BRPI0108122B1 - método para encerrar o uso de um canal de comunicação em um sistema de comunicação sem fio, equipamento terminal de acesso sem fio, bem como, equipamento de rede sem fio - Google Patents

Abstract

"redução de tempo de supervisão de link rádio em um sistema com alta taxa de dados". é descrito um método de supervisionamento no link de emissão em um sistema com alta taxa de dados, no qual uma estação base transmite para um terminal de acesso em um canal de tráfego de emissão apenas quando a estação base possui dados a serem enviados ao terminal de acesso. a estação base minimiza o pior período necessário para reivindicar os recursos de canal de tráfego seguindo uma liberação pela transmissão periódica de um pacote de configuração para seus terminais de acesso. o pacote de configuração indica a situação da alocação dos canais de tráfego pertencente à estação base. se um terminal de acesso receber um pacote de configuração indicando a desalocação de um ou de todos os seus canais de tráfego, o terminal de acesso cessa imediatamente o uso desses canais de tráfego. se um terminal de acesso falhar em decodificar, com sucesso, um pacote de configuração por um tempo de supervisão predeterminado, o terminal de acesso libera sua conexão com todas as estações base e os canais de tráfego associados.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção: "MÉTODO PARA ENCERRAR O USO DE UM CANAL DE COMUNICAÇÃO EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO, EQUIPAMENTO TERMINAL DE ACESSO SEM FIO, BEM COMO, EQUIPAMENTO DE REDE SEM FIO" FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO I. Campo da Invenção A presente invenção se refere à comunicação sem fio. Mais particularmente, a presente invenção se refere a um método e equipamento novos e aperfeiçoados para a redução de tempo de supervisão de chamada para permitir uma realocação mais rápida dos recursos de canal de tráfego em um sistema de comunicação sem fio. II. Descrição da Técnica Relacionada Um sistema de comunicação moderno deve suportar uma variedade de aplicações. Um desses sistemas de comunicação é um sistema de acesso de múltiplo por divisão de código (CDMA) que se conforma ao "TIA/EIA-95A Mobile Station-Base Station Compability Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", doravante referido como o padrão IS-95. Um sistema operando de acordo com o padrão IS-95 é referido aqui como um sistema IS-95. 0 sistema CDMA permite as comunicações de voz e dados entre usuários através de uma conexão terrestre. 0 uso das técnicas CDMA em um sistema de comunicação de acesso múltiplo é descrito na patente U.S. No. 4.901.307, intitulada "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", e a patente U.S. No. 5.103.459, intitulada "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", ambas cedidas para o cessionário da presente invenção e incorporadas por referência aqui. As técnicas de controle de potência em um sistema de comunicação de acesso múltiplo CDMA são descritas na patente U.S. No. 5.056.109, intitulada "METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", além de no IS-95, e são bem conhecidas da técnica. O termo "estação base" é utilizado para se referir ao hardware com o qual as estações de assinante se comunicam. 0 termo "célula" se refere a uma área de cobertura geográfica dentro da qual as estações de assinante podem se comunicar com uma estação base em particular. Conseqüentemente, à medida que uma estação de assinante se move de fora da área de cobertura de uma estação base na direção da estação base, a estação de assinante eventualmente se move para dentro da "célula da estação base". Cada estação base é tipicamente localizada perto do centro de sua célula. Em uma configuração simples, uma estação base transmite sinais utilizando uma freqüência portadora única para toda uma célula. A fim de aumentar a capacidade da chamada, uma estação base adicional pode ser instalada na mesma localização para fornecer cobertura dentro da mesma célula em uma freqüência portadora diferente. Para aumentar a capacidade ainda mais, uma célula pode ser dividida em regiões radiais muito parecidas com fatias de um bolo. Dessa forma, uma célula pode ser "setorizada", com cada estação base transmitindo através de antenas diretivas para cobrir apenas uma parte de uma célula. Na configuração mais comum, uma célula é dividida em três regiões chamadas setores, com cada setor cobrindo uma seção diferente de 120 graus da célula. Cada estação base em uma célula setorizada transmite em uma única portadora dentro de um único setor ou dentro de uma única célula não setorizada.

Em um sistema CDMA, uma estação de assinante se comunica com uma rede de dados pela transmissão de dados no link reverso para uma estação base. A estação base recebe os dados e pode direcionar os dados para a rede de dados. Os dados da rede de dados são transmitidos no link de emissão da mesma estação base para a estação de assinante. 0 link de emissão se refere à transmissão da estação base para uma estação de assinante e o link reverso se refere à transmissão da estação de assinante para uma estação base. Nos sistemas IS-95, frequências diferentes são alocadas para o link de emissão e o link reverso.

Os sistemas IS-95 utilizam uma pluralidade de tipos diferentes de canais de comunicação, incluindo os canais piloto, de paging, e de tráfego de emissão. A disponibilidade dos recursos de canal de tráfego de emissão determina quantas chamadas de estação de assinante diferentes podem ser suportadas por cada estação base. A fim de se maximizar a capacidade de conexão, as técnicas de supervisão de conexão foram desenvolvidas para liberar os recursos de canal de tráfego mais rapidamente e para impedir que uma estação de assinante aja como uma obstrução (interferência - jammer) em banda no caso de seu canal de tráfego ser perdido inesperadamente. Tal queda de chamada inesperada pode resultar do movimento da estação de assinante para fora da cobertura de uma estação base ou através de um túnel que causa a perda do sinal do canal de tráfego. A supervisão do canal de tráfego no IS-95 inclui dois mecanismos, referidos aqui como procedimento para evitar obstrução (interferência) e procedimento de recuperação de canal de tráfego. 0 procedimento para evitar obstrução especifica as condições sob as quais uma estação de assinante deve parar de transmitir um sinal de link reverso. Esse procedimento limita a duração de tempo durante a qual uma estação de assinante transmite um sinal de link reverso sem ser controlada por potência pela estação base. 0 procedimento de recuperação de canal de tráfego especifica as condições sob as quais uma estação de assinante declarará uma perda do canal de tráfego, encerrando a chamada. Esse segundo procedimento permite que a estação base reivindique e utilize um canal de tráfego quando a comunicação é subitamente perdida com uma estação de assinante.

Em IS-95, o procedimento para evitar obstrução dita que uma estação de assinante encerre as transmissões quando não estiver recebendo um sinal de link de emissão suficiente para garantir um bom controle de potência de link reverso. Se a estação de assinante receber um número especificado de frames eliminados consecutivamente (geralmente 12 frames) , o assinante desliga seu transmissor. O transmissor pode ser ligado de novo depois que a estação de assinante receber um número especificado de bons frames, tal como 2 ou 3.

Em IS-95 o procedimento de recuperação de canal de tráfego dita que uma estação de assinante cujo transmissor foi desligado de acordo com o procedimento para evitar obstrução por um tempo de supervisão especificado deve declarar seu canal de tráfego como perdido. 0 tempo de supervisão para o procedimento de recuperação de canal de tráfego é tipicamente de aproximadamente cinco segundos. De forma similar, se a estação base detectar que uma chamada com uma estação de assinante não está mais ativa, a estação base declarará o canal de tráfego como perdido. 0 método supra citado permite a recuperação dos recursos de canal de tráfego depois de um tempo de supervisão relativamente curto (cinco segundos). Uma razão para esse método funcionar em um sistema IS-95 é que a estação base transmite de forma contínua novos frames de informação para cada estação de assinante ativa a cada 20 milisegundos, permitindo que a estação de assinante supervisione esse fluxo de tráfego de emissão contínuo.

Essa abordagem é muito menos eficiente em um sistema de alta taxa de dados (HDR - High Data Rate) no qual uma estação base transmite para uma estação de assinante apenas quando a estação base possui dados a enviar.

Um sistema HDR ilustrativo para a transmissão de dados digitais de alta taxa em um sistema de comunicação sem fio é descrito no pedido de patente U.S. co-pendente No. 08/963.386, intitulado "METHOD AND APPARATUS FOR HIGHER RATE PACKET DATA TRANSMISSION" (doravante pedido '386), cedido para o cessionário do presente pedido, e incorporado por referência aqui. Como descrito no pedido '386, uma estação base transmite informação para uma estação de assinante de uma vez, com a taxa de transmissão dependendo das medições portadora/interferência (C/I) coletadas pela estação de assinante. Uma estação de assinante possui apenas uma conexão com a estação base, mas essa conexão pode compreender múltiplos canais de tráfego. A estação base transmite frames de informação para uma estação de assinante em particular apenas quando a estação base possui dados para enviar para essa estação de assinante. Dessa forma, uma estação de assinante pode manter uma conexão com uma estação base em múltiplos canais de tráfego por um longo período de tempo sem receber um frame de dados da estação base.

Em um sistema utilizando tal abordagem de transmissão, um procedimento para evitar obstrução não pode se basear em taxas de eliminação, visto que a estação de assinante não pode distinguir entre a recepção de uma eliminação e não receber um frame de dados. Adicionalmente, o tempo de supervisão necessário para se reivindicar os recursos de canal de tráfego tal como um sistema seria menos previsível e poderia exceder em muito cinco segundos. Os métodos para evitar obstrução e de reduzir o tempo de supervisão ém um sistema HDR são dessa forma altamente desejáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção é direcionada a um método e equipamento novos e aperfeiçoados para sistemas sem fio de alta taxa de dados nos quais os dados são transmitidos de acordo com as demandas de uma rede de dados empacotados. A eficiência do sistema sem fio é aperfeiçoada permitindo a rápida reivindicação e reutilização dos recursos de canal de tráfego quando uma estação de assinante (doravante referida como um terminal de acesso) desliga ou se torna subitamente inacessível para o tráfego de rede.

Em um aspecto da invenção, a fim de minimizar a obstrução do link reverso, cada terminal de acesso gera valores de controle de taxa de dados (DRC - Data Rate Control) e monitora os valores DRC gerados. Os valores DRC variam de acordo com as medições de portadora/interferência (C/l) realizadas pelo terminal de acesso. Quando os valores C/I medidos no terminal de aceso falham em corresponder a critérios especificados, o terminal de acesso gera um valor DRC de taxa zero indicando que o terminal de acesso não decodifica os dados de link de emissão de forma alguma. Um nível DRC de zero também pode indicar que o terminal de acesso não está mais dentro da faixa da estação base, e não está, portanto, tendo sua potência controlada de forma eficiente. Quando o nível DRC permanece zero por um período prolongado, o terminal de acesso desliga seu transmissor para evitar se tornar uma obstrução em banda descontrolada. Em uma modalidade ilustrativa, o terminal de acesso desliga seu transmissor se o nível DRC permanecer continuamente em taxa zero por um período "Desligado" de aproximadamente 240 milisegundos. O terminal de acesso liga seu transmissor novamente depois de sua taxa DRC ter permanecido continuamente acima de zero por um período "Desligado", por exemplo, 13,33 ou 26, 67 milisegundos.

Em outro aspecto da invenção, uma rede sem fio se comunica com um terminal de acesso através de uma conexão compreendendo um ou mais canais de tráfego. Cada um dos um ou mais canais de tráfego é alocado a partir de uma estação base diferente pertencente à rede sem fio. A rede sem fio inicia a liberação de uma conexão com um terminal de aceso enviando uma mensagem de iniciação de liberação para o terminal de acesso. 0 terminal de acesso responde enviando uma mensagem de liberação e então encerrando sua utilização de todos os canais de tráfego. No caso da mensagem de iniciação de liberação ou a mensagem de liberação ser perdida por erro de comunicação, a estação base e os terminais de acesso utilizam um procedimento de recuperação de canal de tráfego para limitar a duração do tempo de supervisão. A minimização do tempo de supervisão permite a reivindicação e reutilização rápidas dos recursos de canal de tráfego pela estação base.

Em uma modalidade ilustrativa, uma rede sem fio controla o tempo de supervisão mantendo uma taxa de transmissão de frame de dados mínima para cada terminal de acesso no sistema. Por exemplo, se um período de tráfego máximo zero passar sem um frame de dados ser enviado para um terminal de acesso, a rede sem fio transmite um frame de dados nulo para a estação de assinante. Se um terminal de acesso não decodificar com sucesso quaisquer frames de dados ou frames de dados nulos em qualquer um de seus canais de tráfego por um número especificado de períodos de tráfego máximo zero, o terminal de acesso declara a perda de sua conexão com a estação base e interrompe a transmissão. Se o sistema sem fio não receber uma mensagem de liberação depois de enviar uma mensagem de iniciação de liberação, o mesmo interrompe o envio de frames de dados e frames de dados nulos para o terminal de acesso. Depois de um número especificado de períodos de tráfego máximo zero passar, o sistema sem fio reivindica os recursos de canal de tráfego alocados no terminal de acesso liberado.

Em uma modalidade vantajosa, cada estação base da rede sem fio controla ao invés disso o tempo de supervisão difundindo um pacote de configuração para todos os terminais de acesso ativos servidos por uma estação base. O pacote de configuração inclui as informações de alocação de canal de tráfego indicando se cada um dos canais de tráfego da estação base está alocado em um terminal de acesso ativo. Se um terminal de acesso decodificar um pacote de configuração indicando que um de seus canais de tráfego foi desalocado, então o terminal de acesso libera o canal de tráfego e opcionalmente sua conexão com a rede sem fio. Se o terminal de acesso falhar em decodificar com sucesso pelo menos uma mensagem de configuração pela duração do tempo de supervisão, então o terminal de acesso libera seus canais de tráfego e sua conexão com a rede sem fio. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS As características, objetivos e vantagens da presente invenção se tornarão mais aparentes a partir da descrição detalhada apresentada abaixo quando levada em consideração em conjunto com os desenhos nos quais as referências numéricas similares indicam partes correspondentes por todas as figuras nas quais: A figura 1 é um diagrama de um sistema sem fio de alta taxa de dados ilustrativo; A figura 2a é um diagrama de estado ilustrativo para processar o tempo de supervisão no terminal de acesso; A figura 2b é um diagrama de estado ilustrativo para um procedimento para evitar obstrução no terminal de acesso; A figura 3a é um fluxograma ilustrativo do processamento de tempo de supervisão no terminal de acesso; A figura 3b é um fluxograma ilustrativo do processamento de tempo de supervisão na rede sem fio;

As figuras 4a a 4c são fluxogramas de um processo ilustrativo para supervisionar a potência de transmissão; A figura 5a é um diagrama de blocos de uma rede sem fio de alta taxa de dados ilustrativa, incluindo uma estação base e um controlador de estação base, e a figura 5b é um diagrama de blocos de um terminal de acesso de alta taxa de dados ilustrativo.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS A figura 1 é um diagrama de blocos de uma modalidade ilustrativa de uma estação de assinante de alta taxa de dados sem fio (HDR) 110, doravante chamada de terminal de acesso, em comunicação com uma rede sem fio de alta taxa de dados 120. O terminal de acesso 110 se comunica através da rede sem fio 120 para permutar dados empacotados com a Internet 124 ou alguma outra rede de dados empacotados 12 6, tal como a rede fechada tal como a rede corporativa. Exemplos de dados empacotados incluem os datagramas do Protocolo Internet (IP) utilizados para tais aplicações como o acesso a páginas da rede e recuperação de correio eletrônico. . Tais aplicações de dados empacotados podem rodar diretamente no terminal de acesso 110, ou podem rodar em um dispositivo de computador separado que utiliza o terminal de acesso 110 como um modem sem fio. Em uma modalidade ilustrativa, o terminal de acesso 110 se comunica com a rede sem fio 120 através do canal de comunicação sem fio 112. A rede sem fio 120 pode consistir de uma estação base única e o controlador da estação base, ou pode incluir uma pluralidade de estações base sem fio localizadas separadamente e um controlador de estação base conectados juntos em uma rede. Cada estação base possui um número predeterminado de canais de tráfego que pode utilizar para permutar dados com terminais de acesso. Quando um dos canais de tráfego é designado para um terminal de acesso, esse terminal de acesso é referido como um terminal de acesso ativo. Pelo menos um canal de tráfego é designado para cada terminal de acesso ativo. A rede sem fio 120 pode ser conectada com a rede de dados empacotados 124 utilizando qualquer tipo adequado de conexão de rede tal como uma conexão sem fio, ou TI ou T2 de linha, de fibra ótica ou Ethernet. A rede sem fio 120 pode ser conectada a múltiplas redes de dados empacotados possuindo mais de um tipo. Por exemplo, outra rede 126 pode ser uma rede telefônica permutada pública (PSTN - rede de telefonia pública comutada) conectada à rede sem fio 120 através de uma função de trabalho intermediário de serviços de dados (IWF - interworking function - função de interfuncionamento) .

Em uma modalidade ilustrativa, um terminal de acesso 110 monitora continuamente as transmissões da rede sem fio 120 a fim de estimar a taxa de portadora/interferência (C/I) do canal. O terminal de acesso 110 envia periodicamente um sinal de controle de taxa de dados (DRC) para a rede sem fio 120 indicando a maior taxa de dados na qual o terminal de acesso 110 pode receber os dados com base nas medições C/l anteriores do canal de comunicação sem fio 112. A C/I para um terminal de aceso 110 e seu sinal DRC associados variarão devido às condições tais como as mudanças na posição do terminal de acesso 110. Quando um terminal de acesso 110 pode receber dados a uma taxa alta, o mesmo envia um sinal DRC possuindo um alto valor. Quando um terminal de acesso 110 pode receber dados a uma baixa taxa, o mesmo envia um sinal DRC possuindo um baixo valor.

Em um sistema ilustrativo, uma estação base na rede sem fio 120 utiliza a capacidade total de seu canal de tráfego de emissão para transmitir dados para um terminal de acesso de destino. A estação base envia os dados para não apenas um terminal de acesso 110 de cada vez, e transmite os dados geralmente a uma taxa mais alta permitida como indicado pelo sinal DRC recebido do terminal de acesso de destino. As transmissões são codificadas de forma que só possam ser corretamente decodificadas pelo terminal de acesso de destino.

Em um sistema ilustrativo, a rede sem fio 120 mantém uma fila de dados de link de emissão para cada terminal de aceso ativo 110. Toda vez que a rede sem fio 120 recebe dados da rede de dados empacotados 124 endereçados para um terminal de acesso, a mesma coloca os dados na fila de dados de link de emissão correspondente.

As transmissões de link de emissão são divididas em slots de 1.667 milisegundos de duração, ou 600 slots por segundo. Uma estação base transmite dados para apenas um terminal de acesso de destino durante um slot, e transmite dados a uma taxa com base na informação DRC recebida do terminal de acesso de destino. Qualquer hora que uma estação base seleciona um novo terminal de acesso de destino, a mesma envia todo um "pacote codificador" possuindo um tamanho mínimo predeterminado. Na modalidade ilustrativa, o tamanho de pacote codificador mínimo é de 1024 bits. Se o pacote codificador mínimo não puder ser transmitido na taxa DRC solicitada dentro de um slot único, a estação base transmite o pacote codificador para o terminal de acesso de destino em múltiplos slots consecutivos. Por exemplo, a fim de enviar 1024 bits a uma taxa de 38,4 kbps, a estação base transmite o pacote codificador através de 16 slots consecutivos.

No sistema ilustrativo, uma estação base só transmite um pacote codificador para um terminal de acesso se a fila de dados de link de emissão não estiver vazia. Se a rede de dados empacotados 124 não enviar dados para um terminal de acesso, e a fila de dados de link de emissão para esse terminal de aceso estiver vazia, então a estação base não transmitirá os pacotes codificadores para o terminal de acesso.

Em muitos aplicativos de dados empacotados populares, tal como navegação na rede (web browsing), a informação permutada entre uma rede e um nó de rede é em rajadas. Em outras palavras, a demanda pela largura de banda pode sofrer picos curtos, entre os quais a demanda por largura de banda é muito baixa. A navegação por páginas da rede é um bom exemplo de um aplicativo de dados empacotados por rajadas. Um usuário pode acessar a Internet utilizando um computador laptop conectado a um terminal de acesso. Enquanto o usuário descarrega uma página de rede, um aplicativo de navegador de rede demandará toda a largura de banda possível da rede. Depois que o download está completo, a demanda por largura de banda cairá para zero à medida que o usuário lê a página da rede. Se o usuário não precisar de informação adicional, o mesmo pode fechar o aplicativo de navegação de rede ou pode simplesmente deixar o computador inativo.

Em um sistema ilustrativo, a rede sem fio 12 0 monitora a duração de tempo que cada terminal de acesso ativo permanece inativo (não transmite nem recebe dados). Depois da expiração de um temporizador inativo, a rede sem fio 120 envia uma mensagem de iniciação de liberação no link de emissão para o terminal de acesso a fim de reivindicar os recursos de canal de tráfego associados para uso por outros terminais de acesso que não está inativos. O terminal de acesso responde enviando uma mensagem de liberação para a rede sem fio 120 e liberando sua conexão com a rede sem fio 120 e os canais de tráfego associados com a conexão. A mensagem de iniciação de liberação e a mensagem de liberação, como quaisquer outras mensagens, são sujeitas a erro de comunicação. Se um terminal de acesso não decodificar com sucesso uma mensagem de iniciação de liberação, o terminal de acesso pode desconhecer o fato de que foi liberado. Da mesma forma, se a rede sem fio 120 não receber uma mensagem de liberação decodificada com sucesso, a mesma pode não saber que os recursos de canal de tráfego associados estão disponíveis para designação para outros terminais de acesso. Para permitir a reivindicação e reutilização temporal dos recursos de canal de tráfego em face de tais erros de comunicação, um sistema HDR ilustrativo utiliza um procedimento de supervisão de conexão. O sistema HDR ilustrativo difere do IS-95 visto que só envia dados de tráfego de link de emissão para um terminal de acesso se a fila de dados de link de emissão associada não estiver vazia. O potencial para longos períodos de atividade zero do canal de tráfego combinado com a possibilidade de perda das mensagens de iniciação de liberação ou de liberação complicam os procedimentos de supervisão de conexão em um sistema HDR.

Em uma modalidade ilustrativa, um terminal de acesso computa um nível de sinal DRC para cada time slot. O procedimento para evitar obstrução especifica que o terminal de acesso deve desligar seu transmissor depois de seu nível DRC cair para taxa zero por uma duração especificada, por exemplo 240 milisegundos ou 144 time slots. O terminal de acesso liga seu transmissor de novo depois de sua taxa DRC permanecer acima de zero por um período especificado, por exemplo, 8 time slots consecutivos ou 13,33 milisegundos. Em uma modalidade alternativa, esse último período é de 16 time slots consecutivos ou 26,67 milisegundos.

Em uma modalidade, a falta de coincidência no estado de conexão é evitado pela especificação de um período máximo de tráfego zero que pode passar sem transmitir informação para cada terminal de acesso. Se a fila de dados de link de emissão para um terminal de acesso permanecer vazia de forma que o período máximo de tráfego zero possa passar sem enviar um pacote de dados para o terminal de acesso, a rede sem fio 120 transmite um "pacote de dados nulos" para o terminal de acesso. 0 período de supervisão é pelo menos o dobro do período máximo de tráfego zero, para permitir que o terminal de acesso perca (devido ao erro de comunicação) alguns pacotes de dados nulos sem liberar imediatamente sua conexão.

Um problema com a transmissão de dados de tráfego nulos é que os mesmos podem degradar substancialmente o rendimento de link de emissão médio de uma estação base HDR. Isso é especialmente verdadeiro quando da transmissão de dados de tráfego nulos para um terminal e acesso a uma taxa baixa de dados. Por exemplo, o envio de dados de tráfego nulos em um pacote codificador de 1024 bits a 38,4 kbps pode consumir 16 slots de transmissão de link de emissão consecutivos. Se houver muitos desses terminais de acesso, esse tipo de procedimento de supervisão de conexão se torna muito caro em termos de largura de banda de link de emissão.

Além disso, mesmo se a duração do período máximo de tráfego zero for alongado para evitar o desperdício de muita largura de banda nos dados de tráfego nulos, o período de supervisão de conexão se torna longo. Por exemplo, se o período máximo de tráfego zero for determinado como sendo 15 segundos, então o tempo de supervisão de conexão pode ser de 60 segundos. Isso significa que se a rede sem fio 120 não receber uma mensagem de liberação de um terminal de aceso, a rede sem fio 12 0 pode ter que aguardar por 6 0 segundos antes de reivindicar e realocar os recursos de canal de tráfego associados. A ocupação de recursos de canal de tráfego por um período tão longo é altamente indesejável.

Em uma modalidade vantajosa, cada estação base transmite periodicamente um pacote de configuração em um canal de controle de difusão para todos os seus terminais de acesso ativos. O pacote de configuração inclui informações de alocação de canal de tráfego indicando se cada canal de tráfego está alocado a um terminal de acesso ativo. Um terminal de acesso ativo sendo servido pela estação base verifica cada pacote de configuração decodificado com sucesso para determinar o estado de um canal de tráfego que está alocado para o terminal de acesso. Se o estado de um canal de tráfego mudar de alocado para não alocado, então esse canal de tráfego foi desalocado e pode ser designado novamente para outro terminal de aceso. Uma vez que o terminal de acesso determina que um de seus canais de tráfego correspondentes foi desalocado, então o terminal de acesso libera imediatamente e interrompe a utilização desse canal de tráfego. Em uma modalidade ilustrativa, o terminal de acesso continua a utilizar os canais de tráfego ainda alocados ao terminal de acesso por outras estações base. Em outra modalidade, a desalocação de qualquer canal de tráfego do terminal de acesso avisa ao terminal de acesso para liberar suas conexões com todas as estações base e os canais de tráfego associados. Adicionalmente, se um terminal de acesso falhar em decodificar com sucesso um pacote de configuração dentro do tempo de supervisão de conexão, então o mesmo libera imediatamente sua conexão com a rede sem fio, incluindo quaisquer canais de tráfego associados, e interrompe a transmissão.

Em uma modalidade ilustrativa, um terminal de acesso mantém temporizadores de supervisão separados para cada estação base servindo o terminal de acesso. Quando o terminal de acesso falha em decodificar com sucesso um pacote de configuração de uma estação base particular, então o terminal de acesso libera um canal de tráfego associado com essa estação base. Se o terminal de acesso continua a decodificar com sucesso os pacotes de configuração de outra estação base, e esses pacotes de configuração indicarem que a outra estação base não desalocou o canal de tráfego do terminal de acesso, então o terminal de acesso continuará a utilizar o canal de tráfego da outra estação base.

Em uma modalidade vantajosa, a configuração é difundida com frequência suficiente que o tempo de supervisão pode ser comparado com o tempo de supervisão utilizado em IS-95. Por exemplo, onde o pacote de configuração é difundido a cada 400 milisegundos, um terminal de acesso libera sua conexão depois de não decodificar o pacote de configuração por um tempo de supervisão de 4,8 segundos ou 12 pacotes de configuração perdidos consecutivos. Os versados na técnica reconhecerão que é possível se variar o tempo associado com as transmissões do pacote de configuração contendo as informações de alocação de canal de tráfego sem distanciar do método descrito aqui. De forma similar, pode-se variar o tempo de supervisão sem se distanciar do método descrito aqui .

Em uma modalidade ilustrativa, as informações de alocação de canal de tráfego em cada pacote de configuração é uma máscara de bit possuindo o mesmo número de bits que o número máximo de canais de tráfego de emissão suportados pela estação base. Cada terminal de acesso ativo sabe qual bit na máscara de bit corresponde ao canal de tráfego do terminal de acesso, e ignora o estado de outros bits na máscara de bit. Em uma modalidade ilustrativa, um "1" é utilizado para denotar que um canal de tráfego é alocado, e "0" é utilizado para denotar que um canal de tráfego está desalocado ou não alocado. Em uma modalidade ilustrativa, cada estação base pode suportar um máximo de 28 canais de tráfego de link de emissão, e o comprimento da máscara de bit é de 28 bits. Em uma modalidade alternativa, cada estação base pode suportar um máximo de 2 9 canais de tráfego de link de emissão, e o comprimento da máscara de bit é de 2 9 bits. Os versados na técnica reconhecerão que esse número de canais de tráfego representado e os bits podem variar sem se distanciar do método descrito aqui.

Depois da decodificação bem sucedida de um pacote de configuração, cada terminal de acesso ativo inspeciona os bits correspondentes aos canais de tráfego de emissão alocados para o mesmo. Se os bits de alocação de canal de tráfego de emissão indicarem que o canal de tráfego do terminal de acesso foi desalocado, o terminal de acesso libera esse canal de tráfego e opcionalmente toda sua conexão com a rede sem fio 120.

Quando do encerramento de uma conexão entre a rede sem fio 120 e um terminal de acesso, uma estação base dentro da rede sem fio 12 0 primeiro envia uma mensagem de iniciação de liberação para o terminal de acesso. Depois de receber uma mensagem de iniciação de liberação, o terminal de acesso responde pelo envio de uma mensagem de liberação através da estação base para a rede sem fio 120. Se a mensagem de iniciação de liberação ou a mensagem de liberação for perdida por erro de comunicação, a rede sem fio 120 não recebe a mensagem de liberação. O procedimento de supervisão de conexão muda de forma vantajosa a difusão de pacote de configuração periódica pela estação base depois de enviar uma mensagem de iniciação de liberação e falhando em decodificar uma mensagem de liberação correspondente. O pacote de configuração para uma ou todas as estações base servindo o terminal de acesso a ser liberado é mudado para indicar a desalocação dos canais de tráfego associados com o terminal de acesso. Após a expiração do tempo de supervisão, as estações base reivindicam os recursos de canal de tráfego, gue são subsequentemente disponibilizados para designação para outros terminais de acesso. Os dados recebidos do terminal de acesso a ser liberado através dos canais de tráfego depois que os canais de tráfego foram marcados como desalocados no pacote de configuração mas antes da expiração do período de supervisão podem ser opcionalmente direcionados pela estação base. A figura 2a é um diagrama de estado ilustrativo para o processamento de tempo de supervisão no terminal de acesso 110 da figura 1. Durante o Estado de Tráfego Normal 202, o terminal de acesso transmite normalmente no link reverso enquanto monitora as transmissões de link de emissão de sua estação base servidora. O terminal de acesso mantém o rastro da temporização do slot para identificar os slots que devem conter o pacote de configuração com as informações de alocação de canal de tráfego para pelo menos uma de suas estações base servidoras.

Se o terminal de acesso receber uma mensagem de iniciação de liberação ou decodificar um pacote de configuração indicando a desalocação de um de seus canais de tráfego, o terminal de acesso 220 transita do Estado de Tráfego Normal 202 para o Estado de Liberação 206. Em uma modalidade ilustrativa, a mensagem de iniciação de liberação é recebida no canal de tráfego de emissão ou no canal de controle de link de emissão, e o pacote de configuração é recebido como uma difusão no canal de controle de link de emissão. Apenas um dos eventos acima é necessário para que o terminal de acesso transite 220 para o Estado de Liberação 206. Por exemplo, o terminal de acesso liberará o canal de tráfego depois de decodificar um pacote de configuração indicando a desalocação de seu canal de tráfego, apesar de não ter recebido qualquer mensagem de iniciação de liberação. Uma vez no Estado de Liberação 206, o terminal de acesso interrompe as transmissões no link reverso e interrompe a decodificação do canal de tráfego de emissão.

Como mencionado acima, uma modalidade alternativa permite que o terminal de acesso permaneça no Estado de Tráfego Normal 202 depois de receber um pacote de configuração indicando a desalocação de um, mas não todos, os seus canais de tráfego. Nessa modalidade, um pacote de configuração fará com que o terminal de acesso transite 220 para o Estado de Liberação 206 apenas se o último e único canal de tráfego do terminal de acesso foi desalocado, não deixando quaisquer canais de tráfego alocados para uma conexão.

Em uma modalidade alternativa, a mensagem de iniciação de liberação nunca é enviada, e a rede sem fio sempre libera o terminal de acesso utilizando as informações de alocação do canal de tráfego na difusão das mensagens de configuração por suas estações base. Essa abordagem permite uma eficiência ainda maior da largura de banda do link de emissão, economizando os slots que do contrário seriam consumidos com a transmissão das mensagens de iniciação de liberação no link de emissão. Uma desvantagem dessa abordagem é que os recursos de canal de tráfego associados com um terminal de acesso desconectado podem nunca ser reivindicados e redesignados para outro terminal de aceso até a expiração do tempo de supervisão.

Como mencionado acima, o terminal de acesso tenta periodicamente decodificar a mensagem de configuração no link de emissão enquanto no Estado de Tráfego Normal 202. Se o terminal de acesso decodifica um pacote de configuração indicando que seus canais de tráfego ainda estão alocados, o terminal de acesso permanece no Estado de Tráfego Normal 202, como indicado pela transição de estado 222 .

Se o terminal de acesso falhar em decodificar com sucesso um pacote de configuração durante um período no qual o pacote de configuração é transmitido pela estação base, o terminal de acesso transita 210 para o Estado de Pacotes de Configuração Faltando 204. Se o terminal de acesso então decodificar com sucesso um pacote de configuração subsequente, o mesmo transita 218 de volta para o estado de Tráfego Normal 202.

Toda vez que o terminal de acesso entra em primeiro lugar no Estado de Pacotes de Configuração Faltando 204, o terminal de acesso começa a rastrear a duração de tempo que passa sem a decodificação bem sucedida de um pacote de configuração. Se esse tempo exceder o tempo de supervisão, então o terminal de acesso transita 216 para o Estado de Liberação 206. Antes da expiração do tempo de supervisão, as falhas subsequentes de decodificação de um pacote de configuração faz com que o terminal de acesso permaneça no Estado de Pacotes de Configuração Faltando 204, como indicado pela transição de estado 214. A figura 2b é um diagrama de estado ilustrativo para um procedimento para evitar obstrução no terminal de acesso 110 da figura 1. Em uma modalidade ilustrativa, o terminal de acesso permanece predominantemente em um Estado de Transmissão 230, no qual o terminal de acesso transmite de forma contínua um sinal para uma ou mais estações base servidoras no link reverso. No Estado de Transmissão 230, o terminal de acesso gera continuamente um sinal DRC no link reverso até que o sinal DRC permaneça em um nível de taxa zero por um período especificado. Se o terminal de acesso gerar um sinal DRC de taxa zero por um número especificado de time slots consecutivos, o terminal de acesso desliga seu transmissor e transita 240 para o Estado de Transmissor Desligado 232. No Estado de Transmissor Desligado 232, o terminal de acesso continua a monitorar a C/I do link de emissão e continua a gerar uma medição DRC para cada time slot. Se a medição DRC surgir acima da taxa zero por um número predeterminado de time slots, por exemplo 8, o terminal de acesso liga seu transmissor e transita 242 de volta para o Estado de Transmissão 230. Durante o Estado de Transmissão 230 e o Estado de Transmissor Desligado 232, quaisquer dados decodificados com sucesso no link de emissão são direcionados pelo terminal de acesso como normal. Enquanto o terminal de acesso está no Estado de Transmissor Desligado 232, no entanto, o terminal de acesso não transmite quaisquer dados no link reverso.

Em uma modalidade ilustrativa, se o terminal de acesso permanecer no Estado de Transmissor Desligado 232 por uma quantidade de tempo especificada, por exemplo, o tempo de supervisão ou 4,8 segundos, o terminal de acesso transita 244 para o Estado de Liberação 206 descrito acima. Os versados na técnica apreciarão que o tempo de expiração de realização da transição 244 pode ser diferente do tempo de supervisão sem distanciar dos métodos descritos aqui. A figura 3a é um fluxograma ilustrativo do processamento de tempo de supervisão em um terminal de acesso. Para cada novo time slot de link de emissão 302, o terminal de acesso avalia o que foi ou não foi recebido em ambos o canal de controle de difusão de link de emissão e o canal de tráfego de emissão designados para o terminal de acesso. Com base no qual é ou não decodificado do link de emissão, o terminal de acesso processa uma liberação 314 ou continua a processar o próximo time slot de link de emissão.

Se uma mensagem de iniciação de liberação é decodificada durante um time slot 304, o terminal de acesso processa imediatamente uma liberação 314. Se uma mensagem de iniciação de liberação não for recebida, então o terminal de acesso determina 3 06 se o time slot sendo processado é um durante o qual a última parte de um pacote de configuração completo foi esperado. Em uma modalidade ilustrativa, o pacote de configuração é enviado em intervalos constantes medidos em slots. Por exemplo, em um sistema utilizando time slots de 1,667 milisegundos, o pacote de configuração pode ser enviado a cada 400 milisegundos, ou uma vez a cada 240 time slots. Na etapa 306, o terminal de acesso verifica se o slot de transmissão de link de emissão sendo avaliado é um no qual um pacote de configuração completo deve ter sido recebido. Se o slot de transmissão de link de emissão não cair no fim de um desses intervalos, então o terminal de acesso não precisa buscar por um pacote de configuração decodificado com sucesso, e pode prosseguir para processar o próximo slot.

Se o terminal de acesso determinar 306 que deveria ter recebido um pacote de configuração completo, o terminal de acesso então verifica 308 se um pacote de configuração foi decodificado com sucesso. Se um pacote de configuração não tiver sido decodificado com sucesso, então o terminal de aceso verifica 310 quanto tempo passou desde a última decodificação bem sucedida de um pacote de configuração. Se o período entre o time slot atual e a última decodificação bem sucedida de um pacote de configuração for maior do que ou igual ao tempo de supervisão, o terminal de acesso declara sua conexão com a rede sem fio perdida e processa uma liberação 314. Se o período entre o time slot atual e a última decodificação bem sucedida de um pacote de configuração for inferior ao tempo de supervisão, o terminal de acesso continua com o processamento do próximo slot.

Quando um terminal de acesso determina que um pacote de configuração foi decodificado com sucesso na etapa 3 08, o mesmo extrai e inspeciona as informações de alocação de canal de tráfego contida no pacote de configuração para determinar 312 se um canal de tráfego designado para o terminal de acesso foi desalocado. Se o canal de tráfego do terminal de aceso tiver sido desalocado, então o terminal de aceso processa uma liberação 314. Se o terminal de acesso ainda puder utilizar outros canais de tráfego que não foram desalocados, então o terminal de acesso processa opcionalmente uma liberação 314 apenas para o canal de tráfego recém liberado e continua a utilizar o restante dos canais de tráfego. Se o pacote de configuração indicar que o canal de tráfego permanece alocado para o terminal de acesso, então o terminal de acesso continua com o processamento para o próximo slot. A figura 3b é um fluxograma ilustrativo do processamento de tempo de supervisão em uma rede sem fio. Depois da iniciação da liberação 350 de um terminal de acesso, a rede sem fio envia uma mensagem de iniciação de liberação 352 para o terminal de acesso. Na etapa 354, a rede sem fio avalia se recebeu uma mensagem de liberação do terminal de acesso. Se a rede sem fio receber uma mensagem de liberação do terminal de acesso, então a mesma reivindica imediatamente os recursos de canal de tráfego 360 previamente alocados para o terminal de acesso agora desconectado.

Se a rede sem fio não receber uma mensagem de liberação na etapa 354, então a rede sem fio causa uma mudança nas informações de alocação de canal de tráfego 356 nos pacotes de configuração transmitidos pelas estações base da rede sem fio. As informações de alocação de canal de tráfego são atualizadas para indicar que os canais de tráfego alocados previamente para o terminal de acesso a ser liberado foram desalocados.

Em uma modalidade ilustrativa, o terminal de acesso não transmitirá qualquer aviso de recebimento ou resposta para um pacote de configuração decodificado que causa uma liberação. O terminal de acesso simplesmente para a transmissão e a recepção nos canais de tráfego especificados. Consequentemente, a rede sem fio não sabe quando ou se o terminal de acesso decodificou o pacote de configuração. Dessa forma, a rede sem fio pode não reivindicar os recursos de canal de tráfego associados com esse terminal de acesso até depois de aguardar pela duração do período de supervisão.

Depois de mudar a informação transmitida no pacote de configuração 356, a estação base continua a transmitir periodicamente 358 os pacotes de configuração modificados. Depois que o tempo de supervisão expira, a rede sem fio reivindica 360 os recursos de canal de tráfego alocados previamente para o terminal de acesso recém liberado. Depois que os recursos de canal de tráfego foram reivindicados 360, então os canais de tráfego reivindicados e seus recursos associados podem ser redesignados na etapa 362 .

Apesar de ilustrada como etapas seqüenciais, a transmissão da mensagem de iniciação de liberação 352 e a mudança do pacote de configuração 354 pode ser realizada em qualquer ordem, ou pode ser realizada aproximadamente ao mesmo tempo. Se o pacote de configuração alterado e uma mensagem de iniciação de liberação são recebidos ao mesmo tempo, o terminal de acesso transmite a mensagem de liberação em resposta à mensagem de iniciação de liberação antes de reagir ao pacote de configuração recebido.

As figuras 4a a 4c são fluxogramas de um processo ilustrativo para a supervisão da potência de transmissão. Quando uma conexão é primeiro estabelecida entre um terminal de acesso e uma rede sem fio, o transmissor do terminal de acesso é ligado e dois temporizadores no terminal de acesso referidos como "Temporizador Desligado" e um "Temporizador Ligado" começam em um estado desativado. Durante o processamento de cada novo time Slot na etapa 402, o terminal de acesso gera (na etapa 404) um valor DRC e utiliza esse valor DRC juntamente com dois temporizadores para determinar se liga ou desliga seu transmissor.

Em uma modalidade ilustrativa, a etapa de geração de um valor DRC 404 é seguida pela inspeção de se o transmissor do terminal de acesso 110 está ligado ou não 406. Se o transmissor estiver ligado, o processo prossegue como ilustrado na figura 4b, onde o terminal de acesso determina se o transmissor deve ser desligado. Se o transmissor for desligado, o processo prossegue como ilustrado na figura 4c, onde o terminal de acesso determina se o transmissor deve ser ligado.

Na figura 4b, o processo prossegue da etapa 406 para uma avaliação na etapa 42 0 do valor do valor DRC gerado na etapa 404. Se, na etapa 420 o valor DRC recém gerado for maior que a taxa zero, então o terminal de acesso desativa o "Temporizador Desligado" (na etapa 422). Em uma modalidade ilustrativa, a desativação do Temporizador Desligado quando já está desativado resulta em nenhuma mudança no estado do Temporizador Desligado. Em uma modalidade alternativa, a etapa 422 inclui a verificação do estado do Temporizador Desligado e apenas desativando o mesmo se tiver sido previamente ativado. Depois da etapa 422, o processo continua com o processamento do próximo time slot (402 na figura 4a).

Se, na etapa 420 o valor DRC recém gerado for um valor DRC de taxa zero, então o terminal de acesso avalia o estado do Temporizador Desligado na etapa 424. Se o Temporizador Desligado estiver ativo mas tiver expirado na etapa 424, então o terminal de acesso desativa seu Temporizador Desligado na etapa 430 e desliga seu transmissor na etapa 432. Se o Temporizador Desligado não tiver expirado na etapa 424, então o terminal de acesso verifica (na etapa 426) se o Temporizador Desligado já foi ativado. Se na etapa 426 o Temporizador Desligado não tiver sido ativado, então o terminal de acesso ativa seu Temporizador Desligado na etapa 428. A etapa 428 de ativação do Temporizador Desligado inclui a configuração do temporizador para expirar após um Período de Desligamento, por exemplo, 240 milisegundos ou 144 slots de duração de 1,67 milisegundos. A expiração do temporizador Desligado ativado age como um sinal para o terminal de acesso desligar seu transmissor. Se na etapa 426 o Temporizador Desligado já tiver sido desativado, então o processo continua com o processamento do próximo time slot (402 na figura 4a).

Na figura 4c, o processo prossegue da etapa 406 para uma avaliação na etapa 442 do valor do valor DRC gerado na etapa 404. Se, na etapa 442 o valor DRC recém gerado for um valor DRC de taxa zero, então o terminal de acesso desativa o "Temporizador Desligado" na etapa 446. Em uma modalidade ilustrativa, a desativação do Temporizador Desligado quando já está desativado resulta em nenhuma mudança no estado do Temporizador Ligado. Em uma modalidade alternativa, a etapa 446 inclui a verificação do estado do Temporizador Ligado, e desativando apenas o mesmo se já tiver sido ativado. Depois da etapa 446, o processo continua ao processamento do próximo time slot (4 02 na figura 4a).

Se, na etapa 442 o valor DRC recém gerado for maior que taxa zero, então o terminal de acesso avalia o estado do Temporizador Ligado na etapa 444. Se o Temporizador Ligado estiver ativo mas tiver expirado na etapa 444, então o terminal de acesso desativa seu Temporizador Ligado na etapa 452 e liga o transmissor novamente na etapa 454. Se o Temporizador Ligado não tiver expirado na etapa 444, então o terminal de acesso verifica (na etapa 448) se o Temporizador Ligado já foi ativado. Se na etapa 448 o Temporizador Ligado não tiver sido ativado, então o terminal de acesso ativa seu Temporizador Ligado na etapa 450. A etapa 450 de ativação do Temporizador Ligado inclui a configuração do temporizador para expirar depois de um Período Ligado especificado. Em uma modalidade ilustrativa, o Período Ligado é de 13,33 milisegundos ou 8 slots de duração de 1,67 milisegundos. Em uma modalidade alternativa, o Período Ligado é de 26,67 milisegundos ou 16 slots de duração de 1,67 milisegundos. A expiração do temporizador Ligado ativado age como um sinal para o terminal de acesso ligar seu transmissor. Se na etapa 448 o Temporizador Ligado já tiver sido ativado, então o processo continua com o processamento do próximo time slot (402 na figura 4a). A figura 5a é um diagrama de blocos ilustrando os subsistemas básicos de uma estação base de alta taxa de dados ilustrativa 504 e o controlador da estação base (BSC) 510 configurado de acordo com uma modalidade. O BSC 510 e a estação base 504 podem servir como componentes de uma rede sem fio tal como a rede sem fio 120 da figura 1. Com referência também à figura 1, o BSC 510 interfaceia com as redes de dados de pacote 124 e 12 6 através de uma ou mais interfaces de rede de pacote 524 . Apesar de apenas uma estação base 504 ser ilustrada para fins de simplicidade, a rede sem fio 20 pode conter múltiplas estações base 504 e controladores de estação base 510. 0 BSC 510 coordena as comunicações entre cada terminal de acesso (110 da figura 1) e a rede de dados empacotados 124 através da interface de rede em pacote 524. A rede sem fio 120 também pode incluir uma função de trabalho intermediário ou IWF (não ilustrada), disposta entre os elementos seletores 514 e a rede telefônica pública permutada ou PSTN (não ilustrada). 0 BSC 510 contém muitos elementos seletores 514, apesar de apenas um ser ilustrado na figura 5a, para fins de simplicidade. Cada elemento seletor 514 é designado para controlar as comunicações entre um terminal de acesso e o BSC 510 através de uma ou mais estações base 504. Em uma modalidade ilustrativa, uma conexão entre o BSC 510 e um terminal de acesso pode compreender múltiplos canais de tráfego direcionados através de um único elemento seletor 514. Um terminal de acesso é alocado a um máximo de um canal de tráfego de cada estação base servidora 504. Os dados recebidos de um único terminal de acesso por cada estação base servidora 504 são direcionados através do único elemento seletor 514 designado para o terminal de acesso. A interface de rede de pacote 524 recebe dados da rede de dados empacotados 124 através da conexão 554, inspeciona o endereço de destino dos dados empacotados, e direciona os dados para o elemento seletor 514 associado com o terminal de acesso de destino. Se uma conexão não tiver sido estabelecida entre a rede sem fio 120 e o terminal de acesso de destino, então o processador de controle de chamada 516 configura uma conexão com o terminal de acesso. A configuração de uma conexão inclui o paging do terminal de acesso e a designação de um elemento seletor 514 e um ou mais canais de tráfego para o terminal de acesso. Cada canal de tráfego designado para uma conexão com um único terminal de acesso pertencerá a uma estação base diferente. Uma estação base 504 que se comunica com um terminal de acesso através de um canal de tráfego é referida como uma "estação base servidora" desse terminal de acesso. Um elemento seletor 514 designado para uma conexão de terminal de acesso é utilizado para transmitir dados empacotados recebidos da interface de rede em pacote 524 para as estações base servidoras 504 do terminal de acesso de destino.

Em uma modalidade ilustrativa, cada estação base 504 inclui um processador de controle de estação base 512 que programa as transmissões de link de emissão para todos os terminais de acesso sendo servidas pela estação base 504. O processador de controle da estação base 512 escolhe o terminal de acesso ao qual as transmissões de link de emissão serão direcionadas para cada time slot de link de emissão.

Em uma modalidade ilustrativa, cada estação base 504 mantém uma fila de dados de link de emissão 540 para cada canal de tráfego associado com um terminal de acesso ativo. Os dados empacotados a serem transmitidos para o terminal de acesso são armazenados na fila de dados de link de emissão de terminal de acesso até que o processador de controle de estação base 512 selecione esse terminal de acesso como o terminal de acesso de destino para um time slot de link de emissão.

Em uma modalidade ilustrativa, a estação base 504 inclui múltiplos elementos de canal 542, nos quais um elemento de canal 542 é alocado para cada canal de tráfego. Uma vez que o processador de controle de estação base 512 seleciona um terminal de acesso de destino para um time slot de link de emissão, os dados são transmitidos a partir da fila de dados de link de emissão 540 através do elemento de canal correspondente 542 para a unidade de freqüência de rádio (RF - radiof reqüência) 544, e então através das antenas 546. Os dados então atravessam através do link de emissão 550 para o terminal de acesso.

Em uma modalidade ilustrativa, o processador de controle de estação base 512 também especifica a taxa de transmissão para cada time slot de link de emissão. O link reverso 552 transporta sinais de link reverso, tais como a informação DRC recebida a partir de cada terminal de acesso 110 para a antena 546. Os sinais de link reverso são então convertidos descendentemente (downconverted - convertido para recepção) e têm seu ganho controlado na unidade de RF 544 e são deraodulados e decodificados no elemento de canal 542 .

Em uma modalidade ilustrativa, o processador de controle de estação base 512 monitora a informação DRC recebida a partir de cada terminal de acesso ativo e utiliza a informação DRC juntamente com a quantidade de dados em cada fila de dados de link de emissão 540 para programar as transmissões no link de emissão 550. Em uma modalidade ilustrativa, o processador de controle da estação base 512 gera um pacote de configuração que é periodicamente transmitido através do link de emissão 550. 0 pacote de configuração inclui as informações de alocação de canal de tráfego indicando se cada um dos canais de tráfego da estação base é alocado em um terminal de acesso ativo. 0 processador de controle de chamada 516 direciona o processador de controle de estação base 512 para liberar um canal de tráfego designado para um terminal de acesso ativo 110. O processador de controle de chamada 516 gera uma mensagem de iniciação de liberação e envia a mensagem para o terminal de acesso a ser liberado através de uma ou mais estações base. Se o elemento seletor 514 designado para o terminal de acesso a ser liberado não receber a mensagem de liberação, então o processador de controle de chamada 516 direciona o processador de controle de estação base 512 para atualizar o conteúdo dos pacotes de configuração subsequentes transmitidos para refletir a desalocação do canal de tráfego correspondente. O processador de controle de chamada 516 pode dessa forma especificar a desalocação dos canais de tráfego em uma ou todas as estações base servidoras do terminal de acesso a ser liberado. 0 processador de controle de chamada 516 e o processador de controle de estação base 512 são implementados utilizando-se microprocessadores, conjuntos de chave programável em campo (FPGA - arranjo de portas programável em canpo), dispositivos lógicos programáveis (PLD), processadores de sinal digital (DSP), circuitos integrados específicos de aplicativo (ASIC - circuitos integrados de aplicação específica), ou outros dispositivos capazes de gerar e ajustar os sinais de controle de fase e amplitude necessários. Em uma modalidade ilustrativa, as comunicações entre o BSC 510 e a estação base 504 percorrem através de uma conexão de canal de transporte de retomo (backhaul) . A informação que flui através da conexão de canal de transporte de retomo inclui comunicações entre o processador de controle de chamada 516 e o processador de controle da estação base 512. A conexão de canal de transporte de retomo entre o BSC 510 e a estação base 504 é implementada utilizando-se equipamento de conexão adequado tal como cabeamento subterrâneo ou Ti ou T3 microondas ou fibra ótica tal como OC3.

Em uma modalidade ilustrativa, uma mensagem de liberação recebida no link reverso 552 do terminal de acesso liberado é decodificada e direcionada para o processador de controle da estação base 512, que coordena a reivindicação e realocação dos recursos de canal de tráfego tais como um elemento seletor 514 com processador de controle de chamada 516. Em uma modalidade alternativa, a mensagem de liberação não é decodificada pelo processador de controle da estação base 512, mas é direcionada através do elemento seletor 514 para o processador de controle de chamada 516. Em uma modalidade alternativa, o BSC 510 e a estação base 504 são integrados, e as funções do processador de controle de chamada 516 e o processador do controle da estação base 512 são realizadas por um único processador ou pelo mesmo conjunto de processadores compartilhados.

Em uma modalidade ilustrativa, os dados são transmitidos no link de emissão 550, nos "pacotes de dados" possuindo um tamanho mínimo de 1024 bits. O conteúdo de um pacote de dados é transmitido através de um ou mais time slots possuindo uma duração fixa, por exemplo, de 1,667 mi lisegundos.

Em uma modalidade ilustrativa, o elemento de canal 542 gera uma verificação de redundância cíclica (CRC - Cyclic Redundany Check) para o pacote e então codifica o pacote de dados e seu CRC utilizando um código de correção antecipada de erro (FEC - Forward Error Correction) para formar um pacote codificado. O código FEC pode utilizar qualquer uma de várias técnicas de correção antecipada de erro, incluindo a codificação turbo, a codificação por convolução, a codificação em bloco, ou outras formas de codificação incluindo a codificação por decisão suave. 0 elemento de canal 542 então intercala (ou reorganiza) os símbolos dentro do pacote codificado. O elemento de canal 542 pode utilizar qualquer uma dentre um número de técnicas de intercalação, tal como a intercalação em bloco e a intercalação de inversão de bit. O pacote intercalado é codificado utilizando-se as técnicas de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA), incluindo a cobertura dos símbolos com um código Walsh. e o espalhamento PN dos mesmos utilizando códigos PNI e PNQ curtos. Uma modalidade alternativa utiliza o espalhamento PN complexo. Os dados espalhados são fornecidos par a unidade de RF 544 que modula em quadratura, filtra e amplifica o sinal. O sinal de link de emissão é então transmitido através do ar por meio da antena 546 no link de emissão 550. A figura 5b é um diagrama de blocos de um terminal de acesso de alta taxa de dados ilustrativo 110. 0 terminal de acesso 110 transmite informação, tal como a informação DRC e os dados empacotados de link reverso, para a rede sem fio 120 através do link reverso 552 do canal de comunicação sem fio 112. O terminal de acesso 110 recebe dados da rede sem fio 120, tal como os dados de link de emissão e os pacotes de configuração, através do link de emissão 550 do canal de comunicação sem fio 112.

Em uma modalidade ilustrativa, o sinal de link de emissão é recebido através da antena 560 e direcionado para um receptor dentro do front end 562. O receptor filtra, amplifica, demodula em quadratura e quantiza o sinal. O sinal digitalizado é fornecido para o demodulador (DEMOD) 564 onde o mesmo é desespalhado com os códigos PNI e PNQ curtos e descobertos com a cobertura Walsh. Os dados demodulados são fornecidos para o decodificador 566 que realiza o inverso das funções de processamento de sinal de transmissão realizadas na estação base 504. Especificamente, o decodificador 566 realiza as funções de desintercalamento, decodificação, e verificação de CRC. Os dados empacotados decodificados são fornecidos para a interface de dados empacotados 568, que então envia os dados através da conexão 570 para um dispositivo externo (não ilustrado) possuindo uma interface de usuário e rodando um aplicativo de usuário tal como um navegador da rede. 0 decodificador 566 fornece informação de controle de chamada decodificada, tal como pacotes de configuração e mensagens de iniciação de liberação, para o controlador 576.

Os dados são recebidos do dispositivo externo (não ilustrado) através da conexão 570 e da interface de dados empacotados 568. Os dados podem ser direcionados através do controlador 576 ou os dados empacotados podem ser fornecidos diretamente para o codificador 572. O controlador 576 monitora as propriedades do sinal recebido da estação base servidora 504 e gera a informação DRC. 0 controlador 576 fornece a informação DRC resultante para o codificador 572 para transmissão subsequente no link reverso 552. O controlador 576 também processa as mensagens de iniciação de liberação recebidas e gera as mensagens de liberação correspondentes a serem transmitidas. 0 controlador 576 avalia o conteúdo de cada pacote de configuração decodificado para determinar se qualquer um dos canais de tráfego do terminal de acesso foi desalocado.

Como descrito acima, o controlador 576 monitora os níveis DRC gerados de forma que o terminal de acesso 110 possa evitar se tornar uma obstrução em banda para a rede sem fio. Em uma modalidade ilustrativa, o controlador 576 faz com que o transmissor no front end 562 desligue se o nível DRC cair para a taxa zero por uma duração especificada, por exemplo, 240 milisegundos ou 144 time slots. O controlador 576 liga o transmissor no front end 562 de volta depois da taxa DRC permanecer acima de zero por um período especificado, por exemplo, de 8 time slots consecutivos.

Em uma modalidade ilustrativa, a interface de dados empacotados 568 inclui armazenamento temporário (buffers) de dados para o armazenamento temporário dos dados de link de emissão e reverso. Enquanto o transmissor no front end 562 é desligado, os dados de link reverso são salvos nos armazenamentos temporários até que o transmissor seja novamente ligado. Em numa modalidade alternativa, os dados são enviados para o transmissor mesmo quando o transmissor está desligado, resultando em sua perda. A modalidade alternativa evita a possibilidade de um fluxo excessivo do armazenamento temporário dos dados de link reverso.

Se o controlador 576 receber uma mensagem de iniciação de liberação, então o controlador 576 gera uma mensagem de liberação a ser transmitida através do codificador 572, do modulador 574, do front end 562 e da antena 560. Depois de transmitir a mensagem de liberação, o controlador 576 libera sua conexão com a rede sem fim e todos os canais de tráfego associados.

Se o controlador 576 receber um pacote de configuração que indique que um dos canais de tráfego do terminal de aceso foi desalocado, então o controlador 576 libera imediatamente esse canal de tráfego. Em uma modalidade ilustrativa, se apenas um dos múltiplos canais de tráfego designados para um terminal de acesso tiver sido desalocado, o terminal de acesso continua opcionalmente a utilizar os canais de tráfego restantes da conexão. Em uma modalidade alternativa, a desalocação de qualquer um do canais de tráfego do terminal de acesso faz com que o terminal de acesso libere toda a sua conexão com o BSC e todas as estações base.

Adicionalmente, o controlador 576 monitora os intervalos entre a recepção dos pacotes de configuração decodificados com sucesso. Se o controlador 576 determinar que nenhum pacote de configuração foi decodificado com sucesso por um período superior a ou igual ao tempo de supervisão, então o controlador 576 libera sua conexão com o BSC e todas as estações base. Em uma modalidade ilustrativa, o controlador 576 é implementado utilizando-se microprocessadores, conjuntos de chave programáveis por campos (FPGA) , dispositivos lógicos programáveis (PLD) , processadores de sinal digital (DSP), circuitos integrados específicos de aplicativo (ASIC), ou outros dispositivos capazes de realizar as funções do controlador descritas aqui .

Em uma modalidade ilustrativa, os dados de link reverso da interface de dados empacotados 568 e controlador 576 são codificados no codificador 572 . O codificador 572 gera uma verificação de redundância cíclica (CRC) para cada pacote e então codifica o pacote de dados e seu CRC utilizando um código de correção antecipada de erro (FEC) para formar um pacote codificado. 0 código FEC pode utilizar qualquer técnica de correção antecipada de erro dentre as várias técnicas existentes, incluindo a codificação turbo, a codificação por convolução, a codificação em bloco, ou outras formas de codificação incluindo a codificação por decisão suave. O modulador (MOD) 574 então intercala (ou reorganiza) os símbolos dentro do pacote codificado utilizando qualquer uma dentre as várias técnicas de intercalamento, tal como o intercalamento em bloco e o intercalamento invertido de bit. 0 pacote intercalado é codificado utilizando-se técnicas de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA), incluindo a cobertura dos símbolos com um código Walsh e espalhando PN os mesmos utilizando códigos PNI e PNQ curtos. Uma modalidade alternativa utiliza o espalhamento PN complexo. Os dados espalhados são fornecidos para um transmissor no front end 562 que modula em quadratura, filtra e amplifica o sinal. O sinal de link reverso é então transmitido através do ar por meio da antena 560 no link reverso 552.

Modalidades alternativas são aplicáveis a outras arquiteturas de hardware que podem suportar transmissões de taxa variável. Por exemplo, uma modalidade alternativa aplica a um sistema utilizando canais de fibra ótica, nos quais o canal de comunicação sem fio 112 na figura 1 é substituído por um canal de comunicação de fibra ótica e o link de emissão 552 e o link reverso 550 nas figuras 5a e 5b existem dentro da fibra ótica. As antenas 560 e 546 nas figuras 5a e 5b são substituídas por interfaces de fibra ótica.

Apesar de ser descrito aqui em termos de supervisão de conexão no link de emissão, uma modalidade ilustrativa pode ser prontamente estendida para cobrir a supervisão de conexão no link reverso. Além disso, uma modalidade ilustrativa utiliza técnicas de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) , mas podem ser facilmente estendidas para empregar diferentes técnicas de acesso múltiplo tal como o acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA). A descrição anterior das modalidades preferidas é fornecida para permitir que os versados na técnica criem ou utilizem a presente invenção. As várias modificações dessas modalidades serão prontamente aparentes aos versados na técnica, e os princípios gerais definidos aqui podem ser aplicados a outras modalidades sem o uso da faculdade inventiva. Dessa forma, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades ilustradas aqui mas deve ter o escopo mais amplo consistente com os princípios e características de novidade descritas aqui.

REIVINDICAÇÕES

Claims (42)

1. Método para encerrar o uso de um canal de comunicação em um sistema de comunicação sem fio, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: decodificar um sinal recebido; e encerrar (314) o uso do canal de comunicação com base na falha em decodificar com sucesso (308) um pacote de configuração proveniente do sinal recebido dentro de um tempo de supervisão predeterminado (310).

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: decodificar com sucesso o pacote de configuração proveniente do sinal recebido dentro do tempo de supervisão predeterminado; extrair (312) informações de alocação de canal do pacote de configuração; e encerrar (314) o uso do canal de comunicação com base nas informações de alocação de canal.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o pacote de configuração é posicionado dentro do sinal recebido em intervalos de tempo possuindo uma duração predeterminada.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a duração predeterminada é de aproximadamente quatrocentos milissegundos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o tempo de supervisão é um múltiplo predeterminado da duração predeterminada.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o múltiplo predeterminado é doze.

7. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o tempo de supervisão é de aproximadamente 4,8 milissegundos.

8. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de extrair (312) compreende adicionalmente extrair um indicador de alocação correspondente a um dentre uma pluralidade de canais de comunicação das informações de alocação de canal.

9. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de extrair (312) compreende adicionalmente extrair um bit de um número predeterminado de bits em uma máscara de bit, onde cada bit da máscara de bit corresponde a um dentre um número predeterminado de canais de comunicação, e onde o um bit corresponde ao canal de comunicação.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o número predeterminado de bits é vinte e oito.

11. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o número predeterminado de bits é vinte e nove.

12. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: decodificar com sucesso (304) uma mensagem de iniciação de liberação proveniente do sinal recebido dentro do tempo de supervisão predeterminado; e encerrar (314) o uso do canal de comunicação com base na mensagem de iniciação de liberação.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de enviar uma mensagem de liberação em resposta à mensagem de iniciação de liberação.

14. Método para encerrar o uso de canal de comunicação em um sistema de comunicação sem fio, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: transmitir uma pluralidade de pacotes de configuração, onde cada um dentre a pluralidade de pacotes de configuração compreende informações de alocação de canal correspondentes ao canal de comunicação; e encerrar (360) o uso do canal de comunicação com base na expiração de um tempo de supervisão predeterminado.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de transmitir (352) uma mensagem de iniciação de liberação indicando a liberação do canal de comunicação antes do começo do tempo de supervisão predeterminado.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de: decodificar (354) uma mensagem de liberação correspondente ao canal de comunicação; e liberar imediatamente (360) o canal de comunicação.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de pacotes de configuração é transmitida em intervalos de tempo possuindo uma duração predeterminada.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a duração predeterminada é de aproximadamente quatrocentos milissegundos.

19. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o tempo de supervisão é um múltiplo predeterminado da duração predeterminada.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o múltiplo predeterminado é doze.

21. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o tempo de supervisão é de aproximadamente 4,8 milissegundos.

22. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as informações de alocação de canal compreendem um indicador de alocação correspondente a pelo menos um dentre uma pluralidade de canais de comunicação.

23. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que as informações de alocação de canal compreendem uma máscara de bit possuindo um número predeterminado de bits, onde cada bit da máscara de bits corresponde a um dentre o número predeterminado de canais de comunicação.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o número predeterminado de bits é vinte e oito.

25. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que o número predeterminado de bits é vinte e nove.

26. Equipamento terminal de acesso sem fio (110), compreendendo: um decodificador (566) para decodificar um sinal demodulado recebido; e caracterizado pelo fato de que compreende também um processador de controle (576) para encerrar o uso de um canal de comunicação com base na falha do decodif icador (566) para decodificar, com sucesso, um pacote de configuração proveniente do sinal demodulado recebido dentro de um tempo de supervisão predeterminado.

27. Equipamento, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (576) é configurado adicionalmente para encerrar o uso do canal de comunicação com base nas informações de alocação de canal extraídas de um pacote de configuração decodificado com sucesso pelo decodificador.

28. Equipamento, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (576) é adicionalmente configurado para receber pacotes de configuração provenientes do decodificador em intervalos de tempo possuindo uma duração predeterminada.

29. Equipamento, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (576) é configurado para receber pacotes de configuração provenientes do decodificador (566) em intervalos de tempo constantes possuindo uma duração de aproximadamente quatrocentos milissegundos.

30. Equipamento, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (576) é configurado para usar um tempo de supervisão predeterminado de aproximadamente 4,8 segundos.

31. Equipamento, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (576) é configurado adicionalmente para extrair uma máscara de bits possuindo um número predeterminado de bits a partir de cada pacote de configuração decodificado com sucesso pelo decodificador (566), e para extrair um bit da máscara de bit, onde um bit corresponde a um dentre um número predeterminado de canais de comunicação.

32. Equipamento, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (576) é adicionalmente configurado para encerrar o uso do canal de comunicação com base na decodificação com sucesso, de uma mensagem de liberação pelo decodificador (566) dentro do tempo de supervisão predeterminado.

33. Equipamento de rede sem fio (120) compreendendo: um transceptor para transmitir um sinal de link de emissão (550) para um ou mais terminais de acesso (110) , e para receber um ou mais sinais de link reverso provenientes dos um ou mais terminais de acesso (110); e caracterizado pelo fato de que compreende um processador de controle (516) configurado para gerar uma pluralidade de pacotes de configuração, onde cada pacote de configuração compreende informações de alocação de canal correspondentes a uma pluralidade de canais de comunicação, e onde a pluralidade de pacotes de configuração é transmitida através do transceptor, e onde o processador de controle é adicionalmente configurado para encerrar o uso de um primeiro canal de comunicação da pluralidade de canais de comunicação com base na expiração de um tempo de supervisão predeterminado após a transmissão de um primeiro dentre a pluralidade de pacotes de configuração.

34. Equipamento, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (516) é adicionalmente configurado para gerar uma mensagem de iniciação de liberação indicando a liberação do primeiro canal de comunicação.

35. Equipamento, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (516) é adicionalmente configurado para encerrar imediatamente o uso do primeiro canal de comunicação com base na recepção através do transceptor de uma mensagem de liberação correspondente à mensagem de iniciação de liberação transmitida.

36. Equipamento, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (516) é adicionalmente configurado para gerar cada um dentre a pluralidade de pacotes de configuração em intervalos de tempo constantes, e onde o transceptor transmite as informações nos pacotes de configuração em intervalos de tempo constantes.

37. Equipamento, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (516) é configurado adicionalmente para gerar cada um dentre a pluralidade de pacotes de configuração em intervalos de tempo constantes de aproximadamente quatrocentos milissegundos, e onde o transceptor transmite as informações nos pacotes de configuração em intervalos de tempo constantes.

38. Equipamento, de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que o processador de controle (516) é adicionalmente configurado para usar um tempo de supervisão de aproximadamente 4,8 milissegundos.

39. Equipamento terminal de acesso sem fio, caracterizado pelo fato de que compreende: dispositivo para decodificar um sinal recebido; e dispositivo para encerrar o uso de um canal de comunicação com base na falha em decodificar com sucesso um pacote de configuração proveniente do sinal recebido dentro de um tempo de supervisão predeterminado.

40. Equipamento, de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que compreende: dispositivo para decodificar com sucesso o pacote de configuração proveniente do sinal recebido dentro do tempo de supervisão predeterminado; e dispositivo para extrair informações de alocação do canal do pacote de configuração; onde o dispositivo para encerrar é adicionalmente configurado para encerrar o uso do canal de comunicação com base nas informações de alocação de canal.

41. Equipamento de rede sem fio, caracterizado pelo fato de que compreende: dispositivo para transmitir uma pluralidade de pacotes de configuração, onde cada um dentre a pluralidade de pacotes de configuração compreende informações de alocação de canal correspondentes ao canal de comunicação; e dispositivo para encerrar o uso do canal de comunicação com base na expiração de um tempo de supervisão predeterminado.

42. Equipamento, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um dispositivo para transmitir uma mensagem de iniciação de liberação indicando a liberação do canal de comunicação.