"MÉTODOS E EQUIPAMENTOS PARA ECONOMIZAR ENERGIA AO DESIGNARENTRELAÇAMENTOS DE QUADRO EM SISTEMAS DE COMUNICAÇÃO"
FUNDAMENTOS
I. CAMPO
A presente invenção se refere geralmente acomunicações e, mais especificamente, a técnicas para seeconomizar energia ao designar de forma eficiente um númerode entrelaçamentos de quadro em um sistema de comunicação.
II. FUNDAMENTOS
Os sistemas de comunicação são amplamenteempregados para a provisão de vários serviços decomunicação, tais como voz, dados de pacote e assim pordiante. Estes sistemas podem ser sistemas de AcessoMúltiplo por divisão de tempo, freqüência e/ou códigçcapazes de suportarem uma comunicação com múltiplosusuários simultaneamente pelo compartilhamento dos recursosdisponíveis de sistema. Os exemplos desses sistemas déacesso múltiplo incluem sistemas de Acesso Múltiplo porDivisão de Código (CDMA), CDMA de Portadora Múltipla (MC-CDMA) , CDMA de Banda Larga (W-CDMA) , Acesso de Pacote cjeDownlink de Alta Velocidade (HSDPA), sistemas de AcessoMúltiplo por Divisão de Tempo (TDMA), sistemas de AcessoMúltiplo por Divisão de Freqüência (FDMA), e sistemas deAcesso Múltiplo por Divisão de Freqüência Ortogonal(OFDMA).
Um sistema de comunicação pode empregarentrelaçamentos de quadro para comunicação de umainformação. Portanto, há uma necessidade na arte detécnicas para designação de um número ótimo deentrelaçamentos de quadro que melhorasse o consumo deenergia.
SUMÁRIO
As modalidades mostradas provêem métodos ésistemas para a designação de pelo menos um entrelaçamentode quadro de um conjunto de entrelaçamentos de quadro, pelaidentificação de um primeiro número de entrelaçamentos dequadro, onde uma informação pode ser comunicada nosentrelaçamentos de quadro identificados, e para designaçãodos entrelaçamentos de quadro identificados para pelo menosum terminal de acesso, de modo que o terminal de acessopossa economizar energia pela monitoração apenas dosentrelaçamentos de quadro designados.
As modalidades mostradas também provêem métodos esistemas para a solicitação de um número de entrelaçamentosde quadro pela identificação de um número deentrelaçamentos de quadro que um terminal de acesso podemonitorar, com base pelo menos na potência disponível noponto de acesso, e provendo-se o número identificado deentrelaçamentos de quadro para um ponto de acesso.
As modalidades mostradas também provêem métodos ésistemas que mudam um conjunto designado de entrelaçamentosde quadro a partir de um primeiro número para um segundonúmero pelo recebimento de uma solicitação para mudança deum conjunto designado de entrelaçamentos de quadro a partir'de um primeiro número para um segundo número, pelaidentificação de um segundo número de entrelaçamentos de;quadro e pela designação do segundo número identificado de·entrelaçamentos de quadro para o ponto de acesso, de mocjoque o terminal de acesso possa economizar energia pel$monitoração apenas do segundo número designado deentrelaçamentos de quadro.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
Os recursos e a natureza da presente invençãotornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição detalhadaestabelecida abaixo, quando tomada em conjunto com osdesenhos nos quais caracteres de referência iguaisidentificam partes correspondentes por toda ela, e onde:
FIG. 1 mostra uma modalidade para uma alocação deentrelaçamento de quadro;
FIG. 2 mostra um fluxograma para designação deentrelaçamentos de quadro;
FIG. 3 mostra um diagrama de blocos de um pontode acesso e de um terminal de acesso; 1
FIG. 4 mostra uma modalidade de um terminal deacesso;
FIG. 5 mostra uma modalidade de um ponto deacesso;
FIG. 6 mostra um fluxograma para um terminal deacesso; e
FIG. 7 mostra um fluxograma para um ponto deacesso.
DESCRIÇÃO DETALHADA
Os termos "de exemplo" são usados aqui parasignificarem "servindo como um exemplo, caso ouilustração". Qualquer modalidade ou projeto descrito aqui é"de exemplo" e não necessariamente é para ser construídocomo preferido ou vantajoso em relação a outras modalidadesou projetos.
Um "terminal de acesso" se refere a umdispositivo provendo conectividade de voz e/ou dados a umusuário. Um terminal de acesso pode ser conectado a umdispositivo de computação, tal como um computador portátilou um computador de mesa, ou pode ser um dispositivoindependente, tal como um assistente digital pessoal. Umterminal de acesso também pode ser denominado uma unidadede assinante, uma estação móvel, um móvel, uma estaçãoremota, um terminal remoto, um terminal de usuário, umagente de usuário ou um equipamento de usuário. Um terminalde acesso também pode ser uma estação de assinante, umdispositivo sem fio, um telefone celular, um telefone dePCS, um telefone sem fio, um telefone de Protocolo deIniciação de Sessão (SIP), uma estação de Ioop local semfio (WLL), um assistente digital pessoal (PDA), umdispositivo portátil tendo uma capacidade de conexão semfio, ou um outro dispositivo de processamento conectado aum modem sem fio.
Um "ponto de acesso" se refere a um dispositivoem uma rede de acesso que se comunica pela interface com oar, através de um ou mais setores, com os terminais deacesso. 0 ponto de acesso atua como um roteador entre oterminal de acesso e o restante da rede de acesso, o quepode compreender uma rede de IP, pela conversão dos quadroáde interface aérea recebidos em pacotes de IP. Um ponto deacesso também coordena o gerenciamento de atributos para ainterface aérea.
Em uma modalidade, um terminal de acesso e umponto de acesso podem operar em um de dois modos: "modo deentrelaçamento selecionado ligado" ou "modo ceentrelaçamento selecionado desligado". No modo deentrelaçamento selecionado ligado, um ponto de acesso enviacertas atribuições para um terminal de acesso apenas em umconjunto de entrelaçamentos de quadro designados denominadoo "conjunto de entrelaçamento selecionado". No modo deentrelaçamento selecionado desligado, nenhuma restrição eimposta aos quadros nos quais o ponto de acesso e oterminal de acesso podem se comunicar.
Em uma modalidade, um ponto de acesso pode entrarno modo de "modo de entrelaçamento selecionado ligado" aoenviar uma mensagem de "entrelaçamento selecionado" com um"bit de habilitação" regulado para "1", e um ponto deacesso pode entrar no modo de "modo de entrelaçamentoselecionado ligado" mediante receber uma mensagem de"entrelaçamento selecionado" com um "bit de habilitação"regulado para "1". 0 ponto de acesso pode entrar no modo de"modo de entrelaçamento selecionado desligado" ao receberuma mensagem de "entrelaçamento selecionado" com um "bit dehabilitação" regulado para "0", ou mediante umatransferência. O ponto de acesso pode entrar no modo de"modo de entrelaçamento selecionado desligado" medianteenviar uma mensagem de "entrelaçamento selecionado" com um"bit de habilitação" regulado para "0". Quando um terminalde acesso recebe uma mensagem de "entrelaçamentoselecionado desligado" com um "bit de habilitação" reguladopara "0", o terminal de acesso pode responder com um^mensagem de "reconhecimento de entrelaçamento selecionado".
Para mudar uma atribuição existente deentrelaçamento selecionado para um terminal de acesso, oponto de acesso pode primeiramente desabilitar o "modo deentrelaçamento selecionado" existente e, então, enviar umanova mensagem de "entrelaçamento selecionado". Ao entraremno modo de "entrelaçamento selecionado ligado", um terminalde acesso e um ponto de acesso podem gerar indicações de"entrelaçamento selecionado habilitado" e, ao entrarem nomodo de "entrelaçamento selecionado desligado", o terminalde acesso e o ponto de acesso podem gerar indicações de"entrelaçamento selecionado desabilitado".
A Figura 1 mostra uma modalidade de alocação deentrelaçamento de quadro para atribuições de comunicação emquadros selecionados. 0 AP pode comunicar uma atribuiçãopara o AT em um ou mais entrelaçamentos de quadrodesignados. Um entrelaçamento de quadro pode incluir umgrupo periódico ou não periódico de quadros. Por exemplo,um entrelaçamento de quadro "0" pode incluir os quadros {C,6, 12, ...}; o entrelaçamento de quadro "1" pode incluir osquadros {1, 7, 13, ...}; o entrelaçamento de quadro "2" podeincluir os quadros {2, 8, 14, ...}; o entrelaçamento dequadro "5" pode incluir os quadros {5, 11, 17, ...}. Em umamodalidade, o AP pode empregar um ou mais entrelaçamentosde quadro para comunicação de uma informação para um AT.Por exemplo, após enviar o quadro "0" de entrelaçamento dequadro "0", se o AP receber um reconhecimento (ACK) apartir do AT alvo, o AP enviará uma nova informação noquadro "6". Caso contrário, o AP pode reenviar a mesmainformação no quadro "6".
Em uma modalidade, o AP pode empregar alguns outodos os entrelaçamentos de quadro disponíveis, conformemostrado na FIG. 1, para atribuições de comunicação.Contudo, um AT precisa ler todos os quadros para umadisponibilidade possível de atribuições. Neste caso, umapotência preciosa pode ser perdida no AT. Portanto, umapotência de AT pode ser poupada, se o AT e o AP negociaremquais entrelaçamentos de quadro estão sendo empregados peloAP. Por exemplo, se fosse negociado que o AP enviará'atribuições apenas em entrelaçamentos de quadro "0" e "2",então, o AT apenas precisaria monitorar ou ler os quadros0, 2, 6, 8, 12, 14 e assim por diante.
Em uma modalidade, o número e a identidade dosentrelaçamentos de quadro são negociados entre o AP e o AT.Por exemplo, o AT pode requisitar um primeiro número deentrelaçamentos de quadro que um AT pode garantirmonitorar, com base na potência disponível ou em outrasconsiderações. 0 AT também pode requisitar um aumento ouuma diminuição no número de entrelaçamentos de quadro jádesignados pelo AP. Em resposta, o AP acomoda a solicitaçãorecebida a partir do AT, e informa ao AT um segundo númerodesignado de entrelaçamentos de quadro selecionados.
O AP pode designar um número de entrelaçamentosde quadro com base em vários fatores. Em uma modalidade, oponto de acesso evita designar os mesmos entrelaçamentos dequadro para dois ou mais ATs. Em uma outra modalidade, o APpode alinhar um entrelaçamento de quadro designado com osquadros que portam o canal de controle de potência. Porexemplo, conforme mostrado na FIG. 1, se o canal d^controle de potência for portado no entrelaçamento dequadro "2", um dos entrelaçamentos de quadro que o APdesigna seria o entrelaçamento de quadro "2". Em uma outramodalidade, o AP pode alinhar um entrelaçamento de quadrodesignado com os quadros adjacentes ou tão próximo quantopossível dos quadros que portam um canal de controle depotência. Por exemplo, conforme mostrado na FIG. 1, se ocanal de controle de potência fosse portado noentrelaçamento de quadro "2", um segundo dosentrelaçamentos de quadro que o AP designaria seria oentrelaçamento de quadro "1" ou o entrelaçamento de quadro
A Figura 2 mostra um fluxograma para designaçãode entrelaçamentos de quadro. Em uma etapa 202, um AT podçenviar uma solicitação de entrelaçamento selecionado (SIR).,para requisitar um modo de entrelaçamento de quadroselecionado. A solicitação pode incluir um ID de mensagem,uma identificação do AP alvo ou um setor ao qual asolicitação é dirigida, por exemplo, PilotPN do setor alvoe/ou número de entrelaçamentos, o que pode ser baseado napotência disponível no AT. Na etapa 204, o AP pode enviaruma mensagem de designação de entrelaçamento selecionado(SIDM) para atribuição do modo de entrelaçamentoselecionado no AT. A mensagem SIDM pode incluir um ID demensagem, o número de entrelaçamentos designados atribuídosao AT, um ID atribuído a cada entrelaçamento atribuído,e/ou uma identificação do AP ou do setor que enviou estamensagem, por exemplo, PilotPN do setor de envio. Na etapa206, o AT pode enviar um reconhecimento de entrelaçamentoselecionado (SIA) mediante o recebimento de uma mensagemSIDM. A mensagem de SIA pode incluir um ID de mensagem, umaidentificação do AP alvo ou um setor ao qual a mensagem deSIA é dirigida, por exemplo, PilotPN do setor alvo, e umaindicação que o AT habilitou seu modo de entrelaçamentoselecionado.
A Figura 3 mostra um diagrama de blocos de unjponto de acesso IlOx e um terminal de acesso 120x, paraimplementação de alocação de entrelaçamento e designação,conforme discutido acima em relação à FIG. 1 e à FIG. 2.Para um enlace reverso, no terminal 120x, um processador dedados de transmissão (TX) 314 recebe dados de tráfego apartir de um buffer de dados 312, processa (por exemplo,codifica, intercala e mapeia símbolo) cada pacote de dadoscom base em um esquema de codificação e modulaçãoselecionado, e provê símbolos de dados. Um símbolo de dadosé um símbolo de modulação para dados, e um símbolo piloto éum símbolo de modulação para piloto (o qual é conhecido apriori). Um modulador 316 recebe símbolos de dados,símbolos pilotos e, possivelmente, uma sinalização paraenlace reverso, realiza uma modulação de OFDM e/ou um outroprocessamento, conforme especificado pelo sistema, e provêum fluxo de chips (componentes elementares de sinal) desaída. Uma unidade transmissora (TMTR) 318 processa (porexemplo, converte em analógico, filtra, amplifica éconverte ascendentemente em freqüência) o fluxo de chip desaída e gera um sinal modulado, o qual é transmitido apartir da antena 320.
No ponto de acesso IlOx, os sinais moduladostransmitidos pelo terminal 120x e por outros terminais emcomunicação com o ponto de acesso IlOx são recebidos poruma antena 352. Uma unidade receptora (RCVR) 354 processa(por exemplo, condiciona e digitaliza) o sinal recebido apartir da antena 352 e provê amostras recebidas. Umdemodulador (Demod) 356 processa (por exemplo, demodula edetecta) as amostras recebidas e provê símbolos de dadosdetectados, os quais são uma estimativa com ruído dossímbolos de dados transmitidos pelos terminais para o pontode acesso IlOx. Um processador de dados de recepção (RX);358 processa (por exemplo, desmapeia símbolos, desintercalae decodifica) os símbolos de dados detectados para cadaterminal e provê dados decodificados para aquele terminal.
Para o enlace direto, no ponto de acesso IlOx, osdados de tráfego são processados por um processador dedados de TX 360 para a geração de símbolos de dados. Ummodulador 362 recebe os símbolos de dados, os símbolospilotos e a sinalização para o enlace direto, realiza umamodulação de OFDM e/ou um outro processamento pertinente, eprovê um fluxo de chip de saída, o qual ainda écondicionado por uma unidade transmissora 364 e transmitidoa partir da antena 352. A sinalização de enlace direto podecompreender comandos de controle de potência gerados por umcontrolador 370 para todos os terminais transmitindo noenlace reverso para a estação base IlOx. No terminal 120x,o sinal modulado transmitido pela estação base IlOx érecebido pela antena 320, condicionado e digitalizado poruma unidade receptora 322 e processado por um demodulador324 para a obtenção dos símbolos de dados detectados. Umprocessador de dados de RX 326 processa os símbolos dedados detectados e provê dados decodificados para oterminal e a sinalização de enlace direto. 0 controlador330 recebe os comandos de controle de potência, e controlaa transmissão de dados e transmite potência no enlacereverso para o ponto de acesso IlOx. Os controladores 330 e370 dirigem a operação do terminal 120x e do ponto deacesso IlOx, respectivamente. As unidades de memória 332 e372 armazenam códigos de programa e dados usados peloscontroladores 330 e 370, respectivamente, para aimplementação da alocação de entrelaçamento de quadro edesignação, conforme discutido acima.
A Figura 4 mostra uma modalidade de um terminalde acesso. As unidades de processamento no AT podem incluirum primeiro módulo 402 que identifica um núcleo deentrelaçamentos de quadro, por exemplo, com base pelo menosna potência disponível no AT, um segundo módulo 404 querequisita um número de entrelaçamentos de quadro a partirde um AP, um terceiro módulo 406 que recebe e processa osentrelaçamentos de quadro designados, e um quarto módulo408 que envia uma mensagem de ACK para o AP mediante orecebimento dos entrelaçamentos de quadro designados.
A Figura 5 mostra uma modalidade de um ponto deacesso. As unidades de processamento no AP podem incluir umprimeiro módulo 502 que recebe uma solicitação de um ομmais ATs para um número de entrelaçamentos de quadro, umsegundo módulo 504 que identifica um número deentrelaçamentos de quadro, um terceiro módulo 506 quedesigna os entrelaçamentos de quadro identificados, e umquarto módulo 508 que envia os entrelaçamentos de quadrodesignados para um ou mais ATs.
A Figura 6 mostra um fluxograma para um terminalde acesso. Em uma modalidade, o AT pode monitorar algunsfatores no AT, tal como a potência disponível, na etapa602. 0 AT também pode identificar, na etapa 604, um númerode entrelaçamentos de quadro que o AT pode suportar, porexemplo, com base na potência disponível determinada no AT.
Independentemente de o AT realizar as etapas 602 e 604inicialmente, o AT requisita um número de entrelaçamentosde quadro, na etapa 606. O AT pode receber um número deentrelaçamentos de quadro designados, na etapa 608,opcionalmente enviar uma mensagem de ACK mediante orecebimento dos entrelaçamentos de quadro designados, naetapa 610, e começar a monitorar apenas os entrelaçamentosde quadro designados, na etapa 612, desse modo poupandopotência.
A Figura 7 mostra um fluxograma para um ponto deacesso. Em uma modalidade, o AP pode receber requisiçõespara entrelaçamentos de quadro selecionados, na etapa 702,a partir de em um ou mais ATs. Independentemente de o APreceber uma solicitação, o AP identifica e designa umnúmero de entrelaçamentos de quadro, na etapa 704, e enviao número designado de entrelaçamentos de quadro designadospara o AT, na etapa 706. O AP pode receber, na etapa 706,uma mensagem de ACK, se uma tiver sido enviada pelo AT. OAP envia atribuições para o AT alvo apenas nosentrelaçamentos de quadro designados, na etapa 710.
De acordo com as modalidades mostradas, o AP e osATs podem negociar em um conjunto de entrelaçamentos dequadro designados que o AP pode empregar para a comunicaçãode uma informação, desse modo se permitindo que o ATmonitore apenas os quadros designados. Portanto, o AT alvonão precisaria desperdiçar potência limitada para amonitoração de todos os quadros.
As modalidades mostradas podem ser aplicadas aqualquer uma ou a combinações das tecnologias a seguir:sistemas de Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA),CDMA de Portadora Múltipla (MC-CDMA), CDMA de Banda Larga(W-CDMA), Acesso a Pacote de Downlink de Alta Velocidade(HSDPA), sistemas de Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo(TDMA), sistemas de Acesso Múltiplo por Divisão deFreqüência (FDMA), e sistemas de Acesso Múltiplo porDivisão de Freqüência Ortogonal (OFDMA).As técnicas de transmissão de sinalizaçãodescritas aqui podem ser implementadas por vários meios.Por exemplo, estas técnicas podem ser implementadas emhardware, software ou uma combinação dos mesmos. Para umaimplementação em hardware, as unidades de processamentousadas para processamento (por exemplo, compressão 'ecodificação) de uma sinalização podem ser implementadas emum ou mais circuitos integrados específicos de aplicação(ASICs), processadores de sinal digital (DSPs) ,dispositivos de processamento de sinal digital (DSPDs),dispositivos lógicos programáveis (PLDs), arranjos de portaprogramáveis de campo (FPGAs), processadores,controladores, microcontroladores, microprocessadores,outras unidades eletrônicas projetadas para a realizaçãodas funções descritas aqui, ou uma combinação dos mesmos.
As unidades de processamento usadas para a decodificação ea descompressão da sinalização também podem serimplementadas com um ou mais ASICs, DSPs, e assim pordiante.
Para uma implementação em software, as técnicasde transmissão de sinalização podem ser implementadas commódulos (por exemplo, procedimentos, funções e assim pordiante) que realizem as funções descritas aqui. Os códigosde software podem ser armazenados em uma unidade de memória(por exemplo, a unidade de memória 332 ou 372 na FIG. 3) éexecutados por um processador (por exemplo, o controlador330 ou 370). A unidade de memória pode ser implementada noprocessador ou externa ao processador.
A descrição prévia das modalidades mostradas éprovida para permitir que qualquer pessoa versada natécnica faça ou use a presente invenção. Váriasmodificações nestas modalidades serão prontamente evidentespara aqueles versados na técnica, e os princípios genéricosdefinidos aqui podem ser aplicados a outras modalidades,sem se desviar do espirito ou do escopo da invenção. Assim,não se pretende que a presente invenção esteja limitada àsmodalidades mostradas aqui, mas é para ser acordado oescopo mais amplo consistente com os princípios e novosrecursos mostrados aqui.