BR112016021568B1 - Método para mudança automática eficaz para sistemas de satélite de órbita terrestre baixa (leo) e nó de acesso em uma rede de comunicações sem fio móvel - Google Patents

Abstract

APARELHO E MÉTODO PARA MUDANÇA AUTOMÁTICA EFICAZ PARA SISTEMAS DE SATÉLITE DE ÓRBITA TERRESTRE BAIXA (LEO). Trata-se de abordagens para processos de mudança automática contínuos, dinâmicos e eficazes, o que a brange a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário móvel (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel. Um conjunto de fatores de trajetória é determinado em relação a cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações para o UT. Uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada, em que a PSM para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações. É tomada uma decisão para determinar a possibilidade de realizar uma mudança automática do UT a partir de uma primeira dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda dentre as trajetórias de comunicações, em que a determinação tem por base uma avaliação realizada com base pelo menos em parte na PSM.

Description

ANTECEDENTES

[001] Em um sistema de comunicações sem fio celular, uma mudança automática ou entrega de um terminal de usuário (UT) ou fone é um processo de transferência de uma sessão de dados ou chamada em curso a partir de um canal conectado à rede de núcleo para outro canal (por exemplo, a partir de uma célula atendida por uma torre de célula para outra célula atendida por outra torre de célula). Em um sistema de comunicações de satélite móvel, a mudança automática é a reatribuição ou a reconfiguração de enlaces de rádio entre o UT e um satélite, um feixe de satélite e conjunto de frequência de tripleto ou portadora. Os critérios para realizar a mudança automática podem variar de sistema para sistema, mas, em geral, as mudanças automáticas são disparadas para selecionar trajetórias com melhores condições de canal.

[002] Entre os diferentes tipos de sistemas de comunicações de satélite móveis, os satélites que orbitam em níveis diferentes acima da Terra podem ser empregados, como os satélites de órbita terrestre baixa (LEO), satélites de órbita terrestre média (MEO) e satélites de órbita terrestre geossíncrona (GEO). Um satélite GEO orbita a Terra voando em uma órbita terrestre geossíncrona, com um período orbital igual ao período de rotação da Terra. Uma órbita geossíncrona está em uma altitude de cerca de 35.786 km (22.236 milhas) acima da Terra e, tipicamente, está diretamente acima do Equador. Um satélite LEO voa tipicamente em uma órbita ao redor da Terra em uma altitude entre 160 quilômetros ou 99 entre 160 quilômetros ou 99 milhas (com um período orbital de cerca de 88 minutos) e 2.000 quilômetros ou 1.200 milhas (com um período orbital de cerca de 127 minutos). Adicionalmente, em um sistema de satélite GEO, a área de projeção do feixe na Terra é, em geral, fixa com base na configuração da antena de satélite. Ao contrário de um satélite GEO, uma constelação de satélite LEO fornece um modo exclusivo de operação e desafios associados, em que a área de projeção de cada feixe de satélite na Terra está constantemente em movimento. Consequentemente, os sistemas de satélite móveis que empregam satélites LEO exigem mudanças automáticas frequentes devido ao movimento do feixe através da Terra (mesmo que não exista movimento do terminal e a condição do canal seja constante). Além disso, a linha de visão entre o terminal e o satélite pode alterar devido ao movimento do satélite.

[003] Portanto, são necessárias abordagens para processos de mudança automática contínua, dinâmica e eficaz, que abrangem a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel.

ALGUMAS MODALIDADES EXEMPLIFICADORAS

[004] A presente invenção trata vantajosamente das necessidades e exigências mencionadas anteriormente, bem como outras, mediante o fornecimento de abordagens para processos de mudança automática contínua, dinâmica e eficaz, que abrangem a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel. O satélite, feixe de satélite e conjunto de frequências de portadora para as direções de enlace de encaminhamento e de retorno não precisam ser iguais e nenhuma simetria é presumida em padrões de feixe de direção de enlace de encaminhamento e de retorno. As abordagens fornecidas empregam um conjunto de métricas para selecionar uma trajetória ideal, equilibrar múltiplos parâmetros, como razão entre sinal e ruído, duração esperada de cobertura de feixe e outros parâmetros, descritos em detalhes adicionais abaixo. A abordagem fornece, adicionalmente, a mudança automática contínua a partir de trajetórias atuais para trajetórias alternativas consideradas mais ideais, em que nenhuma perda de dados de transmissão é experimentada, exceto quando uma mudança automática envolve uma mudança automática de frequência de portadora.

[005] De acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção, é fornecido um método para avaliar a probabilidade de realizar uma mudança automática de um UT a partir de uma primeira trajetória de comunicações para uma segunda trajetória de comunicações de um sistema de comunicações de satélite móvel. Um conjunto de fatores de trajetória é determinado em relação a cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações para o UT. Uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada, em que a PSM para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações. É tomada uma decisão para determinar a possibilidade de realizar uma mudança automática do UT a partir de uma primeira dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda dentre as trajetórias de comunicações, em que a determinação tem por base uma avaliação realizada com base pelo menos em parte na PSM. De acordo com as modalidades exemplificadoras adicionais, uma métrica de trajetória combinada (CPM) é determinada para cada uma dentre um conjunto de trajetórias de comunicações candidatas para as quais o UT pode ser submetido à mudança rápida, em que a CPM para cada conjunto de trajetórias de comunicações candidatas é determinada com base pelo menos em parte na PSM para cada trajetória de comunicações no conjunto. Adicionalmente, cada CPM é computada para servir como um indicador que reflete uma qualidade de diversidade de trajetória em relação ao conjunto de trajetórias de comunicações.

[006] A título de exemplo, o conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma das trajetórias de comunicações compreende dois ou mais aspectos da trajetória de comunicações, em que os aspectos compreendem um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações, uma vida útil esperada da trajetória de comunicações, uma tendência de mudança automática e um fator de capacidade. A título de exemplo adicional, um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações compreendem uma intensidade piloto relativa para a trajetória, a vida útil esperada da trajetória de comunicações compreende uma vida útil esperada de um subfeixe da trajetória de comunicações, a tendência de mudança automática se refere à temporização da mudança automática, e o fator de capacidade reflete um potencial de capacidade de transmissão da trajetória de comunicações. A título de exemplo adicional, o cálculo ponderado para a determinação da PSM para cada uma das trajetórias de comunicações é computado com base em um respectivo fator de ponderação diferente aplicado a cada fator de trajetória para a trajetória de comunicações, e cada ponderação diferente é definida para ajustar um nível de efeito do respectivo fator de trajetória na PSM para endereçar trocas entre as características operacionais do sistema.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] As modalidades exemplificadoras da presente invenção são ilustradas a título de exemplo e não com propósitos limitadores nas Figuras dos desenhos anexos e em que os números de referência similares se referem aos elementos similares, e em que: A Figura 1 ilustra um diagrama de um sistema de comunicações capaz de fornecer abordagens para a mudança automática de terminal dinâmica e eficaz em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 2 ilustra um diagrama que representa padrões de feixe de exemplo de dois respectivos satélites se movendo em direções diferentes, com um terminal de usuário (UT) situado em uma seção sobreposta dos dois padrões de feixe, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 3 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 4 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 5 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno e de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 6 ilustra um diagrama de temporização de alocação de enlace ascendente para transmissões em relação a posições nominais, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 7 ilustra um diagrama que representa atrasos de propagação de transmissão, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 8 ilustra um diagrama de temporização de sinal para um processo de mudança automática intersatélite, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; A Figura 9 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática inter-RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção; e A Figura 10 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática intersatélite e inter-RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[008] São descritas abordagens para processos de mudança automática contínua, dinâmica e eficaz, que abrangem a seleção de uma trajetória ideal (que consiste em um satélite, um conjunto de frequência de portadora e feixe de satélite) sobre a qual um terminal de usuário (UT) se comunica com a rede de acesso de rádio em um sistema de comunicações de satélite móvel. Na descrição a seguir, para os propósitos de explicação, diversos detalhes específicos são apresentados a fim de fornecer um entendimento completo das modalidades exemplificadoras da invenção. Será evidente para um elemento versado na técnica, entretanto, que modalidades adicionais podem ser praticadas sem esses detalhes específicos ou com uma disposição equivalente. Em outros exemplos, estruturas e dispositivos bem conhecidos são mostrados em forma de diagrama de blocos a fim de evitar a falta de clareza desnecessária das modalidades da invenção. Adicionalmente, conforme será observado, um módulo ou componente (conforme mencionado no presente documento) pode ser composto de componente(s) de software, que são armazenados em uma memória ou outro meio de armazenamento legível por computador, e executados por um ou mais processadores ou CPUs dos respectivos dispositivos. Conforme será também observado, entretanto, um módulo pode ser, alternativamente, composto de componente(s) de hardware ou componente(s) de firmware, ou uma combinação de componentes de hardware, firmware e/ou software. Adicionalmente, em relação às diversas modalidades exemplificadoras descritas no presente documento, embora determinadas funções sejam descritas como sendo realizadas por determinados componentes ou módulos (ou combinações dos mesmos), tais descrições são fornecidas como exemplos e não são, dessa forma, destinadas a serem limitadoras. Consequentemente, quaisquer tais funções podem ser previstas como sendo realizadas por outros componentes ou módulos (ou combinações dos mesmos), sem que se desvie do espírito e escopo geral da presente invenção.

[009] Adicionalmente, diversas formas de meios legíveis por computador podem estar envolvidas no fornecimento de instruções para um processador para execução. Por exemplo, as instruções para a realização de pelo menos parte da presente invenção podem inicialmente ser suportadas em um disco magnético de um computador remoto. Em tal cenário, o computador remoto carrega as instruções na memória principal e envia as instruções em uma linha telefônica com o uso de um modem. Um modem de um sistema de computador local recebe os dados na linha telefônica e usa um transmissor infravermelho para converter os dados para um sinal infravermelho e transmitir o sinal infravermelho para um dispositivo de computação portátil, como um assistente digital pessoal (PDA) e um computador do tipo laptop. Um detector infravermelho no dispositivo de computação portátil recebe as informações e instruções suportadas pelo sinal infravermelho e coloca os dados em um barramento. O barramento transporta os dados para a memória principal, a partir da qual um processador recupera e executa as instruções. As instruções recebidas pela memória principal podem ser opcionalmente armazenadas no dispositivo de armazenamento antes ou após a execução pelo processador.

[010] A Figura 1 ilustra um diagrama de um sistema de comunicações capaz de fornecer abordagens para a mudança automática de terminal dinâmica e eficaz em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A rede de acesso de rádio terrestre (RAN) 113 controla, em geral, todas as mudanças automáticas. A RAN é o elemento em uma rede de comunicações móvel que implanta a tecnologia de acesso de rádio dos métodos de conexão física subjacente para uma rede de comunicações à base de rádio. A RAN fornece, em geral, a conexão entre o terminal de usuário (UT) 111/114 (por exemplo, um telefone móvel) e a rede de núcleo (CN) 101. A CN compreende a parte central de uma rede de telecomunicações, que fornece, em geral, serviços (por exemplo, encaminhamento de chamadas através de uma rede de telefonia de serviço público (PSTN) 105 para usuários finais que utilizam a rede de telecomunicações através de uma rede de acesso 103). As modalidades exemplificadoras fornecem, adicionalmente, abordagens para a aproximação de fatores de mudança automática para avaliar trajetórias disponíveis e tomar decisões de mudança automática, quando a rede de acesso de rádio (RAN) não pode adquirir informações completas necessárias para avaliar todos os fatores. Ademais, de acordo com as modalidades exemplificadoras, as mudanças automáticas de enlace de encaminhamento e enlace de retorno são avaliadas independentemente, e nenhuma simetria é presumida entre os padrões de feixe de trajetória de encaminhamento e de retorno e a avaliação de métricas de trajetória.

[011] Com referência adicional à Figura 1, o sistema 100 possibilita que os procedimentos de mudança automática entre a estação-base terrestre e o SBSS 107 sejam executados através de uma rede de núcleo 101 com procedimentos padrão definidos em sistemas terrestres. No sistema exemplificador 100, o UT 111/114 tem a capacidade para comunicar sobre um enlace de satélite (através do satélite 109 e subsistema de estação-base de satélite (SBSS) ou satélite gateway (GW) 107) para a rede de núcleo sem fio (CN) 101, ou comunicar sobre uma torre ou estação de célula sem fio terrestre 110 com uma rede de acesso de rádio terrestre (RAN) 113 para a rede de núcleo sem fio (CN) 101. A RAN compreende um controlador de rede de rádio (RNC) 125, que é responsável pelas funções de gerenciamento de recurso de rádio e determinadas funções de gerenciamento de mobilidade da rede. A título de exemplo, a rede de dados 103 é configurada como um IP/IMS (subsistema de multimídia IP) com múltiplos servidores de aplicações 115 que suprem conteúdo de multimídia. A rede de dados 103 acopla à PSTN 105 através de uma porta de comunicação de mídia 117; a PSTN pode servir um ou mais terminais de voz 119.

[012] Um portador de acesso de rádio (RAB) está associado ao contexto de protocolo de dados de pacote (PDP) mantido entre o terminal de usuário (UT) 111/114 e a rede de núcleo (CN) 101. Por exemplo, um RAB pode ser estabelecido para a sinalização de chamada de protocolo de iniciação de sessão (SIP) e ser mantido enquanto o usuário deseja fazer e receber chamadas. Um outro RAB é estabelecido sob demanda para o transporte da mídia de voz enquanto uma chamada está em sessão. A rede de acesso de rádio de satélite estabelece e mantém portadores de rádio (RBs) entre o UT e o SBSS 107 necessários para satisfazer, por exemplo, os requisitos de qualidade de serviço (QoS) da sinalização de chamada de SIP e RABs de plano de usuário de voz sobre IP (VoIP). O portador de rádio de sinalização suporta a conectividade de sinalização entre o UT e a rede de acesso de rádio de satélite.

[013] O protocolo SIP é tipicamente usado para estabelecer a iniciação e o gerenciamento de uma sessão. Uma mensagem SIP contém, principalmente, três seções que detalham a sessão, temporização e descrições de mídia. Um contexto de protocolo de dados de pacote (PDP) é criado para cada sessão iniciada, que contém as características desejadas da sessão específica, incluindo o tipo de PDP e a QoS exigida entre outros parâmetros. Um contexto de PDP pode ser visto como um conjunto de informações mantido por UT, GGSN e SGSN. O mesmo contém um tipo de PDP que identifica o tipo de rede de dados de pacote (PDN), o endereço de PDP, informações de QoS e outras informações de sessão. A ativação de um contexto de PDP se refere à criação do contexto de PDP no UT, SGSN e GGSN, de modo que o UT possa se comunicar com uma entidade em PDN com o uso do endereço de PDP mantido no contexto de PDP. Adicionalmente, uma ativação de contexto de PDP secundária permite que o assinante estabeleça um contexto de PDP com um perfil de QoS diferente para a mesma PDN.

[014] A rede de núcleo (CN) 101 pode incluir uma função de controle de sessão de chamada de proxy (P-CSCF), uma função de controle de sessão de chamada de serviço (S- CSCF), uma função de controle de sessão de chamada de interrogação (l-CSCF), um controlador de função de recurso de mídia (MRFC), um processador de função de recurso de mídia (MRFP), uma porta de comunicação de mídia (MGW), uma função de controlador de porta de comunicação de mídia (MGCF) e uma porta de comunicação de sinalização (SGW). Observe que esses componentes são os componentes que se referem ao protocolo de iniciação de sessão (SIP). Para outras aplicações, entretanto, a CN 101 pode incluir componentes diferentes. Adicionalmente, todos tais componentes associados à sinalização de SIP são conhecidos na técnica e, dessa forma, não são mostrados nas Figuras e sua funcionalidade não é discutida em detalhes na presente invenção. Ademais, conforme será observado, o sistema 100 pode incorporar muitas formas e incluir múltiplos componentes e instalações e/ou componentes e instalações alternativas.

[015] De acordo com as modalidades exemplificadoras, são fornecidas abordagens para realizar uma mudança automática de terminal, levando em conta uma multiplicidade de fatores para a seleção do melhor conjunto de trajetórias disponível. A título de exemplo, um conjunto de um satélite, um feixe de satélite e frequência para as direções de enlace de encaminhamento e de retorno não precisa ser igual e nenhuma simetria é presumida em padrões de feixe de direção de enlace de encaminhamento e de retorno. Os algoritmos exemplificadores, de acordo com as modalidades da invenção, podem combinar um conjunto de métricas para selecionar uma trajetória ideal, equilibrar múltiplos parâmetros, como razão entre sinal e ruído, duração esperada de cobertura de feixe e outros parâmetros, descritos em detalhes adicionais abaixo. As abordagens fornecem, adicionalmente, a mudança automática contínua a partir de trajetórias atuais para trajetórias alternativas consideradas mais ideais, em que nenhuma perda de dados de transmissão é experimentada, exceto quando uma mudança automática envolve uma mudança automática de frequência. A título de exemplo adicional, ao invés de apenas considerar a condição de canal como o fator primário para a tomada de decisões de mudança automática, as modalidades exemplificadoras fornecem a consideração de diversos fatores relevantes e um método flexível para a ponderação de tais fatores com base, por exemplo, nas características do sistema e objetivos de projeto de sistema. Em sistemas de comunicações de satélite, a mudança automática compreende a reatribuição ou a reconfiguração de enlaces de rádio entre um terminal e um satélite, um feixe de satélite e conjunto ou tripleto de frequência de portadora. Os critérios para a realização de mudança automática variam de sistema para sistema, mas, em geral, as mudanças automáticas são disparadas para selecionar trajetórias com melhores condições de canal e, dessa forma, consideram apenas as condições de canal tanto nas trajetórias atuais como em trajetórias disponíveis potenciais como os fatores para a tomada de uma decisão de mudança automática. Adicionalmente, para uso na presente invenção, uma "trajetória" compreende um satélite, um feixe de satélite e tripleto de frequência de portadora, e um "subfeixe" se refere a um par de feixe de satélite e sub-banda de portadora. De acordo com as modalidades exemplificadoras adicionais, tais abordagens fornecem a consideração de um conjunto expandido de fatores para alcançar um processo de mudança automática mais eficaz e aperfeiçoado. Tais fatores expandidos, por exemplo, são amplamente acionados pelas características do sistema (por exemplo, em um sistema LEO, a órbita em velocidade dos satélites, níveis de potência de transmissão atuais e disponíveis e frequências disponíveis). Adicionalmente, de acordo com tais modalidades, múltiplas trajetórias podem ser selecionadas para fornecer ganho de processamento e/ou ganho de diversidade.

[016] A Figura 2 ilustra um diagrama que representa padrões de feixe exemplificadores de dois respectivos satélites, satélite 1 (SAT-1) e satélite 2 (SAT-2), que se movem em direções diferentes, conforme refletido pelas linhas de trajetória 201, 203. Cada feixe é identificado com uma letra do alfabeto e cada feixe pode compreender múltiplas frequências de portadora. É mostrado um terminal de usuário (UT) 205 situado em uma seção sobreposta dos dois padrões de feixe. O UT está situado na área de sobreposição dos feixes de satélite de satélite 1, feixe H e satélite 2, feixe C, e, por exemplo, pode ser atendido com o uso de múltiplas (por exemplo, duas) trajetórias para fornecer ganho de processamento e diversidade de trajetória, entretanto, os feixes precisam ter a mesma frequência de portadora de operação. Alternativamente (não representado na Figura), feixes adjacentes de um satélite podem sobrepor, e um terminal dentro da porção sobreposta de dois feixes pode ser atendido por ambos os feixes simultaneamente. Em um sistema de comunicações de satélite GEO, em que a área de projeção de satélite na Terra é fixa, o UT pode exigir mudança automática devido a sua mobilidade, mudança de suas condições de canal e cobertura de subfeixe.

[017] De acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção, em um sistema de comunicações de satélite móvel, diversos tipos de mudanças automáticas diferentes podem ser realizados. De acordo com um exemplo, uma mudança automática de enlace de encaminhamento pode ser iniciada pela RAN, de modo que comande o UT para comutar uma ou mais de suas trajetórias de recebimento de enlace descendente (trajetórias de enlace de encaminhamento), e reconfigure as trajetórias de transmissão de enlace descendente associadas, consequentemente. A título de exemplo, um tipo de mudança automática de enlace de encaminhamento consiste em uma mudança automática móvel assistida. Em uma mudança automática móvel assistida, a RAN pode usar procedimentos de relatório de medição de trajetória de encaminhamento para obter retroalimentação sobre a qualidade dos enlaces de encaminhamento alvo. As mudanças automáticas móveis assistidas são sempre intrafrequência (mudanças automáticas que envolvem trajetórias de frequência de portadora comuns), mas podem envolver mudança automática de trajetória interfeixe ou intersatélite. Uma mudança automática móvel assistida pode compreender uma mudança automática "suave" - em que uma mudança de uma ou mais trajetórias ativas é realizada enquanto pelo menos uma trajetória ativa permanece constante (quando a diversidade de trajetória está em vigor), ou uma mudança automática "dura", que envolve uma reconfiguração de todas as trajetórias ativas ao mesmo tempo. A título de exemplo adicional, um outro tipo de mudança automática de enlace de encaminhamento consiste em uma mudança automática oculta. Em uma mudança automática oculta, nenhuma medição de trajetória é usada. As mudanças automáticas ocultas podem ser realizadas em situações quando medições estão indisponíveis ou são impossíveis de obter (por exemplo, em mudanças automáticas interfrequências). As mudanças automáticas ocultas são normalmente (se não sempre) mudanças automáticas duras.

[018] De acordo com um exemplo adicional, uma mudança automática de enlace de retorno pode ser iniciada pela RAN, de modo que a mesma selecione um conjunto diferente de trajetórias de recebimento de enlace ascendente (trajetórias de enlace de retorno). A título de exemplo, um tipo de mudança automática de enlace de retorno consiste em uma mudança automática intrafrequência (uma mudança automática que envolve trajetórias de frequência de portadora comuns). As mudanças automáticas de enlace de retorno intrafrequência são transparentes para o UT, e não exigem troca de mensagens entre a RAN e o terminal. As mudanças automáticas de enlace de retorno intrafrequência podem ser suaves ou duras. A título de exemplo adicional, um outro tipo de mudança automática de enlace de retorno consiste em uma mudança automática interfrequência (uma mudança automática que envolve alteração em trajetórias de frequência de portadora). Em uma mudança automática de enlace de retorno interfrequência, a RAN comanda o UT para comutar sua respectiva frequência de enlace ascendente.

[019] De acordo com as abordagens exemplificadoras de mudança automática fornecidas no presente documento, as métricas de trajetória são utilizadas para avaliar as opções de trajetória para diferentes cenários de mudança automática. Por exemplo, uma métrica de seleção de trajetória (PSM) é uma métrica para uma trajetória e uma métrica de trajetória combinada (CPM) é uma métrica para um conjunto de trajetórias. Tais métricas são usadas para avaliar os enlaces de rádio existentes e para tomar decisões sobre a probabilidade de realizar uma mudança automática e sobre a seleção do conjunto adequado de trajetórias para a mudança automática.

Métrica de Seleção de Trajetória (PSM):

[020] De acordo com as modalidades exemplificadoras, a métrica de seleção de trajetória (PSM) é usada na seleção da melhor trajetória candidata, e procura combinar diversos fatores para a avaliação de um subfeixe em relação a outros.

[021] A título de exemplo, um tipo de PSM consiste em uma métrica de qualidade/intensidade piloto relativa normalizada (S). Com PSM de intensidade-qualidade piloto, quando as medições piloto de enlace de encaminhamento estão disponíveis (por exemplo, quando o UT é ajustado em um canal e é capaz de medir determinadas características daquele canal), a métrica de qualidade/intensidade piloto relativa utiliza a medição de uma razão entre sinal e interferência piloto (SIR) ou razão entre sinal e ruído (S/N), mais uma correção para diferenças em potência de transmissão piloto real entre os feixes de enlace de encaminhamento que são medidos. O piloto é um sinal de referência transmitido pela RAN, que está sempre sendo transmitido em uma potência de transmissão consistente. Por exemplo, o UT pode medir a SIR para os canais ou trajetórias de enlace de encaminhamento atuais para as quais o UT é ajustado e transmitir aquelas medições de volta para a RAN. Tais medições podem ser realizadas com o uso de qualquer método geralmente conhecido para a medição de razão entre sinal e interferência em tal trajetória ou canal de comunicação de satélite móvel. Com base nas medições de SIR recebidas a partir do UT, a RAN pode, então, determinar a qualidade/intensidade piloto relativa (S), conforme exposto a seguir:

[022] Para pilotos de enlace de retorno, a qualidade/intensidade piloto relativa (S) consiste na SIR piloto medida (sem a correção), normalizada. Para as medições de SIR de enlace de retorno, a RAN realiza tais medições diretamente com base nas transmissões de enlace de retorno recebidas a partir do UT. Tais medições podem ser realizadas em relação às trajetórias de enlace de retorno ativo do UT e/ou outras trajetórias da mesma frequência dentro de feixes (a partir do mesmo satélite ou a partir de um satélite diferente) que cobrem a posição atual do UT. Embora a RAN possa não estar decodificando tais outras trajetórias inativas, a RAN pode receber as transmissões do UT, e se uma mudança automática for iniciada, então, uma ou mais dentre tais trajetórias inativas podem se tornar ativas. Para pilotos de enlace de retorno, a qualidade/intensidade piloto relativa (S), pode ser determinada conforme exposto a seguir:

[023] Quando as medições de SIR de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um subfeixe candidato, mas as medições estão disponíveis para um subfeixe diferente no mesmo feixe de satélite (por exemplo, em uma mudança automática interfrequência - dentro do mesmo feixe, mas para uma trajetória de frequência diferente - o UT seria incapaz de realizar medições de SIR para uma trajetória de uma frequência diferente), as medições disponíveis para o subfeixe diferente podem ser usadas como uma aproximação para as medições de subfeixe desejadas. De modo similar, quando as medições de SIR de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um feixe candidato, mas as medições estão disponíveis para um feixe diferente (por exemplo, um feixe diferente do mesmo satélite, mas potencialmente para uma trajetória de frequência diferente), então, as medições de subfeixe disponíveis podem ser usadas como uma aproximação para as medições de subfeixe desejadas. As aproximações, entretanto, precisam ser ajustadas para ganhos de feixe e potências de transmissão pilotos - por exemplo, as aproximações podem ser determinadas conforme exposto a seguir:

[024] Essas situações, em que as medições de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis, podem ocorrer em mudanças automáticas interfrequência e outras mudanças automáticas ocultas.

[025] Quando as medições de SIR de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um satélite candidato (novamente, por exemplo, quando as medições não podem ser feitas devido a frequências diferentes), mas as medições estão disponíveis para um feixe em um satélite diferente, então, as medições de subfeixe disponíveis podem ser novamente usadas como uma aproximação para as medições de subfeixe desejadas (por exemplo, após adicionar uma compensação de ganho de feixe e trajetória devido às distâncias diferentes entre o UT e os dois satélites, e (por exemplo) uma deficiência configurável - Consulte, por exemplo, a Figura 7) - por exemplo, conforme exposto a seguir:

[026] Essas situações, em que as medições de SIR de enlace de retorno ou de encaminhamento não estão disponíveis para um satélite candidato, podem ocorrer em mudanças automáticas interfrequência e outras mudanças automáticas ocultas. A deficiência configurável compreende uma variável flexível que fornece controle adicional sobre a iniciação de mudanças automáticas (por exemplo, a deficiência pode ser manipulada com base na experiência passada, resultados da simulação e objetivos operacionais e do sistema desejados em relação as mudança automáticas, como frequência de mudanças automáticas versus qualidade de sinal e QoS resultante).

[027] Nas equações acima (1) a (6): PPilot,beam,J é a potência de transmissão piloto de RAN em feixe J (dBW), Gbeam,J é o ganho de antena de feixe de banda de serviço na localização do UT para o feixe J (dB), Gpath,J = 147,55 — 20 log(F x d) — 240, que é a perda de trajetória de espaço livre no enlace móvel para o feixe J F é a frequência de portadora de banda de serviço (GHz), d é a faixa de inclinação (km), Smin é o mínimo esperado Sadj é um fator de ajuste configurável para responder pelas perdas e para servir como uma deficiência ajustável (por exemplo, -3 dB). A deficiência reflete um parâmetro ajustável para ajustar as estimativas, por exemplo, que podem ser determinadas com base na experiência passada com o mesmo sistema, simulações, objetivos de projeto em relação à frequência de mudanças automáticas ou similares (por exemplo, agressividade em relação à tomada de decisão de mudança automática), etc.

[028] A título de exemplo adicional, um outro tipo de PSM consiste em uma métrica de tempo de vida de subfeixe (L). O tempo de vida de subfeixe, em relação a um UT, é a duração de tempo durante a qual o subfeixe está propenso a permanecer uma trajetória física viável para o UT, que é derivada com base na trajetória do satélite e da respectiva cobertura do feixe em relação à posição do terminal. Por exemplo:

[029] O valor de Llow e Lhigh pode ser escolhido para refletir a duração de cobertura de feixe com base no sistema de satélite particular (por exemplo, para um sistema LEO, 10 e 30 segundos, respectivamente). Por exemplo, com base no projeto de sistema (por exemplo, órbita e velocidade dos satélites, e padrões de feixe), Llow e Lhigh podem ser estimados e, adicionalmente, tais estimativas podem ser adaptadas para afetar a frequência de mudança automática (por exemplo, empurrando as estimativas mais em direção aos limites do sistema irá reduzir a frequência de mudança automática, enquanto que estimativas mais conservadoras irão resultar em uma frequência de mudança automática maior). Ademais, Llow e Lhigh normalizam o tempo de cobertura de feixe antecipado através do sistema.

[030] A título de exemplo adicional, um outro tipo de PSM consiste em uma métrica de tendência de mudança automática (H). A tendência de mudança automática pode ser usada para retardar a mudança automática até que uma trajetória adequada (por exemplo, suficientemente melhor) seja encontrada. Por exemplo, se o subfeixe é uma trajetória ativa atual, então, H = 1, ou se o subfeixe for uma trajetória candidata, então, H = 0.

[031] A título de exemplo adicional, um outro tipo de PSM consiste em uma métrica que reflete um fator de capacidade disponível (ou fator de carga inversa) para o subfeixe (A). Um fator de capacidade disponível (ou fator de carga inversa) para o subfeixe de enlace de encaminhamento, por exemplo, pode ser conforme exposto a seguir: em que Pcommitted reflete a potência comprometida atual e Pmax é a potência máxima permitida em um subfeixe. Consequentemente, quando maior a potência comprometida em relação à potência máxima, mais limitada se torna a capacidade - até Pcommitted = Pmax, e, então, A se torna zero. Adicionalmente, um fator de capacidade disponível (ou fator de carga inversa) para o subfeixe de enlace de retorno, por exemplo, pode compreender o fato de A ter por base a razão entre alocação de enlace ascendente/fluxos existentes e os canais permissíveis máximos, em que mais transmissões ou fluxos de enlace ascendente aumentam a interferência.

[032] De acordo com uma modalidade, com base nas métricas de seleção de trajetória exemplificadoras mencionadas anteriormente, a PSM pode, então, ser calculada conforme exposto a seguir: em que Ks, KL, KH e KA fornecem diferentes ponderações para as diversas métricas e flexibilidade de operação do sistema. A título de exemplo, as ponderações podem ser, cada uma, definidas de acordo com uma ponderação a ser atribuída à respectiva métrica para endereçar as diversas trocas de sistema (como, a ponderação das medições piloto versus o tempo de vida de subfeixe). Sob esse aspecto, uma ponderação maior aplicada à qualidade/intensidade piloto relativa (S) pode levar a uma frequência maior de mudanças automáticas (por exemplo, uma trajetória de qualidade melhor pode, então, disparar uma mudança automática mesmo que exista um tempo de vida relativamente longo para o subfeixe), enquanto que uma ponderação maior aplicada ao tempo de vida de subfeixe (por exemplo, uma trajetória de qualidade melhor pode, então, não disparar uma mudança automática quando existe um tempo de vida relativamente longo para o subfeixe). Consequentemente, em relação à determinação de PSM, as modalidades da presente invenção fornecem uma abordagem genérica que pode ser facilmente adaptada para realizar diferentes objetivos do sistema e projeto e as eficiências (por exemplo, com base nas diversas trocas operacionais do sistema - como a minimização de mudanças automáticas sacrificando a qualidade de sinal nas margens versus a maximização da qualidade de sinal em uma base consistente sacrificando a sobrecarga associada a uma frequência maior de mudanças automáticas).

Métrica de trajetória combinada (CPM):

[033] De acordo com as modalidades exemplificadoras, a métrica de trajetória combinada (CPM) é usada na seleção de um conjunto de trajetórias candidatas que fornece boa diversidade de trajetória. Um conjunto de trajetórias cuja CPM é maior que aquela de um outro conjunto é considerado como uma melhor escolha para um conjunto de trajetórias de diversidade. A título de exemplo, uma CPM pode ser determinada conforme exposto a seguir. Primeiramente, a PSM(i) = a PSM das trajetórias i, i = 1, ... , n (a PSM de cada trajetória individual i) é calculada conforme descrito acima. Em seguida, um parâmetro de diversidade de trajetória D (1, ... , n) para o conjunto de trajetórias 1, ... , n é selecionado com base no nível de diversidade de cada trajetória (por exemplo, em que os parâmetros de diversidade favorecem um alto grau de diversidade de trajetória - por exemplo, quatro satélites são melhores que 3, 2 ou 1, por exemplo, devido às opções de linha de visão aumentadas). Os parâmetros de diversidade de trajetória, por exemplo, podem ser selecionados conforme exposto a seguir: 0,0 se n = 1, 0,1 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em um satélite, 0,5 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em dois satélites, 0,8 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em três satélites, 1,0 se n > 1 e trajetórias 1, ..., n estão em quatro satélites.

[034] Então, a CPM do conjunto de trajetórias 1, n pode ser determinada conforme exposto a seguir: em que KD é um "coeficiente de diversidade" (por exemplo, 3 dB) e, dessa forma, (KD * D (1, ... , n)) cria uma tendência que favorece a diversidade de satélite aumentada. O fator de diversidade D (l, ... , n) reflete, assim, um fator flexível que pode ser definido para atender os objetivos de projeto do sistema.

Seleção de trajetórias com o uso de CPM:

[035] De acordo com as modalidades exemplificadoras, o seguinte algoritmo pode ser usado para selecionar o melhor conjunto de trajetórias a partir de um conjunto candidato de subfeixes com o uso de CPM, dado um número alvo de trajetórias NP e satélites NS de diversidade. Opcionalmente, a frequência alvo TF pode ser suprida. Primeiramente, classifica-se a lista de candidatos de subfeixes mediante a diminuição de PSM. Então, separa-se os conjuntos de trajetórias candidatas para a avaliação e seleciona-se o conjunto ideal com base no resultado da avaliação, por exemplo, conforme exposto a seguir: (1) Separar os primeiros subfeixes N < NP de modo que (a) cada frequência de subfeixe seja TF, (b) o SIR Si de cada subfeixe (conforme usado na computação de PSM) esteja dentro de ΔSmax daquele da trajetória primária e (c) a lista de candidatos abranja diferentes satélites NS. Solicitar esse conjunto candidato C(NS) e computar CPM(C(NS)) - se os satélites NS não forem encontrados, o conjunto candidato C(NS) será, dessa forma, vazio e não será considerado; (2) Diminuir NS e repetir (1) até que os conjuntos candidatos C(NS), C(NS— 1), ... , C(l) tenham sido gerados; e (3) selecionar o conjunto candidato ideal como o conjunto C(i) com o valor de CPM maior.

Seleção de trajetória de encaminhamento em mudança automática:

[036] De acordo com as modalidades exemplificadoras, a RAN reavalia periodicamente o conjunto de candidatos de trajetória de encaminhamento e trajetórias ativas. A título de exemplo, a RAN pode reavaliar o conjunto de candidatos de trajetória de encaminhamento e trajetórias ativas com base em uma periodicidade predeterminada (por exemplo, em que a periodicidade reflete um outro fator flexível utilizado para alcançar o desempenho e operação de sistema desejado - por exemplo, a cada 10 segundos). A título de exemplo adicional, a RAN pode reavaliar o conjunto de candidatos de trajetória de encaminhamento e trajetórias ativas quando ocorrem determinados eventos que podem disparar uma mudança automática (por exemplo, tais eventos incluem atualizações de posição de UT, relatórios de medição e determinados eventos de gerenciamento de recurso - como uma ação de gerenciamento de recurso que tornará um feixe não mais disponível para um UT particular).

[037] De acordo com as modalidades exemplificadoras adicionais, podem se aplicar critérios especiais quando determinadas mudanças automáticas de trajetória estão sendo consideradas. A título de exemplo, um tal critério pode ser o fato de que a frequência de portadora selecionada precisa ser igual a outras trajetórias no conjunto de diversidade que não estão sendo entregues. No caso de uma mudança automática interfrequência, todas as trajetórias de diversidade são entregues juntamente. A título de exemplo adicional, um outro tal critério para uma mudança automática interfrequência pode ser o fato de que (se for razoavelmente possível) a trajetória alvo precisa estar no mesmo satélite que a trajetória existente, o que permitiria que o UT usasse aproximações com base em medições atuais para adquirir os pilotos alvo. A título de exemplo adicional, tal critério adicional para uma mudança automática intersatélite pode ser o fato de que a frequência de portadora alvo precisa ser igual àquela atual, se for possível. Isso permite que o UT realize medições dos pilotos alvo antes da mudança automática.

[038] De acordo com uma modalidade, o processo de mudança automática de trajetória de encaminhamento é conforme exposto a seguir:

[039] ETAPA I: O processo de mudança automática tenta manter as trajetórias ativas na mesma frequência F1. Com base nesse objetivo de manter as trajetórias ativas na mesma frequência F1, primeiramente, determina-se a lista de candidatos na frequência ativa atual F1 com base nas últimas medições piloto relatadas pelo UT e PSMs computadas resultantes para todas as trajetórias. Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = F1 (a frequência atual); Número alvo de trajetórias NP = 2 e Número alvo de satélites NS = 2. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 2, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados - por exemplo, se nenhuma diversidade fosse desejada ou exigida devido às restrições do sistema ou número de receptores no terminal, o NP e NS poderiam ser definidos para 1. Adicionalmente, os valores de NP e NS podem ser restringidos pelas características do sistema (por exemplo, limitações no número de transmissões de trajetória independentes que um UT pode ser tecnicamente capaz de receber). Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se os vencedores forem iguais às trajetórias ativas atuais, nenhuma mudança automática é exigida nessa frequência; (2) Se os vencedores não forem iguais às trajetórias ativas atuais, então, examina-se a métrica de trajetória combinada (CPM) dos vencedores; (3) Se a CPM dos vencedores for maior que a CPM das trajetórias ativas atuais, então, dispara-se a mudança automática (isto é, isso pode ser uma mudança automática suave intrafrequência se um vencedor for uma trajetória ativa, ou uma mudança automática dura intrafrequência se nenhum vencedor foi uma trajetória ativa); e (4) Se a CPM do conjunto vencedor for menor que aquela do conjunto ativo, nenhuma mudança automática é exigida.

[040] ETAPA 11: Nos casos em que a etapa anterior não recomendou uma mudança automática na frequência atual (exames (1) e (4), a partir da ETAPA I, imediatamente acima), as trajetórias ativas deveriam ser examinadas para ver se uma mudança automática de frequência é exigida, conforme exposto a seguir. Se o tempo de vida de cada uma das trajetórias ativas atuais L > Lhigh segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida. De outro modo, cria- se uma lista de todos os subfeixes em estado de "liberação pendente" ou "ativo" no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual apenas, e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista). Em que nenhuma medição está disponível para as outras frequências, as aproximações podem ser usadas nos cálculos de PSM. Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = não especificada - o algoritmo separa a frequência do candidato de topo; Número alvo de trajetórias NP = 1; e Número alvo de satélites NS = 1. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 1, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados. Adicionalmente, os valores de NP e NS podem ser restringidos pelas características do sistema (por exemplo, limitações no número de transmissões de trajetória independentes que um UT pode ser tecnicamente capaz de transmitir). Adicionalmente, nesse exemplo, o UT pode apenas ser capaz de transmitir em uma trajetória, mas a RAN pode receber essa transmissão em todas as trajetórias da mesma frequência e de feixes que cobrem a posição do UT. Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se os vencedores tiverem uma CPM maior que a CPM das trajetórias ativas atuais, então, realiza-se uma mudança automática interfrequência no mesmo satélite (ou satélites); (2) Se um conjunto de trajetórias melhor não foi encontrado e o tempo de vida de cada uma das trajetórias ativas atuais for L > Llow segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida; (3) De outro modo, uma mudança automática intersatélite deveria ser considerada - repetem-se as etapas acima de criar uma lista de todos os subfeixes em estado "ativo" ou de "liberação pendente" no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual, e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista), mas incluindo subfeixes a partir de outros satélites na lista; (4) Se um conjunto de trajetórias melhor for encontrado, então, realiza-se uma mudança automática interfrequência para um satélite diferente; e (5) Se nenhuma trajetória melhor for encontrada, então, nenhuma mudança automática é realizada.

Seleção de trajetória de retorno em mudança automática:

[041] De acordo com as modalidades exemplificadoras, no momento da mudança automática, a RAN tem, em geral, medições de múltiplas trajetórias candidatas fornecidas por pesquisas pilotos durante o curso da respectiva sessão de dados ou chamada ativa. Adicionalmente, com uma sessão de dados ou chamada ativa, uma frequência de canal de tráfego ativa tem sido estabelecida, assim, a RAN tenta manter o UT na mesma frequência de retorno durante as mudanças automáticas.

[042] De acordo com uma modalidade, a RAN usa o seguinte algoritmo para escolher as trajetórias de retorno em mudança automática:

[043] ETAPA I: Na seleção de trajetória de retorno, o processo de mudança automática tenta novamente manter a frequência de tráfego ativa atual F1. Com base nesse objetivo de manter a mesma frequência ativa F1, primeiramente, determina-se a lista de candidatos de todos os subfeixes de retorno na trajetória de feixe de UT e classifica-se os mesmos mediante a diminuição de PSM (em que os SIRs pilotos medidos reais são usados para calcular as PSMs). Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = F1 (a frequência atual); Número alvo de trajetórias NP = 2; e Número alvo de satélites NS = 2. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 2, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados - por exemplo, se diversidade adicional fosse exigida ou desejada para aperfeiçoar o ganho de diversidade ou ganho de processamento, então, o NP e NS poderiam ser definidos para 4. Esse número pode também depender do número de satélites visíveis para o UT e do tamanho da constelação de satélites. Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se o conjunto de vencedores for igual ao conjunto ativo atual de trajetórias de retorno, então, nenhuma mudança automática é exigida nessa frequência; (2) Se o conjunto de vencedores se diferir do conjunto ativo atual, então, realiza-se uma reconfiguração de trajetória de retorno intrafrequência, que pode envolver a adição, substituição ou remoção de uma ou mais trajetórias ativas.

[044] ETAPA 11: Nos casos em que a etapa anterior não recomendou uma mudança automática na frequência atual F1(exame (1), a partir da ETAPA I, imediatamente acima), as trajetórias ativas deveriam ser examinadas para ver se uma mudança automática de frequência é exigida, conforme exposto a seguir. Se o tempo de vida de pelo menos duas dentre as trajetórias ativas atuais for L > Lhigh segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida. Isso é feito devido ao fato de que a seleção de trajetória pode ser tentada novamente, por exemplo, após 10 segundos, em tal momento, os candidatos melhores poderiam se tornar disponíveis. De outro modo, cria-se uma lista de todos os subfeixes no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual apenas e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista). Em que nenhuma medição está disponível para as outras frequências, as medições na frequência ativa atual podem ser usadas como uma aproximação nos cálculos de PSM. Então, aplica-se o algoritmo descrito acima na seção intitulada "Seleção de trajetórias com o uso de CPM" para selecionar o conjunto de trajetórias ideal, por exemplo, com o uso de determinadas opções no algoritmo, conforme exposto a seguir: Frequência alvo TF = não especificada - o algoritmo separa a frequência do candidato de topo; Número alvo de trajetórias NP = 2; e Número alvo de satélites NS = 2. O número de trajetórias e o número de satélites nesse exemplo são, cada um, 2, entretanto, (conforme seria evidente) outros valores podem ser utilizados - por exemplo, se diversidade adicional fosse exigida ou desejada para aperfeiçoar o ganho de diversidade ou ganho de processamento, então, o NP e NS poderiam ser definidos para 4. Esse número pode também depender do número de satélites visíveis para o terminal e do tamanho da constelação de satélites. Finalmente, examina-se o conjunto ideal determinado, de modo que: (1) Se os vencedores tiverem uma CPM maior que a CPM das trajetórias ativas atuais, então, realiza-se uma mudança automática de retorno interfrequência no mesmo satélite (ou satélites); (2) Se um conjunto de trajetórias melhor não foi encontrado e o tempo de vida de pelo menos duas dentre as trajetórias ativas atuais for L > Llow segundos, então, nenhuma mudança automática é exigida nesse momento; (3) De outro modo, uma mudança automática intersatélite deveria ser considerada - repetem-se as etapas acima de criar uma lista de todos os subfeixes no satélite (ou satélites) de trajetória ativa atual e computam-se suas PSMs (incluindo as trajetórias ativas atuais nessa lista), mas incluindo subfeixes a partir de outros satélites na lista; (4) Se um conjunto de trajetórias melhor for encontrado, então, realiza-se uma mudança automática de retorno interfrequência para um satélite diferente; e (5) Se nenhuma trajetória melhor for encontrada, então, nenhuma mudança automática é realizada.

Procedimento de mudança automática em CDMA:

[045] De acordo com modalidades exemplificadoras adicionais, são fornecidos processos para mudança automática em um sistema CDMA. A Figura 3 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A título de exemplo, para uma mudança automática de enlace de encaminhamento, a RAN fornece determinadas informações para instruir o UT para realizar a mudança automática (S301), incluindo a identificação do satélite, feixe e frequência de portadora, os códigos Walsh, e o tempo de alternância (por exemplo, especificação do número de quadro de encaminhamento no qual a RAN e o terminal comutam para as novas trajetórias). As informações de satélite e feixe fornecem o mapeamento adequado para um código de ruído pseudo-aleatório (PN) a ser usado pelo terminal. Quando a diversidade de trajetória de encaminhamento está sendo usada, a reconfiguração pode incluir informações de múltiplas trajetórias. A frequência é, em geral, a mesma para todas as trajetórias. Com a diversidade em uso, uma mudança automática suave envolve a reconfiguração de algumas trajetórias enquanto que mantém pelo menos uma trajetória ativa, enquanto que a mudança automática dura envolve a reconfiguração de todas as trajetórias ativas. A RAN continua a transmitir dados nas trajetórias antigas até o quadro de alternância alvo (S303). O UT reconfigura o receptor (S305) e a RAN reconfigura o transmissor (S307). Dependendo do tipo de reconfiguração (por exemplo, alteração de frequência de enlace descendente), a RAN pode pausar o tráfego de enlace descendente durante um curto período durante a transição para permitir que a reconfiguração de UT seja ativada. Então, no quadro de alternância, o UT ativa a nova configuração (S309) e a RAN ativa a nova configuração (S311). O UT, então, envia uma mensagem para a RAN que indica que a reconfiguração do canal físico foi concluída (S313), e a RAN continua a enviar os dados (após o quadro de alternância) com base na nova configuração (S315).

[046] A Figura 4 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio CDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A título de exemplo adicional, para uma mudança automática de enlace de retorno, a RAN fornece informações para instruir o UT a realizar a mudança automática (S401). As transmissões de UT na frequência de retorno atribuída são recebidas pela RAN através de diversas trajetórias (satélites e feixes). Os receptores de RAN ativos e diversidade de trajetória são transparentes para o usuário. Adicionalmente, os códigos Walsh a serem usados em canais físicos de retorno podem estar incluídos na mensagem PCR/RBR, se os mesmos precisarem ser alterados. Normalmente, não há necessidade de alterar atribuições de código Walsh de canal de retorno devido ao fato de que as mesmas são independentes do subfeixe de retorno. O UT continua a transmitir dados nas trajetórias antigas até o quadro alvo (S403). O UT reconfigura o transmissor (S405) e a RAN reconfigura o receptor (S407). Então, no quadro de alternância, o UT ativa a nova configuração (S409) e a RAN ativa a nova configuração (S411). O UT, então, envia uma transmissão de apenas piloto inicial (S413) e, então, envia uma mensagem para a RAN que indica que a reconfiguração de canal físico foi concluída (S315). O UT, então, continua a enviar os dados (após o quadro de alternância) com base na nova configuração (S417).

Procedimento de mudança automática de sistema TDMA

[047] De acordo com modalidades exemplificadoras adicionais, são fornecidos processos para mudança automática em um sistema TDMA. Em um sistema TDMA, os padrões de feixe de retorno e de encaminhamento são presumidos como idênticos e sobrepostos. A Figura 5 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo para reconfiguração de canal físico de frequências ou trajetórias de retorno e de encaminhamento, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. Para a operação do sistema, cada subfeixe de encaminhamento tem um subfeixe de enlace ascendente correspondente e, dessa forma, a mudança automática se aplica às frequências de retorno e de encaminhamento simultaneamente. A título de exemplo, para instruir o UT a realizar uma mudança automática, a RAN fornece determinadas informações para o UT através da mensagem de reconfiguração de portador de rádio (RB) (S503), incluindo a frequência de portadora de encaminhamento, frequência de portadora de retorno e o tempo de alternância (por exemplo, especificação do número de quadro de enlace de encaminhamento no qual a RAN e o UT comutam para as novas trajetórias). Antes da mensagem de reconfiguração de RB, a RAN computa um tempo de comutação (por exemplo, um tempo de ativação de enlace descendente = N) para a reconfiguração (S501). Isso estabelece um ponto no tempo de referência à base de número de quadro de enlace descendente. Por exemplo, o número de quadro de enlace descendente alvo N é escolhido de modo que seja permitido tempo suficiente para a RAN retransmitir a mensagem de reconfiguração de RB, e o quadro de ativação de enlace ascendente tem por base o atraso de salto de satélite. A RAN continua a transmitir e receber pacotes de voz nos canais antigos até que o quadro de enlace descendente (DL) N seja alcançado, mas (S501) a RAN interrompe a transmissão e recebimento de tráfego de dados para todos os outros fluxos que dependem das informações de segmentação e número de sequência para reconstruir unidades de dados de pacote de camada superior (PDUs). Os últimos números de sequência recebidos com sucesso que resultaram em uma montagem de pacote de camada superior completa são também enviados para o UT na mensagem de reconfiguração a fim de manter os estados de segmentação/remontagem de RAN e UT em sincronização. Quando o UT recebe o comando de reconfiguração de RB, o mesmo valida a configuração e interrompe todos os fluxos de tráfego de dados até o N de quadro DL (exceto o fluxo de voz, se estiver presente) (S505). Quando o N de quadro DL é reduzido na RAN, a mesma reconfigura o canal físico de enlace descendente de acordo com a nova configuração e inicia a transmissão de intermitências no novo canal DL (S507). Nesse ponto, a RAN pode começar a transmitir pacotes de voz no novo canal de enlace descendente (S509), espaço e reconfigura o canal de enlace ascendente (S511). De modo similar no N de quadro DL, o UT reconfigura tanto os canais físicos de enlace descendente como de enlace ascendente e inicia a transmissão no novo canal físico de enlace ascendente (S513). Nesse ponto, o UT continua a transmissão de pacotes de voz (se presentes) no novo canal de enlace ascendente (S515). O UT, então, transmite uma mensagem de conclusão de reconfiguração de RB para a RAN, com o uso do novo canal de enlace ascendente (S517). Quando a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB é recebida na RAN, a RAN confirma a mensagem (S519) e restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados (S521). Finalmente, o UT restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados (S523).

Mudança automática de satélite de sistema TDMA

[048] Em sistemas TDMA, todos os UTs precisam ser sincronizados de modo que suas transmissões sejam adequadamente alinhadas no satélite e não sobreponham em tempo. Em uma modalidade exemplificadora, a sincronização tem por base um ponto nominal sobre a superfície da Terra, por exemplo, o centro do feixe. A Figura 6 ilustra um diagrama de temporização de alocação de enlace ascendente para transmissões em relação a posições nominais, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A Figura 7 ilustra um diagrama que representa atrasos de propagação de transmissão, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. Em referência à Figura 6, a temporização prossegue de modo que todas as transmissões a partir dos UTs cheguem alinhadas ao satélite. A título de exemplo, presume-se que TNominalProp seja o tempo de propagação de transmissão entre o satélite e o ponto nominal e que AllocationToTxDelay seja o tempo entre o recebimento de uma alocação de enlace ascendente e a transmissão de enlace ascendente para um UT no ponto nominal. Dessa forma, um UT em uma posição P1, com atraso de propagação de transmissão de TUTProp para o satélite, definirá seu AllocationToTxDelay(UT1) como AllocationToTxDelay(UT1) = AllocationToTxDelay — 2 * ( TUTProp — TNominalProp).

[049] Tanto AllocationToTxDelay e (TUTProp — TNominalProp) são normalmente fornecidos pela RAN para o UT durante o acesso de sistema inicial com o uso do procedimento RACH, em que (TUTProp - TNominalProp) é calculado com o uso da localização de UT enviada em RACH ou com o uso do tempo de chegada de RACH e comparando com o tempo de chegada de RACH esperado a partir da localização nominal. Quando um UT precisa de uma mudança automática para um satélite diferente, a sincronização no UT precisa ser atualizada para refletir o UT para o atraso de propagação de satélite alvo, o ponto nominal de satélite alvo na Terra e seu valor de AllocationToTxDelay. O parâmetro AllocationToTxDelay é normalmente diferente para cada conjunto de satélites/feixes. Com a finalidade de alcançar isso, a RAN usa uma posição de UT e os dados de efeméride de satélite para calcular os seguintes parâmetros, que são enviados em uma mensagem de mudança automática juntamente com as novas frequências de retorno e de encaminhamento: •TxPropagationDelayUpdate = TxPropagationDelay(Alvo) — TxPropagationDelay(Origem) e (13) •PropagationDelayDiffWithNominal(Alvo)= TxPropagationDelay(Alvo) — NominalPropagationDelay(Alvo) (14)

[050] Com base em TxPropagationDelayUpdate, o UT pode sincronizar com o novo canal de tráfego de enlace descendente sem usar o canal de frequência de enlace descendente, e com base em PropagationDelayDiffWithNominal(Alvo), o UT pode atualizar seus valor AllocationToTxDelay para AllocationToTxDelay (Alvo) - 2 * PropagationDelayDiffWithNominal(Alvo) - Consulte, por exemplo, a Figura 7.

[051] A Figura 8 ilustra um diagrama de temporização de sinal para um processo de mudança automática intersatélite, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio TDMA, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. Em referência à Figura 8, o fluxo reflete uma mudança automática entre dois satélites (mudança automática a partir do satélite 1 para o satélite 2). A título de exemplo, após a instrução de mudança automática inicial (S801), o UT reconfigura seu receptor (comutando para as novas frequências) e decodifica o canal de tráfego de enlace descendente na nova frequência (S803). Com o uso da correção de temporização recém-ajustada (por exemplo, AllocationToTxDelay), o UT transmite um PRACH de enlace ascendente para acessar o sistema com o uso do canal de tráfego (S805). As alocações de PRACH são sinalizadas na transmissão de enlace descendente similares à alocação de transmissão de dados de enlace ascendente. O acesso inicial com PRACH permite que a RAN instrua o UT a fazer ajuste de temporização adicional para corrigir erros de temporização residuais. O PRACH transporta também um número de referência de instrução de mensagem de mudança automática para auxiliar a RAN a localizar o contexto de UT. Depois que o UT recebe a atribuição de fluxo a partir da RAN (S807), o UT envia uma mensagem de conclusão de canal físico e reativa todos os fluxos que foram submetidos à mudança automática (S809). O uso de PRACH tem um requisito de sincronização e temporização menos rigoroso do que o uso de canal de tráfego. Se, entretanto, a RAN considerar que a exatidão de temporização é suficiente para o UT usar o canal de tráfego imediatamente, então, a RAN irá instruir o UT a não enviar PRACH primeiro e a usar imediatamente o canal de tráfego e escutar a alocação de enlace ascendente para transmitir mensagem de conclusão de canal físico. Então, as transmissões de dados continuam no enlace descendente e enlace ascendente sobre o satélite 2 (S811).

Mudança automática com realocação de controlador de rede de rádio (RNC):

[052] De acordo com as modalidades exemplificadoras, uma mudança automática com o processo de realocação de RNC é usada para realizar a mudança automática contínua de um UT e das sessões ativas de UT a partir de um controlador de rede de rádio (RNC) para outro. A Figura 9 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática inter-RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. O RNC é um elemento governante em uma rede de acesso de rádio do sistema de telecomunicações móveis universais (UMTS) e é, em geral, responsável pelo controle do conectado para atender os respectivos UTs. O RNC realiza, em geral, funções de gerenciamento de recurso de rádio, algumas funções de gerenciamento de mobilidade e é o ponto de criptografia para o tráfego de dados de usuário. A título de exemplo, a mudança automática inter-RNC é disparada pelo conhecimento de posição de UT fixo ou por atualizações de posição ou medições de feixe vizinho enviadas pelo UT a partir das quais a RAN determina que o UT tem cruzado no feixe alvo.

[053] De acordo com uma modalidade exemplificadora, o processo é realizado conforme exposto a seguir:

[054] Primeiramente, a preparação de realocação é realizada. A título de exemplo, para a preparação de realocação, o RNC de origem envia uma mensagem de realocação exigida de parte de aplicativo de rede de acesso de rádio (RANAP) para a SGSN contendo as informações de contexto necessárias para todas as camadas de protocolo a partir das informações de portador de acesso de rádio (RAB) até a camada física (S901). A SGSN aumenta isso com as informações de RAB disponíveis na rede de núcleo e envia as mesmas na mensagem de solicitação de realocação para o RNC alvo (S903), por exemplo, que pode incluir: identificação de UT, informações de roteamento e mobilidade de estrato de acesso de rede (NAS) e parâmetros de RAB (por exemplo, informações de QoS e GTP-U). A mensagem de realocação exigida gerada pelo RNC de origem contém um "contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo", que deveria ser suficiente para o RNC alvo alocar os recursos de camada física e reconstruir o estado e configuração de camada superior para a mudança automática. O contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo, por exemplo, inclui: um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de proteção de integridade, um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de cifragem, capacidades de acesso de rádio de UT e tipo de UT, posição de UT, e informações de portador de rádio (RB) e RAB (RAB Id, RB Id, informações de configuração de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP), configuração de controle de enlace de rádio (RLC)). Com o recebimento da mensagem de solicitação de realocação de RANAP, o RNC alvo realiza o controle de admissão e alocação de recurso para os RABs que são entregues (estabelece os RABs), e envia uma mensagem de confirmação de solicitação de realocação de volta para a SGSN (S905). Com os canais físicos atribuídos para o UT na mudança automática, a porta de comunicação alvo (GW) constrói uma mensagem de reconfiguração de RB que contém a configuração completa exigida para executar a mudança automática, e embute a mesma dentro de um "contêiner transparente de RNC alvo para RNC de origem" na confirmação de solicitação de realocação enviada para a SGSN, que, por exemplo, inclui: o número de quadro de enlace descendente N, nova configuração de canal físico de retorno e de encaminhamento juntamente com qualquer parâmetro de sincronização exigido, configuração de RB, informações de PDCP, novas informações de mobilidade de NAS e AS e identificadores (GRA, RA, U-RNTI), e parâmetros principais de BCCH SI para o feixe alvo. A SGSN encaminha o comando de mudança automática a partir do RNC alvo até o RNC de origem, embutindo o mesmo na mensagem de comando de realocação (S907).

[055] Em segundo lugar, a execução de mudança automática é realizada. A título de exemplo, para a execução da mudança automática, o RNC de origem dispara o processo de mudança automática mediante a interrupção de todos os fluxos de tráfego diferentes de voz e o envio do comando de mudança automática (a mensagem de reconfiguração de RB recebida a partir do RNC alvo através da CN) para o UT (S909). O fluxo de tráfego de voz continua até que o número de quadro de enlace descendente alvo (DL) N seja alcançado. O RNC de origem computa um tempo de comutação (por exemplo, tempo de ativação de enlace descendente = N) para a reconfiguração, que estabelece um ponto no tempo de referência à base de número de quadro DL. O número N de quadro DL alvo é escolhido de modo que tempo suficiente seja permitido para a RAN retransmitir a mensagem de reconfiguração de RB. O quadro de ativação de enlace ascendente (UL) tem por base o atraso de salto de satélite. O RNC continua a transmitir e receber pacotes de voz nos canais antigos até que o N de quadro DL seja alcançado. O RNC interrompe a transmissão e recebimento de tráfego de dados para todos os outros fluxos que dependem de informações de segmentação e número de sequência para reconstruir unidades de dados de pacote de camada superior (PDUs). Os últimos números de sequência recebidos com sucesso que resultaram em uma montagem de pacote de camada superior completa são também enviados para o UT na mensagem de reconfiguração a fim de manter os estados de segmentação/remontagem de RAN e UT em sincronização. Quando o UT recebe o comando de reconfiguração de RB, o mesmo interrompe todos os fluxos de tráfego de dados até o N de quadro de enlace descendente, exceto o fluxo de voz, se estiver presente. Os dados diferentes de voz que estão em fila e são recebidos são encaminhados em direção ao RNC alvo (S911). Esses dados estarão em fila no RNC alvo até o restabelecimento de fluxos diferentes de voz (por exemplo, o final do procedimento de reconfiguração). No quadro de ativação N, os pacotes de voz são também encaminhados para o RNC alvo (S913) para serem enviados no canal recém- configurado. A CN inicia o encaminhamento de dados para o RNCS alvo em um estágio posterior, quando a realocação é detectada e concluída. Dessa forma, mediante o encaminhamento de tráfego de voz no quadro de ativação também, a interrupção de tráfego de voz mínima é experimentada pelo UT.

[056] Quando o N de quadro DL é alcançado no RNC alvo, o mesmo reconfigura o canal físico de enlace descendente de acordo com a nova configuração e inicia a transmissão de tráfego de voz no novo canal de enlace descendente para o UT. Nesse ponto, os pacotes de voz são transmitidos no novo canal DL (S915). De modo similar no N de quadro DL, o UT reconfigura tanto os canais físicos de enlace descendente como de enlace ascendente e inicia a transmissão no novo canal físico de enlace ascendente (S917). Nesse ponto, o UT continua a transmissão de pacotes de voz, se presentes, no novo canal de enlace ascendente para o RNC alvo. Com base no quadro de ativação de enlace descendente e no tempo de ativação de enlace ascendente no UT, o RNC alvo configura o novo canal físico de enlace ascendente e começa a adquirir a transmissão de pacotes de voz de enlace ascendente de UT. O UT, então, transmite uma mensagem de conclusão de reconfiguração de RB para o RNC alvo, com o uso do novo canal de enlace ascendente (S919). Quando a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB é recebida no RNC alvo, o mesmo confirma a mensagem e restabelece todos os fluxos de tráfego de dados ativos no enlace descendente (S921). Quando o RNC alvo recebe a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB a partir do UT, o mesmo confirma e restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no DL. O RNC alvo envia as mensagens de conclusão de realocação (S925) e detecção de realocação (S923) para a SGSN, e a SGSN, então, comuta o tráfego de GTP de plano de dados de usuário para o RNC alvo. Quando o UT recebe a confirmação de camada 2 da mensagem de conclusão de reconfiguração de RB, o UT restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no enlace ascendente.

Mudança automática intersatélite com realocação de controlador de rede de rádio (RNC):

[057] De acordo com as modalidades exemplificadoras, uma mudança automática intersatélite com o processo de realocação de RNC é usada para a mudança automática de um UT a partir de um satélite atual (satélite de origem) para um novo satélite (satélite alvo), e a mudança automática do UT e as sessões ativas de UT a partir de um RNC atual (RNC de origem) para um outro RNS (RNC alvo). A Figura 10 ilustra um diagrama de temporização de sinal que representa um processo de mudança automática intersatélite e inter- RNC, para uma situação de mudança automática de terminal de usuário (UT) em um sistema de comunicações sem fio, de acordo com as modalidades exemplificadoras da presente invenção. A Figura mostra a interação entre as diversas entidades e sobre qual satélite as mensagens são trocadas. Esse processo de mudança automática opera virtualmente igual ao processo detalhado acima para uma mudança automática com realocação de controlador de rede de rádio (RNC), em relação à Figura 9, exceto pelo fato de que determinadas transmissões de dados e mensagem são retransmitidas no satélite de origem ou no satélite alvo, tais retransmissões de satélite são refletidas pelas setas de sinal na Figura 10 (isto é, em que uma seta de sinal de transmissão de dados ou mensagem aponta para um dentre os satélites e, então, continua até o destino, aquele sinal de transmissão de dados ou mensagem está sendo retransmitido no respectivo satélite).

[058] De acordo com uma modalidade exemplificadora, o processo é realizado conforme exposto a seguir:

[059] Primeiramente, a preparação de realocação é realizada. A título de exemplo, para a preparação de realocação, o RNC de origem envia uma mensagem de realocação exigida de parte de aplicativo de rede de acesso de rádio (RANAP) para a SGSN contendo as informações de contexto necessárias para todas as camadas de protocolo a partir das informações de portador de acesso de rádio (RAB) até a camada física (S1001). A SGSN aumenta isso com as informações de RAB disponíveis na rede de núcleo e envia as mesmas na mensagem de solicitação de realocação para o RNC alvo (S1003), por exemplo, que pode incluir: identificação de UT, informações de roteamento e mobilidade de estrato de acesso de rede (NAS) e parâmetros de RAB (por exemplo, informações de QoS e GTP-U). A mensagem de realocação exigida gerada pelo RNC de origem contém um "contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo", que deveria ser suficiente para o RNC alvo alocar os recursos de camada física e reconstruir o estado e configuração de camada superior para a mudança automática. O contêiner transparente de RNC de origem para RNC alvo, por exemplo, inclui: um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de proteção de integridade, um algoritmo escolhido, informações de estado e chave de cifragem, capacidades de acesso de rádio de UT e tipo de UT, posição de UT, e informações de portador de rádio (RB) e RAB (RAB Id, RB Id, informações de configuração de protocolo de convergência de dados de pacote (PDCP), configuração de controle de enlace de rádio (RLC)). Com o recebimento da mensagem de solicitação de realocação de RANAP, o RNC alvo realiza o controle de admissão e alocação de recurso para os RABs que são entregues (estabelece os RABs), e envia uma mensagem de confirmação de solicitação de realocação de volta para a SGSN (S1005). Com os canais físicos atribuídos para o UT na mudança automática, a porta de comunicação alvo (GW) constrói uma mensagem de reconfiguração de RB que contém a configuração completa exigida para executar a mudança automática, e embute a mesma dentro de um "contêiner transparente de RNC alvo para RNC de origem" na confirmação de solicitação de realocação enviada para a SGSN, que, por exemplo, inclui: o número de quadro de enlace descendente N, nova configuração de canal físico de retorno e de encaminhamento juntamente com qualquer parâmetro de sincronização exigido, configuração de RB, informações de PDCP, novas informações de mobilidade de NAS e AS e identificadores (GRA, RA, U-RNTI), e parâmetros principais de BCCH SI para o feixe alvo. A SGSN encaminha o comando de mudança automática a partir do RNC alvo até o RNC de origem, embutindo o mesmo na mensagem de comando de realocação (S1007).

[060] Em segundo lugar, a execução de mudança automática é realizada. A título de exemplo, para a execução da mudança automática, o RNC de origem dispara o processo de mudança automática mediante a interrupção de todos os fluxos de tráfego diferentes de voz e o envio do comando de mudança automática (a mensagem de reconfiguração de RB recebida a partir do RNC alvo através da CN) para o UT (S1009) - que é retransmitido através do satélite de origem. O fluxo de tráfego de voz continua até que o número de quadro de enlace descendente alvo (DL) N seja alcançado. O RNC de origem computa um tempo de comutação (por exemplo, tempo de ativação de enlace descendente = N) para a reconfiguração, que estabelece um ponto no tempo de referência à base de número de quadro DL. O número N de quadro DL alvo é escolhido de modo que tempo suficiente seja permitido para a RAN retransmitir a mensagem de reconfiguração de RB. O quadro de ativação de enlace ascendente (UL) tem por base o atraso de salto de satélite. O RNC continua a transmitir e receber pacotes de voz nos canais antigos até que o N de quadro DL seja alcançado. O RNC interrompe a transmissão e recebimento de tráfego de dados para todos os outros fluxos que dependem de informações de segmentação e número de sequência para reconstruir unidades de dados de pacote de camada superior (PDUs). Os últimos números de sequência recebidos com sucesso que resultaram em uma montagem de pacote de camada superior completa são também enviados para o UT na mensagem de reconfiguração a fim de manter os estados de segmentação/remontagem de RAN e UT em sincronização. Quando o UT recebe o comando de reconfiguração de RB, o mesmo interrompe todos os fluxos de tráfego de dados até o N de quadro de enlace descendente, exceto o fluxo de voz, se estiver presente. Os dados diferentes de voz que estão em fila e são recebidos são encaminhados em direção ao RNC alvo (S1011). Esses dados estarão em fila no RNC alvo até o restabelecimento de fluxos diferentes de voz (por exemplo, o final do procedimento de reconfiguração). No N de quadro de ativação, os pacotes de voz são também encaminhados para o RNC alvo (S1013) para serem enviados no canal recém- configurado. A CN inicia o encaminhamento de dados para o RNCS alvo em um estágio posterior, quando a realocação é detectada e concluída. Dessa forma, mediante o encaminhamento de tráfego de voz no quadro de ativação também, a interrupção de tráfego de voz mínima é experimentada pelo UT.

[061] Quando o N de quadro DL é alcançado no RNC alvo, o mesmo reconfigura o canal físico de enlace descendente de acordo com a nova configuração e inicia a transmissão de tráfego de voz no novo canal de enlace descendente para o UT. Nesse ponto, os pacotes de voz são transmitidos no novo canal DL (S1015) - que são retransmitidos no satélite alvo. De modo similar no N de quadro DL, o UT reconfigura tanto os canais físicos de enlace descendente como de enlace ascendente e inicia a transmissão no novo canal físico de enlace ascendente (S1017) - que é retransmitido no satélite alvo. Nesse ponto, o UT continua a transmissão de pacotes de voz, se presentes, no novo canal de enlace ascendente para o RNC alvo. Com base no quadro de ativação de enlace descendente e no tempo de ativação de enlace ascendente no UT, o RNC alvo configura o novo canal físico de enlace ascendente e começa a adquirir a transmissão de pacotes de voz de enlace ascendente de UT. O UT, então, transmite uma mensagem de conclusão de reconfiguração de RB para o RNC alvo, com o uso do novo canal de enlace ascendente (S1019), retransmitido no satélite alvo. Quando a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB é recebida no RNC alvo, o mesmo confirma a mensagem e restabelece todos os fluxos de tráfego de dados ativos no enlace descendente (S1021) - que é retransmitido no satélite alvo. Quando o RNC alvo recebe a mensagem de conclusão de reconfiguração de RB a partir do UT, o mesmo confirma e restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no DL. O RNC alvo envia as mensagens de conclusão de realocação (S1025) e detecção de realocação (S1023) para a SGSN, e a SGSN, então, comuta o tráfego de GTP de plano de dados de usuário para o RNC alvo. Quando o UT recebe a confirmação de camada 2 da mensagem de conclusão de reconfiguração de RB, o UT restabelece todos os outros fluxos de tráfego de dados no enlace ascendente.

[062] No relatório descritivo mencionado anteriormente, foram descritas diversas modalidades com referência aos desenhos anexos. Será evidente, entretanto, que diversas modificações podem ser feitas no mesmo, e modalidades adicionais podem ser implantadas, sem se afastar do escopo mais amplo da invenção, conforme apresentado nas reivindicações a seguir. O relatório descritivo e os desenhos devem ser, consequentemente, considerados em um senso ilustrativo em vez de restritivo.

Claims (10)

1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: determinar um conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações compreendendo um satélite (109), um feixe de satélite e frequência de portadora para um terminal de usuário móvel (UT)(111, 114) em um sistema de comunicações de satélite móvel por um controlador de rede de rádio (125); determinar uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações pelo controlador de rede de rádio (125), em que a métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações; e determinar a possibilidade de realizar uma mudança automática do terminal de usuário (UT) (111, 114) a partir de uma primeira trajetória dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda trajetória dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações pelo controlador de rede de rádio (125), em que a determinação tem por base uma avaliação realizada com base pelo menos em parte nas métricas de seleção de trajetória (PSM) determinadas para cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações, em que as mudanças de enlace de encaminhamento e de retorno são avaliadas de forma independente, e em que o conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma das trajetórias de comunicações compreende dois ou mais aspectos da trajetória de comunicações.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os aspectos das trajetórias de comunicações compreendem um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações, uma vida útil esperada da trajetória de comunicações, uma tendência de mudança automática e um fator de capacidade.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações compreendem uma intensidade piloto relativa para a trajetória, a vida útil esperada da trajetória de comunicações compreende uma vida útil esperada de um subfeixe da trajetória de comunicações, a tendência de mudança automática se refere à temporização da mudança automática, e o fator de capacidade reflete um potencial de capacidade de transmissão da trajetória de comunicações.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o cálculo ponderado para a determinação da métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada uma das trajetórias de comunicações é computado com base em um respectivo fator de ponderação diferente aplicado a cada fator de trajetória para a trajetória de comunicações, e cada ponderação diferente é definida com base em características do sistema e objetivos do projeto do sistema.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, adicionalmente: determinar uma métrica de trajetória combinada (CPM) para cada uma dentre um conjunto de trajetórias de comunicações, em que o conjunto de trajetórias de comunicações compreende trajetórias de comunicações da pluralidade de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário (111, 114) pode ser entregue, em que a métrica de trajetória combinada (CPM) é determinada com base pelo menos em parte na métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações no conjunto de trajetórias de comunicações; e em que cada métrica de trajetória combinada (CPM) é computada para servir como um indicador que reflete uma qualidade de diversidade de trajetória em relação ao conjunto de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário pode ser entregue.

6. Nó de acesso (113) em uma rede de comunicações sem fio móvel, sendo o nó de acesso (113) caracterizado pelo fato de compreender: uma interface de recebimento configurada para receber comunicações de dados a partir de um terminal móvel (111, 114) através de uma pluralidade de trajetórias de comunicações da rede; uma interface de transmissão configurada para fornecer comunicações de dados para transmissão para o terminal móvel através da pluralidade de trajetórias de comunicações da rede; e um controlador de rede de rádio (125) configurado para (i) determinar um conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma dentre a pluralidade de trajetórias de comunicações, (ii) determinar uma métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações, em que a métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações é determinada através de um cálculo ponderado com base no respectivo conjunto de fatores de trajetória para a trajetória de comunicações, e (iii) determinar a probabilidade de realizar uma mudança automática do terminal móvel a partir de uma primeira trajetória dentre as trajetórias de comunicações para uma segunda trajetória dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações, em que a determinação tem por base, pelo menos em parte, na métrica de seleção de trajetória (PSM) determinada para cada uma dentre uma pluralidade de trajetórias de comunicações, em que as mudanças de enlace de encaminhamento e de retorno são avaliadas de forma independente, em que cada uma dentre a pluralidade de trajetórias de comunicações compreende um satélite (109), um feixe de satélite e frequência de portadora, e em que o conjunto de fatores de trajetória em relação a cada uma das trajetórias de comunicações compreende dois ou mais aspectos da trajetória de comunicações.

7. Nó de acesso, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os aspectos das trajetórias de comunicações compreendem um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações, uma vida útil esperada da trajetória de comunicações, uma tendência de mudança automática e um fator de capacidade.

8. Nó de acesso, de acordo com as reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o um ou mais indicadores que refletem, cada um, uma qualidade da trajetória de comunicações compreendem uma intensidade piloto relativa para a trajetória, a vida útil esperada da trajetória de comunicações compreende uma vida útil esperada de um subfeixe da trajetória de comunicações, a tendência de mudança automática se refere à temporização da mudança automática, e o fator de capacidade reflete um potencial de capacidade de transmissão da trajetória de comunicações.

9. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o cálculo ponderado para a determinação da métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada uma das trajetórias de comunicações é computado com base em um respectivo fator de ponderação diferente aplicado a cada fator de trajetória para a trajetória de comunicações, e cada ponderação diferente é definida com base em características do sistema e objetivos do projeto do sistema.

10. Nó de acesso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que o controlador de rede de rádio é adicionalmente configurado para: determinar uma métrica de trajetória combinada (CPM) para cada uma dentre um conjunto de trajetórias de comunicações, em que o conjunto de trajetórias de comunicações compreende trajetórias de comunicações da pluralidade de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário (111, 114) pode ser entregue, em que a métrica de trajetória combinada (CPM) é determinada com base pelo menos em parte na métrica de seleção de trajetória (PSM) para cada trajetória de comunicações do conjunto de trajetórias de comunicações; e em que cada métrica de trajetória combinada (CPM) é computada para servir como um indicador que reflete uma qualidade de diversidade de trajetória em relação ao conjunto de trajetórias de comunicações para os quais o terminal de usuário pode ser entregue.