PT1365612E - Processo e dispositivo para o controlo da mobilidade num sistema de comunicações - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

"PROCESSO E DISPOSITIVO PARA O CONTROLO DA MOBILIDADE NUM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES" A presente invenção refere-se a um processo para o controlo da mobilidade num sistema de comunicações com as caracteristicas do preâmbulo das reivindicações independentes. São conhecidos os sistemas de comunicações via rádio de acordo, por exemplo, com a norma GSM (Global System for Mobile Communication) ou UMTS (Universal Mobile Telecommunications System). Nesses sistemas, os postos móveis do lado do assinante comunicam por exemplo por telemóvel ou computadores portáteis com postos fixos de acesso à rede do lado da rede através de interfaces de rádio. Um problema principal deste género de sistemas de rádio móveis realizados em células é a possibilidade da utilização optimizada dos recursos de rádio na utilização de diferentes postos do lado do assinante com respectivamente caracteristicas muito diferentes. Por exemplo, podem, para a comunicação do lado de diferentes postos do lado do assinante, serem solicitados diferentes serviços, por exemplo por um lado serviços que tornam necessária uma elevada velocidade de dados e por outro lado serviços que tornam necessária uma baixa velocidade de dados. Em especial as caracteristicas do fluxo de dados e exigências de qualidade podem ser muito diferentes. Um problema adicional é constituído por os postos do lado do assinante, tendo em consideração a sua mobilidade reconhecida, se poderem mover espacialmente totalmente 2 arbitrariamente e dentro de uma gama de velocidades tecnicamente delimitadas.

Do ponto de vista da rede não se sabe deste modo antecipadamente quantos postos do lado do assinante solicitam uma ligação de comunicação, que solicitações de serviço se formam neste caso e como é que é o comportamento espacial da mobilidade dos postos. 0 planeamento das redes de rádio móvel é por isso difícil de executar, sendo em grande parte com inseguranças.

Durante o funcionamento têm que ser utilizados algoritmos complexos nas redes de acesso para que os recursos de rádio e os recursos internos de rede possam ser administrados e repartidos o melhor possível. Por um lado deve ser o mais elevado possível a utilização possível dos recursos existentes, não devendo por outro lado a rede contudo atingir um estado de sobrecarga.

Para poder oferecer aos postos do lado do assinante, independentemente das suas propriedades e necessidades individuais, todos os serviços disponibilizados pela rede de comunicações, a rede de comunicações UMTS dispõe tanto na zona de acesso como também na rede do núcleo todas as funcionalidades necessárias para isso. A mobilidade é apoiada por um grande número de funções e mecanismos, por exemplo gestão local (Location Management), funções de transferência entre células (Handover) e controlo de potência (Power Control) , o que torna a rede de comunicações todavia em relação à mobilidade do assinante não somente flexível mas também complicada, cara, e de difícil planeamento. 3 A ΕΡ 1 058 408 AI descreve um sistema no qual as unidades sem fio (wireless units) são divididas em categorias referentes a uma mobilidade. Estas categorias compreendem neste caso nenhuma, limitada, assim como uma total mobilidade, sendo que a mobilidade limitada se encontra limitada a uma certa célula de origem. Para o caso de uma unidade sem ou com sinais de mobilidade limitados de um posto base poder recepcionar bem sinais de um posto de origem, é desligada uma macro-diversidade para a transmissão de sinais para a unidade sem fios. Se a unidade sem fios se encontrar sem ou com mobilidade limitada pelo contrário nas proximidades do limite da célula de origem da estação base de origem e a recepção de sinais da estação base de origem for comparativamente má, então é utilizada uma macro-diversidade, impedindo contudo que seja passada uma ligação para uma célula contígua. A patente US 5.966.668 descreve um processo para a reconfiguração de postos base de um sistema de Radio-Local-Loop. Em sistemas deste género a denominada última milha para os terminais de assinante é ultrapassada por meio de uma transmissão via rádio em vez de uma ligação por linha fixa. Nestes sistemas é em si aceite que os terminais de assinante possuam somente uma mobilidade limitada. Para uma alimentação de um terminal de assinante, um posto base encontra-se preparado para dividir uma primeira célula em pelo menos duas células de rádio, atribuir ao terminal de assinante uma segunda célula criada nova através da divisão e de seguida alimentar através desta segunda célula. O objectivo da invenção é o de proporcionar um processo para o controlo de um posto do lado do assinante, tendo em consideração as informações sobre a mobilidade assim como 4 um posto do lado do assinante num sistema de comunicações via rádio.

Este objectivo é alcançado através de um processo para o controlo de um posto do lado do assinante num sistema de comunicações via rádio assim como através de um posto do lado do assinante de um sistema de comunicações via rádio com as caracteristicas das reivindicações independentes. As formas de realização vantajosas são objecto das reivindicações secundárias.

Uma solução vantajosa oferece em especial um processo para o controlo de um posto do lado do assinante tendo em consideração a informação da mobilidade num sistema de comunicações via rádio no qual, através de uma ligação entre pelo menos um posto do lado do assinante, por exemplo um telemóvel ou um computador portátil com ligação via rádio, e um posto de acesso do lado da rede, é transmitida uma informação sobre a mobilidade em relação à mobilidade real do posto do lado do assinante. A mobilidade real refere-se neste caso a uma mobilidade momentânea ou uma mobilidade possível real num futuro temporal previsto. Como posto do lado do assinante deverá ser entendido um posto com ligação via rádio, em especial também um terminal de dados, sendo que o conceito "do lado do assinante" no essencial deverá ser visto como uma elucidação da diferença para o posto de acesso do lado da rede ou respectivamente posto base. As informações sobre a mobilidade podem estar disponíveis em várias formas, por exemplo como valores de dados digitais discretos ou também como valores analógicos, tal como um valor de potência mensurável analógico de um sinal. 5

De acordo com formas de realização especialmente preferidas, a informação sobre a mobilidade proporciona informações sobre a limitação da mobilidade espacial ou dependente da velocidade. Neste caso, é possível indicar as informações como valores realmente verdadeiros, em especial no caso de postos fixos dos dois lados da interface de rádio. É também possível indicar a informação sobre a mobilidade como valor de mobilidade máximo permitido, deste modo, por exemplo, referente a um movimento permitido somente dentro de uma célula, um grupo de células de rádio ou possivelmente até dentro de uma zona de área específica dentro de uma célula. De modo correspondente, podem ser indicadas também velocidades permitidas máximas do movimento dos postos, sendo que apropriadamente como velocidades possíveis, podem-se aplicar velocidades máximas de um assinante que anda a pé, de bicicleta, e num veículo motorizado, como valores limites normais. Em relação a isto é também apropriada uma divisão em classes fixas da mobilidade.

Para além da possibilidade de transmitir a informação da mobilidade simplesmente como informação analisável estaticamente do posto do lado do assinante para o posto de acesso do lado da rede, é também possível uma delimitação fixa. Quer dizer, é também possível uma atribuição fixa de uma única mobilidade obrigatória, por exemplo a paragem num único local, ou a atribuição de um espectro de mobilidade ou a atribuição de um limite máximo de mobilidade.

Este género de atribuições pode ser introduzido manualmente através de um assinante, quer dizer utilizador do posto do lado do assinante. Adicionalmente ou alternativamente no caso de colocação em funcionamento de um certo serviço, 6 pode ser determinada automaticamente, dependendo do serviço ou através da escolha manual do serviço pelo assinante do lado do dispositivo, uma mobilidade necessária e ser produzida uma informação sobre a mobilidade correspondente. São também possíveis limitações de mobilidade rígidas através do fabricante do aparelho, por exemplo para limitar um aparelho de aquisição económica em relação às suas possibilidades de utilização como aparelho puramente estacionário no sentido de uma ligação fixa ou como aparelho que se pode transportar a pé com uma velocidade pequena de movimento permitida.

Também do lado da rede podem ser pré definidas condições, por exemplo no caso de uma elevada carga de rede de modo a que para o posto do lado do assinante só possam ser libertos certos serviços aos quais ele pode ter acesso, quando o posto do lado do assinante não se move ou se move somente dentro de limites de mobilidade muito estreitos. Por fim, também o operador da rede pode aplicar limitações comparáveis com as do fabricante do aparelho.

Vantajosamente é armazenada no posto do lado do assinante de modo duradouro ou temporário uma informação sobre a mobilidade a ser considerada imediatamente ou no futuro. Em especial é possível, no caso de um armazenamento duradouro de uma mobilidade permitida máxima, armazenar adicionalmente uma limitação de mobilidade temporária numa zona de mobilidade ainda limitada numa zona adicional da memória, sendo que o posto do lado do assinante respectivamente aplica a menor informação sobre a mobilidade permitida como critério para o funcionamento. 7

Para o caso em que o posto do lado do assinante ultrapasse os limites de mobilidade definidos ou esteja quase a ultrapassar, pode ser activada uma função de aviso a qual chama a atenção do assinante sobre o perigo de um corte na ligação ou o perigo de uma limitação dos recursos. Se um tal aviso não for previsto ou for ignorado, então a ligação é apropriadamente cortada ou, de modo correspondente, comutada para um recurso disponível de modo limitado.

Um dispositivo para a execução de um tal processo apresenta apropriadamente um dispositivo emissor e/ou receptor através do qual para além de dados úteis próprios também podem ser transmitidas informações tais como informações sobre a mobilidade. Além disso, a memória do dispositivo em regra disponível encontra-se munida com espaço de armazenamento para informações sobre a mobilidade. Por fim, são necessárias para a funcionalidade do dispositivo de controlo rotinas correspondentes, as quais são utilizadas para a gestão do processo e aplicações interligadas. 0 princípio da solução parte deste modo de situações em que quanto à mobilidade necessária para um posto do lado do assinante existem limitações. As limitações podem por exemplo surgir por um posto móvel ser realmente instalado de modo fixo, não sendo necessária ou não sendo possível uma mobilidade. Limitações ou respectivamente restrições podem deste modo surgir por um posto do lado do assinante ser conduzido somente por pessoas, as quais se movem somente a pé pelo que se deverá considerar somente uma margem de velocidades com velocidades muito baixas. Também se podem considerar postos do lado do assinante que temporariamente são movimentados somente lentamente ou não são movimentados e noutros momentos são transportados num automóvel, sendo que o assinante de um tal posto conhece as exigências de velocidade ou respectivamente as exigências de mobilidade para a próxima duração de utilização. Os postos fixos podem por exemplo ser um terminal estático, o qual substitui como ligação local sem fios (WLL - Wireless Local Loop) uma ligação da rede fixa de telefone corrente. Os postos fixos podem por exemplo ser também postos de medição estáticos os quais enviam valores de medição momentâneos através de uma rede de rádio móvel para uma central de vigilância.

Uma outra solução parte do lado da rede e considera por exemplo situações nas quais existe o perigo de uma sobrecarga da rede de comunicações devido a um número muito elevado de postos do lado do assinante a serem simultaneamente apoiados. Em situações deste género, postos do lado do assinante que se movem rapidamente, deste modo postos com uma exigência especialmente elevada nos recursos de rede, não podem ou só podem ser geridos de modo limitado pela rede de comunicações. No interesse da rede, pode-se pensar em não apoiar este tipo de postos ou apoiar somente com limitações definidas.

Através da conversão de tais processos e dispositivos obtém-se um número surpreendentemente grande de vantagens.

Dado que os postos do lado da rede e do lado do assinante participante, antes de um estabelecimento de ligação ou durante uma ligação existente, podem trocar informações sobre a mobilidade planeada ou permitida, é possível uma previsão exacta das oscilações da carga da célula (Cell-Load) , o que pode ser utilizado pelos algoritmos para o controlo da carga e também pelos algoritmos para a admissão 9 de postos adicionais que chegam. Enquanto que na mobilidade incerta do lado da rede se tem que partir da premissa de que para todos os postos do lado do assinante deverão ser geridos movimentos repentinos com elevada velocidade, no caso de conhecimento de vários postos do lado do assinante com muito pouco ou nenhum movimento, podem ser permitidos do lado da rede um número maior de postos do lado do assinante para o estabelecimento de ligações de comunicação.

Para o caso que do lado da rede seja conhecido que um posto do lado do assinante não se move, ou se move muito lentamente, o esforço de gestão do lado da rede para este posto pode ser fortemente reduzido. Por exemplo, os algoritmos para a determinação do local de estadia actual (Locations Updates) e algoritmos para a preparação de transferências para outras células da rede de rádio (Handover) não têm que ser ou raramente têm que ser executados de modo correspondente. Para o caso da execução de uma determinação do local de estadia actual de um posto do lado do assinante, pode ser executada uma busca mais dirigida de postos (Paging) , dado que é conhecido o local de estadia do posto do lado do assinante com vista a uma única célula ou um ambiente limitado em redor de uma certa célula.

Nos sistemas de comunicação com um ambiente hierárquico da estrutura da célula (HCS - Hiererchical Cell Structure) é possível uma atribuição melhorada dos postos do lado do assinante para as células de um tal ambiente, sendo que é possível uma previsão melhorada da carga nas camadas individuais da estrutura da célula. 10

Quando se souber que um posto do lado do assinante não se move ou se move de modo muito limitado, é também possível determinar os parâmetros do canal de rádio através da determinação da média durante um período essencialmente mais longo como sendo normal, de modo que estes depois podem ser determinados com exactidão. Com tais valores exactos é depois possível um cálculo optimizado de coeficientes para o controlo, por exemplo, de um campo de antena adaptativo (área de antena). Isto também torna possível uma utilização de mecanismos melhorados para campos de antena adaptativos, por exemplo nas denominadas antenas inteligentes. Quando se sabe que o local de um posto do lado do assinante não se alterou ou só se alterou de modo limitado no estabelecimento da ligação, não é necessário nenhum aumento gradual da potência (Ramp-Up) no acesso aleatório (Random Access) , porque das tentativas de acesso anteriores se sabe que potência inicial é necessária para que o posto do lado da rede recepcione com potência suficiente o pedido de ligação. No caso de postos fixos ou respectivamente estáticos do lado do assinante, pode ser utilizada de modo ideal a menor potência inicial necessária possível. Deste modo, para além da interferência na interface de rádio é reduzida também a carga no posto do lado da rede e por fim o período para a construção da ligação RRC (RRC: Radio Resource Control).

Também na direcção de emissão contrária, quer dizer de um posto do lado da rede para um posto do lado do assinante, pode ser emitido com uma potência necessária menor, quando do lado da rede se sabe que o posto do lado do assinante desde o último processo de emissão não se afastou do posto do lado da rede. 11

Os postos fixos do lado do assinante ou que se movem somente numa área limitada podem ser aplicados também como retransmissores seguros. Como exemplo podem ser citados neste caso mecanismos tal como na ODMA (Opportunity Driven

Multiple Access), em que é possível utilizar do lado do assinante postos como retransmissores entre um posto do lado da rede e um outro posto afastado do lado do assinante, pelo que se torna possível uma ampliação da área de cobertura do ponto de vista de um posto fixo. Dado que no caso de tais retransmissores se trata por um lado de postos emissores e por outro lado de postos receptores, o conceito pode ser ampliado no geral para dois, um primeiro e um segundo posto, que comunicam um com o outro.

Os postos fixos do lado do assinante podem ser aplicáveis também como unidades de medição locais (LMU - Location Measurement Unit) para serviços de localização (LCS Loccation Service). Neste caso obtém-se adicionalmente a possibilidade de se poder conceder aos postos do lado do assinante ou respectivamente aos assinantes atribuídos a estes, descontos ou créditos quando estes ajudam o operador da rede ou respectivamente os seus postos na medição de parâmetros de rede, em especial de posições de outros postos do lado do assinante. Um planeamento melhorado da rede é em especial depois possível quando são conhecidos ou podem ser determinadas num período de tempo informações sobre o número e eventualmente o local de estadia de postos estáticos do lado do assinante.

Vantajosamente para os postos do lado do assinante, que se encontram fixos ou que se movem somente com uma velocidade limitada, até por exemplo 50 km/h, é também possível a aplicação de géneros de funcionamento e procedimentos que 12 provocam uma redução da potência de emissão nos postos com velocidades mais baixas. No caso de UMTS como sistema de comunicações é aplicável por exemplo uma diversidade de emissão especial, a denominada Closed Loop Mode 2 TX -Diversi ty.

Os procedimentos para a escolha de células e nova escolha de células podem ser realizados raramente ou totalmente desligados, quando se sabe que um posto do lado do assinante não se move ou se move somente numa área limitada. Os procedimentos deste género (Cell Selection, Cell Re-Selection) podem ser desligados de modo correspondente nos postos do lado do assinante, o que conduz a uma redução da carga de sinalização e a uma redução das medições necessárias no posto do lado do assinante e assim ao consumo da bateria no posto do lado do assinante. Para o caso de, no posto do lado do assinante, serem executados algoritmos especiais para a vigilância da velocidade ou respectivamente do andamento do emissor a velocidades acima de uma velocidade limite, é possível desligar este género de procedimentos adicionais nos procedimentos da escolha da célula e nova escolha da célula, o que conduz igualmente a uma redução das medições ou respectivamente a uma redução do esforço do cálculo no posto do lado do assinante correspondente.

Nas estruturas de células hierárquicas a um posto fixo do lado do assinante ou que se move de modo limitado ou respectivamente muito lentamente pode ser atribuída uma frequência cuja perda pelo caminho para o próximo posto do lado da rede é pequena. Para este efeito, pode ser utilizada por exemplo uma medição RRC, por exemplo o denominado Measuremente event 2a (evento de medição 2a) , 13 que mostra quando a frequência mais apropriada se alterou e faz sentido uma troca. 0 critério correspondente do evento pode ser aplicado a grandes distâncias por respectivamente períodos curtos para utilizar de modo optimizado a capacidade do sistema e elevar a qualidade do serviço.

As informações sobre a mobilidade podem também ser aplicadas na determinação de estados RRC. No caso de um posto do lado do assinante que se movimenta somente lentamente, que se move somente dentro de um ambiente limitado ou pelo menos somente com uma velocidade muito pequena de, por exemplo, 5 km/h, não é por exemplo necessário comutar o posto do lado do assinante para o denominado estado URA-PCH, sendo que URA-PCH é um estado UMTS específico no qual é conhecida a posição do posto UE do lado do assinante UE no plano da zona de localização UTRAN (Location Area). Deste modo, a carga no sistema pode ser reduzida, a qual de outro modo surge através de uma procura mais dispendiosa de postos (Paging).

Também no controlo da entrega (Handover control) é necessária uma redução do esforço, dado que num posto do lado do assinante, que se encontra fixo ou que se movimenta somente dentro de uma área limitada, não têm que ser executadas ou aplicadas quaisquer medições em células vizinhas da frequência actual ou uma outra frequência (intra - ou, interfrequency measurements) o que reduz o esforço de medição no posto do lado do assinante correspondente.

As vantagens obtém-se também na atribuição da velocidade dos bits (bit rate allocation) . Aos postos do lado do assinante, que se encontram próximos de um posto do lado da 14 rede, podem ser atribuídas velocidades de dados mais elevadas sem perda de capacidade. Se os postos e dispositivos do lado da rede tiverem conhecimento, por exemplo através de um serviço de localização ou medições, que um posto do lado do assinante se encontra próximo do posto do lado da rede e que o posto do lado do assinante não se movimenta, então pode ser atribuída logo uma velocidade de dados mais elevada ou respectivamente um género de funcionamento AMR com velocidade mais elevada (AMR: Adaptative Multi Rate), do que seria possível com uma carga de célula igual para postos do lado do assinante na zona do bordo da célula.

Vantajosas são as informações sobre a mobilidade aplicáveis também em ligação com procedimentos da mobilidade da ligação RRC. No geral tais procedimentos nos postos do lado do assinante, os quais se encontram fixos ou que se movimentam somente dentro de uma área limitada, podem ser reduzidos a um mínimo, o que minimiza a sinalização necessária e por fim o consumo de energia. É também possível uma redução dos ciclos do controlo da potência (Power Control Cycle) , quando se sabe que um ou mais postos do lado do assinante não se movimentam ou se movimentam somente dentro de certos limites de velocidade de outro local.

As vantagens anteriores obtêm-se através da utilização de informações sobre a mobilidade quando se tem conhecimento de uma mobilidade somente limitada ou nem sequer existente dos postos do lado do assinante. As limitações da mobilidade podem neste caso ser predefinidas do lado do assinante, podendo todavia também do lado dos postos do 15 lado da rede ser aplicadas para os postos do lado do assinante. À primeira vista o processo descrito contradiz o pensamento geral para a construção e funcionamento de uma rede de comunicações via rádio, a qual se encontra projectado para uma mobilidade principalmente não limitada como característica ambicionada em relação a redes fixas. Tal como é visível das vantagens, torna-se todavia possível através de uma limitação duradoura ou temporária da mobilidade deste género de postos isolados ou de todos os que se comunicam, uma optimização dos recursos da rede.

Os exemplos de forma de realização serão de seguida pormenorizadamente descritos tomando como referência as figuras. As figuras representam:

Figura 1 posto do lado do assinante, o qual transmite para um posto do lado da rede, sem notificação, uma informação sobre a mobilidade;

Figura 2 posto do lado do assinante, o qual transmite para a rede, a pedido, uma informação sobre a mobilidade;

Figura 3 posto do lado do assinante, ao qual do lado da rede é aplicada uma limitação da mobilidade;

Figura 4 vários postos do lado do assinante aos quais do lado da rede são transmitidas informações sobre a mobilidade, e

Figura 5 esquema da distribuição de informações sobre a mobilidade dentro de uma rede de comunicações e para dispositivos externos.

Tal como é visível da figura 1, um sistema de comunicações é constituído por vários dispositivos de vários géneros. Do lado do assinante trata-se de postos UE estacionários ou 16 móveis do lado do assinante, por exemplo telemóveis ou computadores com placas de interface via rádio. Estes postos UE do lado do assinante comunicam através de interfaces via rádio V com postos de acesso NB do lado da rede, os quais são também designados como postos base ou postos do lado da rede. As interfaces de rádio V podem ser realizadas neste caso dentro de uma área de cobertura de uma célula Z, sendo que uma ou várias de tais células Z em redor das antenas podem formar um posto de acesso NB.

Do lado da rede, um ou vários de tais postos de acesso NB encontram-se ligados a um dispositivo de controlo da rede de rádio RNC (Radio Network Controller) e através deste a dispositivos de rede adicionais. Como exemplo de rede são aqui apresentados de modo esquemático dispositivos dos sistemas de rádio móvel UMTS, podendo ser contudo convertivel uma transmissão para outras redes, por exemplo GSM ou somente redes de dados.

De modo vantajoso no estabelecimento de uma ligação V entre um posto UE do lado do assinante e um posto de acesso NB do lado da rede, pode ser trocada uma informação sobre a mobilidade MC. Alternativamente ou adicionalmente é possível também a transmissão de informações sobre a mobilidade MC (Mobility Class) durante uma ligação existente V.

Uma informação sobre a mobilidade MC utilizável de modo especialmente simples é possível através de uma classificação normalizada nas classes de mobilidade MC-1,... MC- 7 descritas a seguir. Como informações sobre a mobilidade são utilizáveis por exemplo também valores de medição discretos de um espectro contínuo, sendo que zonas 17 individuais do espectro podem depois ser atribuídas vantajosamente a classes individuais de mobilidade. Enquanto classes de mobilidade predefinidas fixas de modo conveniente podem ser normalizadas, a aplicação de identificações de classes de mobilidade não fixamente predefinidas seria também de aplicação simples sem uma normalização fixa.

Uma classificação da mobilidade é caracterizada de modo vantajoso através de diversas indicações, em especial através de uma velocidade máxima permitida ou respectivamente máxima possível, com a qual um posto do lado do assinante UE se pode movimentar, e/ou através de uma área máxima de movimento, dentro da qual um posto do lado do assinante UE se pode movimentar. Com vista à área do movimento espacial do posto do lado do assinante UE, pode por sua vez ter luqar uma subdivisão. Os critérios para uma tal subdivisão podem ser por exemplo um movimento máximo possível do posto do lado do assinante UE de um local específico, uma possibilidade de movimentação relativa do posto do lado do assinante UE dentro de um período predefinido e/ou uma possibilidade de movimento espacial do posto do lado do assinante UE dentro de uma zona predefinida da área, por exemplo dentro do ambiente interno (indoor environment) de um certo edifício ou complexo de edifícios.

Pode ser realizado tal como se segue um exemplo de uma classificação, em tabela, em classes de mobilidade MC-1 -MC- 7: MC-1: aos postos do lado do assinante UE, os quais são estáticos ou respectivamente que não se movimentam 18 afastando-se do seu local de estadia, é atribuída uma primeira classe de mobilidade MC-1. MC-2: aos postos UE do lado do assinante, que se podem ou têm autorização para movimentar com uma velocidade de, por exemplo, até um máximo de 5 km/h ou se podem movimentar e que além disso se podem movimentar somente dentro do ambiente predefinido por exemplo a área do edifício, é atribuída uma classe de mobilidade MC-2. MC-3: uma terceira classe de mobilidade MC-3 é atribuída aos postos UE do lado do assinante, os quais se podem movimentar com uma velocidade pequena limitada, por exemplo até ao máximo de 5 km/h, não se encontrando todavia sujeitos a quaisquer limitações em relação ao movimento da área. MC-4: é prevista uma quarta classe de mobilidade, MC-4, para uma mobilidade limitada média, deste modo por exemplo postos UE do lado do assinante, os quais se podem movimentar com uma velocidade mais elevada até por exemplo 50 km/h, encontrando-se todavia neste caso também limitados a uma certa área. MC-5: uma quinta classe de mobilidade MC-5 representa uma mobilidade média, sendo utilizada por exemplo para um posto UE do lado do assinante o qual se pode ou tem autorização para movimentar sem uma limitação da área com uma velocidade mais elevada de, por exemplo, no máximo 50 km/h. MC-6: uma sexta classe de mobilidade, MC-6, representa uma mobilidade normal, tal como é aplicável para telefones móveis correntes como postos estacionários UE. As condições 19 normais correspondem neste caso a uma limitaçao espacial em falta e velocidades máximas de, por exemplo, 120 km/h. MC-7: uma sétima classe de mobilidade MC-7 é aplicada para uma mobilidade ilimitada, na qual um posto UE do lado do assinante não se encontra sujeito a uma limitação espacial ou da velocidade. Esta sétima classe de mobilidade corresponde a situações consideradas actualmente em todos os procedimentos e torna necessária a disposição de uma grande quantidade de recursos.

As limitações de mobilidade ou respectivamente a atribuição de classes de mobilidade podem ter lugar de diversos modos. Por um lado pode ser atribuída a um posto UE do lado do assinante uma classe de mobilidade fixa ou não alterável. Por outro lado, ou alternativamente, pode ser atribuída uma classe de mobilidade ao posto UE do lado do assinante, também de acordo com as necessidades. Esta atribuição pode neste caso ter lugar no lado do assinante, deste modo ser predefinida através do utilizador do posto do lado do assinante manualmente ou através de um serviço activado automaticamente. A atribuição pode todavia também ter lugar no lado da rede, por exemplo para atribuir do lado da rede no caso de uma elevada carga de rede a um ou mais dos postos UE do lado do assinante, uma classe de mobilidade máxima ou fixa.

A informação sobre a mobilidade ou respectivamente a classe de mobilidade é deste modo uma informação que é trocada como elemento de informação entre os postos UE do lado do assinante e postos NB do lado da rede. A troca de informações pode ter lugar neste caso em informações existentes ou novas informações próprias entre os postos UE 20 do lado do assinante e os postos de acesso NB do lado da rede. Em especial este género de informações é também trocado entre dispositivos de rede individuais dentro da rede de comunicações. A troca de informações sobre a mobilidade pode neste caso ser limitada à ligação V entre um único posto UE do lado do assinante e o posto de acesso NB do lado da rede que comunica com este, sendo que o posto de acesso NB do lado da rede pode também alimentar simultaneamente ligações de comunicações V para outros postos UE do lado do assinante. É possível também alternativamente ou adicionalmente uma transmissão de informações sobre a mobilidade MC, MC-1 -MC-7 através de várias interfaces V do lado de um posto de acesso NB do lado da rede para todos ou vários postos UB do lado do assinante que comunicam com este.

Com vista ao conceito do ambiente (environment) ou respectivamente da área do movimento, existe uma possibilidade adicional de divisão de acordo com o género de ambiente. Para além desta divisão num único ou num grupo de células Z, que estão relacionadas através de propriedades a serem definidas do lado da rede, são também possíveis outras classificações. Por exemplo, pode-se diferenciar entre um ambiente com condições que surgem no funcionamento exclusivo dentro de um edifício ou parte de um edifício (indoor environment), e condições que surgem fora de edifícios (outdoor environment). Adicionalmente ou alternativamente, pode surgir também uma subdivisão em condições de zonas rurais (rural environment) e zonas citadinas (urban environment). 21

Dado que numa rede de comunicações de rádio móvel típica UMTS o ambiente se encontra atribuído a uma ou várias células Z e a rede controla as células ou respectivamente pode captar e delimitar o movimento dos postos UE do lado do assinante nas células Z, a rede de comunicações ou respectivamente sistema de comunicações tem também como consequência o controlo sobre os ambientes e tipo de ambiente anteriormente mencionados.

No exemplo de forma de realização representado na figura 1 o posto UE do lado do assinante comunica à rede ou respectivamente ao posto de acesso NB do lado da rede a sua classe de mobilidade ou a informação sobre a mobilidade correspondente. Isto pode ser executado durante o estabelecimento da ligação ou durante uma ligação existente, por fim em especial em caso de alterações de funcionamento ou ciclicamente. As alterações de funcionamento têm lugar por exemplo quando o posto UE do lado do assinante quer trocar de uma classe de mobilidade MC-1, para um funcionamento fixo, para uma classe de mobilidade MC-2 para um funcionamento com um movimento lento permitido. As condições de funcionamento, que tornam necessária uma alteração da classe de mobilidade, podem também estar presentes limitados pelo serviço.

Para o caso de uma informações sobre a mobilidade ou respectivamente classe de mobilidade não alterável pelo utilizador do posto UE do lado do assinante, esta pode ser armazenada de preferência no cartão que identifica o assinante ou respectivamente a unidade (USIM: Universal Subscriber Identy Module) ou ser atribuída temporariamente através da rede comunicante. 22

No caso de informações sobre a mobilidade ou respectivamente classe de mobilidade alterável pelo utilizador do posto UE do lado do assinante, a alteração pode ser colocada numa memória do posto UE do lado do assinante. Neste caso, é também possível uma delimitação geral adicional de modo que o utilizador possa escolher somente entre certas classes de mobilidade, deste modo por exemplo pode ter disponível somente até uma mobilidade média ou uma mobilidade limitada a uma zona de área especifica.

Vantajosamente a limitação da mobilidade pode ser associável através do posto UE do lado do assinante, a uma função de taxação do lado da rede. Por exemplo, pode ser utilizada somente uma taxação pequena para postos UE fixos do lado do assinante, enquanto que as taxas devidas sobem com o aumento da mobilidade. Uma associação de taxação deste género apresenta a vantagem de os assinantes que necessitam somente de uma mobilidade limitada tendo em vista taxações mais baixas, escolherem uma classe de mobilidade correspondentemente mais baixa, sendo deste modo por fim economizadas ao assinante taxas, sendo que, por outro lado, do lado da rede se torna possível uma redução da carga a favor da comunicação com outros postos UE do lado do assinante. 0 assinante pode deste modo predefinir através do seu posto UE do lado do assinante directamente, manualmente ou automaticamente, uma mobilidade desejada ou respectivamente necessária.

Em especial a classe de mobilidade necessária pode ser determinada também através do próprio posto UE do lado do assinante, e na verdade não somente dependente do serviço mas também tendo em consideração valores de medição 23 captados. Por exemplo, o posto UE do lado do assinante pode, considerando a potência recepcionada do emissor de um canal de rádio do posto de acesso NB do lado da rede que comunica, determinar que se movimenta relativamente a este posto fixo de acesso NB. A partir destes dados captados, pode ser determinada uma velocidade de modo que o posto UE do lado do assinante a partir da velocidade determinada, pode determinar uma classe de mobilidade necessária mínima, podendo transmitir para o posto de acesso NB do lado da rede. São igualmente possíveis outras oportunidades para determinar a alteração do local ou respectivamente a velocidade. Por exemplo, o posto UE do lado do assinante pode dispor de um denominado módulo GPS (GPS: Global Positioning System).

Os postos e dispositivos do lado da rede podem reagir às informações sobre a mobilidade recepcionadas de vários modos. Em especial é possível uma atribuição activa de recursos para os postos UE do lado do assinante que comunicam ou outros postos.

Tal como é visível da figura 2, na qual se encontram representados os mesmos dispositivos que na figura 1, pode ser efectuada, de acordo com uma forma de realização adicional, também uma consulta da informações sobre a mobilidade ou classe de mobilidade do lado da rede, deste modo através do posto de acesso NB do lado da rede. A opção, em que o posto de acesso NB efectua uma consulta sobre a classe de mobilidade MC, recebendo por conseguinte do posto UE do lado do assinante comunicante a sua informação sobre a mobilidade momentânea ou classe de mobilidade (MC = X!), é vantajosa por exemplo nos períodos intermédios, em que somente redes de acesso individuais e postos UE do lado do assinante se encontram munidos com uma funcionalidade para a notificação de informações sobre a mobilidade, de modo que nestes períodos de passagem são bloqueadas as notificações não analisáveis de outras redes de acesso com informações sobre a mobilidade.

Na figura 3 é visível um exemplo de forma de realização no qual com o mesmo sistema de postos tal como na figura 1 e 2, da rede de acesso ou respectivamente do seu posto de acesso NB, é transmitida através da interface V uma indicação da classe de mobilidade (MC = x! ) , para uma classe de mobilidade certa ou máxima, para o posto UE do lado do assinante. Independentemente da possibilidade de contactar o posto UE do lado do assinante directamente pelo posto de acesso NB através de uma ligação de comunicação V directa bem definida entre esses dois, existe também a possibilidade de transmitir este género de indicações através de canais de rádio, em especial os denominados canais Broadcast-/Multicast. Através da normalização ou através de ordens específicas pode também ser determinada se a informação dedicada da classe de mobilidade da parte do posto de acesso NB para o posto UE do lado do assinante só deve ser válida por um certo período e/ou para uma célula Z específica.

Desde que no posto UE do lado do assinante já esteja armazenada uma informação sobre a mobilidade ou classe de mobilidade MC-1... MC-7, este valor é sobreposto pela informação indicada. Alternativamente ou adicionalmente são também possíveis formas de realização nos quais a informação inicial permanece nesta ou numa outra área da memória, para que após a supressão da classe de mobilidade predefinida do lado da rede se possa mudar, por exemplo 25 através de decorrer de tempo, novamente para o estado inicial, com a classe de mobilidade inicial, por exemplo desejada do lado do assinante.

Tal como é visível da figura 4 na qual postos UE, UE' adicionais do lado do assinante e um posto de acesso NB adicional do lado da rede se encontram representados para alimentação de uma célula Z' própria, este género de indicações do lado da rede pode ser transmitido para a utilização de uma classe de mobilidade máxima (MC = y!) não somente para um posto UE específico individual do lado do assinante, mas também a vários ou todos os postos UE, UE' numa área de células Z, Z'. Em especial podem ser atribuídas a diferentes células Z, Z’ diferentes classes de mobilidade permitidas (MC = y! ou MC = x!) . Também é realizável a atribuição de diferentes classes de mobilidade ou nenhuma limitação de mobilidade para certos de vários postos UE, UE' do lado do assinante. 0 momento, no qual através da rede de acesso ou respectivamente da rede de rádio móvel UMTS é colocada uma classe de mobilidade MC certa ou máxima para um ou vários postos UE, UE' do lado do assinante, podem ser escolhidos para o envio quaisquer comunicados correspondentemente dedicados. Em especial este género de comunicados pode ser transmitido durante o estabelecimento de ligação ou durante uma ligação existente V, V . Para a transmissão de tais informações, podem ser utilizadas para além de ligações dedicadas V, V também canais de rádio. A transmissão da informação sobre a mobilidade ou classe de mobilidade pode ter lugar deste modo, enquanto um ou mais postos UE do lado do assinante apresentam uma ligação estabelecida para a célula Z, Z', na qual a informação de rádio ou 26

Broadcast/Multicast é enviada. A comunicação de uma informações sobre a mobilidade ou classe de mobilidade pode também ter lugar enquanto um posto UE do lado do assinante não tem qualquer ligação V estabelecida para a rede de rádio móvel, mas já pode recepcionar através de um canal de rádio uma informação correspondente.

Além disso, os comunicados em relação às informações sobre a mobilidade ou classes de mobilidade são transferíveis, enquanto um posto UE' do lado do assinante estabelece uma ligação V dedicada para uma célula Z’, mas podendo escutar comunicados via rádio de uma outra célula Z emissora. Esta possibilidade é em especial vantajosa quando um posto UE' do lado do assinante se encontra numa célula Z' na qual se encontra autorizada somente uma classe de mobilidade baixa para transmissões de dados, encontrando-se este posto UE' do lado do assinante todavia na zona de sobreposição para a outra célula Z, na qual poucas ou nenhumas limitações de mobilidade são aplicadas e na qual o posto do lado do assinante pode trocar a ligação de dados V.

No primeiro dos três últimos casos referidos faz sentido uma validade imediata da classe de mobilidade MC atribuída, desde que não limitada através das imposições da normalização ou se tiver que se executar uma comutação posterior para a classe de mobilidade atribuída com indicação do tempo transmitida para a validade. Nos dois outros casos é válida de modo conveniente a atribuição da classe de mobilidade, desde que o posto UE' do lado do assinante tenha estabelecido uma ligação V para a célula Z’ emissora. Também neste caso é possível uma activação posterior do estado da classe de mobilidade atribuída, quando por exemplo de modo correspondente informações 27 adicionais sobre o tempo foram transmitidos para a zona de validade da atribuição das classes de mobilidade.

Vantajosamente, tanto o posto UE do lado do assinante como também a rede de comunicações UMTS ou o seu posto de acesso NB, podem verificar limitações atribuídas em especial limitações predefinidas através da rede sobre as classes de mobilidade. Por exemplo, podem ser para isso realizadas informações sobre medições de velocidade, medições de movimento por meio de avaliação pelo posto UE do lado do assinante e/ou medições de movimentos pelo posto de acesso NB ou postos RNC hierarquicamente superiores a este.

Tal como é visível da figura 5, as informações sobre a mobilidade, ou respectivamente os dados, podem ser transmitidos e avaliados através de classes de mobilidade atribuídas ou necessárias dentro de vários dispositivos e postos do lado da rede. Adicionalmente às representações das figuras anteriores, a figura 5 apresenta uma ligação do dispositivo de controlo da rede de rádio RNC para outros dispositivos de controlo da rede de rádio RNC, dispositivos externos, centros do comutação móveis MSC (Mobile Switching Center) e/ou um SGSN (Serving GPRS Support Node) que serve o nó de apoio GPRS (GPRS: General Packet Radio Service -Pacote geral de serviços rádio). Estes diferentes postos podem por sua vez estar ligados uns aos outros. Em especial são comutáveis ligações para um registo de visitante VLR (Visitor Location Register) e um registo de origem HLR (Home Location Register). Do lado do SGSN que serve como nó de apoio GPRS pode através de um Gateway (Porta de Ligação) de nó de apoio GPRS, GGSN ser construída também uma ligação de dados de pacotes para uma outra rede, por exemplo uma rede sob o comando do protocolo da Internet. 28

De modo conveniente, uma informação pode ser distribuída através de uma mobilidade predefinida ou limitada ou respectivamente classe de mobilidade MC assim como também uma informação originada da mesma para, por exemplo, efeitos estatísticos ou controlo de certas funções de rede na rede de comunicações UMTS. 0 objectivo desta distribuição de informação pode por exemplo ser o controlo da gestão na rede de acesso da rede de comunicações UMTS, a qual com a ajuda desta informação determina uma melhor ocupação dos recursos. É contudo também possível o reencaminhamento de tais informações para dispositivos externos, por exemplo em terminais de manutenção da rede (Maintenance Terminais) , unidades de controlo da posição (Location Control Entities) HLR, VLR ou rede de pacotes.

As informações das classes de mobilidade podem ser utilizadas através da rede de comunicações UMTS de diversos modos. Isto engloba em especial informações acerca das classes de mobilidade MC para um certo ou vários postos UE do lado do assinante, informações derivadas, as quais englobam por exemplo estatísticas sobre a distribuição das classes de mobilidade numa célula 2, ou informações combinadas nas quais a classe de mobilidade ou respectivamente classes de mobilidade são utilizados combinadas com outras informações. É possível deste modo em especial uma optimização dos recursos internos da rede de rádio e rádio móvel. Também podem ser optimizadas as sequências de operações dentro da rede de comunicações e respectivamente rede de rádio móvel assim como na interface da rádio V. Em relação a isto, pode ser citada como exemplo em especial a redução da frequência 29 das medições, as quais são em menor medida necessárias para um posto UE estático do lado do assinante do que para postos UE do lado do assinante móveis ou totalmente móveis.

Ao proporcionar serviços dependentes da classe de mobilidade, pode ser atribuída a um posto UE estático do lado do assinante, por exemplo com recursos necessários reduzidos para uma correcção de erros, também uma largura de banda maior do que a um posto UE móvel do lado do assinante. É também possível a limitação do proporcionamento de um serviço com elevadas exigências de qualidade em classes de mobilidade mais baixas, quando não pode ser alcançado a qualidade necessária do serviço no caso de um posto UE do lado do assinante móvel.

No geral, aumenta a segurança dos serviços. Se por exemplo for importante para o proporcionamento de um serviço, o local de estadia real de um posto UE do lado do assinante, então garante a informação, que este posto UE do lado do assinante é estático ou fixo, que este serviço após uma única determinação do local de estadia pode ser proporcionado numa medida segura.

Em especial pode ser proporcionada vantajosamente uma combinação ou respectivamente cooperação com dispositivos de taxação. Deste modo, pode ser criado um estímulo com vista a uma taxação menor dependente da classe, das classes de mobilidade, e ocultar esses recursos somente na medida realmente necessária.

Lisboa, 16 de Outubro de 2006

Claims (11)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para controlar pelo menos um posto de assinante (UE; UE') no sistema de comunicação via rádio (UMTS; GSM) , em que é determinada a mobilidade de pelo menos um posto do lado do assinante (UE; UE'), em que a pelo menos um posto do lado do assinante (UE; UE') é atribuída uma classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) que corresponde à mobilidade determinada, sendo a classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2,... MC-7) , que corresponde à mobilidade determinada, transmitida entre o pelo menos um posto do lado do assinante (UE, UE') e um posto do lado da rede (NB) , sendo um acesso do pelo menos um posto do lado do assinante (UE, UE') a um posto do lado da rede (NB) controlado como uma função da classe de mobilidade (MC; MC- 1, MC-2, . . . MC-7) atribuída se pelo menos a um posto do lado do assinante (UE, UE') que não se encontra a movimentar ou se move somente dentro de uma área restrita, tiver sido atribuída uma classe de mobilidade correspondente (MC; MC-1, MC-2,... MC-7).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que uma selecção de célula e/ou nova selecção de célula é controlada temporizada no posto de assinante (UE) , dependendo da classe de mobilidade atribuída (MC; MC-1, MC- 2, .. . MC-7) .

3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por, dependendo da classe de mobilidade atribuída (MC; MC-1, MC-2, ... MC-7) , no estabelecimento de ligação para o posto do lado da rede (NB) , no posto de assinante (UE), ser controlada a potência de transmissão para uma transmissão de um pedido de ligação. 2

4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os meios para as classes de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, ... MC-7) se encontrarem proporcionados de acordo com uma subdivisão predeterminada fixa.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) do posto de assinante (UE, UE') ser transmitida para o posto do lado da rede (NB), sendo que a classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) foi seleccionada ou determinada pelo fabricante do posto de assinante (UE, UE'), pelo utilizador do posto de assinante (UE, UE') ou por um serviço activado no posto de assinante (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) , e/ou a classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) ser transmitida do posto do lado da rede (NB) para o posto de assinante (UE, UE'), sendo que a classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, ... MC-7) foi definida pelo operador da rede ou por um dispositivo adicional do lado da rede (NB, RNC, MSC) .

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a ligação (V, V) ser interrompida ou comutada para recursos disponibilizados do modo limitado, com ou sem introdução de um aviso, se a mobilidade correspondente atribuída de uma das classes de mobilidade atribuída (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) for excedida pelo posto de assinante (UE, UE') .

7. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2,... MC-7) ser transmitida através de uma ligação dedicada (V, V ) e/ou canal de radiodifusão. 3

8. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, ... MC-7) ser adicionalmente transmitida entre dispositivos do lado da rede (NB, RNC, MSC, XT, disp., SGSN, GGSN, HLR, VLR) e utilizada para controlo de recursos.

9. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, em que uma periodicidade de uma determinação da posição do posto de assinante (UE), é controlada dependendo da classe de mobilidade (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) atribuída.

10. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, no qual, dependendo da classe de mobilidade atribuída (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7) são disponibilizados certos serviços ao posto do lado do assinante (UE, UE').

11. Posto do lado do assinante (UE, UE') com, um dispositivo para enviar e/ou receber uma classe de mobilidade atribuída (MC; MC-1, MC-2,... MC-7) para/de um posto do lado da rede (NB) e/ou um dispositivo de controlo do lado da rede (RNC, MSC), sendo que a classe da mobilidade (MC; MC-1, MC-2, ...MC-7) foi atribuída de acordo com uma mobilidade determinada do posto do lado do assinante (UE, UE'), uma memória (USIM) para a memorização duradoura ou temporária da classe de mobilidade atribuída (MC; MC-1, MC-2,... MC-7), e um dispositivo de controlo para o controlo do posto do lado do assinante (UE, UE') dependente da classe de mobilidade atribuída (MC; MC-1, MC-2, . . . MC-7), sendo que o dispositivo de controlo controla um acesso ao posto do lado da rede (NB) , caso ao posto do lado do assinante (UE, UE') que não se move ou se move só 4 4 numa área mobilidade limitada, tenha sido atribuída uma classe de correspondente {MC; MC-1, MC-2, ... MC-7). Lisboa, 16 de Outubro de 2006