PT2352349E - Paging de dois estágios em terminais sem fios através de um indicador de paging num primeiro canal - Google Patents

Paging de dois estágios em terminais sem fios através de um indicador de paging num primeiro canal Download PDF

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Brian K Butler
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Description

- 1 - ΡΕ2352349
DESCRIÇÃO "PAGING DE DOIS ESTÁGIOS EM TERMINAIS SEM FIOS ATRAVÉS DE UM INDICADOR DE PAGING NUM PRIMEIRO CANAL" I. Antecedentes da invenção A presente invenção refere-se a um processo e dispositivo para fazer o paging de um terminal sem fios num sistema de telecomunicações sem fios. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um novo e melhorado processo e dispositivo para fazer o paging de um telefone celular ou outro dispositivo de comunicação sem fios. 0 paging pode ser realizado utilizando um canal de paging rápido e um canal de paging inteiro. II. Descrição da técnica relacionada A norma IS-95 para telefones celulares (e as suas derivadas, tais como a norma IS-95A e a ANSI J-STD-008, aqui referenciadas colectivamente como norma IS-95) utiliza técnicas avançadas de processamento de sinal para proporcionar um serviço de telefone celular eficiente e de elevada qualidade. Por exemplo, um sistema de telefone celular de acordo com a norma IS-95 utiliza a codificação da voz, detecção de erros, correcção directa de erros (FEC) intercalação e modulação de espalhamento do espectro de - 2 - ΡΕ2352349 modo a tornar mais eficiente a utilização da largura de banda de radiofrequência disponível, e para proporcionar ligações mais robustas. Em geral, os benefícios proporcionados pela norma IS-95 incluem tempos de conversação mais longos, maiores capacidades e um número menor de chamadas caídas quando comparado com outros tipos de sistemas de telefone celular.
Para realizar as comunicações de uma maneira ordenada, a norma IS-95 proporciona um conjunto de canais altamente codificados através dos quais são transmitidos dados que têm diferentes funções. Estes canais altamente codificados incluem um canal de paging através do qual são transmitidas as mensagens de paging informando os telefones celulares ou outros tipos de dispositivos de comunicação sem fios de que está pendente um pedido de comunicação recebido. De acordo com a norma IS-95, as mensagens de paging são transmitidas a débitos de dados baixos a médios (4800 ou 9600 bps) durante intervalos de tempo que são previamente atribuídos a grupos de telefones celulares. A Tabela I apresenta os dados incluídos numa Mensagem de Página Geral, como exemplo de uma típica mensagem de paging gerada substancialmente de acordo com a norma IS-95A. - 3 - ΡΕ2352349
Campo da Mensagem Comprimento (bits) MSG_TYPE (Tipo de Mensagem) 8 CONFIG_MSG_ SEQ 6 A C C__MS G__ SEQ 6 CLASS_0_DONE 1 CL A S S_ 1_D ONE 1 RE SERVE D 2 BROADCAS T_DONE 1 RE SERVE D 4 ADD_LEGTH 3 ADD_PFIELD 8 x ADD__ LENG TH E zero ou mais ocorrências do seguinte registo de página:
Tabela I
A Tabela I é apresentada apenas para ilustrar o comprimento de uma típica mensagem de paging, por isso não é aqui incluída uma descrição pormenorizada da função de cada campo. Todavia, uma tal descrição pormenorizada pode ser obtida fazendo referência à norma IS-95 que é bem - 4 - ΡΕ2352349 conhecida e está disponível publicamente (em particular, a norma IS-95A). As mensagens de paging começam também com um campo de comprimento da mensagem de oito bits (MSG_LEN) que indica o comprimento da mensagem e terminam com um campo (não mostrado) de verificação de redundância cíclica (CRC) de 30 bits.
Para monitorizar as mensagens de paging, um telefone celular monitoriza periodicamente o canal de paging durante o intervalo de paging atribuído. Em particular, o telefone celular activa periodicamente circuitos de processamento de radiofrequência e de sinais digitais complexos durante o tempo que for necessário para processar com sucesso a mensagem de paging. Uma vez que a típica mensagem de paging é relativamente longa, e é transmitida através de um canal de débito baixo a médio altamente codificado, o processamento associado durante cada intervalo de paging exige uma quantidade significativa de tempo e de recursos de processamento dos sinais e, consequentemente, exige uma quantidade significativa de energia para ficar concluído. Esta situação reduz a quantidade de tempo que um telefone celular de acordo com a norma IS-95 pode permanecer em modo de espera utilizando uma bateria com uma dada capacidade e, consequentemente, é altamente indesejável. A GB2201866 descreve a combinação, tanto na estação base como na móvel, de um indicador de paging de um sistema de paging legado com o paging normalizado de um ΡΕ2352349 - 5 - sistema celular utilizando um comutador de 1 bit: o móvel encontra-se em modo OFF e é acordado quando a mensagem de página rápida chega. Contudo, dado que o móvel tem que acordar do estado OFF, o período de latência estende-se ao longo de várias tramas.
Sumário da invenção A invenção é definida pelas reivindicações anexas.
Breve descrição dos desenhos
As caracteristicas, os objectivos e as vantagens da presente invenção, acima descritas e outras, tornar-se-ão mais evidentes da descrição pormenorizada das formas de realização da invenção abaixo descritas quando consideradas juntamente com os desenhos onde o mesmo número de referência tem uma correspondência identificadora em todos os desenhos e em que:
Figura 1 diagrama de blocos de um sistema de telefone celular;
Figura 2 diagrama de temporização que ilustra os intervalos de tempo num canal de paging rápido e num canal de paging inteiro;
Figura 3 diagrama de fluxos que ilustra os passos realizados durante o paging de um dispositivo de comunicação sem fios; ΡΕ2352349 - 6 -
Figura 4 diagrama de blocos que ilustra a codificação realizada no canal de paging inteiro e no canal de paging rápido;
Figura 5 diagrama de fluxos que ilustra os passos realizados por um dispositivo de comunicação sem fios durante o modo de espera; e Figura 6 diagrama de blocos de um receptor configurado de acordo com uma forma de realização da invenção.
Descrição pormenorizada das formas de realização preferidas E aqui descrito um processo e um sistema de paging de um telefone celular ou outro dispositivo de comunicação sem fios que reduzem o consumo de energia em modo de espera. Podem ser utilizados dois canais de paging. Na descrição que se segue é apresentada uma forma de realização da invenção no contexto de um sistema de telefone celular a operar substancialmente de acordo com a norma IS-95. Embora a invenção seja particularmente adequada ao funcionamento num tal ambiente, muitos outros sistemas de comunicações digitais podem beneficiar da utilização da presente invenção, incluindo os sistemas de comunicações sem fios baseados em acesso múltiplo por divisão (distribuição) no tempo (TDMA), os sistemas de comunicações baseados em satélites, sistemas de cablagem wireline através dos quais são transmitidos sinais codificados. -Ί ΡΕ2352349 Α figura 1 é um diagrama de blocos de um sistema de telefone celular altamente simplificado configurado para utilização com a presente invenção. Os terminais sem fios 10 (tipicamente, telefones celulares) encontram-se localizados entre estações de base 12. Os terminais sem fios 10a e 10b estão no modo activo e, consequentemente, estão a fazer a interface com uma ou mais estações de base 12 utilizando sinais de radiofrequência (RF) modulados de acordo com as técnicas de processamento do sinal de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) da norma IS-95. Um sistema e processo para o processamento de sinais de radiofrequência substancialmente de acordo com a utilização da norma IS-95 estão descritos no documento W09200659 com o titulo "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System" atribuída ao autor da presente invenção (a patente '459). Os outros terminais sem fios 10 encontram-se em modo de espera e, consequentemente, a monitorizar aguardando mensagens de página indicativas de um pedido de comunicação.
Na forma de realização preferida da invenção, cada estação de base gera sinais de ligação directa compreendendo um conjunto de canais de ligação directa. Os canais são estabelecidos por um conjunto de códigos de Walsh ortogonais de 64 chip (ou bit), cada um dos quais é utilizado para modular os dados associados a um canal em particular. Os canais são catalogados de acordo com a sua função e incluem um canal piloto através do qual é repetidamente transmitido um padrão de desvio de fase, um ΡΕ2352349 canal de sincronização através do qual são transmitidos dados de sincronização incluindo o tempo absoluto do sistema e o desvio de fase do canal piloto associado, e canais de tráfego através dos quais são transmitidos os dados destinados aos terminais. Os canais de tráfeqo são normalmente atribuídos para transmitirem dados a um terminal sem fios 10 em particular enquanto durar a interface com aquela estação de base em particular.
Para além disto, de acordo com uma forma de
realização da invenção, um ou mais dos canais de Walsh estão designados como canais de paging rápido e um ou mais dos canais de Walsh como canais de paging inteiro. A designação e o funcionamento dos canais de paging inteiro são realizados, de preferência, de acordo com o canal de paging especificado pela norma IS-95. Alguns processos e dispositivos para a realização do paging, de um modo substancialmente de acordo com a norma IS-95, estão descritos nas patentes US 5.392.287 (a patente "287) intitulada "APARRATUS AND METHOD FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN A MOBILE COMMUNICATIONS RECEIVER" e 5.509.015 (a patente "015) intitulada "METHOD AND APARRATUS FOR SCHEDULING COMMUNICATIONS BETWEEN TRANSCEIVERS" ambas atribuídas ao autor da presente invenção.
Conforme descrito nas patentes '287 e '015, e conforme especificado na norma IS-95, o canal de paging inteiro é dividido em tempo em "intervalos" de tempo. Os intervalos são, por sua vez, atribuídos a conjuntos de ΡΕ2352349 - 9 - terminais sem fios, em que a atribuição é realizada baseada no identificador internacional de assinante móvel (IMSI) que é único para cada terminal sem fios 10, ou outra informação de identificação do terminal, como um ou mais números de identificação móvel (MIN). Nas formas de realização alternativas da invenção, pode também ser utilizada outra informação de identificação incluindo o número de série electrónico (ESN) do terminal sem fios ou o identificador temporário de assinante móvel (TMSI) . Outros irão reconhecer valores adicionais que podem ser utilizados. Os vários tipos possíveis de informação de identificação que podem ser utilizados serão doravante aqui designados colectivamente por MOBILE ID. Os canais de paging rápido são também divididos em intervalos de tempo. A figura 2 é um diagrama de tempos ilustrando os intervalos de tempo de um canal de paging inteiro e de um canal de paging rápido quando configurados de acordo com uma forma de realização da invenção. 0 canal de paging rápido é dividido em intervalos 30 de paging rápido e o canal de paging inteiro é dividido em intervalos 32 de paging inteiro que, de preferência, têm uma duração maior que a dos intervalos de paging rápido. Conjuntos, ou grupos, de intervalos 30 de paging rápido são atribuídos a intervalos 32 de paging inteiro individuais tal como ilustrado pelas setas diagonais, embora a utilização de uma correspondência de um-para-um entre os intervalos de paging rápido e os intervalos de paging inteiro, ou outros rácios, seja consistente com a utilização da invenção. A atribuição -10 ΡΕ2352349 dos intervalos 30 de paging rápido a um conjunto em particular de dispositivos de comunicação sem fios é realizada, de preferência, através da aplicação de uma função de Hash ao MOBILE ID do terminal sem fios 10.
Para fazer o paging de um terminal sem fios 10 em particular é transmitida uma mensagem de página rápida durante o intervalo de paging rápido e é transmitida uma mensagem de página inteira durante o intervalo de paging inteiro atribuído ao terminal sem fios. O intervalo de paging rápido e os intervalos de paging inteiro ocorrem de um modo periodicamente repetido, o que assegura que um intervalo associado a um terminal em particular ocorre após algum período de tempo limitado. Conforme ilustrado na figura 2, os intervalos 32 de paging inteiro ocorrem com um atraso 34 após os intervalos 30 de paging rápido associados para permitir ao terminal sem fios processar a mensagem de página rápida e activar os circuitos adicionais de descodificação antes do próximo intervalo de paging inteiro. A figura 3 é um diagrama de blocos dos passos realizados pelo controlador de estação de base (BSC) 14 durante o processo de paging. O processo de paging começa no passo 36 e no passo 38 é determinado se foi recebido um pedido de comunicação. Se não foi recebido, o passo 38 é realizado novamente.
Se tiver sido recebido um pedido de comunicação, -11- ΡΕ2352349 são calculados no passo 40 o intervalo de paging inteiro e o intervalo de paging rápido associados ao dispositivo de comunicação sem fios a quem foi destinado o pedido de comunicação, baseados na MOBILE ID ou noutra informação de identificação daquele terminal sem fios 10. Numa forma de realização da invenção, o intervalo de paging rápido é calculado utilizando uma primeira função de Hash, e o intervalo de paging inteiro é calculado utilizando uma segunda função de Hash, em que a segunda função de Hash é diferente da primeira função de Hash. Para além disto, os intervalos de paging inteiro têm uma duração na ordem dos 80 ms, enquanto que os intervalos de paging rápido têm uma duração na ordem dos 5 ms. O terminal sem fios 10 pode ter de processar todo ou parte do canal de paging inteiro dependendo do conteúdo da mensagem de paging que estiver a ser recebida de acordo com a norma IS-95. O BSC 14 realiza, de preferência, o processamento necessário utilizando um ou mais microprocessadores a executarem software armazenado numa memória (não mostrada).
Numa forma de realização exemplar da invenção, um canal de paging inteiro é determinado de acordo com as patentes "287 e "015 acima referidas, e o intervalo de paging rápido é determinado através da aplicação de outra função de Hash ao MOBILE ID, embora a utilização de outros processos de atribuição dos intervalos de paging a dispositivos de comunicação sem fios seja consistente com a utilização da presente invenção. Em particular, o intervalo de paging inteiro corresponde ao tempo t do sistema, -12 ΡΕ2352349 proporcionado em tramas de 2 0 ms, em que a equaçao que se seque é verdadeira: (floor(t/4)-PGSLOT)mod(16*T)=0 (1) onde T é o comprimento do ciclo do intervalo em unidades de 1,28 sequndos, dado por T=21, onde i é o indice do ciclo do intervalo (SCI). PGSLOT é determinado utilizando a seguinte função de Hash: PGSLOT=f loor (Nx ( ( 40505x (L©H©DECORRi) )mod2A16) /2Λ16) (2) onde L é o 16° bit menos significativo de uma HASH_KEY de 32 bits e H é o 16° bit mais significativo da HASH__KEY, e N é 2048. A HASH_KEY é, de preferência, um MOBILE ID ou outro seu derivado, como a IMSI. A função floor(x) devolve o maior número inteiro inferior ou igual a x. Por exemplo, o resultado de floor(2,99), floor(2,01) e floor(2,00) é 2 e o resultado de floor(-2,5) é -3. O valor DECORRI da inversão da correlação é calculado da seguinte maneira: DECORR=6xHASH_KEY[0..11] (3) onde HASH_KEY[0 . .11] são os onze bits menos significativos do valor da HASH__KEY de 32 bits. A função de Hash utilizada para determinar o intervalo de paging rápido numa forma de realização preferida da invenção é calculada de uma maneira semelhante -13- ΡΕ2352349 à do intervalo de paging inteiro, com a excepção de que o intervalo de paging rápido ocorre entre 40 a 120 ms antes do intervalo de paging inteiro, e o conjunto de terminais sem fios atribuídos a um intervalo de paging rápido muda ao longo do tempo para assegurar que cada terminal sem fios 10 está associado a um conjunto diferente de outros terminais sem fios 10 durante cada intervalo de paging rápido. O variar do conjunto de terminais 10 com o qual cada terminal sem fios 10 está associado durante cada intervalo de paging ajuda a assegurar que os dispositivos de comunicação sem fios menos activos não fiquem permanentemente associados a um terminal sem fios 10 mais activo e, consequentemente, tenham de monitorizar desnecessariamente um grande número de mensagens de paging inteiro que não lhe são destinadas.
Numa forma de realização exemplar da invenção, o intervalo de paging rápido para um terminal sem fios 10 ocorre durante um período da página rápida de 80 ms que começa 120 ms antes do início do intervalo de paging inteiro, conforme calculado pela equação que se segue: (floor((t-6)/4)-PGSLOT)mod(16 *T)=0 (4) onde PGSLOT é igual aquele que é utilizado para o intervalo de paging inteiro. A duração do período de página rápida é, de preferência, de 80 ms. O período de página rápida é dividido em intervalos de paging rápido durante os quais são transmitidas as mensagens de página rápida, o que está descrito pormenorizadamente mais adiante. De preferência, -14- ΡΕ2352349 os intervalos de paging rápido e as mensagens de página rápida associadas têm a duração de um único bit. Consequentemente, o número de intervalos de paging rápido por período de página rápida é uma função do débito de dados do canal de paging rápido.
Conforme é evidente, a equação (4) é igual à equação (1) com a excepção de que o tempo do sistema está deslocado em seis tramas, o que leva o inicio do período de página rápida a começar 120 ms antes do intervalo de página inteira. A inclusão de um desvio de 120 ms assegura que existam, pelo menos, 40 ms de tempo (dado que o período de página rápida é de 80 ms) entre qualquer intervalo de página rápida em particular e o intervalo de página inteira, o que dá ao dispositivo de comunicação sem fios tempo suficiente para se preparar para processar a mensagem de página inteira depois de receber uma mensagem de página rápida.
Dentro dos 80 ms do período de página rápida, o intervalo de paging rápido (tendo uma duração de um bit) que é atribuído a um terminal sem fios 10 em particular é determinado utilizando a seguinte equação: QUICK_PGSLOT=l+f loor (Nx ( ( 40505x (L@H@DECORR2) ) mod2A16)/2Λ16) (5) onde o valor de N é fixado igual ao débito de dados do canal de paging rápido (QPAGE_RATE) em número de bits por -15- ΡΕ2352349 intervalo de 80 ms. Por exemplo, se o débito de dados do canal de paging rápido for de 9600 bits/segundo, o valor de QPAGE_RATE será igual a 768 bits/trama. Para além disto, o valor da inversão da correlação é fixado conforme se segue: DECORR = floor((t-6)/64)mod2Λ16 (6)
Consequentemente, a equação (5) devolve um valor entre 1 e 768 correspondendo ao intervalo de paging rápido (ou à localização do bit) dentro de um período de página rápida de 80 ms que começa 120 ms antes do correspondente intervalo de paging inteiro. O dispositivo de comunicação sem fios monitoriza o canal de paging rápido durante este intervalo de paging rápido e, se for recebida uma mensagem de página rápida, o terminal sem fios irá então monitorizar o canal de paging inteiro à procura de uma mensagem de página inteira.
Conforme é evidente da equação (6), o valor da inversão da correlação DECORR para o canal de paging rápido é calculado como sendo uma função do tempo do sistema e, consequentemente, o valor resultante de QUICK_PGSLOT para um dado conjunto de terminais sem fios 10 será diferente com a passagem do tempo. Esta situação leva a que o conjunto de terminais sem fios 10 associados a um intervalo de paging inteiro em particular tenha diferentes intervalos de paging rápido ao longo do tempo (embora eles possam ainda ser chamados durante o mesmo período de página rápida) , o que irá ajudar a assegurar que um terminal sem -16 ΡΕ2352349 fios 10 menos activo não fique atado a um terminal sem fios 10 mais activo que o levaria a monitorizar o canal de paging inteiro com uma frequência desnecessária, e, consequentemente, um consumo desnecessário de energia.
Se a MOBILE ID não estiver contida directamente no pedido de comunicação, ela pode ser obtida através de uma busca numa base de dados utilizando qualquer outra informação de identificação contida no pedido, como o número de telefone ou o número de identificação móvel (MIN) do terminal sem fios 10.
Uma vez determinados o intervalo de paging rápido e o intervalo de paging inteiro, o BSC 14 transmite uma mensagem de página rápida no passo 42 num canal de paging rápido, e uma mensagem de página inteira no passo 44 num canal de paging inteiro, através de uma ou mais estações de base 12. As estações de base 12 codificam e modulam os canais de paging, conforme descrito a seguir pormenorizadamente, ocorrendo a transmissão das duas mensagens de página durante os correspondentes intervalo de paging rápido e intervalo de paging inteiro.
Depois da transmissão da mensagem de página rápida e da mensagem de página inteira, o BSC 14 sonda à procura de uma resposta, no passo 46, indicando que a página foi recebida. Se foi recebida uma resposta, a comunicação começa no passo 50. -17- ΡΕ2352349
Se não foi recebida qualquer resposta depois a um período de tempo esqotado, é transmitida no passo 52 uma segunda mensaqem de página rápida. No passo 56 o BSC 14 sonda à procura de uma resposta vinda do terminal sem fios 10 e determina no passo 58 se foi recebida uma resposta. Se foi recebida uma resposta, é dado início à comunicação no passo 50. Se for determinado no passo 58 que não foi recebida qualquer resposta, a página falha no passo 60. Numa forma de realização alternativa da invenção, duas ou mais mensagens de página rápida e duas ou mais correspondentes mensagens de página inteira são geradas para cada página. A segunda mensagem de página rápida e mensagem de página inteira aumentam a probabilidade da página ser recebida, sem introduzir o atraso necessário para determinar se uma mensagem de reconhecimento foi recebida do terminal sem fios 10.
Na forma de realização preferida da invenção, a mensagem de página rápida é constituída por um bit de INCOMMING_PAGE. Um bit de INCOMMING_PAGE num primeiro estado (como um sinal lógico elevado) indica que foi recebido um pedido de comunicação para um dos terminais sem fios 10 associados aquele intervalo de paging rápido e, consequentemente, que aqueles dispositivos de comunicação sem fios deverão processar o canal de paging inteiro durante o próximo intervalo de paging inteiro designado. Um bit de INCOMMING_PAGE que esteja num segundo estado (como um sinal lógico baixo) indica que não foi recebido qualquer pedido de comunicação para aqueles terminais sem fios 10 e, 18- ΡΕ2352349 consequentemente, o canal de paging inteiro não deverá ser processado durante o próximo intervalo de paging inteiro atribuído. Consequentemente, a mensagem de página rápida está codificada a um nível superior que a mensagem de página inteira, uma vez que a página é representada por um único bit, em vez de por um número substancialmente maior de bits e, consequentemente, pode ser processada com um número menor de recursos. Uma tal codificação da "mensagem" não deverá ser confundida com a codificação do "canal" que será mais adiante descrita, em que uma maior quantidade de codificação exige mais recursos de processamento de dados e, consequentemente, é menos desejável em termos do consumo de energia.
Na forma de realização preferida da invenção, a mensagem de página inteira contém a informação especificada na norma IS-95 para uma mensagem de página normal que permite a cada terminal sem fios 10 determinar se a página lhe está destinada. Um exemplo de uma página gerada de acordo com a norma IS-95A está apresentado na Tabela I acima. Conforme ilustrado na Tabela I, a mensagem de página inteira contém significativamente mais informação que a mensagem de página rápida que, de preferência, é constituída por um único bit. Consequentemente, a mensagem de página rápida pode ser processada mais facilmente por cada terminal sem fios 10 e com menos potência que a mensagem de página inteira.
Numa forma de realização alternativa da invenção, -19- ΡΕ2352349 sao utilizadas mensagens de página rápida de múltiplos bits. Estas mensagens de página rápida de múltiplos bits são utilizadas para codificar e transmitir informação adicional para além da simples indicação de que o terminal sem fios 10 deverá monitorizar o canal de paging inteiro durante o próximo intervalo 32 de paging inteiro atribuído. Por exemplo, a mensagem de página rápida de múltiplos bits pode ser utilizada para indicar mais particularmente qual dos terminais sem fios 10 está a ser chamado de entre o subconjunto de terminais sem fios atribuído ao correspondente intervalo 30 de página rápida. A mensagem de página rápida de múltiplos bits pode também ser utilizada para indicar que o canal de paging inteiro deverá ser monitorizado durante um período mais alargado para que as alterações aos parâmetros do sistema possam ser emitidas a todos os terminais sem fios 10. Os peritos na arte reconhecerão os vários tipos úteis de informação que podem ser transmitidos utilizando uma mensagem de página rápida de múltiplos bits. Para além disto, noutra forma de realização alternativa da invenção, é realizada na mensagem de página rápida uma codificação reduzida de correcção de erros sem canal de retorno.
Para além de transmitir menos informação numa mensagem de página rápida do que numa mensagem de página inteira, a forma de realização preferida da invenção incorpora um esquema de codificação minimalista para o canal de paging rápido quando comparado com o canal de paging inteiro. A figura 4 ilustra os esquemas de -20 ΡΕ2352349 codificação utilizados para o canal de paging inteiro e o canal de paging rápido de acordo com uma forma de realização da invenção.
Conforme mostrado na figura 4, os dados transmitidos através do canal de paging inteiro são codificados em convolução pelo codificador 60 de convolução e os resultantes símbolos de código são repetidos pelo repetidor de símbolo 61s a fim de gerar símbolos com um débito predeterminado. Os símbolos de código repetidos são então entrelaçados em bloco pelo dispositivo 62 de intercalação em bloco. Os dados vindos do dispositivo de intercalação em bloco são misturados através do EXCLUSIVE-OR (XOR) com um código longo decimated gerado pelo gerador 64 de código longo e o decimator 66. 0 código longo é gerado em código binário de uma maneira predeterminada como sendo uma função de um número semente, e é dado a conhecer a todos os terminais sem fios 10. Os dados misturados são então modulados com um código de canal de Walsh designado para um canal de paging inteiro, sendo os dados modulados com o código de canal de Walsh espalhados com QPSK utilizando um código de ruído pseudo-aleatório (código de PN), somados aos dados vindos dos outros canais, e convertidos para uma frequência superior para serem transmitidos, de preferência, de acordo com a norma IS-95 (o espalhamento, a soma e a conversão não estão mostrados).
Fazendo ainda referência à figura 4, os dados que são transmitidos através do canal de paging rápido, são -21- ΡΕ2352349 aplicados directamente a um código de canal de Walsh designado para um canal de paging rápido e, depois espalhados, somados e convertidos para uma frequência superior conforme acima descrito. De preferência, um único bit de dados que é transmitido através do canal rápido é modulado múltiplas vezes pelo mesmo código de Walsh, transmitindo efectivamente o bit múltiplas vezes. Poder-se-ia também transmitir repetidamente o bit de dados utilizando um repetidor de símbolo, tal como o repetidor de símbolo 61 que é utilizado para o canal de paging inteiro. Ainda noutra forma de realização da invenção, o canal de paging rápido pode ser misturado utilizando o código longo conforme realizado para o canal de paging inteiro.
Conforme é evidente da figura 4, o processamento associado à transmissão de informação através do canal de paging rápido é substancialmente menor, tanto em durante, como em complexidade, que aquele que está associado ao canal de paging inteiro. Consequentemente, a quantidade de processamento necessário para realizar o processamento de recepção do canal de paging rápido é também substancialmente menor e, consequentemente, consome menos energia do que aquela que é necessária para o canal de paging inteiro. Embora a quantidade reduzida de processamento realizado para o canal de paging rápido aumente a probabilidade de ocorrerem erros durante o processamento de qualquer bit em particular, podem ser utilizados outros processos de redução do efeito deste aumento da ocorrência de erros, sem aumentar substancialmente a complexidade. Os processos 22- ΡΕ2352349 incluem a transmissão do mesmo bit múltiplas vezes ou a interpretação de transmissões com baixa qualidade como sendo mensagens de página positivas conforme abaixo descrito. A figura 5 é um diagrama de fluxos do processamento realizado por um terminal sem fios 10 em modo de espera quando realizado de acordo com uma forma de realização da invenção. 0 processamento é, de preferência, realizado utilizando um controlador de microprocessador através de instruções de software armazenadas em memórias acopladas a outros circuitos e sistemas integrados que são bem conhecidos na arte (não mostrados). 0 processamento começa no passo 80 e no passo 84 é determinado se o intervalo de paging rápido atribuído já chegou, e se não chegou, o passo 82 é realizado novamente.
Se o intervalo de paging rápido atribuído tiver chegado, o terminal sem fios 10 processa o canal de paging rápido no passo 86. De preferência, o processamento é realizado utilizando um subconjunto significativamente mais pequeno dos circuitos de processamento de sinais que está contido no dispositivo de comunicação sem fios do que aquele que é utilizado no processamento das mensagens de página inteira. De acordo com o processamento de transmissão que é realizado para o canal de paging rápido mostrado na figura 4, o processamento de recepção é, de preferência, constituído por uma conversão para uma frequência inferior da energia de radiofrequência (RF) -23 ΡΕ2352349 recebida, a inversão do espalhamento com o código de espalhamento pseudo-aleatório (PN) , e a desmodulação com o código de Walsh designado. Os resultantes dados da decisão programada são processados directamente para determinar o nivel lógico transmitido.
Fazendo novamente referência à figura 5, no passo 88 é determinado se uma mensagem de página rápida foi recebida no passo 86 baseada no nivel lógico dos dados detectados. Se foi detectada uma mensagem de página rápida o processamento continua no passo 90, conforme abaixo descrito. Se não foi detectada uma mensagem de página rápida, é ainda determinado no passo 89 se foi aceitável a qualidade do sinal durante o processamento do canal de paging rápido. Se foi, o terminal sem fios 10 volta ao passo 82. Se a qualidade do sinal não foi aceitável, o processamento continua no passo 90, conforme abaixo descrito. A qualidade do sinal recebido pode ser determinada através de vários processos bem conhecidos, incluindo a determinação de quando a potência de recepção do sinal transmitido do transmissor 50 cai abaixo de um valor limiar, ou através da determinação de quando a relação sinal/ruído do canal piloto cai abaixo de um valor limiar predeterminado. Ao monitorizar à procura de uma mensagem de página inteira quando a qualidade do sinal recebido for inaceitável, fica minimizado o número de mensagens de página inteira perdidas devido à não detecção -24 ΡΕ2352349 de mensagens de página rápida resultantes da inaceitável qualidade do sinal.
Se foi detectada uma mensagem de página rápida, ou a qualidade do sinal recebido foi inaceitável, o terminal sem fios 10 activa os circuitos de descodificação adicionais no passo 90 e, no passo 92, processa o canal de paging inteiro durante o intervalo de paging inteiro atribuído utilizando os circuitos activados. O tempo que decorre entre o intervalo de paging rápido e o intervalo de paging inteiro atribuídos a um terminal em particular tem de ser suficiente para permitir a activação dos circuitos de descodificação adicionais dentro do terminal sem fios 10 após a detecção da mensagem de página rápida antes de ocorrer o intervalo de página inteira.
No passo 94, o terminal sem fios 10 determina se a mensagem de página inteira processada no passo 92 lhe é destinada baseado no endereço contido naquela mensagem, e se não é, os circuitos de descodificação dentro do terminal sem fios 10 são desactivados no passo 82 e o passo 84 é realizado novamente. Se a mensagem de página inteira é destinada ao terminal sem fios 10, é dado início dentro do dispositivo de comunicação sem fios no passo 96 ao processamento para a correspondente comunicação, e o dispositivo de comunicação sem fios entra no modo activo no passo 98. A figura 7 é um diagrama de blocos que apresenta 25 ΡΕ2352349 uma ilustração altamente simplificada do terminal sem fios 10 quando configurado de acordo com uma forma de realização da invenção. O desmodulador digital 302, o dispositivo 304 de intercalação em bloco, o descodificador Trellis 306 e o sistema de controlo 308 são acoplados através de um barramento digital, e o receptor de radiofrequência 300 é acoplado ao desmodulador digital 302.
Durante o modo de espera, o sistema de controlo activa periodicamente o receptor 300 de radiofrequência e o desmodulador digital 302 para processar o piloto e os canais de paging rápido. O receptor 300 de radiofrequência faz a conversão para uma frequência inferior e digitaliza os sinais de radiofrequência e o desmodulador digital 302 realiza a desmodulação digital para uma primeira duração, gerando os dados da decisão programada para os canais que estiverem a ser processados. O sistema de controlo 308 examina os dados da decisão programada do canal piloto para determinar a qualidade do sinal e examina o canal de paging rápido para determinar se foi recebida uma mensagem de página rápida.
Se foi recebida uma mensagem de página rápida, ou o sinal foi recebido com uma qualidade fraca, o sistema de controlo 308 activa o dispositivo de inversão da intercalação em bloco 304 e o descodificador Trellis 306 e o desmodulador digital configurado para iniciar o processamento do canal de paging inteiro para uma segunda duração que é maior que a primeira duração. O sistema de controlo 26- ΡΕ2352349 308 monitoriza então os dados recebidos através do canal de paging inteiro procurando uma mensagem de paging inteiro a ele destinada e, se nenhuma for detectada, desactiva o dispositivo de inversão da intercalação em bloco 304 e o descodificador Trellis 306 e continua no modo de espera. Se for detectada uma mensagem de página inteira, o sistema de controlo 308 coloca o dispositivo de comunicação sem fios em modo activo durante o qual é realizada a comunicação associada.
Ainda noutra forma de realização da invenção, o canal de paging rápido e o canal de paging inteiro são combinados no mesmo canal de código. Por outras palavras, o canal de paging rápido e o canal de paging inteiro são modulados com o mesmo código de Walsh. Dentro do mesmo canal de código, o canal de paging rápido e o canal de paging inteiro são distinguidos de um modo lógico por um esquema de divisão de tempo predeterminado. Por exemplo, durante alguns intervalos de 80 ms, são transmitidas mensagens de paging rápido, enquanto que durante outros intervalos de 80 ms são transmitidas mensagens de canal de paging inteiro de acordo com um esquema de atribuição de intervalos predeterminado. Esta implementação simplifica um tanto o processamento de recepção e de transmissão uma vez que exige apenas a modulação e a desmodulação de um único canal de código, mas exigiria uma modificação mais significativa à norma IS-95 existente e, consequentemente, proporciona uma menor compatibilidade com os sistemas de comunicações sem fios que estão de acordo com a norma IS-95 -27- ΡΕ2352349 existente.
Será evidente da descrição acima que, através do paging utilizando uma mensagem de página rápida com um número mínimo de bits e que seja transmitida através de um canal minimamente codificado, a presente invenção permite que um dispositivo de comunicação sem fios consuma menos energia quando ele estiver a monitorizar à procura de mensagens de página durante o modo de espera. Ao consumir menos energia em modo de espera permite a um dispositivo de comunicação sem fios operar durante mais tempo com uma dada bateria e, consequentemente, prolonga o tempo de espera daquele dispositivo de comunicação sem fios. Uma vez que os dispositivos de comunicação sem fios são utilizados, tipicamente, em telecomunicações móveis, é frequentemente necessário passar longos períodos de tempo sem recarregar ou substituir a bateria do dispositivo de comunicação sem fios. Consequentemente, para proporcionar uma maior conveniência e para reduzir a probabilidade de serem perdidas mensagens de página devido ao esvaziamento da carga da bateria, é altamente desejável o prolongamento do tempo de espera de uma bateria com uma dada dimensão.
Para além disto, uma vez que as mensagens de página rápida são transmitidas dentro de um período de tempo altamente reduzido, a monitorização de uma mensagem de página rápida pode ser realizada durante o modo activo quando uma chamada telefónica ou outra comunicação estiver a ser processada, para além do modo de espera. Uma tal -28- ΡΕ2352349 monitorização pode ser realizada através da breve suspensão do processamento do canal de tráfego para permitir o processamento do canal de paging rápido durante o intervalo de paging rápido. Uma vez que o intervalo de paging rápido tem uma duração na ordem dos 5 ms, quaisquer dados perdidos não serão, tipicamente, sentidos ou detectados, e podem frequentemente ser recuperados utilizando a codificação de correcção de erros sem canal de retorno (FEC). Depois da recepção da mensagem de página rápida, a mensagem de paging inteiro pode ser recebida recorrendo à suspensão adicional do processamento do canal de tráfego através da transmissão de uma mensagem de sinalização ao controlador da estação de base, seguida do processamento do canal de paging inteiro. Consequentemente, a capacidade de receber uma mensagem de paging durante o modo activo é potenciada pela utilização do esquema de paging de evento duplo aqui descrito.
Lisboa, 23 de Maio de 2014

Claims (9)

  1. ΡΕ2352349 - 1 - REIVINDICAÇÕES 1. Processo para fazer o paging de terminais sem fios (10) num sistema de comunicações sem fios, compreendendo: transmitir uma mensagem multibit indicadora de paging através de um primeiro canal do sistema de comunicações celulares, durante um primeiro intervalo de tempo para direccionar um terminal sem fios associado para iniciar a monitorização de um segundo canal do sistema de comunicações celulares durante um segundo intervalo de tempo, em que o segundo intervalo de tempo é atribuído ao primeiro intervalo de tempo, em que o referido primeiro intervalo de tempo no primeiro canal é atribuído a um conjunto de terminais sem fios incluindo o referido terminal sem fios e o referido segundo intervalo de tempo no segundo canal sendo atribuído ao referido conjunto de terminais sem fios; codificar uma mensagem de página com um código convolucional, em que o referido primeiro canal é menos codificado do que o segundo canal através do qual a mensagem de página é enviada; transmitir a mensagem de página codificada durante o referido intervalo de tempo através do referido segundo canal, em que o referido primeiro canal é dividido em intervalos de tempo (30), incluindo o referido primeiro intervalo de tempo, sendo o referido segundo canal dividido em intervalos de tempo (32), incluindo o referido segundo - 2 - ΡΕ2352349 intervalo de tempo, em que o primeiro intervalo de tempo (30) do referido primeiro canal e o segundo intervalo de tempo (32) do referido segundo canal ocorre num modo de repetição periódica, em que o primeiro intervalo de tempo (30) do primeiro canal é deslocado por um atraso antes do próximo segundo intervalo de tempo de modo que o segundo intervalo de tempo ocorre depois do referido primeiro intervalo de tempo do primeiro canal.
  2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que os intervalos (32) do segundo canal são mais longos em duração do que os referidos intervalos do referido primeiro canal.
  3. 3. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que, pelo menos um dos intervalos (30) do primeiro canal é atribuído a pelo menos um referido terminal sem fios (10) por meio de uma função hash.
  4. 4. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que, pelo menos um dos intervalos (32) do segundo canal corresponde ao tempo do sistema e ser determinado através de uma função hash.
  5. 5. Processo de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente: calcular pelo menos um dos intervalos (30) do primeiro canal como uma função de tempo - 3 - ΡΕ2352349 de sistema, em que o referido conjunto de terminais sem fios (10) terão diferentes dos referidos intervalos.
  6. 6. Dispositivo para fazer o paging de terminais sem fios (10) num sistema de comunicações sem fios, compreendendo: meios para transmitir uma mensagem multibit indicadora de paging através de um primeiro canal do sistema de comunicações celulares, durante um primeiro intervalo de tempo, para direccionar um terminal sem fios associado para determinar se deve começar a iniciar a monitorização de um segundo canal do sistema de comunicações celulares durante um segundo intervalo de tempo, em que o referido primeiro intervalo de tempo no primeiro canal é atribuído a um conjunto de terminais sem fios, sendo que o referido terminal sem fios e referido segundo intervalo de tempo no segundo canal é atribuído ao referido conjunto de terminais sem fios; meios para codificar uma mensagem de página com um código de convolucional, em que o referido primeiro canal é menos codificado do que o segundo canal através do qual à mensagem de página são enviados meios para transmitir a mensagem de página codificada durante o referido segundo intervalo através do referido segundo canal, em que o referido primeiro canal é dividido em intervalos de tempo (30), incluindo o referido primeiro intervalo de tempo, sendo o referido segundo canal dividido em intervalos de tempo (32), incluindo o referido segundo intervalo de tempo, - 4 - ΡΕ2352349 em que o primeiro intervalo de tempo (30) do referido primeiro canal e o segundo intervalo de tempo (32) do referido segundo canal ocorre num modo de repetição periódica, em que o primeiro intervalo de tempo (30) do primeiro canal é deslocado por um atraso antes do próximo segundo intervalo de tempo de modo que o segundo intervalo de tempo ocorre depois do referido primeiro intervalo de tempo do primeiro canal.
  7. 7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que os intervalos (32) do segundo canal são mais longos em duração do que os referidos intervalos do referido primeiro canal.
  8. 8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que, pelo menos um dos intervalos (30) do primeiro canal é atribuído a pelo menos um referido terminal sem fios (10) por meio de uma função hash.
  9. 9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, em que pelo menos um dos intervalos (32) do segundo canal corresponde ao tempo do sistema e ser determinado através de uma função hash. Lisboa, 23 de Maio de 2014
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