ES2311130T3 - Procedimiento y aparato para enviar radiomensajes a un terminal inalambrico en un sistema de telecomunicaciones inalambrico. - Google Patents

Procedimiento y aparato para enviar radiomensajes a un terminal inalambrico en un sistema de telecomunicaciones inalambrico. Download PDF

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ES2311130T3 ES04016278T ES04016278T ES2311130T3 ES 2311130 T3 ES2311130 T3 ES 2311130T3 ES 04016278 T ES04016278 T ES 04016278T ES 04016278 T ES04016278 T ES 04016278T ES 2311130 T3 ES2311130 T3 ES 2311130T3
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Abstract

Un procedimiento para enviar radiomensajes a un terminal (10) inalámbrico de entre una pluralidad de terminales inalámbricos, comprendiendo el procedimiento: a) generar un mensaje de radiomensajería rápida para indicar una petición de comunicación de un mensaje de radiomensajería completa; b) generar dicho mensaje de radiomensajería completa, en el que dicho mensaje de radiomensajería rápida contiene menos datos que dicho mensaje de radiomensajería completa; c) transmitir (44) dicho mensaje de radiomensajería completa desde una estación (12) base al terminal (10) inalámbrico a través de un segundo canal; d) transmitir (42) dicho mensaje de radiomensajería rápida, desde la estación (12) base al terminal (10) inalámbrico, para un grupo de terminales inalámbricos en la pluralidad de terminales inalámbricos, en el que dicho terminal (10) inalámbrico está incluido en dicho grupo de terminales inalámbricos, a través de un primer canal, en el que dicho segundo canal requiere más procesamiento que dicho primer canal, en el que dicho más procesamiento incluye codificar a través de un codificador (60), intercalar a través de un intercalador (62), y sumar una comprobación de redundancia cíclica a través de un circuito de comprobación de redundancia cíclica a dicho mensaje de radiomensajería completa, en el que dicho mensaje de radiomensajería rápida se transmite para dicho grupo de terminales inalámbricos durante una ranura de radiomensajería rápida en dicho primer canal, y dicho mensaje de radiomensajería completa se transmite durante una ranura de radiomensajería completa en dicho segundo canal; y monitorizar, mediante dicho terminal móvil, dicho segundo canal cuando se recibe un mensaje de radiomensajería rápida; e) aplicar una función de hash a una identificación móvil MOBILE ID de dicho terminal (10) inalámbrico para calcular dicha ranura de radiomensajería rápida, en el que la transmisión de dicha ranura de radiomensajería completa se hace dentro de un retardo de tiempo desde la transmisión de dicha ranura de radiomensajería rápida.

Description

Procedimiento y aparato para enviar radiomensajes a un terminal inalámbrico en un sistema de telecomunicaciones inalámbrico.
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Descripción I. Campo de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para enviar radiomensajes a un terminal inalámbrico en un sistema de telecomunicaciones inalámbrico. Más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento y aparato novedoso y mejorado para enviar radiomensajes a un teléfono móvil u otro dispositivo de comunicaciones inalámbrico. El envío de radiomensajes puede realizarse utilizando un canal de radiomensajería rápida y un canal de radiomensajería completa.
II. Descripción de la técnica relacionada
La norma de telefonía celular IS-95 (y sus derivadas tales como IS-95A y ANSI J-STD-008 a las que se hace referencia conjuntamente en el presente documento como IS-95) utiliza técnicas de procesamiento de señales avanzadas para proporcionar un servicio de telefonía celular eficaz y de alta calidad. Por ejemplo, un sistema de telefonía celular compatible con IS-95 utiliza vocodificación, detección de errores, corrección de errores hacia delante (FEC), intercalación y modulación de espectro ensanchado para hacer más eficaz el uso del ancho de banda RF disponible, y para proporcionar conexiones más robustas. En general, los beneficios que proporciona IS-95 incluyen tiempo de conversación más largo, mayor capacidad, y menos llamadas caídas en comparación con otros tipos de sistemas de telefonía celular.
Para llevar a cabo comunicaciones de una manera ordenada, IS-95 proporciona un conjunto de canales altamente codificados sobre los que se transmiten datos que tienen diferentes funciones. Estos canales altamente codificados incluyen un canal de radiomensajería sobre el que se transmiten mensajes de radiomensajería que notifican a los teléfonos móviles o a otros tipos de terminales inalámbricos que está pendiente una petición entrante de comunicación. Según la norma IS-95, los mensajes de radiomensajería se transmiten a tasas de transmisión de datos de baja a media (4800 o 9600 bps) durante ranuras de tiempo que están preasignadas a grupos de teléfonos móviles. La tabla I proporciona los datos incluidos en un mensaje de radiomensajería general como ejemplo de un mensaje de radiomensajería típico generado sustancialmente según la norma IS-95A.
1
Y cero o más eventos del siguiente registro de radiomensajería:
TABLA I
2
La tabla I se proporciona simplemente para ilustrar la longitud de un mensaje de radiomensajería típico, por lo que no se incluye en el presente documento una descripción detallada de la función de cada campo. Una descripción detallada de este tipo puede obtenerse, sin embargo, remitiéndose a la norma IS-95 ampliamente conocida y disponible públicamente (en particular la norma IS-95A). Los mensajes de radiomensajería empiezan también con un campo de longitud de mensaje de ocho bits (MSG__LEN), que indica la longitud del mensaje, y terminan con un campo de comprobación de redundancia cíclica (CRC) de 30 bits (no mostrado).
Para monitorizar en busca de mensajes de radiomensajería, un teléfono móvil monitoriza periódicamente el canal de radiomensajería durante la ranura de radiomensajería asignada. En particular, el teléfono móvil activa periódicamente sistemas de circuitos de procesamiento de señales digitales y de RF complejos durante el tiempo que sea necesario para procesar con éxito el mensaje de radiomensajería. Puesto que el mensaje de radiomensajería típico es relativamente largo, y se transmite a través de un canal con tasa de transmisión baja a media altamente codificado, el procesamiento asociado durante cada ranura de radiomensajería requiere una cantidad de tiempo y recursos de procesamiento de señales importantes, y por lo tanto requiere una cantidad importante de potencia para poder completarse. Esto reduce la cantidad de tiempo que un teléfono móvil IS-95 puede permanecer en modo en espera utilizando una batería de una capacidad dada, y por lo tanto es altamente indeseable.
Se llama la atención adicionalmente al documento US 5.239.306, que da a conocer un receptor en modo de comunicación dual que comprende un receptor para recibir información transmitida en un primer y un segundo formato de modulación sobre un canal común, un primer demodulador para detectar información transmitida en el primer formato de modulación, y un segundo demodulador, que responde a la información detectada en el primer formato de modulación, para detectar información transmitida en el segundo formato de modulación. Un circuito de conservación de potencia también está previsto para suministrar de manera selectiva potencia al primer y segundo demoduladores para habilitar la detección de la información transmitida en el primer formato de modulación y el segundo formato de modulación, respectivamente.
El documento WO 96/10895 del mismo solicitante define un nuevo indicador de radiomensajería para indicar al móvil que escuche un radiomensaje de emisión (quinta realización). El radiomensaje de emisión se comunica a sí mismo un mensaje de emisión futuro (segunda realización).
Un algoritmo de hash se aplica al radiomensaje de emisión. Se prevé un retardo de tiempo fijo entre el radiomensaje de emisión y el mensaje de emisión.
Sumario de la invención
Según la presente invención se proporciona un procedimiento para enviar radiomensajes a un terminal inalámbrico, según la reivindicación 1. Las realizaciones se reivindican en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
Las características, objetos y ventajas anteriores y otros de la presente invención resultarán más evidentes a partir de la descripción detallada de realizaciones de la invención expuestas a continuación cuando se toman junto con los dibujos, en los que caracteres de referencia iguales se identifican de manera correspondiente en todos ellos y en los que:
la figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de telefonía celular;
la figura 2 es un diagrama de sincronismo que ilustra las ranuras de tiempo en un canal de radiomensajería rápida y un canal de radiomensajería completa;
la figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra etapas realizadas durante el envío de radiomensajes de un terminal inalámbrico;
la figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra la codificación realizada sobre el canal de radiomensajería completa y el canal de radiomensajería rápida;
la figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas realizadas por un terminal inalámbrico durante el modo en espera; y
la figura 6 es un diagrama de bloques de un receptor configurado según una realización de la invención.
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Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Se describe un procedimiento y un sistema para enviar radiomensajes a un teléfono móvil u otro terminal inalámbrico que reduce el consumo de potencia en el modo en espera. Pueden utilizarse dos canales de radiomensajería. En la siguiente descripción se expone una realización de la invención en el contexto de un sistema de telefonía celular que opera sustancialmente según la norma IS-95. Aunque la invención es particularmente adecuada para operar en tal entorno, otros muchos sistemas de comunicación digital pueden beneficiarse del uso de la presente invención, incluyendo sistemas de comunicación inalámbricos basados en TDMA, sistemas de comunicación basados en satélite, y sistemas por cable sobre los que se transmite señalización codificada.
La figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema de telefonía celular altamente simplificado configurado para su uso utilizando la presente invención. Los terminales 10 inalámbricos (normalmente teléfonos móviles) están ubicados entre estaciones 12 base. Los terminales 10a y 10b inalámbricos están en el modo activo y por lo tanto establecen una interfaz con una o más estaciones 12 base utilizando señales de radiofrecuencia (RF) moduladas según técnicas de procesamiento de señales CDMA de la norma IS-95. Un sistema y procedimiento para procesar señales RF sustancialmente según el uso de la norma IS-95 se describe en la patente estadounidense 5.103.459 titulada "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System" transferida al cesionario de la presente invención e incorporada al presente documento como referencia (patente '459). Los demás terminales 10 inalámbricos están en el modo en espera y por tanto monitorizando en busca de mensajes de radiomensajería que indiquen una petición de comunicación.
En la realización preferida de la invención, cada estación base genera señales de enlace directo que comprenden un conjunto de canales de enlace directo. Los canales se establecen mediante un conjunto de códigos Walsh de 64 elementos de código (o bits) ortogonales, cada uno de los cuales se utiliza para modular los datos asociados con un canal particular. Los canales se clasifican por función e incluyen un canal piloto sobre el que se transmite de manera repetida un patrón de desfase, un canal de sincronización sobre el que se transmiten datos de sincronización incluyendo el tiempo de sistema absoluto y el desfase del canal piloto asociado, y canales de tráfico sobre los que se transmiten los datos dirigidos a los terminales. Los canales de tráfico se asignan normalmente para transmitir datos a un terminal 10 inalámbrico particular durante la duración de la interfaz con esa estación base particular.
Adicionalmente, según una realización de la invención, uno o más o los canales Walsh se designan como canales de radiomensajería rápida, y uno o más o los canales Walsh como canales de radiomensajería completa. La designación y funcionamiento de los canales de radiomensajería completa se realiza preferiblemente según el canal de radiomensajería especificado por la norma IS-95. Algunos procedimientos y aparatos para realizar el envío de radiomensajes sustancialmente según la norma IS-95 se describen en las patentes estadounidenses 5.392.287 (patente '287) titulada "APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN A MOBILE COMMUNICATIONS RECEIVER" y 5.509.015 (patente '015) titulada "METHOD AND APARTUS FOR SCHEDULING COMMUNICATIONS BETWEEN TRANSCEIVERS" ambas transferidas al cesionario.
Como se describe en las patentes '287 y '015, y como especifica la norma IS-95, el canal de radiomensajería completa está dividido en tiempo en "ranuras" de tiempo. Las ranuras están, a su vez, asignadas a grupos de terminales inalámbricos, realizándose la asignación basándose en el ID de abonado móvil internacional (IMSI) que es único para cada terminal 10 inalámbrico, u otra información de identificación de terminal tal como uno o más números de identificación móvil (MIN). En realizaciones alternativas de la invención también puede utilizarse otra información de identificación incluyendo el número de serie electrónico (ESN) del terminal inalámbrico o el ID de abonado móvil temporal (TMSI). Otros reconocerán valores adicionales que pueden emplearse. Los diversos posibles tipos de información de identificación que pueden emplearse se denominarán en lo sucesivo en conjunto como el MOBILE ID. Los canales de radiomensajería rápida también están divididos en ranuras de tiempo.
La figura 2 es un diagrama de sincronismo que ilustra las ranuras de tiempo de un canal de radiomensajería completa y un canal de radiomensajería rápida cuando están configurados según una realización de la invención. El canal de radiomensajería rápida está dividido en ranuras 30 de radiomensajería rápida y el canal de radiomensajería completa está dividido en ranuras 32 de radiomensajería completa que preferiblemente son de duración más larga que las ranuras de radiomensajería rápida. Conjuntos, o grupos, de ranuras 30 de radiomensajería rápida se asignan a ranuras 32 de radiomensajería completa únicas como se ilustra por las flechas diagonales, aunque el uso de una correspondencia uno a uno entre ranuras de radiomensajería rápida y ranuras de radiomensajería completa, u otras proporciones, es consistente con el uso de la invención. La asignación de las ranuras 30 de radiomensajería rápida a un conjunto particular de terminales inalámbricos se realiza preferiblemente mediante la aplicación de una función de hash al MOBILE ID del terminal 10 inalámbrico.
Para enviar radiomensajes a un terminal 10 inalámbrico particular, se transmite un mensaje de radiomensajería rápida durante la ranura de radiomensajería rápida y un mensaje de radiomensajería completa se transmite durante la ranura de radiomensajería completa asignada a ese terminal inalámbrico. La ranura de radiomensajería rápida y las ranuras de radiomensajería completa tienen lugar de una manera que se repite periódicamente, lo que garantiza que una ranura asociada con un terminal particular tiene lugar tras un cierto periodo de tiempo limitado. Como se ilustra en la figura 2, las ranuras 32 de radiomensajería completa tienen lugar un retardo 34 después de las ranuras 30 de radiomensajería rápida asociadas para permitir al terminal inalámbrico procesar el mensaje de radiomensajería rápida y activar un sistema de circuitos de descodificación adicional antes de la siguiente ranura de radiomensajería completa.
La figura 3 es un diagrama de bloques de las etapas realizadas por el BSC 14 durante el proceso de envío de radiomensajes. El proceso de envío de radiomensajes empieza en la etapa 36 y en la etapa 38 se determina si se ha recibido una petición de comunicación. Si no es así, vuelve a realizarse la etapa 38.
Si se ha recibido una petición de comunicación, la ranura de radiomensajería completa y la ranura de radiomensajería rápida asociadas con el terminal inalámbrico al que va dirigida la petición de comunicación se calculan en la etapa 40 basándose en el MOBILE ID u otra información de identificación de ese terminal 10 inalámbrico. En una realización de la invención, la ranura de radiomensajería rápida se calcula utilizando una primera función de hash, y la ranura de radiomensajería completa se calcula utilizando una segunda función de hash siendo la segunda función de hash diferente de la primera función de hash. Adicionalmente, las ranuras de radiomensajería completa son del orden de 80 ms, mientras que las ranuras de radiomensajería rápida son del orden de 5 ms. El terminal 10 inalámbrico puede tener que procesar todo o parte del canal de radiomensajería completa dependiendo del contenido del mensaje de radiomensajería que se reciba según IS-95. El BSC 14 preferiblemente realiza el procesamiento necesario utilizando uno o más software ejecutado en microprocesadores almacenados en memoria (no mostrados).
En una realización ejemplar de la invención, la ranura de radiomensajería completa se determina según las patentes '287 y '015 anteriormente referenciadas, y la ranura de radiomensajería rápida se determina aplicando otra función de hash al MOBILE ID, aunque el uso de otros procedimientos para asignar ranuras de radiomensajería a terminales inalámbricos es consistente con el uso de la presente invención. En particular, la ranura de radiomensajería completa corresponde al tiempo t de sistema, previsto en tramas de 20 ms, siendo cierta la siguiente ecuación:
3
donde T es una longitud de ciclo de ranura en unidades de 1,28 segundos dada por T=2^{i} donde i es el índice de ciclo de ranura (SCI). PGSLOT se determina utilizando una siguiente función de hash:
4
donde L son los 16 bits menos importantes de una HASH__KEY de 32 bits y H son los 16 bits más importantes de una HASH__KEY, y N es 2048. La HASH__KEY es preferiblemente el MOBILE__ID o algún derivado del mismo y la IMSI. La función floor(x) devuelve el entero más grande inferior a o igual que x. Por ejemplo, el resultado de floor(2,99), floor(2,01) y floor(2,00) es 2 y el resultado de floor(-2,5) es -3. El valor de descorrelación DECORR se calcula de la siguiente manera:
5
donde HASH__KEY_[0..11] son los once bits menos importantes del valor HASH__KEY de 32 bits.
La función de hash utilizada para determinar la ranura de radiomensajería rápida en una realización preferida de la invención se calcula de manera similar a la ranura de radiomensajería completa, salvo porque la ranura de radiomensajería rápida se produce entre 40 a 120 ms antes que la ranura de radiomensajería completa, y el conjunto de terminales inalámbricos asignados a una ranura de radiomensajería rápida cambia a lo largo del tiempo para garantizar que cada terminal 10 inalámbrico está asociado con un conjunto diferente de otros terminales 10 inalámbricos durante cada ranura de radiomensajería rápida. Variar el conjunto de terminales 10 con el que está asociado cada terminal 10 inalámbrico durante cada ranura de radiomensajería ayuda a garantizar que terminales inalámbricos menos activos no se asocien permanentemente con un terminal 10 inalámbrico más activo, y por lo tanto tengan que monitorizar innecesariamente en busca de un gran número de mensajes de radiomensajería completa que no van dirigidos
a él.
En una realización ejemplar de la invención, la ranura de radiomensajería rápida para un terminal 10 inalámbrico tiene lugar dentro de un periodo de radiomensajería rápida de 80 ms que empieza 120 ms antes del inicio de la ranura de radiomensajería completa según se calcula mediante la siguiente ecuación:
6
donde PGSLOT es el mismo que el usado para la ranura de radiomensajería completa. La duración del periodo de radiomensajería rápida es preferiblemente 80 ms. El periodo de radiomensajería rápida se divide en ranuras de radiomensajería rápida durante las que se transmiten los mensajes de radiomensajería rápida, lo que se describe más detalladamente más adelante. Preferiblemente, las ranuras de radiomensajería rápida y los mensajes de radiomensajería rápida asociados tienen una duración de un único bit. Por lo tanto, el número de ranuras de radiomensajería rápida por cada periodo de radiomensajería rápida es en función de la tasa de transmisión de datos del canal de radiomensajería rápida.
Como debería resultar evidente, la ecuación (4) es igual que la ecuación (1) salvo porque el tiempo de sistema está desplazado seis tramas, lo que hace que el inicio del periodo de radiomensajería rápida empiece 120 ms antes que la ranura de radiomensajería completa. Proporcionar un desplazamiento de 120 ms garantiza que haya al menos 40 ms de tiempo existente (dado el periodo de radiomensajería rápida de 80 ms) entre cualquier ranura de radiomensajería rápida particular y la ranura de radiomensajería completa, lo que da al terminal inalámbrico tiempo suficiente para prepararse para procesar el mensaje de radiomensajería completa tras recibir un mensaje de radiomensajería rápida.
Dentro del periodo de radiomensajería rápida de 80 ms, se determina la ranura de radiomensajería rápida (que tiene una duración de un bit) asignada a un terminal 10 inalámbrico particular utilizando la siguiente ecuación:
7
con el valor N ajustado a la tasa de transmisión de datos del canal de radiomensajería rápida (QPAGE__RATE) en número de bits por cada ranura de 80 ms. Por ejemplo, si la tasa de transmisión de datos del canal de radiomensajería rápida es de 9600 bits/segundo el valor QPAGE__RATE es igual a 768 bits/trama. Adicionalmente, el valor de descorrelación se ajusta de la siguiente manera:
8
Por tanto, la ecuación (5) devuelve un valor entre 1 y 768 correspondiente a la ranura de radiomensajería rápida (o ubicación de bit) dentro de un periodo de radiomensajería rápida de 80 ms que empieza 120 ms antes de la correspondiente ranura de radiomensajería completa. El terminal inalámbrico monitoriza el canal de radiomensajería rápida durante esta ranura de radiomensajería rápida y si se recibe un mensaje de radiomensajería rápida, el terminal inalámbrico monitorizará entonces el canal de radiomensajería completa en busca de un mensaje de radiomensajería completa.
Como debería resultar evidente a partir de la ecuación (6), el valor de descorrelación DECORR para el canal de radiomensajería rápida se calcula en función del tiempo de sistema, y por lo tanto el valor resultante QUICK__PGSLOT para un conjunto dado de terminales 10 inalámbricos diferirá a medida que avanza el tiempo. Esto hace que el conjunto de terminales 10 inalámbricos asociados con una ranura de radiomensajería completa particular tengan diferentes ranuras de radiomensajería rápida a lo largo del tiempo (aunque todavía pueden recibir radiomensajes durante el mismo periodo de radiomensajería rápida), lo que ayudará a garantizar que un terminal 10 inalámbrico menos activo no se vincule a un terminal 10 inalámbrico más activo, lo que le haría monitorizar el canal de radiomensajería completa con una frecuencia innecesaria, y provocaría por lo tanto un consumo de energía innecesario.
Si el MOBILE ID no está contenido directamente en la petición de comunicación, puede obtenerse a través de una consulta en una base de datos utilizando cualquier otra información de identificación contenida en la petición tal como el número de teléfono o el número de identificación móvil (MIN) del terminal 10 inalámbrico.
Una vez que la ranura de radiomensajería rápida y la ranura de radiomensajería completa se han determinado, el BSC 14 transmite un mensaje de radiomensajería rápida en la etapa 42 sobre un canal de radiomensajería rápida, y un mensaje de radiomensajería completa en la etapa 44 sobre un canal de radiomensajería completa, a través de una o más estaciones 12 base. Las estaciones 12 base codifican y modulan los canales de radiomensajería como se describe más detalladamente más adelante, y la transmisión de los dos mensajes de radiomensajería tiene lugar durante la ranura de radiomensajería rápida y la ranura de radiomensajería completa correspondientes.
Tras la transmisión del mensaje de radiomensajería rápida y del mensaje de radiomensajería completa, el BSC 14 interroga en busca de una respuesta en la etapa 46 que indique que el radiomensaje se ha recibido. Si se ha recibido una respuesta, la comunicación empieza en la etapa 50.
Si no se ha recibido ninguna respuesta tras un periodo de interrupción, se transmite un segundo mensaje de radiomensajería rápida en la etapa 52, y se transmite un segundo mensaje de radiomensajería completa en la etapa 54. En la etapa 56 el BSC 14 interroga en busca de una respuesta del terminal 10 inalámbrico y determina en la etapa 58 si se ha recibido una respuesta. Si se ha recibido una respuesta, la comunicación empieza en la etapa 50. Si en la etapa 58 se determina que no se ha recibido ninguna respuesta, el radiomensaje falla en la etapa 60. En una realización alternativa de la invención, dos o más mensajes de radiomensajería rápida y dos o más mensajes de radiomensajería completa correspondientes se generan para cada radiomensaje. El segundo mensaje de radiomensajería rápida y el mensaje de radiomensajería completa aumentan la probabilidad de que se reciba el radiomensaje, sin introducir el retardo necesario para determinar si se ha recibido un mensaje de acuse de recibo desde el terminal 10 inalámbrico.
En la realización preferida de la invención, el mensaje de radiomensajería rápida está compuesto por un bit INCOMMING__PAGE. Un bit INCOMMING__PAGE en un primer estado (tal como un nivel lógico alto) indica que se ha recibido una petición de comunicación para uno de los terminales 10 inalámbricos asociados con esa ranura de radiomensajería rápida, y por lo tanto que esos terminales inalámbricos deberían procesar el canal de radiomensajería completa durante la siguiente ranura de radiomensajería completa designada. Un bit INCOMMING__PAGE en un segundo estado (tal como un nivel lógico bajo) indica que no se ha recibido ninguna petición de comunicación para esos terminales 10 inalámbricos, y por lo tanto el canal de radiomensajería completa no debería procesarse durante la siguiente ranura de radiomensajería completa asignada. Por tanto, el mensaje de radiomensajería rápida está más codificado que el mensaje de radiomensajería completa, puesto que el radiomensaje está representado por un único bit, en lugar de por un número de bits sustancialmente superior, y por lo tanto puede procesarse con menos recursos. Tal codificación de "mensaje" no debería confundirse con la codificación de "canal" descrita a continuación, en la que una mayor cantidad de codificación requiere más recursos de procesamiento de datos, y por lo tanto es menos deseable en cuanto a consumo de potencia.
En la realización preferida de la invención, el mensaje de radiomensajería completa contiene la información especificada en la norma IS-95 para un mensaje de radiomensajería normal que permite a cada terminal 10 inalámbrico determinar si el radiomensaje va dirigido a él. Un ejemplo de un radiomensaje generado según la norma IS-95A se proporciona en la tabla I indicada anteriormente. Como se ilustra en la tabla I, el mensaje de radiomensajería completa contiene de manera significativa más información que el mensaje de radiomensajería rápida, que está preferiblemente compuesto por un único bit. Por lo tanto, el mensaje de radiomensajería rápida puede procesarse más fácilmente por cada terminal 10 inalámbrico, y con menos potencia, que un mensaje de radiomensajería completa.
En realizaciones alternativas de la invención, se utilizan mensajes de radiomensajería rápida de múltiples bits. Estos mensajes de radiomensajería rápida de múltiples bits se utilizan para codificar y transportar información adicional más allá de simplemente indicar que el terminal 10 inalámbrico debería monitorizar el canal de radiomensajería completa durante la siguiente ranura 32 de radiomensajería completa asignada. Por ejemplo, el mensaje de radiomensajería rápida de múltiples bits podría utilizarse para indicar de manera más particular qué terminal 10 inalámbrico ha de recibir el radiomensaje del subconjunto de terminales inalámbricos asignado a la ranura 30 de radiomensajería rápida correspondiente. El mensaje de radiomensajería rápida de múltiples bits también podría utilizarse para indicar que el canal de radiomensajería completa debería monitorizarse durante más tiempo de modo que los cambios de parámetros del sistema puedan emitirse a todos los terminales 10 inalámbricos. Los expertos en la técnica reconocerán diversos tipos útiles de información que pueden transmitirse utilizando un mensaje de radiomensajería rápida de múltiples bits. En otra realización alternativa de la invención, se realiza también una codificación con corrección de errores hacia delante reducida en el mensaje de radiomensajería rápida.
Además de transmitirse menos información en un mensaje de radiomensajería rápida que en un mensaje de radiomensajería completa, la realización preferida de la invención incorpora un esquema de codificación mínimo para el canal de radiomensajería rápida en comparación con el canal de radiomensajería completa. La figura 4 proporciona una ilustración de los esquemas de codificación empleados para el canal de radiomensajería completa y el canal de radiomensajería rápida según una realización de la invención.
Como se muestra en la figura 4, los datos transmitidos a través del canal de radiomensajería completa se codifican de manera convolucional por el codificador 60 convolucional y los símbolos de código resultantes se repiten por el repetidor 61 de símbolos con el fin de generar símbolos a una tasa predeterminada. Los símbolos de código repetidos son entonces bloques intercalados por el intercalador 62 de bloques. Los datos del intercalador de bloques se aleatorizan a través del EXCLUSIVE-OR (XOR) con un código largo diezmado generado por el generador 64 de códigos largos y el diezmador 66. El código largo se genera mediante código binario de manera predeterminada en función de un número germinal, y lo conocen todos los terminales 10 inalámbricos. Los datos aleatorizados se modulan con un código de canal Walsh designado para un canal de radiomensajería completa, y los datos modulados por el código de canal Walsh se ensanchan mediante QPSK utilizando un código de ruido pseudoaleatorio (código PN), sumado con los datos de los otros canales, y convertido de manera ascendente para la transmisión, preferiblemente según la norma IS-95 (ensanchamiento, suma y conversión ascendente no mostrados).
En referencia todavía a la figura 4, los datos transmitidos a través del canal de radiomensajería rápida se aplican directamente a un código de canal Walsh designado para un canal de radiomensajería rápida, y entonces ensanchado, sumado y convertido de manera ascendente como se ha descrito anteriormente. Preferiblemente, un único bit de datos transmitido a través del canal rápido se modula múltiples veces por el mismo código Walsh, transmitiendo de manera eficaz el bit múltiples veces. También podría transmitirse el bit de datos de manera repetida utilizando un repetidor de símbolos como el repetidor 61 de símbolos utilizado para el canal de radiomensajería completa. En otra realización más de la invención, el canal de radiomensajería rápida podría aleatorizarse utilizando el código largo como se ha realizado para el canal de radiomensajería completa.
Como debería resultar evidente a partir de la figura 4, el procesamiento asociado con la transmisión de información sobre el canal de radiomensajería rápida es sustancialmente menor tanto en duración como en complejidad que el asociado con el canal de radiomensajería completa. Por lo tanto, la cantidad de procesamiento necesaria para realizar el procesamiento de recepción del canal de radiomensajería rápida también es sustancialmente menor, y por lo tanto requiere menos energía que la necesaria para el canal de radiomensajería completa. Aunque la cantidad reducida de procesamiento realizado para el canal de radiomensajería rápida aumenta la probabilidad de error durante el procesamiento de cualquier bit particular, pueden emplearse otros procedimientos para reducir el efecto de esta tasa de error aumentada, sin aumentar sustancialmente la complejidad. Los procedimientos incluyen transmitir el mismo bit múltiples veces o interpretar transmisiones de baja calidad como mensajes de radiomensajería positivos como se describe a continuación.
La figura 5 es un diagrama de flujo del procesamiento realizado por un terminal 10 inalámbrico en modo en espera cuando se realiza según una realización de la invención. El procesamiento se realiza preferiblemente utilizando un microprocesador controlado mediante instrucciones de software almacenadas en memoria acoplada a otros circuitos y sistemas integrados ampliamente conocidos en la técnica (no mostrados). El procesamiento empieza en la etapa 80 y en la etapa 84 se determina si la ranura de radiomensajería rápida asignada ha llegado, y si no es así se vuelve a realizar la etapa 82.
Si ha llegado la ranura de radiomensajería rápida asignada, el terminal 10 inalámbrico procesa el canal de radiomensajería rápida en la etapa 86. Preferiblemente, el procesamiento se realiza utilizando un subconjunto significativamente más pequeño del sistema de circuitos de procesamiento de señales contenido en el terminal inalámbrico que el usado para procesar el mensaje de radiomensajería completa. Según el procesamiento de transmisión realizado para el canal de radiomensajería rápida mostrado en la figura 4, el procesamiento de recepción está compuesto preferiblemente por conversión descendente de la energía RF recibida, desensanchamiento con el código de ensanchamiento PN, y demodulación con el código Walsh designado. Los datos de decisión blanda (soft) resultantes se procesan directamente para determinar el nivel lógico transmitido.
En referencia de nuevo a la figura 5, en la etapa 88 se determina si un mensaje de radiomensajería rápida se ha recibido en la etapa 86 basándose en el nivel lógico de los datos detectados. Si se ha detectado un mensaje de radiomensajería rápida el procesamiento continúa en la etapa 90 como se describe a continuación. Si no se ha detectado ningún mensaje de radiomensajería rápida, se determina adicionalmente en la etapa 89 si la calidad de señal durante el procesamiento del canal de radiomensajería rápida era aceptable. Si es así, el terminal 10 inalámbrico vuelve a la etapa 82. Si la calidad de señal no era aceptable, el procesamiento continúa en la etapa 90 como se describe a continuación.
La calidad de señal recibida puede determinarse mediante diversos procedimientos ampliamente conocidos, incluyendo determinar cuándo la potencia de recepción de la señal transmitida desde el transmisor 50 queda por debajo de un umbral, o determinar cuándo la relación señal a ruido del canal piloto queda por debajo de un umbral predeterminado. Al monitorizar en busca de un mensaje de radiomensajería completa cuando la calidad de señal recibida es inaceptable, se minimiza el número de mensajes de radiomensajería completa perdidos debido a mensajes de radiomensajería rápida no detectados como resultado de una calidad de señal inaceptable.
Si se ha detectado un mensaje de radiomensajería rápida, o la calidad de señal recibida no era aceptable, el terminal 10 inalámbrico activa sistemas de circuitos de descodificación adicionales en la etapa 90 y, en la etapa 92 procesa el canal de radiomensajería completa durante la ranura de radiomensajería completa asignada utilizando el sistema de circuitos activados. El tiempo entre la ranura de radiomensajería rápida y la ranura de radiomensajería completa asignadas a un terminal particular debe ser suficiente para permitir la activación del sistema de circuitos de descodificación adicional en el terminal 10 inalámbrico tras la detección del mensaje de radiomensajería rápida antes de que tenga lugar la ranura de radiomensajería completa.
En la etapa 94, el terminal 10 inalámbrico determina si el mensaje de radiomensajería completa procesado en la etapa 92 iba dirigido a él basándose en la dirección contenida en ese mensaje, y si no es así, el sistema de circuitos de descodificación en el terminal 10 inalámbrico se desactiva en la etapa 82 y vuelve a realizarse la etapa 84. Si el mensaje de radiomensajería completa iba dirigido al terminal 10 inalámbrico, el procesamiento para la comunicación correspondiente empieza en el terminal inalámbrico en la etapa 96, y el terminal inalámbrico entra en el modo activo en la etapa 98.
La figura 7 es un diagrama de bloques que proporciona una ilustración altamente simplificada del terminal 10 inalámbrico cuando está configurado según una realización de la invención. El demodulador 302 digital, el intercalador 304 de bloques, el descodificador 306 de entramado y el sistema 308 de control están acoplados a través de un bus digital, y el receptor 300 RF está acoplado al demodulador 302 digital.
Durante el modo en espera, el sistema de control activa periódicamente el receptor 300 RF y el demodulador 302 digital para procesar los canales piloto y de radiomensajería rápida. El receptor 300 RF convierte de manera descendente y digitaliza señales RF y el demodulador 302 digital realiza una demodulación digital durante una primera duración, generando datos de decisión blanda para los canales que están procesándose. El sistema 308 de control examina los datos de decisión blanda del canal piloto para determinar la calida de la señal y examina el canal de radiomensajería rápida para determinar si se ha recibido un mensaje de radiomensajería rápida.
Si se ha recibido un mensaje de radiomensajería rápida, o la señal se ha recibido con mala calidad, el sistema 308 de control activa el desintercalador 304 de bloques y el descodificador 306 de entramado y el demodulador digital configurado para empezar a procesar el canal de radiomensajería completa durante una segunda duración que es más larga que la primera duración. El sistema 308 de control monitoriza entonces los datos recibidos sobre el canal de radiomensajería completa en busca de un mensaje de radiomensajería completa dirigido a él, y si no se detecta ninguno, desactiva el desintercalador 304 de bloques y el descodificador 306 de entramado y continúa en el modo en espera. Si se detecta un mensaje de radiomensajería completa, el sistema 308 de control pone el terminal inalámbrico en modo activo durante el cual se lleva a cabo la comunicación asociada.
En otra realización más de la invención, el canal de radiomensajería rápida y el canal de radiomensajería completa se combinan sobre el mismo canal de código. Es decir, el canal de radiomensajería rápida y el canal de radiomensajería completa se modulan con el mismo código Walsh. En el mismo canal de código, el canal de radiomensajería rápida y el canal de radiomensajería completa se distinguen lógicamente por un esquema de división de tiempo predeterminado. Por ejemplo, durante algunas ranuras de 80 ms se transmiten mensajes de radiomensajería rápida, mientra que durante otras ranuras de 80 ms se transmiten mensajes de canal de radiomensajería completa según un esquema de asignación de ranuras predeterminado. Esta implementación simplifica en cierto modo el procesamiento de recepción y transmisión al requerir únicamente modulación y demodulación de un único canal de código, pero requeriría una modificación más importante respecto a la norma IS-95 existente y por tanto proporciona menos compatibilidad con los sistemas de comunicación inalámbricos existentes compatibles con IS-95.
Como debería resultar evidente a partir de la descripción proporcionada anteriormente, al enviar radiomensajes utilizando un mensaje de radiomensajería rápida con un número de bits mínimo, y que se transmite sobre un canal codificado mínimamente, la presente invención permite que un terminal inalámbrico consuma menos potencia cuando monitoriza en busca de mensajes de radiomensajería durante el modo en espera. Consumir menos potencia en el modo en espera permite a un terminal inalámbrico operar más tiempo con una batería dada, y por lo tanto ampliar el tiempo en espera de ese terminal inalámbrico. Puesto que los terminales inalámbricos se utilizan normalmente en telecomunicaciones móviles, a menudo es necesario pasar largos periodos de tiempo sin recargar o sustituir la batería del terminal inalámbrico. Por tanto, para proporcionar mayor comodidad, y reducir la probabilidad de perder mensajes de radiomensajería debido al agotamiento de la batería, es altamente deseable aumentar el tiempo en espera para un tamaño de batería dado.
Adicionalmente, puesto que los mensajes de radiomensajería rápida se transmiten dentro de un periodo de tiempo altamente reducido, monitorizar en busca de un mensaje de radiomensajería rápida puede realizarse durante el modo activo cuando está procesándose una llamada telefónica u otra comunicación además de en el modo en espera. Tal monitorización puede realizarse suspendiendo brevemente el procesamiento del canal de tráfico para permitir procesar el canal de radiomensajería rápida durante la ranura de radiomensajería rápida. Puesto que la ranura de radiomensajería rápida es del orden de 5 ms, cualquier dato perdido normalmente no se perderá o detectará, y a menudo puede recuperarse utilizando la codificación con corrección de errores hacia delante (FEC). Una vez recibido el mensaje de radiomensajería rápida, puede recibirse el mensaje de radiomensajería completa suspendiendo adicionalmente el procesamiento del canal de tráfico mediante la transmisión de un mensaje de señalización al controlador de la estación base, seguido de un procesamiento del canal de radiomensajería completa. Por tanto, la capacidad de recibir mensajes de radiomensajería durante el modo activo se mejora mediante el uso del esquema de radiomensajería de evento doble descrito en el presente documento.
Así, se ha descrito un procedimiento y sistema de canal dual para enviar radiomensajes a teléfonos móviles y otros terminales inalámbricos que reduce el consumo de potencia en espera. La descripción anterior de las realizaciones preferidas se proporciona para permitir a cualquier experto en la técnica llevar a cabo o utilizar la presente invención.

Claims (10)

1. Un procedimiento para enviar radiomensajes a un terminal (10) inalámbrico de entre una pluralidad de terminales inalámbricos, comprendiendo el procedimiento:
a) generar un mensaje de radiomensajería rápida para indicar una petición de comunicación de un mensaje de radiomensajería completa;
b) generar dicho mensaje de radiomensajería completa, en el que dicho mensaje de radiomensajería rápida contiene menos datos que dicho mensaje de radiomensajería completa;
c) transmitir (44) dicho mensaje de radiomensajería completa desde una estación (12) base al terminal (10) inalámbrico a través de un segundo canal;
d) transmitir (42) dicho mensaje de radiomensajería rápida, desde la estación (12) base al terminal (10) inalámbrico, para un grupo de terminales inalámbricos en la pluralidad de terminales inalámbricos, en el que dicho terminal (10) inalámbrico está incluido en dicho grupo de terminales inalámbricos, a través de un primer canal,
en el que dicho segundo canal requiere más procesamiento que dicho primer canal, en el que dicho más procesamiento incluye codificar a través de un codificador (60), intercalar a través de un intercalador (62), y sumar una comprobación de redundancia cíclica a través de un circuito de comprobación de redundancia cíclica a dicho mensaje de radiomensajería completa,
en el que dicho mensaje de radiomensajería rápida se transmite para dicho grupo de terminales inalámbricos durante una ranura de radiomensajería rápida en dicho primer canal, y dicho mensaje de radiomensajería completa se transmite durante una ranura de radiomensajería completa en dicho segundo canal; y
monitorizar, mediante dicho terminal móvil, dicho segundo canal cuando se recibe un mensaje de radiomensajería rápida;
e) aplicar una función de hash a una identificación móvil MOBILE ID de dicho terminal (10) inalámbrico para calcular dicha ranura de radiomensajería rápida, en el que la transmisión de dicha ranura de radiomensajería completa se hace dentro de un retardo de tiempo desde la transmisión de dicha ranura de radiomensajería rápida.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:
codificar dicho mensaje de radiomensajería completa;
ensanchar mediante secuencia directa dicho mensaje de radiomensajería completa; y
ensanchar mediante secuencia directa dicho mensaje de radiomensajería rápida.
\vskip1.000000\baselineskip
3. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:
sumar información de detección de errores a dicho mensaje de radiomensajería completa;
ensanchar mediante secuencia directa dicho mensaje de radiomensajería completa; y
ensanchar mediante secuencia directa dicho mensaje de radiomensajería rápida.
\vskip1.000000\baselineskip
4. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:
intercalar dicho mensaje de radiomensajería completa;
ensanchar mediante secuencia directa dicho mensaje de radiomensajería completa; y
ensanchar mediante secuencia directa dicho mensaje de radiomensajería rápida.
\vskip1.000000\baselineskip
5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha etapa e) para calcular dicha ranura de radiomensajería rápida se realiza mediante la aplicación de dicha función de hash al tiempo de sistema así como a dicha identificación móvil MOBILE ID.
\newpage
6. El procedimiento según la reivindicación 1, que comprende además las etapas de:
recibir dicho mensaje de radiomensajería rápida;
activar un sistema de circuitos de procesamiento de señales; y
procesar dicho segundo canal utilizando dicho sistema de circuitos de procesamiento de señales.
\vskip1.000000\baselineskip
7. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicho sistema de circuitos de procesamiento de señales está compuesto por un sistema (306) de descodificación de entramado.
8. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicho sistema de circuitos de procesamiento de señales está compuesto por un desintercalador (304).
9. El procedimiento según la reivindicación 6, en el que dicho sistema de circuitos de procesamiento de señales está compuesto por un circuito de comprobación de redundancia cíclica.
10. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho codificador (60) es un codificador convolucional.
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