PT1798996E

PT1798996E - Método e aparelho para melhorar a utilização do espectro de radiofrequências e diminuir o atraso dos dados de utilizador

Info

Publication number: PT1798996E
Application number: PT07100420T
Authority: PT
Inventors: Antti Kangas
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2002-01-03
Publication date: 2012-06-05
Also published as: AU2002222433A1; HK1117323A1; CA2434266A1; KR100649542B1; ATE355707T1; DK1798996T3; US20060280144A1; BRPI0206380B1; CN100353778C; CA2434266C; EP1352532A2; CN1496658A; CN101175253A; BR0206380A; KR20030094230A; JP4184792B2; CN101175253B; ATE553616T1; EP1798996A2; US7136363B2

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO E APARELHO PARA MELHORAR A UTILIZAÇÃO DO ESPECTRO DE RADIOFREQUÊNCIAS E DIMINUIR O ATRASO DOS DADOS DE UTILIZADOR" CAMPO DA INVENÇÃO:

Esta invenção refere-se, de um modo geral, a dispositivos e métodos de comunicação sem fios e, mais particularmente, refere-se a terminais sem fios, redes e sistemas de comunicação de dados em pacotes através de canais de rádio. ANTECEDENTES DA INVENÇÃO:

Utilizam-se os seguintes termos na descrição subsequente e são definidos como se segue: GSM Sistema Global para Comunicações Móveis, um sistema de comunicação digital sem fios utilizando uma interface por via aérea com Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA). GPRS Serviço Geral de Radiocomunicação por Pacotes, um serviço GSM fase 2+, em que os recursos de rádio para transferência de dados são alocados bloco a bloco, ao contrário do que acontece na comutação de circuitos. 1 MS Estação Móvel, tal como um telefone portátil celular, um telefone celular instalado em veiculo, um dispositivo de comunicação pessoal, um dispositivo assistente digital pessoal (PDA) tendo a possibilidade de comunicar sem fios, um módulo de comunicação sem fios instalável dentro de ou com um computador, tal como ligando-o numa ranhura PCMCIA e, em geral, qualquer dispositivo apto a efectuar comunicação bidireccional com uma rede sem fios. DL Ligação Descendente: uma direcção da rede sem fios

para a MS UL Ligação Ascendente: uma direcção da MS para a rede sem fios PSI Informação de Sistema de Pacotes (mensagem) PBCCH Canal de Controlo de Radiodifusão de Pacotes: um canal de ligação descendente utilizado para transmitir mensagens PSI. PACCH Canal de Controlo Associado em Pacotes: um canal lógico que é utilizado para enviar blocos de controlo entre a rede e a MS no mesmo canal em que se enviam blocos de dados em pacotes (i. e., durante a transferência de dados em pacotes) TBF Fluxo de Blocos Temporário: um fluxo temporário de dados em pacotes da MS para a rede (UL TBF) ou a partir da rede para a MS (DL TBF) . Se a direcção não 2 for especificada, TBF significa UL TBF, DL TBF ou ambos.

PTM Modo de Transferência de Pacotes: um modo em que a MS está a receber dados em pacotes, enviar dados em pacotes, ou ambos, isto é, a MS tem UL TBF, DL TBF ou tanto o UL como o DL TBF activos.

Multi-RAT Tecnologia de Acesso Multi-Rádio: tendo a MS atributos 2G (GSM) e 3G (UMTS), i. e., telefone multimodo 2G-3G que pode obter serviço em qualquer rede 2G ou 3G.

Durante a aquisição inicial de mensagens PSI, por exemplo, após (re)selecção de células, a rede não sabe, necessariamente, que mensagens PSI tem que enviar para a MS. Este problema é mais importante em futuras versões (e. g., as posteriores à Versão 1997 (R97), Versão 1998 (R98 e Versão 1999 (R99)), à medida que se introduzem novas mensagens PSI. Como actualmente especificado, uma dada MS não consegue informar a rede quanto às mensagens PSI que espera receber da rede. 0 documento ETSITS 101349 V6.10.0 divulga o protocolo GPRS RLC/MAC.

Mais especificamente, durante um processo de Actualização Não Especificado, é necessário que a MS receba, pelo menos, uma instância de cada tipo de mensagem PSI. Actualmente, a mensagem de PACKET PSI STATUS não está preparada para indicar que tipo(s) de mensagem(ns) PSI a MS necessita de modo a realizar a verificação de marca de alteração. Como tal, o processo de PACKET PSI STATUS não pode ser utilizado durante um processo de aquisição parcial. 3 OBJECTIVOS E VANTAGENS DA INVENÇÃO: É um primeiro objectivo e vantagem da presente invenção proporcionar um melhor processo de dados em pacotes que supere os problemas anteriores e outros. É um outro objectivo e vantagem da presente invenção permitir que a MS indique à rede que mensagens PSI requer a partir da rede.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Os problemas anteriores e outros são superados e os objectivos e vantagens expostos são realizados através de métodos e aparelhos de acordo com formas de realização desta invenção.

De acordo com os ensinamentos do presente documento, a MS está habilitada a informar expressamente a rede quanto a que mensagens PSI necessita de receber e, em resposta, a rede está habilitada a enviar à MS apenas aquelas mensagens PSI que esta necessita. Consequentemente, existe uma melhor utilização do espectro dos canais de dados em pacotes e o tráfego de dados também aumenta.

Um outro benefício consequente é que não é necessário que a MS suspenda uma transferência de pacotes em curso durante o processo de Actualização Não Especificada, aumentando desse modo, ainda mais, o tráfego de dados. Além disso, uma vez que não é necessário suspender o TBF, o espectro é utilizado mais 4 plenamente e alocado de forma mais eficiente, uma vez que, durante uma suspensão convencional de TBF, não se podem enviar ou receber blocos de dados enquanto dura cada bloco PBCCH, bem como os blocos envolventes, devido a atrasos de configuração de canal e tempos de estabelecimento necessários no Processador de Sinal Digital (DSP) da MS.

Uma outra vantagem destes ensinamentos é que os processos actualmente especificados de sinalização são utilizados, evitando-se, assim, um requisito para especificar novos processos de sinalização.

Um método de acordo com estes ensinamentos é definido na reivindicação independente 1, um sistema correspondente é definido na reivindicação independente 8.

Numa forma de realização presentemente preferida, mas sem limitação, a mensagem é uma mensagem PACKET PSI STATUS e o canal físico transmite um Canal de Controlo Associado em Pacotes (PACCH). Os passos de envio da mensagem e transmissão das mensagens PSI ocorrem durante um modo de transferência de dados em pacotes e sem suspensão de um Fluxo de Blocos Temporário estabelecido (TBF). Na forma de realização presentemente preferida, a estação móvel enche a mensagem de Packet PSI Status, incluindo (opcional) campos PSIx_COUNT e Instance_Bitmap e definindo o valor zero para os seus respectivos campos para o tipo de mensagem PSI particular na mensagem PACKET PSI STATUS. Em resposta, a rede determina que a estação móvel não recebeu o tipo de mensagem PSI particular e ignora uma PSI_CHANGE_MARK indicada na mensagem PACKET PSI STATUS.

Além disso, de acordo com estes ensinamentos, existe um 5 método para implementar um sistema de comunicação sem fios tendo funcionalidade de dados em pacotes. 0 método inclui o envio de uma mensagem PACKET PSI STATUS de uma estação móvel para uma rede, especificando a mensagem PACKET PSI STATUS tipos de mensagens individuais de tipos de mensagem de informação de sistema de pacotes (PSI) que são necessárias para a recepção pela estação móvel e, em resposta à recepção da mensagem PACKET PSI STATUS, o envio de apenas os tipos de mensagem especificados individuais dos tipos de mensagem PSI da rede para a estação móvel. 0 envio da mensagem PACKET PSI STATUS inclui a indicação dos tipos de mensagem PSI suportados pela estação móvel numa

Lista de Mensagens PSI Recebidas na mensagem PACKET PSI STATUS. A estação móvel pode indicar, na mensagem PACKET PSI STATUS, para cada tipo de mensagem PSI para o qual a estação móvel deseja um valor PSI CHANGE MARK, o estado actual do tipo de

mensagem PSI e que o tipo de mensagem PSI não foi recebido. Neste caso, a estação móvel pode desejar o valor PSI CHANGE MARK, pelo menos, durante uma aquisição parcial de mensagens PSI.

Os tipos de mensagens PSI que são necessários para a recepção pela estação móvel são os que satisfazem os seguintes critérios: a) os tipos de mensagens PSI que a estação móvel considera relevantes com base nas características que a estação móvel suporta; e b) para tipos de mensagens PSI opcionais, o tipo de mensagem PSI que tem sido indicado pela rede como presente num Canal de Controlo de Radiodifusão de Pacotes (PBCCH). 6

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características acima definidas e outras da invenção são tornadas mais evidentes na Descrição Detalhada que se segue da Invenção, quando lida em associação com os Desenhos anexos, em que: A Fig. 1 é um diagrama de blocos simplificado de um sistema de comunicação sem fios que é adequado para a prática dos ensinamentos de acordo com a presente invenção; A Fig. 2 mostra conjuntos consistentes de mensagens de informação de sistema; A Fig. 3 apresenta um exemplo de uma mensagem PSI com várias instâncias, neste exemplo, PSI2 = quatro instâncias, PSI2_CHANGE_MARK = 2; e A Fig. 4 mostra os elementos de informação de uma mensagem PACKET PSI STATUS.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

No que se refere, em primeiro lugar, à Fig. 1, ilustra-se um diagrama de blocos simplificado de uma forma de realização de um sistema 1 de comunicações sem fios que é adequado para a prática desta invenção. Assume-se que o sistema 1 inclui uma pluralidade de estações móveis 100. Duas estações móveis (MS) são mostradas na Fig. 1, por uma questão de conveniência, sendo uma designada por MS N° 1 e a outra MS N° 2. A Fig. 1 também mostra um operador de rede exemplificativo tendo, por exemplo, 7

um Nó 30 de Suporte GPRS (GSN) para ligação a uma rede de telecomunicações, tal como a Rede Telefónica Pública Comutada (PSTN) e/ou uma Rede Pública de Dados em Pacotes (PDN) , pelo menos, um controlador 40 de estação base (BSC) e uma pluralidade de estações 50 de emissor-receptor base (BTS) que transmitem, numa ligação directa ou descendente (DL), canais físicos e lógicos para as estações móveis 100, de acordo com uma predeterminada norma de interface por via aérea. Também existe um caminho de comunicação inverso ou ascendente (UL) da estação 100 móvel para o operador 2 de rede, que transmite pedidos de acesso originados dos móveis e tráfego. Pode assumir-se que cada BTS 50 suporta uma célula dentro da qual se podem situar uma ou mais MS. A MS 100 e a rede de 2 empregam o processo PSI melhorado de acordo com estes ensinamentos, como descrito, em seguida, em maior detalhe.

Numa forma de realização preferida, mas sem limitação, destes ensinamentos, a norma de interface por via aérea pode estar de acordo com qualquer norma que permita a ocorrência de transmissão de dados em pacotes com as estações móveis 100, tais como acesso 70 à Internet e descarregamentos de páginas Web. Na forma de realização presentemente preferida da presente invenção, a norma de interface por via aérea é uma interface por via aérea com Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA), que suporta as funcionalidades GPRS melhoradas aqui divulgadas. O operador 2 de rede também pode incluir um Centro de Serviço de Mensagens de Sistema (SMSC) 60 que recebe e encaminha mensagens para as estações 100 móveis, embora qualquer técnica de comunicação de mensagens sem fios apta a utilizar dados em pacotes possa ser utilizada. Outros tipos de serviço de comunicação de mensagens podem incluir Serviços Suplementares de 8

Dados e um actualmente em desenvolvimento e conhecido como Serviço de Mensagens Multimédia (MMS), em que mensagens de imagem, mensagens de vídeo, mensagens de áudio, , mensagens de texto, ficheiros executáveis e semelhantes, e suas combinações, podem ser transferidos entre uma rede e uma estação móvel. A estação 100 móvel inclui, tipicamente, uma unidade 120 de microcontrolo (MCU) tendo uma saída acoplada a uma entrada de um monitor 140 e uma entrada acoplada a uma saída de um teclado 160. A estação 100 móvel pode ser considerada como um radiotelefone portátil, tal como um telefone celular ou um comunicador pessoal. A estação 100 móvel também pode estar contida dentro de um cartão ou módulo que é ligado durante a utilização a um outro dispositivo. Por exemplo, a estação 100 móvel poderia estar contida dentro de um PCMCIA ou tipo semelhante de cartão ou módulo que é instalado, durante a utilização, dentro de um processador de dados portátil, tal como um computador portátil ou notebook, ou mesmo um computador que é utilizável pelo utilizador.

Assume-se que a MCU 120 inclui ou está acoplada a algum tipo de memória 130, incluindo uma memória só de leitura (ROM) para o armazenamento de um programa operativo, bem como uma memória de acesso aleatório (RAM) para armazenar temporariamente dados necessários, memória rápida temporária, dados em pacotes recebidos, dados em pacotes a transmitir e semelhantes. Também se assume que a memória 130 armazena mensagens PSI, como descrito, em seguida, em mais pormenor. Um SIM separado e removível (não mostrado) também pode ser proporcionado, armazenando o SIM, por exemplo, uma lista preferida de Rede Móvel Terrestre Pública (PLMN) e outras informações relacionadas com assinantes. Assume-se que a ROM, para os fins da presente 9 invenção, armazena um programa que permite que a MCU 120 execute as rotinas, camadas e protocolos de software necessários para implementar a transmissão e recepção de dados em pacotes, de acordo com os ensinamentos do presente documento, bem como proporciona uma interface de utilizador adequada (UI), através do monitor 140 e teclado 160, com um utilizador. Embora não seja mostrado, um microfone e um altifalante são, tipicamente, proporcionados para permitir que o utilizador faça chamadas de voz de um modo convencional. Um módulo de processamento de PACKET PSI STATUS, que funciona de acordo com este, é mostrado, geralmente, como o bloco 260, embora essa funcionalidade, na prática, seja tipicamente corporizada por instruções de programas armazenados na memória 130. A estação 100 móvel também contém uma secção sem fios, que inclui um processador de sinal digital (DSP) 180 ou um processador de velocidade elevada equivalente, bem como um emissor-receptor sem fios constituído por um transmissor 200 e um receptor 220, estando os dois acoplados a uma antena 240 para comunicação com o operador de rede. Dados em pacotes são transmitidos e recebidos através da antena 240, de acordo com os ensinamentos dados aqui.

Tendo, assim, descrito uma forma de realização adequada de uma rede 2 de comunicações sem fios, estação 100 móvel e sistema 1 global para praticar esta invenção, proporciona-se, agora, uma descrição mais aprofundada da presente invenção.

Estes ensinamentos proporcionam um método para a utilização de processos existentes e mensagens para lidar com vários tipos de aquisições de mensagens PSI durante o modo de transferência de dados em pacotes. Estas aquisições de mensagens PSI incluem 10 uma aquisição inicial, em que, num primeiro momento, as mensagens PSI são recebidas na célula. Neste caso, o problema é que a rede 2 não sabe que mensagens PSI deve enviar para a MS 100. Este é especialmente o caso na R99 e em redes mais novas para as quais vários tipos de mensagens PSI opcionais foram definidos. As aquisições de mensagens PSI também incluem o caso de uma actualização especificada pela rede 2 num PSI_CHANGE_FIELD numa mensagem PSI1, em que um conjunto de mensagens são explicitamente definidas e uma Actualização Não Especificada é ordenada.

De modo a obter uma melhor compreensão da presente invenção e das vantagens proporcionadas pela utilização da mesma, faz-se, em primeiro lugar, uma descrição da utilização actual das mensagens PSI e dos problemas que resultam do processo de mensagens PSI actualmente especificado.

No GPRS, a informação de sistema referente a parâmetros de acesso de pacotes é transmitida sob a forma de mensagens PSI se a célula suportar um canal de controlo dedicado a GPSR (PBCCH). Neste caso, espera-se que a MS 100 receba todas as mensagens PSI transmitidas. É feita agora referência à Fig. 2 para mostrar vários tipos exemplificativos de mensagens PSI. Se um PBCCH estiver presente numa célula, a rede 2 transmite, regularmente, mensagens de tipo Informação de Sistema de Pacotes (PSI) no PBCCH. As mensagens PSI2. e PSl3bis, e alguns outros tipos de mensagens PSI, podem ser transmitidas em alguns múltiplos números de instâncias. Com base na informação transmitida em mensagens PSI, a MS 100 fica habilitada a determinar se e como pode aceder à rede 2 através da célula actual. 11

Se múltiplas instâncias de um tipo de mensagem PSI forem enviadas no PBCCH, espera-se que a MS 100 receba um conjunto consistente desse tipo de mensagem PSI (ou Informação de Sistema (SI)) . Em alguns casos, mais do que um tipo de mensagem de PSI pode ser reunido num conjunto consistente, como mostrado na Fig. 2. A titulo de exemplo, todas as instâncias (1-8) da mensagem PSI2 formam um conjunto consistente.

No que se refere agora à Fig. 3, um conjunto consistente de mensagens de informação de sistema é identificado por um parâmetro PSI_Change_Mark que está incluído em cada mensagem no conjunto. Todas as mensagens PSI dentro de um conjunto consistente são especificadas de modo a ter o mesmo valor do parâmetro PSI_Change_Mark. O número total de mensagens de informação de sistema de um determinado tipo dentro de um conjunto consistente é indicado por um parâmetro PSI_Count que está incluído em cada mensagem PSI do conjunto. A posição de uma determinada instância de mensagem dentro do conjunto consistente de mensagens de informação de sistema é indicada por um parâmetro PSI_Index. 0 parâmetro PSI_Count tem o valor de N-l, em que N é o número de instâncias do tipo de mensagem particular presente no conjunto consistente. O parâmetro PSI_Index varia de zero a N-l. Diferentes instâncias de um tipo de mensagem particular num conjunto consistente têm valores diferentes do parâmetro PSI_Index. A Fig. 3 mostra um exemplo de uma mensagem PSI com várias instâncias: PSI2, quatro instâncias, PSI2_CHANGE_MARK = 2. Deve 12 salientar-se que os valores PSI Change_Mark são iguais, bem como os valores PSI_Index são crescentes.

No que se refere à gestão de marcas de alteração, o PSI1 contém uma marca de alteração para todo o conjunto de mensagens PSI (PBCCH_CHANGE_MARK). Esta marca de alteração é armazenada na memória 130 da MS 100 e utilizada para comparações subsequentes. A PSI1 é actualizada a cada 30 segundos, independentemente das actividades que a MS 100 está a realizar. A PSI1 pode indicar que algumas mensagens PSI devem ser actualizadas (i. e., recebidas novamente) pela MS 100. Esta indicação de actualização (parâmetros PBCCH_CHANGE_MARK e PSI_CHANGE_FIELD) pode ser dada de duas formas. A primeira técnica é que o valor PB C C H_C HAN GE_MARK é aumentado por dois ou mais. Neste caso, a MS 100 é obrigada a receber todas as mensagens PSI novamente. A segunda técnica aumenta o valor PBCCH_CHANGE_MARK por um, o que indica que a MS 100 é obrigada a verificar o valor do parâmetro PSI_CHANGE_FIELD associado. Este parâmetro pode indicar que: (a) a MS 100 deve iniciar uma actualização de um tipo especifico de mensagem PSI, (b) que a MS 100 deve iniciar uma actualização de um tipo não especificado de mensagem(ns) PSI; ou (c) que a MS 100 deve iniciar uma actualização de um tipo desconhecido de mensagens PSI (para futuras extensões, neste caso, a MS 100 não necessita de actualizar quaisquer mensagens PSI).

Em qualquer caso, excepto para o caso de actualização desconhecida, espera-se que a MS 100 receba e verifique a marca de alteração de, pelo menos, uma instância de cada tipo de mensagem PSI especificado pelo PSI_CHANGE_FIELD. Se a marca de alteração tiver um valor diferente do da armazenada na memória 130, o MS 100 deve apagar o conjunto de mensagens PSI 13 armazenadas e começar a readquirir esse conjunto de mensagens PSI particular.

No que se refere à aquisição de mensagens PSI, se a MS 100 estiver no modo de transferência de pacotes, quando a aquisição de PSI é necessária, a MS 100 suspende o(s) TBF(s) para permitir a recepção de PSI no PBCCH. O PBCCH está localizado num canal físico diferente (i. e., numa frequência de ligação descendente diferente), o que implica que a MS 100 deve comutar para o PBCCH a partir do canal físico de dados em pacotes propriamente dito. Uma vez que o DSP 180 não consegue comutar instantaneamente entre os canais físicos, a transferência de dados tem que ser interrompida. Também se tem que proporcionar uma determinada quantidade de tempo de estabelecimento de canal. Além disso, no sistema GPRS, todos os blocos de dados são enviados em quatro rajadas de rádio consecutivas, o que significa que a MS 100 perde um bloco de dados completo, mesmo que perca apenas uma rajada. Quando o TBF é suspenso, este é, tipicamente, o caso. Como tal, para cada bloco PBCCH, a MS 100 perde três blocos de dados em pacotes (um correspondente ao bloco PBCCH recebido propriamente dito, bem como os dois blocos que o envolvem). Isso pode impedir seriamente o tráfego de dados, pois pode haver muitas mensagens PSI com múltiplas instâncias.

Além disso, a quantidade de blocos PBCCH por multitrama (um parâmetro de configuração de rede 2) pode ir até quatro. Como tal, a suspensão do TBF pode conduzir a uma paragem completa do tráfego de dados em pacotes durante a suspensão. 14

Além disso, o caso da suspensão pode ser ainda mais oneroso se a recepção de mensagens PSI não for optimizada (i. e., as mensagens PSI não são recebidas com precisão). 0 sistema GPRS, como actualmente especificado, proporciona uma mensagem PACKET PSI STATUS que, se suportada pela rede 2, significa que a rede 2 está habilitada a suportar o envio de mensagens PSI para a MS 100 no Canal de Controlo Associado em

Pacotes (PACCH). Como definido acima, o PACCH é um canal lógico que é utilizado para enviar blocos de controlo entre a rede 2 e a MS 100 no mesmo canal (físico) em que os blocos de dados em pacotes são enviados. Neste caso, a transferência de dados em pacotes só é interrompida por esses blocos de mensagens PSI enviados no PACCH e não é necessário suspender o TBF para receber mensagens PSI do PBCCH.

Além disso, relativamente a isto, na direcção ascendente (PACCH/U) a ligação é ponto-a-ponto, ao passo que o PACCH na direcção descendente (PACCH/D) é ponto-a-ponto ou ponto-a-multiponto, dependendo das MS 100 configuradas no PDCH. Mais tipicamente, na direcção descendente, o PDCH é partilhado por uma pluralidade de MS 100 e dado que as mensagens PSI são dados transmitidos, as mensagens PSI são válidas para uma pluralidade das MS 100. Uma vez que há, tipicamente, várias MS 100 a partilhar o PDCH de ligação descendente, os ensinamentos da presente invenção também ajudam estes móveis (no caso de haver um TBF de ligação descendente activo para estes), uma vez que não é necessário que o PDCH de ligação descendente partilhado transmita mensagens PSI desnecessárias. O suporte do PACKET PSI STATUS é opcional, para ambas a MS 100 e a rede 2. No entanto, devido, pelo menos, ao facto de o 15 suporte de mensagens PACKET PSI STATUS na rede 2 reduzir o atraso na nova selecção de células, espera-se um suporte generalizado eventual para esta caracteristica opcional, especialmente à luz do facto de se terem especificado novos tipos de mensagens PSI em GPRS R99 com múltiplas instâncias. Prevê-se que isto aumente ainda mais os tempos de nova selecção de células. Além disso, prevê-se que as versões futuras da especificação GPRS proporcionem informações adicionais a transmitir no PBCCH, bem como informações que se prevê que podem mudar com frequência (e. g., serviços de localização, dados de assistência, anúncios, etc.). Prevê-se que estes vários factores levem a especificação GPRS a exigir uma funcionalidade flexível, precisa e frequente para actualizar mensagens PSI.

Como está actualmente especificado (GSM TS 04.60, Versão 1997 (versão 6.10.0) e Versão 1999 (versão 8.6.0)) para a mensagem PACKET PSI STATUS (parágrafo 5.5.1.4.3):

"5.5.1.2 Informação de sistema no PBCCH

Se o PBCCH estiver presente na célula de serviço, a estação móvel deve receber as mensagens INFORMAÇÃO DE SISTEMA DE PACOTES (PSI) transmitidas no PBCCH. Os parâmetros que determinam a programação de mensagens PSI no PBCCH são proporcionados na mensagem PSI1.

Quando se seleccionar uma nova célula onde PBCCH está ou entrar no modo de transferência de pacotes, até ter: - adquirido a mensagem INFORMAÇÃO DE SISTEMA DE PACOTES TIPO 1 (PSII); 16 adquirido um conjunto consistente de mensagens PSI2; e feito, pelo menos, uma tentativa para receber o conjunto completo de mensagens PSI no PBCCH.

Como opção, se a rede suportar a mensagem PACKET PSI STATUS, móvel pode realizar acesso de pacotes e entrar no modo de transferência de pacotes, assim que a mensagem PSI1 e um conjunto presente, a estação móvel deve efectuar uma aquisição completa das mensagens PBCCH (ver 5.5.1.4). A estação móvel não deve realizar acesso de pacotes na célula seleccionada consistente de mensagens PSI2 forem recebidos. Neste caso, a estação móvel deve implementar o pedido de aquisição de informação de sistema (ver 5.5.1.4.3)."

Devido ao facto de poder haver muitas mensagens PSI (o que é certamente o caso em versões posteriores do GPRS), o atraso na nova selecção de células (tempo durante o qual os dados em pacotes de utilizador não podem ser enviados ou recebidos) pode ser significativamente reduzido utilizando a mensagem PACKET PSI STATUS.

No entanto, a requerente reconheceu que existem determinados problemas na utilização da mensagem PACKET PSI STATUS como presentemente especificado. Por exemplo, os estados de especificação para a mensagem PACKET PSI STATUS (04.60, parágrafo 5.5.1.4.3) : "Como uma opção, a estação móvel pode implementar o pedido de aquisição de informação de sistema, se a rede suportar a mensagem PACKET PSI STATUS, a estação móvel pode, então, 17 enviar a mensagem PACKET PSI STATUS para a rede, sempre que uma aquisição de informação de PBCCH é iniciada. A mensagem PACKET PSI STATUS deve indicar o estado actual das mensagens PSI armazenadas na estação móvel. A mensagem PACKET PSI STATUS é enviada no PACCH quando a estação móvel está em modo de transferência de pacotes. 0 primeiro envio desta mensagem durante a aquisição de informação de PBCCH terá lugar na primeira oportunidade apropriada após a aquisição ser iniciada." 0 conteúdo da mensagem PACKET PSI STATUS é especificado em 04.60, parágrafo 11.2.17 e é mostrado na Fig. 4. Na descrição do campo de parâmetro (04.60, parágrafo 11.2.17) é dito: "Lista de mensagens PSI recebidas (construção)

Esta construção contém uma lista de mensagens PSI recebidas correctamente. Nesta versão do protocolo, os seguintes tipos de mensagens podem ser indicados nesta lista: PSI2 (prioridade mais alta), PSI3, PSl3bis, PSI4, PSI5, PSl3ter, PSI6, PSI7 e PSI8 (prioridade mais baixa) . O remetente desta mensagem pode indicar tantas mensagens nesta lista quantas as que se podem encaixar na mensagem. As mensagens são listadas por tipo de mensagem em ordem decrescente de prioridade. Se houver mais mensagens PSI do que pode ser indicado na lista, a presença de tipo(s) de mensagem(ns) adicional(is) deve ser indicada no fim da lista.

Se o remetente desta mensagem tiver recebido uma mensagem PSI, que é parte de um conjunto consistente de mensagens PSI (ver 5.5.2.1.4), o Mapa de Bits de Instâncias pode 18 indicar que instâncias deste tipo de mensagem foram recebidas."

Ainda no que se refere à Fig. 4, na descrição do campo de parâmetro (04.60, parágrafo 11.2.17) é dito: "Lista de Mensagens PSI Desconhecidas Recebidas (construção)

Esta construção contém uma lista de tipos de mensagens que são recebidas no PBCCH, que não são reconhecidas como um tipo de mensagem PSI. Nesta versão do protocolo, qualquer tipo de mensagem, exceto PSI1, PSI2, PSI3, PSl3bis, PBl3ter, PSI4, PSI5, PSI6, PSI7 ou PSI8 pode ser indicado nesta lista. O remetente desta mensagem pode indicar tantas mensagens nesta lista quantas as que se podem encaixar na mensagem após a lista de Mensagens PSI Recebida. As mensagens são listadas por tipo de mensagem na ordem inversa de recepção, começando com o tipo de mensagem recebida mais recentemente. Se houver mais mensagens que podem ser indicadas na lista, a presença de tipo(s) de mensagem(ns) adicional(is) deve ser indicada no fim da lista."

Aquelas MS 100 que suportam uma versão anterior têm que, por conseguinte e em primeiro lugar, receber todos os tipos de mensagens PSI antes de poderem indicar à rede 2 que mensagens PSI são reconhecidas e as que não são. Isto pode apresentar um problema durante o processo de aquisição inicial após nova selecção de células.

R99, por exemplo, introduz novos tipos de mensagens PSI 19 opcionais. 0 protocolo 04.60, no entanto, afirma que a MS 100 deve compreender e receber essas mensagens, mas não considera relevante decidir se um conjunto consistente de mensagens PSI foi recebido. Uma interpretação estrita da especificação do protocolo é que não se permite que as MS 100 de R99 indiquem as mensagens PSI opcionais como desconhecidas. Por conseguinte, a MS 100 não consegue indicar à rede 2 que tipos de mensagens PSI são necessários pela MS 100 e os que não são. A título de resumo dos problemas inerentes à utilização da mensagem PACKET PSI STATUS como presentemente especificado, a MS 100 é obrigada a indicar todas as mensagens PSI correctamente recebidas na mensagem PACKET PSI STATUS. No entanto, numa iniciação iniciada através da recepção de PSI1 (em que PBCCH_CHANGE_MARK é aumentada por um e, em seguida, indicada pelo valor do PSI_CHANGE_FIELD) não existe um mecanismo para informar a rede 2 sobre que mensagens PSI a MS 100 é obrigada a receber. A indicação normal de que mensagens PSI a MS 100 recebeu e armazenou na memória 130 não é suficiente, uma vez que a rede 2 não sabe quando (ou se) a MS 100 descodificou as mensagens PSI enviadas no PACCH. A este respeito, deve salientar-se que existe um campo de marca de alteração na estrutura de mensagens PSI recebidas, mas o campo de marca de alteração só é utilizado (pela rede 2) para verificar que mensagens PSI foram previamente armazenadas na MS 100 (i. e., mensagens PSI velhas). Deve lembrar-se que a MS 100 tem que receber, pelo menos, uma instância de cada tipo de mensagem PSI.

Em R99 e redes posteriores, há mensagens PSI opcionais que MS 100 compatíveis com R97, R98 e algumas R99 não exigem. Por conseguinte, a rede 2 é obrigada a enviar todas as mensagens PSI no canal de dados em pacotes. Este é um claro desperdício do 20 espectro e, além disso, impede tráfego de dados. Deve salientar-se que novas mensagens PSI opcionais correspondendo a nova funcionalidade e/ou características das versões R99 e posteriores das especificações GPRS têm sido e irão, no futuro, continuar a ser adicionadas, agravando, assim, ainda mais o problema. Para MS de versões GPRS anteriores isto constitui um problema, em especial no modo de transferência de pacotes.

De acordo com os ensinamentos da presente invenção, a MS 100 está habilitada a indicar, implicitamente, à rede 2, que mensagens PSI a MS 100 suporta e requer durante situações diferentes de actualização de PSI, reduzindo, desse modo, a utilização de canais de dados em pacotes a um mínimo. O método de acordo com estes ensinamentos é aplicável a todas as MS 100 suportando GPRS e a utilização de mensagens PACKET PSI STATUS, incluindo as primeiras MS compatíveis com GPRS (i. e., as que estão em conformidade com a Versão 1997 de ETSI).

Para realizar este método, a MS 100, para cada mensagem PSI que suporta e ainda não recebeu, indica, de acordo com a seguinte regra, numa mensagem PACKET PSI STATUS, o seguinte:

Na Lista de Mensagens PSI Recebidas (ver Fig. 4) - MESSAGE_TYPE: uma representação binária do tipo de mensagem PSI (ainda não recebida); e PSIX_CHANGE_MARK: definida para qualquer valor (não é válida em qualquer caso). 21 A MS 100 também inclui os campos opcionais PSIX_COUNT e

Mapa de Bits de Instância e define o valor de zero para cada um.

Os campos PSIX_COUNT e Mapa de Bits de Instância indicam que a mensagem PSI tem uma instância e definem essa instância como "não recebida". Deste modo, utiliza-se um número mínimo de bits da mensagem PACKET PSI STATUS.

Como definido no presente documento, uma mensagem PSI que é suportada pela MS 100 é uma que a MS 100 é obrigada a considerar de acordo com a especificação que a MS 100 suporta e que é relevante ao determinar se um conjunto consistente de mensagens de informação de sistema foi ou não recebido pela MS 100.

No que se refere ao caso não/especif içado da PACKET PSI STATUS, numa aquisição parcial, i. e., uma aquisição iniciada por PSI1 (PBCCH_CHANGE_MARK aumentada por um seguido de um exame do PSI_CHANGE_FIELD) , a MS 100 segue uma segunda regra, para além da primeira regra anterior, e inclui, para cada mensagem PSI que é completamente recebida (i. e., um conjunto consistente desse tipo particular de mensagem PSI foi recebido), a PSIX_COUNT e Mapa de Bits de Instância na estrutura de mensagem PSI para esse tipo particular de mensagem PSI e define a primeira instância do tipo de mensagem PSI como "não recebida". Além disso, se um tipo de mensagem PSI contiver apenas uma instância, este caso corresponde directamente à primeira regra dada acima.

Mais especificamente, a mensagem PACKET PSI STATUS é enviada pela MS 100 para indicar o estado actual das mensagens PSI armazenadas na memória 130. Para esses tipos de mensagens 22 PS I que a MS 100 considera relevantes com base nas características que a MS 100 suporta (funcionalidades não-GSM e de Tecnologia de Acesso multi-Rádio (multi-RAT) , por exemplo) e reconhece com base na versão da especificação GPRS de acordo com a qual a MS 100 é implementada e, para os tipos de mensagem PSI opcionais, a transmissão da mensagem na célula foi indicada pela rede 2 na mensagem PSI2 e a MS 100 funciona de modo a indicar que o tipo de mensagem PSI foi recebido. Isto também é válido no caso em que o tipo de mensagem PSI não foi recebido pela MS 100. Isto é indicado pela MS 100 ao incluir os campos opcionais PSIX_COUNT e Instance_Bitmap, e definindo como zero os seus respectivos campos para o tipo de mensagem PSI particular na mensagem PACKET PSI STATUS. Em resposta, a rede 2 determina que a MS 100 ainda não recebeu o tipo de mensagem PSI particular e ignora o valor de PSI_CHANGE_MARK indicado na mensagem PACKET PSI STATUS.

No caso de multi-RAT, deve salientar-se que a especificação R99 de GPRS proporciona novas mensagens PSI série-PSl3 (denominada actualmente por PSl3ter) para dar uma descrição de possíveis células 3G vizinhas para nova selecção. Também no que a isto se refere, as mensagens PSI existentes (e. g.r PSI5) são alargadas para incluir determinadas informações de células 3G vizinhas e instruções para realizar medições das células 3G durante a recepção de serviços numa célula 2G.

Durante a aquisição parcial de mensagens PSI (04.60, parágrafo 5.5.1.4) a MS 100 indica, para cada tipo de mensagem PSI que é necessário descodificar para verificar os valores individuais PSIx_CHANGE_MARK, que, pelo menos, uma instância desse tipo de mensagem PSI não foi recebida. No caso em que o tipo de mensagem PSI contém apenas uma instância, a MS 100 23 indica que a mensagem PSI não foi recebida e enche a mensagem PACKET PSI STATUS como especificado.

De acordo com a prática convencional, a mensagem PACKET PSI STATUS é enviada no PACCH quando a MS 100 está no modo de transferência de pacotes. O primeiro envio desta mensagem durante a aquisição de informações PBCCH ocorre na primeira oportunidade apropriada após a aquisição ser iniciada.

Durante a aquisição de informações PBCCH, a mensagem PACKET PSI STATUS pode ser enviada até quatro vezes para a rede 2. O segundo envio da mensagem PACKET PSI STATUS ocorre na primeira oportunidade apropriada, pelo menos, um segundo após a mensagem ser enviada pela primeira vez. Outras transmissões desta mensagem ocorrem na primeira oportunidade apropriada, pelo menos, dois segundos depois de a mensagem ter sido enviada no momento anterior. A mensagem PACKET PSI STATUS não é enviada quando a MS 100 tiver iniciado a suspensão do(s) seu(s) TBF(s) de modo a receber as mensagens PSI necessárias no PBCCH. Além disso, a mensagem PACKET PSI STATUS não é quando a MS 100 adquirir o conjunto completo de mensagens PSI no PBCCH.

Vantagens da utilização deste método incluem o seguinte. Em primeiro lugar, o método pode ser utilizado sem a necessidade de uma mudança da interface de rádio actualmente especificada entre a MS 100 e a rede 2. Em segundo lugar, ao utilizar este método, as suspensões de TBF desnecessárias são minimizadas devido à utilização do mesmo processo de mensagens PACKET PSI STATUS de canal físico para actualizações de PSI (ou seja, os indicados por PSI1) no modo de transferência de pacotes. Como foi discutido acima, as suspensões de TBF influenciam adversamente o tráfego de dados em pacotes e podem resultar numa paragem total de transferência de dados durante a recepção de mensagens PSI. 0 envio das mensagens PSI para a MS 100 no modo de transferência de pacotes apenas "rouba" esses blocos de rádio nos quais as mensagens PSI são enviadas, em comparação com o caso da suspensão de TBF, em que blocos de rádio adicionais são perdidos devido a tempos de estabelecimento de configuração de canais e a outros atrasos. Uma terceira vantagem da utilização deste método é que todas as MS 100, independentemente da versão de protocolo que suportam, estão habilitadas a indicar à rede 2 que mensagens PSI necessitam. Se a rede 2 introduzir novas mensagens PSI, a rede 2 tem conhecimento de qual(is) a(s) mensagem(ns) PSI a enviar a uma MS 100 particular, uma vez que cada MS 100 está apta a indicar, expressamente, quais as mensagens PSI que espera receber. Isto aumenta a utilização da largura de banda do canal de rádio e recursos, resultando num aumento do tráfego de dados.

Lisboa, 29 de Maio de 2012 25

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método para implementar um sistema de comunicação sem fios tendo capacidades de dados em pacotes, compreendendo o método: enviar uma mensagem PACKET PSI STATUS de uma estação móvel para uma rede, especificando a mensagem PACKET PSI STATUS tipos individuais de tipos de mensagens de informação de sistema de pacotes que são necessários para a recepção pela estação móvel; e em resposta à recepção da mensagem PACKET PSI STATUS, enviar apenas os tipos individuais especificados dos tipos de mensagens PSI da rede para a estação móvel.
2. Método como reivindicado na reivindicação 1, em que o envio da mensagem PACKET PSI STATUS compreende a inclusão de campos de mensagem PSIx_COUNT e Instance_Bitmap e a definição do valor zero para respectivos campos para especificar, para a rede, tipos associados de tipos de mensagens de informação de estado de pacotes.
3. Método, como reivindicado na reivindicação 2, em que, em resposta, a rede determina que a estação móvel não recebeu o tipo de mensagem de informação de estado de pacotes particular e ignora um valor de PSI_CHANGE_MARK indicado na mensagem PACKET PSI STATUS.
4. Método como reivindicado na reivindicação 3, em que o envio da mensagem PACKET PSI STATUS compreende indicar tipos de 1 mensagens de informação de estado de pacotes suportados pela estação móvel numa Lista de Mensagens de informação de estado de pacotes Recebidas na mensagem PACKET PSI STATUS.
5. Método como na reivindicação 1, em que a estação móvel indica, na mensagem PACKET PSI STATUS, para cada tipo de mensagem de informação de estado de pacotes para o qual a estação móvel deseja um valor de PSI CHANGE MARK, o estado actual do tipo de mensagem de informação de estado de pacotes e que o tipo de mensagem de informação de estado de pacotes ainda não foi recebido.
6. Método como reivindicado na reivindicação 5, em que a estação móvel deseja o valor PSI CHANGE MARK, pelo menos, durante uma aquisição parcial de mensagens de informação de estado de pacotes.
7. Método como na reivindicação 1, em que os tipos de mensagens de informação de estado de pacotes que são necessários para a recepção pela estação móvel são os que satisfazem os seguintes critérios: os tipos de mensagens de informação de estado de pacotes que a estação móvel considera relevantes com base nas características que a estação móvel suporta; e para tipos de mensagens de informação de estado de pacotes opcionais, o tipo de mensagem de informação de estado de pacotes foi indicado pela rede como estando presente num Canal de Controlo de Radiodifusão de Pacotes. 2
8. Sistema de comunicação sem fios tendo capacidades de dados em pacotes, compreendendo o sistema: uma estação móvel com a função de enviar uma mensagem PACKET PSI STATUS para uma rede, especificando a mensagem PACKET PSI STATUS tipos individuais de tipos de mensagem de informação de sistema de pacotes que são necessários para a recepção pela estação móvel; e uma rede com a função de, em resposta à recepção da mensagem PACKET PSI STATUS, enviar apenas os tipos individuais especificados dos tipos de mensagem PSI para a estação móvel.
9. Sistema como reivindicado na reivindicação 8, em que, no envio da mensagem PACKET PSI STATUS, a estação móvel tem a função de incluir campos de mensagem PSIx_COUNT e Instance_Bitmap e definir com o valor zero respectivos campos para especificar para a rede tipos associados de tipos de mensagem de informação de estado de pacotes.
10. Sistema como reivindicado na reivindicação 9, em que, em resposta, a rede tem a função de determinar que a estação móvel não recebeu o tipo de mensagem de informação de estado de pacotes particular e ignorar um valor de PSI_CHANGE_MARK indicado na mensagem de PACKET PSI STATUS.
11. Sistema, como reivindicado na reivindicação 10, em que, no envio da mensagem PACKET PSI STATUS, o dispositivo móvel tem a função de indicar tipos de mensagens de informação de estado de pacotes suportados pela estação móvel numa Lista 3 de Mensagens de informação de estado de pacotes Recebidas na mensagem PACKET PSI STATUS.
12. Sistema como na reivindicação 8, em que a estação móvel tem a função de indicar na mensagem PACKET PSI STATUS, para cada tipo de mensagem de informação de estado de pacotes para o qual a estação móvel deseja um valor de PSI CHANGE MARK, o estado actual do tipo de mensagem de informação de estado de pacotes e que o tipo de mensagem de informação de estado de pacotes ainda não foi recebido.
13. Sistema como reivindicado na reivindicação 12, em que a estação móvel tem a função de desejar o valor de PSI CHANGE MARK, pelo menos, durante uma aquisição parcial de mensagens de informação de estado de pacotes.
14. Sistema como na reivindicação 8, em que os tipos de mensagens de informação de estado de pacotes que são necessários para a recepção pela estação móvel são os que satisfazem os seguintes critérios: os tipos de mensagens de informação de estado de pacotes que a estação móvel considera relevantes com base nas características que a estação móvel suporta; e para tipos de mensagens de informação de estado de pacotes opcionais, o tipo de mensagem de informação de estado de pacotes foi indicado pela rede como estando presente num Canal de Controlo de Radiodifusão de Pacotes. Lisboa, 29 de Maio de 2012 4