BRPI0415564B1 - “Estação de acesso de rádio, rede de acesso de rádio, e, método para administrar uma parte de uma rede de comunicação móvel” - Google Patents

Abstract

"estação de acesso de rádio, e, método para administrar uma parte de uma rede de comunicação móvel". uma rede virtual (24) é criada provendo antenas (14) controladas pela mesma estação base (8) com sinais de controle de estações base virtuais diferentes. um controlador de rede virtual (20) incluído na estação base (8) é arranjado para executar transferências de passagem entre conjuntos de canais físicos das estações base virtuais diferentes. a transferência de passagem é preferivelmente executada transparentemente para a rede de comunicação principal. esta transparência é preferivelmente provida associando canais físicos de estações base virtuais com canais de comunicação da rede de comunicação principal. preferivelmente, estimações de posição de um terminal móvel (6) conectado à estação base (8) são executadas pelo controlador de rede virtual (20), por meio de que tais estimações podem ser mantidas secretas dentro da rede virtual (24).

Description

(54) Título: ESTAÇÃO DE ACESSO DE RÁDIO, REDE DE ACESSO DE RÁDIO, E, MÉTODO PARA ADMINISTRAR UMA PARTE DE UMA REDE DE COMUNICAÇÃO MÓVEL (51) Int.CI.: H04W64/00; H04W 88/08; H04W4/00; H04W 36/06 (52) CPC: H04W 64/00,H04W 88/085,H04W 4/00,H04W 36/06 (30) Prioridade Unionista: 17/02/2004 SE 0400388-5, 20/10/2003 SE 0302804-0 (73) Titular(es): TELEFONAKTIEBOLAGET LM ERICSSON (PUBL) (72) Inventor(es): JOHAN BOHLIN; ARI KANGAS

1/28 “ESTAÇÃO DE ACESSO DE RÁDIO, REDE DE ACESSO DE RÁDIO, E, MÉTODO PARA ADMINISTRAR UMA PARTE DE UMA REDE DE COMUNICAÇÃO MÓVEL”

CAMPO TÉCNICO [0001] A presente invenção relaciona-se em geral a redes de comunicação celulares, e em particular a tais redes tendo células geograficamente pequenas.

FUNDAMENTOS [0002] A possibilidade de determinar a posição de um dispositivo móvel permitiu a desenvolvedores de aplicativo e operadoras de rede sem fio proverem serviços baseados em localização e ciência de localização. Exemplos desses são sistemas de orientação, ajuda de compras, buscador de amigos e outros serviços de informação dando ao usuário móvel informação sobre suas redondezas.

[0003] Além dos serviços comerciais, os governos em vários países também puseram requisitos nas operadoras de rede para poderem determinar a posição de uma chamada de emergência. Por exemplo, os requisitos governamentais nos EUA (FCC E911) requerem que seja possível determinar a posição de uma certa porcentagem de todas as chamadas de emergência. Não há nenhuma diferença entre os requisitos postos em ambientes internos comparados a ambientes externos. [0004] Em ambientes externos, a estimativa de posição pode ser feita usando métodos externos para determinação de posição, por exemplo, métodos baseados em GPS (Sistema de Posicionamento Global) como GPS Assistido (A-GPS). Estimativa de posição também pode ser executada usando a própria rede sem fio. Métodos usando a rede sem fio podem ser agrupados em dois grupos principais. O primeiro grupo compreende métodos que são baseados na célula de rádio à qual um terminal móvel está conectado, por exemplo, usando ID de Célula ou E-CGI (Identidade Global de Célula Aumentada). O segundo grupo usa medição de sinais de rádio de várias estações base (BS) e determina a posição de terminal usando por exemplo, Diferença de Tempo (TD).

[0005] A fim de ser capaz de conectar a uma rede móvel ou executar transferência de passagem (handover) quando conectado, um terminal móvel tipicamente mede constantemente sinais disponíveis, não só da própria estação

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2/28 base, mas também de outras estações base. Estes sinais são tipicamente sinais de controle destinados a medir condições de rádio de transmissões, que contêm sinais de controle, entre outros dados, informação sobre como estabelecer uma conexão à estação base transmissora. Em particular, os sinais de controle compreendem dados, que por si só ou em combinação com a frequência da portadora na qual o sinal de controle era transmitido constituem dados de identificação de estação base. Um terminal móvel, assim, pode obter uma identidade da estação base transmissora e uma estimativa das condições de rádio. O terminal móvel tipicamente compila esta informação, em GSM (Sistema Global para Comunicações Móveis) em uma lista de vizinhos, que é transferida à rede como informação.

[0006] Estimativa de posição pode ser baseada em medições na lista de vizinhos. Alguém então usa a relação entre a distância da estação rádio base e a condição de rádio em combinação com conhecimento sobre a posição exata da estação base. As posições de estação base são conhecidas dentro da rede de comunicação. Isto significa que a lista de vizinhos pode ser usada facilmente para estimativa de posição de acordo com algoritmos diferentes. A precisão da estimativa de posição é geralmente proporcional ao tamanho da célula.

[0007] Triangulações, ou métodos de Diferença de Tempo (TD), usam sinais associados com duas ou mais estações base diferentes. Estes sinais são usados para calcular a posição ou à qual distância da estação base um terminal móvel está localizado. Os cálculos são baseados na diferença relativa ou absoluta no tempo que leva o sinal para se propagar entre o terminal e as estações base diferentes. A precisão alcançável de métodos de TD depende da arquitetura de sistema, condições físicas e condições de rádio. Tipicamente, a precisão de um método de TD em um sistema de telefonia móvel é 50 a 150 metros. Métodos de TD também são relativamente demorados e consumidores de recurso.

[0008] Métodos de Impressão Digital usam o fato que todos os lugares têm uma assinatura característica mais ou menos única dos sinais de rádio recebidos. Isto é o resultado de multi-trajeto e reflexões nos edifícios e obstáculos. Armazenando a assinatura de rádio característica de locais diferentes em um banco de dados, é

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3/28 possível determinar o local de um dispositivo comparando a assinatura recebida de um sinal com as assinaturas armazenadas no banco de dados. Métodos de Impressão Digital requerem um banco de dados sempre atualizado. Um bom resultado tipicamente também se baseia em ser capaz de casar sinais de várias fontes diferentes ou estações base.

[0009] Um terminal localizado em lugar fechado tipicamente tem uma conexão a uma estação base cobrindo a área externa circunvizinha que é de qualidade mais baixa do que se o terminal tivesse sido localizado ao ar livre. Para melhorar a situação de cobertura em recinto fechado, muitos edifícios maiores são equipados com sistema de telefonia móvel em recinto fechado. O sistema em recinto fechado consiste frequentemente em uma estação base e um sistema de antena distribuída ou uma antena de cabo dispersora. Para edifícios espalhados em grandes áreas, repetidores são tipicamente usados. Isto resulta em que todo o edifício parece como uma grande célula de rádio e que é impossível determinar onde o terminal está localizado dentro do edifício. Além disso, devido a sinais fracos de estações base localizadas ao ar livre, métodos mais sofisticados usando, por exemplo, triangulação, são normalmente impossíveis de se aplicar.

[0010] Uma solução direta é usar um sistema adicional para posicionamento, um sistema que não é baseado em qualquer sistema de telefonia móvel. Este pode ser um sistema de GPS em recinto fechado, uma WLAN (Rede de Área Local Sem Fio) ou um sistema baseado em Bluetooth ou alguma outra solução de sensor. Porém, tais sistemas requerem equipamento complexo adicional e também os terminais têm que ser equipados com software e/ou hardware especial, que torna a solução cara. [0011] Outra solução direta é aumentar o número de estações base em recinto fechado, assim, reduzindo o tamanho das células. Tal solução também aumentará os recursos de comunicação totalmente disponíveis, visto que tipicamente aparecem possibilidades para reutilização mais eficiente de recursos de comunicação.

[0012] Porém, uma estação base é uma peça de equipamento cara e tal solução, portanto, se tornará muito cara. Além disso, a introdução de células menores aumentará o número de handovers que são necessários, visto que há uma

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4/28 probabilidade aumentada que um terminal móvel cruze limites de célula. Introduzindo células muito pequenas, necessárias para posicionamento preciso, o número de handovers aumentará enormemente. Consequentemente, a carga nos BSCs ou RNCs que estão conectados para operar os procedimentos de handover também aumentará enormemente.

[0013] Em algumas aplicações, introdução de estruturas de célula em camadas com uma camada de macro células e uma camada de micro células, ajuda a resolver os problemas de handovers frequentes. Terminais móveis que se movem relativamente rápidos são alocados às macro células e terminais móveis se movendo lentamente ou quase estacionários podem ser alocados às micro células. Deste modo, estimativas de posição mais precisas podem ser executadas para os terminais lentamente móveis. Porém, a introdução de camadas de macro e micro célula requer canais de comunicação adicionais uma vez que macro e micro células em um caso geral não podem usar os mesmos canais de comunicação. Além disso, os esforços para administrar tais estruturas em camadas são grandes, ambos relativos a requisitos de hardware e software. Finalmente, determinação de posição precisa de terminais móveis rápidos ainda não é possível.

[0014] Em certas situações, é solicitado ter uma determinação de posição precisa para propósitos de caráter local. Por exemplo, em um grande edifício comercial ou instalação de produção, seria possível achar o local presente de qualquer empregado, se eles levarem um terminal móvel. Isto poderia ser mais benéfico para a administração de escritórios ou instalação, mas para uma operadora de rede, uma determinação de local de dentro de um edifício específico seria suficiente. Além disso, alguns dados de local dentro de, por exemplo, um edifício, poderiam revelar, por exemplo, segredos de empresa. É, portanto, requerido, em muitos casos, ter estimativa de posição precisa, mas que não esteja geralmente disponível para a rede de comunicação inteira, exceto, por exemplo, para situações de emergência. Na técnica anterior, não há nenhuma possibilidade desse tipo para acesso seletivo à informação de posicionamento.

SUMÁRIO

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5/28 [0015] Um problema com a técnica anterior é que há uma dificuldade de aumentar precisão de estimativa de posição sem aumentar significativamente tráfego de sinalização para controladores de estação de acesso de rádio ou administrar esforços de estruturas de célula em camadas. Outro problema com a técnica anterior é que não há nenhuma possibilidade para fazer estimativas de posição seletivamente disponíveis para partes de rede diferentes.

[0016] Um objetivo da presente invenção é prover métodos e dispositivos para precisão de estimativa de posição melhorada. Um objetivo adicional da presente invenção é prover tais métodos e dispositivos que não aumentam a carga de tráfego em controladores de estação de acesso de rádio. Ainda, um objetivo da presente invenção é prover métodos e dispositivos tornando informação de estimativa de posição seletivamente disponível para partes de rede de comunicação diferentes e/ou para uma certa área local. Outro objetivo é prover métodos e dispositivos que aumentam as possibilidades de controle para uma parte local, por exemplo, um dono de edifício, através da rede de rádio em uma área local correspondente.

[0017] Os objetivos acima são alcançados por métodos e dispositivos de acordo com as reivindicações de patente anexas. Em termos gerais, uma rede virtual é criada provendo antenas controladas pela mesma estação de acesso de rádio com sinais de controle de estações de acesso de rádio virtuais. Um controlador de rede virtual é arranjado para executar handover entre conjuntos de canais físicos das estações de acesso de rádio virtuais diferentes. O handover é executado preferivelmente transparentemente para a rede de comunicação principal. Esta transparência é preferivelmente provida associando canais físicos de estações de acesso de rádio virtuais com canais de comunicação da rede de comunicação principal. Preferivelmente, estimativas de posição são executadas pelo controlador de rede virtual, por meio de que tais estimativas podem ser mantidas secretas dentro da rede virtual.

[0018] As vantagens com a presente invenção são que a rede virtual pode ser parcialmente administrada separadamente da rede de comunicação principal. A quantidade de tráfego relacionado ao handover entre a estação de acesso de rádio e

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6/28 o controlador de estação de acesso de rádio pode ser reduzida significativamente. Além disso, os handovers e determinações de posição utilizando estações de acesso de rádio virtuais podem ser mantidos em segredo dentro da rede virtual.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0019] A invenção, junto com objetivos adicionais e vantagens dela, pode ser melhor entendida fazendo referência à descrição seguinte tomada junto com os desenhos em anexo, em que:

Figura 1A é uma ilustração esquemática de um sistema de comunicação celular;

Figura 1B é um esquema de bloco de conexão de elementos de rede em um sistema de comunicação celular;

Figura 2 é uma ilustração do conteúdo típico de uma lista de vizinhos;

Figura 3 é uma ilustração esquemática de um sistema de antena distribuído de acordo com a técnica anterior;

Figura 4 é uma ilustração esquemática de uma parte de uma rede de rádio de acordo com uma concretização da presente invenção;

Figura 5 é uma ilustração esquemática de uma parte de uma rede de rádio tendo um sistema de antena distribuído de acordo com uma concretização da presente invenção;

Figuras 6A e 6B são ilustrações esquemáticas de uma funcionalidade de tradução de um controlador de rede virtual de acordo com uma concretização da presente invenção em plano de controle e dados, respectivamente;

Figuras 7A e 7B são ilustrações esquemáticas de outras concretizações de controlador de rede virtual de acordo com a presente invenção;

Figura 7C é uma ilustração esquemática de reutilização de portadoras em uma concretização de uma rede celular virtual de acordo com a presente invenção;

Figura 8 é um esquema de bloco de uma concretização de uma estação rádio base de acordo com a presente invenção;

Figura 9 é um esquema de bloco de outra concretização de uma estação rádio base de acordo com a presente invenção;

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Figura 10 é uma ilustração de uma tradução entre listas de vizinhos interna e externa;

Figuras 11A-C são planos de célula de redes virtuais de acordo com a presente invenção; e

Figura 12 é um fluxograma ilustrando as etapas principais em uma concretização de um método de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0020] A fim de entender completamente a operação da presente invenção, primeiro é dada uma revisão curta de sinalização de controle e estimativas de posição gerais em redes celulares.

[0021] Na parte principal da descrição detalhada, sistemas baseados em tecnologia GSM são usados como concretizações exemplificativas. Porém, as ideias básicas da presente invenção não estão limitadas às concretizações descritas específicas, mas são geralmente aplicáveis a muitos sistemas de comunicação celulares diferentes.

[0022] A ideia básica com redes celulares 10, uma das quais está ilustrada esquematicamente na Figura 1A, é estruturar a rede como uma grade de células 4AJ, onde cada célula 4A-J é a área coberta por uma estação rádio base 2A-J. A comunicação acontece por recursos de rádio diferentes. Para evitar interferência entre telefones móveis 6 e estações rádio base 2A-J em células vizinhas, a comunicação entre o telefone móvel 6 e a estação base 2A-J usa recursos diferentes ou canais de comunicação, isto é, configurações ou ajustes ligeiramente diferentes, por exemplo, de frequências ou códigos. O número desses recursos ou configurações é limitado. Em sistemas de GSM, os recursos são formados por um número limitado de frequências de portadora permitidas, e elas são usadas para separar comunicação em células diferentes. Em sistemas WCDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga), os recursos são caracterizados por um número limitado de códigos diferentes. O resultado do número limitado de recursos de rádio significa que é importante planejar a rede 10 cuidadosamente.

[0023] Estação móvel (MS), Telefone Móvel, Terminal Móvel e Aparelho

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8/28 telefônico todos se referem ao dispositivo que é móvel dentro de uma área coberta pelo sistema de comunicação. Estes termos serão usados na exposição presente como expressões equivalentes. Este dispositivo é tipicamente um telefone móvel, computador de mão denominado Assistente Digital Pessoal (PDA) ou outro dispositivo ou aparelho equipado com um receptor de rádio para redes celulares ou móveis.

[0024] Na Figura 1B, um esquema de bloco de elementos de rede em uma rede de GSM é ilustrado. Um MSC (Centro de Comutação de Serviços Móveis) 50 está conectado a outros MSCs e a outras redes externas 52, tipicamente por um GMSC (MSC de Portal) (não mostrado). O MSC 50 está conectado a um ou mais BSCs (Controladores de Estação Base) 60, e tem meios de comutação 51 para conectar elementos de rede diferentes conectados a ele. O BSC 60 é responsável por operar uma ou mais estações base 8, e comutar tráfego para e do MSC 50 e estações base 8 diferentes através de funcionalidades de comutação 61. O BSC 60 também tem meios 62 para conduzir handovers e meios 63 para executar estimativas de posições de terminais móveis conectados às estações base 8, por exemplo, utilizando listas de vizinhos relatadas pelos terminais móveis. Alternativamente, os meios 63 para estimar posições podem ser arranjados para relatar informação associada com determinação de posição para outro nó na rede, onde a estimativa atual é executada. A estação base 8 inclui uma interface de rádio de transceptor 71, que divide tráfego das frequências de canal diferentes para unidades de transceptor 72A, 72B. As saídas dos transceptores 72A, 72B são multiplexadas por um multiplexador 74 e enviadas a uma antena 14. As funções na estação base 8 são controladas por um sistema de controle de estação base 73.

[0025] Comunicação usando sistemas de comunicação celulares tipicamente envolve sinais de dados e sinais de controle enviados em canais de tráfego e canais de controle, respectivamente. Em um sistema GSM, há três classes de canais de controle. BCH (Canal de Broadcast) compreende canais nos quais informação sobre a célula e parâmetros de rede é transmitida continuamente aos terminais móveis. Por exemplo, o canal BCCH (Canal de Controle de Broadcast) é usado para enviar

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9/28 informação específica de célula. Comunicação em canais do BCH acontece na direção de DL (Downlink). Os dados de BCH são providos pela estação base 8. [0026] Outros canais de controle são usados para propósitos de paging, funcionalidades de acesso e sinalização entre rede e terminal móvel antes e durante chamadas. Tal sinalização de controle é, por exemplo, usada pelos terminais móveis para informar à rede sobre, por exemplo, medições de transmissores vizinhos. Também sinalização relativa à autenticação é executada por tal sinalização de controle. Para CCCH (Canais de Controle Comuns) e DCCH (Canais de Controle Dedicados), a informação é tipicamente provida de ou para um BSC ou MSC e só é retransmitida pela estação base.

[0027] Retornando à Figura 1A, na maioria de redes celulares 10, o terminal móvel 6 mede continuamente as condições de recepção dos sinais de rádio. As razões são várias. Uma é ser capaz de modificar a potência de transmissão a fim de evitar envio em potência de transmissão alta desnecessária. Em geral, mas não necessariamente, a estação rádio base com as melhores condições de rádio é a usada para conexão à rede celular. A estação base com as melhores condições de rádio é, na maioria dos casos, também a que está localizada mais perto do telefone móvel 6. Na Figura 1A, o telefone móvel 6 está conectado por estação base 2F. O telefone móvel 6 está assim localizado dentro da célula 4F daquela estação base particular 2F. A célula de rádio é definida como a área em torno de uma estação base, na qual a estação base é a estação base com a melhor conexão de rádio a um telefone móvel. Como as posições dos pontos de transmissão associados com as estações base são conhecidas pela rede celular, a identidade da estação base com as melhores condições de rádio consequentemente também dá uma estimativa de local aproximado do telefone móvel. O tamanho de uma célula é proporcional à densidade de estações base. Na Figura 1A, alguém pode, portanto, concluir que o telefone móvel 6 está presente dentro de célula 4F.

[0028] A fim de saber a qual estação base se conectar, os telefones móveis medem constantemente sinais enviados também de outras estações base. Estes sinais são sinais de controle especiais destinados a medir as condições de rádio

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10/28 entre o telefone móvel e as estações base. Os sinais contêm, entre outros dados, informação sobre como estabelecer uma conexão à estação base enviando o sinal. Como mencionado acima, as comunicações em células vizinhas são feitas através de links com configurações ligeiramente diferentes a fim de evitar interferência. Os sinais de controle são transmitidos tipicamente usando essas configurações diferentes. Como um exemplo, em GSM, o sinal de controle de uma estação base é enviado em uma frequência diferente da do sinal de controle enviado da estação base vizinha. Porém, estações base mais distantes poderiam usar a mesma frequência em um padrão de reutilização. Para ser capaz de separar as estações base associadas com células diferentes, mas que estão enviando sinais de controle na mesma frequência, uma da outra, os sinais de controle também contêm outra informação tornando possível distinguir um sinal de controle de uma estação base da outra. Esta informação, só ou em combinação com a frequência do sinal de controle, dá uma possibilidade para identificar uma estação base particular. Em outras palavras, os sinais de controle incluem dados de identificação de estação base. Em GSM, denominados códigos de cor são usados para separar estações base diferentes uma da outra.

[0029] A rede tipicamente informa ao terminal móvel sobre quais estações base que estão presentes na redondeza. O telefone móvel então sabe quais sinais de controle procurar. O telefone móvel também pode medir sinais de outras estações base se a informação a ser medida não for acessível. Isto poderia ser o caso, por exemplo, em áreas onde a operadora de um usuário não tem nenhuma cobertura, mas outras operadoras têm. Os resultados das medições dos sinais de controle enviados das estações base são tipicamente armazenados no terminal móvel de uma maneira compilada. Uma tal lista de estações base vizinhas ou pelo menos dados correspondendo a uma tal lista, são mantidos atualizados no terminal móvel, e frequentemente referidos como a lista de vizinhos.

[0030] Um exemplo de uma tal lista de vizinhos para a situação da Figura 1A é ilustrado na Figura 2. A lista é ordenada baseada na qualidade das condições de rádio, com as estações base tendo as melhores condições de rádio no topo da lista.

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Cada linha 100 da lista se refere a uma estação base particular. Neste exemplo, a primeira coluna 102 compreende uma identidade da estação base. Uma segunda porção 104 compreende informação adicional. Na concretização presente, uma segunda coluna 105 compreende informação geral. As terceira a quinta colunas 106108 incluem dados associados com, por exemplo, medições da qualidade das condições de rádio para cada estação base, qualidade de sinal, exceto indicadores ou dados semelhantes importantes para decisões de handover.

[0031] As medições de uma tal lista são transferidas continuamente à estação base para manter a rede atualizada em relação às condições de rádio. A estação base, ou qualquer servidor de rede conectado a ela pode, por esse meio, recuperar o conteúdo de uma lista de vizinhos de qualquer terminal móvel conectado.

[0032] Na presente exposição, as expressões posição e localização serão usadas. Posição destina-se a significar uma posição geográfica dada como coordenadas ou graus (por exemplo, os dados de WGS-84). Também pode conter orientação e/ou direção, velocidade, aceleração etc. Uma posição também pode ser dada como uma medida relativa. A localização é uma posição mais subjetiva definida pelo tipo (ou relação) de instalação ou lugar. Exemplos de localizações são: área/instalação militar, hospital, escritório, teatro, saída de emergência próxima. Assume-se que a expressão localização compreende também o que é compreendido por posição.

[0033] A estimativa de posição mais trivial é determinar a posição aproximada como dentro da célula da estação base com melhor conexão de rádio com o terminal móvel, isto é, a estação base no topo da lista de vizinhos. Na Figura 1A, isto significa que é possível concluir com uma certa probabilidade que o telefone móvel 6 está situado dentro de célula 4F. Usar várias entradas na lista de vizinhos para algoritmos diferentes significa que uma melhor precisão do que a célula onde o telefone móvel está acampando pode ser calculada. Na Figura 2, é visto que a estação base 2G tem a segunda posição na lista de vizinhos. É então muito provável que o telefone móvel esteja situado em um setor 60° em frente da célula 4G, marcado com linhas interrompidas na Figura 1A. Além disso, uma vez que a estação base 2I é a terceira

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12/28 entrada na lista de vizinhos, também é provável que o terminal móvel 6 esteja situado na metade do setor que está mais perto à célula 4I. Precisão adicional pode ser alcançada adicionalmente considerando, por exemplo, relações de intensidade de sinal, etc.

[0034] A tradução ou cálculo traduzindo a lista de vizinhos a uma estimativa de posição e/ou localização pode acontecer tanto no sistema celular ou no terminal. Se a estimativa de posição acontecer no sistema, por exemplo, em um servidor de rede, o terminal móvel tem que transmitir a lista de vizinhos ou medições correspondendo a ela à estação rádio base. Se o próprio terminal móvel executar a estimativa, a estimativa pode em um conceito básico, por exemplo, compreender uma determinação de uma estação base mais perto na forma de, por exemplo, uma ID de célula. Tal informação de posição pode em certos casos ser suficiente para suportar muitos dos serviços com base em determinação de posição. Porém, se a posição geográfica atual tiver que ser estimada, o terminal móvel precisa primeiro de informação sobre as redondezas particulares. Tal informação deveria conter pelo menos as posições conhecidas das estações base diferentes e poderia, por exemplo, ser deduzida de instruções relativas às estações base a serem medidas. Outra informação que pode ser específica ao local, edifício ou redondezas também pode ser útil. Tal informação específica sobre, por exemplo, um edifício específico poderia compreender informação de mapa, do qual é possível excluir certas áreas onde um terminal móvel não pode ser localizado a partir da determinação de posição. É, por exemplo, óbvio que um terminal móvel não po estar localizado dentro de uma parede sólida, e é mais provável que o terminal móvel não esteja pairando no ar a 10 metros acima do chão.

[0035] Cobertura em recinto fechado em sistemas celulares é frequentemente de uma qualidade mais baixa do que ao ar livre. Portanto, muitos edifícios maiores têm sua própria célula ou células locais. Um sistema da técnica anterior típico é ilustrado na Figura 3. Uma única estação base 8 serve um sistema de antena distribuída incluindo várias antenas 14 distribuídas através da área interna. Um repetidor 12 pode estar presente a fim de aumentar os sinais durante distribuição. Uma vez que

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13/28 todas as antenas provêm a mesma informação, um terminal móvel 6 experimenta todas as antenas 14 juntas como um sistema transmissor, estando associado com uma única célula 4. Além disso, uma vez que o terminal móvel 6 não está ciente de com qual antena está se comunicando de fato, estimativa de posição refinada como descrito acima é menos provável de operar bem. Um modo para melhorar precisão de estimativa de posição é prover células menores.

[0036] Sistemas de antena distribuídos como também sistemas de cabo dispersadores e subsistemas que são alimentados por um repetidor ou qualquer outro componente ativo são assumidos como sendo particularmente bem adequados para implementar a presente invenção. O termo antena é usado normalmente tanto para uma antena em um sistema de antena distribuída, como também para uma seção de um cabo dispersador em uma antena de cabo dispersador. Porém, a presente invenção é aplicável a todos os possíveis tipos de sistemas de antena. [0037] As conexões tipicamente ruins às estações base para a cobertura ao ar livre, em combinação com um ambiente com muito desvanecimento, também torna difícil ou até mesmo impossível usar estações base localizadas ao ar livre para propósitos de triangulação. Em alguns edifícios que são espalhados através de grandes áreas (por exemplo, aeroportos), repetidores são usados. A célula então se torna até mesmo maior resultando que a área na qual o telefone móvel está quando conectado àquela célula é muito grande, isto é, a precisão de estimativa de posição é baixa.

[0038] A precisão de estimativa de posição baseada em listas de vizinhos é basicamente proporcional ao tamanho de célula. Células menores habilitarão em geral estimativas de posição mais precisas e exatas. Porém, células são controladas por uma estação base, e as estações base são geralmente muito caras. As funcionalidades requeridas em uma estação base que são usadas para estimativa de posição são, pelo menos em métodos onde a estação base não toma parte ativamente no posicionamento, muito limitadas. Na realidade, se só sinais de controle incluindo dados de identificação de estação base forem transmitidos de posições bem definidas, isto é suficiente para executar as rotinas de

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14/28 posicionamento.

[0039] Como mencionado acima, a presente invenção é aplicável à maioria das redes de comunicação celulares. Porém, como também mencionado acima, acredita-se presentemente que é particularmente vantajoso quando aplicada à estimativa de posição de terminais móveis localizados em um sistema de antena distribuída, um sistema de cabo dispersador ou um subsistema alimentado por um repetidor. A precisão do método de determinação de posição de acordo com a invenção depende, por exemplo, das instalações ou ambiente onde a invenção deve ser implementada e outros pré-requisitos como também vários requisitos de cliente. Porém, acredita-se que uma precisão de posição de 20-50 é realista. A presente invenção poderia vantajosamente ser usada para posicionamento de terminais móveis localizados em sistemas de recinto fechado, sistemas de estrada de ferro subterrâneos (metrôs) e subsistemas conectados a macro sistemas celulares, por exemplo, túneis conectados a uma macro célula de rádio usando um repetidor.

[0040] O conceito básico da invenção é dividir uma célula maior em várias células virtuais menores. As células virtuais são virtuais no sentido que elas não são conhecidas, ou pelo menos não completamente conhecidas, pela macro rede. As células virtuais juntas constituem uma rede celular virtual local, controlada por uma estação base tendo um VNC (Controlador de Rede Virtual). Muito da inteligência para operar as conexões aos telefones móveis que normalmente é executada nos componentes de rede como o BSC em GSM ou o RNC (Controlador de Rede de Rádio) em WCDMA, é incluída no VNC. Uma concretização de uma rede de rádio de acordo com a presente invenção é ilustrada esquematicamente na Figura 4. Aqui, quatro antenas 14 estão conectadas a uma estação base 8 por cabos de antena 16 separados. Cada antena 14 transmite sinais de controle com dados de identificação de estação base virtual separados em canais de broadcast diferentes, e cada antena 14 constitui o centro de uma célula virtual 7 em uma rede celular virtual local 24. A estação base 8 está ademais conectada a um BSC por uma conexão 22. A estação base 8 inclui, fisicamente e/ou logicamente, um VNC 20.

[0041] O VNC 20 inclui de acordo com a presente invenção funcionalidades para

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15/28 operar handovers intrarede virtual. Se um terminal móvel 6 se mover de uma célula virtual 7 para outra, o VNC 20 tem a responsabilidade total para operar um handover entre canais disponíveis em antenas 14 correspondentes.

[0042] O terminal móvel 6 experimenta as células virtuais 7 como células normais em uma rede celular normal, e não nota a existência de um VNC 20. O terminal móvel 6, portanto, provê medições em canais de controle vizinhos exatamente como em uma rede celular normal, e relata tais medições à rede de comunicação. Porém, de acordo com a presente invenção, alguma da informação provida pelo terminal móvel 6 é terminada no VNC 20, ou pelo menos monitorada e se adequada, encaminhada ao BSC.

[0043] Em uma concretização preferida da presente invenção, o VNC termina qualquer informação tendo conexão com a rede celular virtual local 24. Isto significa que o BSC controlando a estação base 8 e o resto da rede celular não experimenta as células virtuais de maneira alguma. Do ponto de vista de rede principal, a estação base 8 e VNC 20 operam como uma estação base de uma única célula.

[0044] A divisão de uma célula em várias células virtuais 7 de uma rede virtual 24 conduz a que o terminal móvel 6 é provido com informação mais exata sobre seu local atual. A sinalização de controle de cada uma das antenas 14 pode ser medida e provida a uma base para uma determinação de posição mais precisa. Ao mesmo tempo, a rede de comunicação principal não é perturbada pela divisão de célula aumentada, ou pelo menos a um grau muito baixo. A necessidade aumentada assumida para handover dentro da rede virtual 24 é operada internamente, isto é, pelo VNC e o BSC só cuida de handovers da rede virtual 24 para qualquer outra célula externa e de qualquer outra célula externa à rede virtual 24. Em uma concretização preferida, o BSC não sabe mesmo sobre a existência das células virtuais 7.

[0045] Ao criar uma rede celular virtual 24 como na Figura 4, um número de novas antenas tipicamente tem que ser provido. Porém, se as ideias de acordo com a presente invenção forem implementadas em, por exemplo, um sistema de antena distribuída, as antenas já existentes podem ser utilizadas. Na Figura 5, uma

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16/28 concretização da presente invenção tendo um sistema de antena distribuída é ilustrado esquematicamente. Quatro antenas 14 de um sistema de antena distribuída 15 estão conectadas por um cabo de antena comum 17 à estação base 8. Como acima, cada antena 14 transmite sinais de controle com dados de identificação de estação base virtual separados em canais de broadcast diferentes, e cada antena 14 constitui o centro de uma célula virtual 7 em uma rede celular virtual local 24. A estação base 8 está conectada ademais a um BSC por uma conexão 22. A estação base 8 inclui, fisicamente e/ou logicamente, um VNC 20. Na presente concretização, o VNC 20 também inclui um injetor de sinal 26, que multiplexa sinais de controle para todas as antenas 14 sobre o cabo de antena comum 17. Em cada antena 14, um seletor de sinal 28 é provido, que filtra os sinais no cabo de antena comum 17 a fim de extrair sinais de relevância para aquela antena particular. Estes dispositivos serão descritos em mais detalhes mais abaixo. O VNC 20 inclui em uma tal configuração de uma unidade central 20 e várias unidades satélites 28, mas ainda são partes lógicas da estação base 8.

[0046] Figuras 6A e 6B ilustram os princípios de tornar a rede virtual 24 invisível ao sistema externo esquematicamente representando canais disponíveis para sinais de controle e sinais de dados, respectivamente. Na Figura 6A, cinco conjuntos de canais físicos c0 a c4 são descritos. Na presente concretização, é assumido ser um sistema GSM e os conjuntos de canais físicos correspondem a frequências de portadora diferentes. Na parte direita da figura, a situação de canal no lado de BSC é ilustrada. As frequências de portadora c0 a c4 estão no lado de rede principal designado a uma estação base com um BSIC BS0. Frequência de portadora c₀ é usada para canais de controle, em particular intervalos de tempo 0 (fora de 8). Frequências de portadora c a c4 são usadas como canais de tráfego puros, e assim são os intervalos de tempo de portadora c0 não usados para sinalização de controle. [0047] As frequências de portadora c₀ a c₄ estão no lado de rede virtual designado a cinco estações base virtuais diferentes com BSICs respectivos VBS0 a VBS4. Cada estação base virtual é designada a uma frequência de portadora particular c0 a c4, na qual ambos sinalização de controle e tráfego de dados

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17/28 deveriam ser transferidos.

[0048] Sinais de controle 31 para um terminal móvel conectado à estação base BS0 são enviados destinados a um intervalo de tempo particular de frequência de portadora c0. As portadoras, ou na realidade sinais destinados a serem enviados nestas portadoras, são trazidos ao VNC 20. O VNC 20 inclui um tradutor de canal 30, que associa um canal de comunicação da rede externa com um canal físico de rede celular virtual interna. Isto é ilustrado pela linha 32. Aqui, pode ser visto que os sinais de controle 31, chegando em um intervalo de tempo de c0, estão associados com um intervalo de tempo na portadora c3 no lado de rede virtual, como ilustrado pela linha 29. A portadora c3 é designada à estação base virtual VBS3. O conteúdo da parte de BCH da sinalização de controle é provido normalmente pela estação base. Na presente invenção, uma tal funcionalidade é facilmente integrada no VNC em um injetor de sinal de controle 33. O injetor de sinal de controle 33 provê no presente exemplo dados de BCH definindo o VBS3, e insere estes dados nos sinais de controle enviados para a rede virtual. Também sinais de controle de DCCH podem ter que ser modificados, ambos em direção de UL (Uplink) e DL, de acordo com a associação 32 do tradutor de canal 30. Isto é executado por um modificador de DCCH 39. Em sinais de DL, quaisquer dados se referindo à portadora atual usada ou pela identidade da estação base são trocados para dados correspondentes para o canal associado na rede celular virtual. Em sinais de UL, uma troca correspondente de dados acontece.

[0049] O plano de dados correspondente é ilustrado na Figura 6B. Tráfego de dados 34 associado com os sinais de controle 31 da Figura 6A está alocado a um intervalo de tempo particular de portadora c4 no lado de rede principal. O tradutor de canal 30 do VNC 20 associa, ilustrado pela linha 35, este canal de chegada com um intervalo de tempo de portadora c3 36 no lado de rede virtual. O conteúdo dos dados é inalterado. Por tal configuração, a rede principal estará essencialmente não ciente do canal atual usado na rede celular virtual.

[0050] Uma vez que só o VNC 20 tem o conhecimento inteiro das conexões de rádio dentro da rede virtual, handovers intrarede virtual têm que ser operados pelo

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VNC ou dispositivos conectados a ele. O VNC 20, portanto, também inclui um gerente de handover 37. Quando um terminal móvel conectado à estação base virtual VBS3 experimenta um nível de sinal muito baixo, ele quer fazer um handover. Uma lista de vizinhos do terminal é enviada intermitentemente na forma de relatórios de medição no DCCH na direção de UL. Uma vez que o modificador de DCCH 39 tem acesso àquela informação, escolhas apropriadas para handover podem ser feitas pelo VNC 20. Se for assumido que o terminal móvel veio mais perto da estação base virtual VBS2, o gerente de handover 37 emite instruções para mudar a associação do tradutor de canal 30. O canal de controle em c0 no lado de rede principal está agora associado 32' com um intervalo de tempo de portadora c2, isto é, 29', no lado de rede virtual. Em analogia, a associação de canais de tráfego é mudada de acordo com 35' para um canal de tráfego em portadora c₂, 36'.

[0051] A rede principal estará totalmente não ciente de tal procedimento de handover. O BSC, portanto, não experimentará qualquer carga aumentada devido ao número aumentado de handover. Até mesmo se o VNC 20 em certas aplicações não estiver configurado para separar totalmente os espaços de canal de redes virtuais e principais, o VNC 20 pode operar o handover atual, e então só relatar a nova utilização para o BSC.

[0052] Em uma rede de rádio, tendo uma rede celular virtual que está separada logicamente do resto da rede de rádio, também meios de determinação de posição tem que ser incorporados no VNC. Nas Figuras 6A e 6B, um estimador de posição é denotado pelo número de referência 38. Este estimador de posição 38 tem acesso às associações no tradutor de canal 30 e tendo acesso a dados de posição precisos das antenas e dados conectando uma certa portadora com uma certa antena, o estimador de posição 38 pode determinar facilmente uma primeira aproximação da posição móvel. Além disso, uma vez que os dados de DCCH geralmente são modificados dentro do VNC, o estimador de posição 38 também pode ser provido facilmente com informação da lista de vizinhos do terminal móvel. Esta informação pode então ser usada para refinar a estimativa de posição. A estimativa de posição atual como tal pode, porém, ser executada de acordo com procedimentos da técnica

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19/28 anterior bem conhecidos.

[0053] Na Figura 7a, uma situação onde há mais canais disponíveis do que células virtuais, é ilustrada. Nesta figura, os canais de controle são descritos como linhas cheias, enquanto os canais de tráfego são descritos como linhas interrompidas. Três estações base virtuais VBS0 a VBS2 estão incluídas na rede virtual. As estações base virtuais ocupam uma portadora cada uma para sinalização de controle, no exemplo presente, portadoras c₀ a c₂. As portadoras c₃ e c₄ são usadas como canais de tráfego puros também no lado de rede virtual. Sinalização de controle do canal de controle em c0 no lado de rede principal está associada com canais de controle respectivos em c0 a c2 no lado de rede virtual. Também canais de tráfego são associados, não só aos canais dedicados respectivos c0 a c2, mas também aos canais de tráfego gerais em c3 e c4. Em uma concretização, também os canais de tráfego em c3 e c4 podem ser dedicados, isto é, destinados a uma certa estação base virtual. Porém, em outra concretização, os canais de tráfego em c3 e c4 podem constituir um recurso comum para todas as estações base virtuais usarem. Porém, o VNC tem que manter registro sobre quais canais de tráfego comuns que estão em uso.

[0054] Figura 7b ilustra um sistema, onde há mais estações base virtuais do que portadoras disponíveis. Neste caso, só três portadoras c₀ a c₂ estão disponíveis, mas 8 estações base virtuais VBS0 a VBS7. Estações base virtuais VBS0, VBS3 e VBS6 são designadas à mesma frequência de portadora de canal de sinal. O mesmo é verdadeiro para VBS1, VBS4 e VBS7, como também para VBS2 e VBS5. As células correspondendo a estas estações base virtuais são ilustradas esquematicamente na Figura 7c. Aqui, pode ser visto que a rede virtual é arranjada empregando reutilização de portadora, pelo menos para a portadora usada para sinalização de controle. Duas células vizinhas não usam a mesma portadora, enquanto células a distâncias mais longas podem usar. O VNC associa os sinais de controle da portadora c0 no lado de rede principal com uma portadora de sinal de controle correta no lado de rede virtual. BCHs no lado de rede virtual também são providos com dados de identificação de estação base virtual, que torna possível

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20/28 distinguir entre estações base virtuais utilizando as mesmas frequências de portadora. Por exemplo, sinais de controle para VBS0 e VBS3 são transmitidos na mesma frequência de portadora, mas o BCH destinado para VBS0 é diferente do BCH destinado para VBS3. Nesta concretização, as estações base virtuais VBS0-7 só têm acesso a uma portadora cada, que significa que os dados de tráfego, ilustrados por linhas interrompidas, têm que ser associado com a mesma frequência de portadora como é usada para o sinal de controle no lado de rede virtual.

[0055] Das Figuras 6a-b, 7a-c, qualquer um qualificado na técnica percebe que combinações diferentes de utilização de portadora podem ser empregadas. Por exemplo, também uma configuração de rede virtual de reutilização de portadora pode ser combinada com o uso de portadoras de dados de tráfego puro. Em tal configuração, as portadoras de tráfego podem ser dedicadas às específicas das células virtuais ou podem ser usadas como um recurso comum para a rede virtual inteira.

[0056] A implementação das funcionalidades do VNC pode ser feita de muitas maneiras diferentes. Figura 8 ilustra um diagrama de blocos de uma concretização de uma configuração possível. Uma estação base 8 está conectada a um BSC 60. A parte principal da funcionalidade de VNC 20 está colocada na entrada da estação base 8, e pode ser preferivelmente integrada com uma interface de rádio de transceptor 71 da estação base 8. O VNC traduz as portadoras pretendidas e a sinalização de controle usada durante a comunicação com BSC em portadoras de rede virtual e sinais de controle de rede virtual, como descrito acima. A saída do VNC 20 é dividida em saídas para cada portadora de rede virtual pretendida. Cada saída, incluindo uma saída de tráfego de dados e uma saída de sinal de controle ou só uma saída de tráfego de dados dependendo da utilização da portadora em questão, é conectada a uma unidade de transceptor 72. Os sinais de controle e tráfego de dados são processados tipicamente em unidades de operação de erro 80, 81, separadas, antes de serem codificados em uma unidade de codec 82. Os sinais codificados são liberados tipicamente em salvas e os sinais codificados são assim processados em uma unidade de gerenciamento de rajada 83. Sinais de DL são

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21/28 multiplexados sobre os canais disponíveis da portadora em um multiplexador de canal 84 e modulados em um modulador 85. Tráfego de UL é em analogia demodulado em um demodulador 86 e demultiplexado em um demultiplexador de canal 87.

[0057] Na presente concretização, um sistema de antena distribuída é assumido, e todas as portadoras usadas são transferidas às antenas em um cabo de antena comum 17. Os sinais modulados para e da unidade de transceptor 72 são multiplexados em um multiplexador de transferência de antena 74. O multiplexador de transferência de antena 74 e o injetor de BCCH 33 operam como um injetor de sinal de controle (veja Figura 5). Preferivelmente, o sinal de controle contendo portadoras são multiplexados de uma maneira que seja fácil extrair ou filtrar fora. O sinal multiplexado é enviado no cabo de antena 17 e alcança os seletores de sinal 28 em cada antena 14. Os seletores de sinal incluem um filtro 88 ou unidade de separação, que separa fora a portadora contendo os sinais de controle destinados à estação base virtual associada com aquela antena particular e qualquer portadora de tráfego comum, se alguma. Estas portadoras separadas são demultiplexadas em um demultiplexador 89 e modificadas nas características próprias para transmissão. Os sinais das portadoras separadas são então transferidos como ondas eletromagnéticas de radiofrequência pelas antenas 14. As funcionalidades correspondentes estão presentes para comunicação de UL nos seletores de sinal 28 e nas unidades de multiplexação 74, 89.

[0058] Figura 9 ilustra outra concretização da implementação de um VNC em uma estação base. Aqui, as funcionalidades de traduzir portadoras e sinais de controle são providas para DL com relação de, por exemplo, gerenciamento de rajada e codificação. O BSC 60 está conectado a uma interface de rádio de transceptor 71 na estação base 8, e sinais destinados às portadoras diferentes são comutados para unidades de transceptor 72 separadas. As unidades de transceptor 72 são arranjadas de uma maneira ordinária para operação de erro, codificação e gerenciamento de rajada. A saída da unidade de gerenciamento de rajada 83 está, porém, nesta concretização conectada ao VNC 20, que executa tradução necessária

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22/28 de portadoras e dados associados com as estações base virtuais. Os sinais destinados às portadoras de rede virtual diferentes são multiplexados em um multiplexador 74 e transferidos sobre o cabo de antena comum. Os seletores de sinal 28 nesta concretização são, além das unidades de filtragem 88 e demultiplexação 89, também providos com um multiplexador de canal 84, uma unidade de modulador 85, uma unidade de demodulador 86 e um demultiplexador de canal 87, que estão situados normalmente dentro da estação base principal 8. [0059] Muitas outras implementações da presente invenção são possíveis, e a presente proteção não deveria ser restringida apenas às concretizações exemplificativas, mas ao invés, completamente definidas pelas reivindicações de patente anexas.

[0060] A ideia básica da presente invenção - a separação da rede virtual da rede principal, dá vantagens possíveis adicionais. Uma vez que as estações base de rede virtual só são usadas na rede virtual, a rede principal pode ser totalmente não ciente da existência dela. Porém, para prover uma determinação de posição melhorada, o conhecimento das posições de estação base virtual tem que ser utilizado. Isto significa que também a funcionalidade de determinação de posição tem que ser provida pelo VNC ou qualquer servidor conectado a ele, como descrito brevemente acima. O VNC tem o conhecimento total da configuração de rede virtual, e os terminais móveis conectados a ele enviam continuamente relatórios de medição correspondendo às suas listas de vizinhos. Uma determinação de posição precisa pode, por esse meio, ser provida.

[0061] Em situações onde a estação base incluindo o VNC é operada, por exemplo, por uma empresa ou uma autoridade, poderia valer a pena proteger este posicionamento preciso. Conhecimento sobre como os padrões de movimento de um terminal móvel específico podem ser usados, por exemplo, para planejar ataques terroristas ou para espionagem industrial. Em tal caso, a operadora pode escolher manter o segredo da posição precisa para o resto da rede de comunicação. A única informação dada à rede externa será a existência do terminal móvel em algum lugar dentro da célula da estação base. Os relatórios de medição do terminal móvel, isto

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23/28 é, sua lista de vizinhos, tem que ser modificados, por conseguinte, antes de serem encaminhados à rede externa. Figura 10 ilustra tal modificação de lista de vizinhos. No lado esquerdo, uma lista de vizinhos para uso interno na rede virtual é ilustrada. Esta lista inclui entradas correspondendo a medições de sinais de estação base virtual, denotadas por um V inicial, e medições de sinais de estação base ordinária. O VNC está incluído em uma estação base, que para a rede externa é denotado por A. O VNC modifica a lista de vizinhos antes que seja encaminhada à rede externa. Como a primeira entrada é uma estação base virtual, esta entrada é tomada como o sinal principal para a rede virtual inteira. Os valores de medição, por exemplo, qualidade de condição de rádio, são mantidos, mas agora se referindo à estação base normal A. Entradas de estação base virtual restantes são removidas e só as entradas de estação base ordinárias são mantidas. A rede principal recebe a lista de vizinhos modificada e pode usar isto para uma determinação de posição menos precisa.

[0062] Se uma posição precisa deve ser exportada à macro rede, isto é, à rede fora da rede local, isto deve ser operado e autorizado pelo VNC e/ou pela unidade de posicionamento. Em um sistema, onde a estimativa de posição local é mantida em segredo, há preferivelmente uma funcionalidade que anula este segredo quando uma chamada de emergência é iniciada. Uma chamada de emergência poderia ser detectada pelo VNC, que então pode prover a operadora pela informação de posição completa.

[0063] As situações quando um terminal móvel entra ou deixa a rede virtual solicitam alguns arranjos adicionais. Na Figura 11A, um edifício 120 está equipado com uma rede virtual de nove células virtuais 121-129, mas é externamente considerado como uma célula 140. O edifício 120 tem uma entrada 130, que está coberta pela célula virtual 121. Uma vez que o uso da rede virtual só é interessante ao entrar pela entrada 130, a célula virtual 121 pode ser usada como uma célula virtual de entrada. Esta célula virtual então tem preferivelmente o mesmo BSIC e frequência de portadora de controle como a célula externa 140.

[0064] Quando um terminal móvel é transferido para célula 140, que é controlada

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24/28 por uma estação base tendo um VNC, o terminal móvel é entrado na rede virtual. O terminal móvel recebe informação sobre BSICs de célula virtual e frequências de portadora de controle para pesquisar do VNC. O VNC também assume handover e rotinas de estimativa de posição. As estações base virtuais por esse meio aparecerão na lista de vizinhos. Quando o terminal móvel se move ao redor de dentro do edifício 120, handover para outras células virtuais será executado pelo VNC. O BSC ainda imagina que o terminal móvel está na célula 140.

[0065] Quando o terminal móvel deixa o edifício e os sinais da célula virtual 121 se tornam muito baixos, células externas estão novamente disponíveis no topo da lista de vizinhos, e o terminal móvel solicita um handover para uma destas células. O VNC reconhece esta célula como uma célula externa e retorna o controle de handover ao BSC.

[0066] A fim de evitar que uma estação móvel que está presente em uma célula na rede virtual diferente da célula virtual 121 solicite um handover para uma célula externa, o VNC pode remover quaisquer células externas da lista de medição. Uma alternativa é prover células externas na lista de vizinhos com um indicador que indica que handover para aquela célula não é permitido. Outra alternativa é que o próprio VNC mantenha rastro de quais operações de handover são permitidas. Como todos os handovers de uma célula virtual tem que ser operados pelo VNC, o VNC pode negar facilmente solicitações de handover para células externas, exceto para estações móveis presentes na célula virtual 121.

[0067] Na Figura 11B, o edifício 120 tem duas entradas. A célula virtual de entrada 121 aqui tem que estar presente em ambas as entradas. A operação então segue os princípios previamente descritos. Uma desvantagem pequena neste contexto é que uma estimativa de posição pode ter dificuldades em distinguir entre entradas diferentes 130.

[0068] Na Figura 11 C, outra concretização é ilustrada, que opera facilmente com múltiplas entradas 130. Aqui, a célula externa 140 da estação base associada com o edifício 120 é coberta através da área de edifício inteira. Os sinais de controle e BSIC estão disponíveis em todo lugar. Porém, quando um terminal móvel entra

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25/28 nesta célula, o terminal móvel será automaticamente transferido pelo VNC para uma célula virtual, que por esse meio, proverá a estimativa de posição melhorada. A célula externa 140 também será mantida assim a um baixo nível de uso, que assegura capacidade livre para estações móveis entrando ou deixando o edifício. Tal canal de controle comum será usado consequentemente como uma interface entre a rede virtual e a rede principal.

[0069] A tradução de portadoras e canais diferentes de portadoras entre a rede externa e a rede virtual pode causar algumas complicações menores. Se uma única portadora para sinais de controle e várias portadoras de canal de tráfego puro forem usadas na rede externa, mas todas as portadoras forem usadas para sinais de controle para estações base virtuais diferentes, o número de canais de tráfego na rede virtual é menor do que na rede externa. A rede externa, assim, tem que ser informada sobre haver uma tal limitação na quantidade total de recursos disponíveis. Porém, a configuração exata destes recursos pode não ser necessária de saber. [0070] O VNC torna possível manter algum segredo de informação dentro da rede virtual. O VNC também é adequado para adicionar outras funcionalidades. Em uma área coberta por uma estação base, por exemplo, um edifício, pode haver certas subáreas, para as quais há certas regras para usar terminais móveis. Em um hospital, os terminais móveis podem influenciar equipamento médico vital e, portanto, o uso de terminais móveis é frequentemente proibido em muitas áreas de hospital. Porém, poderia haver muitos locais dentro de um hospital onde o uso de terminais móveis pode ser admitido de qualquer maneira. Se um hospital estiver coberto por uma rede virtual, o VNC pode determinar o local preciso de todo terminal móvel. Se um terminal vier perto de uma área, na qual terminais móveis são proibidos, o VNC pode tanto enviar uma notificação ao usuário, ou desconectar simplesmente o terminal móvel.

[0071] Outra aplicação adequada para integrar em um VNC poderia ser autorização de entrada. Se um terminal móvel entrar em uma área, na qual só pessoal autorizado está permitido trazer terminais móveis ativos, o VNC pode com relação a, por exemplo, um procedimento de handover, solicitar uma prova de

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26/28 autorização do usuário do terminal móvel. Se o usuário não puder prover uma tal verificação de autorização, o VNC pode desconectar a chamada. Também, se um terminal móvel tentar se conectar quando já estando em uma área restrita, o VNC pode solicitar tais verificações de autorização.

[0072] Controle de potência é outra característica na qual o VNC preferivelmente opera como um moderador ou meio de tradutor. Comandos e medições do terminal móvel e do BSC são traduzidos em informação que faz sentido no ambiente de célula respectivo. Os detalhes das implementações atuais não serão discutidos adicionalmente.

[0073] O método de administração de acordo com a presente invenção está visando principalmente administração em sistemas de rádio móvel celulares. GSM é o padrão de radiotelefonia móvel usado nas concretizações exemplares apresentadas nesta exposição. Porém, a presente invenção também é aplicável em outros sistemas de rádio móvel celulares e seus padrões relacionados, tais como, por exemplo, outros padrões de rádio baseados em tecnologia TDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo), CDMA (Acesso Múltiplo por Divisão de Código), CDMA de Banda Larga (WCDMA) e TDD (Duplexação por Divisão de Tempo).

[0074] Nas concretizações baseadas em GSM descritas acima, a estação base é a estação de acesso de rádio usada em GSM. Igualmente, o controlador de estação base é o exemplo de GSM de um controlador de estação de acesso de rádio. Em outros sistemas, estes tipos de nós existem, mas às vezes sob nomes um pouco diferentes. Em WCDMA, por exemplo, pontos de acesso e controladores de rede de rádio correspondem a estações de acesso de rádio e controladores de acesso de estação de rádio, respectivamente. Em aplicações de 3G, a estação base é tipicamente denotada nó B. Na exposição presente, estação de acesso de rádio é destinado a compreender todos os tipos diferentes de estações base, nós B, pontos de acesso, etc., de acordo com o método de comunicação usado.

[0075] Nas concretizações baseadas em GSM descritas, o intervalo de tempo constitui um canal físico. O canal físico é a menor parte de um recurso de rádio que pode ser alocada a um único usuário particular. Uma frequência de portadora pode,

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27/28 por esse meio, ser vista como um conjunto de intervalos de tempo (ou canais físicos) que todos estão disponíveis para uso por uma estação base particular. A estação base também pode ter acesso a mais de uma portadora de frequência, isto é, a mais de um conjunto de canais físicos.

[0076] Em WCDMA, o canal físico é usado por um código particular, tipicamente uma combinação de um código de embaralhamento e um código de canalização. Cada ponto de acesso pode usar tipicamente canais físicos tendo um código de embaralhamento particular, em princípio independente dos códigos de canalização usados. O conjunto naturalmente definido de canais físicos disponíveis para uso por uma estação de acesso de rádio particular é em WCDMA caracterizado por um código de embaralhamento particular.

[0077] Também em outros sistemas de comunicação celulares, há uma unidade de recurso alocável menor, na presente exposição chamada um canal físico. Cada estação de acesso de rádio tem além disso tipicamente acesso a um certo conjunto de canais físicos, predefinidos durante planejamento de célula ou não. Os princípios relativos a portadoras e intervalos de tempo nas concretizações acima são, portanto, geralmente aplicáveis a conjuntos de canais físicos e aos próprios canais físicos. [0078] As etapas principais de uma concretização de um método de acordo com a presente invenção são ilustradas na Figura 12. O procedimento começa na etapa 200. Na etapa 210, sinais de controle associados com uma primeira estação base virtual são providos a uma primeira antena. Na etapa 212, sinais de controle associados com uma segunda estação base virtual são providos a uma segunda antena. Um handover entre as primeira e segunda estações base virtuais é executado em uma estação base comum controlando ambas as estações base virtuais na etapa 214. O procedimento é terminado na etapa 299.

[0079] As concretizações descritas acima devem ser entendidas como alguns exemplos ilustrativos da presente invenção. Será entendido por aqueles qualificados na técnica que várias modificações, combinações e mudanças podem ser feitas às concretizações sem se afastar do escopo da presente invenção. Em particular, soluções de parte diferentes nas concretizações diferentes podem ser combinadas

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28/28 em outras configurações, onde tecnicamente possível. O escopo da presente invenção está, porém, definido pelas reivindicações anexas.

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Claims (37)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Estação de acesso de rádio (8), tendo acesso a m conjuntos de canais físicos (c₀-c₄), m sendo um inteiro maior que 1; e tendo saída de antena para conexão a n antenas (14), n sendo um inteiro maior que 1, caracterizada pelo fato de compreender:

   um controlador de rede virtual (20), incluindo um tradutor de canal (30), associando mutuamente canais usados para comunicação com um controlador de estação de acesso de rádio (60) com canais físicos dos conjuntos de canais físicos (c0-c4) usados pelas n antenas (14);

   o controlador de rede virtual (20) sendo arranjado para controlar operações de handover entre um primeiro conjunto de canais físicos dos m conjuntos de canais físicos (c0-c4) e um segundo conjunto de canais físicos dos m conjuntos de canais físicos (c0-c4).
2. 2. Estação de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que:

   o controlador de rede virtual (20) é arranjado para prover sinais de controle associados com uma primeira estação de acesso de rádio virtual no primeiro conjunto de canais físicos destinados a uma primeira antena das n antenas (14); e o controlador de rede virtual (20) sendo arranjado para prover sinais de controle associados com uma segunda estação de acesso de rádio virtual, diferente da primeira estação de acesso de rádio virtual, no segundo conjunto de canais físicos destinados a uma segunda antena das n antenas (14).
3. 3. Estação de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o controlador de rede virtual (20) é arranjado para terminar informação associada com as estações de acesso de rádio virtuais separadas, e só comunicar a informação associada com a estação de acesso de rádio como um todo ao controlador de estação de acesso de rádio (60), por meio de que um terminal móvel conectado (6) experimenta as n antenas (14) como antenas

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   2/7 de células separadas (7), enquanto o controlador de estação de acesso de rádio (60) experimenta as n antenas (14) como antenas de uma única célula (4).
4. 4. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o controlador de rede virtual (20) compreende adicionalmente meios (38) para estimativa de posição com base em listas de vizinhos (100; 110).
5. 5. Estação de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o controlador de rede virtual (20) compreende adicionalmente meios para modificar listas de vizinhos (100; 110) de terminais móveis conectados (6) para encaminhar ao controlador de estação de acesso de rádio (60).
6. 6. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a saída de antena é uma saída de um cabo de antena comum (17).
7. 7. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o controlador de rede virtual (20) compreende um injetor de sinal de controle de broadcast (26, 33).
8. 8. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das n antenas (14) está conectada por um cabo de antena separado.
9. 9. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que a estação de acesso de rádio é selecionada da lista de:

   estação base; ponto de acesso; e nó B.
10. 10. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a estação de acesso de rádio opera de acordo com GSM, por meio de que os conjuntos de canais físicos são portadoras de frequência (c0-c4) e os canais físicos são intervalos de tempo.

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11. 11. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a estação de acesso de rádio opera de acordo com CDMA ou WCDMA, por meio de que os conjuntos de canais físicos são particularizados por códigos de embaralhamento e os canais físicos são particularizados por códigos de canalização.
12. 12. Estação de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que compreende meios para restringir uso de terminais móveis em áreas cobertas pela estação de acesso de rádio.
13. 13. Estação de acesso de rádio de acordo com reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que os meios para restringir uso compreendem meios de notificação, enviando uma notificação para um terminal móvel ao entrar em uma área de uso restrito.
14. 14. Estação de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo fato de que os meios para restringir uso compreendem meios de desconexão, desconectando comunicações para um terminal móvel estando em uma área de uso restrito.
15. 15. Estação de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 12, 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que os meios para restringir uso compreendem meios de autorização, solicitando uma verificação de autorização de um terminal móvel estando dentro ou entrando em uma área de uso restrito.
16. 16. Rede de acesso de rádio, compreendendo: controlador de estação de acesso de rádio (60);

    estação de acesso de rádio (8), tendo acesso a m conjuntos de canais físicos (00-04), m sendo um inteiro maior que 1; e n antenas (14) conectadas à estação de acesso de rádio (8), n sendo um inteiro maior que 1;

    caracterizada pelo fato de que:

    a estação de acesso de rádio (8) compreende um controlador de rede virtual (20), compreendendo um tradutor de canal (30), associando mutuamente

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    4/7 canais usados para comunicação com o controlador de estação de acesso de rádio (60) com canais físicos dos conjuntos de canais físicos (co-c4) usados pelas n antenas (14);

    o controlador de rede virtual (20) sendo arranjado para controlar operações de handover entre um primeiro conjunto de canais físicos dos m conjuntos de canais físicos (00-04) e um segundo conjunto de canais físicos dos m conjuntos de canais físicos (c0-c4).
17. 17. Rede de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 16, caracterizada pelo fato de que:

    o controlador de rede virtual (20) é arranjado para prover sinais de controle associados com uma primeira estação de acesso de rádio virtual no primeiro conjunto de canais físicos destinados a uma primeira antena das n antenas (14); e o controlador de rede virtual (20) sendo arranjado para prover sinais de controle associados com uma segunda estação de acesso de rádio virtual, diferente da primeira estação de acesso de rádio virtual, no segundo conjunto de canais físicos destinados a uma segunda antena das n antenas (14).
18. 18. Rede de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizada pelo fato de que o controlador de rede virtual (20) é arranjado para terminar informação associada com as estações de acesso de rádio virtuais separadas, e só comunicar a informação associada com a estação de acesso de rádio como um todo ao controlador de estação de acesso de rádio (60), por meio de que um terminal móvel conectado (6) experimenta as n antenas (14) como antenas de células separadas (7), enquanto o controlador de estação de acesso de rádio (60) experimenta as n antenas (14) como antenas de uma única célula (4).
19. 19. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizada pelo fato de que o controlador de rede virtual (20) compreende adicionalmente meios para estimativa de posição com base em listas de vizinhos (100; 110).
20. 20. Rede de acesso de rádio de acordo com a reivindicação 19,

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    5/7 caracterizada pelo fato de que o controlador de rede virtual (20) compreende adicionalmente meios para modificar listas de vizinhos (100; 110) de terminais móveis conectados (60) para encaminhar ao controlador de estação de acesso de rádio (60).
21. 21. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizada pelo fato de que as n antenas (14) estão conectadas por um cabo de antena comum (17).
22. 22. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 21, caracterizada pelo fato de que compreende seletores de sinal (28) em cada uma das n antenas (14) e em que o controlador de rede virtual (20) compreende um injetor de sinal de controle de broadcast (26, 33).
23. 23. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma das n antenas (14) está conectada por um cabo de antena separado.
24. 24. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 23, caracterizada pelo fato de que a estação de acesso de rádio é selecionada da lista de:

    estação base; ponto de acesso; e nó B.
25. 25. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 23, caracterizada pelo fato de que o controlador de estação de acesso de rádio é selecionado da lista de:

    controlador de estação base; e controlador de rede de rádio.
26. 26. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 25, caracterizada pelo fato de que a rede de acesso de rádio opera de acordo com GSM, por meio de que os conjuntos de canais físicos são portadoras de frequência (c0-c4) e os canais físicos são intervalos de tempo.
27. 27. Rede de acesso de rádio de acordo com qualquer uma das

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    6/7 reivindicações 16 a 25, caracterizada pelo fato de que a rede de acesso de rádio opera de acordo com CDMA ou WCDMA, por meio de que os conjuntos de canais físicos são particularizados por códigos de embaralhamento e os canais físicos são particularizados por códigos de canalização.
28. 28. Método para administrar uma parte de uma rede de comunicação móvel, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de:

    executar, em uma estação de acesso de rádio (8), um handover de uma comunicação entre conjuntos de canais físicos (c₀-c₄) de duas antenas (14) controladas pela estação de acesso de rádio (8).
29. 29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que o handover é executado transparentemente com respeito a um controlador de estação de acesso de rádio (60) controlando a estação de acesso de rádio (8).
30. 30. Método de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de:

    prover sinais de controle associados com uma primeira estação de acesso de rádio virtual em um primeiro conjunto de canais físicos destinados a uma primeira antena; e prover sinais de controle associados com uma segunda estação de acesso de rádio virtual, diferente da primeira estação de acesso de rádio virtual, em um segundo conjunto de canais físicos destinados a uma segunda antena.
31. 31. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de:

    associar adaptavelmente canais físicos de estações de acesso de rádio virtuais com canais de comunicação de uso entre a estação de acesso de rádio (8) e o controlador de estação de acesso de rádio (60).
32. 32. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 31, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de:

    estimar, na estação de acesso de rádio (8), uma posição de um terminal móvel (6) conectado a uma estação de acesso de rádio virtual.
33. 33. Método de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de

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    7/7 que a etapa de estimar é baseada em um conteúdo de uma lista de vizinhos.
34. 34. Método de acordo com a reivindicação 32 ou 33, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente a etapa de:

    restringir uso de um terminal móvel em áreas cobertas pela estação de acesso de rádio.
35. 35. Método de acordo com a reivindicação 34, caracterizado pelo fato de que a etapa de restringir uso compreende a etapa de notificar um terminal móvel ao entrar em uma área de uso restrito.
36. 36. Método de acordo com a reivindicação 34 ou 35, caracterizado pelo fato de que a etapa de restringir uso compreende a etapa de desconectar comunicação para um terminal móvel estando em uma área de uso restrito.
37. 37. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 34, 35 ou 36, caracterizado pelo fato de que a etapa de restringir uso compreende a etapa de solicitar uma verificação de autorização de um terminal móvel estando dentro ou entrando em uma área de uso restrito.

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