BRPI0206380B1 - método para operar um sistema de comunicação sem fio e estação móvel operável com uma rede de comunicação sem fio - Google Patents
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Abstract
"método e aparelho para o melhoramento da utilização de espectro de rádio e a diminuição do retardo de dados do usuário quando fornecendo status de psi de pacote". um método proporciona operar um sistema de comunicação sem fio que tem uma capacidade de dados de pacote, e inclui as etapas de: (a) enviar uma mensagem de uma estação móvel para uma rede sobre um mesmo canal físico que é utilizado para transmitir os dados de pacote, a mensagem especificando as individuais das mensagens de informações do sistema de pacote (psi) que são requeridas para a recepção pela estação móvel; e (b) em resposta ao recebimento da mensagem, transmitir somente as individuais especificadas das mensagens de psi da rede para a estação móvel sobre o mesmo canal físico utilizado para transmitir os dados de pacote.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA OPERAR UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO E ESTAÇÃO MÓVEL OPERÁVEL COM UMA REDE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO".
CAMPO DA INVENÇÃO
[001] Esta invenção refere-se genericamente a dispositivos e métodos de comunicação sem fio e, mais particularmente, refere-se a terminais, redes e sistemas sem fio para a comunicação de dados de pacote ao longo de canais de rádio.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Os seguintes termos são utilizados na descrição seguinte, e são definidos como segue: GSM Sistema Global Para Comunicação Móvel, um sistema de comunicação sem fio digital que usa uma interface de ar de Acesso Múltiplo de Divisão de Tempo (TDMA). GPRS Serviço de Rádio de Pacote Geral, um serviço de fase 2+ de GSM no qual os recursos de rádio para a transferência de dados estão alocados em uma base por bloco, em oposição a uma base cha-veada por circuito. MS Estação Móvel, tal como um telefone celular portátil, um telefone celular instalado em veículo, um dispositivo de comunicação pessoal, um dispositivo de assistente de dados pessoal (PDA) que tem uma capacidade de comunicação sem fio, um módulo de comunicação sem fio instalável dentro ou com um computador, tal como conectando em um conector PCMCIA e, em geral, qualquer dispositivo capaz de uma comunicação bidirecional com uma rede sem fio. DL Downlink: uma direção da rede sem fio para a MS. UL Uplink: uma direção do MS para a rede sem fio. PSI Informações do Sistema de Pacote (mensagem). PBCCH Canal de Controle de Transmissão de Pacote: um canal de downlink utilizado para transmitir as mensagens de PSI. PACCH Canal de Controle Associado a Pacote: um canal lógico que é utilizado para enviar blocos de controle entre a rede e a MS no mesmo canal que os blocos de dados de pacote são enviados (isto é, durante a transferência de dados de pacote). TBF Fluxo de Blocos Temporário: um fluxo temporário de dados de pacote da MS para a rede (UL TBF) ou da rede para a MS (DL TBF). Se a direção não for especificada, TBF significa UL TBF, DL TBF, ou ambos. PTM Modo de Transferência de Pacote: um modo em que a MS está recebendo os dados de pacote, enviando os dados de pacote, ou ambos, isto é, a MS tem o UL TBF, o DL TBF, ou ambos os TBFs UL e DL ativos.
Multi-RAT Tecnologia de Acesso Multi-Rádio: uma MS que tem tanto uma capacidade 2G (GSM) quanto 3G (UMTS), isto é um telefone mul-timodos 2G-3G que pode obter serviço tanto em uma rede 2G quanto 3G.
[003] Durante a aquisição inicial de mensagens de PSI, por exemplo após a (re)seleção de célula, a rede não necessariamente sabe quais mensagens de PSI ela precisa enviar para a MS. Este problema tornar-se-á mais proeminente nas versões futuras (por exemplo, aquelas que vem após a Versão 1997 (R97), a Versão 1998 (R98) e a Versão 1999 (R99)), conforme novas mensagens de PSI serão introduzidas. Como presentemente especificado, uma dada MS não é capaz de informar a rede quanto a quais mensagens de PSI ela espera receber da rede.
[004] Mais especificamente, durante um procedimento de Atualização Não-Especificada a MS é requerida receber pelo menos uma instância de cada tipo de mensagem de PSI. Atualmente, a mensagem de Status de PSI de Pacote não está especificada de modo a indicar quais tipos de mensagem de PSI a MS requer de modo a executar uma verificação de marca de mudança. Como tal, o procedimento de Status de PSI de Pacote atualmente especificado não pode ser utilizado durante um procedimento de aquisição parcial.
OBJETIVOS E VANTAGENS DA INVENÇÃO
[005] É um primeiro objetivo e vantagem desta invenção fornecer um procedimento de dados de pacote que supera os problemas acima e outros.
[006] É um outro objetivo e vantagem desta invenção fornecer uma capacidade para a MS indicar à rede quais mensagens de PSI ela requer da rede.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[007] Os problemas acima e outros são superados e os objetivos e as vantagens acima são realizados por métodos e aparelho de acordo com as modalidades desta invenção.
[008] De acordo com os ensinamentos aqui a MS está habilitada para informar expressamente à rede quanto a quais mensagens de PSI ela requer receber e, em resposta, a rede está habilitada para enviar à MS somente aquelas mensagens de PSI que ela requer. Como um resultado, existe uma melhor utilização dos espectro dos canais de dados de pacote, e o rendimento de dados também aumenta.
[009] Um benefício adicional que resulta é que não é requerido à MS suspender uma transferência de pacote em curso durante o procedimento de Atualização Não-Especificada, por meio disto aumentando adicionalmente o rendimento de dados. Também, como não é requerido que o TBF seja suspenso, o espectro é mais completamente utilizado e alocado mais eficientemente, já que durante uma suspensão de TBF convencional os blocos de dados não podem ser enviados ou recebidos pela duração de cada bloco de PBCCH, assim como para os blocos circundantes, devido aos retardos de configuração de ca- nal e os tempos de determinação requeridos no Processador de Sinal Digital (DSP) da MS.
[0010] Uma vantagem adicional destes ensinamentos é que os procedimentos de sinalização atualmente especificados são utilizados, por meio disto evitando uma necessidade de especificar novos procedimentos de sinalização.
[0011] Um método de acordo com estes ensinamentos proporciona operar um sistema de comunicação sem fio que tem uma capacidade de dados de pacote, e inclui as etapas de: (a) enviar uma mensagem de uma estação móvel para uma rede sobre um mesmo canal físico que é utilizado para transmitir os dados de pacote, a mensagem especificando as individuais das mensagens de informações do sistema de pacote (PSI) que são requeridas para a recepção pela estação móvel; e (b) em resposta ao recebimento da mensagem, transmitir somente as individuais especificadas das mensagens de PSI da rede para a estação móvel sobre o mesmo canal físico utilizado para transmitir os dados de pacote.
[0012] Em uma modalidade presentemente preferida, mas não li-mitante, a mensagem é uma mensagem de PACKET PSI STATUS, e o canal físico transporta um Canal de Controle Associado a Pacote (PACCH). As etapas de enviar a mensagem e de transmitir as mensagens de PSI ocorrem durante um modo de transferência de dados de pacote e sem suspender um Fluxo de Bloco Temporário (TBF) estabelecido. Na modalidade presentemente preferida a estação móvel preenche a mensagem de Status de PSI de Pacote incluindo os campos (opcionais) PSIX_COUNT e lnstance_Bitmap, e ajustando os seus respectivos campos para zero para o tipo de mensagem de PSI particular na mensagem de PACKET PSI STATUS. Em resposta, a rede determina que a estação móvel não recebeu o tipo de mensagem de PSI particular, e desconsidera uma PSI_CHANGE_MARK indicada na mensagem de PACKET PSI STATUS.
[0013] Ainda de acordo com estes ensinamentos é um método para operar um sistema de comunicação sem fio que tem uma capacidade de dados de pacote. O método inclui enviar uma mensagem de PACKET PSI STATUS de uma estação móvel para uma rede, a mensagem de PACKET PSI STATUS especificando os individuais dos tipos de mensagem de informações do sistema de pacote (PSI) que são requeridos para recepção pela estação móvel e, em resposta ao recebimento da mensagem de PACKET PSI STATUS, enviar somente os individuais especificados dos tipos de mensagem de PSI da rede para a estação móvel. Enviar a mensagem de PACKET PSI STATUS inclui indicar os tipos de mensagem de PSI suportados por estação móvel em uma Lista de Mensagens de PSI Recebidas na mensagem de PACKET PSI STATUS. A estação móvel pode indicar na mensagem de PACKET PSI STATUS, para cada tipo de mensagem de PSI para o qual a estação móvel deseja um valor de PSI CHANGE MARK, o sta-tus presente do tipo de mensagem de PSI e que o tipo de mensagem de PSI não foi recebido. Neste caso a estação móvel pode desejar o valor de PSI CHANGE MARK pelo menos durante uma aquisição parcial de mensagens de PSI.
[0014] Os tipos de mensagem de PSI que são requeridos para recepção pela estação móvel são aqueles que atendem os seguintes critérios: a) aqueles tipos de mensagem de PSI que a estação móvel considera relevantes com base nas características que a estação móvel suporta; e b) para os tipos de mensagem de PSI opcionais, o tipo de mensagem de PSI foi indicado pela rede como presente sobre um Canal de Controle de Transmissão de Pacote (PBCCH).
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0015] As características apresentadas acima e outras da invenção são tornadas mais aparentes na Descrição Detalhada da Invenção seguinte quando lida em conjunto com os Desenhos anexos, em que: [0016] Figura 1 é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de comunicação sem fio que é adequado para praticar os ensinamentos de acordo com esta invenção;
[0017] Figura 2 mostra conjuntos consistentes de mensagens de informações do sistema;
[0018] Figura 3 apresenta um exemplo de uma mensagem de PSI com diversas instâncias, neste exemplo PSI2 = quatro instâncias, PSI2_CHANGE_MARK = 2; e [0019] Figura 4 mostra os elementos de informações da mensagem de PACKET PSI STATUS.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0020] Referindo primeiramente à Figura 1, está ilustrado um diagrama de blocos simplificado de uma modalidade de um sistema de comunicação sem fio 1 que é adequado para praticar esta invenção. O sistema 1 é assumido incluir uma pluralidade de estações móveis 100. Duas estações móveis (MSs) estão mostradas na Figura 1 por conveniência, com uma sendo designada MSn°1 e a outra MSn°2. A Figura 1 também mostra um operador de rede exemplar que tem, por exemplo, um Nodo de Suporte de GPRS (GSN) 30 para conexão a uma rede de telecomunicação, tal como a Rede Telefônica Chaveada Pública (PSTN) e/ou uma Rede de Dados de Pacote Pública (PDN), pelo menos um controlador de estação de base (BSC) 40, e uma pluralidade de estações transceptoras de base (BTS) 50 que transmitem em uma direção para frente ou de downlink (DL) tanto os canais físicos quanto os lógicos para as estações móveis 100 de acordo com um padrão de interface de ar predeterminado. Um percurso de comunicação inverso ou de uplink (UL) também existe da estação móvel 100 para o operador de rede 2, o qual transporta as solicitações de acesso e o tráfego originado do móvel. Cada BTS 50 pode ser assumida suportar uma célula dentro da qual uma ou mais das MSs podem estar localizadas. A MS 100 e a rede 2 empregam o procedimento de PSI melhorado de acordo com estes ensinamentos, como descrito em detalhes adicionais abaixo.
[0021] Em uma modalidade preferida, mas não limitante, destes ensinamentos, o padrão de interface de ar pode se conformar a qualquer padrão que permita que as transmissões de dados de pacote ocorram com as estações móveis 100, tal como um acesso à Internet 70 e os carregamentos de páginas da rede. Na modalidade presentemente preferida desta invenção o padrão de interface de ar é uma interface de ar de Acesso Múltiplo de Divisão de Tempo (TDMA) que suporta a capacidade de GPRS melhorada descrita aqui.
[0022] O operador de rede 2 pode também incluir um Centro de Serviços de Mensagem de Sistema (SMSC) 60 que recebe e transfere as mensagens para as estações móveis 100, apesar de que qualquer técnica de mensagens sem fio que seja capaz de utilizar os dados de pacote pode ser utilizada. Outros tipos de serviços de mensagens podem incluir os Serviços de Dados Suplementares e um atualmente sob desenvolvimento e conhecido como Serviço de Mensagens Multimídia (MMS), em que as mensagens de imagem, as mensagens de vídeo, as mensagens de áudio, as mensagens de texto, os executáveis e o equivalente, e suas combinações, podem ser transferidas entre uma rede e uma estação móvel.
[0023] A estação móvel 100 tipicamente inclui uma unidade de mi-crocontrole (MCU) 120 que tem uma saída acoplada a uma entrada de um mostrador 140 e uma entrada acoplada a uma saída de um teclado ou um teclado compacto 160. A estação móvel 100 pode ser considerada ser um radiotelefone portátil, tal como um telefone celular ou um comunicador pessoal. A estação móvel 100 poderia também estar contida dentro de um cartão ou um módulo que é conectado durante o uso a outro dispositivo. Por exemplo, a estação móvel 100 poderia estar contida dentro de um cartão ou módulo do tipo PCMCIA ou similar que é instalado durante a utilização dentro de um processador de dados portátil, tal como um computador laptop ou notebook, ou mesmo um computador que seja usável pelo usuário.
[0024] A MCU 120 é assumida incluir ou ser acoplada a algum tipo de memória 130, incluindo uma memória somente de leitura (ROM) para armazenar um programa de operação, assim como uma memória de acesso randômico (RAM) para armazenar temporariamente os dados requeridos, uma memória de rascunho, os dados de pacote recebidos, os dados de pacote a serem transmitidos, e o equivalente. A memória 130 é também assumida armazenar as mensagens de PSI, como descrito em maiores detalhes abaixo. Uma SIM separada, removível (não-mostrada) pode ser fornecida também, a SIM armazenando, por exemplo, uma lista de Redes Móveis Terrestres Públicas (PLMN) preferida e outras informações relativas ao assinante. A ROM é assumida, para os propósitos desta invenção, armazenar um programa que permite que a MCU 120 execute as rotinas de software, as camadas e os protocolos requeridos para implementar a transmissão e a recepção de dados de pacote de acordo com os ensinamentos aqui, assim como fornecer uma interface do usuário (UI) adequada, via o mostrador 140 e o teclado compacto 160, com um usuário. Apesar de não-mostrado, um microfone e um alto-falante são tipicamente fornecidos para permitir que o usuário conduza as chamadas de voz em um modo convencional. Um módulo de processamento de Status de PSI de Pacote, que opera de acordo com esta invenção, está mostrado genericamente como o bloco 260, apesar de que esta funcionalidade será na prática tipicamente incorporada pelas instruções de programa armazenadas dentro da memória 130.
[0025] A estação móvel 100 também contém uma seção sem fio que inclui um processador de sinal digital (DSP) 180, ou um processador de alta velocidade equivalente, assim como um transceptor sem fio compreendido de um transmissor 200 e um receptor 220, ambos os quais estão acoplados a uma antena 240 para comunicação com o operador de rede. Os dados de pacote são transmitidos e recebidos através da antena 240, de acordo com os ensinamentos aqui.
[0026] Tendo assim descrito uma modalidade adequada de uma rede de comunicação sem fio 2 de uma estação móvel 100 e de um sistema completo 1 para praticar esta invenção, uma descrição adicional desta invenção é agora fornecida.
[0027] Estes ensinamentos fornecem um método para utilizar os procedimentos e as mensagens existentes para manipular vários tipos de aquisições de mensagens de PSI durante o modo de transferência de dados de pacote. Estas aquisições de mensagens de PSI incluem uma aquisição inicial, em que pela primeira vez as mensagens de PSI são recebidas na célula. Neste caso, um problema é apresentado de que a rede 2 não sabe quais mensagens de PSI enviar para a MS 100. Este é especialmente o caso na R99 e nas redes mais novas para as quais diversos tipos de mensagens de PSI opcionais foram definidos. As aquisições de mensagens de PSI também incluem o caso de uma atualização especificada pela rede 2 em um PSI_CHANGE_FIELD em uma mensagem de PSI1, em que um conjunto de mensagens é explicitamente definido e uma Atualização Não-Especificada é comandada.
[0028] De modo a conseguir uma melhor compreensão da presente invenção e dos benefícios conferidos pela sua utilização, uma descrição será primeiramente feita da utilização de mensagem de PSI atual, e dos problemas que resultam do procedimento de mensagem de PSI atualmente especificado.
[0029] No GPRS as informações do sistema a respeito dos parâmetros de acesso de pacote são transmitidas como mensagens de PSI se a célula suporta um canal de controle dedicado ao GPRS (PBCCH). Neste caso a MS 100 é esperada receber todas as mensagens de PSI transmitidas.
[0030] É feita agora referência à Figura 2 para mostrar vários tipos exemplares de mensagens de PSI. Se um PBCCH estiver presente em uma célula, a rede 2 transmite regularmente as mensagens do tipo de Informações do Sistema de Pacote (PSI) sobre o PBCCH. As mensagens de PSI2 e PSI3bis, e alguns tipos adicionais de mensagens de PSI, podem ser transmitidos em alguns múltiplos números de instâncias. Com base nas informações transmitidas nas mensagens de PSI, a MS 100 fica capacitada de determinar se e como ela pode novamente ganhar acesso à rede 2 via a célula atual.
[0031] Se múltiplas instâncias de um tipo de mensagem de PSI forem enviadas sobre o PBCCH a MS 100 é esperada receber um conjunto consistente daquele tipo de mensagem de PSI (ou de Informações do Sistema (SI)). Em alguns casos mais de um tipo de mensagem de PSI pode ser juntado em um conjunto consistente, como mostrado na Figura 2. Como um exemplo, todas as instâncias (1-8) da mensagem de PSI2 formam um conjunto consistente.
[0032] Referindo agora à Figura 3, um conjunto consistente de mensagens de informações do sistema é identificado por um parâmetro de PSI_CHANGE_MARK que está incluído em cada mensagem no conjunto. Todas as mensagens de PSI dentro de um conjunto consistente estão especificadas para terem o mesmo valor do parâmetro de PSI_CHANGE_MARK.
[0033] O número total de mensagens de informações do sistema de um certo tipo dentro de um conjunto consistente está indicado por um parâmetro de PSI_COUNT que está incluído em cada mensagem de PSI do conjunto. A posição de uma certa instância de mensagem dentro do conjunto consistente das mensagens de informações do sis- tema está indicada por um parâmetro de PSMNDEX.
[0034] O parâmetro de PSI_COUNT tem o valor de N-1, aonde N é o número de instâncias do tipo de mensagem particular presentes no conjunto consistente. O parâmetro de PSMNDEX varia de zero a N-1. As diferentes instâncias de um tipo de mensagem particular em um conjunto consistente tem diferentes valores do parâmetro de PSIJNDEX.
[0035] A Figura 3 mostra um exemplo de uma mensagem de PSI com diversas instâncias: PSI2, quatro instâncias, PSI2_CHANGE_MARK = 2. Os mesmos valores de PSI_CHANGE_MARK, devem ser notados, assim como os valores de PSMNDEX crescentes.
[0036] Com respeito à manipulação de marca de mudança, o PSI1 contém uma marca de mudança para o conjunto inteiro de mensagens de PSI (PBCCH CHANGE MARK). Esta marca de mudança é armazenada na memória 130 da MS 100 e utilizada para comparações subseqüentes. O PSI1 é renovado a cada 30 segundos independentemente de quais atividades a MS 100 está executando. O PSI1 pode indicar que algumas mensagens de PSI estão para serem renovadas (isto é, recebidas novamente) pela MS 100. Esta indicação de renovação (os parâmetros de PBCCH_CHANGE_MARK e de PSI_CHANGE_FIELD) pode ser dada nos dois modos seguintes. A primeira técnica é que o valor de PBCCH_CHANGE_MARK é aumentado de dois ou mais. Neste caso a MS 100 é requerida receber todas as mensagens de PSI novamente. A segunda técnica aumenta o valor de PBCCH_CHANGE_MARK de um, o que indica que a MS 100 é requerida verificar o valor do parâmetro de PSI_CHANGE_FIELD associado. Este parâmetro pode indicar que: (a) a MS 100 está para iniciar uma atualização de um tipo específico de mensagem de PSI; (b) que a MS 100 está para iniciar uma atualização de um tipo não-especificado de mensagens de PSI; ou (c) que a MS 100 está para iniciar uma atualização de um tipo desconhecido de mensagem de PSI (para futuras extensões, neste caso a MS 100 não precisa renovar nenhuma mensagem de PSI).
[0037] Em qualquer caso, exceto para o caso de atualização desconhecida, a MS 100 é esperada receber e verificar a marca de mudança de pelo menos uma instância de cada tipo de mensagem de PSI especificado pelo PSI_CHANGE_FIELD. Se a marca de mudança tiver um valor diferente do que aquele armazenado na memória 130, a MS 100 deve apagar o conjunto de mensagens de PSI armazenado e iniciar a reaquisição daquele conjunto de mensagens de PSI particular.
[0038] Com respeito à aquisição de mensagem de PSI, se a MS 100 estiver no modo de transferência de pacote quando a aquisição de PSI for requerida, a MS 100 suspende os TBFs para permitir a recepção de PSI sobre o PBCCH. O PBCCH está localizado em um canal físico diferente (isto é, em uma freqüência de downlink diferente), o que implica que a MS 100 deve chavear para o PBCCH do canal físico de dados de pacote atual. Como o DSP não é capaz de chavear instantaneamente entre os canais físicos, a transferência de dados deve ser interrompida. Alguma quantidade de tempo de determinação de canal deve também ser fornecido. Mais ainda, no sistema de GPRS todos os blocos de dados são enviados em quatro impulsos de rádio consecutivos, o que significa que a MS 100 perde um bloco de dados completo mesmo se somente um impulso for perdido. Quando suspendendo o TBF este é tipicamente o caso. Como tal, para cada bloco de PBCCH a MS 100 perde três blocos de dados de pacote (um correspondendo ao bloco de PBCCH recebido atual assim como os dois blocos que o circundam). Isto pode impedir seriamente o tráfego de dados, e podem existir muitas mensagens de PSI com múltiplas instâncias.
[0039] Também, a quantidade de blocos de PBCCH por multiqua-dros (um parâmetro de configuração da rede 2) pode ser até quatro. Como tal, a suspensão de TBF pode levar a um bloqueio completo no tráfego de dados de pacote pela duração da suspensão.
[0040] Mais ainda, o caso de suspensão pode ser ainda mais oneroso se a recepção de mensagens de PSI não for otimizada (isto é, as mensagens de PSI não forem recebidas precisamente).
[0041] O sistema de GPRS como atualmente especificado fornece uma mensagem de PACKET PSI STATUS a qual, se suportada pela rede 2, significa que a rede 2 está capacitada para suportar o envio de mensagens de PSI para a MS 100 sobre o Canal de Controle Associado a Pacote (PACCH). Como definido acima, o PACCH é um canal lógico que é utilizado para enviar os blocos de controle entre a rede 2 e a MS 100 sobre o mesmo canal (físico) que os blocos de dados de pacote são enviados. Neste caso, a transferência de dados de pacote é somente interrompida para aqueles blocos de mensagem de PSI enviados sobre o PACCH, e o TBF não é requerido ser suspenso para receber as mensagens de PSI do PBCCH.
[0042] Ainda a este respeito, na direção de uplink (PACCH/U) é uma conexão de ponto a ponto enquanto que o PACCH na direção de downlink (PACCH/D) é de ponto a ponto ou de ponto a multipontos dependendo da MS 100 configurada no PDCH. Mais tipicamente, na direção de downlink o PDCH é compartilhado por uma pluralidade de MSs 100, e como as mensagens de PSI são dados transmitidos, as mensagens de PSI são válidas para uma pluralidade de MSs 100. Como tipicamente existirá um número de MSs 100 compartilhando o PDCH de downlink, os ensinamentos desta invenção auxiliam estes móveis também (no caso de existir um TBF de downlink ativo para eles), já que ao PDCH de downlink compartilhado não é requerido transportar mensagens de PSI desnecessárias.
[0043] O suporte do PACKET PSI STATUS é opcional tanto para a MS 100 quanto para a rede 2. No entanto, devido a pelo menos o fato de que o suporte de mensagem de PACKET PSI STATUS na rede 2 reduz o retardo de resseleção de célula, o suporte amplamente difundido eventual para esta característica opcional é esperado, especialmente à luz do fato de que no GPRS R99 novos tipos de mensagens de PSI com múltiplas instâncias foram especificadas. Isto pode ser esperado aumentar ainda mais os tempos de resseleção de célula. Mais ainda, as futuras versões da especificação de GPRS são esperadas proporcionarem informações adicionais a serem transmitidas sobre o PBCCH, assim como informações podem ser esperadas mudarem fre-qüentemente (por exemplo, os serviços de locação, os dados de assistência, os anúncios, etc.). Estes vários fatores podem ser esperados direcionarem a especificação do GPRS na direção de requerer-se uma capacidade flexível, precisa e freqüente de renovar as mensagens de PSI.
[0044] Como está presentemente especificado (GSM TS 04.60, Emissão 1997 (versão 6.10.0) e Emissão 1999 (versão 8.6.0)) para a mensagem de PACKET PSI STATUS (parágrafo 5.5.1.4.3): [0045] "5.5.1.2 Informações do sistema sobre o PBCCH
[0046] Se o PBCCH estiver presente na célula em serviço, a estação móvel deverá receber as mensagens de PACKET SYSTEM INFORMATION (PSI) transmitidas sobre o PBCCH. Os parâmetros que determinam a programação das mensagens de PSI sobre o PBCCH são fornecidos na mensagem de PSI1.
[0047] Quando uma nova célula foi selecionada aonde o PBCCH está presente, a estação móvel deverá executar uma aquisição completa das mensagens de PBCCH (ver 5.5.1.4). A estação móvel não deverá executar o acesso de pacote na célula selecionada, ou entrar no modo de transferência de pacote, até que ela tenha: - adquirido a mensagem de PACKET SYSTEM INFORMATION ΤΥΡΕ 1 (PSI1); - adquirido um conjunto consistente de mensagens de PSI2; e - feito pelo menos uma tentativa de receber o conjunto completo de mensagens de PSI sobre o PBCCH.
[0048] Como uma opção, se a rede suporte a mensagem de PACKET PSI STATUS, a estação móvel pode executar o acesso de pacote, e entrar no modo de transferência de pacote, logo que a mensagem de PSI e um conjunto consistente de mensagens de PSI2 tenham sido recebidos. Neste caso, a estação móvel deverá implementar a solicitação para a aquisição de informações do sistema (ver 5.5.1.4.3) ." [0049] Devido ao fato de que podem existir muitas mensagens de PSI (o que é certo ser o caso nas emissões posteriores de GPRS), o retardo de resseleção de célula (durante cujo tempo os dados de pacote do usuário não podem ser enviados ou recebidos) pode ser significativamente reduzido utilizando a mensagem de PACKET PSI STATUS.
[0050] No entanto, o inventor reconheceu que certos problemas existem na utilização da mensagem de PACKET PSI STATUS como presentemente especificada. Por exemplo, os estados de especificação para a mensagem de PACKET PSI STATUS (04.60, parágrafo 5.5.1.4.3) : [0051] "Como uma opção, a estação móvel pode implementar a solicitação para a aquisição de informações do sistema, se a rede suportar a mensagem de PACKET PSI STATUS, a estação móvel pode então enviar a mensagem de PACKET PSI STATUS para a rede, cada vez que uma aquisição de informações do PBCCH é iniciada.
[0052] A mensagem de PACKET PSI STATUS deverá indicar o status atual das mensagens de PSI armazenadas na estação móvel. A mensagem de PACKET PSI STATUS é enviada para o PACCH quando a estação móvel está no modo de transferência de pacote. O primeiro envio desta mensagem durante a aquisição das informações do PBCCH deverá acontecer na primeira oportunidade adequada após a aquisição ser iniciada." [0053] O conteúdo da mensagem de PACKET PSI STATUS está especificado em 04,60, parágrafo 11.2,17, e é mostrado na Figura 4. Na descrição do campo de parâmetro ¢04.60, parágrafo 11.2.17) está dito: "Lista de Mensagens de PSI Recebidas (construção) [0054] Esta construção contém uma lista de mensagens de PSI corretamente recebidas. Nesta versão do protocolo, os seguintes tipos de mensagem podem estar indicados nesta lista: PSI2 (prioridade mais alta), PSI3, PSISbis, PSI4, PSI5, PSI3ter, PSI6, PSI7 e PSI8 (prioridade mais baixa). O remetente desta mensagem pode indicar tantas mensagens nesta lista quantas couberem na mensagem. As mensagens estão listadas por tipo de mensagem em ordem descendente de prioridade. Se existirem mais mensagens de PSI do que possam ser indicadas nesta lista, a presença de tipos de mensagem adicionais deverá estar indicada no final da lista.
[0055] Se o remetente desta mensagem recebeu uma mensagem de PSI a qual faz parte de um conjunto consistente de mensagens de PSI (ver 5.5.2.1.4), o Instance Bitmap pode indicar quais instâncias deste tipo de mensagem foram recebidas," [0056] Ainda referindo à Figura 4f na descrição do campo de parâmetro (04,60, parágrafo 11.2.17) está dito: [0057] "Lista de Mensagens de PSI Desconhecidas Recebidas (construção) [0058] Esta construção contém uma lista de tipos de mensagens que são recebidas sobre o PBCCH, as quais não são reconhecidas como uma mensagem do tipo PSI. Nesta versão do protocolo, qualquer tipo de mensagem exceto PSI1, PSI2, PSI3, PSI3bis, PSI3ter, PSI4, PSI5, PSI6, PSI7 e PSI8 pode estar indicada nesta lista. O remetente desta mensagem pode indicar tantas mensagens nesta lista quantas couberem na mensagem após a Lista de Mensagens de PSI Recebidas. As mensagens estão listadas por tipo de mensagem em ordem inversa de recepção, iniciando com o tipo de mensagem recebido mais recentemente. Se existirem mais mensagens do que possam ser indicadas nesta lista, a presença de tipos de mensagem adicionais deverá estar indicada no final da lista." [0059] Aquelas MSs 100 que suportam uma versão anterior devem portanto primeiramente receber todos os tipos de mensagem de PSI antes que possam indicar à rede 2 quais mensagens de PSI são reconhecidas e aquelas que não são. Isto pode apresentar um problema durante o procedimento de aquisição inicial após a resseleção de célula.
[0060] A R99, por exemplo, introduz novos tipos de mensagem de PSI opcionais. O protocolo 04.60, no entanto, declara que a MS 100 deverá compreender e receber estas mensagens, mas não considerá-las relevantes na decisão se um conjunto consistente de mensagens de PSI foi recebido. Uma interpretação estrita da especificação do protocolo é que as MSs 100 da R99 não são permitidas indicar as mensagens de PSI opcionais como sendo desconhecidas. Portanto, a MS 100 não é capaz de indicar à rede 2 quais tipos de mensagem de PSI são requeridos pela MS 100 e quais não são.
[0061] Como um resumo dos problemas inerentes na utilização da mensagem de PACKET PSI STATUS como atualmente especificada, a MS 100 é requerida indicar todas as mensagens de PSI corretamente recebidas na mensagem de PACKET PSI STATUS. No entanto, em uma iniciação iniciada pelo recebimento de PSI1 (no qual PBCCH_CHANGE_MARK aumentado de um, e então indicado pelo valor do PSI_CHANGE_FIELD) não existe um mecanismo para informar à rede 2 de quais mensagens de PSI a MS 100 é requerida receber. A indicação normal de quais mensagens de PSI a MS 100 recebeu e armazenou na memória 130 não é suficiente, já que a rede 2 não sabe quando (ou se) a MS 100 decodificou as mensagens de PSI enviadas sobre o PACCH. A este respeito deve ser notado que existe um campo de marca de mudança na estrutura da mensagem de PSI recebida, mas o campo de marca de mudança é somente utilizado (pela rede 2) para verificar quais mensagens de PSI estavam anteriormente armazenadas na MS 100 (isto é, as mensagens de PSI antigas). Deve ser lembrado que a MS 100 deve receber pelo menos uma instância de cada tipo de mensagem de PSI.
[0062] Na R99 e nas redes mais recentes existem mensagens de PSI opcionais que as MSs 100 compatíveis com R97, R98 e parte de R99 não requerem. Portanto, à rede 2 é requerido enviar todas as mensagens de PSI no canal de dados de pacote. Isto é um claro desperdício de espectro e mais ainda impede o rendimento dos dados. Deve ser notado que as novas mensagens de PSI opcionais que correspondem à nova funcionalidade e/ou características da R99 e das versões posteriores das especificações de GPRS tem sido e serão no futuro continuadas a serem adicionadas, por meio disto somente compondo adicionalmente o problema. Para as versões anteriores de MSs de GPRS isto apresenta um fardo, especialmente no modo de transferência de pacote.
[0063] De acordo com os ensinamentos desta invenção, a MS 100 está capacitada para implicitamente indicar à rede 2 quais mensagens de PSI a MS 100 suporta e requer durante as diferentes situações de renovação de PSI, por meio disto reduzindo a utilização do canal de dados de pacote a um mínimo. O método de acordo com estes ensinamentos é aplicável a todas as MSs 100 que suportam o GPRS e a utilização da mensagem de PACKET PSI STATUS, incluindo as primeiras MSs de acordo com GPRS (isto é, aquelas de acordo com a ETSI Versão 1977).
[0064] Para executar este método a MS 100, para cada mensagem de PSI que ela suporta e ainda não recebeu, indica de acordo com a regra seguinte, em uma mensagem de PACKET PSI STATUS, o seguinte: [0065] Na Lista de Mensagens de PSI Recebidas (ver Figura 4) MESSAGE_TYPE: uma representação binária do tipo de mensagem de PSI (ainda não-recebida); e PSIX_CHANGE_MARK: ajustada para qualquer valor (não é válido em nenhum caso).
[0066] A MS 100 também inclui os campos opcionais PSIX_COUNT e Instance Bitmap e ajusta-os cada um em zero.
[0067] O PSIX_COUNT e o Instance Bitmap indicam que a mensagem de PSI tem uma instância, e ajusta aquela instância como "não-recebida". Deste modo um número mínimo de bits da mensagem de PACKET PSI STATUS é utilizado.
[0068] Como definido aqui, uma mensagem de PSI que é suportada pela MS 100 é uma que a MS 100 é requerida considerar de acordo com a especificação que a MS 100 suporta, e que é relevante quando fazendo uma determinação de se um conjunto consistente de mensagens de informações do sistema foi recebido ou não pela MS 100.
[0069] Com respeito ao PACKET PSI STATUS, caso especificado ou não, em uma aquisição parcial, isto é, uma aquisição iniciada por PSI1 (PBCCH_CHANGE_MARK acrescido de um seguido por um exame do PSI_ CHANGE_FIELD), a MS 100 segue uma segunda regra, em adição à primeira regra acima, e inclui, para cada mensagem de PSI que ela recebeu completamente (isto é, um conjunto consistente daquele tipo de mensagem de PSI particular foi recebido), o PSIX_COUNT e Instance Bitmap na estrutura da mensagem de PSI para aquele tipo de mensagem de PSI particular, e ajusta a primeira instância do tipo de mensagem de PSI como "não-recebida". Mais ainda, se um tipo de mensagem de PSI contém somente uma instância, este caso corresponde diretamente à primeira regra dada acima.
[0070] Mais especificamente, a mensagem de PACKET PSI STA-TUS é enviada para a MS 100 para indicar o status atual das mensagens de PSI armazenadas na memória 130. Para aqueles tipos de mensagem de PSI que a MS 100 considera relevante com base nas características que a MS 100 suporta (uma capacidade de Tecnologia de Acesso não-GSM e de Multi-Rádio (multi-RAT), por exemplo), e reconhece com base na versão da especificação de GPRS de acordo com a qual a MS 100 está implementada e, para os tipos de mensagem de PSI opcionais, a transmissão da mensagem na célula foi indicada pela rede 2 na mensagem de PSI2, a MS 100 opera para indicar que o tipo de mensagem de PSI foi recebido. Isto é válido também no caso em que o tipo de mensagem de PSI não foi recebido pela MS 100. Isto está indicado pela MS 100 incluindo os campos opcionais PSIX_COUNT e Instance-Bitmap, e ajustando os seus respectivos campos para zero para o tipo de mensagem de PSI particular na mensagem de PACKET PSI STATUS. Em resposta, a rede 2 determina que a MS 100 não recebeu o tipo de mensagem de PSI particular, e desconsidera a PSI_CHANGE_MARK indicada na mensagem de PACKET PSI STATUS.
[0071] No caso de multi-RAT é notado que a especificação R99 de GPRS fornece novas mensagens de PSI da série PSI3 (atualmente referido como PSI3ter) para fornecer uma descrição de possíveis células vizinhas 3G para propósitos de resseleção. Também a este respei- to, as mensagens de PSI existentes (por exemplo, PSI5) são estendidas para incluir certas informações e instruções de célula vizinha 3G para executar as medições das células 3G enquanto recebendo o serviço em uma célula 2G.
[0072] Durante a aquisição parcial de mensagens de PSI (04.60 parágrafo 5.5.1.4) a MS 100 indica, para cada tipo de mensagem de PSI que ela requer decodificar para verificar os valores PSIX_CHANGE_MARK individuais, que pelo menos uma instância daquele tipo de mensagem de PSI não foi recebida. No caso em que o tipo de mensagem de PSI contém somente uma instância, a MS 100 indica que a mensagem de PSI não foi recebida e preenche a mensagem de PACKET PSI STATUS como especificado.
[0073] De acordo com a prática convencional, a mensagem de PACKET PSI STATUS é enviada para o PACCH quando a MS 100 está no modo de transferência de pacote. O primeiro envio desta mensagem durante a aquisição de informações do PBCCH acontece na primeira oportunidade adequada após a aquisição ser iniciada.
[0074] Durante a aquisição de informações do PBCCH a mensagem de PACKET PSI STATUS pode ser enviada até quatro vezes para a rede 2. O segundo envio da mensagem de PACKET PSI STATUS acontece na primeira oportunidade adequada pelo menos um segundo após a mensagem ser enviada pela primeira vez. As transmissões adicionais desta mensagem acontecem na primeira oportunidade adequada pelo menos dois segundos após a mensagem ser enviada da última vez.
[0075] A mensagem de PACKET PSI STATUS não é enviada quando a MS 100 começou a suspender os seus TBFs de modo a receber as mensagens de PSI requeridas sobre o PBCCH. Em adição, a mensagem de PACKET PSI STATUS não é enviada quando a MS 100 adquiriu o conjunto completo de mensagens de PSI sobre o PBCCH.
[0076] As vantagens da utilização deste método incluem o seguinte. Primeiro, o método pode ser utilizado sem requerer uma mudança na interface de rádio atualmente especificada entre a MS 100 e a rede 2. Segundo, pela utilização deste método as suspensões de TBF desnecessárias são minimizadas devido à utilização do mesmo procedimento de mensagem de PACKET PSI STATUS de canal físico para as atualizações de PSI (a saber aquelas indicadas por PSI1) no modo de transferência de pacote. Como foi discutido acima, as suspensões de TBF impactam adversamente no rendimento de dados de pacote e podem resultar em uma parada completa de transferência de dados pela duração da recepção da mensagem de PSI. O envio das mensagens de PSI para a MS 100 no modo de transferência de pacote somente "rouba" aqueles blocos de rádio dentro dos qual(is) as mensa-gem(ns) de PSI são enviadas, se comparado com o caso de suspensão de TBF, em que os blocos de rádio adicionais são perdidos devido aos tempos de determinação de configuração de canal e outros retar-dos. Uma terceira vantagem da utilização deste método é que todas as MSs 100, independente da versão de protocolo que elas suportam, estão capacitadas para indicar à rede 2 quais mensagens de PSI elas requerem. Se a rede 2 introduz novas mensagens de PSI, a rede 2 tem o conhecimento de quais mensagens de PSI enviar para uma MS 100 particular, já que cada MS 100 é capaz de indicar expressamente quais mensagens de PSI ela espera receber. Isto aumenta a utilização da largura de banda e dos recursos de canal de rádio, resultando em um aumento no rendimento de dados.
[0077] Apesar da invenção ter sido particularmente mostrada e descrita com respeito a suas modalidades preferidas, será compreendido por aqueles versados na técnica que mudanças na forma e nos detalhes podem ser feitas nela sem se afastar do escopo e do espírito da invenção.
Claims (19)
1. Método para operar um sistema de comunicação sem fio que tem uma capacidade de dados de pacote caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: enviar uma mensagem de PACKET PSI STATUS de uma estação móvel para uma rede, a mensagem de PACKET PSI STATUS especificando os individuais dos tipos de mensagem de informações do sistema de pacote (PSI) que são requeridos para recepção pela estação móvel e, em resposta ao recebimento da mensagem de PACKET PSI STATUS, enviar somente os individuais especificados dos tipos de mensagem de PSI da rede para a estação móvel.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que enviar a mensagem de PACKET PSI STATUS compreende incluir os campos de mensagem PSIX_COUNT e Instance-Bitmap, e ajustar os respectivos campos para zero para especificar para a rede os associados dos tipos de mensagem de PSI.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que, em resposta, a rede determina que a estação móvel não recebeu o tipo de mensagem de PSI particular, e desconsidera uma PSI_CHANGE_MARK indicada na mensagem de PACKET PSI STATUS.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que enviar a mensagem de PACKET PSI STATUS compreende indicar os tipos de mensagem de PSI suportados por estação móvel em uma Lista de Mensagens de PSI Recebidas na mensagem de PACKET PSI STATUS.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a estação móvel indica na mensagem de PACKET PSI STATUS, para cada tipo de mensagem de PSI para o qual a esta- ção móvel deseja um valor de PSI CHANGE MARK, o status presente do tipo de mensagem de PSI e que o tipo de mensagem de PSI não foi recebido.
6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a estação móvel deseja o valor de PSI CHANGE MARK pelo menos durante uma aquisição parcial de mensagens de PSI.
7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os tipos de mensagem de PSI que são requeridos para recepção pela estação móvel são aqueles que atendem os seguintes critérios: aqueles tipos de mensagem de PSI que a estação móvel considera relevantes com base nas características que a estação móvel suporta; e para os tipos de mensagem de PSI opcionais, o tipo de mensagem de PSI foi indicado pela rede como presente sobre um Canal de Controle de Transmissão de Pacote.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o canal físico transporta um Canal de Controle Associado a Pacote (PACCH).
9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as operações de enviar a mensagem e de transmitir as mensagens de PSI ocorrem durante um modo de transferência de dados de pacote sem suspender um Fluxo de Bloco Temporário (TBF) estabelecido.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a estação móvel preenche a mensagem de Status de PSI de Pacote incluindo os campos PSIX_COUNT e Instan-ce_Bitmap, e ajustando os seus respectivos campos para zero para o tipo de mensagem de PSI particular na mensagem de PACKET PSI STATUS.
11. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que, em resposta, a rede determina que a estação móvel não recebeu o tipo de mensagem de PSI particular, e desconsidera uma PSI_CHANGE_MARK indicada na mensagem de PACKET PSI STATUS.
12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as operações de receber a mensagem e de transmitir as mensagens de PSI ocorrem durante um modo de transferência de dados de pacote sem suspender um Fluxo de Bloco Temporário (TBF) estabelecido.
13. Estação móvel operável com uma rede de comunicação sem fio que tem uma capacidade de dados de pacote caracterizada pelo fato de que compreende um transceptor de RF acoplado a um processador de dados, o processador de dados operando sob o controle de um programa armazenado para transmitir uma mensagem de PACKET PSI STATUS da estação móvel para a rede, a mensagem de PACKET PSI STATUS especificando os individuais dos tipos de mensagem de informações do sistema de pacote (PSI) que são desejados para a recepção pela estação móvel e, em resposta a uma recepção da mensagem de PACKET PSI STATUS pela rede, a estação móvel recebendo da rede somente os individuais especificados dos tipos de mensagem de PSI.
14. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que quando transmitindo a mensagem de PACKET PSI STATUS o processador de dados inclui os campos de mensagem PSIx_COUNT e Instance-Bitmap, e ajusta os respectivos campos para zero para especificar para a dita rede os associados dos tipos de mensagem de PSI.
15. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 14, ca- racterizada pelo fato de que a rede determina dos campos de mensagem incluídos que a estação móvel não recebeu o tipo de mensagem de PSI particular, e desconsidera uma PSI_CHANGE_MARK indicada na mensagem de PACKET PSI STATUS.
16. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o processador de dados quando transmitindo a mensagem de PACKET PSI STATUS, indica os tipos de mensagem de PSI suportados pela estação em uma Lista de Mensagens de PSI Recebidas na mensagem de PACKET PSI STATUS.
17. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o processador de dados, quando transmitindo a mensagem de PACKET PSI STATUS, indica na mensagem de PACKET PSI STATUS, para cada tipo de mensagem de PSI para o qual um valor de PSI CHANGE MARK é desejado, o status atual do tipo de mensagem de PSI e que o tipo de mensagem de PSI não foi recebido.
18. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que o valor de PSI CHANGE MARK é desejado pelo menos durante uma aquisição parcial de mensagens de PSI.
19. Estação móvel, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que os tipos de mensagem de PSI que são desejados para recepção pela estação móvel são aqueles que atendem os seguintes critérios: aqueles tipos de mensagem de PSI que a estação móvel considera relevantes com base nas características que a estação móvel suporta; e para os tipos de mensagem de PSI opcionais, o tipo de mensagem de PSI foi indicado como estando presente pela rede sobre um Canal de Controle de Transmissão de Pacote (PBCCH).
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