BRPI0107464B1

BRPI0107464B1 - sincronização de estação base para handover em uma rede híbrida gsm/cdma

Info

Publication number: BRPI0107464B1
Application number: BRPI0107464A
Authority: BR
Inventors: Avinash Jain; Francesco Grilli
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2001-01-08
Publication date: 2016-08-23
Also published as: HK1053222B; EP1254577B1; IL150472A; RU2323544C2; JP2011229152A; RU2304363C2; KR100918931B1; IL187061A0; CZ20022370A3; KR20070103490A; NZ535358A; JP5944447B2; JP5677887B2; KR20020064987A; NO20023272D0; CA2850221A1; CN100525532C; ATE444664T1; AR030548A1; IL187060A0

Abstract

"sincronização de estação base para repasse em uma rede híbrida gsm/cdma". um sistema de telecomunicação móvel sem fio inclui estações base (30) de um primeiro tipo operando de acordo com uma primeira interface aérea e estações base (36) de um segundo tipo operando de acordo com uma segunda interface aérea. são providos métodos e equipamentos para repassar uma estação móvel (40) no sistema de uma primeira estação base (30), que é do primeiro tipo, para uma segunda estação base (36), que é do segundo tipo. um link de comunicações é estabelecido, através da primeira interface aérea, entre a estação móvel (40) e a primeira estação base (30) dados são recebidos a partir da estação móvel (40) em resposta a um sinal recebido pela estação móvel (40) através da segunda interface aérea a partir da segunda estação base (36), substancialmente sem romper o link de comunicações com a primeira estação base. a estação móvel (40) é repassada da primeira (30) para a segunda estação base (36) em resposta aos dados recebidos a partir da mesma.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção: SINCRONIZAÇÃO DE ESTAÇÃO BASE PARA HANDOVER EM UMA REDE HÍBRIDA GSM/CDMA.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se, de um modo geral, a telecomunicações sem fio e especificamente a redes de telefonia celular avançadas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

As telecomunicações do Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM - Global System for Mobile) são usadas em redes de telefonia celular em vários países por todo o mundo. O GSM oferece uma gama útil de serviços de rede e padrões. As redes GSM existentes estão baseadas em tecnologia de comunicações digital de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA) . Em uma rede celular baseada em TDMA, cada unidade móvel de assinante se comunica apenas com uma única estação base de cada vez. Quando um assinante se movimenta de uma célula para outra ocorre um "hard handover", em que a estação base com a qual o assinante estava se comunicando rompe seu link com o assinante e uma nova estação base o assume. O acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) constitui uma tecnologia aperfeiçoada de comunicação digital, que permite o uso mais eficiente da largura de banda de rádio que o TDMA, bem como um link mais confiável e livre de atenuações entre os assinantes de telefonia celular e as estações base. O principal padrão do CDMA é o IS-95, promulgado pela Telecommunications Industry Association (TIA). Tal padrão propicia a capacidade de "soft handover" (ou "handoff"), em que, ao se deslocar de uma célula para outra, a unidade de assinante fica temporariamente em contato com duas ou mais estações base ao mesmo tempo. Tal soft handover, que torna-se possível pela estratégia de divisão de código, reduz a probabilidade de uma perda de conexão, que pode ocorrer frequentemente nos hard handovers. O pedido de patente PCT US 96 20764, aqui incorporado pela presente referência, descreve um sistema de telecomunicação que usa uma interface aérea (isto é, protocolos básicos de comunicações por RF) CDMA para implementar serviços e protocolos de rede GSM. Pelo uso de tal sistema, pelo menos parte das estações base TDMA (BSs) e unidades de assinantes de uma rede GSM existente seria substituída ou suplementada por equipamentos CDMA correspondentes. Os BSSs CDMA em tal sistema estão adaptados para se comunicar com centros de comutação móvel (MSCs - Mobile Switching Center) GSM através de uma interface A padrão GSM. O núcleo dos serviços de rede GSM fica portanto mantido e a mudança do TDMA para o CDMA fica transparente para os usuários.

As redes celulares de comunicações híbridas, incorporando tanto elementos GSM como CDMA, estão também descritas nas publicações de patente PCT WO 95/24 771 e WO 96/21 999, e em um artigo por Tscha et al . intitulado "A Subscriber Signaling Gateway Between CDMA Mobile Station and GSM Mobile Switching Center", em Proceedings of the 2nd International Conference on universal Personal Communications, Ottawa (1993), páginas 181 a 185, que são aqui incorporados pela presente referência. Nenhuma de tais publicações aborda itens específicos sobre como efetuar handovers (HOs) eficientes de unidades de assinantes entre diferentes estações base em tais redes híbridas. O pedido de patente PCT/US97/00 926, também aqui incorporado por referência, descreve métodos de handover entre sistemas entre BSSs CDMA e TDMA em um sistema híbrido de telecomunicações GSM/CDMA, um BSSs GSM/TDMA gera sinais piloto sinalizadores (beacon) de acordo com a tecnologia CDMA. Durante uma chamada telefônica, uma unidade de assinante detecta os sinais piloto e notifica um controlador de estação base de que os sinais foram detectados. A unidade de assinante a seguir sofre um handover do BSS CDMA para a TDMA sem interromper a chamada.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Constitui um objetivo da presente invenção prover métodos e equipamentos para uso em uma rede de comunicações celular mista TDMA CDMA. É um objetivo de alguns aspectos da presente invenção prover métodos e equipamentos aperfeiçoados que permitem o handover de uma unidade de assinante entre estações base TDMA e CDMA sem interromper as comunicações.

Em modalidades preferidas da presente invenção, um sistema celular de comunicações misto GSM/CDMA inclui tanto estações base TDMA como CDMA, controladas em conjunto por um centro de comutação móvel (MSC) . Os sistemas deste tipo estão descritos de um modo geral nos pedidos de patente PCT acima mencionados, aqui incorporados por referência. Uma unidade de assinante no sistema, também aqui designada como uma estação móvel (MS - Mobile Station) , é capaz de se comunicar com ambos os tipos de estações base, pela comutação apropriada entre interfaces aéreas TDMA e CDMA, enquanto utiliza de preferência protocolos de rede GSM através de ambos os tipos de interface. Constitui uma característica de modalidades preferidas da presente invenção o fato de que o sistema de comunicações pode ser baseado em uma infra-estrutura GSM/TDMA existente, com a adição de estações base CDMA e substancialmente sem qualquer outra modificação na infra-estrutura existente.

Para determinar quando um handover deve ocorrer, uma estação móvel em comunicação com uma estação base atual de um tipo (CDMA ou TDMA) monitora sinais de RF com origem em outra estação base, a qual pode ser uma estação base do outro tipo (TDMA ou CDMA, respectivamente) . Uma seqüência de mensagens entre a estação base atual e a MS permite à MS captar informações de sincronização apropriadas com referência à nova estação base e reportar sobre tais informações à estação base atual. As informações são usadas pelo sistema para habilitar a MS a estabelecer uma interface aérea com a nova estação base, pelo que o handover ocorre sem substancial interrupção das comunicações entre a MS e a rede.

No contexto do presente pedido de patente, tais handovers entre estações base são denominados como "handovers auxiliados por unidade móvel". O handover auxiliado por unidade móvel é usado nos sistemas GSM e CDMA conhecidos pelos técnicos na área, em que uma estação móvel mede e reporta a intensidade de sinais recebidos a partir do transceptor de uma estação base em uma célula vizinha antes de ocorrer o handover para tal célula. No entanto, nos sistemas híbridos GSM/CDMA que foram propostos até o presente, presume-se que as estações móveis sejam capazes de receber sinais provenientes de uma estação base CDMA ou TDMA em qualquer momento (ou um sinalizador CDMA associado a uma estação base TDMA, como no pedido de patente PCT/US97/00 926 acima mencionado), porém não ambos, não sendo portanto capazes de prover tal tipo de auxilio. O provimento de auxílio por unidades móveis de acordo com os princípios da presente invenção possibilita que os handovers sejam conduzidos de forma mais suave e confiável do que seria de outra forma possível.

Em algumas modalidades preferidas da presente invenção, a MS se comuta entre a operação TDMA e CDMA durante o curso de uma chamada telefônica, de acordo com instruções recebidas a partir da estação base com a qual a unidade está em comunicação. Antes que o handover ocorra, a MS recebe sinais provenientes de ambas as estações base TDMA e CDMA e reporta de volta à estação base com referência aos sinais que ela está recebendo. A informação assim reportada é enviada e usada pela BSC para iniciar o handover. De preferência, a MS compreende um único transceptor de rádio e portanto, em qualquer dado momento, a MS pode se comunicar com a estação base TDMA ou CDMA, porém não com ambas. (No entanto, de acordo com os princípios do IS-95, tal como acima descrito, a unidade pode se comunicar com mais de uma estação base CDMA ao mesmo tempo.) Deve também ser notado que cada estação base GSM/TDMA possui seu próprio relógio ou "clock" de sincronização, com o qual as MSs em comunicação com ela estão sincronizadas, enquanto que as estações base CDMA estão mutuamente sincronizadas com uma hora do dia real. Portanto, ao comutar entre as estações TDMA e CDMA, a MS em cada caso capta e sincroniza sua operação ao sinal de clock apropriado sem interromper substancialmente a chamada telefônica.

Em algumas de tais modalidades preferidas, a MS está em comunicação com uma estação base CDMA quando é determinado que a unidade pode realizar um handover (handed over) a uma estação base GSM/TDMA. A transmissão CDMA pelo transceptor da MS é temporariamente interrompida, durante o tempo que a unidade efetua uma varredura (scan) por vizinhas GSM, de um modo geral de acordo com os padrões GSM, para captar e se sincronizar com a estação base TDMA. De preferência, a transmissão CDMA é interrompida por um único frame (quadro) , tipicamente com 2 0 ms de duração, criando um time slot inativo de acordo com o padrão IS-95. Após ser identificada a estação base TDMA e mensagens adequadas terem sido trocadas, é aberto um canal de tráfego entre a estação base, e a MS é comutada para a estação base TDMA, enquanto a interrupção de uma chamada telefônica sendo conduzida pela MS for substancialmente minimizada.

Em outras das modalidades preferidas, a MS está em comunicação com uma estação base TDMA quando é determinado que a unidade pode realizar o handover para uma estação base CDMA. Para se sincronizar com a estação base CDMA, a MS capta a hora do dia, de preferência pela recepção de uma hora do dia acurada proveniente da estação base TDMA, estando a rede GSM provida com os equipamentos necessários para gerar e irradiar a hora do dia. De preferência, a rede inclui um sistema de irradiação de célula (CBS - Cell Broadcast System) , de acordo com o padrão GSM, que é usado para receber a hora do dia provida, por exemplo, pelo Sistema de Posicionamento Global (GPS — Global Positioning System) ou recebida a partir de uma ou mais das estações base CDMA, e irradia-la através da rede para as MSs. Alternativamente, a MS interrompe temporariamente a recepção TDMA de modo a captar e se sincronizar à hora do dia da estação CDMA. Dessa forma, apesar de uma certa degradação do sinal poder resultar dos time slots TDMA perdidos deste modo, o handover auxiliado por unidade móvel do TDMA para o CDMA é de um modo geral mais confiável e menos perturbador para um usuário da MS do que seria de outra forma possível.

Apesar de modalidades preferidas serem aqui descritas com referência às MSs possuindo um único transceptor para uso em TDMA e CDMA, será notado que os princípios da presente invenção podem ser aplicados de forma similar quando do uso de unidades de assinantes e hardware de sistema de outros tipos e, em particular, ao uso de uma unidade de assinante possuindo transceptores TDMA e CDMA separados ou apenas parcialmente integrados. É portanto provido, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, em um sistema de telecomunicações móvel sem fio, que inclui estações base de um primeiro tipo operando de acordo com uma primeira interface aérea e estações base de um segundo tipo operando de acordo com uma segunda interface aérea, um método para realizar o handover de uma estação móvel no sistema de uma primeira estação base, que é do primeiro tipo, para uma segunda estação base, que é do segundo tipo, incluindo: estabelecer um link de comunicações através da primeira interface aérea entre a estação móvel e a primeira estação base; receber dados a partir da estação móvel em resposta a um sinal recebido pela estação móvel através da segunda interface aérea a partir da segunda estação base, substancialmente sem romper o link de comunicações com a primeira estação base; e realizar o handover da estação móvel da primeira para a segunda estação base em resposta aos dados recebidos a partir da mesma.

De preferência, a recepção dos dados inclui receber uma medição da intensidade de sinal e realizar o handover da estação móvel inclui comparar medições de intensidades de sinal provenientes da primeira e segunda estações base e realizar o handover da estação móvel em resposta à comparação. De preferência, a recepção dos dados inclui a aplicação de um fator de ponderação à medição da intensidade de sinal, em que a aplicação do fator de ponderação inclui a variação do fator de acordo com uma condição da rede no sistema. Além disso, preferencialmente, a aplicação do fator de ponderação inclui também transmitir um fator de ponderação através do link de comunicações para a estação móvel, que aplica o fator de ponderação à medição.

De preferência, a recepção dos dados inclui a recepção de uma identificação da segunda estação base com base na decodificação pela estação móvel do sinal recebido através da segunda interface aérea.

Em uma modalidade preferida, é transmitida a partir da primeira estação base para a estação móvel uma listagem de frequências de estações base do segundo tipo no sistema, de tal modo que a estação móvel procure receber o sinal em uma frequência na listagem.

De preferência, a realização do handover da estação móvel inclui a transmissão de um comando de handover a partir da primeira estação base. Em uma modalidade preferida, a realização do handover da estação móvel inclui o envio de uma transmissão inicial através da segunda interface aérea em resposta ao comando de handover e o método inclui recaptar o link de comunicações através da primeira interface aérea caso a transmissão inicial através da segunda interface aérea não seja recebida com sucesso.

De preferência, a transmissão do comando de handover inclui a transmissão de um comando através da segunda interface aérea que inclui parâmetros relacionados à segunda interface aérea. Mais preferivelmente, a transmissão do comando inclui a transmissão de um comando de acordo com um padrão GSM que inclui parâmetros definidos de acordo com um padrão IS-95, em que os parâmetros incluídos incluem um código longo IS-95.

De preferência, estabelecer o link de comunicações e receber os dados em resposta ao sinal inclui estabelecer o link e receber o sinal na estação móvel usando um único transceptor de RF na estação móvel.

Em uma modalidade preferida, uma dentre as primeira e segunda interfaces aéreas inclui uma interface TDMA e a outra das interfaces inclui uma interface CDMA, em que a interface TDMA de preferência inclui uma interface GSM e em que a interface CDMA está configurada para passar mensagens de rede GSM. De preferência, a interface CDMA está baseada no padrão IS-95.

De preferência, estabelecer o link de comunicações inclui usar uma única camada de protocolo de gerenciamento de recursos de rádio para gerenciar a primeira interface aérea e em que realizar o handover da estação móvel inclui usar a única camada de protocolo de gerenciamento de recursos de rádio para gerenciar a segunda interface aérea.

De preferência, receber os dados a partir da estação móvel inclui também definir uma área de sobreposição entre uma primeira região servida pela primeira interface aérea e uma segunda região servida pela segunda interface aérea e acionar a estação móvel para receber os dados quando a estação móvel está na área de sobreposição.

Em um a modalidade preferida, a primeira interface aérea inclui uma interface CDMA e a segunda interface aérea inclui uma interface GSM/TDMA, e a recepção de dados provenientes da estação móvel inclui o chaveamento (gating) da estação móvel para interromper um link de comunicações CDMA de modo a receber e decodificar um sinal GSM/TDMA. De preferência, o chaveamento da estação móvel inclui interromper as comunicações CDMA pela duração de um frame IS-95, em que a recepção dos dados inclui receber uma identificação da segunda estação base com base na decodificação dos canais de correção de freqüência e sincronização GSM do sinal pela estação móvel.

Em outra modalidade preferida, a primeira interface aérea inclui uma interface GSM/TDMA e a segunda interface aérea inclui uma interface CDMA e a recepção de dados a partir da estação móvel inclui o controle da estação móvel para interrupção do link de comunicações de modo a receber e decodificar um sinal CDMA.

De preferência, receber os dados inclui passar informações sobre a hora do dia através da interface GSM/TDMA. De preferência, passar informações sobre a hora do dia inclui irradiar informações de hora do dia através do sistema usando um serviço de irradiação de célula GSM, em que irradiar informações sobre a hora do dia inclui receber uma hora do dia e um número de frame GSM associado a partir de um transceptor em comunicação com uma estação base do primeiro tipo no sistema. De preferência, a estação móvel decodifica um canal de sincronização do sinal CDMA de forma a derivar a hora do dia.

Alternativa ou adicionalmente, a recepção dos dados inclui passar uma mensagem de serviço de irradiação de célula GSM para a estação móvel para iniciar uma busca pela estação móvel por um sinal proveniente de uma estação base do segundo tipo. De preferência, passar a mensagem de serviço de irradiação de célula GSM para a estação móvel inclui passar a mensagem de forma a ser recebida pela estação móvel enquanto a estação móvel está operando em um modo dedicado ou exclusivo.

De preferência, receber os dados provenientes da estação móvel inclui receber uma identificação de um feixe piloto CDMA decodificado pela estação móvel. Além disso, o método inclui de preferência o mapeamento da segunda estação base como uma estação base GSM de forma a controlar o handover.

De preferência, controlar a estação móvel inclui controlar a estação móvel para receber o sinal CDMA durante um primeiro time slot TDMA e para decodificar o sinal durante um time slot TDMA subseqüente concomitantemente se comunicando com a estação base através da interface TDMA de forma a gerar os dados a serem recebidos pela estação base. É também provido, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um método para passar informações de hora do dia para uma estação móvel em um sistema de telecomunicações sem fio GSM, incluindo: inserir as informações de hora do dia para o sistema; e irradiar as informações para a estação móvel através do sistema.

De preferência, o sistema de telecomunicações sem fio GSM inclui um sistema de irradiação por célula e irradiar as informações de hora do dia inclui irradiar as informações através do sistema de irradiação celular. De preferência, irradiar as informações de hora do dia inclui irradiar uma mensagem de forma a ser recebida pela estação móvel enquanto a estação está operando em um modo dedicado.

De preferência, irradiar as informações de hora do dia inclui também receber uma hora do dia e um número de frame GSM associado a partir de um transceptor em comunicação com o sistema e o método inclui a sincronização da estação móvel com um sinal de transmissão CDMA usando as informações de hora do dia.

Em uma modalidade preferida, o método inclui determinar uma localização da estação móvel em resposta a uma transmissão pela mesma de informações sobre a hora do dia para uma pluralidade de estações base no sistema.

De preferência, inserir a hora do dia inclui abrir uma chamada de dados proveniente de um transceptor possuindo informações de hora do dia para o centro de irradiação da célula, em que abrir a chamada de dados inclui de preferência receber informações de hora do dia provenientes de um dispositivo GPS. Alternativamente, abrir a chamada de dados inclui a recepção de informações de hora do dia a partir de uma célula CDMA associada ao sistema GSM. É também provido, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, em um sistema de telecomunicações móvel sem fio GSM, que inclui um primeiro subsistema de estação base e um segundo subsistema de estação base, pelo menos um de tais subsistemas operando de acordo com uma interface aérea CDMA, um método para handover de uma estação móvel no sistema do primeiro para o segundo subsistema de estação base, incluindo: mapear o pelo menos um dentre os primeiro e segundo subsistemas que operam de acordo com a interface aérea CDMA como um subsistema GSM/TDMA; estabelecer um link de comunicações entre a estação móvel e o primeiro subsistema de estação base, de forma a que a estação móvel receba um primeiro sinal a partir do primeiro subsistema de estação base; receber dados a partir da estação móvel em resposta a um segundo sinal recebido pela estação móvel a partir do segundo subsistema de estação base, substancialmente sem romper o link de comunicações com o primeiro subsistema de estação base; comparar as intensidades dos primeiro e segundo sinais, substancialmente como se ambos os primeiro e segundo subsistemas de estação base fossem subsistemas GSM/TDMA; e realizar o handover da estação móvel do primeiro para o segundo subsistema de estação base em resposta à comparação das intensidades de sinal.

De preferência, mapear pelo menos um dos sistemas que opera de acordo com a interface aérea CDMA inclui designar para o subsistema uma freqüência e localização GSM.

De preferência, estabelecer o link de comunicações e realizar o handover da estação móvel incluem também passar mensagens entre os primeiro e segundo subsistemas e um centro de comutação móvel no sistema através de uma interface A GSM. De preferência, os primeiro e segundo subsistemas de estação base operam de acordo com a interface aérea CDMA, em que realizar o handover da estação móvel inclui passar um código longo IS-95 através da interface A, substancialmente sem violar os protocolos de interface A.

De preferência, receber os dados a partir da estação móvel inclui aplicar um fator de ponderação ao segundo sinal; e em que comparar as intensidades dos sinais inclui comparar o sinal ponderado; em que aplicar o fator de ponderação inclui passar o fator de ponderação para a estação móvel, a qual aplica o fator de ponderação ao segundo sinal. De preferência, aplicar o fator de ponderação inclui variar o fator de acordo com uma condição de rede no sistema. É também provido, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um equipamento de comunicações sem fio, para uso em um sistema móvel de telecomunicações, incluindo: uma estação base de um primeiro tipo que transmite e recebe um primeiro sinal de acordo com uma primeira interface aérea; uma estação base de um segundo tipo que transmite e recebe um segundo ' sinal de acordo com uma segunda interface aérea; uma estação móvel, que recebe o segundo sinal através da segunda interface aérea a partir da segunda estação base do segundo tipo enquanto mantém um link de comunicação através da primeira interface aérea com a estação base do primeiro tipo e que transmite dados para a estação base do primeiro tipo em resposta ao segundo sinal de forma a que a estação móvel sofra o handover da primeira para a segunda estação base em resposta aos dados transmitidos.

De preferência, os dados transmitidos pela estação móvel incluem uma medição da intensidade de sinal, tal que a estação móvel sofra o handover em resposta a uma comparação de intensidades de sinal dos primeiro e segundo sinais. De preferência, é aplicado um fator de ponderação à medição de intensidade de sinal, em que o fator de ponderação é variado de acordo com uma condição de rede no sistema. De preferência, o fator de ponderação é transmitido através do link de comunicações para a estação móvel, que aplica o fator de ponderação à medição.

Além disso, a estação móvel de preferência decodifica o segundo sinal para determinar uma identificação da estação base do segundo tipo.

De preferência, a estação base do primeiro tipo transmite para a estação móvel uma lista de freqüências de estações móveis do segundo tipo no sistema, de tal modo que a estação móvel procure receber o segundo sinal em uma freqüência na lista.

De preferência, a estação base do primeiro tipo transmite um comando de handover para a estação móvel de modo a que a estação móvel sofra o handover da primeira para a segunda estação base. Em uma modalidade preferida, uma transmissão inicial é enviada através da segunda interface aérea em resposta ao comando de handover e a estação móvel recapta o link de comunicações através da primeira interface aérea caso a transmissão inicial através da segunda interface aérea não seja recebida com sucesso.

De preferência, o comando de handover inclui parâmetros relacionados à segunda interface aérea. Mais preferivelmente, o comando está substancialmente de acordo com um padrão GSM e inclui parâmetros definidos de acordo com um padrão IS-95, em que os parâmetros incluem um código longo IS-95.

De preferência, a estação móvel inclui também um único transceptor de RF que se comunica com ambas as estações base dos primeiro e segundo tipos.

Em uma modalidade preferida, uma dentre as primeira e segunda interfaces aéreas inclui uma interface TDMA e a outra das interfaces inclui uma interface CDMA, em que a interface TDMA inclui de preferência uma interface GSM e em que a interface CDMA está configurada para passar mensagens de rede GSM. De preferência, a interface CDMA está baseada em um padrão IS-95. Além disso, a estação móvel usa de preferência uma única camada de protocolo de gerenciamento de recursos de rádio para gerenciar as primeira e segunda interfaces aéreas.

De preferência, a estação base aciona a estação móvel para receber o segundo sinal através da segunda interface aérea quando a estação móvel está em uma área de sobreposição entre uma primeira região servida pela primeira interface aérea e uma segunda região servida pela segunda interface aérea.

Em uma modalidade preferida, a primeira interface aérea inclui uma interface CDMA e a segunda interface aérea inclui uma interface GSM/TDMA; e a estação base do primeiro tipo comuta a estação móvel para interromper o link de comunicações de forma a receber e decodificar um sinal GSM.

De preferência, a estação móvel interrompe o link para a duração de um frame IS-95.

De preferência, a estação móvel também processa o segundo sinal para decodificar os canais de correção de freqüência e sincronização GSM do sinal.

Em outra modalidade preferida, a primeira interface aérea inclui uma interface GSM/TDMA e a segunda interface aérea inclui uma interface CDMA e a estação base do primeiro tipo controla a estação móvel para interromper o link de comunicações de modo a receber e decodificar um sinal CDMA.

De preferência, a estação base do primeiro tipo passa informações de hora do dia para a estação móvel através da interface GSM/TDMA. De preferência, o equipamento inclui um centro de irradiação celular GSM, que passa as informações de hora do dia através do sistema para a estação móvel usando um serviço de irradiação de célula GSM, em que o centro de irradiação de celular recebe as informações de hora do dia e um número de frame GSM associado a partir de um transceptor em comunicação com uma estação base do primeiro tipo no sistema.

Alternativa ou adicionalmente, a estação móvel decodifica um canal de sincronização do sinal CDMA de forma a derivar a hora do dia.

De preferência, o centro de irradiação celular GSM passa uma mensagem de serviço de irradiação de célula para a estação móvel para iniciar uma busca pela estação móvel pelo segundo sinal, em que a estação móvel recebe a mensagem de serviço de irradiação de célula enquanto a estação móvel está operando em um modo dedicado.

Alternativa ou adicionalmente, a estação móvel processa o sinal CDMA para identificar um feixe piloto CDMA.

De preferência, a estação móvel recebe o sinal CDMA durante um primeiro time slot TDMA e processa o sinal durante um subseqüente time slot TDMA enquanto se comunica com a estação base através da interface TDMA de forma a gerar os dados para transmissão para a estação base. É também provido, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um equipamento para passar informações de hora do dia para uma estação móvel em um sistema de telecomunicações sem fio GSM, incluindo um centro de irradiação de célula, que irradia as informações para a estação móvel usando um sistema de irradiação de célula GSM.

De preferência, o equipamento inclui um transceptor em comunicação com o sistema, que transmite uma hora do dia e um número de frame GSM associado para o centro de irradiação de célula, em que o transceptor abre uma chamada de dados através do sistema para o centro de irradiação de célula de forma a passar a hora do dia e o número de frame GSM associado para o mesmo.

De preferência, a estação móvel é sincronizada a um sinal de transmissão CDMA usando as informações de hora do dia.

De preferência, a estação móvel também recebe as informações a partir do sistema de irradiação de célula enquanto opera em um modo dedicado. Ê também provido, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um equipamento para inserir informações de hora do dia para um controlador de comunicações em um sistema de telecomunicações sem fio, incluindo: um receptor de sinal de clock, que recebe as informações de hora do dia a partir de uma fonte de clock; e um transceptor de rádio que recebe as informações de hora do dia a partir do receptor de sinal de clock e que abre uma chamada de dados através do sistema para o controlador de comunicações de forma a passar as informações para o mesmo.

De preferência, o controlador de comunicações inclui um centro de irradiação de célula GSM, em que o transceptor de rádio recebe um número de frame GSM a partir de uma estação base no sistema e passa o número de frame para o centro de irradiação de célula juntamente com as informações de hora do dia.

De preferência, o receptor de sinal de clock inclui um receptor de rádio que recebe as informações de hora do dia a partir de uma célula de comunicações CDMA, em que o transceptor de rádio inclui o receptor de rádio.

Alternativamente, o receptor de sinal de clock inclui um dispositivo GPS. É adicionalmente provido de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um equipamento para telecomunicação móvel sem fio em um sistema de telecomunicação GSM, incluindo: uma estação móvel; e primeiro e segundo subsistemas de estação base, transmitindo primeiro e segundo sinais para a estação móvel, pelo menos um dos quais é um sinal CDMA, sendo ambos os subsistemas mapeados no sistema GSM como subsistemas de estação base GSM; em que a estação móvel sofre o handover do primeiro para o segundo subsistema em resposta a uma comparação das intensidades dos primeiro e segundo sinais recebidos pela estação móvel, substancialmente como se os primeiro e segundo subsistemas de estação base operassem de acordo com uma interface aérea GSM/TDMA.

De preferência, o subsistema que transmite o sinal CDMA recebe uma freqüência GSM e uma localização no sistema. Além disso, de preferência, são passadas mensagens entre os primeiro e segundo subsistemas e um centro de comutação móvel no sistema através de uma interface A GSM, em que ambos os primeiro e segundo sinais incluem sinais CDMA. De preferência, um novo código longo IS-95 é passado através da interface A do segundo para o primeiro subsistema de modo a realizar o handover da estação móvel, substancialmente sem violar os protocolos de interface A.

De preferência, a estação móvel aplica um fator de ponderação ao segundo sinal antes que as intensidades de sinal sejam comparadas. É também provida, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, uma estação móvel para uso em um sistema de telecomunicações sem fio incluindo estações base CDMA e TDMA, incluindo: um único rádio transceptor móvel, que se comunica com as estações base CDMA e TDMA; e uma unidade de modem, que codifica sinais para transmissão pelo transceptor móvel e decodifica sinais recebidos pelo mesmo, de tal forma que os sinais sejam codificados por CDMA para comunicação com a estação base CDMA e codificados por TDMA para comunicação com a estação base TDMA.

De preferência, a unidade de modem codifica os sinais de acordo com protocolos de camada de interface de rádio GSM.

Além disso, de preferência, a estação móvel recebe e processa um sinal proveniente de uma das estações base CDMA e TDMA substancialmente sem romper um link de comunicações existente entre a estação móvel e a outra das estações base CDMA e TDMA. É adicionalmente provido de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um método para passar mensagens para uma pluralidade de estações móveis operando em um modo dedicado em um sistema de telecomunicações sem fio GSM incluindo um serviço de irradiação de célula, incluindo: irradiar as mensagens para as estações móveis através do serviço de irradiação de célula; e receber as mensagens nas estações móveis substancialmente sem terminar a operação em modo dedicado das estações móveis.

De preferência, irradiar as mensagens inclui enviar informações de hora do dia ou, alternativa ou adicionalmente, irradiar uma mensagem de acionamento de procura. É adicionalmente provido de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, um equipamento para telecomunicação móvel sem fio em um sistema de telecomunicações GSM, incluindo: um centro de irradiação de célula, que irradia mensagens através de um sistema de irradiação de célula; e uma estação móvel, que recebe as mensagens enquanto se comunica em um modo dedicado, substancialmente sem terminar as comunicações em modo dedicado.

De preferência, o centro de irradiação de célula irradia informações de hora do dia ou, alternativa ou adicionalmente, uma mensagem de acionamento de busca. É adicionalmente provida, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, uma estação móvel para uso em um sistema de telecomunicações sem fio incluindo estações base CDMA e TDMA, incluindo: pelo menos um rádio transceptor móvel, que se comunica com as estações base CDMA e TDMA; e uma unidade de modem, que processa sinais para transmissão pelo receptor e recebidas pelo mesmo de acordo com uma pilha de protocolos de comunicações, de tal forma que os sinais são codificados por CDMA para comunicação com a estação base CDMA e codificados por TDMA para comunicação com a estação base TDMA, a pilha incluindo uma única camada de protocolo de gerenciamento de recursos de rádio que controla as comunicações com as estações base CDMA e TDMA.

De preferência, a camada de protocolos de gerenciamento de recursos de rádio efetua substancialmente todas as funções de uma subc amada 3 RR de camada de interface de rádio GSM.

Além disso, de preferência, a camada de protocolos de gerenciamento de recursos de rádio controla um handover da estação móvel de uma das estações base para outra das estações base. É adicionalmente provido, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, em um sistema móvel de telecomunicações sem fio, que inclui subsistemas de estação base, pelo menos alguns dos quais operam de acordo com uma interface aérea CDMA, um método para controlar as comunicações de uma estação móvel no sistema com os subsistemas de estação base, incluindo: enviar e receber sinais entre a estação móvel e um dos subsistemas de estação base através da interface aérea CDMA; e controlar o envio e recepção usando uma camada de protocolo de comunicações de gerenciamento de recursos de rádio que efetua substancialmente todas as funções de uma subcamada 3 RR de camada de interface de rádio GSM.

De preferência, o sistema inclui também subsistemas de estação base que operam de acordo com uma interface aérea TDMA e o método inclui: enviar e receber sinais entre a estação móvel e um dos subsistemas de estação base através da interface aérea TDMA; e em que controlar o envio e recepção inclui usar a única camada de protocolo de comunicações de gerenciamento de recursos de rádio para controlar o envio e recepção de sinais através das interfaces aéreas CDMA e TDMA.

Além disso, de preferência, o método inclui realizar o handover da estação móvel entre estações base TDMA e CDMA, em que o handover é controlado pela camada de protocolo de comunicações de gerenciamento de recursos de rádio. A presente invenção será mais completamente compreendida através da descrição detalhada que se segue das suas modalidades preferidas, em conjunto com os desenhos, nos quais: BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um diagrama de blocos esquemático de um sistema de comunicações celular híbrido GSM/CDMA, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção,- A Figura 2A é um diagrama de blocos esquemático ilustrando protocolos de comunicações entre uma estação móvel e subsistemas de estação base no sistema da Figura 1, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 2B é um diagrama de blocos esquemático de uma estação móvel híbrida GSM/CDMA, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;

As Figuras 3A e 3B são diagramas de blocos esquemáticos ilustrando pilhas de protocolos de comunicações entre elementos do sistema da Figura 1, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 4A é um diagrama de blocos esquemático ilustrando o handover de uma estação móvel de uma estação base CDMA para uma estação base GSM no sistema da Figura 1, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 4B é um diagrama de blocos esquemático ilustrando o fluxo de sinais associado ao handover da Figura 4A, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;

As Figuras 4C e 4D são diagramas de blocos esquemáticos que ilustram esquematicamente frames de comunicação usados pela estação móvel para efetuar o handover da Figura 4A, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;

As Figuras 5A e 5B são fluxogramas que ilustram esquematicamente a operação da estação móvel ao efetuar o handover da Figura 4A, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;

As Figuras 6A e 6B são fluxogramas que ilustram esquematicamente a operação da estação base CDMA ao efetuar o handover da Figura 4A, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 7 é um diagrama de blocos esquemático que ilustra o fluxo de sinais associado ao provimento de informações de hora do dia no sistema da Figura 1, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 8 é uma ilustração esquemática mostrando células em um sistema de comunicações celular híbrido GSM / CDMA, útil para a compreensão de um método para efetuar o handover de uma estação móvel de uma estação base GSM para uma estação base CDMA, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 9 é um diagrama de blocos esquemático ilustrando o fluxo de sinais associado ao handover de uma estação móvel de uma estação base GSM para uma estação base CDMA, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;

As Figuras 10A e 10B são fluxogramas que ilustram esquematicamente a operação da estação móvel ao efetuar o handover da Figura 8, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 11 é um fluxograma que ilustra esquematicamente a operação da estação base CDMA ao efetuar o handover da Figura 8, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 12 é um diagrama de blocos esquemático ilustrando o handover de uma estação móvel entre estações base CDMA em um sistema de comunicações celular híbrido GSM/CDMA, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; A Figura 13 é uma ilustração esquemática mostrando o fluxo de sinais associado ao handover da Figura 12, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção;

As Figuras 14A a 14D são diagramas de blocos esquemáticos ilustrando códigos longos CDMA alocados em conjunto com o handover da Figura 12, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção; e A Figura 15 é um fluxograma mostrando o procedimento de handover implementado de acordo com o método e equipamento descritos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS VISÃO GERAL DA OPERAÇÃO DE SISTEMAS HÍBRIDOS GSM/CDMA.

Fazendo agora referência à Figura 1, a qual é um diagrama de blocos esquemático de um sistema de comunicações celular híbrido GSM/CDMA 20, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o sistema 20 é montado em torno de uma rede móvel terrestre pública (PLMN - Public Land Mobile NetWork) 22, que se baseia no padrão de comunicações GSM, tal como foi acima descrito. A infra-estrutura para tais redes já existe e está em amplo uso em vários países, e a presente invenção possui a vantagem de permitir a introdução gradual do serviço CDMA em conjunto com tal rede sem demandar mudanças de porte na infra-estrutura existente. A PLMN 22 compreende pelo menos um centro de comutação de serviços móvel (MSC) 24, ou possivelmente vários de tais centros (apesar de apenas um MSC ser aqui apresentado para maior clareza da ilustração), que controla as operações de rede dentro de uma área geográfica. Dentre outras funções, o MSC 24 é responsável pelo registro de localização de unidades de assinantes e handover de unidades de assinantes entre as estações base, bem como pela ligação da PLMN 22 a uma rede telefônica pública comutada (PSTN - Public Switched Telephone NetWork) e/ou rede de dados em pacote (PDN - Packet Data Network) 48. A PLMN compreende também um centro de gerenciamento de rede (NMC - Network Management Center) 2 6 e um centro de irradiação de célula (CBC - Cell Broadcast Center) 28. As funções de tais elementos serão adicionalmente descritas a seguir. O sistema 20 inclui uma pluralidade de estações móveis (MS) 40, que se comunicam com a PLMN 22 através de uma pluralidade de subsistemas de estação base (BSS) 30 e 3 2 através de um link de RF sem fio em uma ou mais das frequências de comunicações celulares aceitas. A MS 40, que é também designada como uma unidade de assinante, é capaz de se comunicar com ambas os BSS GSM 30, usando um protocolo de sinalização substancialmente padrão GSM TDMA, e com BSS CDMA 32, usando os métodos de comunicação baseados em CDMA descritos a seguir. Adicionalmente, apesar de em sistemas GSM padrão as estações móveis poderem tipicamente receber irradiações provenientes apenas do CBC 2 8 somente no modo inativo, a estação móvel 4 0 é capaz de receber tais irradiações durante uma chamada através do BSS 30, como será adicionalmente descrito a seguir. Apesar de que, para maior clareza, somente uma de cada dentre as MS 40, BSS GSM 3 0 e BSS CDMA 3 2 serem apresentadas na Figura 1, deve ficar claro que na realidade o sistema 20 compreende tipicamente uma pluralidade de cada um de tais elementos de sistema.

Tanto o BSS GSM 3 0 como o BSS CDMA 32 se comunicam com e são controladas pelo MSC 24. As comunicações entre as estações base GSM 30 e o MSC 24 são substancialmente de acordo com os padrões GSM. O BSS CDMA 32 é modificada em relação ao padrão IS-95 CDMA de forma a se comunicar com a PLMN 2 2 de acordo com os padrões GSM e em particular para se comunicar com o MSC 24 através da interface A GSM padrão, como será adicionalmente descrito a seguir com referência às Figuras 3A e 3B. O BSS 32 também se comunica com o CBC 28, de forma a receber mensagens a serem irradiadas pelo ar, e compreende um centro de rádio operação e manutenção (OMC-R) 38. O OMC-R se comunica com o NMC 26 através de uma interface Q3 padrão GSM, de preferência usando um modelo de informações com base na série GSM 12.XX de especificações, aqui incorporadas por referência. Opcionalmente, o BSS 32 pode estar ligado a uma rede geral de serviço de dados em pacote (GPRS) 50, tal como foi proposto pelo European Telecommunications Standards Institute (ETSI). Alternativa ou adicionalmente, o BSS 32 pode estar acoplado para a transmissão de dados em pacote diretamente à PSTN / PDN 4 8 (apesar de tal conexão não ser, para maior simplicidade, mostrada na Figura 1), de preferência com um link para a Internet através da mesma.

As comunicações entre os BSS CDMA 32 e a estação móvel 40 ocorrem através de uma "interface aérea" CDMA, a qual se baseia de preferência no padrão IS-95 para comunicações CDMA. O BSS 32 é montado em torno de um controlador de estação base (BSC - Base Station Controller) 34, que controla e se comunica com várias estações transceptoras base (BTS - Base Transceiver Station) 36. Cada BTS transmite sinais de RF para e recebe sinais de RF provenientes da MS 40 quando a estação móvel está dentro de uma área geográfica, ou célula, servida pelo BTS específico. Quando, durante uma chamada telefônica, a MS se movimenta da célula de um BTS CDMA 3 6 para outra, ocorre um "soft handover" (ou handoff) entre os BTS, como é do conhecimento dos técnicos na área do CDMA.

No entanto, podem também existir regiões de serviço do sistema 20 que não possuem cobertura CDMA (isto é, não existe um BTS CDMA 3 6 em tal região) , ou na qual a cobertura está fraca ou congestionada. Caso a MS 40 se mova para dentro de tal região durante uma chamada telefônica, a MS sofre o handover do BTS CDMA para um BTS associado ao BSS GSM 30 sem interrupção da chamada. De forma similar, caso a MS 4 0 se mova de uma região servida apenas por BSS GSM 30 para a célula do BTS CDMA 36 durante uma chamada, a MS de preferência sofre o handover do BSS GSM para o BSS CDMA. Os métodos para efetuar tais handovers entre serviços CDMA e GSM/TDMA e vice-versa, bem como entre um BSS CDMA 3 2 e outra, serão adicionalmente descritos a seguir. Por virtude de tais métodos e da estrutura do sistema 20, tal como mostrado na Figura 1, a MS 4 0 recebe os benefícios do serviço CDMA nas regiões servidas pelo sistema 20 em que o serviço foi implementado, sem perder o serviço nas regiões TDMA. As transições entre as regiões CDMA e TDMA são substancialmente transparentes para os usuários da MS 40, pois os protocolos de rede GSM de nível superior são observados por todo o sistema e somente a interface aérea de RF de nível inferior é mudada durante a transição. A Figura 2A é um diagrama de blocos esquemático ilustrando pilhas de protocolos de comunicações entre a MS 40 e BSSs 30 e 32, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. A MS 40 se comunica com o BSS GSM 30 através de uma interface Um, a qual está baseada em uma interface aérea TDMA padrão, de forma que não é substancialmente necessária qualquer modificação no BSS 30 ou nos protocolos de interface padrão de camada 1 e camada 2 GSM para acomodar a MS 40. A MS 40 se comunica com o BSS CDMA 32 através de uma interface Um, baseada em uma interface aérea CDMA IS-95 com certas modificações. As unidades de assinantes conhecidas pelos técnicos na área são capazes de operar através de uma interface Um GSM ou uma interface Um CDMA, porém não de ambas.

Para dar suporte às duas interfaces, a estação móvel 40 compreende equipamentos móveis (ME - Mobile Equipament) 4 2 (Figura 1) , que devem incluir ou dois radiotransceptores, um configurado para operação TDMA e outro para CDMA, ou um único transceptor que possa se comutar dinamicamente entre o TDMA e o CDMA. Os ME incluem uma terminação móvel (MT - Mobile termination) , que dá suporte a equipamentos terminais (TE - Terminal Equipament) 46 para entrada e saída de voz e/ou dados. Além disso, a MS 40 compreende um módulo de identidade de assinante (SIM -Subscriber Identity Module) 44, de acordo com os padrões GSM. A Figura 2B é um diagrama de blocos esquemático ilustrando a MS 40, compreendendo um único radiotransceptor no ME 42, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. A MS 4 0 é montada em torno de uma unidade de modem 59, incluindo um núcleo DSP 60 capaz de gerar e processar sinais TDMA e CDMA. De preferência, o núcleo 60 compreende um dispositivo ASIC, incluindo processamento independente de transmissão / recepção CDMA, que é suportado por uma lógica de temporização GSM 64 e um acelerador de hardware GSM (ou DSP) 62, bem como possuindo uma porta para SIM 44. O núcleo 60 recebe entrada e emite saída para o TE 46. Neste caso, o TE 46 é representado como um microfone e alto-falante de áudio e o núcleo 60 efetua a conversão D/A e A/D, bem como funções de vocodif icação sobre os sinais de áudio, tal como é do conhecimento dos técnicos na área. É aplicada vocodificação GSM ou CDMA, dependendo de se a MS 4 0 está em contato com o BSS GSM 3 0 ou o BSS CDMA 32. O núcleo 60 pode, alternativa ou adicionalmente, estar configurado para funcionar com o TE 46 provendo entrada / saída de dados digitais, tal como em um dispositivo de fax. O núcleo 60 emite dados digitais, que podem estar no formato TDMA ou CDMA, para um dispositivo de saída de sinal misto 66. O dispositivo 66 processa e converte os dados para a forma de banda base analógica, para entrada ao transmissor de RF 68. Um duplexador 70 passa os sinais de RF resultantes, através da antena, para a estação base GSM ou CDMA, conforme apropriado. Os sinais recebidos a partir da estação base são passados pelo duplexador 70 através de um receptor de RF 72 e um dispositivo de entrada de sinal misto 74, que efetua a conversão de banda base e funções AGC, para o núcleo 60. De preferência, o transmissor 68, o receptor 72 e os dispositivo de sinal misto 66 e 74 são controlados pelo núcleo 60. A transmissão e recepção de RF pela MS 40 ocorrem de preferência na banda GSM de 900 ou 1800 MHz, para compatibilidade com equipamentos GSM existentes, em particular o BSS 30. Presumindo que a MS 40 inclua apenas o transceptor único mostrado na Figura 2B, operando na banda GSM, os equipamentos CDMA no sistema 2 0 devem estar apropriadamente configurados para operar também em tal faixa de freqüências.

Fazendo novamente referência â Figura 2A, caso a MS 40 inclua fisicamente um transceptor ou dois, ela deve dar suporte a duas camadas 1 e 2 de interface aérea em sua pilha de protocolo para operação face a face com o BSS GSM 30 e o BSS CDMA 32, respectivamente. A interface aérea CDMA entre a MS 40 e o BSS CDMA 32 compreende a camada 1 CDMA que opera em um protocolo IS-95 padrão e a camada 2 GSM -CDMA, em que a operação IS-95 é modificada para acomodar as necessidades dos serviços de rede GSM. A camada 2 GSM -CDMA inclui funcionalidades, tais como ordenação prioridade e fragmentação de mensagens, e suspensão e retomada de comunicações, o que é normalmente suportado pela camada 2 GSM padrão, porém não pela CDMA IS-95. Face a face com o BSS GSM 30, as camadas 1 e 2 da interface aérea estão de acordo com os padrões GSM, substancialmente sem quaisquer modificações.

Os protocolos padrão GSM incluem uma terceira camada de interface de rádio (RIL3), incluindo três subcamadas, acima da camada 1 e camada 2 GSM. A mais baixa dessas três subcamadas RIL3 é uma camada de gerenciamento de recursos de rádio (RR - Radio Resource) , que suporta as camadas de gerenciamento móvel (MM - Mobile Management) e gerenciamento de conexão (CM - Connection Management) acima dela. As subcamadas RIL3 no BSS GSM 30 são substancialmente sem modificações com relação ao padrão GSM e as subcamadas GSM MM e CM são, da mesma forma, mantidas substancialmente sem mudanças na estação móvel 40. A subcamada CM suporta a sinalização para processamento de chamada, bem como serviços suplementares GSM e serviço de mensagens curtas (SMS - Short Message Service). A subcamada MM suporta a sinalização necessária para localização da MS 40, autenticação e gerenciamento de chave de codificação.

Para suportar as camadas MM e CM, uma subcamada RR GSM CDMA é introduzida na MS 40 e nas pilhas de protocolo BSS 32 . A subcamada RR GSM CDMA, que gerencia recursos de rádio e mantém links de rádio entre a MS 40 e os BSSs 30 e 32 está "avisada" sobre a existência das duas camadas inferiores GSM e CDMA (camadas 1 e 2) na pilha de protocolo da MS 40. Ela convoca as camadas inferiores apropriadas na pilha da MS para se comunicar com a camada padrão RIL3-RR através da interface GSM Um ou a camada GSM CDMA RR do BSS 32 através da interface CDMA Um, dependendo de instruções que ela recebe a partir do BSS com a qual ela está em comunicação. As subcamadas MM e CM não são processadas pelo BSS 32, mas são recolocadas entre a MS 4 0 e o MSC 24 para processamento de uma maneira substancialmente transparente para as camadas de interface aérea CDMA inferiores. A subcamada RR na pilha MS também controla o handover entre as correspondentes interfaces aéreas definidas nas camadas 1 e 2 e auxilia na seleção de células para o handover, sob instruções provenientes do MSC 24 e dos BSSs.

Independentemente de qual das interfaces aéreas está em uso, a camada GSM CDMA RR suporta as camadas padrão GSM RIL3-MM e CM acima dela. A subcamada RR de preferência oferece completa funcionalidade de gerenciamento de recursos de rádio tal como definido pelas especificações GSM 04.07 e 04.08, que são aqui incorporadas por referência. Apesar de uma camada "RR" por si não ser definida pelo padrão CDMA IS-95, a camada GSM CDMA RR aqui descrita mantém também completa funcionalidade IS-95 de recursos de rádio.

De acordo com os padrões GSM, a funcionalidade da subcamada RR inclui tanto a operação em modo inativo (idle) como serviços em modo dedicado (isto é, serviços efetuados durante uma conversação telefônica). A operação em modo inativo da subcamada RR inclui a seleção automática de célula e handover inativo entre células GSM e CDMA, bem como pares de células CDMA e pares de células GSM, com indicação de mudança de célula tal como especificado no padrão GSM. A subcamada RR no modo inativo também efetua processamento de canal de irradiação, tal como especificado pelos padrões GSM e CDMA e o estabelecimento de conexões RR.

No modo dedicado a subcaraada RR efetua os seguintes serviços: • Serviços de direcionamento (routing), requisição de serviço, transferência de mensagens e substancialmente todas as outras funções especificadas pelos padrões GSM. • Mudança de canais dedicados (handover), incluindo hard handovers tal como descrito a seguir e soft e "softer" handovers CDMA / CDMA. • Ajustes de modo para o canal RR, incluindo modo de transmissão, tipo de canal e modo de codificação / decodificação / transcodificação. • Gerenciamento de parâmetros da MS com base nas especificações IS-95. • Gerenciamento de marca de classe (classmark) da MS com base nas especificações GSM.

Deve ficar claro para os técnicos na área que as características ou recursos acima da subcamada RR são listadas apenas como um resumo e que detalhes e características adicionais podem ser acrescentados com base nas especificações GSM e CDMA publicadas. A Figura 3A é um diagrama de blocos que ilustra esquematicamente pilhas de protocolos usados em interfaces de sinalização entre a MS 40, o BSS CDMA 32 e o MSC GSM 24, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Tais interfaces permitem à MS 40 se comunicar com o MSC GSM 24 através de uma interface aérea CDMA. A operação de tais interfaces e particularmente o fluxo de mensagens através de tais interfaces estão descritos em maiores detalhes no pedido de patente PCT/US96/20 764 acima mencionado e aqui incorporado por referência. Quando a MS 40 está em comunicação com o MSC 24 através do BSS GSM 30, as pilhas de protocolo estão de acordo com os padrões GSM, substancialmente sem modificações.

Como foi acima mencionado, a MS 40 troca sinais com o BSS CDMA 32 através da interface CDMA Um, em que as pilhas de protocolo MS e BSS são modificadas para incluir a subcamada GSM CDMA RR e a camada 2. Na Figura 3A, uma camada de repasse (relay) é mostrada de forma explícita na pilha de protocolo BSS 32, para passar sinalização RIL3-CM e MM entre a MS 4 0 e o MSC 24, em grande parte sem processamento pelo BSS 32 . Outras camadas envolvidas na interface Um foram acima descritas com referência à Figura 2A. O BSS CDMA 32 se comunica com o MSC GSM 24 através de uma interface GSM A padrão, substancialmente sem modificações. Tal interface está baseada nos protocolos GSM SS7 & BSS Application Part (BSSAP) , tal como é do conhecimento dos técnicos na área, de preferência de acordo com o padrão GSM 08.08. A BSSAP suporta procedimentos entre o MSC 24 e o BSS 32 que requerem interpretação e processamento de informações relacionadas a chamadas únicas e gerenciamento de recursos, bem como transferência de controle de chamadas e mensagens de gerenciamento de mobilidade entre o MSC 24 e a MS 40. O BSS 32 traduz os protocolos da camada CDMA 1 e GSM - CDMA 2 e RR trocados entre o BSS e a MS 40 para protocolos SS7 e BSSAP apropriados para transmissão ao MSC 24 e vice-versa.

Devido ao fato de que o BSC CDMA 34 se comunica com o MSC GSM 24 usando a interface A padrão, substancialmente nenhuma modificação é necessária no núcleo MSC GSM para possibilitar a adição do BSS CDMA 32 ao sistema GSM 20. Além disso, o MSC 24 não precisa estar avisado de que existe qualquer diferença de identificação entre o BSS GSM/TDMA 30 e a CDMA BSS 32, uma vez que ambas se comunicam com o MSC de uma maneira substancialmente idêntica através da interface A. De preferência, as células associadas com BTSs 3 6 do BSS 32 são mapeadas pelo MSC 24 substancialmente da mesma maneira que as células GSM/TDMA e portanto recebem valores GSM absolutos de número de canal de radiofrequência (ARFCN - Absolute Radio Frequency Channel Number) e código de identificação de estação base (BSIC - Base Station Identity Code), de acordo com o padrão GSM. Do ponto de vista do MSC 24, um handover entre o BSS GSM 3 0 e o BSS CDMA 32, ou mesmo entre dois BSSs CDMA diferentes, não é diferente de um handover entre dois BSSs GSM em um sistema convencional baseado em GSM / TDMA. O BSIC das células CDMA é designado de modo a não poder ser distinguido dentro do sistema 20 em relação às células GSM. A Figura 3B é um diagrama de blocos que ilustra esquematicamente pilhas de protocolo envolvidas em passar dados de voz entre a MS 40 e o MSC 24 através do BSS 32, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Os dados de voz entre a MS 40 e o BSS 32 são codificados e decodificados por um vocodificador CDMA, que pode consistir em quaisquer dos protocolos padrão de vocodificador IS-95 conhecidos pelos técnicos na área. O BSS 32 traduz a camada CDMA 1 para sinais GSM El TDMA e converte os dados CDMA vocodif içados em dados de voz PCM lei A comprimida-expandida, de acordo com as exigências da norma de interface A. O MSC 24 desse modo transmite e recebe dados de voz de e para a MS 40 através do BSS 32 substancialmente sem preocupação com o fato de que os dados entre o BSS e a MS estão codificados em CDMA, como se a MS 40 estivesse operando no modo GSM / TDMA. HANDOVER DE ESTAÇÃO BASE CDMA PARA TDMA. A Figura 4A é um diagrama de blocos esquemático mostrando detalhes do sistema 20, úteis para a compreensão de um método para handover auxiliado por unidade móvel da MS 4 0 do BSS CDMA 3 2 para o BSS GSM 30, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Ao contrário da Figura 1, o BSS 3 0 é aqui apresentado em detalhes para incluir um BSC 77 e uma pluralidade de BTSs 78 e 80. A Figura 4A ilustra o handover da MS 4 0 de um dos BTSs associados com o BSS 32, aqui designado como BTS 76, para o BTS 78 do BSS 30. O BSS 32 inclui também BSC GSM - CDMA 34 e BTSs 36, tal como descrito com referência à Figura 1. O handover do BTS CDMA 76 para o BTS TDMA 7 8 é de preferência iniciado pelo BSS 32 quando é determinado que a MS 40 está em um local em que tal handover poderia ser desejável. Tal situação pode surgir quando o sinal recebido a partir do BTS 76 estiver fraco, ou quando sabe-se que a MS 4 0 está chegando à borda ou limite de uma área de cobertura CDMA, ou quando o tráfego nos canais CDMA está muito pesado. Alternativamente, o BSS 32 pode instruir a MS 4 0 a procurar um sinal proveniente do BTS 78 (ou outros BTSs GSM) de tempos em tempos, independentemente de qualquer pressão específica para assim proceder. A Figura 4B é um diagrama esquemático de fluxo de sinais, ilustrando sinais trocados entre a MS 40, BSSs 30 e 32 e MSC 24 no processo de handover da Figura 4A, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. O BSC 34 instrui a MS 40 a iniciar uma busca chaveada por BTSs GSM vizinhos, em que por breves períodos, a MS 40 interrompe as comunicações com o BTS 76 para buscar e receber sinais TDMA. De preferência, a MS 40 está operando no padrão IS-95, o que permite que a transmissão CDMA fique inativa pela duração de um frame de 20 ms, durante o que a varredura GSM TDMA vizinha pode ocorrer sem substancialmente interromper as comunicações de voz CDMA. Mais preferivelmente, a transmissão pela MS 40 durante o frame de 20 ms, está suspensa usando um mecanismo de ativação / desativação como definido pelo padrão IS-95B, seção 6.6.6.2.8. Alternativamente, tal período inativo pode também ser introduzido sob outros padrões CDMA. Também alternativamente, como foi acima mencionado, a MS 40 pode compreender transceptores TDMA e CDMA separados que podem ser usados simultaneamente para tal propósito.

De preferência, o BSC 34 propicia à MS 4 0 uma listagem das freqüências de células GSM TDMA vizinhas, tais como aquelas associadas com os BTSs 78 e 80. Tal listagem é útil para reduzir o tempo necessário para buscar e encontrar o BTS 78, uma vez que a MS 40 irá buscar somente as freqüências das células na listagem. A listagem é atualizada à medida que a MS 4 0 se movimenta de uma célula para outra e é mantida durante handovers entre estações base TDMA e CDMA.

Quando a MS 4 0 recebe um sinal na freqüência do BTS 78, ela tenta decodificar os canais GSM de correção de freqüência (FCCH) e sincronização (SCH) no sinal. Tal decodificação pode tomar vários dos períodos chaveados inativos CDMA para se completar. Uma vez efetuada a decodificação com sucesso, a MS 40 determina o nível de potência do sinal TDMA e o reporta para o BSS 32 juntamente com a identificação da célula GSM. Para determinar o nível de potência, a MS 40 de preferência considera a média da potência do sinal durante um período, de forma a reduzir a influência do movimento da MS e do desvanecimento do canal. A determinação e o reporte do nível de potência TDMA são de preferência repetidos continuamente após a MS 40 ter recebido o comando para assim proceder.

De acordo com os padrões GSM, o nível de potência para cada célula monitorada pela MS 40 deve ser determinado pelo menos uma vez a cada 5 segundos e o SCH correspondente deve ser decodificado pelo menos uma vez a cada 30 segundos. Os níveis de potência devem ser determinados para todas as células na lista de células vizinhas providas pelo BSS 32. De preferência, a MS decodifica o SCH e reporta o nível de potência somente da célula a partir da qual foi recebido o melhor sinal. Mais preferivelmente, a MS reporta ao BSS 32 somente quando ocorre uma mudança no nível de potência determinado desde o último reporte, ou alguma outra mudança significativa nos sinais recebidos pela MS a partir das células monitoradas.

Com base em tais informações, o BSS determina se e quando deve ocorrer um handover. Em um momento apropriado, o BSS 32 inicia uma requisição de handover para o MSC 24. O MSC 24 passa a requisição de handover para o BSS GSM 30, que confirma (acknowledges) a requisição. O BSS GSM 30 a seguir passa um comando de handover RR através do MSC 24 e BSS CDMA 32 para a MS 40 e um novo canal de tráfego (TCH - Traffic Channel) é aberto entre a BSS 30 e a MS. Neste ponto o handover está completo e a MS 4 0 se comuta para o BTS 78. Um handover bem-sucedido ê reportado para o MSC 24, substancialmente de acordo com os padrões de mensagens GSM, após o que o MSC emite um comando de "clear" ou "limpo" adequado para o BSS CDMA 32, o qual responde com uma mensagem de "clear complete".

De preferência, o novo cana de tráfego é aberto em um modo de handover não-sincronizado, de acordo com métodos de handover GSM aceitos e o BSS GSM 3 0 está configurado para aceitar tal handover. A MS 40 de preferência responde ao comando de handover RR com uma rajada (burst) de acesso a handover através do canal de controle dedicado principal (DCCH) do BSS GSM 30, tal como indicado pelo comando de handover. A MS a seguir aguarda para receber uma mensagem de informações físicas proveniente do BSS 30 através do TCH, tal como definido no padrão GSM 04.08, de modo a completar o handover. Caso as informações físicas não sejam recebidas dentro de um período de tempo predeterminado, de preferência dentro de 320 ms, de acordo com o temporizador T3124 do padrão IS-95, a MS tenta retomar sua conexão com o BSS CDMA 32. A decisão de iniciar o handover pode ocorrer sempre que o sinal proveniente do BTS GSM 78 se torne mais forte que aquele do BTS CDMA 76, porém de preferência são aplicados outros critérios. Como exemplo, uma vez que os canais CDMA tipicamente oferecem melhor qualidade de transmissão que os canais GSM, o handover é de preferência iniciado somente quando o sinal GSM é mais forte que o sinal CDMA por algum fator de ponderação predeterminado. O fator pode estar pré-programado no sistema 20, ou ele pode ser ajustado por um usuário da MS 40. Ele pode também ser ajustado de forma dinâmica em resposta a parâmetros tais como a localização geográfica da MS e das quantidades relativas de tráfego nos canais CDMA e TDMA no sistema.

As Figuras 4C e 4D são diagramas de blocos que ilustram esquematicamente a estrutura dos frames IS-95B 81 e 87, usados respectivamente pela MS 40 para decodificar e monitorar a potência de células TDMA, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Os frames de monitoramento 81 e 87 estão intercalados com os frames de comunicação CDMA normais 82, com uma taxa de repetição não maior que um frame de monitoramento a cada 480 ms. Os padrões IS-95B permitem que os frames de monitoramento possuam uma duração de 20 ms ou 40 ms. Períodos de monitoramento mais longos podem ser usados, caso desejado. A escolha de frames mais curtos (20 ms) reduz a possível perda de dados em uma chamada CDMA sendo conduzida simultaneamente entre a MS 40 e o BSS 32, apesar de aumentar a duração de tempo necessária para completar um ciclo de decodificação e monitoramento. A Figura 4C ilustra o frame de monitoramento 81, que é usado para captar o FCCH e o SCH de uma célula TDMA específica de interesse. Em um intervalo inicial 83, a MS 40 ajusta a freqüência de seu receptor, tipicamente através do ajuste de um loop travado em fase (PLL - Phase Locked Loop) para a freqüência da célula TDMA. Em um intervalo 84 subseqüente, a MS ajusta o ganho de seu receptor para o sinal sendo recebido a partir da célula TDMA, tipicamente pelo uso de controle de ganho automático (AGC - Automatic Gain Control) . Os métodos adequados de PLL e AGC são bem conhecidos pelos técnicos na área. Os intervalos 83 e 84 são de preferência de 1 ms cada um de duração. Subseqüentemente, por cerca de 15 ou 35 ms, dependendo de se a duração total do frame 81 for de 20 ou 40 ms, o FCCH e o SCH da célula TDMA são decodificados, tal como foi acima descrito. A seguir, em preparação para o próximo frame CDMA 82, a MS 40 reajusta sua frequência para o ajuste anterior (CDMA) e a seguir se ressincroniza com o BTS CDMA 76 em um intervalo final 86. A Figura 4D ilustra o frame de monitoramento 87, que é usado para medir os níveis de potência de células TDMA de interesse. Para cada uma de tais células, a frequência da MS 40 é ajustada em um intervalo inicial 83, tal como foi acima descrito. O nível de potência da célula é a seguir determinado durante um intervalo de medição de energia correspondente 88, de preferência possuindo uma duração de cerca de 1,4 ms. No exemplo apresentado na Figura 4D, a duração do frame 8 7 é considerada como sendo de 2 0 ms, permitindo que os níveis de potência sejam determinados para sete diferentes células durante o frame. Alternativamente, caso seja usado um frame de 4 0 ms, podem ser determinados os níveis de potência de até 15 células diferentes.

Em uma modalidade alternativa não apresentada nas figuras, um frame de monitoramento pode ser dividido em duas ou mais partes, uma para captar o FCCH e SCH e a outra para medições de energia. Outras modalidades alternativas podem estar baseadas no padrão IS-95C ou IS-95Q CDMA.

As Figuras 5A, 5B, 6A e 6B são fluxogramas que ilustram esquematicamente, na forma de máquinas de estado (state machines), as operações envolvidas na efetivação do handover ilustrado nas Figuras 4A e 4B, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. As Figuras 5A e 5B ilustram estados da MS 40 e as Figuras 6A e 6B ilustram estados do BSS GSM-CDMA 32. As linhas contínuas em tais figuras representam processos efetuados utilizando o chaveamento IS-95, como descrito acima, de forma que a MS comute entre a recepção CDMA e TDMA. As linhas tracejadas indicam transições de estado alternativas que são possíveis quando a MS é capaz de operação CDMA/TDMA simultânea, tipicamente requerendo que a MS possua dois radiotransceptores (ao contrário da MS de transceptor único apresentada na Figura 2B) . Os estados do BSS GSM TDMA 30 não são apresentados, uma vez que eles estão substancialmente de acordo com os padrões GSM, que são conhecidos pelos técnicos na área.

Certas mensagens passadas entre a MS 4 0 e o BSS 32 durante o curso dos processos de handover estão indicadas ao longo das linhas que conectam os estados relevantes do BSS 32 e a MS 40 nas figuras. Tais mensagens possuem de preferência a forma geral de mensagens padrão IS-95 ou GSM, conforme apropriado, que são modificadas e/ou suplementadas de forma a portar informações adicionais que devem ser passadas no sistema híbrido GSM-CDMA 20. Apesar de certas mensagens e formatos de mensagens exemplares serem aqui descritos, substancialmente qualquer designação adequada dos campos de mensagem podem ser usadas, dentro das restrições dos padrões IS-95 e GSM relevantes, como ficará claro para os técnicos na área.

No início do processo de handover, a MS 4 0 está em comunicação com o BSS 32 através de um canal de tráfego CDMA (TCH) em um estado 100 da MS e um estado 130 do BSS. O BSS emite um comando de chaveameto de busca, incluindo parâmetros de chaveamento, e a seguir aguarda pela finalização do chaveamento em um estado 134. A MS 40 confere os parâmetros em um estado 102. Caso a MS não esteja configurada para dar suporte aos parâmetros, ela emite uma mensagem de rejeição de chaveamento. Caso os parâmetros sejam suportados, a MS emite uma mensagem de chaveamento completo e entra em um estado de chaveamento IS-95 104. Caso seja recebido um comando de sustar o chaveamento, a MS 40 volta ao estado 100.

Ao receber a mensagem de chaveamento completo, o BSS 32 entra em um estado de chaveamento IS-95 136 e comanda a MS 40 a iniciar o monitoramento de células vizinhas (como foi acima mencionado, os estados de chaveamento 104 e 136 não são necessários caso a MS seja capaz de operação CDMA/TDMA simultânea, caso este em que a MS entra no estado 106 diretamente a partir do estado 100). A BSS a seguir entra em um estado 132 no qual ela aguarda que o monitoramento seja completado. A MS confere os parâmetros do comando de monitoramento em um estado 106. Tendo verificado que ela dá suporte aos parâmetros do comando de monitoramento, a MS 40 entra em um estado de monitoramento GSM 108 no qual ela decodifica e determina periodicamente a intensidade do sinal das células vizinhas, tal como foi acima descrito. De forma similar, ao receber a confirmação a partir da MS de que ela iniciou o monitoramento de células vizinhas, o BSS 32 entra em um respectivo estado de monitoramento GSM 138. A MS 40 continua a monitorar as células vizinhas e reportar os resultados para o BSS 32 na forma de uma mensagem de medição de intensidade piloto (PSMM). Quando for estabelecida uma condição de disparo de handover, isto é, quando o sinal recebido pela MS 40 a partir do BSS 32 for suficientemente mais fraco que uma das células vizinhas, o BSS indica para o MSC 24 que é necessário um handover e entra em um estado de espera 140. Caso não seja recebido um comando de handover dentro de um período predefinido, de preferência determinado pelo temporizador GSM T7, de acordo com o padrão GSM, o BSS retorna ao estado 138. Quando o comando de handover é recebido a partir do MSC, o BSS 32 passa o comando de handover RIL3-RR para a MS 40 e a seguir entra em outro estado de espera 142, onde ela aguarda uma confirmação de camada 2 (L2) do comando proveniente da estação móvel. Deve ser notado que o BSS 32 pode também receber um comando de handover enquanto no estado 13 8, caso este em que ela emite de modo similar o comando de handover RIL3-RR para a MS 4 0 e entra no estado 142 .

Quando a MS 40 recebe o comando de handover RIL3-RR, ela confere os parâmetros do comando de handover em um estado 110. Caso a MS 40 dê suporte aos parâmetros do comando de handover, ela envia a confirmação L2 para o BSS 32 e entra em um estado de suspensão CDMA 112 . Caso os parâmetros não sejam suportados, a MS emite uma mensagem de falha de handover e retorna ao estado 108. Em tal caso, ou se nenhuma confirmação for recebida dentro de um período predefinido, de preferência determinado pelo temporizador GSM T8, o BSS 32 envia uma mensagem de falha de handover para o MSC 24 e retorna ao estado 138.

Presumindo que os parâmetros sejam suportados e que o comando de handover indique que a MS deve sofrer o handover para o BSS GSM TDMA 30, a MS envia a mensagem de acesso de handover e a seguir aguarda em um estado 120 pelas informações físicas provenientes da estação base 30. (Caso o comando de handover especifique que a MS sofra o handover para outro BSS CDMA, a MS entra em um estado 114, como será adicionalmente descrito mais adiante com referência às Figuras 12 e 13) . Neste ínterim, o BSS 32 aguarda um comando de "clear" em um estado 144, enquanto envia periodicamente mensagens de "requisição de clear" para o MSC 24.

Uma vez recebidas as informações físicas, o handover é completado com sucesso e a MS 4 0 entra em um estado de comunicações de canal de tráfego GSM 124. O BSS 32 recebe o comando de clear, quando então ele entra em um estado 148 no qual ela libera os recursos aéreos alocados ao canal de comunicação com a MS 40 e envia uma mensagem de "clear completo". O BSS entra em um estado de liberação SCCP 150, no qual ela libera os recursos de chamada usados na comunicação com o MSC 24 e a seguir finaliza a conexão com a MS 40 em um estado final 152.

No entanto, caso a MS 4 0 não receba as informações físicas dentro de um período especificado, dado pela expiração do temporizador GSM T3124, a MS entra em um estado 122 no qual ela tenta recaptar o BSS CDMA 32 e retornar ao estado 100. Uma mensagem de falha de handover é emitida para o BSS 32, que a seguir entra em um correspondente estado de recaptação CDMA 146. Caso a recaptação não seja bem-sucedida, o BSS 32 emite uma requisição de clear e retorna ao estado 144, a partir do qual ela pode finalmente sair para o estado 152, como foi acima descrito. A MS se transfere para um estado inativo 126 . HANDOVER DE ESTAÇÃO BASE TDMA PARA CDMA. A Figura 7 é um diagrama de blocos esquemático mostrando o fluxo de sinais no sistema 20 (Figura 1) associado ao provimento de hora do dia para os BSCs e BTSs GSM relevantes no sistema, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Normalmente, Os BSSs GSM no sistema 2 0 não seriam informadas sobre a hora do dia, uma vez que tal informação não é necessária pelos padrões GSM. Por outro lado, o padrão IS-95 requer que as estações base CDMA estejam sincronizadas, uma vez que tal sincronização é necessária para identificação e decodificação dos sinais e para o soft handover entre células. Portanto, para o handover auxiliado por unidade móvel da MS 4 0 do BTS TDMA 78 para o CDMA 76 (tal como mostrado na Figura 4A, porém com a direção da seta de handover invertida), é necessário que a hora do dia seja provida pelo sistema 20. O método da Figura 7 permite que a hora do dia seja provida no sistema 20 sem a necessidade de mudanças de hardware ou software no MSC 24 ou no BSS GSM 3 0 ou BTSs 78 e 80, pelo uso do CBC 28, que é uma parte padrão da PLMN 22, para irradiar a hora do dia através do sistema. Normalmente o CBC 2 8 provê um serviço de irradiação de célula (CBC) de acordo com os padrões de interface GSM 03.41 e 03.49, permitindo que mensagens curtas gerais sejam irradiadas sem confirmação para áreas geográficas definidas dentro do sistema 20. As mensagens são recebidas pela MS 40 enquanto ela está no modo "standby" ou inativo (idle) , isto é, quando a MS não está envolvida em uma chamada telefônica. No entanto, para o propósito de prover informações de hora do dia, a MS 4 0 é de preferência capaz de receber mensagens CBS não só quando ela está em um modo inativo, tal como prescrito pelos padrões GSM, mas também quando a MS está em um modo dedicado, isto é, durante uma chamada telefônica (apesar de ao possível custo de perder dados provenientes da própria chamada) . O uso do CBS para prover informações de hora do dia para a MS 4 0 é desejável em particular quando a MS inclui apenas um único rádio transmissor e receptor, tal como mostrado na Figura 2B, quando são usados rádios duplos, um para o CDMA e o outro para o TDMA, o rádio CDMA pode receber a hora do dia enquanto o rádio TDMA estiver em uso em uma chamada telefônica.

Em uma modalidade preferida da presente invenção, mensagens CBS são também usadas para iniciar uma busca pela MS 40 por células vizinhas, tal como foi acima descrito com referência à Figura 4B.

Uma MS especial 16 0, que está equipada com um receptor GPS (Sistema de Posicionamento Global - Global Positioning System) 161 está localizada em uma ou mais das células GSM/TDMA do sistema 2 0 em que é necessária a hora do dia. Na Figura 7, a MS 160 recebe a hora do dia proveniente do receptor 161 e associa a hora com uma identificação do número de frame TDMA concomitante, com base em sinais de sincronização transmitidos pelo BTS 78, de acordo com o padrão GSM. Alternativamente, a MS 16 0 pode estar configurada para receber a hora do dia a partir de um BSS CDMA, caso este em que o receptor GPS 161 não é necessário. A MS 160 abre uma chamada de dados através do BTS 78, BSC 77, MSC 24 e PSTN/PDN 48 para CBC 28 e envia ao CBC a identificação de célula e correspondência da hora do dia e número de frames atuais. Alternativamente, a MS 160 pode passar as informações por qualquer outro método adequado, tal como pelo uso do GSM SMS. O CBC 2 8 a seguir transmite tais informações através do CBS para a célula, de forma a que a MS 4 0 receba a hora do dia mesmo quando ela está operando no modo GSM / TDMA. Portanto, quando a MS 40 estiver para sofrer o handover para o BTS CDMA 76, não existe necessidade de captar informações de sincronização / hora do dia a partir do BTS CDMA e o handover pode prosseguir de forma mais rápida e suave. A introdução da hora do dia no sistema 20 possui também benefícios para a porção GSM do sistema por si, sem conexão ao handover CDMA. Como exemplo, a MS 40 pode transmitir sua hora do dia para diferentes BTSs GSM 78 e 80 e o retardo de temporização proveniente da MS para cada um dos BTSs pode ser medido e usado para determinar a localização da MS. A Figura 8 é um mapa esquemático de células GSM / TDMA 162 e células CDMA 164 sobrepostas na rede 20, ilustrando aspectos do handover auxiliado por unidade móvel do BTS GSM 7 8 para o BTS CDMA 76, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Um operador do sistema 2 0 irá reconhecer que quando a MS 4 0 está localizada em qualquer das células 1 a 5 mostradas na Figura 8, um handover TDMA / CDMA pode ocorrer. Portanto, o CBC 2 8 irá irradiar uma mensagem CBS para todas as MSs de modo dual (GSM/CDMA) nestas células, incluindo as seguintes informações e instruções: • A MS deve iniciar a busca por sinais CDMA (acionamento de busca). • Freqüências de BTSs CDMA em células sobrepostas e vizinhas. • Mapeamento GSM de células CDMA 94 de acordo com o MSC GSM 24. • Identificação da hora do dia com o número de frame TDMA atual, de preferência tal como derivado a partir da MS 90, apesar de que outros métodos possam também ser usados para suprir a hora do dia. • Opcionalmente, o fator pelo qual a intensidade de sinal CDMA deve ser multiplicada para comparação com o sinal TDMA, tal como foi acima descrito. Não há necessidade de que tal mensagem seja irradiada nas células 6 a 10. Além disso, deve ficar claro que somente as MSs de modo dual estão programadas para receber e interpretar tal mensagem, enquanto que as MSs GSM / TDMA normais irão ignorá-la. A mensagem CBS aciona e habilita as estações móveis de modo dual para reunir e prover informações ao BSS GSM 3 0 e MSC 24 para auxilio em efetuar o handover para um dos BSSs CDMA, ao contrário dos sistemas híbridos GSM/CDMA que foram sugeridos na técnica anterior. A Figura 9 é um diagrama de blocos ilustrando o fluxo de sinais no sistema 20 associados com um handover auxiliado por unidade móvel do BTS 7 8 para o BTS 76, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Como foi acima mencionado com referência à Figura 7, o handover se inicia com a transmissão do acionamento de busca e outras informações. O acionamento de busca é transmitido periodicamente pelo BTS 78 sempre que a MS 40 estiver em uma das células GSM 1 a 5 (Figura 8) , ou em resposta a outra condição pré-programada.

Ao receber o acionamento, a MS 4 0 desliga seu tráfego TDMA com o BTS 78 e sintoniza seu receptor para uma frequência CDMA apropriada por um curto período, de preferência de cerca de 5 ms. A seguir, após a MS ter retomado sua comunicação com o BTS 78, ela tenta decodificar qualquer sinal CDMA que ela tenha recebido de modo a identificar um sinal piloto do BTS cuja transmissão ela recebeu, a partir do BTS 76. Como foi acima mencionado, o BTS 76 é mapeado no sistema 2 0 como se ele fosse um BTS GSM / TDMA convencional. A MS 40 portanto transmite uma mensagem de relatório de volta ao BTS GSM 78 indicando a potência do sinal que ela recebeu a partir do BTS 7 6 (opcionalmente multiplicada pelo fator de ponderação relativo CDMA / TDMA acima mencionado), juntamente com a identificação no mapa do sistema GSM do BTS 76. Do ponto de vista do BSS GSM 3 0 e MSC 24, não existe diferença substancial entre a mensagem transmitida pela MS 40 neste caso e a mensagem que seria transmitida como resultado de uma varredura GSM das vizinhanças.

Tal processo de medição e reporte continua até que O BSS 3 0 determine que a Ms 4 0 deve sofrer o handover para o BTS 76. Neste ponto, o BSS 30 envia uma mensagem para o MSC 24 indicando que o handover é necessário. O MSC 24 passa uma requisição de handover para o BSS 32, que envia uma confirmação de volta através do MSC 24 para o BSS 30. O BSS 3 2 aloca recursos de hardware e software para o canal de tráfego de comunicações a ser aberto com a MS 40 e inicia o envio de dados nulos para a MS de modo a abrir o canal. O BSS GSM 3 0 a seguir envia um comando de handover para a MS 40, de preferência um comando RIL3-RR que inclui os parâmetros IS-95 necessários para abertura de um canal de tráfego CDMA com o BTS CDMA 76. Os parâmetros contidos em tal mensagem serão adicionalmente descritos a seguir com referência às Figuras 13 e 14A a D. O novo canal de tráfego é a seguir aberto, completando o handover e o BSS 30 libera o canal de tráfego TDMA anterior. O processo acima descrito dessa forma permite o handover auxiliado por unidade móvel do BSS GSM/TDMA 30 para o BSS CDMA 32 com alta velocidade e confiabilidade e com interrupção mínima do serviço no meio de uma chamada durante a qual ocorre o handover. Para os propósitos de tal handover, as células GSM no sistema 20 recebem informações de hora do dia e as células CDMA são mapeadas no sistema GSM, com um mínimo de custo de hardware e substancialmente sem a necessidade de reprogramar elementos existentes do sistema GSM.

Um processo de handover TDMA - CDMA similar pode ser efetuado mesmo na ausência de informações de hora do dia no BSS GSM 30. Neste caso, após a MS 40 ter captado um sinal de canal piloto associado com o BTS 76, ela deve sintonizar e decodificar o canal de sincronização CDMA do BTS de modo a derivar a hora do dia. Tal operação leva cerca de 480 ms, criando uma interrupção que pode ser notada, mas que é ainda tolerável, no serviço de voz durante uma chamada. Além disso, e alternativamente, um processo de handover similar pode ser efetuado usando-se uma MS possuindo dois transceptores, um para TDMA e outro para CDMA, tal como foi acima descrito.

As Figuras 10A, 10B e 11 são fluxogramas que ilustram esquematicamente, na forma de máquinas de estado, a operação da MS 40 e do BSS 32 ao efetuar o handover ilustrado na Figura 9, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. As Figuras 10A e 10B se referem à MS 40, enquanto a Figura 11 se refere ao BSS 32. A estação base 30 opera substancialmente de acordo com os padrões GSM, tal como conhecidos pelos técnicos na área. A MS 40 começa em um estado inicial 170, no qual a MS está em comunicação com o BSS 30, em uma certa célula associada à estação base, através de um canal de tráfego GSM <TCH) . Quando a MS passa para uma nova célula, ela entra em um estado 172 em que ela recebe e lê mensagens provenientes do CBC 28. Caso não exista qualquer mensagem do CBC preparando a MS 4 0 para possível handover para um BSS CDMA (por exemplo, por não existir qualquer BSS CDMA na área), a MS retorna a um estado GSM TCH 174, a partir do qual ela pode sofrer o handover para outro BSS GSM TDMA.

Quando alertada por uma mensagem CBC apropriada, a estação móvel 40 entra em um estado de sobreposição 176, no qual ela capta a hora do dia, tal como foi acima descrito, e envia mensagens de medição de intensidade piloto (PSMM) para o BSS 30. Na operação GSM - TDMA padrão, existe de um modo geral um time slot livre de 6 ms disponível uma vez a cada 120 ms. Durante tais time slots livre, a MS 40 interrompe a transmissão TDMA para buscar por feixes piloto de células GSM CDMA vizinhas, tais como aquelas associadas à estação base 32. Caso não seja encontrado qualquer piloto, a MS passa a um estado 180, no qual ela ajusta sua frequência e tenta encontrar um canal de correção de freqüência (FCCH) GSM apropriado. Alternativamente, quando é encontrado um piloto, a MS entra em um estado 182 no qual ela ajusta sua freqüência conforme necessário e mede a intensidade do sinal CDMA.

Durante slots subsequentes, enquanto a MS 40 está em comunicação através de seu canal de tráfego GSM TDMA atual, ela tenta decodificar o piloto CDMA de forma a identificar a célula com a qual está associado o piloto. Os resultados são reportados ao BSS 30.

No momento apropriado, com base nos resultados reportados pela MS 40, tal como foi acima descrito, o MSC 24 passa a requisição de handover para o BSS 32. O BSS entra em um estado preparatório 190, no qual ele aloca recursos, designa um código longo e efetua uma conexão SCCP com o MSC em preparação para o handover. Após enviar a mensagem de confirmação apropriada para o MSC, o BSS 3 2 entra em um estado 191 no qual ela envia frames de tráfego de emissão nulos para a MS 4 0 e aguarda a recepção de tráfego reverso proveniente da MS. No entanto, caso a estação base falhe em alocar os recursos, ela reporta uma falha de handover e sai para um estado final 197.

Com base nos parâmetros encapsulados na mensagem de confirmação proveniente do BSS 32, a mensagem do comando de handover RIL3-RR é enviada do BSS GSM TDMA 30 para a MS 40, identificando a célula de destino GSM CDMA associada ao BSS 32 e passando os parâmetros de handover necessários. A MS 40 entra em um estado 183 no qual ela verifica se os parâmetros de handover são suportados e, caso a verificação seja bem-sucedida, suspende sua operação GSM-TDMA em um estado 184. (Caso a verificação falhe, a MS reporta a falha e volta ao estado 176) . A MS a seguir entra em um estado 18 5 no qual ela aguarda para receber um número predeterminado de frames "bons", de preferência o número determinado pelo contador IS-95 Nllm, a partir do BSS 32. Quando os frames bons forem recebidos, a MS envia de volta ao BSS um certo número de frames de preâmbulo (pseudoquadros curtos usados para estabelecer o canal de tráfego), tal como especificado pelo parâmetro NUM_PREAMBLE na mensagem de comando de handover, e entra em um estado de ajuste de opção de serviço 186. O BSS 32 detecta os frames de preâmbulo e reporta ao MSC que o canal de tráfego CDMA foi estabelecido, após o que o BSS entra em um estado 192 no qual ela aguarda a finalização do handover.

Caso a MS 4 0 e o BSS 32 sejam incapazes de estabelecer comunicações, o handover para o BSS 32 é abortado e a MS 40 e o BSS 32 retornam aos seus estados anteriores. A MS 40 tenta recaptar BSS GSM 30 em um estado 188 e, caso bem-sucedida, retorna ao estado GSM TCH 170. Caso a recaptação falhe, a MS sai para um modo inativo 189. Em qualquer dos casos, o BSS 32 recebe um comando clear e libera todos os recursos que ele havia alocado para a MS 40 em um estado 193, após o que o BSS 32 sai para um estado final 197.

No entanto, presumindo-se que o handover seja completado com sucesso, o BSS 32 entra em um estado de ajuste de opção de serviço 194, correspondente ao estado 186 da MS 40. Uma requisição de serviço é emitida pelo BSS 32 e o BSS aguarda uma resposta de serviço proveniente da MS 4 0 em um estado de espera 195. Quando a resposta de serviço é recebida, a MS 40 e o BSS 3 2 entram nos respectivos estados de canal de tráfego CDMA (TCH) 187 e 196 e a chamada continua normalmente através do canal CDMA. HANDOVER DE ESTAÇÃO BASE CDMA PARA CDMA. A Figura 12 é um diagrama de blocos esquemático ilustrando o handover entre duas CDMA BSS diferentes 201 e 203 no sistema 20, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. O BSS 201 compreende um BSC 202 e uma pluralidade de BTSs 2 06 e 2 08; e o BSS 2 03 compreende um BSC 204 e uma pluralidade de BTSs 210 e 212. Os BSSs 201 e 203 são substancialmente similares e intercambiáveis com o BSS 32, apresentada na Figura 1 e acima descrita, e se comunicam com o GSM MSC 24 através da interface GSM A. A MS 40 é mostrada na Figura em meio a um handover do BTS 208 para o BTS 210, sob controle do MSC 24. Apesar do handover ocorrer entre dois BSSs CDMA, do ponto de vista do sistema ele é um handover entre dois BSSs GSM, em que os BTSs 208 e 210 são respectivamente mapeados pelo MSC 24 como células GSM. A Figura 13 é um diagrama esquemático ilustrando o fluxo de sinais entre os elementos do sistema 20 mostrados na Figura 12 durante o curso do handover, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. Antes de iniciar o handover, o BSS 201 emite um acionador de busca para a MS 40, a qual a seguir busca por freqüências de transmissão CDMA de células vizinhas, de preferência usando chaveamento IS-95, substancialmente tal como foi acima descrito. O handover é acionado quando a MS 40 reporta ao BSS 201 que ela está recebendo um sinal proveniente do BTS 210 com um nível de potência mais elevado que aquele do BTS 208.

Ao receber o reporte proveniente da MS 40, a estação base 201 envia uma mensagem de handover requerido para o MSC 24, especificando a identidade de célula GSM do BTS 210 como a nova designação de célula desejada para o handover. A mensagem está de um modo geral de acordo com padrões GSM. A taxa de dados CDMA das comunicações entre a MS e o BSS, que de acordo com padrões IS-95 pode ser de 8 kbit/s (ajuste de taxa 1) ou 14,4 kbit/s (ajuste de taxa 2), é de preferência passada na mensagem pela indicação das taxas de dados IS-95 respectivamente como canais de tráfego de meia taxa e taxa total GSM. Quando a taxa de canal de tráfego GSM é passada ao BSS 203, o BSS interpreta a taxa para selecionar a taxa de dados IS-95 apropriada. O MSC 24 envia uma requisição de handover para o BSS 2 03, o qual responde pelo envio ao MSC de uma confirmação que inclui uma mensagem de comando de handover RIL3-RR, que é passada de volta ao BSS 201. Dessa forma, todas as mensagens enviadas entre os BSSs 201 e 203 estão de acordo com as exigências da interface A e parâmetros CDMA associados ao IS-95 são mapeados para parâmetros GSM correspondentes, por exemplo, a identificação do tipo de vocodificador 13K QCELP no vocodificador de taxa total CDMA para GSM. A requisição de handover, a confirmação e o comando são passados pelo MSC 24 substancialmente sem modificação.

Após receber o comando de handover, o BSS 201 anterior envia a mensagem RR de comando de handover para a MS 40 de forma a efetuar o handover para o novo BSS 203. A mensagem para a MS 40 inclui os parâmetros CDMA necessários para o handover, de acordo com os padrões IS-95, incluindo, porém não se limitando aos seguintes: • Uma nova máscara de código longo, de preferência alocada pelo BSS 2 03 a partir de um "pool" de números disponíveis, de tal maneira que os valores de máscara usados em uma área de cobertura comum fiquem tão distantes quanto possível uns dos outros e que não existam duas MSs na área com a mesma máscara. Um exemplo de esquema de alocação de máscara de código longo será descrito mais adiante com referência às Figuras 14A a D. Apesar de que nos sistemas celulares padrão IS-95 a máscara de código longo da MS seja fixa e passada à nova BS durante o curso do handover, os padrões GSM não provêem uma mensagem que possa ser usada para passar a máscara de código longo para a nova BS 203. É portanto necessário que a BS 203 aloque a nova máscara de código longo e a passe de volta à MS 40 através da BS 201, de preferência no comando de handover RR, tal como foi aqui descrito. • Parâmetros de nível de potência nominal, de preferência N0M_PWR e NOM_PWR_EXT, tal como especificado pelos padrões IS-95, provendo um fator de correção a ser usado pela MS 40 na estimativa de potência em malha aberta, por meio da qual a MS ajusta o nível de potência de sinais a serem transmitidos para o BSS 203. • Offset de frame, um parâmetro que indica, de preferência em etapas de 1,25 ms, um retardo de frames de canal de tráfego de emissão e reverso enviados para a e recebidos da MS 40, em relação à temporização de sistema do sistema 20. O offset de frame é passado do BSS 2 01 para o BSS 2 03 na mensagem de comando de handover. Um parâmetro ACTIVE_TIME opcional pode também ser incluído para indicar o momento em que o retardo deve ser introduzido. • Canal de código, passado de modo similar do BSS 201 para o BSS 203, para indicar uma função Walsh que deve ser usada para codificar o canal de tráfego de emissão do BSS 203 para a MS 40, de acordo com o padrão IS-95. • Numeração de confirmação de camada 2, que pode ser usada pelo BSS 203 para reajustar o processamento de confirmação pela camada 2 de protocolo na MS 40, de preferência em um momento especificado na mensagem de comando de handover. • Parâmetros de controle de potência do canal de tráfego de envio, usados pelo BSS 203 para reajustar as contagens TOT_FRAMES e BAD_FRAMES efetuadas pela MS 4 0 com o propósito de reportar estatísticas de erros de canal de emissão para o BSS. • Número do preâmbulo, indicando o número de frames de preâmbulo a serem transmitidos pela MS 40 para o BSS 2 03 após a MS ter recebido Nllm frames bons provenientes do BSS, tal como foi acima descrito com referência à Figura 10B. • Nova classe de banda (faixa de freqüência) e freqüência (dentro da faixa) da célula associada ao BSS 203 para o qual a MS 40 está agora designada.

Os parâmetros acima listados não são a totalidade e apresentam apenas uma amostra representativa das informações a serem passadas na mensagem de comando de handover. Outros parâmetros IS-95 podem ser similarmente incluídos na mensagem. De um modo mais geral, os técnicos na área saberão como o método exemplificado pelo comando de handover acima descrito, em que dados associados a uma das interfaces aéreas no sistema 20 (GSM/TDMA ou CDMA) são passados em mensagens enviadas através da outra das interfaces aéreas, pode ser usado de uma maneira similar para passar mensagens e dados de outros tipos.

Após o comando de handover RR ter sido enviado para a MS 40, um novo canal de tráfego é estabelecido entre o BSS 203 e a MS 40. Para estabelecer o canal, o BSS 203 envia frames de canal de tráfego para a MS 40, que responde com um número apropriado de frames de preâmbulo, tal como especificado pela mensagem de comando de handover. Um handover bem-sucedido é a seguir relatado ao MSC 24, substancialmente de acordo com os padrões de envio de mensagens GSM, após o que o MSC emite um comando de "clear" adequado "limpo" adequado para o BSS anterior 201, a qual responde com uma mensagem de "clear complete".

As Figuras 14A a D são diagramas de blocos que ilustram esquematicamente máscaras de código com 42 bits de comprimento alocadas pelo BSS 203, em conjunto com o handover ilustrado na Figura 12, de acordo com uma modalidade preferida da presente invenção. A Figura 14A mostra uma máscara 22 0 para uso em um canal de acesso; a Figura 14B mostra uma máscara 222 para uso em um canal de paging; a Figura 14C mostra uma máscara 224 para uso em canais de tráfego fundamentais (de emissão e reverso); e a Figura 14D mostra uma máscara 226 para uso em canais de tráfego suplementares (de emissão e reverso). Tais canais suplementares são usados, por exemplo, em comunicações de taxa de dados média (MDR) de múltiplos canais, tal como especificado pelo padrão IS-95B. A máscara de canal de acesso 220 compreende de preferência um número de canal de acesso 228, um número de canal de paging 230, um número de identificação de estação base (ID - Identification Number) 232 do BSS 2 03 e um offset de feixe ou sinal piloto 234, todos designados substancialmente de acordo com os padrões IS-95. O número de canal de paging e o offset de feixe piloto são similarmente incluídos na máscara do canal de paging 222.

As máscaras de canal de tráfego 224 e 226 representam formatos de máscara de código longo público. Elas incluem de preferência a ID de estação base 232 e um número exclusivo de 16 bits 23 6 escolhido dentre um pool designado para o BSS 203. O número do pool 236 é designado, como foi acima descrito, de forma a que quaisquer duas MSs não possam apresentar a mesma máscara de código longo. Para maior segurança, uma máscara de código longo privada pode ser usada no lugar das máscaras 224 e 226 . A geração de tais máscaras, usando-se um código de encriptação Kc GSM está descrita, por exemplo, em um pedido de patente intitulado "ENCRYPTION SUPPORT IN A HIBRID GSM/CDMA NETWORK", depositado em 21 de outubro de 1998, em nome da Requerente da presente invenção e aqui incorporado por referência. A operação do BSS 201 e do BSS 203 ao efetuar o handover apresentado na Figura 12 pode ser representada esquematicamente por máquinas de estado substancialmente similares àquelas respectivamente ilustradas pelas Figuras 6A / 6B e Figura 11. A operação da MS 4 0 em tal handover é em grande parte similar àquela apresentada nas Figuras 5A e 5B, até o estado 112, em que as comunicações CDMA com o BSS 201 são suspensas. À medida que a MS 40 está estabelecendo um novo canal de tráfego com o BSS CDMA 203, ela passa através dos estados 114, 116 e 118, que são respectivamente equivalentes aos estados 185, 186 e 187, tal como mostrado na Figura 10B. Caso a MS 40 falhe em captar o novo canal de tráfego enquanto ela está no estado 114, ela passa ao estado 122, no qual ela tenta recaptar o BSS anterior 201. O método acima descrito está principalmente relacionado aos hard handovers entre dois BSSs 2 01 e 2 03 diferentes, sob o controle do MSC 24. O sistema 2 0 de preferência permite soft handovers da MS 40, de acordo com os padrões IS-95, entre BTSs associados a um único BSC, tal como os BTSs 206 e 208, mostrados na Figura 12. Opcionalmente, caso o BSC 202 esteja adequadamente ligado ao BSC 2 04, por uma conexão de um modo geral independente do MSC 24 (não é mostrado nas Figuras), pode também ocorrer um soft handover entre estações base do BTS 208 para o BTS 210. Em tais casos, o BSS 203 informa ao MSC 24 que o handover ocorreu, de forma a que a nova localização da MS 40 seja apropriadamente registrada.

Um dos problemas que ocorrem quando se tenta medir a quantidade de potência que está sendo transmitida a partir de um sistema GSM é a de que a temporização do sistema GSM deve ser determinada. Como exemplo, quando se tenta efetuar um handover de um sistema utilizando uma interface aérea CDMA de muitiportadoras (MC) , tal como aquele provido em sistemas CDMA de terceira geração, comumente conhecidos como sistemas "3G", tal como um sistema GSM, a temporização do sistema GSM deve ser determinada antes que possam ser efetuadas e reportadas medições de potência. Uma razão para isto é a de que devido aos esquemas de reutilização de frequências usados no GSM, é necessário que a MS efetue medições para se capacitar a ler o canal de sincronização durante o tempo em que um código de identidade de estação base (BSIC - Base Station Identity Code) está sendo transmitido. Tais BSICs são transmitidos, grosso modo, a cada 10 frames GSM (cerca de um a cada 46 milissegundos) . De acordo com as exigências dos padrões GSM da indústria, a MS deve reportar o BSIC juntamente com o nível de potência médio medido (RXLEV) para cada sinal GSM que deve ser medido. Uma forma pela qual a temporização pode ser determinada é pelo provimento de informações para a MS 40 a partir de uma estação base MC (MC-BS), incluindo o número de frame GSM, que identifica de forma exclusiva o instante no tempo em que o canal de sincronização é transmitido por um BSS GSM. Deve ser notado que o número de frame que é válido em um momento específico em um BSS GSM não é o mesmo número que é válido em qualquer outro BSS-GSM do mesmo sistema. Isto é intencionalmente feito de modo a permitir que MSs GSM monitorem células vizinhas durante os períodos inativos TDMA. Portanto, em qualquer momento no tempo o número de frame GSM é diferente em cada BSS GSM.

De acordo com uma modalidade do método e equipamento aqui descritos, as informações que são providas incluem: (1) hora CDMA; (2) uma indicação do número de canais GSM que devem ser buscados; (3) um limite de força do sinal recebido; e (4) informações relevantes para cada um dos canais a ser buscado.

Em uma modalidade do método e equipamento descritos, as informações que são relevantes para cada um dos canais incluem: (1) a banda de freqüências que inclui o canal a ser buscado; (2) a freqüência do canal a ser buscado (tal como o "AFRCN" definido no padrão industrial relacionado a sistemas de comunicação GSM); (3) um código de identificação associado ao canal (tal como o código de identificação de estação base - BSIC - definido no padrão industrial relacionado a sistemas de comunicação GSM); (4) o número de frame (tal como o número de frame definido no padrão industrial relacionado a sistemas de comunicação GSM) que está sendo transmitido na hora CDMA identificada; e (5) a porção específica do frame sendo transmitida na hora CDMA identificada.

Em uma modalidade alternativa do método e equipamento descritos, os primeiros três bits do BSIC que identificam o código de cor de rede é transmitido uma vez para todos os canais a serem buscados. O que se segue constitui uma descrição de como tais informações são usadas para reduzir a quantidade de tempo necessária para determinar se existe uma estação candidata apropriada para a qual pode ser efetuado o handover. A Figura 15 é uma ilustração de um fluxograma mostrando o processo que ocorre quando uma MC-BS 1501 deseja determinar se seria benéfico efetuar um handover. Deve ser notado que o processo apresentado na Figura 15 e descrito a seguir pode ser efetuado seja em resposta a uma determinação de que o sinal que está no momento suportando as comunicações para a MS está muito fraco, ou por qualquer outro evento acionador. O processo se inicia com uma mensagem de requisição de busca por freqüência candidata 1503 sendo transmitida a partir de uma BS-MC 1501 para uma MS 1505. Em uma modalidade do método e equipamento descritos, a mensagem de requisição de busca por freqüência candidata possui o seguinte formato, incluindo os campos mostrados nas Tabelas 1 a 3: Tabela 1 De acordo com tal modalidade, cada um dos campos mostrados é definido pelo padrão da indústria para sistemas CDMA 2000. No entanto, em uma modalidade do método e equipamento descritos, é definido um modo de busca adicional. Tal modo de busca adicional requisita buscas por canais GSM.

Quando o campo de modo de busca requisita uma busca por canais GSM, são transmitidos os seguintes campos: Tabela 2 O seguinte conjunto de campos é repetido para cada canal a ser buscado: Os campos mostrados na Tabela 2 são definidos da seguinte forma: SF_TOTAL_EC_THRESH - Limite total de piloto Ec da freqüência servidora.

Caso a estação móvel não use a medição de Ec total dos pilotos no conjunto ativo de freqüências servidoras no procedimento de busca periódica de freqüências GSM, a estação base deve ajustar este campo para "11111"; caso contrário, a estação base deve ajustar este campo para Γ(10χ loglQ{tota _ec_thresh) +120)/ 2~I em que total_ec_thresh ê definido pela seguinte regra: a estação móvel não deve visitar qualquer freqüência GSM caso o Ec total dos pilotos no conjunto ativo de freqüências servidoras seja maior que total_ec_thresh. SF_TOTAL_EC_IO_THRESH - Limite Ec/I0 de piloto total da freqüência servidora Caso a estação móvel não use a medição de Ec/I0 total dos pilotos no conjunto ativo de freqüências servidoras no procedimento de busca periódica de freqüências GSM, a estação base deve ajustar este campo para "11111" ; caso contrário, a estação base deve ajustar este campo para —20x log]0{total_ec_io_thresh)_| em que total__ec_io_thresh é definido pela seguinte regra: a estação móvel não deve visitar qualquer frequência GSM caso o Ec/I0 total dos pilotos no conjunto ativo de freqüências servidoras seja maior que total_ec_io_thresh.

GSM_RXLEV_THRESH - Limite GSM RXLEV A estação base deve ajustar este campo para GSM RXLEV mínimo que a estação móvel pode reportar. O GSM RXLEV está definido na seção 8.1.4 da GSM 05.08 GSM_T_REF_INCL - referência de tempo GSM incluída.

Este campo indica se uma referência de tempo GSM está incluída em tal mensagem.

Caso a referência de tempo GSM esteja especificada na mensagem, a estação base deve ajustar este campo para "1". Caso contrário, a estação base deve ajustar este campo para "0" CDMA_TIME - Um ponto selecionado no tempo CDMA em que a BS-MC conhece o número de frame e porção de frame que está sendo transmitida por cada um dos BSSs GSM pelos quais a BS-MC irá requisitar que a MS busque.

Caso o GSM_T_REF_INCL esteja ajustado para "1", a estação base deverá ajustar este campo para a hora do sistema CDMA, em unidades de 8 0 ms (módulo 64) ao qual se refere o GSM_FRAME. Caso o campo USE_TIME esteja ajustado para "0", a estação base deve omitir este campo. NUM_GSM_CHAN - Número de canais GSM. A estação base deve ajustar este campo ao número de GSM ARFCN a ser buscado. GSM_FREQ_BAND - banda de freqüências GSM.

De acordo com uma modalidade do método e equipamento descritos, os seguintes valores são transmitidos para indicar a banda de freqüências GSM especifica: Tabela 3 ARFCN Número de canal de radiofreqüência absoluta. A estação base deve ajustar este campo para o número de canal de radiofrequência absoluta a ser buscado tal como especificado na seção 2 da GSM 05.05. BSIC_VERIF_REQ Verificação requerida do código de identidade de transceptor de estação base.

A estação base deve ajustar este campo para "1" caso a verificação de código de identidade de transceptor de estação base seja necessária para o ARFCN correspondente; caso contrário, a estação base deve ajusta-lo para "0". BSIC Código de identidade de transceptor de estação base.

Caso B SIC_VERIF_REQ esteja ajustado para "1", a estação base deve ajustar este campo para o código de identidade de transceptor de estação base do canal GSM para buscar tal como especificado na seção 4.3.2 da GSM 03.03. Caso o campo BSIC_VERIF_REQ esteja ajustado para "0" a estação base deve omitir este campo. GSM_FRAME Número de frame GSM do frame que está sendo transmitido no canal associado no momento identificado no campo de tempo CDMA associado.

Caso GSM_T_REF_INCL esteja ajustado para "1", a estação base deve ajustar este campo para o número de frame GSM válido no momento especificado por CDMA_TIME na estação base GSM meta, tal como especificado na seção 3.3.2.2 da GSM 05.02. Caso o campo GSM_T_REF_INCL esteja ajustado para "0", a estação base deve omitir este campo. GSM_FRAME_FRACT Fração de frame GSM que está sendo transmitida no canal associado no momento identificado no campo de tempo CDMA associado.

Caso o GSM_T_REF_INCL esteja ajustado para "1", a estação base deve ajustar este campo para o número de 1/2A9 frações de um frame GSM válido no momento especificado por CDMA_TIME na estação base GSM meta, com faixa de 0 a (2*9-1) . A duração do frame GSM está especificada na seção 4.3.1 da GSM 05.02 como sendo de 24/5200 s. Caso o campo GSM_T_REF_INCL esteja ajustado para "0", a estação base deve omitir este campo.

Quando da recepção da mensagem de requisição de busca por frequência candidata 1503, a MS 1505 de preferência estima a quantidade de tempo que será necessária para que a MS 1505 efetue as buscas requisitadas. A estimativa pode ser efetuada de qualquer maneira bem conhecida. A estimativa é transmitida para a BS-MC em uma mensagem de resposta de busca de freqüência candidata 1507.

De acordo com uma modalidade do método e equipamento descritos, a BS-MC 1501 responde à mensagem de resposta de busca de freqüência candidata 1507 determinando se deve efetuar uma busca e, caso positivo, como a busca deve ser efetuada. Como exemplo, em uma modalidade, a BS-MC 1501 transmite uma mensagem de controle de busca de freqüência candidata indicando que a MS 1505 deve iniciar uma busca em uma hora de inicio predeterminada (especificada na mensagem de controle) e se a busca deve ser efetuada uma vez, continuamente, ou periodicamente. A MS 1505 responde à mensagem de controle efetuando uma busca com base nas informações recebidas. A MS 1505 usa as informações de temporização providas (isto é, o valor provido no campo de tempo CDMA) para identificar a hora em que uma porção identificada de um frame GSM foi enviada para determinar quando buscar cada sinal GSM para o qual a BS-MS 1501 requisitou que a MS 1505 buscasse. A MS 1505 irá de preferência buscar cada GSM somente no momento em que o sinal GSM está transmitindo informações de identificação, tais como o BSIC. A MS 15 05 pode a seguir efetuar medições de qualidade do sinal e também comparar o BSIC com o BSIC associado ao canal pelo qual a MS 1505 foi requisitada a procurar. Caso ocorra uma igualdade, a MS 1505 irá reportar a qualidade do sinal sendo transmitido através do canal pelo qual a MS 1505 foi requisitada buscar (tal como a quantidade de potência no sinal, a relação sinal / ruído, ou qualquer outra medida de qualidade de sinal).

Quando a MS 1505 tiver determinado a qualidade do sinal sendo transmitido em cada um dos canais pelos quais a MS 1505 foi requisitada a buscar, a MS 1505 irá compor uma mensagem de reporte de busca de freqüência candidata 1511. A mensagem de reporte de busca de freqüência candidata 1511 é a seguir transmitida a partir da MS 1505 para a BS-MC 1501. Dependendo do conteúdo da mensagem de controle, a MS 1505 pode transmitir repetidamente a mensagem de reporte 1511.

Caso a BS-MS 1501 determine que as condições para um handover estão maduras, a BS-MS 1501 transmite mensagens 1513 para o BSS-GSM 1515 para prepará-la para aceitar o handover. Um método usado para transmitir mensagens para a BS -GSM 1515 é o de encapsular as informações em uma mensagem de handover GSM padrão. A mensagem de handover pode incluir informações de temporização com referência a quando encontrar o canal de sincronização nos casos em que ocorre deslocamento substancial na temporização GSM com relação à temporização CDMA. Tais mensagens são conhecidas pelos técnicos na área e portanto não serão aqui descritas em detalhes em benefício da simplicidade.

Uma vez que o BSS-GSM 1515 receba a mensagem de preparação de handover 1513, uma mensagem de comando de handover GSM MC-MAP 1517 é transmitida para a MS 1505 em formato GSM convencional. A MS 1505 e o BSS-GSM a seguir trocam mensagens de captação e acesso a sistema 1519 de forma essencialmente convencional. A MS 1505 a seguir provê uma mensagem de handover completo 1521 para o BSS-GSM 1515. O BSS-GSM 1515 e a BS-MC 1501 a seguir trocam mensagens de handover completo 1523.

Será notado pelos técnicos na área que se a MS 1505 pode identificar rapidamente sinais sendo transmitidos a partir de um BSS-GSM 1515, a MS 1505 será capaz de determinar quando monitorar sinais sendo transmitidos por outros BSS-GSM 1515 de interesse. Além disso, uma vez que a mensagem de requisição de busca por freqüência candidata 1503 inclui informações referentes a cada um dos canais pelos quais a MS 1505 está sendo requisitada a buscar, a busca por sinais associados a cada um de tais canais pode ser efetuada em alguns time slots (cada uma das quais possui duração de apenas 0,5 milissegundos). Assim sendo, o método e equipamento aqui descritos permitem que uma MS 1505 efetue uma busca por um candidato a handover sem tomar muito tempo (somente alguns milissegundos no total) a partir do momento em que a MS 1505 esteja recebendo sinais CDMA.

Deve ser notado que apesar da modalidade acima descrita ser referente a um sistema GSM, o método e equipamento aqui descritos se aplicam igualmente a qualquer sistema TDMA no qual informações sejam transmitidas durante time slots bem-definidos.

Apesar de modalidades preferidas terem sido acima descritas com referência a um sistema híbrido GSM/CDMA especifico, será notado que os princípios da presente invenção podem também ser similarmente aplicados para efetuar handovers auxiliados pela unidade móvel em outros sistemas de comunicação híbridos. Além disso, apesar das modalidades preferidas fazerem referência a padrões específicos de comunicações baseadas em TDMA e CDMA, os técnicos na área notarão que os métodos e princípios acima descritos podem também ser usados em conjunto com outros métodos de codificação de dados e modulação de sinais. O escopo da presente invenção engloba não só os sistemas e processos de comunicação completos acima descritos, mas também vários elementos inovadores de tais sistemas e processos, bem como combinações e subcombinações dos mesmos.

Será portanto notado que as modalidades preferidas acima descritas são citadas como exemplo e o escopo completo da invenção fica limitado apenas pelas reivindicações.

Claims

1. Método para buscar por uma candidata para handover entre uma estação base CDMA (1501) e uma estação base TDMA (1515), a candidata para handover sendo uma estação candidata para a qual o handover pode ser realizado, o método é CARACTERIZ ADO pelo fato de que compreende as etapas de: receber, em uma estação móvel (1505), uma mensagem de solicitação de busca de candidata de uma estação base CDMA (1501), incluindo: um valor indicando um código de busca, o código de busca solicitando buscas por canais GSM; um valor associado a um frame de informações transmitidas por uma estação base TDMA especifica; um valor associado a uma parte do frame; e um valor indicando o momento em que o frame e a parte do frame foram transmitidos pela estação base TDMA especifica; e determinar, a partir das informações incluídas dentro da mensagem recebida de solicitação de busca por candidata, quando as informações serão transmitidas.

2. Equipamento para buscar por uma candidata para handover entre uma estação base CDMA (1501) e uma estação base TDMA (1515), a candidata para handover sendo uma estação candidata para a qual o handover pode ser realizado, o equipamento é CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: dispositivo para receber, em uma estação móvel (1505), uma mensagem de solicitação de busca de candidata de uma estação base CDMA (1501), incluindo: um valor indicando um código de busca, o código de busca solicitando buscas por canais GSM; um valor associado a um frame de informações transmitidas por uma estação base TDMA específica; um valor associado a uma parte do frame; e um valor indicando o momento em que o frame e a parte do frame foram transmitidos pela estação base TDMA especifica; e dispositivo para determinar, a partir das informações incluídas dentro da mensagem recebida de solicitação de busca por candidata, quando as informações serão transmitidas.