PT2053889E - Método de actualização de uma lista de canais de controlo num sistema de comunicações móveis - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE ACTUALIZAÇÃO DE UMA LISTA DE CANAIS DE CONTROLO NUM SISTEMA DE COMUNICAÇÕES MÓVEIS" A presente invenção refere-se a sistemas de radiocomunicações móveis e, em particular, a um método de e a um aparelho para permitir que uma unidade de rádio móvel de um sistema de radiocomunicações móveis encontre e adquira um canal de rádio para comunicar com uma estação base do sistema de radiocomunicações móveis.

Como é conhecido na técnica, para que uma unidade de rádio móvel de um sistema de radiocomunicações móveis esteja apta a comunicar com a rede de rádio fixa (e, desse modo, funcionar no sistema de rádio), a unidade de rádio móvel tem de ser sintonizada num canal de rádio de uma estação base do sistema de rádio móvel. Isto significa que, sempre que uma unidade de rádio móvel fica activa pela primeira vez ou migra para uma nova área, esta deve, antes de poder comunicar com o sistema de rádio, identificar e sincronizar-se com um canal de rádio de estação base adequado.

De igual modo, se for necessário transferir uma unidade de rádio móvel de uma primeira estação base para uma segunda estação base durante uma chamada em curso, a unidade de rádio móvel tem de poder identificar e sincronizar-se com um canal de rádio da nova estação base. 1

Para minimizar qualquer interrupção na comunicação quando uma unidade de rádio móvel necessita de encontrar a nova estação base, é desejável que a unidade de rádio móvel esteja apta, tão rápido quanto possível, a reconhecer e sincronizar-se com o canal de rádio da nova estação base, particularmente durante uma transferência (dado que a transferência ocorre, vantajosamente, com a mínima interrupção possível na comunicação).

Para facilitar a identificação e subsequente sincronização com um canal de rádio de estação base adequado, as unidades de rádio móveis irão, tipicamente, como é conhecido na técnica, armazenar uma lista de frequências de rádio utilizadas pelas estações base do sistema de rádio e, quando for necessário encontrar um novo canal de rádio, sintonizar-se, à vez, com cada frequência na lista armazenada e tentar sincronizar-se com cada frequência até um canal de rádio adequado ser encontrado.

Tipicamente, a pesquisa de sincronização de canal compreende a unidade de rádio móvel a escutar a frequência particular durante um período de tempo limitado para tentar detectar sinalização de sincronização especial que deve estar presente na frequência se esta estiver disponível e for adequada para que a unidade de rádio móvel a utilize. Se a unidade de rádio móvel não detectar a sinalização de sincronização durante o período de tempo de espera, a unidade de rádio móvel passa para outra frequência da sua lista e assim por diante, até conseguir sincronizar uma frequência com um sinal adequado.

No entanto, em muitos sistemas de rádio móveis, os sinais de sincronização só podem ser radiodifundidos em intervalos. Por exemplo, os sinais de sincronização são radiodifundidos a intervalos de 235 ms no sistema GSM (Sistema Global para 2 comunicações Móveis). No sistema TETRA (Radiocomunicações Terrestres com Recursos Partilhados), os sinais de sincronização só podem ser radiodifundidos a intervalos de até 4 segundos. 0 período de tempo de espera de pesquisa em cada frequência tem, por conseguinte, de ser, pelo menos, o intervalo esperado entre sinais de sincronização para permitir um tempo suficiente para a recepção de um sinal de sincronização, antes de tentar outra frequência. Na prática, o tempo de espera irá, frequentemente, durar mais tempo do que um único intervalo de sinais de sincronização dado que, tipicamente, é permitido, em cada frequência, um tempo suficiente para receber dois ou três sinais de sincronização de modo a, por exemplo, reduzir os efeitos de atenuação de intensidade que levam a que sinais de sincronização adequados sejam recebidos incorrectamente.

Assim, por exemplo, para identificar e sincronizar com um bom sinal TETRA, pode decorrer mais do que 1 minuto se a unidade de rádio móvel tiver acabado de ser ligada numa nova área e tiver uma lista de, por exemplo, sessenta frequências possíveis para pesquisar. Este atraso na aquisição de canal é indesejável, dado que aumenta a interrupção nas comunicações quando se requer um novo canal de rádio.

Sabe-se, por conseguinte, que se modifica o processo de pesquisa de canal de rádio de estação base para tentar reduzir o possível atraso na identificação e sincronização com um canal de rádio de uma nova estação base.

Por exemplo, nalguns sistemas de rádio, incluindo o sistema TETRA, as frequências utilizadas por estações base adjacentes podem ser radiodifundidas para unidades de rádio móveis, para 3 que o número de frequências a pesquisar para um sinal de rádio adequado possa ser reduzido aquando de um deslocamento para uma área adjacente. No entanto, mesmo nesse caso, ter de parar em cada frequência possível durante vários segundos, mesmo a partir de uma lista de pesquisa reduzida, pode, ainda, significar uma demora até um minuto para encontrar um sinal forte e sincronizar-se com o mesmo.

Outro método comum para acelerar o varrimento de frequências possíveis da lista de frequências é a sintonia de cada uma das frequências durante um período de tempo relativamente curto para medir o nível de sinal na frequência (mas não sendo necessariamente longo para receber um sinal de sincronização). A unidade de rádio móvel, em seguida, grava o nível de sinal e passa para a frequência seguinte a inspeccionar. Este processo é, tipicamente, repetido várias vezes, como é conhecido na técnica, para criar um conjunto de medições de níveis de sinal espaçados para cada frequência, calculando-se, em seguida, por exemplo, a média das medições, para se obter uma estimativa de nível de sinal global para a frequência. Quando a unidade de rádio móvel tiver percorrido a sua lista de frequências candidatas um número suficiente de vezes, ordena-as pelo nível de sinal e, começando com a frequência que tem o nível de sinal medido mais elevado, regressa às frequências para escutar, durante um maior período de tempo, sinais de sincronização em cada frequência, à vez, até conseguir a sincronização.

Esta técnica ajuda a reduzir o tempo de aquisição de canais de rádio. No entanto, as Requerentes reconhecem que ainda pode ter problemas. Por exemplo, frequências nas quais existem sinais de interferência fortes com níveis de sinal relativamente 4 elevados, ainda tenderão de ser colocadas no topo da lista de frequências revistas a ser examinadas em pormenor após o inicial, mais rápido, varrimento de frequências, mesmo que essas frequências não possam ser, na prática, utilizáveis. Assim, uma unidade de rádio móvel pode ainda desperdiçar tempo na tentativa de obter sincronização num sinal inapropriado antes de continuar a explorar a sua lista para escolher um canal de rádio de estação base compatível. 0 documento EP 0522885, sobre o qual reivindicações independentes são caracterizadas, divulga um método e configuração de detecção de um canal de controlo num sistema de comunicações móveis. O documento EP 0948226 divulga um método de operar uma estação móvel de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA). 0 documento US 5794147 divulga um método para localizar canais de controlo não padronizados em sistemas celulares privados.

Num aspecto da presente invenção é proporcionado um método como reivindicado na reivindicação 1. Noutro aspecto da presente invenção é proporcionada uma unidade de rádio móvel como reivindicada na reivindicação 7.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a unidade de rádio móvel armazena uma lista de frequências alvo a varrer para encontrar uma frequência adequada para comunicar com uma estação base do sistema de rádio e o método compreendendo ainda: a unidade de rádio móvel efectuar o varrimento de cada frequência na sua lista e determinar, para cada frequência, o nível de sinal do sinal nessa frequência; 5 a unidade de rádio móvel determinar uma ordem revista de frequências com base nos níveis de sinal determinados e nas avaliações de características para cada frequência; e de seguida, a unidade de rádio móvel tentar sincronizar-se com as frequências na ordem revista de frequências segundo a ordem revista de frequências.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, são utilizadas múltiplas frequências para radiocomunicações e a unidade de rádio móvel compreende ainda: meios para armazenar uma lista de frequências utilizadas pelo sistema de rádio; meios para determinar, para cada frequência varrida, o nível de sinal do sinal nessa frequência; meios para determinar uma ordem revista de frequências com base nos níveis de sinal determinados de cada frequência e nas avaliações para determinar se cada frequência tem a característica particular do sistema de rádio; e meios para tentar sincronizar-se com as frequências na ordem revista de frequências segundo a ordem revista de frequências.

Numa forma de realização da presente invenção, como nas técnicas conhecidas de pesquisa de frequências, é efectuado um varrimento inicial da lista de frequências armazenada pela unidade de rádio móvel, mas, para além de determinar o nível de sinal de cada frequência durante o varrimento inicial, também se 6 faz uma avaliação para determinar se o sinal na frequência particular tem uma caracteristica particular do sistema de rádio. 0 nível de sinal e os resultados da avaliação de caracteristicas são, em seguida, utilizados em conjunto para obter uma ordem revista segundo a qual se efectua um varrimento das frequências para sinais de sincronização.

As Requerentes reconheceram que muitos sistemas de rádio terão propriedades caracteristicas dos seus sinais que podem ser identificadas de um modo relativamente rápido e as distinguem de sinais de outros sistemas de rádio. Assim, a avaliação para determinar se o sinal em cada frequência tem a caracteristica particular relevante proporciona uma avaliação da probabilidade do sinal nessa frequência ser proveniente do sistema de rádio correcto. A avaliação para determinar se o sinal tem a característica particular relevante também pode proporcionar uma medida de quão "útil" é provável que o sinal seja, dado que, se o sinal mostrar a característica de sinal relevante com muita intensidade, isso iria sugerir que o sinal é válido e útil.

Assim, a avaliação para determinar se o sinal tem a característica particular relevante pode ser utilizada para colocar sinais com mais probabilidade de serem provenientes do sistema de rádio correcto e com mais probabilidade de serem utilizáveis na parte de topo da lista revista de frequências para o varrimento de sincronização de modo a reduzir a possibilidade de tentar a sincronização com um sinal estranho ou incompatível antes de sinais mais adequados serem considerados.

Assim, formas de realização da presente invenção proporcionam um processo refinado de selecção desses sinais (i. e., frequências) para tentar a sincronização em primeiro 7 lugar, o que pode ser utilizado para melhorar a ordem em que as frequências são varridas para sincronização, para efectuar, em primeiro lugar, o varrimento do que parecem ser sinais mais adequados e, desse modo, reduzir a possibilidade de desperdiçar tempo a tentar sincronizar sinais incompatíveis e para melhorar a velocidade à qual uma nova frequência adequada (e, por conseguinte, estação base) é adquirida. 0 varrimento de frequências inicial mais rápido pode ser efectuado como desejado. Por exemplo, a unidade de rádio móvel poderia parar, uma vez, em cada frequência na sua lista, à vez, para efectuar a avaliação de sinal. No entanto, o varrimento inicial é, de um modo preferido, efectuado pela unidade móvel que efectua várias medições a intervalos espaçados em cada frequência, de um modo preferido, regressando a cada frequência varrer a intervalos espaçados durante o varrimento inicial, e. g., para que uma avaliação seja efectuada em cada frequência, à vez, e o ciclo de medições cobrindo as diferentes frequências seja repetido várias (i. e., duas ou mais) vezes. Este método assegura que amostras de sinal avaliadas sucessivamente na mesma frequência sejam relativamente bem espaçadas no tempo, proporcionando, desse modo, um melhor cálculo de média das medições e ajudando a assegurar que nem todas as medições numa frequência se realizam durante a mesma atenuação de intensidade (a não ser que o receptor esteja estacionário). A lista de frequências a varrer poderia ser a lista de todas as frequências utilizadas pelo sistema de rádio ou poderia ser uma lista reduzida, por exemplo, apenas das frequências que se sabe estarem a ser utilizadas na área particular ou em células adjacentes, como é conhecido na técnica. 8 0 nível de sinal para cada frequência pode ser estimado como desejado e de qualquer modo conhecido na técnica. A característica do sistema de rádio relativamente à qual os sinais são avaliados pode ser seleccionada como desejado. Deve ser uma característica do sistema que possa ser utilizada para o distinguir de outros sistemas de rádio. Também não deve demorar muito a ser avaliada e, de um modo preferido, pode ser avaliada no mesmo tempo que demora a determinar o nível de sinal, i. e., para que a avaliação de características não prolongue a duração do varrimento inicial mais rápido de frequências. Pode considerar-se, se desejado, mais do que uma característica. De um modo preferido, a característica do sinal é avaliada e as características de sinal observadas são, em seguida, comparadas com as características esperadas do sistema de rádio, e. g., para verificar quão bem correspondem, para avaliar se o sinal tem a característica exigida.

Numa forma de realização particularmente preferida, a avaliação de característica de sinal compreende avaliar se o sinal tem uma característica do esquema de modulação de rádio utilizado no sistema de rádio. As Requerentes reconheceram que muitos sistemas de rádio utilizam esquemas particulares de modulação de rádio, cujos esquemas de modulação têm caracteristicas particulares que podem ser avaliadas de um modo relativamente rápido. Assim, considerar a modulação do sinal pode proporcionar uma boa avaliação da sua adequabilidade.

Por exemplo, no sistema TETRA é empregue uma modulação n/4DQPSK (Modulação por Deslocamento de Fase em Quadratura Diferencial n/4). Esta forma de modulação tem a caracteristica particular em que existe um deslocamento de fase de + /- n/4 ou 9 + /- 3n/4 radianos entre cada símbolo transmitido (nunca há um deslocamento de fase de zero radianos). 0 sistema GSM, por outro lado, utiliza modulação GMSK (Modulação por Deslocamento Mínimo de Fase com Filtro Gaussiano), que emprega deslocamentos de fase de + /- n/2 radianos relativamente a uma portadora RF (radiofrequência) estável. Neste caso, permite-se um deslocamento de fase de zero e, assim, uma caracterí stica da modulação GMSK é a presença de deslocamentos de fase de zero radianos ou π radianos entre símbolos sucessivos (mais especificamente, um +n é sempre seguido por 0 ou -n e um +n não pode suceder a +n e a quaisquer 0 subsequentes até que surja um -n; um -n é sempre seguido por 0 ou +n e um -n não pode suceder a -n e a quaisquer 0 subsequentes até que surja um +n) . Outros esquemas de modulação (tais como o 16QAM) têm outras características que podem ser detectadas de um modo apropriado. Por exemplo, um esquema de modulação FM de quatro níveis irá exibir modulação FM com transições entre quatro diferentes frequências de modulação e, desse modo, irá mostrar deslocamentos de frequência característicos.

Assim, numa forma de realização particularmente preferida, a avaliação para determinar se o sinal numa frequência particular tem a característica particular do sistema de rádio compreende uma avaliação para determinar se o sinal exibe as características particulares de deslocamento de fase ou frequência do esquema de modulação do sistema de rádio. Isto pode ser avaliado pela análise dos deslocamentos de fase ou frequência entre sucessivas amostras ou fracções seleccionadas, e.g., símbolos, no sinal na frequência e por comparação dos deslocamentos de fase ou frequência observados com os deslocamentos de fase ou frequência esperados para o esquema de modulação pretendido, e.g., para verificar quão bem 10 correspondem, para avaliar se o sinal transporta a forma de modulação exigida. A análise dos deslocamentos de fase ou frequência pode ser realizada, como desejado, e deve ser levada a cabo ao mesmo tempo que se efectua a determinação de nível de sinal. Assim, num sistema TETRA, por exemplo, durante os, por exemplo, 5 ms utilizados para medir e calcular a média do nível de sinal, poder-se-iam medir os deslocamentos de fase entre cada símbolo sucessivo recebido durante esse período. De igual modo, quando uma frequência é avaliada várias vezes no varrimento inicial, e. g. , medindo o nível de sinal e características de modulação durante um menor período de tempo, e. g., 1 ms e, depois, alterando a frequência e repetindo o ciclo, e. g., 5 vezes e calculando a média das cinco medições, poder-se-iam medir os deslocamentos de fase entre cada símbolo sucessivo recebido durante cada período de varrimento. No sistema TETRA, cada símbolo tem uma duração de 56 microssegundos e, desse modo, no sistema TETRA, podem examinar-se até 90 deslocamentos de fase de símbolos no período de 5 ms (ou até 18 num período de 1 ms).

Os deslocamentos de fase ou frequência medidos podem ser utilizados, como desejado, para avaliar se o sinal tem a característica particular. Por exemplo, podem considerar-se os valores reais dos deslocamentos de fase. A avaliação poderia, por exemplo, compreender examinar se valores e/ou sequências apropriados de deslocamentos de fase ou frequência são verificados.

Por exemplo, se estivesse a ser procurado um sinal TETRA, mas deslocamentos de fase aleatórios fossem detectados, então, isso indicaria um sinal TETRA de muito pouca qualidade. Se 11 deslocamentos de fase próximos de 0 ou n/2 forem predominantes, isso indicaria um forte sinal de interferência utilizando um esquema de modulação diferente.

Noutra configuração, os deslocamentos de fase medidos para os símbolos poderiam ser mapeados para um quadrante (e. g., o primeiro) comum (i. e., remover as suas diferenças de fase induzidas pela modulação) para obter um valor médio de deslocamento de fase e esse valor comparado com o valor esperado para o esquema de modulação utilizado pelo sistema de rádio. A variação nos valores também poderia ser considerada.

Numa forma de realização particularmente preferida, a avaliação para determinar se o sinal varrido tem ou não a característica particular compreende a alocação de uma probabilidade de o sinal ter essa característica com base na avaliação do sinal. Utilizam-se, de um modo preferido, três níveis de probabilidade relativa, baixa, média e alta. Assim, de um modo preferido, a adaptação do sinal candidato à característica desejada é medida numa escala de probabilidades e a probabilidade de uma correspondência é gravada, e. g., a probabilidade de transportar a forma de modulação exigida. Por exemplo, o desvio do deslocamento médio de fase ou frequência do valor esperado, se o sinal transportasse a forma correcta de modulação e/ou a proporção dos valores de deslocamento de fase ou frequência medidos tendo o valor do esquema de modulação pretendido, poderia ser utilizado para classificar a probabilidade do sinal ser proveniente do sistema de rádio correcto. 0 reordenamento da lista de frequências, depois de o varrimento inicial mais rápido ter terminado, pode ser 12 realizado, como desejado, com base nos níveis de sinal determinados e avaliações de características de sistema de rádio.

As Requerentes reconheceram que um sinal válido mas fraco terá tendência a exibir uma probabilidade de baixa a média de ser válido para o sistema de rádio (dado que os sinais fracos terão tendência a sofrer de muita distorção de trajectórias múltiplas e isto irá introduzir erros no sinal), mas um nível de sinal mais elevado, sinal válido, terá uma probabilidade mais elevada. Por outro lado, um sinal forte mostrando uma probabilidade baixa de ser válido pode ser, razoavelmente, rejeitado.

Assim, numa forma de realização particularmente preferida, as frequências tendo sinais tendo uma probabilidade elevada de ser válidos (i. e., a avaliação determina que é provável que tenham a característica particular) são consideradas em primeiro luqar, de um modo preferido, num ordenamento de níveis de sinal (a mais alta em primeiro lugar) e por aí fora, com os sinais tendo a probabilidade mais baixa de serem válidos a serem considerados em último lugar. Numa configuração deste tipo, a unidade de rádio móvel irá, em primeiro lugar, tentar sincronizar-se com sinais tendo um nível de sinal mais elevado e uma boa avaliação que determina que têm a característica particular e só depois da sincronização com estes sinais não ter dado resultado é que a unidade de rádio móvel, em seguida, tenta sincronizar-se com sinais cuja avaliação determina que têm uma menor probabilidade de serem válidos. A ordem revista de frequências que é utilizada para o varrimento de sincronização pode incluir todas as frequências na 13 lista do varrimento inicial mais rápido de frequências, mas isto não é essencial e poderia incluir menos frequências. Por exemplo, numa forma de realização preferida, os sinais cujo resultado deu um nivel de sinal indesejavelmente baixo não são incluídos no varrimento de sincronização. Isto pode conseguir-se com a utilização de um nível de sinal limiar para eliminar sinais com nível de sinal indesejavelmente baixo do varrimento de sincronização. De igual modo, os sinais tendo uma probabilidade inferior a uma dada probabilidade de ter a característica correcta do sistema de rádio poderiam ser eliminados e não incluídos na lista revista da ordem de frequências de varrimento de sincronização. 0 varrimento de sincronização deve, tipicamente, ser interrompido depois de a unidade móvel encontrar uma frequência adequada com a qual se sincronizar. Se a unidade móvel efectuar, por sua vez, o varrimento de todas as frequências na lista revista da ordem de frequências sem encontrar um sinal adequado, pode interromper, depois, o seu varrimento de sincronização (e, por exemplo, informar o utilizador em conformidade) ou, por exemplo, repetir o varrimento (durante, e. g. , um número predeterminado de vezes) antes de, por fim, determinar que a sincronização é impossível.

Numa forma de realização particularmente preferida da presente invenção, durante o varrimento de sincronização, quando a unidade de rádio móvel está à espera de um sinal de sincronização e a tentar sincronizar com cada frequência, a unidade de rádio móvel efectua uma avaliação para determinar se o sinal com que se está a tentar sincronizar tem a característica particular do sistema de rádio, i. e., pertence ao seu sistema de rádio, e interrompe e aborta a sua espera e a 14 tentativa de sincronização nessa frequência e efectua uma comutação para a frequência seguinte na sua lista se determinar que o sinal não tem as características particulares (i. e., não pertence ao seu sistema de rádio), e. g., determina que a probabilidade de o sinal não ter a característica particular é maior que uma probabilidade particular. Isto permite que a unidade de rádio aborte, mais cedo, uma tentativa de sincronização com uma frequência inadequada. Esta configuração pode ser vantajosa, dado que a pausa numa dada frequência quando se tenta a sincronização é mais demorada do que o tempo que se leva a avaliar cada sinal durante o varrimento inicial e mais rápido de frequências e, assim, pode efectuar-se uma avaliação de caracterí st icas de sinal mais fiável, dado que, e. g., a unidade de rádio móvel terá mais tempo para integrar os deslocamentos de fase entre símbolos do que durante o varrimento inicial e mais rápido de frequências.

Considera-se que utilizar uma verificação da validade de um sinal de rádio para abortar uma tentativa de sincronização é novo e útil por si só.

Novamente, a avaliação de verificar se o sinal de rádio tem uma característica particular do sistema de rádio é, de um modo preferido, baseada em avaliar se possui uma característica do esquema de modulação de rádio utilizado pelo sistema de rádio.

Apesar de a presente invenção ter sido descrita acima no que diz respeito ao funcionamento do varrimento de sincronização de uma unidade de rádio móvel à procura de um canal de rádio, acredita-se que a ideia de avaliar se um sinal de rádio numa dada frequência tem uma característica particular de um dado sistema de rádio pode também ser útil noutras circunstâncias. 15

Por exemplo, em alguns sistemas de rádio fechados uma unidade de rádio móvel pode precisar de confirmar que uma frequência de rádio está disponível para utilização, i. e., que não há um sinal de outra unidade de rádio do mesmo sistema de rádio presente na frequência, antes de poder apoderar-se da frequência para a utilizar. Por exemplo, no modo directo TETRA, não é permitido a um novo transmissor começar a utilizar um canal de rádio (frequência) até ter verificado que não há já um sinal TETRA presente acima de um determinado limiar de nível de sinal baixo, i. e., o canal está "vago". Tal avalização pode ser efectuada através de avaliar se há um sinal na frequência possuindo as características, e. g., modulação, do sistema de rádio em particular.

Assim, podem existir situações em que uma unidade de rádio móvel precisa de ser capaz de confirmar a ausência de um tipo particular de sinal e considera-se que a técnica da presente invenção de avaliar se o sinal numa frequência possui uma característica particular de um sistema de rádio pode ser utilizada de forma vantajosa para tal verificação.

Assim, de acordo com uma forma de realização da presente invenção, o método compreende a unidade de rádio móvel: efectuar uma determinação de se a frequência já é ou não portadora de um sinal do sistema de rádio baseada na avaliação de característica para a frequência.

De acordo com uma forma de realização da presente invenção, a unidade de rádio móvel compreende: 16 meios para efectuar uma determinação de se a frequência já é ou não portadora de um sinal do sistema de rádio baseada na avaliação de caracteristica para a frequência.

Nestas formas de realização da presente invenção, a unidade de rádio móvel determina, de um modo preferido, se deve ou não realizar uma acção em relação à frequência de rádio em particular, tal como, por exemplo, transmitir na frequência ou tentar sincronizar-se na frequência, com base na avaliação de caracteristica para a frequência.

Estas formas de realização da presente invenção podem incluir, de modo apropriado, qualquer uma ou todas as funcionalidades preferidas e opcionais debatidas acima em relação aos aspectos da invenção. Deste modo, a avaliação para determinar se o sinal tem a caracteristica particular relevante é, de um modo preferido, baseada em avaliar se possui ou não uma caracteristica do esquema de modulação de rádio, tal como um deslocamento de frequência ou fase particular, utilizada pelo sistema de rádio.

Nesta confiquração, quando apropriado, a unidade de rádio móvel pode procurar ou efectuar o varrimento percorrendo uma lista de frequências utilizadas pelo sistema e efectuar uma avaliação em cada frequência até ao momento em que encontra uma frequência livre para utilizar.

Os métodos de acordo com a presente invenção podem ser implementados, pelo menos parcialmente, utilizando software, e. g., programas de computador. Será, assim, verificado que formas de realização da presente invenção proporcionam software informático especificamente adaptado para efectuar os métodos 17 aqui descritos anteriormente quando instalado num meio de processamento de dados e um elemento de programa de computador compreendendo partes de código de software informático para realizar os métodos aqui descritos anteriormente quando instalado num meio de processamento de dados. Formas de realização da invenção também abrangem um suporte de software informático compreendendo tal software que, quando utilizado para operar uma unidade de rádio móvel ou um sistema de rádio compreendendo um computador digital, faz com que, em associação com o referido computador, a referida unidade de rádio ou sistema efectue os passos do método da presente invenção. Tal suporte de software informático poderia ser um meio de armazenamento físico, tal como um chip de ROM, CD ROM ou disco, ou poderia ser um sinal, tal como um sinal electrónico através de fios, um sinal óptico ou um sinal de rádio, tal como para um satélite ou semelhantes.

Será ainda reconhecido que nem todos os passos do método da invenção têm de ser efectuados por software informático e, assim, uma forma de realização abrangente adicional da presente invenção proporciona software informático e tal software instalado num suporte de software informático para efectuar, pelo menos, um dos passos dos métodos aqui definidos anteriormente. Várias formas de realização preferidas da presente invenção serão agora descritas apenas a título de exemplo.

As formas de realização serão descritas fazendo referência ao sistema TETRA, embora, como será entendido do que foi referido acima, a invenção também é aplicável a outros sistemas de radiocomunicações móveis, tal como o sistema GSM. 18

Um exemplo do funcionamento de uma unidade de rádio móvel, de acordo com a presente invenção, quando é ligada pela primeira vez (i.e., sincronização a frio) irá, agora, ser considerado.

Para este exemplo, ir-se-á pressupor que a unidade de rádio móvel armazena uma lista de 60 frequências na qual espera encontrar sinais de sincronização de sistema e requer 5 ms para sintonizar o seu sintetizador a uma destas frequências e mais 5 ms para medir o nível de sinal nessa frequência. Ir-se-á ainda pressupor que, considerando a especificação TETRA, as estações base do sistema de rádio transmitem rajadas (sinais) de sincronização a intervalos de 1 segundo na sua frequência particular, mas que cada rajada de sincronização está num intervalo de tempo diferente dos 4 intervalos de tempo TETRA, desse modo, demora 4 segundos para que uma rajada de sincronização seja repetida num intervalo de tempo particular.

Quando a unidade de rádio móvel tiver sido ligada, a sua primeira tarefa é localizar um sistema de rádio TETRA tão rapidamente quanto possível. No sistema básico da técnica anterior discutido acima, a unidade móvel sintonizar-se-ia, à vez, com cada frequência na sua lista armazenada e monitorizaria cada frequência durante, pelo menos, 1 segundo para garantir que estaria em escuta no momento em que uma estação base estivesse a transmitir uma rajada de sincronização. O tempo de pesquisa para as 60 frequências seria em torno de 1 minuto (mas há uma hipótese de 1 em 1080 de o tempo de pesquisa durar apenas 15 ms e uma hipótese de 1 em 60 de o tempo de pesquisa demorar 1 segundo) .

Considere-se, agora, uma unidade de rádio móvel mais sofisticada, que funciona segundo a técnica anterior de, 19 inicialmente, efectuar o varrimento de todos os 60 canais na sua lista para construir uma tabela de niveis de sinal antes de tentar a sincronização. Será assumida uma duração de varrimento rápido de 5 segundos (que é um período de tempo típico seleccionado para um varrimento de frequência deste tipo, sendo um compromisso razoável entre a necessidade de efectuar a amostragem de sinais ao longo de uma distância tão grande quanto possível para ajudar a garantir uma descorrelação de amostras e o desejo de não "desperdiçar" muito tempo a executar o varrimento) . Com um tempo de sintonização de 5 ms e um tempo de medição de nível de sinal de 5 ms, esta rápida duração de varrimento irá proporcionar 8 amostras de sinal espaçadas por frequência, o que é um número razoável. Tendo ordenado as frequências por ordem do nível de sinal, a unidade de rádio móvel, em seguida, regressa a cada frequência na ordem revista para tentar a sincronização com essa frequência. Na ausência de sinais de interferência, deveria ser capaz de sincronizar-se após mais 1 segundo. Assim, neste caso, o tempo máximo de sincronização deveria ser de 6 segundos (5 segundos para efectuar o varrimento e mais 1 segundo para sincronização), mas há uma possibilidade de 1 em 18 de sincronização em 5, 015 segundos. Não seria possível uma sincronização a frio mais rápida que isto.

No entanto, como discutido anteriormente, sinais de interferência irão reduzir os benefícios deste método de procura. A interferência pode ser acidental (e. g., impulsos de ignição de um veículo ou um computador fixo ou portátil na vizinhança) ou pode consistir em transmissões intencionais provenientes de outro sistema utilizando um esquema de modulação diferente. Esta última é um problema potencial para sistemas TETRA, que partilham frequências com utilizadores militares. 20

No caso em que se constata que os dois sinais mais fortes são interferências, a unidade de rádio móvel, neste exemplo, continuaria, em primeiro lugar, a tentar sincronizar-se com estes sinais inadequados, introduzindo, desse modo, um atraso suplementar de 8 segundos (levando 4 segundos a rejeitar cada frequência de interferência). Neste caso, o tempo de sincronização a frio demoraria, pelo menos, 13,015 segundos (5 segundos para efectuar o varrimento, 8 segundos para rejeitar as duas frequências de interferência e 0,015 segundos para sincronização com a terceira frequência testada), mas, mais provavelmente, 14 segundos.

Considere-se, agora, uma unidade de rádio móvel que emprega uma forma de realização da presente invenção. Em primeiro lugar, realiza um varrimento de frequências rápido no qual trata cada frequência (em vários intervalos espaçados) durante 5 ms para gravar o nivel de sinal médio e, ao mesmo tempo, grava as amostras digitais recebidas pelo seu desmodulador e, utilizando um processador de sinais digitais, examina as amostras digitais gravadas procurando indícios de deslocamentos de fase de n/4 e 3n/4, mas nunca de zero, com a taxa de símbolos esperada. A probabilidade de isto ter sido detectado é armazenada com o nível de sinal com a média calculada. (Isto pode ser feito enquanto a unidade de rádio móvel se está a sintonizar na frequência que se segue na lista). Este varrimento de frequências rápido estaria, novamente, como discutido acima, tipicamente, configurado para ser efectuado durante um período da ordem dos 5 segundos para tentar assegurar suficientes amostras espaçadas para cada frequência. Depois deste varrimento inicial "rápido" de frequências, as frequências varridas são, em seguida, ordenadas de acordo com os seus níveis de sinal de 21 média calculada e com a probabilidade do seu sinal ter as caracteristicas de modulação particulares exigidas, para proporcionar uma lista revista da ordem de varrimento das frequências na lista.

Neste caso, se os dois sinais mais fortes forem, de novo, interferência, essas frequências terão niveis de sinal fortes, mas probabilidades baixas de ter a caracteristica de modulação particular. Assim, quando a unidade de rádio móvel tiver terminado o seu varrimento rápido, colocará esses dois sinais mais fortes abaixo na sua ordem revista de varrimento de frequências dado que foram gravados como tendo uma baixa probabilidade de comportarem modulação TETRA. Em alternativa, a unidade de rádio móvel sintonizará directamente no terceiro sinal mais forte que, por exemplo, foi gravado como tendo uma probabilidade média ou alta de comportar modulação TETRA. Assim, o atraso da sincronização a frio da unidade móvel permaneceria no intervalo de 5,015 a 6 segundos (i. e., 5 segundos para efectuar o varrimento e 1 segundo para a sincronização).

Considere-se, agora, o que acontece quando uma unidade de rádio móvel tenta identificar uma nova estação base para transferência, i. e., enquanto mantém uma chamada activa.

Na primeira técnica anterior básica, discutida acima, a unidade de rádio móvel é tem de escutar, à vez, cada potencial estação base nova. As estruturas de tramas de TDMA das estações base em TETRA não estão sincronizadas, assim, de modo a encontrar uma rajada de sincronização numa célula adjacente, a estação móvel torna a sintonizar o seu sintetizador entre intervalos de recepção. Isto permite-lhe procurar, aproximadamente, dois intervalos de tempo para uma possível 22 rajada de sincronização numa célula adjacente antes de ter que se tornar a sintonizar para a frequência da célula de serviço, e isto pode ser feito em cada trama. À medida que as rajadas de sincronização efectuam um ciclo através dos intervalos de tempo, a unidade de rádio móvel irá ter que esperar até 4 segundos para garantir que ocorreu uma oportunidade de sincronização antes de escolher uma nova frequência. A este ritmo, a unidade de rádio móvel poderia demorar até 4 minutos para se sincronizar com uma nova estação base, período durante o qual a chamada teria provavelmente caído, mesmo que as frequências das seis células adjacentes tivessem sido radiodifundidas para permitir uma pesquisa numa lista de frequências reduzida. A unidade de rádio móvel mais sofisticada da técnica anterior, do exemplo anterior, poderia tentar manter a sua tabela de intensidades de sinal sempre actualizada. Poderia mesmo tentar armazenar dados de sincronização relativos à melhor estação base alternativa para uma transferência poder ser conseguida sem quaisquer atrasos de procura. No entanto, suponha-se que, por qualquer motivo, a tabela de intensidades de sinal necessita de ser renovada (como poderia acontecer se a unidade de rádio móvel contornasse uma curva num vale de encostas altas ou entrado numa nova rua num ambiente urbano com edifícios elevados) . Como antes, a unidade de rádio móvel realiza o seu varrimento rápido de níveis de sinal em 5 s e, depois, procura cada entrada na lista de modo sequencial. Considerando, de novo, o caso em que os dois sinais mais fortes são, de facto, interferência, a unidade de rádio móvel teria que fazer uma pausa em cada uma das 2 primeiras frequências inadequadas durante, pelo menos, 4 segundos, como antes (ou 8 23 segundos em cada, se for dada ao receptor "uma nova oportunidade", como é normal, para reduzir os efeitos de atenuação de intensidade). Após parar mais 4 (ou 8) segundos na terceira frequência na lista, obtém-se a sincronização, após um atraso de entre 13 e 17 segundos (ou 21 e 29 segundos num canal com atenuação de intensidade). A chamada pode ter caído durante este intervalo.

Se a unidade de rádio móvel empregar uma forma de realização da presente invenção, esta irá, neste caso, classificar os dois sinais mais fortes com uma ordem muito baixa, como mostrado no exemplo anterior, e tentar a sincronização no terceiro sinal mais forte (i. e., o sinal mais forte mostrando uma elevada probabilidade de ter o esquema de modulação certo). 0 atraso de sincronização fica, agora, reduzido a entre 5 e 9 segundos (ou 13 segundos num canal com atenuação de intensidade).

Pode verificar-se, pelo que foi dito, que a unidade de rádio móvel funcionando de acordo com uma forma de realização da presente invenção utiliza o nível de sinal e características de sistema de rádio obtidos durante o varrimento inicial mais rápido de frequências para decidir com que frequências é que se vai tentar sincronizar. Com efeito, complementa a informação de nível de sinal determinada durante o varrimento inicial mais rápido de frequências com dados que indicam a probabilidade de o sinal correspondente ser útil. Isto melhora o ordenamento dos sinais com que em seguida se tentar sincronizar e, assim, reduz a probabilidade de desperdiçar tempo ao tentar sincronizar-se com sinais incompatíveis.

Lisboa, 17 de Agosto de 2012 24

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Método de sincronizar uma unidade de rádio móvel de um sistema de radiocomunicações móveis com um canal de rádio do sistema, compreendendo o método: a unidade de rádio móvel varrer e tentar sincronizar-se, à vez, com cada frequência numa lista armazenada de frequências utilizadas pelo sistema de rádio; caracterizado por o método compreender ainda: a unidade de rádio móvel, enquanto espera numa frequência particular por sinais de sincronização para se tentar sincronizar com a frequência, avaliar se o sinal na frequência possui uma caracteristica particular do sistema de rádio; e a unidade de rádio móvel abortar a sua espera na frequência particular e sintonizar-se numa nova frequência antes de a tentativa de sincronização na frequência particular ser completada, se determinar que o sinal na frequência particular não possui a caracteristica particular.
2. 2. Método da reivindicação 1, em que a avaliação de caracteristicas de sinal compreende avaliar se o sinal possui uma caracteristica do esquema de modulação de rádio utilizado no sistema de rádio. 1
3. 3. Método da reivindicação 2, em que a avaliação de caracteristicas de sinal compreende avaliar se o sinal exibe caracteristicas particulares de deslocamento de fase ou frequência do esquema de modulação do sistema de rádio.
4. 4. Método da reivindicação 3, em que o passo de avaliar se o sinal exibe caracteristicas particulares de deslocamento de fase ou frequência do esquema de modulação do sistema de rádio compreende analisar os deslocamentos de fase ou frequência entre sucessivas amostras ou fracções seleccionadas no sinal , na frequência, e comparar os deslocamentos de fase ou frequência observados com os deslocamentos de fase ou frequência esperados para 0 esquema de modulaçao pretendido.
5. 5. Método da reivindicação 3 ou 4, compreendendo utilizar o desvio do deslocamento médio de fase ou frequência observado do sinal a ser avaliado relativamente ao valor esperado se o sinal fosse portador da forma correcta de modulação e/ou utilizar a proporção dos valores de deslocamento de fase ou frequência observados que têm o valor do esquema de modulação pretendido para classificar qual a probabilidade do sinal ser proveniente do sistema de rádio correcto.
6. 6. Método de qualquer uma das reivindicações anteriores, em que a avaliação para determinar se o sinal tem ou não a característica particular compreende alocar uma probabilidade de o sinal ter essa característica com base na avaliação do sinal. 2 Unidade de rádio móvel de um sistema de radiocomunicações móveis, compreendendo a unidade de rádio móvel: meios para varrer e tentar sincronizar-se, à vez, com cada frequência numa lista armazenada de frequências utilizadas pelo sistema de rádio; caracterizada por a unidade de rádio móvel compreender ainda: meios para, enquanto a unidade de rádio móvel espera numa frequência particular por sinais de sincronização para se tentar sincronizar com a frequência, avaliar se o sinal na frequência possui uma caracteristica particular do sistema de rádio; e meios para abortar a espera na frequência particular e sintonizar-se numa nova frequência antes de a tentativa de sincronização na frequência particular ser completada, se determinar que o sinal na frequência particular não possui a caracteristica particular. Unidade móvel da reivindicação 7, em que os meios de avaliação de caracteristicas de sinal compreendem meios para avaliar se o sinal possui uma caracteristica do esquema de modulação de rádio utilizado no sistema de rádio. Unidade móvel da reivindicação 8, em que os meios de avaliação de caracteristicas de sinal compreendem meios para avaliar se o sinal exibe caracteristicas particulares 3 de deslocamento de fase ou frequência do esquema de modulação do sistema de rádio.
7. 10. Unidade móvel da reivindicação 9, compreendendo meios para classificar qual a probabilidade do sinal ser proveniente do sistema de rádio correcto com base no desvio do deslocamento médio de fase ou frequência observado do sinal a ser avaliado relativamente ao valor esperado se o sinal fosse portador da forma correcta de modulação e/ou com base na proporção dos valores de deslocamento de fase ou frequência medidos que têm o valor do esquema de modulação pretendido.
8. 11. Elemento de programa de computador compreendendo partes de código de software informático para realizar o método de qualquer uma das reivindicações 1 a 6 quando instalado em meios de processamento de dados. Lisboa, 17 de Agosto de 2012 4