MXPA02001965A - Metodo y sistema para iniciar trasferencia libre en un istema de comunicaciones inalambrico. - Google Patents

Abstract

Una estacion movil se mueve desde la ubicacion (205) a la ubicacion (206), y considera la transferencia desde una primera estacion base (204) hasta una segunda estacion base (203). No lo hace tan pronto como se excede la senal desde la segunda estacion base que desde la primera estacion base por un parametro de diseno fijo. En cambio, el parametro de diseno se hace dependiente de las distancias (208) y (210) entre la estacion movil y las estaciones bases, asi que es mas probable que la transferencia de la estacion movil entre mas cerca llegue a la segunda estacion base, mas se aleja de la primera estacion base.

Description

' i q £ MÉTODO Y SISTEMA PARA INICLAR TRANSFERENCIA LIBRE EN UN SISTEMA DE COMU ICACIONES INALÁMBRICO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN I . Campo de la Invención La presente invención se refiere a dispositivos de comunicación inalámbricos en general, y a un sistema y método para iniciar transferencias libres entre estaciones base en particular. 10 II. Descripción Los sistemas de comunicación que se han * desarrollado permiten la transmisión de señales ae información desde una ubicación de estación base hasta un 15 usuario físicamente distinto o ubicación de suscriptor. Ambos métodos análogo y digital se han utilizado para transmitir estas señales de información sobre canales de comunicación que enlazan la estación base y las ubicaciones de usuario. Los métodos digitales tienden a 20 proporcionar varias ventajas con relación a las técnicas análogas, incluyendo, por ejemplo, inmunidad mejorada al ruido de canal y la interferencia, capacidad incrementada y seguridad mejorada de comunicación a través del uso de encriptación. 25 Al transmitir una señal de información en cualquier dirección sobre un canal de comunicación, la señal de información primero se convierte en una forma adecuada para la transmisión eficiente sobre el canal. La conversión o modulación de la señal de ' información implica variar un parámetro de una onda portadora sobre la base de la señal de información de tal forma que el espectro del portador modulado resultante se confina dentro del ancho de banda del canal. En la ubicación del receptor, la señal de mensaje original se reproduce desde una versión del portador modulado recibido subsiguiente a la propagación sobre el canal. Tal repetición se logra generalmente al utilizar una inversión del proceso de modulación empleado durante la transmisión de mensajes. La modulación facilita la multiplexión, es decir, la transmisión simultánea de varias señales sobre un canal común. Los sistemas de comunicación multiplexados generalmente incluyen una pluralidad de unidades de suscriptor remotas o estaciones móviles que requieren servicio intermitente en lugar de acceso continuo al canal de comunicación. Los sistemas diseñados para permitir la comunicación con un subconjunto seleccionado de un conjunto completo de unidades de suscriptor se llaman sistemas de comunicación de acceso múltiple. Un tipo particular del sistema de comunicaciones de acceso múltiple, conocido como un sistema de modulación de acceso múltiple de división por código (CDMA) , puede realizarse de acuerdo con las técnicas de espectro propagado. En los sistemas de espectro propagado, la técnica de modulación utilizada da como resultado una propagación de la señal transmitida sobre una banda de frecuencia amplia dentro del canal de comunicación. Otras técnicas del sistema de comunicación de acceso múltiple incluyen, por ejemplo, acceso múltiple de división por tiempo (TDMA) y acceso múltiple de división por frecuencia (FDMA) . Las técnicas de CDMA, sin embargo, ofrecen ventajas significantes sobre otras técnicas del sistema de comunicación de acceso múltiple. El uso de técnicas de CDMA en un sistema de comunicación de acceso múltiple se describe en la Patente Norteamericana No. 4,901,307, expedida el 13 febrero de 1990, titulada "SPREAD SPECTRUM MÚLTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", asignada al cesionario de la presente invención e incorporada en la presente para referencia. En la Patente Norteamericana antes referenciada No. 4,901,307, se describe una técnica de acceso múltiple donde un gran número de usuarios del sistema móvil tiene cada uno un transceptor que se comunica a través de repetidores de satélite o estaciones base terrestres utilizando señales de comunicación de espectro propagado de CDMA. La modulación de CDMA a su vez permite que el espectro de frecuencia dedicado a la telefonía celular se vuelva a utilizar varias veces, dando como resultado en un incremento significante en la capacidad de usuario del sistema. De hecho, la misma banda de frecuencia se utiliza en cada celda o sector de una celda dentro del área de servicio geográfico celular (CGSA) del sistema de CDMA. De este modo, el uso de CDMA da como resultado en una eficiencia espectral mucho más alta que puede lograrse utilizando otras técnicas de acceso múltiple. En un canal de comunicaciones inalámbrico, la presencia de obstáculos en el ambiente tales como edificios, árboles, montañas, automóviles y similares con frecuencia da como resultado en la reflexión de las señales de comunicaciones inalámbricas, transmitidas por cualquiera de las estaciones móviles o base. Este fenómeno se refiere como un ambiente de propagación de trayectoria múltiple ya que cualquier receptor de comunicaciones inalámbrico particular (tal como una estación móvil) puede recibir una pluralidad de señales correspondientes a una sola señal transmitida por un transmisor de comunicaciones inalámbrico particular (tal como una o más estaciones base) , cada una de la pluralidad de señales recibidas ha viajado una trayectoria diferente hasta el receptor. Típicamente, el canal de radio móvil también es un canal de trayectoria múltiple que varia con el tiempo. En otras palabras, la corriente de impulsos que puede recibirse que sigue la transmisión de un impulso ideal sobre un canal .de radio móvil puede cambiar en la ubicación temporal, atenuación y fase dependiendo de cuando el impulso ideal se transmitió. Esto es debido en parte al movimiento relativo entre los transmisores inalámbricos y los obstáculos ambientales. También es debido en parte al desvanecimiento, que ocurre cuando las señales de trayectoria múltiple se intercambian en fase a tal grado que ocurre la interferencia destructiva entre sí, y la pérdida de trayectoria, la cual es el resultado de los efectos atmosféricos en las señales de comunicaciones inalámbricas. En los sistemas de modulación de banda ancha, las características de trayectoria múltiple de los canales de comunicaciones inalámbricos con frecuencia da como resultado en el rendimiento del sistema significativamente dañado. En sistemas de CDMA sin embargo, la modulación de código de PN de alta velocidad permite que una estación de recepción reciba y se discrimine entre señales desde una sola estación de transmisión que ha viajado sobre varias trayectorias de propagación distintas. Esta capacidad para discriminar entre transmisiones de señal de trayectoria múltiple reduce notablemente la severidad del desvanecimiento de señal en tales sistemas. Desde luego, la capacidad para discriminar entre transmisiones de señal de trayectoria múltiple actualmente proporciona ventajas significantes en sistemas de CDMA ya que cada señal de trayectoria múltiple típicamente muestra características de desvanecimiento independiente y pueden explotarse sin respecto a las señales que llegan mediante otras trayectorias. Un diseño de receptor que permite que uno explote estas señales de trayectoria múltiples se describe en la Patente Norteamericana No. 5,109,390 titulada "Diversity Receiver in a CDMA Cellular Telephone System", asignada al cesionario de la presente invención e incorporada en la presente para referencia. Al desplazamiento de fase (es decir, el tiempo de llegada) de las señales de trayectoria múltiples se les proporciona 1 µs o más, el diseño de receptor de diversidad referido en lo anterior permite el rastreo independiente y desmodulación de las señales diversas. Una vez desmoduladas, las señales entonces pueden utilizarse independientemente o combinarse para formar señales compuestas. Un sistema celular ejemplar se representa en la Figura 1. Tales sistemas generalmente incluyen* una pluralidad de estaciones 10 móviles, una pluralidad de estaciones 12 base, un controlador 14 de estación base (BSC), y un centro 16 de conmutación móvil (MSC). El MSC 16 se configura para interconectarse con una red 18 telefónico conmutada pública convencional (PSTN) . El MSC 16 también se configura para interconectarse con el BSC 14. El BSC 14 se acopla a cada estación 12 base. Las estaciones 12 base también pueden conocerse como subsistemas 12 del transceptor de estación base (BTS) . Alternativamente, la "estación base" puede referirse colectivamente a un BSC 14 y a uno o más BTS 12, los BTS 12 pueden referirse como "sitios celulares" 12, o sectores de un BTS 12 dado pueden referirse como sitios celulares. Las estaciones 10 móviles son teléfonos 10 típicamente celulares, y el sistema telefónico celular es ventajosamente un sistema de CDMA de espectro propagado configurado para el uso de acuerdo con el estándar de IS-95. Cada una de las estaciones 12 base y las estaciones 10 móviles típicamente incluyen por lo menos un transceptor (no mostrado) por lo menos una microplaqueta integrada (no mostrada) y software (no mostrado) ejecutado por aquellas microplaquetas para llevar a cabo las numerosas funciones y operaciones requeridas de cada uno de un sistema de comunicaciones inalámbrico. Por ejemplo, y por medio del ejemplo, solamente, muchas de las operaciones implicadas en la modulación y desmodulación de señales de comunicaciones inalámbricas se controlan por software ejecutado por las microplaquetas integradas. Las microplaquetas integradas ejecutan el software también controlan muchas de las operaciones implicadas en la transferencia del control de estación móvil desde una estación base a otra, típicamente referida como transferencia. Alguien con experiencia en la técnica sin embargo, apreciará que tales operaciones no necesitan implementarse o controlarse completa o parcialmente con microplaquetas integradas. Alguien con experiencia en la técnica también apreciará que el término transceptor también contempla el uso de transmisores y receptores dedicados. Para cada celda dentro del sistema existen dos enlaces que consisten de enlaces de retorno y sin retorno. Durante la operación típica de las estaciones 12 base, se reciben conjuntos de señales de enlace de retorno desde algunas o todas las estaciones 10 móviles. Las estaciones 10 móviles conducirán llamadas telefónicas u otras comunicaciones. Cada señal de enlace de retorno recibida por una estación 12 dada se procesa dentro de la estación base. Los datos resultantes se envían al BSC 14. El BSC 14 proporciona toda la asignación de recurso y la funcionalidad de manejo de movilidad, incluyendo la reunión de transferencias flexibles entre las estaciones 12 base. El BSC 14 también encamina los datos recibidos al MSC 16, que proporciona servicios de encaminamiento adicionales para la interconexión con la PSTN 18. Similarmente, la PSTN 18 se interconecta con el MSC 16 y el MSC 16 se interconecta con el BSC 14, el cual a su vez controla las señales de enlace sin retorno desde las estaciones 12 base hasta las estaciones 10 móviles. Donde el sistema de comunicaciones inalámbrico representado en la Figura 1 es un sistema de CDMA configurado de acuerdo con el IS-95, los enlaces de retorno y sin retorno se comprenden de canales de CDMA de retorno y sin retorno respectivamente. El canal de CDMA de retorno comprende uno o más canales de código que se transmiten en una asignación de frecuencia de CDMA utilizando un desplazamiento de PN piloto particular y consiste de un número de canales de acceso y canales de tráfico de retorno. Los datos transmitidos en el canal de CDMA de retorno se codifican convolucionalmente para la corrección de error aleatorio, intercalado de bloque para la protección de errores de ráfaga, modulado por los códigos de Walsh 60-ary, y la secuencia directa propagada por un código de PN grande de microplaquetas de periodo 24~-l para la transmisión. El canal de CDMA sin retorno comprende uno o m más canales de código que se transmiten en una asignación de frecuencia de CDMA utilizando un desplazamiento de PN piloto particular. Cada estación base utiliza un desplazamiento temporal de la secuencia de PN piloto (llamada una secuencia de seudo ruido de propagación) para identificar un canal de CDMA sin retorno. El desplazamiento de tiempo puede reutilizarse dentro de un sistema de CDMA. Cada canal de código transmitido en el canal de CDMA sin retorno se propaga ortogonalmente con una función de Walsh para proporcionar canalización ortogonal entre todos los canales de código y después se propaga por un par de cuadratura (es decir, en fase y cuadratura en fase) de la secuencias de PN piloto para poder transmitirlas por la forma de onda de Modificación de Desplazamiento de Fase Cuadrante (QPSK) . Los canales de código comprenden el canal de CDMA sin retorno que consiste del canal piloto, el canal de sincronización, el canal de búsqueda, un número de canales de tráfico sin retorno. Un canal de CDMA sin retorno típico consiste de 64 canales de código en total, un canal piloto, un canal de sincronización, siete canales de búsqueda, y 55 canales de tráfico sin retorno. El canal de sincronización se asigna al número 32 de canal de código (Wj que transporta los mensajes de sincronización hasta las estaciones 10 móviles desde las 31 estaciones 12 base. Las estaciones 10 móviles utilizan el canal de sincronización, el cual es una señal codificada, intercalada, propagada y de espectro propagado modulado, para adquirir sincronización de tiempo inicial. Los canales de búsqueda son señales codificadas, intercaladas, propagadas y de espectro propagado modulado, y se asignan típicamente a los números de canal de código 1 a 7 (W?-W7) en secuencia. La información de control y los mensajes de búsqueda se transmiten por las estaciones 12 bases hasta las estaciones 10 móviles en los canales de búsqueda. Los canales de tráfico sin retorno se utilizan para la transmisión de tráfico de usuario y señalización desde las estaciones 12 base hasta una estación 10 móvil específica durante una llamada. El número máximo de canales de tráfico sin retorno es igual a 63 menos el número de canales de sincronización y de búsqueda que operan en el mismo canal de CDMA sin retorno. El canal piloto sin embargo, es una señal de espectro propagado de secuencia directa, no modulada, transmitida todo el tiempo por tal estación 12 base en un sistema de comunicaciones inalámbrico de CDMA. Las estaciones 10 móviles utilizan en canal piloto para un número de propósitos, incluyendo como una referencia de fase para la desmodulación coherente para adquirir sincronización de canal de CDMA sin retorno, y un • punto de referencia clave para decidir si y cuando realizar una transferencia libre. Los datos transmitidos en cualquiera de los canales de CDMA de retorno y sin retorno se agrupan en tramas de 20 ms, una trama es el intervalo de sincronización básico en sistemas de CDMA. El procesamiento de llamadas, que se refiere a las técnicas de protocolos de flujo de mensajes entre una estación móvil y una estación base en un sistema de comunicaciones inalámbrico, típicamente se clasifica en dos partes, las de procesamiento de llamadas de la estación móvil y las de procesamiento de llamadas de la estación base. En un procesamiento de llamadas de estación base del sistema de CDMA se comprende de procesamiento de canales piloto y sincronización, procesamiento de canales de búsqueda, procesamiento de canales de acceso y procesamiento de canales de tráfico. Durante el procesamiento de canales piloto, la estación base transmite la señal piloto en el canal piloto. Durante el procesamiento de canales de tráfico, la estación base utiliza los canales de tráfico de CDMA sin retorno y de retorno para comunicarse con una estación móvil que está en el control de estación móvil en el estado de canal de trafico. Durante el procesamiento de canales de acceso, la estación base monitorea el canal de acceso para recibir los mensajes que envía la estación móvil mientras en la estación móvil se encuentra en el estado de acceso del sistema. Durante el procesamiento de canales de búsqueda, la estación base transmite los mensajes en un canal de búsqueda que se monitorean por una estación móvil en el estado de acceso de estación móvil o el estado libre de estación móvil. La información enviada por una estación base hasta una estación móvil en un canal de búsqueda incluye información suplementaria, la cual es información necesaria para que el móvil opere con la base, y la información de dirección, la cual es una instrucción para que el móvil realice alguna operación. La información suplementaria se envía mediante los mensajes de parámetros de acceso, los mensajes de lista de canales CDMA, los mensajes de parámetros del sistema, y los mensajes de lista cercanos. La información de dirección se envía por un número de diferentes tipos de mensajes incluyendo, por medio del ejemplo solamente, órdenes de confirmación de estación base, mensajes de asignación de canal, mensajes de pedido de registro, mensajes de búsqueda y mensajes de búsqueda ranurados si la estación base determina que la estación móvil está monitoreando el canal de búsqueda en el modo ranurado. El procesamiento de llamadas de la estación móvil en los sistemas de CDMA, por otro lado, se comprende de cuatro estados de estación móvil, el estado de inicio de estación móvil, el estado libre de estación móvil, el estado de acceso del sistema y el control de estación móvil en el estado de canal de tráfico. En el estado de inicio, la estación móvil selecciona y adquiere un sistema de comunicaciones inalámbrico para utilizarse, en cualquier operación de modo análoga o de CDMA (asumiendo que el móvil apoya los modos múltiples de la operación) . En el estado de acceso del sistema, la estación móvil envía los mensajes a la estación base en el canal o los canales de acceso y recibe los mensajes desde la estación base en el canal de búsqueda al cual se asigna. Estos mensajes se envían y se reciben por la estación móvil en varios sub-estados del estado de acceso del sistema, incluyendo el orden de estación móvil/sub-estado de respuesta de mensaje y el sub-estado de respuesta de búsqueda. En el control de estación móvil en el estado de canal de tráfico, la estación móvil se comunica con la estación base mediante los canales de CDMA sin retorno y de retorno. En el estado libre de la estación base, la estación móvil monitorea el canal de búsqueda al cual se asigna. Mientras en encuentre en este estado, el móvil puede recibir mensajes, recibir una llamada entrante, (es decir llamada terminada) , iniciar una llamada, (es decir, llamada originada) , iniciar un registro o iniciar- una transmisión de mensajes. Con el ingreso del estado libre de estación móvil, el móvil establece su canal de código, la velocidad de datos de canal de búsqueda y se acopla en la supervisión de canal de búsqueda. La naturaleza exacta de la supervisión de canal de búsqueda dependerá en si el móvil está operando en el modo ranurado o no ranurado. Cuando la operación se encuentra en el modo no ranurado, el móvil monitorea su canal de búsqueda todo el tiempo. El móvil ajusta un cronómetro a T30m segundos si recibe un mensaje válido en el canal de búsqueda. El T30m es el tiempo máximo permitido por el sistema para recibir un mensaje de canal de búsqueda válido. Si el cronómetro termina antes de que se reciba un mensaje válido, la estación móvil declara una pérdida del canal de búsqueda. Si la estación móvil está operando en el modo ranurado del estado libre de la estación móvil, ajustará un cronómetro a Tj0m segundos al inicio de la primera ranura durante el cual el móvil monitorea el canal de búsqueda. En un sistema de CDMA, el canal de búsqueda se divide en ranuras de 80 ms y las estaciones móviles que operan en el modo ranurado típicamente monitorean el canal de búsqueda durante solamente una o dos ranuras por ciclo de ranuras. La estación móvil deshabilita el cronómetro y generalmente detiene o reduce su procesamiento para ahorro de energía cuando no- está monitorenado el canal de búsqueda. El móvi-1 entonces ajustará el cronómetro a T3om si se recibe un mensaje válido en el canal de búsqueda, aún si no se elige a esa estación móvil particular. Sin embargo, si el cronómetro termina mientras el móvil está monitoreando el canal de búsqueda, el móvil declarará una pérdida del canal de búsqueda. En cualquier modo de operación sin embargo, la estación móvil ranurada o no ranurada entrará al sub-estado de determinación del sistema de inicio del estado de inicio de la estación móvil con la declaración de una pérdida de su canal de búsqueda. Cuando una estación móvil se encuentra en el estado libre de estación móvil y monitorea el canal de búsqueda para cualquier mensaje entrante, puede viajar más allá de su estación base actual y hacia el área de cobertura de otra estación base o sector de su estación base actual. Cuando esto ocurre, la calidad de las señales recibidas de la estación base actual típicamente se deterioran mientras la calidad de las señales recibidas de la estación base cercana o sector se mejora. Por lo tanto se han hecho provisiones para los móviles en el estado libre para iniciar la transferencia de control desde la estación base actual a otra estación base (es decir, procedimientos de transferencia libre) . En los sistemas de comunicaciones inalámbricos actuales, euando una estación móvil detecta y determina • que está recibiendo una señal piloto desde una estación móvil de una estación base, diferente a su estación base actual y esa señal es suficientemente más fuerte que la señal piloto de su estación base actual (típicamente referida como la señal piloto activa) , la estación móvil iniciará una transferencia libre a la nueva estación base. Sin embargo y con frecuencia pueden hacerse Variaciones en la resistencia de señal recibida de las señales piloto, ocurren por razones diferentes al movimiento de la estación móvil significativamente además de su estación base actual hacia otra estación base. Por ejemplo, variaciones ligeras en la posición del móvil pueden resultar en cambios significantes en el ambiente de propagación de trayectoria múltiple. Cuando esto ocurre, una transferencia libre no necesaria y no requerida puede iniciarse si la resistencia de señal recibida del piloto activo cae rápidamente a un valor pequeño relativo a otro piloto que se rastrea por el móvil debido a condiciones de desvanecimiento severas. La situación con frecuencia se exacerba cuando el móvil inicia aún otra transferencia libre nuevamente a la estación base original una vez que bajan de nivel las condiciones de desvanecimiento severas . Alguien con experiencia en la técnica puede a preciar por lo tanto que el algoritmo de transferencia libre actual tiene debilidades que no aseguran que las transferencias libres no necesarias no se inicien debido a las variaciones transitorias en la resistencia de señal recibida de las señales piloto. Además, cuando una estación móvil inicia una transferencia libre no puede operar en el modo ranurado, por lo cual extrae energía innecesaria de su batería u otro recurso de energía, recursos de sistema se abruman y la probabilidad de no recibir mensajes dirigidos a este incrementa. Por lo tanto, se necesitan algunos medios para prevenir que las transferencias libres no requeridas e innecesarias se realicen debido al paso de variaciones en la resistencia de señal recibida del canal piloto.

SUMARIO La presente invención se dirige a un sistema y método para iniciar transferencia libre de una estación móvil en un sistema de comunicaciones inalámbrico, en donde se obtienen primera y segunda muestras de una primera señal piloto radiada por una primera estación base, la primera muestra se presenta en un primer tiempo y la segunda muestra se presenta en un segundo tiempo, se obtienen tercera y cuarta muestras de una segunda señal piloto radiada por una segunda estación base, la tercera muestra se presenta en el primer tiempo y .la cuarta muestra se presenta en el segundo tiempo, se determina si la suma de la diferencia entre las resistencias totales de la segunda y cuarta muestras y un término de peso de posición es menor que un primer parámetro de diseño, y una transferencia libre de la estación móvil desde la primera estación base hasta la segunda estación base se inicia si la suma es menor que el primer parámetro de diseño.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Las características, objetos y ventajas de la presente invención se volverán más aparentes a partir de la descripción detallada establecida a continuación cuando se tome junto con los dibujos, en los cuales caracteres de referencia similares se identifican correspondientemente a través de los mismos y en donde: La FIGURA 1 es un diagrama de un sistema celular ejemplar. Las FIGURAS 2A y 2B ilustran como la decisión de si iniciar una transferencia libre en un sistema de comunicaciones inalámbrico puede afectarse por la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Debido a , que las rápidas variaciones en el ambiente de propagación de trayectoria múltiple pueden disparar transferencias libres innecesarias en sistemas de comunicaciones inalámbricos actuales, la presente invención proporciona un método y sistema mejorado para decidir si iniciar una transferencia libre. En una modalidad preferida de la invención, esto se logra a través del uso de un algoritmo de transferencia libre pesado en posición en un sistema de CDMA configurado de IS-95. La presente invención no se limita sin embargo al IS-95 configurado o aún a sistemas de CDMA pero puede implementarse sin el ejercicio de la facultad inventiva en cualquier sistema de comunicaciones inalámbrico en donde las provisiones se hacen para las transferencias libres. Sigue una descripción de la modalidad preferida. Como se observa en lo anterior, en el estado libre de la estación móvil, la estación móvil monitorea continuamente la resistencia de señales piloto activas y busca las señales de canal piloto desde otras estaciones base en la cercanía del móvil mientras opera en el modo no ranurado. Lo mismo es verdadero mientras opere en el modo ranurado, con el monitoreo y búsqueda limitados a las ranuras de canal de búsqueda apropiadas para ese móvil particular. Como otros canales en un sistema de CDMA, los canales piloto se identifican por .su fase o desplazamiento de tiempo con relación a la secuencia de PN de desplazamiento cero. Los parámetros de búsqueda de canal piloto se expresan por lo tanto en términos de 5 desplazamientos de tiempo, y se dividen en tres conjuntos. El conjunto activo se comprende de desplazamiento piloto del canal de CDMA sin retorno cuyo canal de búsqueda, el móvil, está actualmente monitoreando los mensajes. El conjunto cercano se 10 comprende de los desplazamientos piloto para los canales piloto de estaciones base cercanas que probablemente son candidatas para una transferencia libre. Los miembros del conjunto cercano se especifican en mensajes tales como el mensaje de lista cercano periódicamente recibido por el 15 móvil en el canal de búsqueda. El tercer conjunto es el conjunto restante, el cual se comprende de todos los desplazamientos piloto posibles en la asignación de frecuencia de CDMA actual pero excluyendo los miembros de los conjuntos activo y cercano. La estación móvil 20 típicamente soporta un conjunto cercano de por lo menos 20 desplazamientos piloto de tamaño. La estación base también especifica, además de los desplazamientos piloto, ventanas de búsqueda para cada uno de los conjuntos piloto. En otras palabras, la 25 estación base especifica un rango de desplazamientos de PN o una ventana en la cual la estación móvil buscará los1 componentes de trayectoria múltiple de cada piloto en cada uno de los conjuntos. Una vez que el móvil ha detectado un piloto con una señal suficientemente fuerte y comienza a rastrear ese piloto, hará un registro para cada componente en trayectoria múltiple del piloto que está recibiendo y continuará buscando el espacio de PN para otros pilotos en los conjuntos cercano o restante. En las vistas subsecuentes de la estación de PN, el móvil centrará la ventana de búsqueda de su receptor de rastreo alrededor del componente de trayectoria múltiple de llegada adelantada de cada piloto al cual se hace un registro. La estación móvil mide la resistencia total, Ex, de cada piloto X en una ventana de búsqueda dada al agregar las relaciones de la energía piloto recibida por la microplaqueta Ec, al total de densidad espectral recibida (ruido y señales) , IXo, de a lo mucho k componentes de trayectoria múltiple donde k es el número de elementos de desmodulación soportados por el móvil. Un componente de trayectoria múltiple útil es uno que es lo suficientemente fuerte para rastrearse, y que si se utiliza, no puede provocar errores de trama prohibidos o errores de bitio de control de energía. El tiempo de llegada, T2, para cada piloto X que está buscando es el tiempo de ocurrencia, cuando se mide en la conexión de antena de la estación móvil, del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de piloto, y se mide con relación a la referencia de tiempo de la estación móvil en unidades de microplaqueta de PN. Por lo tanto, la fase o desplazamiento de PN de componente de trayectoria múltiple piloto recibido corresponde al tiempo de llegada de ese componente. El móvil calcula la fase piloto, fx, a partir de la siguiente relación: f?=TI+64*PILOT_PN)mod215, donde PILOT_PN es el índice de desplazamiento de secuencia de PN del piloto X que se busca. También como se observa en lo anterior, el algoritmo convencional se utilizó en sistemas de comunicaciones inalámbricos actuales para determinar si podría realizarse una transferencia libre. Es decir, siempre que la estación móvil determina que la resistencia de señal de un canal piloto emitido por una estación base cercana es suficientemente más fuerte que el de la señal de canal piloto activo, se inicia una transferencia libre. Ese algoritmo de comparación de energía se expresa típicamente en forma matemática como sigue: Si Ej. (TJ -EE(T <H, entonces inicia la transferencia libre a la estación B base, donde E^ es la resistencia de señal en dB .del canal piloto emitido por la estación base activa en el móvil, EB es la resistencia de señal en dB del canal piloto emitido por la estación B base en el móvil, y H es un 5 parámetro de diseño. Un valor típico para H es 2, indicando que si la resistencia de señal de la señal piloto activo no es algo menor que 1.5, (es decir, 102/1°) veces la resistencia de la señal piloto desde la estación B base, se iniciará la transferencia libre. 10 La presente invención mejora sobre el algoritmo convencional al agregar variables que pesan el algoritmo de acuerdo con la posición de la estación móvil con relación a las estaciones base activas y potencialmente nuevas. Otras variables que pueden agregarse explican la 15 situación donde el componente de trayectoria múltiple de llegada adelantada de un canal piloto no corresponde con la señal que ha viajado la distancia más corta desde la estación base correspondiente hasta la estación móvil. Para mejorar la confiabilidad en esta situación, las 20 variables de posición para cada canal piloto se multiplican por la relación de la resistencia de componente de trayectoria múltiple de llegada adelantada a la resistencia total para cada canal piloto. Matemáticamente, el algoritmo mejorado con ambos tipos de 25 variables puede expresarse como sigue: S i [E. ( T ) -E ( t ) ] + [ (Mx í POS^ t - POS, ta-i ) J xEßA Í ti ) / E. ( t ) ) - ( Nx ( POSh ( t , ) -POS B ( t^ ) xEeE ( t. ) /E (tJ)]<H, entonces inicia la transferencia libre, donde EA(T¿) y EE(t son las resistencias de señal en dB del canal piloto activo y el canal piloto de la estación B base respectivamente en el tiempo t2 de muestras piloto, POSAÍti) y POSAÍtx-i) son el tiempo o desplazamientos de fase (es decir, posiciones) asociados con las señales de trayectoria múltiple útiles de llegada adelantada recibidas por la estación móvil desde esa estación A base activa en los tiempos t y tx-? de muestra piloto, respectivamente, ti-i denota un tiempo de muestra de estación móvil previo, POSB(t?) y POSB (t?-?) , son el tiempo o desplazamientos de fase (es decir, posiciones) asociados con las señales de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada recibidas por la estación base desde la estación B base en los tiempos tx y tx-? de muestra piloto, respectivamente, Eeñ(t y Eeß(tx) son las resistencias de señal en dB de la señal de canal piloto de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la estación A base activa y la estación B base respectivamente en el tiempo t de muestra piloto y M, N y H son parámetros de diseño. El parámetro H de diseño es el mismo que el algoritmo de transferencia original. Los parámetros M y N de diseño sin embargo, permiten que los ingenieros del sistema controlen adicionalmente cuando se iniciará una transferencia libre al efectuar el peso dado de cada término de posición en el algoritmo mejorado. Por ejemplo, si los ingenieros del sistema buscan hacer que cada término de posición afecte igualmente la decisión sin iniciar una transferencia libre, entonces M puede establecerse igual a 1. Por otro lado si los ingenieros del sistema buscan hacer que la posición relativa a la estación base activa ejerza más influencia en la decisión, entonces M puede establecerse mayor que N. Los valores típicos para los parámetros de diseño son: M - a aproximadamente 0.8 a aproximadamente 1.1; N = aproximadamente 1.0 a aproximadamente 1.5; y H = a aproximadamente 2.0 a aproximadamente 3.0. En una modalidad preferida de la invención M = 1.0, N = 0.9 y H = 2.0. Con referencia ahora a las FIGURAS 2A y 2B, se representan ilustraciones de cómo la invención puede efectuar una decisión de transferencia libre en un sistema de comunicaciones inalámbrico. En la FIGURA 2A, una estación móvil en el tiempo tx-? está en la posición 205, la cual está en las áreas 201, 202 de cobertura idealizadas de la estación A 203 base, la estación base activa, y la estación B 204 base. En el tiempo .ti la estación móvil no se ha movido y está en la posición 206, la cual es la misma que la posición 205. Por consiguiente, la distancia desde la estación móvil hasta la estación A base en los tiempos t^i 207 y t 208 no ha cambiado. Lo mismo es verdadero de la distancia desde la estación móvil a la estación B base en el tiempo t?-? 209 y ti 210. Alguien con experiencia en la técnica por lo tanto apreciará que en este escenario ambos términos de posición en el algoritmo mejorado tendrán valores 0, y la decisión de si iniciar una transferencia libre se hará de acuerdo al algoritmo de transferencia convencional. En la FIGURA 2B, sin embargo, la estación móvil se ha movido hacia la estación 203 base activa entre los tiempos de muestra de canal piloto. Por lo tanto la distancia desde la estación móvil a la estación A 203 base en tiempo t 208 ha cambiado con relación a su distancia en el tiempo t?-? 207. La distancia 207 es mayor que la distancia 208. Similarmente, la distancia desde la estación móvil a la estación B 204 base en el tiempo t± 210 ha cambiado con relación a su distancia en el tiempo tx-? 209. La distancia 209 es más chica que la distancia 210 debido a que la estación móvil se ha movido más allá de la estación B 204 base entre los tiempos de muestra de canal piloto. Esto da como resultado en el término de posición de la estación A base activa del algoritmo mejorado que tiene un valor menor que cero ya que el desplazamiento de fase de la primera señal de trayectoria múltiple útil llega al móvil en el tiempo t? desde la estación A base que probablemente será más chica que el desplazamiento de fase de la primera señal de trayectoria múltiple útil que llegó desde la estación A base en el tiempo ti-i, la señal que ha viajado una distancia más corta en comparación con el tiempo de viaje para la muestra previa en el tiempo t?-?. Similarmente, el término de posición de la estación base tendrá un valor mayor que cero debido a que el desplazamiento de fase de la primera señal de trayectoria múltiple útil que llega al móvil en el tiempo ti desde la estación B base probablemente será más grande que el desplazamiento de fase de la primera señal de trayectoria múltiple útil que llegó desde la estación de base en el tiempo t?-?, la señal que ha viajado una distancia mayor en comparación con el tiempo de viaje para la muestra previa en el tiempo ti-!. Probablemente el resultado de lo anterior es un peso contra el inicio de una transferencia libre. El mismo principio aplica con respecto al movimiento lejos de la estación 203 base activa y hacia la estación B 204 base, excepto que el algoritmo mejorado probablemente se pesará hacia iniciar una transferencia libre hasta la estación B 204 base. Alguien con experiencia en la técnica fácilmente apreciará a partir de la descripción anterior de la modalidad preferida que la invención proporciona un método más confiable y sistema para realizar transferencias de estación móvil mientras se encuentre en el estado Libre. La invención por lo tanto ayuda a asegurar que los mensajes pretendidos para una estación móvil no se perderán, el exceso de energía de la batería de la estación móvil no se consumirá y los recursos del sistema no se degradarán innecesariamente debido a las transferencias libres no requeridas e inadvertidas. La descripción anterior de la modalidad preferida se proporciona solamente para habilitar a alguien con experiencia en la técnica a hacer o utilizar la presente invención. Varias modificaciones a estas modalidades sin embargo serán fácilmente aparentes para aquellos expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos en la presente pueden aplicarse a otras modalidades sin el uso de la facultad inventiva. Por ejemplo, alguien con experiencia en la técnica apreciará que los métodos y sistemas para proporcionar transferencias libres mejoradas descritas en lo anterior o en el contexto de un sistema de CDMA pueden implementarse fácilmente en cualquier sistema de comunicación inalámbrico, tal como sistemas celulares, sistemas telefónicos de bucle local inalámbrico (WLL) , y similares sin el ejercicio de la facultad inventiva. Los sistemas celulares incluyen, por medio del ejemplo, solamente, AMPS (análogo), IS-54 (TDMA de Norte América), GSM (TDMA mundial), IS-95 (CDMA de Norte América) . Por lo tanto, la presente invención no se limitará a las modalidades específicas mostradas y descritas en la presente, pero deberán estar de acuerdo con el alcance más amplio consistente con los principios y características novedosas descritas y reclamadas en la presente.

Claims (25)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes reivindicaciones.

1. Un método para iniciar una transferencia libre de una estación móvil en un sistema de comunicaciones inalámbrico, caracterizado porque comprende las etapas de: (A) obtener primera y segunda muestras de una primera señal piloto radiada por una primera estación base, la primera muestra se presenta en un primer tiempo y la segunda muestra se presenta en un segundo tiempo; (B) obtener tercera y cuarta muestras de una segunda señal piloto radiada por una segunda estación base, la tercera muestra se presenta en el primer tiempo y la cuarta muestra se presenta en el segundo tiempo; (C) determinar si la suma de la diferencia entre las resistencias totales de la segunda y cuarta muestras y un término de peso de posición es menor que un primer parámetro de diseño; y (D) iniciar la transferencia libre de la estación móvil desde la primera estación base hasta la segunda estación base si la suma es menor que el primer parámetro de diseño.

2. El método de conformidad . con la reivindicación 1, caracterizado porque el valor del término de peso de posición (PW) se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: PW=[Mx(P0SA(t2)-P0SA(tl) ) ] - [Nx (POSB (t2) -POSB (ti) ) ] donde M es un segundo parámetro de diseño, N es un tercer parámetro de diseño, POSA(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el segundo tiempo, P0SA(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, POSB(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la segunda estación base en el segundo tiempo, y POSB(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el valor del término de peso de posición (PW) se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: PW=[Mx(POSA(t2)-POSA(tl) )x(EeA(t2)/Ezv(t2) ) ] -Nx (POSB(t2) - POSB(tl))x(EeB(t2)/EB(t2) ) ] donde M es un segundo parámetro de diseño, N es un tercer parámetro de diseño, P0S (t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación «móvil desde la primera estación base en el segundo tiempo, POSA(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, P0SB(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la segunda estación base en el segundo tiempo, POSB(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, EA(t2) comprende la resistencia total de la segunda muestra, EB(t2) comprende la resistencia total de la cuarta muestra, EeA(t2) comprende la resistencia del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la segunda muestra, y EeB(t2) comprende la resistencia del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la cuarta muestra.

4. El método de conformidad con la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque POSñ(t2) comprende el desplazamiento de fase del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la segunda muestra, POSA(tl) comprende el desplazamiento de fase del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la primera muestra, POSs(t2) comprende el desplazamiento de fase del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la cuarta muestra, y POSP(tl) comprende el desplazamiento de fase del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la tercera muestra.

5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de comunicaciones inalámbrico es un sistema de comunicaciones celular.

6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de comunicaciones inalámbrico es un sistema de CDMA.

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la estación móvil está en el estado libre y la primera y segunda señales piloto comprenden primer y segundo canales piloto.

8. El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque las resistencias totales de las muestras se calculan al agregar las relaciones de energía por microplaqueta de los canales piloto al total de densidad espectral de a lo mucho k de componentes de trayectoria múltiple útiles de los pilotos recibidos durante las muestras.

9. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la estación móvil realiza periódicamente las etapas de muestreo.

10. El método de conformidad con las reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque el primer parámetro de diseño tiene un valor en el . rango de aproximadamente 2.0 - aproximadamente 3.0.

11. El método de conformidad con las reivindicaciones 2 ó 3, caracterizado porque el segundo parámetro de diseño tiene un valor en el rango de aproximadamente 0.8 - aproximadamente 1.1, y el tercer parámetro de diseño tiene un valor en el rango de aproximadamente 1.0 - aproximadamente 1.5.

12. Un sistema para determinar si iniciar la transferencia libre en un sistema de comunicaciones inalámbrico, caracterizado porque comprende: (A) una primera estación base que irradia una primera señal piloto; (B) una segunda estación base que irradia una segunda señal piloto; y (C) una estación móvil que tiene una microplaqueta integrada capaz de ejecutar software; y (D) un conjunto de instrucciones de software ejecutadas por la microplaqueta para: (i) obtener primera y segunda muestras de la primera señal piloto, la primera muestra se presenta en un primer tiempo y la segunda muestra se presenta en un segundo tiempo; di) obtener tercera y cuarta muestras de la segunda señal piloto, la tercera muestra se presenta en el primer tiempo y la cuarta muestra se presenta en el segundo tiempo; (iii) determinar si la suma de la diferencia entre las resistencias totales de la segunda y cuarta muestras y un término de peso de posición es menor que un primer parámetro de diseño; y (iv) iniciar la transferencia libre de la estación móvil desde la primera estación base hasta la segunda estación base si la suma es menor que el primer parámetro de diseño.

13. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el valor del término de peso de posición (PW) se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: PW=[Mx(POSA(t2)-POSA(tl) ) ] - [Nx (POSB (t2) -POSB (ti) ) ] donde M es un segundo parámetro de diseño, N es un tercer parámetro de diseño, P0SA(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el segundo tiempo, POS (tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, POSB(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la segunda estación base en el segundo tiempo, y POSB(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo.

14. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el valor del término de peso de posición (PW) se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: PW=[Mx(POSA(t2)-POSA(tl) )x(EeA(t2)/EA(t2) ) ] -Nx (POSB (t2) -POSß(tl) )x(EeB(t2)/EB(t2) ) ] donde M es un segundo parámetro de diseño, N es un tercer parámetro de diseño, P0SA(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el segundo tiempo, POSA(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, POSB(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la segunda estación base en el segundo tiempo, POSB(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, EA(t2) comprende la resistencia total de la segunda muestra, EB(t2) comprende la resistencia total de la cuarta muestra, EeA(t2) comprende la resistencia del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la segunda muestra, y EeB(t2) comprende la resistencia del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la cuarta muestra.

15. El sistema de conformidad- con la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque P0SA(t2) comprende el desplazamiento de fase del componente dé trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la segunda muestra, POSA(tl) comprende el desplazamiento de fase del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la primera muestra, P0SB(t2) comprende el desplazamiento de fase del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la cuarta muestra, y POSB(tl) comprende el desplazamiento de fase del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la tercera muestra.

16. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el sistema de comunicaciones inalámbrico es un sistema de comunicaciones celular.

17. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el sistema de comunicaciones inalámbrico es un sistema de CDMA.

18. El sistema de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la estación móvil está en el estado libre y la primera y segunda señales piloto comprenden primer y segundo canales piloto.

19. El sistema de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque las resistencias totales de las muestras se calculan al agregar las relaciones de energía por microplaqueta de los canales piloto al total de densidad espectral de a lo mucho k de componentes de trayectoria múltiple útil de los pilotos recibidos durante las muestras.

20. El sistema de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la estación móvil realiza periódicamente las etapas de muestreo.

21. El sistema de conformidad con las reivindicaciones 12, 13 ó 14, caracterizado porque el primer parámetro de diseño tiene un valor en el rango de aproximadamente 2.0 - aproximadamente 3.0.

22. El sistema de conformidad con las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque el segundo parámetro de diseño tiene un valor en el rango de aproximadamente 0.8 - aproximadamente 1.1, y el tercer parámetro de diseño tiene un valor en el rango de aproximadamente 1.0 - aproximadamente 1.5.

23. Un sistema para iniciar transferencia libre de una estación móvil en un sistema de comunicaciones inalámbrico, caracterizado porque comprende: (A) medios para obtener primera y segunda muestras de una primera señal piloto radiada por una primera estación base, la primera muestra se presenta en el primer tiempo y la segunda muestra se presenta en un segundo tiempo; (B) medios para obtener tercera y cuarta muestras de una segunda señal piloto radiada por una segunda estación base, la tercera muestra se presenta en el primer tiempo y la cuarta muestra se presenta en el segundo tiempo; (C) medios para determinar si la suma de la diferencia entre las resistencias totales de la segunda y cuarta muestras y un término de peso de posición es menor que un primer parámetro de diseño; y (D) medios para iniciar la transferencia libre de la estación móvil desde la primera estación base hasta la segunda estación base si la suma es menor que el primer parámetro de diseño.

24. El sistema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el valor del término de peso de posición (PW) se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: PW=[Mx(POSA(t2)-POSA(tl) ) ] - [Nx (POSB (t2) -P0SB (ti) ) ] donde M es un segundo parámetro de diseño, N es un tercer parámetro de diseño, POSA(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el segundo tiempo, P0SA(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, P0SB(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la segunda estación base en el segundo tiempo, y POSB(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo.

25. El sistema de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el valor del término de peso de posición (PW) se determina de acuerdo con la siguiente ecuación: PW=[Mx(POSA(t2)-POSA(tl) ) x (EeA(t2) /EA(t2) ) ] -Nx (P0SB(t2) -POSe(tl) )x(EeB(t2)/EB(t2) ) ] donde M es un segundo parámetro de diseño, N es un tercer parámetro de diseño, POSA(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el segundo tiempo, POSA(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, POSB(t2) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la segunda estación base en el segundo tiempo, P0SB(tl) comprende un valor relacionado con la distancia de la estación móvil desde la primera estación base en el primer tiempo, EB(t2) comprende la resistencia total de la segunda muestra, EB(t2) comprende la resistencia total de la cuarta muestra, Ee (t2) comprende la resistencia, del & . componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la segunda muestra, y EeB(t2) comprende la resistencia del componente de trayectoria múltiple útil de llegada adelantada de la cuarta muestra.