PT93870B - Rede de comunicacoes com multiplexagem no tempo - Google Patents
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Description
MEMÓRIA DESCRITIVA
O presente invento refere-se a uma rede de comunicações com multiplexagem no tempo, possuindo meios para a pseudo-sincronização, nomeadamente em radiotelefonia para a sincronização de uma estação móvel com uma estação fixa durante uma transferência de uma comunicação entre a estação móvel e uma primeira estação fixa para uma comunicação entre a estação móvel e uma segunda estação fixa, ou para a localização geográfica de uma estação móvel quer por estações fixas quer pela própria estação móvel.
São conhecidas redes de rádio comunicação com multiplexagem no tempo, compreendendo uma série de estações fixas sincronizadas individualmente, com uma ou diversas estações móveis por meio de sinais de temporização. A multiplexagem no tempo supõe que, cada uma das estações móveis em comunicação com uma estação fixa, disponha de janelas de tempo durante as quais ela pode emitir mensagens para a estação fixa. A fim de sincronizar as emissões de mensagens pela estação móvel com o instante em que a janela de tempo correspondente está disponível ao nível da estação fixa, a estação fixa emite sinais de sincronização que lhe permite medir o tempo de propagação de um sinal, entre ela própria e a estação móvel, e de comandar* em consequência os meios de emissão da estação móvel.
No caso mais geral, as estações fixas não estão sincronizadas entre si, de modo que, quando o móvel se desloca e passa de uma comunicação com uma estação fixa para uma comunicação com uma outra estação fixa, é necessário proceder a uma sincronização da estação móvel com a nova estação fixa, antes de poder assegurar a comunicação. Aliás, no caso de uma rede de radiotelefonia, a sincronização da estação móvel com a estação fixa é realizada enviando sinais de sincronização no canal que controla a própria comunicação telefónica, de que a conversação entre dois utilizadores é interrompida durante o tempo de sincronização.
Na verdade tem sido previsto sincronizar as estações fixas entre si a fim de se poder efectuar a transferência da comunica/
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-3Λ/· ção de uma estação fixa para uma outra sem interromper a conversação telefónica. No entanto, uma tal sincronização das estações fixas entre si é extremamente cara e não pode ser obtida no caso de uma rede de grande superfície devido à acumulação de erros resultantes de uma sincronização em cadeia.
objectivo do presente invento é propor uma rede de estações fixas com meios de pseudo-sincronização que permitem diminuir o tempo de sincronização de uma estação móvel com uma estação fixa, sem aumentar de modo notável o custo de instalação e de funcionamento da rede.
Com vista à realização deste objectivo, são previstos de acordo com o invento meios para a pseudo-sincronização de uma rede de rádio comunicações com multiplexagem no tempo compreendendo uma série de estações fixas sincronizadas individualmente com estações móveis por meio de sinais temporizados, incluindo meios para: medirem o desfasamento de recepção TMij por uma estação móvel de sinais de sincronização provenientes de uma primeira estação fixa e de uma segunda estação fixa, meios para medirem os tempos de propagação ti, tj de um sinal de sincronização da primeira estação fixa e da segunda estação fixa até à estação móvel, e meios para calcularem o desfasamento de emissão TRij entre os sinais de sincronização da primeira estação fixa e da segunda estação fixa de acordo com a relação: TRij = TMij + + ti - tj.
Assim, utilizando os meios referidos ao nível de uma rede de comunicações com multiplexagem no tempo obtém-se uma informação que permite conhecer o desfasamento de emissão dos sinais de sincronização de uma segunda estação fixa em relação a uma primeira estação fixa.
De acordo com uma primeira aplicação dos meios de pseudo-sincronização de acordo com o invento, utiliza-se o desfasamento da emissão TR nos meios de sincronização de uma estação móvel com uma estação fixa, durante uma transferência de uma comunicação entre uma estação móvel e uma primeira estação fixa para uma
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-4comunicação entre a estação móvel e uma segunda estação fixa, incluindo meios para: transmitirem à estação móvel o desfasamento da emissão TRij previamente calculado entre os sinais de sincronização da primeira e da segunda estação fixa bem como o tempo de propagação ti do sinal de sincronização da primeira estação fixa para a estação móvel, meios para medirem o desfasamento de recepção TMij entre os sinais de sincronização da primeira estação fixa e da segunda estação fixa, meios para calcularem o tempo de propagação tj do sinal de sincronização da segunda estação fixa para a estação móvel de acordo com a relação tj = ti - TRij + TMij, e controlar a emissão da estação móvel para a segunda estação fixa durante o tempo de propagação tj e durante o desfasamento de emissão TRij. Assim, a estação móvel determina o instante em que ela deve emitir para a segunda estação fixa sem esperar a recepção do primeiro sinal de sincronização da segunda estação fixa.
De preferência, os meios de sincronização de uma estação móvel com uma estação fixa de acordo com o invento incluem outros meios para enviarem para a segunda estação fixa um sinal TMij + + ti igual à soma do desfasamento de recepção TMij medido e do tempo de propagação ti recebido, meios para medirem na segunda estação fixa o tempo de propagação tj do sinal de sincronização da segunda estação fixa para a estação móvel, meios para subtraírem este da soma recebida e meios para armazenarem o resultado TRij obtido. Assim, durante cada transferência de comunicação entre duas estações fixas é actualizada numa das estações fixas a informação acerca do desfasamento de emissão TR, a fim de o utilizar durante a transferência seguinte em sentido inverso em ligação com os deslocamentos de uma das estações móveis na rede.
De acordo com uma outra aplicação do invento, os meios de pseudo-sincronização da rede são utilizados para a localização de uma estação móvel incluindo meios para transmitirem a uma primeira estação fixa um valor medido na estação móvel do desfasamento de recepção TMij dos sinais de sincronização
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-5provenientes da primeira estação fixa e de, pelo menos, uma segunda estação fixa, meios para medirem na primeira estação fixa o tempo de propagação ti do sinal de sincronização da primeira estação fixa com a estação móvel, meios para calcularem na primeira estação fixa os tempos de propagação tj do sinal de sincronização das segundas estações fixas com a estação móvel, utilizando o desfasamento de emissão TRij armazenado a partir de um cálculo anterior de acordo com a relação: tj = TMij + ti - TRij, e meios para calcularem a posição do móvel a partir dos tempos de propagação ti e tj, e as coordenadas geográficas da primeira estação fixa e das segundas estações fixas.
Assim, o conhecimento da posição da estação móvel permite tomar decisões tal que, por exemplo, no momento da transferência da ligação telefónica entre uma estação fixa e a estação móvel através de uma ligação telefónica entre outra estação fixa e a estação móvel.
De acordo ainda com outra aplicação dos meios de pseudo-sincronização de acordo com o invento, estes são utilizados para a localização geográfica de uma estação móvel por ela própria, compreendendo meios para transmitirem à estação móvel as coordenadas geográficas de uma série de estações fixas, bem como os desfasamentos de emissão TRij das estações fixas entre si, meios para medirem na estação móvel os desfasamentos de recepção TMij dos sinais de sincronização a partir de pares de estações fixas, meios para calcularem as diferenças de tempo de propagação de fi - tj a partir das estações fixas para a estação móvel, de acordo com a relação: ti - tj = TRij - TMij, e meios para calcularem a posição da estação móvel a partir das coordenadas geográficas das estações fixas e das diferenças de tempos de propagação. Assim, a estação móvel pode determinar por ela própria a sua localização geográfica e utilizar esta, por exemplo, para a centragem de uma carta no caso de uma condução assistida por cartografia automática.
Outras características e vantagens do invento sobressairão da leitura da descrição que se segue de modos de realização
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-6c.
particulares do invento em ligação com a figura única em anexo que representa uma vista esquemática parcial de uma rede de rádio comunicações com multiplexagem no tempo.
De um modo conhecido, a rede inclui uma série de estações fixas Fl, F2, . Fi, Fj . .., repartidas numa superfície que deve ser coberta pela rede. A rede inclui igualmente uma série de estações móveis M, por exemplo, veículos equipados com um radiotelefone, tendo sido representada uma única na figura.
Cada uma das estações fixas emite de modo periódico os sinais de sincronização, cujo tempo de propagação para uma estação móvel é respectivamente indicado por tl, t2, .ti . t j · · · ·
Quando uma comunicação é estabelecida através da transmissão de uma conversação telefónica, a estação móvel está em comunicação com uma das estações fixas e a comunicação é transferida para uma outra estação fixa quando a necessidade de tal se faz sentir devido aos deslocamentos da estação móvel, sendo o instante da transferência determinado de um modo em si conhecido pela estação fixa, com a qual a estação móvel está em comunicação. Quando a estação móvel está em comunicação com uma estação fixa, a que recebe os sinais de sincronização desta e reenvia imediatamente um sinal de resposta, de modo que a estação fixa determina o tempo de propagação do sinal para a estação móvel e informa a estação móvel deste tempo de propagação para avançar ou retardar o instante de emissão da mensagem telefónica emitida pela estação móvel, a fim de que esta seja recebida pela estação fixa no momento em que ela dispõe de uma janela de tempo de recepção afectada à estação móvel considerada. Paralelamente, se bem que outras estações fixas emitam elas também sinais de sincronização para a estação móvel, elas não recebem sinal de retorno por parte da estação móvel e elas não estão em condições de calcularem nem o tempo de propagação do seu próprio sinal de sincronização para a estação móvel, nem o desfasamento de tempo que as separa das estações fixas na vizinhança.
Uif.,
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-7Nas redes existentes, sempre que a comunicação entre uma estação fixa, por exemplo FI s e a estação móvel é transferida para se estabelecer entre uma outra estação fixa, por exemplo F2 e a estação móvel, é pois necessário atender a que F2 calculou o tempo de propagação t2 e informou a estação móvel M antes e poder prosseguir a emissão da mensagem telefónica. Se bem que, muito breve (cerca de 1/4 de segundo), esta interrupção é mais ou menos perceptivel pelos utilizadores.
Os meios de pseudo-sincronização de estações fixas vão agora ser descritos, simultaneamente, com os meios de sincronização de uma estação móvel com uma estação fixa durante uma transferência de comunicação devido à interpenetração de ambos estes meios, no modo de realização preferida. Esta descrição vai ser feita a propósito da transferência de uma comunicação da estação fixa FI para a estação fixa F2 se bem que esta transferência possa ser efectuada da mesma maneira entre duas quaisquer estações da rede situadas na proximidade da estação móvel.
De acordo com o invento, prevê-se que a estação móvel se ponha de tempos a tempos, à escuta de sinais de sincronização provenientes de estações fixas vizinhas para as quais uma transferência é susceptível de se realizar. Salientar-se-á que essa escuta pode ser extremamente breve, uma vez que se trata, para a estação móvel, de fixar apenas o instante de recepção de um sinal de sincronização proveniente de uma estação fixa com a qual ela não está em comunicação, e não de receber uma mensagem de informação do tempo de propagação deste sinal de sincronização.
No caso previsto, a estação móvel M está em comunicação com a estação fixa FI e entra de tempos a tempos em escuta do sinal de sincronização proveniente da estação fixa F2. Paralelamente, ela recebe, evidentemente o sinal de sincronização proveniente da estação fixa FI. A estação móvel M efectua assim a medida do desfasamento de recepção TM entre os sinais de sincronização provenientes de Fl e os sinais de sincronização provenientes de F2. Este valor de TM é actualizado cada vez que a medição ê
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-8/'/ efectuada a fim de estar actualizado, quando a transferência da comunicação de Fl para F2 é efectuada.
Durante a transferência da comunicação de Fl para F2, a estação fixa Fl envia uma mensagem de transferência para a estação móvel indicando-lhe, por um lado, a nova estação fixa com a qual a estação móvel vai estar em comunicação e, por outro lado, o desfasamento de emissão TR entre os instantes de emissão dos sinais de sincronização por Fl e F2, tendo sido este desfasamento de emissão TR calculado por Fl, durante uma transferência anterior como será visto abaixo. Tendo em memória TM que ela mede de tempos a tempos, tl que lhe é periodicamente comunicado por Fl, e TR que lhe é comunicado por Fl no momento da transferência, estando a estação móvel M em condições de calcular t2 por meio da relação t2 = TM + tl - TR, e assim determinar o instante de emissão da primeira mensagem telefónica para F2 sem esperar receber de F2 a informação a respeito do valor exacto de t2. Uma vez estabelecida a comunicação, a estação fixa F2 envia para a estação móvel M a informação acerca do valor real t2 e uma correcção é então progressivamente operada seguindo o ciclo habitual.
Simultaneamente à comutação da comunicação para a nova estação fixa F2, a estação móvel M transmite a esta o valor do desfasamento de recepção TM e do último tempo de propagação tl que ela teve conhecimento. Estando ela própria a medir o tempo de propagação t2, a estação fixa F2 pode pois calcular o desfasamento de emissão TR, no instante da transferência, por aplicação da relação TR = TM + tl - t2 e armazenar este valor do desfasamento de emissão TR para informar posteriormente uma estação móvel durante uma transferência de comunicação da estação fixa F2 para a estação fixa Fl. Na prática, para minimizar o tempo de interrupção da comunicação telefónica, a estação móvel M envia, de preferência, para a estação fixa F2 uma mensagem única dando-lhe o valor TM + tl.
Constata-se que no modo de realização preferido do invento, uma estação fixa é informada do desfasamento de emissão TR com
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-9uma outra estação fixa apenas durante uma transferência de comunicação a partir desta estação fixa. Este modo de realização é preferido porque ele evita uma interrupção muito frequente da conversação telefónica. No caso em que o valor do desfasamento de emissão TR é muito antigo para permitir uma sincronização antecipada eficaz, volta-se ao procedimento habitual consistindo em esperar o sinal de sincronização da nova estação fixa.
Os meios de pseudo-sincronização de acordo com o invento podem ser igualmente aplicados para a localização geográfica de uma estação móvel por uma estação fixa. Neste caso, a estação móvel transmite a uma primeira estação fixa, por exemplo a estação fixa Fi um valor medido na estação móvel do desfasamento TMij dos sinais de sincronização provenientes da estação fixa Fi e de uma segunda estação fixa Fj.
Aliás, mede-se na estação fixa Fi o tempo de propagação ti do sinal de sincronização da estação fixa Fi com a estação móvel M. É então possível calcular na estação fixa Fi o valor tj do tempo de propagação do sinal de sincronização da estação fixa Fj com a estação móvel M utilizando o desfasamento da emissão TRij armazenado na estação fixa Fi a partir de um cálculo anterior, a relaçãoí tj = TMij + ti - TRij, e calcular em seguida a posição geográfica do móvel, utilizando os algoritmos habituais para a localização de um ponto móvel a partir do conhecimento das coordenadas de dois pontos fixos e da distância, separando estes pontos fixos, do ponto móvel. Para uma melhor precisão da localização calcula-se a distância do móvel em relação a mais de duas estações fixas repetindo o procedimento acima referido. 0 conhecimento da posição do móvel pode ser utilizado, em particular, para decidir o instante da transferência de uma comunicação de uma estação fixa para uma outra estação fixa.
Bem entendido, o invento não está limitado aos modos de realização descritos e podem-se fazer variações de realização sem se sair do âmbito do invento. Em particular, a combinação e a localização geográfica e as comunicações rádio podem ser
-·;1
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-10utilizadas por um serviço de procura de pessoas perdidas que transportam simplesmente um pequeno emissor-receptor portátil, que permite a sua localização utilizando as estações que servem habitualmente as rádio comunicações.
Claims (5)
- REIVINDICAÇÕES1 - Rede de comunicações com multiplexagem no tempo, compreendendo uma série de estações fixas sincronizadas individualmente com estações móveis por meio de sinais de temporização, caracterizada por, para pseudo-sincronização da dita rede, a mesma incluir meios para medirem o desfasamento de recepção TMij por uma estação móvel (M) dos sinais de sincronização vindos de uma primeira estação fixa e de uma segunda estação fixa (Fi, F j), meios para medirem os tempos de propagação ti, tj de um sinal de sincronização da primeira estação fixa e da segunda estação fixa até à estação móvel (M), e meios para calcularem o desfasamento de emissão TRij entre os sinais de sincronização da primeira estação fixa e da segunda estação fixa, de acordo com a relação: Trij = TMij + ti - tj.
- 2 - Rede de comunicações com multiplexagem no tempo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por, para a sincronização de uma estação móvel (M) com uma estação fixa (Fj), durante a transferência de uma comunicação entre uma estação móvel e uma primeira estação fixa (FI), para uma comunicação entre a estação móvel e uma segunda estação fixa (Fj), a mesma incluir meios para transmitirem à estação móvel (Μ) o desfasamento da emissão TRij, calculado anteriormente entre os sinais de sincronização da primeira estação fixa e da segunda estação fixa, bem como o tempo de propagação ti do sinal de sincronização da primeira estação fixa para a estação móvel, meios para medirem o desfasamento de recepção TMij entre os sinais de sincronização da primeira estação fixa e da segunda estação fixa, meios para calcularem o tempo de propagação tj do sinal de sincronização da segunda estação fixa para a estação móvel de acordo com a relação: tj = ti - TRij + TMij e meios para controlarem a emissão da estação móvel para a segunda estação fixa, durante o tempo de propagação tj e durante o desfasamento de emissão TRij.
- 3 - Rede de comunicações com multiplexagem no tempo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por, a mesma incluir /70 919 .. / . :?*ΟΕ 222 Cas 1GF/MM-12também meios para enviarem, na segunda estação fixa, um sinal TMij + ti, igual à soma do desfasamento medido de recepção TMij e do tempo de propagação ti recebido, meios para medirem na segunda estação fixa (Fj), o tempo de .prop_ag;açãõr tj do sinal de sincronização da segunda estação fixa para a estação móvel, meios para subtraírem este por cálculo da soma recebida e meios para armazenarem o resultado TRij obtido.
- 4 - Rede de comunicações com multiplexagem no tempo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por, para a localização de uma estação móvel na rede, a mesma incluir meios para transmitirem a uma primeira estação fixa (Fi) um valor medido na estação móvel do desfasamento da recepção TMij dos sinais de sincronização, vindos da primeira estação fixa e de, pelo menos, uma segunda estação fixa, meios para medirem na primeira estação fixa (Fi) o tempo de propagação ti do sinal de sincronização da primeira estação fixa com a estação móvel, meios para calcularem na primeira estação fixa os tempos de propagação tj do sinal de sincronização das segundas estações fixas (Fj) com a estação móvel, utilizando o desfasamento de emissão TRij armazenado no cálculo anterior, de acordo com a relação tj - TMij + ti - TRij, e meios para calcularem a posição da estação móvel a partir dos tempos de propagação ti e tj e as coordenadas geográficas da primeira estação fixa e das segundas estações fixas.
- 5 - Rede de comunicações com multiplexagem no tempo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por, para a localização geográfica de uma estação móvel na rede, a mesma meios para transmitirem à estação móvel as geográficas de uma série de estações fixas (Fl, F2 , .. ), bem como os desfasamentos de emissão TRij das estações fixas entre as mesmas, meios para medirem na estação móvel os desfasamentos de recepção TMij dos sinais de sincronização a partir de pares de estações fixas (Fi, Fj), meios para calcularem as diferenças de tempo de propagação ti - tj desde as estações fixas até à estação móvel, de acordo com a relação ti compreender coordenadas ..., Fi, Fj70 919ΟΕ 222 Cas 1GF/MM-13tj = TRij - TMij e meios para calcularem a posição da estação móvel a partir das coordenadas geográficas das estações fixas e das diferenças de tempo de propagação.
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