aqui definidos podem ser aplicados a outras modalidades sem o uso das faculdades inventivas. Dessa forma, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades aqui apresentadas, devendo receber o escopo mais amplo, consistente com os princípios e as novas características aqui descritos.

Claims (11)

1. Equipamento para alertar um terminal sem fio (10), compreendendo: - mecanismos para gerar uma mensagem de alerta rápido; - mecanismos para gerar uma mensagem de alerta completo, em que a mensagem de alerta rápido contém menos dados que a mensagem de alerta completo; - mecanismos para transmitir a mensagem de alerta completo através de um primeiro canal codificado; - mecanismos para transmitir a mensagem de alerta rápido através de um segundo canal codificado, em que um nivel de codificação do primeiro canal codificado é maior do que um nivel de codificação do segundo canal codificado em que a mensagem de alerta rápido é transmitida durante um intervalo de alerta rápido (30) dentro de um canal de alerta, e a mensagem de alerta completo é transmitida durante um intervalo de alerta completo (32) dentro do canal de alerta; o equipamento é CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende: - mecanismos para calcular o intervalo de alerta rápido (30) através da aplicação de uma primeira função hash para uma MOBILE ID do terminal sem fio (10); - mecanismos para calcular o intervalo de alerta completo (32) através da aplicação de uma segunda função hash para a MOBILE ID.
2. Equipamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende: mecanismos para codificar (60) convolucionalmente a mensagem de alerta completo; - mecanismos para dispersar por seqüência direta a mensagem de alerta completo; e - mecanismos para dispersar por seqüência direta a mensagem de alerta rápido.
3. Equipamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende: mecanismos para adicionar informações de detecção de erros à mensagem de alerta completo; - mecanismos para dispersar por seqüência direta a mensagem de alerta completo; e - mecanismos para dispersar por seqüência direta a mensagem de alerta rápido.
4. Equipamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende: - mecanismos para intercalar (62) a mensagem de alerta completo; - mecanismos para dispersar por seqüência direta a mensagem de alerta completo; e - mecanismos para dispersar por seqüência direta a mensagem de alerta rápido.
5. Equipamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que também compreende mecanismos para adicionar um retardo de tempo (34) entre quando a mensagem de alerta rápido é transmitida e quando a mensagem de alerta completo é transmitida.
6. Equipamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERI ZADO pelo fato de que a MOBILE ID é submetida a uma operação XOR com uma função de tempo do sistema.
7. Equipamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERI ZADO pelo fato de que os mecanismos para calcular o intervalo de alerta rápido (30) através da aplicação de uma primeira função hash para uma MOBILE ID do terminal sem fio é realizada através da aplicação de uma primeira função hash para o tempo do sistema como também para a MOBILE ID.
8. Equipamento de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende também: - mecanismos para receber (300) a mensagem de alerta rápido; - mecanismos para ativar o conjunto de circuitos de processamento de sinal; e - mecanismos para processar um canal de busca completo usando o conjunto de circuitos de processamento de sinal.
9. Equipamento de acordo com a reivindicação 8, CARACTERI ZADO pelo fato de que o conjunto de circuitos de processamento de sinal é constituído por um sistema de decodificação em treliça (306).
10. Equipamento de acordo com a reivindicação 8, CARACTERI ZADO pelo fato de que o conjunto de circuitos de processamento de sinal é constituído por um deintercalador (304) .
11. Equipamento de acordo com a reivindicação 8, CARACTERI ZADO pelo fato de que o conjunto de circuitos de processamento de sinal é constituído por um circuito de verificação de redundância cíclica.
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