PT589753E - Processo de transmissao de uma informacao de avanco temporal por um movel, numa rede celular com o comando de transferencia de estacoes de base - Google Patents

Description

Descrição “Processo de transmissão de uma informação de avanço temporal para um móvel, numa rede celular com o comando de transferência de estações de base” . 0 domínio da invenção é o da transmissão de informações temporais para móveis que evoluem numa rede de radiotelefonia celular, tal como por exemplo uma rede GSM (Grupo Especial Móvel), quando estes móveis passam de uma célula para a outra. Estes móveis são, por exemplo, constituídos por radiotelefones embarcados em veículos e as informações temporais devem permitir que um móvel que passa de uma célula para a outra, avance temporalmente a emissão das informações digitais que deve transmitir, a fim de ficar em sincronismo com a estação emissora-receptora da nova célula. Na terminologia GSM, um tal procedimento é designado por “handover” sendo este termo retomado no seguimento. A descrição que vai seguir-se retoma os termos correntemente usados na terminologia GSM. Para mais informações, pode referir-se a revista “Digital Cellular Mobile Communication Seminar” do seminário realizado sobre este assunto de 16 a 18 de Outubro de 1990 em Nice. A fig. 1 representa a estrutura de uma rede de radiotelefonia celular, tal como uma rede do tipo GSM.

Um móvel, com a referência (MS) e, por exemplo, constituído por um radiotelefone, evolui numa célula (Cl) constituída pela cobertura geográfica de uma estação emissora-receptora de base, com a referência (BTS1). Outras células (C2, C3) compreendem, cada uma, uma estação emissora-receptora de base (BTS2, BTS3). Cada uma destas estações de base (BTS1 a BTS3) constitui uma das componentes da rede GSM e compreende um ou mais emissores-receptores, cada um deles associado a uma antena e a equipamento de tratamento. As coberturas geográficas sobrepõem-se parcialmente. As estações (BTS1 - BTS3) são geridas por um controlador de estação de base (BSC). 0 controlador (BSC) tem, em especial, a função de gerir os canais de frequência das estações (BTS). Um controlador (BSC), associado a um certo número de estações (BTS), constitui um sistema de estação de base (BSS). Outros controladores podem igualmente ser previstos, cada um deles controlando um certo número pré-determinado de estações (BTS) e estando cada um ligado a um centro de comutação (MSC), que é a estrutura mestra de uma rede GSM. Um (MSC) dado pode pois controlar o funcionamento de vários sistemas (BSS) que constituem uma rede móvel de terreno público, correntemente designado por PLMN. O funcionamento de uma tal rede é o seguinte: o móvel (MS) envia trens de dados digitais, na forma de pacotes, para a estação (BST1), durante o tempo em que ele se situa na célula (Cl), e a estação (BTS1) retransmite estes trens para o controlador (BSC), que os transmite para o seu destinatário, por intermédio do comutador (MSC). O destinatário pode ser constituído por uma estrutura móvel ou por uma estação fixa.

Cada pacote de dados, que constituem, por exemplo, dados de fala, é transmitido num intervalo de tempo com a duração de 577 ps, constituindo oito intervalos de tempo sucessivos uma trama. Portanto, podem comunicar oito estações móveis (MS) no mesmo canal radioeléctrico, isto é, com a mesma frequência portadora, graças ao acesso múltiplo por divisão do tempo (AMDT ou em inglês TDMA). Habitualmente, atribuem-se dois a quatro canais a cada estação (BTS) e 16 a 32 canais radioeléctricos estão portanto disponíveis para a emissão (como para a recepção) ao nível de cada célula.

Um dos problemas do sistema GSM é a sincronização dos intervalos de tempo atribuídos a um móvel (MS), relativamente ao relógio mestre situado ao nível da estação (BTS). com efeito, é necessário ter em conta o tempo de propagação das ondas de rádio entre um móvel (MS) e a sua estação de base (BTS), visto que os móveis e a estação (BTS) de que eles dependem têm, cada um, um bit de relógio interno, que lhe é próprio. Como um intervalo de tempo dura 577 ps, e sabendo que uma onda de rádio percorre 300 m em 1 ps (3.108 m/s), a base de tempo do móvel (MS) deve ter em conta este desfasamento temporal de 1 ps por 300 m de distância que separa o móvel (MS) da sua estação (BTS), para não emitir dados durante o intervalo de tempo atribuído a um outro móvel (MS). A fig. 2 é um cronograma correlativo de sinais emitidos pela estação (BTS1) e pelo móvel (MS) e mostra como é comunicado ao móvel o desfasamento temporal apropriado. A estação (MTS1), que gere a célula na qual se encontra o móvel (MS), emite regularmente, em instantes indicados por (T0, Ti, T2, T3 e T4) e, por um canal de sincronização SCH (“Synchronisation Channel”) que pertence a um canal comum especifico, denominado BCCH (“Broadcast Common Channel”), destinado, de uma maneira geral, a transmitir informações de sincronização aos móveis, um sinal de relógio (H0, Hj, H2, H3, H,). Este sinal é utilizado quando o móvel (MS) deve ser ligado a uma célula da rede GSM, por exemplo quando da sua colocação sob tensão ou então, como será precisado no seguimento, em caso de “handover”. O móvel (MS) liga-se pela primeira vez à rede, depois de ter sido posto sob tensão, não podendo receber o sinal de relógio senão a partir do instante (MSon), em que é alimentado com tensão.

Dado que o móvel (MS) não se encontra, em geral, ao pé da estação de base (BTS1), o primeiro sinal de relógio que ele recebe, depois no instante (MS0n), aqui o sinal (Ht), está desfasado de um tempo τ em relação ao seu instante de emissão pela estação de base (BTS1). O sinal (HO é pois recebido pelo móvel no instante Τι + τ.

Neste instante, o móvel (MS), que pretende ligar-se à estação (BTS1), envia para esta última, por um canal de sinalização, uma mensagem de acesso (“Random Access”), constituída por um “Access Burst” Neste caso de um “handover”, esta mensagem é denominada “Handover Access” e é designada por (HA). Cada “Handover Access” tem uma duração inferior à de um “burst” (sequência de sinais de sinalização) que constitui um sinal normal (denominado “Normal Burst”), que contém por exemplo, dados de fala, de modo que não pode interferir com os sinais emitidos por um outro móvel, num outro intervalo de tempo.

Quando da recepção deste sinal (tempo Tj+TA), a estação (BTS1) pode determinar o tempo (TA) (avanço temporal - “Timing Advance”), que separa esta recepção da emissão do sinal de relógio (Hi). Este tempo (TA) corresponde a duas vezes o tempo de transmissão de um sinal entre o móvel (MS) e a estação (BTS1), isto é a duas vezes o tempo τ. A estação (BTS1) envia então, por um canal de sinalização, denominado AGCH (“Access Grant Channel”), uma mensagem para o móvel (MS), para lhe indicar que ele deve emitir os seus sinais com um avanço de (TA) em relação ao seu sinal de relógio: o móvel pode então emitir sinais normais sem o risco de sobreposição com os emitidos por outros móveis. Por isso, ficamos 5

seguros de que os sinais emitidos pelos diferentes móveis por um canal de transmissão dado chegam bem, sucessi vamente, à estação (BTS1).

Por isso, ficamos seguros de que os sinais emitidos pelos diferentes móveis por um canal de transmissão dado chegam bem, sucessivamente, à mesma estação (BTS), sem que haja sobreposição destes sinais. E no entanto necessário efectuar frequentemente uma operação de sincronização dos móveis (MS), visto que a sua distância em relação à estação (BTS) a que estão ligados pode evoluir.

Um problema conhecido é o de gerir a passagem do móvel (MS) de uma célula para a outra. Na fíg. 1, o móvel (MS) recebe não só sinais de (BTS1) mas também de (BTS2) e de (BTS3) e, logo que a potência dos sinais recebidos de (BTS1) se toma inferior à dos sinais recebidos, por exemplo, de (BT2), a (BSC) liga o móvel (MS) à estação (BTS2), que vai assegurar o prosseguimento da transmissão. Esta situação é típica quando o móvel (MS) se afasta de (BTS1) e se aproxima de (BTS2). É então necessário modificar a informação de avanço temporal (TA), para que o móvel se sincronize com a estação (BTS2) da nova célula (C2). São conhecidos três tipos de “handover”, que permitem assegurar uma tal sincronização: o “handover” síncrono, o “handover” pseudo-síncrono e o “handover” assíncrono, conforme as estações de base são, respectivamente, sincronizadas, têm um relógio interno com a mesma frequência e com um desfasamento conhecido, ou que os seus relógios são assíncronos e o desfasamento entre estes relógios é desconhecido. . O “handover” síncrono consiste em controlar os relógios das diferentes estações (BTS) de um sistema GSM dado, de modo tal que os seus sinais de relógio sejam síncronos. Assim, quando um móvel passa de uma célula para outra, não é necessário fornecer-lhe uma nova informação de avanço temporal, visto que ela é deduzida imediatamente da que utilizava anteriormente. Todavia, esta solução supõe, para ser generalizada, a sincronização de todas as estações (BTS) e portanto a sua realização é dispendiosa.

Para dar remédio a este inconveniente, utilizar-se o “handover” pseudo--síncrono, que permite sincronizar um móvel com o relógio da estação da nova célula, tendo em conta o desvio temporal existente entre os relógios da estação antiga e da estação nova. Este tipo de “handover” está descrito, por exemplo, no pedido de patente europeu EP-A-0 398 773, de MATRA COMMUNTCATION, publicado em 22 de Novembro de 1990. Esta solução apresenta o inconveniente de ser complexo na sua realização e exige uma fase de aprendizagem para o sistema BSS. O “handover” assíncrono é o que se encontra mais frequentemente e o de mais simples realização. O seu princípio está representado na fig. 3. Colocar-nos--emos no caso em que o móvel (MS) abandona a célula (Cl), para entrar na célula (C2). Oito etapas de transmissão sucessivas são aqui necessárias. . A etapa (1) é aquela durante a qual o móvel (MS) envia à estação (BTS1) uma mensagem MEAS REP, assimilável a um pedido de mudança de célula, que contém resultados de medidas que são utilizadas pelo controlador (BSC) para desencadear um “handover”. Estes resultados de medidas indicam, por exemplo, que o móvel recebe melhor os sinais emitidos periodicamente pela estação (BTS2) que os emitidos pela estação (BTS1). Esta mensagem é enviada de 0,5 s em 0,5 s para a estação (BTS1), pelo móvel (MS). Na etapa 2, a estação (BTS1) transmite esta informação (mensagem MEAS RES) ao controlador (BSC) que decide se é 7 necessário um “handover”. Os critérios de decisão são em especial a qualidade e a potência dos sinais recebidos. Há outros tipos de informações disponíveis, ao nível do (MSC) ou do (BSC), para decidir se deve ser efectuado um “handover”. Suporemos que está efectivamente presente este caso. Na etapa 3, o controlador (BSC) activa um canal da estação (BTS2) (mensagem CHAN ACT) e esta confirma a atribuição (mensagem CHAN ACT ACK). Na etapa 4, o controlador (BSC) envia uma ordem de “handover” (mensagem HANDOVER CMD) para a estação (BTS1), que a retransmite imediatamente ao móvel (MS), de maneira transparente. Começa então o procedimento de “handover”, ao nível do móvel (MS) (etapa 5), que envia mensagens HA sucessivas (HANDOVER ACCESS), para (BTS2), com um avanço temporal nulo, isto é, sem ter em conta o afastamento. Esta etapa foi ilustrada anteriormente na fig. 2. A nova informação de avanço temporal que o móvel (MS) deve utilizar não é do seu conhecimento, sendo a estação (BTS2) que lhe a fornece, depois de a ter calculado (mensagem PHYS INFO), que contém, entre outras, a indicação (TA)). Na etapa 6, o móvel (MS) envia uma mensagem de ligação SABM para a estação (BTS2) tendo em consideração a nova sincronização. A estação (BTS2) informa disso o controlador (BSC) (mensagem ESTABLISH INDICATION) e sinaliza para o móvel (MS) (mensagem UA), que entendeu bem. Na etapa (7), o móvel (MS) envia uma mensagem HANDOVER COMPLT para a estação (BTS2), para a informar que o procedimento de “handover” terminou, transmitindo esta estação imediatamente esta mensagem para o controlador (BSC). O controlador (BSC) informa disso então o centro de comutação (MSC), (mensagem HANDOVER PERFORMED). Na etapa 8, o controlador (BSC) dirige-se à estação (BST1) (mensagem RF CHAN REL) para tomar disponível o intervalo de tempo 7Ά anteriormente atribuído ao móvel (MS) e este responde-lhe (mensagem RF CHAN REL ACK).

Neste estádio, o móvel (MS) dialoga com a estação (BTS2), que lhe atribuiu um intervalo de tempo, numa trama veiculada por uma portadora dada, bem como uma informação de avanço temporal TA. 0 principal inconveniente do “handover” assíncrono é que o envio da informação de avanço temporal TA para o móvel é longo e exige certa de 40 ms, a que há que somar cerca de 10 ms de cálculo de TA, não podendo o móvel continuar a emitir dados durante este tempo. Além disso, a emissão dos sinais HA é imposta pelo GSM e exige 5 ms por sinal. Ainda outros atrasos participam no atraso do “handover”, sendo frequente que a comunicação seja cortada durante mais de 100 ms. Existem sistemas de programas de extrapolação da palavra, que permitem mascarar uma interrupção de transmissão, mas eles só são eficazes durante um tempo subjectivo, que depende do ouvido do interlocutor. Geralmente considera-se que para além de 80 ms a interrupção de comunicação é audível por um interlocutor que tenha bom ouvido, enquanto que um interlocutor que não presta atenção particular à qualidade dos sinais de fala que lhe são transmitidos, pode apenas depois de 200 ms notar que aquilo que ouve não é o que lhe devia chegar (visto que os sinais são gerados pelos programas de extrapolação da fala). O mesmo sucede com o utilizador do móvel, que não pode receber dados do tipo de fonia durante o tempo em que o seu móvel está em fase de “handover”. Este inconveniente manifesta-se em especial no meio urbano onde as células são de dimensões reduzidas e onde podem ser atravessadas numerosas células durante uma conversação. Daí resulta um desagrado na utilização de um tal sistema. A presente invenção tem em especial por objectivo dar remédio a estes inconvenientes.

Mais precisamente, um dos objectivos da invenção consiste em fornecer um processo de “handover” que pode ser aplicado numa rede radiotelefónica celular onde as estações de base não estão sincronizadas, por exemplo a uma rede do tipo assíncrono, o mais barato e o mais difundido, permitindo reduzir o tempo durante o qual a comunicação está efectivamente cortada, quando se efectua um “handover”.

Um outro objectivo da invenção consiste em fornecer um móvel, um controlador de estações, bem como um sistema de permuta de informações que permite reduzir o tempo de interrupção da fala, quando se efectua um “handover”.

Estes objectivos, bem como outros que surgirão no seguimento, são atingidos graças a um processo de permuta de informações entre, em especial, um móvel, pelo menos duas estações emissoras-receptoras e pelo menos um controlador de estações incluídos numa rede de radiotelefonia celular onde as permutas de informação entre o móvel e as estações são do tipo com acesso múltiplo por divisão do tempo, consistindo este processo em fornecer ao móvel uma informação de avanço temporal de valor pré-determinado, quando este passa de uma primeira célula, correspondente à cobertura geográfica de uma primeira das estações, para uma segunda célula, correspondente à cobertura geográfica de uma segunda das estações. Não há assim tempo de cálculo desta informação temporal.

Vantajosamente, o processo consiste igualmente em transmitir da primeira estação para o móvel uma ordem de mudança de célula, em resposta a um pedido de mudança de célula, formulado pelo móvel, sendo então a informação de avanço temporal de valor pré-determinado transmitida ao móvel pela primeira estação, ao 10 7% mesmo tempo que a ordem de mudança de célula. O resultado deste processo de “handover” é que não é necessário que a segunda célula transmita para o móvel uma medida de avanço temporal TA, antes do estabelecimento de uma via de fala. A informação de avanço temporal é, de preferência, emitida pelo controlador da primeira estação, recebida por esta primeira estação e retransmitida por esta primeira estação ao móvel, de maneira transparente. A ordem de mudança de célula pode ser transmitida à primeira estação pelo controlador desta primeira estação, sendo então a informação de avanço temporal com um valor pré-determinado transmitida de maneira transparente para o móvel pela primeira estação, ao mesmo tempo que a ordem de mudança de célula.

Este procedimento é vantajosamente realizado numa rede de radiotelefonia celular onde as estações são assíncronas entre si.

Num primeiro modo de realização vantajoso, a informação de avanço temporal corresponde ao tempo de transmissão de um sinal de rádio entre a segunda estação e um móvel situado no raio da dimensão máxima da segunda célula.

Numa segunda forma de realização vantajosa, a informação de avanço temporal é igual a : TAm +TAm 2 onde TAm corresponde ao avanço temporal máximo dos móveis, quando eles se ligam à segunda estação, e onde TAm corresponde ao avanço temporal mínimo destes móveis.

Este processo pode ser aplicado a um procedimento de “handover” interno ou externo. ?k A rede de radiotelefonia celular pode ser do tipo GSM. A invenção refere-se igualmente a um móvel destinado a comunicar, por acesso múltiplo com divisão do tempo com estações emissoras-receptoras de uma rede de radiotelefonia celular, compreendendo o móvel meios de extracção de uma informação de avanço temporal compreendido numa mensagem transmitida por uma das estações quando ele passa de uma primeira célula, correspondente à cobertura geográfica de uma primeira das estações, para uma segunda célula, correspondente à cobertura geográfica de uma segunda das estações, sendo essa mensagem uma ordem de mudança de célula, que lhe é transmitida pela primeira estação. A invenção refere-se igualmente a um controlador de estações emissoras--receptoras de uma rede de radiotelefonia celular, compreendendo este controlador uma tabela, na qual se atribui uma informação de avanço temporal pré-determinado, a cada estação e, quando o móvel passar de uma primeira célula, correspondente à cobertura geográfica de uma primeira das estações, para uma segunda célula, correspondente à cobertura geográfica de uma segunda das estações, o controlador transmite uma ordem de mudança de célula para a primeira estação, que compreende a informação de avanço temporal atribuído à segunda estação. A invenção refere-se igualmente a um sistema de permuta de informações entre, especialmente, um móvel, pelo menos duas estações emissoras-receptoras e pelo menos um controlador de estações, incluídos numa rede de radiotelefonia celular onde as permutas de informação entre o móvel e as estações são do tipo com acesso múltiplo por divisão do tempo, compreendendo o móvel meios de extracção de uma informação de avanço temporal com um valor pré-determinado, incluída numa mensagem transmitida por uma das estações, quando ele passa de uma 12 ?ίξ primeira célula, correspondente à cobertura geográfica de uma primeira das estações, para uma segunda célula, correspondente à cobertura geográfica de uma segunda das estações.

Esta mensagem é vantajosamente uma ordem de mudança de célula, emitida em resposta a um pedido de mudança de célula formulado pelo móvel, sendo a informação de avanço temporal, de valor pré-determinado, transmitida para o móvel pela primeira estação, ao mesmo tempo que esta ordem de mudança de célula. O controlador utilizado num tal sistema compreende preferentemente uma tabela na qual uma informação de avanço temporal pré-determinado é atribuída a cada estação e, quando o móvel passa de uma primeira célula, correspondente à cobertura geográfica de uma primeira das estações, para uma segunda célula, correspondente à cobertura geográfica de uma segunda das estações, o controlador transmite uma ordem de mudança de célula para a primeira estação, compreendendo esta ordem de mudança de célula a informação de avanço temporal atribuído à segunda estação.

Outras características e vantagens da invenção surgirão na leitura da descrição seguinte de uma forma de realização preferida, dada a título de exemplo ilustrativo e não limitativo, e dos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, a estrutura de uma rede de tipo GSM; A fig. 2, o cronograma correlativo de sinais permutados entre uma estação e um móvel, A fig. 3, um procedimento de “handover” pedido por um móvel que deseja ligar-se à estação de uma célula; A fig. 4, um procedimento de “handover” interno, de acordo com a invenção; 13 A fig. 5, um procedimento de “handover” externo, de acordo com a invenção; A fig. 6, uma estrutura simplificada de um móvel utilizado na presente invenção: A fig. 7, uma tabela na qual se atribui a cada estação uma informação de avanço temporal de valor pré-determinado.

De acordo com a invenção, quando um móvel deve efectuar um “handover” (mensagem HANDOVER CMD), o valor da informação de avanço temporal que lhe é transmitido corresponde à distância que o separa da estação que ele melhor recebe (estação BTS2). Este valor é-lhe transmitido pela estação (BTS1), com a qual o móvel está para com ele comunicar. A fig. 4 representa um procedimento de “handover” de acordo com a invenção. Este “handover” é interno, porque as estações são comandadas por um mesmo controlador.

Neste procedimento, as etapas 1 a 3 são idênticas às da fig. 3, isto é, o móvel (MS) envia resultados de medições para o controlador (BSC), que decide se deve ser lançado um procedimento de “handover”. Este controlador procede em seguida a uma activação de um canal de (BTS2) e esta estação confirma a atribuição de canal.

Todavia, na etapa 4, o controlador (BSC) envia uma ordem específica à estação (BST1), que está sempre em comunicação com o móvel (MS), sendo esta ordem específica o HANDOVER CMD conhecido, ao qual se junta uma informação de avanço temporal TA, de valor pré-determinado. A informação completa é no seguimento designada por “HANDOVER CMD (TA-BTS2)” e significa que se ordena ao móvel (MS) que se ligue à estação (BTS2), com o avanço TA associado. A estação (BTS1) transmite de maneira transparente esta ordem HANDOVER CMD (TA-BTS2) ao móvel (MS), que é então informado do atraso temporal com o qual deverá avançar a emissão dos seus dados. Na etapa (5), o móvel (MS) emite pelo menos uma mensagem HANDOVER ACCESS, ao cuidado da estação (BTS2) (aqui, enviam-se quatro mensagens sucessivas, para fiabilizar a ligação, como no caso do “handover” síncrono) para que esta meça o TA efectivo, que será comunicado ao móvel, quando da próxima mensagem SACCH, sem interferir com a transmissão da fala. O sinal HANDOVER CMD anteriormente utilizado no estado da técnica dispõe de bits que estão disponíveis para a emissão do avanço temporal TA.

As etapas 6 a 8 são idênticas às descritas anteriormente relativamente à fig. 3. O controlador (BSC) inclui uma tabela (fig. 7), na qual se atribui uma informação de avanço temporal, com um valor pré-determinado, a cada estação (BTS). Assim, quando um móvel qualquer lhe indica que ele recebe os sinais de sincronização de uma segunda estação dada, ou ainda a estação de uma célula alvo, com uma potência maior que as da primeira estação com a qual comunica, o controlador (BSC) está em condições de lhe fornecer o valor de TA correspondente a esta segunda estação.

Este valor de TA corresponde, por exemplo, ao tempo que um sinal de rádio (que se propaga com a velocidade da luz), emitido por um móvel situado no limite da célula alvo, leva para atingir a estação alvo. Cada estação conhece, com efeito, o raio máximo da sua célula (designado por (R2) na fig. 1, para a célula (C2)), que é função do tráfego desta célula. Este valor de TA pode igualmente ter em conta o tempo de guarda disponível, ao nível de cada estação (BTS), como se descreverá no seguimento. 15 ?s4 A presente invenção aplica-se, designadamente, no procedimento de “handover” efectuado quando o móvel (MS) tenta entrar em comunicação com a estação (BTS) de uma célula de dimensões reduzidas. Com efeito, de acordo com o GSM, um móvel deve poder corresponder-se com uma estação (BTS) quando o trajecto múltiplo dos sinais que ele emite for inferior a 16 ps. Este valor corresponde ao atraso máximo de um sinal transmitido pelo móvel para a estação, em relação ao instante em que este sinal deveria teoricamente atingir a estação (BTS), sendo necessário poder, ao nível da estação (BTS), receber correctamente este sinal, seja ele afectado ou não de um atraso, que pode ir até esse valor. Os trajectos múltiplos grandes produzem-se em especial nos meios montanhosos, sendo praticamente inexistentes no meio urbano, em especial se o terreno for plano. Os imóveis introduzem, com. efeito, poucos trajectos múltiplos, tendo antes a tendência para enfraquecer o sinal ou criar interferências. Quando o trajecto múltiplo for reduzido, por exemplo da ordem da 6 ps, a estação dispõe portanto de um tempo de guarda de 10 ps, que permite que o móvel não transmita os seus dados no instante exacto, que lhe foi indicado com o auxílio da informação de desvio temporal (TA). Como consequência, pode tolerar-se um erro relativamente grande do TA transmitido pela estação (BTS) para o móvel, quanto o trajecto múltiplo for reduzido, isto é, em meio urbano, onde as células são de dimensões reduzidas.

Este erro pode ser facilmente calculado, conhecendo-se o trajecto múltiplo máximo que é possível obter ao nivel de cada estação (BTS). Tomando como. exemplo uma estação (BTS) que mede um trajecto múltiplo máximo de 6 ps, resta um tempo de guarda de 10 ps, que permite autorizar um erro de distância. Este erro 16 7% de distância corresponde à diferença entre o afastamento efectivo do móvel que pede para se ligar à estação e o afastamento correspondente ao (TA) afectado a este móvel. Ora, 10 ps correspondem a uma distância de 3 000 m e, se suposermos que a célula candidata tem um raio de 1 500 m, o avanço temporal atribuído ao móvel pela sua estação (BTS) corresponderá a essa distância de 1 500 m. No entanto, como o móvel que procura efectuar um “handover” pode estar situado, na pior das configurações que pode ser encarada, ao pé da estação (BTS) com a qual está em curso de comunicar (é, com efeito, possível que um móvel esteja na proximidade de uma estação mas que não possa comunicar com ela por existir um efeito de máscara ou então devido a interferências locais, sendo então necessário poder efectuar um “handover” correcto para uma outra célula), o erro de distância será de 1 500 m (erro no TA de 10 ps), mas será transparente para a estação (BTS), que receberá igualmente de maneira correcta o sinal do móvel, graças ao tempo de guarda.

De um modo geral, o erro permitido no TA é de (16-Tmt), onde Tmt corresponde ao tempo de trajecto múltiplo máximo medido pela segunda estação.

Na configuração anterior, o procedimento de “handover” de acordo com a invenção é aplicável a qualquer célula cujo limite mais afastado da estação (BTS) é de 1 500 m (para um trajecto múltiplo de 6 ps) quando deve ser satisfeito um procedimento de “handover” pedido por um móvel situado na proximidade imediata de uma estação (BTS). A título de exemplo, para um trajecto múltiplo de 6 ps, a incerteza no TA fornecido corresponde a uma distância de 1 500 m. Numa rede urbana, se as células tiverem um raio máximo de 1 500 m, um “handover” será efectuado com êxito num raio de 3 000 m da estação alvo. Com efeito: 7iS, - se o móvel estiver a 1 500 m da estação alvo, o TA fornecido corresponde exactamente à posição do móvel, - se o móvel estiver na proximidade imediata da estação alvo, o erro cometido no TA fornecido é de 10 ps de avanço, não tendo esse erro influência nos sinais emitidos pelo móvel, graças ao tempo de guarda, - se o móvel estiver a 3 000 m da estação alvo, o erro é igualmente de 10 ps de atraso e igualmente não tem influência nos sinais emitidos. O processo da invenção aplica-se igualmente para células alvos de grandes dimensões, quando o trajecto múltiplo for reduzido.

Numa forma de realização vantajosa, a informação de avanço temporal TA corresponde ao raio máximo da célula alvo. Quando as células tiverem um raio menor que, ou igual ao erro efectuado em TA (que é função do trajecto múltiplo), é possível que um móvel realize com sucesso um “handover”, quer ele se situe na proximidade imediata da estação móvel, quer a duas vezes a distância correspondente ao erro cometido.

De acordo com uma outra forma de realização do processo da invenção, o valor da informação de avanço temporal é o resultado de um cálculo que leva em conta a configuração efectiva da célula alvo. Com efeito, é possível medir o avanço temporal de cada móvel que se liga à estação de uma célula, e definir assim um avanço temporal mínimo, bem como um avanço temporal máximo dos móveis. Pode igualmente ser feito um cálculo estatístico, a partir de avanços temporais medidos.

Assim, definindo-se TAm como sendo o avanço temporal mínimo dos móveis quando eles se ligam à nova estação e TAM como o avanço temporal máximo destes móveis, o avanço temporal TA que será afectado a cada móvel que deseja ligar-se à 18 estação desta célula será igual a : TAM+TA 2

Tendo definido estes termos, podemos considerar que a presente invenção se aplica desde que seja respeitada a relação seguinte: TAm - TAm < 2 . (16-Tmt). A presente invenção aplica-se não só a um “handover” efectuado numa mesma (BSS) (“handover” interno), mas também ao “handover” inter-BSS (“handover externo”), como se representa na fig. 5.

Na etapa 1, o controlador (BSC1) transmite ao comutador (MSC) uma mensagem HO REQ que indica que o móvel (MS) deseja entrar em comunicação com a estação (BTS2). Na etapa 2, o MSC transmite este pedido à (BSC2) (mensagem HO REQUEST), que procede à atribuição de um canal de (BTS2) (mensagem CHAN ACT). A estação (BTS2) responde com uma mensagem CHAN ACT ACK e (BSC2) transmite uma mensagem HO REQ ACK para o comutador (MSC). Na etapa 3, o comutador gera uma ordem de “handover” (mensagem HO CMD), destinada a (BSC1). Na etapa 4, (BSC1), que é o controlador da estação com a qual o móvel (MS) comunica, envia a mensagem HANDOVER CMD (TA-BTS2) atrás definida, para (MS). O móvel (MS) interrompe a sua comunicação em curso e gera, por exemplo, quatro HO ACCESS sucessivos (etapa 5). A estação (BTS2) detecta a primeira mensagem HO ACCESS 1 e envia uma mensagem HO DETECTION para (BSC2), que a retransmite para (MSC). O seguimento do procedimento (etapas 7 e 8) é idêntico ao da fig. 4.

As etapas 4 e 5 da invenção correspondem às de um “handover” síncrono, 19 que não inclui o fornecimento do avanço temporal TA pela (BTS) destinatária. Temos pois que o procedimento de “handover” da invenção permite realizar um “handover” tão eficaz como um “handover” síncrono, mas numa rede de transmissão GSM onde as estações (BTS) são assíncronas. Consegue-se a mesma eficácia que com um “handover” síncrono, mas o custo é fortemente reduzido, visto ser inútil sincronizar a rede. A fig. 6 representa uma estrutura simplificada de um móvel utilizado na presente invenção. O móvel (MS) compreende meios de emissão-recepção (60), meios (61) de extracção de sincronização e meios (62) de extracção da informação de avanço temporal. Os meios de emissão-recepção (60) estão ligados a uma antena (63) e incluem, em especial, um modulador e um desmodulador, assegurando os meios (61) as recuperações de ritmo (impulsos de relógio emitidos pela estação de base), bem como o controlo das diferentes funções ao nível do móvel. Os meios (62) extraem a informação de avanço temporal do sinal recebido (HANDOVER CMD) e dirigem os meios (60) para que estes assegurem a emissão dos dados de fala no impulso rectangular de tempo atribuído ao móvel. Os meios (61) e (62) são essencialmente constituídos por sistemas de programação. A fig. 7 representa uma tabela (70) na qual se atribui uma informação de avanço temporal de valor pré-determinado a cada estação alvo possível. Esta tabela é vantajosamente compreendida ao nível do controlador da estação alvo, no caso de um “handover” externo e no controlador da estação corrente, no caso de um “handover” interno. As comunicações passam no entanto pelo controlador da estação com a qual o móvel dialoga. 20

Na figura representada, a tabela compreende informações de avanço temporal pré-definidas TA-BTS1 a TA-BTSn correspondentes a n estações alvos possíveis ligadas ao controlador. Se a estação alvo for por exemplo (BTS3), o valor da informação de avanço temporal que será comunicado ao móvel é TA-BTS3. A principal vantagem da invenção é que ela não necessita do cálculo do valor do avanço temporal, visto que este valor é pré-determinado. Por outro lado, a emissão deste valor pode ser feita numa mensagem existente, não tomando portanto um tempo significativo na comunicação em curso.

Podemos igualmente notar que é possível transmitir ao móvel uma informação de acordo com a qual a célula alvo tem uma dimensão correspondente a um valor de avanço temporal pré-definido, memorizado pelo móvel. Esta informação pode ser transmitida ao móvel, ao mesmo tempo que a ordem de mudança de célula e esta pode então tomar como avanço temporal este valor pré--determinado, para avançar a emissão dos seus sinais. Este modo de funcionamento é no entanto válido apenas se as dimensões da célula alvo corresponderem sensivelmente ao valor de avanço temporal memorizado pelo móvel. Caso contrário, o valor do avanço temporal que o móvel deve utilizar é transmitido ao mesmo tempo que a ordem de mudança de células.

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Claims (31)

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Reivindicações 1. Processo de permuta de informações entre, em especial, um móvel (MS), pelo menos duas estações emissoras-receptoras (BTS) e pelo menos um controlador de estações (BSC), incluídos numa rede de radiotelefonia celular, onde as referidas permutas de informação entre o referido móvel (MS) e as referidas estações (BTS) são do tipo com acesso múltiplo por divisão do tempo, compreendendo o referido processo a transmissão para o referido móvel (MS) de uma informação de avanço temporal (TA), quando este passa de uma primeira célula (Cl), correspondente à cobertura geográfica de uma primeira (BTS1) das referidas estações, para uma segunda (C2) célula, correspondente à cobertura geográfica de uma segunda (BTS2) das referidas estações, caracterizado por a referida informação de avanço temporal (TA) ter um valor pré-determinado.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida informação de avanço temporal (TA) de valor pré-determinado ser transmitida para o referido móvel pela referida primeira estação (BTS1).

3. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 e 2, caracterizado por compreender igualmente a transmissão, da referida primeira estação (BTS1) para o referido móvel (MS), de uma ordem (HANDOVER CMD) de mudança de célula, sendo a referida informação de avanço temporal (TA) de valor pré-determinado transmitida ao referido móvel (MS) pela referida primeira estação (BTS1) na referida ordem (HANDOVER CMD) de mudança de célula.

4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a referida informação de avanço temporal (TA) ser emitida pelo controlador da referida primeira estação (BTS1) e recebida pela referida primeira estação (BTS1), e por a referida primeira estação (BTS1) retransmitir a referida informação de avanço temporal (TA) para o referido móvel (MS) de maneira transparente.

5. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a referida ordem de mudança de célula (HANDOVER CMD) ser transmitida para a referida primeira estação (BTSl) pelo controlador da referida primeira estação (BTSl), sendo a referida informação de avanço temporal (TA), de valor pré-determinado, transmitida de maneira transparente para o referido móvel (MS) pela referida primeira estação (BTSl), na referida ordem (HANDOVER CMD) de mudança de célula.

6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o referido móvel (MS) emitir pelo menos uma mensagem de acesso (HANDOVER ACCESS), ao cuidado da referida segunda estação (BTS2), antes de utilizar a referida informação de avanço temporal (TA) de valor pré--determinado.

7. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por ser realizada numa rede de radiotelefonia celular, onde as referidas estações (BTS) são mutuamente assíncronas.

8. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a referida informação de avanço temporal (TA) corresponder ao tempo de transmissão de um sinal de rádio entre a referida segunda estação (BTS2) e um móvel (MS) situado no raio da dimensão máxima da referida segunda célula (C2).

9. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, 3

caracterizado por a referida informação de avanço temporal (TA) ser igual a (TAM+TAm)/2 sendo TAM o avanço temporal máximo dos móveis (MS), quando eles se ligam à referida segunda estação (BTS2), e TAm ser o avanço temporal mínimo destes móveis (MS).

10. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser aplicado a um procedimento de “handover” interno.

11. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado por ser aplicado num procedimento de “handover” externo.

12. Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 11, caracterizado por a referida rede de radiotelefonia celular ser do tipo GSM.

13. Móvel (MS), destinado a comunicar por acesso múltiplo por divisão do tempo com estações emissoras-receptoras (BTS) de uma rede de radiotelefonia celular, compreendendo o referido móvel (MS) meios (62) de extracção de uma informação de avanço temporal (TA) de valor pré-determinado, incluído numa mensagem que lhe é transmitida por uma das referidas estações (BTS1), quando passa de uma primeira célula (C1), correspondente à cobertura geográfica de uma primeira (BTS1) das referidas estações, para uma segunda célula (C2), correspondente à cobertura geográfica de uma segunda (BTS2) das referidas estações.

14. Móvel de acordo com a reivindicação 13, que compreende meios para extrair a referida informação de avanço temporal (TA), com um valor pré--determinado, de uma mensagem que lhe é transmitida pela referida primeira estação (BTS1).

15. Móvel de acordo com qualquer das reivindicações 13 e 14, que 4 compreende meios para extrair a referida informação de avanço temporal (TA) de valor pré-determinado de uma ordem de mudança de célula (HANDOVER CMD), que lhe é transmitida pela referida primeira estação (BTS1).

16. Móvel de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 15, que compreende meios para emitir pelo menos uma mensagem de acesso (HANDOVER ACCESS), ao cuidado da referida segunda estação (BTS2), antes de utilizar a referida informação de avanço temporal (TA) de valor pré-determinado.

17. Controlador de estações emissoras-receptora (BSC) de uma rede de radiotelefonia celular, caracterizado por compreender meios para transmitir para uma estação, denominada primeira estação (BTS1), uma mensagem que contém uma informação de avanço temporal (TA) de valor pré-determinado, quando o móvel (MS) passa de uma primeira célula (Cl), correspondente à cobertura geográfica da referida primeira estação (BTS1), para uma segunda célula (C2), correspondente à cobertura geográfica de uma segunda estação (BTS2).

18. Controlador de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por compreender meios para transmitir a referida informação de avanço temporal (TA), com um valor pré-determinado, para a referida primeira estação (BTS1), numa ordem de mudança de célula (HANDOVER CMD).

19. Controlador de acordo com qualquer das reivindicações 17 e 18, caracterizado por compreender uma tabela (70) na qual se atribui uma informação de avanço temporal (TA) pré-determinada, a cada estação (BTS).

20. Estação emissora-receptora de uma rede de radiotelefonia celular, caracterizada por compreender meios para receber, de um controlador de estações (BSC), uma mensagem que contém uma informação de avanço temporal (TA) de 5

valor pré-determintado, quando um móvel (MS) passa de uma primeira célula (Cl), correspondente à cobertura geográfica da referida estação, denominada primeira estação (BTS1), para uma segunda célula (C2), correspondente à cobertura geográfica de uma segunda estação (BTS2) e para retransmitir de maneira transparente a referida mensagem para o referido móvel.

21. Estação emissora-receptora de acordo com a reivindicação 20, caracterizada por compreender meios para receber a referida informação de avanço temporal (TA), de valor pré-determinado, numa ordem de mudança de célula (HANDOVER CMD), e para retransmitir de maneira transparente a referida informação de avanço temporal para o referido móvel, numa ordem de mudança de célula.

22. Sistema de permuta de informações entre, em especial, um móvel (MS), pelo menos duas estações emissoras-receptoras (BTS) e pelo menos um controlador (BSC) de estações, incluídos numa rede de radiotelefonia celular onde as referidas permutas de informação entre o referido móvel (MS) e as referidas estações (BTS) são de tipo de acesso múltiplo por divisão do tempo, caracterizado por o referido móvel (MS) compreender meios de extracção de uma informação de avanço temporal (TA) com um valor pré-determinado, compreendida numa mensagem que lhe é transmitida por uma das referidas estações (BTS1) quando passa de uma primeira célula (Cl), correspondente à cobertura geográfica de uma primeira (BTS1) das referidas estações, para uma segunda célula (C2), correspondente à cobertura geográfica de uma segunda (BTS2) das referidas estações.

23. Sistema de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por o 6 6

referido móvel (MS) compreender meios para extrair a referida informação de avanço temporal (TA), de valor pré-determinado, de uma mensagem que lhe é transmitida pela referida primeira estação (BTS1).

24. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 22 e 23, caracterizado por o referido móvel compreender meios para extrair a referida informação de avanço temporal (TA), de valor pré-determinado, de uma ordem (HANDOVER CMD) de mudança de célula que lhe é transmitida pela referida primeira estação (BTS 1).

25. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 22 a 24, caracterizado por o referido móvel compreender meios para emitir pelo menos uma mensagem de acesso (HANDOVER ACCESS), ao cuidado da referida segunda estação (BTS2), antes de utilizar a referida informação de avanço temporal (TA) com um valor pré-determinado.

26. Sistema de permuta de informações entre, em especial, um móvel (MS), pelo menos duas estações emissoras-receptoras (BTS) e pelo menos um controlador (BSC) de estações, incluídos numa rede de radiotelefonia celular, onde as referidas permutas de informação entre o referido móvel (MS) e as referidas estações (BTS) são de tipo com acesso múltiplo por divisão do tempo, caracterizado por o referido controlador (BSC) compreender meios para transmitir uma mensagem que contém uma informação de avanço temporal, com um valor pré-determinado, para uma primeira (BTS1) das referidas estações quando o referido móvel (MS) passa de uma primeira célula (Cl), correspondente à cobertura geográfica da referida primeira (BTA1) estação, para uma segunda célula (C2), correspondente à cobertura geográfica de uma segunda (BTS2) das referidas estações. 7

27. Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado por o referido controlador (BSC) compreender meios para transmitir a referida informação de avanço temporal (TA) com um valor pré-determinado para a primeira estação (BTS1), numa ordem de mudança de célula (HANDOVER CMD).

28. Sistema de permuta de informações entre, em especial um móvel (MS), pelo menos duas estações emissoras-receptoras (BTS) e pelo menos um controlador (BSC) de estações, incluídos numa rede de radiotelefonia celular onde as referidas permutas de informação entre o referido móvel (MS) e as referidas estações (BTS) são de tipo por acesso múltiplo por divisão do tempo, caracterizado por uma estação emissora-receptora, designada por primeira estação (BTS1), compreender meios para receber, de um controlador de estações (BSC), uma mensagem que contém uma informação de avanço temporal (TA), com um valor pré-determinado, quando o referido móvel (MS) passa de uma primeira célula (Cl), correspondente à cobertura geográfica da referida primeira (BTS1) estação, para uma segunda célula (C2), correspondente à cobertura geográfica de uma segunda (BTS2) das referidas estações, e para a retransmitir de maneira transparente ao referido móvel.

29. Sistema de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por a referida primeira estação (BTSl) compreender meios para receber a referida informação de avanço temporal (TA), com um valor pré-determinado, numa ordem de mudança de célula (HANDOVER CMD) e para a retransmitir de maneira transparente para o referido móvel na referida ordem de mudança da célula.

30. Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 22 a 29, caracterizado por a referida informação de avanço temporal (TA) corresponder ao 8 tempo de transmissão de um sinal de rádio entre a referida segunda estação (BTS2) e um móvel (MS) situado no raio de dimensão máxima da referida segunda célula (C2).

31 . Sistema de acordo com qualquer das reivindicações 22 a 29, caracterizado por a referida informação de avanço temporal (TA) ser igual a (TAm + TAm)/2,. onde TAM corresponde ao avanço temporal máximo dos móveis (MS) quando eles se ligam à referida segunda estação (BTS2) e onde TAm corresponde ao avanço temporal mínimo destes móveis (MS). Lisboa, 17 de Agosto de 2000 \

JOSÉ DE SAMPAIO Α.Ο.Ρ.Ϊ. Rua do Salitre, 195, r/c-Brt. 1250 LISBOA 1 Resumo “Processo de transmissão de uma informação de avanço temporal para um móvel, numa rede celular com o comando de transferência de estações de base” A presente invenção diz respeito, em especial, a um processo de permuta de informações entre, designadamente, um móvel, pelo menos duas estações emissoras--receptoras e pelo menos um controlador de estações, existentes numa rede de radiotelefonia celular. As permutas de informação entre o móvel e as estações são do tipo de acesso múltiplo por divisão do tempo. O processo consiste em fornecer ao móvel, uma informação de avanço temporal com um valor pré-determinado, quando ele passa de uma primeira célula, correspondente à cobertura geográfica de uma primeira das estações, para uma segunda célula, correspondente à cobertura geográfica de uma segunda das estações. FIG.2 BIS 1 HO 1 I Hl I I H2 t I «3 1 1 "< 1 1 MS Íd t|j i—1 1 b Ϊ3 Tt |-II-II-II 1 _« MS ΐο*τ t MSdh hvc !;»τ vc íãl i 3íS i Rêl -i ri flrtj IWá Lisboa, 17 de Agosto^ de 2000 O Agente Oficial da Propriedade inausmcu

A.O.P.L Rua do SaHíre, l>5, r/c-Drt. .1250 LliSBOA ί